TWI514916B - 影像顯示系統 - Google Patents

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TWI514916B TW099107766A TW99107766A TWI514916B TW I514916 B TWI514916 B TW I514916B TW 099107766 A TW099107766 A TW 099107766A TW 99107766 A TW99107766 A TW 99107766A TW I514916 B TWI514916 B TW I514916B
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Ryuji Nishikawa
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Description

影像顯示系統
本發明係有關於一種包含畫素結構之影像顯示系統，特別是關於一種包含有機電激發光裝置畫素結構之影像顯示系統。
近年來，有機電激發光裝置(organic light emission display，簡稱OLED)已經被大量應用在各式各樣產品的顯示元件上，其具有自發光、高亮度、廣視角、高應答速度及製程容易等特性。為達到全彩顯示的目的，不同顏色之彩色濾光片係進一步應用於有機電激發光裝置中。
第1圖繪示一美國專利US7,416,917所述之有機電激發光裝置元件的剖面圖，其係為一種上發光式有機電激發光裝置100，該結構除了一般有機電激發光裝置之下基板110、上基板120、有機電激發光單元112、114、及116外，更包含紅色彩色濾光片118R、藍色彩色濾光片118B、及綠色彩色濾光片118G，請參照第1圖。該習知有機電激發光裝置100雖然可達到全彩顯示的目的，然而，由於彩色濾光片(紅色彩色濾光片118R、藍色彩色濾光片118G、及綠色彩色濾光片118B)係直接形成於有機電激發光單元116之上，彩色濾光片與有機電激發光單元之間的介面119無法完全密合，因此非常容易造成空氣或水氣的殘留，造成有機電激發光裝置之穩定性及使用壽命降低。此外，由於彩色濾光片與有機電激發光單元之間沒有緩衝層或填充材料層，造成空隙(air gap)產生，因此易導致有機電激發光裝置在組裝或使用的過程中造成損傷，例如玻璃基板碎裂。
因此，業界急需一種新穎之有機電激發光裝置，解決習知技術之問題。
根據本發明一實施例提供一種影像顯示系統，包括：一畫素結構，及一填充層。其中，該畫素結構包括：一第一次畫素、一第二次畫素、及一第三次畫素，其中每一次畫素包括：一濾光片層、以及一對應該濾光片層之有機電激發光單元。其中，該第一次畫素之濾光片層、該第二次畫素之濾光片層、及該第三次畫素之濾光片層對於一用來硬化該填充層之光源，其穿透率具有以下關係：第一次畫素之濾光片層>第二次畫素之濾光片層>第三次畫素之濾光片層，且該第一次畫素與該第二次畫素之距離大於該第一次畫素與該第三次畫素之距離。
以下將配合圖示，以說明根據本發明所提供之包含有機電激發光裝置之影像顯示系統。
在本發明另一實施例中，請參照第2圖，係顯示根據本發明一實施例之影像顯示系統所包含之有機電激發光裝置200其畫素結構201。有機電激發光裝置200可為一上發光式(top-emission)全彩有機電激發光裝置。在畫素結構201中，畫素結構201可包含至少三個次畫素。在此實施例可例如為四個次畫素，包括：第一次畫素1、第二次畫素2、第三次畫素3、及第四次畫素4，其中第一次畫素1、第二次畫素2、第三次畫素3、及第四次畫素4分別具有一第一濾光片層2101、第二濾光片層2102、第三濾光片層2103、及第四濾光片層2104。舉例來說，第一次畫素1、第二次畫素2、第三次畫素3、及第四次畫素4可分別為一白色次畫素、一綠色次畫素、一藍色次畫素、及一紅色次畫素。此外，第一濾光片層2101、第二濾光片層2102、第三濾光片層2103、及第四濾光片層2104可擇自由紅色濾光片層、綠色濾光片層、藍色濾光片層、及白色濾光片層所組成之族群中。在畫素結構201中，次畫素1、2、3及4係配置於一下基板202及一上基板212之間，且畫素結構更具有複數之有機電激發光單元204。