TWI595640B - 有機發光二極體裝置 - Google Patents

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Description

有機發光二極體裝置
本發明實施例係有關於一種有機發光二極體裝置。
陰極射線管(CRT)已經被能提供輕薄的螢幕之液晶顯示器(LCD)所取代。
液晶顯示器(LCD)是需要個別的背光之非發光性裝置,而且在其響應速度、可視角度和類似方面上有所限制。
有機發光二極體(OLED)裝置近來已受到注意而且可解決LCD的某些限制。
有機發光二極體裝置大致上包含兩個電極以及一插設於其間的發光層,其中電子是從一電極注入,孔洞從另一電極注入,並且電子與電洞在該發光層中結合以產生釋放能量且發光的激子(exciton)。
由於有機發光二極體裝置是在沒有額外的光源下發光,因此其具有低功率消耗、較佳的響應速度、可視角度及對比率。
有機發光二極體裝置大致上包含複數個像素。每個像素包含複數個子像素,例如一個紅色子像素、一個藍色子像素以及一個綠色子像素、或類似者,並且藉由組合這些子像素來表現全彩。
每個紅色子像素、藍色子像素及綠色子像素分別包含一紅色發光層、一藍色發光層及一綠色發光層,以表現色彩。該發光層可利用一精細的遮罩而沉積在每個子像素中。然而,隨著顯示裝置變得更大,利用此種精細的遮罩來沉積該發光層在每個子像素中可能是困難的。
於是,已有建議紅色發光層、藍色發光層以及綠色發光層利用一種開放式光罩依序堆疊在整個顯示裝置中以發射白光,並且接著一彩色濾光片設置在該發出的光通過處,以分別在每個子像素中表現紅色、綠色及藍色。然而,當該發射的白光穿過彩色濾光片時,光透射率可能會因為光被該彩色濾光片吸收而劣化。
本發明一項特點是一種有機發光二極體裝置。該裝置係包含一第一子像素、一第二子像素以及一第三子像素,每個子像素顯示一不同的色彩。該裝置亦包含一白色子像素,其中該白色子像素包含一選擇性地吸收至少一預設的波長區域的光之色彩校準層,其中該預設的波長區域係包含可見光。
另一項特點是一種有機發光二極體裝置。該裝置係包括一包含一紅色彩色濾光片的紅色子像素、一包含一綠色彩色濾光片的綠色子像素、一包含一藍色彩色濾光片的藍色子像素以及一包含一色彩校準層的白色子像素,該色彩校準層選擇性地吸收在紅光、藍光及綠光波長區域中的至少一預設的波長區域的光。該等子像素的每一個都包含彼此面對的一第一電極及一第二電極、以及一插置在該第一電極及第二電極之間的發光層,其中該發光層係被設置成橫跨該紅色、綠色、藍色及白色子像素,並且包含複數個成一堆疊的結構之子 發光層,其中每個子發光層係發出具有一不同波長的光。該發光層亦包含一電荷產生層,其中該發光層係藉由組合從該等子發光層發出的不同波長的光以發出白光。
另一項特點是一種有機發光二極體裝置。該裝置係包含複數個包含一紅色子像素、一綠色子像素、一藍色子像素以及一白色子像素的子像素。該裝置亦包含一下方層,該下方層包含一設置在該紅色子像素中的紅色彩色濾光片、一設置在該綠色子像素中的綠色彩色濾光片、一設置在該藍色子像素中的藍色彩色濾光片、至少一擋光片、以及一設置在該白色子像素中的色彩校準層。該色彩校準層選擇性地吸收在紅光、藍光及綠光波長區域中的至少一預設的波長區域的光,一上方層係包含複數個像素電極以及複數個絕緣體、一有機發光層。
110‧‧‧絕緣基板
112‧‧‧下方絕緣層
114‧‧‧上方絕緣層
191B、191G、191R、191W‧‧‧像素電極
220‧‧‧擋光片
230B‧‧‧藍色彩色濾光片
230G‧‧‧綠色彩色濾光片
230R‧‧‧紅色彩色濾光片
235‧‧‧色彩校準層
270‧‧‧共同電極
361‧‧‧絕緣體
370‧‧‧有機發光體
