CN114335083A - 简化的高性能amoled - Google Patents

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迈克尔·斯图尔特·韦弗
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Abstract

本申请涉及简化的高性能AMOLED。提供装置、像素布置和其制造技术用于包括具有红色、绿色和蓝色子像素的像素的装置，其中所述蓝色子像素在所述布置中的超过一个像素之间共享。显示器包括每像素少于三条数据线，并且仅使用三种颜色的子像素。

Description

简化的高性能AMOLED
相关申请的交叉参考
本申请为2020年10月9日提交的美国临时专利申请序号63/089,854的非临时申请，且要求其优先权权益，所述美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于有机发射装置，如有机发光二极管的像素布置，以及包括其的装置和技术。
背景技术
出于多种原因，利用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎。用于制造所述装置的许多材料相对较为便宜，因此有机光电装置具有优于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机材料的固有性质(例如其柔性)可以使其较适用于特定应用，如在柔性衬底上的制造。有机光电装置的实例包括有机发光二极管/装置(OLED)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电检测器。对于OLED，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。举例来说，有机发射层发光所处的波长通常可以用适当的掺杂剂容易地调节。
OLED利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时会发射光。OLED正成为用于如平板显示器、照明和背光的应用中的日益受关注的技术。若干OLED材料和配置描述于美国专利第5,844,363号、第6,303,238号和第5,707,745号中，其以全文引用的方式并入本文中。
磷光发射分子的一个应用是全色显示器。针对此类显示器的行业标准需要适合于发射特定颜色(称为“饱和”色)的像素。具体来说，这些标准需要饱和红色、绿色和蓝色像素。或者，OLED可经设计以发射白光。在常规液晶显示器中，使用吸收滤光器过滤来自白色背光的发射以产生红色、绿色和蓝色发射。相同技术也可以用于OLED。白色OLED可以是单EML装置或堆叠结构。可以使用所属领域中所熟知的CIE坐标来测量色彩。
如本文所用，术语“有机”包括可以用于制造有机光电装置的聚合材料和小分子有机材料。“小分子”是指并非聚合物的任何有机材料，并且“小分子”可能实际上相当大。在一些情况下，小分子可以包括重复单元。举例来说，使用长链烷基作为取代基并不会将某一分子从“小分子”类别中去除。小分子还可以并入聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧接基团或作为主链的一部分。小分子还可以充当树枝状聚合物的核心部分，所述树枝状聚合物由一系列构建在核心部分上的化学壳层组成。树枝状聚合物的核心部分可以是荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可以是“小分子”，并且认为当前在OLED领域中使用的所有树枝状聚合物都是小分子。
如本文所用，“顶部”意指离衬底最远，而“底部”意指最靠近衬底。在第一层被描述为“安置于”第二层“上方”的情况下，第一层被安置于离基板较远处。除非规定第一层“与”第二层“接触”，否则第一与第二层之间可以存在其它层。举例来说，即使阴极和阳极之间存在各种有机层，仍可以将阴极描述为“安置于”阳极“上方”。
如本文所用，“溶液可处理”意指能够以溶液或悬浮液的形式在液体介质中溶解、分散或传输和/或从液体介质沉积。
当认为配体直接促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“光敏性的”。当认为配体并不促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“辅助性的”，但辅助性配体可以改变光敏性配体的性质。
如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，如果第一能级较接近真空能级，那么第一“最高占用分子轨道”(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)或“最低未占用分子轨道”(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级。由于将电离电位(IP)测量为相对于真空能级的负能量，因此较高HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP(较不负(less negative)的IP)。类似地，较高LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲和性(EA)(较不负的EA)。在顶部是真空能级的常规能级图上，材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级表现为比“较低”HOMO或LUMO能级更靠近这个图的顶部。