複數之有機電激發光單元204係分別對應次畫素1、2、3及4配置於下基板202之上表面，且一保護層(passivation layer) 206係順應性配置於複數之有機電激發光單元204之上，完全覆蓋有機電激發光單元204露出來之上表面及側壁。保護層206除了可用來隔絕有機電激發光單元204與後續形成的填充層接觸外，更可減少有機電激發光單元204與空氣或水氣的接觸。此外，一填充層208係配置於濾光片層2101、2102、2103及2104及有機電激發光單元204之間。接著，再利用一光源202對填充層進行硬化(curing)後，使得濾光片層2101、2102、2103、及2104與有機電激發光單元204之間完全由填充層208填滿。因此，在濾光片層2101、2102、2103、及2104與有機電激發光單元204之間便不會存有空隙(air gap)，如此便不會造成空氣或水氣的殘留，可增加有機電激發光單元204之穩定性及使用壽命，亦可增加整體有機電激發光裝置200的強度。此外，相鄰之次畫素1、2、3、或4所使用之濾光片層2101、2102、2103、及2104係以黑矩陣(black matrix) BM相隔，且黑矩陣BM可更進一步環繞每一濾光片層2101、2102、2103、及2104的周圍。
下基板202可為玻璃基板、塑膠基板、或是半導體基板，下基板202其上可形成任何所需的元件(例如薄膜電晶體)，不過此處為了簡化圖式，僅以平整的基板表示之。此外，根據本發明一實施例，一反射層(未繪示)可配置於該下基板202之上表面203，反射層之材質可包含銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、或其組合。畫素結構201所包含之有機電激發光單元204可為相同或不相同。根據本發明一實施例，有機電激發光單元204係為白光有機電激發光單元，可包含一對上電極及下電極，以及一有機電激發光複合層配置於上電極及下電極之間。上電極及下電極為一透明或半透明電極，材料可例如為：ITO(氧化銦錫、indium tin oxide)、IZO(氧化銦鋯、indium zinc oxide)、AZO(氧化鋁鋯、aluminum zinc oxide)、ZnO(氧化鋯、zinc oxide)、SnO2 (二氧化錫)、In2 O3 (三氧化二銦)，Al(鋁)，Cu(銅)，Mo(鉬)，Ti(鈦)，Pt(鉑)，Ir(銥)，Ni(鎳)，Cr(鉻)，Ag(銀)，Au(金)或是其組合，形成方式可例如為濺鍍、電子束蒸鍍(electron beam evaporation)、熱蒸鍍(thermal evaporation)、或化學氣相沉積(chemical vapor deposition)。有機電激發光複合層可至少包含一發光層(light emitting layer)，且更可以包含電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、或是電子注入層。有機電激發光複合層之各膜層可分別為小分子有機電激發光材料或高分子有機電激發光材料，若為小分子有機發光二極體材料，可利用真空蒸鍍方式形成有機發光二極體材料層；若為高分子有機發光二極體材料，則可使用旋轉塗佈、噴墨或網版印刷等方式形成有機發光二極體材料層。此外，有機電激發光複合層之每一發光層可包含一有機電激發光材料及一摻雜物(dopant)，熟悉本技術者可視所使用之有機電激發光材料及所需之元件特性而改變所搭配的摻雜物之摻雜量。摻雜物可為能量傳移(energy transfer)型摻雜材料或是載體捕集(carrier trapping)型摻雜材料。有機電激發光材料可為螢光(fluorescence)發光材料。而在本發明之某些實施例中，有機電激發光材料亦可為磷光(phosphorescence)發光材料。熟悉本技術者可視所使用之有機電激發光材料及所需之元件特性而改變有機電激發光單元204，因此，有機電激發光單元204之膜層組成及材質非關本發明之特徵，非為限制本發明範圍之依據。保護層206之材質可例如為氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、氮化矽、氮氧化矽或其結合。填充層208可形成於保護層206之上，用來組裝上基板202及下基板212。填充層208之材質可為紫外光或可見光可聚合材料，例如光可聚合樹脂，形成方式可為旋轉塗佈、噴墨或網版印刷。在本發明某些實施例，用來硬化該填充層208之光源較佳係具有一波長不大於430nm，較佳係介於190-430nm之間(。上基板212係為一透光基板，材質可為玻璃或塑膠。
