TW200421219A - Full-color organic electro-luminescent display device - Google Patents

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TW200421219A
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Coen Theodorus Hubertus Fransiscus Liedenbaum
Henricus Franciscus Johannus Jacobus Van Tongeren
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Koninkl Philips Electronics Nv
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Description

200421219 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明相關於一種全色有機場致發光顯示裝置，該裝置 包含複數個獨立可定址的全色像素，而^個像素包次 像素(RGBX)。 人 【先前技術】 有機場致發光（EL)顯示裝置包含間隔電極，其係由有機 發光媒體所分隔，該媒體可以發射電磁輻射，典型地係為 光，以作鳴對於施加電位於該電極之間的反應。為了獲得 -影像顯示裝置，複數個獨立電氣可定址發光像素係以矩 陣方式配置。該術語像素係指—顯示面板之區$，該區域 能夠被激發以發光，而與其他區域無關。 在全彩有機場致顯示器巾，每個像素係被分割成數個次 像素。該術β吾次像素係指一像素之任何能夠獨立地定址以 發射一特定色彩之部分。 典型地有藍色、綠色及紅色次像素。該紅、綠及藍色組 成也、跨&才> 二角形之三原.色。所有在該三角形内之色彩 都可以利用適當地混合這些色彩來產生。藉由改變每個次 像素之間的強度比，便可以改變色彩色調（⑺岭 因此，母個像素係由紅綠藍（RGB)發光二極體（leDs)所組 成，該等二極體通常以平面配置的方式配置。該二極體架 構通常係包含一由一透明電極所製成之陽極層，像是氧化 銦錫(ITO)’ 一電洞傳輸層；一有機發光層，·一電子傳輸層； 及由一金屬所製成之陰極層，像是銘，或是合金，像是
O:\87\87570.DOC 200421219 銦化鎂。 當該有機發光層係由有機低分子物質所製成時，該等 LEDs係稱作為有機LEDs(〇LEDs)。 田。亥有機發光層係由一（有機）高分子所製成，該等LEDs 係稱作為高分子LEDs(PLEDs)。 到目前為止，白光大致上已經可以由紅、綠及藍色混合 而成。然而，關於功率消耗，白光的產生並非十分有效率。 口為白光係主宰大部分圖像，所以對於該顯示裝置之整體 功率消耗，，白光的產生佔了相當重要的因素。 曰本專利JP 2000200061揭露一種有機場致發光顯示器， 其包含由紅、綠、藍及白色發光次像素（RGBW)所組成之像 素。當該等用以驅動每個紅、綠及藍色發光次像素之色彩 信號的明亮度位準係超過一事先決定值時，該白色發光次 像素會被驅動以發光。因此，在低於該事先決定值，白光 仍然係利用紅、綠及藍光之混合的低效率方式產生。 【發明内容】 本發明之一目的在提供一·種有機場致發光顯示器，該顯 示器係更有效率及/或具有延長壽命。 根據本發明，該目的係以一種全彩有機場致發光顯示裝 置來達成，該裝置包含複數個獨立可定址的全彩像素，每 個王形像素（RGBX)係包含四次像素，即一紅色（r)、一綠色 (G)監色（B)發光次像素，及一第四額外發光次像素（x)， ”中4第四次像素（X)發射非白色之光線，該光線具有該 R(紅色）、G(綠色）、B(藍色）次像素之每個像素的效率。
