主动式矩阵有机发光二极管像素结构的制作方法
【专利摘要】一种主动式矩阵有机发光二极管(AMOLED)像素结构，包含复数个子像素，其中至少一个子像素包含有两个二级子像素，并且二级子像素分别配置发光特性不同的有机发光材料，使二级子像素发出不同的光线，以藉由二级子像素混光达到提升AMOLED显示器的显示能力的功效。
【专利说明】主动式矩阵有机发光二极管像素结构
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种有机发光二极管像素结构，特别是一种主动式矩阵有机发光二极管显示器像素结构。
【背景技术】
[0002]使用电激发光平面显示组件(如有机发光二极管(Organic Light EmittingDiodes ；0LEDs))的显示装置已成为显示器中一种受欢迎的选择。0LED显示器是用为电视荧幕、计算机显示器、如手机和个人数为助理(PDAs)的便携式电子系统。0LED是一种发光的电激发光层为有机化合物薄膜的发光二极管，此有机化合物薄膜回应一电流而发射出光。此有机半导体材料层是位于两电极之间。通常，这些电极的至少一者是透明的。由于0LED显示器的运作不用背光。因此，其可显示出深黑色层，亦能比如液晶显示器的其他平板显示器来得轻薄。0LED显示器使用被动矩阵OLED(Passive-Matrix OLED ；PM0LED)或主动式矩阵OLED(Active-Matrix OLED ；AM0LED)的架构，其中AM0LED更适合于高分辨率和大尺寸的显示器。
[0003]AM0LED显示器通常包含形成于如玻璃的基材上的一电路层；以及形成于电路层上的发光层。发光层包含复数个等距像素，此些像素是以具有复数行和复数列的一矩阵的形式置于一显示区中。对彩色显示器而言，每一个像素还包含分别发出红、绿和蓝光(RGB)的三个子像素。子像素多是以并排(side by side)的方式排列。在此排列中，每一个像素包含排列为行方向的一阵列的三个RGB子像素，并且相同颜色的子像素排列为列方向的连续带状。
[0004]由于RGB三个子像素的材料特性不同，使得三种颜色材料的发光效率差异极大。受限于材料特性，当追求高亮度时，显示器的色饱和度便会下降或是耗电增加；当追求广色域时，又可能会因为阶调难以拉开而影响表现；而若是要追求颜色或是反差系数(Ga_a)的准确性，则需要配合单一材料特性进行调整，牺牲显示器的亮度表现。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种主动式矩阵有机发光二极管像素结构，将单一子像素分隔为两发光特性不同的二级子像素，以藉由二级子像素的混光达到提升显示器的显示能力的功效。
[0006]本发明的一态样提供了一种主动式矩阵有机发光二极管(AM0LED)像素结构，包含复数个子像素。至少一个子像素包含有两个二级子像素，二级子像素分别配置发光特性不同的有机发光材料，使二级子像素发出不同的光线。
[0007]于本发明的一或多个实施例中，每一个子像素的二级子像素共享一条数据线且被同时驱动。
[0008]于本发明的一或多个实施例中，二级子像素分别配置不同发光效率或是不同发光色调的有机发光材料。[0009]于本发明的一或多个实施例中，二级子像素分别配置不同颜色的有机发光材料。
[0010]于本发明的一或多个实施例中，每一个子像素中的二级子像素面积可以相同或是不同。
[0011]于本发明的一或多个实施例中，主动式矩阵有机发光二极管像素结构还包含复数个驱动薄膜晶体管，用以驱动二级子像素，其中驱动薄膜晶体管的尺寸可以相同或是不同。
[0012]于本发明的一或多个实施例中，每一个子像素中的该些二级子像素可以藉由数据线或是扫描线分隔。
