TWI642217B

TWI642217B - 有機發光二極體顯示裝置

Info

Publication number: TWI642217B
Application number: TW106114133A
Authority: TW
Inventors: 劉振宇; 龔立偉; 林熙乾; 盧宏傑
Original assignee: 宸鴻光電科技股份有限公司
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2018-11-21
Also published as: CN108630726A; TWM545365U; TW201836189A

Abstract

一種有機發光二極體顯示裝置，包含主動陣列基板、至少一有機發光二極體以及封裝板。主動陣列基板包含光吸收層及至少一主動元件。主動元件位於光吸收層上方。有機發光二極體配置在主動陣列基板上方。有機發光二極體包含第一電極、第二電極以及有機發光層。第一電極配置於鄰近主動元件之一側。第二電極與第一電極相對設置，其中第一電極及第二電極在可見光波長範圍內之一波長的穿透率大於0.6。有機發光層夾設於第一電極與第二電極之間。封裝板配置於有機發光二極體上方。

Description

有機發光二極體顯示裝置

本發明是有關於一種有機發光二極體顯示裝置。

有機發光二極體顯示器被視為下一世代的主流技術。在傳統的有機發光二極體顯示器中，為了提高出光效率，採用高反射率之材料作為有機發光二極體的驅動電極，使得向下方發射的光線能夠被下方的驅動電極反射向上，從而得到較高的出光效率。此外，也有人提出微型光學共振腔的有機發光二極體顯示器，在此種技術中，除了有機發光二極體的下驅動電極必須使用高反射率的材料之外，上驅動電極也必須具備一定的反射率，此種類型的顯示器能夠提供較佳的色彩飽和度、較高的正視角亮度，但是也有一些缺點。例如，雖然在正視方向上提高了顯示器的亮度及色彩飽和度，但是卻造成大視角的影像的色彩失真，而且亮度隨視角增加而大幅的下降。

在上述的技術中，雖然得到高的出光效率，但是也造成一些問題。例如，高反射率的電極會反射從外界入射的光線，因此當使用者處在高亮度的環境光源下(例如，室外的太陽光)，從外界經由面板反射的光線將嚴重影響到原本顯示器的顯示畫面，導致使用者無法清楚看見原本顯示器的顯示畫面。此外，在微型光學共振腔的技術中，此種技術雖然能夠提供較佳的色彩飽和度以及較高的正視角亮度，但是因為必須使用高光學反射的電極，所以也面臨同樣的問題。

為了解決上述的問題，在習知技術中，在有機發光二極體顯示器的顯示面上方外加一組抗反射的光學膜組，以降低有機發光二極體面板對外界光線的反射現象。這種抗反射的光學膜組的結構是由偏光片(polarizer)與1/4波板(1/4 λ wave plate)所構成。此種結構的抗反射光學膜組雖然解決外界光的反射問題，但是卻同時導致有機發光二極體顯示器的亮度損失達50%-60%(因一片偏光片的穿透率僅約40-50%)，而且造成整體裝置的厚度及重量的增加。因此，有必要提出一種新的有機發光二極體顯示面板，以改善此一存在的技術問題。

此外，現有的有機發光二極體顯示器中的有機發光材料及高活性電極均是採用容易受水氣及氧氣影響的材料，因此，現有的有機發光二極體顯示器需要嚴密的封裝製程來避免外界的水氣及氧氣進入而降低有機發光二極體的使用壽命。目前最常使用的是以玻璃基板作為有機發光二極體的上下基板，且利用該玻璃基板來降低水氣及氧氣的穿透率，確保有機發光二極體元件的壽命及品質。然而，如果考慮到整體的重量、厚度，甚至是未來可撓式的應用，就不可避免的需要使用到塑膠基板，但使用塑膠機板將會降低阻絕水氣及氧氣穿透的能力，進而降低有機發光二極體的壽命及品質。

本發明以下揭露的一或多的實施方式能夠解決上述環境光的反射問題，並且相較於外掛式的抗反射膜組，本發明的實施方式能夠提高有機發光二極體顯示裝置整體的發光效率。此外，更可提高有機發光二極體顯示裝置的信賴性，並且更適合用於可撓式的應用。

