TW201403901A - 有機發光二極體、包含其之顯示面板及顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種有機發光二極體、包含其之顯示面板及顯示裝置，其中有機發光二極體，包括：一光學反射層；一共振腔增厚層，係設於光學反射層上；一第一電極，係設於共振腔增厚層上，共振腔增厚層係設於光學反射層及第一電極間；一有機材料層，係設於第一電極上；以及一第二電極，係設於有機材料層上，有機材料層係設於第一電極及第二電極間。
Description
本發明係關於一種有機發光二極體、包含其之顯示面板及顯示裝置，尤指一種適用於白光有機發光二極體、包含其之顯示面板及顯示裝置。
有機發光二極體(OLED)具有：重量輕、厚度薄、亮度高、反應速度快、視角大、不需要背光源、製造成本低、及可彎曲等優勢，而極具潛力可應用於各種光電裝置之顯示面板上，如手機面板、汽車面板、MP3面板上等。
有機發光二極體可依照其發光顏色而區分成紅光有機發光二極體、藍光有機發光二極體、綠光有機發光二極體及白光有機發光二極體。於白光有機發光二極體中，係藉由合併使用多種可發出不同顏色之螢光材料或磷光材料，以使其發出白光。常見之白光有機發光二極體係為串聯式有機發光二極體(tandem OLED)，其係將多個發光元件透過連接層相互串聯堆疊而成，且串聯式有機發光二極體具有較高之發光效率及亮度。
習知有機發光元件之光學等效厚度約與破壞性干涉或建設性干涉之波長距離約略相同，故習知結構之有機發光二極體之共振腔，容易產生加強某一原色而削弱某一原色之問題。再者，即便設計出能使建設性干涉恰符合白光三原色之有機發光二極體，在大視角時，仍會發生共振波長
有藍位移現象，而使顏色偏移。且發光層至電極過近，故發光層所發出的光之部分能量會耦合進入表面電漿態而無法發光，進而造成出光效率降低。
因此，目前極需發展一種有機發光二極體，其視角色偏的情形較低，且具有較高之出光效率。
本發明之主要目的係在提供一種有機發光二極體、包含其之顯示面板及顯示裝置，俾能改善視角色偏與光色，並提升出光效率。
為達成上述目的，本發明之有機發光二極體，包括：一光學反射層、一共振腔增厚層、一第一電極、一有機材料層及一第二電極。其中，共振腔增厚層係設於光學反射層上；第一電極係設於共振腔增厚層上，且共振腔增厚層係設於光學反射層及第一電極間；有機材料層係設於第一電極上；而第二電極則設於有機材料層上，且有機材料層係設於第一電極及第二電極間。此外，第一電極與第二電極則分別為一透明電極、一半透明電極、或其組合。
於本發明之有機發光二極體中，無論是上發光或是下發光之發光二極體，其出光面均為第二電極側。
相較於習知至少一電極為金屬電極之有機發光二極體，本發明之有機發光二極體所選用之第一電極與第二電極均分別為具有透光度之透明電極、半透明電極、或其組合，故可減少不同視角下有顏色偏離之缺點。同時，本發
明之有機發光二極體更設有一光學反射層及一共振腔增厚層。透過共振腔增厚層之設置，可增加有機材料層至光學反射層之距離，以降低有機發光層所發出的光之能量耦合進入表面電漿態，進而提升出光效率；且共振腔增厚層亦可增加光學等效厚度。習知有機發光元件之光學等效厚度約在100 nm至300 nm之間，其與破壞性干涉或建設性干涉之波長距離約略相同。此外，目前已知紅綠藍三原色彼此之間的波長差值亦在100 nm，故習知結構之有機發光二極體之共振腔，容易產生加強某一原色而削弱某一原色之問題。再者，即便設計出能使建設性干涉恰符合白光三原色之有機發光二極體，在大視角時，仍會發生共振波長有藍位移現象，而使顏色偏移。因此，本發明之有機發光二極體可利用共振腔增厚層，使得光學等效厚度大幅增厚，例如約在1至3 μm之間；據此，破壞性干涉或建設性干涉之波長距離可遠小於紅綠藍三原色彼此之間的波長差值，進而可密集且均勻的加強整體出光之峰值，改善側看色偏現象，亦可放寬光學設計及製程適用範圍條件。
於本發明之有機發光二極體中，共振腔增厚層可為一平坦層、一填充層或一空氣層。在此，共振腔增厚層之材料並無特殊限制，只要其具有足夠之透光度且折射率為1.0或以上即可。
