TWI381771B - 頂部發光主動式矩陣電激發光裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種主動式矩陣電激發光裝置;特別是有關於一種頂部發光主動式矩陣電激發光裝置。
電激發光顯示裝置為一種主動式發光顯示器,其具有優於陰極射線管(CRTs)或液晶顯示器的許多優點。例如,電激發光顯示裝置具有廣視角、高亮度對比、快速應答速度、輕薄短小及低耗能。第一A圖係一傳統頂部發光主動式矩陣電激發光裝置對應一像素區域的部份結構截面示意圖,其從上至下主要包含一透光陰極電極層101、一電激發光層102、一透光陽極電極層103、一金屬反射層104、一保護層105、一介電層106、一絕緣層107、一驅動電晶體108及一下基板100。該驅動電晶體108係位於該介電層106與該下基板100之間。參第一B圖所示,該電激發光層102的部份發光仍會被該透光陰極電極層101、該電激發光層102本身及該透光陽極電極層103反射,而在該透光陰極電極層101與該透光陽極電極層103之間產生微腔效應(micro-cavity effect)。前述微腔效應一方面可提高該電激發光裝置的發光強度,但另一方面會造成該電激發光裝置在不同視角產生色偏(color shift)現象,而成為該電激發光裝置的一嚴重缺失。
本發明提供一種頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,係於其發光層下方形成複數個不同光徑長度的反射區,藉該等反射區分別反射該發光層的部份發光,使其向上發光,並與該發光層的朝上發光互相補償,以減低微腔效應(micro-cavity effect)造成的不同視角的色偏(color shift)現象。
據此,本發明提供一種頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其包括一基板及複數個像素區形成於該基板上的一顯示區域中,每一該像素區包含至少一次像素區,每一該次像素區從上至下至少包含一第一導電性電極層、一電激發光層、一第二導電性電極層、一第一反射層區及一第二反射層區。該第一反射層區與該第二反射層區係彼此部份重疊。
另一方面,本發明包含一保護層介於該第一反射層區與該第二反射層區之間,藉調整該保護層厚度,以消減本發明電激發光裝置微腔效應造成的不同視角的色偏現象。
本發明另提供一種頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其包括一基板及複數個像素區形成於該基板上的一顯示區域中,每一該像素區包含至少一次像素區,每一該次像素區從上至下至少包含一第一導電性電極層、一電激發光層、一第二導電性電極層、一第一反射層區、一第二反射層區及一第三反射層區。該第一反射層區與該第二反射層區係彼此部份重疊,該第二反射層區相對該第一反射層區的一邊與該第三反射層區彼此部份重疊。
本發明包含一保護層位於該第一反射層區下方並覆蓋該第二反射層區及該第三反射層區。該第二反射層區與該第三反射層區之間更包含一絕緣層,以使該第一反射層區、第二反射層區及該第三反射層區具有不同的光徑長度,進而可減低本發明電激發光裝置微腔效應造成的不同視角的色偏現象。
雖然本發明將參閱含有本發明較佳實施例之所附圖示予以充分描述,但在此描述之前應瞭解熟悉本行技藝之人士可修改本文中所描述之發明,同時獲致本發明之功效。因此,需瞭解以下之描述對熟悉本行技藝之人士而言為一廣泛之揭示,且其內容不在於限制本發明。
參第二圖所示,係本發明頂部發光主動式矩陣電激發光裝置的一第一具體實施例對應一次像素區的部份結構截面示意圖。在第一具體實施例中,本發明的頂部發光主動式矩陣電激發光裝置至少包括一下基板20,例如玻璃基板,及複數個像素區形成於該下基板20上的一顯示區域中。每一該像素區包含至少一次像素區200,而每一該次像素區200從上至下主要包含一第一導電性電極層201、一電激發光層202、一第二導電性電極層203、一第一反射層區200a、一保護層204、一第二反射層區200b、一第一絕緣層205、一驅動電晶體206及一第二絕緣層207。該第一導電性電極層201可以是陰極電極層或陽極電極層,而該第二導電性電極層203的電性係與該第一導電性電極層201的電性相反。該電激發光層202係夾持於該第一導電性電極層201與該第二導電性電極層203之間,其可以至少包含一有機電激發光層。