CN101425529B - 有机电激发光显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种有机电激发光显示装置，包括：阵列基板，具有白光次像素区；以及有机电激发光多层结构，设置于该阵列基板的该白光次像素区上，包括下电极，其中该下电极具有较薄的第一部分和较厚的第二部分，藉以提供不同的光波长偏移方向。
Description
技术领域
本发明有关于一种有机电激发光装置，特别是有关于一种具有微共振腔(micro-cavity)结构的有机电激发光装置(organic light-emitting device，OLED)。
背景技术
有机发光二极管(OLED)元件是利用当有机薄膜材料被电流激发时会发光的特性，而被广泛应用在例如是平面显示器的领域。OLED元件通常是将由一阳极、一阴极以及夹于其间的一有机薄膜所构成一三明治结构。在有源矩阵式OLED元件中，OLED结构可分为两种，一种是下发光型(bottomemitting)OLED结构，另一种是上发光型(top emitting)OLED结构。
请参阅图1，其显示习知上发光型OLED结构的剖面图。习知上发光型OLED结构100包括作为阳极的一反射电极120，形成于一基板110上；一有机发光层130，形成于该反射电极120上；以及当作是阴极的一透明金属电极140，形成于该有机发光层130上。值得注意的是，由于金属电极140会反射部分从有机发光层130发出来的光，因而造成微共振腔(micro-cavity)效应。此微共振腔效应，可使得有机发光层发射的光在显示元件中形成建设性(constructive)及破坏性(destructive)干涉，而增强某特定波长的光。然而，由于不同角度的光强度有所差异，因而使得显示装置的视角(view angle)变小。换句话说，微共振腔效应可使得有机电激发光装置，从不同角度观看，光的颜色会有所改变，亦即产生色偏(color shift)的现象。
为了解决上述的问题，有必要发展新的有机电激发光装置，其可在提升光效率的同时，改善色偏的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自发光显示装置，其藉由在每一像素中提供不同光波长偏移方向的微共振腔结构，以改善每一像素中的色偏现象。
根据上述的目的，本发明提供一种有机电激发光显示装置，包括：阵列基板，具有白光次像素区；以及有机电激发光多层结构，设置于该阵列基板的该白光次像素区上，包括上电极、第一下电极和夹设于该上电极与该第一下电极之间的发光层，其中该第一下电极具有较薄的第一部分与较厚的第二部分，藉以提供不同的光波长偏移方向。
附图说明
图1是绘示一上发光型OLED结构的剖面图。
图2a是绘示一较佳实施例的下发光有机电激发光装置的剖面图。
图2b是绘示一实施例的具有一较厚的第二部分和一较薄的第一部分的下电极的剖面图。
图3a～3d是绘示一实施例的第四次像素区204的剖面示意图。
图4是绘示一较佳实施例的上发光有机电激发光装置的剖面图。
图5是绘示一实施例的上发光有机电激发光装置的剖面图。
图6是绘示一较佳实施例的上发光有机电激发光装置的剖面图。
图7为一实施例的有机电激发光显示器的电子装置的配置示意图。
主要元件符号说明
C1、C3～第一部分；C2、C4～第二部分；M1～第一透明材料层；M2～第二透明材料层；20～像素区；60～下发光有机电激发光装置；70、80、90～上发光有机电激发光装置；100～习知上发光型OLED结构；102R～红色彩色单元；102G～绿色彩色单元；102B～蓝色彩色单元；102W～透明单元；110～基板；120～反射电极；130～有机发光层；140～透明金属电极；110a、120a、130a～第一上表面；110b、120b、130b～第二上表面；140a～第三上表面；140b～第四上表面；200～像素阵列基板；300～彩色滤光片；400～阵列基板；500～上基板；201～第一次像素区；202～第二次像素区；203～第三次像素区；204～第四次像素区；210～像素间介电层；215R～第二下电极；215G～第三下电极；215B～第四下电极；215W～第一下电极；220～有机材料层；240～上电极；250～有机电激发光多层结构；260～反射层；300～彩色滤光片；600～有机电激发光显示器；700～输入单元；800～电子装置。
