TWI712023B - 有機發光顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種有機發光顯示裝置及其製造方法，該有機發光顯示裝置能夠在防止影像模糊的同時，提高亮度和光提取效率。根據該裝置和方法，透過在封裝層上形成微透鏡，以自校正並自組裝的方式在與元件相對應的精確位置處保護有機發光元件，來抑制影像模糊，並提高亮度和發光效率。

Description

有機發光顯示裝置及其製造方法
本發明涉及一種有機發光顯示裝置及其製造方法，該有機發光顯示裝置能夠在防止影像模糊的同時，提高亮度和光提取效率。
近來，已經開發出各種具有減小的重量和體積的平板顯示裝置(FDD)，但陰極射線管(CRT)並不在這種情況內。平板顯示裝置包括：液晶顯示裝置(liquid crystal display device,LCD)、電漿顯示面板(plasma display panel,PDP)、以及有機發光顯示裝置(organic light emitting display device,OLED)。近年，電泳顯示裝置(electrophoretic display device,EPD)被廣泛地使用。
其中，有機發光顯示裝置是使用自發光有機發光元件的自發光顯示裝置。OLED具有高反應速度、優異的亮度、和寬視角的優點。此外，在OLED中，可以將主動元件安裝在諸如塑膠的可撓性基板上，從而實現可撓性顯示裝置。然而，儘管具有上述優點，但是有機發光顯示裝置具有發光效率只有大約20%的限制。
本發明的一個目的是提供一種能夠提升亮度和發光效率的有機發光顯示裝置。
此外，本發明的另一個目的是提供一種用於製造有機發光顯示器的方法，透過該方法，可以簡化裝置的製造過程，並可以最小化由於微透鏡的錯準造成的影像模糊。
本發明的目的不限於上述目的。如上所述，可以從以下描述中理解本發明的其他目的和優點，並且從本發明的實施例可以更清楚地理解。此外，將能夠容易理解的是，本發明的目的和優點可以透過如申請專利範圍中所揭露的特徵及其組合來實現。
根據本發明的一個態樣，提供一種有機發光顯示裝置，包括：複數個有機發光元件，設置在一基板上；以及一封裝層，覆蓋該複數個有機發光元件。
在這方面，一第一緩衝層位於該封裝層上，該第一緩衝層為親水性的。在該第一緩衝層上設置一第二緩衝層，該第二緩衝層為疏水性的。該第二緩衝層具有複數個開口，分別被界定在第二緩衝層中與複數個有機發光元件相對應的位置處。
在這方面，每一個微透鏡分別設置在該第二緩衝層中形成的該複數個開口中的每一個中，因此從每一個有機發光元件以超過發射臨界角的角度發射的光束從每一個微透鏡折射，以具有小於等於該發射臨界角的發射角，並因此發射到裝置外部。
根據本發明的另一個態樣，提供一種用於製造有機發光顯示裝置的方法，該方法包括：在一基板上形成複數個有機發光元件；以及形成一封裝層覆蓋該複數個有機發光元件。
在這方面，在形成該封裝層之後，一第一緩衝層形成在該封裝層上，該第一緩衝層為親水性的。接著，在該第一緩衝層上形成疏水性的該第二緩衝層。在這方面，該第二緩衝層可以被圖案化，使得複數個開口被界定在其中與該複數個有機發光元件對應的位置處。
在圖案化該第二緩衝層之後，在該第二緩衝層上塗覆親水性的聚合物時，選擇性潤濕(selective wetting)可以使親水性的聚合物與該第一緩衝層透過該第二緩衝層中的開口分別暴露的部分自校正並自組裝，從而形成微透鏡。
根據本發明，具有以下特徵的顯示裝置具有以下效果。然而，本發明不限於此。
根據本發明，在形成以保護該有機發光元件的該封裝層上形成該微透鏡。因此，該微透鏡可以透過光的折射以超過發射臨界角的角度向該有機發光元件的外部發射光，從而提高裝置的亮度和發光效率。
此外，根據本發明，透過在該封裝層上圖案化親水性的緩衝並圖案化疏水性的緩衝，在精確的位置(對應於該有機發光元件)自校正並自組裝該微透鏡，如此可以導致由於該微透鏡的錯準造成的影像模糊最小化，同時簡化了處理的製造過程。
實施例還涉及一種有機發光顯示裝置，該有機發光顯示裝置包括：一基板；複數個有機發光元件，設置在該基板上；一封裝層，覆蓋該複數個有機發光元件；以及一第一緩衝層，設置在該封裝層上。該第一緩衝層可以是親水性的。該有機發光顯示裝置還包括設置在該第一緩衝層上的一第二緩衝層。該第二緩衝層可以是疏水性的，並具有複數個開口。該複數個開口中的每一個開口與該複數個有機發光元件中的一對應有機發光元件重疊，並暴露該第一緩衝層的一對應部分。該有機發光顯示裝置還包括複數個微透鏡，其中，每一個微透鏡設置在該複數個開口中一對應開口的該親水性第一緩衝層的該暴露部分上。
實施例還涉及一種用於製造有機發光顯示裝置的方法。在一基板上形成複數個有機發光元件。形成一封裝層覆蓋該複數個有機發光元件。在該封裝層上形成一第一緩衝層。該第一緩衝層可以是親水性的。在該第一緩衝層上形成該第二緩衝層。該第二緩衝層可以是疏水性的，並具有複數個開口。該複數個開口中的每一個開口與該複數個有機發光元件中的一對應有機發光元件重疊，並暴露該第一緩衝層的一對應部分。將一親水性聚合物塗覆到該第二緩衝層上，從而在該親水性第一緩衝層的該暴露部分上分別地形成複數個微透鏡。
