TWI467755B - 有機電激發光顯示裝置 - Google Patents

Description

有機電激發光顯示裝置

本發明係有關於一種顯示裝置，特別是有關於一種有機電激發光顯示裝置。

近年來，有機電激發光顯示器(organic light emission display，簡稱OLED)已經被大量應用在各式各樣產品的顯示元件上，其具有自發光(self-emissive)、視角廣達170°以上、反應時間快、無一般液晶顯示器(LCD)殘影現象等優點。

第1A圖顯示一傳統有機電激發光顯示器之電路結構，其中掃描線Scan及資料線Data分別電性連接N型薄膜電晶體T1的閘極與源極，N型薄膜電晶體T1的汲極電性連接P型薄膜電晶體T2的閘極與一儲存電容CS之一側電極，儲存電容CS之另一側電極電性連接直流高電壓準位電源線Vdd及P型薄膜電晶體T2的源極，P型薄膜電晶體T2的汲極與有機電激發光二極體OLED(發光單元)的一側電極電性連接，有機電激發光二極體OLED(發光單元)另一側電極則與直流低電壓準位電源線Vss電性連接，有機電激發光二極體OLED(發光單元)兩電極之間具有有機材質構成的電激發光層。

當一高電壓準位掃描訊號經由掃描線Scan開啟(switch on)N型薄膜電晶體T1的通道(channel)，資料線Data的資料訊號會經由該通道將資料寫入儲存電容CS，若資料訊號為低電壓值，則會開啟P型薄膜電晶體T2的通道，高電壓準位電源線Vdd的電壓訊號與低電壓準位電源線Vss的電壓訊號形成電壓差，激發有機電激發光層材料而放出光線，此時低電壓準位電源線Vss之電壓通常為共用電壓(common voltage)準位；當一低電壓準位掃描訊號經由掃描線Scan關閉(switch off)N型薄膜電晶體T1的通道，資料訊號將留存於儲存電容CS中，並維持P型薄膜電晶體T2及有機電激發光二極體OLED(發光單元)的狀態，待下一週期的資料更新程序。

第1B圖顯示一傳統向下發光型有機電激發光顯示器之平面圖，第1C圖顯示第1B圖沿I-I’剖面線之剖面圖。如第1B圖和第1C圖所示，此傳統向下發光型有機電激發光顯示器包括複數條沿水平方向延伸之第一電源線102和掃描線106，以及複數條沿垂直方向延伸之第二電源線104和資料線108，第一電源線102和掃描線106與第二電源線104和資料線108包圍發光單元100，其中，第一電源線102及第二電源線104係利用接觸孔(contact via)電性連結呈網狀(未繪示)避免斷線。如第1C圖所示，第二電源線104和資料線108係設置於一基板112、閘極絕緣層114和層間絕緣層116上方，共平面並排且位於發光單元100下方的側邊，不與發光單元100重疊以避免影響發光效率。其中，發光單元100之第一電極層111位於平坦層113上，電激發光層110寬度(亦表示發光單元100寬度)則由發光區定義層115定義，第二電極層117則位於電激發光層110及發光區定義層115上方。此電路與發光單元100不重疊之設計，若要提高開口率，則必須將線路之間距縮小(亦即，將第一電源線102與掃描線106，和第二電源線104與資料線108之間距縮小)，然而，當第一電源線102與掃描線106，和第二電源線104與資料線108之間距縮小時，若製程過程中有黃光(lithography)誤差或微粒(particle)污染等問題發生時，會造成線路短路，使良率降低。

根據上述，本發明之目的為提供一種有機電激發光顯示器，可避免在增加開口率時，線路仍保持一定間距，不容易產生線路短路，避免良率損失。

本發明提供一種有機電激發光顯示裝置，包括：複數個交錯的電源線；複數個交錯的訊號線；複數個發光單元，各發光單元係被上述電源線或訊號線包圍，其中至少一資料線或電源線係與對應發光單元重疊，且設置於對應發光單元之發光方向。

為讓本發明之特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

以下詳細討論揭示實施例的實施。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的發明概念，其可以較廣的變化實施。所討論之特定實施例僅用來揭示使用實施例的特定方法，而不用來限定揭示的範疇。

