TW200405764A - Pixel structure in an electroluminescent device - Google Patents

Description

玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一包括至少一影像單元的裝置，該至少一 影像單元包括許多電致發光子像素。 【先前技術】 自從1990年早期發現發光裝置利用電致發光材料以來， 有機材料如高分子及無機材料已呈現很熱烈研究及開發的 努力。包含該裝置的產品現在變得廣泛的有用。該產品的 例子包括裝設有單色或彩色矩陣顯示器裝置的移動通訊終 端，PDA等。 私致毛光裝置發展的主要步碉已在減少驅動電壓與增加 電能輸入轉變成從該裝置發光能量的效率。 在:具有電致發光二極體的典型彩色矩陣顯示器裝置 中，每個影像單元（像素）包含三子像素。利用不同材料，有 :材料如高分子或低分子量材料，或無機材料如磷，每個 此夠&供相對王要顏色波長的電致發光’對子像素其可能 產生-真實的彩色影像。在—輸人影像或圖形訊號的控制 下電驅動子料’產生每—顏色（即每—子像素）—強度。由 子像素光輸出的總和給與像素的總亮度及色相。 然而，已知不同電致發光材料在_定亮度的應力壽命作 用具有不同的壽命。該材料老化，例如，藉光子氧化、電 乳化及分子鏈重衫向以及導致輸人電能轉變成光通量的 效率降低。不用說，電致發光材料間對老化效應的特定時 間尺度不同。 87267 200405764 然而可以量測一電致發光材料的壽命，簡單地，考慮包 含該材料之裝置的亮度改變，當饋入電流到該裝置時，老 化壽命也與電致發光材料所得的電流密度有關。已知電流 密度與壽命間有一反比關係，即增加二因子輸入電流到一 所給的有機材料單元，該單元的老化壽命也減少二因子。 这些似乎不可避免的老化效應，當建構具有由不同電致 發光材料製造的許多子像素之影像單元的彩色顯示器時導 致一嚴重的問題。該問題依賴的事實是在彩色顯示器應用 如當提供具有一彩色顯示器的電腦或其他個人通訊裝置 時，為了維持表示顯示器真實色彩與色相的能力，維持子 :素間，光的長時間平衡是重要的。事實上，子像素包括 手控一顯不器壽命具最短老化時間尺度的電致發光材料。 根據先前技藝的一電致發光顯示器裝置揭露在美國專利 6,366’〇25。該處’在—影像單元中選擇r-子像素、子像 素及B-子像素的發光面積補償具有不同發光效率的子像 f ’供給—情況其中電流提供該子像素致使對所有子像 素，電流密度維持在一定水準。 【發明内容】 卿曰的疋克服關於先前技藝裝置 發光材料的問題。 本發明所解決的一個問題是如何延長 老化壽命。口戈者，拖、兒紋毛先I置丨

