CN110838556A - 发光装置 - Google Patents

Abstract

一种发光装置包含设于一发光像素上的一视窗。所述发光像素对入射环境光线的光反射效能是藉由使该视窗呈现具有至少二区域而设置，其中上述至少二区域中的一区域对入射环境光线的透光率小于另一区域。

Description

发光装置

技术领域

本揭示内容是关于发光装置，特别是有机发光装置。

背景技术

有机发光显示器已广泛运用于大多数的高端电子装置中。然而，由于现有技术的限制，需透过光罩将发光材料涂覆于基板上，方可实现像素定义，而通常光罩的临界尺寸无法小于100微米。

发明内容

一种发光装置包含设于一发光像素上的一视窗，其中所述发光像素对入射环境光线的光反射效能是藉由使该视窗呈现具有至少二区域而设置，其中上述至少二区域中的一区域对入射环境光线的透光率小于另一区域。

于某些实施方式中，所述视窗包含一光致变色材料。于某些实施方式中，所述视窗为内嵌于发光装置中的图案化薄膜。于某些实施方式中，所述视窗与发光像素接触。于某些实施方式中，所述发光像素为单色像素。于某些实施方式中，所述发光像素包含多个子像素，彼此以一空间隔开，且该空间小于人眼的解析度。于某些实施方式中，所述发光装置还包含一共用电极，位于该些子像素下方。于某些实施方式中，每一子像素与位于其下方的一电极区段接触。于某些实施方式中，每一子像素的电极区段分别连接至一导电栓。于某些实施方式中，所述发光装置还包含围绕导电栓的一黑体。于某些实施方式中，该些子像素间的总面积不同。

一种发光装置包含一发光阵列，其具有多个发光像素。所述发光装置亦具有位于该些发光像素中至少一者上方的一光学视窗，其中该光学视窗包含至少一第一区块及一第二区块，其中第一区块与发光像素的第一区域垂直排列，且第二区块与发光像素的第二区域垂直排列，其中第一区块与第二区块间对于入射环境光线的透光率不同。于某些实施方式中，所述光学视窗包含一光致变色材料。于某些实施方式中，所述第一区块进一步延伸而使其总面积大于第一区域的总面积。于某些实施方式中，所述光学视窗包含滤色器及偏光片其中至少一者。于某些实施方式中，所述光学视窗被介电层所围绕。于某些实施方式中，所述发光装置还包含一电极，其是位于光学视窗与发光像素间。于某些实施方式中，所述电极经图案化而仅覆盖发光像素的发光层。于某些实施方式中，所述发光层为有机发光层。

附图说明

图1为发光装置的中间产物的剖面图。

图2为与图1对应的上视图。

图3为另一种发光装置的中间产物的剖面图。

图4为与图3对应的上视图。

图5为另一种发光装置的中间产物的剖面图。

图6A为另一种发光装置的中间产物的剖面图。

图6B为另一种发光装置的中间产物的剖面图。

图6C为另一种发光装置的中间产物的剖面图。

图7为另一种发光装置的中间产物的剖面图。

图8为与图7对应的上视图。

图9为另一种发光装置的中间产物的剖面图。

图10为图9的一部分的放大图。

图11为另一种发光装置的中间产物的剖面图。

图12为另一种发光装置的中间产物的剖面图。

具体实施方式

在使用发光装置时，其对比度会大幅受到环境光线的影响。举例来说，若在室内温和的环境光线下使用发光装置，进入该发光装置的光线相较于在户外阳光下使用时来得少。发光装置运用某些具有高反射性的内嵌结构(譬如电极、金属薄膜)来反射从外界进入发光装置中的光线，而此种反射的环境光线会和发光装置本身发出的光线竞争。当在艳阳下使用发光装置时，其对比度会降低，使用者甚至可能看到显示屏幕变黑。

某些现有技术采用了不同的解决方案，包含在发光装置加入光学材料譬如滤色器、偏光片或光致变色材料，以降低进入的环境光线的影响。在某些情形中，将此类光学材料设置并未用以接收发光像素的区域，举例来说，图案或像素定义层或(pattern or pixeldefined layer，PDL)。此种方案可部分减低进入装置的环境光线，然而通常因不可避免的高反射电极而贡献最多反射的发光像素会被包围。在另一些例子中，将光学材料以没有选择性的方式设置于整个区域中。如此一来，可以有效降低来自高反射性内嵌结构的反射，但却牺牲了发光装置的发光效率。