本發明係提供一種有機電激發光顯示器，將部份訊號線(包括掃描線和資料線)及/或電源線與發光單元重疊，可大幅降低同層線路發生短路的風險，避免因此造成的良率損失。

第2A圖顯示一本發明一實施例有機電激發光顯示器之平面圖，第2B圖顯示第2A圖沿II-II’剖面線之剖面圖，第2C圖顯示第2A圖沿I-I’剖面線之剖面圖。請參照第2A圖、第2B圖和第2C圖所示，首先，提供一基板202，在本發明一實施例中，基板202可以為玻璃、塑膠或矽晶圓。接著，形成第一金屬層於基板202上，在本發明下閘極(bottom gate)薄膜電晶體之實施例中，第一金屬層包括閘極(未繪示)、第一電源線214和掃描線220。然而，本發明不特別限定於下閘極薄膜電晶體，本發明也可使用上閘極薄膜電晶體，或其它形式之電晶體。在本實施例中，第一電源線214和掃描線220係沿水平方向延伸(亦即x方向)，且為降低同層線路發生短路的風險，避免因此造成的良率損失，本實施例係將第一電源線214與發光單元200重疊(俯視)，其原因在於若將掃描線220形成之薄膜電晶體置於發光單元200下方，則其開口率(aperture ratio)較小。相鄰掃描線220與第一電源線214可等間距排列，即距離Y相等，或是第一電源線214位於發光單元200之等分面上，即第一電源線214與發光單元200之兩邊界等距離。在本發明一實施例中，第一金屬層為高導電效率之金屬組成，例如Al-Nd/MoN、Mo等。接著，形成一閘極絕緣層204和一層間絕緣層206，覆蓋第一金屬層和基板202。閘極絕緣層204和層間絕緣層206可以為氧化矽、氮化矽或其組合。在本發明一實施例中，閘極絕緣層204為氧化矽，層間絕緣層206為氮化矽。後續，形成一半導體層(未繪示)於閘極絕緣層204和層間絕緣層206上。在本發明一實施例中，半導體層可以為多晶矽、非晶矽或其它適合之半導體材料。另外，於薄膜電晶體通道部分具有P型或N型離子佈植於半導體層上表面，形成P+型半導體層(未繪示)或N+型半導體層(未繪示)。繼之，形成一第二金屬層。在本發明下閘極(bottom gate)薄膜電晶體之實施例中，第二金屬層包括源極(未繪示)、汲極、第二電源線216和資料線218。在本實施例中，第二電源線216和資料線218係沿垂直方向延伸(亦即y方向)，如上所述，本發明不特別限定於下閘極薄膜電晶體，本發明也可使用上閘極薄膜電晶體，或其它形式之電晶體。第二金屬層為高導電效率之金屬組成，例如MoN/Al/MoN。為降低同層線路發生短路的風險，本實施例係將資料線218與發光單元200重疊(俯視)，其原因在於資料線218較第二電源線216細，因此對開口率的影響較低。相鄰資料線218與第二電源線216可等間距排列，即距離X相等，或是資料線218位於發光單元200之等分面上，即資料線218與發光單元200之兩邊界等距離。接著，形成一保護層208於第二金屬層和層間絕緣層206上。保護層208可以由氮化矽或其它適合之絕緣層料組成。後續，形成一平坦化層210於保護層208上，在本發明一實施例中，平坦化層210由有機材料組成。其後，形成第一電極層224於平坦化層210上。在本實施例中，第一電極層可以為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO)或氧化鋅(ZnO)等以氧為基礎之透明導電薄膜。於第一電極層224上方覆蓋一發光區定義層212，並於部分第一電極層224上方開孔且暴露出部分第一電極層224，定義各畫素發光單元200的範圍。在本發明一實施例中，發光區定義層212係為有機材料。接著，於發光區定義層212之開孔內形成電激發光層222，該電激發光層222尚可包含電洞注入層、電洞傳輸層、阻擋層(block layer)、電子傳輸層和電子注入層，電激發光層之材質可以為有機半導體材料，例如小分子有機材料、高分子化合物材料或有機金屬化合物材料，形成方式可為真空蒸鍍、旋轉塗佈、浸沒塗佈、滾動式塗佈、噴墨填充、浮雕法、壓印法、物理氣相沉積、或是化學氣相沉積。電洞注入層、電洞傳輸層、電激發光層及電子傳輸層之材料非為本發明之技術特徵，並無特別之限制，可視熟知此技藝之人之需要調整，在此不詳細說明。最後，於電激發光層222上方形成一第二電極層217於發光區定義層212及電激發光層222上，在本實施例中，第二電極層可以為Al、Ag等高反射率金屬或合金。本實施例之發光單元200係為電激發光層222加上面積相等之部分第一電極層224及部分第二電極層217構成，並且，一發光單元200對應一畫素或次畫素。

如以上第一表，本實施例有機電激發光顯示器應用在3.2吋，解析度為300ppi之產品時，發光區域被線路或元件遮擋的比例為29.3%，相較之下，當本實施例有機電激發光顯示裝置應用在55吋，解析度為40ppi之產品時，發光區域被線路或元件遮擋的比例為2.6%。因此，本實施例有機電激發光顯示裝置特別適合應用於大尺寸之產品。

