TW200533228A - Organic light-emitting diode display assembly for use in a large-screen display application - Google Patents
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200533228 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於使用在大螢幕顯示裝置的有機發光二 極體顯示總成,而且也關於使用這種總成的大螢幕顯示 器。 【先前技術】 已知有機發光二極體,簡稱〇LED,能夠被使用於製造 顯示器。 Ο L E D技術包括有機冷發光材料,其當三夾於電極並接 受D C電流時’會產生多種色彩的強烈光線。這些〇 l e d 結構能夠被結合進照相元件(p i c t u r e e 1 e m e n t)或者是構成 一藏示益的像素。O L E D也能夠在許多裝置當中有效地當 作離散發光裝置或發光陣列或是顯示器的主動元件,諸如 錶、電話、膝上電腦、傳呼器、行動電話、電算器這一類 當中的平面顯示器。迄今,發光陣列或包含0LED技術之 顯示器的使用,被諸如上述之小螢幕裝置所大大的限制。 由於處理更筒品質與更局的解析度之大螢幕顯示裝置之 需求,工業界被導向轉向發展替代舊型led (發光二極體) 以及液晶顯不器(LCD)之顯示技術。舉例來說,LCD無 法提供大型顯示器市場需求之亮度、高亮度輸出、大視角 以及速度需求,同時LED無法在可負擔的代價達到高解 析度之需求。相比之下,OLED技術可保證亮度、在寬闊 視角下的高解析度鮮豔色彩。然而,在大型螢幕顯示裝置 中的OLED技術之使用,諸如室內外體育館顯示、大型行 200533228 銷廣告顯示以及大眾資訊顯示皆尙在發展階段。 關於在大螢幕裝置當中的〇 L E D技術之使用,存有許多 技術性的挑戰。其中之一就是〇 LE D顯示依靠於許多的外 部環境因素,包括周遭光線、濕度與氣溫而被期待能夠提 供寬闊的色彩之動態範圍、對比以及光強度。舉例來說, 當在白天時戶外顯示器需要產生更多的白光對比,並且在 夜晚時需要顯示大量的灰階。此外,在明亮太陽光當中光 輸出必須更大,並且在更暗,惡劣的氣象條件等時則需要 更低。OLE D裝置所產生之光發射的強度,直接與驅動該 裝置的電流量成比例。因此,需要更多光輸出,就需要更 多餽入像素之電流。此外,限制OLED裝置之電流則可減 低光輸出。 經由定義,一個像素就是在一個圖形影像當中可程式化 的一個點或單位。然而,一個像素可包含次像素之排置, 舉例來說,有紅、綠與藍次像素。 習知之0LED顯示器係根據共陰極組態排列,並且因而 藉由共陰極驅動電路驅動。在這種共陰極驅動電路當中, 電流源被排列在個別之陽極以及正電源供應之間,同時陰 極係共同的電氣連結接地。結果,電流與電壓並不互相支 配,結果小電壓變動導致相當的大電流變動,其更具有光 輸出變動之後果。再者,在共陰極組態當中,定常電流源 涉及於正電源供應,因此再度的任何小電壓變動導致電流 變動。因此之故,共陰極組態造成依靠精確電流控制之光 200533228 輸出之控制變的更困難。 另一個在大型螢幕顯示裝置當中使用〇 L E D之考量係爲 像素之物理尺寸。大的發射區域更被可見並且可使其本身 達到被需求之色彩、對比與亮度之寬闊動態範圍。結果, 具有比習知小型螢幕顯示器之OLED架構更大區域之 Ο LED裝置架構是被需要的。在一小螢幕裝置當中,像素 距典型爲 〇.3mm或更小,並且舉例來說,像素區域只有 0.1mm2。相比之下,在一大型螢幕裝置中,像素距可爲. 1 .0mm或更大,從而允許像素區域大於0.3到50 mm2 (間 距可變動至l〇mm與50 %之充塡因子)然而,大的裝置面 積之後果爲與小OLED架構相比之下,大型OLED裝置具 有相對高的固有電容。由於這些固有電容,在操作中,g 達到OLED裝置的定限電壓就要額外的充電時間。此充胃 時間限制該裝置的開/關率,並且因而不利的影響到全n 顯示亮度以及效能。再者,除了 OLED架構本身,當設計 O LE D驅動電路時,其他電容源也要被考慮在內,諸如額 外的導線阻抗以及實體封裝內之導線的電容。 使用OLED技術之大型螢幕顯示裝置的另一考量是大型 螢幕總成本身。一熟知的鋪磚(tiling )技術可使用來實 現大型二維螢幕面積。更特別地是,小型OLED顯示裝置 之陣列可被以行與列安排,變成對觀察者而言無縫的大型 顯示器。結果,進一步的技術挑戰爲發展用於OLED顯示 總成的封裝技術,以當總成後,實現此無縫的大型螢幕顯 200533228 示器。 一 O L E D顯示總成之範例可在美國專利第2 0 〇 2 / 0 Q 8 4 5 3 6 號’名稱爲『互連電路板總成以及生產互連電路板的方法』 當中發現。這個專利案件描述一電氣總成,其係經由兩個 互連電路板所形成。導電間隔物以及導電材料被配置在電 路板上的互補結合襯墊之間。該導電間隔物係被能夠在裝 上電路板程序時維持其本身之機械性完整的材料所形成。 該導電材料爲焊錫或使用爲物理地附著電路板之導電黏著 劑。此外’一絕緣材料被插入介於電路板的介面區。該絕 緣材料在電路板之間提供額外的機械連接。