CN104112761A - 有机发光二极管显示器 - Google Patents

Abstract

一种有机发光二极管显示器包括：基板，包括多个子像素区域；多个像素电极，在基板上被布置为与多个子像素区域中的每一个相对应；白色发射层，形成在多个像素电极上；公共电极，覆盖白色发射层；多个覆盖层，在公共电极上被布置为与多个子像素区域中的每一个相对应；以及彩色滤光层，包括与多个子像素区域中的每一个相对应的多个滤光层。多个覆盖层中的至少两个覆盖层具有彼此不同的折射率和彼此不同的厚度中的任意之一。

Description

有机发光二极管显示器

技术领域

示例实施例涉及一种有机发光二极管显示器，并且更具体地，涉及一种包括白色发射层和彩色滤光层的有机发光二极管显示器。

背景技术

有机发光二极管显示器包括由红色（R）、绿色（G）、蓝色（B）子像素构成的多个像素。每个子像素具有有机发光二极管（OLED）和位于子像素中的像素电路。OLED包括两个电极（阳极和阴极）和位于这两个电极之间的有机发射层。像素电路包括至少两个薄膜晶体管和至少一个电容器。

通常，有机发射层由位于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的每一个中的红色发射层、绿色发射层和蓝色发射层构成。在这种情况下，由于每种颜色的有机发射层应单独沉积在具有非常微小尺寸的子像素区域中，因此需要复杂的图案化技术。

为了克服此限制，已提出一种白色发射层被形成在所有子像素上并且彩色滤光层位于封装基板中的结构（为了方便起见，在下文中被称为白色OLED）。在这种情况下，不需要用于单独形成每种颜色的有机发射层的精细图案化技术，从而使得容易制造并实现高分辨率成为可能。

在此背景技术部分中公开的上述信息仅仅是为了加深对本发明背景的理解，因此其可包含不构成在本国已为本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。

发明内容

示例性实施例提供一种有机发光二极管显示器，所述显示器包括：基板，包括多个子像素区域；多个像素电极，在所述基板上被布置为与所述多个子像素区域中的每一个相对应；白色发射层，形成在所述多个像素电极上；公共电极，覆盖所述白色发射层；多个覆盖层，在所述公共电极上被布置为与所述多个子像素区域中的每一个相对应；以及彩色滤光层，包括与所述多个子像素区域中的每一个相对应的多个滤光层。所述多个覆盖层中的至少两个覆盖层具有彼此不同的折射率和彼此不同的厚度中的任意之一。

所述多个子像素区域可以包括红色子像素区域、绿色子像素区域和蓝色子像素区域，并且所述覆盖层可以包括对应于所述红色子像素区域的第一覆盖层、对应于所述绿色子像素区域的第二覆盖层以及对应于所述蓝色子像素区域的第三覆盖层。

所述第一覆盖层、所述第二覆盖层和所述第三覆盖层中的至少两个可以具有彼此不同的折射率。所述第一覆盖层可以具有2.7至3.6的折射率。所述第二覆盖层和所述第三覆盖层可以具有2至3的折射率。

所述第一覆盖层、所述第二覆盖层和所述第三覆盖层可以具有彼此不同的厚度。所述第一覆盖层可以具有95至135的厚度。所述第二覆盖层可以具有50至90的厚度。所述第三覆盖层可以具有40至80的厚度。

所述第一覆盖层、所述第二覆盖层和所述第三覆盖层可以具有相同的折射率。

所述多个子像素区域可以包括其上没有布置覆盖层的白色子像素区域。

附图说明

通过参照附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员来说将变得明显，在附图中：

图1图示根据第一示例性实施例的有机发光二极管显示器的示意性剖面图。

图2图示图1所示的白色发射层的放大图。

图3图示用于示出随图1所示的有机发光二极管显示器中的覆盖（capping）层的折射率而变的发光效率的仿真结果的曲线图。

图4图示根据第二示例性实施例的有机发光二极管显示器的示意性剖面图。

图5图示根据第三示例性实施例的有机发光二极管显示器的示意性剖面图。

图6图示用于示出随图5所示的有机发光二极管显示器中的覆盖层的厚度而变的发光效率的仿真结果的曲线图。

图7图示根据第四示例性实施例的有机发光二极管显示器的示意性剖面图。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例，然而，这些示例实施例可以以不同的形式被体现，而不应被解释为限于在本文中阐述的实施例。相反地，提供这些实施例，使得本公开将全面和完整，并且将充分地向本领域技术人员传达示例性实施方式。

