TW200428688A - Organic light-emitting display and its pixel structure - Google Patents

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TW200428688A TW092115178A TW92115178A TW200428688A TW 200428688 A TW200428688 A TW 200428688A TW 092115178 A TW092115178 A TW 092115178A TW 92115178 A TW92115178 A TW 92115178A TW 200428688 A TW200428688 A TW 200428688A
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Description

200428688
【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種 有關於一種製程簡單、價 器。 示器，特別係 機發光顯示 主動式有機發光顯 格低廉之主動式有 【先前技術】 mmf 機：光二極體(〇rganiC Ught-Emittlng Diode， OLED)，為一種使用有機材料的自發光型元件。簡單的有 機發光二極體的元件原理為，當元件在受到—順向偏壓 二：子與Γ洞自負極舆正極分別注入(injecti〇n)有機 +導體，兩載子在有機薄膜中傳導而相遇，形成電子-電 洞對（electron-hole pairs)。最後，經由輻射性復合
Uadiatlve re⑶mbinati〇n)方式產生光子，透過透明電 極發光。 、相杈於傳統的無機發光二極體（LED)需嚴格的長晶要 求，有機發光二極體可輕易製作在大面積基板上，形成非 晶質（amorphous)薄膜。另一方面，有機發光二極體也異 於液晶顯示技術，不需要背光板（backlight)，因此可簡 化製程。
隨著技術迅速的發展，未來有機發光二極體將應用在 個人數位助理、數位相機等小尺吋全彩顯示面板上，一旦 此技術更趨成熟時’將可擴展至大尺寸的電腦及電視螢幕 上’甚至應用於可撓式顯示器。 在習知之主動式有機發光顯示器中，其利用兩顆以上
200428688 五、發明說明（2) 的薄膜電晶體（TFT)組成一個書辛， 眚蚩夸沾μ明 斤 一 I 弟一顆溥膜電晶體負 二t:r= 顆薄膜電晶體負責提供電流給有機發 曰體有币綠 70件。目丽用於製做平面顯示器的薄膜電 曰曰體有兩種，一種為非晶矽薄膜電晶體（a 一 ^ 為低溫多晶矽（LTPS)薄膜電晶體，由於低溫 薄膜電晶體的載子移動率較非曰 一皿夕日日夕（LTPS) = 7以輸,出足夠的電流，讓有機發 主動式有;#顯-σ的72度。若以非晶㈣膜電晶體用於 土斯式有機發光顯不器，豆所吝 電屢產生較高的電流值，；值不•，若加大 低溫多晶薄膜電晶體常㈡ 光顯示器的開發平a。如反&擇作為主動式有槐么 作過程相# t^低溫多以薄膜電晶體的製 低，且建；=上/Λ的/罩製^ ^ 高。 反應在未來產品的售價將會偏 發明内容】 本發明提供一種古拖；7々 -電晶體、一儲1;:光顯：器之晝素結構，其= 一 仔冤谷、一弟二電晶體以及一有機發 第 光二極體。第一電晶P目+ % 極搞接-資料錢^有—閘極掃描信號，一波 信號的的導通及截Α :晶體根據掃瞄信冑’控制資料 源極，以及另-端端f妾第-電晶體：一 電位。