O:\87\87570.DOC 200421219 白光及任何能夠利用混合在來自該第四次像素之光線來 產生的其他色彩可以藉由混合來自該第四次像素的光線及 來自該紅色、綠色或藍色發光次像素之至少之_的光線來 有效率地產生。 因此，包含該第四次像素（X)之像素係促成白光之產生比 只有包含RGB次像素之像素更有效率地產生。因此，該白 光之產生便要求較低功率消耗。 較佳地，該非白色具有色彩座標係超出由對應於該等 RGB次像素所發射之光線的色彩座標所定義之色彩區域。 因此便能夠提供延伸色彩範圍的優點。 含有四種次像素之合成像素在此係稱作一 RGBX-LED(發 光二極體）。 根據本發明之RGBX-LED的其他優點係對於任何色彩， 有兩組原色可用。這意指原色上的負載（就壽命方面）可以降 低兩倍。 在該第四次像素（X)中之發光化合物可以是有機低分子 化合物或一（有機）高分子。 較佳地’該第四次像素係包含一高分子場致發光化合 物。因此’該RGBX-LED較佳地係為一 rgBX-PLED(高分子 發光二極體）。 較佳地’兩分子場致發光化合物係非取代基及取代基聚 (對-苯撐-乙稀撐）（PPV)。 一種在根據本發明之全彩有機場致發光顯示器中用以產 生白光之方法係將來自一含有黃/綠色發光化合物之額外
O:\87\87570.DOC 200421219 次像素的光線與來自該藍色發光次像素的光線相結合。 因此，從該第四次像素⑻所發射之非白光較佳地係為黃 /綠色光線。因此，在該第四次像素（χ)中之場致發光化合物 1利地係為一黃/綠色發光化合物，像是黃/綠發光聚（對-苯 撐-乙烯撐）’其係由以“⑽有機半導體公司（法蘭克福，德 國）’在此係稱作為Covion黃/綠。 c〇vl〇n黃/綠展示數種優點，像是高直流電效率（約為ι〇 燭光/安培）、有關壽命之高穩定性（操作壽命>3〇〇〇〇小時）， 及超出對癮於來自該等RGB原色所發射之光線之色彩座標 · 所定義之色彩區域的色彩座標。 應注意例如具有超出對應於來自該等RGB次像素所發射 之光線之色彩座標所定義之色彩區域的色彩座標的藍/綠 色發光化合物也可有利地加以使用。 在根據本發明之全彩有機場致發光顯示裝置中，每個全 彩像素係包含複數個次組的次像素，可用以發射出所要求 色彩的光線。根據本發明之該裝置較佳地係包含驅動裝 _ 置，用以選擇地定址位在該等複數個次組中的次組，該等 複數個次組提供所要求色彩具有最高效率或具有該等次像 素之最長壽命。該驅動裝置係利用調適或是假如使用可程 式化電氣電路則是由更為特定程式化，以執行所要求選擇 的電氣電路形成。該電路便利地係以積體電路的形式提 供。本發明之其他特徵及優點可以從下文中所描述之實施 例中變得清楚。 【實施方式】
O:\87\87570.DOC 200421219 圖1說明大致上稱作為該"色彩三角形”之區域。該所謂的 EBU(歐洲電視原色）座標係以該+標記來指示’而當作為參 考。由直線及該色彩三角形之邊線所包圍之區域大致上係 作為原色座標範圍。 因此，紅色原色之光線大致上具有的色彩座標位在該色 彩二角形内χ>0·61的地方，如圖1中所示。 綠色原色之光線大致上具有的色彩座標位在該色彩三角 形内0·23<χ<〇.39及0.52<y<0.70的地方，如圖所示。 藍色原咆之光線大致上具有的色彩座標位在該色彩三角 形内0.10<χ<0·25及y<0.22的地方，如圖1中所示。 圖2說明特定RGB原色所產生之光線的色彩座標所定義 之色彩區域。任何位在該區域内的色彩可以藉由混合來自 該等三RGB原色之光線的恰當部分來產生。例如，白光可 以利用混合紅光、藍光及綠光來產生。 當在此使用時，白光係定義成缺乏色相（hue)2色彩。 當在此使用時，非白光係定義成具有色相之色彩。 當在此使用時，該術語”色相”係指在該可見光頻譜内之 光線發射的強度輪廓，其具有不同色相，在色彩上存在視 覺上可分辨差異。 圖3及圖4說明根據本發明之顯示裝置所可獲得的色彩區 域的範例。該等色彩區域係利用該等RGB原色及根據本發 明之額外發光次像素（x)所產生之光線的色彩座標所定義-。 