本揭示内容提出一种解决方案，其是在发光装置中针对相对应的发光像素形成一视窗。所述视窗位于发光装置中，且可将其设置于装置中的多种位置上。所述视窗具有至少两个区块，且每一区块对环境光线的透光率不同。于某些实施方式中，所述视窗包含一光学材料。于某些实施方式中，所述视窗设于一预定位置上，而进入的环境光线可行经该预定位置。于某些实施方式中，将所述视窗界定为一区域。于某些实施方式中，所述视窗设于一预定位置上，而发光像素发出的光线可行经该预定位置。

于本揭示内容中，「一发光像素」一词是指经设置可发出一种单色(monochrome)光线的发光单元。于某些实施方式中，一发光像素是指一「单一个」发光像素。于某些实施方式中，一发光像素包含在一范围中成群排置的数个子像素。所述子像素经设计可发出相同的单色光，但彼此在发光层上物理上隔开。上述成群排置的范围可小于50um，且当以人类肉眼观察时，会将该些子像素视为一个发光像素。然而，可在设备(譬如光学显微镜(opticalmicroscope，OM))的辅助下鉴别这些成群的子像素。在本揭示内容中，可将单色光称为包含数种波长的光线，但光线经会聚后使用者肉眼可观察到单一色彩。

图1为发光装置10的简化示意图，其包含一代表性的发光像素100。发光像素100可位于发光装置10的发光像素阵列中。以虚线箭头表示来自周围并进入发光装置10的光线。一视窗200设于环境光线通过的路径上。可视需要而采用一遮罩300，以使位于发光装置10中的结构和周围隔开。来自周围的光线通过视窗200后进入发光装置10。于某些实施方式中，视窗200是原位形成于发光装置10中的薄膜。发光像素100对入射环境光线的光反射效能受到经设置有至少二区域的视窗的调节。一区域对入射环境光线的透光率小于另一区域。

发光像素100包含第一电极102及第二电极104。发光像素100亦具有设于第一电极102及第二电极104之间的发光层103。于某些实施方式中，发光层103包含有机发光材料。在某些例子中，第一电极102包含金属材料。在某些例子中，第二电极104包含金属材料，譬如Cu、Al、Ag、Au等。在某些例子中，第二电极104包含透明导电材料。于某些实施方式中，第一电极102为阴极而第二电极104为阳极。

于本实施方式中，视窗200设于发光像素100上方。视窗200有第一区块202与第二区块204。于某些实施方式中，在发光像素100上方设置一薄膜，之后再将视窗200图案化以形成不同区块，进而制得视窗200。于某些实施方式中，可采用光刻或蚀刻制程以将薄膜图案化而形成不同区块。第一区块202与第二区块204的薄膜厚度可以不同。于某些实施方式中，移除薄膜的一部分以形成第二区块204，而使得第二区块204比第一区块来得薄。于某些实施方式中，第二区块204的薄膜厚度约为0。

第一区块202与第二区块204间的一个主要区别特征在于对进入的环境光线的光学响应不同。第一区块202经设置而使其对进入的环境光线的透光率低于第二区块204。从上视图来看，发光像素100的光学效能被分成两个部分，如图2所示。发光像素100的发光区域被第一区块202覆盖，而受覆盖的区域的光学效能会受到第一区块202的影响。相似地，发光像素100的发光区域位于第二区块204下，且受其覆盖区域的光学效能会受到第二区块204的影响。