具体实施方式
以下将以实施例详细说明做为本发明的参考。图2a绘示一实施例的上发光(top emitting)有机电激发光装置60的剖面示意图。有机电激发光装置60包括：一像素阵列基板200、一彩色滤光片基板300以及一有机电激发光多层结构250。本实施例中，像素阵列基板200以及彩色滤光片基板300可为玻璃、石英、或其他透明基板。像素阵列基板200具有多个像素区，每一像素区可包括一第一次像素区201、一第二次像素区202、一第三次像素区203和一第四次像素区204，分别用以显示红色、绿色、蓝色及白色。再者，像素阵列基板200上可形成有一或多层的绝缘层，用以作为缓冲层、层间介电(interlayer dielectric，ILD)层、像素间介电层(inter-pixel dielectric)、平坦层或是保护层。一或多层的绝缘层可由氧化硅层或氮化硅层所构成。
在一较佳的实施例中，设置一像素间介电层210于像素阵列基板200上，用以隔绝后续工艺中设置于像素阵列基板200上的每个下电极。另外，上述彩色滤光片基板300具有多个彩色单元，可包括一红色彩色单元102R、一绿色彩色单元102G、一蓝色彩色单元102B，分别对应设置于第一次像素区201、第二次像素区202和第三次像素区203上方，用以分别产生红色、绿色、蓝色光线。再者，彩色滤光片300还可包括一透明单元102W，对应设置于第四次像素区204上，用以产生一白色光线。因此，第一、第二和第三次像素区201、202和203可定义出一色饱和度，而第四次像素区204则产生一位于此色饱和度内的白色光线。
有机电激发光多层结构250设置于像素阵列基板200的像素区20上，其包括一上电极240、一第二下电极215R、一第三下电极215G、一第四下电极215B和一第一下电极215W，分别对应设置于第一次像素区201、第二次像素区202、第三次像素区203和第四次像素区204上、以及位于上电极240和这些下电极之间的一有机材料层220。上述上电极240、和这些下电极，可由透明导电材料所构成，例如铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、ZnO或ZnO掺杂其他金属于其内，如ZnO:Sn、ZnO:V、ZnO:Co、ZnO:Al、ZnO:Ga、ZnO:Ti或ZnO:In。有机材料层220为提供光发射之用，其通常由一空穴注入层、一空穴传输层、一发光层、一电子传输层及一电子注入层依序堆迭而成。此处，为简化图式，仅绘示一单层结构。在此装置中，还包括设置一反射层260于这些下电极下方，藉以反射来自有机材料层220发射出的光线。在此实施例中，第二下电极215R、第三下电极215G、第四下电极215B具有相同厚度。在另一实施例中，第二下电极215R、第三下电极215G、第四下电极215B的至少二者具有相同厚度。请参照图2b，其绘示图2a的第四次像素区204的放大图。在本实施例中，第一下电极215W为一单一材料层，包括一较薄的第一部分C1和一较厚的第二部分C2，且该较薄的第一部分C1与该较厚的第二部分C2交错排列。另外，较薄的第一部分C1具有一第一上表面110a，而较厚的第二部分C2具有一第二上表面110b，其中第一上表面110a低于第二上表面110b。值得注意的是，上述第一部分C1、有机材料层220和上电极240依序堆迭而构成一第一微共振腔部MC1，且上述第二部分C2、位于其上方的有机材料层220和上电极240依序堆迭而构成一第二微共振腔部MC2。
当有机材料层220发射出光线时，由于光线从第一上表面110a穿过有机材料层220及上电极240的光学长度和从第二上表面110b穿过有机材料层220及上电极240的光学长度不同，因此，第一微共振腔部MC1和第二微共振腔部MC2可提供不同的光波长偏移方向。举例而言，第一及第二微共振腔部MC1、MC2其中的一使光波长往红色光波长偏移，而另一则使光波长往蓝色光波长偏移。因此，可藉由调整上述较厚的第二部分C2在第四次像素区204所占的面积比例，改善来自有机材料层220的微共振腔效应，进而平衡第四次像素区204中的色偏现象，同时增强白色光的强度，并使得第四次像素区204所显示的白光接近色饱和度中的纯白位置。需注意的是，上述较厚的第二部分C2的面积相较于第四次像素的发光区面积的比率可为至少大于10％。较佳者，上述较厚的第二部分C2的面积相较于第四次像素的发光区面积的比率可为40％～60％。
