CN1882208A - 具有顶部发光结构的有机电致发光显示器 - Google Patents

Abstract

一种具有顶部发光结构的有机电致发光显示器，该有机电致发光显示器包含由下至上的一基板，呈数组状分布的绝缘区，位于基板及绝缘区之上且具有井状侧面的阴极层，位于绝缘区及阴极层之上的绝缘层，位于所得结构上的OLED发光多层结构及阳极层。其中该绝缘区与基板具有一预定的夹角，使得在绝缘区上形成的阴极层具有一预定夹角的井状侧面。自OLED发光多层结构发射的光线可以被位于其下的具有井状侧面的阴极层所反射，因此有较佳的向上发光效率及避免全反射问题。再者，该有机电致发光显示器也可以将透明阴极置于所有结构之上，并且在透明阳极之下设置反射金属层，以提升发光效率。

Description

具有顶部发光结构的有机电致发光显示器

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光显示器，特别是涉及一种具有顶部发光结构的有机电致发光显示器，可避免全反射问题以提升向上发光效率。

背景技术

随着可携式电子产品如手机、数码相机或是个人数字助理的普及，平面显示器(FPD)的性能也日益重要。平面显示器主要包含液晶显示器(LCD)、电浆显示器及有机电致发光显示器等，目前较为普及的液晶显示器因液晶本身不会发光，需要加装背光板，而对于重量体积及成本上有不利的影响。

1987年美国柯达公司首先发表有机发光二极管(OLED)，在两片电极间注入有机小分子材料；其后1990年英国剑桥大学发表高分子发光二极管(PLED)，在近十几年来，由于各厂商的积极研发，因此有机发光层的材料、特性及相关技术均有大幅的突破。由于有机电致显示器具有自发光、较大操作温度范围及广视角的优点，因此可望成为主流的平面显示器。

图1是一传统底部发光(Bottom emission)有机发光二极管组件10的剖视图，该有机发光二极管组件10主要包含一玻璃基板100、在玻璃基板100上成预定图案的阳极图案层120、主要位于阳极图案层120上的OLED发光多层结构140、位于OLED发光层140上的阴极层122、及位于阳极图案层120之间作为隔绝用的绝缘区160。其中OLED发光多层结构140包含由下而上的电穴传输层(HTL)142、发光材料层(EML)144及电子传输层(ETL)146。在经由阳极图案层120及阴极层122通入电流后，电子电穴分别经由电子传输层(ETL)146及电穴传输层(HTL)142在发光材料层(EML)144结合发光。为了定义图素面积与避免各个图素之间的短路问题，在阳极图案层120之间形成绝缘区160。然而在上述的传统底部发光有机发光二极管组件10，由于是在发光侧(下侧)形成主动或是被动的驱动电路，因此会影响有机发光二极管组件10的开口率。

图2A是另一传统有机发光二极管组件10(NEC的日本专利JP No.10-106751)的俯视图，而图2B是图2A中有机发光二极管组件10沿着线2B-2B的侧视图。该有机发光二极管组件10与图1所示的有相近的组件，因此使用类似的组件编号，在阳极图案层120的两侧各具有一金属条180，以降低阳极图案层120的阻抗。如图2A所示，该金属条180在有机发光二极管组件10中呈平行条状分布。由于阳极图案层120通常使用功函数(work function)较高的材料以提高电穴产生效率，如可以使用氧化铟锡(ITO)材料，因此会具有较大的阻抗，影响发光效率。金属条180可使用功函数较阳极图案层120小的材料，以降低阳极的整体阻抗，提高发光效率。

图3A是本案同一申请人悠景科技股份有限公司的台湾专利第228382号“有机平面发光显示器及其制程”的俯视图，而图3B是图3A中有机发光二极管组件10沿着线3B-3B的侧视图。该专利使用分布在画素四周的金属导线区域(PDRRM)，因此可在画素区域四周注入电流，以增加发光效率且使其发光效率均匀。

美国专利No.5247190公开一种可以提供顶部发光(Top emission)的有机发光二极管组件结构及材质，但是该专利并没有提供解决全反射问题及使发光效率与对比最佳化的机制。参见图9，Applied physics letters在2003年4月21日(PP.2715)揭露一种用于顶部发光(Top emission)的有机发光二极管组件，该有机发光二极管组件包含由下至上的透明基板901、铝903、ITO阳极905、OLED发光多层结构907及透明阴极层911，然而该有机发光二极管组件也没有提供解决全反射问题及使发光效率与对比最佳化的机制。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一具有顶部发光结构的有机电致发光显示器，该有机电致发光显示器可以避免全反射所导致的发光效率劣化，并可以增加光源纯度及灰阶效率。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种有机电致发光显示器，包含由下至上的一基板，呈数组状分布的绝缘区，位于基板及绝缘区之上且具有井状侧面的阴极层，位于绝缘区及阴极层之上的绝缘层，位于所得结构上的OLED发光多层结构及阳极层。其中该绝缘区与基板具有一预定的夹角，使得在绝缘区上形成的阴极层具有一预定夹角的井状侧面。自OLED发光多层结构发射的光线可以被位于其下的具有井状侧面的阴极层所反射，因此有较佳的向上发光效率及避免全反射问题，该预定的夹角可以视设计需求而变化，例如可以是90度夹角。