如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，如果第一功函数具有较高绝对值，那么第一功函数“大于”或“高于”第二功函数。因为通常将功函数测量为相对于真空能级的负数，所以这意指“较高”功函数是更负的(more negative)。在顶部是真空能级的常规能级图上，“较高”功函数经说明为在向下方向上离真空能级较远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵循与功函数不同的定则。
本文可以参考层、材料、区域和装置发射的光的颜色来对其进行描述。一般来说，如本文所用，被描述为产生特定颜色的光的发射区域可包括以堆叠方式安置在彼此上的一或多个发射层。
如本文所使用，“红色”层、材料、区域或装置是指在大约580-700nm的范围内发射光或其发射光谱在所述区域中具有最高峰的层。类似地，“绿色”层、材料、区域或装置是指发射或具有峰值波长在约500-600nm范围内的发射光谱的层、材料、区域或装置；“蓝色”层、材料或装置是指发射或具有峰值波长在约400-500nm范围内的发射光谱的层、材料或装置。在一些布置中，单独的区域、层、材料、区域或装置可以提供单独的“深蓝色”和“浅蓝色”光。如本文所用，在提供单独的“浅蓝色”和“深蓝色”的布置中，“深蓝色”分量是指峰值发射波长比“浅蓝色”分量的峰值发射波长小至少约4nm的分量。通常，“浅蓝色”分量的峰值发射波长在约465nm到500nm范围内，且“深蓝色”分量的峰值发射波长在约400nm到470nm范围内，但是对于一些配置来说这些范围可以变化。类似地，变色层是指将另一颜色的光转换或修改成具有指定用于所述颜色的波长的光的层。举例来说，“红色”滤色片是指形成具有在约580nm到约700nm范围内的波长的光的滤光片。一般来说，存在两类变色层：通过去除光的非所需波长修改光谱的滤色片，以及将较高能量的光子转换成较低能量的变色层。“颜色的”分量是指在激活或使用时产生或以其它方式发射具有如先前所述的特定颜色的光的分量。举例来说，“第一颜色的第一发射区域”和“不同于第一颜色的第二颜色的第二发射区域”描述当在装置内激活时发射如先前所述的两种不同颜色的两个发射区域。
如本文所用，发射材料、层和区域可基于由所述材料、层或区域最初产生的光，而不是由相同或不同结构最终发射的光彼此区分开，并与其它结构区分开。初始光产生通常是导致光子发射的能级变化的结果。举例来说，有机发射材料可初始地产生蓝光，所述蓝光可通过彩色滤光片、量子点或其它结构转换成红光或绿光，使得完整的发射堆叠或子像素发射红光或绿光。在此情况下，初始发射材料或层可被称为“蓝色”分量，即使子像素为“红色”或“绿色”分量。当与子像素或发射材料结合使用时，通常“白色”不被视为“单色”，因为它通常需要多种发射材料来实现白色发射。因此，除非另外特别指明或上下文需要，否则如本文所述的单色子像素不发射白光。如本文所用，“单色”发射是指具有小于100nm的半高全宽(FWHM)的峰的光谱。
在一些情况下，可优选地根据1931CIE坐标描述分量，如发射区域、子像素、变色层等的颜色。举例来说，黄色发射材料可具有多个峰值发射波长，一个在“绿色”区域的边缘中或附近，且一个在“红色”区域的边缘内或附近，如先前所描述。因此，如本文所用，每一颜色项还对应于1931CIE坐标颜色空间中的形状。1931CIE颜色空间中的形状是通过跟随两个颜色点与任何其它内部点之间的轨迹构造的。举例来说，可如下所示地定义红色、绿色、蓝色和黄色的内部形状参数：
Figure BDA0003296892300000041
关于OLED和上文所描述的定义的更多细节可以在美国专利第7,279,704号中找到，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
发明内容
根据一个实施例，还提供一种有机发光二极管/装置(OLED)。所述OLED可以包括阳极、阴极和安置在阳极与阴极之间的有机层。根据一个实施例，所述有机发光装置并入到一或多个选自以下的装置中：消费型产品、电子组件模块和/或照明面板。
本文公开的实施例提供了用于实现包括多个像素的全色OLED显示面板的装置、布置和技术，每个像素包括红色、绿色和蓝色子像素，其中蓝色子像素在多于一个像素之间共享。显示面板包括向子像素提供显示数据的数据线，其中显示面板包括每个像素少于三条数据线和仅三种颜色的子像素。蓝色子像素可在例如至少两个、四个、六个或更多个子像素之间共享。蓝色子像素可具有与其它子像素不同的面积，例如红色和/或绿色子像素的面积的0.5、0.75、1、1.05、1.1、1.2、1.25、1.5、2、3、4、5、6、7或8倍或更多倍，或任何中间的相对大小。蓝色子像素分辨率可能不同于红色和/或绿色；例如，从一个蓝色子像素到下一个蓝色子像素的距离可大于跨越面板且平行于显示面板的扫描线或数据线测量的跨越每个像素的总距离。子像素中的一些或全部可具有堆叠架构。由于每个像素包括每一子像素颜色，因此每个像素可独立地能够显示包括白色在内的全范围颜色。蓝色子像素可平行于显示器边缘布置成列，或者可交错布置。显示面板可包括用于蓝色子像素和/或与其它子像素所使用的子像素分开的任何堆叠子像素的电源线。本文公开的实施例可仅用三种不同颜色的发射材料的沉积来制造。本文所公开的包括显示面板的电子装置可包括例如其中所述消费型产品选自由以下组成的群组：平板显示器、曲面显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信号的灯、平视显示器、全透明或部分透明的显示器、柔性显示器、可卷曲显示器、可折叠显示器、可拉伸显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板计算机、平板手机、个人数字助理(PDA)、可穿戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄像机、取景器、对角线小于2英寸的微型显示器、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、交通工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕、光疗装置，和指示牌。