根據本發明一實施例，包含本發明所述之畫素結構201之有機電激發光裝置200之製造方法，可分為兩部份。首先，第一部份的製程包括：在下基板202之上表面203形成複數之有機電激發光單元204，接著順應性形成一保護層206於有機電激發光單元204之上。接著，坦覆性形成填充層208於保護層206之上。接著，進行第二部份的製程：在上基板212之下表面205形成濾光片層2101、2102、2103、2104及黑矩陣BM。接著，將第一部份及第二部份組裝，使得填充層208與濾光片層及黑矩陣密合。最後，再利用一光源對填充層208進行硬化(例如UV硬化)。
值得注意的是，第一濾光片層2101、第二濾光片層2102、第三濾光片層2103、及第四濾光片層2104係具有不同之穿透波長，因此第一濾光片層2101、第二濾光片層2102、第三濾光片層2103、及第四濾光片層2104對於該光源220具有不同之穿透率。本發明之技術特徵之一，即在於第一濾光片層2101、第二濾光片層2102、第三濾光片層2103、及第四濾光片層2104之穿透率(transmittance)具有以下關係：第一次畫素1之第一濾光片層2101>第二次畫素2之第二濾光片層2102>第三次畫素3之第三濾光片層2103>第四次畫素4之第四濾光片層2104。
為避免填充層無法完全硬化而產生未硬化區域，在此實施例所述之有機電激發光裝置，其畫素結構包含具有特 定排列方式之次畫素(詳述於下)，讓光源220較易進入填充層，使得填充層完全硬化，不會有硬化不完全的狀況發生。
請參照第3圖，係為第2圖所述之畫素結構201其濾光片層及黑矩陣的放大示意圖。在本發明中，任兩次畫素間的“距離”係指該兩次畫素各自之濾光片層間的最短距離。在該實施例中，第一次畫素1及第二次畫素2之距離X係大於第一次畫素1及第三次畫素3之距離Y及第一次畫素1及第四次畫素4之距離Z至少其中之一者。換言之，在該實施例中，對光源220具有較大穿透率之第一次畫素1及第二次畫素2係被一具有較低穿透率之第三次畫素3(亦或可為第四次畫素4)隔開。如此一來，光源220可較均勻的進入，使得填充層之硬化程度更完全，避免產生未硬化區域。
在本發明一實施例中，有機電激發光裝置的製程，首先，係先決定填充層之組成(填充層之材質可例如為光硬化材料，例如環氧樹脂、丙烯酸酯、聚脂、或聚氨脂，像是T58-UR009(由Nagasa所製造販售))，及用來照射該填充層208之光源的波長範圍(例如波長在190-430nm的光源)。接著，請參照第4圖，係顯示白、藍、綠、紅四種彩色濾光片在波長範圍300~700nm的穿透率，其中本實施例係以波長小於430nm的光源進行照射。對照第4圖，可以得知對於此波長的光源而言，白色次畫素之穿透率>藍色次畫素之穿透率>紅色次畫素之穿透率>綠色次畫素之穿透率，因此，在此實施例中，畫素結構中次畫素的排列方式必需符 合：白色次畫素及藍色次畫素的距離>白色次畫素及第綠色次畫素之距離，或白色次畫素及藍色次畫素的距離>白色次畫素及紅色次畫素之距離。依據上述，次畫素排列的順序可例如：白光次畫素、紅光次畫素、藍光次畫素、及綠光次畫素，或是白光次畫素、綠光次畫素、藍光次畫素及紅光次畫素。
在本發明一實施例中，有機電激發光裝置200可包含複數個畫素結構201及一週邊區域250環繞該畫素結構201，且其次畫素可以條狀(stripe)方式依第一次畫素1(例如白色次畫素)、第三次畫素3(例如紅色次畫素)、第二次畫素2(例如藍色次畫素)、及第四次畫素4(例如綠色次畫素)的順序排列，請參照第5圖，此排列順序係為符合第4圖所述之特殊排列)。請參照第6圖，係為第5圖所述之畫素結構201，延6-6’切線之濾光片層及黑矩陣的放大示意圖，在此，該週邊區域250可包含一藍光濾光片層，用以加強填充層的硬化效果。在本發明另一實施例中，對光源220具有較大穿透率之第一次畫素1及第二次畫素2亦可被具最低穿透率之第四次畫素4所隔開，也就是次畫素係依第一次畫素1(例如白色次畫素)、第四次畫素4(例如綠色次畫素)、第二次畫素2(例如藍色次畫素)、及第三次畫素3(例如紅色次畫素)的順序進行排列，請參照第7圖。