在一實施例 中,一電路板包括一支持OLED陣列之玻璃平板,並且其 他的電路板爲陶瓷電路板。共同的,該互連電路板總成形 成一平板顯示器的一部份。然而,這種已知專利申請之電 路板總成並不適合用於一大型螢幕顯示裝置。 【發明內容】 因此’本發明之第一個目的爲提供有關於改良使用共陰 極組態之習知OLED顯示器之一有機發光二極體顯示總 成。 爲這目的,本發明提供用於使用在大螢幕顯示裝置的有 機發光二極體顯示總成,包括一顯示裝置,其包含有陰極 與陽極之複數有機發光二極體(OLED),前述顯示總成也 另外包括了由陰極線與陽極線所形成之電極線,並且至少 一驅動裝置包括個別的電流源,前述之顯示總成之特徵 爲:有機發光二極體(OLED )以共陽極組態排列,前述 200533228 驅動裝置被組態爲共陽極驅動裝置。 最佳地’在這個有機發光二極體顯示總成當中,電流源 關連於地’更特別的是,其係在每個個別的〇 LED之單獨 的陰極與地之間被排列。 再者’個別OLED之陽極被共同電氣地與正電源供應連 接。 結果使用完全不同於一般OLED顯示器之共陽極組態, 並且與已知之共陰極組態者相反的是,電流以及電壓大大 的不彼此相依,並且小電壓變動不會導致電流變動,從而 減低了更進一步的光輸出變動之結果。再者,在被聲明的 共陽極組悲當中’常態電流源最佳係參考不會變動的地 端,任何電流變動由於其之參考會被減除。因此之故,被 聲明的共陽極組態適合在一大型顯示裝置當中的光發射所 需的精確控制。 本發明之另一個目的爲提供一 Ο L E D顯示器總成,其設 置有經改善之電氣連接之排列,使得該顯示器更能夠最佳 化的使用於前述之共陽極組態。 本發明再另一個目的爲提供一 0 L E D顯示器總成以及一 架構,其適合於克服在OLED顯示裝置當中用爲電極線之 材料之高寄生串聯電阻。當使用典型的材料時,諸如薄膜 銦錫氧化物(IT0)在共陽極組態被用於陽極,寄生串列電 阻會干擾顯示器的良好功能。 本發明再另一個目的爲提供一 〇 L E D顯示器總成與架 200533228 構,其適合用來克服OLED裝置本身,在一用於大型螢幕 顯示裝置之共陽極組態中的高寄生電容。 本發明再另外一個目的爲提供一 〇 LED顯示器總成與架 構,其適合用於鋪磚(t i Π n g)形式,使得其能夠實現無縫大 型螢幕顯示器。 爲了實現一個或以上之上述額外目的,本發明之有機發 光二極體顯示總成,最佳係更特徵爲:至少上述顯示裝置 之一部份,係藉由經過一互連系統個別電氣連接到至少一 個裡襯、元件而背後耦合。再最佳,所有顯示裝置之電氣連 接,係背後耦合到至少一個裡襯元件。 透過使用顯示裝置之電氣連接係透過互連系統背後耦合 到至少一個裡襯元件的安排,換句話來說就是藉由在顯示 裝置的後側從其他不同的地方提供局部互連,朝向對應或 大體上對應到裡襯元件的區域,而產生一種新的可能性, 其極度有利於0LED的共陽極組態之結合。 舉例來說,此種安排允許電極線之互連區域到一驅動裝 置的電子元件,換句話來說到顯示驅動器,能夠被從顯示 陣列的邊緣移開,從而降低用於一鋪磚顯示器之磚格之間 所需的最小接縫。更特別的是,藉由本發明之安排,能夠 排除從顯示器磚格之邊緣延伸之可撓性連接條之使用,並 且能夠實行無縫式大型螢幕顯示器。在此,無縫所指的是 兩個隨後的像素之間的距離屬於一個磚格,並且一鄰近的 磚格一致於或大體上一致於一個磚格當中的兩個隨後的像 -10- 200533228 素之間的距離。 最佳的是,上述背櫬元件由印刷電路板(P C B )所組成, 且沿著顯示裝置的後側延伸。更最佳的是,至少一部份使 用於驅動個別的磚格0 LED之驅動電路的電子元件,係安 裝於印刷電路板側,相對於該側的地方,係設置有互連系 統。這樣的話,即可獲得一個非常緊密的磚格形狀的架構, 其大體上由顯示裝置所構成,而該顯示裝置係藉由包括至 少一個封應於驅動電路兀件的印刷電路板所背観。 根據本發明的一個特別的觀點,該顯示裝置包括複數個 電極線,至少一些電極線包括電極,其係背後耦合到背櫬 元件之上的對應的傳導線,使得使用爲所謂的電極線的傳 導材料之寄生串聯電阻可以減低。 再根據一個特別的觀點,至少一些連接係背後耦合於背 櫬元件上的對應的傳導線,或者,換句話來說,耦合於印 刷電路板之上,使得OLED顯示裝置本身的寄生電容能夠 降低。 發明更特別的特徵以及特點將會從詳細的敘述以及申請 專利範圍而變的更加淸晰。 【實施方式】 本發明爲一 〇 L E D顯示器總成或架構,適合用於大型螢 幕顯示裝置。換句話說一些諸如此類的顯示器總成能夠以 列或行安裝,以形成一大型螢幕顯示器。本發明之OLED 顯示器總成包括一像素陣列裝置,下文稱之爲顯示裝置, 其排置爲被動陣列共陽極組態、一印刷電路板(p C B )用 -11- 200533228 於安裝該驅動電路裝置,及一背後耦合互連系統 其之間,提供電氣連接,並且形成該像素陣列 P C B。再者,本發明之〇 L E D顯示器總成包含多 陰極互連,從而可提供用於減低導線的寄生電阻 冗餘。 Ο LED材料存在於不同種類當中,舉例來說, 達(羅契特,紐約)使用的小分子(small-molecule 劍橋顯示科技(劍橋,英國)發展與使用的聚合 技術、DOW 化學(Midland,MI)與 Covion 有機 司(法蘭克福,德國)、劍橋顯示科技(劍橋, 使用的dendrimer OLED技術,以及通用顯示器 公司(E w i n g,N J )所使用的磷光性〇 L E D技術。