CN110556401A - 发光元件 - Google Patents

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Abstract

本揭露是关于一种显示面板，其包含一基板以及位于该基板上方的一发光层。该发光层具有一发光像素阵列，其包含复数个发光像素与一间隔物。该间隔物经配置以分隔该复数个发光像素。每一个发光像素具有一发光材料以及位于该发光材料与该基板之间的一电极。该间隔物具有一凸块，其具有从该基板突出的一弯曲表面，并且该凸块覆盖该电极的一周围区域。

Description

发光元件
技术领域
本揭露是关于一种发光元件，特别是关于一种有机发光元件。
背景技术
有机发光显示器已经广泛使用于最高端的电子装置中。然而，由于现有技术的限制，经由遮罩在基板上涂覆发光材料来实现像素定义，并且遮罩上的临界尺寸通常不能小于100微米。因此，对于显示器制造商而言，具有800ppi或更高的像素密度成为困难的任务。
发明内容
发光元件包含一基板与位于该基板上方的一发光层。该发光层具有发光像素阵列，其包含复数个发光像素与一间隔物。该间隔物系经配置以分隔该复数个发光像素。各个发光像素具有一发光材料以及在该发光材料与该基板之间的一电极。该间隔物具有一凸块，其具有自该基板凸出的一弯曲表面，并且该凸块覆盖该电极的周围区域。
在一些实施例中，该凸块包含在接近该弯曲表面的区域中具有最大浓度的氟。在一些实施例中，该弯曲表面与该电极之间的一角度是在约35度与55度之间。在一些实施例中，该凸块的厚度约为该电极之总厚度的1.5至2倍。在一些实施例中，该发光材料沿着该凸块并且局部覆盖该弯曲表面。在一些实施例中，该发光元件另具有一第二电极，其覆盖该发光材料与该凸块。在一些实施例中，该电极包含一导电膜与一透明导电膜，并且该透明导电膜覆盖该导电膜的一侧壁。
在一些实施例中，该凸块是在一第一型发光像素与一第二型发光像素之间，该第二型发光像素发出的波长光谱不同于该第一型发光像素发出的波长光谱，其中该第一型发光像素之重叠该凸块的该发光材料的一宽度是不同于该第二型发光像素之重叠该凸块的该发光材料的一宽度。
在一些实施例中，该第一型发光像素与该第二型发光像素之间的重叠宽度之差异为该第一型发光像素之该宽度的约0.1％至约60％。在一些实施例中，该发光材料与该凸块重叠的宽度为该凸块之一半宽度(half-way width)的约75％至约90％。在一些实施例中，该弯曲表面具有一反曲点(inflection point)。在一些实施例中，该反曲点接近该凸块与该电极之间的一会合点。
一种发光元件具有一基板以及位于该基板上方的一发光阵列。该发光阵列包含复数个发光像素以及凸块，该凸块经配置以位于该复数个发光像素的两个相邻电极之间。该凸块具有一弯曲表面，其两端分别与两个相邻电极相交，并且该凸块不对称地落在该相邻电极上。在一些实施例中，一透明导电膜在该凸块下方并且在该两相邻电极之间。在一些实施例中，该凸块为光敏感材料。在一些实施例中，该两相邻电极各自在对应的发光材料下方；各个对应的发光材料覆盖该弯曲表面的一部分，重叠宽度彼此不同。在一些实施例中，该两相邻电极各自在对应的第二电极下方，并且该两个第二电极是物理性断开。
附图说明
图1为俯视图，例示发光元件的中间产物。
图2A为例示沿着图1中的线AA的剖面图。
图2B为示意图，例示落在两个相邻第一电极上的凸块。
图2C为示意图，例示凸块的另一实施例。
图3为一实施例的剖面图。
图4A为俯视图，例示具有数个发光像素的发光层的一部分。
图4B为俯视图，例示具有数个发光像素的发光层的一部分。
图5为一实施例的剖面图。
图6A例示一电极的剖面图。
图6B例示一电极的剖面图。
图6C例示一电极的剖面图。
图7A为一实施例的剖面图。
图7B为一实施例的剖面图。
具体实施方式
图1为俯视图，例示发光元件10的中间产物。发光元件10具有发光层以及位于该发光层20上方的覆盖层40。对于发光层20，可设计间隔物21以提供用于容纳发光像素阵列的凹部阵列。在一些实施例中，间隔物21可包含光敏感材料。