實施例還涉及一種有機發光顯示裝置，該有機發光顯示裝置包括：一基板；複數個有機發光元件，設置在該基板上；一封裝層，覆蓋該複數個有機發光元件；一第一緩衝層，設置在該封裝層上；以及一第二緩衝層，設置在該第一緩衝層上。該第二緩衝層可以具有一開口，其由第二緩衝層的一第一部分和與該第二緩衝層的該第一部分隔開的第二緩衝層的一第二部分形成。該開口可以與該複數個有機發光元件中的一對應有機發光元件重疊，並透過該第二緩衝層的該第一部分和該第二緩衝層的該第二部分暴露該第一緩衝層的一部分。該有機發光顯示裝置還包括一微透鏡，設置在該第二緩衝層的該第一部分與該第二緩衝層的該第二部分之間的該開口內。
將結合用於執行本發明的具體細節的圖式，來描述本發明的進一步的具體效果以及如上所述的效果。
10‧‧‧封裝層
11‧‧‧第一無機薄膜
12‧‧‧有機薄膜
13‧‧‧第二無機薄膜
ANO‧‧‧第一電極
BL1‧‧‧第一緩衝層
BL2‧‧‧第二緩衝層、第二緩衝層的部分
BL2-1‧‧‧第一部分
BL2-2‧‧‧第二部分
BL2'‧‧‧第二緩衝層的部分
BN‧‧‧堤岸層
CAT‧‧‧第二電極
DA‧‧‧驅動通道層
DD‧‧‧驅動汲極電極
DG‧‧‧驅動閘極電極
DS‧‧‧驅動源極電極
DT‧‧‧薄膜電晶體、驅動薄膜電晶體
GI‧‧‧閘極絕緣薄膜
h1、h2‧‧‧厚度
L1、L2‧‧‧光束
ML‧‧‧微透鏡
MP‧‧‧開口圖案
OLE‧‧‧有機發光元件
OLE1‧‧‧有機發光元件
OLE2‧‧‧有機發光元件
OL‧‧‧有機發光層、發光層
OP1、OP2‧‧‧開口
PASS‧‧‧封裝層
PAS1‧‧‧絕緣層
PAS2‧‧‧第一無機材料層
PAS3‧‧‧第二無機材料層
PCL1‧‧‧有機材料層
PCL2‧‧‧平坦層
PL‧‧‧平坦層
POL‧‧‧偏光板
SA‧‧‧開關通道層
SD‧‧‧開關汲極電極
SG‧‧‧開關閘極電極
SS‧‧‧開關源極電極
ST‧‧‧薄膜電晶體、開關薄膜電晶體
SUB‧‧‧基板
θ、θ'‧‧‧角度
圖1為根據本發明一實施例之有機發光顯示裝置的結構的示意性剖面圖。
圖2為示意性地顯示根據本發明一實施例之有機發光顯示裝置的結構的剖面圖。
圖3為根據本發明一實施例在圖2中所示之區域A的剖面圖。
圖4至圖9為分別示意性地顯示根據本發明一實施例之與製造有機發光顯示裝置的過程的步驟相對應的結構的剖面圖。
圖10為根據本發明一實施例在圖2所示之有機發光顯示裝置中使用的第二緩衝層的俯視圖。
圖11為根據本發明一實施例之第二緩衝層的另一個實施例的俯視圖。
圖12為根據本發明一實施例沿圖10之A-A'線所截取的有機發光顯示裝置的結構的示意性剖面圖。
為了使得圖式簡單且清楚，圖中的元件不一定按比例繪製。不同圖式中的相同元件編號表示相同或相似的元件，並因此執行相似的功能。此外，為了簡化描述，省略了眾所周知的步驟和元件的描述和細節。此外，在本發明的以下詳細描述中，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的詳細理解。然而，將理解的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明。在其他情況下，未詳細描述公知的方法、過程、組件、和電路，以免不必要地模糊本發明的各個態樣。
以下將顯示並描述各種實施例的示例。將理解的是，本文的描述並非旨在將申請專利範圍限定為所描述的特定實施例。相反地，其意圖是覆蓋可以包含在如所附申請專利範圍所限定的本發明的精神和範疇內的替代、修改、和均等物。
本文中使用的術語僅出於描述特定實施例的目的，而並不是旨在限制本發明。如本文所使用的，單數形式「一個」和「一種」也旨在包含複數形式，除非上下文另外明確指出。另外將理解的是，當在本說明書中使用時，術語「包括」、「包括有」、「包含」、和「包含有」指定存在所述特徵、整數、運算、元件、組件、及/或其部分，但是不排除存在或增加一個以上的其他特徵、整數、運算、元件、組件、及/或其部分。如本文所使用的，術語「及/或」包含與所列項目相關聯的一個以上的任何和所有組合。當在元件列表之前時，諸如「至少一個」的表達可以修改整個元件列表，並且可以不修改列表中的各個元件。
將理解的是，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、組件、區域、層、及/或部分，但是這些元件、組件、區域、層、及/或部分不應受到這些術語的限制。這些術語用於將一個元件、組件、區域、層、或部分與另一個元件、組件、區域、層、或部分區分開。因此，在不脫離本發明的精神和範疇的情況下，以下描述的第一元件、第一組件、第一區域、第一層、或第一部分可以被稱為第二元件、第二組件、第二區域、第二層、或第二部分。
另外，還將理解的是，當第一元件或第一層稱為存在於第二元件或第二層「上」時，第一元件可以直接地設置在第二元件上，或者可以間接地設置在第二元件上，而第三元件或第三層設置在第一元件和第二元件或第一層和第二層之間。將理解的是，當元件或層稱為「連接至」另一個元件或另一層或「耦合至」另一個元件或另一層時，其可以直接定位在、連接至、或耦合至另一個元件或另一層上，或可以存在一個以上的中間元件或層。另外，還將理解的是，當元件或層稱為在兩個元件或層「之間」時，其可以是兩個元件或層之間的唯一元件或層，或者也可以存在一個以上的中間元件或層。
除非另有定義，否則本文所使用之包含技術和科學術語在內的所有術語具有與本發明構思所屬技術領域中具有通常技術通常所理解的相同含義。還將理解的是，諸如在常用詞典中定義的那些術語應被解釋為具有與相關領域中其含義相一致的含義，並且除非在本文中明確定義，否則將不會以理想化或過於正式的意義來解釋。
