TW201511383A - 有機發光二極體顯示器及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開了一種有機發光二極體顯示器製包括：一有機發光層，其具有一出光面，所述出光面可定義出與其垂直的一光線射出方向，所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域；及一防色偏差層，沿所述光線射出方向設置在所述有機發光層的上方或下方，其中所述防色偏差層具有多個不透光圖案，且所述該些不透光圖案分別對應於所述該些混色區域。藉此，本發明在有機發光二極體顯示器中設置防色偏差層，來達到遮蔽有機發光層的混色區域所射出的光線，因此即使在形成有混色區域的情況下也能解決色偏差問題。本發明另提供一種有機發光二極體顯示器製造方法。
Description
本發明涉及一種顯示器，特別是涉及一種有機發光二極體(organic light-emitting diode,OLED)顯示器及其製造方法。
有機發光二極體顯示器(organic light-emitting diode，後續簡稱OLED)顯示器一直都被業界認為是最具競爭力的下世代顯示技術之一，其優點包括在無需背光模組即可自發光、應答速度快、低操作電壓。
標準的OLED顯示器具有自發光的特性，採用一由有機材料所構成的有機材料層，當有電流通過有機材料層時，有機材料層中的有機材料就會發光。搭配不同的有機材料，OLED顯示器即可發出不同顏色的光，以達成多彩或全彩顯示器的需求。
目前在製造OLED顯示器的有機材料層工藝上，可利用蒸鍍機形成具有紅(R)、綠(G)、藍(B)三種顏色的有機材料層。該蒸鍍機具有一開設有複數個開口的掩膜板，該有機材料層上劃分有複數個圖元區域。在蒸鍍的過程中，首先透過掩膜板上的開口在一圖元區域上蒸鍍R、G、B三種顏色中的一種有機材料(例如R)，之後再移動該掩膜板至其他圖元區域，透過同樣的開口依序形成其他顏色的有機材料(例如G、B)。由於蒸鍍過程中，有機材料會殘留在開口附近的掩膜板上，殘留的有機材料具有重量，久而久之，掩膜板產生變形，導致掩膜板的開口形狀產生變化，進而使
掩膜板的開口無法精准對位，最終造成有機材料層上出現混色區域，即在某一圖元區域出現不同顏色的重疊現象，造成色偏差問題。
有鑑於此，本發明藉由在有機發光二極體顯示器中設置防色偏差層，即使在形成有混色區域的情況下也能解決色偏差問題。
本發明提出一種有機發光二極體顯示器，其包括：一有機發光層，具有一出光面，所述出光面可定義出與其垂直的一光線射出方向，所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域；及一防色偏差層，沿所述光線射出方向設置在所述有機發光層的上方或下方，其中，所述防色偏差層具有多個不透光圖案，且所述該些不透光圖案分別對應於所述該些混色區域。
本發明的另提出一種製作有機發光二極體顯示器的方法，包括下列步驟：形成一有機發光層，其具有一出光面，且所述出光面可定義出與其垂直的一光線射出方向，其中所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域；及沿所述光線射出方向形成一防色偏差層在所述有機發光層的上方或下方，且所述防色偏差層具有多個不透光圖案，其中所述該些不透光圖案分別對應於所述該些混色區域。
本發明藉由在有機發光二極體顯示器中增加防色偏差層來達到遮蔽有機發光層的混色區域所射出的光線，以解決現有技術的色偏問題。
無疑地，本發明在閱者讀過下文以多種附圖與繪圖來描述的優選實施例細節說明後將變得更為顯見。
10‧‧‧有機發光二極體顯示器
100‧‧‧基板
101‧‧‧陽極層
102‧‧‧有機發光層
103‧‧‧掩膜裝置
104‧‧‧防色偏差層
104a‧‧‧不透光圖案
105‧‧‧陰極層
106‧‧‧上基板
107‧‧‧電洞注入層
108‧‧‧電洞傳輸層
109‧‧‧電子傳輸層
110‧‧‧電子注入層
1021‧‧‧原色區域
1021a/1021b/1021c‧‧‧紅色原色區域/綠色原色區域/藍色原色區域
