TWI506772B - 有機電激發光顯示器 - Google Patents

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TWI506772B
TWI506772B TW102100614A TW102100614A TWI506772B TW I506772 B TWI506772 B TW I506772B TW 102100614 A TW102100614 A TW 102100614A TW 102100614 A TW102100614 A TW 102100614A TW I506772 B TWI506772 B TW I506772B
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Chien Chung Chen
Hen Ta Kang
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Wintek Corp
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Description

有機電激發光顯示器
本發明係關於一種有機電激發光顯示器，尤指一種利用光電流敏感層吸收背光源所提供之光線而產生電流以驅動有機發光層之有機電激發光顯示器。
電激發光顯示器(electroluminescent display device)由於具有可不需彩色濾光片(color filter)、不需背光模組以及低耗電等特性，一直以來都被視為可能取代液晶顯示器成為下一世代之顯示技術主流。而在各種電激發光顯示器當中，有機電激發光顯示器係為目前相對較成熟的技術之一。
在一般的有機電激發光顯示器中，由於需以電流方式驅動有機發光材料，故對於驅動元件提供電流的穩定性要求較高。然而，目前業界中較常見的驅動元件包括非晶矽薄膜電晶體(amorphous silicon TFT,a-Si TFT)與多晶矽薄膜電晶體(poly silicon TFT)。其中非晶矽薄膜電晶體由於具有製程技術成熟以及良率高之優點，目前仍是顯示器業界中的主流。但非晶矽薄膜電晶體的臨界電壓偏移(threshold voltage shift)現象嚴重，較不適合用來驅動有機發光材料。相對地，多晶矽薄膜電晶體雖然具有較佳的臨界電壓偏移表現，但仍需藉由較複雜的補償電路設計例如兩電晶體與一電容(2T1C)搭 配之電路設計來驅動有機發光材料，故仍造成對於良率以及開口率等方面的負面影響。此外，由於多晶矽薄膜電晶體的製程複雜且於大尺寸面板應用時會有結晶化製程導致結晶程度均勻性不佳的問題存在，故目前多晶矽薄膜電晶體亦存在不易大面積化以及成本過高等問題。
本發明之主要目的之一在於提供一種有機電激發光顯示器，利用光量控制結構控制背光源所產生之光線進入光電流敏感層的光量，進而控制光電流敏感層因吸收光線而產生之光電流大小，並藉此驅動有機發光層而產生顯示效果。
為達上述目的，本發明之一較佳實施例提供一種有機電激發光顯示器，包括一有機發光結構、一背光模組以及一光量控制結構。有機發光結構包括一第一電極、一第二電極、一有機發光層以及一光電流敏感層。第一電極係與第二電極對應設置。有機發光層係設置於第一電極與第二電極之間。光電流敏感層係設置於有機發光層與第一電極之間。背光模組係與有機發光結構對應設置，用以提供一光線至有機發光結構。係被光電流敏感層係用以吸收背光模組所提供之光線以產生一電流來驅動有機發光層。光量控制結構係設置於背光模組與有機發光結構之間，用以控制背光模組所提供之光線進入有機發光結構的光量大小。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容。
請參考第1圖。第1圖繪示了本發明第一較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。為了方便說明，本發明之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。如第1圖所示，本實施例提供一有機電激發光顯示器100，包括一有機發光結構110、一背光模組120以及一光量控制結構130。有機發光結構110包括一第一電極111、一第二電極112、一有機發光層113以及一光電流敏感層114。第一電極111係與第二電極112對應設置。