[0013]于本发明的一或多个实施例中，其中每一个子像素可以配置一数据线与两扫描线，扫描线分别对应二级子像素。 [0014]本发明的AM0LED像素结构在单一子像素中配置不同材料特性，例如发光效率不同或是色调不同的0LED发光材料，透过二级子像素发出的光线混光来调整子像素的灰阶亮度，使得显示器在调整ga_a后仍能维持较佳的亮度。除了在子像素中的两个二级子像素中配置不同成分的发光材料之外，两个二级子像素的面积比例可以为相同或是不同，或者，两个二级子像素所配置的驱动薄膜晶体管的尺寸可以为相同或是不同。单一子像素亦可以配置两条扫瞄线，以进一步提升调整子像素颜色表现的设计弹性。更甚者，在某些情况下，子像素中的两个二级子像素亦可以配置不同颜色的0LED发光材料，如加入黄色，以达到增加亮度或是增广色域的功效。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1至图5分别绘示本发明的主动式矩阵有机发光二极管(AM0LED)像素结构不同实施例的上视图。
[0016]【主要组件符号说明】
100、200、300、400、500:AM0LED 像素结构
S、S1、S2:扫描线
D1、D2、D3:数据线
VDD1、VDD2、VDD3、VDD4:电源线
P1:第一子像素
P2:第二子像素
P3:第三子像素
110、210、310、410、510:第一二级子像素120、220、320、420、520:第二二级子像素130,230,530:第三二级子像素140,240,540:第四二级子像素150,250,550:第五二级子像素160,260,560:第六二级子像素DTFT1-DTFT6:驱动薄膜晶体管。
【具体实施方式】
[0017]以下将以图式及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属【技术领域】中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
[0018]于以下内文中所提到的像素(pixel) —词，是指荧幕中最小的显示单元(或是荧幕中显示的单一一个点)，亦等同于发光层中发光材料的颜色排列组成重复出现的最小单位。像素中包含有多个子像素(sub pixel)，每一个子像素可以被驱动薄膜晶体管所独立驱动。于实际应用时，每一个显示器中会包含有多个像素，像素为规律地重复排列。像素的数量随着分辨率的需求而有所变化，为了便于说明起见，于以下实施例中仅以单一一个像素的结构进行说明，合先叙明。
[0019]鉴于有机发光二极管(0LED)材料特性的差异，本发明提出了一种主动式有机发光二极管(AM0LED)显示器架构，藉由在单一二级子像素配置不同成分的0LED材料，调整两种材料的亮度比例，达到兼顾灰阶色调、亮度与色饱和度的目的。
[0020]参照图1，其绘示本发明的主动式矩阵有机发光二极管(AM0LED)像素结构一实施例的上视图。AM0LED像素结构100包含有一扫描线S、与扫描线S相交并且依序平行排列的四条电源线VDD1、VDD2、VDD3、VDD4，与扫描线S相交且依序平行排列的数据线Dl、D2、D3。电源线VDD1-VDD4与数据线D1-D3为交错地排列，即数据线D1位于电源线VDD1与VDD2之间；数据线D2位于电源线VDD2与VDD3之间；数据线D3位于电源线VDD3与VDD4之间。
[0021]本实施例中的AM0LED像素结构100包含有第一子像素P1、第二子像素P2以及第三子像素P3。第一子像素P1是由扫描线S以及数据线D1所定义；第二子像素P2是由扫描线S以及数据线D2所定义；第三子像素P3是由扫描线S以及数据线D3所定义。第一子像素P1、第二子像素P2与第三子像素P3均位于扫描线S的一侧。第一子像素P1介于电源线VDD1与VDD2之间；第二子像素P2介于电源线VDD2与VDD3之间；第三子像素P3介于电源线VDD3与VDD4之间。
[0022]每一个子像素P1-P3又进一步被数据线D1-D3区分为两个二级子像素。具体而言，第一子像素P1被数据线D1分隔为第一二级子像素110与第二二级子像素120 ;第二子像素P2被数据线D2分隔为第三二级子像素130与第四二级子像素140 ;第三子像素P3被数据线D3分隔为第五二级子像素150与第六二级子像素160。第一二级子像素110至第六二级子像素160为相互平行地排列设置，亦即像素结构100中的第一子像素P1、第二子像素P2与第三子像素P3分别被数据线D1-D3所垂直分隔。第一二级子像素110至第六二级子像素160均位于扫描线S的同一侧。
