CN105051932B - 高分辨率有机发光二极管器件 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的示例性实施例,可以提供一种制造有机发光显示器的方法。可以在基板上提供多个电极。在基板上的多个电极上方,可以经由喷墨印刷沉积第一空穴传导层。可以变更第一空穴传导层的所选择表面部分的液体亲和性性质,以限定发射层限制区域。每个发射层限制区域可以具有分别与基板上提供的多个电极中的每一个对应的部分。在每个发射层限制区域内,可以经由喷墨印刷沉积有机发光层。

Description

高分辨率有机发光二极管器件
相关申请的交叉引用
本申请是于2013年9月18日提交的美国专利申请No.14/030,776的接续部分申请,其要求于2013年1月17日提交的美国临时专利申请No.61/753,692的优先权。本申请还要求于2013年1月17日提交的美国临时专利申请No.61/753,713的优先权。前述申请中的每一个通过引用完全合并在此。
技术领域
本公开的方面一般涉及电子显示器和用于制成电子显示器的方法。更具体地,本公开的方面涉及在基板上沉积和限制有源有机发光二极管(OLED)显示器材料以便制备OLED显示器。
背景技术
在此使用的段落标题仅用于组织目的并且不应解释为以任何方式限制所描述的主题。
电子显示器存在于许多不同种类的电子设备中,诸如例如电视屏幕、计算机监视器、移动电话、智能电话、平板电脑、手持游戏机等。一种类型的电子显示器依赖于有机发光二极管(OLED)技术。OLED技术利用夹置在两个设置在基板上的电极之间的有机发光层。电压可以施加在电极两端,从而使载流子被激发并且注入到有机发光层中。光发射可以在载流子弛豫返回到正常能量状态时通过光电发射而发生。OLED技术可以给显示器提供相对高的对比度,因为每个像素可以个别寻址以仅在所寻址的像素内产生光发射。由于像素的发射本质,OLED显示器还可以提供宽视角。相对于其他显示技术,OLED显示器的功率效率可以改进,因为OLED像素仅在被直接驱动时才消耗功率。另外,由于该技术的光生成本质,所生产的面板可以远远薄于其他显示技术中的面板,从而消除了薄装置结构和显示器本身内的光源的需要。由于有源OLED层的顺从本质,OLED显示器还可以被制备为柔性和可弯曲的。
喷墨印刷是可以应用在OLED制造中的技术,并且可以减少制造成本。喷墨印刷使用包含OLED层材料的墨水的液滴以及从喷嘴以高速喷射的一个或多个载体液体以产生一个或多个有源OLED层,其包括例如空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、有机发光层、电子传输层、电子注入层和/或空穴阻挡层。
在基板上通常提供诸如堤状物(bank)的限制结构以限定限制阱,其中每个限制阱可以与一个或多个子像素相关联,例如不同颜色或波长发射的子像素。限制阱可以防止所沉积的(多个)有源OLED材料在邻近子像素之间撒布。喷墨印刷方法可以要求相当高的精度。特别地,随着像素密度增加和/或随着显示器大小降低,限制阱的限制区被减小并且液滴放置的小误差可能引起液滴被沉积在所意图的阱外部。并且,液滴体积可能相对于限制阱而言太大并且液滴可能不期望地溢出到邻近的子像素中。
另外,由于膜干燥的缺陷,有源OLED层中的非均匀性可能在边缘形成为与限制结构接触。膜干燥的缺陷可能由制造工艺和/或用于限制结构的材料引起。随着限制阱面积减小,层的非均匀性可能侵占像素的有源发射面积,从而在来自由非均匀性引起的像素的光发射中创建不期望的视觉伪影。与像素的有源发射面积相关联的层均匀性的所得到的相对减小还可能不利地影响显示器的效率,因为电极必须更困难地驱动以实现相对亮度的输出。当用于限制结构的材料影响膜干燥缺陷时,有源OLED材料可能需要被再形成。
另外,有源面积与总面积的比率的减小可能减少显示器的寿命,其中总面积包括由于限制结构导致的每个像素的有源和非有源面积以及非均匀有源发射面积。这是因为每个电极必须使用更大的电流进行驱动以实现相等的显示亮度水平,而使用更大电流来驱动每个电极已知减少像素寿命。有源面积与总面积的比率被称为“填充因子”。
虽然常规的喷墨方法解决了与OLED显示制造相关联的一些挑战,但是仍然存在继续改进的需要。例如,存在继续改进OLED制造中液滴沉积精度的需要,特别是对于具有高分辨率(即,高像素密度)的OLED显示器。并且,存在减少由高分辨率显示器中的有机发光层的沉积创建的不期望的视觉伪影的需要。还存在通过增加每个像素的填充因子来改进装置寿命的需要。此外,存在针对在实现可接受的分辨率、功率效率、显示器寿命和制造成本方面存在挑战的高分辨率显示器应用(包括但不限于例如高分辨率移动电话和平板电脑)中使用和制造OLED显示器方面的改进的需要。
发明内容
本公开可以解决上述问题中的一个或多个和/或实现上述期望特征的一个或多个。根据以下描述,其他特征和/或优点可以变得明显。
根据本公开的示例性实施例,可以提供制造有机发光显示器的方法。可以在基板上提供多个电极。可以经由喷墨印刷在基板上的多个电极上方沉积第一空穴传导层。可以变更第一空穴传导层的选择表面部分的液体亲和性性质以限定发射层限制区域。每个发射层限制区域可以具有分别与基板上提供的多个电极中的每一个电极对应的部分。可以经由喷墨印刷在每个发射层限制区域内沉积有机发光层。
根据本公开的另一示例性实施例,可以提供一种有机发光显示器。多个电极可以被设置在基板上。多个电极可以以阵列配置布置。限制结构可以被设置在基板上。限制结构可以围绕多个电极。第一空穴传导层可以被设置在限制结构内多个电极上方。第一空穴传导层的表面部分的液体亲和性性质可以被变更以在第一空穴传导层内限定发射层限制区域。有机发光层可以被设置在每个发射层限制区域内。
在本公开的另一示例性实施例中,可以由如提供的工艺制成有机发光显示器。可以提供基板,该基板包括设置在基板上的多个电极。经由喷墨印刷,在基板上的多个电极上方沉积至少一个空穴传导层。可以变更至少一个空穴传导层的选择部分的液体亲和性性质以在至少一个空穴传导层的表面上限定发射层限制区域。经由喷墨印刷,可以在至少一个空穴传导层内限定的每个发射层限制区域内沉积有机发光层。
附加的目标和优点将在以下描述中部分陈述,并且根据该描述将部分是明显的,或者可以通过实践本教导而认识到。借助于在所附权利要求中特别指出的元件和组合,可以实现和获得本公开的目标和优点中的至少一些。
应理解,前述一般描述和以下详细描述两者仅是示例性和解释性的,并且不限制权利要求。应理解,本发明的各种实施例,在最宽泛的意义上,可以在没有这些示例性方面和实施例的一个或多个特征的情况下实践。
附图说明
合并在说明书中并且构成说明书一部分的附图与描述一起图示了本公开的一些示例性实施例,用于解释特定原理。在附图中,
图1是常规像素布置的局部平面图;
图2是根据本公开的示例性像素布置的局部平面图;
图3A是根据本公开的示例性实施例的限制阱沿着图1中的线3A-3A的横截面视图;
图3B是根据本公开的示例性实施例的多个限制阱沿着图1中的线3B-3B的横截面视图;
图4是根据本公开的限制阱的另一示例性实施例的类似于图3A的视图的横截面视图;
图5A是根据本公开的限制阱的另一示例性实施例的类似于图3A的视图的横截面视图;
图5B是根据本公开的限制阱的另一实施例的类似于图3B的视图的横截面视图;
图6是根据本公开的限制阱的又另一示例性实施例的横截面视图;
图7是根据本公开的限制阱的又另一示例性实施例的横截面视图;
图8-11是根据本公开的限制阱的另一示例性实施例以及用于创建OLED显示器的示例性步骤的横截面视图;
图12-19是根据本公开的各种示例性像素布置的局部平面图;
图20是根据本公开的包括电子显示器的示例性装置的正视图;
图21是根据本公开的包括电子显示器的另一示例性装置的正视图;
图22是根据本公开的OLED显示器的示例性实施例的平面图;
图23是根据本公开的示例性实施例的OLED沿着图22中的线23-23的横截面视图;
图24-29是根据本公开的OLED显示器的另一示例性实施例的横截面视图,描绘了用于创建OLED显示器的示例性步骤;
图30是图29中图示的放大部分M的横截面视图;
图31是图29中图示的放大部分M的平面图;
图32是根据本公开的OLED显示器的另一示例性实施例的放大部分的另一平面图;
图33是图29中图示的放大部分M的横截面的替换示例性实施例;
图34-36是根据本公开的OLED显示器的另一示例性实施例的横截面视图,描绘了用于创建OLED显示器的示例性步骤;
图37是根据本公开的图29中图示的放大部分M的横截面的另一替换示例性实施例;
图38和39是根据本公开的OLED显示器的另一示例性实施例的横截面视图,描绘了用于创建OLED显示器的示例性步骤;
图40是根据本公开的OLED显示器的另一示例性实施例的图39中图示的放大部分的横截面;以及
图41是根据本公开的示例性像素布置的局部平面图。
具体实施方式
现将详细参照本公开的各种示例性实施例,其示例在附图中图示。只要可能,相同的附图标记将在整个附图用于指代相同或相似部分。
为了本说明书和所附权利要求书的目的,除非另有指示,在说明书和权利要求书中使用的表示数量、百分比或比例的所有数字,以及其他数值应被理解为在所有实例中由术语“大约”来修饰,就它们还没有这样被修饰来说。因此,除非相反指示,在以下说明书和所附权利要求中陈述的数值参数是可以取决于寻求将被获得的期望性质而变化的近似值。最起码,并且并非试图限制等同原则应用于权利要求的范围,每个数值参数应该至少根据所报告的有效数字的数值并且通过应用普通舍入法来解释。
应注意,如在本说明书和所附权利要求中使用的,单数形式“一”、“一个”以及“该”,以及任何词语的任何单数使用包括复数指示对象,除非清楚且明确地限于一个指示对象。如在此使用的,术语“包括”以及其语法上的变型并非意图是限制性的,使得在列表中记载的项目并不排除可以替代或添加到所列出的项目的其他类似项目。
此外,本描述的术语并不意在限制本发明。例如,空间相对术语,诸如“之下”、“下方”、“较低”、“顶部”、“底部”、“之上”、“较高”、“水平”、“垂直”等可以用于如附图中所图示的那样描述一个元件或特征的与另一元件或特征的关系。除了在附图中示出的位置和取向以外,这些空间相对术语意图包含在使用或操作中的装置的不同位置(即,地点)以及取向(即,旋转放置)。例如,如果附图中的装置被翻转,描述为在其它元件或特征“之下”或“下方”的元件将然后在该其它元件或特征“之上”或“上方”。因此,示例性术语“下方”取决于该装置的总体取向可以包含上方和下方两种位置和取向。装置也可以以其它方式取向(旋转90度或在其他取向处)并且在此使用的空间相对描述词相应地解释。
如在此使用的,“像素”意在意指发光像素阵列的最小功能完整和重复单元。术语“子像素”意在意指像素中的构成该像素的分立发光部件的部分,但并不必然意指发光部件的全部。例如,在全颜色显示器中,像素可以包括三个原色子像素,诸如红色、绿色和蓝色。在单色显示器中,术语子像素和像素是等同的,并且可以互换地使用。
术语“耦合”在用于指代电子组件时意在意指两个或更多电子组件、电路、系统或以下的任何组合以信号(例如,电流、电压或光信号)可以彼此传输的方式连接、链接或关联:(1)至少一个电子组件,(2)至少一个电路,或(3)至少一个系统。两个或更多电子组件、电路、或系统的连接、链接或关联可以是直接的;替换地可以存在中间连接、链接或关联,并且因此耦合并不必然要求物理连接。
本领域的普通技术人员将普遍接受术语“高分辨率”意指大于每英寸100像素(ppi)的分辨率,其中300ppi有时可以被认为是非常高的分辨率。本领域普通技术人员还将认识到像素密度并不直接与显示器大小相关。在此公开的各种示例性实施例可以用于在小和大的显示器大小中实现高分辨率。例如,具有大约3英寸至大约11英寸的大小的显示器可以被实现为高分辨率显示器。并且,具有较大大小的显示器,诸如一直到55’’及以上的电视机显示器也可以与在此描述的各种示例性实施例一起使用以实现高分辨率显示器。
如在此使用的,在表面“上”的层或结构包括以下两种情况:该层直接邻近于并且直接接触它被形成于其上方的表面,以及在形成于该表面上方的该层或该结构之间存在介入层或结构。
术语“反应表面活性材料”意在意指可以用于在制造OLED显示器期间被施加于该显示器的层的表面时修改该层的至少一个性质的材料。例如,当反应表面活性材料被处理为例如将该材料暴露于辐射时,可以变更与该反应表面活性材料相关联的层的物理、化学和/或电气性质中的至少一个。在示例性实施例中,术语“亲液区域”以及“疏液区域”可以用于指代在该反应表面活性材料被处理之前和/或之后在与该反应表面活性材料相关联的层的表面上产生的所得到的相对表面能量。例如,“亲液区域”可以用于指代该层的表面的具有表面能量的部分,该表面能量倾向于在液体是水基流体时吸引液体以使得亲液区域部分可以例如是相对亲水的。术语“疏液区域”可以用于指代该层的表面的具有表面能量的部分,该表面能量倾向于在液体是水基流体时排斥液体以使得疏液部分可以例如是相对疏水的。然而,疏液部分不必完全是疏液的。换言之,疏液部分不具有完全排斥流体的表面能量,而是相反,在疏液部分邻近于亲液区域时,液体将倾向于迁移远离疏液部分并且被吸引到亲液区域。
各种因素可以影响OLED显示器制造技术中有机发光层的沉积精度。这样的因素包括例如显示器分辨率、液滴大小、目标液滴面积、液滴放置误差、与OLED层材料(例如,有源OLED材料)墨水相关联的流体性质(例如,表面张力、粘度、沸点),以及液滴被沉积的速度,所述墨水由OLED层材料和一个或多个载体流体的组合组成。随着显示器分辨率增加,例如大于100ppi或例如大于300ppi,在使用用于OLED显示器制造的喷墨印刷技术时出现各种问题。在常规印刷技术中使用的高精度喷墨头可以产生从大约1皮升(pL)至大约50皮升(pL)的液滴大小,其中大约10pL是用于高精度喷墨印刷应用的相对普通的大小。常规喷墨印刷系统的液滴放置精度是大约±10μm。在各种示例性实施例中,可以在基板上提供限制阱以补偿液滴放置误差。限制阱可以是防止OLED材料迁移出所期望子像素区之外的结构。为了确保液滴精确地在基板上的所期望位置着陆,诸如完全在限制阱内,各种示例性实施例将限制阱配置为与液滴直径加上两倍的系统液滴放置误差一样宽。例如,10pL液滴的直径是大约15μm并且因此之前的参数将指示使用在其最小尺寸中至少45μm(25μm+(2×10μm))的限制阱。甚至对于1pL的液滴,液滴直径是12μm,这指示在其最小尺寸中至少32μm的限制阱。
依赖于在其最小尺寸中至少45μm的限制阱的各种像素布局可以在具有一直到100ppi的分辨率的OLED显示器中使用。然而,在大于100ppi的高分辨率显示器中,例如,10pL液滴太大并且液滴放置精度太差而无法可靠地为液滴一致着陆到每个子像素周围的限制阱作准备。另外,如上所述,对于高分辨率显示器,利用用于限定限制阱的结构覆盖增加的显示面积量可能不利地影响每个像素的填充因子,其中填充因子定义为像素的发光面积与总的像素面积之比。随着填充因子降低,每个像素必须更努力地驱动以实现相同的总体显示亮度,从而降低了显示器的每个像素的寿命和性能。
为了进一步说明伴随非常高分辨率的显示器的上述挑战中的一些,图1图示了一个常规像素布局1700。像素1750可以包括以并排配置布置的子像素1720、1730、1740,子像素1720与红色光谱范围中的光发射相关联,子像素1730与绿色光谱范围中的光发射相关联,以及子像素1740与蓝色光谱范围中的光发射相关联。每个子像素可由限制结构1704包围,该限制结构1704形成直接对应于子像素1720、1730、1740的限制阱。一个子像素电极可以与每个限制阱相关联,使得电极1726对应于子像素1720,电极1736对应于子像素1730,以及电极1746对应于子像素1740。子像素1720可以具有宽度D,子像素1730可以具有宽度C,以及子像素1740可以具有宽度B,它们可以相同或彼此不同。如所示的,所有的子像素可以具有长度A。另外,尺寸E、F和G可以指示限制阱开口之间的间距。分配给尺寸E、F、G的值在一些实例中可以非常大,例如大于100μm,特别是在较低分辨率的显示器中。然而,对于较高分辨率显示器,期望的是最小化这些尺寸以便最大化有源像素面积,并且因此最大化填充因子。如图1所示,由阴影区域指示的有源像素面积是子像素限制阱中的每一个内的总面积。
各种因素可以影响尺寸E、F、G,诸如,这些尺寸的最小值可能由处理方法限制。例如,在在此描述的各种说明性实施例中,E=F=G=12μm作为最小尺寸。例如,在具有326ppi分辨率的显示器中,像素节距可以等于78μm并且E=F=G=12μm。与子像素1720、1730、1740中的每一个相关联的限制阱可以具有14μm×66μm的目标液滴面积(即,尺寸B×A、C×A和D×A),其中14μm明显小于上面论述的关于使用具有10pL的体积的喷墨液滴的45μm的最小尺寸。它也小于上面论述的用于1pL液滴的32μm尺寸。另外,定义为有源像素面积(即与光发射相关联的面积)与总的像素面积之比的像素的填充因子是46%。换言之,像素面积的54%对应于限制结构1704。沿着同样的路线,在具有440ppi分辨率的显示器中,像素节距P可以等于58μm而E=F=G=12μm。与发射子像素1720、1730、1740中的每一个相关联的限制阱可以具有例如7μm×46μm的目标液滴面积,其中7μm的尺寸明显小于上面论述的用于10pL和1pL喷墨液滴两者的精确液滴放置的最小尺寸。在这种情况下,具有440ppi的显示器的填充因子是30%左右。
根据在此描述的各种示例性实施例的沉积技术可以在用于诸如例如高分辨率显示器的电子显示器的有源OLED层的沉积和限制阱的着陆方面提供改进的可靠性。有源OLED层可以包括例如以下层中的一个或多个:空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、有机发光层、电子传输层、电子注入层以及空穴阻挡层。上面标识的有源OLED层中的一些的实现是优选的而一些有源OLED层的实现对于电子显示器是可选的。例如,至少一个空穴传导层,诸如空穴注入层或空穴传输层必须与有机发光层一起存在。所有其他上面标识的层可以如期望的被包括在内以变更(例如,改进)诸如OLED显示器的电子显示器的光发射以及功率效率。
在此描述的限制阱配置的各种示例性实施例可以增加限制阱的大小,同时保持高像素分辨率。例如,各种示例性实施例使用横跨多个子像素的相对大的限制阱,从而使得能够在沉积有源OLED层时使用相对可得到的液滴大小和常规印刷系统精度,同时还实现相对高的像素密度。因此,可以使用沉积在从1pL至50pL范围内的液滴体积的喷墨喷嘴,而不需要具有较小液滴体积和新印刷系统的专门配置或重新配置的印刷头,其可能是可用的,也可能不是可用的。并且,通过使用这样的较大的限制阱,小的制造误差将不具有对沉积精度显著的负面影响,并且所沉积的有源OLED层可以保持为包含在限制阱内。
根据各种示例性实施例,喷墨印刷技术可以提供有源OLED层的充分均匀的沉积。例如,OLED显示器中通常使用的各种组件导致限制阱的顶表面层上变化的高度的形貌,例如,高度差异大约100纳米(nm)或更多。例如,诸如电极的组件可以沉积在基板上,使得相邻电极之间形成间隙以便形成每个与不同子像素相关联的分开可寻址的电极。无论是哪个有源OLED层沉积在显示器的基板上设置的电极上方,在相邻电极之间的区域中电极的顶表面的平面与显示器的基板的顶表面之间的高度差异可能对随后沉积的OLED层的形貌做出贡献。根据本公开的示例性喷墨印刷技术以及所得到的显示器允许有源OLED层被沉积为使得例如在有源电极区域上方的有源OLED层的厚度充分均匀,其中有源电极区域可以是与光由此发射的有源子像素区相关联的电极的区域。在示例性实施例中,至少在有源电极区域上方的OLED层的厚度可以小于子像素电极的厚度。在有源电极区上方的OLED层的充分均匀的厚度可以减小不期望的视觉伪影。例如,OLED墨水形成和印刷工艺可以被实现以最小化给定沉积区内所沉积的膜厚度的非均匀性,甚至在该区包括电极和非电极区域两者时。换言之,沉积区内未被电极结构覆盖的部分可以对OLED层的形貌做出贡献,以使得OLED层可以与下方的结构充分相符,在该下方的结构上方,其被沉积在沉积区内。最小化所沉积的膜厚度的非均匀性可以在特定子像素电极被寻址和激活时为基本上均匀的光发射作准备。