370R‧‧‧紅色發光層
370G‧‧‧綠色發光層
370B‧‧‧藍色發光層
371a‧‧‧下方輔助層
371b‧‧‧上方輔助層
372a‧‧‧下方發光層
372b‧‧‧上方發光層
373‧‧‧電荷產生層
R‧‧‧紅色子像素
G‧‧‧綠色子像素
B‧‧‧藍色子像素
W‧‧‧白色子像素
Qs‧‧‧開關薄膜電晶體
Qd‧‧‧驅動薄膜電晶體
圖1是根據一範例實施例的一種有機發光二極體裝置中的複數個像素的一種配置之俯視平面圖。
圖2是根據一範例實施例的一種有機發光二極體裝置的一個結構的橫截面圖。
圖3A與圖3B是根據一範例的實施例的一種有機發光體的一個堆疊結構的橫截面圖。
圖4A至圖4D是描繪根據一範例實施例的一種有機發光二極體裝置中的一色彩校準層的光透射率的圖。
圖5A是描繪當未施加一色彩校準層到白色子像素時的照度及色彩特徵的圖。
圖5B是描繪根據一範例的實施例當一吸收一綠光波長區域的光的色彩校準層施加到白色子像素時的照度及色彩特徵的圖。
圖6A是描繪當未施加一色彩校準層到白色子像素時,對比率為外部光的發光強度(照度)的一個函數的圖。
圖6B是描繪根據一範例的實施例,當一吸收一綠光波長區域的光的色彩校準層施加至白色子像素時,對比率為外部光的發光強度(照度)的一個函數的圖。
本案的揭露內容在以下將會參考所附的其中展示有範例實施例的圖式更完整地加以描述。如同熟習此項技術者將會理解的,該些描述的實施例可用各種方式修改,而不脫離本案揭露內容的精神或範疇。
在圖式中,層、膜、板、區域等等的厚度是為了清楚起見而被放大。相同的參考符號在整份說明書中大致是標示類似的元件。將會瞭解到的是,當一例如是一層、膜、區域或基板的元件被稱為是在另一元件“之上”時,其可以是在該另一元件的正上方、或可以是存在介於中間的元件。
在下文,根據一範例實施例的一種有機發光二極體裝置係參考圖1與圖2來加以描述。
圖1是根據一範例實施例的一種有機發光二極體裝置中的複數個像素的一種配置之俯視平面圖;圖2是根據一範例實施例的一種有機發光二極體裝置的一個結構的橫截面圖。
如圖1中所繪,根據一範例實施例,一表現紅色的紅色子像素(R)、一表現綠色的綠色子像素(G)、一表現藍色的藍色子像素(B)、以及一沒有呈現色彩的白色子像素(W)係交替地配置在該有機發光二極體裝置中。
紅色子像素(R)、綠色子像素(G)及藍色子像素(B)是用於呈現全彩的主要像素。白色子像素(W)可被利用來增加光透射並藉此強化裝置的照度。
包括紅色子像素(R)、綠色子像素(G)、藍色子像素(B)及白色子像素(W)的四個像素可構成一個群組,並且沿著列及/或行重複配置。其它替代性的像素配置亦可被利用。
包含紅色子像素(R)、綠色子像素(G)、藍色子像素(B)及白色子像素(W)的有機發光二極體裝置的一種結構係參考圖2來加以描述。
複數個薄膜電晶體陣列係配置在一絕緣基板110上。一薄膜電晶體陣列係包含設置在每個子像素B、G、R及W中並且彼此電連接的一開關薄膜電晶體Qs以及一驅動薄膜電晶體Qd。儘管在圖2的實施例的每個子像素中係例示性描繪一開關薄膜電晶體Qs及一驅動薄膜電晶體Qd,但在替代的實施例中,複數個其中一種或是兩種電晶體可內含在每個子像素中。
一下方絕緣層112係被設置在該薄膜電晶體陣列之上。在該下方絕緣層112之上係形成複數個接點孔洞(未顯示)以用於部分露出該開關薄膜電晶體Qs及驅動薄膜電晶體Qd。
在該下方絕緣層112之上,一藍色彩色濾光片230B係被設置在藍色子像素(B)中,一綠色彩色濾光片230G係被設置在綠色子像素(G)中,並且一紅色彩色濾光片230R係被設置在紅色子像素(R)中。該彩色濾光片230B、230G及230R可根據一種彩色濾光片在陣列之上(CoA)的方式被設置。
