像素结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种像素结构，包括数据线、扫描线、至少一主动元件、第一辅助电极以及发光元件。至少一主动元件与数据线以及扫描线电性连接，且每一主动元件包括栅极、通道层、源极以及漏极。第一辅助电极与主动元件电性绝缘。发光元件位于第一辅助电极的上方，其中发光元件包括第一电极层、发光层以及第二电极层。第一电极层与第一辅助电极电性连接。发光层配置于第一电极层上。第二电极层配置于发光层上，其中第二电极层与主动元件电性连接。
【专利说明】像素结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种像素结构，特别是涉及一种可改善显示面板的整体发光均匀度的像素结构。
【背景技术】
[0002]电致发光装置是一种自发光性(emissive)的装置。由于电致发光装置具有无视角限制、低制造成本、高应答速度(约为液晶的百倍以上)、省电、可使用于可携式机器的直流驱动、工作温度范围大以及重量轻且可随硬设备小型化及薄型化等。因此，电致发光装置具有极大的发展潜力，可望成为下一世代的新型平面显示器。
[0003]上发光(top emission)显示为目前普遍应用在电致发光装置的显示技术之一，以提高像素的开口率。然而，传统的上发光显示技术具有薄电极厚度的制作难度高、穿透度差、电极阻值高以及当电致发光装置朝向大尺寸发展时有严重IR压降(IR drop)等问题。再者，传统的上发光显示技术的电路设计容易受到电致发光装置的元件的衰退而影响到电流。而由于电致发光装置中各像素的发光亮度与流经此像素的电流大小有关。因此，将使得此电致发光装置的整体发光均匀度不佳。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种像素结构，其可以解决传统电致发光装置的整体发光均匀度不佳的问题。
[0005]本发明提出一种像素结构，其包括数据线、扫描线、至少一主动元件、第一辅助电极以及发光元件。至少一主动元件与数据线以及扫描线电性连接，且每一主动元件包括栅极、通道层、源极以及漏极。第一辅助电极与主动元件电性绝缘。发光元件位于第一辅助电极的上方，其中发光兀件包括第一电极层、发光层以及第二电极层。第一电极层与第一辅助电极电性连接。发光层配置于第一电极层上。第二电极层配置于发光层上，其中第二电极层与主动元件电性连接。
[0006]本发明另提出一种像素结构，其包括数据线、扫描线、至少一主动元件、发光元件以及辅助电极。至少一主动元件与数据线以及扫描线电性连接。发光元件与主动元件电性连接，其中发光兀件包括第一电极层、发光层以及第二电极层。发光层配置于第一电极层上。第二电极层配置于发光层上，其中第二电极层与主动元件电性连接。辅助电极与主动兀件电性绝缘且位于发光兀件的一侧，其中辅助电极与发光兀件的第一电极层电性连接。
[0007]基于上述，在本发明的像素结构中，由于发光元件的第一电极层与辅助电极电性连接，因此本发明的发光元件的第一电极层搭配辅助电极的设计可使第一电极层的电阻经过并联后下降，以使像素结构的总电阻大幅减少，进而可改善显示面板的整体发光均匀度。
[0008]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，以下特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为依照本发明的像素结构的等效电路图；
[0010]图2为依照本发明的第一实施例的像素结构的剖面示意图；
[0011]图3为依照本发明的第二实施例的像素结构的剖面示意图；
[0012]图4为依照本发明的第三实施例的像素结构的剖面示意图；
[0013]图5为依照本发明的第四实施例的像素结构的剖面示意图；
[0014]图6为依照本发明的第五实施例的像素结构的剖面示意图。
[0015]附图标记
[0016]
100、200、300、400、500:像索结构 102:战板
104、504、204、304:绝缘层104a、408b:接触窗开口
106、506、206、306:第一绝缘层