根據本發明某些實施方式，係揭露一種有機發光二極體顯示裝置。在此揭露的有機發光二極體顯示裝置包含主動陣列基板、至少一有機發光二極體以及封裝板。主動陣列基板包含光吸收層及至少一主動元件。主動元件位於光吸收層上方。有機發光二極體配置在主動陣列基板上方。有機發光二極體包含第一電極、第二電極以及有機發光層。第一電極配置於鄰近主動元件之一側。第二電極與第一電極相對設置，其中第一電極及第二電極在可見光波長範圍內之一波長的穿透率大於0.6。有機發光層夾設於第一電極與第二電極之間。封裝板配置於有機發光二極體上方。

在一實施方式中，主動陣列基板更包含載板，光吸收層配置在載板的第一表面，且主動元件配置在光吸收層上。

在一實施方式中，主動陣列基板更包含載板，光吸收層配置在載板的第二表面，且光吸收層與主動元件配置配置在載板的相對兩側。

在一實施方式中，光吸收層構成主動陣列基板之載板，且主動元件配置在載板上。

在一實施方式中，光吸收層為單層的有機材質或無機材質結構，或為複合有機材質及無機材質的多層結構。

在一實施方式中，光吸收層在可見光波長範圍內之一波長的反射率小於0.3。

在一實施方式中，光吸收層在可見光波長範圍內之一波長的光學密度大於0.7。

在一實施方式中，主動陣列基板更包含遮光層，配置在主動元件上方。

在一實施方式中，遮光層對準主動元件，且遮光層的面積大於主動元件之面積。

在一實施方式中，遮光層對準主動元件的一金屬導線，並且完全覆蓋金屬導線。

在一實施方式中，有機發光二極體顯示裝置更包括彩色濾光層。彩色濾光層設置在有機發光層與封裝板之間。

100、100a、100b、100c‧‧‧有機發光二極體顯示裝置

110‧‧‧主動陣列基板

111、111c‧‧‧載板

111a‧‧‧第一表面

111b‧‧‧第二表面

112‧‧‧主動元件

114‧‧‧遮光層

120‧‧‧有機發光二極體

121‧‧‧第一電極

122‧‧‧第二電極

124‧‧‧有機發光層

130‧‧‧光吸收層

140‧‧‧封裝板

150‧‧‧彩色濾光層

160‧‧‧保護層

170‧‧‧密封層

174‧‧‧畫素定義層

S‧‧‧封閉空間

第1-4圖繪示本發明各種實施方式之有機發光二極體顯示裝置的剖面示意圖。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。關於本文中所使用之「約」、「大約」或「大致」的用語一般通常係指數值之誤差或範圍約百分之二十以內，較佳地是約百分之十以內，更佳地則是約百分五之以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，即如「約」、「大約」或「大致」所表示的誤差或範圍。本文中，當一元件被稱為「連接」或「耦接」至另一元件時，可以是一元件直接連接或耦接至另一元件；或是一元件與另一元件之間存在一或多個額外元件，亦即一元件經由一或多個額外元件而連接至另一元件。相對的，當一元件被稱為「直接連接」或「直接耦接」至另一元件時，其間沒有額外元件存在。

本發明以下揭露的一或多的實施方式，能夠解決上述的技術缺點。本發明以下揭露的一或多的實施方式不僅能夠解決外界光的反射問題，並且不會造成有機發光二極體顯示器的亮度大幅下降。

在本發明以下揭露的一或多的實施方式中，捨棄傳統的高反射電極的思維，採用光學低反射率及高穿透率的材料作為有機發光二極體的電極，並且設置光學吸收層。在本發明以下揭露的一或多的實施方式中，不但避免了因為高反射率驅動電極所導致的環境光反射的問題，也無須使用額外的抗反射膜組。從而，讓整體發光效率提高約25%(相較於傳統外掛式的抗反射膜組)。

第1圖繪示本發明各種實施方式之有機發光二極體顯示裝置100的剖面示意圖。有機發光二極體顯示裝置100包含主動陣列基板110、至少一個有機發光二極體120以及封裝板140。有機發光二極體120配置在主動陣列基板110與封裝板140之間。

主動陣列基板110包含至少一主動元件112、遮光層114以及光吸收層130。主動元件112位在主動陣列基板110中可配置為陣列形式。在某些實施方式中，主動元件 112可例如多晶矽薄膜電晶體、非晶矽薄膜電晶體或金屬氧化物薄膜電晶體。下文中將更詳細敘述遮光層114以及光吸收層130的具體實施方式及細節。