1022‧‧‧混色區域
A1‧‧‧上光線射出方向
A2‧‧‧下光線射出方向
圖1至圖4為本發明實施例之有機發光二極體顯示器的製造
方法的流程的剖面示意圖。
圖5至圖11為本發明實施例之有機發光二極體顯示器的多種態樣的剖面示意圖。
在下文的細節描述中，元件符號會標示在隨附的附圖中成為其中的一部份，並且以可實行實施例的特例描述方式來表示。這類實施例會說明足夠的細節，使得本領域的一般技術人員得具以實施。閱者須瞭解到本發明中也可利用其它的實施例或是在不悖離所述實施例的前提下作出結構性、邏輯性、及電性上的改變。因此，下文的細節描述不應該被視為是一種限定，相反的，其中所包含的實施例將由申請專利範圍來加以界定。此外，下文的各實施例中所稱的方位“上”及“下”，僅是用來表示元件之間的相對位置關係，並非用來限制本發明。
下文中特舉多個實施例並搭配附圖來說明本發明工藝。其中，圖1-4繪示出根據本發明實施例一有機發光二極體顯示器的製造方法的流程的剖面示意圖。圖5-11則繪示出利用該製造方法所製成的有機發光二極體顯示器的多種態樣。
大體上而言，本發明有機發光二極體顯示器的製造方法包括步驟：設置一有機發光層，其具有一出光面，所述出光面可定義出與其垂直的一光線射出方向，其中所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域；及沿所述光線射出方向設置一防色偏差層在所述有機發光層的上方或下方，其中所述防色偏差層具有多個不透光圖案，且所述該些不透光圖案分別對應於所述該些混色區域。
在一實施列中，在設置有機發光層的步驟之前更包括步驟：相對設置一上基板與一下基板；以及相對設置一陰極層與一陽極層在所述上基板與所述下基板之間，其中所述有機發光層設置在
所述陰極層與所述陽極層之間。
下文中將根據圖示來詳細說明上述實施列中有機發光二極體顯示器的製造方法的流程。
值得注意的是，有機發光二極體顯示器10的光線射出方向可以為通過上基板射出至外界的上光線射出方向A1或通過下基板射出的下光線射出方向A2。為方便說明，本實施列將以有機發光二極體顯示器10的光線射出方向為上光線射出方向A1為例。
首先請參照圖1，在流程一開始，提供一下基板100作為整體元件結構的基底，下基板100可以是一透明的玻璃板或塑膠板或其他具備組件承載功能的基材，其中下基板100可以是指經強化過後的板材。
此後，在下基板100的上表面或上方形成一陽極層101。陽極層101的材料可為透明導電氧化物(Transparent Conducting Oxide,TCO)，例如氧化銦錫(Indium tin oxide，ITO)、氧化鋅(zinc oxide,ZnO)、鋁摻雜的氧化鋅(AZO，Al：ZnO)等，或是不透光的金屬，例如鎳(Nickel,Ni)、金(Aurora，Au)、鉬(Molybdenum,Mo)或鉑(Platinum,Pt)等，陽極層101可利用蒸鍍或是濺射方式形成在下基板100上。
在形成陽極層101後，接著在陽極層101上方形成一有機發光層(Emitting Layer,EML)102。有機發光層102包含多個原色區域1021，例如紅色原色區域1021a、綠色原色區域1021b和藍色原色區域1021c。於實際實施，原色區域1021的材料會視原色區域1021的顏色不同而採用不同的材料，舉例來說，紅色原色區域1021a的材料可使用DCM(4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran),DCM-2,DCJTB(4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran)等紅光染料，綠色原色區域1021b的材料可使用Alq((8-hydroxyquinoline)aluminum),Alq3(tris-