106a、206a、306a:第一'接触窗开口
108、408:第二绝缘层108a、408a:开口
110:第二接触窗开口120、220、320:第一辅助电极
122、222:下电极层124、324:上电极层
[0017]
130:发光兀件132:第一电极层
134:发光层136:第二电极层
138:电极层140:第一隔离结构
140’:第二隔离结构150:第一间隙
450、450’:第二间隙460:第二辅助电极
CH1、CH2:通道层CS:电容器
D1、D2:漏极DL:数据线
E1, E2;电极端G1' G2:栅极
PL:电源线S1' S2:源极
SL:扫描线IV T2:主动元件
【具体实施方式】
[0018]图1为依照本发明的像素结构的等效电路图。本发明的像素结构例如是可应用于电致发光装置的像素阵列中。为了详细地说明本发明的像素结构的设计，以下的说明是以单一像素结构为例来作说明。此领域技术人员应可以了解电致发光装置的像素阵列是由多个相同或相似的像素结构所组成。因此，此领域技术人员可以根据以下针对单一像素结构的说明，而了解电致发光装置中的像素阵列的结构或布局。[0019]请参照图1，像素结构100包括数据线DL、扫描线SL、至少一主动元件T1及T2、电容器CS、电源线PL以及发光元件130。在本实施例中，每一像素结构100是以两个主动元件搭配一个电容器(2T1C)为例来说明，但并非用以限定本发明，本发明不限每一像素结构100内的主动元件与电容器的个数。
[0020]在本实施例中，主动元件T1与数据线DL以及扫描线SL电性连接,主动元件T2与主动元件T1以及发光元件130电性连接，发光元件130与主动元件T2以及电源线PL电性连接，且电容器CS与主动元件1\、T2电性连接。
[0021]更详细来说，在2T1C形式的像素结构中，主动元件T1具有栅极G1、源极S1、漏极D1以及通道层CH1,且源极S1与数据线DL电性连接，栅极G1与扫描线SL电性连接，且漏极D1与主动元件T2电性连接；主动元件T2具有栅极G2、源极S2、漏极D2以及通道层CH2,且主动元件T2的栅极G2与主动元件T1的漏极D1电性连接,主动元件T2的漏极D2与发光元件130电性连接。再者，发光元件130与主动元件T2的漏极D2以及电源线PL电性连接。电容器CS的一电极端E1与主动元件T1的漏极D1以及主动元件T2的栅极G2电性连接，而电容器CS的另一电极端E2与主动元件T2的源极S2电性连接且连接至接地电压。
[0022]图2为依照本发明的第一实施例的像素结构的剖面示意图。为了清楚地说明本发明的实施例，图2仅示出像素结构100的主动元件T2以及发光元件130等部分构件。也就是说，为了清楚起见，图2省略数据线DL、扫描线SL、主动元件T1、电容器CS以及电源线PL等构件未示出，其中这些省略未示出的构件可以具有所属【技术领域】中具有通常知识的人员所周知的结构，故在此不再赘述。
[0023]请参照图2，像素结构100包括了基板102、主动元件T2、第一辅助电极120、第一绝缘层106、第二绝缘层108、发光元件130以及第一隔离结构140。
[0024]基板102的材质例如是玻璃、石英、有机聚合物或是金属等。
[0025]主动元件T2包括栅极G2、通道层CH2、源极S2以及漏极D2。通道层CH2位于栅极G2的上方并且位于源极S2与漏极D2的下方。本实施例的主动元件T2是以底部栅极型薄膜晶体管为例来说明，但本发明不限于此。在其它实施例中，主动元件T2也可以是顶部栅极型薄膜晶体管，通道层CH2的材料可以是非晶硅薄膜或是多晶硅薄膜，本发明不加以限定。再者，在主动元件T2的栅极G2上还覆盖有绝缘层104，其又可称为栅极绝缘层。绝缘层104的材料例如是无机材料、有机材料或上述的组合。无机材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或上述至少两种材料的堆栈层。另外，主动元件T2可还包括蚀刻终止层(未示出)。蚀刻终止层配置在通道层CH2上，而源极S2与漏极D2配置于蚀刻终止层上。蚀刻终止层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其它合适的材料。