[0023]由于有机发光二极管(0LED)的发光层中不同的材料特性会带来不同的表现特性，例如，在一般的情况下，颜色较浅的0LED材料具有较佳的发光效率(相同电流密度下亮度较高)，而颜色较深的0LED材料则具有较佳的色度坐标(色饱和度)。因此,本发明便在同一子像素的两个二级子像素中分别填入不同发光效率与不同色度的发光材料，透过调整两种材料的亮度比例，达到兼顾灰阶色调、亮度与色饱和度的目的。
[0024]举例来说，若是第一子像素P1、第二子像素P2与第三子像素P3分别对应于RGB三个颜色，则第一子像素P1中的第一二级子像素110可以为深红色，第二二级子像素120可以为浅红色；第二子像素P2中的第三二级子像素130可以为深绿色，第四二级子像素140可以为浅绿色；第三子像素P3中的第五二级子像素150可以为深蓝色，第六二级子像素
160可以为浅蓝色。[0025]前述的第一二级子像素110至第六二级子像素160的面积可以相同，或是根据不同的设计需求调整而不同。换言之，每个子像素P1-P3中的二级子像素110-160中发光层的材料以及面积比例可以相同或是不同，端视目标的颜色表现而定，本【技术领域】人员可以依照实际需求弹性地进行设计。
[0026]AM0LED像素结构100还包含有多个开关组件，用以使电流通过第一二级子像素110至第六二级子像素160，使得第一二级子像素110至第六二级子像素160发光。开关组件可以为驱动薄膜晶体管DTFT1-DTFT6，驱动薄膜晶体管DTFT1-DTFT6分别用以驱动第一二级子像素110至第六二级子像素160。
[0027]为了使得子像素P1-P3中的二级子像素110-160有效实现混光以达到调节颜色表现的目的，每一个子像素P1-P3中的二级子像素110-160需要被同时驱动。举例来说，第一二级子像素110与第二二级子像素120会被同时驱动，第三二级子像素130与第四二级子像素140会被同时驱动，第五二级子像素150与第六二级子像素160会被同时驱动，使得第一子像素P1、第二子像素P2与第三子像素P3显示调节后的颜色。
[0028]承上所述，AM0LED像素结构100除了透过调整二级子像素110-160中的材料配方以及二级子像素110-160的面积比例以提供子像素P1-P3不同的发光特性之外，还可藉由改变驱动薄膜晶体管DTFT1-DTFT6的尺寸，改变二级子像素110-160的发光亮度。因此，驱动薄膜晶体管DTFT1-DTFT6的尺寸亦可以根据不同的设计需求变更，而具有相同或不同的尺寸。
[0029]若是子像素P1-P3中，有任意一个颜色的材料特性已经非常理想而不需要透过混光的方式调整颜色表现，则该子像素可以视情况加入有助于增加亮度或是色域的颜色，例如黄色。例如，若是发出绿光的第二子像素P2已经有表现相当理想的发光材料选择，则其中的第三二级子像素130可以直接采用此绿色的发光材料，而在第四二级子像素140中配置发出黄光的发光材料以达到增加亮度或是色域的功效。
[0030]须注意的是，本实施例中例示性地绘示了三条数据线D1-D3、四条电源线VDD1-VDD4、一条扫描线S以及三个子像素P1_P3(以1*3阵列方式排列说明)，但本发明并不以此为限，该领域通常知识者可依照需求适当变化设计，此后不再赘述。
[0031]除了藉由数据线D1-D3将子像素P1-P3垂直分隔为多个二级子像素110-160之夕卜，亦可以透过其他的配置方式分隔全部或是仅分隔部份的子像素P1-P3，以下将搭配实施例具体说明的。