请参照图3a至图3d，其显示在其他实施例中，图2a的第四次像素区204的放大图。在此些实施例中，第一下电极215W为一复合层，包括一第一透明材料层M1和位于其上的一第二透明材料层M2，且此两透明电极可具有相同或不同的厚度。在一实施例中，第一透明材料层M1和第二透明材料层M2是由相同的材料形成。然而，在另一实施例中，上述第一透明材料层M1和第二透明材料层M2则是分别由不同的材料形成。
如图3a所示，其与图2b的差别在于第一下电极215W由一厚度均一的第一透明材料层M1和具有多个彼此相隔一既定间距的半球形结构的第二透明材料层M2构成，以形成较薄的第一部分C1及较厚的第二部分C2。
除了半球形结构外，上述第二透明材料层M2亦可使用其他不同的几何形状，例如方形、梯形或其他适当的几何形状。如图3b所示，其显示在另一实施例中，使用多个彼此分隔的梯形结构的第二透明材料层M2代替第3a图的半球形结构的第二透明材料层M2。
请参照图3c，其与3图a的差别在于第一下电极215W包括具有多个彼此相隔一既定间距的半球形结构的第一透明材料层M1，和一顺应性覆盖于第一透明材料层M1及部分像素阵列基板200上的第二透明材料层M2，以形成较薄的第一部分C1及较厚的第二部分C2。
同样地，除了半球形结构外，上述第一透明材料层M1以及第二透明材料层M2，亦可使用其他不同的几何形状，例如方形、梯形或其他适当的几何形状。如图3d所示，其显示在另一实施例中，使用多个彼此分隔的梯形结构的第一透明材料层M1以及第二透明材料层M2分别代替图3c的半球形结构的第一透明材料层M1以及第二透明材料层M2。
图4绘示一实施例的下发光(bottom emitting)有机电激发光装置70的剖面示意图，其与图2a的差别在于本实施例使用一不透明的导电材料作为上电极240，藉以反射来自有机材料层220发射出的光线，因此不需在该些下电极下方形成一外加的反射层。再者，在本实施例中，包括一阵列基板400，其具有一彩色滤光片在阵列结构上(color filter on array，COA)，以及一上基板500，例如玻璃基板。需注意的是，由于阵列基板400具有一彩色滤光片(图未显示)在阵列结构上，因此，第二、第三及第四下电极215R、215G和215B上的有机材料层220可分别发出红光、绿光和蓝光。
同样地，上述第一下电极215W可为一单一材料层或一复合层。再者，当第一下电极215W为一单一层时，其包括较薄的第一部分C1与较厚的第二部分C2，以及当第一下电极215W为一复合层时，用以构成此复合层的第一透明材料层和一第二透明材料层，亦可形成如图3a至图3d所示的几何结构或其组合方式。
图5绘示另一实施例的下发光有机电激发光装置80的剖面示意图，其与图4的差别在于第二下电极215R、第三下电极215G、第四下电极215B分别具有不同的厚度。
由于第二下电极215R、第三下电极215G、第四下电极215B分别具有不同的厚度，因此当光线(如箭号所示)穿过这些下电极时，这些下电极可分别提供不同的光波长偏移方向，因而可调整由此些次像素区所定义出的色饱和度。
图6绘示一实施例的下发光有机电激发光装置90的剖面示意图，其与图4的差别在于其第三下电极215G也包括一较薄的第一部分C3和多个较厚的第二部分C4，且上述较薄的第一部分C3与较厚的第二部分C4交错排列。
在此实施例中，第一下电极215W的较薄的第一部分C1具有一第一上表面110a，较厚的第二部分C2具有一第二上表面110b，而第三下电极215G的较薄的第一部分C3具有一第三上表面140a，较厚的第二部分C4具有一第四上表面140b。其中第一上表面110a低于第二上表面110b，且第三上表面140a低于第四上表面140b。需注意的是，在第四次像素区204中，较薄的第一部分C1、有机材料层220和上电极240依序堆迭构成一第一微共振腔部MC1，而较厚的第二部分C2、有机材料层220和上电极240依序堆迭构成一第二微共振腔部MC2。另外，在第二次像素区202中，较薄的第一部分C3、有机材料层220和上电极240依序堆迭构成一第三微共振腔部MC3，而较厚的第二部分C4、有机材料层220和上电极240依序堆迭构成一第四微共振腔部MC4。
