TWI406587B - 具有增寬色譜元件之有機發光二極體面板 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種有機發光裝置，且特別是有關於一種主動矩陣顯示面板，具有複數個由有機發光裝置所組成的顏色像素。
一種主動矩陣顯示裝置(例如主動矩陣有機發源裝置)具有一二維像素陣列包含複數個像數列。如第1圖所示，在X軸方向上的每一像素列具有複數個像素。像素列則分別沿著Y軸方向直線配置排列，進而將可藉由一或多個掃描電路中之複數個掃描訊號，依序驅動之。請參照第1圖，顯示面板1具有複數個顏色像素10，分別配置於一二維矩陣之中。
如第2圖所示，在一顏色有機發光顯示面板中，每一顏色像素10一般係包含三顏色子像素R、G、B，分別用以激發紅光、綠光與藍光。三顏色子像素R、G、B包含三種不同二極體形式的有機發光裝置24、25與26，然而其中有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diodes;OLEDs)則為習知技藝。如第3圖所示，例如，紅色有機發光裝置24為一具有複數個有機層之有機電激發光裝置，而且複數個有機層配置於一陰極層150與一陽極層110之間，陽極層110則形成於一基板100上。就以有機層剖面上來看，有機層包含一電洞注入層(HIL)120、一電洞傳輸層(HTL)122、一發光層(EML)130與一電子傳輸層(ETL)140。綠色有機發光裝置25與藍色有機發光裝置26，其結構與第3圖之上述各層結構相似，除了每一有機發光裝置24、25與26分別於EML層中，各自包含一相異色譜。
每一色譜具有一相異頻譜峰值，並且由一CIE顏色空間之座標來表達。例如，一紅色色譜即可藉以顏色座標CIEx:0.682來表達之。如此，將可生產製造出一種可控制CIE座標之有機發光顯示器。
本發明提供一種適用於顏色子像素之方法與裝置，其中顏色子像素之發射光，則是為同一波長區域中具有些微顏色上差異的兩個或多個光束之綜合作用。然而，其顏色上的差異將使得，具有相同顏色子像素在共振腔長度上相互不一致。
因此，本發明之第一態樣就是在提供一種適用於有機發光顯示面板的方法，有機發光顯示面板包含複數個顏色子像素，每一顏色子像素用以發射光，而其所發射出光的色譜係位於一波長範圍之一第一波長分佈中。此方法包含：配置至少一些顏色子像素，用以發射光，而其所發射出光的色譜係位於上述波長範圍之一第二波長分佈中。
綜合第一波長分佈之發射光與第二波長分佈之發射光，以提供綜合發射光。
根據本發明不同實施方式，第一波長分佈之色譜具有一第一譜寬，而第二波長分佈之色譜則具有一第二譜寬，其中第一波長分佈與第二波長分佈之一合併頻譜包含一第三譜寬，分別比第一譜寬與第二譜寬更寬。
根據本發明之一實施例，每一顏色子像素包含一發光元件，而發光元件包含一第一有機層與一第二有機層。第一有機層配置於一陽極層與一陰極層之間，第一有機層具有一第一厚度介於陽極層與陰極層之間，並且第一厚度用以發射光，而其發射光的色譜係位於第一波長分佈中。第二有機層配置於一陽極層與一陰極層之間，第二有機層具有一第二厚度介於陽極層與陰極層之間，並且第二厚度用以發射光，而其發射光的色譜係位於第二波長分佈中。每一第一有機層與第二有機層包含：一發射層介於陽極層與陰極層之間；一電洞傳輸層介於發射層與陽極層之間；以及一電子傳輸層介於發射層與陰極層之間。
每一第一有機層與第二有機層更包含一電洞注入層，介於電洞傳輸層與陽極層之間。
本發明之第二態樣係為一有機發光裝置，其包含：一陽極層；一陰極層；以及一第一有機層配置於陽極層與陰極層之間，而且第一有機層具有一第一厚度，用以發射光，而發射光的色譜係位於一波長範圍之一第一波長分佈中；以及一第二有機層配置於陽極層與陰極層之間，而且第二有機層具有與第一厚度相異之一第二厚度，用以發射光，而發射光的色譜係位於上述波長範圍之一第二波長分佈中。
