專利名稱：有源oled照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明裝置，尤其涉及有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)照明裝置。
背景技術(shù)：
近年來，OLED作為一種新興技術(shù)，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于照明技術(shù)領(lǐng)域和顯示技術(shù)領(lǐng)域。由于采用OLED的照明裝置，具有能耗低、平面化、大型化等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為未來照明裝置領(lǐng)域人們關(guān)注的焦點(diǎn)?！?br> 圖1為現(xiàn)有的OLED照明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有OLED照明裝置包括基板I和封裝蓋2，其中，基板I上沉積有陽極3，陽極3上設(shè)有非常薄的多層有機(jī)層4，以及位于有機(jī)層4上的陰極5?，F(xiàn)有的OLED的陽極為整塊I TO導(dǎo)電層，這種方式所制備的OLED照明裝置工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，然而卻由于陽極ITO電阻過大的原因存在如下問題1)發(fā)光均勻性差，發(fā)光不均勻性高達(dá)40%以上；2)亮度高的地方發(fā)熱量很大，易燒壞從而導(dǎo)致整個(gè)光源發(fā)光失效；3)整體亮度很難提高；4) OLED裝置中只要出現(xiàn)一個(gè)缺陷點(diǎn)就會(huì)致使整個(gè)照明裝置發(fā)光失效。另外，現(xiàn)有的OLED照明裝置還需要一個(gè)專用的直流恒流源，成本也比較昂貴。另外，近年來還出現(xiàn)了一種有源矩陣OLED顯示面板(AMOLED)，其下覆蓋有薄膜晶體管(TFT)陣列。AMOLED由于耗電量低、刷新率高，因而主要適用于電腦顯示器、大屏幕電視以及電子告示牌或看板等顯示領(lǐng)域。圖2示出了現(xiàn)有AMOLED制作的顯示器的電子線路結(jié)構(gòu)示意圖，其中TFT像素單元矩陣6包括I個(gè)TFT和兩個(gè)電容，并通過掃描線G1、G2、. . . Gn和柵極驅(qū)動(dòng)器7相連，通過數(shù)據(jù)線D1、D2、. . . Dm和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器8相連，柵極驅(qū)動(dòng)器7和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器8和定時(shí)控制器9相連。在實(shí)際應(yīng)用中，在由AMOLED制作顯示器時(shí)，為了使顯示效果好,通常在TFT像素單元中還要采用補(bǔ)償電路，這時(shí)每個(gè)TFT像素單元會(huì)包括幾個(gè)TFT和幾個(gè)電容，這使得TFT像素單元的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，再加上現(xiàn)有的TFT像素單元面積尺寸小(一般為70 μ mX 210 μ m)，因此具有如下問題1)制作工藝比較困難，生產(chǎn)良率低；2)如果使用工藝成熟的底部出射OLED器件，由于像素開口率往往很低(通常不到40% )，導(dǎo)致其發(fā)光穩(wěn)定性較差。這些問題在一定程度上限制了 AMOLED的生產(chǎn)大規(guī)模化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種有源OLED照明裝置，其電路簡(jiǎn)單，且開口率高。根據(jù)本發(fā)明的有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置由外部控制電源供電，包括至少一個(gè)靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元和至少一個(gè)遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元。其中每個(gè)發(fā)光像素單元包括一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管、和一個(gè)或多個(gè)TFT。在每個(gè)發(fā)光像素單元中，TFT的柵極、漏極都連接到外部控制電源，TFT的源極連接到發(fā)光像素單元中的有機(jī)發(fā)光二極管的陽極，所述有機(jī)發(fā)光二極管的陰極接地，其中靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT溝道寬長(zhǎng)比小于遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元的TFT溝道寬長(zhǎng)比，以減輕遠(yuǎn)離外部控制電源對(duì)TFT供流能力變?nèi)跛鶐淼挠绊憽?br> 本發(fā)明的有源OLED照明裝置電路簡(jiǎn)單，發(fā)光均勻性好，發(fā)光像素單元的發(fā)光面積較大，開口率高，且發(fā)光穩(wěn)定性好。另外，由于對(duì)每一個(gè)TFT的均一性要求不高，所以制作良率也很高，成本也比較低廉。