本實施例之第一電極111較佳為一陽極電極，且第二電極112較佳為一陰極電極，但並不以此為限。舉例來說，在本發明之其他較佳實施例中亦可視設計需要使第一電極111為一陰極電極，且使第二電極112為一陽極電極。有機發光層113係設置於第一電極111與第二電極112之間。光電流敏感層114係設置於有機發光層113與第一電極111之間。背光模組120係與有機發光結構110對應設置，用以提供一光線L至有機發光結構110。本實施例之背光模組120可包括一側光式背光模組或一直下式背光模組，但並不以此為限。光電流敏感層114係用以吸收光線L以產生一電流來驅動有機發光層113。也就是說，背光模組120所提供之光線L可被光電流敏感層114吸收而產生一電流以驅動有機發光層113產生一顯示光 線DL。另請注意，本發明並不以上述之第一電極111、第二電極112、有機發光層113以及光電流敏感層114的堆疊順序為限，在本發明之其他較佳實施例中亦可視需要調整第一電極、第二電極、有機發光層以及光電流敏感層的堆疊順序。
值得說明的是，本實施例之背光模組120較佳可包括一非可見光背光模組例如紅外線背光模組，且光線L較佳可包括一非可見光例如紅外線光，以避免影響到顯示光線DL，但並不以此為限。此外，光量控制結構130係設置於背光模組120與有機發光結構110之間，用以控制背光模組120所提供之光線L進入有機發光結構110的光量以及光電流敏感層114所產生之電流大小。換句話說，藉由光量控制結構130可調整進入光電流敏感層114之光線L的光量，以使光電流敏感層114可產生不同的電流大小來驅動有機發光層113而產生明暗程度不同的顯示光線DL。在本實施例中，光量控制裝置130較佳可包括一微機電快門(MEMS shutter)裝置、一液晶面板、一電濕潤面板、一電致變色裝置或其他適合之光量控制裝置。此外，有機發光結構110可更包括一電洞傳輸層115以及一電子傳輸層116，分別設置於有機發光層113與光電流敏感層114之間以及設置於有機發光層113與第二電極112之間，但本發明並不以此為限。在本發明之其他較佳實施例中，亦可視設計需要於有機發光結構110中設置電洞注入層以及其它所需之材料層，以調整有機發光結構110的發光性質。另請注意，當背光模組120為一紅外線背光模組時，光電流敏感層114較佳可包括光電流敏感材料例如錫酞 菁(tin phthalocyanine，SnPc)或錫酞菁與碳六十(C60)之混合材料(SnPc：C60 Mixed film)，但並不以此為限。在本發明之其他較佳實施例中，亦可視背光模組120產生之光線L的性質不同來調整光電流敏感層114的組成成分，以達到所需之光電流效果。
下文將針對本發明之不同實施樣態進行說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本發明之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，以利於各實施例間互相對照。
請參考第2圖與第3圖。第2圖繪示了本發明第二較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。第3圖繪示了本實施例之有機電激發光顯示器的顯示狀況示意圖。如第2圖所示，本發明之第二較佳實施例提供一有機電激發光顯示器200，包括一有機發光結構210、一背光模組220以及一光量控制結構230。與上述第一較佳實施例不同的地方在於，有機電激發光顯示器200具有複數個子畫素區PX，有機發光結構210中的有機發光層113包括複數個有機發光單元EM分別設置於各子畫素區PX中，用以產生不同顏色之顯示光線，但並不以此為限。舉例來說，子畫素區PX可包括一第一子畫素區PXA、一第二子畫素區PXB以及一第三子畫素區PXC相鄰設置，而有機發光單元EM可包括一第一有機發光單元EM1、一第二有機發光單元EM2以及一第三有機發光單元EM3分別設置於第一子畫素區PXA、第二子畫素區PXB以及第三子畫素區PXC中。 第一有機發光單元EM1、第二有機發光單元EM2以及第三有機發光單元EM3可分別為一紅色有機發光單元、一綠色有機發光單元以及一藍色有機發光單元，以分別使第一子畫素區PXA、第二子畫素區PXB以及第三子畫素區PXC可分別產生紅色光、綠色光以及藍色光，並藉由混色而達到全彩顯示的效果。此外，在本實施例之有機發光結構210中，光電流敏感層114較佳係包括複數個光電流敏感單元114S分別設置於各子畫素區PX中，且各光電流敏感單元114S較佳係彼此電性分離，以避免各子畫素區PX中的光電流敏感層114互相干擾影響，但並不以此為限。本實施例各子畫素區PX可共用一第一電極111與一第二電極112，達到簡化結構與簡化驅動方式的效果。