在一个实施例中，提供了一种制造OLED显示面板的方法，其包括在背板上沉积多种OLED发射材料以形成包含多个像素的OLED显示面板，每个像素包含多个子像素，包括蓝色子像素，其中每个蓝色子像素在多个像素中的超过一个像素之间共享，其中背板具有每个像素少于三个数据线。每个蓝色子像素可在至少两个、四个或更多个像素之间共享。所述方法可包括不超过三个发射材料沉积。蓝色子像素可在制造的面板内成列对准，或者可交错。背板可包括用于显示器中的蓝色子像素的电源线，所述电源线与用于显示器中其它颜色的子像素的电源线分开。制造的装置的结构可包括呈任何组合的关于本文的OLED显示面板描述的任何特征。
附图说明
图1示出有机发光装置。
图2示出不具有单独电子传输层的倒置式有机发光装置。
图3示出根据本文所公开的一个实施例的子像素和像素的布置，其中一个蓝色子像素在四个像素之间共享。
图4示出根据本文所公开的一个实施例的像素的布置，其中共享的蓝色子像素对准。
图5示出根据本文所公开的一个实施例的像素的布置，其中共享的蓝色子像素交错。
图6示出了根据本文公开的一个实施例的示例子像素布局，其允许每像素三条线支持RGB数据和用于例如堆叠子像素的蓝色子像素的单独电源线。
具体实施方式
一般来说，OLED包含至少一个有机层，其安置于阳极与阴极之间并且与阳极和阴极电连接。当施加电流时，阳极注入空穴并且阴极注入电子到有机层中。所注入的空穴和电子各自朝带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴定位在同一分子上时，形成“激子”，其为具有激发能态的定域电子-空穴对。当激子通过光发射机制弛豫时，发射光。在一些情况下，激子可以定位于准分子(excimer)或激态复合物上。非辐射机制(如热弛豫)也可能发生，但通常被视为不合需要的。
最初的OLED使用从单态发射光(“荧光”)的发射分子，如例如美国专利第4,769,292号中所公开，其以全文引用的方式并入。荧光发射通常在小于10纳秒的时帧内发生。
最近，已经展示了具有从三重态发射光(“磷光”)的发射材料的OLED。巴尔多(Baldo)等人,“来自有机电致发光装置的高效磷光发射(Highly EfficientPhosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices)”,自然(Nature),第395卷,151-154,1998(“巴尔多-I”)；和巴尔多等人,“基于电致磷光的极高效绿色有机发光装置(Very high-efficiency green organic light-emitting devicesbased on electrophosphorescence)”,应用物理快报(Appl.Phys.Lett.),第75卷,第3,4-6期(1999)(“巴尔多-II”)，所述文献以全文引用的方式并入。美国专利第7,279,704号第5-6栏中更详细地描述磷光，所述专利以引用的方式并入。
图1展示有机发光装置100。图不一定按比例绘制。装置100可以包括衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴传输层125、电子阻挡层130、发射层135、空穴阻挡层140、电子传输层145、电子注入层150、保护层155、阴极160和阻挡层170。阴极160是具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。装置100可以通过按顺序沉积所述层来制造。这些各种层和实例材料的性质和功能在US 7,279,704第6-10栏中更详细地描述，所述专利以引用的方式并入。
可以得到这些层中的每一个的更多实例。举例来说，柔性并且透明的衬底-阳极组合公开于美国专利第5,844,363号中，所述专利以全文引用的方式并入。经p掺杂的空穴传输层的实例是以50:1的摩尔比掺杂有F4-TCNQ的m-MTDATA，如美国专利申请公开第2003/0230980号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。发光和主体材料的实例公开于汤普森(Thompson)等人的美国专利第6,303,238号中，所述专利以全文引用的方式并入。经n掺杂的电子传输层的实例是以1:1的摩尔比掺杂有Li的BPhen，如美国专利申请公开第2003/0230980号中所公开，所述公开案以全文引用的方式并入。以全文引用的方式并入的美国专利第5,703,436号和第5,707,745号公开了阴极的实例，所述阴极包括具有含上覆的透明、导电、溅镀沉积的ITO层的金属(如Mg:Ag)薄层的复合阴极。阻挡层的理论和使用更详细地描述于美国专利第6,097,147号和美国专利申请公开第2003/0230980号中，所述专利以全文引用的方式并入。注入层的实例提供于美国专利申请公开第2004/0174116号中，其以全文引用的方式并入。保护层的描述可以见于美国专利申请公开第2004/0174116号中，其以全文引用的方式并入。
图2展示倒置式OLED 200。所述装置包括衬底210、阴极215、发射层220、空穴传输层225和阳极230。装置200可以通过按顺序沉积所述层来制造。因为最常见OLED配置具有安置于阳极上方的阴极，并且装置200具有安置于阳极230下方的阴极215，所以装置200可以被称为“倒置式”OLED。可以在装置200的对应层中使用与关于装置100所述的那些材料类似的材料。图2提供如何可以从装置100的结构省去一些层的一个实例。
