CN101017884B

CN101017884B - 自发光显示装置

Info

Publication number: CN101017884B
Application number: CN 200710080001
Authority: CN
Inventors: 李重君; 李兴铨
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: CN101017884A

Abstract

本发明公开了一种自发光显示装置，包括：具有一像素区用以显示单一主色的一基板及设置于基板的像素区上的一有机电致发光多层结构。有机电致发光多层结构包括：第一及第二微共振腔部，其中第一微共振腔部包括提供光发射的一有机材料层及决定第一微共振腔部光波长偏移的一第一膜层，而第二微共振腔部邻近第一微共振腔部且包括提供光发射的有机材料层及决定第二微共振腔部光波长偏移的一第二膜层。第一与第二膜层具有不同的光学长度，使第一与第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向。

Description

自发光显示装置

技术领域

本发明有关于一种自发光显示装置，特别是有关于一种具有微共振腔(micro-cavity)结构的有机电致发光装置(organic light-emitting device，OLED)。

背景技术

有机电致发光装置(OLED，或称有机发光二极管OLED)，为一种使用有机材料的自发光型组件。相较于传统的无机发光二极管(LED)需严格的长晶要求，有机发光二极管可轻易制作在大面积基板上，形成非晶态(amorphous)薄膜。另一方面，有机发光二极管也异于液晶显示技术，不需要背光模块，因此可简化制造工序。随着技术迅速的发展，未来有机发光二极管将应用在个人数字助理、数字相机等小尺寸全彩显示面板上，一旦此技术更趋成熟时，将可扩展至大尺寸的计算机及电视屏幕上，甚至应用于可挠式显示器。

典型的有机电致发光装置包括：一阳极、一阴极、以及设置于阳极与阴极之间的有机发光层。阳极与阴极相对设置于一基板上。有机发光层包括：邻近阳极的空穴注入层(hole injection layer，HIL)与空穴传输层(hole transport layer，HTL)、邻近阴极的电子注入层(electron injection layer，EIL)与电子传输层(electron transport layer，ETL)、以及设置于空穴传输层与电子传输层之间的发光层(emitting material layer，EML)。当施加一电位差于阴极与阳极之间时，电子会从阴极经电子注入层注入电子传输层，并穿越电子传输层及发光层。同时，空穴会从阳极经空穴注入层注入空穴传输层，并穿越空穴传输层。之后，电子与空穴会于邻近发光层与空穴传输层的界面重新结合(recombine)而以发光的形式来释放能量。

为了改善有机电致发光装置的效率及色饱和度(color saturation)，有机发光层会导入微共振腔(micro-cavity)结构。在微共振腔结构中，发射的光会形成建设性(constructive)及破坏性(destructive)干涉而增强某特定波长的光。然而，在不同的角度的光强度及波常会不一样而使视角(view angle)变小。换句话说，具有微共振腔结构的有机电致发光装置，其从不同角度看过去，光的颜色会有所改变(即，色偏(color shift))。

为了解决上述的问题，有必要发展新的有机电致发光装置，其可在提高效率及色饱和度的同时，改善色偏的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种自发光显示装置，其通过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，本发明提供一种自发光显示装置，包括：具有一像素区用以显示单一主色的一基板以及设置于基板的像素区上的一有机电致发光多层结构。有机电致发光多层结构包括：第一及第二微共振腔部，其中第一微共振腔部包括提供光发射的一有机材料层及决定第一微共振腔部光波长偏移的一第一膜层，而第二微共振腔部邻近第一微共振腔部且包括提供光发射的有机材料层及决定第二微共振腔部光波长偏移的一第二膜层。第一与第二膜层具有不同的光学长度，使第一与第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向。

又根据上述的目的，本发明提供一种自发光显示装置，包括：具有一像素区用以显示单一主色的一基板及设置于基板的像素区上的一有机电致发光多层结构。有机电致发光多层结构包括：第一及第二微共振腔部，其中第一微共振腔部包括决定第一微共振腔部光波长偏移的第一与第二透明电极以及位于两透明电极之间用以提供光发射的一有机材料层。第二微共振腔部邻近第一微共振腔部，具有决定第二微共振腔部光波长偏移的第一与第二透明电极以及位于两透明电极之间用以提供光发射的有机材料层。第一及第二微共振腔部的第一透明电极具有不同的厚度且第一及第二微共振腔部的第二透明电极具有不同的厚度，使第一与第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向。

