TWI531057B - 有機發光顯示器 - Google Patents

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朴昶模
金建植
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Description

有機發光顯示器
本發明關於有機發光顯示設備，尤其關於包括薄膜電晶體(thin-film transistor，TFT)的有機發光顯示設備。
主動矩陣式有機發光顯示設備於每個像素包括薄膜電晶體(TFT)以及電連接於TFT的有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)。
本發明的某一態樣是有機發光顯示設備，其中避免了有機發光裝置所發出的光入射於薄膜電晶體(TFT)的作用層。
另一態樣是有機發光顯示設備，其包括薄膜電晶體(TFT)以及形成於TFT上並且電連接於TFT的有機發光裝置；其中阻擋有機發光裝置所發出之光的阻光部分乃配置於至少部分的TFT上，如此則有機發光裝置所發出的光並未直接入射於TFT。
阻光部分可以配置於有機發光裝置所發出之光入射於TFT的路徑上。
另一態樣是有機發光顯示設備，其包括：至少一薄膜電晶體(TFT)，其形成於基板上並且包括閘極、與閘極絕緣的作用層、分別接觸作用層的源極和汲極；多個第一電極，其形成於至少一TFT上；多個像素界定層(pixel defining layer，PDL)，其形成於多個第一電極之間；多個有機層，其形成於多個第一電極和多個PDL上；以及第二電極，其形成於多個有機層和多個PDL上，其中多個孔洞乃形成於多個PDL中而至少在多個有機層的一側。
第二電極可以形成於PDL的孔洞中。有機層所發出的部分光可以被形成於PDL之孔洞中的第二電極所反射。形成於PDL之孔洞中的第二電極可以避免有機層所發出的光直接入射於TFT。
每個孔洞可以形成為圍繞著作用層。每個孔洞可以呈環形，並且沿著作用層的周邊部分而形成於PDL中。孔洞可以形成以使得孔洞與源極和汲極之間的最小距離短於藍光波長。作用層可以包括氧化物半導體。
另一態樣是有機發光顯示設備，其包括：薄膜電晶體(TFT)；有機發光裝置，其電連接於TFT；以及阻光部分，其直接形成於至少部分的TFT上，並且建構成避免有機發光裝置所發出的光進入TFT的該部分。
於上述設備，阻光部分乃配置於有機發光裝置所發出之光入射於TFT的路徑上。於上述設備，TFT包括作用層，並且其中阻光部分實質上直接形成於TFT的作用層上，如此則避免所發出的光進入作用層。於上述設備，阻光部分是非線性的。
另一態樣是有機發光顯示設備，其包括：薄膜電晶體(TFT)，其形成於基板上，其中TFT包括(i)閘極、(ii)與閘極絕緣的作用層、(iii)接觸作用層的源極和汲極，第一電極，其形成於TFT上；像素界定層(PDL)，其形成於TFT 上以及形成於至少部分的第一電極上；有機層，其形成於第一電極和PDL的第一部分上；以及第二電極，其形成於有機層和PDL的第二部分上，其中多個開口形成於PDL中而至少在有機層的一側。
於上述設備，第二電極形成於PDL的開口中。於上述設備，形成於PDL之開口中的第二電極乃建構成反射有機層所發出的部分光。於上述設備，形成於PDL之開口中的第二電極乃建構成避免有機層所發出的光進入TFT。於上述設備，開口實質上直接形成於作用層上。於上述設備，開口呈環形，並且沿著作用層的周邊部分而形成於PDL中。
於上述設備，開口形成而使得開口與源極和汲極之間的最短距離小於藍光波長。於上述設備，作用層是由氧化物半導體所形成。於上述設備，PDL之第二部分的面積大於PDL之第一部分的面積。於上述設備，基板和有機層之間的距離乃實質類似於基板和開口之間的距離。