[0026]第一辅助电极120与主动元件T1及T2电性绝缘。第一辅助电极120包括下电极层122以及上电极层124。下电极层122与主动元件T2的栅极G2例如是属于相同膜层。上电极层124与主动元件T2的源极S2以及漏极D2例如是属于相同膜层。因此，绝缘层104位于下电极层122与上电极层124之间。再者，绝缘层104具有暴露出下电极层122的接触窗开口 104a，且上电极层124填入接触窗开口 104a中，以使上电极层124与下电极层122电性连接。
[0027]值得一提的是，由于第一辅助电极120具有下电极层122以及上电极层124，因此上述双层辅助电极的设计有助于维持像素结构100的平坦度。[0028]第一绝缘层106覆盖主动元件T2以及第一辅助电极120。第一绝缘层106的材料例如是无机材料、有机材料或上述的组合。无机材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或上述至少两种材料的堆栈层。再者，第一绝缘层106具有第一接触窗开口 106a，且第一接触窗开口 106a暴露出第一辅助电极120的上电极层124。
[0029]发光兀件130位于第一辅助电极120的上方。发光兀件130包括第一电极层132、发光层134以及第二电极层136。在本实施例中，发光兀件130例如是上发光式有机电致发光元件，因此第一电极层132与第二电极层136分别例如是阳极以及阴极。
[0030]发光元件130的第一电极层132位于第一绝缘层106上。第一电极层132的材料例如是铝、铟锡氧化物(ITO)或其它可作为阳极的合适的材料。
[0031]值得一提的是，第一电极层132与第一辅助电极120电性连接。更详细来说，发光兀件130的第一电极层132与第一辅助电极120的上电极层124电性连接。第一电极层132填入第一绝缘层106的第一接触窗开口 106a中，以使第一电极层132借由第一接触窗开口 106a与第一辅助电极120的上电极层124电性连接。
[0032]第二绝缘层108覆盖第一绝缘层106以及发光元件130的第一电极层132。第二绝缘层108的材料例如是无机材料、有机材料或上述的组合。无机材料包括氧化娃、氮化硅、氮氧化硅或上述至少两种材料的堆栈层。再者，第二绝缘层108具有开口 108a，且开口108a暴露出第一电极层132。此外，第一绝缘层106与第二绝缘层108中还包括第二接触窗开口 110。第二接触窗开口 110暴露出部分主动元件T2。更详细来说，第二接触窗开口110暴露出主动元件T2的部分漏极D2。
[0033]发光兀件130的发光层134位于第二绝缘层108的开口 108a内，且发光层134配置于第一电极层132上。再者，发光元件130的发光层134的垂直投影至少部分与第一辅助电极120重叠。发光层134可为有机发光层或无机发光层。根据发光层134所使用的材质，此电致发光装置可称为有机电致发光装置或是无机电致发光装置。另外，每一像素结构100的发光元件130的发光层134可为红色有机发光图案、绿色有机发光图案、蓝色有机发光图案或是混合各频谱的光产生的不同颜色(例如白、橘、紫、…等)发光图案。此外，根据其它实施例，上述的发光兀件130的发光层134中可还包括电子输入层、空穴输入层、电子传输层以及空穴传输层等。
[0034]发光元件130的第二电极层136位于第二绝缘层108上，且填入第二绝缘层108的开口 108a中并配置于发光层134上。第二电极层136的材料例如是银、薄银或其它可作为阴极的合适的材料。再者，第二电极层136与主动元件T2电性连接。更详细来说，第二电极层136填入第二接触窗开口 110中，以使发光元件130的第二电极层136借由第二接触窗开口 110与主动元件T2的漏极D2电性连接。 [0035]第一隔离结构140位于发光元件130的第二电极层136的周围，其中第二电极层136与第一隔离结构140之间具有第一间隙150。第一隔离结构140的材料例如是光阻或其它合适的材料。再者，第一隔离结构140的形状例如是倒三角形，因此第一间隙150的形成方法包括在第二绝缘层108以及第一隔离结构140上沉积第二电极层材料(未示出)，并可借由倒三角形的第一隔离结构140使第二电极层材料断开。如此一来，第一间隙150形成在第一隔离结构140的底部周围，以使第二电极层136与第一隔离结构140分离开来。另外，电极层138形成在第一隔离结构140上，且电极层138与第二电极层136属于相同膜层。