當有機發光二極體為一上發光有機發光二極體時，共振腔增厚層可為一平坦層。此時，共振腔增厚層之厚度可介於500 nm至10 μm之間，且較佳為1-5 μm；且其折射率可
為1.0或以上，較佳為1.0-2.0，更佳為1.3-2.0，且最佳為1.5-2.0。此外，此有機發光二極體之第二電極上可更設有一保護層。
當有機發光二極體為一下發光有機發光二極體時，第一電極與共振腔增厚層間可更設有一保護層，且共振腔增厚層可為一空氣層、一填充層、或一平坦層，甚至可將保護層加厚以同時作為一共振腔增厚層。當共振腔增厚層為一空氣層時，其折射率則為1.0，且其厚度較佳為1-10 μm。而當共振腔增厚層為填充層、平坦層或加厚之保護層時，其折射率可為1.0或以上，較佳為1.0-2.0，更佳為1.3-2.0，且最佳為1.5-2.0；且其厚度可介於500 nm至10 μm之間，且較佳為1-5 μm。
前述之平坦層材料可為本技術領域常用之平坦層材料，可使用有機或無機絕緣材料。有機絕緣材料之例子包括：聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、亞克力(PMMA)、聚酰亞胺(PI)；而無機絕緣材料之例子包括：如氧化鋁、氧化矽之氧化物，或如氮化矽之氮化物。
於本發明之有機發光二極體中，光學反射層可為一具有良好反射性之金屬層，且其材料係如鋁、鋁合金、銀、或銀合金。此外，本發明之有機發光二極體所使用之透明電極可為本技術領域常用之透明電極，如ITO電極、IZO電極、或TCO電極。再者，本發明之有機發光二極體所使用之半透明電極可為本技術領域常用之一金屬薄膜電極，如鎂銀合金薄膜電極、金薄膜電極、鉑薄膜電極、鋁薄膜電
極等。此外，若需要，本發明之有機發光二極體之第一電極或第二電極之至少一者，可選用透明電極與半透明電極之複合電極，如：TCO電極與鉑薄膜電極之複合電極。
於本發明之有機發光二極體中，有機材料層可包含：複數發光單元，且選擇性的包含複數連接層，以形成串聯式有機發光二極體結構。當有機材料層包含有連接層時，一連接層係設於相鄰之發光單元間，其中，連接層之材料可為本技術領域常用之n型連接材料或p型連接材料，如：Alq3：Li、MoO3等。此外，每一發光單元可分別包括：一電子傳輸/注入層、一發光層、及一電洞傳輸/注入層，其中發光層係設於電子傳輸/注入層及電洞傳輸層/注入間。在此，發光層除了可選用高發光效率之磷光材料外，因共振腔增厚層之設置，故本發明之有機發光二極體亦可選用發光效率較低之螢光材料。
再者，本發明之有機發光二極體並不限定於白光有機發光二極體，可依照需求，而製做成紅光、藍光、或綠光之有機發光二極體。
此外，本發明更提供一種包含上述有機發光二極體之有機發光二極體顯示面板，包括：一透光基板、以及複數前述之有機發光二極體。其中，有機發光二極體係以第一電極之一側、或第二電極之一側設於透光基板上。其中，透光基板可為一塑膠基板或一玻璃基板。
此外，本發明更提供一種包含上述有機發光二極體顯示面板之有機發光二極體顯示裝置。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可針對不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。
圖1為本實施例之有機發光二極體之剖面示意圖。如圖1所示，本實施例之有機發光二極體2包括：一光學反射層21、一共振腔增厚層22、一第一電極23、一第一發光單元24、一第二發光單元26及一第二電極28。其中，共振腔增厚層22係設於光學反射層22上；第一電極23係設於共振腔增厚層22上，且共振腔增厚層22係設於光學反射層21及第一電極23間；第一發光單元24與第二發光單元26係依序層疊於第一電極23上並設於第一電極23與第二電極28間，且第一發光單元24與第二發光單元26間係設有一連接層25；而，第二電極28則設於第二發光單元26。此外，於第二電極28上則更層疊有一保護層29。
於本實施例中，第一發光單元24包括一第一電子傳輸層241、一第一發光層242及一第一電洞傳輸層243，其中第一發光層242係設於第一電子傳輸層241與第一電洞傳輸層243間；而第二發光單元26則包括一第二電子傳輸層261、