第二電晶體星：考即點’參考節點具有一第二 一有—閘極耦接第一電晶體之源極，以 m 0632-9471TWf(Nl) ； AU91326 ； Lemon Lm.ptd 第6頁 ^00428688 五、發明說明（3) — ㊁-極耦接參考節點。有機 弟二電晶體之一汲炻，^^ ‘極耦接 電位高於第二電位& 陽極具有一第一電位，第一 Ί ^ Ί -ά ^ ^ <, 弟一電晶體根據資料信號而導通，# nn?發光二極體。其中，該第-電晶體或；第： 通薄膜電晶體’該第二電晶體之通道寬度： 通逗長度的比值大於10。 、見度與 rrf:本發明之有機發光顯示器之畫素結構，可使用势 右：：較低廉之電晶體對訊號進行控•，因此‘ 〜低整體有機發光顯示器的成本，提高產品的競爭力 【實施方式】 盆包=係本發明之有機發光顯示器之晝素結構， 2 = 1 M1、一儲存電容C1、 接二極體0LED。第一電晶體M1具有-間極耦 曰剌!^田仏號s N，一汲極耦接一資料信號data，第-電 日曰版根據掃瞄訊號SCAN控制資料信號DATA的導通及 止。儲存電容C1 一端耦接該第一電晶體”之一源極，以 另一端耦接一參考節點，參考節點具有一第二電位v2。 -電晶體M2具有-閘極麵接該第—電晶體旧之源極， 一源極耦接該參考節點。有機發光二極體〇led具有― 耦接该，二電晶體M2之一汲極，以及_陽極具有一第— ，第：電位高於第二電位，第二電晶體M2根據資料信 =—TA而導通，使電流通過有機發光二極體0LED。其中， σ亥第電晶體M1或该第二電晶體M2為非晶矽薄膜電晶體，
0632-9471TWf(Nl) ； AU91326 ； Lemon Liu.ptd 第7頁 200428688 五、發明說明（4) 該第二電晶體M2之诵洁*由t 上述之镇-卡、見度與通道長度的比值大於10。 上位可以為一接地電位或是負電位。 士 位可以為一電源供應電位。 該陽極麵接該第;Ζ；電述之機發光二極體0LED亦可以 -電位VI。此時該第曰:電曰=源極，以該陰極耦接該第 且兮第- f A 電日日體祕2以汲極耦接該參考節點， 且汶弟一電位V2南於該第一電位νι。 以下纟兄明上述有趟| - 先，當該第一電曰2先顯不斋之晝素結構的動作’首 準時（即大於#笼之閘極所耦接之該掃描信號為高位 導通，使彳+ϋΛ晶體之導通電壓時）該第—電晶體mi =广:儲存電容C1中之電_大於該第二電晶體:2之 Ϊ t Ϊ麼日守，该弟二電晶體M2導通，且依據該電位〜，產 "、…之驅動電流通過該有機發光二極體〇LED。因而，誃 有機二=體儿❿依據該驅動電流，產生對應之亮度了 一一般而言，非晶矽薄膜電晶體（a—Si TFT)的載子移動 率，低溫多晶矽薄膜電晶體（LTPS TFT)低，在同樣的電壓 下能，，的電流遠小於低溫多晶矽薄膜電晶體（LTps tft) ，芩照第2圖，非晶矽薄膜電晶體與低溫多晶矽薄膜電晶 體之電性比較。但隨著有機發光材料的日益進步，發光曰效 率逐漸提升，流過有機發光二極體的電流需求逐漸降低。 因f ’ T利用增大W/L比（通道寬度/通道長度）的方式使得 非μ石夕薄膜電晶體能提供足夠的電流給有機發光二極體， 達到足夠的發光亮度。
200428688
=了評估非晶矽薄膜電晶體是否可提供 :足：的電流’首先針對不同亮度以及應用範二 條件^擬^肖果如n莫擬結果所顯示的，在此假設 ^下，驅動有機發光二極體所需最大電流為6 13 。 斤以非晶矽薄膜電晶體若能提供6·13//Α的電流，便可應 於主動式有機發光顯示器的製做。 心 丨< ·ώ夯為々人·择「Η Ann 2、 換算有機發 光二極體所 霊亮度 (cd/m1) 有機發光zf 極體材料效 率(cd/A) 有機發 光二極體所 靄電流U Α) 手機應用白 光(60) — R 18 450 4 G B 36 6 900 1 SO 15 A 筆記型電腦 應用白先 (300) R 90 丄《JU 1687 4 4 fin G B 180 30 3374 562 15 4 _^ 表一樹疑結果
