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CN1700830A - 有机电致发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有朝向衬底一侧发光的部分和朝向衬底另一侧发光的部分的有机电致发光(EL)显示装置。该有机EL显示装置包括衬底、形成在衬底上的第一有机发光单元、和形成在衬底上并毗邻第一有机发光单元的第二有机发光单元。第一有机发光单元和第二有机发光单元向不同的方向发光。

Description

有机电致发光显示装置
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光(EL)显示装置，其具有朝向衬底发光的区域以及远离衬底发光的区域，尤其涉及具有远离衬底发光的第一有机发光单元和朝向衬底发光的第二有机发光单元的有机EL显示装置。
背景技术
相关申请的交叉参考
本申请要求2004年5月22日提交的韩国专利申请No.10-2004-0036636的优先权和利益，在此以参考的方式结合其全部内容。
一般来说，有机EL显示装置是一种电激发荧光有机化合物以发光的自发光装置。作为下一代显示装置，它可以用低压驱动，它很薄并具有宽广视角和快速响应速度。在有机EL显示装置中，有机层可以形成在透明绝缘衬底(例如玻璃)和电极层之间。当分别向电极层施加正电压和负电压时，在这种结构中，空穴和电子向发光层移动。可通过空穴输运层输运的空穴可以从施加正电压的电极注入。通过电子输运层将电子从施加负电压的电极向发光层输运。电子和空穴在发光层结合产生激子，并且当激子从激发态到基态跃迁时，发光层上的荧光粒子发光，由此显示出图像。
有源矩阵(AM)型有机EL显示装置的每一像素包括至少2个薄膜晶体管(TFT)。一个TFT可以作为控制像素的操作的开关器件使用，并且另一个TFT作为驱动像素的驱动器件。TFT可包括具有在漏极区和源极区之间的沟道区的半导体有源层、形成在半导体有源层上的栅绝缘层、形成在栅绝缘层上和沟道区上方的栅电极、以及通过形成在栅电极上的层间层中的接触孔而分别耦合于漏区和源区的漏电极和源电极。
图1是示出传统的有机EL显示装置的像素的平面视图，并且图2是示出图1像素的沿I-I线的横截面视图。
如图1所示，有机EL显示装置可包括多个像素。像素可以被2个相邻的扫描线Scan、2个相邻的数据线Data和电源线Vdd围绕。每个像素可包括开关TFT TFTsw、驱动TFT TFTdr、电容器Cst以及有机EL器件OLED。像素可包括2个以上的TFT和1个以上的电容器。
通过来自扫描线Scan的扫描信号驱动开关TFT TFTsw，并且其传送来自数据线Data的数据信号。驱动TFT TFTdr根据来自开关TFT TFTsw的数据信号决定经由驱动线Vdd流入OLED的电流量，该数据信号即驱动TFT的栅电极和源电极之间的电压差Vgs。电容器Cst储存一帧的数据信号。
参考图2，它是沿图1的I-I线的横截面视图，缓冲层11形成在玻璃衬底10上，且TFT和OLED形成在缓冲层11上。
AM型有机EL显示装置可按如下的方式制造。
半导体有源层21设置在缓冲层11上。SiO2栅绝缘层12设置在半导体有源层21上，且栅电极22作为MoW或Al/Cu的导电层形成在栅绝缘层12的预定部分上。栅电极22与用于施加开/关信号的栅线(未示出)相连。层间介电层13形成在栅电极22上，且源/漏电极23分别通过接触孔耦合于半导体有源层21的源区和漏区。电源线Vdd可在形成源/漏电极23时形成。SiO2或SiNX钝化层14形成在源/漏电极23上，由有机材料(例如丙烯、聚酰亚胺或BCB)形成的外涂层15形成在钝化层14上。
通过光刻法或穿孔工艺将暴露出源电极或漏电极23的通孔15a形成于钝化层14和外涂层15中。此外，作为阳极的第一电极层31形成在外涂层15上，并耦合到由通孔15a暴露的源电极或漏电极23。有机像素限定层16形成在第一电极层31上，且有机层32形成在像素限定层16的开口部分16a限定的区域中。有机层32包括发光层。形成作为阴极的第二电极层33以覆盖有机层32。有机层32通过接收来自第一电极层31和第二电极层33的空穴和电子而发光。
当第一电极层31是透明的而第二电极层33是反射的时，从有机层32发出的光朝向衬底10行进。这种类型的有机EL显示装置称为后表面发射型。相反，当第一电极层31是反射的而第二电极层33是透明的时，从有机层32发出的光远离衬底10行进。这种类型的有机EL显示装置称为前表面发射型。