本實施例之光量控制結構230較佳係為一微機電快門裝置，且光量控制結構230具有複數個子單元233分別對應設置於各子畫素區PX中，以控制各子畫素區PX中由背光模組220所提供之光線進入對應之各光電流敏感單元114S的光量大小。舉例來說，本實施例之光量控制結構230可包括一下基板231、一上基板232、一反射板230R、複數個遮板230S以及複數個切換元件T。反射板230R、遮板230S以及切換元件T係設置於下基板231與上基板232之間，而反射板230R係用以遮蔽部分由背光模組220所提供之光線並定義出各子單元233中的最大開口(aperture)大小。遮板230S以及切換元件T係分別設置於各子單元233中，藉由各切換元件T控制各遮板230S於一水平方向X上的位置，進而改變各子單元233中的開 口大小。如第3圖所示，本實施例之背光模組220係以一側光式背光模組進行搭配說明，但並不以此為限。背光模組220可包括一光源220S設置於一側，由光源220S產生之光線可藉由背光模組220中的反射面220R大體上導向一垂直方向Y，而各子單元233中的遮板230S於水平方向X上的位置變化可用以控制各子單元233中光線可穿過光量控制結構230進入各光電流敏感單元114S的光量大小。舉例來說，如第3圖所示的狀況，其中第一子畫素區PXA與第三子畫素區PXC中的遮板230S係往右偏移，使得於垂直方向Y上未被反射板230R覆蓋的部分亦未被遮板230S覆蓋而呈現一開啟狀態，故射向第一子畫素區PXA與第三子畫素區PXC之子單元233的光線L1與光線L3可分別穿過子單元233並進入對應之光電流敏感單元114S，因此可使得光電流敏感單元114S產生光電流而分別驅動第一有機發光單元EM1與第三有機發光單元EM3，進而使得第一子畫素區PXA與第三子畫素區PXC可分別產生一顯示光線DL1與一顯示光線DL3。
相對地，如第3圖所示，第二子畫素區PXB中的遮板230S可往左偏移，使得於垂直方向Y上未被反射板230R覆蓋的部分可被遮板230S覆蓋而呈現一關閉狀態，故一射向第二子畫素區PXB之子單元233的光線L2無法穿過子單元233而使得第二子畫素區PXB之光電流敏感單元114S可不被背光模組220所產生之光線照射到。換句話說，藉由遮板230S於位置上的偏移狀況即可改變各子單元233中的開口大小，故可藉此調整進入各光電流敏感單元114S的光 量，以使光電流敏感單元114S可產生不同的電流大小來驅動各有機發光單元EM而產生明暗程度不同的顯示光線。另請注意，本實施例之反射板230R亦可用以回收未射向有機發光結構210的光線(如第3圖中的光線L3)，進而達到提升整體發光效率的效果。另請注意，本實施例之各切換元件T可包括一薄膜電晶體設置於上基板232上，以構成一陣列基板232A，但並不以此為限。換句話說，光量控制裝置230可包括一陣列基板232A，且陣列基板232A包括複數個切換元件T，用以分別控制各子單元233允許背光模組220所產生的光線進入有機發光結構210之光量大小。由於此處之切換元件T僅係用以控制遮板230S於水平方向X上的位置，故可利用例如非晶矽薄膜電晶體來形成切換元件T，進而達到簡化製程與降低成本的效果。
請參考第4圖。第4圖繪示了本發明第三較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。如第4圖所示，本實施例提供一有機電激發光顯示器300，包括一有機發光結構310、背光模組120以及光量控制結構230。與上述第二較佳實施例不同的地方在於，在有機發光結構310中，第一電極111包括複數個第一子電極111S分別設置於各子畫素區PX中，且各第一子電極111S較佳係彼此電性分離。因此，本實施例之各子畫素區PX中第一子電極111S與第二電極112之間的電壓狀況可分別被控制，進而使得各子畫素區PX的顯示狀況可被更精確地控制。本實施例之有機電激發光顯示器300除了第一子電極111S之外，其餘各部件的特徵、材料特性以及顯示方式係 與上述第二較佳實施例相似，故在此並不再贅述。