(8-hydroxyquinoline)aluminum),DMQA(N,N'-Dimethyl-quinacridone)等綠光染料，藍色原色區域1021c的材料可使用anthracene,Alq2,BCzVBi(4,4"-bis(9-ethyl-3-carbazovinylene)-1,1"-biphenyl),Perylene,OXD(oxadiazole),DPVB(Bis(2,2-diphenylvinyl)benzene)等藍光染料。
進一步而言，有機發光層102上可利用現有技術的蒸鍍機及其使用的掩膜板以相應地蒸鍍形成前述的紅、綠、藍三種有色發光材料，藉此形成紅色原色區域1021a、綠色原色區域1021b、以及藍色原色區域1021c。但在蒸鍍過程中，有機材料會殘留在開口附近的掩膜板上，由於殘留的有機材料具有重量，久而久之，將導致掩膜板產生變形，使其開口的形狀產生變化，進而造成掩膜板的開口無法精准對位，最終造就了有機材料層102上出現混色區域1022。
請參照圖2，在形成有機發光層102後，接著在有機發光層102的上方或下方(本實施列以上方為例)會架設一掩膜裝置103，然後通過掩膜裝置103進行一蒸鍍或濺射程序，以在有機發光層102的上方形成防色偏差層104。其中，防色偏差層104具有多個對應於有機發光層102中之混色區域1022的不透光圖案104a，其可採用感光樹脂或不透光黑色鉻膜等材料形成。
在其他實施例中，不透光圖案104a也可透過其他製程來形成，例如塗布一層感光樹脂，之後再進行黃光(包括紫外線曝光及顯影等步驟)與蝕刻等製程來圖案化所述感光樹脂，即可形成不透光圖案104a。或者，不透光圖案104a也可先以濺射方式在有機發光層102上形成一層不透光的黑色鉻膜，之後再進行黃光與蝕刻等製程來圖案化所述黑色鉻膜層。
在一較佳的實施列中，不透光圖案104a也可採用吸光性材料來製作，例如石墨烯、氧化鉻或二氧化鈦等，所採用的製程也可
為黃光與刻蝕工藝，因此不再贅述。
請參照圖3，而後在防色偏差層104的上方形成一陰極層105，其功用在於產生電子，故其材料通常選擇低功函數的金屬材料，例如鹼金族(alkali)、鹼土族(alkaline earth)、或是鑭系金屬(lanthanide)等。
此後，設置一上基板106在陰極層105上方以作為整體元件結構的保護層，所述上基板106可為一透明的玻璃板或塑膠板或其他具備元件保護功能的材料，如此即完成了有機發光二極體顯示器10主要結構的製作。
請復參照圖3，當施加電流時，陽極層101會產生電洞而與陰極層105所產生的電子會在有機發光層102結合形成光子，其中在有機發光層102的混色區域1022中所產生的混光會被設置在對應的混色區域1022上的不透光圖案104a遮擋，從而達到遮擋混色區域1022的光線射出的作用，最終達到防止色偏差的功效。
值得注意的是，有機發光二極體顯示器10的光線射出方向可以隨著陽極層101與陰極層105所選用材料的不同而有所不同。
在一實施例中，陽極層101為厚度範圍介於50nm~300nm的氧化銦錫層或氧化銦鋅層，陰極層105為厚度範圍介於150um~200um的鋁層。此時陽極層101為光穿透型，而陰極層105為光反射型，有機發光二極體顯示器10的光線射出方向則為往所述下基板100射出的下光線射出方向A2(如後續圖9至圖11所繪示)。在此實施例中，所述防色偏差層104位於所述有機發光層102與所述下基板100之間。
在另一實施例中，陽極層101為厚度範圍介於150nm~200nm的鋁層或厚度範圍介於100nm~150nm的金層，陰極層105為厚度範圍介於0.1nm~20nm的鋁層或厚度範圍在0.1nm~20nm的銀層或厚度範圍介於20nm~100nm的氧化銦錫層或氧化銦鋅層。此時陽極層101為光反射型，而陰極層105為光穿透型，有機發光二極
體顯示器10的光線射出方向則為從所述有機發光層102到所述下基板100往所述上基板106射出的上光線射出方向A1(如圖3至圖7所繪示)。在此實施例中，所述防色偏差層104是位於所述上基板106與所述有機發光層102之間。
在上述實施例中，所述有機發光二極體顯示器10可進一步在陽極層101和有機發光層102之間增設其他層級，藉以增加有機發光二極體顯示器的發光效率，如後續圖式所述。