一電致發光+ 出的疋如何克J 問題，及因此延長該壽命。 固子像素早期的心 87267 根據本發明如 發光裝置具有子 光平衡。 下具體的申請專利範圍的解答提供一電致 像素排列能夠維持子像素間一可接受的發 一=細節t:根據本發明的一電致發光裝置包括至少 發光。#2 & u多電致發光子像素當承受電流時能狗 二傻二像素每個具有-老化壽命及-發光面積及對— 以1豕早元中任一對第一一 於盥於1 /、罘—子像素，第一子像素發光面 =弟-子像素發光面積間的比率反比於 化壽命與第二子像素老化壽命之間的比率。 象素老 本發明的效果因此I $ 期的燒毀。排列子像辛致使tr發光裝置中子像素早 访P 、 素致使子像素尺寸的發光面積與其期 、可P成反比。換句話說，具最短老化壽命材料製造的 子像素將具有最大面積。 本發明的好處是獲得延長-電致發光裝置的壽命，個別 電驅動條件，至少利用維持不同色彩子像素間的發光平 衡。亦即，本發明提供，例如，根據本發明包括一電致發 先裝：的-彩色顯示器’當正常操作期間的情形，在該子 像素實際承受電流密度變化時’延長顯示器壽命。 史該正常操作伴隨典型的使用一顯示器表示任意影像具有 影像單元間亮度的大變化及因此維持電流密度與壽命的反 比’其可能決定維持整個顯示器使用像素亮度的實際範圍。 =日本專利JP1_3971的歐洲專利網站（espacenet)摘 要揭露具有不同面積的紅綠及藍子像素 根據壽命不選擇子像素面積的比率但利用相有:電壓二 87267 200405764 及藍子像素選擇得到白光。 根據本發明較佳具體實施 一對子像t及讀單元包括至少 豕京面和使用一關係式計算·· 〇ι_ A2ϋ 其具有下標1代表任-第-子像素及下標2代表任 二二子像素’是個別的材料參數，其中仏數是尺寸因子 ，、疋-方面效率除以像素亮度與另—方面像素導致的壽命 《間的比率常數，#數是謂/Α量測的材料效率與是通過 -像素的電流量與產生的光之間的比率常數，以及其中該以 參數疋義個別子像素的重量因子，或換句話說由一彩色像 素-部份α發射的總光線是由該子像素發光，其中由一彩色 像素發光的光線以Cd表示。 電致發光材料的較佳選擇包括有機與無機材料兩者。有 機材料中，電致發光高分子與低分子量分子是較佳選擇。 電致發光裝置的有利使用包括例如被動或主動型式的發 光裝置與顯示器單元兩者。 【實施方式】 圖1表示根據本發明包括一電致發光彩色顯示器裝置i 〇 1 的一電子裝置1 〇〇。如熟悉此項技藝人士瞭解，為了強調根 據本發明一顯示器單元可應用在任何電子裝置如電腦或— 通訊終端的事實，該裝置100企圖以一般方式說明。 一控制單元102利用記憶單元103的内容與例如經—輸人 /輸出界面單元104的連接器108之一外部資料源做資訊交 87267 200405764 換。經一資料匯流排107，控制單元102提供訊號到列與行 訊號饋入線105, 106,饋入電流到電致發光裝置1〇1的影像 單元11〇之一矩陣。如熟悉此項技藝人士瞭解，影像單元ιι〇 包括許多個別元件，其中一些將進一步連結圖2說明在下 面。然而’為了清楚起見，其應該已經在此指出影像單元 110包括電致發光高分子與陽極及陰極，例如形成部份 TFT(薄膜電晶體）線路。也可以使用一被動矩陣排列。並 且’雖然僅有一高分子執行將說明在下面，其他型式的電 致發光材料可以使用及這些包括有機與無機材料兩者。有 機材料之中，除了電致發光高分子外，低分子量分子也是 較佳的選擇。 現在轉到圖2，將討論單一影像單元20〇。第一子像素高 分子方塊20 1 ’第二子像素高分子方塊202及第三子像素高 分子方塊203排列在一個別的第一，第二及第三陽極， 205，206之上，形成部份TFT線路（未詳細表示）及進一步連 到界面207所示的線路。熟悉此項技藝人士將瞭解，當建構 一鮮員示备裝置時需要加上線路。然而，該線路在本發明之 外及不做進一步討論。 每一子像素高分子方塊2(Π，202，203經個別的陽極204， 205 ’ 206接收電流。因此在方塊上得到一個別的發光區域 2 11，2 12，2 1 3，提供所需的發光。 圖3說明一影像單元3〇〇包括三子像素，第一 3〇1，第二3〇4 及一第三子像素3 〇2的實施例。然而，與上面圖2說明的實 施例相比，子像素301，304，302每個包括許多不同的發光 87267 200405764 面％。第一子像素301包括一發光面積部份3〇1，第二子像 素3 04包括兩個發光面積部份3〇5及第三子像素3⑽包括四 個發光面積部份303。 在下面，將提出如何根據本發明等效壽命觀念導出面積 比的計算。注意該推導將利用三彩色/子像素標示：R，G 及B說明。首先指標丨定義列舉的子像素r，g及b。進一步 子像素的面積定義為Al，具有Sum(Ai)=A〇的限制，其中A〇 是包括子像素影像單元的總面積（其為發光的）。 電致發光裝置降低的壽命T以電流密度Ii/Ai概算，L是流 過子像素的電流，其方式定義為： 其中γ疋尺寸因子其是在效率除以像素亮度的一方面與像 素所得的署命之另一方面的比率常數。單位是Ah/m2。換句 活說，γ決足像素設足的壽命與亮度間之關係。轉移到亮度 Bi的單位cd/cm2，我們有：