在下文中，將參照所附圖式詳細描述根據本發明各種實施方式的有機發光顯示裝置。
圖1為根據本發明一實施例之有機發光顯示裝置的結構的示意性剖面圖。
參照圖1，有機發光顯示裝置包括：有機發光元件OLE，設置在基板上；封裝層10，封裝有機發光元件OLE的上部；以及偏光板POL，設置在封裝層10上。
在這方面，封裝層10覆蓋有機發光元件OLE，以保護有機發光元件OLE不受氧氣和濕氣的影響。封裝層10可以包含有機薄膜或無機薄膜中的至少一種。例如，封裝層10可以包含：第一無機薄膜11，覆蓋有機發光元件OLE的上部；有機薄膜12，形成在第一無機薄膜11上；以及第二無機薄膜13，形成在有機薄膜12上。
此外，在第二無機薄膜13上，可以設置偏光板POL，以防止環境光從外部反射。
在這方面，從有機發光元件OLE以小於等於發射臨界角的角度θ發射的光束L1可以發射到有機發光顯示裝置的外部。然而，從有機發光元件OLE以超過發射臨界角的角度θ'發射的光束L2可以在有機發光顯示裝置中被全反射，接著在其中被消除。
沒有被發射到有機發光顯示裝置的外部但由於全內反射而消失的光束L2會降低有機發光顯示裝置的發光效率。
圖2為根據本發明一實施例之有機發光顯示裝置的示意性剖面圖。
參照圖2，根據本發明一實施例的有機發光顯示裝置包括：複數個有機發光元件OLE，設置在基板SUB上；封裝層PASS，覆蓋複數個有機發光元件OLE；以及偏光板POL，設置在封裝層PASS上。
作為參考，圖2顯示在基板SUB上的單個有機發光元件OLE。然而，圖2僅顯示有機發光顯示裝置的一部分。因此，應當理解的是，儘管未單獨顯示，但複數個有機發光元件OLE設置在基板SUB上。
在一個示例中，基板SUB可以由具有可撓性特性的玻璃或塑膠材料所製成。例如，基板SUB可以由諸如PI(Polyimide，聚醯亞胺)、PET(polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)、PEN(polyethylene naphthalate，聚2,6萘二甲酸乙二酯)、PC(polycarbonate，聚碳酸酯)、PES(polyethersulfone，聚醚碸)、PAR(polyarylate，聚芳酯)、PSF(polysulfone，聚碸)、或COC(ciclic-olefin copolymer，環狀烯烴共聚物)的材料所製成。
儘管未單獨顯示，但是基板SUB的區域被分成為：用於顯示視訊的顯示區域、以及用於容納用於驅動顯示區域的各種元件的非顯示區域。在顯示區域中界定了複數個像素區域。每一個像素包含：有機發光元件OLE、以及用於驅動有機發光元件OLE的薄膜電晶體STs和DTs。
每一個薄膜電晶體包含開關薄膜電晶體ST和驅動薄膜電晶體DT。開關薄膜電晶體ST包含：開關閘極電極SG、閘極絕緣薄膜GI、開關通道層SA、開關源極電極SS、以及開關汲極電極SD。驅動薄膜電晶體DT包含：連接至開關薄膜電晶體ST的開關汲極電極SD的驅動閘極電極DG、閘極絕緣薄膜GI、驅動通道層DA、驅動源極電極DS、以及驅動汲極電極DD。驅動薄膜電晶體DT用作為驅動由開關薄膜電晶體ST選擇之像素的有機發光元件OLE。
如圖2中所示之每一個薄膜電晶體ST和DT的結構僅是一個示例，因此不必限於此。只要頂部閘極結構、底部閘極結構、或雙閘極結構可以驅動有機發光元件OLE，頂部閘極結構、底部閘極結構、或雙閘極結構可以代替圖2所示的結構使用。
為了保護薄膜電晶體ST和DT的源極/汲極電極和通道層，絕緣層PAS1可以位於薄膜電晶體ST和DT上。平坦層PL可以位於絕緣層PAS1上。在這方面，絕緣層PAS1可以由諸如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氮化鋁、氧化鋁、氮化鋯、氧化鋯、氮化鈦、氧化鈦、氮化鉿、氮化鉭、或氧化鎂的材料所製成。
平坦層PL界定平坦的頂表面。因此，平坦層PL防止形成在平坦層PL上的有機發光元件OLE的第一電極ANO及/或第二電極CAT的短路。例如，平坦層PL可以由諸如丙烯酸樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯樹脂、聚苯硫樹脂的樹脂、或諸如苯環丁烯的光阻劑材料所製成。
第一電極ANO位於平坦層PL的部分區域中，並在平坦層PL上。第一電極ANO位於一個像素內，使得第一電極不與相鄰像素的第一電極或陽極 接觸。第一電極ANO經由穿過絕緣層PAS1和平坦層PL的接觸孔與驅動薄膜電晶體DT的驅動汲極電極DD電性連接。
第一電極ANO可以實施為透明電極或反射電極。透明電極可以由諸如ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)、AZO(鋁鋅氧化物)、GZO(摻雜鎵錫的氧化鋅)、ZTO(氧化鋅錫)、GTO(氧化鎵錫)、或FTO(摻雜氟的氧化錫)的透明導電氧化物所製成。反射電極可以由反射金屬或其合金所製成，例如：Mo、MoW、Cr、Ag、APC(Ag-Pd-Cu合金)、Al、或Al合金。可替代地，第一電極ANO可以具有由反射金屬或其合金所製成的反射薄膜堆疊在透明導電氧化物上的結構。
在第一電極ANO上，設置堤岸層BN。堤岸層BN具有在其中界定的複數個堤岸開口，每一個堤岸開口界定複數個有機發光元件OLE中的每一個的開口區域。堤岸層BN中的開口可以暴露對應有機發光元件OLE的至少一部分。每一個開口界定每一個像素區域。
