TW201839971A - 發光裝置 - Google Patents

Abstract

一種發光裝置，包含一基板與一發光單元。該發光單元位於該基板上方。該發光單元包含一發光次像素與一電極。該電極沿著一方向而堆疊於該發光次像素上。再者，該電極包含垂直於該方向所量測的一尺寸，並且該尺寸不大於約8微米。

Description

發光裝置

本揭露係關於一種發光裝置，特別關於一種有機發光裝置及其製造方法。

近年來，平板顯示器越來越受歡迎，並且從例如手機這類的口袋尺寸電子裝置至壁掛大螢幕電視皆廣泛使用平板顯示器。如同在IC(積體電路)對於電晶體密度的要求越來越高，顯示器的解析度要求也已提高。在目前的趨勢，引入有機發光材料作為平板中的光源，以增進折疊的可能性。對於可撓平板設計者而言，選擇有機發光材料的電極是具挑戰性的。對於大部分的平板而言，當考量透明性與電阻係數(resistivity)時，通常使用ITO或IZO作為光源的頂部電極。然而，當面板變形時，可撓效能不良成為問題。

一種發光裝置包含一基板與一發光單元。該發光單元位於該基板上方。該發光單元包含一發光次像素(subpixel)與一電極。該電極沿著一方向而堆疊在該發光次像素上。再者，該電極包含垂直於該方向之經量測的一尺寸，並且該尺寸不大於約8微米。 在一些實施例中，該電極為該發光單元的陰極。該發光裝置另包含一光學感測器與該發光單元相鄰並且經配置用以偵測該發光單元的發光強度。 在一些實施例中，該發光裝置另包含一薄膜電晶體(thin film transistors，TFT)的陣列於該發光單元下方，並且該光學感測器電連接至該TFT。該發光裝置另包含一止動器(stopper)與該發光單元相鄰，其中，沿著該方向，該止動器的一厚度大於該發光單元的一厚度。在一些實施例中，該發光裝置另包含一通道(through via)於該止動器中。 在一些實施例中，發光裝置包含一基板，以及位於該基板上方之一陣列的發光單元。該陣列的每一個發光單元包含一電極，以及位於該電極與該基板之間的一發光層，其中該電極的俯視面積實質等於該發光層的俯視面積。 在一些實施例中，該發光裝置另包含一絕緣材料，填充相鄰發光單元之間的空間。該發光裝置另包含一傳導線，用以連接串聯的電極。該發光裝置另包含一陣列的光學感測器，其中該等光學感測器各自經分配於對應的發光單元。在一些實施例中，該發光裝置另包含一陣列的止動器，其中各個止動器係位於相鄰發光單元之間。在一些實施例中，該發光裝置另包含一傳導線，電連接各個光學感測器至基板中的電路。在一些實施例中，該發光裝置另包含一觸控感測器於該陣列的發光單元，以及一絕緣層位於該觸控感測器與該陣列的發光單元之間。 在一些實施例中，在該發光裝置中，自俯視方向看，該觸控感測器被複數個發光單元環繞。在一些實施例中，在該發光裝置中，自俯視方向看，該觸控感測器從該複數個發光單元橫向偏移。在一些實施例中，該發光裝置另包含一陣列的光學感測器於該陣列的發光單元上方，其中該陣列的光學感測器經配置用以偵測發射至該發光裝置中的環境光(ambient light)。