用以在根據本發明之全彩有機場致發光顯示裝置中產 生白光的方法係將來自該額外次像素之光線與來自該等 O.\87\87570.DOC -10- 200421219 之至少一像素的光線相結合。 地1發射具有超出由對應於該等 的色彩座標所定義之色彩區域的 紅、綠或藍色發光次像素 該額外次像素（X)較佳 RGB次像素所發射之光線 色彩座標之光線。 圖3况明使用根據本發 七月之顯不裝置所獲得的色彩區 域，其包含一紅色（R)、—絡# 、、亲色（G)、-藍色⑻及一黃/綠⑺ 色發光次像素。 圖4說明使用根據本發 月之、頁不襞置所獲得的色彩區 域，其包含一紅色（R)、_ # 0 _ 、，求色（G)、一監色（Β)及一藍/綠色 (Bg)發光次像素。 因此，如同在圖3及圖4中所f . 所見一延伸色衫範圍可以有 利地使用根據本發明之顯示裝置來獲得。-色彩四角形 (RGBX)係可獲得而非該傳統色彩三角形（刪）。 再者，所獲得的色彩區域可以分割成數個色彩三角形。 在圖3中’這些色彩三角形係為職、㈣、r⑽及㈣。 口此對於任何色衫的產生，像是在圖3中所說明之色彩c， 有兩組原色可用，即圖3中之RGY及咖。換言之，每個 RGBY全彩像素係包含兩次組的次像素，可供發射所要求色 彩之光線所用。這是指饼_ 、疋扣對原色之負載（在壽命方面）可以降 低兩倍。 因為用以產生—敎色彩之至少兩組可能的次組的次像 素係由根據本發明之全彩有機場致發光顯示裝置所提供，- 在驅動該裝置其間’在該等組中的選擇係考慮效率來最佳 化或是考慮該等次像素之壽命來最佳化。
O:\87\87570.DOC 200421219 本务明現在將利用該等下列沒有限制的範例來進一步說 明。 範例 存在各種類型的發光共軛高分子，像是非取代基及取代 基承（對·苯撐-乙烯撐），例如二烷氧取代之pp及聚苟。非 取代基水（對-苯撐-乙烯撐）係發射在該可見光頻譜之黃綠 光區域中。 一烷氧取代之（對—苯撐_乙烯撐）通常係發射在該頻譜之 橘色（在染些範例中係黃色）區域中。範例像是二氧甲基取代 基PPV及ΜΕΗ-PPV(聚（2_甲氧基巧（2、乙基-己氧基 >對-苯 撐-乙烯撐），這些都可以從c〇vl〇n有機半導體公司（法蘭克 福，德國）取得。 聚芴通常係發射出位在該頻譜之藍-綠色區域中的光 線。某一範圍係為9,9-二甲基取代之聚芴，這可以從c〇yi〇n 有機半導體公司（法蘭克福，德國）取得。 也存在不同類型的發光有機低分子重量化合物，像是所 谓的Spiro化合物，可以從c〇vi〇n有機半導體公司（法蘭克福 “國）取彳于。範例像是Spiro-6PP及Spiro Octopus，這此係發 射在該頻譜之藍色區域中。 " 表1說明一些高分子L]ed原色，該等原色目前可以從商業 管道上取得。 ^
O:\87\87570.DOC -12- 200421219 CDT-D 紅 Dow-K4 綠 Covion 藍 Covion 黃/綠 色彩座標（x，y) 0.650， 0.347 0.388， 0.587 0.156， 0.102 0.438， 0.511 效率[濁光/安培] 2.1 6.0 2.0 10 CDT-D紅係為紅色發光聚芴，其可從劍橋顯示器科技（英 國）取得。
Dow-K令綠係為綠色發光聚芴，其可從Dow化學公司取 得。
Covion藍係為藍色發光聚（9,9、螺·雙芴），可以從c〇vi〇n 有機半導體公司（法蘭克福，德國）取得。 如上面所揭露，Covion黃/綠係為黃/綠色發光聚（對_苯撐 -乙烯撐），可以從Covion有機半導體公司（法蘭克福，德國） 取得。它係由式子I之單元所組成。
式子I 從表1中可以了解，Covion黃/綠發射黃/綠色光線，該光