圖1示出了現(xiàn)有的OLED照明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了像素單元包含I個(gè)TFT和2個(gè)電容的AMOLED顯示面板電路示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的有源OLED照明裝置基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了與圖3的有源OLED照明裝置對(duì)應(yīng)的等效電路圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的有源OLED照明裝置基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的有源OLED照明裝置基本結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖通過具體實(shí)施方式
進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。在現(xiàn)有技術(shù)中，有源0LED(即AM0LED)主要用于顯示器。由于顯示器為了控制每個(gè)顯示像素的灰階變化所以必須采用電容器，電路相對(duì)復(fù)雜。而照明裝置并不需要控制每個(gè)像素的灰階變化，因此可以不使用電容器，而只采用TFT。基于此思想，本申請(qǐng)的發(fā)明人想到將有源OLED (即AM0LED)用于制作照明裝置，這樣不僅可以使電路簡(jiǎn)單，而且由于AMOLED采用TFT，可以單獨(dú)控制每個(gè)發(fā)光像素單元，所以當(dāng)某一個(gè)發(fā)光像素單元出現(xiàn)缺陷時(shí)，不會(huì)影響其他發(fā)光像素單元，更不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)照明裝置發(fā)光失效。此外，由于柵極引線存在電阻，所以使得在電流方向上電壓會(huì)逐漸降低，TFT所提供的電流Ids也會(huì)隨之降低。由于OLED為電流驅(qū)動(dòng)性器件，Ids降低會(huì)導(dǎo)致與其相連的OLED發(fā)光亮度也會(huì)有所降低，從而在一定程度上影響整個(gè)照明裝置的發(fā)光均勻性。為此，本發(fā)明考慮到在電流方向上存在壓降的區(qū)域使用不同的TFT以便減少電阻對(duì)OLED的發(fā)光亮度的影響。例如，在靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元中使用的TFT的溝道寬長(zhǎng)比小于在遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元中使用的TFT的溝道寬長(zhǎng)比?；谏鲜隹紤]，本發(fā)明提供一種有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其由外部控制電源供電。具體地，該有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置包括兩個(gè)以上的發(fā)光像素單元，每個(gè)發(fā)光像素單元包括一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管、和一個(gè)或多個(gè)TFT。在每個(gè)發(fā)光像素單元中，TFT的柵極、漏極都連接到外部控制電源，TFT的源極連接到發(fā)光像素單元中的有機(jī)發(fā)光二極管的陽極，所述有機(jī)發(fā)光二極管的陰極接地。其中，靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT的溝道寬長(zhǎng)比小于遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT的溝道寬長(zhǎng)比，以減輕遠(yuǎn)離外部控制電源的TFT供流能力變?nèi)跛鶐淼挠绊?。在本發(fā)明的上述有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置中，所述TFT可以為非晶硅TFT，也可以為多晶硅TFT。另外，也可以在靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT采用非晶硅TFT，而遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT采用多晶硅TFT，例如低溫多晶硅TFT。另外，在每個(gè)發(fā)光像素單元中，所述TFT可以根據(jù)要求設(shè)置在發(fā)光像素單元的任意一側(cè)或幾側(cè)、或者四角。