如 之用於大螢幕顯示設備之0 LED顯示器總成與架 所有上述的〇 L E D材料。 第1與2圖分別闡釋根據本發明之〇 L E d顯示器 (未照比例繪製)之上視與側視圖。〇 L E D顯示器 包括一 OLED顯示裝置112,其透過一互連系統 後耦合至一印刷電路板或P C B。安置於P C B 1 1 4 相對於互連系統1 1 6者爲複數之驅動/控制裝置1 Ο LED顯示裝置U2包括一用非導體、透明材 玻璃所形成的基板1 2 0。沈殿在基板1 2 0之上者 陣列1 2 2 ’其係由複數之以陣列排列的像素1 2 4 PCB 114爲一由皆知的材料例如陶瓷或FR4所形 , 二夾在 裝置與該 種陽極與 與電容之 伊士曼科 )OLED、 物 OLED 半導體公 英國)所 股份有限 下所揭示 構適合用 卜總成1 0 0 :總成1 0 0 1 1 6係背 之側並且 1 8 〇 料、諸如 爲一像素 所形成。 成的習知 -12- 200533228 PCB。PCB 1 14包括用於從〇LED顯示裝置1 12以及驅動/ 控制裝置1 1 8的電氣信號與電力連接的線路。一多孔的圖 案用於用於電氣連接浮現在0 L E D顯示裝置1 1 2表面,面 對P C B 11 4之顯示裝置1 1 2的基板1 2 0。同樣的,一多孔 之圖案電氣連接浮現在面對0LED 1 1 2之PCB 1 1 4表面的 PCB 114之線路。PCB 114之多孔圖案爲0LED顯示裝置 Π 2之鏡像圖案。0 L E D顯示裝置1 1 2與p C B 1 1 4係依照 互連系統116三夾於0LED顯示裝置112與PCB 114之間, 以提供OLED顯示裝置112的通孔與大體連接於驅動/控 制裝置1 1 8之PCB 1 1 4之通孔間的電氣連接的方式實體地 安排。這些熟練技巧者將會領會存在於P C B 1 1 4的許多的 標準信號與電力連接,但爲了簡化並未顯示。互連系統1 1 6 爲任何一種皆知的背後耦合附著技術,其提供低電容性、 低電阻性電氣路徑,諸如焊料球(solderball )附著技術、 彈性體或彈簧針腳(P 0 g 〇 - p i n s )。第3圖到第1 0圖提供一 種0 LED顯示器總成100的電路佈局與架構的細節。 第3圖說明根據本發明之像素陣列1 2 2的小區段。更特 別的是,第3圖解釋了,舉例來說,以行跟列排置的像素 124的3x3矩陣,即是,像素124a、像素124b、像素124c、 像素124d、像素124e、像素124f、像素l24g、像素124h 與像素124j。再者,像素124a、像素l24d與像素124g 係被包含在局部A當中,其係在第4圖當中更加以闉述。 第4圖闡述了使用了如第3圖所示的像素陣列1 1 2之區 -13- 200533228
段的根據本發明的〇 L E D驅動電路3 0 0之槪要圖式。更特 別的是,第3圖的局部Α係被擴大,以顯示像素陣列1 2 2 係被複數之紅色 〇 L E D ( R - Ο L E D s ) 3 1 0、綠色 Ο L E D s ( G -OLEDs)3 12以及藍色OLEDs ( B -〇L E D s ) 3 1 4所組成,其皆 爲用於形成像素1 2 4的次像素。每一個像素1 2 4包括一 R-OLED 310、— G-OLED 312 與一 B-OLED 314。舉例來 說,像素 124a 包括一 R-OLED 310a,一 G-OLED 312a 與一 B-OLED314a;像素 124d 包括一 R-OLED 3 10b, — G-OLED 312b,以及一 B-OLED 314b;並且像素 124g 包括一 R-OLED 310c,— G-OLED 312c,以及一 B-OLED 314c〇 每 一個OLED 310,312,或314在當接合面施以滿足其電流 供應的順相偏壓時會發光,此爲眾所皆知者。 第4圖顯示,根據本發明之0LED陣列係採用共陽極組 態。R-OLED 310a,G-OLED 312a,與 B-OLED 314a 之陽 極係電氣連接到陽極線卜R-OLED 310b,G-OLED 312b,與 B-OLED314b之陽極係電氣連接到陽極線2,並且R-OLED 310c,G-OLED 312c,與B-OLED 314c之陽極係電氣連接 到陽極線3。再者,R-OLEDs 310a,310b,與310c之陰極 係電氣連接到陰極線4,G-OLEDs 312a,312b與312c之 陰極係電氣連接到陰極線5,並且B - 0 L E D s 3 1 4 a,3 1 4 b與 3 1 4c之陰極係電氣連接到陰極線6。 一正電壓(+VBANK)典型的係介於3伏特的範圍當中(即 是,臨界電壓1.5 V至2V加越過電流源的電壓,通常爲 -14- 200533228 0.7 V ),並且係透過複數的開關3 1 6電氣地連接到每一個 個別的陽極線,爲1 5 - 2 0 V。開關3 1 6係習知的主動開關 裝置,諸如MOSFET開關或具有適當的電壓與電流功率等 級的電晶體。更特別的是,一 +VBANK1係藉由一開關3 16a 電氣連接到陽極線1,一 +VBANK2係藉由一開關316b電氣 連接到陽極線2,一 +VBANK3係藉由一開關316c電氣連接 到陽極線3。