CN1929147A - 四色全彩化有机电激发光显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四色全彩化有机电激发光显示装置，具有多个画素在一基板上，每一画素在基板上依序设置一第一电极、一有机发光层及一第二电极，在第一电极上定义一第一次画素区域、一第二次画素区域、一第三次画素区域及一第四次画素区域，而有机发光层包括一第一有机发光层、一第二有机发光层及一第三有机发光层，其中第一有机发光层及第二有机发光层分别设置在第一次画素区域及第二次画素区域上，而第三有机发光层设置在第一次画素区域、第二次画素区域、第三次画素区域及第四次画素区域上，通过本发明的设置方式，以提高有机电激发光显示装置的显示色阶，并降低工艺难度。

Description

四色全彩化有机电激发光显示装置

技术领域

本发明涉及一种四色全彩化有机电激发光显示装置，不仅可有效提高各色光源的穿透率及色彩饱和度，又可降低耗电量及提高生产良率。

背景技术

自1987年由美国柯达公司的C.W.Tang及S.A.VanSlyke利用真空蒸镀方式形成有机电激发光装置(Organic Electroluminescence Device；OLED)后，业界不断专注于有机电激发光显示装置相关的研究及发展，对于如何达到全彩显示效果及进行旧有的全彩化技术的改良，以成为有机电激发显示装置发展成功与否的关键，其达到全彩显示功能的最常见的制作方法及结构主要有以下两种：

1.分别将可产生红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的有机电激发光组件独立设置(Side by Side)，并将此三种色光以适当比例混合搭配而产生全彩的显示效果。然而，在制作过程当中，由于红、绿、蓝三种发光材料必须分开蒸镀，且，每个像素的屏蔽开口仅仅只有十微米，因此将会提高屏蔽对位时的困难度。

2.设置有至少一可产生白色光源的有机电激发光元件，搭配使用技术纯熟的彩色滤光片。通过彩色滤光片的使用以达到过滤白色光源的目的，并因此产生全彩的显示效果。该设置方法与红、绿、蓝发光材料分开蒸镀的方式相较之下较为简洁。然而，由此一方法所制作而成的有机电激发光装置所产生的各色光源对彩色滤光片的穿透率不佳，容易造成各色光的色彩饱和度不佳、显示亮度不足及电源的浪费等问题的产生。

将可产生三原色的有机电激发光元件独立设置的构造，如图1所示。主要是在一基板11上设置一有机发光层23，而有机发光层23包括一第一有机发光层231、一第二有机发光层233及一第三有机发光层235。其中，有机发光层23所产生的第一光源S1、第二光源S2及第三光源S3分别为一红色光源、绿色光源及蓝色光源，通过适当比例的各色光源的混合搭配可达到有机电激发光显示装置200全彩化显示的目的。

然而，基板11上方所设置的有机发光层23，透过一屏蔽对位及蒸镀的工艺完成。其中，屏蔽对位若出现误差，将会直接影响有机发光层23的设置。例如，在第二有机发光层233的蒸镀过程当中若屏蔽对位不准确，将使得第二有机发光层233的设置位置出现偏移，而且产生一误差区域239。由于，误差区域239上并未存在第二有机发光层233，因此误差区域239将不会产生第二光源S2。致使第二有机发光层233的作用面积减少，而影响第二光源S2的发光亮度及显示装置的显示质量。

为此，如何针对上述现有技术所遭遇的问题，设计出一种新颖的四色全彩化有机电激发光显示装置，针对屏蔽对位精准度的问题提出有效的解决方法，可达到有激电机发光显示装置的穿透率增加与色彩饱和度提升，此即为本发明的发明重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种四色全彩化有机电激发光显示装置，以降低屏蔽对位时对准确度的要求与有效提高显示装置的光源穿透率及色彩饱和度，并通过发光效率的提升有效解决大型显示面板所面临的耗电问题，延长显示面板的使用寿命。

因此，为实现上述目的，本发明提供一种四色全彩化有机电激发光显示装置，包括多个画素位于一基板上，其中每一画素包括一第一电极、一有机发光层及一第二电极，而且有机发光层包括一第一有机发光层、一第二有机发光层及一第三有机发光层。第一电极设置于基板上，而在第一电极上定义一第一次画素区域、一第二次画素区域、一第三次画素区域及一第四次画素区域，以将第一有机发光层设置在第一次画素区域上，第二有机发光层设置在第二次画素区域上，第三有机发光层设置在第一次画素区域、第二次画素区域、第三次画素区域及次画素区域上，之后再将第二电极设置于有机发光层上。