另外，在每個(gè)發(fā)光像素單元中，所述TFT的柵極的電位與漏極的電位可以不同，也可以相同。另外，所述外部控制電源可以是直流恒壓電源，也可以是含補(bǔ)償電路的電源。每個(gè)發(fā)光像素單元面積尺寸可以為100 μ mX 100 μ m到2cmX2cm。一方面，本發(fā)明由于采用TFT，所以可以單獨(dú)控制每個(gè)發(fā)光像素單元，另一方面，由于本發(fā)明考慮到了柵極引線等的電阻對(duì)TFT所提供的電流的影響，在遠(yuǎn)離外部控制電源的區(qū)域使用溝道寬長(zhǎng)比更大的TFT，從而本發(fā)明的照明裝置的發(fā)光均勻性得到了很大提高，至少能達(dá)到90%以上。另外，由于TFT為電壓驅(qū)動(dòng)且本身為可控制電流源，所以本發(fā)明的有源OLED照明裝置的供電方案簡(jiǎn)單低廉，例如可以采用直流恒壓電源供電方案，比如可以使用一般的筆記本電腦適配器用作電源。此外，本發(fā)明由于發(fā)光像素單元中不使用電容器，電路被簡(jiǎn)化，從而使發(fā)光像素單 元發(fā)光面積較大，開口率可以高達(dá)65%以上，提高了發(fā)光穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明的照明裝置對(duì)每一個(gè)TFT的均一性要求不像顯示器那么高，因此制作良率較高，成本也變得低廉。還有，由于生產(chǎn)有源OLED照明裝置與有源OLED顯示器的生產(chǎn)設(shè)備可以共用，所以一套生產(chǎn)設(shè)備可以根據(jù)市場(chǎng)情況切換是生產(chǎn)有源OLED照明裝置還是生產(chǎn)AMOLED顯示器，從而在制造以及設(shè)備成本上可以較好地控制。本發(fā)明將有源方式適用于OLED照明，使得利用本發(fā)明更容易制作大面積照明裝置。下面給出根據(jù)本發(fā)明所制作的有源有機(jī)發(fā)光二極管的照明裝置的幾個(gè)具體實(shí)施例。實(shí)施例(一)圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種有源OLED照明裝置。圖4示出了與圖3所示的本發(fā)明的有源OLED照明裝置對(duì)應(yīng)的等效電路圖。如圖3和圖4所示，本發(fā)明的有源OLED照明裝置包括4個(gè)發(fā)光像素單元，且由外部控制電源13供電。其中，外部控制電源13從上部對(duì)各發(fā)光像素單元中的TFT供電。上部的兩個(gè)發(fā)光像素單元一 101中的TFT 11以及下部的兩個(gè)發(fā)光像素單元二 102中的TFT18均采用非晶硅TFT，但是發(fā)光像素單元一 101中的TFT 11的溝道寬長(zhǎng)比W/L小于發(fā)光像素單元二 102中的TFT18的溝道寬長(zhǎng)比W/L。以發(fā)光像素單元的面積為O. 5mmXO. 5mm為例，假設(shè)非晶硅TFT的電子遷移率μ eff為O. 5cm2/vs,單位面積柵氧化層電容Cm為2. 44X 10_4F/m2，由于引線存在電阻，發(fā)光像素單元一 101與發(fā)光像素單元二 102非晶硅TFT的柵極源極之間的電壓與閾值電壓之差Vg s-Vth假設(shè)分別為6V和5V，發(fā)光像素單元一 101的TFTll的溝道寬長(zhǎng)比W/L為25 μ m/6 μ m,則根據(jù)如下公式I可以得到，發(fā)光像素單元一 101的TFTll的供流值Ids為O. 9 μ A。(公式 D
JLJi如果要使發(fā)光像素單元二 102與發(fā)光像素單元一 101的OLED發(fā)光亮度一致，則發(fā)光像素單元二 102中TFT18的供流值Ids也要為O. 9 μ A ;根據(jù)公式I可知，發(fā)光像素單元二 102的TFT18溝道寬長(zhǎng)比W/L為25 μ m/4 μ m。這時(shí)，如果OLED器件本身的發(fā)光效率、發(fā)光像素單元的開口率以及照明亮度分別為50cd/A、68%以及l(fā)OOOcd/m2，則通過如下計(jì)算可知，每個(gè)發(fā)光像素單元一 101與發(fā)光像素單元二 102所需非晶娃TFT的數(shù)量都為至少8個(gè)每個(gè)發(fā)光像素單元一 101真實(shí)亮度為1000cd/m2+ 68%= 1471cd/m2，每個(gè)發(fā)光像素單元一 101所需電流密度為O. 001 X 1471cd/m2 + 50cd/A =2. 94 X 10 2m A/mm2’每個(gè)發(fā)光像素單元一101 所需電流為 2. 94 X IO-Wmm2XO. 5mmX0. 5mmX 1000 =7. 35 μ Α，則每個(gè)發(fā)光像素單元一 101所需TFT的數(shù)量為7. 35 μ Α + 0. 9 μ A ^ 8個(gè)。通過上述計(jì)算可知，每個(gè)發(fā)光像素單元一 101和每個(gè)發(fā)光像素單元二 102都要分別包括至少8個(gè)非晶硅TFT和一個(gè)0LED。 