TWI245582B - Picture element for electro-luminescent display - Google Patents
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Description
1245582 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領土或】 本發明疋有關於電激發光顯示器，且特別是有關於一 種電激發光顯示器之晝素單元及其製作方法。 【先前技術】 近年來’平面顯示器相關技術已有顯著改善，其原因 之一在於基板上製作薄膜電晶體之技術已逐漸成熟，有利 於主動矩陣型顯示裴置的發展。此外，由於當平面顯示器 於應用液晶材料時需要額外使用背光模組，所以便開始積 極發展如有機發光二極體（〇rganic light emitting diode，OLED)之具有自發光特性之電激發光裝置。其原因 之一在於’藉由含有電激發光裝置之顯示器之自發光特 性’其較使用背光模組之液晶顯示器可更為明亮。 第1圖為一示意圖，用以顯示使用有機發光二極體之 省知電激發光顯示面板。此電激發光顯示面板包栝^賀 料驅動電路1 〇、一掃描驅動電路2〇、複數條掃描導線Gi與 A、複數條跨越上述掃描導線之資料導線^藉以定義出 複數個畫素區ρι〜ρΐ2、複數個驅動薄膜電晶體81〜3 2、複數 個畫素驅動薄臈電晶體Τι〜Ti2以及複數個有機‘光12二極艘Kl G』~G4、Bl〜B4，其中有機發光二極體係發紅光、 1機發光二極體Gi ―匕係發綠光而有機發光二極體Βι—氏係發 機發Ϊ晝f區1^Pl2中則分別包括一薄膜電晶體區以及^有 機發先一極體區。薄膜電晶體區則包括一驅動薄膜電晶體
1245582 五、發明說明（2) 以及一晝素驅動薄膜電晶體。通常，無論其有機發光二極 體所發射光之顏色為何，所有有機發光二極體區皆具有相 同之結構。第2圖顯示了有機發光二極體區内之結構'。有 機發无二往館29 0係說置於仅於巷奴2〇〇上々十間°始構％〇 之上。有機發光二極體2 90包含至少一陽極層26〇，例如為 一銦錫氧化物（ΙΤ0)層，一有機發光層270以及一陰極層 2 8 0。中間結構2 5 0則包含一保護層2 4 0、一層間介電層 (I LD) 2 3 0、一閘氧化層2 2 0、一氡化矽層（s i 〇x) 2 1 5以及一 氮化矽層（S i Nx) 2 1 0。當施加電流於陽極層2 6 0與陰極層2 8 0 時’來自有機發光層2 7 0之發射光朝向底部方向發射並直 接穿透過陽極層26 0、中間結構2 50與基板20 0。然而，由 於中間結構2 5 0對於如藍光、綠光與紅光等不同顏色光表 現出不同之光學效應（如吸收、透射、與反射）。因此，相 較於其對紅光及/或綠光之表現，此共通之中間結構對於 藍光可表現出較佳光學效應。如此，便無法最佳化有機發 光二極體面板之透射率與色彩飽和度。 【發明内容】 有鑑於此，本發明的主要目的就是提供一種電激發光 顯示器之畫素單元，其包括： 一基板；一第一中間結構，設置於該基板之一第一區 上；至少一第一彩色電激發光裝置，設置於該第一中間結 構上；一第二中間結構，設置於該基板之一第二區上；以 及至少一第二彩色電激發光裝置，設置於該第二中間結構