O:\87\87570.DOC -13- 線具有高功率效率（大約 臟原色之效率。這:,：)，該效率係大於該等 二效率值係使用直流電（DC)來獲得。 綠展頭屮：：：其他已知的原色，在壽命方面，C〇V_黃/ 里：當高的穩定性。穩定性通常係利用加速測試來 /則试，其中測試中 。刀子係以固定電流位準，在80〇C下 才呆作一段相當長的日專μ 、θ。在規律間距量測該發射及所要求 的黾壓。大致上，—为备 太 ，、色之#中係定義成當該發射強度下 降到其初始值之5〇%的時門赴 寻間”，、占。因此，將Covion黃/綠作為 原色使用呵以改良該整體顯示裝置的穩定性。 白光可以藉由混合黃/綠光及藍光而有效 了解效率之改良，執行一模擬研办, 為了 丁 棋擬研九，如下面的範例中所描 述0 範例1 在表1中所不之Covion黃/綠的發射頻譜係被偏移以獲得 口適RGB原色之色彩座標及效率之評估。因此所獲得彩色 軌跡係說明於圖5中。作為應該係由全彩pLED顯示器所產 生之色彩的參考，所謂rGBW監視器（RGBW)之色彩區域係 加以說明。 表2指出要與Covion黃/綠結合之合適的RGB原色。該等 合適紅/綠/藍發光（LE)高分子之計算色彩座標及效率係列 出於表2中。 O:\87\87570.DOC -14- 200421219 赵 紅色發光 高分子 綠色發光 局分子 ^色發光 高分子 Covion 黃/綠 色彩座標（x，y) 0.628， 0.371 0.300, 0.531 0.158， 0.112 0.438， 0.511 效率[濁光/安培] 4.37 9.41 1.45 10 具有χ=0·333及y=0.327之色彩座標的白光可以利用16〇/〇 藍光及84%黃/綠光之照明混合來獲得。該白光產生之效率 經計算後為5.18燭光/安培。 利用該等RGB原色之照射混合（30%紅光，57%綠光及13% 監光）所產生之白光具有一計算效率為4·54燭光/安培。 因此，可以獲得約為15%之效率改良。然而，實際情況 下，該等原色在低於它們理論最大值之下經常執行相當良 好，因此提供較大的效率改良（參見範例2)。 為了計算其他色彩之效率’首先要決定哪種原色之組合 可用以產生該色彩。 在^白光座;b及每個R/G/B原色的座標之間的距離（幻係 取1。 上作為一範例，在使用RGBY_LEDs與11(^丄£1)8所獲得的 效率之間的比值(湫㈣〜㈤係分別針對色彩具有沿著該 等R-W、G_w及B_w色彩線條之座標來計算。這些計算比值 係說明在圖6中。從圖6中可以相，該效率比值對於色彩 沿著具“MB-W色彩線條係大大地增加。所有直到㈣ 之色彩實際上係為被藍光稀釋的白光。然而，對於d小係
O:\87\87570.DOC 200421219 多黃/綠光’此可以取得高效率黃/綠光次像素的所
MlMA =範=所提出之rgb原色結果係以表2中所提出之 ，因為這係被建立以被修正之數值。㈣Μ 形座私及效率係提出於表3中。
Al
紅色發光 高分子 綠色發光 高分子 藍色發光 南分子 Covion 黃/綠
色彩座標（X，y) 0.628, 0.371 〇·30〇, 0.531 0.158, 0.112 0.438, 0.511 10 效率[濁光/安培]2.19 4.71 為了產生白光，如同範例i中所指示的相同照明混合仍· n〇6%藍光及84%黃7綠光），但是需要兩倍大於範例 中之電流，以產生該藍光。 因此，產生白光之效率只.有3·3丨燭光/安培。 人該效率應該可以相匹敵於用以從紅、綠及藍光之照明渴 。之所產生的白光的2.27濁光/安培的效率。 使用每個減半效率之組合用以產生白光之計算效率係提 出於表种。例如’該編碼[1/21丨]係指該紅色原色之效率相 較於範例1係減半’而該綠及藍色原色之效率則係相同於範 例1。邊等編碼[1 1 U及Π 1 "]係對應於範例i。