、由第2圖中可發現，利用提高輸入電壓（>13伏特）的方 式可使非晶矽薄膜電晶體達到6·丨3 V Α的輸出電流要求'， 但太高的的輸入電壓將使非晶矽薄膜電晶體急速老化。觀 察薄膜電晶體的電流公式： ° 其中iD代表輸出電流，//代表載子移動率，Vgs代表輪入電 壓（閘/源電壓）’ vth代表臨界電壓。由上式可知，要得到
200428688 五、發明說明（6) 較高電流值有以下幾個方式：—、提高載子移動率，二、 寬度/通道長度）比值’三、提高輪 5 /之Η於载π子移，率在非晶石夕薄膜電晶體幾乎是固定的〇· 曾間，因此無法藉此提高電流供應。而提高輪入電壓 ▲ = ί致兀件容易老化。因此最佳方式便是增加W/L·比。 ΙΪΐ第2=上係顯示一非晶矽薄膜電晶體結構，其具有 極18。、s f 極22、通道24、閘極絕緣層16以及閘 k迢見度以W表不，通道長度以L表示。參昭 =當W/L等於10時’其電性將更接近低溫多晶^薄膜電 ::機ί Ϊ僅需要約為7伏特的輸入電壓便可輸出足夠驅 動有祛龟光二極體所需要的電流（6· 13 #Α),此 镇 ::!曰Ϊ的漏電流表現甚至優於低溫多晶矽薄膜電曰曰晶體。 ::值二？/動有機發光二極體的非晶亀 ，式有機發光顯示器、。由於非晶石夕薄膜電晶曰體= ϋ早楹t格較低廉’目此可降低整體有機發光顯示器的 成本，k尚產品的競爭力。 提供ΐ :ί:亦彳利用冑兩組驅動電晶11並聯的方式而達到 例：、1丄：流的效果。參照第5a圖’係本發明之第二實施 體m/、U機ί光顯示器之晝素結•’包括-第-電晶 以及一右技子電谷C1、一第二電晶體Μ2、一第三電晶體M3 接一揞發光二極體0LED。第一電晶體Η具有一閘極耗 曰曰 雕Ml :: Ϊ%ΑΝ ’ —没極搞接一資料信號DATA，第一電 ^ 乂康掃瞄訊號SCAN控制資料信號DATA的導通及截
π 第10頁 200428688 五、發明說明（7) 止。儲存電容C1 一端耦接該第一電晶體M1之一源極，以及 另一端耦接一參考節點，該參考節點具有一第二電位以。 该第二電晶體M2以及一第三電晶體M3係以並聯方式連接， 該第二電晶體M2以及一第三電晶體M3均具有一閘極、一源 =及一沒極，該第二電晶體〇以及一第三電晶體M3之該、 =閘極耦接該開關電晶體之源極，該第二電晶體Μ以及一 第二電晶體M3之該等源極耦接該參考節點；有機發光二極 體0LED具有一陰極耦接該第二電晶體Μ2以及一第丄:髀 Mj之汲極，以及一陽極具有一第一電位^，第一電位=於 第二電位，第二電晶體M2以及第三電晶體M3根據資料=浐 MTA而導通，使電流通過有機發光二極體〇[肋。其中 第-電晶體Ml、該第：電晶鎖以及該第三f晶則 = :晶矽薄膜電晶體’該第二電晶體M2以及該第三電晶體Μ為3 體=二電晶頻以及該第三電晶體M3的通 迢見度舆通這長度的比值均大於5。 、 在上述第二實施例中，利用並聯的方雷 晶體的W/L值的需求，當利用Λ顆概翻φ曰 巧正^動電 」而 > 田引用兩顆驅動電晶體並聯時，备 顆驅1電晶體的W/L值需求為1〇/2 = 5。當驅動電晶體為 數顆時，該等驅動電晶體之通道寬度與通道長度的比值Η 10 如此便能提供 與該等驅動電晶體的數目Ν的關係為&況 有機發光二極體足夠的電流。 上述之第二電位可以為一接地電位或是 上述之第一電位可以為一電源供應電位。、