然而，为了制造双向发光的有机EL显示装置，可将两个有机EL显示装置彼此堆叠起来。
例如，如图3所示，前表面发光型装置的衬底可以结合起来制造双向发光的有机EL显示装置。可选择地，后表面发光型装置的第二电极层33可以彼此面对放置来制造双向发光的有机EL显示装置。
韩国专利公开No.2003-0019015公开了一种使用有机EL显示装置的折叠型移动通信终端。这种将2个EL装置堆叠形成的有机EL装置，在折叠时显示后表面的图像，而在展开时显示显示前表面的图像。
然而，由于上述有机EL显示装置包括2个堆叠的有机EL显示装置，该装置的厚度和成本相应增加了，并需要额外的驱动装置。而且，由于2个有机EL装置是交叠的，不容易安装保护有机层32的吸气剂。
发明内容
本发明提供一种有机EL显示装置，其包括：朝向衬底发光的OLED和远离衬底发光的OLED，并且两种OLED均形成在同一衬底上。
本发明还提供一种有机EL显示装置，其具有向不同方向发光的第一显示单元和第二显示单元，且第一显示单元和第二显示单元的TFT制造于同一层上。
本发明还提供一种有机EL显示装置，其具有向不同方向发光的第一显示单元和第二显示单元，且第一显示单元和第二显示单元由单个驱动装置驱动。
本发明还提供一种其上很容易安装吸气剂的有机EL显示装置。
本发明另外的特征将在下面的说明书阐述，从并且部分地说明书中将显而易见，或者可以从本发明的实施中了解。
本发明公开了一种有机EL显示装置，其包括衬底，以及形成在衬底上的第一有机发光单元和第二有机发光单元。第一有机发光单元和第二有机发光单元向不同的方向发光。
本发明还公开了一种有机EL显示装置，其包括形成在同一衬底上的第一有机发光单元和第二有机发光单元。第一有机发光单元在远离衬底的第一方向显示第一图像，而第二有机发光单元在朝向衬底的第二方向显示第二图像。
可以理解的是，前述一般描述和下列详细描述是示范性和解释性的，旨在为本发明的权利要求提供进一步的解释。
附图说明
附图旨在为本发明提供进一步的理解，并且包含于说明书中并构成说明书的一部分，其解释了本发明的实施例并和说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是示出传统的有机EL显示装置的像素的平面视图。
图2是图1中有机EL显示装置沿I-I线的横截面视图。
图3是示出传统的、其中衬底彼此面对的有机EL显示装置的横截面视图。
图4是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的平面示意图。
图5是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的横截面示意图。
图6是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的横截面示意图。
图7A和图7B是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的像素的电路图。
图8是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的有机发光单元的示意性电路图。
具体实施方式
图4是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的平面示意图。参考图4，驱动线VDD可沿着衬底的边缘设置，衬底可由玻璃材料形成，且数据线Data、扫描线Scan和接地线GND可设置在其中。远离衬底发光的第一有机发光单元100和朝向衬底发光的第二有机发光单元200可设置在衬底上。更详细地，第一有机发光单元100包括远离衬底发光的像素，而第二有机发光单元200包括朝向衬底发光的像素。在本发明的另一示例性实施例中，第一有机发光单元100包括朝向衬底发光的像素，而第二有机发光单元200包括远离衬底发光的像素。
图5是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的横截面示意图。参考图5，如箭头所示，第一有机发光单元100包括远离衬底10发光的像素，而第二有机发光单元200包括朝向衬底10发光的像素。为方便起见，图5示出第二有机发光单元200和第一有机发光单元100的一个像素。第一有机发光单元100和第二有机发光单元200形成在同一衬底10上，且它们可彼此毗邻地形成。缓冲层11可形成在衬底10上。
