CN102347348A - 有机电致发光器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种有机电致发光器件，包括：包括第一至第四像素区域的第一基板；有机电致发光二极管，所述有机电致发光二极管位于所述第一基板上并且位于所述第一至第四像素区域的每一个中，所述有机电致发光二极管发出白光；面对所述第一基板的第二基板；以及滤色器层，所述滤色器层位于所述有机电致发光二极管和所述第二基板之间，或者位于所述有机电致发光二极管和所述第一基板之间，并且包括分别与所述第一至第四像素区域对应的红色滤色器图案、绿色滤色器图案、蓝色滤色器图案和白色滤色器图案，其中，所述白色滤色器图案具有对于蓝色光的第一透射率并且具有对于红色光和绿色光的第二透射率，其中所述第一透射率大于所述第二透射率。

Description

有机电致发光器件

本申请要求享有分别于2010年8月3日和2010年8月17日在韩国提交的韩国专利申请号10-2010-0075112和10-2010-0079404的优先权，这两份申请都在此处并入以供参考。

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光器件(OELD)，更具体来讲，涉及一种具有降低的功耗和改善的环境对比度的OELD。

背景技术

新型平板显示器件OELD是自发光类型。OELD具有出色的视角、对比度等特性。此外，由于OELD不需要背光组件，所以OELD的重量低，并且功耗低。此外，OELD具有高响应速度、低生产成本等优点。

OELD可以分类为无源矩阵类型和有源矩阵类型。

在无源矩阵类型OELD中，阳极与阴极垂直布置。阴极和阳极的交叉点构成发光的像素。外部电路将电流施加到被选定的阳极带和阴极带，以使得一个像素开启，而其他像素关闭。每一像素的亮度与所施加的电流量成比例。无源矩阵类型OELD容易制造，但需要较高的功率。

在有源矩阵类型OELD中，在每一像素中设置作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)。与TFT连接的第一电极在每一像素中导通、关断，而面对第一电极的第二电极用作公共电极。此外，所施加的电压被充入存储电容器中，在下一帧中保持该电压。因此，有源矩阵类型OELD需要较低的功率，因而对于大型显示设备非常有效率。

图1是显示现有技术OELD的像素区域的电路图。如图1中所示，在一个像素区域P中形成栅线GL、数据线DL、电源线PL、开关薄膜晶体管(TFT)STr、存储电容器StgC、驱动TFT DTr和有机电致发光二极管E。栅线GL和数据线DL彼此交叉，以限定像素区域P，而电源线PL被形成为平行于数据线DL。在栅线GL和数据线DL的交叉部分形成开关薄膜晶体管STr。驱动TFT DTr与开关TFT STr电连接。

驱动TFT DTr与有机电致发光二极管E电连接。更详细来讲，有机电致发光二极管E的第一电极与驱动TFT DTr的漏极连接，有机电致发光二极管E的第二电极与电源线PL连接。电源线PL向有机电致发光二极管E提供源电压。存储电容器Cst设置在驱动TFT DTr的栅极和源极之间。

当通过栅线GL向开关TFT STr施加信号以导通所述开关TFT STr时，将来自数据线DL的信号施加于驱动TFT DTr的栅极，以导通所述驱动TFT DTr。结果，从有机电致发光二极管E发出光。在这种情况下，当驱动TFT DTr导通时，确定从电源线PL施加到有机电致发光二极管E的电流等级，以便有机电致发光二极管E能够产生灰度级。存储电容器StgC用于当所述开关TFT STr截止时保持所述驱动TFT DTr的栅极的电压。因此，即使所述开关TFT STr截止，从电源线PL施加到有机电致发光二极管E的电流等级仍然保持到下一帧。

OELD的有机发光层可以包括用于发出红色、绿色和蓝色光的有机发光材料。替代地，有机发光层可以包括用于发出白光的有机发光材料，并在每一像素中形成红色、绿色和蓝色滤色器图案。