根据又另一示例性实施例,由本公开设想的像素布局配置可以增加有源区域面积。例如,限制结构可以限定限制阱,其具有横跨多个子像素的连续面积,使得显示器的非有源部分(例如,与限制结构相关联的基板面积)被减少。例如,替代围绕如各种常规OLED显示器中的每个子像素电极的限制结构,多个个别寻址的子像素电极可以由限制结构围绕,其中每个子像素电极可以与不同像素相关联。通过减少由限制结构占据的面积,填充因子可以被最大化,因为每个像素的非有源区域与有源区域之比在增加。实现填充因子的这样的增加可以使得能够在较小大小显示器中实现高分辨率,以及改进显示器的寿命。
根据又另一示例性实施例,本公开设想了包括设置在基板上的限制结构的有机发光显示器,其中,限制结构限定在阵列配置中的多个阱。显示器还包括设置在每个阱内并且彼此间隔开的多个电极。显示器还可以包括在多个阱中的至少一个阱中的第一、第二和第三有机发光层,每一层分别具有第一、第二和第三光发射波长范围。设置在与第一和第二有机发光层相关联的阱内的多个电极不同于设置在与第三有机发光层相关联的阱内的多个电极。
根据另一示例性实施例,本公开设想了包括设置在基板上的限制结构的有机发光显示器,其中限制结构限定在阵列配置中的多个阱,包括第一阱、第二阱和第三阱。显示器还可以包括设置在第一阱内并且与不同像素相关联的第一多个电极,设置在第二阱内并且与不同像素相关联的第二多个电极以及设置在第三阱内的至少一个第三电极,其中设置在第一和第二阱的每一个内的多个电极不同于设置在第三阱内的多个电极。显示器还可以包括设置在第一阱中的具有第一光发射波长范围的第一有机发光层、设置在第二阱中的具有第二光发射波长范围的第二有机发光层、以及设置在第三阱中的具有第三光发射波长范围的第三有机发光层。
根据各种其他示例性实施例,像素布局配置可以布置为延长器件的寿命。例如,子像素电极大小可以基于对应的有机发光层波长范围。例如,与蓝色波长范围中的光发射相关联的子像素电极可以分别大于与红色或绿色波长范围中的光发射相关联的子像素电极。与OLED器件中的蓝色光发射相关联的有机层相对于与红色或绿色光发射相关联的有机层通常具有缩短的寿命。另外,操作OLED器件以实现减小的亮度水平可增加器件的寿命。除了驱动蓝色子像素以实现比红色和绿色子像素的亮度小的相对亮度(例如,通过如本领域普通技术人员所熟悉的调整在寻址子像素时提供的电流)以外,通过增加蓝色子像素分别相对于红色和绿色子像素的发射面积,蓝色子像素可以用于更好地平衡不同颜色子像素的寿命,同时仍然为显示器的合适的总体颜色平衡作准备。该改进的寿命的平衡可以通过延长蓝色子像素的寿命而增加显示器的总体寿命。
图2图示根据本公开的示例性实施例的有机发光二极管(OLED)显示器100的一个示例性像素布置的局部平面图。图3A图示基板的一个示例性实施例的沿着图2中标识的段3A-3A的横截面视图,描绘了用于形成OLED显示器的各种结构。图3B图示基板的一个示例性实施例的沿着图2中标识的段3B-3B的横截面视图,描绘了用于形成OLED显示器的各种结构。
OLED显示器100通常包括例如诸如由虚线边界150、151、152限定的多个像素,其在被选择性驱动时发射可以创建将向用户显示的图像的光。在全彩色显示器中,像素150、151、152可以包括多个不同颜色的子像素。例如,如图2所示,像素150可以包括红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B。如可在图2的示例性实施例中可见的,子像素不需要是相同大小的,虽然在示例性实施例中,它们可以是相同大小的。像素150、151、152可以由驱动电路来限定,驱动电路引起光发射,使得不必要附加结构来限定像素。可替换地,本公开的示例性实施例设想像素限定结构的各种新的布置,其可以被包括在显示器100内以描绘多个像素150、151、152。本领域普通技术人员熟悉用于提供在像素和子像素之间的皱波状(crisper)描绘的常规像素限定结构的布置和材料。
除了图2以外还参照图3A和3B,OLED显示器100可以包括基板102。基板102可以是任何可以包括一个或多个材料的一个或多个层的刚性或柔性结构。基板102可以包括例如玻璃、聚合物、金属、陶瓷或其组合。虽然为了简化未图示,但基板102可以包括本领域普通技术人员熟悉的附加的电子组件、电路或传导部件。例如,在沉积任何将在以下进一步详细论述的其他结构之前,薄膜晶体管(TFT)(未示出)可以形成在基板上。TFT可以包括例如有源半导体层的薄膜、介电层和金属触点的至少一个,其中本领域普通技术人员将熟悉在制造这样的TFT中使用的材料。如以下论述的,有源OLED层的任何层可以沉积为与由形成在基板102上TFT或其他结构创建的任何形貌相符。
限制结构104可以被设置在基板102上,以使得限制结构104限定多个限制阱。例如,限制结构104可以是堤状物结构。多个子像素可以与每个限制阱相关联并且沉积在每个限制阱内的有机发光材料允许与该限制阱相关联的所有子像素具有相同的光发射颜色。例如,在图2的布置中,限制阱120可以接收与发射由R表示的红光的子像素相关联的OLED墨水的液滴,限制阱130可以接收与发射由G表示的绿光的子像素相关联的OLED墨水的液滴,以及限制阱140可以接收与发射由B表示的蓝光的子像素相关联的OLED墨水的液滴。本领域普通技术人员将理解,如将在以下进一步解释的,限制阱也可以接收各种其他有源OLED层,包括但不限于例如,附加的有机发光材料和空穴传导层。
限制结构104可以限定限制阱120、130、140以限制与多个子像素相关联的材料。另外,限制结构104可以防止OLED墨水扩散到相邻阱中,和/或可以有助于(通过合适的几何形状和表面化学作用)着陆和干燥工艺,以使得所沉积的膜在由限制结构104划界的区域内是连续的。例如,所沉积的膜的边缘可以接触围绕限制阱120、130、140的限制结构104。限制结构104可以是单个结构,或者可以由形成限制结构104的多个分离结构组成。
限制结构104可以由各种材料形成,诸如例如,诸如光可成像聚合物或光敏硅树脂电介质的光致抗蚀剂材料。限制结构104可以包括一个或多个有机成分,其在处理之后,基本上对于OLED墨水的腐蚀作用是惰性的,具有低除气,在限制阱边缘具有浅(例如<25度)的侧壁斜面,和/或具有朝向将要沉积在限制阱内的OLED墨水中的一个或多个墨水的高排斥性(phobicity),并且可以基于期望的应用来选择。合适材料的示例包括但不限于PMMA(多-甲基丙烯酸甲酯)、PMGI(多-甲基戊二酰亚胺)、DNQ-.酚醛清漆(Novolacs)(化学重氮萘醌(diazonaphithoquinone)与不同的苯酚甲醛树脂的组合)、SU-8抗蚀剂(一系列广泛使用的,由MicroChem公司制造的专属环氧树脂基抗蚀剂)、常规光致抗蚀剂和/或在此列出的前述材料中的任一种的氟化变体、以及有机硅树脂抗蚀剂,它们中的每一种可以进一步与彼此组合或者与一个或多个添加剂组合以进一步调谐限制结构104的期望的特性。
限制结构104可以限定具有任何形状、配置或布置的限制阱。例如,限制阱120、130、140可以具有诸如矩形、正方形、圆形、六边形等的任何形状。在单个显示器基板中的限制阱可以具有相同形状和/或大小,或者不同形状和/或大小。与不同光发射颜色相关联的限制阱可以具有不同或相同形状和/或大小。并且,邻近的限制阱可以与交替的光发射颜色相关联,或者邻近的限制阱可以与相同的光发射颜色相关联。另外,限制阱可以在列和/或行中布置,其中列和/行可以具有均匀或非均匀的对准。
可以使用多种制造方法中的任一种来形成限制阱,诸如例如喷墨印刷、喷嘴印刷、狭缝涂覆、旋转涂覆、喷涂、丝网印刷、真空热蒸发、溅射(或其他物理气相沉积方法)、化学气相沉积等,并且在沉积技术期间未以其他方式实现的任何附加图案化可以通过使用网板,一个或多个光刻步骤(例如,光致抗蚀剂涂覆、曝光、显影和剥离)、湿蚀刻、干蚀刻、剥除等来实现。
如图2中所示,根据各种示例性实施例的限制阱120、130、140可以由限制结构104限定,以使得它们横跨多个像素150、151、152。例如,像素150包括红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B,它们均是不同限制阱120、130、140的部分。每个限制阱120、130、140可以包括多个电极,诸如106、107、108、109、136、137、138、139、142、144,其中限制阱120、130、140内的电极可以彼此间隔开,以使得间隙S形成在限制阱内的邻近电极之间。在示例性实施例中,间隙S具有足够的大小以将电极与任何邻近电极电隔离,并且特别是,邻近电极的有源电极区域可以彼此隔离。间隙或空间S可以减小电流泄漏并且改进子像素限定和总体像素限定。
虽然为了清晰和容易说明而被省略,驱动电路可以被设置在基板102上,并且这样的电路可以被设置在有源像素区(即,发光区域)下方或者在非有源像素区(即,非发光区域)内。另外,虽然未图示,电路也可以被设置在限制结构104下。驱动电路可以耦合到每个电极,使得每个电极可以独立于限制阱内的其他电极而被选择性寻址。由于电极之间的间隙S导致的非均匀形貌的区域在以下进行进一步详细描述。
限制阱120、130、140内的每个电极106、107、108、109、136、137、138、139、142、144可以与不同子像素相关联。例如,如图2所示,限制阱120可以与红色光发射相关联。电极106、107、108、109可以被定位于限制阱120内,其中每个电极可操作为寻址不同像素(例如,正被图示的像素151和152)的子像素。至少两个电极可以被定位于每个限制阱120、130、140内。定位于每个限制阱120、130、140内的电极的数目可以相同或者与其他限制阱不同。例如,如图2所示,限制阱140可以包括与蓝色光发射相关联的两个子像素电极142、144,而限制阱130可以包括与绿色光发射相关联的四个子像素136、137、138、139。
在示例性实施例中,限制结构104可以被设置在电极106、107、108、109、136、137、138、139、142、144的一部分上。如图3A和3B所示,限制阱120可以由限制结构104限定,其中限制结构104被部分设置在电极106、108的一部分上方以及部分直接在基板102上方而不在电极上方。可替换地,限制结构104可以被设置在邻近限制阱的电极之间的基板102上方。例如,限制结构104可以被设置在基板102上的形成在与不同子像素发射颜色相关联的电极之间的空间中,使得限制结构104被直接设置在基板102上并且未被设置在电极的任何部分上方。在这样的配置中(未图示),对应于子像素的电极可以被设置为直接邻近于(邻接于)限制结构104,或者电极可以与限制结构104间隔开,从而可以实现子像素限定。
当电压选择性地施加于电极106、107、108、109、136、137、138、139、142、144时,可以在诸如像素150、151、152的像素的子像素内生成光发射。电极106、107、108、109、136、137、138、139、142、144可以是透明的或者反射性的,并且可以由诸如金属、混合金属、合金、金属氧化物、混合氧化物或其组合的传导材料形成。例如,在各种示例性实施例中,电极可以由氧化铟锡、镁银或铝制成。电极106、107、108、109、136、137、138、139、142、144可以具有任何形状、布置或配置。例如,参照图3A,电极106、107、108、109、136、137、138、139、142、144可以具有轮廓,使得顶表面106a、108a可以基本上平面并且平行于基板102的表面,同时电极的侧边缘106b、108b可以基本上垂直于或者可以相对于基板的表面成角度和/或成圆角。
还应注意,电极的有源部分,即与光发射相关联的部分,是电极中的在电极表面与OLED层之间没有任何介入绝缘基板结构的情况下直接设置在所沉积的OLED层的下方的那些部分。通过示例的方式,再次参照图3A,电极106和108的设置在限制结构104下方的部分被从电极区的有源部分排除,而电极106和108的区域的剩余部分被包括在电极区的有源部分中。
电极可以以各种方式沉积,诸如通过热蒸发、化学气相沉积或溅射方法。例如使用网板或光刻可以实现电极的图案化。如上所述,电极106、107、108、109、136、137、138、139、142、144可以具有厚度并且间隔开,使得在基板102上形成形貌,诸如在图3A中以各种横截面视图最好示出的。在示例性实施例中,电极106、107、108、109、136、137、138、139、142、144可以具有从60nm至120nm的范围的厚度,虽然这一范围并非限制性的并且较大或较小厚度也是可能的。
在每个限制阱120、130、140内可以提供一个或多个有源OLED层,诸如图3A和3B中示出的空穴传导层110以及有机发光层112。有源OLED层可以被沉积,以使得它们可以与由限制阱120、130、140内的电极106、107、108、109、136、137、138、139、142、144之间的间距和厚度,以及各自有源OLED层的厚度产生的形貌充分地相符。例如,有源OLED层可以在阱内是连续的并且具有厚度以便充分地符合和遵循设置在每个限制阱内的下方电极结构的所得到的形貌。
所沉积OLED层因此可以导致表面形貌,其不位于平行于基板并且跨越整个限制阱的单个平面中。例如,由于与包括设置在基板102上的电极的任何表面特征相关联的相对下陷或凸起,OLED层110、112中的一个或两者可以是非平面的并且在显示器的单个平面中是不连续的(其中显示器的平面意图为平行于基板102的平面)。如所示,OLED层110、112可以与下方的表面特征形貌充分相符,以使得OLED层的顶表面可以具有遵循下方表面特征的形貌的所得到的形貌。换言之,每个沉积的OLED层与设置在基板102上的所有下方层和/或表面特征充分相符,以使得那些下方层在它们被沉积之后对OLED层的所得到的非平面顶表面形貌做出贡献。以这一方式,在平行于显示器的平面的跨越限制阱的平面中,在具有由限制阱中的电极、电路、像素限定层等提供的现有表面特征的情况下,层110或112或两者中可能由于所述(多个)层相对于平面的上升和/或下降而出现不连续性。虽然有源OLED层110和/或112不需要完美地与下方表面形貌相符(例如,如以下解释的,在边缘区域等周围可能存在局部的厚度非均匀性),但是其中不存在材料的显著累积或消耗的充分相符的涂覆可以提升更加平滑、一致和可重复的涂覆。
如图3A所示,每个层110、112可以基本上在整个限制阱120内连续,以使得每个层被设置在限制阱120内的基本上所有表面特征(例如,子像素电极、电路、像素限定层等)上方,其中每个层的边缘接触围绕限制阱120的限制结构104。在各种示例性实施例中,有源OLED层材料可以被沉积为完全在限制阱内形成分立的连续层以基本上防止阱内的层的任何不连续性(换言之,阱内的缺少有源OLED层材料的区域)。这样的不连续性可能引起子像素的发射区域内不期望的视觉伪影。值得注意的是,虽然每个层110、112在限制阱内是基本上连续的,如上面注意的,虽然如此它在单个平面中由于层因为与层被沉积在其上方的限制阱中设置的特征的现有形貌充分相符而上升/下降而可以是不连续的。例如,在示例性实施例中,如果这样的上升和/或下降是例如100nm的量,大于阱内所沉积的层的最薄部分的厚度,例如50nm,则OLED材料层在阱内的与显示器平行的平面中不是连续的。
层110、112在每个限制阱内可以具有基本上均匀的厚度,这可以为更加均匀的光发射作准备。出于该应用的目的,基本上均匀的厚度可以指代在平面表面区域上方,诸如在有源电极区域上方的OLED层的平均厚度,但是也可以包括如下所述的厚度的微小变化或局部不均匀性。在图3A中的平面表面区域,例如106a、108a以及间隙的底部表面上方,可以预料的是,为了基本上均匀的OLED涂覆,距OLED层的平均厚度的厚度变化可以小于±20%、诸如小于±10%或小于±5%。
然而,如上面注意的,设想的是,在层110、112的围绕表面形貌和/或表面化学作用的改变的部分中可能出现厚度的局部不均匀性,并且在这样的区域中,膜厚度可以局部地基本上偏离上面指定的参数±20%、±10%或±5%。例如,连续层的厚度的局部不均匀性诸如在限制阱结构104的边缘处、像素限定层(以下论述)的边缘处、在电极边缘侧壁上(例如沿着106b、108b),或者在电极与基板表面相遇的地方可能由于与设置在基板102上的表面特征相关联的形貌和/或设置在基板102上的表面特征之间的表面化学作用的改变而发生。局部的不均匀性可能导致膜厚度的偏差。例如,局部不均匀性可能偏离在电极106、108的有源电极区域上方(例如,沿着106a、108a)提供的层110、112的厚度。不均匀性可能创建设置在限制阱中基板102上的这样的表面特征周围的大约5μm-10μm范围内的通常局部化的“边缘效应”偏差,诸如在电极、电路、像素限定层等的边缘处。出于这一应用的目的,在将OLED膜涂覆描述为在阱内具有“基本上均匀的厚度”时,意图包括这样的“边缘效应”偏差。
在示例性实施例中,每个层110、112的厚度可以等于或小于电极的厚度,以使得每个层的上表面由于在该层横越电极的有源区域之间的间隙时在该膜中形成的下沉而不位于平行于显示器的平面(即平行于基板的平面)的单个平面中。这在例如图3A中图示,其中虚线被提供以图示平行于基板102的平面的平面P。如所示,层110、112均可以具有平均厚度,其在电极106、108的有源电极区域上方(over with)的层110、112的区域内基本上是均匀的。然而,层110、112也可以在与由表面特征引起的形貌改变相关联的区中,诸如在这些表面特征的边缘(例如电极106、108的邻近于间隙的边缘)周围包括小且局部化的不均匀厚度。
可以使用任何制造方法来沉积层110、112。在示例性实施例中,空穴传导层110和有机发光层112可以使用喷墨印刷技术来沉积。例如,空穴传导层110的材料可以与载体流体混合以形成喷墨墨水,其被配制为提供到限制阱中的可靠且均匀的着陆。用于沉积空穴传导层110的墨水可以以高速从喷墨头喷嘴递送至基板进入每个限制阱中。在各种示例性实施例中,相同的空穴传导材料可以被递送至所有的限制阱120、130、140,以便为相同空穴传导层110在所有的限制阱120、130、140内的沉积作准备。在材料被装载到限制阱中以形成空穴传导层110之后,显示器100可以被干燥以允许任何载体流体蒸发,该工艺可以包括将显示器暴露于热量、真空或者周围环境一设定时间段。在干燥之后,显示器可以在升高的温度下烘烤以便处理所沉积的膜材料,以例如诱导对于所沉积的膜的质量或对于总体工艺有益的化学反应或膜形态的改变。与每个有机发光层112相关联的材料可以类似地与诸如有机溶剂或溶剂的混合物的载体流体混合,以形成喷墨墨水,其被配制为提供到限制阱中的可靠且均匀的着陆。使用喷墨工艺,这些墨水可以随后被喷墨沉积到与每个发射颜色相关联的合适的限制阱120、130、140内。例如,与红色有机发光层相关联的墨水、与绿色有机发光层相关联的墨水以及与蓝色有机发光层相关联的墨水分别被沉积在对应的限制阱120、130、140内。不同的有机发光层112可以同时或顺序地沉积。在装载与有机发光层相关联的墨水中的一个或多个之后,针对空穴传导层,如上所述,可以类似地干燥和烘烤显示器。