一第二發光層262及一第二電洞傳輸層263，其中第二發光層262係設於第二電子傳輸層261與第二電洞傳輸層263間。
此外，本實施例之光學反射層21係為一金屬層，且該金屬層之材料係為銀；第一電極23係為一透明電極，且透明電極之材料為ITO；第二電極28則為一透明電極282與金屬薄膜電極281(半透明電極)所組成之複合電極，透明電極282之材料為ITO，而金屬薄膜電極281之材料為鎂銀合金。於其他實施例中，第二電極28亦可為單層電極，可為一透明電極或為一半透明電極。
再者，本實施例之共振腔增厚層22係為一平坦層，其厚度L2可介於500 nm至10 μm之間，且較佳為1-5 μm。，且折射率約為1.5；藉由此共振腔增厚層22之設置，可增加第一發光層242與光學反射層21之共振腔距離，藉此可使第一發光層242所發出的光之能量耦合降低，而提升出光效率。
於本實施例中，第一發光層242之材料為可發出黃光之磷光材料，而第二發光層262之材料為可發出藍光之磷光材料；藉由第一發光層242之黃光與第二發光層262之藍光混光後，則可發出白光。同時，本實施例所提供之有機發光二極體2係為一上發光有機發光二極體，如圖1之箭號所示。
圖2為本實施例之有機發光二極體之剖面示意圖。如圖2所示，本實施例之有機發光二極體之結構係與實施例1相同，除了下述不同點。
本實施例之有機發光二極體係包括三個發光單元，除了實施例1之第一發光單元24與第二發光單元26外，更包括一第三發光單元27。其中，第三發光單元27包括一第三電子傳輸層271、一第三發光層272及一第三電洞傳輸層273，其中第三發光層272係設於第三電子傳輸層271與第三電洞傳輸層273間；且第三發光單元27與第二發光單元26間更設有另一連接層25。
此外，本實施例之有機發光二極體之第二電極28與第一電極23係均為透明電極，且為TCO電極。因此，相較於實施例1之由透明電極與金屬薄膜電極所組成之複合電極之第二電極，本實施例之兩電極均為非金屬電極，故更可降低干涉效應，而於不同視角下顏色偏移的情形可更大幅降低。
再者，於本實施例之有機發光二極體中，第一發光層242之材料為可發出紅光之螢光材料，第二發光層262之材料為可發出綠光之螢光材料，且第三發光層272之材料為可發出藍光之螢光材料；藉由第一發光層242之紅光、與第二發光層262之綠光及第三發光層272之藍光混光後，則可發出白光。
以往結構之有機發光二極體，因難以同時維持三色發光層其發光效率並解決視角色偏之間題，故不易做出具有三色發光層之有機發光二極體。反觀本實施例之有機發光二極體，因設有一平坦層作為一共振腔增厚層22且第一電極23與第二電極28均非金屬電極，除了可降低破壞性干涉
之影響，更可展現較佳之出光效率。因此，除了可用磷光材料作為發光材料外，本實施例更可使用螢光材料，特別是壽命較佳之綠光螢光材料製備有機發光二極體。
圖3為本實施例之有機發光二極體顯示面板之剖面示意圖。如圖3所示，本實施例之有機發光二極體顯示面板包括：一基板32；及一有機發光二極體2，係設於該基板32上。
於本實施例中，有機發光二極體2可為實施例1或實施例2所述之發光二極體，故在此不再贅述。實施例1或實施例2所述之有機發光二極體均為上發光之有機發光二極體，在此係以非出光面之一側，即以第一電極及光學反射層之一側設於基板32上。再者，本實施例之有機發光二極體顯示面板更包括：一透光基板31、複數間隔元件351、複數彩色濾光元件352、及密封元件34。其中，間隔元件351係設置在兩相鄰之彩色濾光元件352間，以防止通過彩色濾光元件352所發出的光相互干擾；而有機發光二極體2則設置在透光基板31與基板32間，並以密封元件34加以密封。在此，所謂的間隔元件351可為習知常用之黑色矩陣。
此外，於有機發光二極體顯示面板之出光面之一側，即相對於設置間隔元件351及彩色濾光元件352之透光基板31之另一側，可選擇性的設有一偏光元件33，以降低環境光反射並增加對比度。然而，本實施例之有機發光二極體顯示面板亦可無須設置此偏光元件33。
本實施例係揭示一下發光之有機發光二極體及包含其之顯示面板，其中圖4為本實施例之有機發光二極體顯示面板之剖面示意圖，而圖5為本實施例之有機發光二極體之剖面示意圖。