電流源(ISC)Uue) 3 1 8係藉由複數之開關320電 氣連接到每個個別的陰極線。更特別的是,電流源 3 18驅動陰極線4。串列連接於電流源(Is〇umJ 3 18a與地 者爲一開關3 2 0a。電流源(Is_ee) 318b驅動陰極線5。串 列連接於電流源(Is〇u…)318b與地者爲一開關320b。電流 源d — J 3 18C驅動陰極線 6。串列連接於電流源 (ISQU_)318C 與地者爲一開關 3 2 0 C。 ISQurees 318 爲習知 電流源,能夠供應典型爲5到5 0 m A的常態電流。常態電 流裝置之範例包含Toshiba TB62705 ( 8位元常態電流LED 驅動器,具有移位暫存器與閂鎖功能)以及Silicon Touch ST2226A(用於LED顯示器之PWM控制常態電流驅動器)。 開關3 20係習知的主動開關裝置,諸如MOSFET開關或具 有適當的電壓與電流功率等級的電晶體。+ VBANK1,+VBANK2, 與+VBANK3,、複數之開關316、複數之Is(^ees 318以及複 數之開關3 2 0爲配置在驅動/控制裝置1 1 8當中的元件, 並且因爲要電氣的連接到0LED顯示裝置112因此配置在 外側。 200533228 在操作中,啓動(點亮)任何給定的R - 〇 L E D 3 1 ο,G - 0 L E D 3 1 2,或B - O LED 3 1 4 ’其係關連於陽極線與陰極線係藉由 同時的關閉其之相關的開關3 1 6與3 2 0來啓動。在第一個 範例中,點亮G - O L E D 3 1 2 a,+ V B A N K f係藉由關閉開關3 1 6 a 而施加至陽極線1,並且同時的,一常態電流係藉由關閉 開關3 20b而經由Is()u_s 318B施加至陰極線5。這樣一來, G-OLED 312a爲順相偏壓並且電流流過G-OLED 312a。一 旦在其之陰極達到裝置典型的臨界電壓0.7伏特,G-OLED 3 12a就會發光。G-OLED 312a會維持發光,只要開關316a 與開關3 1 6 b維持關閉。要制動G - Ο L E D 3 1 2 a,開關3 2 0 b 要被打開。在第二個範例中,點亮R-OLED 312c,+VBANK3 係藉由關閉開關3 1 6 c而施加至陽極線3,並且同時的, 一常態電流係藉由關閉開關3 20b而經由ISQuree 3i8a施加 至陰極線4。這樣一來,R-OLED 310c爲順相偏壓並且電 流流過R-〇 LED 3 1 0c。一旦在其之陰極達到裝置典型的臨 界電壓0.7伏特,R-OLED 312C就會發光。R-〇LED 310C 會維持發光,只要開關316c與開關3 2 0a維持關閉。爲了 制動R-OLED 3 10c,開關3 2 0a要被打開。沿著一給定的 陽極線,任一個或更多紅、綠或藍〇 L E D可以在任何給定 的時間被啓動。對比之下,沿著一給定的陰極線,只有一 個Ο LED能夠在任何給定的時間被啓動。 像素 124b,124c,124e,124f,124h 與 124」·每一個皆包 含* R-OLED 310, 一 G-OLED 312,與一* B-OLED 314, -16- 200533228 係同樣的被排列。更加特別的是,像素1 2 4 b與1 2 4 c係沿 著陽極線1被排列,像素1 24 e與1 2 4 f係沿著陽極線2被 排列,並且像素1 24h與1 2糾係沿著陽極線3被排列。再 者,像素124b,124e與124h係被陰極線7, 8與9所驅動, 每一個具有一關連的13。111*〃53 18(未顯示);同時像素124(:, i 2 4 f與1 2 4 j係被陰極線1 0,1 1與1 2所驅動,每〜個具有 一關連的Isoums 3 1 8 (未顯示)。 0LED驅動電路3 00內之0LED矩陣,係如第4圖所示 者,係根據本發明之方式以共陽極組態被排列。這樣一來, 電流與電壓係互相相依,提供更好的發光控制。 第5圖顯不0 L E D顯不裝置1 1 2部分的頂視圖(未照比 例),展示例如以行或列排列的像素124a,124b,124c,124d, 1 24e,1 24f,1 24g,1 2 4h與1 24j的實體佈局,如同第3與 第4圖所描述者。 第5圖顯示陽極線1,2與3,其沿著基板1 20並列排 置並且等距的分開。每一個陽極線係由導電透明材料之薄 膜層所形成,其諸如銦錫氧化物(indium-tin oxide) (IT〇;), 並藉由例如一熟知的薄膜沈積程序,諸如噴濺來沈積。沈 積於每一條陽極線之IT 0或任何其他合適之材料者,爲複 合像素 124,其每一個包括一 R-0LED 310,- G-0LED 312 與一;6-〇1^0314,如第4圖所顯示者。例如,像素124^12413 與 124c 之 R-0LED 310,G-0LED 312 與 B-0LED 314 係沈 積於形成陽極線之IT0之上;像素124d,124e與I24f之 -17- 200533228 R-OLEO 310,G-OLED 312 與 B-OLED 314 係沈積於形成 陽極線2之I Τ Ο之上;且,像素1 2 4 g,1 2 4 h與1 2 4 j之11-OLED 310,G-OLED 312 與 B-OLED 314 係沈積於形成陽 極線3之IT〇之上;每一個R _〇l E D 3 1 0,G _〇L E d 3 1 2與 B-OLED 314係藉由沈積—電洞注射層(h〇le 1 ay e r )(選擇性的)、電洞傳輸層(選擇性的)、有機電致 發光(electroluminescent ) (EL)、放射材料與電子傳輸層 (選擇性的)之堆疊所形成,其沈積於其之關連的陽極之 上,並係藉由熟知之例如陰影遮罩程序所進行。 