虽然未图示,材料的附加有源OLED层可以被设置在限制阱内。例如,OLED显示器100还可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、防潮层、封装层等,所有这些是本领域普通技术人员所熟悉的,而在此未详细论述。
空穴传导层110可以包括有利于空穴注入到有机发光层112中的材料的一个或多个层。例如,空穴传导层110可以包括空穴传导材料的单个层,诸如例如空穴注入层。可替换地,空穴传导层110可以包括多个层,诸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)的空穴注入层以及诸如N,N'-二-((1-萘基)-N,N'-二苯基)-1,1'-联苯)-4,4'-二胺(NPB)的空穴传输层中的至少一个。
有机发光层112可以被沉积在空穴传导层110上方,以使得有机发光层112与由电极、电极之间的空间以及空穴传导层的形貌创建的形貌充分相符。有机发光层112可以包括有利于光发射的材料,诸如有机电致发光材料。
在示例性实施例中,OLED堆叠(例如限制阱内沉积在电极上方的所有有源OLED层)的厚度可以从10nm到250nm变动。例如,空穴传输层可以具有从10nm至40nm范围的厚度;空穴注入层可以具有从60nm至150nm范围的厚度;有机发光层可以具有从30nm至150nm范围的厚度;以及可选地,空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层具有从10nm至60nm范围的组合厚度。
在示例性实施例中,设想的是,具有大约10pL或更小的体积的液滴可以用于产生层110、112中的每一个。在各种示例性实施例中,可以使用5pL或更小的、3pL或更小的、或者2pL或更小的液滴体积。可以使用具有上述体积的从1至20个液滴来形成OLED层110、112。
在一个示例性且非限制性的实施例中,本公开设想限制阱布置为使得,与红色、绿色或蓝色光发射相关联的阱120、130、140的面积可以是66μm×66μm,以用于具有326ppi分辨率的显示器(例如,节距=78μm),其中在该实施例中,相邻阱之间的宽度可以是12μm。与具有这样布置的红色或绿色子像素光发射相关联的面积可以是31.5μm×31.5μm,并且与蓝色子像素光发射相关联的面积可以是66μm×30μm,从而与参照图1描述的常规RGB并排布局的46%的填充因子相比,导致65%的总体像素填充因子。对于另一示例性且非限制性的实施例,具有440ppi分辨率的显示器(例如,节距=58μm),设想的是,将限制阱布置为使得与红色、绿色或蓝色光发射相关联的阱120、130、140的面积可以是46μm×46μm,其中同样地,在该实施例中,相邻阱之间的宽度是12μm。与具有这样的显示器结构的红色或绿色子像素光发射相关联的面积可以是20.3μm×20.3μm,同时与蓝色子像素光发射相关联的面积可以是76μm×49.1μm,从而与参照图1描述的常规RGB并排布局的30%的填充因子相比,产生大约46%的填充因子。在这些实施例中,邻近阱之间的宽度可以是12μm,但是如上所述,这一宽度可以取不同值,并且虽然较小的值可以是期望的(以便为分配给有源电极区的较大比例的基板面积作准备),但是对于阱结构的形成的处理约束以及电路布局约束可以有效地对于这一尺寸设定较低的界限。12μm的值被选择作为这些示例的代表,但是本领域普通技术人员将理解,在不偏离本公开和权利要求的范围的情况下,也可以使用其他尺寸,例如较大尺寸,如20μm,或较小尺寸,如8μm、6μm或甚至1μm。本领域普通技术人员还可以理解,虽然在以上示例中,红色、绿色和蓝色限制阱均具有相同尺寸,但是其他布置也是可能的。例如,与不同发射颜色相关联的两个限制阱可以具有相同尺寸而与另一不同发射颜色相关联的一个限制阱可以具有不同尺寸,或者与每个发射颜色相关联的限制阱可以具有不同尺寸。
根据本公开的这些示例性的、非限制性的布置甚至对于440ppi的非常高的分辨率情况也为具有大于45μm的最小阱尺寸的限制阱作准备,并且因此可以许可将被使用的例如大约10pL的液滴体积,从而通过虑及使用从现有喷墨印刷可用的液滴体积而简化了制造。另外,以上示例性的、非限制性的布置相比于常规RGB并排布局,对于326ppi和440ppi的情况分别增加填充因子大约43%和84%。更普遍地,根据本公开的各种示例性实施例提供了使用喷墨制造的高分辨率显示器的填充因子的增强,诸如非常高分辨率的显示器,针对其40%或更大的增强是可能的。
如本领域普通技术人员熟悉的,在沉积之后,公共电极(未示出)可以被设置在有机发光层112上方。在沉积公共电极之后,所得到的公共电极的形貌可以与有机发光层112的形貌充分相符。可以使用任何制造技术来沉积公共电极,例如通过真空热蒸发、溅射、化学气相沉积、喷涂、喷墨印刷或其他技术。公共电极可以是透明的或者反射性的并且可以由诸如金属、混合金属、合金、金属氧化物、混合氧化物或其组合的传导材料形成。例如,氧化铟锡或镁银的薄层。公共电极的厚度可以从大约30nm至500nm变动。
另外,公共电极可以具有任何形状、布置或配置。例如,公共电极可以被设置为与单个子像素或单个像素相关联的分立层。可替换地,公共电极可以被设置在多个子像素或像素上方,例如在显示器100的整个像素布置的上方。例如,公共电极可以毯式沉积在限制阱120、130、140内以及在限制结构104上方。在沉积公共电极之前,附加的有源OLED层(为了简化而未示出)可以沉积在有机发光层112上,诸如电子传输层、电子注入层和/或空穴阻挡层。这样的附加OLED层可以通过喷墨印刷、通过真空热蒸发或通过另一方法来沉积。
根据示例性实施例,OLED器件100可以具有顶部发射配置或底部发射配置。例如,如图3A所示,在顶部发射配置中,电极106、108可以是反射性电极并且沉积在有机发光层上方的公共电极可以是透明电极。可替换地,在底部发射配置中,电极106、108可以是透明的并且公共电极可以是反射性的。
在另一示例性实施例中,OLED显示器100可以是有源矩阵OLED(AMOLED)。相比于无源矩阵OLED(PMOLED)显示器,AMOLED显示器可以增强显示器性能,但依赖于在基板上的包括薄膜晶体管(TFT)的有源驱动电路,并且这样的电路是不透明的。虽然PMOLED显示器具有诸如不透明的传导总线的一些元件,但AMOLED显示器具有基本上更多的不透明的元件。因此,对于底部发射AMOLED显示器来说,填充因子可以相比于PMOLED减少,因为光可以仅仅被发射通过不透明电路元件之间的基板的底部。出于这一原因,可期望的是,对于AMOLED显示器使用顶部发射配置,因为使用这样的配置可以许可OLED器件被构造在这样不透明有源电路元件的顶部上。因此,光可以被发射通过OLED器件的顶部,而没有考虑下方元件的不透明性。一般而言,使用顶部发射结构可以增加显示器100的每个像素150的填充因子,因为光发射不受到沉积在基板102上的附加的不透明元件(例如,TFT、驱动电路组件等)的阻挡。
另外,每个像素的非有源区可以受限于形成在基板102上的限制结构、表面特征和/或像素限定层(以下进一步详细描述其示例)。传导格栅(grid)也可以被设置在基板102上以防止显示器100两端不期望的电压降,该电压降可以因为顶部发射OLED结构中使用的透明顶部电极通常具有低导电率而出现。当公共电极被毯式沉积在限制阱120、130、140内并且在限制结构104上方时,传导格栅可以被设置在基板102的非有源部分上并且通过形成在选择的限制结构104中的过孔耦合于公共电极。然而,本公开不限于顶部发射的有源矩阵OLED配置。在此论述的技术和布置可以与任何其他类型的显示器,诸如底部发射和/或无源显示器一起使用,以及本领域普通技术人员将理解如何利用合适的修改。
在示例性实施例中,如图3A所示,每个限制阱可以包括多个有源子像素区域,它们分别横跨W1和W2,并且由间隙S分离,并且被限制于具有宽度CW的阱内。尺寸W1、W2和CW主要与像素节距有关,像素节距与显示器的分辨率(例如,326ppi、440ppi)相关。间隙S的尺寸与制备技术和工艺相关联的限制以及布局有关。一般而言,可期望的是,最小化与间隙S相关联的尺寸。例如,3μm可以是最小尺寸;然而,本领域普通技术人员将理解,从小至1μm到大于10μm的尺寸也是可能的。限制结构104的高度H也与处理限制而不是特定的显示器布局或分辨率有关。虽然限制结构104的高度H的示例性值可以是1.5μm,但在各种示例性实施例中,高度H可以从0.5μm到5μm变动。参照图3B,BW是邻近阱(例如图3B中的阱120和130)之间的限制结构104的宽度。如上所述,可期望的是,最小化这一尺寸并且示例性值是12μm。然而,本领域普通技术人员将理解,在一些情况下,这一值可以任意大(例如,数百微米),并且取决于可以许可用于BW的这样小的值的制备技术和工艺,也可以小至1μm。
现参照图4,示出了显示器200的限制阱220的示例性实施例的横截面视图。图4的布置类似于以上参照图3A描述的布置,其中相似数字用于表示相似元件,除了使用与100系列相对的200系列以外。然而,如图示的,OLED显示器200还包括设置在电极206、208之间的间隙S中的附加表面特征216。
表面特征216可以是不直接将电流提供至设置于其上方的OLED膜中的任何结构,从而包括在与电极206和208相关联的有源区域之间的像素区的非有源区域。例如,表面特征216可以进一步包括不透明材料。如图4所描绘,空穴传导层210和有机发光层212可以沉积在如由表面特征216随形貌表示的这样的电路元件的一部分的上方。在表面特征216包含电气元件的情况下,这样的元件可以进一步由电绝缘材料涂覆以便将这些元件与沉积在表面特征216上的OLED膜电隔离。
在示例性实施例中,表面特征216可以包括驱动电路,包括但不限于例如,互连、总线、晶体管和本领域普通技术人员熟悉的其他电路。在一些显示器中,驱动电路被设置为在由这样的电路驱动的像素的有源区域附近以最小化复杂的互连并且减小电压降。在一些情况下,限制阱将围绕个别的子像素,并且这样的电路可以在限制阱区域的外部,使得电路不会被有源OLED层涂覆。然而,在图4的示例性实施例中,以及在此描述的其他实施例中,因为限制阱220可以包含与不同像素相关联的多个子像素,这样的驱动电路元件可以被提供在限制阱内,这可以优化驱动电子器件的电气性能、优化驱动电子器件布局和/或优化填充因子。
空穴传导层210和有机发光层212可以沉积(如前论述的,例如参照图3A和3B)到由限制阱结构204限定的区域内以及表面特征216上方,以使得层210、212与下方的表面特征形貌充分相符,并且在限制阱中具有基本上均匀的厚度,从而导致层210和212具有非平面的顶表面。在表面特征216在电极的顶表面的平面上方延伸大于层210和212之一或两者的厚度的距离的配置中,然后这些层之一或两者在与阱220内的显示器的平面平行的平面中也将是不连续的。因此,一个或两个层210、212在与显示器的平面平行的平面中由于与表面特征216相关联的突起而将是非平面并且不连续的。同上,这例如由虚线图示,其图示了与设置在电极206、208上方的212的表面共平面的平面P。如所示,层212跨越整个限制阱是非平面的,并且反而与下方的形貌充分相符,以使得层212由于间隙区域S和突起216而具有总体非平面的顶表面。换言之,在层210、212的沉积之前,层210、212之一或两者将跨越限制阱上升和下降以与现有形貌充分相符。
虽然表面特征216在图4中图示为具有大于电极的厚度,但是表面特征216可以替换地具有小于或等于电极的厚度。并且,虽然表面特征216在图4中图示为设置在基板202上,但是表面特征216也可以被设置在电极206、208之一或两者上方。表面特征216对于阵列中的每个限制阱可以不同并且并非所有限制阱必须包括表面特征。表面特征216还可以用作像素限定层,其中表面特征216的不透明性质可以用于限定子像素的部分或总体像素布置。
现参照图5A和5B,图示了根据本公开的显示器限制阱的另一示例性实施例的局部横截面视图。图5A和5B的布置类似于以上参照图3A和3B描述的布置,其中相似数字用于表示相似元件,除了使用与100系列相对的300系列以外。然而,如图5A和5B所示,OLED显示器300还包括限定层314。限定层314可以沉积在基板302上,其中限制结构304可以被设置在限定层314上方。另外,限定层314可以被设置在电极306、308的非有源部分上方。限定层314可以是用于限定OLED显示器300的部分的具有电绝缘性质的任何物理结构。在实施例中,限定层314可以是像素限定层,其可以是用于在像素阵列内描绘像素的任何物理结构。限定层314还可以描绘子像素。
如图示的,在示例性实施例中,限定层314可以延伸超过限制结构304以在电极306、308的一部分上方。限定层314可以由电阻材料制成,以使得限定层314防止电流流动并且因此可以通过基本上防止经由子像素边缘的光发射而减少不想要的视觉伪影。限定层314还可以被提供为具有用于减轻或防止OLED膜涂覆在限定层的边缘上方的地方的非均匀性的形成的结构和化学作用。以这一方式,限定层314可以有助于遮蔽表面特征周围形成的膜的非均匀性,其否则将被包括在像素区的有源区域中并且随后对像素的非均匀性做出贡献;这样的非均匀性可能发生在例如OLED膜接触限制阱的地方的每个子像素的外边缘处,或者在OLED膜接触基板表面的地方的每个子像素的内边缘处。
空穴传导层310和有机发光层312均可以沉积在由限制结构304限定的区域内并且在像素限定层上方以便在限制阱320内形成连续层。如以上关于图3A和3B描述的,层310、312可以与限制阱的总体形貌充分相符,并且因此可以具有非平面的表面和/或在显示器的平面中是不连续的,如例如由图5A中的平面P所示的。如以上参照图3A的示例性实施例所解释的,空穴传导层310和有机发光层312的厚度可以基本上是均匀的,如上所述。
在示例性实施例中,如图5A所示,每个限制阱可以包括多个有源子像素区域,包括由间隙S分离的W1、W2,并且被包含在具有宽度CW的限制阱内,其中W1、W2和CW主要与像素节距有关,如以上参照图3A论述的。类似地,间隙S的尺寸与制备和处理技术,以及布局有关,其中在示例性实施例中,S可以从1μm到大于10μm变动,其中3μm是S的示例性尺寸。限制结构304的高度H可以是如以上参照图3A描述的。参照图5B,如上所述,BW是邻近阱之间的限制结构304的宽度,并且可以如参照图3B所述的那样选择。
与限定层的厚度相关联的尺寸T可以是基于制备技术和处理条件,以及所使用的限定层材料的类型而可变的。在各种示例性实施例中,与限定层的厚度相关联的尺寸T可以从25nm到2.5μm变动,但从100nm到500nm可以被认为是最典型的范围。如期望的,可以选择与限定层的超过限制阱内的限制结构104的边缘的延伸相关联的在图5A中标记为B1、B2以及在图5B中标记为B1、B1’的尺寸。然而,通过减少可用的有源像素电极面积的量,较大的尺寸可以对填充因子的减小做出贡献。因此,可期望的是,选择将服务期望功能的最小尺寸,这通常从有源电极区中排除了边缘不均匀性。在各种示例性实施例中,这一尺寸可以从1μm到20μm变动,并且可以例如从2μm到5μm变动。
现参照图6,图示了显示器400的限制阱420的示例性实施例的横截面视图。图6的布置类似于以上参照图5A和5B描述的布置,其中相似数字用于表示相似元件,除了使用与300系列相对的400系列以外。然而,如所示,OLED显示器400还包括设置在电极406、408之间的间隙S中的附加限定层416。如图6所示,限定层416可以是表面特征,其具有与图4的表面特征的略微不同的结构,不同之处在于,附加的限定层416的一部分延伸通过基板402上的间隙S并且在邻近间隙的电极406、408的部分上方。附加的限定层416可以具有任何形貌,其中图6中图示的形貌仅是示例性的。如图6中所示,凹口417可以存在于附加的限定层416的与基板102背对的表面中。凹口417可以使用各种方法来形成。例如,凹口417可以由制造工艺产生,使得在附加的限定层416的沉积期间,层416可以通常与限制阱内存在的任何形貌,诸如电极406、408充分相符,其中凹口407通过电极406、408上方的基本上均匀的厚度与具有与电极406、407的顶表面不相关联的表面的基本上非均匀的厚度之间的不同厚度而形成。可替换地,例如在使用非共形沉积方法来沉积附加的限定层416以使得下方的表面形貌被平滑的情况下,凹口407可以被省略并且附加的限定层416的顶表面可以具有基本上平面的形貌。
在任一配置中,空穴传导层410和/或有机发光层412可以被沉积(如先前例如参照图3A和3B论述的),以使得层410、412与附加的限定层416的形貌充分相符,并且具有基本上均匀的厚度,如以上已经描述的。
附加的限定层416的顶表面(即,背对基板的表面)与基板402之间的距离可以大于或小于电极406、408的顶表面与基板402之间的距离。可替换地,附加的限定层416的顶表面与基板402之间的距离可以基本上等于电极406、408的顶表面与基板402之间的距离。换言之,附加的限定层416的厚度可以是使得其从位于基板的顶表面与围绕的限制结构404的顶表面之间而变动,或者使得其基本上位于与限制结构404的顶表面相同的平面中。可替换地,附加的限定层416可以是基本上与电极406、408相同的高度,使得附加的限定层416未与电极406、408的一部分重叠,而相反地填充两者之间的间隙S。
空穴传导层410和有机发光层412可以被设置在限定层414的延伸超过限制结构404并且进入阱420中的部分上方,并且层410、412可以在由限制结构404限定的限制阱420内的附加限定层416上方延伸。附加限定层416可以由电阻材料制成,使得附加限定层416可以防止电流流动并且因此可以通过防止通过子像素的边缘的光发射而减少不期望的视觉伪影。限定层414和附加限定层416可以由相同或不同材料制成。
在示例性实施例中,如图6所示,每个限制阱可以包括多个有源子像素区域,包括由间隙S分离的W1和W2并且被包含在具有宽度CW的限制阱内,其中W1、W2、CW和S主要与像素节距有关,如上所述。同上,3μm可以是S的最小尺寸,但本领域普通技术人员将理解,从小至1μm到甚至大于10μm的尺寸都是可能的。例如,限制结构404的高度H可以被选择并且具有如以上参照图3A和3B描述的范围。
与限定层的厚度相关联的尺寸T1和与附加限定层的厚度相关联的尺寸T2可以是基于准备技术、处理条件和所使用的限定层材料的类型而可变的。因此,与限定层的厚度相关联的尺寸T1以及与附加限定层的厚度相关联的尺寸T2可以从50nm到2.5μm变动,例如从100nm到500nm。可以如期望的选择与在限制阱的边缘内部的限定层的延伸相关联的尺寸SB1、SB2和B2。然而,通过减少可用的有源像素电极面积的量,较大的尺寸将对填充因子的减小做出贡献。因此,可期望的是,选择将服务期望的功能的最小尺寸,其通常从有源电极区中排除边缘非均匀性。在各种示例性实施例中,这一尺寸可以从1μm到20μm变动,并且可以例如从2μm到5μm变动。
如本领域普通技术人员基于本公开将理解的,所公开的限定层配置中的任一个可以以不同方式的任何组合来使用,以实现期望的像素限定配置。例如,限定层414和/或附加限定层416可以被配置为限定任何像素和/或者子像素区域,或者任何局部像素和/或子像素区域,其中限定层414可以与沉积在任何限定结构404下的限定层相关联,并且附加限定层416可以与沉积在电极之间的限制阱内,诸如在限制阱420中的任何限定层相关联。普通技术人员将认识到,本公开内示出的横截面仅仅是说明性横截面并且因此本公开不限于所示的特定横截面。例如,虽然图3A和3B是分别沿着线3A-3A和3B-3B图示的,但是沿着不同线,例如包括与3A-3A和3B-3B正交方向上提取的不同横截面视图也可以反映不同的限定层配置。在示例性实施例中,限定层可以组合使用以描画出像素轮廓,诸如图2中图示的像素150、151、152。可替换地,限定层可以配置为限定子像素,以使得限定层完全或者部分围绕限制阱内的子像素电极。
