TWI300915B - Pixel for an active matrix display - Google Patents

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TWI300915B
TWI300915B TW094100672A TW94100672A TWI300915B TW I300915 B TWI300915 B TW I300915B TW 094100672 A TW094100672 A TW 094100672A TW 94100672 A TW94100672 A TW 94100672A TW I300915 B TWI300915 B TW I300915B
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Description

1300915 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係與一用於主動矩陣顯示器的像素有關，其包含一 有機發光二極體（OLED)與具有一用以驅動該發光二極體之驅 動裔電晶體及具有-電容器的驅動器電路，該驅動器電晶體的 載電流路徑係與該發光二極體串聯連接，並至少迂迴於一操作 電壓源的兩極之間。
【先前技術】 因為由Tang等人於 1987(C.W. Tang et al.，APP1. Phys. Lett. 51(12)，913(1987))所論證的有效元件，有機發光二極體已經成為 為生產該大面麵示ϋ之有希望候選…有機發光二極體包括 財機材㈣成_層相。該層典型地具有介糾奈米至谈 米之間的厚度。該層通常係在真空巾以氣減積，或形成—溶 劑而以旋轉批覆或壓印的方式所形成。 有機發光二極體在電荷負載注射之後，以來自—侧的電子 與來自另-侧稱為洞而進人配置於其_有機層形式而發光。 ，電荷負載注射受到外部電壓施加的影響，且其係以激子触 換言之，以—主動區域中的電子洞對，與該激子的 田射重整。該有機層至—陽極(敝射接點)與—陰 其 含 接，匕的接觸連接，典型地碰到至少—可穿魏極的影響，、 大夕疋以-牙透氧化物的形式，像是氧化轉(而 金屬的接點。 〃 ，據有機發光二極體的平板顯示器可以—被動矩陣或—主 動矩陣兩者而被實作。在被動矩_示器的情況中，該影像例 5 1300915 成::擇生’而在行上的選擇影像資訊項目 1___卜I 在技術構造的理由上，有大概 ，有高資訊内容的顯示器則需要 素係由-具有電晶_電路所_ ’ 錢晶體31常储設計為細電晶體(tft)。’ f^(LD^ Μ(1Χ_液晶I。在此情況中，一外邻央、、原 顯示器器⑽s)所控制。_液晶、 制，換言之’該液晶顯示器便受到_ 完成。為了這些電路的幫助 的。 田/、有電晶體與一電容器的電路係足夠 不同的與具有u電流驅動的有機發光二極體之顯示器所 須具有情況中，電力控制必須被作用，—電路便必 體，以及二電容:體兮由-驅動電晶體與-驅動器電晶 供該電容器-“，ίϋ由—來源㈣信號所切換，以提 電容器接料料輸1:1有機發光二紐想要的亮度。該 通過該有機發光：：極=電晶_極電位，其_該電流 技ί公開了料已經由公司所生產的 =復去t二不⑨。在此情況中，以多砍製成的主動矩陣，其每 ㈣爾各自的驅動器電路，係為了有機發光二極體顯示器 夕石夕晶所製成之鱗中的電晶體，—般上係為連接 1300915 至該有機發光 <一極體陽極之p型通道電晶體。該有機發光-極體 的層結構係從配置在一玻璃基板的陽極開始，並以陰極結束. 該有機發光二極體係位於該驅動器電晶體的側方向上，並透過 該玻璃基板發射。 " 以多矽晶製成的矩陣的有利之處，歸於在此材料中之電荷 負載的相對高度移動性，其允許為了驅動該有機發光二極體的 咼電流。然而，就如同已經由j· L· Sanford and F· R Liebsch in 2003 m SID 03 Digest，page 10 et seq·中所說明，由於該多矽晶 之典型相對大非均質性，其需要具有四個或更多電晶體的複= 驅動電路。此外，以多矽晶製成之矩陣使用的不利之處，在於 其複雜的製程，因為-般上為了在相對大基板上的製成，以及 該電子參數之相對大的非均質性，需要花費_再結晶化步驟(其 最重要的疋為了顯示器的有效成本生產）。 以非晶石夕(a_Si)製成的的矩陣使用，避免了以多石夕晶製成矩 =的不利之處：-方面以非晶賴成的矩陣可更顯著簡單地被 製程，且另—方面在姆大基板上可以更簡單地實作。最後， ^非=秒製程的矩陣，較多♦晶而言，具有—鴨較佳的電子 ' 門句貝I1 生。般上，基於非晶石夕的主動矩陣係以n型通道 電晶體的方式實作。上，P型通道電晶體也可被個，但由 於未摻雜通道巾之非常⑽洞移紐，財機發光二極體驅動 • · 1 et al5 SID 03 Digest, pg14 et seq. 2003 與