另一態樣是有機發光顯示設備，其包括薄膜電晶體(TFT)和電連接於TFT的有機發光二極體(OLED)裝置，其中OLED裝置包括：(i)第一電極，其接觸TFT；(ii)有機層，其形成於第一電極上；以及(iii)第二電極，其形成於有機層上，其中第二電極具有至少一非線性的部分，其實質上直接位於TFT上。
於上述設備，TFT包括：閘極，其形成於基板上；閘極絕緣層，其形成於基板和閘極上；作用層，其形成於閘極絕緣層上，其中作用層實質上直接形成於閘極上，以及其中至少一非線性的部分實質上直接位於作用層上；以及源極和汲極，其接觸作用層。
於上述設備，其進一步包括：鈍化層，其覆蓋TFT；以及像素界定層，其形成於鈍化層上，其中至少一開口界定於像素界定層中，以及其中至 少一非線性的部分形成於開口中。於上述設備，開口和非線性的部分實質上直接形成於作用層上。於上述設備，開口形成而使得開口與源極和汲極之間的最短距離短於藍光波長。於上述設備，非線性的部分接觸鈍化層。
1‧‧‧基板
2‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
3‧‧‧有機發光裝置
21‧‧‧閘極
22‧‧‧閘極絕緣層
23‧‧‧作用層
23a‧‧‧通道
24‧‧‧絕緣層
25‧‧‧源極
26‧‧‧汲極
27‧‧‧鈍化層
28‧‧‧像素界定層
28a‧‧‧孔洞(開口)
31‧‧‧第一電極
32‧‧‧有機層
33‧‧‧第二電極
33a‧‧‧阻光部分
A、B、C‧‧‧有機層所發出之光的路徑
圖1是示範根據本發明具體態樣之有機發光顯示設備的截面圖。
圖2的圖形顯示當阻光部分包含於圖1有機發光顯示設備時之氧化物半導體的負偏壓熱穩定度(NBTS)以及當阻光部分沒有包含於圖1有機發光顯示設備時之氧化物半導體的NBTS
圖3是示範一般有機發光顯示設備的截面圖。
TFT的作用層經常是由非晶形矽或多晶矽所形成。最近已經嘗試使用氧化物半導體來形成作用層。然而，氧化物半導體的特性，例如臨界電壓、S因子或類似者，很可能會由於從外面所滲入的水、氧或光而變化。同時，由於水、氧或光所造成的臨界電壓變化會於TFT的驅動期間由於閘極的DC偏壓而進一步增加。因此，關於使用氧化物半導體的最大問題就是DC穩定度。為了改善氧化物半導體抵抗水或氧的阻障特性，遂使用AlOx層或TiN層。然而，由於這些層是使用反應濺鍍法或原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)法所形成，故難以將之應用於大尺寸的基板，並且該等層的大量生產速率很低。
現在將參考所附圖式來更完整地敘述本發明的具體態樣，其中圖式顯示了本發明的範例性具體態樣。
圖1是示範根據本發明具體態樣之有機發光顯示設備的截面圖。參見圖1，薄膜電晶體(TFT)2和有機發光裝置3配置於基板1上。於圖1，為了便於解釋，示範的是有機發光顯示設備之一個像素的一部分。然而，有機發光顯示設備可以包括多個像素。
TFT 2包括：(i)閘極21，其形成於基板1上；(i)閘極絕緣層22，其覆蓋閘極21；(iii)作用層23，其形成於閘極絕緣層22上；(iv)絕緣層24，其形成於閘極絕緣層22上以覆蓋作用層23；以及(v)源極25和汲極26，其形成於絕緣層24上並且接觸作用層23。
雖然圖1的TFT 2是底部閘極型TFT，但是也可以使用頂部閘極型TFT。由例如氧化矽之無機材料所形成的緩衝層(未顯示)可以進一步形成於基板1上。
閘極21可以是由使用導電金屬的單一層或多層所形成。閘極21可以包括鉬。閘極絕緣層22可以由氧化矽、氧化鉭或氧化鋁所形成，但並不限於此。
於一具體態樣，經圖案化的作用層23形成於閘極絕緣層22上並且實質直接於閘極21上。作用層23可以是由氧化物半導體所形成。舉例而言，作用層23可以是a(In2O3)b(Ga2O3)c(ZnO)層(G-I-Z-O層)，其中a、b、c分別是滿足a0、b0、c>0的實數。
於一具體態樣，絕緣層24形成為覆蓋著作用層23的實質部分。絕緣層24保護作用層23的通道23a。於一具體態樣，如圖1所示範，絕緣層24覆蓋著作用層23，而作用層23接觸源極和汲極25和26的部分則未被覆蓋，但並不限於此。雖然未顯示於圖1，但是絕緣層24可以僅形成於通道23a上。