如圖3和圖4所示，對(duì)于每個(gè)發(fā)光像素單元一 101來說，8個(gè)TFT 11并聯(lián)連接并設(shè)置于每個(gè)發(fā)光像素單元一 101的頂部，所述8個(gè)TFT 11的柵極和漏極分別通過柵極控制線14和漏極控制線15連接于外部控制電源13且電位不同，所述8個(gè)TFT 11的源極連接于OLED 12的陽極，OLED 12的陰極通過陰極控制線16接地。對(duì)于每個(gè)發(fā)光像素單元二 102來說，8個(gè)TFT 18設(shè)置于每個(gè)發(fā)光像素單元一 102的頂部，所述TFT 18的柵極和漏極分別通過柵極控制線14和漏極控制線15連接于外部控制電源13且電位不同，所述TFT 18的源極通過源極控制線17連接于OLED 12的陽極，OLED 12的陰極通過陰極控制線16接地。其中，所述柵極控制線14、漏極控制線15、和陰極控制線16可以為金屬導(dǎo)線。想要說明的是，圖3和圖4中只分別示出一個(gè)發(fā)光像素單元一 101和一個(gè)發(fā)光像素單元二 102中各部件之間以及其中各部件與外部控制電源之間的連接關(guān)系，其它的發(fā)光像素單元一 101和發(fā)光像素單元二 102中各部件之間以及其中各部件與外部控制電源之間也存在相同的連接關(guān)系，但未畫出。實(shí)施例(二)圖5給出了本發(fā)明的有源OLED照明裝置的另外一種實(shí)施例，在該實(shí)施例中，溝道寬長(zhǎng)比小的非晶硅TFT設(shè)置在每個(gè)發(fā)光像素單元一 101的四個(gè)角上，溝道寬長(zhǎng)比大的非晶硅TFT設(shè)置在每個(gè)發(fā)光像素單元二 102的四個(gè)角上，其余同實(shí)施例(一)。想要說明的是，圖5中只示出一個(gè)發(fā)光像素單元一 101和一個(gè)發(fā)光像素單元二 102與外部控制電源之間的連接關(guān)系，其它發(fā)光像素單元一 101和發(fā)光像素單元二 102與外部控制電源之間存在相同的連接關(guān)系。實(shí)施例(三)圖6給出了本發(fā)明的有源OLED照明裝置的另外一種實(shí)施例，該實(shí)施例與實(shí)施例(一)不同的是，每個(gè)發(fā)光像素單元中柵極控制線14和漏極控制線15連接在一起，然后再共同連接于外部控制電源13，這時(shí)柵極控制線與漏極控制線電位相同。想要說明的是，圖6中只示出一個(gè)發(fā)光像素單元一 101和一個(gè)發(fā)光像素單元二 102與外部控制電源之間的連接關(guān)系，其它發(fā)光像素單元一 101和發(fā)光像素單元二 102與外部控制電源之間存在相同的連接關(guān)系。實(shí)施例(四)在該實(shí)施例中，發(fā)光像素單元面積為IOmmX 10mm，根據(jù)如同實(shí)施例(一)中類似的計(jì)算可以得到，每個(gè)發(fā)光像素單元一 101與每個(gè)發(fā)光像素單元二 102分別包括至少3267個(gè)并聯(lián)的TFT和一個(gè)OLED，所述至少3267個(gè)TFT的源極通過源極控制線與所述OLED的陽極連接，其余同實(shí)施例(一)。其中TFT可以設(shè)置于發(fā)光像素單元的頂部、一側(cè)、或幾側(cè)、或四角。所有TFT的柵極控制線14和漏極控制線15可以分別連接于外部控制電源13，電位彼此不同，也可以連接在一起然后再連接至外部控制電源13，這時(shí)柵極控制線14和漏極控制線15電位相同。上述實(shí)施例均以非晶硅TFT為例進(jìn)行的說明，實(shí)際上也可以采用多晶硅，例如低溫多晶硅LTPS。另外，在上述實(shí)施例中，靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT可以采用溝道寬長(zhǎng)比小的非晶硅TFT，而遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT可以采用溝道寬長(zhǎng)比大的多晶硅TFT。這時(shí)，由于非晶硅TFT和多晶硅TFT的電子遷移率、溝道寬長(zhǎng)比不同，所以通過上述公式I計(jì)算得到的采用非晶硅TFT的發(fā)光像素單元中TFT的數(shù)量與采用多晶硅TFT的發(fā)光像素單元中的TFT的數(shù)量會(huì)有很大的差異，采用多晶硅TFT的發(fā)光像素單元中的TFT數(shù)量會(huì)比較少。雖然本發(fā)明通過特定的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不限于所述實(shí)施例。本發(fā)明的保護(hù)范圍僅僅由權(quán)利要求書來限定。在權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”不排除存在其它部件。此外，盡管各個(gè)特征包括在不同的權(quán)利要求中，但是這些特征可以組合，且在不同權(quán)利要求中包含的內(nèi)容不意味著特征的組合是不可行和/或不利的。此外，單個(gè)的含義不排除多個(gè)。因此，“一個(gè)”等的含義不排除多個(gè)。