Tsujimura, SID 03 Digest, page 6 et seq. 2003 非晶石夕製成矩陣之第—有機發光二極體顯示器。以非晶矿 的已知矩陣係灿型通道電晶體所操作。在兩個情況中， 1300915 發光二極體的陽極係被連接至—薄膜電晶體電路的 雖^非轉製成矩陣的使用具有上述的優點，可估計 1之々也於此敘述··—方面，由_非 氏 =動性:便產生對電流的限制，因此需要更高效率= ^ 另一方面，非晶石夕在負載之下便降級，以致於烙 老化響而非均質性增加。於此情況中的明顯效應係由於 老化所形成在電晶體門檻電壓Vth的偏移。 、 具有非晶㈣成矩陣之有機發光二極體顯示器的裝置之 間早典型電路，-般上包含兩偏魏道電晶體。該第一電2 體也無為驅動電晶體，係以一資料信號線與列選擇線的方 斤啟動並對-控制該第二電晶體的電容器充電，其作用作為 一驅動器電晶體。如果這樣非常鮮的兩電晶體電路可以有效 的方式破實作，其與該有機發光二極體的陽極連接，那麼一更 精確的考量麟其係與-明顯的缺失有關4果該驅動器電晶 體係打算於該飽和區域中操作，該驅動器電晶體的閘極驅動要 求非常高的切換電位(”電壓振動(讀age swings)”）。該後者無法 以使用常用之互補式金屬氧化物半導體(CM0S)石夕科技的驅動 電路所產生。此外，在此電路系統的情況中，該有機發光二極 體的老化與細電壓改變，影響該驅動H電晶體的閘極電位。 因此該有機發光二極體的電壓在操作期間的任何情況中，影響 该驅動器電晶體的控制電壓，此驅動形式絲是為困難的。具 有所提及之不利之處的相關電路係在J· Lih et aL，SID 03 Digest，pgl4 et seq· 2003之中指明。 使用上述兩n型通道電晶體與該驅動器電晶體至該陽極之 連接的不利之處，可利料有更錄目電晶體之鴨複雜電路 1300915 的幫助而被避免。J. L. Sanford and F. R. Liebsch in SID 03 Digest， page 10, 2003公開’具有一電路與一配置在該電路上之發光單 το ’ 一被使用做為驅動器電晶體的11型通道電晶體，被連接至該 電晶體的有機發光二極體，與為了補償非均雜所具有四至六 個電晶體的電路的像素。以更多電晶體的方式所形成不同複雜 程度的電路’制於補償參數振|與該發鮮元的老化。然而， 於-像素中個的更多電晶體，形成其生產的衫高度成本，
因此生產便相關減少。此外，該驅動器電晶體的可獲得面積減 少，其加重老化的問題。 、、其也被指出的是’如果P型通道電晶體係被使用取代n型通 逼電晶體’該描述的問題面積便以—對稱方式存在。在此情況 中，該驅動器電晶體至該陰極的直接連接，具有該有機發光二 極體電壓，必須在操作期間同時考慮該控制電壓的影響。 為了有機發光二極體顯示器的有效實作之—另外重要觀 ，對财機發光二紐的面積最佳化。在錄有機發光二 虽員不4巾’該有機發光二極體透過該玻璃基質(”底部發射 射。在此情況中，需要鶴的該像素電子係在該有 二㈣侧邊配置。因此，為了該像素的實際發光單元， Pj了有機發光二極體，便剩下少於該像素面積之半。較該 ίΐΓ下，愈小的發光料被製造，該有機發光二極體必須 木的、度便愈*。較高的電流密度再—次 有不利影響。 部發的基板上朝外發射的有機發光二極體(”頂 面、TO大* 可在该驅動電路上被建構，並因此該像素 貝可為其發光單元而大致上完全的被使用。TTsujk_etai.， 9 1300915 SID 03 Digest, page 6, 2003描述用於具有一非晶矽製程矩陣顯 示器的裝置。在此情況中，該有機發光二極體陽極接觸連接至 該驅動器電晶體。光係透過該穿透陽極而被發射。此裝置呈有 已經說明的缺失，其有機發光二極體電壓影響該控制電壓，且 該驅動器電晶體的飽和操作有利之處無法被使用。因此，由該 驅動斋電晶體所產生的有機發光二極體驅動電流，對該門檻電 壓（Vth)偏移與該有機發光二極體的改變敏感地反應。如此的 偏移在該電晶體與有機發光二極體年齡上係無法避免的。 【發明内容】 本發明的目標係提供一用於具有有機發光二極體之主動矩 陣顯示器的像素，其可以對該面積進行有效利用。此外，本發 明也可以使用有效成本方式的協助之下而生產該像素。 根據本發明，此目標係以該發光二極體傳送層的方式，為 了根射料職IS第1項的像素而軸，其傳弱係以推雜的 方式傳導製造，並與該驅動器電晶體的汲極接點電連接。 ^在此方法中以結合該驅動器電路的適當設計所被達成的 是，該驅動器電晶體可在飽和中樹喿作，並因此對於老化 係相對不敏感的。 。壬 該驅動器電路係透過該摻雜傳送層與該有機發光二極體連 接。此避免了由於-接觸金屬係被連接至一為摻雜有機層而形 成的咼阻抗接觸。所提出的該摻雜傳送層使得該發光二極體可 適宜於該像素的下層，因此該生產過程可以選擇適當換雜 與該可能適當調整的方式，被有效成本3^製造，其使得 驅動器電晶體(以-連接結合於該發光二極體的陰極)與煙通= 1300915 驅動為電晶體(以―連接結合於該發光二極體的陽極)兩者都可 以使用。 在摻雜的協助之下，在一般操作溫度區域中的該有機發光 二極體傳導傳送層的傳導性，在量級上係被增加的。
該摻雜傳送層至該驅動器電晶體的汲極接點的連接，另外 避免了該驅動器電晶體的閘極來源電壓受到遍及該有機發光二 極體的電壓影響。因此，此後的敘述便可避免，也就是該有機 發光:極體的苓數變化或老化現象造成遍及該有機發光二極體 的電壓改變，其將不利於改變驅動器電晶體的飽和，並且最終 其亮度便可被保持穩定。 各自的子申請範圍係與本發明的有利細微差異相關。 藉由範例，一η型摻雜物的使用可以係為具有分子質量大概 大於每莫耳200公克的摻雜物。一較佳範例係該η型摻雜物