现参照图7,图示了又另一示例性实施例的横截面视图。OLED显示器500可以包括表面特征516和限定层514。图7的布置类似于以上参照图4描述的布置,其中相似数字用于表示相似元件,除了使用与200系列相对的500系列以外。然而,如图7所示,OLED显示器500还包括设置在限制结构504下的限定层514。限定层514可以是用于限定OLED显示器500的部分的任何物理结构。在实施例中,限定层514可以是可以是用于描绘像素阵列内的像素和/或具有像素的子像素的任何物理结构的限定层。如图示,在示例性实施例中,限定层514可以延伸超过限制结构504并且在电极506、508的一部分上方。限定层514可以由电阻材料制成,以使得限定层514防止电流流动并且因此可以通过防止通过子像素边缘的光发射而减少不想要的视觉伪影。以这一方式,限定层514可以有助于遮蔽可能由于边缘干燥效应而发生的在每个子像素的边缘处形成的膜层不均匀性。空穴传导层510和有机发光层512可以被沉积(如先前例如参照图3A和3B论述的),以使得层510、512与下方的表面特征形貌充分相符,并且具有基本上均匀的厚度,如以上已经描述的。
本领域普通技术人员将理解,各种布置和结构,例如表面特征、限定层等仅仅是示例性的,并且各种其他组合和布置可以被预想和落入本公开的范围内。
现参照图8-11,图示了基板的局部横截面视图,其展示了制造OLED显示器600的示例性方法期间的各种示例性步骤。虽然以下将参照显示器600论述制造方法,但是所描述的步骤的任一个和/或全部可以用于制造其他OLED显示器,例如,上述的OLED显示器100、200、300、400和500。如图8所示,电极606、608和表面特征616可以被提供在基板602上方。电极606、608和表面特征616可以使用任何制造方法来形成,诸如喷墨印刷、喷嘴印刷、狭缝涂覆、旋转涂覆、真空热蒸发、溅射(或其他物理气相沉积方法)、化学气相沉积等,并且不以其它方式被包括在沉积技术中的任何附加的图案化可以通过使用网板、光刻(光致抗蚀剂涂覆、曝光、显影和剥离)、湿蚀刻、干蚀刻、剥除等来实现。电极606、608可以与表面特征616同时形成,或者与被首先形成的电极或表面特征顺序地形成。
如图9所示,限定层614和附加限定层618可以随后沉积在表面特征616和电极606、608上方。层614和618可以使用任何制造方法形成,诸如喷墨印刷、喷嘴印刷、狭缝涂覆、旋转涂覆、真空热蒸发、溅射(或其他物理气相沉积方法)、化学气相沉积等,并且不以其它方式被包括在沉积技术中的任何需要的附加的图案化可以通过使用网板、光刻(光致抗蚀剂涂覆、曝光、显影和剥离)、湿蚀刻、干蚀刻、剥除等来实现。限定层614可以与附加限定层618同时形成,或者层614、618可以与被首先形成的层614或618顺序地形成。
限制结构604被提供在限定层614上方。限制结构604可以形成为限定限制结构620,该限制结构620围绕多个子像素电极606、608,同时横跨多个像素。限制结构604可以使用任何制造方法形成,诸如喷墨印刷、喷嘴印刷、狭缝涂覆、旋转涂覆、真空热蒸发、溅射(或其他物理气相沉积方法)、化学气相沉积等,并且不以其它方式被包括在沉积技术中的任何附加的图案化可以通过使用网板、光刻(光致抗蚀剂涂覆、曝光、显影和剥离)、湿蚀刻、干蚀刻、剥除等来实现。在一个示例性技术中,如图10所示,限制结构材料可以以连续层604’沉积在基板602上方并且该层随后可以使用掩模607进行图案化,使得层604’的一部分605可以被去除以暴露子像素电极606、608。限制结构604通过在部分605被去除之后剩余的层604’的材料来形成。可替换地,限制结构604可以通过有源地沉积材料来形成,从而仅仅形成该限制结构,以使得所沉积的限制结构604可以限定边界并且限制阱被形成在所沉积的限制结构604的边界内。
在示例性实施例中,如图10所示,每个限制阱可以包括多个有源子像素区域,包括由间隙S分离的W1和W2。同上,尺寸W1、W2和CW主要与像素节距有关。并且,间隙S的尺寸和与制备技术和处理相关联的限制有关,并且可以从1μm到甚至大于10μm变动,其中3μm是示例性最小尺寸。可以如期望的选择与限定层的在限制阱的边缘内部的延伸相关联的尺寸SB1和SB2。然而,通过减少可用的有源像素电极面积的量,较大的尺寸将对填充因子的减小做出贡献。因此,可期望的是,选择将服务期望功能的最小尺寸,其通常从有源电极区中排除了边缘非均匀性。在各种示例性实施例中,这一尺寸可以从1μm到20μm变动,并且可以例如从2μm到5μm变动。
如图11所示,空穴传导层610随后可以使用喷墨印刷沉积在限制阱620内。例如,喷墨喷嘴650可以在限制阱620内限定的目标区内引导空穴传导材料的(多个)液滴651。空穴传导层610还可以包括两个分立层,例如空穴注入层和空穴传输层,并且如在此描述的,这些层可以通过喷墨方法顺序地沉积。另外,有机发光层612可以使用喷墨印刷沉积在空穴传导层610上方的限制阱620内。喷墨喷嘴650可以在空穴传导层610上方的目标区内引导有机发光材料的(多个)液滴651。本领域普通技术人员将理解,虽然参照图11论述了单个喷嘴,但是也可以实现多个喷嘴以在多个限制阱内提供包含空穴传导材料或有机发光材料的液滴。如本领域普通技术人员熟悉的,在一些实施例中,可以从多个喷墨喷嘴头同时沉积相同或不同颜色的有机发光材料。另外,可以使用本领域普通技术人员已知的技术来执行对目标基板表面的液滴喷射和放置。
在示例性实施例中,单个有机发光层612可以沉积在限制阱620内,诸如红色、绿色或蓝色层。在替换的示例性实施例中,多个有机发光层可以沉积在限制阱620内,一个在另一个上方。这样的布置可以在例如发光层具有不同光发射波长范围时工作,以使得在一个发光层被激活以发射光时,另一发光层不发射光或者与第一有机发光层的光发射干涉。例如,红色有机发光层或绿色有机发光层可以沉积在限制阱620内并且随后蓝色有机发光层可以沉积在红色或绿色有机发光层上方。以这一方式,虽然限制阱可以包括两个不同的发光层,但是仅一个发光层被配置为在限制阱内发射光。
层610和612可以被沉积,以便与限定层614、表面结构616、附加限定层618和电极606、608的形貌充分相符,如以上已经描述的,并且可以具有如上所述的基本上均匀的厚度。
以上参照图3A-11描述的各种方面可以用于根据本公开的各种像素和子像素布局,其中图2仅仅为一个示例性且非限制性的这样的布局。在图12-18中描绘了由本公开设想的各种附加示例性布局。各种示例性布局图示了存在许多方式来实现在此描述的示例性实施例;在许多情况下,任何特定布局的选择受到各种因素驱动,诸如例如电气电路的基本布局、期望的像素形状(在所图示的实施例中描绘为矩形和六边形形状,但也可以是其他形状,诸如人字形、圆形、六边形、三角形等),以及与显示器的视觉外观有关的因素(诸如,对于不同配置和对于诸如文本、图形或移动视频的不同类型的显示内容可以观察到的视觉伪影)。本领域普通技术人员将理解,大量其他布局落入本公开的范围内并且可以通过修改且基于在此描述的原理而被获得。此外,本领域普通技术人员将理解,虽然为了简化,在以下图12-18的描述中仅描述了限定限制阱的限制结构,但是以上参照图3A-11描述的特征中的任何特征,包括表面特征、电路、像素限定层和其他层可以与在此的像素布局中的任何布局组合使用。
图12描绘用于OLED显示器700的像素和子像素布局的示例性实施例的局部平面图,并且其类似于图2的布局,其中该布局的进一步方面将在以下描述。限制结构704,例如如上所论述的堤状物结构可以被提供在基板上,从而以阵列配置限定多个限制阱720、730、740。每个限制阱720、730、740可以包括OLED材料的基本上连续的层(由阴影区域指示),以使得有机层延伸通过限制阱720、730、740至围绕限制阱的限制结构704,例如每个阱720、730、740中的OLED材料层的边缘可以接触限制结构704。OLED层可以包括例如空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料、空穴阻挡材料以及为不同光发射波长范围的发射作准备的有机发光材料中的一个或多个。例如,限制阱720可以包括与红色波长范围内的光发射相关联的有机发光层并且由R指示,限制阱730可以包括由G指示的与绿色波长范围内的光发射相关联的有机发光层,以及限制阱740可以包括由B指示的与蓝色波长范围内的光发射相关联的有机发光层。阱720、730、740可以具有包括相对于彼此的各种布置和配置(例如布局)。例如,如图12所示,分别包含红色有机发光层R和绿色有机发光层G的限制阱720和限制阱730以交替布置被设置在行R1、R3中。与行R1和R3交替的是包含蓝色有机发光层B的限制阱740的行R2、R4。限制阱720、730也可以替换地布置在行R1、R3内。
多个电极706、707、708、709;736、737、738、739;以及742、744可以分别被设置在每个限制阱720、730、740中,其中每个电极可以和与诸如红色、绿色或蓝色光发射的特定光发射颜色相关联的子像素相关联。在图12中由虚线标识的像素750、751、752、753可以被限定为包括一个具有红色光发射的子像素、一个具有绿色光发射的子像素以及一个具有蓝色光发射的子像素。例如,每个限制阱720、730、740可以分别包括多个电极706、707、708、709;736、737、738、739;以及742、744,其被配置为使得它们相关联的电极有源区域对应于图12中示出的电极外形,其彼此间隔开。限制阱720、730、740可以在该限制阱内具有不同数目和/或布置的电极。可替换地,附加的布置是可能的,诸如具有不同于红色、绿色和蓝色的包括包含多于三个子像素颜色的颜色组合的其他颜色组的布置。其他布置也是可能的,其中多于一个的单个颜色的子像素与特定像素相关联,例如,每个像素可以具有与其相关联的一个红色、一个绿色以及两个蓝色子像素,或者特定颜色的多个子像素的其他组合以及多个颜色的其他组合。并且,如果多个不同发光材料层位于彼此上方,设想的是,不同颜色的子像素可彼此重叠。如图12所示,子像素电极可以与限定限制阱的结构间隔开。在替换实施例中,子像素电极可以被沉积为使得它们直接邻近于限制阱结构,以使得电极与限制结构之间没有间隙。另外,限制阱结构可以被设置在子像素电极的一部分上方。
另外,邻近限制阱可以具有不同的子像素布置。例如,如图12所示,限制阱720和730包括2×2有源电极区域布置,并且限制阱740包括1×2有源电极区域布置,其中2×2布置中的有源电极区域是具有相同大小的正方形而在1×2布置中的有源电极区域是具有相同大小的矩形。如上所注意的,在不同限制阱内的电极可以具有不同的有源区域的表面面积。
在一个示例性布置中,与用于对蓝色波长范围B内的光发射的子像素寻址的电极相关联的有源区域可以具有比与用于对红色和/或绿色波长范围R、G内的光发射寻址的电极相关联的有源区域大的表面面积。可以期望的是,与具有蓝色波长范围B中的光发射的子像素相关联的电极的有源区域具有比和与红色或绿色光发射相关联的子像素电极相关联的有源区域大的表面面积,因为在相同面积亮度水平下操作时,与蓝色光发射相关联的子像素常常具有基本上比与红色或绿色光发射相关联的子像素短的寿命。增加与蓝色光发射相关联的子像素的相对有源面积使得能够以相对较低的面积亮度水平操作,同时仍然保持相同的总体显示亮度,从而增加了与蓝色光发射相关联的子像素的寿命和显示器的总体寿命。应注意,与红色和绿色光发射相关联的子像素可以相对于与蓝色光发射相关联的子像素对应地减小。这可以导致与红色和绿色光发射相关联的子像素相对于与蓝色光发射相关联的子像素以较高亮度水平驱动,这可以减小红色和绿色OLED器件的寿命。然而,与红色和绿色光发射相关联的子像素的寿命可以显著长于与蓝色子像素相关联的子像素的寿命,使得与蓝色光发射相关联的子像素相对于总体显示器寿命保持有限的子像素。虽然限制阱740内的电极的有源区域被图示为在具有在图12中水平地延伸的它们的伸长方向的情况下被布置,但是电极也可以替换地被布置为使得它们的伸长方向在图12中垂直地延伸。
邻近限制阱之间的间隔遍及像素布局可以是相等的或者可以变化。例如,参照图12,限制阱720、730之间的间隔b’可以大于或等于限制阱720或730和740之间的间隔f’。换言之,在图12的取向上,在一行中的邻近限制阱之间的水平间隔可以不同于在邻近行中的邻近限制阱之间的垂直间隔。并且,行R1、R3中的水平间隔b’可以等于或不同于R2、R4中的水平间隔a’。
不同的限制阱720、730、740中的每一个内的电极的有源区域之间的间距(间隙)也可以相同或不同并且可以根据间距的方向(例如,水平或垂直)而变化。在一个示例性实施例中,限制阱720、730内的电极的有源区域之间的间隙d和e可以相同并且可以不同于限制阱740内的电极的有源区域之间的间隙。并且,在各种示例性实施例中,限制阱内的邻近有源电极区域之间的间隙小于相邻限制阱中在相同或不同行中的邻近有源电极区域之间的间隙。例如,在图12中,c、d和e可以均小于a、b或f。
在图12中,示出每个限制阱例如720的内边缘与该限制阱内相关联的有源电极区域中的每一个,例如706、707、708、709的外边缘之间的间隙。然而,如图12中所示,根据各种示例性实施例,这样的间隙可以不存在并且有源电极区域中的每一个的外边缘可以与限制阱的内边缘相同。这一配置可以例如使用如图3A中图示的结构的结构来实现(其中在图12中示出其中存在这样的间隙的配置),可以例如使用如图5A中图示的结构的结构来实现。然而,其他结构也可以使得能够实现图2和12中图示的相同配置。
像素750、751、752、753可以基于限制阱布置和对应的子像素布局来限定。像素750、751、752、753的总体间距或节距可以基于显示器的分辨率。例如,显示器分辨率越高,节距越小。另外,邻近像素可以具有不同的子像素布置。例如,如图12所示,像素750包括在左上部分中的红色子像素R、在右上部分中的绿色子像素G以及横跨像素的底部部分的大部分的蓝色子像素B。像素751的子像素布局类似于像素750的子像素布局,除了绿色子像素G和红色子像素R的相对位置以绿色子像素G在左上部分而红色子像素在右上部分进行切换以外。分别邻近像素751、750且在它们下方的像素752和753分别是像素751和750的镜像。因此,像素752包括在顶部部分中的蓝色子像素B、在左下部分中的绿色子像素G以及在右下部分中的红色子像素R。并且,像素753包括在顶部部分中的蓝色子像素、在左下部分中的绿色子像素以及在右下部分中的红色子像素。
在对于根据图12并且具有326每英寸像素(ppi)的高分辨率显示器的示例性实施例中,包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的像素可以具有大约78μm×78μm的总体尺寸,对应于需要实现326ppi的显示器的总体节距。对于这一实施例,假定反映了如前所论述的现有技术的限制区域之间的最小间距a’=b’=f’=12μm,还假定反映了其中利用在限制阱边缘内部延伸3μm的限定层的情况的a=b=f=12μm+6μm=18μm,以及最后假定c=d=e=3μm作为限制阱内的电极有源区域之间的典型间隙,与红色和绿色子像素中的每一个相关联的面积可以是28.5μm×28.5μm,而与蓝色子像素相关联的面积可以是60μm×27μm。如上所述,蓝色子像素的表面面积可以大于红色和绿色子像素中的每一个以增加总体显示器寿命。这样的布局可以具有与具有66μm×66μm的尺寸的2×2红色和绿色子像素的组相关联的限制阱,以及与具有66μm×66μm的尺寸的1×2蓝色子像素的组相关联的限制阱。这样的尺寸为利用常规喷墨印刷头和印刷系统直接装载有源OLED材料作准备,同时还为具有大于50%,诸如53%的高填充因子的高分辨率显示器作准备。这样的尺寸还为在具有限定层的结构中的这样的特征作准备,所述限定层通过阻档电流流动通过与限制阱壁直接邻近的膜区域,可以为有源电极区域内的增强的膜均匀性作准备。
在对于具有440每英寸像素(ppi)的高分辨率显示器的对应示例性实施例中,包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的像素可以具有大约58μm×58μm的总体尺寸,其中假定了如在上一个示例中的尺寸a、b、c、d、e、f、a’、b’和f’的相同值,与红色和绿色子像素中的每一个相关联的面积可以是18.5μm×18.5μm,且与蓝色子像素相关联的面积可以是40μm×17μm。如上所述,蓝色子像素的表面面积可以大于红色和绿色子像素中的每一个以增加总体显示器寿命。这样的布局可以具有与具有46μm×46μm的尺寸的2×2红色和绿色子像素的组相关联的限制阱,以及与具有46μm×46μm的尺寸的1×2蓝色子像素的组相关联的限制阱。这样的尺寸为利用常规喷墨印刷头和印刷系统相对直接装载有源OLED材料作准备,同时还为具有40%的高填充因子的高分辨率显示器作准备。
在以上示例性实施例的每一个中,对于尺寸a、b、c、d、e、f、a’、b’、f’可以实现各种值。然而,本领域普通技术人员将认识到,这些尺寸变化。例如,如先前论述的,对于大ppi,限制阱之间的间距(a’、b’、f’)可以从小至1μm到大至数百微米变化。如上所论述,限制阱内的有源电极区域之间的间隙(c、d、e)可以从小至1μm到大至数十微米变化。如上所论述,有源电极区域与限制阱的边缘之间的间隙(有效地,分别为a’与a、b’与b’以及f’与f之间的差异的一半)也可以从小至1μm到大至10μm变化。此外,由于这些尺寸被改变,它们连同(确定显示器的总体节距)的ppi施加了约束,其限制了针对阱尺寸和包含于其中的有源电极区域的所允许的值的范围。在以上示例性实施例中,为了简化,相同尺寸的正方形限制阱用于所有三个颜色。然而,限制阱不必是正方形的,并且不必全部是相同大小。另外,图12中提供的尺寸指示各种公共尺寸,例如,红色限制阱和绿色限制阱内的有源电极区域之间的间隙,但是在一些示例性实施例中,这些间隙不是共同尺寸,而是彼此不同。
图13描绘了OLED显示器800的另一示例性像素/子像素布局的局部平面图。与先前论述的示例性实施例所共有的特征不被描述。为了简化,将论述区别。
显示器800可以具有的与限制阱内的子像素电极相关联的有源区域之间的间隔大于例如如图12中图示的显示器700的子像素电极。与各自限制阱820、830、840内的电极806、807、808、809;836、837、838、839;以及842、844相关联的邻近有源区域之间的间距可以大于邻近限制阱中的邻近有源电极区域之间的间隔。例如,与电极836相关联的有源区域可以彼此间隔开预先确定的距离g,并且对于与电极838相关联的有源区域是类似的。在相邻限制阱820、830中的邻近有源电极区域之间的间隔k可以小于与电极836、838相关联的有源区域之间的间隔g,并且与电极842(并且类似的,对于电极844)相关联的有源区域之间的间隔m可以大于在相邻限制阱840和限制阱820、830中的邻近有源电极区域之间的间隔n。这样的间距可以为在限制阱内设置的并且与相同光发射颜色相关联的子像素电极之间更大的间距作准备,同时为与单个限定的像素相关联的子像素电极的更接近的布置作准备。这一间距可以减少不期望的视觉伪影,使得显示器表现为紧密布置的RGB三个一组的阵列,而不是紧密布置的RRRR四个一组、GGGG四个一组和BB对的阵列。