举例来说，若第一区块202包含一滤光片，其对预定波长光谱的吸收率约为70％，而第二区块204则经设置为对可见光实质上为透明的。当在户外操作发光装置10时，进入发光装置10的光线在到达发光像素100之前会碰到视窗200。行经第一区块202的光线会被大幅吸收，且只有预定波长光谱的光线才能通过第一区块202，因此，来自被第一区块202覆盖的像素区域的反射会远低于被第二区块204覆盖的像素区域。虽然来自被第二区块204覆盖侧的反射并未改变，可透过运用视窗200来减少发光像素100的反射。虽然发光像素的大部分被视窗200所覆盖，但可以改善发光装置10的抗反射与及对比度。于某些实施方式中，第一区块202包含与发光像素100对应的滤色器。举例来说，发光像素100为红色像素，而第一区块202包含一红色滤色器。

于某些实施方式中，第一区块202包含一光致变色材料。所述光致变色材料在黑暗中是无色的，而当受到太阳光或紫外光照射时，光致变色材料的分子结构会改变并显露出颜色。当移除相关光源时，颜色也会消失。若在太阳光下使用发光装置10，进入的太阳光的一部分会在到达发光像素100前被第一区块202挡住。因此，可以减少来自发光像素100的反射。于某些实施方式中，第一区块包含一偏光片。

于某些实施方式中，第二区块204为视窗200的空白区域，如图3所示。以虚线绘制第二区块204，以表示在剖面图中该区域并无实体材料存在。第一区块202的总面积小于发光像素100的发光区域总面积。发光像素100部分受到第一区块202的调控。图4为图3的上视图，并显示出发光像素100的一部分由虚拟的第二区块204露出。

于某些实施方式中，视窗200与发光像素100的第一电极102接触。于某些实施方式中，视窗200位于发光像素100的第一电极102上方，并有一介电质沿着垂直方向设于视窗200与第一电极102间。于某些实施方式中，一封装材料包含氧化物或氮化物沿着垂直方向设于视窗200与第一电极102间。于某些实施方式中，一聚合物材料沿着垂直方向设于视窗200与第一电极102间。所述垂直方向在此是指沿着发光像素100与视窗200堆迭的方向。

在图6A中，视窗200与发光像素100接触。视窗200亦位于一介电质250与发光像素100间。在某些例子中，视窗200在第一侧与发光像素100接触，在与第一侧相反的另一侧和介电质250接触。

在图6B中，视窗200位于发光像素100上方，但被介电质250围绕。于某些实施方式中，视窗200在第一侧与发光像素100接触，在与第一侧相反的另一侧和介电质250接触。于某些实施方式中，视窗200完全被介电质250围绕而并未与发光像素100有任何接触。

在图6C中，视窗200位于发光像素100上方，但被一材料层270围绕。于某些实施方式中，所述材料层是和介电质250不同的另一种介电质。于某些实施方式中，材料层包含氧化物。于某些实施方式中，材料层经设置为发光装置的遮罩层。于某些实施方式中，材料层包含聚合物材料。

于某些实施方式中，视窗200在第一侧与介电质250接触，在与第一侧相反的另一侧和材料层270接触。于某些实施方式中，视窗200完全被材料层围绕而并未与介电质250有任何接触。

于某些实施方式中，一发光像素可包含数个子像素，如图7所示。发光像素100具有至少两个子像素110及120。子像素110与子像素120分别用以发出具有相同波长光谱的光线。于某些实施方式中，子像素110与120的载子传输层与载子注入层相同。于某些实施方式中，子像素110与120间的水平间隔S小到人类肉眼无法区别。因此，从使用者的角度而言，子像素110与120是以「单一」单色发光像素的型式运作。

于某些实施方式中，所述间隔S小于约50um。于某些实施方式中，所述间隔S小于约30um。于某些实施方式中，所述间隔S小于约20um。于某些实施方式中，所述间隔S小于约10um。于某些实施方式中，所述间隔S小于约8um。于某些实施方式中，所述间隔S小于约5um。于某些实施方式中，所述间隔S为0。于某些实施方式中，所述间隔小于人眼从25公分的距离观看时的解析度。

运用于多子像素组态中的视窗200和图1-6的实施例所用的视窗200类似。此处的光学视窗200亦具有两个区块。一第一区块202实质上与子像素110垂直排列，而一第二区块204实质上与子像素120垂直排列(如图7和8所示)。第一区块202的透光率和第二区块204不同。于某些实施方式中，由子像素110反射的光线反射远少于来自子像素120的光线反射，因为第一区块202包含至少一滤光片、偏光片、光致变色材料或其他光学材料。