Pyronm D *ΐ^ιιω^&1Μο11εΐί(Α·^\%ι^εί&1·，Αρρ1·Ρ1^·
Lett· 82, 4495 (2003))。在一替代範例中，一η型摻雜傳送層係為 鋰換雜4,7_二苯基义办鄰菲羅啉 «7_diphenyM，1 〇_phenanthrline)。其分子混合比率 4,7-二苯基 ，川·， 鄰 菲 羅 啉 （Bphen) e’ldiphenyl-UOThenanthrlinefBphen):鋰(Li)介於大概 1〇 : 1 與1 · 1之間，較佳地係介於5 ··丨與〗··丨之間，且更佳地係為1 ·· 1。其他η型摻雜變化也可能樣地被使用。該電子傳送層具有一 "於大概20奈米至1〇〇奈米之間的厚度，較佳地係為4〇奈米。 # —ρ型摻雜傳送層(洞傳送層)較佳地係以星爆4,4,4_三(甲基 笨基苯基氨基）三苯基一氨基（m_MTDATA)
(4?4?44ris(3-methylphenylphenylamino)triphenyl-amino(m-MTDA 1300915 ΤΑ))所製成，並以一加熱固化至大約攝氏80度的2,3,5,6·四氯 -7,7,8,8-四氰喹啉二甲烷（F4-TCNQ) (2，3，5，6-tetrafluoro7,7,8，8_tetracyano_p-quinodimethane(F4_TCNQ ))摻雜物，或是一 1,6-二氨基吡（DAP)-F4-TCNQ (l，6-diaminopyrene(DAPHVTCNQ)摻雜物進行p型摻雜。其他p 型摻雜變化也可被使用。該混合比率範圍大概介於1〇〇〇 : j與 10 : 1之間，較佳地大概介於100 : 1與2〇 :丨之間。該洞傳送層 具有一介於大概30奈米至300奈米之間的厚度，較佳地係為1〇θ〇
奈米。 本發明的一細微差異提供該摻雜傳送層透過一平板電極連 接至該驅動Ilf晶_錄接點。該雜提供舰極接點的接 觸連接，其可以傳統的金屬化方式所達成。 本發明的-發展提供傳統傳送層直接地連接至該驅動哭電 晶體的祕無。此個為軸摻財式的傳縣的可谢㈣ 可能達成’並由於省略金屬化而形成—簡化的製造步驟。 t發明的另一細微差異提供該驅動器電晶舰極接點之 係受到至少由—摻雜的有機材料，以及如果的， ^屬成分所製成賴合層方式神。這制 電導性與可彻例如共蒸發的方式生產。 I、有同 器電_該電極 射光:極體的主動層所發二射機發 =3=2。本發明在此連接中係 導有機作函數，並特別地因此不對該電^ 12 1300915 ^在本發明的一另外細微差異中，連接至該驅動器電晶體的 该電極係以此方式設計，其基於一多層裝置的基礎，有效地反 射由該有機發光二極體的主動層所發射的輻射。此例如可以一 η包多層的方式達成。此可以一特定有效的形式連結至本發 明;，因此以範例的方式，藉由該摻雜有機層幫助的方式，一^ 過該反射層的透過連接係為可能的。 在本發明的一發展中，連接至該驅動器電晶體的電極係以
=設計，其以一多層裝置有效地反射由該有機發光二極體 、老動層所發射的姉。此例如可以—介電多層幫助的方式而 =° ί可以—特定有效的形式連結至本發明，因此以範例的 方式，猎域摻財機層方式， 連接係為可能的。 成㈣的透過 極伟的—較佳實施例中，連接至該驅動器電晶體的電 該有峨—紅細_，目找H的、 波器便可提高。 像疋例如用來增加對比度的極化遽 於此提出的襞置也可被一般 器電路。本發明的一細微差異係為 驅觸，其中該 裝置的方法，〜鏡衣置-部份。藉由電流鏡 流，係於上述該驅動器電晶體中；而該鏡電 裝置中_加的，倾該像素的元件之生產容 1300915 忍非常無關的’特別係該發光二極體的生產容忍度與老化現象。 該電流鏡裝置係以四個電晶體與一電容器所形成。該電路 裝置與電晶體形式原則上係被知道的，且例如係在j. L. Sanf〇rd， F· R· Liebsch SED 2003, page 10 et seq.中所描述。任何其他電流 鏡電路也可被使用作為替代。以該電流鏡裝置可被達成的是， 該驅動裔電晶體在該飽和區域中在操作上非常可信賴的，即使 係在由於該電晶體及/或該有機發光二極體老化所形成的門檻 電壓偏移的情況之中，其係該老化無法引導，或最多僅能引導
至一小部分延伸的結果，以在該發光二極體的亮度改變，與由 此的元件光發射。
本發明也可有利的贿光二鋪被設計為—透過有機發光 二極體的方式所發展。-完全透過(>7()%_性)有機發光二極 體具有-高的級率。對所有有機層的保護，特 極體，也可同時避免受到該透過覆蓋接觸的傷害。在減透過 有機發光二極體的情对，制傳送層細—有機接收材料而p 型摻雜，且該電子傳送層係以—具有於每莫耳雇公克的 之接雜物的電子施主材料而_掺雜。藉由範 使用在專麵则215训中描述的 、最後，對於該驅動器電路與該發光二極體特別方便的，係 被應用在-共同基板上，以這樣的方法，該驅動器電路與該發 =極體係在-制基板上形成，該购轉路倾配置在^ 錢故_，辦細== 因此，該鶴n電路位於財機發光二極體之下。因此， 14