采用本发明，使用第一有机发光层、第二有机发光层及第三有机发光层的设置方式，以降低屏蔽对位时，对准确度的要求，而且有效提高显示装置的光源穿透率及色彩饱和度，另外，通过本发明的设置方式，可以提升有机电激发光显示装置的发光效率，对于大型显示面板所面临的耗电问题将获得改善，也可延长显示面板的使用寿命。

附图说明

图1为现有有机电激发光显示装置的剖面示意图；

图2A及图2B分别为本发明全彩有机电激发光显示装置一较佳实施例的剖面示意图；

图3为本发明另一实施例的剖面示意图；

图4为本发明又一实施例的剖面示意图；

图5为本发明又一实施例的剖面示意图；以及

图6A及图6B分别为本发明又一实施例的俯视图。

其中，附图标记：

11：基板：                  23：有机发光层

231：第一有机发光层         233：第二有机发光层

235：第三有机发光层         239：误差区域

200：有机电激发光显示装置

30：彩色滤光片              31：基板

33：黑色矩阵                35：第一彩色滤光层

351：第一彩色光阻           353：第二彩色光阻

355：第三彩色光阻           357：第四彩色光阻

359：镂空部                 37：平坦障蔽单元

38：第二彩色滤光层          381：第五彩色光阻

383：第六彩色光阻           385：第七彩色光阻

387：第八彩色光阻           39：封装盖板

40：有机电激发光元件        41：第一电极

411：第一次画素区域         413：第二次画素区域

415：第三次画素区域         417：第四次画素区域

43：有机发光层              431：第一有机发光层

432：电洞注入层             433：第二有机发光层

434：电洞传输层             435：第三有机发光层

436：电子传输层             438：电子注入层

439：误差区域                   45：第二电极

400：有机电激发光显示装置       401：有机电激发光显示装置

403：有机电激发光显示装置       405：有机电激发光显示装置

具体实施方式

首先，参阅图2A，为本发明四色全彩化有机电激发光显示装置一较佳实施例的剖面示意图。为了清楚叙述本发明的实施例，本发明的图式以单一画素(pixel)为例。如图所示，本发明有机电激发光显示装置400包括一基板31及一有机电激发光元件40，有机电激发光元件40包括一第一电极41、一有机发光层43及一第二电极45，并依序设置在基板31上。

在第一电极上定义一第一次画素(sub-pixel)区域411、一第二次画素区域413、一第三次画素区域415及一第四次画素区域417。而有机发光层43则包括一第一有机发光层431、一第二有机发光层433及一第三有机发光层435。

第一有机发光层431设置在第一次画素区域411上，第二有机发光层433设置在第二次画素区域413上，第三有机发光层435设置在第一次画素区域411、第二次画素区域413、第三次画素区域415及第四次画素区域417上。其中，在第一次画素区域411及第二次画素区域413中，第三有机发光层435分别与第一有机发光层431及第二有机发光层433以层迭方式设置，所以第三有机发光层435可设置在第一有机发光层431及第二有机发光层433的上方或下方，以图2A为例第三有机发光层435则是设置在第一有机发光层431及第二有机发光层433的上方。

有机电激发光显示装置400还包括一彩色滤光片30，设置在基板31及第一电极41之间。彩色滤光片30包括一黑色矩阵33(Black Matrix)及一具有光色过滤功能的第一彩色滤光层35(或称彩色光阻)。黑色矩阵33设置在基板31上，而在黑色矩阵33及基板31上设有第一彩色滤光层35。第一彩色滤光层35包括一第一彩色光阻351、一第二彩色光阻353、一第三彩色光阻355及一第四彩色光阻357。第一彩色光阻351对应第一次画素区域411的垂直延伸位置，第二彩色光阻353对应第二次画素区域413的垂直延伸位置，第三彩色光阻355对应第三次画素区域415的垂直延伸位置，第四彩色光阻357对应第四次画素区域417的垂直延伸位置。又，在黑色矩阵33及第一彩色滤光层35上方覆盖有一平坦障蔽单元37，其可为一平坦化层(Over Coat)、一障蔽层(Barrier Layer)或两者都是。

层迭的第一有机发光层431及第三有机发光层435所产生的第一光源S1将可穿透第一彩色光阻351，并过滤产生一第一色光L1。层迭的第二有机发光层433及第三有机发光层435所产生的第二光源S2将可穿透第二彩色光阻353，并过滤产生一第二色光L2。而第三有机发光层435所产生的第三光源S3将可穿透第三彩色光阻355及第四彩色光阻357，并过滤产生一第三色光L3及一第四色光L4。