Ti 吾 使用其中做成下式： = Vi '~

Ai 其中％是裝置的效率，單位為cd/A。

色彩比率定義為： aR ·· aG ·· ocB 即α定義個別色彩的重量因子，或換句話說，一彩色像素總 發光的一部份α是由子像素之一發光。因此我們發現·· 87267 - 10 - 200405764

B{ = ,UL

Ai & Ti T.Ai 其導致 1 α，·Β〇Α〇 我們想要所有像素同時衰減，故設定所有壽命相等，導致 對面積的關係如：

LeRr^k = rojiG^ __ /bVb^b

aR aG aB 该取後的方程式包含其可 料參數，及對任兩子像素， 此可以寫成： 以在一製造的裝置上量測的材 由數字1及2指示，面積比率因 Α2 Τι η\ α2 因此，總之，提出一電致發光裝置，例如，用在一彩色 矩陣單兀杉像單兀包括許多當承受電流時可以發光的電 «光子像素。該子像素每個具有—老化壽命及—發光面 積，以及對每一對影像單元中白勺第一及第=子像素，第一 子像素U面和與第二子像素發光面積之間的比率反比於 β第子像素的老化壽命與第二子像素的老化壽命之間的 比率。 【圖式簡單說明】 本發明現在將利用較佳具體實施例與參考附圖做說明， 其中： 圖1疋根據本發明表示包括一彩色顯示器裝置的一電子 裝置的圖示。 87267 圖疋表不包括R•子像素，G-子像素及Β-子像素的一影像 200405764 單元圖示。 圖3是說明包括許多發光的子像素面積部份的圖示。 【圖式代表符號說明】 100 電子裝置 101 電致發光彩色顯示器裝置 102 控制單元 103 記憶單元 104 輸入/輸出界面單元 105 列訊號饋入線 106 行訊號饋入線 107 數據匯流排 108 連接器 110 影像單元 200 單一影像單元 201 第一子像素高分子方塊 202 第二子像素高分子方塊 203 第三子像素高分子方塊 204 第一陽極 205 第二陽極 206 第三陽極 207 界面 211 個別發光面積 212 個別發光面積 213 個別發光面積 87267 -12-

200405764 300 影像單元 301 子像素 302 子像素 303 四個發光面積部份 304 子像素 305 二個發光面積部份 87267 -13 -

Claims (1)

1. 申請專利範圍： 一種電致發光裝置（100, 200, 300)，其包括至少一影像 單元（110, 200, 300)，該至少一影像單元包括許多電致 發光子像素（201，202，203，301，302，304)當承受電 流時能夠發光，該子像素每個具有一老化壽命及一發光 面和’其特徵為對一影像單元中任一對第一及第二子像 素，孩第一子像素發光面積與該第二子像素發光面積之 間的比率為反比於該第一子像素的老化壽命與該第二 子像素的老化壽命之間的比率。 如申請專利範圍第1項之裝置，其中任一該子像素發光 面積包括許多個別的發光面積部份（3们，3 。 如申凊專利範圍第1或2項之裝置，其中該第一子像素發 光面％ (A〇與第二子像素發光面積（八2)之間的比率遵循 下列關係： ha α2 Υ\ η\ α2 其中Υ，η及α具有指標1表示該第一子像素及指標2表示 孩罘二子像素，且其為個別可量測的材料參數，其中η 代表電流轉變成光的效率，γ是依據效率、亮度與壽命 的尺寸因子，及以是以影像單元總輸出光為單位，係由 個別子像素發光的比例。 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該至少一影像單 兀包括三子像素，該子像素個別標示為R-子像素，G-子 像素及Β-子像素，及其中個別子像素，G_子像素及^_ 200405764 子像素的面積ar、八(}與ab之間的關 YgVg^G = YbVb^B 9 、循下列的關係 Ur aG aB q ' 其中該子像素包括電 •如申清專利範圍第1或2項之裳置 致發光有機材料。 ，其中該有機材料包括電 6 ·如申請專利範圍第5項之裝置 致發光高分子。 7.如申請專利範圍第5項之裝置，其中該有機 致發光低分子量材料。 括电 8·如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該子像素包括電 致發光無機材料。 ％ 9·如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該至少一影像單 元係被排列以提供照明。 10·如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該至少一影像單 兀係被排列成一矩陣（ιοί)結構而在一彩色顯示器單元 之中。 87267