一色彩校準層235係被設置在白色子像素(W)中。在圖2中,該色彩校準層235係被設置在和彩色濾光片230B、230G及230R同一層處,但其它替代性的配置也是可行的。
該色彩校準層235可選擇性地吸收在可見光區域中之一預設的波長區域的光之至少一部分。例如,其可選擇性地吸收一紅光波長區域、一綠光波長區域及一藍光波長區域中的至少一區域的光。
該色彩校準層235將在以下加以描述。
一擋光片220係被設置在藍色彩色濾光片230B與綠色彩色濾光片230G之間、在綠色彩色濾光片230G與紅色彩色濾光片230R之間、以及在紅色彩色濾光片230R與色彩校準層235之間。每個擋光片220可阻擋在子像素B、G、R及W之間的光洩漏。
一上方絕緣層114係被設置在藍色彩色濾光片230B、綠色彩色濾光片230G、紅色彩色濾光片230R、色彩校準層235、以及擋光片220之上。複數個接點孔洞(未顯示)係被形成在該上方絕緣層114中。
像素電極(191B、191G、191R、191W)係被設置在該上方絕緣層114之上。該像素電極(191B、191G、191R、191W)係透過接點孔洞(未顯示)電連接至驅動薄膜電晶體Qd,並且像素電極可作用為陽極。
複數個絕緣體361係分別設置在相鄰的像素電極(191B、191G、191R、191W)之間以用於界定每個子像素,並且一有機發光體370係被設置在像素電極(191R、191G、191B、191W)及絕緣體361之上。
一有機發光體370係橫跨藍色子像素(B)、綠色子像素(G)、紅色子像素(R)以及白色子像素(W)而被設置,並且該有機發光體370可包含一用於發射光的有機發光層以及一用於改善該有機發光層的發光效率的輔助層。
該有機發光層可藉由實質堆疊本質發出藍光、綠光及紅光的發光材料以提供複數個子發光層(未顯示)並且組合這些色彩來發出白光。該子發光層可以是垂直形成的、或是水平形成的,並且可以結合除了藍色、綠色及紅色之外的各種色彩,只要該些色彩可發出白光即可。該發光材料可包含一種螢光或磷光的材料。
該輔助層可包括一電子傳輸層(ETL)、一電洞傳輸層(HTL)、一電子注入層(EIL)、以及一電洞注入層(HIL)的至少一者。
圖3A與圖3B是根據一範例實施例的有機發光體的一種堆疊結構之橫截面圖。
如同在圖3A中所示,該有機發光體370可包括垂直堆疊的一紅色發光層370R、一綠色發光層370G、以及一藍色發光層370B。
如同在圖3B中所示,該有機發光體370可包含一下方輔助層371a、一下方發光層372a、一電荷產生層373、一上方發光層372b、以及一上方輔助層371b。
該下方輔助層371a及上方輔助層371b分別可包含一電洞注入層(HIL)、一電洞傳輸層(HTL)、一電子傳輸層(ETL)、以及一電子注入層(EIL)中的至少一者。
該下方發光層372a及上方發光層372b分別可選自一紅色發光層、一綠色發光層、以及一藍色發光層。該下方發光層372a及上方發光層372b的組合係藉由組合從該下方發光層372a及上方發光層372b發出的光以發出白光。
該電荷產生層373係產生複數個電子-電洞對。例如,電子可被傳輸至該下方發光層372a,並且電洞可被傳輸至該上方發光層372b。電流效率可藉由在兩個發光層372a及372b之間設置一電荷產生層373而增高,藉此改善裝置的壽命。
回到圖2,一共同電極270係被設置在該有機發光體370之上。該共同電極270可橫跨該基板110的整個表面而形成,並且可以是一陰極。該共同電極270係和像素電極(191B、191G、191R、191W)成對,以使電流流入該有機發光體370。