由于该具有顶部发光结构的有机电致发光显示器采用顶部发光结构，因此基板可以是任何平坦的透光/不透光、软/硬基板，可使该有机电致发光部分直接成膜于TFT之上，以提升有机电致发光显示器开口率。再者可在所得结构上加上一雾面偏光膜，以增加视角。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种有机电致发光显示器制作方法，包含下列步骤：制备一基板；在基板上制作若干绝缘区，其中该绝缘区与基板具有一预定的夹角；在所得结构上制作阴极层；在所得结构上制作绝缘层；在所得结构上制作OLED发光多层结构；及在所得结构上制作阳极层。

其中该制作若干绝缘区步骤包含先涂布聚酰亚胺(Polyimide)等材质，再利用微影制程，制作绝缘区。该制作若干绝缘区步骤亦可以用PVD、CVD等方式成长氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)等无机膜，再利用微影蚀刻制程制作绝缘区。另外该制作绝缘层步骤包含先涂布聚酰亚胺(Polyimide)等材质，再利用微影制程制作绝缘层。

附图说明

图1是一传统底部发光(Bottom emission)有机发光二极管组件的侧视图。

图2A是另一传统有机发光二极管组件的俯视图。

图2B是沿着图2A中线2B-2B的侧视图。

图3A是另一传统有机发光二极管组件的俯视图。

图3B是沿着图3A中线3B-3B的侧视图。

图4A是依据本发明具体实施例的有机电致发光显示器的俯视图。

图4B是沿着图4A中线4B-4B的侧视图。

图5A至图5F示出依据本发明的具体实施例的有机电致发光部分制作方法。

图6是依据本发明另一具体实施例的有机电致发光显示器的侧视图。

图7示出依据本发明另一具体实施例的具有顶部发光结构的有机电致发光显示器。

图8A至图8G是依据本发明另一具体实施例制作有机电致发光显示器的流程图。

图9是另一传统有机发光二极管组件的侧视图。

具体实施方式

为了使审查员能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

图4A是依据本发明具体实例的具有高发光效率与高灰阶对比的有机电致发光显示器30的俯视图，图4B则是沿着图4A中线4B-4B的侧视图，该有机电致发光显示器30包含由下至上的一基板300，呈数组状分布的绝缘区360，位于基板300及绝缘区360之上且具有井状侧面的阴极层322，主要位于绝缘区360及阴极层322之上的绝缘层350，及位于所得结构上的OLED发光多层结构340及阳极层320。其中该绝缘区与基板具有一预定的夹角θ，使得在绝缘区上形成的阴极层具有一预定夹角的井状侧面。再参见图4B，自OLED发光多层结构340所发出的光线可以被具有井状侧面的阴极层322所反射，因此可以避免全反射问题，增加该有机电致发光显示器30的发光效率。

该OLED发光多层结构340可以是多种色彩的OLED发光多层结构340，如红色OLED发光多层结构340R，绿色OLED发光多层结构340G及蓝色OLED发光多层结构340B，可以达成全彩的效果。

该具有井状侧面的阴极层322可定义画素发光区域，避免有机光源向四周非显示区域逸射与损失，并使其光源有效利用。当使用不同颜色OLED发光多层结构340时，该阴极层322可增加光源色纯度与灰阶效率及增加视角的清晰程度。再者，该阴极层322可使该有机电致发光显示器30不受外在光源的干扰，可以增加其对光源的解析能力。该阴极层322可使光源反射，进而仅允许光源从ITO等透明电极显示面射出。

在上述具体实施例中，该绝缘区360是绝缘材质，例如可以是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)等无机膜材质。该阴极层322可使用高导电系数与高反射率的材质制作；例如：金、银、铝、铜与铬等材质或多层复合高导电材料。该绝缘层350可以是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)等高透光性材质，且厚度可以是0.5～5μm。该阳极层320可以是ITO、IZO或IWO等透明电极薄膜。

由于本发明的有机电致发光显示器30是顶部发光结构，因此基板300可以是任何平坦的透光/不透光、软/硬基板。本发明的有机电致发光显示器30可以直接成膜于薄膜晶体管(TFT)之上，有助于提升开口率。