第3A圖顯示本發明另一實施例有機電激發光顯示器之平面圖，第3B圖顯示第3A圖沿II-II’剖面線之剖面圖，第3C圖顯示第3A圖沿I-I’剖面線之剖面圖。請參照第3A圖、第3B圖和第3C圖所示，首先，提供一基板310，在本發明一實施例中，基板310可以為玻璃、塑膠或矽晶圓。接著，形成第一金屬層於基板310上，在本發明下閘極(bottom gate)薄膜電晶體之實施例中，第一金屬層包括閘極(未繪示)、第一電源線302和掃描線306。然而，本發明不特別限定於下閘極薄膜電晶體，本發明也可使用上閘極薄膜電晶體，或其它形式之電晶體。在本實施例中，第一電源線302和掃描線306係沿水平方向延伸(亦即x方向)，且為降低同層線路發生短路的風險，避免因此造成的良率損失，本實施例係將掃描線306與發光單元300重疊(俯視)，其原因在於掃描線306較第一電源線302細，因此對開口率的影響較低。相鄰掃描線306與第一電源線302可等間距排列，即距離Y相等，或是掃描線306位於發光單元300之等分面上，即掃描線306與發光單元300之兩邊界等距離。在本發明一實施例中，第一金屬層為高導電效率之金屬組成，例如Al-Nd/MoN、Mo等。接著，形成一閘極絕緣層312和一層間絕緣層314，覆蓋第一金屬層和基板310。閘極絕緣層312和層間絕緣層314可以為氧化矽、氮化矽或其組合。在本發明一實施例中，閘極絕緣層312為氧化矽，層間絕緣層314為氮化矽。後續，形成一半導體層(未繪示)於閘極絕緣層312和層間絕緣層314上。在本發明一實施例中，半導體層可以為多晶矽、非晶矽或其它適合之半導體材料。另外，於薄膜電晶體通道部分具有P型或N型離子佈植於半導體層上表面，形成P+型半導體層(未繪示)或N+型半導體層(未繪示)。繼之，形成一第二金屬層。在本發明下閘極(bottom gate)薄膜電晶體之實施例中，第二金屬層包括源極(未繪示)、汲極、第二電源線304和資料線308。在本實施例中，第二電源線304和資料線308係沿垂直方向延伸(亦即y方向)。如上所述，本發明不特別限定於下閘極薄膜電晶體，本發明也可使用上閘極薄膜電晶體，或其它形式之電晶體。第二金屬層為高導電效率之金屬組成，例如MoN/Al/MoN等。為降低同層線路發生短路的風險，本實施例係將第二電源線304與發光單元300重疊(俯視)，其原因在於若將資料線308形成之薄膜電晶體置於有機電激發光層300正下方，其開口率(aperture ratio)較小。相鄰資料線308與第二電源線304可等間距排列，即距離X相等，或是第二電源線304位於發光單元300之等分面上，即第二電源線304與發光單元300之兩邊界等距離。接著，形成一保護層316於第二金屬層和層間絕緣層314上。保護層316可以由氮化矽或其它適合之絕緣層料組成。後續，形成一平坦化層318於保護層316上，在本發明一實施例中，平坦化層318由有機材料組成。其後，形成第一電極層324於平坦化層318上。在本實施例中，第一電極層可以為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO)或氧化鋅(ZnO)等以氧為基礎之透明導電薄膜。於第一電極層324上方覆蓋一發光區定義層320，並於部分第一電極層324上方開孔並暴露出部分第一電極層324，定義出各畫素發光單元300的範圍，在本發明一實施例中，發光區定義層320係為有機材料。接著，於發光區定義層320開孔內形成電激發光層322，該電激發光層322尚可包含電洞注入層、電洞傳輸層、阻擋層(block layer)、電子傳輸層、電子注入層，電激發光層之材質可以為有機半導體材料，例如小分子有機材料、高分子化合物材料或有機金屬化合物材料，形成方式可為真空蒸鍍、旋轉塗佈、浸沒塗佈、滾動式塗佈、噴墨填充、浮雕法、壓印法、物理氣相沉積、或是化學氣相沉積。電洞注入層、電洞傳輸層、電激發光層及電子傳輸層之材料非為本發明之技術特徵，並無特別之限制，可視熟知此技藝之人之需要調整，在此不詳細說明。最後，於電激發光層322上方形成一第二電極層於發光區定義層320及有機電激發光層322上，在本實施例中，第二電極層可以為Al、Ag等高反射率金屬或合金。本實施例之發光單元300係為電激發光層322加上面積相等之部分第一電極層324及部分第二電極層317構成，並且，一發光單元300對應一畫素或次畫素。