該第一反射層區200a係位於該第二導電性電極層203下方但並未涵蓋整個該次像素區200。該第一反射層區200a係包含一第一反射層211,其厚度較佳小於0.5微米(μm)。該第一反射層211係電性耦接該第二導電性電極層203。該保護層204係形成於該第一反射層區200a與該第二反射層區200b之間,而該第二反射層區200b係與該第一反射層區200a彼此部份重疊,該第二反射層區200b並未涵蓋整個該次像素區200,並且該第二反射層區200b的厚度較佳小於0.5微米。該保護層204可以是一平坦層,以利於調整厚度,其厚度較佳超過1微米。該保護層204位於該第一反射層區200a下方的厚度為d1
。該第一絕緣層205係位於該第二反射層區200b下方並涵蓋整個該次像素區200。該第二絕緣層207位於該第一絕緣層205與該下基板20之間。該驅動電晶體206係位於該第一反射層區200a下方該下基板20上,並且部份的該第二絕緣層207供做該驅動電晶體206的閘極絕緣層。該驅動電晶體206包含一閘極電極層2061、一對汲極/源極區2062、一通道區2063及一閘極絕緣層207。該汲極區或源極區2062頂端形成一金屬接觸2064通過該第二絕緣層207而與該第一反射層211底部電性耦接,以構成該次像素區200的一資料線通路。該金屬接觸2064係具有鉬/鋁/鉬(Mo/Al/Mo)或鈦/鋁/鈦(Ti/Al/Ti)複合材料。在一般半導體元件中,例如是本發明電激發光裝置,供做半導體元件閘極電極層的一金屬層通常稱做第一金屬層(M1 layer),而供做前述半導體元件源極或汲極金屬接觸的另一金屬層通常稱做第二金屬層(M2 layer)。在本發明第一具體實施例中,該第二反射層區200b包含一第二反射層212,其可以與該金屬接觸2064屬於同一金屬層,但已除去前述複合材料的頂部金屬。換句話說,該第二反射層212可以採用本發明該電激發光裝置製程中形成該源極或汲極2064之金屬接觸2064的第二金屬層(M2 layer),但並不受限於此,其亦可以是一獨立單一金屬層,例如鋁金屬層。
在第一具體實施例中,該電激發光層202的部份發光係分別投射至該第一反射層區200a及該第二反射層區200b,再經由該第一反射層區200a及該第二反射層區200b反射回到該第一導電性電極層201與該第二導性電極層203之間,再從該電激發光裝置200頂部出光或者在該第一導電性電極層201與該第二導性電極層203之間產生微腔效應(micro-cavity effect)後,再從該電激發光裝置200頂部出光。參第二圖所示,經由該第一反射層區200a反射的光所走的光徑長度係與經由該二反射層區200b反射的光所走的光徑長度不一樣。如此一來,該第一反射層區200a與該二反射層區200b分別反射的光回到該第一導電性電極層201與該第二導性電極層203之間時造成微腔效應的光波長會不一樣。這些反射光經過微腔效應後從該電激發光裝置頂部出光即可以互相補償,以減低微腔效應造成的不同視角的色偏(color shift)現象,進而提升微腔效應。
誠如上述,本發明可以藉由調整該保護層204的厚度,以使色偏現象消減至最低。再者,該第一反射層211可以是單一金屬層或一複合金屬層。該第一反射層區200a及該第二反射層區200b的反射率以超過30%為佳,例如它們的反射率可以是50%~100%。
第三圖係本發明頂部發光主動式矩陣電激發光裝置的一第二具體實施例對應一次像素區的部份結構截面示意圖。在第二具體實施例中,本發明的頂部發光主動式矩陣電激發光裝置至少包括一下基板30,例如玻璃基板,及複數個像素區形成於該下基板30上的一顯示區域中。每一該像素區包含至少一次像素區300,而每一該次像素區300從上至下主要包含一第一導電性電極層301、一電激發光層302、一第二導電性電極層303、一第一反射層區300a、一保護層304、一第一絕緣層305、一第二反射層區300b、一驅動電晶體306及一第二絕緣層307。該第一導電性電極層301可以是陰極電極層或陽極電極層,而該第二導電性電極層303的電性係與該第一導電性電極層301的電性相反。該電激發光層302係夾持於該第一導電性電極層301與該第二導電性電極層303之間,其可以至少包含一有機電激發光層。該第一反射層區300a係位於該第二導電性電極層303下方但並未涵蓋整個該次像素區300。