此外，在本發明另一實施例中，有機電激發光裝置200所包含之複數個畫素結構201，其次畫數亦可以馬賽克(mosaic)方式，其排列方式可依第一次畫素1(例如白色次畫素)、第三次畫素3(例如紅色次畫素)、第二次畫素2(例如 藍色次畫素)、及第四次畫素4(例如綠色次畫素)的順序排列，或是可依第一次畫素1(例如白色次畫素)、第四次畫素4(例如綠色次畫素)、第二次畫素2(例如藍色次畫素)、及第三次畫素3(例如紅色次畫素)的順序排列，請分別參照第8圖及第9圖(各次畫素之濾光片層對硬化光源220之穿透率(transmittance)的關係為：第一次畫素1之濾光片層2101>第二次畫素2之第二濾光片層2102>第三次畫素3之第三濾光片層2103>第四次畫素4之第四濾光片層2104)。
在本發明其他實施例中，有機電激發光裝置200所包含之複數個畫素結構201，其次畫數亦可以三角形(delta)方式排列，其排列方式可依第一次畫素1(例如白色次畫素)、第三次畫素3(例如紅色次畫素)、第二次畫素2(例如藍色次畫素)、及第四次畫素4(例如綠色次畫素)的順序排列，或是可依第一次畫素1(例如白色次畫素)、第四次畫素4(例如綠色次畫素)、第二次畫素2(例如藍色次畫素)、及第三次畫素3(例如紅色次畫素)的順序排列，請分別參照第10圖及第11圖(各次畫素之濾光片層對硬化光源220之穿透率(transmittance)的關係為：第一次畫素1之濾光片層2101>第二次畫素2之第二濾光片層2102>第三次畫素3之第三濾光片層2103>第四次畫素4之第四濾光片層2104)。
值得注意的是無論是那種排列方式，在畫素結構201中，第一次畫素1及第二次畫素2之距離X係大於第一次畫素1及第三次畫素3之距離Y及第一次畫素1及第四次畫素4之距離Z至少其中之一者。
第12圖係繪示出根據本發明另一實施例之影像顯示系統方塊示意圖，其可實施於顯示裝置300或電子裝置500，例如筆記型電腦、行動電話、數位相機、個人數位助理、桌上型電腦、電視機、車用顯示器、或攜帶式數位影音光碟播放器。根據本發明之有機電激發光裝置200可設置於顯示裝置300，而顯示裝置300可為全彩有機電激發光裝置。在其他實施例中，顯示裝置300可設置於電子裝置500中。如第12圖所示，電子裝置500包括：顯示裝置300及輸入單元350。輸入單元350係耦接至顯示裝置300，用以提供輸入信號(例如，影像信號)至顯示裝置300以產生影像。
雖然本發明已以實施例揭露如上，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，當可作些許之更動與潤飾，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基準。
1．．．第一次畫素
2．．．第二次畫素
3．．．第三次畫素
4．．．第四次畫素
100．．．上發光式有機電激發光裝置
110．．．下基板
120．．．上基板
112、114、及116．．．有機電激發光單元
118R．．．紅色彩色濾光片
118B．．．藍色彩色濾光片
118G．．．綠色彩色濾光片
119．．．彩色濾光片與有機電激發光單元之間的介面
200．．．有機電激發光裝置
201．．．畫素結構
202．．．下基板
203．．．下基板之上表面
204．．．有機電激發光單元
205．．．上基板之下表面
206．．．保護層
208．．．填充層
2101．．．第一濾光片層
2102．．．第二濾光片層
2103．．．第三濾光片層
2104．．．第四濾光片層
212．．．上基板
220．．．光源
250．．．週邊區域
300．．．顯示裝置
350．．．輸入單元
500．．．電子裝置
BM．．．黑矩陣
第一次畫素及第二次畫素之距離X；
第一次畫素及第三次畫素之距離Y；以及
第一次畫素及第四次畫素之距離Z。
第1圖係繪示一習知技術所述之上發光式有機電激發光裝置的剖面圖。
第2圖係繪示本發明另一實施例所述之有機電激發光裝置的剖面圖。
第3圖係繪示第4圖所述之有機電激發光裝置其畫素結構之濾光片層及黑矩陣的放大示意圖。
第4圖係繪示白、藍、綠、紅四種彩色濾光片其穿透率與不同波長光源的關係圖。
第5圖係繪示本發明一實施例所述之有機電激發光裝置其畫素結構示意圖，其中該等次畫素以條狀(stripe)方式排列。