又根据上述的目的，本发明提供一种自发光显示装置，包括：具有一像素区用以显示单一主色的一基板及设置于基板的像素区上的一有机电致发光多层结构。有机电致发光多层结构包括：第一及第二微共振腔部，其中第一微共振腔部包括一下电极、决定第一微共振腔部光波长偏移的一上透明电极与一第一膜层以及位于两电极之间用以提供光发射的一有机材料层。第二微共振腔部邻近第一微共振腔部包括下电极、决定第二微共振腔部光波长偏移的上透明电极与一第二膜层以及位于两电极之间用以提供光发射的有机材料层。第一及第二微共振腔部的上透明电极具有不同的厚度且第一与第二膜层具有不同的光学长度，使第一与第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向。

附图说明

图1示出了本发明实施例的下发光有机电致发光装置剖面示意图；

图2示出了本发明实施例的下发光有机电致发光装置剖面示意图；

图3示出了本发明实施例的下发光有机电致发光装置剖面示意图；

图4示出了本发明实施例的上发光有机电致发光装置剖面示意图；

图5示出了本发明实施例的双面发光有机电致发光装置剖面示意图；

图6示出了本发明实施例的双面发光有机电致发光装置剖面示意图；

图7示出了本发明实施例的双面发光有机电致发光装置剖面示意图；

图8示出了本发明实施例的双面发光有机电致发光装置剖面示意图。

其中，附图标记：

10～像素区； 100～基板；

102～第一膜层； 104～第二膜层；

106～下电极； 106a、110a～第一上表面；

106b、110b～第二上表面； 108～有机材料层；

110～上电极； 110c～第一下表面；

110d～第二下表面；

112、112’～有机电致发光多层结构。

具体实施方式

图1示出了本发明一实施例的下发光(bottom emitting)有机电致发光装置剖面示意图。有机电致发光装置10包括：一基板100以及一有机电致发光多层结构112。本实施例中，基板100可为玻璃、石英、或其它透明基板，其具有多个像素区，用以显示三种主色(R、G、及B)。此处，为了简化图式，仅示出了用于显示单一主色的像素区10。另外，基板100上可形成有一或多层的绝缘层(未示出)，用以作为缓冲层、层间介电(interlayer dielectric，ILD)层、平坦层或是保护层。一或多层的绝缘层可由氧化硅层及氮化硅层所构成。

有机电致发光多层结构112设置于基板100的像素区10上，其包括至少一第一微共振腔部及至少一第二微共振腔部。在本实施例中，第一微共振腔部由一第一膜层102、一下电极106、一有机材料层108、及一上电极110依序层叠而成，而第二微共振腔部由一第二膜层104、下电极106、有机材料层108、及上电极110依序层叠而成。

第一膜层102与第二膜层104相邻设置且具有大体相同的厚度，用以分别决定第一及第二微共振腔部的光波长偏移。在本实施例中，第一膜层102与第二膜层104具有不相同的光学长度，使第一及第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向。为了使第一膜层102与第二膜层104具有不相同的光学长度，第一膜层102与第二膜层104可由不同的介电材料所构成。举例而言，第一膜层102可由氧化硅所构成，而第二膜层104可由氮化硅所构成。

下电极106可由透明的导电材料所构成，例如氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)。上电极110则由非透明的导电材料所构成，例如铝金属，用以构成下发光有机电致发光装置。有机材料层108用于提供光发射，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层叠而成。此处，为简化图式，仅示出一单层结构。

当光线(如箭号所示)穿过第一及第二微共振腔部与基板100时，由于第一膜层102与第二膜层104具有不相同的光学长度，使第一及第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向。举例而言，第一及第二膜层102及104其中之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，可通过调整第一及第二膜层102及104在像素区10所占的面积比例，改善来自有机材料层108的微共振腔效应，进而平衡像素区10中的色偏现象。

图2示出了本发明一实施例的下发光有机电致发光装置剖面示意图，其中相同于图1的部件使用相同的标号并省略相关的说明。在本实施例中，第一膜层102邻近于第二膜层104，且侧向延伸至第二膜层104的下方。亦即，多个第二膜层104彼此分隔并位于第一膜层102上。在其它实施例中，有机电致发光多层结构112可仅具有一第二膜层104，其局部覆盖第一膜层102。不同于图1的实施例，第二微共振腔部由一第一膜层102、一第二膜层104、下电极106、有机材料层108、及上电极110依序层叠而成。第一膜层102及第二膜层104可具有相同或不同的厚度。