再者，由于底部阴极层322被上层的OLED发光多层结构340、及阳极层320保护，有助于延长组件寿命。

图5A至图5F示出依据本发明的具体实施例的有机电致发光部分30制作方法，该方法包含下列步骤：

步骤S500：制备一基板300，例如可以是一玻璃基板300，此步骤中还用清洁剂或去离子水等液体清洗该玻璃基板300(图5A)。

步骤S510：在基板300上制作若干绝缘区360，例如可以先涂布聚酰亚胺(Polyimide)等材质，再利用微影制程，制作绝缘区360；或以PVD、CVD方式成长SiOx、SiNx、SiOxNy等无机膜，再利用微影蚀刻制程制作绝缘区360(图5B)。

步骤S520：在所得结构上制作阴极层322，可先用溅镀、蒸镀、电子束或电镀等制程成长金属薄膜，再利用微影蚀刻制程，制作金属阴极层322图案(图5C)。

步骤S530：在所得结构上制作绝缘层350，可先涂布聚酰亚胺(Polyimide)等材质，再利用微影制程，制作绝缘层350；或是利用PVD、CVD等方法成长无机膜如SiOx、SiNx、SiOxNy等高透光性材质，厚度约为0.5～5μm，再利用微影蚀刻制程，制作绝缘层350(图5D)。

步骤S540：在所得结构上制作OLED发光多层结构340，例如可以用蒸镀方式成长OLED发光多层结构340(图5E)。

步骤S550：在所得结构上制作阳极层320，可以用溅镀等方式成长ITO、IZO或IWO等透明电极薄膜(图5F)。

参见图6，其中该绝缘区与基板具有一预定的夹角θ，使得在绝缘区上形成的阴极层具有一预定夹角的井状侧面，而该预定的夹角可以视设计需求而变化，例如可以是90度夹角，以有效降低全反射。再者可在所得结构上加上一雾面偏光膜(未示出)，以增加视角。

图7所示为依据本发明另一具体实施例的具有顶部发光结构的有机电致发光显示30′。如图7所示，该有机电致发光显示器30′具有由下至上的一基板300′，呈数组状分布的绝缘区360′，位于绝缘区360′之上的反射金属层370′，位于反射金属层370′之上且被数组状分布的绝缘区360′隔开的阳极层320′，位于阳极层320′之上且主要分布于绝缘区360′之上的绝缘层350′，位于阳极层320′及绝缘层350′之上的OLED发光多层结构340′及位于整个结构之上的透明阴极322′。

其中反射金属层370′是采用具有高反射率的金属材料，例如可以采用银等金属材料。该透明阴极322′可以采用具有高穿透性金属材料，例如可以采用铝、银等金属材料。而基板300′、绝缘区360′、阳极层320′、绝缘层350′、及OLED发光多层结构340′可以采用和图4B所示的相对应组件相似的材料。

图8A至图8G是依据本发明另一具体实施例制作有机电致发光显示器30′的流程图。

步骤S800：制备一基板300′，例如可以是一玻璃基板300′，此步骤中还用清洁剂或去离子水等液体清洗该玻璃基板300′(图8A)。

步骤S810：在基板300′上制作若干绝缘区360′，例如可以先涂布聚酰亚胺(Polyimide)等材质，再利用微影制程，制作绝缘区360′；或以PVD、CVD方式成长SiOx、SiNx、SiOxNy等无机膜，再利用微影蚀刻制程制作绝缘区360′(图8B)。

步骤S820：利用溅镀、蒸镀、电子束或电镀等制程成长金属薄膜，再利用微影蚀刻制程，制作反射金属层370′图案，材质可以是银或其它高反射性金属材质(图8C)。

步骤S830：在所得结构上制作阳极层320′，可以用溅镀等方式成长ITO、IZO或IWO等透明电极薄膜，再利用微影蚀刻制程，制作阳极层320′(图8D)。

步骤S840：在所得结构上制作绝缘层350′，可先涂布聚酰亚胺(Polyimide)等材质，再利用微影制程，制作绝缘层350′；或是利用PVD、CVD等方法成长无机膜如SiOx、SiNx、SiOxNy等高透光性材质，厚度约为0.5～5μm，再利用微影蚀刻制程，制作绝缘层350′(图8E)。

步骤S850：在所得结构上制作OLED发光多层结构340′，例如可以用蒸镀方式成长OLED发光多层结构340′(图8F)。

步骤S860：在所得结构上制作透明阴极322′，沉积金属薄膜：利用溅镀、蒸镀、电子束或电镀等制程成长可透光金属薄膜，再利用微影蚀刻制程，制作透明阴极322′图案，材质可以是铝、银或其它高穿透性金属材质(图8G)。

因此，本发明确能藉上述所公开的技术，提供一种迥然不同于传统的设计，能提高整体的使用价值，并且其申请前未公布于刊物或公开使用，所以已符合发明专利的要件，依法提出发明专利申请。