图14中描绘了根据本公开的显示器的另一示例性像素/子像素布局。限制结构904可以被提供在基板上,从而以阵列配置限定多个限制阱920、930、940。每个限制阱920、930、940可以包括基本上连续的OLED材料层(由阴影区域指示),以使得有机层的边缘延伸通过限制阱920、930、940至围绕限制阱的限制结构904,例如,每个阱920、930、940中的OLED材料层的边缘可以接触限制结构904。有源OLED层可以包括但不限于例如空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料、空穴阻挡材料以及为不同光发射波长范围的发射作准备有机发光材料中的一个或多个。例如,限制阱920可以包括与红色波长范围R内的光发射相关联的有机发光层,限制阱930可以包括与绿色波长范围G内光发射相关联的有机发光层,以及限制阱940可以包括与蓝色波长范围B内的光发射相关联的有机发光层。有机发光层可以以任何布置和/或配置设置在阱内。例如,设置在限制阱920、930、940中的有机发光层布置为在每行内具有交替的布置。邻近的行可以具有相同的布置或不同布置。另外,虽然限制阱920、930、940的邻近行被图示为具有均匀的对准,但是限制阱920、930、940的邻近行可以替换地具有非均匀的对准,诸如偏移布置。并且,限制阱920和930可以以替换模式反转。
每个阱920、930、940的配置可以具有矩形形状,以使得每个阱在垂直方向上伸长。阱920、930、940可以具有在伸长的垂直方向上的大约相同的宽度。另外,阱920、930、940可以具有大约相同的宽度。然而,与蓝色有机发光层相关联的整个阱940可以与单个子像素以及由此的像素相关,同时与红色和绿色有机发光层相关联的阱920、930可以与多个子像素以及由此的多个像素相关。例如,限制阱920、930可以包括多个电极,使得每个电极与不同像素的不同子像素相关联。如图14所示,阱920包括两个电极926、928并且与两个不同像素950、951相关联。
不同数目的电极926、928、936、938、946可以被设置在不同限制阱内。例如,一些限制阱920、930可以包括多个电极926、928;以及936、938,以便选择性寻址设置在相同限制阱中的电极,但是对于不同像素中的不同子像素产生光发射,同时其他限制阱940仅包括一个电极946以寻址设置在与一个像素相关联的一个限制阱中的电极。可替换地,设置在限制阱940中的电极的数目可以是设置在其他限制阱920、930中的电极的数目的一半。另外,不同限制阱内的电极可以具有不同的表面面积。例如,与蓝色波长范围内的光发射相关联的电极可以具有比与红色和/或绿光波长范围内的光发射相关联的电极大的表面面积,以改进显示器900的寿命并且减少功率消耗。
像素950、951可以基于限制阱布置和对应的子像素布局来限定。像素950、951的总体间距或节距可以基于显示器的分辨率。例如,显示器分辨率越高,节距越小。另外,邻近像素可以具有不同像素布置。例如,如图14所示,像素950可以包括在左侧上的绿色子像素G、在中间的蓝色子像素B以及在右侧上的红色子像素R。像素951可以包括在左侧上的红色子像素R、在中间的蓝色子像素B和在右侧上的绿色子像素G。
图15描绘了OLED显示器1000的像素和子像素布局的示例性实施例的局部平面图。与以上论述的实施例所共有的特征不被描述(虽然图15中可以找到具有1000系列的类似标记)。为了简化,将论述区别。限制结构1004可以配置为限定多个阱1020、1030、1040。阱1020、1030、1040可以被布置为使得阱1020、1030、1040以均匀行对准,其中与红色光发射和绿色光发射相关联的阱(例如,1020、1030)在单个行内交替,并且与蓝色光发射相关联的阱(例如,1040)在单个行内。另外,阱1020、1030、1040可以被配置为使得阱1020、1030、1040在均匀列内对准,以使得阱1020、1040的列与阱1030、1040的列交替。限制阱1020和1030可以替换地被布置为使得限制阱1030开始交替模式。
每个限制阱1020、1030、1040可以是大约相同大小。然而,与每个阱1020、1030、1040相关联的电极的数目可以不同。例如,如图15所示,与红色光发射相关联的阱1020可以包括电极1026、1027、1028、1029,与绿色光发射相关联的阱1030可以包括电极1036、1037、1038、1039,以及与蓝色光发射相关联的阱1040可以包括电极1046、1048。虽然限制阱1040内的电极被图示为水平地间隔布置,但是电极也可以被替换地布置,以便是垂直地间隔的。
虽然电极1026、1027、1028、1029、1036、1037、1038、1039在图15中图示为具有正方形形状而电极1046、1048被图示为具有矩形形状,但是具有任何形状的电极被设想为在本公开的范围内,诸如例如圆形、人字形、六边形、非对称的、不规则曲率等。在单个限制阱内可以实现多个不同形状的电极。另外,不同的限制阱可以具有不同形状的电极。电极的大小和形状可以影响电极之间的距离并且因此影响显示器的总体布局。例如,当形状是互补的时,电极可以间隔为更接近在一起,同时仍然保持邻近电极之间的电隔离。另外,电极的形状和间距可以影响所创建的视觉伪影的程度。电极形状可以被选择为减少不期望的视觉伪影并且增强图像融合以产生连续图像。
以虚线示出的像素1050、1051可以基于基于限制阱布置和对应的子像素布局来限定。像素1050、1051的总体间距或节距可以基于显示器的分辨率。例如,显示器分辨率越高,节距越小。另外,像素可以被限定为具有非对称形状。例如,如图15所示,像素1050、1051可以具有“L”形状。
图16描绘OLED显示器1100的像素和子像素布局的示例性实施例的局部平面图。与以上论述的示例性实施例所共有的特征将不被描述(虽然图16中可以找到具有1100系列的类似标记)。限制结构1104可以配置为以多个列C1、C2、C3、C4限定多个限制阱1120、1130、1140。列C1、C2、C3、C4可以被布置为产生交错布置。例如,在列C1和C3中的限制阱可以与列C2和C4偏移,从而产生交错的行布置,同时保持均匀的列布置。像素1150、1151可以基于限制阱布置的节距来限定。限制阱布置的节距可以基于显示器的分辨率。例如,节距越小,显示器分辨率越高。另外,像素可以被限定为具有非对称形状。例如,如图16中由虚线图示的,像素1150、1151可以具有非均匀的形状。
图17描绘OLED显示器1200的像素和子像素布局的示例性实施例的局部平面图。与以上论述的实施例所共有的特征不被描述(虽然图17中可以找到具有1200系列的类似标记)。如图17所示,限制结构1204可以配置为限定多个限制阱1220、1230、1240。每个限制阱1220、1230、1240可以具有不同面积。例如,与红色光发射R相关联的阱1220可以具有比与绿色光发射G相关联的阱1230大的面积。另外,限制阱1220、1230、1240可以与不同数目的像素相关联。例如,限制阱1220可以与像素1251、1252、1254、1256相关联,并且限制阱1230、1240可以与像素1251、1252相关联。阱1220、1230、1240可以以均匀行R1、R2、R3、R4、R5配置。行R2、R3和R5可以与蓝色光发射阱1240相关联,并且行R1和R4可以与交替的红色光发射阱1220和绿色光发射阱1230相关联。限制结构1204可以具有多个尺寸D1、D2、D3、D4。例如,D1可以大于D2、D3或者D4,D2可以小于D1、D3或者D4,并且D3可以大约等于D4。
图18描绘OLED显示器1300的像素和子像素布局的示例性实施例的局部平面图。与以上论述的实施例例如图17所共有的特征不被描述(虽然在图18中可以找到具有1300系列的类似标记)。限制结构1304可以配置为限定多个限制阱1320、1330、1340。阱1320、1330、1340可以被布置为使得与红色光发射和绿色光发射相关联的阱1320、1330可以在具有与蓝色光发射相关联的阱1340的行内交替。
虽然以上描述了各种像素和子像素,但是示例性实施例不以任何方式限制横跨如描述的多个像素的限制阱的形状、布置和/或配置。相反,与本公开相关联的限制阱结合喷墨印刷制造方法一起虑及将被选择的灵活的像素布局布置。
各种像素布局被设想,其可以使得能够实现使用喷墨印刷的高分辨率OLED显示器。例如,如图19所示,限制阱1404可以创建六边形图案,使得像素1450可以包括与红色发射R相关联的限制阱1420、与绿色发射G相关联的限制阱1430以及与蓝色发射B相关联的限制阱1440。由于限制阱的节距、形状,以及将限制阱压缩为更接近在一起的能力,可以使用喷墨印刷创建具有高分辨率的OLED显示器。
利用根据本公开的示例性实施例的各种方面,一些示例性尺寸和参数在获得具有增加的填充因子的高分辨率OLED显示器中可以是有用的。根据与具有326ppi的分辨率的OLED显示器相关联的本公开的示例性实施例,表1-3包括常规的尺寸和参数,以及预知的非限制性示例, 其中表1描述与红色光发射相关联的子像素,表2描述与绿色光发射相关联的子像素以及表3描述与蓝色光发射相关联的子像素。根据与具有440ppi的分辨率的显示器相关联的本公开的示例性实施例,表4-6包括常规的尺寸和参数,以及预知的非限制性示例, 其中表4描述与红色光发射相关联的子像素,表5描述与绿色光发射相关联的子像素以及表6描述与蓝色发射相关联的子像素。
表1
对于具有326 ppi分辨率的显示器中与红色发射相关联的子像素 子像素的长度(µm) 子像素的宽度(µm) 限制阱的面积(µm<sup>2</sup>)
常规子像素 65.9 10.5 690.7
如图3A, 3B所示的与限制结构相关联的子像素 31.5 31.5 989.5
具有像素限定层的常规子像素 59.9 9.0 537.9
如图5A, 5B所示的与具有限定层的限制结构相关联的子像素 28.5 28.5 809.8
表2
对于具有326 ppi分辨率的显示器中与绿色发射相关联的子像素 子像素的长度(µm) 子像素的宽度(µm) 限制阱的面积(µm<sup>2</sup>)
常规子像素 65.9 10.5 690.7
如图3A, 3B所示的与限制结构相关联的子像素 31.5 31.5 989.5
具有像素限定层的常规子像素 59.9 9.0 537.9
如图5A, 5B所示的与具有限定层的限制结构相关联的子像素 28.5 28.5 809.8
表3
对于具有326 ppi分辨率的显示器的与蓝色发射相关联的子像素 子像素的长度(µm) 子像素的宽度(µm) 限制阱的面积(µm<sup>2</sup>)
常规子像素 65.9 21.0 1381.4
如图3A, 3B所示的与限制结构相关联的子像素 30.0 65.9 1979.1
具有像素限定层的常规子像素 59.9 18.0 1075.9
如图5A, 5B所示的与具有限定层的限制结构相关联的子像素 27.0 59.9 1619.6
表4
对于具有440 ppi分辨率的显示器的与红色发射相关联的子像素 子像素的长度(µm) 子像素的宽度(µm) 限制阱的面积(µm<sup>2</sup>)
常规子像素 45.7 5.4 248.4
如图3A, 3B所示的与限制结构相关联的子像素 21.4 21.4 456.4
具有像素限定层的常规子像素 39.7 3.9 159.2
如图5A, 5B所示的与具有限定层的限制结构相关联的子像素 18.4 18.4 337.2
表5
对于具有440 ppi分辨率的显示器的与绿色发射相关联的子像素 子像素的长度(µm) 子像素的宽度(µm) 限制阱的面积(µm<sup>2</sup>)
常规子像素 45.7 5.4 248.4
如图3A, 3B所示的与限制结构相关联的子像素 21.4 21.4 456.4
具有像素限定层的常规子像素 39.7 3.9 156.2
如图5A, 5B所示的与具有限定层的限制结构相关联的子像素 18.4 18.4 337.2
表6
对于具有440 ppi分辨率的显示器的与蓝色发射相关联的子像素 子像素的长度(µm) 子像素的宽度(µm) 限制阱的面积(µm<sup>2</sup>)
常规子像素 45.7 10.9 496.8
如图3A, 3B所示的与限制结构相关联的子像素 20.0 45.7 912.8
具有像素限定层的常规子像素 39.7 7.9 312.4
如图5A, 5B所示的与具有限定层的限制结构相关联的子像素 17.0 39.7 674.4
表7包括常规的尺寸和参数,以及根据与具有326ppi的分辨率的显示器内的像素相关联的本公开的示例性实施例的预知的非限制性示例,其中该像素包括红色子像素、绿色子像素和绿色子像素。
表7
对于具有326 ppi分辨率的显示器 像素的有源面积 (µm<sup>2</sup>) 像素的总面积 (µm) 填充因子*
常规的限制结构 2762.7 6070.6 46%
如图3A, 3B中所示的限制结构 3958.2 6070.6 65%
具有像素限制层的常规限制结构 2151.8 6070.6 35%
具有如图5A, 5B中所示的限定层的限制结构 3239.2 6070.6 53%
*(有源面积/总面积)取舍为最接近的百分点数。
如以上表7所示,设想的是,根据本公开的各种示例性实施例相对于常规的限制结构可以实现填充因子改进。例如,对于设想图3A和3B中图示的限制结构的显示器的填充因子相对于常规结构可以增加填充因子大约43%,从而实现65%的总体填充因子。在另一实施例中,对于设想如图5A和5B中图示的限制结构的显示器的填充因子相对于常规结构可以改进填充因子大约51%,从而实现53%的总体填充因子。
表8包括常规的尺寸和参数,以及根据与具有440ppi的分辨率的显示器内的像素相关联的本公开的示例性实施例的预知的非限制性示例,其中该像素包括红色子像素、绿色子像素和绿色子像素。
表8
对于具有440 ppi分辨率的显示器 像素的有源面积 (µm<sup>2</sup>) 像素的总面积(µm) 填充因子*
常规的限制结构 993.5 3332.4 30%
如图3A, 3B中图示的限制结构 1825.6 3332.4 55%
具有像素限制层的常规限制结构 624.8 3332.4 19%
具有如图5A, 5B中图示的限定层的限制结构 1348.9 3332.4 40%
*(有源面积/总面积)取舍为最接近的百分点数。
如以上表8所示,设想的是,根据本公开的各种示例性实施例相对于常规的限制结构可以实现填充因子改进。例如,对于设想图3A和3B中图示的限制结构的显示器的填充因子相对于常规结构可以改进填充因子大约84%,从而实现55%的总体填充因子。在另一实施例中,对于设想如图5A和5B中图示的限制结构的显示器的填充因子相对于常规结构可以改进填充因子大约116%,从而实现40%的总体填充因子。
如以上已经论述的,在OLED显示器基于喷墨的制造技术中,各种因素可能影响有机发光层的沉积精度和均匀性。这样的因素包括例如显示器分辨率、液滴大小、目标液滴面积、液滴放置误差、与OLED层材料(例如,有源OLED材料)墨水相关联的流体性质(例如,表面张力、粘度、沸点),以及液滴被沉积的速度,该OLED层材料墨水由OLED层材料以及一个或多个载体流体的组合组成。
在各种示例性实施例中,作为对提供围绕每个像素或子像素的由限制结构(例如,堤状物)限定的多个限制阱的替代,利用不同表面能量的图案化区域(例如,亲液和疏液区域)来限定限制区域可以为简化制造工艺作准备。使用堤状物结构可以包括附加的处理步骤以沉积图案化的堤状物层。另外,当使用堤状物结构时,常常必需使用图案化沉积方法,例如喷墨,以在每个子像素中沉积与所有子像素共有的各种器件层。例如,在各种实施例中,在提供不同的红色、绿色和蓝色EML涂层到对应的颜色子像素中之前,RGB OLED结构可以在红色、绿色和蓝色子像素中的每一个中具有公开的HIL和公共的HTL涂层。当使用堤状物结构时,以图案化方法(patternwise)的方式使用喷墨将这些HIT和HTL涂层沉积在每个阱中。然而,在这样的情况下,可以简化制造工艺以使用均匀的、毯式涂覆技术以将这些HIL和HTL层沉积在所有像素上,并且随后使用用于EML的图案化方法的沉积技术。堤状物结构的存在可以增加沉积均匀的毯式涂覆的难度。如上所论述,在各种结构上方的涂覆,甚至是在包括相对小的一簇像素电极的区域上方的涂覆存在各种挑战。通过消除堤状物来限定限制阱并且替代使用毯式沉积技术来提供HIL和HTL涂层,以及随后在HTL的顶表面上利用化学限制机制来限定亲液和疏液区域,以便限制用于限定子像素颜色层的EML墨水,制造工艺可以被简化。
这样的亲液和疏液区域也可以有助于以类似于堤状物结构的方式来补偿OLED发射墨水液滴放置误差,从而在OLED发光材料的沉积期间许可更大余量的可接受的液滴放置,因为在干燥之前,任何可能部分落在亲液和疏液区域之间的边界上的墨水液滴可以自然地被从疏液区域排斥并且被吸引至亲液区域,这可以使制造工艺更加鲁棒。并且,如以下详细解释的,亲液区域余量可以用于进一步容纳潜在的液滴放置不精确性。如上所论述,在常规印刷技术中使用的高精度喷墨头可以产生范围从大约1皮升(pL)至大约50皮升(pL)的液滴大小,其中大约10pL是用于高精度喷墨印刷应用的相对普通的大小。常规喷墨印刷系统的液滴放置精度是大约±10μm。
在各种示例性实施例中,空穴传导层可以配置为创建亲液区域和疏液区域,以使得发射层限制区域可以对应于亲液区域,而疏液区域用作边界以包含和防止所沉积的材料的迁移。发射层限制区域可以被限定为考虑与沉积有机发光材料和其他有源OLED材料相关联的干燥效应。例如,在子像素的有源区域内的非均匀边缘可能创建不期望的视觉伪影。发射层限制区域可以在它们被限定为使得任何非均匀边缘在子像素的有源区域外部时考虑边缘干燥效应。另外,发射层限制区域可以基于有机发光材料和与每个材料相关联的干燥效应来个别配置。并且,可以不需要附加的材料和制造步骤(例如,限制结构的形成)来提供附加的限制结构以限定与每个子像素相关联的限制阱。在一些情况下,附加限定层,诸如像素限定层可以省略,因为发射层限制区域和有机发光层的随后的沉积对于子像素和像素提供了足够的限定。然而,本领域普通技术人员将理解,像素限定层可以与所公开的使用由不同表面能量的区域限定的限制区域的实施例结合使用。
根据在此描述的各种示例性实施例,可以实现在OLED制造工艺中引入显著灵活性的制造技术。例如,像素布局和子像素布置根据借助于限定亲液区域和疏液区域而在限定这些布局中实现的灵活性可以包括多种形状、布置和配置。一般而言,OLED显示器中的电气电路与有源OLED材料隔离,其中电路在限制阱外部并且个别对子像素电极寻址。然而,根据在此描述的示例性实施例,有源OLED层可以沉积在基板的有源区域内的电气电路上方以改进驱动电子器件的电气性能,以及增加每个像素的填充因子。
虽然在显示器的有源区域内以像素/子像素级别限定限制阱的限制结构可以被取消,但是在经由不同表面能量的表面区域限定限制区域的示例性实施例中,限制结构仍然可以被设置在基板的非有源部分上以形成围绕基板的整个有源区域的单个有源区显示器阱。例如,限制结构可以被设置为围绕与显示器的图像生成部分内的像素相关联的所有电极。通过将限制结构定位在有源像素区域外部,在有源OLED层的与限制结构接触或相邻于限制结构的边缘处引起的非均匀性可以被限制在有源显示区域外部,从而最小化不期望的视觉伪影并且通过防止材料迁移到显示器的非有源区域中而减少制造期间使用的材料。这样的配置也可以减小制造期间的精度要求。例如,将有源有机材料沉积在特定且精确描绘的区上的精度在沉积有源OLED层中不再是关键的。当液滴被沉积以形成空穴传导层,例如空穴注入层和/或空穴传输层时,沉积在单个有源区显示器阱内的所有液滴可以合并以产生具有基本上均匀的厚度的连续层。