源極25和汲極26形成於絕緣層24上以接觸作用層23。鈍化層27形成於絕緣層24上以覆蓋源極25和汲極26。有機發光裝置3接觸汲極26的第一電極31乃形成於鈍化層27上。
暴露部分之第一電極31的像素界定層(PDL)28則形成於鈍化層27上，並且有機層32和第二電極33形成於經由PDL 28所暴露的第一電極31上。
於一具體態樣，PDL 28乃形成為覆蓋第一電極31的末端。除了界定發光區域以外，PDL 28在朝向第一電極31和第二電極33之邊緣的方向上還加寬了第一電極31和第二電極33之間的距離，藉此避免電場集中於第一電極31的末端。因此，避免了第一電極31和第二電極33之間發生短路。於一具體態樣，PDL 28避免有機層32所發出的光進入TFT 2，此稍後將會詳加描述。
於一具體態樣，第一電極31藉由圖案化而形成於每個像素中。於正面發光式有機發光顯示設備(其中影像是朝向第二電極33所形成)，第一電極31可以是反射電極。為此，例如由Al、Ag或類似者之合金所形成的反射層可以形成做為第一電極31。
當使用第一電極31做為陽極時，第一電極31包括例如由金屬氧化物所形成的一層，例如ITO、IZO或ZnO，其具有高功函數(絕對值)。當使用第一電極31做為陰極電極時，第一電極31可以包括高度導電的金屬，其具有低功函數(絕對值)，例如Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li或Ca。因此，於此例，可以不需要上述的反射層。
第二電極33可以是透光電極。為此，第二電極33可以包括半透光的反射層，其包括例如Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li或Ca或透光金屬氧化物(例如ITO、IZO或ZnO)所形成的薄膜。當使用第一電極31做為陽 極時，則使用第二電極33做為陰極。再者，當使用第一電極31做為陰極時，則使用第二電極33做為陽極。
插在第一電極31和第二電極33之間的有機層32可以由堆疊結構所形成，其中堆疊了電洞注入層、發光層、電子注入和傳輸層...等或者選擇性地堆疊了這些當中的某些層。然而，發光層一般乃包含於堆疊結構。
此外，雖然未顯示於圖1，但是保護層可以進一步形成於第二電極33上，並且像素可以使用例如玻璃來加以包封。
於一具體態樣，形成了阻光部分33a，如此則有機層32所發出的光並未直接入射於TFT 2或至少並未直接入射於TFT 2的作用層23。
當作用層23是由上述的氧化物半導體所形成時，想要阻擋光、氧、水...等。在這些當中，可以使用第一電極31和第二電極33或者使用包含於有機發光顯示設備製程的包封過程來阻擋氧和水到某種程度。在入射於TFT 2的光當中，另外也可以選擇使用UV披覆、黑色基底...等來阻擋外部的光。然而，有機發光裝置3之有機層32所發出的光，例如波長大約450奈米的藍光，可能不利地影響著TFT 2。
也就是說，可以看到圖3所示範的一般有機發光顯示設備，其中有機層32所發出的光有二條路徑可以入射於TFT 2。第一路徑於圖3是以字母A所標示，其中有機層32所發出的光經過源極和汲極25和26與閘極21之間而照射到作用層23。然而，於此情況，由於(i)源極和汲極25和26與(ii)閘極21之間的距離經常為大約350奈米，其小於450奈米的藍光波長，故光照射到TFT 2的機率很低。第二路徑於圖3是以字母B所標示，其中有機層32所發出的光經過PDL 28和鈍化層27而照射到作用層23。於此情況，由於(i)源極和汲極25和26與(ii)第二電 極33之間的距離至少大約1800奈米，故有機層32所發出的光便極可能導引到作用層23。