此外，驱动第一有机发光单元100的有机发光层32a的TFT1和驱动第二有机发光单元200的有机发光层32b的TFT2可形成在同一衬底10上，且它们可以使用相同的材料由同一工艺形成。即，半导体有源层21、栅绝缘层12、栅电极22、层间介电层13和源/漏电极23可以通过在同一工艺中分别堆叠相同的材料来形成。因此，TFT1和TFT2可具有相同的结构。此外，钝化层14、外涂层15和通孔15a和15b也可由相同工艺制成。
第一电极层31a和31b可用作阳极，而第二电极层33a和33b可用作阴极。第一电极层31a和31b和第二电极层33a和33b的极性可以颠倒。
因为它远离衬底10发光，所以第一有机发光单元100是前表面发光型。在这种情况下，设置在有机层32a下的第一电极层31a可以是反射电极。因此，第一电极层31a可包括下部反射金属电极层和在下部反射层上的上部透明电极层。例如，第一电极层31a可以通过用Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr及其化合物形成反射层，接着在其上形成ITO、IZO、ZnO或In2O3来形成。
此外，第一有机发光单元100的第二电极层33a可形成为透射型电极。例如，第二电极层33a可包括下部金属层，该金属具有比第一电极层31a的金属低的功函数，即Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg和其化合物，以及下部层上用形成透明电极的材料(例如ITO、IZO、ZnO或In2O3)形成的上部子电极层或总线电极线。
另一方面，第二有机发光单元200是朝向衬底10发光的后表面发光型。因此，设置在有机层32b下的第一电极层31b是透射型电极。因此，第一电极层31b可以是由如ITO、IZO、ZnO或In2O3的材料形成的透明电极层。
而且，设置在有机层32b上的第二电极层33b可以是反射型的。因此，第二电极层33b可以是通过沉积材料(例如Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg和其化合物)形成的金属电极层。
如上所述，第一发光单元100和第二发光单元200的第一电极层31a和31b分开形成。然而，在像素限定层16和在第一电极层31a和31b上形成的有机层32a和32b可以在共同的工艺中形成。有机层32a和32b可分成有机发光层和有机公共层。该有机发光层可在第一有机发光单元100的开口16a和第二有机发光单元200的开口16b中形成，且有机公共层可遍及衬底10形成。可选择地，有机发光层和有机公共层遍及整个衬底10形成。在这种情况下，第一有机发光单元100和第二有机发光单元200可以分别包括彼此在同一层上形成的空穴注入层、空穴输运层、有机层、电子输运层和电子注入层。
图6是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的横截面示意图。在衬底10上安装了第一有机发光单元100和第二有机发光单元200后，可用密封件50和侧壁55将它们封装。在侧壁55中，可以在层间介电层13上形成驱动线VDD。驱动装置300可以形成为放置在衬底的玻璃上芯片。
吸气剂52可形成在第二有机发光单元200的第二电极层33b上。参考图6，吸气剂52也可以形成在放置第二有机发光单元200的区域中的密封件50的表面上。在图6中，由于第二有机发光单元200的上部可以被遮住看不到，所以吸气剂52不会阻断来自有机层32b的光发射。此外，在有机EL显示装置中吸湿的吸气剂52可以很容易地形成在第二有机发光单元200的上部上。
光反射件51可形成在衬底10下对应于第一有机发光单元100的部分上。在图6中，由于第一有机发光单元100的下部是被遮住看不到的区域，光反射件51(例如镜子)不会阻断来自有机层32a的光发射。此外，在使用该有机EL显示装置的移动终端或个人数字助理(PDA)中，第一有机发光单元100的下部是形成光反射件51的合适位置。
图7A和图7B是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的像素的电路图。参考图7A，扫描线Scan、数据线Data和电源线VDD可围绕像素，且每一像素可包括开关TFT TFTsw、驱动TFT TFTdr、电容器Cst以及有机发光器件OLED。开关TFT TFTsw由施加于扫描线Scan的扫描信号来驱动，并且其传送施加于数据线Data的数据信号。驱动TFT TFTdr根据数据信号(即驱动晶体管的栅电极和源电极之间的电压差Vgs)决定经由驱动线VDD流入OLED的电流量。电容器Cst储存用于一帧的数据信号。然而，由于驱动TFT TFTdr的阈电压Vth的不规则性，难以显示高灰度级图像。