在整篇说明书中，除非明确地进行相反的描述，否则“包括”任何部件将被理解为暗含包括其它元件，而不是排除任何其它元件。此外，应理解，在整篇说明书中，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，其可以“直接在”另一元件“上”，或者也可以存在中间元件。另外，“在……上”或“在……上方”是指位于目标部分的上面或下面，而不一定是指按照重力方向位于上方。

图1图示根据第一示例性实施例的有机发光二极管显示器的示意性剖面图。图2是图1所示的白色发射层的放大图。

参照图1和图2，第一示例性实施例的有机发光二极管显示器100包括基板10、多个有机发光二极管（OLED）20、覆盖层30、封装基板40以及彩色滤光层50。

基板10可以由玻璃、石英、陶瓷、聚合物膜、金属板等制成。基板10在其上具有多个像素区域。每个像素区域可以被划分成红色子像素区域、绿色子像素区域和蓝色子像素区域。针对每个子像素区域布置像素电路（未示出）和有机发光二极管（OLED）20。

像素电路包括至少两个薄膜晶体管（开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管）和至少一个电容器。开关薄膜晶体管被用作用于选择子像素以发光的开关器件，并且驱动薄膜晶体管向对应的子像素施加驱动电源，使得被选择的子像素发光。

图1示出包括三个子像素区域的像素区域中的一个（为方便起见，像素电路将被省略）。具有相同配置的像素沿列方向和行方向彼此平行地被布置在基板10上，并且从多个像素发出的光组合，来实现图像。

有机发光二极管（OLED）20包括像素电极21、白色发射层22以及公共电极23。像素电极21针对每个子像素区域单独形成，并且电连接至对应子像素区域的驱动薄膜晶体管。公共电极23被形成在整个基板10上方。

具有晶格结构的像素限定膜25可以被布置在像素电极21之间。像素限定膜25形成用于暴露像素电极21中的每个的开口部并且划分子像素区域。像素限定膜25可以由例如聚酰亚胺的有机膜制成。

白色发射层22公共地形成在像素电极21上。在沉积白色发射层22时，可以使用具有与基板10上的整个显示区域相对应的单个开口部的开口掩膜。在这种情况下，无需用于每个子像素的精细图案化，使得容易执行过程。利用开口掩膜沉积在像素电极21上的白色发射层22也形成在像素限定膜25上。

白色发射层22可以以红色发射层22R、绿色发射层22G和蓝色发射层22B被堆叠的堆叠结构形成（参见图2）。红色发射层22R、绿色发射层22G和蓝色发射层22B被堆叠的顺序不限于图2所示的示例，而可以进行各种改变。可替代地，白色发射层22可以由发射白光的单材料层制成。

像素电极21可以为阳电极，即空穴注入电极，而公共电极23可以为阴电极，即电子注入电极，或者像素电极21可以为阴电极，即电子注入电极，而公共电极23可以为阳电极，即空穴注入电极。当像素电极21为阳电极时，空穴注入层（HIL）和空穴传输层（HTL）中的至少一个可以被布置在像素电极21与白色发射层22之间。此外，电子传输层（ETL）和电子注入层（EIL）中的至少一个可以被布置在白色发射层22与公共电极23之间。

用作阳电极的像素电极21可以包括至少一种金属，例如具有4.2eV或更高功函数的银（Ag）、镍（Ni）、钼（Mo）、金（Au）、铂（Pt）、钨（W）和铜（Cu）。用作阴电极的公共电极23可以包括至少一种金属，例如具有小于像素电极21的功函数的功函数（即4.2eV或更小的功函数）的锂（Li）、镁（Mg）、钙（Ca）、锌（Zn）和铝（Al）。