第5圖更顯示了陰極線4到1 2,其沿著基板1 2 0以列 排列。複合組的三條陰極線係以相等的空間分隔。陰極線 4到1 2係傾向直角於陽極線1、2與3。每一條陰極線係 由導電材料之薄膜層所形成,其諸如鋁或鎂、銀(magnesium silver),其係藉由例如一熟知的噴濺程序所沈積。陰極線 係沈積於 R-OLEDs 310, G-OLEDs 312 與 B-OLEDs 314 之 E L材料之側,其相對於陽極線;因此,每—個r _ 〇 l E D 3 1 0, G-OLED 312與B-OLED 314係藉由堆疊排列在陽極線與 陰極線之間的EL材料所形成的。例如,陰極線4跨越過 陽極線1,2與3,從而允許像素1 2 4 a之R - Ο L E D 3 1 0 a、 像素 124d 之 R-OLED 310b、像素 124g 之 R-OLED 310c 被形成。例如,陰極線5跨越過陽極線1,2與3,從而允 許像素 124a 之 G-OLED312a、像素 124d 之 G-OLED312b、 像素124g之G-OLED 312c被形成。陰極線6跨越過陽極 -18- 200533228 線1,2與3,從而允許像素1 2 4 a之B - 0 L E D 3 1 4 a、像素1 2 4 d 之 B-OLED 314b、像素 124g 之 B-OLED 314c 被形成。像 素 124b,124c,124e,124f,124h 與 124j 係依照相同的方 式被形成。結果’每個R - 0 L E D 3 1 0,G - 〇 L E D 3 1 2與B - 〇 L E D 3 1 4之第一尺寸係相等於其之相關的陽極線之寬度。例如 0.55 到 7.07 mm。每個 R-OLED 310, G- OLED 312 與 B-OLED 3 1 4之第二尺寸係相等於其之相關的陰極線之寬度。例如 0.16 到 2.35 mmo 最後,從,與到OLED顯示裝置112之電氣連接,係藉 由複數之通孔4 1 2來提供每一個陽極線與陰極線之連接。 每一個通孔412係由一行之導電材料所形成,諸如銅或 錦,其爲皆知或最簡單之形式,而設置於電極之下,如一 通道、離開自由通道(opening leaving free access)。在 隨後的案例中,暴露在氧氣、水以及其他氧化劑或污染物 者,應當被限制在能夠及時避免接觸電阻之增加,該接觸 電阻將妨礙電氣背後耦合(back-coup ling )。通孔412可 經由乾蝕刻及/或使用選擇性遮罩步驟來形成。每一個通 孔412提供一垂直連接到一 OLED顯示裝置112之外部表 面。多重通孔4 1 2係沿著陽極線以及陰極線分佈,從而提 供冗餘的連接點並且因而降低與其相關的電氣連接之電容 値與電阻値。共陽極組態到現在爲止並沒有被用於習知的 OLED顯示器,因爲由於使用於陽極線之ITO材料之電阻 造成局寄生串連電阻。但是,在使用高度的冗餘的通孔412 -19- 200533228 的O L E D顯示裝置1 1 2之中’高寄生電阻的問題可被克服, 其允許背後耦合技術。結合冗餘的通孔4 1 2之背後轉合技 術,提供了降低〇 L E D裝置之寄生電容之另外的優點。 如第5圖所示,陽極線係合適地寬,以允許通孔4 1 2與 每一個陽極線以直線安置並且連接其之表面。相較之下, 陰極線也可以是窄的並且因此可能太窄,而不允許通孔4 1 2 被以直線安置。爲解決此一問題,如第5圖所示,對於一 襯墊4 1 4,線路蹤跡4 1 3或其相似可被提供,使得每一個 通孔4 1 2能夠更容易的連接到陰極線。 在O L E D顯示裝置1 1 2之無發光側之上的一槪括層4 1 6 (或鈍態層)確保〇 L E D結構不會暴露於污染物,例如濕 氣或灰塵。槪括層4 1 6係經由至少一層非導電障壁材料、 有機物或無機物或其結合體,諸如二甲苯塑膠或氮化矽 (Si3N4)所形成。第6圖到第9圖顯示OLED顯示裝置112 之結構之細節部分。 第6圖顯示Ο L E D顯示裝置1 1 2沿著第5圖之V I - V I線 之截面圖(未照比例)。此圖示顯示出ITO是如何沈積於 基板120之一表面之上,以形成陽極線1。接著,三個EL 層5 1 0的堆疊係沈積於相對於基板丨2 〇之陽極線1的表面 之上。在EL層510之第一堆疊上沈積陰極線4、在EL層 510之第二堆疊上沈積陰極線5、在EL層510之第三堆疊 上沈積陰極線6,從而形成像素124a之R-OLED 310a,G-OLED 312a與B-OLED 314a。最後,施行薄膜沈積程序, -20- 200533228 將槪括層4 1 6施行到O L E D顯示裝置1 1 2之非發光側,從 而確保Ο L E D結構不會暴露於污染物,例如濕氣或灰塵。 典型的基板1 2 0之厚度爲〇 . 1到 1 . 1 mm。典型的陰極線 4,5與6之厚度爲100到170 nm。 