如上所述,根據一範例實施例的有機發光二極體裝置係包含用於顯示不同色彩的一紅色子像素(R)、一綠色子像素(G)、以及一藍色子像素(B)以及一用於改善照度的白色子像素(W)。一包括複數個發光層的有機發光體係藉由組合具有不同波長的光以發出白光,並且設置在基板的整個表面上。該紅色子像素(R)、綠色子像素(G)及藍色子像素(B)分別包含彩色濾光片230R、230G及230B。從該有機發光體發出的白光係通過每個彩色濾光片230R、230G及230B以顯示色彩。
由於從白色子像素(W)發出的光是在不通過個別的彩色濾光片下發出,所以相較於顯示色彩的子像素,其具有較高的光透射率。於是,該有機發光二極體裝置的整體照度可被強化。
一般而言,從該白色子像素(W)發出的光可能會不同於每個有機發光二極體裝置所需的白光色度座標。當從該白色子像素發出的白光具有不同於有機發光二極體裝置實際所需的白光色度座標時,該白色可藉由組合從該紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素以及該白色子像素發出的光來加以呈現。換言之,白色所需的色度座標是藉由組合從該紅色子像素、綠色子像素、藍色子像素以及白色子像素發出的光來達成。
在現有的裝置中,為了顯示有機發光二極體裝置所需的色彩,所有的子像素都被利用,因而增加功率消耗。
根據一範例實施例,一色彩校準層235係設置在白色子像素(W)中,藉由只利用該白色子像素、或是藉由組合最少的紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素的光以顯示白色因而改善功率消耗。
該色彩校準層235可選擇性地吸收在可見光區域內的至少一波長區域的光。例如,其可吸收紅光波長區域、綠光波長區域、以及藍光波長區域中的至少一波長區域的光。
儘管圖2所示的實施例中的彩色濾光片230B、230G及230R以及色彩校準層235係被設置在該發光層370之下,但在其它實施例中,彩色濾光片230B、230G及230R以及色彩校準層235可設置在發光層370之上。
圖4A至圖4D是描繪根據一範例實施例的一種有機發光二極體裝置的一色彩校準層的光透射率的圖。
如同圖4A的圖中所示,該色彩校準層235可選擇性地吸收可見光區域中的紅光波長區域(長波長區域)的光,其中顯示透射率降低大約20%。類似地,如同圖4B的圖中所示,該色彩校準層235可選擇性地吸收綠光波長區域(中等波長區域)的光。如同圖4C的圖中所示,該色彩校準層235可選擇性地吸收藍光波長區域(短波長區域)的光以及綠光波長區域(中等波長區域)的光。如同圖4D的圖中所示,該色彩校準層235可選擇性地吸收靠近藍光波長區域的綠光波長區域的光以及靠近紅光波長區域的綠光波長區域的光。在其它實施例中,該色彩校準層235可選擇性地吸收可見光波長區域中的至少一區域的光。
一在白色子像素(W)之上選擇性地吸收一特定的波長區域的光的色彩校準層235之使用可有助於增加由於該白色子像素(W)造成的照度,同時防止白色色度座標的失真。
因此,顯示接近所需的白色色彩是可能的,因而改善色彩特徵。此外,光效率及功率消耗可被改善,因為色彩失真校準係被最小化。最後,對比率可藉由降低外部光的反射而被改善,因而最小化對於偏光板的需要、裝置的厚度可減小並且製造成本可被降低。
請參照圖5A與圖5B及以下的表1,根據一範例實施例,當該色彩校準層應用在有機發光二極體裝置中時的照度及電流特徵係被描繪。
圖5A是描繪當未施加一色彩校準層到白色子像素時的照度及色彩特徵的圖。圖5B是描繪根據一範例實施例,當一吸收一綠光波長區域的光的色彩校準層被施加至白色子像素時的照度及色彩特徵的圖。
在圖5A與圖5B中,Rs係指通過一紅色彩色濾光片的光之光譜,Gs係指通過一綠色彩色濾光片的光之光譜,而Bs係指通過一藍色彩色濾光片的 光之光譜。Ws係指白光的光譜。所述的有機發光二極體裝置的範例實施例需要(0.28,0.29)的白色色度座標。