本發明之第三態樣係為一有機發光顯示面板，其包含：複數個顏色子像素，每一顏色子像素包含一陽極層；一陰極層；一第一有機層配置於陽極層與陰極層之間，而且第一有機層具有一第一厚度，用以發射光，而其所發射出光的色譜係位於一波長範圍之一第一波長分佈中，其中至少一些顏色子像素包含一第二有機層，其配置於陽極層與陰極層之間，而且第二有機層具有與第一厚度相異之一第二厚度用以發射光，而其所發射出光的色譜係位於上述波長範圍之一第二波長分佈中。
根據本發明之不同實施方式，第一波長分佈之色譜具有一第一譜寬，而且第二波長分佈之色譜具有一第二譜寬，並且其中第一波長分佈與第二波長分佈之一合併頻譜具有一第三譜寬，分別比第一譜寬與第二譜寬更寬。
根據本發明之不同實施方式，每一顏色子像素包含一發光元件，而發光元件包含一第一有機層配置於一陽極層與一陰極層，而且第一有機層具有一第一厚度，用以發射光，而其所發射出光的色譜係位於波長範圍之一第一波長分佈中，以及一第二有機層，其配置於陽極層與陰極層之間，而且第二有機層具有與第一厚度相異之一第二厚度，用以發射光，而其所發射出光的色譜係位於波長範圍之一第二波長分佈中。
第一厚度與第二厚度之相差範圍可以介於0.5%至30%之間，其端視共振腔之共振階數。
根據本發明之不同實施方式，每一第一有機層與第二有機層包含：一發射層介於陽極層與陰極層之間；一電洞傳輸層介於發射層與陽極層之間；以及一電子傳輸層介於發射層與陰極層之間。
根據本發明之不同實施方式，每一第一有機層與第二有機層更包含一電洞注入層，介於電洞傳輸層與陽極層之間。
根據本發明之不同實施方式，複數個顏色子像素包含複數個紅色顏色子像素，其波長範圍介於600奈米長至640奈米長；複數個綠色顏色子像素，其波長範圍介於510奈米長至550奈米長；複數個藍色顏色子像素，其波長範圍介於440奈米長至480奈米長。
以下將藉由第4-16圖，來對本發明進行更進一步的解釋。
在一有機層配置於共振腔之有機發光二機體中，當共振腔的長度改變時，顏色空間的頻譜座標則隨之產生位移。顏色座標的位移代表著其發射光於顏色上的變化，而且顏色座標的位移是與色譜的寬度相關。一般來說，具有一較寬之頻譜寬度的頻譜，則對於顏色上的改變具有低的影響作用。舉例來說，就OLED而言，頻譜寬度將可隨著陰極層之厚度而改變。當陰極層之厚度由20奈米長減少至10奈米長，則色譜之寬度將增加超過100%。然而，具有較薄陰極層之OLED，其使用壽命與發光效率皆劣於具有較厚薄陰極層之OLED。
本發明提供一種方法，其可以在不顯著影響OLED之使用壽命下，增加色譜的寬度。根據本發明之各種實施方式，用於每一顏色子像素之OLED的色譜，係為兩個或多個大致相似顏色之色譜的綜合。舉例來說，用於紅色OLED之頻譜可以是CIEx:0.657與CIEx:0.682兩組成頻譜之綜合。當其中組成頻譜之頻譜寬度為23奈米長，則合成頻譜寬度約為35奈米長。為了產生上述之合成頻譜，每一顏色子像素具有兩個或多個像素段，而且每一像素段發射一不同組成頻譜之光束。如第4圖所示，顏色像素10具有三個顏色子像素R、G與B。顏色子像素R包含兩像素段241
與242
；顏色子像素G包含兩像素段251
與252
；顏色子像素B包含兩像素段261
與262
。
第5圖係繪示一顏色子像素R之側剖面的一示例。如第5圖所示，當有機層剖面之主要結構大似相同時，像素段242
中之共振腔的長度L2則大於像素段241
中之共振腔的長度L1。如第8A圖所示，如此一來，像素段24所發射的光束之色譜將為位移至較長之波長區域中。
然而，也可藉由增加有機層中之一或多層的厚度，來實現共振腔的變更。舉例來說，如第6A圖所示，僅有像素段241
中之層130(HIL)的厚度係不同於像素段242
之厚度，而像素段241
與像素段242
中之其餘層，於實質上分別對應相同。另外，於像素段241
與像素段242
中，其陽極層110之厚度與陰極層150之厚度分別對應相同。於此實施例中，可藉由沉積附加HIL物質於像素段242
上，以實現共振腔長度L1與L2的增長。