本揭露提供一種可製造高密度發光顯示器的方法。在本揭露中，「高密度」一詞係定義為發光像素密度至少等於或大於800 ppi。然而，該方法亦用於像素密度低於800 ppi的發光顯示器。 本揭露係提供一種電極的新設計，用於可撓面板中所使用的有機發光材料。該電極具有合適的尺寸，以最小化環境光的反射。電極的材料亦具有高可撓性與低電阻係數，因而使得可撓面板可折疊且低功率消耗。經由本揭露，平板設計者可具有更大的窗口來分配驅動電路，觸控面板線在發光像素陣列內。 圖1說明電子裝置10的實施例。電子裝置10可為堅硬或可撓顯示器。顯示器10可具有至少四種不同層，沿著厚度方向X實質堆疊。層12可為基板，經配置為平台，用以具有顯示層14位於其上。層16為覆蓋層經配置於發光層14上，以及層18經配置成為光進入或射出電子裝置10的窗口。在一些實施例中，層16為絕緣層。層18可經配置作為使用者的觸控介面，因而表面硬度可能高到足以符合設計需求。在一些實施例中，層16與層18整合為一層。 層12可由聚合物基質材料形成。層12具有約3 mm的最小彎曲半徑。最小彎曲半徑測量內部曲率，係可以彎曲層12且不會扭曲、損壞或縮短其壽命的最小半徑。在一些實施例中，一些傳導線可位於層12中，並且自電路提供電流至發光層14。在一些實施例中，薄膜電晶體(TFT)位於層12上，並且位於層12與發光層14之間。TFT亦可包埋於層12中，並且整合為一體。 圖2係根據實施例說明發光層14的俯視圖。發光層具有表面140。一陣列的發光單元位於該表面140上，該陣列的發光單元包含發光單元145a、145b與145c。經由傳導線142，對於每一發光單元提供電流。在一實施例中，發光單元145a、145b與145c配置於列中，並且藉由傳導線142而串聯連接。該等串聯連接的發光單元可另電連接電極146。電極146可位於表面140的周邊區域。基板層12可位於發光層14下方。 圖3係另一實施例之發光層14的俯視圖。除了發光單元，止動器147位於兩個相鄰發光單元之間。在另一實施例中，光學感測器150與發光單元相鄰。在一些實施例中，光學感測器150位於止動器147上(如圖左下角所示)。在一些實施例中，經配置用於驅動該陣列的發光單元之電路156係位於表面140上，並且插置在發光單元之間。 圖4為沿著圖2線AA的剖面圖。具有TFT或其他電路的層12a可位於基板12上。層12a的頂表面經配置為發光層的表面140。有兩個發光單元145位於表面140上。每一發光單元具有一發光次像素145-2，以及位於該發光次像素145-2上方的電極145-1。 電極145-1提供電流至發光次像素145-2。發光次像素145-2可發光穿過電極145-1，並且亦發光穿過層16與層18，而後到達使用者的眼睛。在一些實施例中，電極145-1為連接至發光次像素145-2的陰極。如圖2所示，在一些實施例中，各個電極145-1連接至傳導線142，用以提供電流至對應的發光次像素145-2。 電極145-1包含傳導材料，並且在一些實施例中，電極145-1包含金屬元素，例如Mg、Al、Ag、Au、Cu、W等。在一些實施例中，電極145-1包含Ag與Mg。 電極145-1的厚度d垂直於表面140。厚度d經設計而對於從發光次像素145-2發出來的光具有約80%的穿透率。再者，根據從對應發光次像素發出來的光之波長，可調整厚度d，其中該對應發光次像素係位於電極145-1與基板12之間。在一些實施例中，電極145-1的厚度為約200 Å與約400 Å之間。在一些實施例中，電極145-1的厚度為約250 Å與約350 Å之間。在一些實施例中，電極145-1的厚度為約275 Å與約325 Å之間。 電極145-1可被設計為覆蓋發光次像素145-2的整個橫面(其與電極145-1交界的表面)，用以提供均勻的電流密度至發光次像素145-2。然而，在一些實施例中，電極145-1的橫面之面積可不同於發光次像素145-2的橫面。電極145-2的橫面具有寬度w，其量測方向垂直於圖1中的層12與層14之堆疊方向。在一些實施例中，寬度w不大於8微米。在一些實施例中，寬度w不大於5微米。 在一些實施例中，發光次像素可發出至少三種不同顏色，紅、綠與藍。在一些實施例中，各個發光次像素的橫向寬度實質等於電極145-1的寬度w。 相鄰的發光單元145以間隔s相隔。依設計，該間隔s的量測可從相鄰電極145-1量測，或是可從相鄰發光次像素145-2量測。在一些實施例中，間隔s為約2 nm與約100 um之間。在一些實施例中，間隔s不大於約50 um。 由圖2，該技藝中的技術人士應理解電極僅位於一受限的面積上，其可實質為對應發光次像素的面積。該對應發光次像素被定義為位於電極正下方的發光次像素。換言之，只要電極可供應均勻的電流至發光次像素，則電極的面積握寬度較佳為較小。在一些實施例中，電極的面積經設計剛好足以覆蓋對應發光次像素的橫面。 上述的電極設計稱為圖案化的電極設計。代替實質覆蓋表面140的覆蓋電極，本揭露使用圖案化的電極，用以將來自周圍的光反射最小化，該來自周圍的光反射通常經由圖1之窗口層18進入裝置10。進入的環境光可被圖案化的電極反射，然而，由於各個電極的寬度小，一般不大於8微米，因此，人類的眼睛可忽略該反射。 圖5為圖3沿著現BB的剖面圖。圖4使用的數字符號代表相同元件，此處不再重述。在一些實施例中，止動器147具有厚度t，其可大於相鄰電極145-1與發光次像素145-2的總厚度。如圖1所示，在堆疊層16或層18於發光層14上方時，層16或層18可接觸止動器147，以防止層16或層18碰觸電極145-1。