表1係顯示在圖5A與圖5B中所繪的有機發光二極體裝置的一範例實施例中量測出的紅色、綠色及藍色以及白色的每個色度座標。
如同在圖5A、圖5B及表1中所示,當吸收一預設波長區域的光的色彩校準層設置在白色子像素(W)中時,顯示接近色度座標(0.28,0.29)的色彩特徵之實質所需的白光色彩特徵是可能的。
在沒有包含色彩校準層的光譜(圖5A)中,在通過綠色子像素中的綠色彩色濾光片時的光譜以及在白色子像素中的白光中的綠光波長區域的光譜之間有一預設的間隙(d)。在另一方面,在利用一色彩校準層(圖5B)時的光譜中,該間隙(d)係被減小,因而所需的白光的色彩特徵係被顯示,因為該色彩校準層235吸收在該綠光波長區域中的光的一部份。
該對比率特徵係在圖6A與根據一範例實施例當該色彩校準層應用到有機發光二極體裝置中的圖6B中被描繪。
圖6A是描繪當未施加一色彩校準層到白色子像素時,對比率為外部光的發光強度(照度)的一個函數的圖。圖6B是描繪根據一範例實施例,當一吸收一綠光波長區域的光的色彩校準層被施加至白色子像素,對比率為外部光的發光強度(照度)的一個函數的圖。
圖6A與圖6B係描繪一種使用一色彩校準層的有機發光二極體裝置的一範例實施例具有比一種不使用色彩校準層的有機發光二極體裝置高的環境對比率為外部光的發光強度的一個函數。
由於外部光的反射所造成的環境對比率下降大部分是產生在白色子像素(W)中,並且該色彩校準層係吸收綠光波長區域的光,因此外部光的反射係被降低,藉此改善該環境對比率。相同的效果也可在利用一吸收藍光波長區域的光或紅光波長區域的光的色彩校準層時看到。
因此,在不使用一用於降低外部光的光反射的額外的偏光板之下改善對比率是可能的,其中偏光板的使用可能產生一些光損失。功率消耗亦可改善。
儘管此揭露內容已經關連到某些範例實施例來加以描述,但將瞭解到的是,此揭露內容並不限於所揭露的實施例,相反的是,此揭露內容係欲涵蓋各種的修改。

Claims (19)

  1. 一種有機發光二極體裝置,其係包括:一第一子像素、一第二子像素以及一第三子像素,每個子像素顯示一不同的色彩,一白色子像素,其中該白色子像素係包括一選擇性地吸收接近一藍色波長區域之一綠色波長區域的光以及接近一紅色波長區域之另一綠色波長區域的光之色彩校準層;其中該色彩校準層在波長高於400nm且低於575nm的一預定波長區域中,具有不超過20%之一透光率之一特定波長區域。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體裝置,其中該第一子像素係包含一紅色彩色濾光片,該第二子像素係包含一綠色彩色濾光片,並且該第三子像素係包含一藍色彩色濾光片。
  3. 如申請專利範圍第2項之有機發光二極體裝置,其中該色彩校準層係被設置在與該紅色彩色濾光片、綠色彩色濾光片以及藍色彩色濾光片相同的層。
  4. 如申請專利範圍第2項之有機發光二極體裝置,其中該第一子像素、第二子像素、第三子像素以及該白色子像素的每一個係包括:彼此面對的一第一電極以及一第二電極,以及一插置在該第一電極以及第二電極之間的發光層,其中該發光層通常是設置在該第一子像素、第二子像素、第三子像素以及該白色子像素中,該發光層係包括複數個發出不同波長的 光的子發光層,並且藉由組合從該些子發光層發出的不同波長的光以發出白光。
  5. 如申請專利範圍第4項之有機發光二極體裝置,其中該發光層係包括一紅色發光層、一綠色發光層、以及一藍色發光層之堆疊的結構。
  6. 如申請專利範圍第5項之有機發光二極體裝置,其中該紅色發光層、綠色發光層以及藍色發光層係垂直地堆疊。
  7. 如申請專利範圍第5項之有機發光二極體裝置,其中該紅色發光層、綠色發光層以及藍色發光層係水平地堆疊。