具體地說，堤岸層BN具有在其中界定的堤岸開口，用於暴露第一電極ANO的至少一部分。然而，應當理解的是，在另一個實施例中，堤岸層BN中的開口可以被配置以暴露有機發光元件OLE的另一部分，例如，有機發光層OL或第二電極CAT。在堤岸層BN中界定的開口可以具有大致上呈錐形的形狀。也就是說，因為堤岸層BN中的開口具有錐形形狀，因此開口的水平尺寸可以隨著其從第一電極ANO朝向第二電極CAT而增大。
此外，堤岸層BN由包含遮光材料的絕緣材料所製成。如此防止了光在堤岸層BN中的開口以外的區域中傳播，並且同時可以分別抑制相鄰像素區域中的相鄰有機發光元件OLE之間的導電。
有機發光層OL位於透過堤岸層BN的開口暴露的第一電極ANO的一部分上。
從第一電極ANO的頂部，有機發光層OL依次地包含：電洞注入層HIL、電洞傳輸層HTL、發射層EML、電子傳輸層ETL、和電子注入層EIL。
第二電極CAT放置在堤岸層BN和有機發光層OL上。第二電極CAT可以由透明電極或反射電極所製成。透明電極可以由諸如ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)、AZO(鋁鋅氧化物)、GZO(摻雜鎵錫的氧化鋅)、ZTO(氧化鋅錫)、GTO(氧化鎵錫)、或FTO(摻雜氟的氧化錫)的透明導電 氧化物所製成。反射電極可以由反射金屬或其合金所製成，例如：Mo、MoW、Cr、Ag、APC(Ag-Pd-Cu合金)、Al、或Al合金。然而，如圖2所示，對於基於頂部發射的有機發光顯示裝置，第二電極CAT較佳實施為透明電極。
在有機發光元件中，在激發過程中，當從陽極和陰極注入的電洞和電子在發光層EML中重新結合時可以產生激子，因此，由於來自激子的能量而可以發光。有機發光顯示裝置藉由電性控制在有機發光元件OLE的發光層EML中產生的光量來顯示視訊。
在第二電極CAT上設置有封裝層PASS，以保護諸如薄膜電晶體ST和DT的驅動元件以及有機發光元件OLE不受氧氣和濕氣的影響。
封裝層PASS可以包含無機材料層或有機材料層中的至少之一。封裝層PASS可以包含其中無機材料層和有機材料層可以交替地層壓在彼此之上的結構。在一個示例中，封裝層PASS可以在覆蓋第二電極CAT頂部的第一無機材料層PAS2、形成在第一無機材料層PAS2上的有機材料層PCL1、以及形成在有機材料層PCL1上的第二無機材料層PAS3之間具有堆疊結構。
在這方面，第一無機材料層PAS2和第二無機材料層PAS3中的每一個可以由諸如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氮化鋁、氧化鋁、氮化鋯、氧化鋯、氮化鈦、氧化鈦、氮化鉿、氮化鉭、或氧化鎂的材料所製成。
有機材料層PCL1界定平坦的頂表面。如此可以導致來自形成在有機材料層PCL1上的複數個微透鏡ML的均勻光學折射。例如，有機材料層PCL1可以由諸如丙烯酸樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯樹脂、聚苯硫樹脂的樹脂、或諸如苯環丁烯等的各種光阻劑材料所製成。
接著，根據本發明，第一緩衝層BL1和第二緩衝層BL2依序地設置在封裝層PASS上，具體地說，在封裝層PASS的第二無機材料層PAS3上。
第一緩衝層BL1完全地形成在封裝層PASS的第二無機材料層PAS3上，並具有親水性的表面。
為了使第一緩衝層BL1具有親水性的表面，第一緩衝層BL1可以由親水性的聚合物所製成，或者可以至少具有以親水性的方式處理的表面。在一個示例中，可以藉由形成疏水性聚合物層，接著透過表面改質(surface modification)將親水性官能團結合到疏水性聚合物的表面，來實現第一緩衝層 BL1。在另一個示例中，可以藉由形成疏水性聚合物層，接著將親水性聚合物塗覆到疏水性聚合物層上，來實現第一緩衝層BL1。
在這方面，用於實現第一緩衝層BL1的親水性聚合物可以選自由聚環氧乙烷、聚乳酸、聚-4-乙烯基吡啶、聚乙烯基酯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丁二烯、聚丙烯、和聚乙烯-丙烯-二烯聚合物所組成的群組。本發明不限於此。用於實現第一緩衝層BL1的疏水性聚合物可以選自由聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚戊二烯、聚醯胺-6、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、和聚苯乙烯聚合物所組成的群組。然而，本發明不限於此。也就是說，除了上述聚合物以外，可以使用可以親水性或疏水性的聚合物來實現第一緩衝層BL1。
第二緩衝層BL2完全地形成在第一緩衝層BL1上，並由疏水性聚合物所製成。用於實現第二緩衝層BL2的疏水性聚合物可以選自由聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚戊二烯、聚醯胺-6、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、和聚苯乙烯聚合物所組成的群組。然而，本發明不限於此。也就是說，除了上述聚合物以外，可以使用可以疏水性的聚合物來實現第二緩衝層BL2。
此外，第二緩衝層BL2由其中包含遮光材料的疏水性聚合物所製成，從而防止光束在第二緩衝層BL2中界定的開口以外的區域中發射或傳播。