請參考第5圖。第5圖繪示了本發明第四較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。如第5圖所示，本實施例提供一有機電激發光顯示器400，包括一有機發光結構410、背光模組120以及光量控制結構230。與上述第三較佳實施例不同的地方在於，在有機發光結構410中，第二電極112包括複數個第二子電極112S分別設置於各子畫素區PX中，且各第二子電極112S較佳係彼此電性分離。因此，本實施例之各子畫素區PX中第一子電極111S與第二子電極112S之間的電壓狀況可分別被控制，進而使得各子畫素區PX的顯示狀況可被更精確地控制。本實施例之有機電激發光顯示器400除了第二子電極112S之外，其餘各部件的特徵、材料特性以及顯示方式係與上述第三較佳實施例相似，故在此並不再贅述。
請參考第6圖。第6圖繪示了本發明第五較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。如第6圖所示，本實施例提供一有機電激發光顯示器500，包括有機發光結構210、背光模組120以及一光量控制結構530。與上述第二較佳實施例不同的地方在於，本實施例之光量控制結構530較佳係為一液晶面板，且光量控制結構530可具有複數個子單元533分別對應設置於各子畫素區PX中，以控制各子畫素區PX中由背光模組120所提供之光線進入對應之各光電流敏感單元114S的光量大小。舉例來說，本實施例之光量控制結構530可包括一下基板531、一上基板532以及一液晶層534設置於下 基板531與上基板532之間。上基板532與下基板531其中至少之一者可為一陣列基板，藉此分別驅動各子單元533中的液晶層，進而達到控制各子單元533允許背光模組120所產生的光線進入有機發光結構210之光量大小。本實施例之有機電激發光顯示器500除了量控制結構530之外，其餘各部件的特徵、材料特性以及顯示方式係與上述第二較佳實施例相似，故在此並不再贅述。
請參考第7圖。第7圖繪示了本發明第六較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。如第7圖所示，本實施例提供一有機電激發光顯示器600，包括有機發光結構310、背光模組120以及光量控制結構530。與上述第五較佳實施例不同的地方在於，在有機發光結構310中，第一電極111包括複數個第一子電極111S分別設置於各子畫素區PX中，且各第一子電極111S較佳係彼此電性分離。因此，本實施例之各子畫素區PX中第一子電極111S與第二電極112之間的電壓狀況可分別被控制，進而使得各子畫素區PX的顯示狀況可被更精確地控制。本實施例之有機電激發光顯示器600除了第一子電極111S之外，其餘各部件的特徵、材料特性以及顯示方式係與上述第五較佳實施例相似，故在此並不再贅述。
綜合以上所述，本發明之有機電激發光顯示器係利用光量控制結構控制背光模組所產生之光線進入光電流敏感層的光量，進而控制光電流敏感層因吸收光線而產生之光電流大小，並利用此光電流驅動有機發光層而產生顯示效果。此外，本發明更利用微機電快門 裝置或一液晶面板構成上述之光量控制結構，故可不需使用製程較複雜之多晶矽薄膜電晶體來進行驅動，故可達到成本降低以及可大面積化之效果。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧有機電激發光顯示器
110‧‧‧有機發光結構
111‧‧‧第一電極
111S‧‧‧第一子電極
112‧‧‧第二電極
112S‧‧‧第二子電極
113‧‧‧有機發光層
114‧‧‧光電流敏感層
114S‧‧‧光電流敏感單元
115‧‧‧電洞傳輸層
116‧‧‧電子傳輸層
120‧‧‧背光模組
130‧‧‧光量控制結構
200‧‧‧有機電激發光顯示器
210‧‧‧有機發光結構
220‧‧‧背光模組
220R‧‧‧反射面
220S‧‧‧光源
230‧‧‧光量控制結構
230R‧‧‧反射板
230S‧‧‧遮板
231‧‧‧下基板
232‧‧‧上基板
232A‧‧‧陣列基板
233‧‧‧子單元
300‧‧‧有機電激發光顯示器
310‧‧‧有機發光結構
400‧‧‧有機電激發光顯示器
410‧‧‧有機發光結構
500‧‧‧有機電激發光顯示器
530‧‧‧光量控制結構
531‧‧‧下基板
532‧‧‧上基板
533‧‧‧子單元
534‧‧‧液晶層
600‧‧‧有機電激發光顯示器
DL‧‧‧顯示光線
DL1‧‧‧顯示光線
DL3‧‧‧顯示光線
EM‧‧‧有機發光單元
EM1‧‧‧第一有機發光單元
EM2‧‧‧第二有機發光單元
EM3‧‧‧第三有機發光單元