近来，为了提高亮度和降低功耗，引入了使用白色像素与红色、绿色和蓝色像素一起来显示彩色图像的OELD。

另一方面，为了改善显示器件的环境对比度(ACR)，在显示器件的最外侧设置圆偏振器。令人遗憾的是，所述圆偏振器导致功耗增加。

为了防止功耗增加，使用滤色器图案来增加环境对比度。然而，由于白色像素中没有滤色器图案，所以在增加环境对比度方面存在局限性。更详细来讲，包括白色有机发光层的OELD使用滤色器来显示彩色图像，意图是在不使用圆偏振器的条件下在OELD中增加环境对比度。然而，在白色像素中没有滤色器图案，因此对环境对比度造成不良影响。另一方面，包括红色、绿色和蓝色滤色器图案而不具有白色像素的OELD在环境对比度方面具有优势，但是在功耗方面存在不足。

一般来讲，在包括红色、绿色、蓝色和白色像素的OELD中，当显示白光的器件的颜色坐标等于面板的基准颜色坐标时，功耗降低。通常，显示白光的器件的颜色坐标小于面板的基准颜色坐标，而通过驱动具有较低透射率的蓝色像素，所述基准颜色坐标变得更小。在这种情况下，由于蓝色像素也是与白色像素一起被驱动的，所以增加了功耗。

发明内容

据此，本发明旨在提供一种OELD，其基本上避免了由于现有技术的局限性和不足而引起的一个或多个问题。

本发明的附加的特点和优点将在随后的说明书中阐述，这些特点和优点的一部分根据本说明书将是明显的，或者可以通过实践本发明而获知。可以通过在所书写的说明书及其权利要求书以及附图中具体指明的结构来实现和获得本发明的这些及其他优点。

根据本发明，正如此处具体实现和概括描述的，一种有机电致发光器件包括：包括第一至第四像素区域的第一基板；有机电致发光二极管，所述有机电致发光二极管位于所述第一基板上并且位于所述第一至第四像素区域的每一个中，所述有机电致发光二极管发出白光；面对所述第一基板的第二基板；以及滤色器层，所述滤色器层位于所述有机电致发光二极管和所述第二基板之间，或者位于所述有机电致发光二极管和所述第一基板之间，并且包括分别与所述第一至第四像素区域对应的红色滤色器图案、绿色滤色器图案、蓝色滤色器图案和白色滤色器图案，其中，所述白色滤色器图案具有对于蓝色光的第一透射率并且具有对于红色光和绿色光的第二透射率，其中所述第一透射率大于所述第二透射率。

应理解的是，本发明的上述概括说明及随后的详细说明都是示例性的和解释性的，旨在为所请求保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图被包括在内以提供对于本发明的进一步的理解，它们被并入并构成本申请的一部分；附图图示出本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是显示现有技术OELD的像素区域的电路图。

图2是示出根据本发明的OELD的红色、绿色、蓝色和白色像素区域的示意剖视图。

图3是示出OELD中的功耗的图表。

图4是示出OELD中的外界光反射的曲线图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施方式进行描述，附图中图示出了这些实施方式的一些例子。

图2是示出根据本发明OELD的红色、绿色、蓝色和白色像素区域的示意剖视图。为了说明方便起见，定义了形成开关薄膜晶体管(TFT)的开关区域、和形成驱动TFT的驱动区域。

如图2中所示，根据本发明的OELD 101包括：第一基板110、开关TFT(未示出)、驱动TFT DTr、有机电致发光二极管E、面对第一基板110的第二基板170、和滤色器层175。开关TFT(未示出)、驱动TFT DTr和有机电致发光二极管E位于第一基板110上，而滤色器层175位于第二基板170上。滤色器层175包括红色滤色器图案R、绿色滤色器图案G、蓝色滤色器图案B和白色滤色器图案W。

在第一基板110上，在驱动区域DA中形成第一半导体层113，第一半导体层113包括作为沟道的第一区域113a、和位于第一区域113a两侧的第二区域113b。第一区域113a由本征多晶硅形成，在第二区域113b中掺杂了高浓度杂质。尽管未示出，可以在第一基板110和第一半导体层113之间形成由无机绝缘材料构成的缓冲层，所述无机绝缘材料比如是硅氧化物和硅氮化物。由于所述缓冲层，防止了在半导体层113的结晶化处理期间由于来自所述第一基板110的碱离子而导致的半导体层113的特性恶化。