[0036]值得一提的是，由于发光元件130的第二电极层136是借由倒三角形的第一隔离结构140断开的方式形成，因此可以简易的制造工程来制作出厚度较薄的第二电极层136，以使像素结构100具有较高的穿透度以及第二电极层136的阻值较低等优点，进而可改善IR压降的问题。
[0037]还值得一提的是，由于第一电极层132与第一辅助电极120电性连接，因此本发明的发光元件130的第一电极层132搭配辅助电极的设计可使第一电极层132的电阻经过并联后下降，以使像素结构100的总电阻减少约40%，进而可改善显示面板的整体发光均匀度。举例来说，上述电极层搭配辅助电极的设计可应用于上发光式有机电致发光元件的阳极，以使阳极的电阻经过并联后下降，但本发明不限于此。在其它实施例中，上述电极层搭配辅助电极的设计亦可以应用在其它合适的电极层或导电层中。
[0038]在上述图2的实施例中，第一辅助电极120为双层电极层。然而，本发明不限于此。在本发明的其它实施例(如图3与图4的实施例所示)中，第一辅助电极亦可以是单一电极层。在此，单一电极层并非限定为单一膜层的电极层，而是单一电极层亦可以是指具有多层膜堆栈结构的电极层。
[0039]图3与图4分别为依照本发明的第二以及第三实施例的像素结构的剖面示意图。图3与图4的实施例与上述图2的实施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。
[0040]请参照图3，图3的实施例与上述图2的实施例的不同之处在于，在像素结构200中，第一辅助电极220仅包括下电极层222，且下电极层222与主动元件T2的栅极G2例如是属于相同膜层。因此，绝缘层204覆盖下电极层222。再者，绝缘层204与第一绝缘层206中还包括第一接触窗开口 206a,且第一接触窗开口 206a暴露出下电极层222。第一电极层132填入绝缘层204与第一绝缘层206的第一接触窗开口 206a中，以使第一电极层132借由第一接触窗开口 206a与第一辅助电极220的下电极层222电性连接。
[0041]请参照图4，图4的实施例与上述图2的实施例的不同之处在于，在像素结构300中，第一辅助电极320仅包括上电极层324，且上电极层324与主动元件T2的源极S2以及漏极D2例如是属于相同膜层。因此，上电极层324位于绝缘层304上。再者，第一绝缘层306具有第一接触窗开口 306a，且第一接触窗开口 306a暴露出第一辅助电极320的上电极层324。第一电极层132填入第一绝缘层306的第一接触窗开口 306a中，以使第一电极层132借由第一接触窗开口 306a与第一辅助电极320的上电极层324电性连接。
[0042]图5为依照本发明的第四实施例的像素结构的剖面示意图。图5的实施例与上述图2的实施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。图5的实施例与上述图2的实施例的不同之处在于像素结构400还包括第二辅助电极460。
[0043]请参照图5，第二辅助电极460与主动元件T2电性绝缘且位于发光元件130的一侦牝其中第二辅助电极460与发光元件130的第一电极层132电性连接。更详细来说，第二绝缘层408具有暴露出第一电极层132的开口 408a以及接触窗开口 408b。发光元件130的发光层134位于第二绝缘层408的开口 408a内。第二辅助电极460填入第二绝缘层408的接触窗开口 408b中，以使第二辅助电极460借由接触窗开口 408b与发光元件130的第一电极层132电性连接。[0044]再者，第二辅助电极460与发光元件130的第二电极层136例如是属于相同膜层，且第二辅助电极460与发光元件130的第二电极层136彼此电性绝缘。更详细来说，像素结构400还包括第二隔离结构140’。第二隔离结构140’位于第一隔离结构140的一侧，其中第二辅助电极460位于第一隔离结构140与第二隔离结构140’之间。第二辅助电极460与第一隔离结构140之间具有第二间隙450，且第二辅助电极460与第二隔离结构140’之间具有第二间隙450’。因此，第二辅助电极460与第一隔离结构140电性绝缘，且第二辅助电极460与第二隔离结构140’电性绝缘。此外，第二隔离结构140’与第一隔离结构140例如是属于相同膜层。