图2A为例示沿着图1中的线AA之剖面图并且仅说明发光区域。为求简洁，此处省略覆盖层40。间隔物21具有数个凸块210，以定义发光像素图案。凹部位在两个相邻凸块210之间并且提供容纳发光像素的空间。该技艺之人士应理解从剖面图观之，凸块210以断开的方式绘示，但从图1的俯视示意图观之，它们可经由间隔物21的其他部分而彼此连接。
基板100位在发光层20下方。在一些实施例中，基板可包含晶体管阵列，其配置对应于发光层20中的发光像素。基板100可包含数个电容器。在一些实施例中，超过一个晶体管经配置以与一电容器与一发光像素形成电路。
在一些实施例中，基板100为包含至少三个不同层的堆栈。基板100可具有在底部的无机介电层以及位在该无机介电层上的金属层。另一无机介电层位于该金属层上方。该金属层夹置在两个无机介电层之间。在一些实施例中，无机介电层可经替换为具有弯曲半径小于约100微米的有机介电层。在一些实施例中，无机介电层具有约400微米至1200微米之间的厚度。金属层具有约100微米至400微米的厚度。在一些实施例中，基板100包含两个聚合物层以及位于该两个聚合物层之间的无机层。
在一些实施例中，基板100具有两个聚合物层以及在该两个聚合物层之间的金属层。在一些实施例中，基板100具有两个聚合物层以及位于该两个聚合物层之间的无机层。无机层可为氧化物、氮化物。在一些实施例中，无机层包含氧化硅、或氮化硅、或氧化铝。在一些实施例中，无机层比聚合物层具有更高的防水性。在一些实施例中，聚合物层的至少一侧(沿着膜堆栈方向)涂覆无机层。在一些实施例中，聚合物层具有约1微米至约5微米之间的厚度。在一些实施例中，基板100局部由黑色材料形成。黑色材料可吸收可见光以降低反射。
发光像素具有位于基板100上方的第一电极215。在一些实例中，第一电极是发光像素的阳极。第一电极215局部受到间隔物21覆盖。如图2A所示，第一电极215的周围区域由凸块210覆盖。在一些实施例中，电极215的边缘角落完全被凸块210包围。在一些实施例中，第一电极215的侧壁完全与凸块210接触。
第一电极215可具有约至约的总厚度。在一些实施例中，第一电极215具有约至约的总厚度。在一些实施例中，第一电极215具有约的总厚度。第一电极215可包含ITO、IZO、AlCu合金、AgMo合金，约至ITO(或IZO)与至金属膜(Ag、Al、Mg、Au)以及约至ITO(或IZO)。
第二电极216位在发光材料205上方。在一些情况下，第二电极216经图案化以仅覆盖各个发光像素的有效发光区域。在一些情况下，第二电极216与发光材料205接触。第二电极216可为如图2A所示之连续膜并且位在发光材料205与凸块210上方。换言之，第二电极216为数个发光像素的共同电极。在一些情况下，第二电极216为发光层20中的所有发光像素之共同电极。
第二电极216可具有约至约的厚度。在一些实施例中，第二电极216可具有约至约的厚度。在一些实施例中，第二电极216可具有约至约的厚度。在一些实施例中，第二电极216可具有约至约的厚度。在一些实施例中，第二电极216可具有约至约的厚度。在一些实施例中，第二电极216可具有约至约的厚度。在一些实施例中，第二电极216为复合结构。例如，第二电极216具有导电膜以及在其上的透明导电膜。导电膜位在透明导电膜与发光材料205之间。在一些实施例中，导电膜包含铝、金、银、铜、镁、钼等。在一些实施例中，透明导电膜包含铟、锡、石墨烯、锌、氧等。在一些实施例中，透明导电膜为ITO(铟锡氧化物)。在一些实施例中，透明导电膜为IZO(铟锌氧化物)。在一些实施例中，透明导电膜位在导电膜与发光材料205之间。
发光材料205位在第一电极215与第二电极216之间。在一些实施例中，发光材料205为复合膜结构，其具有沿着垂直方向(Y轴)堆栈的数个薄膜。发光材料205可具有数个载体运输或注入膜。发光材料205可具有发射层(emitting layer，EL)。载体可为电洞或电子。
在一些实施例中，凸块210具有从基板100突出的弯曲表面212，并且发光材料205的一部分(请参阅虚线圆形)位在弯曲表面212上方。图2B说明落在两个相邻第一电极215上的凸块210。凸块210具有高峰P，并且凸块的厚度H为在高峰P的最大厚度。在本揭露中，沿着Y轴测量厚度。关于凸块210，从基板100与凸块210之间的界面(或点Q)测量厚度。在一些实施例中，在高峰P的凸块210之厚度H是约至约在一些实施例中，厚度H是约至约在一些实施例中，凸块210的厚度H是约至约在一些实施例中，凸块210的厚度H是约至约H为高峰P与点Q之间的最短距离。在一些实施例中，厚度H比第一电极215的总厚度大了约1.5至2倍。
