CN101257035B - 顶部发光有机电致发光显示器 - Google Patents

Abstract

一种顶部发光有机电致发光显示器，包括：基板，包含显示区；导电层，位于该基板之上，且与该基板电连接；反射层，位于该基板的该显示区上；介电层，位于该导电层、该反射层与该基板之上，其中该介电层具有接触窗露出该导电层；透明电极层，位于该介电层之上，且沿该接触窗与该导电层电连接；以及有机电致发光层，位于该透明电极层之上，并对应至该显示区。

Description

顶部发光有机电致发光显示器

技术领域

本发明有关于一种顶部发光有机电致发光显示器，而特别有关于一种可提升发光效率及光色度的顶部发光有机电致发光显示器。

背景技术

有机电致发光显示器(organic electroluminescent devices)(又称为有机电致发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示器)其发光原理是在有机分子材料施加一外加电场使其产生发光现象。有机电致发光显示器因为其自发光性(selfemission)，可阵列式显示(dot matrix type display)，具有轻薄、高对比、低消耗功率、高解析度、反应时间短(fast response time)、不需背光源及广视角等特性，且其面板尺寸可由4mm微型显示器至100寸的大型户外看板，被视为下一代平面显示器之主流，除了显示器的应用之外，有机电的发光元件更可在轻薄可挠曲的材质上形成阵列式结构。

在显示器的应用上，全彩是市场成功的必要条件，若依彩色化方式区分，有机电致发光显示器结构主要可分为三色发光层结构、色转换层(colorchange media，CCM)以及彩色滤光膜结构(color filter，CF)等三种方式，其中三色发光层结构为目前有机电致发光显示器全彩化最常使用的方式，是将红、蓝、绿三色的发光材料分别涂布于像素中，加入不同偏压以产生全彩效果，且具有发光效率最佳化的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种顶部发光有机电致发光显示器，用以改善传统顶部发光有机电致发光显示器中反射层氧化造成阻抗的问题，并藉由调整介电层的厚度来提高发光效率及光色度。

为达上述目的，本发明提供一种顶部发光有机电致发光显示器，包括：基板，包含显示区；导电层，位于该基板之上，且与该基板电连接；反射层，位于该基板的该显示区上；介电层，位于该导电层、该反射层与该基板之上，其中该介电层具有接触窗露出该导电层；透明电极层，位于该介电层之上，且沿该接触窗与该导电层电连接；以及有机电致发光层，位于该透明电极层之上，并对应至该显示区。

为达上述目的，本发明还提供一种顶部发光有机电致发光显示器，包括：基板，包括多个不同颜色的次像素区；导电层，位于该基板之上的该些次像素区内，且与该基板电连接；反射层，位于该基板上的该些次像素区内；介电层，位于该导电层、该反射层与该基板之上，其中该介电层具有一接触窗露出该导电层，且该介电层在该些不同颜色的次像素区具有不同的厚度；透明电极层，位于该介电层之上且沿该接触窗与该导电层电连接；以及多个不同颜色的有机电致发光层，位于该透明电极层之上，并对应至该些次像素区。

附图说明

图1显示发明人所知的一种顶部发光有机电致发光显示器的剖面图；

图2显示本发明一实施例的顶部发光有机电致发光显示器的剖面图；

图3显示本发明另一实施例的顶部发光有机电致发光显示器的剖面图；

图4显示本发明又一实施例的顶部发光有机电致发光显示器的剖面图。

主要元件符号说明

有机电致发光显示器～100、200、300、400；有源元件基板～101、201、301；导电层～103、203、303；保护层～401；反射层～109、205、305、405；介电层～105、207、307；接触窗～107、209、309、409；透明电极层～111、211、311；有机电致发光层～113、213；有机电致红光发光层～313R；有机电致绿光发光层～313G；有机电致蓝光发光层～313B；显示区～112、212；红色次像素区～300R；绿色次像素区～300G；蓝色次像素区～300B；像素定义层～115、215、315