1300915 ί係=Γ像素的面積’並在不增加電流下而提高該光 ==的像素包含一具有基板基礎的層構造、於上 所衣置的16動$電路以及於上所形成 光二極體在= 的使用。光係透發射單元而大致被完全 二it ^在該驅動器電路應用於受到更激烈條件影 極體的應用。因此，該發光二極體係不曝露於具有 本身應用期間所期待的額外生產過程的額❹载之中。做 該發光二極體基本上擴展於該像素的完全基 編㈣—軸操作之兩電 【實施方式】 —本發明首先麥照第！圖，根據一像素·特別係與實際上有關_ 之示範實施例的基礎所朗，其_於具有像是可以較佳地在 ^晶石夕基礎上所實作_魏道電晶體之電路的主動矩陣顯示 器。 、 第1圖顯示根據一第一示範實施例之像素的電路襄置簡化 電路圖，該電路包括兩個電晶H照為驅動電晶體丨的第一 電晶體’用於館存—資料信號線2的電位，其中電晶體係以一列 選擇線3的方式被啟動，而一電容器4係由該資料信號線2的電位 被充電。該電容器4控制一第二電晶體，該驅動器電晶體5。一 有機發光二極體(0LED)6的陰極係被連接至該驅動器電晶體5 15 1300915 以根據第1圖的電路裝置所能 光二極體的陰極與該驅動電晶體係’其中該有機發 連接，為該飽和區中所操作的該_==5間直接 壓的可能變動結果，係由於該驅動器電
W—小部分延伸所改變的像 素π度以有機杂先一極肢6的陰極係被連接至該驅動器電晶體 5的汲極接點’並從-供應線7接收該操作電流。這樣的裝置具 有可在該飽和區巾㈣的該職器電晶體5，無須—外部驅動電 路的電驗動，而造成過大的結果。此可由該後述計算的基礎 顯示： 飽和狀態： vtT2<vGS2<vtT2+vDS2 VData=VDSi+VGS2^ VGS2 (VDS1 ^ 〇)
Vdd=VDS2+Vf
Vt 丁2<VDATA<VtT2+VDS2 I〇LED=〇-5k(VDATA-VtT2)2 基於上述考置的基礎’由於該驅動斋電晶體5的老化所形成 之該門檻電壓偏移，無法引導亮度的改變，或僅可以引導一小 範圍的亮度改變。 相反的，該驅動器電晶體5至該有機發光二極體之陽極之汲 極接點的接觸連接，可導致過度的電壓振動，在特定情況下， 可以超過該顯示器供應電壓： 飽和狀態： 16 1300915 v
VtT2<VGS2<VtT2+VDS2
VdATA VdS 1 + Vf+VgS2 ^ Vp+V〇s2 (V〇s 1 財 〇)
Vdd=VDS2+Vf
VtT2+VF<VGs2+VF<VtT2+VDS2+VF
VtT2+VF<VDATA<vtT2+vDD I〇LED=0.5k(VDATA-VtT2.vF(i〇LED))2 第2圖顯示根據第1圖中第一示範實施例之像素的橫斷面， 其具有位於頂部的閘極(”頂部閘極”）。該描繪之結構包括第1圖 中概述之可此的電路技術設計，其具有一導向遠離該共同基板 所發射的往上發射的有機發光二極體(”朝上發射器，，）。 由非晶矽所製成的電路係在一由玻璃所製成的負載(基 板)11上所應用。一有機發光二極體係被配置在該電路上。由氮 化石夕(SiNx)所製成的一、絕緣層i2係被另外應用在該負載i i上。配 置在該絕緣層上的係由一内部、非晶石夕所製成的薄層，作為該 電晶體的通道13，其在啟動時係為n型傳導。一源極接點14係位 於一侧，而一汲極接點15係位於該通道13的相反侧。該源極/汲 極接點14、15係以η型摻雜石夕化物所製成的薄層，其中於每個情 況中，該通道13的接觸連接係位於之間。 一閘極接點17係應用於以一閘極絕緣體丨6的氮化矽所製成 之額外應用層上方。該閘極17係以一鈦^白合金(Tipt)所製成的 層。具有該閘極17的閘極單元係以一鈍化層18所披覆。 具有一或多數有機層的有機發光二極體係接著應用於其 上。由铭所製成的-陰極係、配置在該鈍化層18上，一推雜電子 傳达層2〇係被應用在該陰極。該電子傳送層％係為n型接雜的。 其較佳地係具有大約4〇奈米的厚度，並以一鋰摻雜的4,7_二苯基 17 1300915 -1，10-鄰菲維琳(4,7_diphenyl-1，10_phenanthrline)所形成，其分 子混合比率 4,7-二苯基 _ 1，1 〇-鄰菲羅啉(Bphen)(4,7-diphenyl_ i， 10-phenanthrline(Bphen)):鋰(Li)係為大概1 : 1。其他摻雜變化 也同樣地可能。 該包括一多數層之有機發光二極體的發射層結構21係配置 在該電子傳送層20上。該發射層結構21包括以Bphen所形成，具 有大概10奈米厚度的一電子側團塊層，在上方係為一大概20奈 米厚，以tris(8-hydroyquinoline) aluminum(Alq3)所形成的電致 發光層’其係以發射器摻雜物所混和-尤其係quhacridon.以增 加該光產生的内部量子效率，而另外一洞侧團塊層，以具有大 概 5 奈米 厚度的 N9N-diphenyl-N?N-bris(3-methylphenyl)^ 151 -biphenyl).494.diamin e(TPD)所形成。 一具有大約100奈米厚度的洞傳送層22係位於該發射器層 結構21之上，該洞傳送層22於此示範實施例中，係為p型摻雜的 形式。該洞傳送層22係以星爆4,4,4-三(甲基苯基苯基氨基)三苯 基 氣 基 （m_MTDATA)(4,4,4-tris (3-methylphenylphenylamino)triphenyl-amino(m-MTDATA))所製