线PQ为凸块210的中线。弯曲表面212与第一电极215交会于点Tx。T1是右侧交会点，以及T2是左侧交会点。W1为交会点T1与线PQ之间的距离，以及W2为交会点T2与线PQ之间的距离。在一些实施例中，W1为约0.8微米至约1.6微米。在一些实施例中，W1为约0.8微米至约1.0微米。在一些实施例中，W1为约1.0微米至约1.2微米。在一些实施例中，W1为约1.2微米至约1.4微米。在一些实施例中，W1为约1.4微米至约1.6微米。在一些实施例中，W1实质上等于W2。在一些实施例中，W1与W2的差是大于8％，亦即凸块210不对称地落在相邻第一电极上。
凸块210的另一特征为弯曲表面212与第一电极215之间的角度θ。为了量测角度θ，首先，在与交会点T1相距1/3W1的点处，绘制到曲线212的切线。该切线延伸以与第一电极215的表面215a相交。θ为切线与表面215a之间的角度。在一些实施例中，角度为约35与55之间。在一些实施例中，角度为约35与45之间。在一些实施例中，角度为约40与45之间。在一些实施例中，角度为约45与50之间。在一些实施例中，角度为约50与55之间。在一些实施例中，角度为约40与55之间。
在一些实施例中，间隔物的凸块210可具有氟(F)。在凸块210中，接近弯曲表面212的区域比其他区域具有较大的F浓度。在一些实施例中，可将一些金属氧化物颗粒添加至凸块210中。该等颗粒可用于散射从发光材料205发出的光。
图2C为凸块210的另一实施例。弯曲表面212具有接近交会点T1的反曲点I。弯曲表面212从点P与点I之间的基板100突出。在反曲点I之后，弯曲表面212凹向基板100。在一些实施例中，反曲点I位在与交会点T1距离约1/6W1处。在一些实施例中，反曲点I位在与交会点T1距离约1/7W1处。在一些实施例中，反曲点I位在与交会点T1距离约1/8W1处。
参阅图3，发光材料205沿着第一电极215连续衬垫并且进一步延伸以局部覆盖弯曲表面212而后结束于点E。换言之，点E是凸块210、第二电极216与发光材料205的交会点。
发光材料205具有一部分与第一电极重叠。在一些实施例中，该部分亦称为有效照明区。在一些实施例中，有效照明区具有至少小于10微米的宽度。在一些实施例中，有效照明区具有约3微米至6微米的宽度。在一些实施例中，有效照明区具有约4微米至6微米的宽度。有效照明区决定图1中的发光元件10之像素大小。由于可将有效照明区的大小控制在10微米以下，因而发光元件10的像素密度可超过1000或2000ppi。
水平距离δ为交会点T1沿着X轴至端点E的距离。水平距离δ表示发光材料205如何与凸块210重叠。水平距离δ亦称为重叠宽度。在一些实施例中，重叠宽度δ约为W1的80-85％。在一些实施例中，重叠宽度δ约为W1的75-80％。在一些实施例中，重叠宽度δ约为W1的75-90％。在一些实施例中，重叠宽度δ为约0.85微米至1.0微米。在一些实施例中，重叠宽度δ为约0.8微米至0.9微米。在一些实施例中，重叠宽度δ为约0.9微米至1.0微米。
在一些实施例中，发光元件10中有两种不同型式的发光像素。第一型像素发出具有第一波长光谱的光，以及第二型像素发出具有第二波长光谱的光，该第二波长光谱不同于该第一波长光谱。在一些实施例中，相较于第二型像素，第一型像素具有较大的重叠宽度。在一些实施例中，第一型像素的重叠宽度比第二型像素的重叠宽度大了约0.1％。在一些实施例中，第一型像素的重叠宽度比第二型像素的重叠宽度大了约60％。在一些实施例中，第一型像素的重叠宽度比第二型像素的重叠宽度大了约0.1％至约60％。