并且,在OLED显示器基板的非有源部分中实现单个限制结构以限定有源区显示器阱可以改进制造OLED显示器的容易。例如,喷墨喷嘴可以用于沉积高分辨率显示器中的有源OLED层并且任何液滴体积的变化由于将液滴混合在一起以在限制区域内形成单个连续的空穴传导膜而发生的平均化,将不具有对总体显示器质量沉积的大的影响。例如,空穴传导层,诸如空穴注入层和空穴传输层中的至少一个,可以沉积在基板的有源区域中的有源区显示器阱内的所有电极上方。由于所有液体液滴混合,可以有利于沉积并且增加均匀性,因为液滴体积的任何变化是不显著的并且不影响所得到的层。另外,不存在附加的制造步骤以从显示器的非有源部分去除有源OLED层,从而减少了总体制造工艺。
根据上述示例性实施例,使用由不同表面能量的区域限定的限制区域的实施例也可以合并增加有源区域面积的像素布置。例如,如上面,在具有利用以像素/子像素级别限定限制阱的限制结构的情况下,(由不同表面能量的表面区域限定的)发光层限制区域可以被限定为包括横跨与不同像素相关联的多个子像素的面积,从而使得减少每个像素的非有源部分。例如,发光层限制区域可以被限定在多个个别寻址的子像素电极的上方,其中每个子像素电极可以与不同像素相关联。通过增加所限定的发光层限制区域的面积,填充因子可以被最大化,因为有源面积与总的像素面积之比增加。实现填充因子的这样的增加可以使得能够以较小的大小实现高分辨率并且改进显示器的寿命。
此外,如以上相对于参照图2和12-19描述的各种像素布置所描述的,使用与这样的像素布局布置结合的发光层限制区域的实施例可以延长器件的寿命。例如,子像素电极大小可以基于对应的有机发光层波长发射。例如,与蓝色光发射相关联的子像素电极可以大于与红色或绿色光发射相关联的子像素电极。与OLED器件中的蓝色光发射相关联的有机层相对于与红色或绿色光发射相关联的有机层可以具有缩短的寿命。另外,操作OLED器件以实现较低的亮度水平增加了器件的寿命。通过增加蓝色子像素相对于红色和绿色子像素的发射面积,以及驱动蓝色子像素以实现相对亮度,同时驱动红色和绿色子像素以实现比蓝色子像素更高的亮度,可以用于更好地平衡不同颜色子像素的寿命,同时仍然为显示器的合适的总体颜色平衡作准备。该改进的寿命使得能够通过延长了蓝色像素的寿命而实现显示器的总体寿命的改进。
本领域普通技术人员还将理解,替换的配置对于延长除了蓝色以外的不同子像素颜色的寿命是可能的。例如,红色子像素可以具有比其他子像素大的面积以便延长红色子像素的寿命。可替换地,绿色子像素可以具有比其他子像素大的面积,以便延长绿色子像素的寿命。这样的配置也可以应用于包括限定限制阱的限制结构的OLED显示器以及使用亲液和疏液区域以限定限制区域的OLED显示器。
现参照图22-39,图示了用于制造OLED显示器1900的OLED显示器和示例性步骤。虽然将参照显示器1900论述制造方法,但是在此描述的任何和/或全部步骤可以用于制造其他OLED显示器,例如参照图20和21描述的OLED显示器1500、1600。如图22的平面图以及图23中沿着图22的线23-23描绘的横截面视图中图示的,OLED显示器1900包括基板1902、限制结构1904以及多个电极1906。
基板1902可以包括由包围电极1906(由图22、23中的虚线示出边界)的面积限定的有源区域1908,以及非有源区域1910。基板1902可以是任何刚性或柔性并且通常平面的结构,并且可以包括一个或多个材料的一个或多个层。基板1902可以由例如玻璃、聚合物、金属、陶瓷或其组合制成。
限制结构1904(例如堤状物)可以被设置在基板1902上,以使得限制结构1904限定单个有源区显示器阱W。限制结构1904可以由各种材料形成,诸如例如,诸如可光成像的聚合物或光敏硅电介质的光致抗蚀剂材料。限制结构1904可以包括一个或多个有机成分,它们在处理之后对于OLED墨水的腐蚀作用基本上是惰性的,具有低除气、在有源区显示器阱边缘处具有浅(例如<25度)的侧壁斜率,和/或具有朝向将要沉积在有源区显示器阱内的OLED墨水中的一个或多个的高排斥性,并且可以基于期望的应用来选择。合适的材料的示例包括但不限于PMMA(多-甲基丙烯酸甲酯)、PMGI(多-甲基戊二酰亚胺)、DNQ-.酚醛清漆(Novolacs)(化学重氮萘醌与不同的苯酚甲醛树脂的组合)、SU-8抗蚀剂(一系列广泛使用的由MicroChem公司制造的专属环氧树脂基抗蚀剂)、常规光致抗蚀剂和/或在此列出的前述材料中的任一种的氟化变体、以及有机硅树脂抗蚀剂,它们中的每一种可以进一步彼此组合,或者与一个或多个添加剂组合以进一步调谐限制结构1904的期望特性。
另外,限制结构1904可以通过合适的几何形状和表面化学作用而有助于有源OLED材料的装载和干燥工艺,以在由限制结构1904划界的阱W的区域内形成连续和均匀的层。限制结构1904可以是单个结构,或者可以由形成限制结构1904的多个分开的结构组成。限制结构1904可以具有任何横截面形状。另外,虽然限制结构1904在图22中图示为具有与基板1902垂直的侧边缘,但是限制结构1904可以替换地具有相对于基板1902的表面的成角和/或成圆角的边缘。
限制结构1904可以使用任何制造方法来形成,诸如喷墨印刷、喷嘴印刷、狭缝涂覆、旋转涂覆、真空热蒸发、溅射(或其他物理气相沉积方法)、化学气相沉积等。不以其他方式被包括在沉积技术中的任何附加图案化可以通过使用网板、光刻(光致抗蚀剂涂覆、曝光、显影和剥离)、湿蚀刻、干蚀刻、剥除等来实现。
限定有源区显示器阱W的限制结构1904可以限制沉积在基板1902上的有源OLED材料。例如,限制结构1904可以被设置在基板1902的非有源部分1910上并且围绕有源区域1908。在各种示例性实施例中,如图22-23所示,例如,限制结构1904可以以距离D定位在有源区外部。D可以基于边缘干燥效应来确定并且可以选择为最小化基板1902的有源区域1908内不期望的视觉伪影。例如,限制结构1904可以定位为充分远离任何电极1906以防止任何边缘干燥非均匀性对来自像素的所观察到的光发射做出贡献并且减小在制造工艺期间在阱内沉积有源OLED材料所需的装载精度。同时,还期望最小化显示器区外部的非有源区域的宽度并且在该区内为形成到显示器的外部电连接作准备。最小化非有源区域的宽度为在单个基板片上多个显示器的更紧密的封装作准备,从而增加了制造效率。其还为减小了显示器外部的斜面(bezel)的宽度作准备,这对于以较少的浪费空间制成较小的完成显示器产品是所需的。
在示例性实施例中,D可以从大约10μm变动到大约500μm,例如,D可以是大约50μm。限制结构1904可以具有宽度B,其范围从大约10μm至大约5mm,其中B可以是大约20μm。另外,限制结构1904可以具有高度T,其范围从大约0.3μm到大约10μm,其中高度可以是大约1.5μm。
多个电极1906可以被提供在基板1902上、有源区域1908内,使得当电极1906被选择性驱动时,光可以被发射以创建将要显示给用户的图像。电极1906可以被设置为限定像素阵列,使得每个电极1906与不同子像素相关联,诸如,与红色光发射相关联的子像素、与绿色光发射相关联的子像素、与蓝色光发射相关联的子像素等。可替换地,每个电极1906可以替代地与包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的像素相关联。电极1906可以具有任何形状、布置和/或配置。例如,如图22所示,电极1906可以具有正方形形状。可替换地,电极1906可以具有矩形、圆形、人字形、六边形、非对称、非规则曲率形状或其组合。电极1906可以具有轮廓,使得顶表面基本上是平面的并且与基板的主表面平行,同时电极的侧边缘可以基本上与基板1902的表面垂直,或者可以相对于基板1902的表面成角度和/或成圆角。
电极1906可以是透明的或反射性的,并且可以由诸如金属、混合金属、合金、金属氧化物、混合氧化物或其组合的传导材料形成。例如,在各种示例性实施例中,电极可以由氧化铟锡、镁银或铝制成。
电极1906可以使用任何制造方法来形成,诸如喷墨印刷、喷嘴印刷、狭缝涂覆、旋转涂覆、真空热蒸发、溅射(或其他物理气相沉积方法)、化学气相沉积等。不以其它方式由沉积技术提供的任何所需的附加图案化可以通过使用网板、光刻(光致抗蚀剂涂覆、曝光、显影和剥离)、湿蚀刻、干蚀刻、剥除等来实现。
像素可以基于电极1906的节距来限定。电极的节距可以基于显示器的分辨率。例如,节距越小,显示器分辨率越高。像素可以选择为具有任何类型的布置,诸如对称或非对称的,以减小不期望的视觉伪影并且增强图像融合以产生连续图像。
虽然为了说明的清晰和便利而省略,进一步附加的电气组件、电路和/或导电部件可以被设置在基板1902上。电气组件、电路和/或导电部件可以包括驱动电路,包括但不限于,例如互连、总线、晶体管和本领域普通技术人员熟悉的其它电路。电气组件、电路和/或导电部件可以耦合于每个电极1906,使得每个电极可以独立于其他电极而选择性地寻址。例如,薄膜晶体管(TFT)(未图示)可以在沉积诸如限制结构1904和/或电极1906的其他结构中的任何结构之前和/或之后形成在基板1902上。如以下将论述的,有源OLED层可以沉积在设置于基板1902的有源区域1908中的任何电气组件、电路和/或导电部件上方。
如图24所示,在电极1906和包括例如TFT的其他电路(未示出)已经沉积之后,第一空穴传导材料1911可以沉积在由限制结构1904限定的有源区显示器阱W内。第一空穴传导材料1911可以沉积为有利于空穴注入到有机发光层中的材料的一个或多个层。例如,第一空穴传导材料1911可以沉积为诸如空穴注入材料的单个空穴传导材料的层。可替换地,空穴传导材料1911可以沉积为多个不同传导材料,具有至少一个空穴注入材料,诸如例如聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)。
第一空穴传导材料1911可以使用喷墨印刷来沉积。例如,喷墨喷嘴1914可以将包括空穴传导材料的流体合成物的多个液滴1916引导到有源区显示器阱W内。本领域普通技术人员将理解,虽然在图24中图示单个喷嘴,但可以实现多个喷嘴以同时将空穴传导材料的多个液滴沉积到有源区显示器阱W内。
第一空穴传导材料1911可以与载体流体混合以形成喷墨合成物,其被配制为在有源区显示器阱W内提供可靠且均匀的装载。用于装载第一空穴传导材料1911的液滴可以以高速从喷墨头喷嘴递送至基板。形成第一空穴传导层的液滴1916可以从所有的各自喷嘴沉积在阱W内,以便混合,从而产生具有基本上均匀的厚度的连续层,如图24所示。在干燥和/或烘烤之前,第一空穴传导材料1911可以沉积为使得材料的高度可以大于限制结构1904的高度;虽然等于或小于限制结构1904的高度也可以使用。
如图25所示,在空穴传导材料装载在有源区显示器阱W中之后,显示器1900可以被处理以形成第一空穴传导层1912。例如,显示器1900可以被处理以允许任何载体流体诸如经由干燥工艺从第一空穴传导材料1911蒸发。该工艺可以包括将基板1902暴露于热量、真空和/或周围环境一时间段。在干燥之后,基板1902可以在升高的温度下烘烤以便处理所沉积的膜材料,以例如诱导对于所沉积的膜的质量或对于总体工艺有益的化学反应或膜形态的改变。
第一空穴传导层1912可以在整个有源区显示器阱W内是基本上连续的,使得层1912被设置在有源区显示器阱W内的所有表面特征(例如,电极1906、电路(未示出)等)上方,并且层1912的边缘接触围绕有源区显示器阱W的限制结构1904。虽然层1912被图示为具有平面的顶表面,但是空穴传导层1912可以替换地遵循诸如电极1906和任何电路(未示出)的下方表面特征的形貌,从而以类似于以上相对于图3-11的示例性实施例(其中所沉积的层遵循表面形貌)描述的方式产生与下方表面特征相关联的非平面的顶表面。
如图26所示,第二空穴传导材料1917可以沉积在由限制结构1904限定的有源区显示器阱W内并且在第一空穴传导层1912上方。第二空穴传导材料1917可以包括空穴传输材料,诸如例如,N,N'-二-((1-萘基)-N,N'-二苯基)-1,1'-联苯)-4,4'-二胺(NPB)。
如同第一空穴传导材料1911,第二空穴传导材料1917可以使用喷墨印刷来沉积,例如,喷墨喷嘴1914可以将包括空穴传导材料的流体合成物的多个液滴1920引导到有源区显示器阱W内。本领域普通技术人员将理解,虽然在图26中图示单个喷嘴,但可以实现多个喷嘴以同时将空穴传导材料1920的多个液滴沉积到有源区显示器阱W内。另外,虽然喷墨喷嘴1914图示为与用于沉积第一空穴传导材料1911的相同的喷墨喷嘴,但是用于沉积第二空穴传导材料1917的喷墨喷嘴可以不同。因此,与第二空穴传导材料1917相关联的液滴1920的液滴体积可以与第一空穴传导材料1916的液滴体积相同或不同。
第二空穴传导材料1917可以与载体流体混合以形成喷墨合成物,其被配制为在有源区显示器阱W内提供可靠且均匀的装载。用于装载第二空穴传导材料1917的液滴可以以高速从喷墨头喷嘴1914递送至基板。第二空穴传导材料1917的液滴1920可以从所有的各自喷墨喷嘴沉积在阱W内,以便混合,从而产生具有基本上均匀的厚度的连续层,如图26所示。在干燥和/或烘烤之前,第二空穴传导材料1917可以沉积为使得材料的高度可以大于限制结构1904的高度;虽然等于或小于限制结构1904的高度也可以使用。
如图27所示,在第二空穴传导材料1917装载在有源区显示器阱W中之后,显示器1900可以被处理以形成第二干燥后的空穴传导层1918。例如,显示器1900可以被处理以允许任何载体流体诸如经由干燥工艺从第二空穴传导材料1917蒸发。该工艺可以包括将基板1902暴露于热量、真空和/或周围环境一时间段。在干燥之后,基板1902可以在升高的温度下烘烤以便处理所沉积的材料1917,以例如诱导对于所沉积的膜的质量或对于总体工艺有益的化学反应或膜形态的改变。
第二空穴传导层1918可以在整个有源区显示器阱W内是基本上连续的,使得层1918沉积在有源区显示器阱W内的所有表面特征(例如,电极206、电路(未示出)、第一空穴传导层1912等)上方,并且层1918的边缘接触围绕有源区显示器阱W的限制结构1904。
如图28所示,第二空穴传导层1918可以被处理以便修改第二空穴传导层1918的部分的表面能量或亲和性,以限定发射层限制区域。例如,反应表面活性材料可以施加于层1918的表面。在示例性实施例中,反应表面活性材料可以通过掩模1922来暴露于来自辐射源1923的辐射,其中掩模中的开口(未示出)可以用于限定层1918内的不同表面能量的区域(例如,亲液区域和疏液区域),从而导致发射层限制区域。在替换实施例中,层1918还可以包括反应表面活性材料,使得发射层限制区域可以通过使用辐射源1923暴露第二空穴传导层1918来限定。在示例性实施例中,掩模1922可以相对于电极1906定位,使得掩模1922中的每个开口基于每个电极1906的宽度和长度对准。
反应表面活性(RSA)材料可以包括至少一个辐射敏感材料的合成物。当RSA材料暴露于辐射时,暴露于辐射的相关联的层的表面能量或亲和性可以被修改。例如,与暴露于辐射的RSA材料相关联的层1918的部分从与RSA材料不相关联和/或未暴露于来自光源1923的辐射的层1918的部分可以具有至少一个物理、化学和/或电气性质的改变,使得暴露于辐射的层1918的部分具有的表面能量或亲和性不同于未暴露于辐射的层1918的部分的表面能量或亲和性。
辐射源1923可以包括任何可用于修改与RSA材料结合的至少一个物理、化学和/或电气性质的辐射源。例如,辐射源1923可以包括红外辐射源、可见波长辐射源、紫外辐射源、其组合等。
所使用的辐射的类型可以取决于RSA的敏感性。暴露可以是毯式的,总体暴露,或者暴露可以是图案化方法的。如在此使用的术语“图案化方法”指示仅仅材料或层的所选择的部分被暴露。图案化方法的暴露可以使用任何已知的成像技术来实现。在一个实施例中,通过掩模暴露来实现图案。在一个实施例中,通过利用激光暴露仅仅所选择的部分来实现图案。暴露的时间可以从数秒到数分钟变动,取决于所使用的RSA的具体化学性质。当使用激光时,取决于激光的功率,非常短的暴露时间用于每个个别区。取决于材料的敏感性,暴露步骤可以在空气中或在惰性气氛中执行。
在一个实施例中,辐射可以选自紫外辐射(10-390nm)、可见辐射(390-770nm)、红外辐射(770-106nm)及其组合,包括同时和连续处理。在另一实施例中,辐射可以是诸如通过加热执行的热辐射。加热步骤的温度和持续时间是使得RSA的至少一个物理性质被改变,而不损伤任何下方层。在示例性实施例中,加热温度可以小于250℃,诸如小于150℃。
在示例性实施例中,辐射可以是紫外或可见辐射,其中辐射可以图案化方法地施加,从而导致RSA的暴露区域和RSA的未暴露区域。在图案化方法的暴露于辐射之后,第一层可以被处理以去除RSA的所暴露或未暴露的区域。
在另一示例性实施例中,RSA暴露于辐射可以导致溶剂中RSA的可溶性或分散能力的改变。例如,当图案化方法地执行暴露时,在暴露步骤之后可以紧接着湿显影处理。处理可以包括利用溶解、分散或剥除一种类型的区的溶剂进行清洗。图案化方法的暴露于辐射可以导致RSA的暴露区的不溶性并且利用溶剂的处理导致RSA的未暴露区的去除。
在另一示例性实施例中,RSA暴露于可见或UV辐射可以导致降低所暴露的区中的RSA的挥发性的反应。当图案化方法地执行暴露时,这可以后面是热显影处理。该处理可以涉及加热到未暴露材料的挥发或升华温度之上并且该材料热反应所处的温度之下。例如,对于可聚合的单体,材料可以在升华温度之上并且热聚合温度之下的温度下加热。然而,应注意,具有接近于挥发温度或在挥发温度之下的热反应温度的RSA材料可能不能够以这一方式显影。
在另一示例性实施例中,RSA暴露于辐射可以导致该材料融化、软化或流动所处的温度的改变。当图案化方法地执行暴露时,这可以后面是干显影处理。干显影处理可以包括将元件的最外表面与吸收剂表面接触,以吸收或通过毛细作用带走掉较软的部分。该干显影可以在升高的温度下执行,只要其不进一步影响初始未暴露区的性质。
在RSA材料暴露于辐射之后,层1918的物理性质可以被修改,以使得暴露部分可以具有从未暴露部分表面能量中的增加或降低。例如,所暴露部分可以使层1918的部分在液体材料中变得或多或少可溶或可分散,或多或少发粘,或多或少变软,或多或少可流动,或多或少可剥离,或多或少可吸收,相对于特定溶剂或墨水或大或小的接触角,相对于特定溶剂或墨水或大或小的液体亲和性等。层1918的任何物理性质可以被影响。
RSA材料可以包括一个或多个辐射敏感材料。例如,RSA材料可以包括具有辐射可聚合基团,诸如烯烃、丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙烯基醚、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚酮、聚砜、其共聚物和其混合物的材料。RSA还可以包括两个或更多可聚合基团。当RSA材料包括两个或更多可聚合基团时,可以得到交联。
在示例性实施例中,RSA材料可以包括至少一个反应材料和至少一个辐射敏感材料,其中在暴露于辐射时,辐射敏感材料可以生成发起反应材料的反应的活性物料。辐射敏感材料的示例可以包括但不限于生成自由基、酸或其组合的那些材料。在一个实施例中,反应材料可以是可聚合或可交联的。材料聚合或交联反应由活性物料来发起或催化。基于RSA材料的总重量,辐射敏感材料通常存在从0.001%到10.0%的量。