第二緩衝層BL2具有在對應於複數個有機發光元件OLE的位置處界定的複數個開口。第二緩衝層BL2中的開口較佳界定在與堤岸層BN中的開口相對應的位置。因此，從有機發光元件OLE發射的光束可以透過堤岸層BN中的開口和第二緩衝層BL2中的開口發射到裝置的外部。複數個開口中的每一個開口可以與複數個有機發光元件中的一對應有機發光元件OLE重疊，並且可以暴露第一緩衝層BL1的一對應部分。具體地說，第二緩衝層BL2中的開口可以由第一部分BL2-1和與第一部分隔開的第二部分BL2-2所形成。第一緩衝層BL1的一部分可以透過第二緩衝層BL2的第一部分和第二部分暴露。
第一緩衝層BL1的親水性表面透過第二緩衝層BL2中界定的開口暴露。每一個微透鏡ML被佈置在第一緩衝層BL1中一對應開口的第一緩衝層BL1的親水性表面的暴露部分上的第二緩衝層BL2中的每一個開口中。
在這方面，微透鏡ML可以由親水性聚合物所製成。更具體地說，可以透過將鏡片的親水性聚合物自校正並自組裝到透過第二緩衝層BL2中界定的開口暴露的第一緩衝層BL1的親水性表面上來形成微透鏡ML。微透鏡ML可以設置在第二緩衝層BL2的第一部分BL2-1與第二部分BL2-2之間的開口內。微透鏡ML可以基本上佔據開口，並且接觸第一部分BL2-1的側面和第二部分BL2-2的側面。
用於形成微透鏡ML用之親水性聚合物的示例材料可以選自由聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-噁唑啉)、聚谷氨酸(PGA)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯和其他丙烯酸聚合物、聚乙二醇(PEG)和聚環氧乙烷、聚乙烯醇(PVA))和共聚物、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和共聚物、聚電解質、葫蘆水合物(ucurbit[n]uril hydrate)和其他親水性聚合物所組成的群組。然而，本發明不限於此。
因此，複數個微透鏡ML可以經由第一緩衝層BL1上的第二緩衝層BL2的疏水性圖案精確地校正到封裝層PASS上的特定位置(分別對應於有機發光元件OLE)。因此，如此可以防止由於微透鏡ML沒有校正而引起的影像模糊。微透鏡ML可以具有帶曲率的球形或橢圓形，但是微透鏡ML的形狀不限於此。
平坦層PCL2可以形成在第二緩衝層BL2上，在第二緩衝層BL2中部分地佈置複數個微透鏡ML。偏光板POL可以設置在平坦層PCL2上，以防止環境光從外部反射。
平坦層PCL2界定平坦的頂表面。例如，平坦層PCL2可以由諸如丙烯酸樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯樹脂、聚苯硫樹脂的樹脂、或諸如苯環丁烯的光阻劑材料所製成。
在一個示例中，平坦層PCL2的折射率較佳低於微透鏡ML的折射率。尤其是，隨著微透鏡ML的折射率和平坦層PCL2的折射率之間的差增大，透過微透鏡ML發射的光可以進一步聚焦在微透鏡ML上方的點上，從而進一步增強了裝置的亮度和光提取效果。另外，平坦層PCL2與微透鏡ML之間的折射率之差可以為0.09以上，較佳為0.14以上，更佳為0.19以上。
在常規的有機發光顯示裝置中，以超過發射臨界角的角度從有機發光元件發射的光束被全反射，因此在有機發光顯示裝置中消失。如此降低了有機發光顯示裝置的發光效率。
然而，參照圖3，作為圖2中所示之A區域的剖面圖，在根據本發明一實施例的有機發光顯示裝置中，從有機發光元件OLE以超過發射臨界角的角度θ'發射的光束L2從微透鏡ML折射，以具有小於等於發射臨界角的發射角。因此，光束L2可以發射到有機發光顯示裝置的外部。因此，如此可以藉由減少在有機發光顯示裝置中全反射而被消除的光的總量，來提高有機發光顯示裝置的亮度和發光效率。
圖4至圖9為示意性地顯示根據本發明一實施例之與製造有機發光顯示裝置的過程的步驟相對應的結構的剖面圖。
首先，在基板上形成複數個有機發光元件OLE，接著，形成封裝層PASS以保護諸如薄膜電晶體ST和DT以及有機發光元件OLE的驅動元件不受氧氣和濕氣的影響(參見圖4)。
在這方面，製造有機發光元件OLE的過程可以包括：在基板SUB上形成第一電極ANO；在第一電極ANO上形成具有在其中界定開口的堤岸層BN；在透過堤岸層BN中的開口暴露的第一電極的一部分上形成發光層OL；以及在發光層OL上形成第二電極CAT(參見圖2)。
封裝層PASS可以包含無機材料層或有機材料層中的至少之一。封裝層PASS可以包含其中無機材料層和有機材料層可以交替地層壓在彼此之上的結構。在一個示例中，封裝層PASS可以在覆蓋第二電極CAT頂部的第一無機材料層PAS2、形成在第一無機材料層PAS2上的有機材料層PCL1、以及形成在有機材料層PCL1上的第二無機材料層PAS3之間具有堆疊結構。
在這方面，第一無機材料層PAS2和第二無機材料層PAS3中的每一個可以由諸如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氮化鋁、氧化鋁、氮化鋯、氧化鋯、氮化鈦、氧化鈦、氮化鉿、氮化鉭、或氧化鎂的材料所製成。
此外，可以透過基於真空的薄膜形成方法，包含：濺射、化學氣相沉積CVD、電子束、熱蒸發、和熱離子束輔助沉積(thermal ion beam assisted deposition,IBAD)，來形成第一無機材料層PAS2和第二無機材料層PAS3中的每一個。