于本发明一实施例中，第一有机发光层431及第二有机发光层433所产生的光源可分别选择红色、绿色或蓝色光源其中之一，当然，也可选择其它颜色的有色光源，但是，第一有机发光层431及第二有机发光层433所产生的光源需为不同的颜色，例如第一有机发光层431产生红色光源时，第二有机发光层433所产生的光源可选择绿色或蓝色光源，而第一有机发光层431产生绿色光源时，第二有机发光层433所产生的光源可选择红色或蓝色光源，而第三有机发光层435则可产生一白色光源。第一有机发光层431及第二有机发光层433所产生光源的颜色需各自配合第一彩色光阻351及第二彩色光阻353所使用的颜色，例如当第一有机发光层431及第二有机发光层433分别产生红色光源及绿色光源时，第一彩色光阻351、第二彩色光阻353及第三彩色光阻355将分别为一红色光阻、绿色光阻及蓝色光阻，第四彩色光阻357为一透光部或一镂空部。经由第一彩色滤光层35过滤产生的第一色光L1、第二色光L2、第三色光L3及第四色光L4将分别为一红色光、绿色光、蓝色光及白色光。其中，通过第一色光L1、第二色光L2及第三色光L3的混合将可达到有机电激发光显示装置400全彩化显示的目的，而第四色光L4将可提高有机电激发光显示装置400的显示色阶及显示亮度。有机电激发光显示装置400为一底部发光(Bottom-Emission)的有机电激发光显示装置。

第一彩色滤光层35为一仅容许特定波长范围的光源通过的装置，并借此达到光色过滤的目的。例如，第一彩色光阻351仅容许波长范围在640nm～770nm之间的光源通过，当第三光源S3为一白色光源并穿透第一彩色光阻351后，第一彩色光阻351会将波长范围在640nm～770nm以外的其它色光源加以过滤阻隔。使得通过第一彩色光阻351的色光波长范围介于640nm～770nm之间，也就是肉眼所能感受的红色光源，借此以达到光色过滤的目的。然而，在光色过滤的同时，波长在640nm～770nm以外的色光源将会被第一彩色光阻351过滤阻隔，将使得光源穿透率只剩25％至35％，相对地将会降低显示亮度。

反之，若第一彩色光阻351为红色光阻时，其所能容许色光通过的波长范围如前述所言是在640nm～770nm。则第一彩色光阻351对一红色光源(例如波长分布范围为650nm～760nm)而言将具有一良好的穿透率，其光源穿透率将可达到70％以上。

通过第三有机发光层435的设置，可克服设置第一有发光层431及第二有机发光层433时，因屏蔽对位的误差所造成的良率损失。例如，参阅图2B，当第二有机发光层433于屏蔽对位程序进行时有偏移的情形发生，将形成一误差区域439。然而，第二彩色光阻353的垂直延伸位置上尚设置有第三有机发光层435，使得偏移的误差区域439上将会存在第三有机发光层435。当第三有机发光层435所产生的第三光源S3为一白色光源时，第三光源S3将会经由第一电极41穿透第二彩色光阻353并过滤产生相同的第二色光L2。

因此，通过第三有机发光层435的设置，将可克服设置第一有机发光层431及第二有机发光层433时，因屏蔽对位的误差所造成的良率损失。即便第一有机发光层431及/或第二有机发光层433于屏蔽对位时有误差产生，也不会影响有机电激发光显示装置400的显示质量，而有利于产品良率的提升。而第一有机发光层431及第二有机发光层433的设置，可有效提高有机电激发光显示装置的各色光源的穿透率及色彩饱和度。

在本实施例中，还包括多个薄膜晶体管(未绘示)，每一个薄膜晶体管分别与第一次画素区域411、第二次画素区域413、第三次画素区域415或第四次画素区域417的第一电极41电性连接以形成主动式(Active Matrix)的有机电激发光显示装置400。而主动式的有机电激发光显示装置可以使用彩色滤光片位于薄膜晶体管之上的COA(color filter on array)或彩色滤光片位于薄膜晶体管之下的AOC(array on color filter)的方式制作。

参阅图3，为本发明另一实施例的剖面示意图。如图所示，本发明有机电激发光显示装置401，主要包括基板31及有机电激发光元件40，与图2A相同，有机电激发光元件40设置在基板31，有机电激发光元件40中包括第一电极41、第一有机发光层431、第二有机发光层433、第三有机发光层435及第二电极45，第一有机发光层431、第二有机发光层433及第三有机发光层435的设置方式，与图2A所叙述的设置方式相同，因此不再赘述。