請參照圖4，在本實施例中，陽極層101形成在下基板100上。在陽極層101上形成一電洞注入層(Hole Injection Layer,HIL)107。電洞注入層107可為最高佔據分子軌道(Highest occupied molecular orbital，HOMO)能階與陽極層101的功函數匹配的材料，如CuPc(copper phthalocyanine)、TiOPc、m-MTDATA(4,4’,4”-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)、2-TNATA(4,4’,4”-tris(2-naphthylphenylamino)triphenylamine)、或是PEDOT-PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate))等。電洞注入層107可以利用蒸鍍、旋塗、刮刀塗布等方式形成，其功用在於增加介面間的電荷注入，並能增加有機發光二極體顯示器顯示器的發光效率。
在形成電洞注入層107後，接著，在電洞注入層107上形成一電洞傳輸層(Hole Transport Layer,HTL)108。電洞傳輸層108為具有高電洞遷移率以及高熱穩定性的薄膜材料，例如NPB(naphtha-phenylene benzidine)、TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-di(3-methyl phenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine)、或是PVK(poly(9-vinyl carbazole))等，其可利用蒸鍍、旋塗、刮刀塗布等方式形成在電洞注入層107上。電洞傳輸層108的功用在於提高電洞的傳輸速率，進而提高發光效率。
在形成電洞傳輸層108後，接著，在電洞傳輸層108上形成有機發光層102，所述有機發光層102具有多個原色區域1021以
及多個混色區域1022，所述原色區域1021以及所述混色區域1022具備相同的一光線射出方向。然後，在有機發光層102上方形成防色偏差層104，其中所述防色偏差層具有多個對應所述混色區域1022的不透光圖案104a，其中所述不透光圖案104a設置在對應的所述混色區域1022的所述光線射出方向上。之後，可在防色偏差層104上形成一電子傳輸層(Electron Transport Layer,ETL)109。
電子傳輸層109的功用在於使陰極層105注入的電子能順利傳輸到有機發光層102，並阻絕電洞遷移到陰極層105，故其材料要具有高電子遷移率的特性，並具有可阻絕電洞的能障，其適合的材料例如PBD(2-(4-biphenyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole)、OXD、TAZ(3-(biphenyl4-yl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-4H-1,2,4-triazole)或Alq3等，並可利用蒸鍍、旋塗、刮刀塗布等方式形成在防色偏差層104上。
在電子傳輸層109上形成一電子注入層110(Electron Injection Layer,EIL)來說明電子的注入，其材料可為最低未佔據分子軌道(Lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)能階與陰極層105的功函數匹配的材料，例如LiF、LiO3、LiBO2等。而後在電子注入層110上形成陰極層105，最後提供一上基板106在陰極層105上以作為整體元件結構的保護層，上基板106可以是一透明的玻璃板或塑膠板或其他具備元件保護功能的材料，如此即完成了有機發光二極體顯示器10主要結構的製作。