成，並以一加熱固化至大約攝氏80度的2,3,5,6-四氯-7,7,8,8-四氰 "ρ· 喹 啉 二 曱 烷 （f4-tcnq) (2,3,5,6_tetrafluoro_7,7,8,8-tetracyano_p_quinodimethane(F4-TCNQ ))摻雜物，或是一 1,6-二氨基ϋ比（DAP)-F4-TCNQ (1，6-diaminopyrene(DAP)_F4_TCNQ)摻雜物進行 P 型摻雜。 一以氧化銦錫(IT0)所製成的半穿透陽極23係以最終的形 式構化在該上部侧，具有該發光可從該有機層結構透過該陽極 18 1300915 而出現的結果。該陽極23係被保護以一另外應用之名為絕緣層 (未描述)的方式，避免與該有機發光二極體陰極19的侧向接觸。
在生產叫，該有機層係以在真空中的氣相沈積過程，由共 蒸發(在雜層的情況巾)的方式所顧。然而，制上，該層也 可以從先前技術所知道的其他方法的幫助而被應用，像是以彼 此之間之-物質在另—具有物f的連續、溫度控制選擇擴散的 方式，或以可在真空中進行之已混和物f上的旋轉的範例方 式。特別地1兩團塊層、該電子侧塊層與該洞側團塊層， 係在真S中氣相沈積，並替代地也可以旋轉批覆的方式應用。 該像素的驅動器電路係由該汲極接點，透過一板狀穿過洞 24 ’直接地與該有機發光二極體的陰極19連接。在此情況中， 該板狀穿·24_—穿職聽賴射··絕緣器Μ 此裝置有利地係，由於該陰極19與該峨 透 P中被知作，並因此對該門檻電壓的改 該電晶體與該陰極19之間的直接接觸連接，二二單: 技術構造。 非吊間早的 舻怖何或缺岐該錢發光二極斷為—發光一钰 係這樣的有機發光二極體—般在效率上係‘有=1問題 過該基板的有機發光H 綠通 解決，如特別係在專利應咖1〇1 35 513所=透層的方式 代’其也可能使用完全的有機發光 ^別^一替 用DEl〇2l5210所公開的。 如锊別係在專利應 19 1300915 第3圖顯示根據第二示範實施例之像素的橫斷面，其具有位 於底部的閉極。 i 一閘極接點32係被直接地應用作為一負載(基板)31上的，，底 補極。該負载31典型的係以玻璃製成。該閘極接點％係以欽 广口金所製成。位在其上的是以氮化石夕製成的一絕緣層％，之 後係以氮化矽製成一層的閘極絕緣34。 配置在该絕緣層上的係由一内部、非晶矽所製成的薄層， 作為該電晶體的通道35，其在啟動時係變為n型傳導。一汲極接 點36係位於一側，而一源極接點37係位於該通道35的相反侧。 該源極/汲極無36、37細酬製成的薄層，其巾於每個情況 中’該通道35的闕連接餘狀間。結合該源極/汲極接點 36、37的源極/汲極區域係以η型摻雜石夕所製成。 具有一或多數有機層的有機發光二極體係在一絕緣層38上 被應用，其也係由氮化矽製成。該有機發光二極體的最底部層 係以鋁所製成的一陰極，其係被應用為一摻雜電子傳送層4〇。 該電子傳送層40係為η型摻雜。其具有一大約4〇奈米的厚度並以 一鐘摻雜的4,7_二苯基_1，1〇_鄰菲羅啉 (4,7_diphenyl-l，l〇-phenanthrline)所形成，其分子混合比率4,7_二 苯 基 -U0- 鄰 菲 羅 啉 （Bphen) (4’7_diphenyl-l，10-phenanthrline(Bphen)):鐘（Li)係為大概 1 : 1 ° 該包括一多數層的發射層結構係配置在該電子傳送層4〇 上。該發射層結構21包括以Bphen所形成，具有大概10奈米厚度 的一 子側團塊層41 ’在上方係為一大概20奈来厚，以 tris(8-hydroyquinoline)aluminum(Alq3)所形成的電致發光層42， 20 1300915 其係以發射器摻雜物所混和，以增加該光產生的内部量子效 • 率’而另外一洞侧團塊層，以具有大概5奈米厚度的 N9N-diphenyl-N?N-bris(3-methylphenyl)-( 191 -biphenyl)-494-diamin e(TPD)所形成。 一具有大約100奈米厚度的洞傳送層44係位於該發射器層 結構上，該洞傳送層44於此示範實施例中，係為p型摻雜的形 式。該洞傳送層44係以星爆4,4,4-三(曱基苯基苯基氨基)三苯基 一氨基 （m-MTDATA) (4,4,4-tris • (3~methylphenylphenylamino)triphenyl-amino(m-MTDATA))所製 成，並以一加熱固化至大約攝氏80度的2,3,5,6_四氯-7；7,8,8_四氰 喹 啉 二曱烷 （F4-TCNQ)
(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-p-quinodime1;hane(F4-TCNQ ))摻雜物，或是一 1，6-二氨基吡（DAp>FzrTCNQ (l，6_diaminopyrene(DAP)-F4-TCNQ)摻雜物進行 p 型摻雜。 一以氧化銦錫(ITO)所製成的半穿透陽極45係以最終的形 式構化在該頂部侧，具有該發光可從該有機層結構透過該陽極 鲁而出現的結果。 第4圖顯示為一像素之具有驅動器電路的簡化電路裝置 圖。該驅動器電路包括一電流鏡裝置，去有四個η型電晶體T1、 T2、T3、T4與一電容器c。該電晶體T1與T3係以該列線掃目苗1 的方式被啟動。與T1 一起，透過該電晶體T3，該電容器C係由 該資料線充電。在該電容器被充電之後，從該資料線的電流通 過T2。該電晶體T4係以掃瞒2所啟動，而掃猫1係被切換關閉。 在遍及該電容(電容器C)之該電壓的控制之下，該電晶體T2接著 係設定與通過該有機發光二極體相同(鏡射)的電流。 