0632-A50211TWf(5.0) ; MJ0308025 ; Sh麵.ptd 第7頁 1245582 五、發明說明（3) 上，其中該第二中間結構異於該第一中間結構。 此外’本發明亦提供了上述電激發光顯不裔之晝素早 元的製作方法，包括·· 艰成一弟一竣衝層於^一恭权工々一弟一區與一第一 Hi 内；形成一第二緩衝層於該第一區與該第二區内之第一緩 衝層上；形成一閘氧化層於該第一區與該第二區内之第二 緩衝層上；形成一介電層於該第一區與該第二區内之閘氧 化層上；形成一保護層於該第一區與該第二區内之介電層 上；刻該第二區内之保護層；蝕刻該第二區内之介電層； 钱刻該第二區内之閘氧化層；形成至少一具有第一色彩之 電激發光裝置於該第一區内之保護層上；以及形成至少一 具有第二色彩之電激發光裝置於該第二區之缓衝層上。 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更 明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖示，作 詳細說明如下： 【實施方式】 本發明之實施例將配合第3圖至第5圖作一詳細敘述如 下。 第3圖係顯示了用於電激發光顯示器之一畫素單元3 i 〇 之一實施例。於電激發光顯示器内，有機發光一二'極體 為發光裝置之用。畫素單元310包括由紅光（R)、綠光 與藍光（B)等三色之有機發光二極體排列而成之區域。 圖為沿第3圖中4-4線段之一剖面示意圖，用以顯示相： 紅光、綠光與藍光之有機發光二極體。如第4圖所示，第
0632-A50211TlVf(5.0) ； AU0308025 ； Shawn.ptd 第8頁 1245582 五、發明說明（4) 一中間結構4 3 0係設置於基板4 〇 〇之第一區上，藍光有機發 光二極體460則設置於第一中間結構43〇上。第二中間結構 410與420則設置於基板4 0 0之第二區上，而紅光有機發光 一桠體44〇則莰置於笫一十间紿偁41〇丄，綠尤有機發尤一 極體45 0則設置於第二中間結構4 2〇上。第二中間結構 410、4 20之結構係異於第一中間結構43〇之結構。口 如第5Α圖所示，第一中間結構4 3〇係設置於基板4〇 〇 上。基板400之材質例如為非晶矽或多晶矽。在此，第一 中間結構430包含材質例如為氮化矽之第一緩衝層5丨〇、材 質例如為氧化矽之第二緩衝層52〇、閘氧化層53〇、介電層 540與保護層550。其中，第一緩衝層51〇可藉由如化學氣 相 >儿積法之方法所形成’其厚度約介於& 〇 〇〜6 〇 〇埃。第二 緩衝層則藉由如化學氣相沉積法之方法所形成，其厚度約 介於1 4 0 0〜1 6 0 0埃。閘氧化層5 3 0則可藉由如化學氣相沉積 法之方法所形成，其厚度約介於㈣卜丨1〇〇埃。介電層54〇 則可藉由如化學氣相沉積法之方法所形成，其厚度約介於 2800〜3 200埃。保護層55 0則可藉由如化學氣相沉積法之方 法所形成’其厚度約介於28 0 0〜3 200埃。保護層550之材質 例如為氮化矽、氧化矽或有機光阻。銦錫氧化物層56〇則 設置於第一中間結構430上，用以發射藍光之有機發光層 565則設置於銦錫氧化物層56〇上，而畫素驅動薄膜電晶曰體 580則用於驅動藍光有機發光二極體46〇使之發光。在此， 畫素驅動薄膜電晶體5 8 〇並未詳細繪示出其内部構件，以 簡化整體圖示，其中銦錫氧化物層5 60係電性連結於晝素