当光线(如箭号所示)穿过第一及第二微共振腔部与基板100时，由于第一膜层102与第二膜层104具有不相同的光学长度，使第一及第二微共振腔部可提供相反的光波长偏移方向。另外，当光线(如箭号所示)穿过第二微共振腔部时，会经过第二及第一膜层104及102，而当光线(未示出)自穿过第一微共振腔部时，仅经过第一膜层102。因此，即使第一膜层102与第二膜层104使用相同的介电材料，第一及第二微共振腔部仍可提供相反的光波长偏移方向。因此，在本实施例中，可通过调整第二膜层104在像素区10所占的面积比例，改善来自有机材料层108的微共振腔效应，进而平衡像素区10中的色偏现象。

另外，需注意的是在上述的实施例中，第一及第二膜层102及104可与缓冲层、ILD层、平坦层或是保护层同时形成，而无需利用额外的沉积工序来制造。

图3示出了本发明一实施例的下发光有机电致发光装置剖面示意图，其中相同于图1的部件使用相同的标号并省略相关的说明。在本实施例中，第一微共振腔部由一第一膜层、一有机材料层108、及一上电极110依序层叠而成，而第二微共振腔部由一第二膜层、有机材料层108、及上电极110依序层叠而成。第一膜层与邻近于第二膜层，两者具有不同的厚度。另外，第一及第二膜层由相同的透明导电材料所构成，例如ITO，并作为有机电致发光多层结构112’的下电极106。举例而言，由第一膜层构成的一部分下电极106具有一第一上表面106a，而由第二膜层构成的另一部分下电极106具有一第二上表面106b，其中第一上表面106a低于第二上表面106b。

由于下电极106中的第一及第二膜层具有不同的厚度而使下电极106具有两种光学长度。因此，当光线(如箭号所示)穿过第一及第二微共振腔部与基板100时，同样可使第一及第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向。因此，可通过调整下电极106中第一及第二膜层在像素区10所占的面积比例，平衡像素区10中的色偏现象。

在其它实施例中，下电极106可由非透明的导电材料所构成，例如铝金属，而上电极110则由透明的导电材料所构成，例如ITO，用以构成上发光(topemitting)有机电致发光装置。其中，上电极110可具有类似于图3中下电极106的结构。举例而言，由第一膜层构成的一部分上电极110具有一第一上表面110a，而由第二膜层构成的另一部分上电极110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，如图4所示。

同样地，由于上电极110中的第一及第二膜层具有不同的厚度而使上电极110具有两种光学长度。因此，当光线(如箭号所示)穿过第一及第二微共振腔部与基板100时，同样可使第一及第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向。因此，可通过调整下电极106中第一及第二膜层在像素区10所占的面积比例，平衡像素区10中的色偏现象。

图5示出了本发明一实施例的双面发光有机电致发光装置剖面示意图，其中相同于图3及图4的部件使用相同的标号并省略相关的说明。在本实施例中，第一及第二微共振腔部同时利用下电极106与上电极110决定光波长偏移方向，且下电极106与上电极110均由透明的导电材料所构成，例如ITO。其中，第一及第二微共振腔部的下电极106具有不同的厚度且第一及第二微共振腔部的上电极110亦具有不同的厚度，使第一与第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向。举例而言，一部分的下电极106具有一第一上表面106a，而一部分的下电极106具有一第二上表面106b，其中第一上表面106a低于第二上表面106b。再者，对应下电极106的第一上表面106a的上电极110具有一第一下表面110c，而对应下电极106的第二上表面106b的上电极110具有一第二下表面110d，其中第一下表面110c低于第二下表面110d。

因此，由于上电极110与下电极106具有不同的厚度而使上电极110与下电极106分别具有两种光学长度。因此，无论光线(如箭号所示)自装置上方或下方射出，第一及第二微共振腔部均可提供相反的光波长偏移方向，进而平衡像素区10中的色偏现象。

