TWI578516B - 反射式有機發光二極體顯示裝置及其像素單元之引導配置方法 - Google Patents

Description

反射式有機發光二極體顯示裝置及其像素單元之引導配置方法

本發明涉及一種反射式有機發光二極體及其引導配置方法，特別是將反射式有機發光二極體作為像素單元，並且在底板上引導配置像素單元呈現馬賽克圖像之反射式有機發光二極體顯示裝置及其像素單元之引導配置方法。

近年來，隨著環保意識抬頭，節能減碳的觀念與日俱增，有機發光二極體（Organic Light-Emitting Diode, OLED）因其具有自發光、視角廣、反應時間快、亮度高、低操作電壓、厚度薄、可撓式、製程簡單等等眾多優點，所以受到學術界與產業界的高度重視，並且期許能夠廣泛運用在各種顯示裝置中。

眾所皆知，顯示裝置通常有兩種顯示方式，第一種是靜態顯示；第二種則是動態顯示。傳統上，基於有機發光二極體的顯示裝置為了同時支援這兩種顯示，通常會採用比較耗電的硬體架構，以便滿足動態顯示的需求。然而，倘若僅需要靜態顯示，特別是專門顯示顏色不會變化的圖像時，如：靜態的廣告看板、價目表、裝飾圖像等等。傳統的硬體架構將無法充分發揮有機發光二極體的節能效益。

一般而言，無論是動態顯示或靜態顯示，為了避免因環境光的反射而導致降低閱讀舒適性，通常會增加驅動電流或電壓以提高有機發光二極體的亮度，達到抗衡外界的環境光的目的。然而，透過增加驅動電流或電壓的方式非常耗費電能，這將造成有機發光二極體具有節能效率不夠理想的問題。

有鑑於此，便有廠商提出增加一層吸收層，利用光學干涉法消除反射光，以便增加有機發光二極體的對比度。然而，此方式無法充分利用環境光，所以在顯示時必須持續消耗電能以產生自發光作為顯示光源，故上述方式存在節能效率不佳的問題。另外，亦有廠商為了利用反射光，提出以微機電系統（Micro Electro Mechanical Systems, MEMS）作為顯示裝置的控制結構，使顯示裝置內部產生不同深度的共振腔。當環境光抵達顯示器時，每個共振腔的深度決定了光的波長（和顏色）反應，每個共振腔代表了一個子像素（其顏色為三原色其中之一），並且以三個不同深度的共振腔組成反射式彩色顯示裝置的其中一個像素來呈現三原色。如此一來，便能夠充分利用反射光來提高節能效率，然而，此方式需持續透過靜電驅動微機電系統，並且與一般有機發光二極體相較之下，其製程較為複雜且耗電。

近年來，更有人提出反射式有機發光二極體的技術，利用環境光作為光源，以及透過預設的共振腔深度來決定顏色，並且在無環境光的情況下以施加電壓產生自發光。如此一來，反射式有機發光二極體在具有環境光的情況下，無需消耗電能便能呈現相應於共振腔深度的顏色，而在無環境光的情況下才需消耗電能產生自發光來呈現相應於共振腔深度的顏色，故省電效果更佳。然而，此一方式將使反射式有機發光二極體的顏色受限於預設的共振腔深度，所以較適合應用在顯示預先繪製好且不會改變的圖像上，故具有可用性不佳的問題。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在反射式有機發光二極體可用性不佳之問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

本發明揭露一種反射式有機發光二極體顯示裝置及其像素單元之引導配置方法。

首先，本發明揭露一種反射式有機發光二極體顯示裝置，此裝置包含：底板及像素單元。所述底板包含第一電極接點及第二電極接點；所述像素單元用以設置在底板上，每一像素單元包含基板、第一電極、第二電極、電洞傳輸層及有機發光層。其中，基板用以透射入射光及反射光；第一電極用以與所述第一電極接點電性連接，以及在施加電壓時產生電洞；第二電極包含第一金屬層、摻雜層及第二金屬層，所述第二金屬層與所述第二電極接點電性連接，用以在施加電壓時產生電子；電洞傳輸層用以傳輸第一電極產生的電洞；以及有機發光層用以在施加電壓時復合所述電洞與所述電子以產生自發光，並且以此自發光改變反射光的預設波長，其中，有機發光層、電洞傳輸層、第一金屬層及摻雜層形成共振腔，此共振腔對入射光進行光學干涉以產生預設波長的反射光。

另外，本發明揭露一種反射式有機發光二極體顯示裝置的像素單元之引導配置方法，其步驟包括：提供反射式有機發光二極體形成的像素單元，每一像素單元呈現單一色彩；由底板接收圖像，並且調整此圖像以符合所述底板之顯示尺寸；將調整後的圖像進行馬賽克處理以轉換為馬賽克圖像；在底板上標示馬賽克圖像對應之不同色彩，用以引導配置相應色彩的像素單元呈現馬賽克圖像。