在一實施列中，有機發光二極體顯示器10的主要結構如前述圖3所示：有機發光二極體顯示器陽極層101為光反射型，陰極層105為光穿透型，有機發光二極體顯示器10的光線射出方向A1為往所述上基板106射出。另，整體疊構自下而上為在下基板100上依次形成一陽極層101、一具有多個原色區域1021與多個混色區域1022的有機發光層102以及一防色偏差層104，其中所述防色偏差層具有多個對應所述混色區域1022的不透光圖案
104a，一陰極層105及一上基板106。
在另一實施列中，有機發光二極體顯示器10的主要結構如前述圖4所示：有機發光二極體顯示器陽極層101為光反射型，陰極層105為光穿透型，有機發光二極體顯示器10的光線射出方向A1往所述上基板106射出，整體疊構自下而上為在下基板100上依次形成一陽極層101、一電洞注入層107、一電洞傳輸層108、一具有多個原色區域1021與多個混色區域1022的有機發光層102、一防色偏差層104、一電子傳輸層109、一電子注入層110、一陰極層105以及一上基板106，其中所述防色偏差層具有多個對應所述混色區域1022的不透光圖案104a。
但上述結構僅為本發明的一範例性的優選實施例，在其它實施例中，根據有機發光二極體顯示器10其光線射出方向的不同，防色偏差層104可以設置在不同位置用以遮擋混色區域1022所射出的光線。請參照圖5至圖11，其繪示出本發明有機發光二極體顯示器10上多種不同的防色偏差層104設置態樣的橫斷面示意圖。
在一實施例中，整體的光線射出方向A1為往所述上基板106射出，其中防色偏差層104位於所述有機發光層102與所述上基板106之間的，具體位置可以設置在電子傳輸層109與電子注入層110之間(如圖5所示)；或者，防色偏差層104也可以設置在電子注入層110與陰極層105之間(如圖6所示)；又或者，防色偏差層104也可以設置在陰極層105與上基板106之間(如圖7所示)。據此，都可以達到對混色區域1022所射出的光線進行遮擋的作用，最終防止色偏差的問題發生。
在另一實施例中，光線射出方向A2為往所述下基板100射出，其中防色偏差層104位於所述下基板100與所述有機發光層102之間，具體位置可以設置在有機發光層102與電洞傳輸層108之間(如圖8所示)；或者，防色偏差層104可以設置在電洞傳輸
層108與電洞注入層107之間(如圖9所示)；又或者，防色偏差層104也可以設置在電洞注入層107與陽極層101之間(如圖10所示)；更或者，防色偏差層104也可以設置在陽極層101與下基板100之間(如圖11所示)。據此，都可以達到遮擋混色區域1022的光線射出的作用，最終防止色偏差的功效。
值得注意的是，在本發明中，防色偏差層104中的不透光圖案104a的形狀並不以圖示的方形所限制，根據不同的實施態樣，不透光圖案104a也可以為菱形、梯形、漏斗形等，只要不透光圖案104a可以完全遮蔽有機發光層102中的混色區域1022即為本發明的技術方案。
進一步值得注意的是，在本發明中，有機發光二極體顯示器的光線射出方向並不限定於光線射出方向A1與光線射出方向A2。
本發明藉由在有機發光二極體顯示器10中增設防色偏差層104來達到遮蔽有機發光層102混色區域1022所射出的光線，以解決現有技術的色偏問題。以此設計可大幅提高生產的良率。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
10‧‧‧有機發光二極體顯示器
100‧‧‧基板
101‧‧‧陽極層
102‧‧‧有機發光層
104a‧‧‧不透光圖案
105‧‧‧陰極層
106‧‧‧上基板
107‧‧‧電洞注入層
108‧‧‧電洞傳輸層
109‧‧‧電子傳輸層
110‧‧‧電子注入層
1021a/1021b/1021c‧‧‧紅色原色區域/綠色原色區域/藍色原色區域
1022‧‧‧混色區域
A1‧‧‧上光線射出方向
Claims (20)
- 一種有機發光二極體顯示器，包括：一有機發光層，具有一出光面，所述出光面可定義出與其垂直的一光線射出方向，所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域；及一防色偏差層，沿所述光線射出方向設置在所述有機發光層的上方或下方，其中，所述防色偏差層具有多個不透光圖案，且所述該些不透光圖案分別對應於所述該些混色區域。