O:\87\87570.DOC -16- 200421219 表4 RGB -----~. 效率RGB-白 [燭光/安培] RGBY 效率BY-白 [燭光/安培] 111 4.54 1111 5.18 1/2 1 1 3.45 1/2 1 1 1 5.18 1 y2 1 3.57 1 1/2 1 1 5.18 11½ 3.21 1 1 1/2 1 3.31 1/2 y2 1 2.86 1/2 1/2 1 1 5.18 1 1/21/2 ____ 2.69 1 1/2 1/2 1 3.31 1/2 1 y2 2.63 1/2 1 y2 1 3.31 1/2 y2 y2 ''—---— 2.27 mi 3.31 可從表4中看出，由藍光及黃/綠光（BY-白）之照明混合來 產生之白光總是比使用紅、綠及藍光（RGB-白）之照明混合 更有效率。效率可獲得最多到80%之增強。 假如例如該紅及綠EL高分子的效率結果係將範例1中所 提出數值減半，即表4之編碼[1/2 % 1 ]及[1/2 1/2 i丨]，便可以獲 知圖7中所提出的效率比值nRGBY々RGB。可從圖7中看出，該 效率改良對於沿著B_w色彩線條具有d>1的色彩係相當大 量 ° 因此σ亥上述揭路及该荨範例說明根據本發明之顯示裝置 可以提供比只含有RGB原色之像素更有效率的白光及其他 色彩的產生’這係指要求較低的功率消耗。 - 本^月已經洋細地及其參考特定實施例來加以描述，很 明顯地，對於熟悉該項技藝者各種變化及修正要在不背離
O:\87\87570.DOC -17- 200421219 本發明之精神及範圍下實施。 【圖式簡單說明】 圖15兒明全彩顯示器中原色之色彩座標範圍； 圖2說明使用含有RGB原色之顯示裝置所獲得之色彩區 圖3說明使用根據本發明之含有RGBX原色之顯示 實施例所獲得之色彩區域； 、、 圖4說明使用根據本發明之含有RGBX原色 實施例所趨得之色彩區域； ”員丁破置的
圖5 °兄明利用偏移黃/綠Covin之發射頻譜所择曰 色彩執跡； X T 所討論之原 所討論之原 圖6况明忒效率比—η_，作為在範作"中 色之色彩距離（d)的函數； 圖7%明该效率比心⑽咖，作為在範例2中 色之色彩距離（d)的函數。 【圖式代表符號說明】 C 色彩 R 紅色發光次像素 G 綠色發光次像素 B 藍色發光次像素 Y 黃/綠色發光次像素 Bg 藍/綠色發光次像素 W 白色發光次像素· X 額外發光次像素
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Claims (1)

  1. 200421219 拾、申請專利範圍： 1. 二全：有機場致發光顯示裝置，其包含複數個獨立的 可定止王t像素，每個全彩像素係包含四次像 素’一紅色次像素⑻、—、綠色次像素（G)、一Μ色次像素 二)及-第四次像素(χ) ’其特徵為該第四次像素⑻發射 第#非白色的光線’其具有效率高於該R(紅）、G(綠），及 Β(藍）次像素之每個像素的效率。 2. 如申請專利範圍第1項之全彩有機場致發光顯示裝置’其 中Χ非洽色具有色衫座標係超出由對應於從該等RGB次 像素所I射之光線的色彩座標所定義的色彩區域。 3·如申請專利範圍第1或2項之全彩有機場致發光顯示裝 置〃中D亥第四次像素係包含_高分子場致發光化合物。 4. 如申請專利範圍第3項之全彩有機場致發光顯示裝置，其 中該高分子場致發光化合物係為聚苯撐乙烯撐 [poly(phenylene-vinylene)]。 5. 如申請專利範圍第1或2項之全彩有機場致發光顯示裝 置，其中從該第四次像素.（X)所發射的非白色係為黃/綠 光。 6.如申請專利範圍第i項之全彩有機場致發光顯示裝置，其 令每個全彩像素係包含複數個次組的次像素，㈠用以 發射所要求色彩之光線’及該裝置係包含驅動裝置，其 用以選擇地定址在該等複數個次組_的次組，該次組可 以提供所要求色彩具有最高效率。 7·如申請專利範㈣丨項之㈣有機場致發絲示裝置，其 O:\87\87570.DOC 200421219 中每個全彩像素係包含複數個次組的次像素，其可用以 發射所要求色彩的光線，及該裝置係包含驅動裝置，其 用以選擇地定址在該等複數個次組中的次組，該次組可 以提供所要求色彩具有最高壽命之次像素。 O:\87\87570.DOC
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