具体实施方式

图1显示发明人所知的一种顶部发光有机电致发光显示器，值得注意的是，图1的结构并非公知技术，而只是用来说明发明人在工艺上所发现的问题。

如图1所示的顶部发光有机电致发光显示器100，包括一有源元件基板101，其中具有多个驱动元件(未显示)。在有源元件基板上具有导电层103，用来作为有机发光显示器像素电极与有源元件基板101中源极/漏极的接点，其材质例如是铜或铝。在有源元件基板101以及导电层103上形成有一介电层105，其具有一接触窗107并露出部分导电层103的顶部表面。在介电层105、露出的导电层103以及接触窗107中形成有一反射层109，一般为金属材料，用来反射激发光以增加顶部发光有机电致发光显示器100的发光效率。在反射层109上形成有一透明电极层111，一般为氧化铟锡，作为有机电致发光显示器100的像素电极，并透过导电层103与有源元件基板101电连接。在透明电极层111上中形成有有机电致发光层113，且在有机电致发光层113的周围还包括像素定义层(pixel definition layer)115，用以定义出显示区112。

如图1所示的顶部发光有机电致发光显示器100，其中以反射性高的金属层(反射层109)做为显示器底部反射式结构来增益发光效率，但是在金属层与透明电极层111间的介面上，会因为些许金属氧化物的生成而使其电阻上升，而降低有机电致发光显示器100的发光效率。此外，由于反射层109紧邻透明电极层111，因此，无法有效调变有机电致发光层113所激发的光线的光路径以提高显示器的发光效率及色度。

为了解决上述电阻及发光效率的问题，本发明提出一种顶部发光有机电致发光显示器，藉由调整反射层的形成位置以及介电层的厚度，以降低电阻并有效高发光效率及色度。

图2显示本发明一实施例的顶部发光有机电致发光显示器200，包括一基板(例如有源元件基板)201，其中具有多个驱动元件(未显示)。在有源元件基板201上具有导电层203以及反射层205，其中导电层203可为铜或铝，用来作为有机发光显示器像素电极与有源元件基板201中源极/漏极的的接点。而反射层205一般优选为铝或银，其位于显示区212中用来反射有机电致发光层所激发的光线，以增加显示器的发光效率。导电层203与反射层205可为同层结构，可在形成导电层203时同时制作反射层205，且两者可为相同材料或不同材料。虽然图示中导电层203以及反射层205并未相连，但在另一实施例中，导电层203以及反射层205可为同层且连续的结构。

在有源元件基板201、导电层203以及反射层205上形成有一介电层207，其材质例如是氧化硅、氮化硅或上述材料的组合。介电层207具有一接触窗209露出部分导电层203的顶部表面。在介电层207、露出的导电层203以及接触窗209中形成有一透明电极层211，例如是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)、镉锡氧化物(cadmium tin oxide，CTO)、金属偶氮(metallized AZO)、氧化锌(zinc oxide，ZnO)、氮化铟(indiumnitride，InN)或氧化锡(stannum dioxide，SnO₂)，作为有机电致发光显示器200的像素电极，并透过导电层203与有源元件基板201中的源极/漏极电连接。在透明电极层211上显示区212中形成有有机电致发光层213并对应至介电层207下方的反射层205，其中有机电致发光层213的材料可为小分子或高分子的荧光或磷光材料，虽然图示中只显示一层，但熟悉此技术者应可了解除了发光层外还包括空穴注入层、空穴传输层、电子注入层以及电子传输层，为了简化图示在此不予绘示。在有机电致发光层213的周围还包括像素定义层(pixel definition layer)215，用以定义出显示区212。除了上述结构外，在有机电致发光层上依次形成有上电极、保护层及透明上基板(未显示)。