1245582 五、發明說明（5) 驅動薄膜電晶體5 8 0。 如第5B圖所示，第二中間結構410係設置於基板4〇〇 上。第二中間結構4 1 0包含材質例如為氮化石夕之第一緩衝 眉13 1 0，刎貿例如為氧儿吵 < 笫二坡询眉5 2 0 ▽共十’第 缓衝層5 1 0可藉由如化學氣相沉積法之方法所形成，其厚 度約介於4 0 0〜6 0 0埃，第二缓衝層5 2 0則可藉由如化學氣相 沉積法之方法所形成，其厚度約介於1 4 0 0〜1 6 0 0埃。銦錫 氧化物層570則設置於第二中間結構410上，用以發射紅光 之有機發光層5 7 5則設置於銦錫氧化物層5 7 0之上，畫素驅 動薄膜電晶體5 9 0則用於驅動紅光有機發光二極體使之發 光。在此，畫素驅動薄膜電晶體5 9 0並未詳細繪示出其内 部構件，以簡化整體圖示，其中銦錫氧化物層5 7 0係電性 連結於晝素驅動薄膜電晶體580。 於另一實施例中（未顯示），紅光、綠光、藍光有機發 光二極體可分別設置於不同類型之中間結構上藉以增加顯 示面板之色彩飽和度。如此，於單一畫素單元内可採用三 種不同之中間結構。熟悉此技藝者可更藉由結合不同中間 結構而將之應用於如綠光、紅光以及藍光有機發光二極體 等電激發光顯示裝置内。 請參照第6圖，顯示了於一有機發光二極體面板内單 獨採用前述第一中間結構43 0或第二中間結構410之發光效 率與綠光、藍光以及紅光之光色值（CIE)。將第6圖内 數據代特定公式内計算後，當只採用第一中間結構4 J 〇 時’色彩飽和度（主色/NTSC)為61%，而當採用第二中間結
1245582 五、發明說明（6) 構430時其亦為61%。 色彩飽和度代表了色彩之純度。具有良好色彩飽和度 之顯示面板可清晰地顯示出微妙色差。如此，便可分辨出 同眼激却i裡按处顏巴。似巳形飽和度 < 影像通帝為视 色、黯淡與陰暗。相反的，高色彩飽和度之影線則為鮮豔 且色彩純度高。上述光色值（C. I · E ·)係依照國際照明委員 會所公佈之標準方法所量測得到。 請參照第7圖，顯示採用了結合第一中間結構4 3 0與第 一中間結構4 1 0之有機發光二極體面板中綠光、藍光與紅 光之發光效率與光色值（C.I.E·)。將第7圖内數據代入特 定公式計算後，當綠光與紅光有機發光二極體採用第二中 間結構41 0、4 2 0以及藍光發光二極體採用第一中間結構 430時，其色彩飽和度（主色/NTSC)為68%。 以下敘述為上述畫素單元之製造方法，藉以製造結合 有第一中間結構4 3 0與第二中間結構41 0、4 2 0之書素單元 3 1 0。所有膜層僅形成於必要之區域内。第一緩衝層$ 1 〇係 形成於第一區與第二區内之基板4〇〇上。第二緩衝層52〇接 著形成於於第一區與第二區内之第一緩衝層51〇上。閑氧 化層53 0、介電層540與保護層55 0則依序形成於第一 ^與 第二區内。接著蝕刻去除於第二區内之保護層、介電層與 閘氧化層。接著於第二區内之第二緩衝層52〇上形成紅0光、 與綠光之有機發光二極體。而於第一區内之保護層54〇上 則形成藍光之有機發光二極體。 於另一製造結合有第一中間結構430與第二中間結構
1245582 五、發明說明（7) 4 1 0、4 2 0之晝素單元3 1 〇之方法實施例中。所有膜層僅形 成於必要之區域内。第一緩衝層5丨〇係形成於第一區與第 二區内之基板400上。然後形成第二緩衝層52〇於第一區與 第一區η々笫-竣询眉5 1 〇丄-閘氧儿眉& 〇 〇 介電層5 4 〇 與保護層5 5 0則依序僅形成於第一區内。紅光與綠光有機 發光二極體係形成於第二區之第二緩衝層52〇上，而藍光 有機發光二極體則形成於第一區内之第一缓衝層5丨〇上。 雖然上述實施例已揭露特定之第一中間結構及第二中 間結構，熟悉此技藝者可在不脫離本發明之精神和範圍 内^製作適用於另一類型（如藍光）有機發光二極體之中間 =構^適用於另-類型（如綠光與/或 體之中間結構。 4 雖然本發明已以較佳實施 限定本發明，任何熟習此技藝 和範圍内，當可作各種之更^ 範圍當視後附之申請專利範圍 例揭露如上，然其並非用以 者，在不脫離本發明之精神 與潤飾，因此本發明之保護 所界定者為準。