图4A为俯视图，例示具有数个发光像素之发光层20的一部分。第一型像素是401，以及第二型像素是402。虚线代表每一个像素的发光材料与凸块210交会之处。图4A中的虚线是图3中的点T1或T2。间隔d是图3中的凸块210之宽度，亦即d＝W1+W2。所有的凸块具有实质上的宽度，然而，重叠宽度不同。第一型像素的重叠宽度为δ1，第二型像素的重叠宽度为δ2；δ1小于δ2。因此，虽然发光层20中的凸块可具有均匀的宽度，若相邻像素为不同型(发出不同的波长光谱)，则它们具有不同的重叠宽度。
图4B为俯视图，例示具有数个发光像素之发光层20的一部分。第一型像素为401，第二型像素为402，以及第三型像素为403。虚线代表每一个像素的发光材料与凸块210交会之处。图4B中的虚线为图3中的点T1或T2。间隔d是图3中的凸块210之宽度，亦即d＝W1+W2。所有的凸块具有实质上的宽度，然而，重叠宽度不同。第一型像素的重叠宽度为δ1，第二型像素的重叠宽度为δ2，第三型像素的重叠宽度为δ3。δ1小于δ2，并且δ2小于δ3。类似于图4A，发光层20中的凸块具有均匀的宽度，若相邻像素为不同型(发出不同的波长光谱)，则它们具有不同的重叠宽度。在一些实施例中，δ1比δ2小约0.1％至约60％，并且δ2比δ3小约0.1％至约60％。
垂直距离λ为沿着Y轴所测量之交会点T1至端点E的距离。垂直距离λ亦可用于表示发光材料205如何与凸块210重叠或如何覆盖凸块210。垂直距离λ亦称为重叠高度。在一些实施例中，重叠高度λ约为H的60-80％。在一些实施例中，重叠高度λ约为H的60-75％。在一些实施例中，重叠高度λ约为H的65-75％。在一些实施例中，重叠高度λ约为H的70-80％。在一些实施例中，重叠高度λ约为H的70-75％。在一些实施例中，重叠高度λ约为H的60-75％。在一些实施例中，重叠高度λ约为H的75-80％。
在一些实施例中，重叠高度λ约为0.6微米至0.8微米。在一些实施例中，重叠高度λ约为0.65微米至0.7微米。在一些实施例中，重叠高度λ约为0.7微米至0.75微米。在一些实施例中，重叠高度λ约为0.75微米至0.8微米。
在一些实施例中，相较于第二型像素，第一型像素具有较大的重叠高度。在一些实施例中，第一型像素的重叠高度比第二型像素的重叠高度大了约20％至约50％。在一些实施例中，第一型像素的重叠高度大于第二型像素的重叠高度，并且第二型像素的重叠高度大于第三型像素的重叠高度。在一些实施例中，第一型像素的重叠高度比第二型像素的重叠高度大了约20％至约50％。在一些实施例中，第二型像素的重叠高度比第三型像素的重叠高度大了约20％至约50％。
在一些情况下，发光材料205与弯曲表面212接触。发光材料205与弯曲表面212接触的该部分是与弯曲表面212共形(conformal)。
在一些实施例中，电极215为复合结构。例如，电极215具有导电膜与位在其上的透明导电膜。图6A为电极215的实例。导电膜2151位于透明导电膜2152与基板100之间。在一些实施例中，导电膜2151包含铝、金、银、铜等。在一些实施例中，透明导电膜2152包含铟、锡、石墨烯、锌、氧等。在一些实施例中，透明导电膜2152为ITO(铟锡氧化物)。在一些实施例中，透明导电膜2152为IZO(铟锌氧化物)。金属膜2151的厚度可为约至约之间。透明导电膜2152的厚度可为约至约之间。
在一些实施例中，透明导电膜2152进一步延伸以覆盖导电层2151的侧壁215b，如图6B所示。在一些实施例中，沿着侧壁215b，透明导电膜2152的最大厚度在侧壁215b的最顶部215c并且最低在侧壁的最底部215d(透明导电膜2152与基板100交会处)，如图6C所示。在一些实施例中，透明导电膜2152的厚度相对于透明导电膜2152与基板100之间的垂直距离而梯度增加。
在一些实施例中，透明导电膜2152进一步延伸至两个相邻但分开的导电层之间的谷部(valley)350，如图7A所示。凸块210填充该谷部。在谷部350中，透明导电膜2152的一侧接触基板100且对侧接触凸块210。导电膜完全从谷部350移除。透明导电膜2152可为连续的或断成数个区段衬垫在凸块210和基板100之间。图7B说明在一些实施例中，透明导电膜2152断成数个区段随机分布在基板上方。在一些实施例中，谷部350中的透明导电膜2152的平均厚度为导电层2151上的透明导电膜层2152的厚度之约1/4至约1/2。