参考图7B，像素包括驱动TFT T4和镜像(mirror)TFT T2，因此不管驱动晶体管的阈电压Vth如何不规则，均可以显示高灰度级的图像。第一TFT T1的栅极与第n扫描线Scan[n]耦合，而且它的源极与第m数据线Data[m]耦合。当来自扫描线Scan[n]的选择信号选择第一TFT T1时，执行将数据信号传送到漏极的开关操作。第二TFT T2是驱动TFT T4的镜像TFT。第二TFTT2的源极与第一TFT T1的漏极耦合，它的栅极和源极彼此耦合以充当二极管，且节点A可补偿包括在数据信号中的阈值电压。第三TFT T3的栅极与第n-1扫描线Scan[n-1]耦合，(即前一选择信号线)，它的源极与节点A耦合，而且它的漏极接地以根据前一选择信号线的选择信号和复位信号来初始化节点A。电容器C1耦合在驱动线VDD和节点A之间以在预定周期维持节点A的数据信号电压，且第四TFT T4的栅极与节点A耦合以从驱动线VDD向OLED提供与数据信号的大小成比例的电流。由此，OLED发光。第四TFT T4通过第五TFT T5与OLED耦合。为了防止不需要的光发射，当储存在电容器C1中的信号通过第三TFT T3被初始化时，第五TFT T5阻止电流流入OLED。第四TFT T4可直接与OLED耦合。因此，第五TFT T5可以省去。在这种像素结构中，第一TFT T1采样数据信号，且电容器C1的电压被第n-1选择信号初始化。此外，第二TFT T2，(即镜像TFT)充当二极管，由此补偿了驱动晶体管的阈值电压。用于1帧周期的数据信号可储存在电容器C1中以驱动第四TFTT4，由此向OLED提供电流。因此，由于在图7B的像素结构中TFT T4的阈值电压Vth可以被补偿，所以可以显示高灰度级的图像。
对于图7B中示出的电路结构，在每一像素中被TFT占用的区域变大了，因此将这一电路用于后表面发光型有机EL显示装置可能是不合适的。然而，可以在前表面发射型装置中使用这一电路。
在本发明的示例性实施例中，第一有机发光单元100可显示明亮的、高灰度级图像，而第二有机发光单元200可显示相对暗些、低灰度级的图像。因此，第一有机发光单元100可使用图7B中的电路结构用于补偿驱动晶体管的阈值电压Vth，且第二有机发光单元200可使用图7A中示出的不能补偿阈值电压的电路结构。
第一有机发光单元100可以是用于显示各种颜色的全色显示器，而第二有机发光单元200可以是单色型或者显示图案区域的不同颜色的区域彩色型。使用全色显示，像素可以包括至少2种不同颜色。第一有机发光单元100具有红、绿和蓝色像素是理想的。
图8是示出根据本发明示例性实施例的有机EL显示装置的有机发光单元的示意性电路图。
图8示出第一有机发光单元100的2个像素以及第二有机发光单元200的2个像素。虽然图8中示出了每个单元的2个像素，但这些发光单元可包括更多的像素。
第一有机发光单元100包括接收用于已选择像素的数据信号的开关TFTT1、根据该数据信号驱动OLED的驱动TFT T4、以及补偿驱动晶体管的阈值电压的镜像TFT T2。第二有机发光单元200包括接收数据信号的开关TFTTFTsw、根据该数据信号驱动像素的驱动TFT TFTdr，但它不包括镜像TFT T2。
第一有机发光单元100的开关TFT T1和第二有机发光单元200的开关TFTTFTsw可以耦合到同一数据线。例如，图8示出它们耦合到同一数据线Data[m]。因此，与第一有机发光单元100和第二有机发光单元200耦合的数据线Data可以与第一有机发光单元100和第二有机发光单元200同时形成。
此外，第一有机发光单元100的驱动TFT T4和第二有机发光单元200的驱动TFT TFTdr可以耦合于同一驱动线VDD。因此，驱动线VDD可以与第一有机发光单元100和第二有机发光单元200同时形成。
当显示180PPI或更高的高分辨率图像时，第一有机发光单元和第二有机发光单元可以使用TDC驱动方法驱动。
此外，第一有机发光单元100和第二有机发光单元200的像素可以排列成使得它们的宽度W、它们的长度L和相邻邻像素之间的间隔P分别是彼此相同的。换句话来说，参考图4，宽度W1可等于宽度W2，长度L1可等于长度L2，且像素之间的间隔P1等于像素之间的间隔P2。当像素如此排列时，数据线Data和驱动线VDD可耦合于第一有机发光单元100的像素和第二有机发光单元200的像素。