[0045]值得一提的是，由于发光元件130的第二电极层136以及第二辅助电极460可使用片电阻较低且导电性较高的金属，因此在降低第二电极层136的阻值上有更佳的效果，进而可改善IR压降的问题。
[0046]还值得一提的是，由于第一电极层132与第一辅助电极120以及第二辅助电极460电性连接，因此本发明的发光元件130的第一电极层132搭配两种辅助电极的设计可使第一电极层132的电阻经过并联后下降，以使像素结构400的总电阻减少约90%，进而可改善显示面板的整体发光均匀度。举例来说，上述电极层搭配两种辅助电极的设计可应用于上发光式有机电致发光元件的阳极，以使阳极的电阻经过并联后下降，但本发明不限于此。在其它实施例中，上述电极层搭配辅助电极的设计亦可以应用在其它合适的电极层或导电层中。
[0047]图6为依照本发明的第五实施例的像素结构的剖面示意图。图6的实施例与上述图5的实施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。图6的实施例与上述图5的实施例的不同之处在于像素结构500仅包括第二辅助电极460，而不包括第一辅助电极120。
[0048]请参照图6，第二辅助电极460与主动元件T2电性绝缘且位于发光元件130的一侦牝其中第二辅助电极460与发光元件130的第一电极层132电性连接。再者，绝缘层504覆盖主动元件T2的栅极G2以及基板102。第一绝缘层506覆盖主动元件T2以及绝缘层504。发光兀件130的第一电极层132位于第一绝缘层506上。
[0049]综上所述，在本发明的像素结构中，发光元件的第一电极层与第一辅助电极或第二辅助电极或两者电性连接，其中第一辅助电极与主动元件的栅极属于相同膜层，或者与源极以及漏极属于相同膜层，或者为双层电极的结构，而第二辅助电极与第二电极层属于相同膜层。因此，在不用增加光罩数量及成本的情况下，本发明的发光元件的第一电极层搭配辅助电极的设计可使第一电极层的电阻经过并联后下降，以使像素结构的总电阻大幅减少，进而可改善显示面板的整体发光均匀度。再者，本发明的上发光显示技术的电路设计亦可避免因电致发光装置的元件的衰退而影响到电流的问题。
[0050]虽然本发明已以实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的变更与修饰，故本发明的保护范围应当由所附的权利要求书所界定为准。
【权利要求】
1.一种像素结构，其特征在于，包括: 一数据线以及一扫描线； 至少一主动元件，与该数据线以及该扫描线电性连接，且每一主动元件包括一栅极、一通道层、一源极以及一漏极； 一第一辅助电极，与该主动元件电性绝缘；以及 一发光元件，位于该第一辅助电极的上方，其中该发光元件包括: 一第一电极层，与该第一辅助电极电性连接； 一发光层，配置于该第一电极层上；以及 一第二电极层，配置于该发光层上，其中该第二电极层与该主动元件电性连接。
2.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，还包括一第一绝缘层，覆盖该主动元件以及该第一辅助电极，该发光元件的该第一电极层位于该第一绝缘层上，其中该第一绝缘层具有暴露出该第一辅助电极的一第一接触窗开口，且该第一电极层借由该第一接触窗开口与该第一辅助电极电性连接。
3.根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于，还包括一第二绝缘层，覆盖该第一绝缘层以及该发光元件的该第一电极层，该发光元件的该第二电极层位于该第二绝缘层上，其中该第二绝缘层具有暴露出该第一电极层的一开口，该发光兀件的该发光层位于该开口内。