有機發光二極體120配置在主動陣列基板110上方，有機發光二極體120包含第一電極121、第二電極122以及有機發光層124。

第一電極121配置於鄰近主動元件112之一側，並且第二電極122與第一電極121相對設置。在某些實施方式中，第一電極121及第二電極122為低反射率、高穿透率的材料所製成。第一電極121及第二電極122在可見光波長範圍內的其中一波長的穿透率大於約0.6，例如為約0.7、0.8、0.9、0.95或更高；並且在可見光波長範圍內的其中一波長的反射率小於約0.3，例如為約0.25、0.2、0.15、0.1或更小。第一電極121及/或第二電極122的材料較佳是採用低活性且同時兼具光學低反射率及高穿透率的材料，可例如為氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide，AZO)、氧化銦鋅錫(indium tin zinc oxide，ITZO)、氧化鎘錫(cadmium tin oxide，CTO)、氧化錫(tin oxide)、氧化鋅(zinc oxide)、氧化鎘(cadmium oxide)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide，InGaZnO)、氧化銦鎵鋅鎂(indium gallium zinc magnesium oxide，InGaZnMgO)、氧化銦鎵鋁(indium gallium aluminum oxide，InGaAlO)或氧化銦鎵鎂(indium gallium magnesium oxide，InGaMgO)等，但不限於此。

有機發光層124夾設於第一電極121與第二電極122之間。在某些實施方式中，有機發光層124為多層結構。例如，有機發光層124可包含電洞注入層(Hole Injection Layer，HIL)、電洞傳遞層(Hole Transport Layer，HTL)、發光層(Emitting Layer，EML)、電洞阻礙層(Hole Blocking Layer，HBL)及電子傳遞層(Electron Transport Layer，ETL)等，但不限於此。

光吸收層130配置在主動元件112下方。光吸收層130用以吸收從環境入射到有機發光二極體顯示器內的光線。如前文所述，有機發光二極體120的第一及第二電極121、122是使用高穿透率及低反射率之導電材料所製成，因此在顯示面的出光方向上，此種高穿透率電極提供較高的穿透率，不會遮蔽或吸收有機發光二極體120所發出的光。對於外界的入射光，則因低反射率，可以減少從環境入射的光線之反射現象。此外，光吸收層130設置在主動陣列基板110上，當從外界環境入射的光線通過高穿透率及低反射率的第一及第二電極121、122，並到達光吸收層130後，這些入射光會被光吸收層130所吸收。因此，可以降低及消弭原本的光學反射現象，從而提高有機發光二極體顯示裝置100的亮室對比。

在某些實施方式中，主動陣列基板110還包含載板111，載板111具有相對的第一表面111a以及第二表面111b。光吸收層130配置在載板111的第一表面111a，而主動元件112配置在光吸收層130上。在某些實施例中，光吸收層130在可見光波長範圍內的其中一波長的反射率小於約0.3，例如為約0.25、0.2、0.15、0.1或更小。在其他實施例中，光吸收層130在可見光波長範圍的其中一波長的光學密度(optical density)大於約0.7，例如為約0.75、0.8、0.85、0.9、或更高。在某些實施方式中，光吸收層130材料可包含有機及/或無機材質，例如染料(dye)、顏料(pigment)、石墨碳，鈦黑、碳黑及/或氧化鎢銫等，其粒徑可例如為約10奈米至約2微米，但不限於此。

遮光層114配置在主動元件112上方，以避免主動元件112受到光線照射而發生漏電的現象。詳細的說，有機發光二極體120的第一及第二電極121、122是由高穿透率及低反射率之導電材料所製成，因此從環境入射的光線可能會照射到主動元件112。此外，有機發光二極體所發射出的光線也會照射到主動元件112。因此，在主動元件112上設置遮光層114，以避免有機發光二極體120所發射出的光線或從環境入射的光線導致主動元件112產生漏電流。在某些實施方式中，遮光層114對準主動元件112，且遮光層114的面積大於主動元件112之面積。在某些實施方式中，遮光層114對準主動元件112的一金屬導線(圖未示)，並且完全覆蓋金屬導線，用以避免金屬導線受到從環境入射的光線照射而產生反光。遮光層114可以配置在主動元件112上方的任何層結構中。