在本發明之各種實施方式中，HIL的組成成分，舉例來說，可以是聚3,4-乙烯二氧噻吩(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)；PEDOT)、(4,4 ',4"-tris(3-methylphenyl-phenylamino)-triphenylamine；MADATA)或銅酞菁(copper phthalocyanine；CuPc)，並且其厚度範圍則可以從1奈米長至300奈米長。HTL的組成成分，舉例來說，可以是(N,N’-bis-(1-naphthyl)-N,N’-diphenyl-1,1’-biphenyl-4,4’-diamine；NPB)或(4,4',4"
-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine；TCTA)，並且其厚度範圍則可以從1奈米長至300奈米長。EML的組成成分可以是主體材料，例如：有機金屬鉗合物(tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum；Alq3)或TCTA，並且其厚度範圍則可以從1奈米長至100奈米長。用於紅色顏色子像素之參雜物，舉例來說，可以為(4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolidy 1-9-enyl)-4H-pyran；DCJTB)或是(dicyanomethylene；DCM)。用於綠色顏色子像素之參雜物，舉例來說，可以為(coumarin 545 tetramethyl；C545T)或是(tris(2-phenylpyridine)iridium；Irppy3)。用於藍色顏色子像素之參雜物，舉例來說，可以為(9,10-di(2-naphthyl)anthracene；ADN)或是(Bis(4,6-difluorophenylpyridinato-N,C2)picolinatoiridium；Firpic)。ETL的組成成分，舉例來說，可以是Alq3、(2,2',2"-(1,3,5-benzenetryl)tris(1-phenyl)-1H-benzimidazol；TPBi)或是4，7一二苯基-1，10-鄰二氮雜菲(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline；Bphen)，並且其厚度範圍則可以從1奈米長至300奈米長。在一些實施方式中，電子注入層(EIL，未顯示)可以配置於ETL與陰極層之間。EIL的組成成分，舉例來說，可以是氟化鋰(LiF)、鈣(Ca)或是鎂(Mg)，並且其厚度範圍則可以從1奈米長至50奈米長。
一般來說，OLED的共振腔長度L是由其發射光之波長λ、折射率n與共振階數來決定之，其關係如下；
L=mλ/2n
接下來將粗略地計算共振腔長度，倘若令λ=620nm以及紅色子像素之折射率n=1.7，則可得到以下關係式
L=m*182.5nm,m=1,2,3,...
舉例來說，倘若m=2，則得到L接近於365奈米長。而當將共振腔長度增加3%時，色譜的位移量則會接近20奈米長。由於OLED可適用的波長範圍分別為：R:600~640奈米長、G:510~550奈米長以及B:440~480奈米長，因此共振腔長度的增加量範圍將可為0.5%至30%之間，並且端視其共振階數而定。
需要注意到的是，皆可調整任一上述有機層120-140，以改變共振腔的長度。於另一實施例中，如第6B圖所示，像素段241
中之層122(電洞傳輸層)不同於像素段242
之層122(電洞傳輸層)，然而像素段241
與像素段242
中之其餘層，於實質上分別對應相同。如第7圖所示，當一電壓施加於陰極層150與陽極層110之間時，像素段241
與像素段242
分別同時發射一光束221與一光束222。因為共振腔長度上的差異，使得像素段241
所發射之光束221與像素段242
所發射之光束222，在色譜的顏色座標上相異。如第8A圖所示，相較於像素段241
所發射之光束221的色譜241，像素段242
所發射之光束222的色譜242位移至較長之波長區。因此，如第8B圖所示，同時由像素段241
與像素段242
產生之發射光，具有較寬的色譜249。合成色譜249為色譜241與色譜242的綜合，如第8A圖所示。兩光束221與222之間的顏色偏移(如第7圖所示)較小，使得色譜241與242顯著地重疊。