[0032]参照图2，其绘示本发明的AM0LED像素结构另一实施例的上视图。AM0LED像素结构200中包含有扫描线S、与扫描线S相交并且平行排列的两电源线VDD1、VDD2、与扫描线S相交并且平行排列的三条数据线D1、D2、D3。其中电源线VDD1位于数据线D1与D2之间，数据线D2与D3相邻排列，电源线VDD2与VDD1分别位于数据线D2与D3的相对两侧。
[0033]本实施例的AM0LED像素结构200包含有第一子像素P1、第二子像素P2与第三子像素P3。第一子像素P1是由扫描线S以及数据线D1所定义；第二子像素P2是由扫描线S以及数据线D2所定义；第三子像素P3是由扫描线S以及数据线D3所定义。第一子像素P1介于数据线D1与电源线VDD1之间；第二子像素P2介于电源线VDD1与数据线D2之间；第三子像素P3介于数据线D3与电源线VDD2之间。
[0034]第一子像素P1、第二子像素P3以及第三子像素P3更被扫描线S水平分隔为多个二级子像素，具体而言，第一子像素P1被扫描线s分隔为第一二级子像素210与第二二级子像素220 ;第二子像素P2被扫描线S分隔为第三二级子像素230与第四二级子像素240 ；第三子像素P3被扫描线S分隔为第五二级子像素250与第六二级子像素260。其中第一二级子像素210、第三二级子像素230与第五二级子像素250位于扫描线S的一侧，而第二二级子像素220、第四二级子像素240与第六二级子像素260位于扫描线S的另一侧。
[0035]第一二级子像素210至第六二级子像素260可以依照不同的设计需求配置不同发光特性的发光材料。例如，第一子像素P1中的第一二级子像素210可以为深红色，第二二级子像素220可以为浅红色；第二子像素P2中的第三二级子像素230可以为深绿色，第四二级子像素240可以为浅绿色；第三子像素P3中的第五二级子像素250可以为深蓝色，第六二级子像素260可以为浅蓝色。或者，第二子像素P2中的第三二级子像素230配置绿色发光材料，而第四二级子像素240配置黄色发光材料以增加亮度与色域。
[0036]AM0LED像素结构200还包含有用以驱动二级子像素210-260的多个驱动薄膜晶体管DTFT1-DTFT6。如前所述，为使二级子像素210-260确实混光，第一二级子像素210与第二二级子像素220需同时驱动，第三二级子像素230与第四二级子像素240需同时驱动，第五二级子像素250与第六二级子像素260需同时驱动。
[0037]AM0LED像素结构200可以透过调整二级子像素210-260中的材料配方以及二级子像素210-260的面积比例以提供子像素P1-P3不同的发光特性之外，还可藉由改变驱动薄膜晶体管DTFT1-DTFT6的尺寸，改变二级子像素210-260的发光特性。
[0038]参照图3，其绘示本发明的AM0LED像素结构又一实施例的上视图。AM0LED像素结构300中包含有扫描线3、与扫描线3相交并且平行排列的三条电源线￥001、￥002、￥003、与扫描线S相交并且平行排列的三条数据线D1、D2、D3。其中电源线VDD1、VDD2、VDD3与数据线D1、D2、D3交错配置。
[0039]本实施例的AM0LED像素结构300包含有第一子像素P1、第二子像素P2与第三子像素P3。第一子像素P1是由扫描线S以及数据线D1所定义；第二子像素P2是由扫描线S以及数据线D2所定义；第三子像素P3是由扫描线S以及数据线D3所定义。第一子像素P1介于数据线D1与电源线VDD1之间；第二子像素P2介于数据线D2与电源VDD2之间；第三子像素P3介于数据线D3与电源线VDD3之间。
[0040]AM0LED像素结构300亦可根据不同的设计需求，仅分隔部分而非全部的子像素。例如，本实施例中仅将第三子像素P3分隔成为第一二级子像素310以及第二二级子像素320，第一子像素P1与第二子像素P2则维持原有的设计。
[0041]换言之，AM0LED像素结构300中的发光层对应于第一子像素P1的部分具有均一的发光材料；发光层对应于第二子像素P2的部分具有均一的发光材料；而发光层对应于第三子像素P3的部分，则包含有进一步对应于第一二级子像素310与第二二级子像素320的两种发光特性不同的发光材料。如前所述，第一二级子像素310与第二二级子像素320所发出的光线可以为深浅不同但为同一色系的颜色。或者，第一二级子像素310与第二二级子像素320可以分别发出不同颜色的光线。