  8. 如申請專利範圍第4項之有機發光二極體裝置,其中該發光層更包括一電荷產生層。
  9. 如申請專利範圍第4項之有機發光二極體裝置,其中該紅色彩色濾光片、綠色彩色濾光片、藍色彩色濾光片以及色彩校準層係被設置在該發光層之下。
  10. 如申請專利範圍第4項之有機發光二極體裝置,其中該紅色彩色濾光片、綠色彩色濾光片、藍色彩色濾光片以及色彩校準層係被設置在該發光層之上。
  11. 如申請專利範圍第2項之有機發光二極體裝置,其更包括一設置在該藍色彩色濾光片及綠色彩色濾光片之間的第一擋光片、一設置在該綠色彩色濾光片及紅色彩色濾光片之間的第二擋光片、以及一設置在該紅色彩色濾光片及色彩校準層之間的第三擋光片。
  12. 一種有機發光二極體裝置,其係包括: 一包括一紅色彩色濾光片的紅色子像素、一包括一綠色彩色濾光片的綠色子像素、一包括一藍色彩色濾光片的藍色子像素以及一包括一色彩校準層的白色子像素,該色彩校準層選擇性地吸收接近一藍色波長區域之一綠色波長區域的光以及接近一紅色波長區域之另一綠色波長區域的光,其中該色彩校準層在波長高於400nm且低於575nm的一預定波長區域中,具有不超過20%之一透光率之一特定波長區域;其中該些子像素的每一個係包括:彼此面對的一第一電極以及一第二電極,以及一插置在該第一電極以及第二電極之間的發光層,其中該發光層係被設置成橫跨該紅色、綠色、藍色以及白色子像素,並且包括:複數個成一堆疊的結構之子發光層,每個子發光層係發出一不同波長的光;一電荷產生層;其中該發光層係藉由組合從該些子發光層發出的不同波長的光以發出白光。
  13. 如申請專利範圍第12項之有機發光二極體裝置,其中該紅色彩色濾光片、綠色彩色濾光片、藍色彩色濾光片、以及色彩校準層係被設置在該發光層之下。
  14. 如申請專利範圍第12項之有機發光二極體裝置,其中該紅色彩色濾光片、綠色彩色濾光片、藍色彩色濾光片、以及色彩校準層係被設置在該發光層之上。
  15. 如申請專利範圍第12項之有機發光二極體裝置,其更包括至少一擋光片設置在該藍色彩色濾光片與綠色彩色濾光片之間、在該綠色彩色濾光片與紅色彩色濾光片之間、以及在該紅色彩色濾光片與色彩校準層之間。
  16. 一種有機發光二極體裝置,其係包括:包括一紅色子像素、一綠色子像素、一藍色子像素以及一白色子像素的複數個子像素;一下方層,其係包括:一設置在該紅色子像素中的紅色彩色濾光片;一設置在該綠色子像素中的綠色彩色濾光片;一設置在該藍色子像素中的藍色彩色濾光片;至少一擋光片;以及一設置在該白色子像素中的色彩校準層,其中該色彩校準層選擇性地吸收接近一藍色波長區域之一綠色波長區域的光以及接近一紅色波長區域之另一綠色波長區域的光,其中該色彩校準層在波長高於400nm且低於575nm的一預定波長區域中,具有不超過20%之一透光率之一特定波長區域;一包括複數個像素電極以及複數個絕緣體的上方層;一有機發光層。
  17. 如申請專利範圍第16項之有機發光二極體裝置,其中該至少一擋光片係被設置在該藍色彩色濾光片與綠色彩色濾光片之間、或是在該綠色彩色濾光片與紅色彩色濾光片之間、或是在該紅色彩色濾光片與色彩校準層之間。
  18. 如申請專利範圍第16項之有機發光二極體裝置,其中該有機發光層係被設置成橫跨該紅色、綠色、藍色以及白色子像素,包括複數個成一堆疊的結構之子發光層,每個子發光層係發出一不同波長的光,並且該有機發光層係藉由組合從該等子發光層發出的不同波長的光以發出白光。
  19. 如申請專利範圍第16項之有機發光二極體裝置,其中該紅色彩色濾光片、綠色彩色濾光片、藍色彩色濾光片、以及色彩校準層係被設置在一層。
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