由图2可得知，在介电层207中形成接触窗209后，紧接着在接触窗209中、导电层203上以及介电层207上形成透明电极层211，而非如图1所示，在接触窗107中、导电层103上以及介电层105上先形成反射层109后再形成透明电极层111。因此，在本发明实施例中，在接触窗209中可避免因金属反射层与透明电极层介面上所生成的金属氧化物而造成电阻上升的问题。此外，相较于图1所示的顶部发光有机电致发光显示器，本发明实施例的反射层205形成在显示区212中以及介电层207之下，介电层207可作为微腔层，使光线在介电层207中产生微腔效应。由于显示区212中透明电极层211与反射层205间隔有一介电层207，因此，有机电致发光层213向下激发的光线的光路经可藉由沉积不同厚度的介电层207进行调变，以透过微腔效应提高显示器200的发光效率及光色度。

图3显示本发明另一实施例的顶部发光有机电致发光显示器400，其中与图2标号相同者代表相同的元件，在此不再赘述。图3实施例与图2实施例不同之处在于导电层203和介电层207之间有一保护层(passiviationlayer)401。亦即，在导电层203形成之后，先形成一保护层401，保护层401可为氧化硅、氮化硅、或上述材料的组合。接着，在显示区212的相对位置上，在保护层401上形成一反射层405。接着，在导电层203、保护层401、和反射层405上，形成一介电层207。接着，在介电层207和保护层401中形成一接触窗409，以露出导电层203。在此实施例中，导电层203和反射层205在不同层，且可为相同材料或不同材料。

继续参考图3，和图2相同的，接着，在接触窗409中、导电层203上以及介电层207上形成透明电极层211，而非如图1所示，在接触窗107中、导电层103上以及介电层105上先形成反射层109后再形成透明电极层111。因此，在本发明实施例中，在接触窗409中可避免因金属反射层与透明电极层介面上所生成的金属氧化物而造成电阻上升的问题。此外，相较于图1所示的顶部发光有机电致发光显示器，本发明实施例的反射层405形成在显示区212中以及介电层207之下，介电层207可作为微腔层，使光线在介电层207中产生微腔效应。由于显示区212中透明电极层211与反射层205间隔有一介电层207，因此，有机电致发光层213向下激发的光线的光路经可藉由沉积不同厚度的介电层207进行调变，以透过微腔效应提高显示器400的发光效率及光色度。

图4显示本发明又一实施例，其中各次像素区中介电层的厚度不同，藉由调整像素中各次像素区中介电层的厚度，以提升显示器的发光效率及光色度。图4显示本发明顶部发光有机电致发光显示器300的剖面图，包括红色次像素区300R、绿色次像素区300G以及蓝色次像素区300B，各次像素区的剖面结构大致如同图2所示。以红色次像素区300R为例，红色次像素区包括一有源元件基板301，其上形成有一导电层303以及反射层305，其中导电层303可为铜或铝，用来作为有机发光显示器像素电极与有源元件基板301中源极/漏极的接点。而反射层305一般优选为铝或银，位于红色次像素区300R中用来反射发光层向下激发的光线，以增加显示器的发光效率。此外，导电层303与反射层305可为相同材料或不同材料，且两者可为同层，可在形成导电层303时同时制作反射层305。虽然图示中导电层303以及反射层305并未相连，但在另一实施例中导电层303以及反射层305可为同层且连续的结构。或者，导电层303与反射层305可为不同层(如图3所示，导电层203和反射层405为不同层)。