在第一电极41与第二电极45之间，第一有机发光层431、第二有机发光层433及第三有机发光层435可经由电流信号导通而产生光源。除了各有机发光层431、433及435外，在第一电极41与第二电极45可分别选择包括有至少一电洞注入层432(Hole Injection Layer，HIL)、至少一电洞传输层434(Hole Transport Layer，HTL)、至少一电子传输层436(Electron TransportLayer，ETL)、至少一电子注入层438(Electron Injection Layer，EIL)或上述各元件组合式的其中之一。以图3为例，在第一电极41与第一有机发光层431、第二有机发光层433及第三有机发光层435之间依序设置了电洞注入层432及电洞传输层434，而在各有机发光层431、433及435与第二电极45依序设置电子传输层436及电子注入层438。

第一有机发光层431、第二有机发光层433及第三有机发光层435，可选择为一单层型有机发光层或一多层迭设型有机发光层。例如，第一有机发光层431及第二有机发光层433为单层型有机发光层。而第三有机发光层435可为一多层迭设型有机发光层，例如图3所示，第三有机发光层435为双层迭设型有机发光层。

有机电激发光显示装置401还包括一彩色滤光片30，设置在基板31及有机电激发光元件40之间，彩色滤光片30具有一第一彩色滤光层35，其结构与设置方式与图2A是相同的，因此也不再赘述，但是差异处在于图2A中的第四彩色光阻357以一镂空部359取代。

接续，参阅图4，为本发明又一实施例的剖面示意图。如图所示，有机电激发光显示装置403，主要包括基板31及有机电激发光元件40，与上述实施例的设置是相同的，有机电激发光元件40设置在基板31上，且各自的结构也相同，而不同处在于，本发明在有机电激发光元件40及基板31之间并未设置彩色滤光片，而是在基板31上设有一具有第二彩色滤光层38的封装盖板39，封装盖板39内部包覆有机电激发光元件40，借此以保护有机电激发光元件40并防止外界的空气及水气进入。封装盖板39在底层设有第二彩色滤光层38，而第二彩色滤光层38包括一第五彩色光阻381、一第六彩色光阻383、一第七彩色光阻385及一第八彩色光阻387。

有机电激发光元件40所产生的第一光源S1、第二光源S2及第三光源S3经由第五彩色光阻381、第六彩色光阻383、第七彩色光阻385及第八彩色光阻387将分别被过滤并转换为第一色光L1、第二色光L2、第三色光L3及第四色光L4。且，第二电极45选择由一具透光导电特性的材质所制成，借此第一光源S1、第二光源S2及第三光源S3将可穿透第二电极45，并达到有机电激发光显示装置403向上发光(Top-Emission)的目的。

第五彩色光阻381、第六彩色光阻383、第七彩色光阻385及第八彩色光阻387所使用的颜色，与图2中第一彩色光阻351、第二彩色光阻353、第三彩色光阻355及第四彩色光阻357的使用条件相同，如第五彩色光阻381、第六彩色光阻383使用的颜色需分别配合第一有机发光层431所产生的第一光源S1及第二光源S2的颜色，而第八彩色光阻387为一透光部或一镂空部。

在本实施例中，还包括多个薄膜晶体管(未绘示)，每一个薄膜晶体管分别与第一次画素区域411、第二次画素区域413、第三次画素区域415或第四次画素区域417的第一电极41电性连接以形成主动式的有机电激发光显示装置403。而主动式的有机电激发光显示装置可以使用COA或AOC的方式制作。

另外，参阅图5，为本发明又一实施例的剖面示意图。如图所示，本实施例所述的有机电激发光显示装置405与图4所述实施例相异之处在于，在基板31及有机电激发光元件40之间设置具有第一彩色滤光层35的彩色滤光片30。而本实施例所述的有机电激发光显示装置405与图2A所述实施例相异之处在于，在封装盖板39底层设置第二彩色滤光层38。而有机电激发光元件40所产生的第一光源S1、第二光源S2及第三光源S3，将分别穿透第一彩色滤光层35及第二彩色滤光层38，借此以达到有机电激发光显示装置405双向发光或双向显示的目的。

与图2A及图4所示的实施例相同，本实施例也可形成主动式的有机电激发光显示装置405，其主要使用多个薄膜晶体管(未绘示)与第一电极41电性连接。而制作方式也可选用前述的COA或AOC的方式制作。

在图2A到图5中，第一有机发光层431、第二有机发光层433及/或第三有机发光层435可选择由至少一主发光体(Host Emitter；H)中掺杂有至少一掺杂物(Dopant；D)的掺杂型有机发光层，同样可达到产生各色光源的目的。