[0042]本实施例中是藉由改变扫描线S的布局，使得扫描线S在第三子像素P3的区段弯折，而将第三子像素P3水平分隔为第一二级子像素310以及第二二级子像素320。第一二级子像素310以及第二二级子像素320分别位于扫描线S的两侧。[0043]AM0LED像素结构300还包含有用以驱动第一子像素P1、第二子像素P2、第一二级子像素310以及第二二级子像素320的多个驱动薄膜晶体管DTFT1-DTFT4，其中用以驱动第一二级子像素310以及第二二级子像素320的驱动薄膜晶体管DTFT3、DTFT4会同时驱动，以达到将第一二级子像素310与第二二级子像素320所发出的光线混光，以调整显示的灰阶色调、亮度与色饱和度的目的。
[0044]AM0LED像素结构300可以仅将部份的子像素，如第三子像素P3，分隔为两个二级子像素310、320，透过调整二级子像素310、320中的材料配方以及二级子像素310、320的面积比例之外，还可藉由改变驱动薄膜晶体管DTFT3、DTFT4的尺寸，改变二级子像素310、320的发光特性。
[0045]参照图4，其绘示本发明的AM0LED像素结构再一实施例的上视图。本实施例与前一实施例的差别在于，本实施例的AM0LED像素结构400仅包含有两电源线VDD1、VDD2，第一子像素P1与第二子像素P2共享电源线VDD1。第三子像素P3则透过扫描线S被分隔为
第一二级子像素410与第二二级子像素420。
[0046]如前一实施例所述，AM0LED像素结构400可以透过调整二级子像素410、420中的材料配方以及二级子像素410、420的面积比例，以及藉由改变驱动薄膜晶体管DTFT3、DTFT4的尺寸，改变二级子像素410、420的发光特性。
[0047]于前述的实施例中，AM0LED像素结构中的每一个子像素是由一个扫描线与一个数据线所定义，AM0LED像素结构透过二级子像素的发光材料、发光面积比例以及驱动其的驱动薄膜晶体管的尺寸，使得单一子像素内的两个二级子像素显示不同的发光特性。然而，为了更进一步地提升调整二级子像素的发光特性的弹性，本发明还提出了以下实施例，在AM0LED像素结构中采用两条扫描线的设计。
[0048]参照图5，其绘示本发明的AM0LED像素结构又一实施例的上视图。AM0LED像素结构500中包含有两条平行排列的扫描线S1、S2、与扫描线S1、S2相交并且依序平行排列设置的数据线Dl、D2、D3、以及与扫描线S1、S2相交并且依序平行排列的电源线VDD1、VDD2。其中电源线VDD1位于数据线D1与D2之间，数据线D2与D3相邻配置，电源线VDD1与VDD2分别位于数据线D2与D3的相对两侧。
[0049]本实施例的AM0LED像素结构500包含有第一子像素P1、第二子像素P2以及第三子像素P3。第一子像素P1是由两条扫描线S1、S2以及数据线Dl所定义；第二子像素P2是由两条扫描线S1、S2以及数据线D2所定义；第三子像素P3是由扫描线S1、S2以及数据线D3所定义。其中第一子像素P1与第二子像素P2共享电源线VDD1。
[0050]于本实施例中，第一子像素P1包含有第一二级子像素510与第二二级子像素520，第一二级子像素510与第二二级子像素520分别邻接扫描线S1以及扫描线S2。第二子像素P2包含有第三二级子像素530以及第四二级子像素540，第三二级子像素530以及第四二级子像素540分别邻接于扫描线S1以及扫描线S2。第三子像素P3包含有第五二级子像素550以及第六二级子像素560，第五二级子像素550以及第六二级子像素560分别邻接于扫描线S1以及扫描线S2。