在操作中,當藉由個別的陽極線1以及陰極線4,5或6 使一電動勢處於越過 R-OLED 310a,G-OLED 312a或B-OLED 314a之EL層510,就會產生光發射。 第7圖顯示OLED顯示裝置112沿著第5圖之VII-VII 線之截面圖(未照比例)。此圖示顯示出ITO是如何沈積 於基板1 2 0之一表面之上,以形成陽極線1與2。接著, EL層5 1 0之堆疊沈積在陽極線1之表面上並且亦沈積在 相對於基板1 2 0之陽極線2之表面上。跨過E L層5 1 0之 雙邊堆疊者,係沈積有陰極線4,從而形成像素1 2 4 a之 R-OLED 310a 以及像素 124d 之 R-OLED 310b。最後,槪 括層4 1 6被施加到OLED顯示裝置1 1 2之非發射側上,如 已經參考第6圖所描述過者。 第8圖顯示OLED顯示裝置112沿著第5圖之VIII-VIII 線之截面圖(未照比例)。本圖試圖說明在OLED顯示裝 置1 1 2結構當中的通孔41 2之內含物。例如,第8圖說明 與第一襯墊414接觸的第一通孔412,其係依照一暢通無 阻的方式,電氣連接一短線蹤跡(trace ) 41 3至陰極線6。 同樣的,與一第二襯墊4 i 4接觸的第二通孔4 i 2,其係依 照一暢通無阻的方式,電氣連接一短線蹤跡(trace ) 413 -21- 200533228 至陰極線9。通孔4 1 2之外部端係通過槪括層4 1 6而暴露, 如第8圖所示者。使得外部電氣以及機械連接是可能的。
第9圖顯7^ Ο L E D顯示裝置1 1 2沿著第5圖之IX -1X線 之截面圖(未照比例)。本圖亦試圖說明在OLED顯示裝 置1 1 2結構當中的通孔4 1 2之內含物。例如,第9圖說明 與第一襯墊414接觸的第一通孔412,其係電氣連接一短 線蹤跡(trace ) 41 3至陰極線5。同樣的,與一第二襯墊 4 1 4接觸的第二通孔 4 1 2,其係電氣連接一短線蹤跡 (trace )至陰極線8。在第一例當中,陰極線6在介於陰 極線5與第一襯墊414之間的線路蹤跡路徑裡(wire trace path )形成一阻礙。結果,無機材料,例如氮化矽(Si 3N4) 或有機材料,例如二甲苯塑膠(praylene)或環氧基樹脂 (e ρ ο X i e s )兩者任一所形成的第一絕緣層 8 1 0,係沈積於陰 極線6之上,使得來自陰極線5的線路蹤跡可穿越陰極線 6,朝向第一襯墊4 1 4而不會形成任何電氣短路。同樣地, 在第二例當中,陰極線9在介於陰極線8與第二襯墊4 1 4 之間的線路縱跡路徑裡(w i r e t r a c e p a t h )形成一阻礙。 結果,一第二絕緣層8 1 0沈積在陰極線9之上,使得來自 陰極線8的線路蹤跡可穿過陰極線9,朝向第二襯墊4 1 4 而不會形成任何電氣短路。再次,如第9圖所示,通孔4 1 2 之外部端係通過槪括層4 1 6而暴露,使得外部電氣以及機 械連接是可能的。第10圖顯示OLED顯示總成100沿著 第1圖之X - X線之截面圖(未照比例)。本圖爲闡釋OLED -22- 200533228 顯示器總成1 〇 〇的全部架構,其顯示一使用如像素1 2 4 a 之B-OLED 3 14a的完整電氣路徑。第1〇圖顯示如在第5 到第9圖所描述之OLED顯示裝置112之一截面圖。PCB 1 14 之截面圖顯示P C B 1 1 4包含複數之內部佈線9 1 〇,其電氣 地連接到複數通孔9 1 2,用於連接到外部裝置。每個通孔 9 12藉由一列導電材料所形成,諸如熟知之鎂、銀 (magnesium silver)或錦。每一個通孔 912提供一垂直 連接到一 P C B 1 1 4之外部表面。通孔9 1 2對齊於Ο L E D顯 不裝置 112之通孔412之覆蓋區(footprint)面對OLED 顯示裝置 1 1 2,因此允許互連系統 1 1 6之複數焊料球 (solderballs )能夠在他們之間被對齊。因此一電氣路徑 在OLED顯示裝置112與PCB 114之間被形成。焊料球914 係由例如皆知的鉛錫(lead-tin )複合物所形成。作爲焊 料球914的另一個替選,介於OLED顯示裝置112與PCB 1 1 4之電氣連接可被其他材料所形成,例如各向異性導電 黏著劑(ACA)或Z軸(z-axis )材料,或是銀環氧化合物 (silver filled epoxies)。再者,通孔 912 延伸至 PCB 114 之驅動/控制裝置1 1 8側,對齊於驅動/控制裝置1 1 8之裝 置覆蓋區,該裝置係典型的表面安裝裝置,從而允許將被 電氣結合到襯墊之驅動/控制裝置1 1 8之I/O接腳連接到 通孔912。OLED顯示器總成100係藉由對齊介於OLED 顯不裝置1 1 2與P C B 1 1 4之間的互連系統1 1 6所形成,並 且接著按壓元件使之倂合,並且加熱使得互連系統1 1 6之 -23- 200533228 焊料球9 1 4結合,或在另一個黏著劑的例子裡使其熟化。 而具他互連系統的使用並不被排除在外。 缸:然'?又有彳寸別藏示在弟1 〇圖,陽極線係藉由P C B 1 1 4 之內部佈線9 1 0所形成,其係實際上平行對齊於OLED顯 示裝置1 1 2當中的陽極線,因此大大地降低或可完全消除 在Ο LED顯示裝置1 12當中的陽極線之ITO材料之寄生電 阻。