而且，第一有机发光单元100和第二有机发光单元200可以单独操作。例如，第一有机发光单元100可以用作移动终端的内部窗口，而第二有机发光单元200可以用作移动终端的外部窗口。在这种情况下，在移动终端折叠时第二有机发光单元200可以工作，而在移动终端展开时第一有机发光单元100可以工作。
根据本发明的示例性实施例，向不同方向发光的有机发光单元可以彼此放置在同一平面上，由此能够制成薄、轻的显示装置。
此外，两种发光单元的TFT可以同时在相同的结构和相同的工艺中制造，由此降低了有机EL显示装置的制造成本。
而且，发光单元可以用同一驱动装置中相同的驱动线和相同的数据线驱动。因此，形成驱动装置的成本可以减小。
吸气剂可以形成在朝向衬底发光的有机发光单元的后部。因此，可以很容易地形成用于保护装置免受湿气的吸气剂。
第一有机发光单元和第二有机发光单元可以由双发射型有机EL装置形成。在这种情况下，光反射件或吸气剂可以分别安装在衬底的一个表面和另一个表面上，所述衬底上形成第一有机发光单元。
对本领域的技术人员显而易见的是，可以对本发明作出各种修改和变形而不脱离本发明的精神或范围。因此，只要对本发明的修改和改变落入权利要求和其等效物的范围之内，就应当认为本发明包含这些修改和变形。

Claims (18)

1、一种有机电致发光(EL)显示装置，包括：
衬底；
形成在衬底上的第一有机发光单元和第二有机发光单元，
其中第一有机发光单元和第二有机发光单元向不同的方向发光。
2、如权利要求1的显示装置，
其中第一有机发光单元远离衬底发光，以及
其中第二有机发光单元朝向衬底发光。
3、如权利要求2的显示装置，
其中第一有机发光单元和第二有机发光单元在每一像素中包括薄膜晶体管，以及
其中第一有机发光单元的薄膜晶体管和第二有机发光单元的薄膜晶体管彼此形成于同一层上。
4、如权利要求3的显示装置，其中第一有机发光单元的薄膜晶体管和第二有机发光单元的薄膜晶体管包括：
半导体有源层；
形成在与半导体有源层的沟道区域相对应的区域内的栅电极；以及
分别与半导体有源层的源区和漏区耦合的源电极和漏电极。
5、如权利要求2的显示装置，
其中第一有机发光单元和第二有机发光单元包括传送数据信号的开关薄膜晶体管，以及
其中第一有机发光单元的开关薄膜晶体管和第二有机发光单元的开关薄膜晶体管与公共数据线耦合。
6、如权利要求2的显示装置，
其中第一有机发光单元和第二有机发光单元包括驱动有机电致发光器件的驱动薄膜晶体管，以及
其中第一有机发光单元的驱动薄膜晶体管和第二有机发光单元的驱动薄膜晶体管与公共驱动线耦合。
7、如权利要求2的显示装置，其中第一有机发光单元包括：
第一电极层；
在第一电极层上的有机层；以及
在该有机层上的第二电极层，
其中第一电极层是反射型的，且
其中第二电极层是透射型的。
8、如权利要求7的显示装置，其中第一电极层包括形成在金属电极层上的透明电极层。
9、如权利要求7的显示装置，其中第二电极层包括形成在金属电极层上的透明电极层。
10、如权利要求2的显示装置，其中第二有机发光单元包括：
第一电极层；
形成于第一电极层上的有机层；以及
形成于该有机层上的第二电极层，
其中第一电极层是透射型的，以及
其中第二电极层是的反射型的。
11、如权利要求10的显示装置，其中第一电极层包括透明电极层。
12、如权利要求10的显示装置，其中第二电极层包括金属电极层。
13、如权利要求1的显示装置，其中第一有机发光单元和第二有机发光单元单独地操作。
14、如权利要求1的显示装置，还包括在与第二有机发光单元对应的区域中的吸气剂。
15、如权利要求1的显示装置，还包括光反射件，其形成在与第一有机发光单元相对的衬底一侧上。
16、一种有机电致发光(EL)显示装置，包括：
形成在衬底上的第一有机发光单元和第二有机发光单元，
其中第一有机发光单元在远离衬底的第一方向显示第一图像，以及
其中第二有机发光单元在朝向衬底的第二方向显示第二图像。
17、如权利要求16的显示装置，
其中第一有机发光单元和第二有机发光单元在每一像素中包括薄膜晶体管，以及
其中第一有机发光单元的薄膜晶体管和第二有机发光单元的薄膜晶体管彼此形成于同一层上。
18、如权利要求17的显示装置，
其中第一有机发光单元的薄膜晶体管的源极耦合于线，以及
其中第二有机发光单元的薄膜晶体管的源极耦合于该线。
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