图1和2中所说明的简单分层结构借助于非限制性实例提供，并且应理解本发明的实施例可以与各种其它结构结合使用。所描述的具体材料和结构本质上是示范性的，并且可以使用其它材料和结构。可以通过以不同方式组合所述的各种层来获得功能性OLED，或可以基于设计、性能和成本因素完全省略各层。也可以包括未具体描述的其它层。可以使用除具体描述的材料以外的材料。尽管本文中所提供的许多实例将各种层描述为包括单一材料，但应理解，可以使用材料的组合，如主体和掺杂剂的混合物，或更一般来说，混合物。此外，所述层可以具有各种子层。本文中给予各种层的名称并不意图具有严格限制性。举例来说，在装置200中，空穴传输层225传输空穴并且将空穴注入到发射层220中，并且可以被描述为空穴传输层或空穴注入层。在一个实施例中，可以将OLED描述为具有安置于阴极与阳极之间的“有机层”。此有机层可以包含单个层，或可以进一步包含如例如关于图1和2所述的不同有机材料的多个层。
还可以使用未具体描述的结构和材料，例如包含聚合材料的OLED(PLED)，例如弗兰德(Friend)等人的美国专利第5,247,190号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。借助于另一实例，可以使用具有单个有机层的OLED。OLED可以堆叠，例如如在以全文引用的方式并入的福利斯特(Forrest)等人的美国专利第5,707,745号中所述。OLED结构可以偏离图1和2中所说明的简单分层结构。举例来说，衬底可以包括有角度的反射表面以改进出耦(out-coupling)，例如如在福利斯特等人的美国专利第6,091,195号中所述的台式结构，和/或如在布尔维克(Bulovic)等人的美国专利第5,834,893号中所述的凹点结构，所述专利以全文引用的方式并入。
在本文中所公开的一些实施例中，发射层或材料(如图1-2中分别所示的发射层135和发射层220)可包括量子点。除非有明确的相反指示或根据所属领域的技术人员的理解通过上下文指示，如本文所公开的“发射层”或“发射材料”可包括含有量子点或等效结构的有机发射材料和/或发射材料。此类发射层可仅包括转换由单独发射材料或其它发射体发射的光的量子点材料，或其还可包括所述单独发射材料或其它发射体，或其本身可通过施加电流而直接发光。类似地，变色层、滤色片、上转换或下转换层或结构可包括含有量子点的材料，但此类层可不视为如本文中所公开的“发射层”。一般来说，“发射层”或材料是如下“发射层”或材料：发射初始光，所述初始光可通过另一层(如滤色片或其它变色层)改变，所述另一层本身在装置内不发射初始光，但可基于发射层所发射的初始光而再发射光谱内容不同的改变光。
除非另外规定，否则可以通过任何合适的方法来沉积各个实施例的层中的任一个。对于有机层，优选方法包括热蒸发、喷墨(如以全文引用的方式并入的美国专利第6,013,982号和第6,087,196号中所述)、有机气相沉积(OVPD)(如以全文引用的方式并入的福利斯特等人的美国专利第6,337,102号中所述)和通过有机蒸气喷射印刷(OVJP)的沉积(如以全文引用的方式并入的美国专利第7,431,968号中所述)。其它合适的沉积方法包括旋涂和其它基于溶液的工艺。基于溶液的工艺优选在氮气或惰性气氛中进行。对于其它层，优选的方法包括热蒸发。优选的图案化方法包括通过掩模的沉积、冷焊(如以全文引用的方式并入的美国专利第6,294,398号和第6,468,819号中所述)和与例如喷墨和OVJD的沉积方法中的一些方法相关联的图案化。还可以使用其它方法。可以将待沉积的材料改性以使其与具体沉积方法相适合。举例来说，可以在小分子中使用支链或非支链并且优选含有至少3个碳的例如烷基和芳基的取代基来增强其经受溶液处理的能力。可以使用具有20个或更多个碳的取代基，并且3到20个碳是优选范围。具有不对称结构的材料可以比具有对称结构的材料具有更好的溶液可处理性，因为不对称材料可能具有更低的再结晶倾向性。可以使用树枝状聚合物取代基来增强小分子经受溶液处理的能力。
根据本发明实施例制造的装置可以进一步任选地包含阻挡层。阻挡层的一个用途是保护电极和有机层免受暴露于包括水分、蒸气和/或气体等的环境中的有害物质的损害。阻挡层可以沉积在衬底、电极上，沉积在衬底、电极下或沉积在衬底、电极旁，或沉积在装置的任何其它部分(包括边缘)上。阻挡层可以包含单个层或多个层。阻挡层可以通过各种已知的化学气相沉积技术形成，并且可以包括具有单一相的组合物和具有多个相的组合物。任何合适的材料或材料组合都可以用于阻挡层。阻挡层可以并有无机化合物或有机化合物或两者。优选的阻挡层包含聚合材料与非聚合材料的混合物，如以全文引用的方式并入本文中的美国专利第7,968,146号、PCT专利申请第PCT/US2007/023098号和第PCT/US2009/042829号中所述。为了被视为“混合物”，构成阻挡层的前述聚合材料和非聚合材料应在相同反应条件下沉积和/或同时沉积。聚合材料与非聚合材料的重量比可以在95:5到5:95范围内。聚合材料和非聚合材料可以由同一前体材料产生。在一个实例中，聚合材料与非聚合材料的混合物基本上由聚合硅和无机硅组成。
根据本发明实施例制造的装置可以并入到多种多样的电子组件模块(或单元)中，所述电子组件模块可以并入到多种电子产品或中间组件中。所述电子产品或中间组件的实例包括可以为终端用户产品制造商所利用的显示屏、照明装置(如离散光源装置或照明面板)等。所述电子组件模块可以任选地包括驱动电子装置和/或电源。根据本发明实施例制造的装置可以并入到多种多样的消费型产品中，所述消费型产品具有一或多个电子组件模块(或单元)并入于其中。公开一种包含OLED的消费型产品，所述OLED在OLED中的有机层中包括本公开的化合物。所述消费型产品应包括含一或多个光源和/或某种类型的视觉显示器中的一或多个的任何种类的产品。所述消费型产品的一些实例包括平板显示器、曲面显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信号的灯、平视显示器、全透明或部分透明的显示器、柔性显示器、可卷曲显示器、可折叠显示器、可拉伸显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板电脑、平板手机、个人数字助理(PDA)、可佩戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄像机、取景器、对角线小于2英寸的微型显示器、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、交通工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕、光疗装置，和指示牌。可以使用各种控制机制来控制根据本发明制造的装置，包括无源矩阵和有源矩阵驱动电路内的子像素。意图将所述装置中的许多装置用于对人类来说舒适的温度范围中，如18℃到30℃，并且更优选在室温下(20-25℃)，但可以在这一温度范围外(例如-40℃到80℃)使用。消费型产品还可以是或包括可穿戴装置。