0632-9471TWf(Nl) ； AU91326 ； Lemon Liu.ptd 第11頁 五、發明說明（8) 如第5b 該陽極麵接 该陰極輕接 電晶體Μ 3以 第一電位V 1 本發明 實施例或第 應用本 程較簡單， 降低整體有 200428688 圖所顯示的，上述之機發光 該第二電晶體M2以及第三電 該第一電位V 1。此時該第二 汲極耦接該參考節點，且該 〇 亦可以為一有機發光顯示器 二實施例所揭露之晝素結構 發明之有機發光顯示器之晝 價格較低廉之電晶體對訊i 機發光顯示器的成本，提高 雖然本發明已於較佳督A y t_ — 士次α 平乂佳灵施例揭露如 限疋本發明，任何熟習此項技藝者，在 神和範圍内，仍可作也許的二 一丁日^更動盘淵施 護範圍當視後附之申請專利 /、 τ月寻刊靶圍所界定 二極體0LED亦可以 晶體M3之源極，以 電晶體M2以及第三 第二電位V2高於該 ’其包括上述第一 〇 素結構，可使用製 進行控制，因此可 產品的競爭力。 上’然其並非用以 不脫離本發明之精 ’因此本發明之保 者為準。
200428688 圖式簡單說明 第1 a圖係顯示本發明之第一實施例之電路示意圖； 第1 b圖係顯示本發明之第一實施例之電路示意圖； 第2圖係為非晶碎薄膜電晶體與低溫多晶碎溥膜電晶 體之電性比較圖； 第3圖係顯示非晶矽薄膜電晶體結構之示意圖； 第4圖係為W/L值大於10之非晶矽薄膜電晶體與一般低 溫多晶矽薄膜電晶體之電性比較圖； 第5 a圖係顯示本發明之第二實施例之電路示意圖； 第5 b圖係顯示本發明之第二實施例之電路示意圖。 符號說 明： 12 〜基 底； 16 〜閘 極絕緣 層； 18 〜閘 極； 20 〜源 極； 22 〜汲 極； 24 〜通 道； W， -通道寬度； 1 L〜通道長度； } Ml 〜第 一電晶 體； M2 〜第 二電晶 體； M3 〜第 二電晶 體； Cl 〜儲 存電容 DATA 〜 資料信 號；
0632-947 lTWf(Nl) ； AU91326 ； Lemon Liu.ptd 第13頁 200428688
0632-9471TWf(Nl) ； AU91326 ； Lemon Liu.ptd 第14頁

Claims (1)

  1. 200428688 六、申請專利範圍 =種ί::光顯示器之晝素結構，包括： …資料信；，—該當！； = :;;!描㈣…及極 資料信號的導通及截止；a體根據•晦信㉟’控制該 另一= 考：：轉；該；-電晶體之-源極，以及 -第二電晶ίί右❹考節點具有-第二電位； 極，以及-源極耦接:亥夂:巧耦接該第-電晶體之源 條遺茶考即點；以及 :有機發光二極體，具有—陰極㈣ 一汲極，以及一陽極具有一 一 弟一電日日體之 第二電位，該第二雷曰μ 電位，該第一電位高於該 通過該有機發光：極；體該資料信號而導通，使電流 該第一電晶體或該第-曰 該第二電晶體之通道寬度：晶石夕薄膜電晶體’ 素結構，其中，該第4位員為所迷:，機發光顯示器之晝 3. -種有機發光顯示器位=負電位。 -開關電晶體，具有—門：f、，、。構’包括. 耦接-資料信號，f亥開關電：辦：；：：：，，-没極 資料信號的導通及截止；"_ ^據该知瞄#唬，控制該 一儲存電容，一端栽接^ 0a 另-綱-參考節點，=;，電晶體之-源極，以及 複數個驅動電晶體，；點具有-第二電位； 接，每-驅動電晶體具有=動電晶體係以並聯方式連 閘極、一源極以及一汲極，該 0632-9471TWf(Nl) ; AU91326 ; Lemon Liu.ptd 第15頁 200428688 六、申請專利範圍 等驅動電晶體之該等 等驅動電晶體之該等 一有機發光二極 之该專 >及極，以及— 於5亥弟—電位，該等 使電流通過該有機發 該等驅動電碥體 體之通道寬度與通道 η. 10 目Ν的關係為。 