L‧‧‧光線
L1‧‧‧光線
L2‧‧‧光線
L3‧‧‧光線
PX‧‧‧子畫素區
PXA‧‧‧第一子畫素區
PXB‧‧‧第二子畫素區
PXC‧‧‧第三子畫素區
T‧‧‧切換元件
X‧‧‧水平方向
Y‧‧‧垂直方向
第1圖繪示了本發明第一較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。
第2圖繪示了本發明第二較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。
第3圖繪示了本發明第二較佳實施例之有機電激發光顯示器的顯示狀況示意圖。
第4圖繪示了本發明第三較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。
第5圖繪示了本發明第四較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。
第6圖繪示了本發明第五較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。
第7圖繪示了本發明第六較佳實施例之有機電激發光顯示器的示意圖。
111‧‧‧第一電極
112‧‧‧第二電極
113‧‧‧有機發光層
114‧‧‧光電流敏感層
114S‧‧‧光電流敏感單元
115‧‧‧電洞傳輸層
116‧‧‧電子傳輸層
200‧‧‧有機電激發光顯示器
210‧‧‧有機發光結構
220‧‧‧背光模組
220R‧‧‧反射面
220S‧‧‧光源
230‧‧‧光量控制結構
230R‧‧‧反射板
230S‧‧‧遮板
231‧‧‧下基板
232‧‧‧上基板
232A‧‧‧陣列基板
233‧‧‧子單元
EM‧‧‧有機發光單元
EM1‧‧‧第一有機發光單元
EM2‧‧‧第二有機發光單元
EM3‧‧‧第三有機發光單元
PX‧‧‧子畫素區
PXA‧‧‧第一子畫素區
PXB‧‧‧第二子畫素區
PXC‧‧‧第三子畫素區
T‧‧‧切換元件
X‧‧‧水平方向
Y‧‧‧垂直方向

Claims (11)

  1. 一種有機電激發光顯示器，包括：一有機發光結構，包括：一第一電極；一第二電極，與該第一電極對應設置；一有機發光層，設置於該第一電極與該第二電極之間；以及一光電流敏感層，設置於該有機發光層與該第一電極之間；一背光模組，與該有機發光結構對應設置，用以提供一光線至該有機發光結構，其中該光電流敏感層係用以吸收該光線以產生一電流來驅動該有機發光層；以及一光量控制結構，設置於該背光模組與該有機發光結構之間，用以控制該光線進入該有機發光結構的光量大小。
  2. 如請求項1所述之有機電激發光顯示器，其中該背光模組包括一紅外線背光模組，且該光線包括一紅外線光。
  3. 如請求項1所述之有機電激發光顯示器，其中該光量控制裝置包括一微機電快門(MEMS shutter)裝置或一液晶面板。
  4. 如請求項1所述之有機電激發光顯示器，其中該有機電激發光顯示器具有複數個子畫素區，且該光量控制結構具有複數個子單元分別設置於該等子畫素區中。
  5. 如請求項4所述之有機電激發光顯示器，其中該光量控制裝置包括一陣列基板，該陣列基板包括複數個切換元件，用以分別控制各該子單元允許該光線進入該有機發光結構之光量大小。
  6. 如請求項5所述之有機電激發光顯示器，其中各該切換元件包括一薄膜電晶體。
  7. 如請求項4所述之有機電激發光顯示器，其中該光電流敏感層包括複數個光電流敏感單元分別設置於該等子畫素區中。
  8. 如請求項1所述之有機電激發光顯示器，其中該第一電極為陽極電極，且該第二電極為陰極電極。
  9. 如請求項4所述之有機電激發光顯示器，其中該第一電極包括複數個第一子電極分別設置於該等子畫素區中。
  10. 如請求項8所述之有機電激發光顯示器，其中該有機發光結構更包括：一電洞傳輸層，設置於該有機發光層與該光電流敏感層之間；以及一電子傳輸層，設置於該有機發光層與該第二電極之間。
  11. 如請求項1所述之有機電激發光顯示器，其中該光電流敏感層 包括錫酞菁(tin phthalocyanine，SnPc)或錫酞菁與碳六十(C60)之混合材料(SnPc：C60 Mixed film)。
TW102100614A 2013-01-08 2013-01-08 有機電激發光顯示器 TWI506772B (zh)

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