於一具體態樣，孔洞(或開口)28a乃形成於PDL 28中而在作用層23周圍。再者，第二電極33形成於孔洞28a以做為阻光部分33a，如此則有機層32所發出的光並未直接入射於TFT 2。孔洞28a可以實質上直接形成於作用層23上或於源極和汲極25和26所分別接觸的源極和汲極區域上。於一具體態樣，有機發光顯示設備乃製造如下。
首先，閘極21形成於基板1上。然後閘極絕緣層22、作用層23、絕緣層24依序堆疊於閘極21上。接觸孔洞形成於絕緣層24中，然後源極和汲極25和26形成於其上。其次，形成鈍化層27以覆蓋源極和汲極25和26。第一電極31形成於鈍化層27上，並且形成PDL 28以覆蓋第一電極31的二端，然後有機層32和第二電極33形成於第一電極31上。
於一具體態樣，孔洞28a乃形成於PDL 28中而在PDL 28對應於有機層32所發出的光入射於TFT 2之路徑的部分。於一具體態樣，孔洞28a形成於PDL 28中而沿著作用層23的周邊部分，藉此圍繞作用層23。孔洞28a可以呈環形以圍繞作用層23。孔洞28a形成於PDL 28中之後，有機層32、第二電極33依序形成於PDL 28上。由於第二電極33形成於整個PDL 28上而覆蓋著PDL 28，故第二電極33也形成於PDL 28中所形成的孔洞28a中，因此部分的第二電極33遵循著孔洞28a的形狀。第二電極33遵循孔洞28a形狀的這部分之功能是做為阻光部分33a。
孔洞28a和孔洞28a中的阻光部分33a乃形成於從有機層32入射於TFT 2之光的路徑上。換言之，孔洞28a和孔洞28a中的阻光部分33a形成於至少部 分的TFT 2上。於一具體態樣，孔洞28a和孔洞28a中的阻光部分33a實質上直接形成於至少部分的TFT 2上，例如於作用層23上。
如上所述，由於孔洞28a形成於PDL 28中而在圍繞作用層23的部分，並且阻光部分33a是藉由於PDL 28的孔洞28a中形成第二電極33而形成，故可以避免有機層32所發出的光照射到作用層23。也就是說，如圖1中以字母C所標示，有機層32所發出的光被阻光部分33a所阻擋，因此無法穿透作用層23。
於圖1，完全移除了PDL 28對應於孔洞28a的部分；然而本發明並不限於此，並且可以僅移除部分的PDL 28以形成孔洞28a。然而，無論PDL 28對應於孔洞28a的部分是否完全移除，阻光部分33a的下端部分與源極和汲極25和26之間的距離可以小於450奈米的藍光波長。
圖2的圖形顯示當阻光部分包含於圖1有機發光顯示設備時之氧化物半導體的負偏壓熱穩定度(negative bias thermal stability，NBTS)以及當阻光部分沒有包含於圖1有機發光顯示設備時之氧化物半導體的NBTS。參見圖2，(a)是指氧化物半導體於初步階段的NBTS圖形，其中並未照射光；(b)是指當並未包含阻光部分並且有機層所發出的光照射到作用層時，氧化物半導體的NBTS圖形；而(c)是指當包含阻光部分並且光照射到作用層時，氧化物半導體的NBTS圖形。如圖2所示範，當包含阻光部分時(c)，NBTS類似於氧化物半導體並未照射光的初步階段(a)。因此，可以看到當包含阻光部分時，有機層所發出而照射到作用層的大部分光已被阻擋。
根據本發明的至少一具體態樣，避免了有機發光裝置3所發出的光直接入射於TFT 2，藉此增加氧化物的可靠度、減少產品瑕疵、增加使用便利性。
根據本發明的至少一具體態樣，避免了有機發光裝置所發出的光進入TFT的作用層，藉此增加作用層的穩定性。
雖然本發明已經特別參考其範例性具體態樣來顯示和描述，但是此技藝中具有一般技術的人士將會了解當中可以在形式和細節上做出多樣的改變，而不會偏離本發明如底下申請專利範圍所界定的精神和範圍。
1‧‧‧基板
2‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
3‧‧‧有機發光裝置
21‧‧‧閘極
22‧‧‧閘極絕緣層
23‧‧‧作用層
23a‧‧‧通道
24‧‧‧絕緣層
25‧‧‧源極
26‧‧‧汲極
27‧‧‧鈍化層
28‧‧‧像素界定層
28a‧‧‧孔洞(開口)
31‧‧‧第一電極