第6圖係繪示第5圖所述之有機電激發光裝置其畫素結構，延6-6’切線之濾光片層及黑矩陣的放大示意圖
第7圖係繪示本發明另一實施例所述之有機電激發光裝置其畫素結構示意圖，其中該等次畫素以條狀(stripe)方式排列。
第8及9圖係繪示本發明實施例所述之有機電激發光裝置其畫素結構示意圖，其中該等次畫素以馬賽克(mosaic)方式排列。
第10及11圖係繪示本發明實施例所述之有機電激發光裝置其畫素結構示意圖，其中該等次畫素以三角形(delta)方式排列。
第12圖係繪示出根據本發明一實施例所述之影像顯示系統方塊示意圖。
1．．．第一次畫素
2．．．第二次畫素
3．．．第三次畫素
4．．．第四次畫素
200．．．有機電激發光裝置
201．．．畫素結構
202．．．下基板
203．．．下基板之上表面
204．．．有機電激發光單元
205．．．上基板之下表面
206．．．保護層
208．．．填充層
2101．．．第一濾光片層
2102．．．第二濾光片層
2103．．．第三濾光片層
2104．．．第四濾光片層
212．．．上基板
220．．．光源

Claims (11)

  1. 一種影像顯示系統，包括：一畫素結構，包括：一填充層；以及一第一次畫素、一第二次畫素、及一第三次畫素，其中每一次畫素包括一濾光片層；以及一有機電激發光單元，對應該濾光片層設置，其中，該第一次畫素之濾光片層、該第二次畫素之濾光片層、及該第三次畫素之濾光片層對於一波長介於190-430nm之用來硬化該填充層之光源，其穿透率具有以下關係：第一次畫素濾光片層>第二次畫素濾光片層>第三次畫素濾光片層，且該第一次畫素與該第二次畫素之距離大於該第一次畫素與該第三次畫素之距離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該畫素結構更包含一第四畫素，且該第四畫素包括一濾光片層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之影像顯示系統，其中該第一次畫素之濾光片層、該第二次畫素之濾光片層、該第三次畫素之濾光片層、及該第四次畫素之濾光片層對於該用來硬化該填充層之光源，其穿透率具有以下關係：第一次畫素濾光片層>第二次畫素濾光片層>第三次畫素濾光片層>第四次畫素濾光片層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之影像顯示系統，其中該次畫素的排列順序係為白光次畫素、紅光次畫素、藍光次畫素、及綠光次畫素。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之影像顯示系統，其中該次畫素的排列順序係為白光次畫素、綠光次畫素、藍光次畫素、及紅光次畫素。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該次畫素之排列方式係為條狀(stripe)排列。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該次畫素之排列方式係為馬賽克(mosaic)排列。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該次畫素之排列方式係為三角形(delta)排列。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包含一顯示裝置，該顯示裝置包含該有機電激發光裝置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之影像顯示系統，更包含：一電子裝置，其中該電子裝置包含：該顯示裝置；以及一輸入單元，與該顯示裝置耦接，其中該輸入單元係傳輸一訊號至該顯示裝置以產生影像。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之影像顯示系統，其中該電子裝置為行動電話、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器、或攜帶式數位影音光碟播放器。
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