該第一反射層區300a係包含一第一反射層311,其厚度較佳小於0.5微米(μm)。該第一反射層311係電性耦接該第二導電性電極層303。該保護層304係形成於該第一反射層區300a與該第一絕緣層305之間。該第二反射層區300b位於該第一絕緣層305下方並且係與該第一反射層區300a部份重疊。該第二反射層區300b並未涵蓋整個該次像素區300,並且該第二反射層區300b的厚度較佳小於0.5微米。該保護層304可以是一平坦層,以利於調整厚度,其厚度較佳係超過1微米。該第二絕緣層307係位於該第二反射層區300b下方該下基板30上並涵蓋整個該次像素區300。該驅動電晶體306係位於該第一反射層區300a下方該下基板20上,並且部份的該第二絕緣層307供做該驅動電晶體306的閘極絕緣層。該驅動電晶體306包含一閘極電極層3061、一對汲極/源極區3062、一通道區3063及一閘極絕緣層307。該汲極區或源極區3062頂端形成一金屬接觸3064通過該第二絕緣層307而與該第一反射層311底部電性耦接,以構成該次像素區300的一資料線通路。該金屬接觸3064係具有鉬/鋁/鉬(Mo/Al/Mo)或鈦/鋁/鈦(Ti/Al/Ti)複合材料。在第二具體實施例中,該第二反射層區300b包含一第二反射層312,其可以與該驅動電晶體306的該閘極電極層3061屬於同一金屬層。換句話說,該第二反射層312可以採用本發明該電激發光裝置製程中形成該閘極電極層3061的第一金屬層(M1 layer),但並不受限於此,其亦可以是一獨立單一金屬層或一複合材料層。
在第二具體實施例中,該電激發光層302的部份發光係分別投射至該第一反射層區300a及該第二反射層區300b,再經由該第一反射層區300a及該第二反射層區300b反射回到該第一導電性電極層301與該第二導電性電極層303之間,再從該電激發光裝置300頂部出光或者在該第一導電性電極層301與該第二導電性電極層303之間產生微腔效應(micro-cavity effect)後,再從該電激發光裝置300頂部出光。參第三圖所示,經由該第一反射層區300a反射的光所走的光徑長度係與經由該二反射層區300b反射的光所走的光徑長度不一樣。如此一來,該第一反射層區300a與該二反射層區300b分別反射的光回到該第一導電性電極層301與該第二導性電極層303之間時造成微腔效應的光波長會不一樣。這些反射光經過微腔效應後從該電激發光裝置頂部出光即可以互相補償,以減低微腔效應造成的不同視角的色偏(color shift)現象,進而提升微腔效應。
誠如上述,本發明可以藉由調整該保護層304的厚度,以使色偏現象消減至最低。再者,該第一反射層311可以是單一金屬層或一複合金屬層。該第一反射層區300a及該第二反射層區300b的反射率以超過30%為佳,例如它們的反射率可以是50%~100%。
第四圖係本發明頂部發光主動式矩陣電激發光裝置的一第三具體實施例對應一次像素區的部份結構截面示意圖。在第三具體實施例中,本發明的頂部發光主動式矩陣電激發光裝置至少包括一下基板40,例如玻璃基板,及複數個像素區形成於該下基板40上的一顯示區域中。每一該像素區包含至少一次個像素區400,而每一該次像素區400從上至下主要包含一第一導電性電極層401、一電激發光層402、一第二導電性電極層403、一第一反射層區400a、一保護層404、一第二反射層區400b、一第一絕緣層405、一第三反射層區400c、一驅動電晶體406及一第二絕緣層407。該第一導電性電極層401可以是陰極電極層或陽極電極層,而該第二導電性電極層403的電性係與該第一導電性電極層401的電性相反。該電激發光層402係夾持於該第一導電性電極層401與該第二導電性電極層403之間,其可以至少包含一有機電激發光層。該第一反射層區400a係位於該第二導電性電極層403下方但並未涵蓋整個該次像素區400。該第一反射層區400a係包含一第一反射層411,其厚度較佳小於0.5微米(μm)。該第一反射層411係電性耦接該第二導電性電極層403。該保護層404係形成於該第一反射層區400a與該第二反射層區400b之間,而該第二反射層區400b係與該第一反射層區400a彼此部份重疊,該第二反射層區400b並未涵蓋整個該次像素區400,並且該第二反射層區400b的厚度較佳小於0.5微米。