从像素电极21注入的空穴和从公共电极23注入的电子在白色发射层22中彼此结合，以生成激子，并且当来自激子的能量释放时发出白光。

像素电极21可以由反射膜形成，并且公共电极23可以由半透膜或透明导电膜形成。在这种情况下，从白色发射层22发出的光被像素电极21反射，并且被公共电极23、彩色滤光层50和封装基板40透射，以向外部发射光。如上所述的发光结构被称为整个表面发射型，并且主要应用于大型显示器。

封装基板40可以通过密封剂（未示出）被一体地粘合至基板10。封装基板40密封有机发光二极管20，使其免受包含湿气或氧气的外部环境的影响，从而抑制有机发光二极管20由于湿气或氧气而劣化。封装基板40可以由玻璃、聚合物膜等制成。当基板10和封装基板40均由聚合物膜制成时，有机发光二极管显示器100可以是可弯曲的。

彩色滤光层50可以朝着基板10被布置在封装基板40上。彩色滤光层50包括被布置在红色子像素区域中的红色滤光层51R、被布置在绿色子像素区域中的绿色滤光层51G以及被布置在蓝色子像素区域中的蓝色滤光层51B。从白色发射层22发出的白光在穿过彩色滤光层50时在红色子像素区域中被转换为红光、在绿色子像素区域中被转换为绿光以及在蓝色子像素区域中被转换为蓝光。

每个滤光层51R、51G和51B可以具有位于它们之间的黑色层52，从而提高屏幕的对比度。另外，在封装基板40的外表面上，可以布置光学膜（未示出），以便减少外部光的光反射。

覆盖层30可以形成在公共电极23上，并且被布置在白光朝着彩色滤光层50的路径中。覆盖层30可以由包括有机物、无机物和它们的混合物中的一种的单层或多层结构形成。覆盖层30具有比空气的折射率高的折射率。

穿过覆盖层30的白光通过在覆盖层30与位于覆盖层上部的空气层之间的边界表面处被反射，而入射到公共电极23上。此外，白光从公共电极23的表面反射回来，以通过覆盖层30向外部发射光，这在通过覆盖层30向外部发射光的同时由于路径的差异而导致干涉现象。因此，减少了利用全反射而失去的光量，增加了透射的光量，并且提高了发光效率。

覆盖层30可以关于至少两个子像素具有不同的折射率，从而优化子像素的光提取效率。覆盖层30可以包括对应于红色子像素区域的第一覆盖层31、对应于绿色子像素区域的第二覆盖层32以及对应于蓝色子像素区域的第三覆盖层33。第一覆盖层31、第二覆盖层32和第三覆盖层33中的至少两个具有不同的折射率。

图3图示用于示出随图1所示的有机发光二极管显示器中的覆盖层的折射率而变的发光效率的仿真结果的曲线图。在图3的曲线图中，曲线图的左侧垂直轴示出绿色子像素和蓝色子像素的发光效率，而曲线图的右侧垂直轴示出红色子像素的发光效率。

参照图1和图3，当第一覆盖层31具有在2.7至3.6之间的折射率时，红色子像素显示出最大发光效率。当第二覆盖层32和第三覆盖层33具有在2至3之间的折射率时，绿色子像素和蓝色子像素显示出最大发光效率。

第一覆盖层31、第二覆盖层32和第三覆盖层33可以具有相同的厚度，并且可以包括满足上述折射率范围的有机物、无机物、有机金属化合物以及氧化物中的至少一种。在图3的仿真中使用的覆盖层30具有700的厚度。

在从白色发射层22发出的白光透过第一覆盖层31、第二覆盖层32和第三覆盖层33的过程期间，第一覆盖层31提高在白光中的红光提取效率，第二覆盖层32提高在白光中的绿光提取效率，并且第三覆盖层33提高在白光中的蓝光提取效率。

结果，根据本示例性实施例的有机发光二极管显示器100优化了穿过彩色滤光层50的红光、绿光和蓝光的发光效率，从而提高了图像质量。另外，在根据本示例性实施例的有机发光二极管显示器100中，通过上述覆盖层30可以降低颜色随视角而变的变化程度。