然而，欲產生具有三個或多個像素段之顏色子像素，亦是有可能實現完成的。如第9圖所示，每一顏色子像素R、G、B具有三像素段。顏色子像素R具有三像素段241
、242
與243
。顏色子像素G具有三像素段251
、252
與253
。顏色子像素B具有三像素段261
、262
與263
。第10圖係繪示顏色子像素R之剖面圖。如第10圖所示，有機層具有三種不同厚度或共振腔長度L1、L2與L3。當一電壓施加於陰極層150與陽極層110之間時，像素段241
、242
與243
將同時分別發射具有不同色譜的三光束。合成色譜的寬度也將可進一步擴增。
根據本發明之不同實施方式，如第11圖所示，每一顏色子像素隨著不同共振腔長度而具有兩個或多個像素段。於一顏色子像素中之部分像素段，則可以與其餘兩顏色子像素相同。如第12A圖所示，當兩相鄰顏色像素列中之共振腔長度的增加量相同時，將得以配置一顏色像素列中，具有增長之共振腔長度的像素段，鄰接於另一列中之相似像素段。因此，如第12B圖所示，在自造過程中，將藉由沉積一附加層80於相關有機層上，使得全部六個像素段同時分別具有一增長的共振腔長度。亦或是，如第12C圖所示，每一顏色子像素列具有一獨立的附加層80。在本發明另一實施方式中，如第13圖所示，相鄰顏色像素列中之顏色子像素R、G、B的配置方式，皆不相同。然而，在本發明另一實施方式中，如第14圖所示，附加層80將可拆散成為複數個較小的區塊。此外，如第15圖所示，顏色子像素R、G、B的配置方式，將可使得同一像素中之一顏色子像素鄰接其餘兩顏色子像素。
於製造過程中，有機層厚度所存在的不均勻度，將會造成顏色子像素於顏色座標上的位移，其中當色譜愈窄時，其顏色偏移現象也就愈顯著。另外，藉由擴增色譜的寬度，顏色偏移現象就變得相對減緩許多。由此可知，擴增色譜的寬度，將能夠確切有效地降低放寬製造上的要求有效降低製造過程中的嚴謹要求。
另外，值得注意到的是，如第7圖所示，本發明適用於上部發光OLED。並且，如第16圖所示，本發明亦適用於下部發光OLED。
概括來說，本發明提供一種方法與裝置，其中顏色子像素之發射光，則是同一波長區域中具有些微顏色上差異的兩個或多個光束之綜合作用。而且，其顏色上的差異將使得，具有相同顏色子像素在共振腔長度上相互不一致。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．顯示面板
10．．．顏色像素
24．．．有機發光裝置
241
．．．像素段
242
．．．像素段
243
．．．像素段
25．．．有機發光裝置
26．．．有機發光裝置
80．．．附加層
100．．．基板
110．．．陽極層
120．．．電洞注入層
122．．．電洞傳輸層
130．．．發射層
140．．．電子傳輸層
150．．．陰極層
221．．．光束
222．．．光束
241．．．色譜
242．．．色譜
249．．．色譜
251
．．．像素段
252
．．．像素段
253
．．．像素段
261
．．．像素段
262
．．．像素段
263
．．．像素段
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖係繪示一種OLED面板之電路圖。
第2圖係繪示一種具有三個顏色子像素之典型像素。
第3圖係繪示一典型OLED之層結構圖。
第4圖係繪示根據本發明一實施方式之OLED中的像素。
第5圖係繪示根據本發明不同實施方式之像素的層剖面圖。
第6A圖係繪示根據本發明一實施方式之像素的層結構圖。
第6B圖係繪示根據本發明另一實施方式之像素的層結構圖。
第7圖係繪示根據本發明一實施方式之上部發光OLED。
第8A圖係繪示根據本發明不同實施方式之像素的層剖面圖。
第8B圖係繪示根據本發明不同實施方式之像素的綜合發射光之頻譜分佈。
第9圖係繪示根據本發明另一實施方式之OLED面板上的像素。
第10圖係繪示根據本發明另一實施方式之像素的剖面圖。
第11圖係繪示根據本發明不同實施方式之OLED像素。
第12A圖係繪示根據本發明一實施方式之相鄰兩像素。