該保護層404可以是一平坦層,以利於調整厚度,其厚度較佳超過1微米。該第一絕緣層405係位於該第二反射層區400b下方並涵蓋整個該次像素區400。該第三反射層區400c位於該第一絕緣層405與該第二絕緣層407之間。該第三反射層區400c係與該第二反射層區400b相對該第一反射層區400a的一邊重疊。該第三反射層區400c的厚度較佳小於0.5微米。該第二絕緣層407位於該第一絕緣層405與該下基板40之間。該驅動電晶體406係位於該第一反射層區400a下方該下基板40上,並且部份的該第二絕緣層407供做該驅動電晶體406的閘極絕緣層。該驅動電晶體406包含一閘極電極層4061、一對汲極/源極區4062、一通道區4063及一閘極絕緣層407。該汲極區或源極區4062頂端形成一金屬接觸4064通過該第二絕緣層407與該第一反射層411底部電性耦接,以構成該次像素區400的一資料線通路。該金屬接觸4064係具有鉬/鋁/鉬(Mo/Al/Mo)或鈦/鋁/鈦(Ti/Al/Ti)複合材料。在第三具體實施例中,該第二反射層區400b包含一第二反射層412,其可以與該金屬接觸4064屬於同一金屬層,但已除去前述複合材料的頂部金屬。換句話說,該第二反射層412可以採用本發明該電激發光裝置製程中形成的第二金屬層(M2 layer),但並不受限於此,其亦可以是一獨立單一金屬層,例如鋁金屬層。該第三反射層區400c包含一第三反射層413,其可以與該驅動電晶體406的該閘極電極層4061屬於同一金屬層。換句話說,該第三反射層413可以採用本發明該電激發光裝置製程中形成的第一金屬層(M1 layer),但並不受限於此,其亦可以是一獨立單一金屬層或一複合材料層。
在第三具體實施例中,該電激發光層402的部份發光係分別投射至該第一反射層區400a、該第二反射層區400b及該第三反射層區400c,再經由該第一反射層區400a、該第二反射層區400b及該第三反射層區400c反射回到該第一導電性電極層401與該第二導性電極層403之間,再從該電激發光裝置400頂部出光或者在該第一導電性電極層401與該第二導性電極層403之間產生微腔效應(micro-cavity effect)後,再從該電激發光裝置400頂部出光。參第四圖所示,該第一反射層區400a反射的光所走的光徑長度係與該二反射層區400b反射的光所走的光徑長度及與該三反射層區400c反射的光所走的光徑長度三者不一樣。如此一來,該第一反射層區400a、該二反射層區400b與該第三反射層區400c分別反射的光回到該第一導電性電極層401與該第二導性電極層403之間時造成微腔效應的光波長會不一樣。這些反射光經過微腔效應後從該電激發光裝置頂部出光即可以互相補償,以減低微腔效應造成的不同視角的色偏(color shift)現象,進而提升微腔效應。
誠如上述,本發明可以藉由調整該保護層404的厚度,以使色偏現象消減至最低。再者,該第一反射層411可以是單一金屬層或一複合金屬層。該第一反射層區400a、該第二反射層區400b及該第三反射層區400c的反射率以超過30%為佳,例如它們的反射率可以是50%~100%。
第五圖係本發明前述第一具體實施例(參第二圖)的一變化例,其與該第一具體實施例不同處僅在於該第一反射層區200a對應的該保護層204厚度d1
大於該第二反射層區200b對應的該保護層204的厚度d2
。
本發明之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置可應用至一影像顯示系統600,如第六圖所示。該影像顯示系統600可包括一顯示面板602及一電源供應器604。該顯示面板602可以是一電子裝置之一部分,並包括該介面驅動電路6020。該電源供應器604係耦接至顯示面板602以提供電能至顯示面板602。該影像顯示系統600可以是但不限於手機、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、全球定位系統(GPS)、車用顯示器、航空用顯示器、數位相框(Digital Photo Frame)或可攜式DVD放影機。
在詳細說明本發明的較佳實施例之後,熟悉該項技術人士可清楚的瞭解,在不脫離下述申請專利範圍與精神下可進行各種變化與改變,且本發明亦不受限於說明書中所舉實施例的實施方式。
20、30、40、100...下基板