本發明所揭露之裝置與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過提供反射式有機發光二極體形成的多個像素單元，以及由底板接收圖像並進行馬賽克處理以轉換為馬賽克圖像，且在底板上標示馬賽克圖像對應之不同色彩，引導配置相應色彩的像素單元呈現馬賽克圖像。

透過上述的技術手段，本發明可以達成提高反射式有機發光二極體的可用性之技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

在說明本發明所揭露之反射式有機發光二極體顯示裝置及其像素單元之引導配置方法之前，先對本發明所自行定義的名詞作說明，本發明所述的像素單元是指反射式有機發光二極體，能夠根據其預設的共振腔深度呈現相應的色彩，並且作為馬賽克圖像的其中一個色塊。

以下配合圖式對本發明反射式有機發光二極體顯示裝置及其像素單元之引導配置方法做進一步說明，請先參閱「第1圖」，「第1圖」為本發明反射式有機發光二極體顯示裝置之裝置剖面圖，此裝置包含：底板10及像素單元20。在底板10的部分，其包含第一電極接點11及第二電極接點12。在實際實施上，第一電極接點11及第二電極接點12可為凸設或凹設在底板10的吸磁式元件，以便透過磁力與像素單元20的第一電極22及第二電極25電性連接。另外，底板10還可包含引導模組，用以根據圖像產生馬賽克圖像，並且在底板10上標示馬賽克圖像對應之不同色彩，以引導使用者設置具有相應色彩的像素單元20來呈現馬賽克圖像，稍後將配合圖式針對此部分進行詳細說明。

在像素單元20的部分，其用以設置在底板10上，每一個像素單元20包含基板21、第一電極22、第二電極25、電洞傳輸層23及有機發光層24。其中，基板21用以透射入射光27及反射光28，所述入射光27為環境光，所述反射光28則是入射光27的反射或有機發光層24之光源的反射所產生。在實際實施上，基板21可使用可撓式基板，所述可撓式基板的材質可選自聚酯薄膜、塑膠或超薄玻璃。特別要說明的是，所述基板21並未侷限於上述列舉的各種材質，任何能夠作為基板的材質皆不脫離本發明的應用範疇。

第一電極22用以與第一電極接點電性連接，以及在施加電壓時產生電洞。其形成方式可利用物理氣相蒸鍍（Physical Vapor Deposition, PVD）、真空蒸鍍、旋轉塗佈等等之方式將氧化銦錫（Indium Tin Oxide, ITO）設置於基板21上。在實際實施上，此第一電極22可為陽極的透明導電薄膜。

第二電極25包含第一金屬層251、摻雜層252及第二金屬層253，第二金屬層253與所述第二電極接點12電性連接，用以在施加電壓時產生電子。在實際實施上，第一金屬層251可為厚度“2.5nm＂的“鋁（Al）＂材質、摻雜層252可為厚度“20nm~100nm＂的“Alq3:Ag＂材質，其中“Alq3＂與“Ag＂的比例可為“10:1＂，所述第二金屬層253可為厚度“100nm＂的“鋁（Al）＂材質。其中，第一金屬層251與摻雜層252之間還可形成一層“銀（Ag）＂材質，或是在第二電極25與有機發光層24之間形成一層“LiF＂材質。

電洞傳輸層23用以傳輸第一電極22產生的電洞。當第一電極22產生電洞時，電洞傳輸層23即可將來自第一電極22的電洞傳輸至有機發光層24。在實際實施上，電洞傳輸層23可選用三芳香胺衍生物（triarylamine derivatives），如：“NPB＂、“TPD＂、“PVK＂、……之材質。這些材質在電場下有較高的電洞流動率，可以大幅改善發光效率。除此之外，在電洞傳輸層23與第一電極22的接面還可塗佈一層“銅酞菁（copper phthalocyanine, CuPc）＂材質以增加電洞從第一電極22注入電洞傳輸層23的效率，進而改善氧化銦錫與電洞傳輸層23之間的位能障礙。