但是，上述所揭露的附图、说明，仅是本发明的实施例而已，本领域的一般技术人员可依据上述的说明作出其它种种的改良，而这些改变仍属于本发明的发明精神及以下所界定的权利要求中。

Claims (31)

1.一种有机电致发光显示器，包含由下至上的：

一基板；

呈数组状分布的绝缘区，且每一绝缘区与基板具有一预定的夹角；

位于基板及绝缘区之上且具有井状侧面的阴极层；及

位于所得结构上的OLED发光多层结构及阳极层。

2.如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中该基板是一玻璃基板。

3.如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中该绝缘区是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)等无机膜材质。

4.如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中该阴极层使用高导电系数与高反射率的材质。

5.如权利要求4所述的有机电致发光显示器，其中该阴极层是金、银、铝、铜与铬等材质或多层复合高导电材料。

6.如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中该绝缘层是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)等高透光性材质。

7.如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中该绝缘层厚度可以是0.5μm～5μm。

8.如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中该阳极层可以是ITO、IZO或IWO等透明电极薄膜。

9.如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中该基板可以是任何平坦的透光/不透光、软/硬基板。

10.如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中该预定的夹角是90度夹角。

11.如权利要求1所述的有机电致发光显示器，还包含在所得结构上的一雾面偏光膜。

12.一种有机电致发光显示器制作方法，包含下列步骤；

制备一基板；

在基板上制作若干绝缘区，且每一绝缘区与基板具有一预定的夹角；

在所得结构上制作阴极层；

在所得结构上制作绝缘层；

在所得结构上制作OLED发光多层结构；

在所得结构上制作阳极层。

13.如权利要求12所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该制作若干绝缘区步骤包含：

先涂布聚酰亚胺(Polyimide)等材质，再利用微影制程制作绝缘区。

14.如权利要求12所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该制作若干绝缘区步骤包含：

以PVD、CVD方式成长氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)等无机膜；及

利用微影蚀刻制程制作绝缘区。

15.如权利要求12所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该制作阴极层步骤包含：

先用溅镀、蒸镀、电子束或电镀等制程成长金属薄膜；及

利用微影蚀刻制程制作金属阴极层图案。

16.如权利要求12所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该制作绝缘层步骤包含：

先涂布聚酰亚胺(Polyimide)等材质，及

利用微影制程制作绝缘层。

17.如权利要求12所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该制作绝缘层步骤包含：

利用PVD、CVD等方法成长如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOxNy)等高透光性材质，厚度约为0.5～5μm；及

利用微影蚀刻制程，制作绝缘层。

18.如权利要求12所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该制作OLED发光多层结构步骤是用蒸镀方式成长OLED发光多层结构。

19.如权利要求12所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该制作阳极层步骤是用溅镀等方式成长ITO、IZO或IWO等透明电极薄膜。

20.如权利要求12所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该绝缘区是做成直角结构，以形成垂直井状的金属阴极层。

21.如权利要求12所述的有机电致发光显示器制作方法，还包含在所得结构上加上一雾面偏光膜。

22.一种有机电致发光显示器，包含由下至上的：

一基板；

位于该基板上且呈数组状分布的一绝缘区；

位于该绝缘区上的一反射金属层；

位于该反射金属层上且被该绝缘区隔开的一阳极层；

位于该阳极层上的一绝缘层；

位于该阳极层及该绝缘层上的一OLED发光多层结构；及

位于整个结构上的一透明阴极。

23.如权利要求22所述的有机电致发光显示器，其中该反射金属层是包含银的高反射率金属材料。

24.如权利要求22所述的有机电致发光显示器，其中该透明阴极层是包含银或铝等金属的高穿透性金属材料。

25.如权利要求22所述的有机电致发光显示器，还包含在所得结构上的一雾面偏光膜。

26.一种有机电致发光显示器制作方法，包含下列步骤：

制备一基板；

制作具有预定图案的绝缘区；

制作一反射金属层于所得结构上；

制作一透明阳极层于所得结构上；

制作一绝缘层于所得结构上；

制作一OLED发光多层结构于所得结构上；及

制作一透明阴极层于所得结构上。

27.如权利要求26所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该反射金属层步骤是利用溅镀、蒸镀、电子束或电镀等制程成长金属薄膜，再利用微影蚀刻制程，制作反射金属层图案。

28.如权利要求26所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该反射金属层是包含银的高反射率金属材料。

29.如权利要求26所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该透明阴极制作步骤是利用溅镀、蒸镀、电子束或电镀等制程成长可透光金属薄膜，再利用微影蚀刻制程，制作透明阴极图案。

30.如权利要求26所述的有机电致发光显示器制作方法，其中该透明阴极材质可以是铝、银或其它高穿透性金属材质。

31.如权利要求26所述的有机电致发光显示器制作方法，还包含：

在所得结构上形成一雾面偏光膜。

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