本文所述的材料和结构可以应用于除OLED以外的装置中。举例来说，如有机太阳能电池和有机光电检测器的其它光电装置可以采用所述材料和结构。更一般来说，如有机晶体管的有机装置可以采用所述材料和结构。
不同的发射机制可用于在这些装置中发射光。磷光、荧光、磷光敏化荧光或热辅助延迟荧光(TADF)均可采用。在磷光OLED中，可实现接近100％的内部量子效率。据相信，荧光OLED的内部量子效率(IQE)可通过延迟荧光超过25％自旋统计限制。如本文所用，存在两种类型的延迟荧光，即P型延迟荧光和E型延迟荧光。P型延迟荧光由三重态-三重态消灭(TTA)产生。
另一方面，E型延迟荧光不依赖于两个三重态的碰撞，而是依赖于三重态与单重态激发态之间的热粒子数。需要能够产生E型延迟荧光的化合物以便具有极小单重态-三重态间隙。热能可以激活由三重态跃迁回到单重态。这种类型的延迟荧光也称为热激活延迟荧光(TADF)。TADF的显著特征在于，延迟分量随温度归因于热能增加的升高而增加。如果逆向系间窜越速率足够快速以最小化由三重态的非辐射衰减，那么回填充单重激发态的分率可能达到75％。总单重态分率可以是100％，远超过关于电产生的激子的自旋统计限制。
E型延迟荧光特征可以见于激发复合物系统或单一化合物中。不受理论束缚，相信E型延迟荧光需要发光材料具有小单重态-三重态能隙(ΔES-T)。有机含非金属的供体-受体发光材料可能能够实现这点。这些材料的发射通常表征为供体-受体电荷转移(CT)型发射。这些供体-受体型化合物中HOMO与LUMO的空间分离通常产生小ΔES-T。这些状态可包括CT状态。通常，供体-受体发光材料通过将电子供体部分(例如氨基或咔唑衍生物)与电子受体部分(例如含N的六元芳香族环)连接而构建。
本文公开的OLED材料和结构可通过任何合适的发射机制操作，包括但不限于TADF、磷光体敏化TADF和磷光体敏化荧光。
一些OLED显示面板使用像素布置，其中子像素可在多个像素之间“共享”。这反映了人眼看到光的方式，红光和绿光的视锥受体比蓝光多得多。因此，人眼对蓝光的空间分辨率远低于绿光或红光。“共享”像素的一个此类实例是PenTile矩阵技术，它指的是子像素设计架构系列。基本PenTile结构是RGBG(红-绿-蓝-绿)矩阵。在RGBG PenTile显示器中，每个像素只有两个子像素，绿色像素是红色和蓝色子像素的两倍。在常规显示器中，每个像素或子像素组都可以在屏幕上呈现任何颜色，而不管相邻像素如何。PenTile屏幕不是这种情况。
用于LCD装置中的PenTile RGBW技术在传统的红色、绿色、蓝色子像素的基础上增加了一个额外的子像素，即一个没有滤色材料的清晰区，且目的是让白色背光发射白光而无需滤色，因此W代表白色。这使得有可能在使用相同功率量的情况下产生比RGB矩阵更亮的图像，或在使用较少功率的情况下产生同样明亮的图像。
另一种PenTile布局是Pentile RGBW布局，它使用每个红色、绿色、蓝色和白色子像素向人眼的红色感应和绿色感应视锥细胞呈现高分辨率的亮度信息，同时使用所有颜色子像素的综合效应以向所有三种视锥细胞类型呈现较低分辨率的色度(颜色)信息。结合起来，这优化了显示技术与人类视觉生物机制的匹配。对于与RGB条纹(RGB-RGB)布局相同的分辨率，所述布局使用的子像素减少了三分之一，尽管使用子像素渲染与条件等色渲染相结合，具有四色原色而不是常规的三色原色。条件等色渲染优化了白色子像素与组合的红色、绿色和蓝色子像素之间的能量分布：W<>RGB，以提高图像清晰度。尽管一些PenTile显示器和其它类似的“共享”子像素布置可能比常规显示器具有更少的每个像素的数据线，但每个单独的像素不含每种原色(例如，红色、绿色和蓝色)的子像素，且因此无法显示包括白色在内的全范围颜色。
本文公开的实施例提供显示面板布置，其中蓝色子像素在超过一个像素之间共享，但其仅使用每个像素少于三条数据线，同时在显示器中仅包括三种颜色的子像素。图3示出了示例显示面板布置，其中在四个像素之间共享蓝色子像素。在此实例中，蓝色子像素301布置在四个像素之间，每个像素包括单独的红色和绿色子像素。示出了一个这样的像素310，其中红色子像素315、绿色子像素312和蓝色子像素301形成单个像素。类似地，左下角的红色子像素325和绿色子像素320与相同的蓝色子像素301形成一个像素，对于右上角和右下角的绿色/红色子像素组合，依此类推。因此，在本文公开的实施例中，每个像素含有三原色(红色、绿色和蓝色)中的每一个的子像素。在此布置中，每当一或多个全色像素(例如像素310)需要蓝色发射时，蓝色子像素301就被激活。如果一个蓝色子像素由4个像素共享，则其强度将与四个像素组合所需的蓝色亮度的总和相关。
图3示出了在四个像素之间共享蓝色子像素的布置。更一般地，蓝色子像素可在两个、四个、八个或更多个像素之间共享。例如，在两个像素共享蓝色子像素的布置中，蓝色子像素不会延伸到下一行的红色和绿色子像素；相反，单独的蓝色子像素可位于与图3所示的蓝色子像素301的下半部分相同的位置。类似地，蓝色子像素可以与图3所示相同的总体布置延伸跨越三或四行红色/绿色子像素，以允许蓝色子像素在六个或八个像素之间共享。