尽管没有示出，在开关区域中形成第二半导体层，所述第二半导体层包括作为沟道的第三区域、和位于第三区域两侧的第四区域。

在第一半导体层113和第二半导体层上形成栅绝缘层116，并在栅绝缘层116上形成第一栅极120。第一栅极120对应于第一半导体层113的第一区域113a。即，第一栅极120与第一区域113a重叠。尽管没有示出，在栅绝缘层116上形成第二栅极，所述第二栅极对应于第二半导体层的第三区域。

还在栅绝缘层116上形成连接到第二栅极的栅线(未示出)。

在第一栅极120、第二栅极和栅线上形成层间绝缘层123。将层间绝缘层123和栅绝缘层116图案化，以形成多个第一半导体接触孔125，第一半导体接触孔125分别暴露出第一半导体层113的第二区域113b。尽管没有示出，贯穿层间绝缘层123和栅绝缘层116形成多个第二半导体接触孔，第二半导体接触孔分别暴露出第二半导体层的第四区域。

在层间绝缘层123上，形成第一源极133和第一漏极136。第一源极133和第一漏极136分别通过第一半导体接触孔125接触第二区域113b。尽管没有示出，在层间绝缘层123上形成第二源极和第二漏极。第二源极和第二漏极分别通过第二半导体接触孔接触第四区域。此外，在层间绝缘层123上形成数据线和电源线。数据线与栅线交叉，以限定第一至第四像素区域P1、P2、P3和P4。数据线与开关区域中的第二源极连接，而电源线与驱动区域中的第一源极连接。

第一半导体层113、第一栅极120、第一源极133和第一漏极136构成驱动TFT DTr。此外，第二半导体层、第二栅极、第二源极和第二漏极构成开关TFT。开关TFT与驱动TFT DTr、栅线和数据线电连接。

根据所掺杂的杂质，开关TFT和驱动TFT DTr被分类为p型或者n型TFT。例如，将诸如硼之类的三价原子掺杂到第二区域113b中，以形成p型TFT。在p型TFT中，使用空穴作为载流子。

另一方面，根据驱动TFT DTr的类型，有机电致发光二极管E的第一电极147用作阳极或者阴极。在本发明中，驱动TFT DTr是p型，因而第一电极147用作阳极。

图2示出顶栅型的驱动TFT DTr，驱动TFT DTr包括多晶硅半导体层。替代地，驱动TFT DTr和开关TFT均可以是底栅型，并且均可以包括非晶硅半导体层。在底栅型TFT中，顺序地叠置栅极、栅绝缘层、半导体层，所述半导体层包括由本征非晶硅构成的有源层和由掺杂有杂质的硅构成的欧姆接触层，并且在半导体层上设置源极和漏极。栅线位于与栅极相同的层，数据线位于与源极相同的层。此外，栅线与开关TFT的栅极连接，数据线与开关TFT的源极连接。

在开关TFT和驱动TFT DTr上，形成钝化层140。钝化层140具有漏极接触孔143，漏极接触孔143暴露出驱动TFT DTr的第一漏极136。

在钝化层140上，在第一至第四像素区域P1、P2、P3和P4的每一个中形成第一电极147。第一电极147通过漏极接触孔143接触驱动TFT DTr的第一漏极136。在本发明中，第一电极147具有双层结构。下层147a用作反射板，而上层147b用作阳极。上层147b由透明导电材料比如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)形成。由于透明导电材料具有相对高的功函数，因而上层147b用作阳极。下层147a由具有相对高的反射效率的材料比如铝(Al)和银(Ag)形成，以将光向第二基板170反射。

形成与第一电极147的边缘对应的缓冲图案150。即，缓冲图案150围绕第一至第四像素区域P1、P2、P3和P4的每一个。例如，缓冲图案150可以由有机绝缘材料比如聚酰亚胺、光丙烯(photo-acryl)和苯并环丁烯(BCB)形成。替代地，缓冲图案150可以由黑树脂形成。

在第一至第四像素区域P1、P2、P3和P4的每一个中，在第一电极147上形成有机发光层155。有机发光层155发出白光，并由缓冲图案150围绕。此外，在有机发光层155上形成第二电极158，第二电极158覆盖第一基板110的整个显示区域。第一电极147、有机发光层155和第二电极158构成有机电致发光二极管E。