4.根据权利要求3所述的像素结构，其特征在于，该第一绝缘层与该第二绝缘层中还包括一第二接触窗开口，暴露出部分该主动元件，该发光元件的该第二电极层借由该第二接触窗开口与该主动元件电性连接。
5.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该第一辅助电极为单一电极层。
6.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该第一辅助电极包括: 一下电极层；以及 一上电极层，与该下电极层电性连接，其中该发光兀件的该第一电极层与该第一辅助电极的该上电极层电性连接。
7.根据权利要求6所述的像素结构，其特征在于，该下电极层与该主动元件的该栅极属于相同膜层。
8.根据权利要求6所述的像素结构，其特征在于，该上电极层与该主动元件的该源极以及该漏极属于相同膜层。
9.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，还包括一隔离结构，位于该发光元件的该第二电极层的周围，其中该第二电极层与该隔离结构之间具有一间隙。
10.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，还包括一第二辅助电极，与该主动兀件电性绝缘且位于该发光兀件的一侧，其中该第二辅助电极与该发光兀件的该第一电极层电性连接。
11.根据权利要求10所述的像素结构，其特征在于，该第二辅助电极与该发光元件的该第二电极层属于相同膜层，且该第二辅助电极与该发光元件的该第二电极层彼此电性绝缘。
12.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该发光元件为上发光式有机电致发光元件。
13.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该发光元件的该发光层的垂直投影至少部分与该第一辅助电极重叠。
14.一种像素结构，其特征在于，包括: 一数据线以及一扫描线； 至少一主动元件，与该数据线以及该扫描线电性连接； 一发光元件，与该主动元件电性连接，其中该发光元件包括: 一第一电极层； 一发光层，配置于该第一电极层上；以及 一第二电极层，配置于该发光层上，其中该第二电极层与该主动元件电性连接；以及 一辅助电极，与该主动兀件电性绝缘且位于该发光兀件的一侧，其中该辅助电极与该发光元件的该第一电极层电性连接。
15.根据权利要求14所述的像素结构，其特征在于，还包括: 一第一绝缘层，覆盖该主动元件，该发光元件的该第一电极层位于该第一绝缘层上； 一第二绝缘层，覆盖该第一绝缘层以及该发光元件的该第一电极层，该发光元件的该第二电极层位于该第二绝缘层上，其中该第二绝缘层具有暴露出该第一电极层的一开口以及一第一接触窗开口，该发光兀件的该发光层位于该开口内，且该辅助电极借由该第一接触窗开口与该第一电极层电性连接。
16.根据权利要求15所述的像素结构，其特征在于，该第一绝缘层与该第二绝缘层中还包括一第二接触窗开口，暴露出部分该主动元件，该发光元件的该第二电极层借由该第二接触窗开口与该主动元件电性连接。
17.根据权利要求14所述的像素结构，其特征在于，还包括: 一第一隔离结构，位于该发光兀件的该第二电极层的周围，其中该第二电极层与该第一隔离结构之间具有一第一间隙； 一第二隔离结构，位于该第一隔离结构的一侧，其中该辅助电极位于该第一隔离结构与该第二隔离结构之间，该辅助电极与该第一隔离结构电性绝缘，且该辅助电极与该第二隔离结构电性绝缘。
18.根据权利要求14所述的像素结构，其特征在于，该辅助电极与该发光元件的该第二电极层属于相同膜层，且该辅助电极与该发光元件的该第二电极层彼此电性绝缘。
【文档编号】H01L27/12GK103646950SQ201310522759
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】李宜璇, 奚鹏博, 许文曲 申请人:友达光电股份有限公司