虽然图3中所示的实例示出了相同尺寸的红色和绿色子像素以及大约是红色和绿色子像素的大小的四倍的共享蓝色子像素，但更一般地，可使用不同大小的红色和绿色子像素，和/或蓝色子像素的相对大小可不同。例如，蓝色子像素可恰好或至少为红色和绿色子像素中的较大者的大小的0.5、0.75、1、1.05、1.1、1.2、1.25、1.5、2、3、4、5、6、7或8倍，或任何中间大小。在一些情况下，取决于所使用的沉积技术，一或多种颜色的总沉积量可能不同于像素的所述颜色的有源区，和/或蓝色子像素与红色和/或绿色子像素的面积比可能不是精确的整数。
图3中所示的布置可在显示面板或显示面板的一部分上重复。在一些情况下，可能需要如图4中所示地对准蓝色子像素。在此布置中，蓝色子像素在显示面板上成列对准。这可允许使用各种制造技术，例如OVJP技术，其中发射材料列可相对有效地沉积在显示面板衬底上并且几乎不需要或不需要掩蔽或对准。
在一些情况下，像素可以被布置成使得从一个蓝色子像素到下一个蓝色子像素的距离大于跨越面板且平行于显示面板的扫描线或数据线测量的跨越每个像素的总距离。例如，在图4中，从一个蓝色子像素到同一行中的下一个蓝色子像素的距离410可能大于跨越像素420的总距离，即，单独的蓝色子像素的分辨率可能小于显示器中的红色或绿色子像素的分辨率。
或者，蓝色子像素可如图5中所示地交错。与如图4所示的布置相反，在这种交错布置中，蓝色子像素不平行于显示面板的边缘成列对准。更确切地，蓝色子像素(和完整像素)相对于显示面板的边缘或平行于显示面板的边缘的线以变化的距离布置。例如，线510可以是显示面板的边缘或平行于显示面板的边缘的线。蓝色子像素520、530设置在距线不同的距离521、531处，尽管它们在相邻的行中。在此布置中，在与设置蓝色子像素520的行相邻的行中不存在与线510的距离相同的蓝色子像素。然而，可重复图5中所示的两行图案，以使得交替的像素行包括与显示面板的边缘或平行于边缘的线的距离相同的蓝色子像素。相比之下，在图4所示的布置中，每个蓝色子像素位于距显示面板的边缘或与线510等效的线距离恒定的列中，但是其它列中的子像素可设置在距所述线不同的距离处。
如本文所公开的全色OLED显示面板包括用于驱动每个子像素的电子电路，内置在硅衬底中、沉积为薄膜晶体管和其它组件，或通过接合工艺连接，其中数据线通过这些电子电路将显示数据提供到子像素。本文公开的布置可跨越显示器的每个像素使用少于三个数据线，而显示器包括仅三种颜色的子像素。例如，再次参看图3，所示的布置包括四个像素，但可仅使用10条数据线(每个子像素一条)，从而实现每个像素少于三条数据线的全色显示。类似地，图4中所示的布置包括16个像素，但可仅使用36条数据线(每个子像素一条；每个像素2.25条数据线)提供全色显示。扩展图3和4中所示的布置以及在本文中示出和描述的其它说明性布置类似地实现了每个像素包括少于三条数据线的完整显示面板。
值得注意的是，在本文公开的布置中，每个像素能够通过同时激活构成像素的红色、绿色和蓝色子像素来呈现白光。例如，再次参看图3，可通过分别同时激活红色、绿色和蓝色子像素315、312、301而用左上方子像素310显现白光。类似地，可激活红色/绿色子像素与蓝色子像素301的每一组合以通过相应像素呈现白光。这种逐像素白色发射对于其它共享子像素布置通常是不可能的，其中并非每个像素都包括子像素的每种颜色，或者其中没有常规的“像素”布置。相比之下，在其它“共享”子像素布置，例如PenTile显示器中，每个像素仅含有两个子像素，并且一个像素中缺少的三原色中的任一种都将存在于相邻像素中。必须使用特殊的软件算法来确保从正常距离观看时整体图像忠实地出现，即使并非每个像素都能自己产生每种颜色。
本文公开的实施例还提供优于常规并排(SBS)OLED制造技术和装置的额外益处。例如，标准RGB SBS像素需要3次OLED沉积，且图案化技术需要每个颜色有源区之间的对准公差。随着显示器分辨率的增加，对准公差会减少每个发射区域的有效有源区，降低填充因子并需要增加子像素亮度作为补偿，降低子像素寿命并增加电压/功率。这可能会产生严重的寿命问题，尤其是对于蓝色子像素。因为人眼对于深蓝色的空间分辨率比对于红色或绿色的空间分辨率低得多，所以如本文公开的在两个或更多个像素之间共享深蓝色子像素通常将导致与常规SBS布置的最小差异或没有可观察的差异。
可基于显示面板分辨率、最终应用和/或特定蓝色沉积的特定CIE坐标来选择共享蓝色的像素数量。在本文公开的设计中，在常规设计中是对准公差盲区或非发射区的区域可用作有源发射区，从而允许相对于常规显示器的蓝色填充因子加倍或更多，并且还允许蓝色寿命增加4×(或更多)。更一般地，这允许对于特定显示布置所需的任何子像素或像素布置有更多的有源区可用。此外，如先前所公开，数据线的数量减少，从而降低驱动器芯片成本。在透明显示器中，这也可以提高显示透明度，部分原因是不透明数据线的数量减少，且部分原因是由于需要更少的子像素驱动电路，因此背板中的TFT将更少。
在一些实施例中，本文公开的每个像素可包括如先前公开的红色、绿色和共享蓝色子像素，其中蓝色子像素在两个或更多个像素之间共享。此外，每个子像素可具有未经过滤的架构。也就是说，它可以不使用任何滤色片、上转换或下转换层或其它变色层，使得每个子像素发射的光与子像素中的发射材料最初产生的光没有变化。在一些实施例中，光可以仅通过微腔效应来修改，包括来自有意布置在具有个别子像素结构的堆叠中的微腔结构。或者，一或多个子像素可包括任何类型的一或多个变色层。此类配置可仍使用各自为单一颜色的子像素。与所属领域中已知的其它布置相比，这允许装置更有效和/或更易于制造，所述其它布置在每个子像素中使用多种发射材料以最初产生白光，然后用一或多个变色组件过滤以产生每个子像素所需的颜色发射。在一些实施例中，微腔或微腔效应可与一或多个变色层或组件结合使用。