第12B圖係繪示一共用層的應用，以實現第12A圖中所示之像素。
第12C圖係繪示每一像素上之共用層的應用。
第13圖係繪示四個相鄰像素上之共用層的應用。
第14圖係繪示以另一種方法實現像素中之不同層厚度。
第15圖係繪示像素上之三顏色子像素的另一種不同配置方式。
第16圖係繪本發明一實施方式之下部發光OLED。
10．．．顏色像素
241
．．．像素段
242
．．．像素段
251
．．．像素段
252
．．．像素段
261
．．．像素段
262
．．．像素段
Claims (11)
- 一種有機發光裝置，包含：一陽極層；一陰極層；以及一第一有機層配置於該陽極層與該陰極層之間，並且該第一有機層具有一第一厚度，用以發射光，而其所發射出光的一色譜係位於一波長範圍之一第一波長分佈中；以及一第二有機層配置於該陽極層與該陰極層之間，並且該第二有機層具有與該第一厚度相異之一第二厚度，用以發射光，而其所發射出光的一色譜係位於該波長範圍之一第二波長分佈中，其中該波長範圍介於600奈米長與640奈米長之間、介於510奈米長與550奈米長之間、或介於440奈米長與480奈米長之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，其中該第一波長分佈之該色譜具有一第一譜寬，而且該第二波長分佈之該色譜具有一第二譜寬，其中由該第一波長分佈與該第二波長分佈所合併之一合併頻譜包含一第三譜寬，分別比該第一譜寬與該第二譜寬更寬。
- 如申請專利範圍第2項所述之有機發光裝置，其中每一該第一有機層與該第二有機層包含：一發射層介於該陽極層與該陰極層之間； 一電洞傳輸層介於該發射層與該陽極層之間；以及一電子傳輸層介於該發射層與該陰極層之間。
- 如申請專利範圍第3項所述之有機發光裝置，其中每一該第一有機層與該第二有機層更包含一電洞注入層，介於該電洞傳輸層與該陽極層之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光裝置，更包含一第三有機層，配置於該陽極層與陰極層之間，而且該第三有機層具有與該第一厚度和該第二厚度相異之第三厚度，用以發射光，而其所發射出光的一色譜係位於該波長範圍之一第三波長分佈中。
- 一種有機發光顯示面板，包含：複數個顏色子像素，至少其中一該顏色子像素包含：一陽極層；一陰極層；以及一第一有機層配置於該陽極層與該陰極層之間，而且該第一有機層具有一第一厚度，用以發射光，而其所發射出光的一色譜係位於一波長範圍之一第一波長分佈中；以及一第二有機層配置於該陽極層與該陰極層之間，而且該第二有機層具有與該第一厚度相異之一第二厚度，用以發射光，而其所發射出光的一色譜係位於該 波長範圍之一第二波長分佈中，其中該至少一顏色子像素係選自一紅色子像素、一藍色子像素以及一綠色子像素中的一者。
- 如申請專利範圍第6項所述之有機發光顯示面板，其中該第一波長分佈之該色譜具有一第一譜寬，而且該第二波長分佈之該色譜具有一第二譜寬，其中由該第一波長分佈與該第二波長分佈所合併之一合併頻譜包含一第三譜寬，分別比該第一譜寬與該第二譜寬更寬。
- 如申請專利範圍第7項所述之有機發光顯示面板，其中每一該第一有機層與該第二有機層包含：一發射層介於該陽極層與該陰極層之間；一電洞傳輸層介於該發射層與該陽極層之間；以及一電子傳輸層介於該發射層與該陰極層之間。
- 如申請專利範圍第8項所述之有機發光顯示面板，其中每一該第一有機層與該第二有機層更包含一電洞注入層，介於該電洞傳輸層與該陽極層。
- 如申請專利範圍第6項所述之有機發光顯示面板，其中至少一該子像素更包含一第三有機層，配置於該陽極層與陰極層之間，並且該第三有機層，具有與該第一厚度和該第二厚度相異之第三厚度，用以發射光，而其所發射出光的一色譜係位於該波長範圍之一第三波長分佈 中。
- 如申請專利範圍第6項所述之有機發光顯示面板，其中該波長範圍介於600奈米長與640奈米長之間、介於510奈米長與550奈米長之間、或介於440奈米長與480奈米長之間。
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