根據上述，本發明提供之有機電激發光顯示器具有以下優點：本發明係將部份訊號線(包括掃描線和資料線)及/或電源線與發光單元重疊，且設置於該些發光單元之發光方向，可大幅降低同層線路發生短路的風險，避免因此造成的良率損失。

雖然本發明已以較佳實施例發明如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．發光單元

102．．．第一電源線

104．．．第二電源線

106．．．掃描線

108．．．資料線

110．．．電激發光層

111．．．第一電極層

112．．．基板

113．．．平坦層

114．．．閘極絕緣層

115．．．發光區定義層

116．．．層間絕緣層

117．．．第二電極層

200．．．發光單元

202．．．基板

204．．．閘極絕緣層

206．．．層間絕緣層

208．．．保護層

210．．．平坦化層

212．．．發光區定義層

214．．．第一電源線

216．．．第二電源線

217．．．第二電極層

218．．．資料線

220．．．掃描線

222．．．電激發光層

224．．．第一電極層

300．．．發光單元

302．．．第一電源線

304．．．第二電源線

306．．．掃描線

308．．．資料線

310．．．基板

312．．．閘極絕緣層

314．．．層間絕緣層

316．．．保護層

317．．．第二電極層

318．．．平坦化層

320．．．發光區定義層

322．．．電激發光層

324．．．第一電極層

第1A圖顯示一傳統的有機電激發光顯示器之電路圖。

第1B圖顯示一傳統的有機電激發光顯示器之平面圖。

第1C圖顯示第1A圖沿I-I’剖面線之剖面圖。

第2A圖顯示一本發明一實施例有機電激發光顯示器之平面圖。

第2B圖顯示第2A圖沿II-II’剖面線之剖面圖。

第2C圖顯示第2A圖沿I-I’剖面線之剖面圖。

第3A圖顯示一本發明一實施例有機電激發光顯示器之平面圖。

第3B圖顯示第2A圖沿II-II’剖面線之剖面圖。

第3C圖顯示第2A圖沿I-I’剖面線之剖面圖。

214．．．第一電源線

216．．．第二電源線

218．．．資料線

220．．．掃描線

200．．．發光單元

Claims (16)

1. 一種有機電激發光顯示裝置，包括：複數個交錯的電源線，包括互相垂直的第一電源線和第二電源線；複數個交錯的訊號線，包括互相垂直的掃描線和資料線；複數個發光單元，各發光單元係被該些電源線和訊號線包圍，其中至少一該些訊號線或該些電源線係與該些發光單元重疊，且設置於該些發光單元之發光方向，其中該些第一電源線和資料線係與該些發光單元重疊，該些第二電源線和掃描線係與該些發光單元不重疊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該些第二電源線和資料線係位於一層間絕緣層上之第二金屬層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該些第一電源線和掃描線係為一基板上方之第一金屬層。
4. 如申請專利範圍第3項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該第一金屬層係介於一閘極絕緣層和該基板間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中相鄰之該些第一電源線及該些資料線係實質等間距。
6. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中相鄰之該些第二電源線和該些掃描線係實質等間 距。
7. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中與發光單元重疊之該些第一電源線與該些發光單元之兩邊界實質上等距。
8. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中與發光單元重疊之該些資料線與該些發光單元之兩邊界實質上等距。
9. 一種有機電激發光顯示裝置，包括：複數個交錯的電源線，包括互相垂直的第一電源線和第二電源線；複數個交錯的訊號線，包括互相垂直的掃描線和資料線；複數個發光單元，各發光單元係被該些電源線和訊號線包圍，其中至少一該些訊號線或該些電源線係與該些發光單元重疊，且設置於該些發光單元之發光方向，其中該些第二電源線和掃描線係與該些發光單元重疊，該些第一電源線和資料線係與該些發光單元不重疊。
10. 如申請專利範圍第9項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該些第二電源線和資料線係位於一層間絕緣層上之第二金屬層。
11. 如申請專利範圍第9項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該些第一電源線和掃描線係為一基板上方之第一金屬層。
12. 如申請專利範圍第11項所述之有機電激發光顯示 裝置，其中該第一金屬層係介於一閘極絕緣層和該基板間。
13. 如申請專利範圍第9項所述之有機電激發光顯示裝置，其中相鄰之該些第一電源線及該些資料線係實質等間距。
14. 如申請專利範圍第9項所述之有機電激發光顯示裝置，其中相鄰之該些第二電源線和該些掃描線係實質等間距。
15. 如申請專利範圍第9項所述之有機電激發光顯示裝置，其中與發光單元重疊之該些第二電源線與該些發光單元之兩邊界實質上等距。
16. 如申請專利範圍第9項所述之有機電激發光顯示裝置，其中與發光單元重疊之該些掃描線與該些發光單元之兩邊界實質上等距。