虽然视窗200的第一区块202会减少来自子像素110的入射环境光线的反射，由子像素110向使用者发出的光强度也会减低。对于第二区块204，有更多的环境光线进入子像素120并被反射(相较于子像素110)，然而，子像素120的发光强度下降(luminousintensity drop)远低于子像素110。

在多子像素组态中，可针对每一使用者依其偏好模式而调整每一发光像素的反射与发光强度。于本揭示内容中，有多种方式可以平衡每一像素的平衡反射与发光强度。

于某些实施方式中，子像素110的总发光面积和子像素120的总发光面积不同。图8为图7的上视图，而图7是沿着图8中AA线段的剖面图。由上视图可以看出，视窗200的第一区块202实质上设于子像素110上方，且第二区块204实质上设于子像素120上方。以实线矩形方块标示每一子像素的总有效发光区域。于某些实施方式中，子像素的总有效发光区域是如图1中第一电极102覆盖于发光层103的总区域。于某些实施方式中，子像素110的总有效发光面积大于子像素120的总有效发光面积。

于某些实施方式中，子像素110的总有效发光面积大于子像素120的总有效发光面积。于某些实施方式中，子像素110的总有效发光面积比子像素120的总有效发光面积高出两倍。于某些实施方式中，子像素110的总有效发光面积比子像素120的总有效发光面积高出四倍。于某些实施方式中，子像素110的总有效发光面积比子像素120的总有效发光面积高出六倍。

可基于对视窗200的设计需求，将发光像素第二电极设置为各种型式。如图9所示，第二电极104的厚度不均匀。在与第一区块202垂直排置的区域中，第二电极经设置以具有至少两个垂直堆迭的层。层104a堆迭于层104b上。于某些实施方式中，层104a包含透明导电材料譬如ITO、IZO等，而层104b为金属导电薄膜。于某些实施方式中，层104a对可见光的透光率高于层104b的透光率。于某些实施方式中，层104a的薄片电阻(sheet resistance)高于层104b的薄片电阻。在与第二区块204垂直排置的区域中，第二电极经设置为具有一层，即层104a。于某些实施方式中，层104a为透明导电材料。于某些实施方式中，可将在水平方向上测量的第二电极104的有效薄片电阻大致上分为高电阻部分(与视窗200的第二区块204垂直排置)以及低电阻部分(与视窗200的第一区块202垂直排置)。图10为图9的第二电极104的放大图。层104b沿着水平方向延续地延伸并共形地设于层104a上。层104b的一部分有一底面，与层104a的底面共平面。

在运用多子像素组态的实施方式中，可将每一子像素的第二电极104区分成多个区段，如图11所示。这些区段彼此以聚合物材料150隔开。于某些实施方式中，聚合物材料150经设置为一像素/子像素定义层(PDL)。于某些实施方式中，聚合物材料150具有光敏感性。于某些实施方式中，聚合物材料150包含黑体(black material，BM)。不同区段的总面积不同。于某些实施方式中，每一区段的总面积正比于相应子像素的总有效发光面积。于某些实施方式中，每一区段的总面积大于相应子像素的总有效发光面积。

于某些实施方式中，第二电极104的一区段设于发光子像素110下方，且位于子像素110下方的区段有一透明导电层104a与一金属导电层104b。视窗200的第一区块202经设置与大致上与子像素110及电极区段104a/b并排。进入发光装置的光线可通过层104a，但会被层104b反射。然而，反射的光线在进入使用者眼睛前会先被第一区块202减少。第二电极104的另一区段设于发光子像素120下方。位于子像素120下方的电极区段仅具有透明导电层104a，而不具有高反射性层104b。于某些实施方式中，由于来自子像素120侧的反射比起子像素110来得低，第二区块204可包含高透光率材料。于某些实施方式中，可以实际上由视窗200中移除第二区块204。

于某些实施方式中，每一电极区段连接至一导电栓。子像素110得电极区段和导电栓142接触，而子像素120的电极区段和导电栓144接触。于某些实施方式中，导电栓142与导电栓144电性连接。于某些实施方式中，导电栓142与导电栓144经设计具有相同的电位。