以上描述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神的前提下，可以作若干改進(jìn)、修改、和變形，這些改進(jìn)、修改、和變形都應(yīng)視為落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其由外部控制電源供電，其特征在于，該有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置包括至少一個(gè)靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元和至少一個(gè)遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元，每個(gè)發(fā)光像素單元包括一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管、和一個(gè)或多個(gè)TFT，在每個(gè)發(fā)光像素單元中，TFT的柵極、漏極都連接到外部控制電源，TFT的源極連接到發(fā)光像素單元中的有機(jī)發(fā)光二極管的陽極，所述有機(jī)發(fā)光二極管的陰極接地，其中，靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT溝道寬長(zhǎng)比小于遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元的TFT溝道寬長(zhǎng)比，以減輕遠(yuǎn)離外部控制電源對(duì)TFT供流能力變?nèi)跛鶐淼挠绊憽?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，在所述發(fā)光像素單元中，靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT為非晶硅TFT，遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT為多晶硅TFT。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，所述TFT為非晶硅TFT或多晶硅TFT。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，在每個(gè)發(fā)光像素單元中，TFT設(shè)置于發(fā)光像素單元側(cè)部中的一側(cè)或幾側(cè)，或設(shè)置于發(fā)光像素單元的四角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，在每個(gè)發(fā)光像素單元中，所述TFT的柵極的電位與漏極的電位相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，在每個(gè)發(fā)光像素單元中，所述TFT的柵極的電位與漏極的電位不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，所述外部控制電源為直流恒壓電源或含補(bǔ)償電路的電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任何一項(xiàng)所述的有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，每個(gè)發(fā)光像素單元面積尺寸范圍為100 μ mX 100 μ m到2cmX2cm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置，其由外部控制電源供電。該有源有機(jī)發(fā)光二極管照明裝置包括至少一個(gè)靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元和至少一個(gè)遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元。每個(gè)發(fā)光像素單元包括一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管、和一個(gè)或多個(gè)TFT。在每個(gè)發(fā)光像素單元中，TFT的柵極、漏極都連接到外部控制電源，TFT的源極連接到發(fā)光像素單元中的有機(jī)發(fā)光二極管的陽極，有機(jī)發(fā)光二極管的陰極接地，其中，靠近外部控制電源的發(fā)光像素單元中的TFT溝道寬長(zhǎng)比小于遠(yuǎn)離外部控制電源的發(fā)光像素單元的TFT溝道寬長(zhǎng)比，以減輕遠(yuǎn)離外部控制電源對(duì)TFT供流能力變?nèi)跛鶐淼挠绊?。本發(fā)明的照明裝置，電路簡(jiǎn)單，開口率高，產(chǎn)品可靠性好。
文檔編號(hào)H05B37/02GK103002624SQ20111026961
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者邱勇, 朱暉, 吳空物 申請(qǐng)人:昆山維信諾顯示技術(shù)有限公司, 昆山工研院新型平板顯示技術(shù)中心有限公司, 清華大學(xué), 北京維信諾科技有限公司