如圖4所示，本實施例之有機發光二極體顯示面板係與實施例3相同，除了有機發光二極體2係為一下發光有機發光二極體，且基板32上係設有一光學反射層21，而光學反射層21與有機發光二極體2間之空間則作為一共振腔增厚層36。
如圖5所示，本實施例之有機發光二極體2之結構係與實施例1相同，除了下述不同點。
本實施例之有機發光二極體2與實施例1之有機發光二極體配置係上下相反，故本實施例之有機發光二極體2係為一下發光有機發光二極體。此外，本實施例之有機發光二極體之第二電極28與第一電極23係均為透明電極。同時，保護層29係設於第一電極23上。再者，本實施例有機發光二極體係直接以空氣層作為一共振腔增厚層36，且光學反射層21與保護層29間之距離L3可介於500 nm至10 μm之間，且較佳為1-5 μm。。
此外，請同時參閱圖4及圖5，本實施例之有機發光二極體2係為一下發光有機發光二極體，其係以出光面之一側，即第二電極28之一側設於透光基板31上。此外，於發光二極體2與透光基板31間，更設置有間隔元件351及彩色濾光元件352。
本實施例之有機發光二極體及包含其之顯示面板之結構係與實施例1相同，除了係將保護層加厚至介於500 nm至10 μm之間，且較佳為1-5 μm。以同時作為一保護層及一共振腔增厚層。
圖6為本實施例之有機發光二極體顯示裝置示意圖，其中本實施例之有機發光二極體顯示裝置7係包括前述之有機發光二極體顯示面板。
於其他實施例中，本發明之有機發光二極體顯示裝置亦可用於其他顯示裝置中，如手機或者是平板顯示器。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
2‧‧‧有機發光二極體
21‧‧‧光學反射層
22‧‧‧共振腔增厚層
23‧‧‧第一電極
24‧‧‧第一發光單元
241‧‧‧第一電子傳輸層
242‧‧‧第一發光層
243‧‧‧第一電洞傳輸層
25‧‧‧連接層
26‧‧‧第二發光單元
261‧‧‧第二電子傳輸層
262‧‧‧第二發光層
263‧‧‧第二電洞傳輸層
27‧‧‧第三發光單元
271‧‧‧第三電子傳輸層
272‧‧‧第三發光層
273‧‧‧第三電洞傳輸層
28‧‧‧第二電極
281‧‧‧金屬薄膜電極
282‧‧‧透明電極
29‧‧‧保護層
31‧‧‧透光基板
32‧‧‧基板
33‧‧‧偏光元件
34‧‧‧密封元件
351‧‧‧間隔元件
352‧‧‧彩色濾光元件
36‧‧‧共振腔增厚層
L1,L3‧‧‧距離
L2‧‧‧厚度
7‧‧‧顯示裝置
圖1係本發明實施例1之有機發光二極體之剖面示意圖。
圖2係本發明實施例2之有機發光二極體之剖面示意圖。
圖3係本發明實施例3之有機發光二極體顯示面板之剖面示意圖。
圖4係本發明實施例4之有機發光二極體顯示面板之剖面示意圖。
圖5係本發明實施例4之有機發光二極體之剖面示意圖。
圖6係本發明實施例6之有機發光二極體顯示裝置示意圖。
2‧‧‧有機發光二極體
21‧‧‧光學反射層
22‧‧‧共振腔增厚層
23‧‧‧第一電極
24‧‧‧第一發光單元
241‧‧‧第一電子傳輸層
242‧‧‧第一發光層
243‧‧‧第一電洞傳輸層
25‧‧‧連接層
26‧‧‧第二發光單元
261‧‧‧第二電子傳輸層
262‧‧‧第二發光層
263‧‧‧第二電洞傳輸層
28‧‧‧第二電極
281‧‧‧金屬薄膜電極
282‧‧‧透明電極
29‧‧‧保護層
L1‧‧‧距離
L2‧‧‧厚度
Claims (19)
- 一種有機發光二極體，包括：一光學反射層；一共振腔增厚層，係設於該光學反射層上；一第一電極，係設於該共振腔增厚層上，該共振腔增厚層係設於該光學反射層及該第一電極間；一有機材料層，係設於該第一電極上；以及一第二電極，係設於該有機材料層上，該有機材料層係設於該第一電極及該第二電極間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中該共振腔增厚層之厚度係介於500 nm至10 μm之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中該共振腔增厚層之折射率係為1.0或以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中該共振腔增厚層係為一平坦層、一填充層或一空氣層。