例如，有機材料層PCL1可以由諸如丙烯酸樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯樹脂、聚苯硫樹脂的樹脂、或諸如苯環丁烯等的各種光阻劑材料所製成。
此外，有機材料層PCL1可以透過原子層沉積、化學氣相沉積、浸塗、旋轉塗佈、和噴墨方法中的一種來形成。
接下來，在封裝層PASS上形成親水性的第一緩衝層BL1(參照圖5)。
在這方面，親水性的第一緩衝層BL1指的是至少具有親水性表面的層。為了使第一緩衝層BL1具有親水性的表面，第一緩衝層BL1可以由親水性的聚合物所製成，或者可以至少具有以親水性的方式處理的表面。
在一個示例中，可以透過形成疏水性聚合物層，接著藉由表面改質(surface modification)將親水性官能團結合到疏水性聚合物的表面，來實現第一緩衝層BL1。在另一個示例中，可以透過形成疏水性聚合物層，接著將親水性聚合物塗覆到疏水性聚合物層上，來實現第一緩衝層BL1。
在這方面，用於實現第一緩衝層BL1的親水性聚合物可以選自由聚環氧乙烷、聚乳酸、聚-4-乙烯基吡啶、聚乙烯基酯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丁二烯、聚丙烯、和聚乙烯-丙烯-二烯聚合物所組成的群組。本發明不限於此。用於實現第一緩衝層BL1的疏水性聚合物可以選自由聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚戊二烯、聚醯胺-6、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、和聚苯乙烯聚合物所組成的群組。然而，本發明不限於此。也就是說，除了上述聚合物之外，可以使用可以親水性或疏水性的聚合物來實現第一緩衝層BL1。
此外，第一緩衝層BL1可以透過原子層沉積、化學氣相沉積、浸塗、旋轉塗佈、和噴墨方法中的一種來形成。
接下來，第二緩衝層BL2在第一緩衝層BL1上形成並圖案化。
用於實現第二緩衝層BL2的疏水性聚合物可以選自由聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚戊二烯、聚醯胺-6、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、和聚苯乙烯聚合物所組成的群組。然而，本發明不限於此。也就是說，除了上述聚合物之外，可以使用可以疏水 性的聚合物來實現第二緩衝層BL2。第二緩衝層BL2可以透過光刻、等離子體蝕刻、或使用上述疏水性聚合物的印刷來形成。
接著，第二緩衝層BL2被圖案化，以分別具有在對應於複數個有機發光元件OLE的位置處界定的複數個開口。在這方面，每一個第二緩衝層BL2中的開口較佳界定在與每一個堤岸層BN中的開口相對應的位置。第二緩衝層BL2可以具有複數個開口，並且每一個開口可以與複數個有機發光元件中的一對應有機發光元件OLE重疊，並且可以暴露第一緩衝層BL1的一對應部分。
接下來，將親水性聚合物塗覆在第二緩衝層BL2上。因此，促使塗覆的親水性聚合物在透過第二緩衝層BL2中的開口暴露的第一緩衝層BL1的親水性表面上的自校正並自組裝。因此，塗覆親水性聚合物，使得在親水性第一緩衝層BL1的暴露部分上形成複數個微透鏡ML。因此，形成了微透鏡ML(參見圖7和圖8)。
當將親水性聚合物塗覆在第二緩衝層BL2上時，選擇性潤濕現象(selective wetting phenomenon)可以使親水性聚合物繞過第二緩衝層BL2的疏水性表面，但集中在透過第二緩衝層BL2中的開口暴露的第一緩衝層BL1的親水性表面上。因此，由於親水性-疏水性排斥力，親水性聚合物可以不存在於第二緩衝層BL2的疏水性表面上，而可以僅存在於透過第二緩衝層BL2中的開口暴露的第一緩衝層BL1的親水性表面上。此外，所塗覆的親水性聚合物可以分別在第一緩衝層BL1的親水性表面上與有機發光元件OLEs對應的位置上自校正並自組裝，從而形成半球形或半橢圓形的微透鏡ML。
最後，將平坦層PCL2形成在第二緩衝層BL2上，微透鏡ML部份地佈置在平坦層PCL2中。接著，在平坦層PCL2上，形成偏光板POL以防止環境光從外部反射(參見圖9)。
平坦層PCL2界定平坦的頂表面。例如，平坦層PCL2可以由諸如丙烯酸樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯樹脂、聚苯硫樹脂的樹脂、或諸如苯環丁烯的光阻劑材料所製成。
在一個示例中，平坦層PCL2的折射率較佳低於微透鏡ML的折射率。尤其是，隨著微透鏡ML的折射率和平坦層PCL2的折射率之間的差增大，透過微透鏡ML發射的光可以進一步聚焦在微透鏡ML上方的點上，從而進一步增強了裝置的亮度和光提取效果。
圖10為在圖2所示之有機發光顯示裝置中使用的第二緩衝層的俯視圖。
第二緩衝層BL2包含開口OP2，開口OP2分別暴露出複數個有機發光元件OLE1和OLE2。透過第二緩衝層BL2中界定的開口OP2暴露的有機發光元件OLE1和OLE2的每一個部分分別大於透過封裝層BN的開口OP1暴露的有機發光元件OLE1和OLE2的每一個部分。
也就是說，參照圖10，第二緩衝層BL2中的開口OP2的水平面積大於堤岸層中之開口OP1的水平面積，該開口OP1界定有機發光元件OLE1、OLE2的開口區域。在這方面，界定在第二緩衝層BL2中的每一個開口OP2基本上被每一個微透鏡佔據。因此，透過堤岸層BN中的開口OP1發射的光束可以透過微透鏡發射到裝置的外部。