在另一实施例中，可藉由在第二下电极215R、第三下电极215G和第四下电极215B的至少一者，例如在215G上，形成上述的一较薄的第一部分C3和一较厚的第二部分C4，藉以提高光强度。此外，可在第一下电极215W设置一较薄的第一部分C1和一较厚的第二部分C2(图未显示)，用以改善第四次像素区204来自有机材料层220的微共振腔效应，进而平衡第四次像素区中的色偏现象。
接着请参阅图7，其为本发明的有机电激发光显示器的电子装置的配置示意图。一般而言，电子装置800包含输入单元600及有机电激发光显示器700，且输入单元600与有机电激发光显示器700耦接，并传输信号至有机电激发光显示器700，使有机电激发光显示器700显示图像。电子装置800可为行动电话、数码相机、个人数字助理(PDA)、笔记型电脑、桌上型电脑、电视、全球定位系统(GPS)、车用显示器、航空用显示器、数码相框(DigitalPhoto Frame)或可携式DVD播放机。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (10)
1.一种有机电激发光显示装置，包括：
阵列基板，具有白光次像素区；以及
有机电激发光多层结构，设置于该阵列基板的该白光次像素区上，包括上电极、第一下电极和夹设于该上电极与该第一下电极之间的发光层，其中该第一下电极具有较薄的第一部分与较厚的第二部分，藉以提供不同的光波长偏移方向。
2.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置，还包括红光、蓝光和绿光次像素区位于该阵列基板上，其中该红光、绿光和蓝光次像素区分别具有第二、第三和第四下电极，其中该第一、第二、第三和第四下电极为单一材料层。
3.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置，其中该第一下电极为复合层，包括第一透明材料层和位于该第一透明材料层上的第二透明材料层。
4.如权利要求3所述的有机电激发光显示装置，其中该第一下电极包括位于下层的第一透明材料层以作为该较薄的第一部分，及突出于该第一透明材料层的第二透明材料层，以与该第一透明材料层作为该较厚的第二部分。
5.如权利要求3所述的有机电激发光显示装置，其中该第一与该第二透明材料层具有相同厚度并由不同的导电材料所构成。
6.如权利要求3所述的有机电激发光显示装置，其中该第一与该第二透明材料层由相同的导电材料所构成并具有不同的厚度。
7.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置，其中该较薄的第一部分与该较厚的第二部分交错排列。
8.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置，其中该较厚的第二部分为圆形或方形。
9.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置，其中该较厚的第二部分所占面积相较于该白光次像素的发光区域面积的比率至少为10％。
10.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置，其中该较厚的第二部分所占面积相较于该白光次像素的发光区域面积的比率可为40％～60％。
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- 2007-11-02 CN CN2007101680873A patent/CN101425529B/zh active Active
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