在一實施方式中，主動陣列基板110還包含保護層160，保護層160覆蓋主動元件112，遮光層114配置在保護層160上方。在另一實施方式中，遮光層114夾置在保護層160與主動元件112之間。在某些實施例中，遮光層114為絕緣材料所製成，並且遮光層114接觸及覆蓋主動元件112。在另外某些實施例中，遮光層114為金屬材料所製成，並且配置在保護層160上。在其他實施例中，遮光層114在可見光波長範圍的其中一波長的光學密度(optical density)大於約0.7，例如為約0.75、0.8、0.85、0.9、或更高。在某些實施方式中，主動陣列基板110還包含畫素定義層174，畫素定義層174可例如為黑色樹酯所製成。遮光層114位於畫素定義層174與主動元件112之間。在一實施例中，遮光層114的面積大於畫素定義層174的面積，換言之，遮光層114的覆蓋面積大於畫素定義層174的覆蓋面積。

封裝板140配置於第二電極122上方，並且和主動陣列基板110形成一封閉空間S，而將有機發光二極體120與外界隔絕，從而避免有機發光二極體120性能上的劣化。詳細的說，有機發光發光二極體中的有機發光層以及陰極通常會受到水及/或氧的影響而發生劣化的現象。如果水或氧滲透進入有機發光二極體顯示器中，將會嚴重降低顯示器的壽命。在本實施方式中，封裝板140用以避免外界的氧氣及/或水氣與有機發光二極體顯示裝置100中的元件接觸。舉例而言，有機發光二極體顯示裝置100可更包含密封層170，配置於封裝板140與主動陣列基板110之間，而且密封層170圍繞主動元件112以及有機發光二極體120。密封層170、封裝板140及主動陣列基板110形成封閉空間S，從而防止環境中的水及/或氧進入有機發光二極體觸控裝置100。

封裝板140可包含有硬質基板，例如玻璃；或包含可繞曲基板，例如聚碳酸脂(polycarbonate，PC)、聚對苯二甲酸乙二脂(polyethylene terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲脂(polymethylmesacrylate，PMMA)、聚碸(Polysulfone，PES)或其他環烯共聚物(cyclic olefin copolymer)。

根據本發明的各種實施方式，捨棄使用高活性電極的思維，採用低活性且同時兼具光學低反射率及高穿透率的材料作為第一電極121及第二電極122，並藉由設置光吸收層130來降低及消弭原本的光學反射現象，從而提高有機發光二極體顯示裝置100的亮室對比。因此，本發明無須像習知技術一樣設置額外的抗反射膜層或模組，所以不會讓原本有機發光二極體120所發射出的光強度降低，整體發光效率相較於傳統採用外掛式的抗反射膜層或模組的顯示器能夠提高約25%，而且整體有機發光二極體顯示裝置100的厚度及重量也不會明顯增加。此外，光吸收層130更可提供阻絕水氧穿透的功能，當考量發光二極體顯示裝置100整體的重量、厚度，甚至是未來可撓式的應用時，光吸收層130可以彌補因使用塑膠基板所導致的密封效果較差的問題，以提升阻絕水氧穿透的能力，進而提高發光二極體顯示裝置100的壽命。

在本發明的其他實施例中，密封層170進一步可以是單層緻密的有機材質或無機材質結構，或是複合有機材質及無機材質交錯的多層結構。具體效果可以是將水氣及氧氣隔絕於外部，或是將水氣及氧氣吸附，也可同時兼具隔絕及吸附水氧的功能，以達到阻絕水氣及氧氣穿透至發光二極體顯示裝置100內部的作用。

第2圖繪示本發明另一實施方式之有機發光二極體顯示裝置100a的剖面示意圖。有機發光二極體顯示裝置100a與上述第1圖之實施例的有機發光二極體顯示裝置100的最大不同之處在於，光吸收層130配置在載板111的第二表面111b，因此光吸收層130與主動元件112配置在載板111的相對兩側。有機發光二極體顯示裝置100a的其他元件與前文關於有機發光二極體顯示裝置100所述的相同。