21 1300915 此具有-電流鏡的之驅動器電路裝置的形式，也且有該驅 動器電晶體-即該電晶體以其閘極接點連接至該電容器-的結 果，係在飽和區中***作，因此門插電壓的可能變動社果，係 由於該，動器電晶體及/或有機發光二極體的老化而無法引 導，或取多僅能引導-小部分延伸所改變的像素亮度。在此情 況中，^動H電MT2係被魏連接於_作賴源的正極 VDD ’換s之’該供應線’並因此迁迴連接於該操作電壓源的兩 極之間’其中該電晶體丁4係位於該正極VDD與該驅動器電晶體 T2之間。然而該有機發光二極體(第3圖中的有機發光二極體】） 維持與該驅動器電晶體T2的電流運送路徑串聯連接。 第5圖顯示-電流鏡裝置的另外實施例，其僅使用一掃瞎 線。該電晶體T3與T4之參數的精確知識於此係不可或缺的，因 此在此情对，該電流可被設定不要流經該有機發光二極體的 驅動=電晶體T2，而寧可以該兩電晶體的比例方式被形成。 第6圖顯不-帶有p型通道的2·薄膜電晶體電路的電路實施 例’該有機發光二極體的陽極之p型摻雜傳送層係被連接至該驅 動器電晶體的汲極接點。 第7圖顯不帶有一位於該底部的閘極接點與一有機發光二 極體之p型通稍晶體的像素橫斷面，其中該陽極係連接至該驅 動器電晶體。 立一閘極接點52係被直接地應用在該負載(基板)51上而做為” 底部閘極"。該負载51係典型地以玻璃製成，且該閘極2係以-鈦翻:金所製成。位在其上的係以氮化梦製成的—絕緣層^， 之後係以氮切製成層的閘極絕緣54。 配置在δ亥絕緣層上的係由一内部石夕所製成，作為該電晶體 22 1300915 的通道55，其在啟動時係變為p型傳導。一汲極接點56係位於一 侧，而一源極接點57係位於該通道55的相反侧。該源極/汲極接 點56、57係以鋁所製成的薄層，其中於每個情況中，該通道％ 的接觸連接係位於之間。結合該源極/汲極接點56、57的源極/ 汲極區域係以P型摻雜碎所製成。 具有一或多數有機層的有機發光二極體係在一絕緣層58上
洞傳送層60係為p型摻雜。其具有大約1〇〇奈米的厚度，並由星 爆4,4,4-三（甲基苯基苯基氨基）三苯基一氨基(m_MTD ata)
(4?454-Ms(3-methylphenylphenylamino)triphenyl-amino(m-MTDA ΤΑ))所製成，並以一加熱固化至大約攝氏8〇度的2,3,5,6_四氯 J，7,8,8_ 四氰•喹啉二曱烷（F4_tcnq)
(2,3,5,6 tetrafluoro-7J?858-tetracyano-p-quinodimethane(F4-TCNQ ))払雜物，或是一丨，卜二氨基吼 (l，6_diaminoPyrene(DAP)_FrTCNQ)摻雜物進行嫂摻雜。
被應用其也是由氮化矽製成。該有機發光二極體的最底部層 係以銘所製成的陽極59，其一摻雜洞傳送層係被應用的。該 由多數層所製成之—發射層結構係配置在該洞傳送層6〇 上。.該發射層結構包括由N，N_diphenyl_ 1，l-biphenyl)_4,4-diamin^^ 2度大概為5奈米的洞側團塊層61。之後係—厚度大概⑽ 二=以tris糾ydroyq職〇iine) ^ Γ層.其係以發射斋摻雜物所混和以增力口該光產生的内部量 效率。接著配置於上的是一具有大概1〇奈米厚度以袖如製成 之電子側團塊層63。 一具有大概40奈米厚度的電子傳送層64，係被置於該發射 23 1300915 層結構上’該電子傳送層64在此示範實施例的情況中係被11型摻 雜的。該電子傳送層64係以鋰摻雜的4,7-二苯基-ΐ，ι〇-鄰菲羅琳 G^diphenyM’lO-phenanthriine)所形成，其分子混合比率4,7_二 苯 基 -1，10- 鄰 菲 羅 啉 （Bphen) (V-diphenyH’lO-phenanti^iinKBphen)):經(Li)係為大概1 : 1。 一以氧化銦錫(ITO)所製成的半穿透陽極65係被應用於該 有機發光一極體的頂部侧上做為最後層，具有該發光可從該有 機層結構透過該陽極而出現的結果。 第8圖顯示一電路裝置，其中該驅動器電晶體的門檻電壓補 4貝係被貫作的。為了表現在該顯示器上的新影像，該有機發光 一極體的共有陽極終端Vca必須被帶往一相對於該〇1^的高正 向電位，以為了一短時間在該相反方向中對該有機發光二極體 驅動兀全地充電。之後，一電晶體T2的閘極終端在第8圖中以 AZ；M月’並在同時間，該電壓Vca係被帶往一輕微的負職。此 結果係在一儲存電容器C1的電壓係被設定為大約該驅動器電晶 體的門檻電壓。如果，透過一電晶體幻，該後者係接著被連接 至該貝料線，則此電壓也於此存在，並只有該實際的Vdata電壓 必須被增加。一旦新的數值被寫入所有的像素，該電壓Vca係再 次被设定為正常操作電位，且該有機發光二極體發射正比於該 設定電壓Vdata的光。 本發明的特徵係以以上敘述被公開，該申請專利範圍與圖 示可兩者各自為重，並以任何想要的結合，用於不同實施例的 形式進行本發明的實現。 24 1300915 圖式簡單說明】 f1圖顯示根據一第一示範實施例之像素的電路裝置； 弟土圖顯示在第1圖中的第一示範實施例之像素的橫斷面，其 具有位於頂部的閘極； ί从巧”、、員示弟—示範實施例之像素的橫斷面’其具有位於底 部的閘極； ^4圖顯示為—像素之具有電流鏡裝置的電路裝置； 路裝置圖顯示為一像素之具有電流鏡裝置與僅有一掃瞄線的電 ϊ路】ϊ不為一像素之具有兩個ρ型通道薄膜電晶體(TFT〇的 S 素之橫斷面’其中—p型掺雜傳送層係連接至 第s 逼驅動器電晶體的汲極接點；以及 -顯；器工通道薄膜電晶體的電路裝置，其為了 襤電壓校ί ㈣難同，包含該鶴器電晶體之門 【主要元件 符號說明】 1 2 4 6 驅動電晶體 資料信號線 列選擇線 電容器 驅動器電晶體 有機發先二極體 供應線 11、31、 51 負載(基板) 25 1300915