因此，當使用者按壓層18或層16時，可避免損壞。在止動器147與電極145-1之間的空間中，可填充絕緣材料。 圖6為圖3沿著線CC的剖面圖。光學感測器150與發光次像素145-2相鄰。在本實施例中，光學感測器150位於止動器147上。光學感測器150經配置用以偵測自發光次像素145-2發出的光強度。如圖3所示，各個光學感測器150經配置用以偵測一發光次像素145-2的強度，該發光次像素145-2可最接近該光學感測器150。如圖6所示，發光次像素145-2在光學感測器150右側。 在一些實施例中，關於一陣列的發光次像素，該陣列中的各個發光次像素被分配一光學感測器。各個光學感測器可於即時模式監視對應發光次像素的效能。因此，若對應的光學感測器發現發光次像素效能不足，例如強度較低，則可加入補償電流至該發光次像素，用以使得效能回復到理想值。光學感測器可進一步電連接至驅動器，其可決定何時及如何供應補償電流至發光次像素。在一些實施例中，於主動或離線模式下進行該補償。 光學感測器150可電連接至基板12或TFT層12a。光學感測器152偵測的發光次像素之效能可被轉換為電子訊號，傳遞至基板12或TFT層12a。如圖6A所示，來自光學感測器150的電子訊號可經由通道160或傳導線162而被傳導至TFT層12a。通道160可形成於止動器147中，如圖所示。來自光學感測器150的電子訊號可經由傳導線164而被傳導至TFT層12a或其他位置。在一些實施例中，TFT層亦包含電路，以量測發光次像素的效能。 圖7說明具有第二光學感測器152的另一實施例。第二光學感測器152位於絕緣層148上，該絕緣層148經配置以環繞電極145-1與發光次像素145-2。絕緣層148可經配置成為填充物，置在發光單元與止動器之間的空間中。在一些實施例中，絕緣層148的頂表面148a被平坦化，以對於位於其上之第二光學感測器152提供實質平坦表面。在一些情況中，頂表面148a經配置而接觸層16或層18。 第二光學感測器152經設計用以偵測進入裝置10的環境光之強度。根據第二光學感測器152偵測的強度，可調整進入發光單元的電流。第二光學感測器152可在發光單元正上方或是可偏移。在一些實施例中，裝置10中僅有一個第二光學感測器152。在一些實施例中，裝置10中僅有一個第二光學感測器152。在一些實施例中，有數個第二光學感測器152，並且各個第二光學感測器152分配對應一發光單元。 在一些實施例中，光學感測器可被設計如圖8A所示。光學感測器153為兩面感測器，具有一感測器153a於表面上以及一感測器153b於表面上。面對窗口層18的感測器153a經配置用以偵測進入的環境光。面對電極145-1與發光次像素145-2的感測器153a經配置用以偵測自發光次像素145-2發射的光。兩面光學感測器可為具有絕緣層的複合結構，該絕緣層例如配置於兩個感測區域之間的氧化物。 圖8B描述另一實施例，說明絕緣薄膜149位於絕緣層148上方。絕緣層148在薄膜149配置於其上之前被平坦化。感測器153b位於絕緣層148中，並且面對發光單元145，以偵測發光次像素145-2的強度。感測器153a位於薄膜149上方，用以偵測環境光的強度。在一些實施例中，薄膜149在感測器153a配置於其上之前被平坦化。 光學感測器可由光學感測材料製成，例如Mn、Zn、Mg、S等。在一些實施例中，光學感測器包含ZnS化合物位於絕緣基板上。該絕緣基板可為氧化、氧化矽等。 除了上述優點，可藉由縮小電極145-1與發光次像素145-2的尺寸，在發光單元之間插置一些其他電路，例如驅動器或觸控感測器。以下描述的另一範例可便於該技藝中的技術人士理解如何增加設計的餘裕度。 圖9為剖面圖，描述另一實施例的裝置10。結構210位於絕緣層148上。結構210可經配置成為觸控感測器的一部分。在一些實施例中，結構210為電容器。在一些實施例中，結構210為電阻器。在一些實施例中，結構210為一端與電容器或電阻器連接的傳導線。 當結構210配置為觸控感測器的一部分時，結構210可包埋在層16或18中。在一些實施例中，相較於電極145-1，結構210對於發光次像素145-2具有較低的光穿透率。在此情況下，由俯視方向看，結構210與發光次像素145-2或電極145-1錯開係較佳的選擇。 圖10為俯視圖，根據一實施例說明位於發光單元145上之一些不同形式的結構。沿著厚度方向，至少有三種不同的層疊堆疊。該等發光單元145位於底部，並且結構210a、210b及210e位於該等發光單元145與該等結構210c、210d及210f之間。結構210e為連接結構210a、210b的傳導線。結構210f為連接結構210c、210d的傳導線。結構210a、210b可為電容器或電阻器。結構210c、210d可為電容器或電阻器。 每一個結構受到該等發光單元145環繞，並且不與發光單元145重疊。因此，從發光單元145發射的光可有效到達窗口18，而不被該等結構阻擋。因此，縮小發光單元的尺寸不僅提供更多機會配置光學感測器以即時監看每一發光單元145的效能，亦提供更多空間配置其他功能性結構而仍符合高密度需求。 前述內容概述一些實施方式的特徵，因而熟知此技藝之人士可更加理解本揭露之各方面。熟知此技藝之人士應理解可輕易使用本揭露作為基礎，用於設計或修飾其他製程與結構而實現與本申請案所述之實施例具有相同目的與/或達到相同優點。熟知此技藝之人士亦應理解此均等架構並不脫離本揭露揭示內容的精神與範圍，並且熟知此技藝之人士可進行各種變化、取代與替換，而不脫離本揭露之精神與範圍。