图4图示根据第二示例性实施例的有机发光二极管显示器的示意性剖面图。

参照图4，除了在每个像素区域中增加白色子像素区域WSP之外，根据第二示例性实施例的有机发光二极管显示器200具有与上述第一示例性实施例的有机发光二极管显示器相同的配置。关于与第一示例性实施例相同的部件，将使用相同的附图标记，下面将描述第二示例性实施例与第一示例性实施例之间的不同配置。

有机发光二极管（OLED）20甚至被布置在白色子像素区域WSP中。有机发光二极管（OLED）20包括像素电极21、白色发射层22以及公共电极23。覆盖层30未被布置在白色子像素区域中，而透明层51W被布置在彩色滤光层501的白色子像素区域WSP中。因此，与彩色子像素不同，可以仅仅通过光量来调节白色子像素区域WSP。

根据第二示例性实施例的有机发光二极管显示器200进一步包括白色子像素，从而提高色彩表现特性和亮度。

图5图示根据第三示例性实施例的有机发光二极管显示器的示意性剖面图。

参照图5，除了覆盖层301针对每个子像素区域具有不同厚度之外，根据第三示例性实施例的有机发光二极管显示器300具有与上述第一示例性实施例的有机发光二极管显示器相同的配置。关于与第一示例性实施例相同的部件，将使用相同的附图标记，下面将描述第三示例性实施例与第一示例性实施例之间的不同配置。

覆盖层301包括对应于红色子像素区域的第一覆盖层35、对应于绿色子像素区域的第二覆盖层36以及对应于蓝色子像素区域的第三覆盖层37。第一覆盖层35、第二覆盖层36和第三覆盖层37均可以具有不同的厚度。可替代地，第一覆盖层35、第二覆盖层36和第三覆盖层37中的至少两个覆盖层可以具有彼此不同的厚度。

图6图示用于示出随图5所示的有机发光二极管显示器中的覆盖层的厚度而变的发光效率的仿真结果的曲线图。

参照图5和图6，当第一覆盖层35具有95至135之间的厚度时，红色子像素显示出最大发光效率。当第二覆盖层36具有50至90之间的厚度时，绿色子像素显示出最大发光效率。当第三覆盖层37具有40至80之间的厚度时，蓝色子像素显示出最大发光效率。

第一覆盖层35、第二覆盖层36和第三覆盖层37可以具有相同的折射率，并且可以包括有机物、无机物、有机金属化合物和氧化物中的至少一种。应用于图6的仿真的覆盖层301具有1.9的折射率。

在从白色发射层22发出的白光透过第一覆盖层35、第二覆盖层36和第三覆盖层37的过程期间，第一覆盖层35提高在白光中的红光提取效率，第二覆盖层36提高在白光中的绿光提取效率，并且第三覆盖层37提高在白光中的蓝光提取效率。

在根据第一示例性实施例和第三示例性实施例的第一有机发光二极管显示器100和第三有机发光二极管显示器300中，第一覆盖层31和35、第二覆盖层32和36以及第三覆盖层33和37可以由沉积方法、激光热转印成像方法等形成。

沉积方法利用具有多个开口的沉积掩膜，其中多个开口对应于具有特定颜色的子像素区域。激光热转印成像方法在基底膜上制备包括光热转换层和转印层的供体膜，然后通过将激光照射到供体膜，使光热转换层的一部分和转印层的与光热转换层接触的一部分膨胀，从而将转印层转印在公共电极上。

图7图示根据第四示例性实施例的有机发光二极管显示器的示意性剖面图。

参照图7，除了在每个像素区域中增加白色子像素区域WSP之外，根据第四示例性实施例的有机发光二极管显示器400具有与上述第三示例性实施例的有机发光二极管显示器相同的配置。关于与第三示例性实施例相同的部件，将使用相同的附图标记，下面将描述第四示例性实施例与第三示例性实施例之间的不同配置。