尽管没有示出，为了提高有机发光层155的发光效率，可以在第一电极147和有机发光层155之间、以及在第二电极158和有机发光层155之间分别形成第一发光补偿层和第二发光补偿层。第一发光补偿层包括空穴注入层和空穴传输层，第二发光补偿层包括电子传输层和电子注入层。第一发光补偿层和第二发光补偿层均可以覆盖第一基板的整个显示区域，或者可以位于第一至第四像素区域P1、P2、P3和P4的每一个中。

第二电极158由具有相对低的功函数的材料比如Al、Al合金、Ag、镁(Mg)、金(Au)和Al-Mg合金(AlMg)形成，以用作阴极。第二电极158的厚度大约为10到200埃，使得来自有机发光层155的光穿过第二电极158。

如上所述，第一电极147和第二电极158分别用作阳极和阴极。替代地，第一电极147可以由具有相对低的功函数的材料形成，以用作阴极，而第二电极158可以由具有相对高的功函数的材料形成，以用作阳极。

在第二基板170上，形成滤色器层175。滤色器层175包括与第一至第三像素区域P1、P2和P3分别对应的作为第一滤色器图案的红色滤色器图案R、作为第二滤色器图案的绿色滤色器图案G和作为第三滤色器图案的蓝色滤色器图案B。此外，滤色器层175还包括与第四像素区域P4对应的作为第四滤色器图案的白色滤色器图案W。白色滤色器图案W发出青白色的光。尽管没有示出，可以在滤色器层175上形成涂覆层。

一般来讲，白色滤色器图案由透明树脂形成；对于红色光、绿色光和蓝色光，所述透明树脂具有基本上相同的透射率，所述透射率为30％至35％。

然而，在根据本发明的OELD 101中，白色滤色器图案W具有大于红色光透射率并且也大于绿色光透射率的蓝色光透射率。即，白色滤色器图案W由透明树脂形成；对于450至550nm的波长(即蓝色光)，所述透明树脂具有大约50％至99％的第一透射率，并且对于550至780nm的波长(即红色光或绿色光)，所述透明树脂具有大约10％至90％的第二透射率。由于白色滤色器图案W具有的对于蓝色光的第一透射率大于对于红色光和/或绿色光的第二透射率，因而白色滤色器图案W发出青白色的光。由于发出青白色的光的白色滤色器图案W，在第四像素区域P4中提高了环境对比度。

一般来讲，当红色、绿色和蓝色器件中的每一个的效率最大化时，白色器件的效率最大化。然而，由于蓝色器件的效率小于红色和绿色器件的效率，因而在增加白色器件的色温方面存在限制，例如仅为5000至8000K。此外，为了使白色器件满足一般显示器件所要求的9000K以上的色温，应与白色像素区域一起驱动红色、绿色和蓝色像素区域。

另一方面，由于白色像素区域具有大于红色、绿色和蓝色像素区域的发光效率，所以当将白色像素区域的色温调节到面板的基准色温时，能够降低面板功耗。

在本发明中，通过在第四像素区域P4中形成发出青白色的光并且提供期望色温的白色滤色器图案W，降低了OELD的功耗。此外，通过减少第四像素区域P4中的环境光反射，改善了环境对比度。并且，由于通过白色滤色器图案W来控制环境对比度，在环境对比度方面具有自由度。

白色滤色器图案W包括重量百分比大约为0.1至15的染料。该染料是蓝色染料，或者蓝色染料与紫色染料的混合物。

图3是示出OELD中的功耗的图表。在图3中，“CF1”是包括仅仅透射蓝色光的白色滤色器图案的OELD中的图表，而“CF4”是包括本发明中的白色滤色器图案的OELD中的图表。“CF5”是包括对于红色光、绿色光和蓝色光基本上具有相同透射率的白色滤色器图案的OELD中的图表，而“No CF”是没有白色滤色器图案的OELD中的图表。图3示出在具有9000K的色温和大约200尼特的亮度的图像情况下的面板功耗。

如图3中所示，本发明中的具有白色滤色器图案的OELD“CF4”(其中白色滤色器图案具有大于红色光透射率并且也大于绿色光透射率的蓝色光透射率)具有大约5.9W的功耗。另一方面，没有白色滤色器图案的OELD“NoCF”具有大约7.74W的功耗，OELD“CF5”具有大约6.72W的功耗。OELD“CF1”具有大约15.45W的功耗。即，对于相同条件，根据本发明的OELD在功耗方面具有优势。