- 如請求項1所述的有機發光二極體顯示器，其中所述有機發光二極體顯示器更包括：一上基板與一下基板；以及一陰極層與一陽極層，設置在所述上基板與所述下基板之間且彼此相對間隔設置；其中，所述有機發光層設置在所述陰極層與所述陽極層之間。
- 如請求項2所述的有機發光二極體顯示器，其中所述陽極層為光反射型且所述陰極層為光穿透型，所述有機發光層的出光面與所述上基板相對，所述光線射出方向是所述出光面往所述上基板的方向。
- 如請求項3所述的有機發光二極體顯示器，其中所述防色偏差層位於所述上基板與所述有機發光層之間。
- 如請求項3所述的有機發光二極體顯示器，其中所述光反射型的陽極層為一厚度範圍介於150nm至200nm之間的鋁層或一厚度範圍介於100nm至150nm之間的金層，所述光穿透型的陰極層為一厚度範圍介於0.1nm至20nm的鋁層或一厚度範圍介於0.1nm至20nm之間的銀層或一厚度範圍介於20nm至100nm之間的氧化銦錫層或氧化銦鋅層。
- 如請求項2所述的有機發光二極體顯示器，其中所述陽極層為 光穿透型且所述陰極層為光反射型，所述有機發光層的出光面與所述下基板相對，所述光線射出方向是所述出光面往所述下基板的方向。
- 如請求項6所述的有機發光二極體顯示器，其中所述防色偏差層位於所述有機發光層與所述下基板之間。
- 如請求項6所述的有機發光二極體顯示器，其中所述光穿透型的陽極層為一厚度範圍介於50nm至300nm之間的氧化銦錫層或氧化銦鋅層，所述光反射型的陰極層為一厚度範圍介於150um至200um之間的鋁層。
- 如請求項1所述的有機發光二極體顯示器，其中所述不透光圖案材料為感光樹脂或不透光黑色鉻膜。
- 如請求項1所述的有機發光二極體顯示器，其中所述不透光圖案為吸光性材料。
- 一種製作有機發光二極體顯示器的方法，包括下列步驟：形成一有機發光層，其具有一出光面，且所述出光面可定義出與其垂直的一光線射出方向，其中所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域；以及沿所述光線射出方向形成一防色偏差層在所述有機發光層的上方或下方，且所述防色偏差層具有多個不透光圖案，其中所述該些不透光圖案分別對應於所述該些混色區域。
- 如請求項11所述的製作有機發光二極體顯示器的方法，更包括下列步驟：提供相對設置的一上基板與一下基板；以及形成相對設置的一陰極層與一陽極層在所述上基板與所述下基板之間；其中，所述有機發光層設置在所述陰極層與所述陽極層之間。
- 如請求項12所述的製作有機發光二極體顯示器的方法，其中所述陽極層為光反射型且所述陰極層為光穿透型，所述有機發光層的出光面與所述上基板相對，所述光線射出方向是所述出光面往所述上基板的方向。
- 如請求項13所述的製作有機發光二極體顯示器的方法，其中所述防色偏差層位於所述上基板與所述有機發光層之間。
- 如請求項12所述的製作有機發光二極體顯示器的方法，其中所述陽極層為光穿透型且所述陰極層為光反射型，所述有機發光層的出光面與所述下基板相對，所述光線射出方向是所述出光面往所述下基板的方向。
- 如請求項15所述的製作有機發光二極體顯示器的方法，其中所述防色偏差層位於所述有機發光層與所述下基板之間。
- 如請求項11所述的製作有機發光二極體顯示器的方法，其中所述不透光圖案材料為感光樹脂、不透光黑色鉻膜、或不透光金屬。
- 如請求項11所述的製作有機發光二極體顯示器的方法，其中所述不透光圖案材料為石墨烯、氧化鉻或二氧化鈦。
- 如請求項11所述的製作有機發光二極體顯示器的方法，其中所述該些不透光圖案為塗布一感光樹脂層後，再以黃光與蝕刻程序將所述感光樹脂層圖案化所形成。
- 如請求項11所述的製作有機發光二極體顯示器的方法，其中所述不透光圖案為以濺射方式形成一黑色鉻膜層後，再以黃光與蝕刻程序將黑色鉻膜層圖案化所形成。
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