在一些实施例中，第一电极215具有至少三个不同的膜。导电膜(例如Al、Cu、Ag、Au等)夹置在两个透明导电膜之间。在一些情况下，两个透明导电膜其中之一为ITO，其一侧与基板100接触且另一侧与导电膜接触。在一些情况下，两个透明导电膜其中之一为ITO，其一侧与导电膜接触且另一侧与凸块210或发光材料205接触。
前述内容概述一些实施方式的特征，因而熟知此技艺之人士可更加理解本揭露之各方面。熟知此技艺之人士应理解可轻易使用本揭露作为基础，用于设计或修饰其他制程与结构而实现与本申请案所述之实施例具有相同目的与/或达到相同优点。熟知此技艺之人士亦应理解此均等架构并不脱离本揭露揭示内容的精神与范围，并且熟知此技艺之人士可进行各种变化、取代与替换，而不脱离本揭露之精神与范围。
【符号说明】
10 发光元件
20 发光层
21 间隔物
40 覆盖层
100 基板
205 发光材料
210 凸块
212 弯曲表面
215 第一电极
215a 表面
215c 最顶部
215b 侧壁
215d 最底部
216 第二电极
350 谷部
401 第一型像素
402 第二型像素
403 第三型像素
2151 导电膜
2152 透明导电膜
AA 线
d 间隔
E 点
H 厚度
I 反曲点
PQ 线
T1 交会点
T2 交会点
W1 距离
W2 距离
λ 垂直距离
δ 水平距离
δ1 重叠宽度
δ2 重叠宽度
δ3 重叠宽度
θ 角度

Claims (17)

1.一种发光元件，包括：
一基板；以及
一发光层，其位于该基板上方，该发光层包括：
一发光像素阵列，其包含复数个发光像素；以及
一间隔物，其经配置以分隔该复数个发光像素，并且各个发光像素具有一发光材料及位于该发光材料与该基板之间的一电极；
其中该间隔物具有一凸块，其具有从该基板突出的一弯曲表面，以及该凸块覆盖该电极的一周围区域。
2.如权利要求1所述的发光元件，其中该凸块包含氟，其在接近该弯曲表面的一区域中具有一最大浓度。
3.如权利要求1所述的发光元件，其中该弯曲表面与该电极之间的一角度是在约35度与55度之间。
4.如权利要求1所述的发光元件，其中该凸块的厚度比该电极的总厚度大了约1.5至2倍。
5.如权利要求1所述的发光元件，其中该发光材料沿着该凸块衬垫并且局部覆盖该弯曲表面。
6.如权利要求1所述的发光元件，另包括一第二电极，其覆盖该发光材料与该凸块。
7.如权利要求1所述的发光元件，其中该电极包含一导电膜与一透明导电膜，并且该透明导电膜覆盖该导电膜的一侧壁。
8.如权利要求1所述的发光元件，其中该凸块位在一第一型发光像素与一第二型发光像素之间，该第二型发光像素发出的波长光谱不同于该第一型发光像素的波长光谱，其中该第一型发光像素之重叠该凸块的该发光材料的一宽度是不同于该第二型发光像素之重叠该凸块的该发光材料的一宽度。
9.如权利要求8所述的发光元件，其中该第一型发光像素与该第二型发光像素之该重叠宽度的差是该第一型发光像素之该宽度的约0.1％至约60％。
10.如权利要求1所述的发光元件，其中该发光材料与该凸块重叠的一宽度为该凸块之一半宽度(half-way width)的约75％至约90％。
11.如权利要求1所述的发光元件，其中该弯曲表面具有一反曲点。
12.如权利要求1所述的发光元件，其中该反曲点接近该凸块与该电极之间的一交会点。
13.一种发光元件，包括：
一基板；以及
一发光阵列，其位于该基板上方，该发光阵列包括：
复数个发光像素；以及
复数个凸块，其经配置以位于该复数个发光像素之两个相邻电极之间，
其中各该凸块具有一弯曲表面，其两端分别与该两个相邻电极相交，以及该凸块不对称地落在该相邻电极上。
14.如权利要求13所述的发光元件，另包括一透明导电膜，其位于该凸块下方且位于该两个相邻电极之间。
15.如权利要求13所述的发光元件，其中该凸块是一光敏感材料。
16.如权利要求13所述的发光元件，其中该两个相邻电极其中之一位在一对应的发光材料下方，各个对应的发光材料以彼此不同的重叠宽度而覆盖该弯曲表面的一部分。
17.如权利要求13所述的发光元件，其中该两个相邻电极各自位在一对应的第二电极下方，并且该两个第二电极物理性断开。
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