根據本發明，由於錐形的開口，第二緩衝層BL2中的開口OP2的水平面積大於堤岸層中之開口OP1的水平面積，從而使透過堤岸層BN中的開口OP1向上擴散的光透過第二緩衝層BL2中的開口OP2以最大水平發射到裝置的外部。
在這方面，從有機發光元件OLE1或OLE2發射的光可以被黑緩衝層和第二緩衝層BL2的疏水性圖案阻擋。如此可以防止光在相鄰像素區域之間傳播。
參照顯示第二緩衝層BL2的另一個實施例的圖11，第二緩衝層BL2可以具有開口圖案MP，其中相鄰的開口OP2彼此互相連接。如同開口OP2，開口圖案MP暴露第一緩衝層BL1的親水性表面。因此，第二緩衝層BL2可以具有開口圖案MP，該開口圖案MP將第二緩衝層BL2中之複數個開口中的第一開口連接到與第一開口相鄰的複數個開口中的第二開口。
可以藉由形成在第二緩衝層BL2中形成的複數個開口OP2之間連通的聚合物通道來形成開口圖案MP，接著在第二緩衝層BL2上塗覆用於形成微透鏡的親水性聚合物，以使親水性聚合物可以沿聚合物通道流動。因此，親水性聚合物沒有殘留在第二緩衝層BL2上，而是沿聚合物通道流動，接著向下通過第二緩衝層BL2中的開口OP2向下流向透過開口OP2暴露的第一緩衝層BL1的親水性表面。因此，親水性聚合物可以集中在透過開口OP2暴露的第一緩衝層BL1的親水性表面上。
在這方面，當每一個開口圖案MP的寬度過大時，可以降低在透過開口OP2暴露的第一緩衝層BL1的親水性表面上塗覆的親水性聚合物的濃度。因此，可能難以在透過開口OP2暴露的第一緩衝層的親水性表面上形成半球形或半橢圓形的微透鏡ML。
因此，在一個示例中，當開口OP2的直徑為至少10μm時，開口圖案MP的寬度較佳為至多3μm。此外，隨著開口圖案MP的寬度較小，可以提升親水性聚合物透過開口圖案MP的濃縮效果。
圖12為根據本發明一實施例之沿圖10的A-A'線所截取的有機發光顯示裝置的結構的示意性剖面圖。
參照圖12，第二緩衝層的部分BL2和BL2'在其厚度上可以形成為不同的。
更具體地說，設置在兩個相鄰的有機發光元件OLE1和OLE2之間的第二緩衝層的部分BL2'的厚度h2可以大於設置在由兩個相鄰的有機發光元件OLE1和OLE2所界定之像素的外邊緣處的第二緩衝層BL2的部分BL2的厚度h1。因此，部分BL2和BL2'的厚度不同。換句話說，第二緩衝層的頂面或表面可以是傾斜的。
當第二緩衝層的頂面傾斜時，塗覆到第二緩衝層上以形成微透鏡的親水性聚合物可以平穩地流向透過開口OP2暴露的第一緩衝層BL1的親水性表面。如此可以促進親水性聚合物的自校正並自組裝，以形成微透鏡ML。
此外，設置在兩個相鄰的有機發光元件OLE1和OLE2之間的第二緩衝層的部分BL2'的頂面可以形成為朝向第二緩衝層中的每一個開口OP2向下傾斜，而分別暴露有機發光元件OLE1和OLE2。因此，可以進一步提升所塗覆之親水性聚合物的流動性。
對本文附圖中所示的實施例進行了前述描述。可以理解的是，所屬技術領域中具有通常知識者可以對實施例進行各種改變或修改。因此，應當理解的是，在不脫離本發明的精神的情況下，這樣的改變和修改包含在本發明的範疇內。
ANO‧‧‧第一電極
BL1‧‧‧第一緩衝層
BL2‧‧‧第二緩衝層、第二緩衝層的部分
BL2-1‧‧‧第一部分
BL2-2‧‧‧第二部分
BN‧‧‧堤岸層
CAT‧‧‧第二電極
DA‧‧‧驅動通道層
DD‧‧‧驅動汲極電極
DG‧‧‧驅動閘極電極
DS‧‧‧驅動源極電極
DT‧‧‧薄膜電晶體、驅動薄膜電晶體
GI‧‧‧閘極絕緣薄膜
ML‧‧‧微透鏡
OL‧‧‧有機發光層、發光層
OLE‧‧‧有機發光元件
PASS‧‧‧封裝層
PAS1‧‧‧絕緣層
PAS2‧‧‧第一無機材料層
PAS3‧‧‧第二無機材料層
PCL1‧‧‧有機材料層
PCL2‧‧‧平坦層
PL‧‧‧平坦層
POL‧‧‧偏光板
SA‧‧‧開關通道層
SD‧‧‧開關汲極電極
SG‧‧‧開關閘極電極
SS‧‧‧開關源極電極
ST‧‧‧薄膜電晶體、開關薄膜電晶體
SUB‧‧‧基板

Claims (22)

  1. 一種有機發光顯示裝置，包括：
    一基板；
    複數個有機發光元件，設置在該基板上；
    一封裝層，覆蓋該複數個有機發光元件；
    一第一緩衝層，設置在該封裝層上，其中，該第一緩衝層為親水性的；
    一第二緩衝層，設置在該第一緩衝層上，其中，該第二緩衝層是疏水性的，並具有複數個開口，其中，該複數個開口中的每一個開口與該複數個有機發光元件中的一對應有機發光元件重疊，並暴露該第一緩衝層的一對應部分；以及
    複數個微透鏡，其中，每一個微透鏡設置在該複數個開口中的一對應開口的該親水性第一緩衝層的該暴露部分上。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，該封裝層包含交替地層壓的無機材料層和有機材料層。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的有機發光顯示裝置，其中，該封裝層包含：
    一第一無機材料層，覆蓋該有機發光元件；
    一有機材料層，設置在該第一無機材料層上；以及
    一第二無機材料層，設置在該有機材料層上，