對於所有給定的陽極線,產生之:[T0阻抗,係僅相關 於兩個通孔4 1 2之間的距離之一半。傳送高電流透過ITO 導體之問題因此被解決了。 在此範例中,驅動/控制裝置1 1 8之開關3 1 6a選擇性地 藉由PCB 1 14之通孔912以及佈線910連接到OLED顯示 裝置H2之陽極線1,且OLED顯示裝置112之通孔412 連接到陽極線卜在其之上沈積有像素1 24a之B-OLED 3 14a 之EL層。再者,驅動/控制裝置1 1 8之IS(3u^e 3 1 8C選擇 性地藉由PCB 1 14之通孔912以及佈線910連接到OLED 顯示裝置112之陰極線6,且OLED顯示裝置112之通孔 412連接到像素124a之B-OLED 314a之陰極線6。這樣 一來,即解說了本驅動電路的物理與電氣路徑。再者,應 瞭解多重通孔412與912(在第10中未顯示)係使相互 連接變的容易,從而提供冗餘並且減低導線之電阻與電 容。此背後耦合技術,如第1 〇圖所說明者,允許短電氣 路徑以及對任何給定的陽極或陰極線冗餘的連接。 總結並且參考第1圖到第1〇圖,OLED顯示器總成1〇0 -24- 200533228 之背後耦合互連系統1 1 6,允許電氣連接能夠被位於在非 常靠近鄰接於OLED顯示裝置1 12之OLED裝置處施行, 從而消除長傳輸線之額外的電容與電阻,這一類的長傳輸 線需要一個典型的邊緣耦合互連系統,其在一個被動矩陣 組態當中係重要的。例如,一邊緣耦合互連系統需要線路 縱跡從所有的0 L E D顯不裝置1 1 2之區域蔓延(r u η )到 邊緣連接點和在OLED顯示裝置112之四周邊緣的纜線。 ϋ. 一點是非常不被期望的,因爲适些長線路縱跡具有關連 的電容與電阻,這些需要藉由電流驅動器來克服,才能達 到預期的效能規格。然而,藉由使用OLED顯示器總成1 00 之背後耦合互連系統1 16,從OLED顯示裝置1 12之OLED 裝置之陽極與陰極到P C B 1 1 4之驅動/控制裝置1 1 8之傳 輸線路徑之長度,係被最小化,從而最小化這些路徑的寄 生電容與電阻。結果,舉例來說,如第4圖所說明,被用 於結合與Ο L E D顯示器總成1 0 0之背後耦合技術之〇 l E D 驅動電路3 0 0之電流需求,被最小化,即長線路蹤跡之額 外電容與電阻變的不存在,並且也不需再用額外的驅動電 流來克服他。再者,該冗餘連接(即多重通孔4 1 2 )連接 到OLED顯示裝置1 1 2之內的陽極線,克服了 IT0材料之 高寄生電阻,使得共陽極組態能夠以最佳化的方式被實 現。最後,OLED顯示器總成100之背後耦合技術消除了 用於存取OLED顯示裝置丨12之邊緣連接之需要,從而允 5午像素陣列122跨越OLED顯不裝置112之全部區域,並 -25- 200533228 且當以碍格(Ule )排列時’因而形成無縫的大型螢幕顯 示器。 本發明並不被限制於圖式之表現與範例之實施例之型 態’然而,這樣的顯示器總成在不背離本發明之範圍之下, 能夠被以諸多的形式與尺寸實行。 【圖式簡單說明】 爲了更好表現本發明的特徵,上文中的範例將不限制本 發明的彳寸徵’而將以四個最佳實施例與伴隨的圖式來做描 述,其中: 第1圖爲上視圖,顯示根據本發明之顯示器總成的槪要 不意圖 ; 第2圖顯示第1圖中的顯示器總成之側視圖,同樣也是 以槪要的方式; 桌3 Η顯不根據本發明之顯不器總成當中的一像素陣列 之一小區段; 第4圖顯不根據本發明之用於像素陣列之〇 L Ε 〇驅動電 路之槪要圖; 第5圖顯示使用於本發明之顯示器總成之〇LEE)顯示裝 置之實體佈局之上視圖; 第6圖顯示根據本發明之0LEI)顯示裝置沿著第5圖之 VI- VI線之截面圖; 第7圖顯示根據本發明之0LED顯示裝置沿著第5圖之 VII- VII線之截面圖; 第8圖顯示根據本發明之0LED顯示裝置沿著第5圖之 200533228 V III - V 111線之截面圖;以及 第9圖顯示根據本發明之OLED顯示裝置沿著第5圖之 VX-VX線之截面圖。 【主要元件簡單說明】 1,2,3…陽極線 4,5,6,7,8,9…陰極線 100 …Ο LED顯示總成 112 …OLED顯示裝置 ^ 114 · · · P C B (印刷電路板) 116 …互連系統 118 …驅動/控制裝置 120 …基板 _ 122 …像素陣列 12 4 …像素 A …細部 1 2 4 a - 1 2 4 j…像素
3 1 0a - 3 1 0c ··· R-OLED
312a - 312c …G-OLED
3 1 4a - 3 1 4c …B-OLED 316a - 316c…開關 318a - 318c…電流源 320a - 320c…開關 412 …通孔 -27 200533228
4 13 …線路蹤跡 4 14 …襯墊 4 16 …槪括層 5 10 … E L層 8 10 …第一絕緣層 9 10 …內部佈線 9 12 …通孔 9 14 …焊料球
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Claims (1)