最后，参阅图6A及图6B，分别为本发明又一实施例的俯视图。本发明所述实施例与上述实施例相异之处在于，单一画素内的第一次画素区域411、第二次画素区域413、第三次画素区域415及第四次画素区域417的设置位置并非以一直线方式排列。例如，单一画素内的彩色光阻以一矩阵方式(田字型)或菱形方式排列，如图6A及图6B所示，借此以提高各色光的混和均匀度。而当各彩色光阻的设置位置改变的同时，第一有机发光层431、第二有机发光层433及第三有机发光层435的设置位置也随之改变。

本发明的各实施例，使用第一有机发光层、第二有机发光层及第三有机发光层的设置方式，以降低屏蔽对位时，对准确度的要求，而且有效提高显示装置的光源穿透率及色彩饱和度，另外，通过本发明的设置方式，可以提升有机电激发光显示装置的发光效率，对于大型显示面板所面临的耗电问题将获得改善，也可延长显示面板的使用寿命。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，包括：

多个画素位于一基板上，其中每一该些画素包括：

一第一电极，设置于该基板上，该第一电极定义一第一次画素区域、一第二次画素区域、一第三次画素区域及一第四次画素区域；

一有机发光层，包括一第一有机发光层、一第二有机发光层及一第三有机发光层，该第一有机发光层设置在该第一次画素区域上，该第二有机发光层设置在该第二次画素区域上，该第三有机发光层设置在该第一次画素区域、该第二次画素区域、该第三次画素区域及该第四次画素区域上；以及

一第二电极，设置于该有机发光层上。

2.根据权利要求1所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，该第三有机发光层设置在该第一有机发光层及该第二有机发光层的上方或下方。

3.根据权利要求1所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，还包括一第一彩色滤光层在该第一电极及该基板之间，该第一彩色滤光层包括一第一彩色光阻、一第二彩色光阻、一第三彩色光阻及一第四彩色光阻分别对应该第一次画素区域、该第二次画素区域、该第三次画素区域及该第四次画素区域的垂直延伸位置。

4.根据权利要求3所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，该第四彩色光阻为一透光部及一镂空部的其中之一。

5.根据权利要求3所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，还包括多个薄膜晶体管，每一该薄膜晶体管分别与该第一次画素区域、该第二次画素区域、该第三次画素区域或该第四次画素区域的该第一电极电性连接。

6.根据权利要求3所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，还包括一封装盖板设置在该基板上，以包覆该第一电极、该有机发光层及该第二电极，该封装盖板的底层具有一第二彩色滤光层，该第二彩色滤光层包括一第五彩色光阻、一第六彩色光阻、一第七彩色光阻及一第八彩色光阻，分别对应该第一次画素区域、该第二次画素区域、该第三次画素区域及该第四次画素区域的垂直延伸位置。

7.根据权利要求6所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，该第八彩色光阻为一透光部及一镂空部的其中之一。

8.根据权利要求6所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，还包括多个薄膜晶体管，每一该薄膜晶体管分别与该第一次画素区域、该第二次画素区域、该第三次画素区域或该第四次画素区域的该第一电极电性连接。

9.根据权利要求1所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，还包括一封装盖板设置在该基板上，以包覆该第一电极、该有机发光层及该第二电极，该封装盖板的底层具有一第二彩色滤光层，该第二彩色滤光层包括一第五彩色光阻、一第六彩色光阻、一第七彩色光阻及一第八彩色光阻，分别对应该第一次画素区域、该第二次画素区域、该第三次画素区域及该第四次画素区域的垂直延伸位置。

10.根据权利要求9所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，该第八彩色光阻为一透光部及一镂空部的其中之一。

11.根据权利要求9所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，还包括多个薄膜晶体管，每一该薄膜晶体管分别与该第一次画素区域、该第二次画素区域、该第三次画素区域或该第四次画素区域的该第一电极电性连接。

12.根据权利要求1所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，该第一有机发光层、该第二有机发光层及该第三有机发光层为一单层型有机发光层、一多层迭型有机发光层及一掺杂型有机发光层的其中之一。

13.根据权利要求1所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，该有机发光层还包括一电洞注入层、一电洞传输层、一电子传输层及一电子注入层。

14.根据权利要求1所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，该第一次画素区域、该第二次画素区域、该第三次画素区域及该第四次画素区域为直线、矩阵及菱形的其中之一的方式设置。

15.根据权利要求1所述的四色全彩化有机电激发光显示装置，其特征在于，该第三有机发光层产生一白色光源，该第一有机发光层及该第二有机发光层所产生的光源分别为红色、绿色或蓝色光源其中之一，该第一有机发光层及该第二有机发光层所产生的光源为不同颜色。

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