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中該光學反射層係為一金屬層，且該金屬層之材料係為鋁、鋁合金、銀、或銀合金。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中該有機材料層包含：複數發光單元及複數連接層，且相鄰之該等發光單元間係設有一連接層。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中每一該等發光單元係分別包括：一電子傳輸層、一發光 層、及一電洞傳輸層，其中該發光層係設於該電子傳輸層及該電洞傳輸層間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中該透明電極係為一ITO電極、一IZO電極、或一TCO電極。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體，其中該半透明電極係為一金屬薄膜電極。
- 一種有機發光二極體顯示面板，包括：一透光基板；以及複數有機發光二極體，其中每一該等有機發光二極體包括：一光學反射層；一共振腔增厚層，係設於該光學反射層上；一第一電極，係設於該共振腔增厚層上，該共振腔增厚層係設於該光學反射層及該第一電極間；一有機材料層，係設於該第一電極上；以及一第二電極，係設於該有機材料層上，該有機材料層係設於該第一電極及該第二電極間；其中，該等有機發光二極體係以該第一電極之一側、或該第二電極之一側設於該透光基板上。
- 如申請專利範圍第10項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該共振腔增厚層之厚度係介於500 nm至10 μm之間。
- 如申請專利範圍第10項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該共振腔增厚層之折射率係為1.0或以上。
- 如申請專利範圍第10項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該共振腔增厚層係為一平坦層、一填充層或一空氣層。
- 如申請專利範圍第10項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該光學反射層係為一金屬層，且該金屬層之材料係為鋁、鋁合金、銀、或銀合金。
- 如申請專利範圍第10項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該有機材料層包含：複數發光單元及複數連接層，且相鄰之該等發光單元間係設有一連接層。
- 如申請專利範圍第10項所述之有機發光二極體顯示面板，其中每一該等發光單元係分別包括：一電子傳輸層、一發光層、及一電洞傳輸層，其中該發光層係設於該電子傳輸層及該電洞傳輸層間。
- 如申請專利範圍第10項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該透明電極係為一ITO電極、一IZO電極、或一TCO電極。
- 如申請專利範圍第10項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該半透明電極係為一金屬薄膜電極。
- 一種有機發光二極體顯示裝置，包括：一有機發光二極體顯示面板，包括：一透光基板；以及複數有機發光二極體，其中每一該等有機發光二極體包括：一光學反射層； 一共振腔增厚層，係設於該光學反射層上；一第一電極，係設於該共振腔增厚層上，該共振腔增厚層係設於該光學反射層及該第一電極間；一有機材料層，係設於該第一電極上；以及一第二電極，係設於該有機材料層上，該有機材料層係設於該第一電極及該第二電極間；其中，該等有機發光二極體係以該第一電極之一側、或該第二電極之一側設於該透光基板上。
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