在示例性实施例中,RSA材料的反应材料可以是乙烯(ethylenically)不饱和化合物并且RSA材料的辐射敏感材料在暴露于辐射时可以生成自由基。乙烯不饱和化合物可以包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙烯酸化合物及其组合。可以使用生成自由基的任何已知种类的辐射敏感材料。例如,醌类,二苯甲酮,苯偶姻醚,芳基酮,过氧化物,咪唑,苄基二甲基缩酮,羟烷基苯基苯乙酮,烷氧基苯乙酮,三甲基苯甲酰氧化膦衍生物,氨基酮,苄基环己醇,甲基硫代苯基吗啉酮,吗啉代苯基氨基酮,α-卤乙酰苯,氧基磺酰酮,磺酰酮,氧磺酰酮,磺酰酮,苯甲酰肟酯,噻吨,樟脑醌,酮基香豆素和米蚩酮。可替换地,辐射敏感材料可以是化合物的混合物,其中之一在通过由辐射激活的敏化剂来引起这样做时而提供自由基。在一个实施例中,辐射敏感材料可以对于可见或紫外辐射敏感。
在示例性实施例中,反应材料可以经受由酸发起的聚合,从而将辐射敏感材料暴露于辐射生成该酸。这样的反应材料的示例包括但不限于环氧树脂。生成酸的辐射敏感材料的示例包括但不限于锍盐和碘鎓盐,诸如六氟磷酸二苯基。在替换实施例中,反应材料可以包括酚醛树脂并且辐射敏感材料可以是偶氮萘醌。
RSA材料还可以包括氟化材料。例如,RSA材料可以包括具有一个或多个氟烷基团,诸如含氟丙烯酸酯,含氟酯,或氟代烯烃单体的不饱和材料。在示例性实施例中,氟烷基团具有从2至20的碳原子。
图29图示在辐射源1923通过掩模1922辐照RSA处理的第二空穴传导层1918之后形成的亲液区域1924和疏液区域1926。图30是图29中图示的放大部分M的示例性横截面以及图31是图29中图示的放大部分M的示例性平面图。应注意,亲液区域1924和疏液区域1926在图29中图示为限定在第二空穴传导层1918的整个厚度内。然而,本领域普通技术人员将理解,区域1924和/或1926可以仅在层1918的一部分中形成,例如在层1918的顶表面上。
在示例性实施例中,亲液区域1924可以限定在疏液区域1926之间。疏液区域可以具有在亲液区域之间的范围在大约3μm至大于100μm的宽度。亲液区域1924可以限定为使得亲液区域1924具有略微大于每个电极1906的表面面积的表面面积,并且亲液区域1924的限定在电极1906的有源区外部的部分提供亲液区域余量1930。例如,如图30和31所示,亲液区域1924可以限定为考虑与沉积有机发光材料相关联的干燥效应,使得亲液区域1924可以将有机发光材料限制在亲液区域1924内。每个亲液区域1924可以包括与电极1906的有源区域相关联的区域1928(在图30中由阴影部分指示)以及设置在电极1906的有源区域外部的亲液区域余量1930(如果存在)。当有机发光材料沉积在第二空穴传导层1918上时,有机发光材料可以基本上限制于区1928以及每个亲液区域1924的亲液区域余量1930内。例如,当有机发光材料被处理(例如,干燥)时,非均匀性可能在每个有机发光层的边缘处创建,使得非均匀性包含在亲液区域余量1930内。换言之,当有机发光材料被处理时,该材料的在亲液区域1924的区1928内的部分具有均匀的顶表面,从而减小了所感知的视觉伪影。亲液区域1924在它们被限定为使得任何非均匀边缘在电极1906的有源区外部的距离可以基于边缘干燥效应而变化时可以考虑边缘干燥效应。也可以在限定亲液区域的形状时考虑这样的边缘干燥效应。例如,在各种实施例(未示出)中,有机发光材料可以导致圆角边缘而不是在附图中示意性图示的尖锐的转角,以便为更加均匀的干燥膜作准备。另外,亲液区域1924可以基于有机发光材料以及与每个材料相关联的干燥效应灵活地配置。在各种示例性实施例中,可以实现大约20μm或更小的、或者大约10μm或更小的,或者大约5μm或更小的、或者大约3μm或更小的亲液区域余量1930(提供为使得对发光区的边缘干燥效应的影响被最小化)。增加亲液区域相对于发光区域的大小也可以帮助补偿图案化方法的辐射暴露过程中的对准误差。例如,在一个示例性实施例中,图案化方法的辐射的暴露过程可以具有大约2μm的对准精度。因此,亲液区域的增加的大小可以计及相对于下方发光区域的大约±2μm的可能的误对准。
如上所述,电极1906可以具有不同形状、布置和/或配置。例如,与蓝色光发射相关联的电极可以大于与红色或绿色光发射相关联的电极,因为与OLED器件中蓝色光发射相关联的有机发光层相对于与红色和绿色光发射相关联的有机发光层通常具有缩短的寿命。另外,操作OLED器件以实现减小的亮度水平增加了器件的寿命。通过增加与蓝色光发射相关联的电极相对于与红色和绿色光发射相关联的电极的发射面积,与蓝色光发射相关联的电极可以被驱动以实现比与红色和绿色光发射相关联的电极的亮度低的亮度,从而在不同的有机发光材料寿命中创建更好的平衡,以及提供显示器的合适的总体颜色平衡。这一改进的寿命平衡进一步改进了显示器的总体寿命,因为与蓝色光发射相关联的有机发光材料的寿命可以延长。另外,亲液区域可以对应于电极1906的不同形状、布置和/或配置。例如,在示出与图31类似的视图的另一示例性实施例中,图32示出亲液区域1924r、1924g、1924b可以与不同形状的各自电极相关联,使得亲液区域1924r与用于实现红色光发射的电极相关联,亲液区域1924g与用于实现绿色光发射的电极相关联,以及亲液区域1924b与用于实现蓝色光发射的电极相关联。
在图33示出的替换实施例(其也是图29中示出的放大部分M的示例性实施例)中,可以在电极1906被设置在基板1902上之后沉积像素限定层1938。像素限定层1938可以沉积在电极1906的一部分上方,并且亲液区域1924可以限定为使得亲液区域余量1930可以覆盖像素限定层1938的至少一部分。像素限定层1938可以是用于在显示器1900的有源区域1908的像素阵列内描绘像素的任何物理结构。像素限定层1938可以由电阻材料制成,以使得限定层1938防止电流流动并且因此可以通过基本上防止通过电极1906的边缘的光发射而减小不想要的视觉伪影。在示例性实施例中,像素限定层1938可以具有在大约50nm至大约1500nm的范围内的厚度。
如图34所示,有机发光材料1932可以沉积在由限制结构1904限定的有源区显示器阱W内。例如,有机发光材料1932可以使用喷墨印刷沉积在第二空穴传导层1918内图案化的发射层限制区域上方。喷墨喷嘴1914可以将包含有机发光材料的墨水的液滴1934经由例如喷嘴1914和/或基板1902的相对扫描运动而引导到亲液区域1924上方。有机发光材料的液滴1934可以均匀地撒布在亲液区域1924内,使得材料固定于亲液区域1924的边缘处(例如,在亲液区域余量1930内)。本领域普通技术人员将理解,虽然参照图34论述和示出单个喷嘴,但是多个喷嘴可以被实现以提供包含有机发光材料的墨水。包含与不同的光发射颜色相关联的相同或不同的有机发光材料的墨水可以从多个喷墨喷嘴头同时或顺序地沉积。
所沉积的有机发光材料1932可以包括有利于光发射的材料,诸如与红色、绿色和/或蓝色光发射相关联的有机电致发光材料。然而,与其他光发射颜色相关联的有机电致发光材料也可以使用,诸如与黄色和/或白色光发射相关联的有机电致发光材料。
有机电致发光材料可以与载体流体混合以形成喷墨墨水,其被配制为在亲液区域1924内提供可靠且均匀的装载。沉积为产生有机发光材料1932的墨水可以以高速从喷墨喷嘴1914递送至亲液区域1924上。
有机发光材料1932可以通常保留在由亲液区域1924限定的表面区内。例如,有机发光材料1932可以通过将墨水的液滴1934沉积在亲液区域1924内而装载到基板1902上。由于亲液区域1924的表面能量特性,有机发光材料1932的液滴可以均匀地撒布在亲液区域1924内并且固定于亲液区域余量1930内的边缘处。
在各种示例性实施例中,可以设想,具有大约10pL或更小体积的多个墨水液滴可以用于沉积有机发光材料1932。在各种示例性实施例中,可以使用大约5pL或更小、大约3pL或更小、或者大约2pL或更小的墨水液滴体积。通过使用根据本公开的图案化的亲液区域1924和疏液区域1926,可以利用与现有喷墨喷嘴技术一致的相对较大的液滴体积大小。另外,存在由于亲液区域余量1930而创建的用于液滴放置精度的附加余量。
在墨水1934装载到亲液区域1924上之后,显示器1900可以被处理以允许任何载体流体如图35所示的蒸发,以创建有机发光层1933。干燥工艺可以包括将显示器暴露于热量、真空和/或周围环境一预先确定的时间段。在干燥之后,显示器1900可以在升高的温度下进一步烘烤以便处理所沉积的膜材料,以例如诱导对于所沉积的膜的质量或对于总体工艺有益的化学反应或膜形态的改变。在干燥和/或烘烤工艺期间有机发光层1933内的任何边缘变形可以被包含在如相对于图30和31论述和图示的亲液区域余量1930内。
如图36所示,第二电极层1936可以接下来沉积在干燥的有机发光层1933上方、由限制结构1904限定的有源区显示器阱W中。在替换实施例中,第二电极层1936还可以延伸超过限制结构1904。例如,第二电极层1936可以与设置在基板1902上的外部导电路径(未图示)接触,以供应或汲取由第二电极层1936承载的电流。第二电极层1936可以是透明的或反射性的,并且可以由诸如金属、混合金属、合金、金属氧化物、混合氧化物或其组合的导电材料形成。例如,第二电极层1936可以是氧化铟锡或镁银。虽然在图36中示出为单个层,但是第二电极层1936可以具有任何形状、布置和/或配置,包括多个导电层。在一个示例性实施例中,第二电极层1936可以使用毯式技术来形成,使得电极1936导致在显示器1900的整个有源区域1908上方的单个电极(见图22和23)。在替换实施例中,第二电极层1936可以包括多个电极,其中一个第二电极分别与每个电极1906相关联(例如,重叠)。另外,虽然第二电极层1936在图36中示出为具有平面的顶表面,第二电极层1936可以沉积为使得层1936反映出导致非平面顶表面的下方形貌。
第二电极层1936可以使用任何制造方法来形成,诸如喷墨印刷、喷嘴印刷、狭缝涂覆、旋转涂覆、真空热蒸发、溅射(或其他物理气相沉积方法)、化学气相沉积等。不以其它方式在沉积期间执行的任何附加的图案化可以通过在沉积之后使用网板、光刻(光致抗蚀剂涂覆、曝光、显影和剥离)、湿蚀刻、干蚀刻、剥除等来实现。
当第二电极层1936是横跨有源区显示器阱W的连续层时,层1936可以毯式覆盖由先前设置的层形成的形貌。例如,第二电极层1936可以接触疏液区域1926中的第二空穴传导层1918以及在第二空穴传导层1918的亲液区域1924上方形成的有机发光层1933。
附加的OLED层可以在提供第二电极层1936之前沉积在有机发光层1933上方,例如附加的OLED层可以包括电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层、防湿层和/或保护层。例如,这样的附加OLED层可以通过本领域技术人员已知的各种技术,诸如喷墨印刷,通过真空热蒸发,或通过另一方法来沉积。
在替换的示例性实施例中,显示器1900可以包括如图37中所示的单个空穴传导层1913,而不是例如图28中示出的第一空穴传导层1912和第二空穴传导层1918。亲液区域1924可以限定在单个空穴传导层1913中,使得亲液区域余量1930限定在单个空穴传导层1913的在电极1906的有源区域外部的部分内。空穴传导层1913可以包括一个或多个空穴传导材料。例如,空穴传导层1913可以包括空穴注入材料和/或空穴传输层。
另外,如图37所示,空穴传导层1913和第二电极层1936可以与下方的形貌相符,使得空穴传导层1913和/或第二电极层1936的顶表面是非平面的。例如,所沉积的OLED层可以导致不在与基板平行并且跨越整个有源区显示器阱W的单个平面中的表面形貌。例如,层1913、1936中的一个或两者由于与包括设置在基板1902上的电极的任何表面特征相关联的相对下陷或突起而可以在显示器的单个平面中是非平面的并且不连续的(其中,显示器的平面意图为平行于基板1902的平面)。如图所示,层1913、1936可以与下方的表面特征的形貌充分相符,使得OLED层的顶表面可以具有遵循下方表面特征的形貌的所得到的形貌。换言之,每个所沉积的OLED层与设置在基板1902上的所有下方层和/或表面特征充分相符,使得这些下方层它们沉积之后对所得到的OLED层的非平面顶表面形貌做出贡献。以这一方式,在跨越有源区显示器阱的与显示器的平面平行的平面中,层1913或1936,或两者中的不连续性可以随着(多个)层相对于平面的上升和/或下降而产生,其中现有的表面特征由有源区显示器阱中的电极、电路、像素限定层等提供。虽然层1913和/或1936不需要完美地与下方的形貌相符(例如,如以上解释的,在边缘区域等周围可能存在局部的厚度不均匀性),但是其中不存在材料的显著累积或消耗的充分均匀的涂覆可以提升更加均匀、一致和可重复的涂覆。本领域普通技术人员将理解,上述的相同考虑可以应用于包括空穴注入层和空穴传输层两者的空穴传导层,使得这样的层中的一个或两者与下方的表面特征的形貌充分相符,其中任一层的顶表面可以具有符合下方表面特征的形貌的所得到的形貌。
在各种实施例中,限制结构1904可以被省略,并且替代地,墨水配制和印刷工艺可以设计为使得疏液区域形成在显示器有源区外部的区域中以有利于排斥沉积在显示器的非有源区内的任何流体。例如,如图38和39所示,第一空穴传导层1912和第二空穴传导层1918可以沉积在电极1906以及基板1902的在显示器1900的非有源区域1910中的部分上方。在示例性实施例中,层1912和1918可以毯式涂覆在整个基板上方。第二空穴传导层1918可以被处理以便修改第二空穴传导层1918的用于限定发射层限制区域的部分的表面能量或亲和性。另外,在显示器的非有源区域1910内的疏液区域1925可以限定限制区CA,其中疏液区域1925可以围绕有源区1908。同上的,辐射源1926可以通过掩模1922提供入射到由RSA材料处理的第二空穴传导层1918的表面上的辐射。来自辐射源1926的辐射可以修改RSA材料的至少一个特性以形成亲液区域1924。疏液部分1925可以具有在这些部分中导致疏液区域的表面能量。在该实施例中,在显示器的整个有源区的周围不存在限制结构(例如,无有源区显示器阱),从而不存在将所有的印刷层限制在包括并且恰好在显示器的有源区周围的区域的结构。这可以提供特定的处理简化,虽然同时潜在地要求附加的后续处理步骤以从非有源显示区中去除至少一部分材料。有机发光材料1932可以沉积在亲液区域1924内。并且,有机发光材料1932由于疏液部分1925而可以基本上限制在显示器1900的有源区1908内。
图40是图39中示出的放大部分的横截面并且示出包括与电极1906的有源区相关联的部分1928的亲液区域1924以及亲液余量区域1930。第二空穴传导层的疏液部分1925可以与邻近于非有源区1910的有源区1908中的每个电极1906相关联的亲液余量区域1930间隔开。疏液部分1925可以防止任何有机发光材料迁移到显示器1900的非有源部分1910中。
根据示例性实施例,图22-40的OLED器件可以具有顶部发射配置或底部发射配置。例如,在顶部发射配置中,图22-40中示出的多个电极1906可以是反射电极而在图36和37中示出的第二电极层1936可以是透明电极。可替换地,在底部发射配置中,多个电极1906可以是透明的而第二电极层1936可以是反射性的。
在另一示例性实施例中,图22-40的OLED显示器可以是有源矩阵OLED(AMOLED)。相比于无源矩阵OLED(PMOLED)显示器,AMOLED显示器可以提高显示性能,但是需要包括在基板上的薄膜晶体管(TFT)的有源驱动电路,并且这样的电路是不透明的。虽然PMOLED显示器具有一些元件,诸如不透明的导电总线,AMOLED显示器基本上具有更多的不透明的元件。因此,对于底部发射AMOLED显示器来说,填充因子相比于PMOLED被减小,因为光仅能够通过非透明的电路元件之间的基板的底部被发射。出于这一原因,可以期望对于AMOLED使用顶部发射配置,因为OLED器件可以在这样的有源电路元件的顶部上被构造,并且光可以通过OLED器件的顶部发射,而不考虑下方元件的不透明性。一般而言,使用顶部发射结构可以增加显示器1900中限定的每个像素的填充因子,因为光发射不受到沉积在基板1902上的附加的非透明元件(例如,TFT,驱动电路组件等)的阻挡。然而,本公开不限于顶部发射有源矩阵OLED配置。在此论述的技术和布置可以与任何其他类型的显示器一起使用,诸如底部发射和/或无源显示器,并且本领域普通技术人员将理解如何做出合适修改。
以上参照图22-40描述的各种方面根据本公开可以用于多种像素和子像素。图41中描绘了本公开设想的一个示例性布局。
在示例性实施例中,发射层限制区域可以限定为包括横跨多个子像素的区,使得像素的非有源部分被减少。例如,如图41所示,发射层限制区域可以限定在多个个别寻址的子像素电极上方,其中,每个子像素电极可以与不同像素相关联。通过增加发射层限制结构的面积,填充因子可以被最大化,因为有源区域相对于总的像素面积的比率增加。实现填充因子的这样的增加可以使得能够实现较小大小显示器中的高分辨率以及提高显示器的寿命。
图41示出显示器2000的局部平面图,该显示器包括例如诸如由虚线边界2050、2051、2052限定的多个像素,它们在被选择性驱动时发射能够创建显示给用户的图像的光。在全彩色显示器中,像素2050、2051、2052可以包括不同颜色的多个子像素。例如,像素2050可以包括红色子像素R、绿色子像素G以及蓝色子像素B。发射层限制区域2034、2036、2038可以限定在第二空穴传导层2026内,其中发射层限制区域2034可以与具有在红色波长范围中的发射的有机发光材料相关联,发射层限制区域2036可以与具有在绿色波长范围中的发射的有机发光材料相关联,以及发射层限制区域2036可以与具有在蓝色波长范围中的发射的有机发光材料相关联。每个发射层限制区域2034、2036、2038可以与多个电极2006、2007、2008、2009、2016、2017、2018、2019、2022、2024相关联。通过将发射层限制区域2034、2036、2038配置为与多个电极相关联,诸如例如高分辨率显示器中的显示器2000的总的填充因子可以提高。
图41的示例性布局并非意在是限制性的,相反存在多种方式来实现本公开。在许多情况下,特定布局的具体选择可以受到对电路的基本布局、诸如矩形、人字形、圆形、六边形、三角形等的期望像素形状、以及与显示器的视觉外观有关的因素(诸如对于不同的配置以及对于诸如文本、图形或移动视频的不同类型的显示内容可以观察到的视觉伪影)的约束的驱动。本领域普通技术人员将理解,多个其他布局落入本公开的范围内并且可以通过修改并且基于在此描述的原理来获得。此外,本领域普通技术人员将理解,虽然为了简化,在图41的示例性布局的描述中仅描述了发射层限制区域,但是包括电极、表面特征、电路、像素限定层以及其他层的以上参照图22-40描述的特征中的任何特征,可以与在此的像素布局的任何布局结合使用。
使用根据本公开的示例性实施例的各种方面,一些示例性尺寸和参数在获得具有增加的填充因子的高分辨率OLED显示器时可以是有用的。表9-11包括根据与具有326ppi的分辨率的OLED显示器相关联的本公开的示例性实施例的预知的非限制性示例, 其中表9描述与红色光发射相关联的子像素,表10描述与绿色光发射相关联的子像素以及表11描述与蓝色光发射相关联的子像素。,表12-14包括常规尺寸和参数,以及根据与具有440ppi的分辨率的显示器相关联的本公开的示例性实施例的预知的非限制性示例, 其中表12描述与红色光发射相关联的子像素,表13描述与绿色光发射相关联的子像素以及表14描述与蓝色光发射相关联的子像素。
表9
对于具有326 ppi的分辨率的显示器中的与红色光发射相关联的子像素 子像素的长度 (µm) 子像素的宽度(µm) 发射限制区域的面积(µm<sup>2</sup>)
