背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED),为一种使用
有机材料的自发光型组件。简单的有机发光二极管的组件原理为,当组件在
受到一正向偏压下,电子与空穴自负极与正极分别注入(injection)有机半导
体,两载流子在有机薄膜中传导而相遇,形成电子-空穴对(electron-hole
pairs)。最后,经由辐射性复合(radiative recombination)方式产生光子,
透过透明电极发光。
与传统的无机发光二极管(LED)需严格的长晶要求相比较,有机发光二极
管可轻易制作在大面积基板上,形成非晶质(amorphous)薄膜。另一方面,有
机发光二极管也不同于液晶显示技术,不需要背光板(backlight),因此可简
化制造工艺。
随着技术迅速的发展,未来有机发光二极管将应用在个人数字助理、数
字相机等小尺寸全彩显示面板上,一旦此技术更趋成熟时,将可扩展至大尺
寸的计算机及电视屏幕上,甚至应用于挠性显示器。
在常规的有源有机发光显示器中,其利用两个以上的薄膜晶体管(TFT)
组成一个像素,第一个薄膜晶体管用于像素的开关,第二个薄膜晶体管用于
提供电流给有机发光二极管(OLED)组件。目前用于制做平面显示器的薄膜晶
体管有两种,一种为非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT),一种为低温多晶硅(LTPS)
薄膜晶体管,由于低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管的载流子移动率远大于非晶
硅薄膜晶体管(a-Si TFT)的载流子移动率,因此当以同样的电流流过非晶硅
薄膜晶体管以及低温多晶硅薄膜晶体管时,非晶硅薄膜晶体管的阻抗将为低
温多晶硅薄膜晶体管阻抗值的10-100倍。由于有机发光二极管持续点亮,因
此会有电流持续流过薄膜晶体管,造成功率消耗P=I2R,其中I代表流过薄膜
晶体管的电流,R代表薄膜晶体管的电阻值,P代表所产生的功率。由于I是
固定的,因此想要得到较低的功率消耗就必须降低薄膜晶体管的电阻值,因
此,目前一般的设计皆利用低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管来制作有机发光二
极管所需要的有源面板。若使用非晶硅薄膜晶体管来制做有源有机发光显示
器时,非晶硅薄膜晶体管将产生较大的功率消耗而产生热,过热的温度(>70
℃)将伤害有机发光二极管,从这个角度而言低温多晶硅薄膜晶体管较适合用
于有源有机发光显示器的制做。但由于低温多晶硅薄膜晶体管的制作过程相
当繁琐(需要九道以上的光掩模制造工艺),因此优良率较低,且建厂成本也
较高,反应在未来产品的售价将会偏高。因此,若能降低通过薄膜晶体管的
电流大小,则有可能使非晶硅薄膜晶体管应用于有源有机发光显示器的制做,
以降低生产成本。
具体实施方式
参照图1a,本发明的有机发光显示器的像素结构包括一第一晶体管M1、
一存储电容C1、一第二晶体管M2以及一有机发光二极管OLED。第一晶体管
M1具有的一栅极耦接一扫描信号SCAN,一漏极耦接一数据信号DATA,第一
晶体管M1根据扫瞄信号SCAN控制数据信号DATA的导通及截止。存储电容
C1一端耦接该第一晶体管M1的一源极,以及另一端耦接一参考节点,参考
节点具有一第二电位V2。第二晶体管M2具有的一栅极耦接该第一晶体管M1
的源极,以及一源极耦接该参考节点。有机发光二极管OLED具有的一阴极耦
接该第二晶体管M2的一漏极,以及一阳极耦接一第一电位V1,第二晶体管
M2根据数据信号DATA而导通,使电流通过有机发光二极管OLED。其中,该
第一晶体管M1或该第二晶体管M2为非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT),该有机
发光二极管OLED的发光效率大于或等于11cd/A。
上述的第二电位V2可以为一接地电位。
上述的第一电位V1可以为一电源供电电位。
如图1b所表示的,上述的机发光二极管OLED亦可以该阳极耦接该第二
晶体管M2的该源极,以该阴极耦接该第一电位V1。此时该第二晶体管M2以
漏极耦接该参考节点,且该第二电位V2高于该第一电位V1。
以下说明上述有机发光显示器的像素结构的工作,首先,当该第一晶体
管M1的栅极所耦接的该扫描信号为高电平时(即大于该第一晶体管的导通电
压时)该第一晶体管M1导通,使得该数据信号DATA充电至该存储电容C1。