因为本文公开的布置比常规布置需要少的数据线，所以来自每个子像素颜色一条数据线的常规设计的“节省的”数据线可用作额外电源线。因此，与红色和绿色相比，本文公开的架构可用于支持具有用于蓝色子像素的单独电源线的堆叠蓝色子像素(例如在美国专利第9,170,665中所描述)。例如，考虑每两个像素有两条垂直线，这些线中的一条可以是蓝色子像素的数据线，且一条是单独的电源线。因此，这种显示架构支持将蓝色寿命增加12倍(4倍来自布局且3倍来自堆叠)，且阵列内无需额外的公共供应线。这种布置的一个实例在图6中示出，其示出了上覆有图3所示的基本四像素布置的数据线和电源线的实例。在此实例中，蓝色子像素301可由专用电源线601和数据线602驱动。如所示，绿色和红色子像素可具有单独的数据线610、620。如果蓝色和另一种颜色(绿色或红色)子像素堆叠而第三种颜色子像素未堆叠，或者更广泛地说，如果任何颜色相比于其它颜色在其子像素中具有不同数量的发射层堆叠(且因此需要不同的驱动电压或其它操作参数)，则也可以使用此架构。
如本文所公开的像素布置和显示面板可使用任何合适的技术在衬底上制造，包括关于如图1和2中所示的个别OLED在本文中公开的那些技术。在一些情况下，可以仅使用不同发射颜色的三个沉积，例如每一子像素颜色(红色、绿色、蓝色)一个沉积。作为特定实例，OVJP喷嘴阵列可用于在显示面板上沉积一或多种颜色的子像素，例如其中如先前所展示和描述，在构成子像素的列上沉积红色、绿色和蓝色发射材料的连续线。作为另一实例，可使用OVPD或类似技术以将每种颜色的发射材料直接或通过掩模沉积到面板衬底上。通常，OLED发射材料可沉积在包括如先前公开的相关控制和电源电路的背板上。背板可包括每个像素少于三个数据线且可包括用于显示器中的蓝色子像素的单独电源线，如先前所公开。
在一些实施例中，所述OLED具有一或多种选自由以下组成的群组的特征：柔性、可卷曲、可折叠、可拉伸和弯曲。在一些实施例中，所述OLED是透明或半透明的。在一些实施例中，所述OLED进一步包含包括碳纳米管的层。
在一些实施例中，所述OLED进一步包含包括延迟荧光发射体的层。在一些实施例中，所述OLED包含RGB像素布置或白色加彩色滤光片像素布置。在一些实施例中，所述OLED是移动装置、手持式装置或可佩戴装置。在一些实施例中，所述OLED是对角线小于10英寸或面积小于50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，所述OLED是对角线为至少10英寸或面积为至少50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，所述OLED是照明面板。
在发射区域的一些实施例中，所述发射区域进一步包含主体。
在一些实施例中，所述化合物可以是发射掺杂剂。在一些实施例中，所述化合物可以经由磷光、荧光、热激活延迟荧光(即TADF，也称为E型延迟荧光)、三重态-三重态消灭或这些工艺的组合产生发射。
本文所公开的OLED可以并入到消费型产品、电子组件模块和照明面板中的一或多种中。有机层可以是发射层，并且化合物在一些实施例中可以是发射掺杂剂，而化合物在其它实施例中可以是非发射掺杂剂。
有机层还可包括主体。在一些实施例中，优选两种或更多种主体。在一些实施例中，所用主体可以是在电荷传输中起很小作用的a)双极、b)电子传输、c)空穴传输或d)宽带隙材料。在一些实施例中，主体可包括金属络合物。所述主体可为无机化合物。
本公开的化合物与其它材料的组合
本文中描述为适用于有机发光装置中的特定层的材料可以与装置中存在的多种其它材料组合使用。举例来说，本文所公开的发射掺杂剂可以与广泛多种主体、传输层、阻挡层、注入层、电极和可能存在的其它层结合使用。下文描述或提及的材料是可以与本文所公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例，并且所属领域的技术人员可以容易地查阅文献以鉴别可以组合使用的其它材料。
不同材料可用于本文所公开的不同发射层和非发射层和布置。合适材料的实例公开于美国专利申请公开案第2017/0229663号中，所述公开案以全文引用的方式并入。
导电性掺杂剂：
电荷传输层可以掺杂有导电性掺杂剂以大体上改变其电荷载体密度，这转而将改变其导电性。导电性通过在基质材料中生成电荷载体而增加，并且取决于掺杂剂的类型，还可以实现半导体的费米能级(Fermi level)的变化。空穴传输层可以掺杂有p型导电性掺杂剂，并且n型导电性掺杂剂用于电子传输层中。
HIL/HTL：
本发明中所用的空穴注入/传输材料不受特别限制，并且可以使用任何化合物，只要化合物通常用作空穴注入/传输材料即可。
EBL：
电子阻挡层(EBL)可以用以减少离开发射层的电子和/或激子的数目。与缺乏阻挡层的类似装置相比，在装置中存在此类阻挡层可以产生大体上较高的效率和/或较长的寿命。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于OLED的所需区域。在一些实施例中，与最接近EBL界面的发射体相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近EBL界面的主体中的一或多种相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一个方面中，EBL中所用的化合物含有与下文所述的主体中的一个所用相同的分子或相同的官能团。
主体：
本发明的有机EL装置的发光层优选地至少含有金属络合物作为发光材料，并且可以含有使用金属络合物作为掺杂剂材料的主体材料。主体材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要主体的三重态能量大于掺杂剂的三重态能量即可。任何主体材料可以与任何掺杂剂一起使用，只要满足三重态准则即可。
HBL：