12、38、58 絕緣層 13、35、55 驅動器電路中的通道 14、37、57 源極 15、36、56 没極 16、34、54 閘極絕緣 17、32、52 閘極 18 鈍化層 19、39 陰極 20、40、64 摻雜電子傳送層 2 卜 42、62 發射層 22、44、60 摻雜洞傳送層 23、45 半穿透陽極 24 板狀穿過洞 4卜63 電子侧團塊層 42、61 洞侧團塊層 59 陽極 65 半穿透陰極 26

Claims (1)

1300915 '申請專利範圍： 二種用於主動矩_示器的像素，其包含—有機發光二極體
ED)(19_23 ; 39_45 ; 5SL65)與具有一驅動該發光二極體 % ^3，39-45，59-65)之驅動器電晶體及具有一電容器的驅動 =電路’該驅動器電晶體的載電流路徑係與該發光二極體 9 23 ’ 39-45 ; 59_65)串聯連接，並至少迂迴於一操作電壓源 的兩極之間，其中該發光二極體(19_23 ; 39_45 ; 59_网的—傳 :層(20 ’ 40 ; 60)係被摻雜而導致該傳送層(2〇 ; 4〇 ;,的電 導度增加，並與該驅動器電晶體的没極接點(ls ; %⑼電連 2·如申請專利範圍第_的像素，其中該傳送層(υ ;⑼)係 透過-平面電極(19 ; 39 ;⑼而與該驅動器電晶體的汲極接點 (15，36 ; 56)連接。 3. 如申請專利範圍第旧的像素，其中該傳送層(2〇 ; 4〇 ;⑽係 直接地與該驅動器電晶體·極接點(15 ; 36 ; 56)連接。 4. 如申研專利乾圍第丨項的像素，其中該驅動器電路包含形成作 為一驅動電晶體的一額外電晶體。 5. 如申請專利範圍第丄項的像素，其中該發光二極體(19_23 ; 65)的另外傳送層(22 ; 44 ; 64)係被摻雜而導致該 另外傳送層(22 ; 44 ; 64)的電導度增加。 6. 如申請專利範圍第5項的像素，其中該發光二極體㈣r 39 45，59 65)的傳送層⑼；娜或該另外傳送層$规以一 摻雜物而被η型摻雜。 7.如申料利範®第6項的像素，其巾該η型摻轉駐有一分子 質量大概大於每料公克齡诗_。 ’、 27 1300915 8·=申明專利範圍第7項的像素，其中該n型摻雜物為焦寧 ' (py_nB)、仰陽離子性雜的無色結晶紫基或無色基。 9·如申印專利|巳圍第6項的像素，其中該n型摻雜傳送層(2〇 ^該η型摻雜另外傳送層(64)係從鐘摻雜的4义二苯基他鄰 菲羅啉(4,7御henyH，l〇_phenan越ne)所形成 率4义二苯基汰10_鄰菲羅啉（Bphen) (4'diphenyl义 l〇_phenanthrline(Bphen)):鋰(Li)介於大概1〇 ··填工：3之間。5 0.如申明專利範圍第6項的像素，其中該η型摻雜傳送層(2〇 ;初) • 型摻雜另外傳送層(64)係從鋰摻雜的4/7-二苯基-U0_鄰 菲羅啉(4,7-diphenyl-l，l〇_phenanthrline)所形成，其分子混合比 率 4,7'二苯基-1，10·鄰菲羅啉（BphenX4,7-diPhenyl_l， l〇_phenanthrline(Bphen)):鋰(Li)介於大概5 : 1 與1 : 2之間。 丨1·如申請專利範圍第6項的像素，其中該η型摻雜傳送層(20 ; 40) 或該η型摻雜另外傳送層(64)係從鋰摻雜的4,7-二苯基_1，1〇_鄰 菲羅啉(4,7-diphenyl-l，l〇-phenanthrline)所形成，其分子混合 比率 4,7"·二苯基]，鄰菲羅琳（Bphen)(4,7-diphenyl-l， 〇 1〇-phenantMne(Bphen)):鋰(Li)係為大概 1 ··卜 12·如申睛專利範圍第5項的像素，其中該發光二極體(19-23 ; 39_45 ; 59-65)傳送層(60)或該另外傳送層(22 ; 44)係以一有機 受體材料而被p型摻雜。 如申清專利範圍第12項的像素，其中該p型摻雜傳送層(60)或 該P型摻雜另外傳送層(24 ; 44)係以星爆4,4,4-三(曱基苯基苯基 氨基）三苯基一氨基（m-MTDATA) (4,4,4-tris (3-methylphenylphenylamino ) triphenyl-amino(m-MTDATA)) 所製成，並以一熱固化至大約攝氏80度的2,3,5,6_四氯_7,7,8,8_ 28 1300915 tetracyan〇-p-qUinodimethane(F4-TCNQ))摻雜物或是一 16二怎 基吡(DAPHVTCNQ (l,6-diaminoPyrene(DAP)- F4-TCNQi: 物進行p型摻雜。 一 14.如申請專利範圍第12項的像素’其中該p型摻雜傳送層(6〇)或 該P型摻雜另外傳送層(24 ; 44)係以星爆4,4,心三(曱基苯基苯A 氨基）三苯基一氨基（m-MTDATA) «Utris (3-methylphenylphenylamino ) triphenyl^amino(m-MTDATA)) u