    其中，該第一緩衝層設置在該第二無機材料層上。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，該等微透鏡中的每一個由親水性的聚合物所製成。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，該第二緩衝層包含一遮光材料。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，進一步包括：
    一堤岸層，設置在具有複數個堤岸開口的該第二緩衝層下方，其中，每一個堤岸開口藉由暴露一對應有機發光元件的至少一部分來界定該對應有機發光元件的一開口區域，
    其中，該堤岸層中的該複數個堤岸開口中的一堤岸開口的面積小於該第二緩衝層中的該複數個開口中的一開口的面積。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，該第二緩衝層進一步具有一開口圖案，該開口圖案將該複數個開口中的一第一開口與相鄰於該第一開口的一第二開口連接。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示裝置，其中，該第二緩衝層的一頂表面是傾斜的。
  9. 一種用於製造有機發光顯示裝置的方法，該方法包括：
    在一基板上形成複數個有機發光元件；
    形成一封裝層覆蓋該複數個有機發光元件；
    在該封裝層上形成一第一緩衝層，其中，該第一緩衝層為親水性的；
    在該第一緩衝層上形成一第二緩衝層，其中，該第二緩衝層是疏水性的，並具有複數個開口，其中，該複數個開口中的每一個開口與該複數個有機發光元件中的一對應有機發光元件重疊，並暴露該第一緩衝層的一對應部分；以及
    將一親水性聚合物塗覆到該第二緩衝層上，從而複數個微透鏡分別地形成在該親水性第一緩衝層的該暴露部分上。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述之用於製造有機發光顯示裝置的方法，其中，該第二緩衝層由包含阻光材料的疏水性聚合物所製成。
  11. 根據申請專利範圍第9項所述之用於製造有機發光顯示裝置的方法，其中，在該基板上形成該複數個有機發光元件包含：
    在該基板上形成一第一電極；
    在該第一電極上形成一堤岸層，其中，該堤岸層具有複數個堤岸開口，其中，每一個堤岸開口暴露該第一電極的至少一部分；
    在該第一電極的該暴露部分上形成一發光層；以及
    在該發光層上形成一第二電極。
  12. 根據申請專利範圍第11項所述之用於製造有機發光顯示裝置的方法，其中，該堤岸層中的該複數個堤岸開口中的一堤岸開口的面積小於該第二緩衝層中的該複數個開口中的一開口的面積。
  13. 根據申請專利範圍第9項所述之用於製造有機發光顯示裝置的方法，其中，形成該第二緩衝層進一步包含圖案化該第二緩衝層，以形成一開口圖案，該開口圖案將該複數個開口中的一第一開口與相鄰於該第一開口的一第二開口連接。
  14. 根據申請專利範圍第9項所述之用於製造有機發光顯示裝置的方法，其中，形成該第二緩衝層進一步包含形成使得該第二緩衝層的一頂表面傾斜的該第二緩衝層。
  15. 一種有機發光顯示裝置，包括：一基板；複數個有機發光元件，設置在該基板上；一封裝層，覆蓋該複數個有機發光元件；一第一緩衝層，設置在該封裝層上；一第二緩衝層，設置在該第一緩衝層上，該第二緩衝層具有一開口，由該第二緩衝層的一第一部分和與該第二緩衝層的該第一部分隔開的該第二緩衝層的一第二部分形成，其中，該開口與該複數個有機發光元件中的一對應有機發光元件重疊，並透過該第二緩衝層的該第一部分和該第二緩衝層的該第二部分暴露該第一緩衝層的一部分；以及一微透鏡，設置在該第二緩衝層的該第一部分與該第二緩衝層的該第二部分之間的該開口內，其中，該微透鏡由親水性的聚合物所製成。
  16. 根據申請專利範圍第15項所述的有機發光顯示裝置，其中，該第一緩衝層的一表面是親水性的，並且該第二緩衝層的一表面是疏水性的。
  17. 根據申請專利範圍第15項所述的有機發光顯示裝置，其中，該第二緩衝層包含一遮光材料。
  18. 根據申請專利範圍第15項所述的有機發光顯示裝置，進一步包括： 一堤岸層，設置在具有一堤岸開口的該第二緩衝層下方，其中，該堤岸開口透過暴露一對應有機發光元件的至少一部分來界定該對應有機發光元件的一開口區域，其中，該堤岸層中的該堤岸開口的面積小於該第二緩衝層中的該開口的面積。
  19. 根據申請專利範圍第15項所述的有機發光顯示裝置，其中，該第二緩衝層進一步具有另一個開口，該另一個開口與該複數個有機發光元件中的另一個對應有機發光元件重疊，並且其中，該第二緩衝層具有將該開口連接到該另一個開口的一開口圖案。
  20. 根據申請專利範圍第15項所述的有機發光顯示裝置，其中，該第二緩衝層的一頂表面是傾斜的。
  21. 根據申請專利範圍第15項所述的有機發光顯示裝置，其中，在距離該有機發光顯示裝置的一外邊緣的一第一距離處的該第二緩衝層的厚度大於在距離該有機發光顯示裝置的該外邊緣一第二距離處的該第二緩衝層的厚度，其中該第二距離小於該第一距離。
  22. 根據申請專利範圍第15項所述的有機發光顯示裝置，其中，該微透鏡接觸該第二緩衝層的該第一部分的一側表面和該第二緩衝層的該第二部分的一側表面。
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