图6示出了本发明一实施例的双面发光有机电致发光装置剖面示意图，其中相同于图1及图4的部件使用相同的标号并省略相关的说明。在本实施例中，第一微共振腔部利用上电极110与第一膜层102决定光波长偏移方向，而第二微共振腔部利用上电极110与第二膜层104决定光波长偏移方向，其中上电极及下电极110及106由透明的导电材料所构成，例如ITO。再者，第一及第二微共振腔部的上电极110具有不同的厚度。第一膜层102与第二膜层104相邻设置且具有大体相同的厚度。再者，为了使第一膜层102与第二膜层104具有不相同的光学长度而使第一及第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向，第一膜层102与第二膜层104可由不同的介电材料所构成。举例而言，第一膜层102可由氧化硅所构成，而第二膜层104可由氮化硅所构成。另外，对应第一膜层102的上电极110具有一第一上表面110a，而对应第二膜层104的上电极110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。

在其它的实施例中，第一上表面110a高于第二上表面110b，如图7所示。

同样地，无论光线(如箭号所示)自装置上方或下方射出，第一及第二微共振腔部均可提供相反的光波长偏移方向，进而平衡像素区10中的色偏现象。

图8示出了本发明一实施例的双面发光有机电致发光装置剖面示意图，其中相同于图2及图5的部件使用相同的标号并省略相关的说明。在本实施例中，在第一微共振腔部利用上电极110与第一膜层102决定光波长偏移方向，而第二微共振腔部利用上电极110与第一及第二膜层102及104决定光波长偏移方向，其中上电极及下电极110及106由透明的导电材料所构成，例如ITO。另外，第一及第二微共振腔部的上电极110具有不同的厚度。第一膜层102邻近于第二膜层104，且侧向延伸至第二膜层104的下方，其相似于图2的实施例。另外，对应第一微共振腔的第一膜层102的上电极110具有一第一下表面110c，而对应第二微共振腔的第二膜层104的上电极110具有一第二下表面110d，其中第一下表面110c低于第二下表面110d。

虽然本发明已以一较佳实施例进行描述，但是其并非用以限定本发明，任何熟知本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可对本发明进行各种改进与变化，因此本发明的保护范围为后附的权利要求书所限定。

Claims

1.一种自发光显示装置，其特征在于，包括：

一基板，具有一像素区用以显示单一主色；以及

一有机电致发光多层结构，设置于该基板的该像素区上，包括：

一第一微共振腔部，包括提供光发射的一有机材料层及决定该第一微共振腔部光波长偏移的一第一膜层；以及

一第二微共振腔部，邻近该第一微共振腔部，包括提供光发射的该有机材料层及决定该第二微共振腔部光波长偏移的一第二膜层，该第一膜层与第二膜层相邻设置；

其中该第一膜层邻近于该第二膜层，且该第一及该第二膜层由不同的介电材料所构成，当光线穿过该第二微共振腔部时，经过第二膜层，不经过第一膜层，当光线穿过该第一微共振腔部时，经过该第一膜层，不经过该第二膜层，使该第一与该第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向；

该第一膜层和该第二膜层具有相同的厚度。

2.根据权利要求1所述的自发光显示装置，其特征在于，该第一及该第二膜层分别由氧化硅及氮化硅所构成。

3.一种自发光显示装置，包括：

一基板，具有一像素区用以显示单一主色；以及

一第一微共振腔部，包括一下电极、决定该第一微共振腔部光波长偏移的一上透明电极与一第一膜层以及位于两电极之间用以提供光发射的一有机材料层；以及

一第二微共振腔部，邻近该第一微共振腔部，包括该下电极、决定该第二微共振腔部光波长偏移的该上透明电极与一第二膜层以及位于两电极之间用以提供光发射的该有机材料层，该第一膜层与该第二膜层相邻设置；

其中该第一及该第二微共振腔部的该上透明电极具有不同的厚度，且该第一膜层邻近于该第二膜层，该第一及该第二膜层由不同的介电材料所构成，当光线穿过该第二微共振腔部时，经过该第二膜层，不经过该第一膜层，当光线穿过该第一微共振腔部时，经过该第一膜层，不经过该第二膜层，使该第一与该第二微共振腔部提供相反的光波长偏移方向；

该第一膜层和该第二膜层具有相同的厚度。

4.根据权利要求3所述的自发光显示装置，其特征在于，该上透明电极包括氧化铟锡。

5.根据权利要求3所述的自发光显示装置，其特征在于，该第一及该第二膜层分别由氧化硅及氮化硅所构成。