空穴阻挡层(HBL)可以用以减少离开发射层的空穴和/或激子的数目。与缺乏阻挡层的类似装置相比，此类阻挡层在装置中的存在可以产生大体上较高的效率和/或较长的寿命。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于OLED的所需区域。在一些实施例中，与最接近HBL界面的发射体相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近HBL界面的主体中的一或多种相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和或较高三重态能量。
ETL：
电子传输层(ETL)可以包括能够传输电子的材料。电子传输层可以是固有的(未经掺杂的)或经掺杂的。可以使用掺杂来增强导电性。ETL材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要其通常用以传输电子即可。
电荷产生层(CGL)
在串联或堆叠OLED中，CGL对性能起基本作用，其由分别用于注入电子和空穴的经n掺杂的层和经p掺杂的层组成。电子和空穴由CGL和电极供应。CGL中消耗的电子和空穴由分别从阴极和阳极注入的电子和空穴再填充；随后，双极电流逐渐达到稳定状态。典型CGL材料包括传输层中所用的n和p导电性掺杂剂。
应理解，本文所述的各种实施例仅借助于实例，并且并不意图限制本发明的范围。举例来说，可以在不背离本发明的精神的情况下用其它材料和结构取代本文所述的许多材料和结构。如所要求的本发明因此可以包括本文所述的具体实例和优选实施例的变化形式，如所属领域的技术人员将显而易见。应理解，关于本发明为何起作用的各种理论并不意图是限制性的。

Claims (15)

1.一种全色有机发光二极管OLED显示面板，其包含：
多个像素，每个像素包含多个子像素，所述子像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，其中每个蓝色子像素在所述多个像素中的超过一个像素之间共享；和
多条数据线，用于将显示数据提供到所述多个像素；
其中所述显示面板具有每像素少于三条数据线，并且所述显示器仅含有三种颜色的子像素。
2.根据权利要求1所述的全色有机发光二极管OLED显示面板，其中每个蓝色子像素在至少两个像素或至少四个像素之间共享。
3.根据权利要求1所述的全色有机发光二极管OLED显示面板，其中所述蓝色子像素的面积为所述红色子像素和所述绿色子像素中的较大者的面积的至少1.5倍、2倍、四倍、六倍或八倍。
4.根据权利要求1所述的全色有机发光二极管OLED显示面板，其中从一个蓝色子像素到下一个蓝色子像素的距离大于跨越所述面板且平行于所述显示面板的扫描线或数据线测量的跨越每个像素的总距离。
5.根据权利要求1所述的全色有机发光二极管OLED显示面板，其中所述蓝色子像素具有堆叠架构。
6.根据权利要求1所述的全色有机发光二极管OLED显示面板，其中所述红色子像素和所述绿色子像素中的至少一个具有堆叠架构。
7.根据权利要求1所述的全色有机发光二极管OLED显示面板，其中所述显示面板中的每个像素能够呈现白色。
8.根据权利要求1所述的全色有机发光二极管OLED显示面板，其中所述显示面板中的蓝色子像素相对于平行于所述显示面板的边缘的线交错。
9.根据权利要求1所述的全色有机发光二极管OLED显示面板，其中所述显示面板中的至少一些子像素包含堆叠架构，所述显示面板进一步包含用于所述显示器中的所述堆叠子像素的电源线，所述电源线与用于具有单结发射层的显示器中的子像素的电源线分开。
10.一种消费型电子装置，其包含：
全色有机发光二极管OLED显示面板，其包含：
多个像素，每个像素包含多个子像素，所述子像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，其中每个蓝色子像素在所述多个像素中的超过一个像素之间共享；和
多条数据线，用于将显示数据提供到所述多个像素；
其中所述显示面板具有每像素少于三条数据线，并且所显示器仅含有三种颜色的子像素。
11.根据权利要求10所述的消费型电子装置，其中所述消费型电子装置选自由以下组成的群组：平板显示器、曲面显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信号的灯、平视显示器、全透明或部分透明的显示器、柔性显示器、可卷曲显示器、可折叠显示器、可拉伸显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板计算机、平板手机、个人数字助理PDA、可穿戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄像机、取景器、对角线小于2英寸的微型显示器、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、交通工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕、光疗装置，和指示牌。
12.一种制造OLED显示面板的方法，所述方法包含：
在背板上沉积多种OLED发射材料以形成包含多个像素的OLED显示面板，每个像素包含多个子像素，所述子像素包括蓝色子像素，其中每个蓝色子像素在所述多个像素中的超过一个像素之间共享；
其中所述背板具有每像素少于三条数据线。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法包括不超过三个发射材料沉积。
14.根据权利要求12所述的方法，其中每个蓝色子像素在至少两个像素或至少四个像素之间共享。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述背板进一步包含用于所述显示器中的蓝色子像素的电源线，所述电源线与用于所述显示器中其它颜色的子像素的电源线分开。
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