10‧‧‧電子裝置

12‧‧‧層

12a‧‧‧層

14‧‧‧發光層

16‧‧‧層

18‧‧‧層

140‧‧‧表面

142‧‧‧傳導線

145‧‧‧發光單元

145a‧‧‧發光單元

145b‧‧‧發光單元

145c‧‧‧發光單元

145-1‧‧‧電極

145-2‧‧‧發光次像素

146‧‧‧電極

147‧‧‧止動器

148‧‧‧絕緣層

148a‧‧‧頂表面

149‧‧‧薄膜

150‧‧‧光學感測器

152‧‧‧第二光學感測器

153‧‧‧光學感測器

153a‧‧‧感測器

153b‧‧‧感測器

156‧‧‧電路

160‧‧‧通道

162‧‧‧傳導線

210‧‧‧結構

210a‧‧‧結構

210b‧‧‧結構

210c‧‧‧結構

210d‧‧‧結構

210e‧‧‧結構

210f‧‧‧結構

圖1說明可撓發光裝置。 圖2為俯視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖3為俯視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖4為剖視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖5為剖視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖6為剖視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖6A為剖視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖7為剖視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖8A為剖視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖8B為剖視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖9為剖視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。 圖10為俯視圖，例示本揭露實施例可撓發光裝置的一部分。

Claims (16)

1. 一種發光裝置，包括： 一基板；以及 一發光單元，位於該基板上方，其中該發光單元包含： 一發光次像素；以及 一電極，沿著一方向而堆疊於該發光次像素上，該電極包含垂直於該方向所量測的一尺寸，並且該尺寸不大於8微米。
2. 如請求項1所述之發光裝置，其中該電極為該發光單元的一陰極。
3. 如請求項1所述之發光裝置，另包括一光學感測器相鄰於該發光單元，並且經配置用以偵測該發光單元的發射強度。
4. 如請求項3所述之發光裝置，另包括一陣列的薄膜電晶體(thin film transistors，TFT)於該發光單元下方，以及該光學感測器電連接至該TFT。
5. 如請求項1所述之發光裝置，另包括一止動器相鄰於該發光單元，其中沿著該方向，該止動器具有一厚度大於該發光單元的一厚度。
6. 如請求項5所述之發光裝置，另包括一通道於該止動器中。
7. 一種發光裝置，包括： 一基板；以及 一陣列的發光單元，位於該基板上方，其中該陣列的各個發光單元包含： 一電極；以及 一發光層，位於該電極與該基板之間，其中該電極的一俯視面積實質等於該發光層的一俯視面積。
8. 如請求項7所述之發光裝置，另包括一絕緣材料，填充相鄰發光單元之間的一空間。
9. 如請求項7所述之發光裝置，另包括一傳導線，用以串聯連接電極。
10. 如請求項7所述之發光裝置，另包括一陣列的光學感測器，其中該等光學感測器各自被分配一對應的發光單元。
11. 如請求項10所述之發光裝置，另包括一傳導線，電連接各個光學感測器至該基板中的一電路。
12. 如請求項7所述之發光裝置，另包括一陣列的止動器，其中各個止動器位於兩個相鄰發光單元之間。
13. 如請求項7所述之發光裝置，另包括一觸控感測器於該陣列的發光單元上方，以及一絕緣層於該觸控感測器與該陣列的發光單元之間。
14. 如請求項13所述之發光裝置，其中由一俯視方向看，該觸控感測器受到複數個發光單元環繞。
15. 如請求項14所述之發光裝置，其中由該俯視方向看，該觸控感測器自該複數個發光單元橫向偏移。
16. 如請求項7所述之發光裝置，另包括一陣列的光學感測器於該陣列的發光單元上方，其中該陣列的光學感測器經配置用以偵測發射至該發光裝置中的環境光。