32‧‧‧有機層
33‧‧‧第二電極
33a‧‧‧阻光部分
C‧‧‧有機層所發出之光的路徑

Claims (18)

  1. 一種有機發光顯示設備，其包括：薄膜電晶體(thin-film transistor，TFT)，其包括源極和汲極之；有機發光裝置，其電連接於TFT；以及阻光部分，其直接形成於至少部分的TFT上，並且建構成避免有機發光裝置所發出的光進入TFT的該部分；其中阻光部分形成以使得阻光部分與源極和汲極之間的最短距離小於藍光波長。
  2. 如申請專利範圍第1項的有機發光顯示設備，其中阻光部分是配置於有機發光裝置所發出之光入射於TFT的路徑上。
  3. 如申請專利範圍第1項的有機發光顯示設備，其中TFT包括作用層，以及其中阻光部分實質上直接形成於TFT的作用層上，如此則避免所發出的光進入作用層。
  4. 如申請專利範圍第1項的有機發光顯示設備，其中阻光部分是非線性的。
  5. 一種有機發光顯示設備，其包括：薄膜電晶體(TFT)，其形成於基板上，其中TFT包括(i)閘極、(ii)與閘極絕緣的作用層、(iii)接觸作用層的源極和汲極；第一電極，其形成於TFT上；像素界定層(pixel defining layer，PDL)，其形成於TFT上並且形成於至少部分的第一電極上； 有機層，其形成於第一電極和PDL的第一部分上；以及第二電極，其形成於有機層和PDL的第二部分上，其中多個開口形成於PDL中而至少在有機層的一側；其中開口形成以使得開口與源極和汲極之間的最短距離小於藍光波長。
  6. 如申請專利範圍第5項的有機發光顯示設備，其中第二電極形成於PDL的開口中。
  7. 如申請專利範圍第6項的有機發光顯示設備，其中形成於PDL之開口中的第二電極乃建構成反射有機層所發出的部分光。
  8. 如申請專利範圍第6項的有機發光顯示設備，其中形成於PDL之開口中的第二電極乃建構成避免有機層所發出的光進入TFT。
  9. 如申請專利範圍第5項的有機發光顯示設備，其中開口實質上直接形成於作用層上。
  10. 如申請專利範圍第9項的有機發光顯示設備，其中開口呈環形，並且沿著作用層的周邊部分而形成於PDL中。
  11. 如申請專利範圍第5項的有機發光顯示設備，其中作用層是由氧化物半導體所形成。
  12. 如申請專利範圍第5項的有機發光顯示設備，其中PDL之第二部分的面積大於PDL之第一部分的面積。
  13. 如申請專利範圍第5項的有機發光顯示設備，其中基板和有機層之間的距離乃實質上相似於基板和開口之間的距離。
  14. 一種有機發光顯示設備，其包括： 薄膜電晶體(TFT)；以及電連接於TFT的有機發光二極體(organiclight-emitting diode，OLED)裝置，其中OLED裝置包括：(i)第一電極，其接觸TFT；(ii)有機層，其形成於第一電極上；以及(iii)第二電極，其形成於有機層上，其中第二電極具有至少一非線性的部分，其實質上直接位於TFT上；其中開口形成以使得開口與源極和汲極之間的最短距離短於藍光波長。
  15. 如申請專利範圍第14項的有機發光顯示設備，其中TFT包括：閘極，其形成於基板上；閘極絕緣層，其形成於基板和閘極上；作用層，其形成於閘極絕緣層上，其中作用層實質上直接形成於閘極上，以及其中至少一非線性的部分實質上直接位於作用層上；以及源極和汲極，其接觸作用層。
  16. 如申請專利範圍第15項的有機發光顯示設備，其進一步包括：鈍化層，其覆蓋TFT；以及像素界定層，其形成於鈍化層上，其中至少一開口界定於像素界定層中，以及其中至少一非線性的部分形成於開口中。
  17. 如申請專利範圍第16項的有機發光顯示設備，其中開口和非線性的部分實質上直接形成於作用層上。
  18. 如申請專利範圍第16項的有機發光顯示設備，其中非線性的部分接觸鈍化層。
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