导电栓设于一介电质材料50中。介电质材料50位于第二电极104与子像素下方。于某些实施方式中，介电质材料50包含一光线吸收材料，其可吸收进入装置的光线。于某些实施方式中，介电质材料50包含黑体(BM)。于某些实施方式中，介电质材料50经设置为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)阵列的平坦化层。TFT阵列(图中未绘示)位于材料50下方。于某些实施方式中，介电质材料50位于薄膜晶体管阵列的互连与第二电极104之间。于某些实施方式中，介电质材料50位于互连电容器与第二电极104之间。

图12绘示发光装置中的RGB发光单元，其具有三个发光像素，且每一发光像素有至少两个子像素。红色发光像素100R有子像素110R及子像素120R。绿色发光像素100G有子像素110G及子像素120G。蓝色发光像素100B有子像素110B及子像素120B。可任选地，每一像素上设有一光学视窗。光学视窗区块202R与子像素110R垂直排置，以降低来自子像素110R下方电极的反射。光学视窗区块202G与子像素110G垂直排置，以降低来自子像素110G下方电极的反射。光学视窗区块202B与子像素110B垂直排置，以降低来自子像素110B下方电极的反射。

上文的叙述简要地提出了本发明某些实施例之特征，而使得本发明所属技术领域具有通常知识者能够更全面地理解本揭示内容的多种态样。本发明所属技术领域具有通常知识者当可明了，其可轻易地利用本揭示内容作为基础，来设计或更动其他制程与结构，以实现与此处所述之实施方式相同的目的和/或达到相同的优点。本发明所属技术领域具有通常知识者应当明白，这些均等的实施方式仍属于本揭示内容之精神与范围，且其可进行各种变更、替代与更动，而不会悖离本揭示内容之精神与范围。

【符号说明】

10 发光装置

50 介电质材料

100 发光像素

100B 蓝色发光像素

100G 绿色发光像素

100R 红色发光像素

102 第一电极

103 发光层

104 第二电极

104a、104b 层

110、110B、110G、110R、 子像素

120、120B、120G、120R

142、144 导电栓

150 聚合物材料

200 视窗

202 第一区块

204 第二区块

250 介电质

270 材料层

300 遮罩

Claims (14)

1.一种发光装置，包含：

一视窗，设于一发光像素上，其中该发光像素对一入射环境光线的一光反射效能是藉由使该视窗呈现具有至少二区域而设置，其中该至少二区域中的一区域对该入射环境光线的透光率小于该另一区域。

2.如权利要求1所述的发光装置，其中该视窗包含一光致变色材料。

3.如权利要求1所述的发光装置，其中该视窗为内嵌于该发光装置中的一图案化薄膜。

4.如权利要求1所述的发光装置，其中该视窗与该发光像素接触。

5.如权利要求1所述的发光装置，其中该发光像素包含多个子像素，彼此以一空间隔开，且该空间小于一人类眼睛之解析度。

6.如权利要求5所述的发光装置，还包含一共用电极，其位于该些子像素下方。

7.如权利要求5所述的发光装置，其中每一子像素与位于其下方的一电极区段接触。

8.如权利要求7所述的发光装置，其中每一子像素的该电极区段分别连接至一导电栓。

9.如权利要求5所述的发光装置，其中该些子像素间的总面积不同。

10.一种发光装置，包含：

一发光阵列，包含多个发光像素；

一光学视窗，位于该些发光像素至少一者上方，其中该光学视窗包含至少一第一区块及一第二区块，其中该第一区块与该发光像素之一第一区域垂直排列，且该第二区块与该发光像素之一第二区域垂直排列，其中该第一区块与该第二区块间对一入射环境光线之一透光率不同。

11.如权利要求10所述的发光装置，其中该光学视窗包含一光致变色材料。

12.如权利要求10所述的发光装置，其中该第一区块进一步延伸以使其总面积大于该第一区域之一总面积。

13.如权利要求10所述的发光装置，其中该光学视窗由一介电层所围绕。

14.如权利要求10所述的发光装置，还包含一电极，位于该光学视窗与该发光像素间。

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