与如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 31.5 31.5 989.5
与具有如图34中示出的限定层的如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 28.5 28.5 809.8
表10
对于具有326 ppi的分辨率的显示器中的与绿色光发射相关联的子像素 子像素的长度 (µm) 子像素的宽度(µm) 发射限制区域的面积(µm<sup>2</sup>)
与如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 31.5 31.5 989.5
与具有如图34中示出的限定层的如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 28.5 28.5 809.8
表11
对于具有326 ppi的分辨率的显示器中的与蓝色光发射相关联的子像素 子像素的长度 (µm) 子像素的宽度(µm) 发射限制区域的面积(µm<sup>2</sup>)
与如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 30.0 65.9 1979.1
与具有如图34中示出的限定层的如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 27.0 59.9 1619.6
表12
对于具有440 ppi的分辨率的显示器中的与红色光发射相关联的子像素 子像素的长度(µm) 子像素的宽度(µm) 发射限制区域的面积(µm<sup>2</sup>)
与如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 21.4 21.4 456.4
与具有如图34中示出的限定层的如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 18.4 18.4 337.2
表13
对于具有440 ppi的分辨率的显示器中的与绿色光发射相关联的子像素 子像素的长度(µm) 子像素的宽度(µm) 发射限制区域的面积(µm<sup>2</sup>)
与如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 21.4 21.4 456.4
与具有如图34中示出的限定层的如图42中所示的发射层限制区域相关联的子像素 18.4 18.4 337.2
在此公开的实施例可以用于在任何OLED显示器中实现高分辨率。因此,在此描述的器件、系统和技术可以应用于各种电子显示设备。这样的电子显示设备的一些非限制性示例包括电视显示器、摄像机、数字相机、头戴式显示器、车辆导航系统、包括显示器的音频系统、笔记本个人电脑、数字游戏设备、便携信息终端(诸如平板、移动计算机、移动电话、移动游戏设备或电子书)、提供有记录介质的图像播放装置。图20和21中示出了两类电子显示设备的示例性实施例。
图20示出结合有根据本公开的任一OLED显示器的电视监视器和/或台式个人电脑的监视器。监视器1500可以包括框架1502、支架1504以及显示部分1506。在此公开的OLED显示器实施例可以用作显示部分1506。监视器1500可以是任何大小的显示器,例如一直到55’’及更大。
图21示出结合有根据本公开的任一OLED显示器的移动装置1600(诸如,蜂窝电话、平板、个人数据助理等)的示例性实施例。移动装置1600可以包括主体1062、显示部分1604以及操作开关1606。在此公开的OLED显示器实施例可以用作显示部分1604。
本领域普通技术人员将认识到,图1-43是示意性表示并且应认为仅是代表性的。例如,虽然各种限制结构1904和其他结构可以被示出为具有设置为垂直于基板的平行壁并且具有尖锐的边缘,但是这些结构可以具有包括圆角边缘和/或成角度壁的如何形状。另外,任何层、阱和/或限制区域可以具有非均匀的边缘,诸如圆角的、成角度的等。
以上描述的并且根据本公开的各种示例性实施例可以通过增加OLED材料液滴装载进入的限制阱和/或限制区的大小而许可具有相对高的像素密度和增加的填充因子的OLED显示器的喷墨印刷,并且根据本公开,从而使得能够使用可得到的液滴大小和可得到的喷墨系统液滴放置精度。由于较大的限制阱和区域,可以使用足够大的喷墨液滴体积以及可得到的放置精度来制造高分辨率OLED显示器,而不需要利用可能对喷墨设备设计和印刷技术带来巨大挑战的太小的液滴体积或过分高的液滴放置精度。当利用限制结构时,在不实施根据本公开的各种实施例的跨多个子像素的限制阱或限制区的情况下,液滴大小和系统液滴放置误差可以显著增加使用现有喷墨头制造任何高分辨率显示器中的问题,因为液滴将具有太大的体积并且将溢出每个子像素限制阱或区域并且一般的液滴放置精度将导致液滴完全或部分位于目标限制阱或区域外部的误放置,这将导致膜沉积中的不期望的误差以及最终显示外观中的相应视觉缺陷。以现有的液滴体积和液滴放置实现高像素密度的能力使得在此描述的各种示例性技术能够用于制造用于许多应用的相对高分辨率的显示器,从诸如智能手机和/或平板中的小尺寸的显示器,到诸如超高分辨率电视的大尺寸显示器。
并且,根据示例性实施例,实现与下方形貌充分相符的具有基本上均匀的厚度的(多个)OLED材料层可以促进总体OLED显示器性能和质量,并且特别可以许可将在高分辨率OLED显示器中实现的期望性能和质量。
以上描述的实施例中的一个或多个也可以实现增加的填充因子。在常规的像素布置中,具有在300-440ppi的范围中的分辨率的显示器的填充因子具有小于40%的填充因子,并且常常小于30%。相比而言,对于具有在300-440ppi的范围中的分辨率的显示器,本公开的示例性实施例可以实现大于40%的填充因子,并且在一些实例中高达60%。示例性实施例可以用于任何像素大小和布置,包括高分辨率显示器内的像素布置。
示例性实施例可以用于任何大小的显示器并且更具体地用于具有高分辨率的小显示器。例如,本公开的示例性实施例可以用于对角线大小在3-70英寸以及分辨率大于100ppi,例如大于300ppi的显示器。
虽然所描述的各种示例性实施例设想利用喷墨印刷技术,但是在此描述的各种像素和子像素布局以及产生用于OLED显示器的这些布局的方式也可以使用其他制造技术,诸如热蒸发、有机气相沉积以及有机气相喷印,来制造。在示例性实施例中,也可以执行替代的有机层图案化。例如,图案化方法可以包括网板(结合热蒸发)以及有机气相喷印。具体地,虽然在此描述的像素布局(其中,相同颜色的多个子像素组合在一起和/或所沉积的OLED膜层在成组的子像素区域内横跨形貌)已经设想用于喷墨印刷应用,这样的布局也可以有益地,替代地应用于真空热蒸发技术以用于OLED膜层沉积(其中,使用网板实现图案化步骤)。如在此描述的这样的布局提供了较大的网板孔和这样的孔之间增加的距离,从而潜在地提高了这样的网板的总体机械稳定性和一般实用性。虽然利用网板的真空热蒸发技术并不比喷墨技术成本高,使用根据本公开的像素布局以及使用横跨与相同颜色相关联的成组子像素内的形貌的OLED膜层涂层也代表了在此描述的本公开的潜在的重要应用。
根据本公开,以上描述的并且根据本公开的各种示例性实施例可以通过使得能够使用常规的墨水液滴大小和常规的喷墨系统液滴放置精度,利用限制有机发光材料的喷墨液滴的发射层限制区域而降低像素的非有源区域,实现具有相对高的像素密度和增加的填充因子的OLED显示器的喷墨印刷。由于所限定的发射层限制区域,可以使用足够大的喷墨液滴体积和常规的液滴放置精度制造高分辨率的OLED显示器,而没有利用可能对喷墨设备设计和印刷技术带来巨大挑战的太小的液滴体积或过度高的液滴放置精度。在使用常规喷墨头制造的任何高分辨率的显示器中,对于液滴大小和系统滴落放置误差的要求可能显著增加。利用常规液滴体积和常规液滴放置精度实现高像素密度的能力使得在此描述的技术能够用于制造用于许多应用场合的相对高分辨率的显示器,从诸如智能手机和/或平板中的小尺寸显示器到诸如超高分辨率电视的大尺寸显示器。在利用常规像素布置时,以上描述的实施例中的一个或多个可以实现减小的填充因子。在常规像素布置中,由于限制阱结构对于非有源像素区域做出的贡献,具有分辨率范围在300-440ppi的显示器的填充因子具有小于40%的填充因子,并且常常小于30%。相比而言,对于分辨率范围在300-440ppi的显示器,本公开的示例性实施例可以具有大于40%的填充因子,并且在一些实例中到达60%。示例性的实施例可以用于任何像素大小和布置,并且特别用于高分辨率显示器内的像素布置。
示例性实施例可以用于任何大小的显示器并且特别用于具有高分辨率的小显示器。例如,本公开的示例性实施例可以用于3-70英寸范围并且具有大于100ppi以及更具体地大于300ppi的分辨率的显示器。
虽然以上仅详细描述若干示例性实施例,但本领域普通技术人员将容易理解,在不实质上偏离本公开的情况下,许多修改在示例实施例中也是可能的。因此,所有的这样的修改意在包括在如以下权利要求所限定的本公开的范围内。
进一步的方面在以下部分中公开。
第一方面涉及制造有机发光显示器的方法。第一方面可以包括在基板上提供多个电极。在基板上的多个电极上方,可以经由喷墨印刷沉积第一空穴传导层。可以变更第一空穴传导层的选择表面部分的液体亲和性性质,以限定发射层限制区域。每个发射层限制区域可以具有分别与基板上提供的多个电极中的每一个相对应的部分。在每个发射层限制区域内,可以经由喷墨印刷沉积有机发光层。
根据第一方面的第二方面,该方法还可以包括在多个电极与第一空穴传导层之间,经由喷墨印刷沉积第二空穴传导层。
根据前述方面中的任一个的第三方面,该方法还可以包括在基板上提供围绕多个电极的限制结构。
根据任一前述方面的第四方面,该方法还可以包括多个电极设置在显示器的有源区内。
根据任一前述方面的第五方面,该方法还可以包括在每个有机发光层上方沉积第二电极,其中多个电极是多个第一电极。
根据任一前述方面的第六方面,该方法还可以包括在多个电极中的每一个电极的一部分上方沉积像素限定层。
根据任一前述方面的第七方面,该方法还可以包括像素限定层具有从大约50 nm至大约 1500 nm的厚度。
根据任一前述方面的第八方面,该方法还可以包括通过掩模的开口辐射第一空穴传导层的选择表面部分来变更表面的液体亲和性性质。
根据任一前述方面的第九方面,该方法还可以包括,辐射包括红外辐射、可见波长辐射以及紫外辐射中的至少一个。
根据任一前述方面的第十方面,该方法还可以包括,第一空穴传导层毯式沉积在多个电极上方,以形成基本上连续的材料层,并且其中背对基板的表面具有非平面的形貌。
根据任一前述方面的第十一方面,该方法还可以包括,第一空穴传导层毯式沉积在第二空穴传导层上方,以形成基本上连续的材料层,并且其中第一空穴传导层的背对第二空穴传导层的表面具有非平面的形貌。
第十二方面涉及有机发光显示器。第十二方面可以包括设置在基板上的多个电极。所述多个电极可以以阵列配置布置。限制结构可以设置在基板上。限制结构可以围绕多个电极。第一空穴传导层可以设置在限制结构内的多个电极上方。第一空穴传导层的表面部分的液体亲和性性质可以被变更以在第一空穴传导层内限定发射层限制区域。有机发光层可以设置在每个发射层限制区域内。
根据第十二方面的第十三方面,该显示器还可以包括设置在多个电极与第一空穴传导层之间的第二空穴传导层。
根据第十二或十三方面的第十四方面,该显示器还可以包括,每个发射层限制区域被疏液区域围绕。
根据第十二到十四方面的第十五方面,该显示器还可以包括,每个发射层限制区域并非个别地由限制结构围绕。
根据第十二到十五方面的第十六方面,该显示器还可以包括,多个电极设置在显示器的有源区内。
第十七方面涉及由一工艺制成的有机发光显示器。第十七方面可以包括提供基板,所述基板包括设置在所述基板上的多个电极。至少一个空穴传导层可以经由喷墨印刷沉积在基板上的多个电极上方。至少一个空穴传导层的选择表面部分的液体亲和性性质可以被变更以在至少一个空穴传导层的表面上限定发射层限制区域。可以在限定于所述至少一个空穴传导层内的每个发射层限制区域内,经由喷墨印刷沉积有机发光层。
根据第十七方面的第十八方面,由该工艺制成的显示器还包括在基板上提供的限制结构,其中限制结构限定围绕多个电极的阱。
根据第十七方面或第十八方面的第十九方面,由该工艺制成的显示器还可以包括在基板上的多个电极上方,经由喷墨印刷沉积的第一空穴传导层,其中发射层限制区域限定在第一空穴传导层的表面上。
根据第十七到第十九方面的第二十方面,由该工艺制成的显示器还可以包括在基板上的多个电极上方,经由喷墨印刷沉积的第一空穴传导层以及在一空穴传导层上方的第二空穴传导层,其中发射层限制区域可以限定在第二空穴传导层的表面上。
根据第十七到第二十方面的第二十一方面,由该工艺制成的显示器可以包括设置在显示器的有源区内的多个电极。
应理解,在此示出和描述的各种实施例被认为是示例性的。在领会这里的描述之后,如对于本领域普通技术人员显见的,元件和材料,以及这些元件和材料的布置可以替代在此示出和描述的。在不偏离本公开和以下权利要求(包括它们的等同物)的精神和范围的情况下,可以对在此描述的元件做出改变。
本领域普通技术人员将认识到,在不偏离本教导的范围的情况下,可以对在此公开的示例性实施例的配置和方法做出各种修改。
本领域普通技术人员还将理解,相对于这里的一个示例性实施例公开的各种特征可以在合适修改的情况下与其他示例性实施例结合使用,即使这样的结合未在此具体公开。
对于本领域普通技术人员将是显见的,在不偏离本公开和所附权利要求的范围的情况下,可以对本公开的装置、方法和系统做出各种修改和变形。考虑在此公开的本公开的规格和实践,本公开的其他实施例对于本领域普通技术人员来说是显见的。该规格和示例应被认为仅是示例性的。

Claims (20)

1.一种制造有机发光显示器的方法,包括:
在基板上提供多个电极;
在所述基板上的所述多个电极上方,经由喷墨印刷沉积第一空穴传导材料以形成第一空穴传导层;
变更所述第一空穴传导层的所选择表面部分的液体亲和性性质,以限定限制区域和边界区域,所述限制区域具有第一液体亲和性性质并且所述边界区域具有与所述第一液体亲和性性质不同的第二液体亲和性性质;以及
在所述第一空穴传导层上经由喷墨印刷沉积有机发光材料以形成被限制于每个限制区域内的有机发光层,
其中:
所述多个电极被布置以使得所述多个电极中的一个或多个电极能够对每个限制区域供电,
每个限制区域横跨比所述一个或多个电极的每个的有源面积大的面积,以及
所述第一液体亲和性性质足以将有机发光材料吸引到所述限制区域并且所述第二液体亲和性性质足以将有机发光材料从所述边界区域排斥。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
经由喷墨印刷并且在沉积第一空穴传导材料之前沉积第二空穴传导材料以形成第二空穴传导层,其中所述第二空穴传导层被设置在所述多个电极与所述第一空穴传导层之间。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在所述基板上提供围绕所述多个电极的限制结构。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多个电极被设置在所述显示器的有源区内。
5.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在有机发光层上方或者在每个有机发光层上方沉积第二电极,其中所述多个电极是多个第一电极。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述第二电极是经由毯式涂覆沉积的。
7.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在所述多个电极中的每一个电极的一部分上方沉积像素限定层。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述像素限定层的厚度为50 nm至 1500 nm。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,变更所选择表面部分的所述液体亲和性性质包括:
通过掩模的开口辐射所述第一空穴传导层的所选择表面部分。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述辐射包括红外辐射、可见波长辐射以及紫外辐射中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的方法,其中,第一空穴传导材料被经由毯式涂覆沉积在所述多个电极上方以形成连续的材料层,并且其中所述第一空穴传导层的背对所述基板的表面具有非平面的形貌 。
12.根据权利要求2所述的方法,其中,第一空穴传导材料被经由毯式涂覆沉积在所述第二空穴传导层上方以形成连续的材料层,并且其中所述第一空穴传导层的背对所述第二空穴传导层的表面具有非平面的形貌。
13.一种有机发光显示器,包括:
设置在基板上的多个电极,其中所述多个电极以阵列配置布置;
设置在所述多个电极上方的第一空穴传导层,其中所述第一空穴传导层的表面部分的液体亲和性性质在所述第一空穴传导层内限定限制区域和边界区域,所述限制区域具有第一液体亲和性性质并且所述边界区域具有与所述第一液体亲和性性质不同的第二液体亲和性性质;以及
被限制在每个限制区域内的有机发光层,所述有机发光层由有机发光材料墨水构成,
其中:
所述多个电极被布置以使得所述多个电极中的一个或多个电极能够对每个限制区域供电,
每个限制区域横跨比所述一个或多个电极的每个的有源面积大的面积,并且
具有所述第一液体亲和性性质的限制区域展示对有机发光材料墨水的吸引,以及
具有所述第二液体亲和性性质的边界区域展示对有机发光材料墨水的排斥。
14.根据权利要求13所述的显示器,还包括:
设置在所述多个电极与所述第一空穴传导层之间的第二空穴传导层。
15.根据权利要求13或14所述的显示器,其中,每个限制区域被一个或多个边界区域围绕。
16.根据权利要求13所述的显示器,其中,所述多个电极被设置在所述显示器的有源区内。
17.一种有机发光显示器,由以下工艺制成,包括:
提供基板,所述基板包括设置在所述基板上的多个电极;
在所述基板上的所述多个电极上方,经由喷墨印刷沉积第一空穴传导材料以形成第一空穴传导层;
变更所述第一空穴传导层的所选择表面部分的液体亲和性性质以限定限制区域和边界区域,所述限制区域具有第一液体亲和性性质并且所述边界区域具有与所述第一液体亲和性性质不同的第二液体亲和性性质;以及
在所述第一空穴传导层上经由喷墨印刷沉积有机发光材料以形成被限制于每个限制区域内的有机发光层,
其中:
所述多个电极被布置以使得所述多个电极中的一个或多个电极能够对每个限制区域供电,
每个限制区域横跨比所述一个或多个电极的每个的有源面积大的面积,以及
所述第一液体亲和性性质足以将有机发光材料吸引到所述限制区域并且所述第二液体亲和性性质足以将有机发光材料从所述边界区域排斥。
18.根据权利要求17所述的显示器,还包括:
在所述基板上提供限制结构,其中所述限制结构限定围绕所述多个电极的阱。
19.根据权利要求17或18所述的显示器,还包括:
经由喷墨印刷并且在沉积第一空穴传导材料之前沉积第二空穴传导材料以形成第二空穴传导层,其中所述第二空穴传导层被设置在所述多个电极与所述第一空穴传导层之间。
20.根据权利要求17或18所述的显示器,其中,所述多个电极被设置在所述显示器的有源区内。
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