- 200533228 十、申請專利範圍: 1 · 一種用於使用在大螢幕顯示裝置的有機發光二極體顯示總成’包含〜顯示裝置(1 1 2 ),該顯示裝置包括具有陽極 與陰極之複數有機發光二極體(OLEDs) (310-312-3M), 前述顯示器總成(1 0 0 )進一步也包含由陽極線(卜2 _ 3 )與 陰極線(4到6,7到1 2)所形成之電極線,並且至少一驅 動裝置(1 1 8 )包括個別的電流源(3丨8 ),其特徵爲:有機 發光二極體(OLEDs) (3 1 0-3 1 2-3 1 4)係以一共陽極組態安 排’前述驅動裝置(1 1 8)被組態爲一共陽極驅動裝置 (1 1 8卜 2 .如申請專利範圍第丨項之有機發光二極體顯示總成,其 中’該電流源(3 1 8 )係關連於地,更特別的是其係在個別 的0 LED與地的每個個別的陰極之間被排置。 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項之有機發光二極體顯示總成,其中,該個別〇LED(310-312-314)之陽極係共同 的電氣地連接至一正電源供應。 4.如申請專利範圍前述任1項之有機發光二極體顯示總 成,其中,以個別電氣地連接之至少前述顯示裝置(1 1 2) 之一部份係經由一互連系統(115)背後耦合(back-coupled)到至少一背櫬元件。 5 ·如申請專利範圍第4項之有機發光二極體顯示總成,其 中,所有顯示裝置(11 2)之電氣連接,係背後耦合到至少 一個背襯元件。 -29- 200533228 6 ·如申請專利範圍第4項或第5項之有機發光二極體顯示 總成,其中,上述背櫬元件由一印刷電路板(丨丨4) ( pc3 ) 所組成,其沿著顯示裝置(i 1 2)的後側延伸。 7 .如申請專利範圍第6項之有機發光二極體顯示總成,其 中,該驅動裝置(1 1 8 )包括形成一驅動電路的電子元 件,前述元件至少部分被安置於印刷電路板(1 1 4)側之 上,相對於該側係設置有互連系統(1 1 6)。 8 ·如申請專利範圍第4項到第7項任1項之有機發光二極 體顯示總成,其中,前述互連系統(1 1 6)包含銀環氧化物 (silver epoxy )之連接(connections) (914),其提供顯 示裝置(1 1 2)之後側與該背櫬元件之一側之間的直接連 接。 9 ·如申請專利範圍第4項到第8項任丨項之有機發光二極 體顯示總成,其中,至少一些前述電極線設置有連接, 其係背後耦合到共同傳導線,諸如在背櫬元件之上的導 線(9 10),以便降低使用於前述電極之傳導材料之寄生串 聯電阻。 1 0 ·如申請專利範圍第4項到第9項任1項之有機發光二極 體顯示總成,其中,至少一些前述電極線設置有連接, 其係背後耦合到共同傳導線,諸如在背櫬元件之上的導 線(910),以便降低〇LED顯示裝置(112)本身之寄生電 容。 1 1 ·如申請專利範圍第9項或第i 〇項之有機發光二極體顯 -30- 200533228 示總成,其中,前述背後耦合連接係至少被應用於關於 該顯示裝置(1 1 2 )之陽極線(1 - 2 - 3 )。 1 2 .如申請專利範圍前述任1項之有機發光二極體顯示總 成,其中,前述陽極線(1-2-3)係以一間隔分開的方式, 沿著基板(1 2 0)而安排,藉以讓每一個皆由複數 OLED(310-312-314)構成之多重像素(124)被設置在每個 陽極線之上,其中屬於相同像素之OLEDs (310-312-314) 係與一個以及該相同的陽極線接觸,前述陰極線(4到6,7 到12)被直接與相關之前述陽極線(1-2-3)交叉。 1 3 .如申請專利範圍前述任1項之有機發光二極體顯示總 成,其中,一個或更多的前述電極線係與一個或更多的 接觸襯墊(4 1 4)接觸,該襯墊(4 14)係位於個別電極線的 旁邊,前述襯墊(4 14)設置有通孔(41 2),其允許從顯示 裝置(11 2)之後側做一個朝向驅動裝置(118)之連接。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之有機發光二極體顯示總成, 其中,複數電極線被以群組安排,並且至少其中之一個 電極線藉由一個橋跨過(bridging over) —鄰接電極線 的短連接而連接到至少一個上述襯墊(4 1 4)。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項或第1 4項之有機發光二極體顯 示總成,其中,該陽極線(1-2-3)具有比陰極線(4到6,7 到12)更大的寬度,並且複數的墊片(4 14)至少被使用在 連接該陰極線(4到6, 7到12)。 1 6·如申請專利範圍前述任1項之有機發光二極體顯示總 -31- 200533228 成,其中,上述陽極線(1-2-3)與陰極線(4到6, 7到丨2) 定義出一個陣列,上述陣列定義像素(1 2 4 ),其中介於多 數次像素(U4)之間,至少在該陽極線(1-2-3)處,係設 置有連接,其允許與驅動裝置(11 8)的一電氣互連。 1 7 .如申請專利範圍前述任1項之有機發光二極體顯示總 成,其中,上述顯示總成(100)被以鋪磚(tiling )形式 實現,上述磚格狀允許與更小的磚格結合,當在以鋪磚 形式排列總成時,形成無縫的大型螢幕顯示器。 18. —種大型螢幕OLED顯示器,其特徵爲: 其係由如申請專利範圍第17項之有機發光二極體顯示 總成所構成。-32-
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