所製成，並以一熱固化至大約攝氏80度的2,3,5,6-四氯-7,7 8 8_ 四氰-P-喹啉二甲烷（心1^^(3)(2,3,5,6啦1^贈〇_7 tetracyano_p-quinodimethane(F4_TCNQ))摻雜物或是以 _ 混人 比率範圍從大概1000 : 1至大概10 : 1的一 i，卜二氨基二 (DAP)-F4_TCNQ (l，6-diaminopyrene(DAP)4VTCNQ)摻雜物， 進行P型摻雜。 15·如申請專利範圍第12項的像素，其中該p型摻雜傳送層(6〇)< 該P型摻雜另外傳送層（24; 44)以星爆4,4,4_三(曱基苯基苯 基氨基）三苯基一氨基（m-MTDATA) (4,4,4_tris (3-methylphenylphenylamino ) triphenyl.amino(m-MTDATA)) 所製成，並以一熱固化至大約攝氏80度的2,3,5,6-四氯《7,788_ 四鼠-ρ-啥琳二甲烧（F4-TCNQ)(2,3,5,6_tetrafluor〇7,7 8 tetracyano-p_quinodimethane(F4_TCNQ))摻雜物，或是以一混人 比率範圍從大概100 ·· 1至大概20 : 1的一 1，6-二氨基吼 (DAP)-F>TCNQ (l，6_diaminopyrene(DAP)-F4-TCNQ)摻雜物， 進行P型摻雜。 16·如申請專利範圍第6項的像素，其中該η型掺雜物為焦宜 29 1300915 B(pyr〇ninB)、不同陽離子性染料的無色結晶紫基或無色基。 17.如申請專利範圍第以糾項中任—項的像素， 電晶體為1型通道電晶體，該發光二極體㈣3 ; 3^45)S 接在該驅動電晶體峽極接即5 ; 36)與該操作賴源的一 正極之間，该驅動器電晶體係配置在該發光二極體(Hu ; 39-45)面對該發光二極體的一陰極(19 ; 39)的一側，且該電容 器係連接至該驅動器電晶體的一閘極接點(17 ; 32)盘一= 點（15 ; 37)。 、’、牧 18.=請範圍第1至第16項中任一項的像素，其中該驅動器電晶 士'·、、P型通逼電晶體，該發光二極體(外65)連接在該驅動器 ，晶體的汲極接點(56)與該操作電壓源的—負極之間，該驅動 2電晶體係配置在面對該發光二極體(59_65)之一陽極㈣的 側’且該f容H錢接至該軸^電㈣的—閑極接點 與一源極接點(57)。 利範圍第1至第16項中任—項的像素，其中該驅動器 個電㈣’並具體化為門財壓補伽式。 雷利細第1至第16項中任―項的像素，其中該驅動器 在電流鏡配置中的四個電晶體，該驅動器電晶體係被 形成做為電流鏡配置的一部分。 21.ϊϋίί利範圍第1至第16項中任—項的像素，其中該驅動器 電路的電晶體係被形紐為_電晶體。 炻雜,in a ‘項的像素’其中該發光二 極體(19-23;39_45;59-65)A— 空、秦士1、々 匕^、ι 风牙透有機發光二極體(TOLED)。 ‘項的像素，其中該驅動器 .如申請專利範圍第1至第16項中任. —牙达有 •申㈣專利範圍第1至第16項中任一: 30 B00915 電路與該發光二極體(19-23 ; 39-45 ; 59-65)於一共同基板(η ; 31 ; 51)上形成，該驅動器電路係被配置在該發光二極體 (19-23 ; 39-45 ; 59-65)與該共同基板(11 ; 31 ; 51)之間，且該 發光二極體(19-23 ; 39-45 ; 59-65)係被形成為一往上發射的 〇LED，其具有一導向遠離該共同基板(11 ; 31 ; 51)的發射方 向0 24.如申請專利麵#1至第16項中任—項的像素，其中該驅動器 極接點（15 ; 36 ; 56)係以—有機金屬複合層接觸 運接。 1申請專利範圍第24項的像素，其中該複合層係、以一或多獅 貝的混合物所電摻雜。 26. 如申請專利範圍第丨至第16項中任—項的像素，其中至少一增 加反射層係配置在該驅動器電路與該發光二極體/之 曰 27. =!，第26項的像素，其中該至少1加反跑^ 或多種金屬所製造。 以一 28. 如申請專利範，26項的像素，其中該至少〜 或多種介電質材料所製造。 e 、曰 29·如申請專利範圍第1至第16項中任—項的像素，1中至少一減 >、反射層係配置在該軸器電路與該發光二核’之 / 項的像素’其中該至少1少肋層為一 有機金屬複合層。 範圍第29項的像素，其中該至少1少反射層以一 或多種介電質材料所製造。 31 1300915 七、指定代表圖·· (一) 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 1驅動電晶體 2 貢料信號線 3列選擇線 4電容器 5驅動器電晶體 6有機發光二極體 7供應線
八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：
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