1245582 圖式簡單說明 第1圖係顯示採用有機發光二極體之習知電激發光顯 示器面板之一示意圖，； 第2圖係顯示習知有機發光二極體區之剖面結構； 笫0圆係顯/T、伙據+潑明 實他Η々電漱孩尤顯乇器 之晝素單元； 第4圖係顯示沿第3圖内線段4-4之剖面情形； 第5 Α圖係顯示第一中間結構之剖面情形； 第5B圖係顯示第二中間結構之剖面情形； 第6圖係顯示單獨採用第一中間結構或第二中間結構 之一有機發光二極體顯示器中紅光、綠光與藍光之發光效 率與光色值（C I E )之測試數據表；以及 第7圖係顯示結合採用第一中間結構或第二中間結構 之一有機發光二極體顯示器中紅光、綠光與藍光之發光效 率與光色值（CIE)之測試數據表。 【主要文件符號說明】 1 0〜資料驅動電路， 2 0〜掃描驅動電路；
Gi、〜掃描導線；
Dr%〜資料導線；
Pi-Pu〜畫素區；
Si-s12〜驅動薄膜電晶體； 〜晝素驅動薄膜電晶體， 2 1 0〜氮化矽層；
0632-A50211TWf(5.0) ； AU0308025 ； Shawn.ptd 第13頁 1245582 圖式簡單說明 2 1 5〜氧化矽層； 2 2 0〜閘氧化層； 2 3 0〜層間介電層； 2 4 0〜你蠖眉 ； 2 5 0〜中間結構； 2 6 0〜陽極； 2 7 0〜有機發光層； 2 8 0〜陰極層； 2 9 0〜有機發光二極體； 31 0〜畫素單元； 40 0〜基板； 41 0、42 0〜第二中間結構； 43 0〜第一中間結構； 44 0〜紅光有機發光二極體 45 0〜綠光有機發光二極體 46 0〜藍光有機發光二極體 5 1 0〜第一緩衝層； 5 2 0〜第二緩衝層； 5 3 0〜閘氧化層； 5 4 0〜介電層； 5 5 0〜保護層； 506、570〜銦錫氧化層。
0632-A50211TWf(5.0) ； AU0308025 ； Shawn.ptd 第14頁
Claims (1)
- 觀5:3餘出原—嘗 r;亡蠢丨案號93131802 六、申請專利範圍 1. 一種電激發光顯示器之晝素單元，包括： 一基板； 主：y 第一中間結構，設置於該基板上； 衫巳m激赞元裝直，說置 弟 一 t间結 構上； 一第二中 至少一第 構上 2. 間結構， 二彩色電 其中該第二中間 如申請專利範圍 素單元，其中該第一中 3. 第一緩 第二緩 閘氧化 介電層 保護層 如申請 素單元，其中 一第一緩 一第二緩 4.如申請 素單元，其中 一第一緩 該第 第二緩 彩色電 衝層，設 衝層，設 層，設置 ，設置於 ，設置於 專利範圍 該第二中 衝層，設 衝層，設 專利範圍 該第二中 衝層，直 衝層，直 激發光裝 設置於該基板上；以及 激發光裝置，設置於該第二中間結 結構異於該第一中間結構。 第1項所述之電激發光顯示器之晝 間結構包括： 置於該基板上； 置於該第一緩衝層上； 於該第二緩衝層上； 該閘氧化層上；以及 該介電層上。 第2項所述之電激發光顯示器之畫 間結構包括： 置於該基板上；以及 置於該第一緩衝層上。 第2項所述之電激發光顯示器之晝 間結構包括： 接地設置於該基板上；以及 接地設置於該第一缓衝層上，其中 置係直接設置於該第二緩衝層上。0632-A50211TWf1(5.0) ； AU0308025 ； Shawn.ptc 第15頁 修正 时5〜·如申凊專利範圍第4項所述之電激發光顯示器之書 ”單兀’其中該第一緩衝層之材質為氮化矽（s i Νχ) 二緩，=之材質為氧化石夕（si〇x)。 °亥弟 抑一•如中讀寺刊範固第2項叫述 < 電溆贫尤顯不g§ <杳 ^早凡’其中該第一彩色電激發光裝置係為一藍光有機旦發 无二極體。 7」如申請專利範圍第1項所述之電激發光顯示器之畫 二早兀，其中該第一、及第二彩色電激發光裝置分別包一 括：一陽極，設置於該保護層上； 至少一有機發光層，設置於該陽極上；以及 一陰極，設置於該有機發光層上。 0 8 ·如申請專利範圍第7項所述之電激發光顯示器之晝 素單元’其中該陽極之材質為銦錫氧化物（IT〇)。 口 9 ·如申請專利範圍第1項所述之電激發光顯示器之晝 素單元，其中該第二中間結構包括： 一第一緩衝層，設置於該基板上；以及 一第二緩衝層，設置於該第一緩衝層上。I 〇 ·如申請專利範圍第9項所述之電激發光顯示器之畫 素單元’其中該第二彩色電激發光裝置係為一綠光有機發 光二極體或一紅光之有機發光二極體。 II ·如申請專利範圍第1 〇項所述之電激發光顯示器之 晝素單元，其中該綠光有機發光二極體或紅光有機發光二 極體包括：0632-A50211TWfl(5.0) ； AU0308025 ； Shawn.ptc 第16頁 1245582 --^^ 案號 93131802 六、申請專利範圍 一陽極，設置於該第二缓衝層上’............ 設置於該陽極上， • 一，一，設置於該有機發光層上。 2 ·如中古肖寺利範固第1 1崎W述々 晝素單元，其中該陽極之材質為銦錫氧化物（I τ 0)。 13 ·如申請專利範圍第1項所述之電激發光顯示器之畫 $早=，纟中該基板為-透明基板，而該電激發光顯 為一底部發光顯示器。 14.如申請專利範圍第1項所述之 素單元，其中該第一中間結構包括：東教發先顯不器之畫 一閘氧化層，設置於該基板上； 一介電層，設置於該閘氧化層上；、 一保護層，設置於該介電層上， 乂及 並不具有該閘氧化層、該介電層與該早▲中該第二中間結構 1 5 · —種電激發光顯示器之書夸'/、護層。 括： —畜早元的製作方法，包 形成一第一緩衝層於一基板上之 内，其中該第一區異於該第二區； 形成一第二緩衝層於該第一區ώ 衝層上； £與§亥第二區内之第一緩 至少一有機發光層 一陰極 以及 電漱孩尤顯干 第一區與一 區 層 上； 形成一閘氧化層於該第一區盥兮楚 ； ，、碌第二區内之第二緩衝 形成一介電層於該第一區與該笛一 一 μ乐一區内之閘氧化層0632^50211^1(5.0) ； AU0308025 ； Shawn.ptc 1245582 案號 93131802 Λ_ 修正 六、申請專利範圍 形成一保護層於該第一區與該第二區内之介電層上； 蝕刻該第二區内之保護層； 蝕刻該第二區内之介電層； 蚀刻誠弟一區π <閑乳1C層 ， 形成至少一具有第一色彩之電激發光裝置於該第一區 内之保護層上；以及 形成至少一具有第二色彩之電激發光裝置於該第二區 之緩衝層上。 I 6. —種電激發光顯示器之畫素單元的製作方法，包 括： 形 内，其 形 衝層上 形 形 形 形 保護層 形 衝層上 區 成一第一緩衝層於一基板上之一第一區與 中該第一區異於該第二區； 成一第二緩衝層於該第一區與該第二區内之第一緩 9 成一閘氧化層於該第一區内之第二緩衝層上； 成一介電層於該第一區内之閘氧化層上； 成一保護層於該第一區内之介電層上； 成至少一第一色彩之電激發光裝置於該第一區内之 上；以及 成至少一第二色彩之電激發光裝置於該第二區之緩0632-A502llTWfl(5.0) ； AU0308025 ； Shawn.ptc 第18頁
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