4 ·如申請專利範 素結構，其中，該第 5 · —種有機發光 一有機發光顯示 閑極耦接該開關電晶體之該源極，該 源極耦接該參考節點；以及 體具有一陰極輕接該等驅動電晶體 陽極具有一第一電位，該第一電位高 驅動電晶體根據該資料信號而導通， 光二極體；其中， 為非晶石夕薄膜電晶體，該等驅動電晶 長度的比值R與該等驅動電晶體的數 晝素包 >及極_接一資 括一第一電 料信號 制該資料信號的導通 一電晶體之一源極， 節點具有一第二電位 第一電晶體之源極， 有機發光二極體，具 以及一 ，該第 機發光 有一 晶體之 光二極 陽極具有一第 二電晶 二極體 體根據 ;其中 圍第3項所述之有機發光顯示器之晝 二電位為一接地電位或是負電位。— 顯示器，包括： 、 面板，該面板包括複數個畫素，每一 Ί有-閘㈣接1描信號，一 ，f弟—電晶體根據該⑼信號，控 及ίΐ::?存電容，-端搞接該第 另―一鈿耦接一參考節點，該參考 ’：弟一電晶體’具有—閘極耦接該 以及-源極耦接該參考節點；以及一 有：陰極麵接該第二電晶體之一汲極 一：：，3亥第一電位高於該第二電位 m:通，使電流通過該有 ，…電晶體或該第二電晶體為非
    0632-947 lTWf(Nl) ； AU91326 ； Lemon Liu.ptd 200428688
    晶石夕薄膜電晶體，該第 比值大於1 〇。
    度與通道長度 的 6 ·如申請專利範圍 中，該第二電位為一接 7 · —種有機 一有機發光 晝素包 没極幸馬 制該資 關電晶 節點具 體係以 極以及 晶體之 點；以 晶體之 位高於 通，使 體為非 括一開關 接一資料 料信號的 體之一源 有一第二 並聯方式 一：^及極， 該源極， 及一有機 該等沒極 該第二電 電流通過 晶碎薄膜 發光顯 顯示面 電晶體 信號， 導通及 極，以 電位； 連接， 該等驅 該等驅 發光二 ，以及 位，該 該有機 電晶體 * ^ ^ ， μ. 地電位或是負電位。 一 不器，包括· 板，該面板包括複數個晝素，每一 ，具有〆閘極輕接一掃描信號，_ 該開關電晶體根據該掃目苗信號，押 截止；/儲存電容，一端耦接該開 及另一端耦接一參考節點，該炎考 複數個驅動電晶體，該等驅動電晶 每一驅動電晶體具有一閘極、一源 動電晶體之該等閘極耦接該開關電 動電晶體之该等源極耦接該參考節 極體，具有一陰極耦接該等驅動電 一陽極具有一第一電位，該第一電 等驅動電晶體根據該資料信號而導 發光二極體；其中，該等驅動電晶 ，該等驅動電晶體之通道寬度與通 道長度的比值R與該等驅動電晶體的數目Ν的關係為以尝 8 ·如申睛專利範圍第7項所述之有機發光顯示器，其 中’该第二電位為一接地電位或是負電位。 9 · 一種有機發光顯示器之畫素結構，包括：
    200428688
    為垃一次電晶體，具有一閘極耦接一掃描信號，一汲極 f ^二料化號，該第一電晶體根據該掃瞄信號，控制該 貝科^嬈的導通及截止； 山儲存電容，一端耦接談第一電晶體之一源極，以及 一接一參考節點，該參考節點具有一第二電位； 了第二電晶體，具有一閘極耦接該第一電晶體之源 ° ’以及—汲極耦接該參考節點；以及 _ 有钱發光一極體，具有一陽極耗接該第二電晶體之 源=，以及一陰極具有一第二電位，該第二電位低於該