101...透光陰極電極層
102...電激發光層
103...透光陽極電極層
104...金屬反射層
105...保護層
106...介電層
107...絕緣層
108...驅動電晶體
200、300、400...次像素區
200a、300a、400a...第一反射層區
200b、300b、400b...第二反射層區
201、301、401...第一導電性電極層
202、302、402...電激發光層
203、303、403...第二導電性電極層
204、304、404...保護層
205、305、405...第一絕緣層
206、306、406...驅動電晶體
207、307、407...第二絕緣層
211、311、411...第一反射層
212、312、412...第二反射層
400c...第三反射層區
413...第三反射層
600...影像顯示系統
602...顯示面板
604...電源供應器
2061、3061、4061...閘極電極層
2062、3062、4062...汲極/源極區
2063、3063、4063...通道區
2064、3064、4064...金屬接觸
6020...介面驅動電路
第一A圖係一傳統頂部發光主動式矩陣電激發光裝置部份結構截面示意圖;第一B圖係顯示第一A圖的該電激發光裝置的發光在其內部各層的反射情形;第二圖係根據本發明第一具體實施例的頂部發光主動式矩陣電激發光裝置部份結構截面示意圖;第三圖係根據本發明第二具體實施例的頂部發光主動式矩陣電激發光裝置部份結構截面示意圖;第四圖係根據本發明第三具體實施例的頂部發光主動式矩陣電激發光裝置部份結構截面示意圖;第五圖係第二圖所示第一具體實施例的一變化例部份結構截面示意圖;第六圖係本發明主動式矩陣電激發光裝置的一應用例示意圖。
20...下基板
200...次像素區
200a...第一反射層區
200b...第二反射層區
201...第一導電性電極層
202...電激發光層
203...第二導電性電極層
204...保護層
205...第一絕緣層
206...驅動電晶體
207...第二絕緣層
211...第一反射層
212...第二反射層
2061...閘極電極層
2062...汲極/源極區
2063...通道區
2064...金屬接觸
Claims (25)
- 一種頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其包括:一基板;及複數個像素區形成於該基板上的一顯示區域中,每一該像素區包含至少一次像素區,每一該次像素區從上至下至少包含一第一導電性電極層、一電激發光層、一第二導電性電極層、一第一反射層區及一第二反射層區,其中該第一反射層區與該第二反射層區係彼此部份重疊。
- 如申請專利範圍第1項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中更包含一保護層介於該第一反射層區與該第二反射層區之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第一反射層區包含一第一反射層係電性耦接該第二導電性電極層。
- 如申請專利範圍第1項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第二反射層區包含一第二反射層係與該次像素區對應的一個驅動電晶體的汲極金屬接觸為同一金屬層。
- 如申請專利範圍第2項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第二反射層區包含一第二反射層係與該次像素區對應的一個驅動電晶體的汲極金屬接觸為同一金屬層。
- 如申請專利範圍第1項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第二反射層區包含一第二反射層係與該次像素區對應的一個驅動電晶體的閘極電極為同一金屬層。
- 如申請專利範圍第2項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第二反射層區包含一第二反射層係與該次像素區對應的一個驅動電晶體的閘極電極為同一金屬層。
- 如申請專利範圍第1項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第一反射層區及該第二反射層區的厚度小於0.5微米(μm)。