[0051]AM0LED像素结构500中还包含用以驱动第一二级子像素510至第六二级子像素560的驱动薄膜晶体管DTFT1-DTFT6。其中第一二级子像素510与第二二级子像素520可被分别或是同时驱动，第三二级子像素530与第四二级子像素540可被分别或是同时驱动，第五二级子像素550与第六二级子像素560可被分别或是同时驱动，以达到混光而调整第一子像素P1、第二子像素P2与第三子像素P3的颜色表现。
[0052]AM0LED像素结构500除了透过调整二级子像素510-560中的材料配方以及二级子像素510-560的面积比例以提供子像素P1-P3不同的发光特性之外，亦可藉由改变驱动薄膜晶体管DTFT1-DTFT6的尺寸，改变二级子像素510-560的发光特性。
[0053]除此之外，由于本实施例的子像素P1-P3包含两条扫描线S1、S2，所以可以提供不同的数据电压给个别的二级子像素，进一步调整二级子像素510-560的发光特性。例如，扫描线S1开启时，数据线Dl、D2、D3可提供电压给第一二级子像素510、第三二级子像素530、第五二级子像素550 ;当扫描线S2开启时，数据线D1、D2、D3可提供另一电压给第二二级子像素520、第四二级子像素540与第六二级子像素560。藉此改变与调整二级子像素的发光特性。
[0054]下列表一与表二分别为采用传统的AM0LED像素结构的显示器在ga_a调整前后的亮度与色度数据。表三则为采用如本发明的图4的AM0LED像素结构400的显示器经过gamma调整后的亮度与色度数据。
【权利要求】
1.一种主动式矩阵有机发光二极管像素结构，包含:复数个子像素，该些子像素至少一者包含两个二级子像素，该些二级子像素分别配置发光特性不同的有机发光材料，使该些二级子像素发出不同的光线。
2.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，各该至少一子像素的该些二级子像素共享一条数据线且被同时驱动。
3.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，该些二级子像素分别配置不同发光效率或是不同发光色调的有机发光材料。
4.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，该些二级子像素分别配置不同颜色的有机发光材料。
5.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，各该至少一子像素中的该两个二级子像素面积相同。
6.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，各该至少一子像素中的该两个二级子像素面积不同。
7.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，还包含复数个驱动薄膜晶体管，用以驱动该些二级子像素，其中该些驱动薄膜晶体管的尺寸相同。
8.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，还包含复数个驱动薄膜晶体管，用以驱动该些二级子像素，其中该些驱动薄膜晶体管的尺寸不同。
9.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，各该至少一子像素中的该些二级子像素是藉由一数据线分隔。
10.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，各该至少一子像素中的该些二级子像素是藉由一扫描线分隔。
11.如权利要求1所述的主动式矩阵有机发光二极管像素结构，其特征在于，各该至少一子像素配置一数据线与两扫描线，该些扫描线分别对应该些二级子像素。
【文档编号】G09G3/32GK103632634SQ201310518890
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】黄金海, 黄思齐, 陈俊霖 申请人:华映视讯（吴江）有限公司, 中华映管股份有限公司