第3圖繪示本發明另一實施方式之有機發光二極體顯示裝置100b的剖面示意圖。有機發光二極體顯示裝置100b與上述第1圖之實施例的有機發光二極體顯示裝置100的最大不同之處在於，主動陣列基板110的載板111c就具備吸收光線的功能。換言之，將第1圖繪示的光吸收層130與主動陣列基板的載板111整合成單一的層結構，光吸收層130即是主動陣列基板110的載板111c，而且主動元件112配置在具有吸收光線能力的載板111c上。有機發光二極體顯示裝置100b的其他元件與前文關於有機發光二極體顯示裝置100所述的相同。

第4圖繪示本發明另一實施方式之有機發光二極體顯示裝置100c的剖面示意圖。有機發光二極體顯示裝置100c與上述第1圖之實施例的有機發光二極體顯示裝置100的最大不同之處在於，有機發光二極體顯示裝置100c更包含至少一彩色濾光層150，設置於有機發光二極體120及封裝板140之間，彩色濾光層150可例如包含紅色濾光層、綠色濾光層以及藍色濾光層。在本實施方式中，有機發光二極體顯示裝置100c包含紅光有機發光二極體、綠光有機發光二極體以及藍光有機發光二極體。各色的有機發光二極體120的有機發光層124對準對應的紅色濾光層、綠色濾光層以及藍色濾光層。

彩色濾光層150本身便是一種光學吸收層，例如紅色濾光層會讓紅色光通過，其他波段的光將被吸收。因為紅光有機發光二極體、綠光有機發光二極體、藍光有機發光二極體分別對準紅色濾光層、綠色濾光層以及藍色濾光層，所以彩色濾光層150幾乎不會耗損有機發光二極體120的自發光。相反的，彩色濾光層150可吸收從外界入射的光線，而未被彩色濾光層150吸收之部分的外界入射光，穿過第二電極122、有機發光層124及第一電極121等各層，最後到達光吸收層130而進一步被吸收及阻絕。如此一來，更能降低反射之強度，而提升顯示器之亮室對比。

在有機發光二極體顯示裝置100c具有彩色濾光層150的架構下，在其他實施方式中，光吸收層130可位於主動元件112下方的任何位置，例如前文關於第2圖及第3圖所述的實施方式或實施例。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。除非另有定義，本文所使用的所有詞彙(包括技術和科學術語)具有其通常的意涵，其意涵係能夠被熟悉此領域者所理解。更進一步的說，上述之詞彙在普遍常用之字典中之定義，在本說明書的內容中應被解讀為與本發明相關領域一致的意涵。除非有特別明確定義，這些詞彙將不被解釋為理想化的或過於正式的意涵。

Claims

一種有機發光二極體顯示裝置，包含：一主動陣列基板，包含一光吸收層及至少一主動元件位於該光吸收層上方，其中該光吸收層在可見光波長範圍內之一波長的光學密度大於0.7；至少一有機發光二極體，配置在該主動陣列基板上方，該有機發光二極體包含：一第一電極，配置於鄰近該主動元件之一側；一第二電極，與該第一電極相對設置，其中該第一電極及該第二電極在可見光波長範圍內之一波長的穿透率大於0.6；以及一有機發光層，夾設於該第一電極與該第二電極之間；以及一封裝板，配置於該有機發光二極體上方。
如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該主動陣列基板更包含一載板，該光吸收層配置在該載板的一第一表面，且該主動元件配置在該光吸收層上。
如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該主動陣列基板更包含一載板，該光吸收層配置在該載板的一第二表面，且該光吸收層與該主動元件配置配置在該載板的相對兩側。
如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該光吸收層構成該主動陣列基板之一載板，且該主動元件配置在該載板上。
如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該光吸收層為單層的有機材質或無機材質結構，或為複合有機材質及無機材質的多層結構。
如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該光吸收層在可見光波長範圍內之一波長的反射率小於0.3。
如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該主動陣列基板更包含一遮光層，配置在該主動元件上方。
如請求項7所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該遮光層對準該主動元件，且該遮光層的面積大於該主動元件之面積。
如請求項7所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該遮光層對準該主動元件的一金屬導線，並且完全覆蓋該金屬導線。
如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置，更包括：一彩色濾光層，設置在該有機發光二極體與該封裝板之間。