有机发光二极管（OLED）20甚至被布置在白色子像素区域WSP中。有机发光二极管（OLED）20包括像素电极21、白色发射层22以及公共电极23。覆盖层301未被布置在白色子像素区域WSP中，而透明层51W可以被布置在彩色滤光层501的白色子像素区域WSP中。因此，与彩色子像素不同，可以仅仅通过光量来调节白色子像素。

根据第四示例性实施例的有机发光二极管显示器400进一步包括白色子像素，从而提高色彩表现特性和亮度。

从光学角度通过回顾与总结，当针对不同颜色使用单独的有机发射层时，针对R、G和B光的每个波长，在特定的厚度（实现期望波长的1/4波长的厚度）产生最大的相长干涉，从而使得利用相长干涉提高发光效率成为可能。然而，在白色OLED的情况下，由于有机发射层在所有子像素中具有相同的厚度，因此不能使用上述最大的相长干涉效果。此外，在白色OLED中，具有较宽波长范围的白光被释放，使得随视角而定的颜色变化程度相对较大。

相比之下，示例性实施例提供了一种有机发光二极管（OLED）显示器，其能够提高红色、绿色和蓝色子像素中的每一个的发光效率，并且能够降低随包括白色发射层和彩色滤光层的有机发光二极管（OLED）显示器中的视角而变的颜色变化程度。

该有机发光二极管显示器可以优化穿过彩色滤光层的红光、绿光以及蓝光的发光效率，从而提高图像质量并且降低随视角而定的颜色变化程度。

在本文中已公开了示例实施例，并且尽管采用了特定术语，但仅仅以通用和描述性意义使用并解释这些术语，而不是为了限制的目的。在某些例子中，截至本申请提交为止，对于本领域普通技术人员来说明显的是，结合特定实施例所描述的特征、特性和/或元件可单独使用，或者与结合其它实施例所描述的特征、特性和/或元件一起使用，除非另有相反明确指示。因此，本领域技术人员应理解，在不脱离所述权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上作出各种改变。

Claims (10)

1.一种有机发光二极管显示器，包括：

基板，包括多个子像素区域；

多个像素电极，在所述基板上被布置为与所述多个子像素区域中的每一个相对应；

白色发射层，形成在所述多个像素电极上；

公共电极，覆盖所述白色发射层；

多个覆盖层，在所述公共电极上被布置为与所述多个子像素区域中的每一个相对应；以及

彩色滤光层，包括与所述多个子像素区域中的每一个相对应的多个滤光层，

其中所述多个覆盖层中的至少两个覆盖层具有彼此不同的折射率和彼此不同的厚度中的任意之一。

2.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示器，其中：

所述多个子像素区域包括红色子像素区域、绿色子像素区域和蓝色子像素区域，并且

所述覆盖层包括对应于所述红色子像素区域的第一覆盖层、对应于所述绿色子像素区域的第二覆盖层以及对应于所述蓝色子像素区域的第三覆盖层。

3.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示器，其中所述第一覆盖层、所述第二覆盖层和所述第三覆盖层中的至少两个具有彼此不同的折射率。

4.根据权利要求3所述的有机发光二极管显示器，其中：

所述第一覆盖层具有2.7至3.6的折射率，并且

所述第二覆盖层和所述第三覆盖层具有2至3的折射率。

5.根据权利要求2所述的有机发光二极管显示器，其中所述第一覆盖层、所述第二覆盖层和所述第三覆盖层均具有不同的厚度。

6.根据权利要求5所述的有机发光二极管显示器，其中：

所述第一覆盖层具有95至135的厚度，

所述第二覆盖层具有50至90的厚度，并且

所述第三覆盖层具有40至80的厚度。

7.根据权利要求6所述的有机发光二极管显示器，其中所述第一覆盖层、所述第二覆盖层和所述第三覆盖层具有相同的折射率。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的有机发光二极管显示器，其中：

所述多个子像素区域进一步包括其上没有覆盖层的白色子像素区域。

9.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示器，其中：

所述彩色滤光层进一步包括被布置在所述白色子像素区域中的透明层。

10.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示器，其中：

所述多个滤光层中的每个滤光层具有位于所述多个滤光层之间的黑色层。