接着,当存储在该存储电容C1中的电位Vg大于该第二晶体管M2的导通电压
时,该第二晶体管M2导通,且依据该电位Vg,产生对应的驱动电流通过该
有机发光二极管OLED。因而,该有机发光二极管OLED依据该驱动电流,产
生对应的亮度。
本发明亦可以为一有机发光显示器,该面板包括多个像素,所述像素包
括一第一晶体管、一存储电容、一第二晶体管以及一有机发光二极管。第一
晶体管具有的一栅极耦接一扫描信号,一漏极耦接一数据信号,第一晶体管
根据扫瞄信号,控制数据信号的的导通及截止。存储电容一端耦接第一晶体
管的一源极,以及另一端耦接一参考节点,参考节点具有一第二电位。第二
晶体管具有的一栅极耦接第一晶体管的源极,以及一源极耦接参考节点。有
机发光二极管具有的一阴极耦接第二晶体管的一漏极,以及一阳极具有一第
一电位,第一电位高于第二电位,第二晶体管根据数据信号而导通,使电流
通过有机发光二极管。其中,第一晶体管或第二晶体管为非晶硅薄膜晶体管,
有机发光二极管的发光效率大于或等于11cd/A。
非晶硅薄膜晶体管为一种阻抗较高,但是成本低廉的晶体管,其具有价
格便宜的优点,但也同时可能带来过热的问题。为了验证以非晶硅薄膜晶体
管制做有源有机发光显示器的可行性。在此利用一4英寸显示器,其分辨率
为160(RGB)×234,来进行实验。随着显示器的亮度提升,流过整体显示器的
电流值也会提升,参照图2,当整体面板电流值在100mA及150mA时皆无温
度变化,但当电流量达到200mA时,非晶硅薄膜晶体管产生的热将急剧上升。
因此,若能将面板流过的总电流值控制在200mA以下,将可消除因使用非晶
硅薄膜晶体管所产生的不良热效应。
当整体面板流过200mA时,可得知每一像素平均流过
200mA/(160×3×234)=1.78μA。而每一像素的发光面积为1.94×10-4cm2,因此
流过每一像素的电流密度为J=9.17mA/cm2。所以要利用非晶硅薄膜晶体管来
制做有源有机发光显示器面板,必须让每一像素流过的最大电流密度小于
9.17mA/cm2。所以对于每一个有机发光二极管而言,也只能允许最大的电流
密度为9.17mA/cm2。如果能够降低有机发光二极管在面板显示过程中所需要
的电流,便可利用非晶硅薄膜晶体管来制造有源有机发光显示器。由有机发
光二极管的效率关系式来看:
EF = B × A I = B 10 × J ]]>
J = B 10 × EF < 9.17 mA / c m 2 ]]>
EF ( cd / A ) > B 91.7 ]]>
其中,EF代表有机发光二极管的发光效率(其单位为cd/A),B代表亮度
(其单位为cd/m2),A代表发光面积(其单位为m2),I代表电流(其单位为安培
A),J代表电流密度(其单位为mA/cm2)。
由此可知,若订所需最大亮度为1000cd/m2,则有机发光二极管的发光效
率必须大于1000/91.7,约为11(cd/A)。因此利用非晶硅薄膜晶体管来制做
有源有机发光显示器是可行的,只需利用发光效率大于或等于11cd/A的有机
发光材料制做其有机发光二极管,便可避免热累积的现象。
目前符合发光效率大于或等于11cd/A的有机发光材料,可选择C545T,其
全名为:10-(2-苯并嗯基)-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1氢,5氢,11氢
-[1])苯-[6,7,8-ij]唑-11-酮
(10-(2-Benzothiazolyl)-1,1,7,7,-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H
,5H,11H-[1]benzopyrano[6,7,8-ij]quinolizin-11-one),其发光效率约为
12-15cd/A。或可选择Irppy,其全名为:面-三(2-苯啶’)铱
(fac-tris(2-phenylpyridine’)iridium),其发光效率约为20-28cd/A。
应用上述的发光效率大于或等于11cd/A的材料制做有机发光二极管,
即可避免热累积的现象,而能以非晶硅薄膜晶体管来制做有源有机发光显示
器。由于非晶硅薄膜晶体管的制造工艺较简单,成本较低廉,因此可降低整
体有机发光显示器的成本,提高产品的竞争力。
虽然本发明已于较佳实施例公开如上,然其并非用以限定本发明,任何
本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可进行更动与修
改,因此本发明的保护范围所提出的权利要求限定的范围为准。