图4是示出OELD中的外界光反射的曲线图。如图4中所示，外界光反射在OELD“CF1”中具有最小的强度，而在OELD“No CF”中具有最大的强度。本发明中的OELD“CF4”具有比OELD“CF1”大的外界光反射强度，而具有比OELD“No CF”和OELD“CF5”小的外界光反射强度。本发明中的OELD“CF4”的外界光反射强度大约为OELD“No CF”的外界光反射强度的一半。即，在本发明的OELD中，外界光反射相对降低了，从而使得环境对比度相对提高了。

参见图3和4，与其他OELD相比，本发明中的OELD在功耗和环境对比度方面具有优势。

返回参见图2，沿着第一基板110或者第二基板170的边缘形成作为接合元件的密封图案或者烧结图案(未示出)，使得第一基板110和第二基板170在真空或者惰性气体的条件下彼此贴附。

尽管没有示出，可以在第二基板170的外侧上进一步形成圆偏振器，并且使滤色器层位于圆偏振器和有机电致发光二极管E之间，以便进一步改善环境对比度。即使功耗会随着所述圆偏振器而有所增加，但本发明的OELD中的功耗仍然会低于其他OELD，因为如图3中所示，本发明的OELD中的功耗是最低的。当具有圆偏振器时，缓冲图案150可以由透明有机材料形成。另一方面，当没有圆偏振器时，考虑到环境对比度，缓冲图案150可以由黑树脂形成。

图2示出顶发光型OELD，在这种顶发光型OELD中，在有机电致发光二极管E和第二基板170之间形成滤色器层175。替代地，可以在第一基板和有机电致发光二极管E之间形成滤色器层175，以获得底发光型OELD。在这种情况下，将圆偏振器设置于第一基板的外侧，并且将滤色器层175设置在圆偏振器和有机电致发光二极管E之间。

对于所属领域中普通技术人员来说很清楚的是，可以在本发明中作出各种修改和变动而不会脱离本发明的精神或者范围。因此，本发明意在涵盖落入所附权利要求书及其等效物范围之内的对于本发明的所有修改和变动。

Claims (9)

1.一种有机电致发光器件，包括：

包括第一至第四像素区域的第一基板；

有机电致发光二极管，所述有机电致发光二极管位于所述第一基板上并且位于所述第一至第四像素区域的每一个中，所述有机电致发光二极管发出白光；

面对所述第一基板的第二基板；以及

滤色器层，所述滤色器层位于所述有机电致发光二极管和所述第二基板之间，或者位于所述有机电致发光二极管和所述第一基板之间，并且包括分别与所述第一至第四像素区域对应的红色滤色器图案、绿色滤色器图案、蓝色滤色器图案和白色滤色器图案，

其中，所述白色滤色器图案具有对于蓝色光的第一透射率并且具有对于红色光和绿色光的第二透射率，其中所述第一透射率大于所述第二透射率。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述第一透射率的范围大约为50％至99％，所述第二透射率的范围大约为10％至90％。

3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，还包括：

开关薄膜晶体管，位于所述第一至第四像素区域的每一个中；

驱动薄膜晶体管，位于所述第一至第四像素区域的每一个中，并且连接到所述开关薄膜晶体管；

栅线和数据线，彼此交叉并与所述开关薄膜晶体管电连接；以及

电源线，与所述驱动薄膜晶体管电连接。

4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其中所述有机电致发光二极管包括第一电极、第二电极和在所述第一电极和所述第二电极之间的有机发光层，并且所述第一电极与所述驱动薄膜晶体管连接。

5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其中还包括围绕所述有机发光层的缓冲图案。

6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件，其中所述缓冲图案由透明有机绝缘材料或者黑树脂形成。

7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，还包括圆偏振器，所述圆偏振器位于所述第一基板或者所述第二基板的外侧，并且将所述滤色器层设置在所述圆偏振器和所述有机电致发光二极管之间。

8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述白色滤色器层包括重量百分比大约为0.1至15的染料。

9.根据权利要求8所述的有机电致发光器件，其中所述染料是蓝色染料，或者蓝色染料和紫色染料的混合物。

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