    、一電位，該第二電晶體根據該資料信號而導通，使電流 通過該有機發光二極體；其中， 上# σ亥第一電晶體或該第二電晶體為非晶矽薄膜電晶體， 該第二電晶體之通道寬度與通道長度的比值大於1〇。 冬1 〇 ·如申請專利範圍第9項所述之有機發光顯示器之晝 素結構，其中，該第二電位為一高電位。 一 11 · 一種有機發光顯示器之晝素結構，包括： 開關電晶體，具有一閘極耦接一掃描信號，一汲極 麵接一資料信號，該開關電晶體根據該掃瞄信號，控制該 資料信號的導通及截止；
    一儲存電容，一端耦接該開關電晶體之一源極，以及 另一端耦接一參考節點，該參考節點具有一第二電位； 複數個驅動電晶體，該等驅動電晶體係以並聯方式連 接’每一驅動電晶體具有一閘極、一源極以及一汲極，該 等驅動電晶體之該等閘極耦接該開關電晶體之該源極，該
    〇632-9471TWf(Nl) ； AU91326 ； Lemon Liu.ptd 第18頁 200428688 六j申請專利範圍 等驅動電晶體之該等汲極耦接該參考節點；以及 有機發光二極體，具有一陽極耦接該 之該等《，以及一陰極具有一第二電位，動電晶II T=二電位，該等驅動電晶體根據該資料‘一電位低 使電流通過該有機發光二極體；其中，、° '^而導通， ::等？動電晶體為非晶矽薄膜電晶體，該 體之通㈣與通道長度的比似與該等驅動 0、川 目N的關係為 12 晝素結構 13 晝素包 沒極李馬 制該資 一電晶 節點具 第一電 有機發 ’以及 位，該 有機發 非晶碎 如申專利範圍第u項所述之有機 事’其中，該筐-φ_ u -貝不裔之 、τ 邊弟一電位為一高電位。 •一種有機發光顯示器，包括· 有機發光顯示面板，兮而^ 衽箸^ B反4面板包括複數個書辛，各 =;=體“ V-掃描ί號: 料信號的；通及；該掃聪信號，控 晶體之源極，以及具有-閉極轉接讀光二炻骑目士 /及極轉接該參考節點；以及〜極體’具有一陽極耦 - -陰極具有-第二電位，”弟：电曰曰體之-源極 第二電晶體根據該資料H :位低於該第二電 光二極體；盆中，二r:#u而導通，使電流通過該 % 薄膜電晶體:、該第U晶體或該第二電晶體為 為弟—電晶體之通道寬度與通道長度
    〇632-9471TWf(Nl) ； AU91326 ； Lemon Lm.ptd 第19頁 200428688 六、申請專利範圍 的比值大於1 〇。 1 4 ·如申請專利範圍第丨3項所述之有機發光顯示器， 其中’該第二電位為一高電位。 1 5 _ —種有機發光顯示器，包括： 一有機發光顯示面板，該面板包括複數個畫素，每一 晝素包括一開關電晶體，具有一閘極耦接一掃描信號，一 及極耗接一資料信號，該開關電晶體根據該掃目苗信號，控 制該資料信號的導通及截止；一儲存電容，一端轉接該開 關電晶體之一源極，以及另一端耦接一參考節點，該參考 節點具有一第二電位；複數個驅動電晶體，該等驅動電晶 體係以並聯方式連接，每一驅動電晶體具有一閘極、一源 極以及一汲極，該等驅動電晶體之該等閘極耦接該開關電 晶體之該源極，該等驅動電晶體之該等汲極耦接該參考節 點；以及一有機發光二極體，具有一陽極耦接該等驅動電 晶體之该專源極，以及一陰極具有一弟一電位，該第二電 位低於該第二電位，該等驅動電晶體根據該資料信號而導 通，使電流通過該有機發光二極體；其中，該等驅動電晶 體為非晶矽薄膜電晶體，該等驅動電晶體之通道寬度與通 道長度的比值R與該等驅動電晶體的數目N的關係為 N 。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所述之有機發光顯示器， 其中，該第二電位為一高電位。
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