- 如申請專利範圍第2項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該保護層的厚度超過1微米。
- 如申請專利範圍第1項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第一反射層區及該第二反射層區的反射率超過30%。
- 如申請專利範圍第10項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第一反射層區及該第二反射層 區的反射率為50%至100%。
- 如申請專利範圍第2項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第一反射層區對應的該保護層厚度大於該第二反射層區對應的該保護層厚度。
- 如申請專利範圍第12項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第二反射層區包含一第二反射層係與該次像素區對應的一個驅動電晶體的汲極金屬接觸為同一金屬層。
- 一種頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其包括:一基板;及複數個像素區形成於該基板上的一顯示區域中,每一該像素區包含至少一次像素區,每一該次像素區從上至下至少包含一第一導電性電極層、一電激發光層、一第二導電性電極層、一第一反射層區、一第二反射層區及一第三反射層區,其中該第一反射層區與該第二反射層區係彼此部份重疊,該第二反射層區相對該第一反射層區的一邊與該第三反射層區彼此部份重疊。
- 如申請專利範圍第14項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中更包含一保護層位於該第一反射層區下方並覆蓋該第二反射層區與該第三反射層區。
- 如申請專利範圍第15項所述之頂部發光主動式 矩陣電激發光裝置,其中更包含一絕緣層介於該第二反射層區與該第三反射層區之間。
- 如申請專利範圍第14項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第二反射層區包含一第二反射層係與該次像素區對應的一個驅動電晶體的汲極金屬接觸為同一金屬層。
- 如申請專利範圍第14項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第三反射層區包含一第三反射層係與該次像素區對應的一個驅動電晶體的閘極電極為同一金屬層。
- 如申請專利範圍第17項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第三反射層區包含一第三反射層係與該次像素區對應的一個驅動電晶體的閘極電極為同一金屬層。
- 如申請專利範圍第14項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第一反射層區、該第二反射層區及該第三反射層區的厚度小於0.5微米(μm)。
- 如申請專利範圍第15項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該保護層的厚度超過1微米。
- 如申請專利範圍第14項所述之頂部發光主動式 矩陣電激發光裝置,其中該第一反射層區、該第二反射層區及該第三反射層區的反射率超過30%。
- 如申請專利範圍第22項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置,其中該第一反射層區、該第二反射層區及該第三反射層區的反射率為50%至100%。
- 一種影像顯示系統,其包括:一顯示面板,係具有如申請專利範圍第1項所述之頂部發光主動式矩陣電激發光裝置;及一電源供應器,係電性耦接該顯示面板。
- 如申請專利範圍第24項所述之影像顯示系統,其中該影像顯示系統係為一行動電話、數位相機、個人助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器、航空用顯示器、全球定位系統、數位相框或可攜式DVD播放機。
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