在有源元件基板301、导电层303以及反射层305上形成有一介电层307，其材质例如是氧化硅、氮化硅或上述材料的组合。介电层307具有一接触窗309露出导电层303的顶部表面。在介电层307、露出的导电层303以及接触窗309中形成有一透明电极层311，例如是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)、镉锡氧化物(cadmium tin oxide，CTO)、金属偶氮(metallized AZO)、氧化锌(zinc oxide，ZnO)、氮化铟(indiumnitride，InN)或氧化锡(stannum dioxide，SnO₂)，作为有机电致发光显示器300的像素电极，并透过导电层303与有源元件基板301中的源极/漏极电连接。在透明电极层311上红色次像素区300R中形成有有机电致红光发光层313R，并对应至介电层307下方的反射层305，在有机电致发光层313R的周围还包括像素定义层(pixel definition layer)315，用以定义出红色次像素区300R。除了上述结构外，在有机电致发光层上依次形成有上电极、保护层及透明上基板(未显示)。

如图4所示，像素定义层315定义出红色次像素区300R、绿色次像素区300G、和蓝色次像素区300B。在透明电极层311上，分别在红色、绿色、蓝色次像素区300R、300G、300B内，形成有机电致红光发光层313R、有机电致绿光发光层313G、和有机电致蓝光发光层313B。可依各次像素的有机电的发光层的光色调变各次像素中介电层的厚度，使激发光在介电层中产生微腔效应(microcavity)，以提升显示器的发光效率及色度。依据本发明实施例，以图4为例，可将红色次像素区300R内的介电层307厚度调整为最大，绿色次像素区300G内的介电层307厚度次之，而蓝色次像素区300B内的介电层307厚度可调整为最小。

由本发明实施例可得知，将金属反射层的形成位置移至介电层下方，不但可避免金属反射层与透明电极层间金属氧化物的生成而产生的电阻问题，同时，也可藉由调整反射层与发光层间介电层的厚度来达到光程差控制，使激发光在介电层中产生微腔效应，以增进反射光的增益与色度上的调整。

虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种顶部发光有机电致发光显示器，包括：

基板，包含显示区；

导电层，位于该基板之上，且与该基板电连接；

反射层，位于该基板的该显示区上；

介电层，位于该导电层、该反射层与该基板之上，其中该介电层具有接触窗以露出该导电层；

透明电极层，位于该介电层之上，且沿该接触窗与该导电层电连接；以及

有机电致发光层，位于该透明电极层之上，并对应至该显示区。

2.如权利要求1所述的顶部发光有机电致发光显示器，其中该反射层与该导电层为同层。

3.如权利要求1所述的顶部发光有机电致发光显示器，其中该反射层与该导电层为不同层。

4.如权利要求3所述的顶部发光有机电致发光显示器，还包括：

保护层，位于该基板之上，该反射层和该介电层之下，使得该接触窗形成于该保护层和该介电层之内。

5.一种顶部发光有机电致发光显示器，包括：

基板，包括多个不同颜色的次像素区；

导电层，位于该基板之上的该些次像素区内，且与该基板电连接；

反射层，位于该基板上的该些次像素区内；

介电层，位于该导电层、该反射层与该基板之上，其中该介电层具有接触窗露出该导电层，且该介电层在该些不同颜色的次像素区具有不同的厚度；

透明电极层，位于该介电层之上且沿该接触窗与该导电层电连接；以及

多个不同颜色的有机电致发光层，位于该透明电极层之上，并对应至该些次像素区。

6.如权利要求5所述的顶部发光有机电致发光显示器，其中该次像素区包括：红色次像素区、绿色次像素区及蓝色次像素区；该介电层于该红色次像素区的厚度大于该介电层于绿色次像素区的厚度，且大于该介电层于蓝色次像素区的厚度。

7.如权利要求6所述的顶部发光有机电致发光显示器，其中该介电层于该绿色次像素区的厚度大于该介电层于蓝色次像素区的厚度。

8.如权利要求5所述的顶部发光有机电致发光显示器，其中该反射层与该导电层为同层。

9.如权利要求6所述的顶部发光有机电致发光显示器，其中该反射层与该导电层为不同层。

10.如权利要求9所述的顶部发光有机电致发光显示器，还包括：

保护层，位于该基板之上，该反射层和该介电层之下，使得该接触窗形成于该保护层和该介电层之内。

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