有機發光層24用以在施加電壓時，復合（Recombination）由第一電極22產生的電洞以及由第二電極25產生的電子，進而釋放出能量產生自發光並且因為混光而改變反射光28的預設波長。特別要說明的是，有機發光層24、電洞傳輸層23、第一金屬層251及摻雜層252會形成共振腔26，在第一電極22及第二電極25未施加電壓的情況下，此共振腔26會對入射光27進行光學干涉，如：建設性干涉（Constructive Interference）或破壞性干涉（Desstructive Inteference），以便產生預設波長的反射光28。所述預設波長是指能夠顯示顏色（如：紅、橙、黃、綠、藍……等等）的可見光範圍，以顯示藍色為例，其預設波長為“400nm至480nm＂。至於使共振腔26產生預設波長的方式則可透過調整有機發光層24及電洞傳輸層23的厚度來達成，舉例來說，將電洞傳輸層23的厚度設為“60nm＂、有機發光層24的厚度設為“60nm＂，並且同時搭配其他各層的厚度，如：第一金屬層251的厚度設為“2.5nm＂及摻雜層252的厚度為“80nm＂時，共振腔26對入射光27進行光學干涉後，其反射光28會使像素單元20所呈現的顏色趨近於藍色。藉由調整上述共振腔26中的各層厚度，像素單元20即可根據反射光28的不同波長而呈現相應的顏色。另外，由於有機發光層24產生的自發光會和入射光27在共振腔26中進行混光，以及改變反射光28的預設波長，因此，亦可施加不同的電壓產生不同波長的自發光用以與入射光27進行混光，進而使像素單元20呈現不同的顏色。要補充說明的是，本發明適用於無施加電壓及施加電壓等兩種狀態，當環境光強度足夠時，由於共振腔26進行破壞性干涉或建設性干涉，使入射光27反射特定波長成為反射光28並呈現相應顏色，所以此時無需施加電壓，使用者即可辨識像素單元20所呈現的顏色；當環境光不足時，則可施加電壓使有機發光層24產生自發光作為顯示光源，此時使用者同樣可辨識像素單元20所呈現的顏色。

接著，請參閱「第2圖」，「第2圖」為本發明反射式有機發光二極體顯示裝置的像素單元之引導配置方法，其步驟包括：提供反射式有機發光二極體形成的多個像素單元20，每一像素單元20呈現單一色彩（步驟210）；由底板10接收圖像，並且調整此圖像以符合所述底板之顯示尺寸（步驟220）；將調整後的圖像進行馬賽克處理以轉換為馬賽克圖像（步驟230）；在底板10上標示馬賽克圖像對應之不同色彩，用以引導配置相應色彩的所述像素單元20呈現所述馬賽克圖像（步驟240）。透過上述步驟，即可透過提供反射式有機發光二極體形成的多個像素單元20，以及由底板10接收圖像並進行馬賽克處理以轉換為馬賽克圖像，且在底板10上標示馬賽克圖像對應之不同色彩，引導配置相應色彩的像素單元20呈現馬賽克圖像。在實際實施上，底板10上標示馬賽克圖像對應之不同色彩的像素單元20，其標示方式可透過驅動底板10上的顯示元件（如：發光二極體）來實現，用以透過顯示元件的色彩引導使用者配置相應色彩的像素單元20，其配置方式可以吸磁式元件將相應色彩的像素單元20吸附在底板10。另外，底板10亦可透過有線網路或無線網路自遠端裝置（如：伺服器）接收圖像，或是透過連接埠接收圖像，所述連接埠包含但不限於並列埠、串列埠、網路埠、通用序列傳輸埠及紅外線傳輸埠等等。

以下配合「第3圖」至「第5B圖」以實施例的方式進行如下說明，請先參閱「第3圖」，「第3圖」為本發明底板之示意圖。在實際實施上，底板10除了具有第一電極接點11及第二電極接點12之外，還可透過引導模組310利用顯示元件13標示馬賽克圖像對應之不同色彩，以引導使用者設置具有相應色彩的像素單元20呈現馬賽克圖像。所述引導模組310可使用系統單晶片實現，用以將圖像轉換為馬賽克圖像，並且驅動各顯示元件13顯示馬賽克圖像中的相應位置的色塊所對應的色彩。

如「第4圖」所示意，「第4圖」為本發明反射式有機發光二極體顯示裝置的另一實施例之示意圖。在實際實施上，第一電極接點11及第二電極接點12可以電性連接吸磁式元件或本身即為吸磁式元件，像素單元20的第一電極22及第二電極25同樣可電性連接吸磁式元件或本身即為吸磁式元件。如此一來，第一電極22可吸附在第一電極接點11，第二電極25可吸附在第二電極接點12並導電以使有機發光層24產生自發光。特別要注意的是，在此實施例中，為了不對入射光27及反射光28造成影響，底板10為透明材質，如：透明玻璃、透明壓克力等等。

如「第5A圖」及「第5B圖」所示意，「第5A圖」及「第5B圖」為應用本發明引導配置像素單元之示意圖。前面提到，底板10還可包含引導模組310，用以根據圖像產生馬賽克圖像，並且在底板10上標示馬賽克圖像對應之不同色彩，以引導使用者設置具有相應色彩的像素單元20來呈現馬賽克圖像。假設圖像呈現“S＂，引導模組310會先根據尺寸調整此圖像，接著進行馬賽克處理以形成馬賽克圖像，然後，在底板10上以顯示元件13標示此馬賽克圖像對應之不同色彩，如「第5A」圖所示意的顯示元件13a顯示相應色彩。此時，使用者可以根據顯示元件13a的色彩選擇具有相同色彩的像素單元20，如「第5B圖」所示意設置於相應位置，至此，完成引導配置相應色彩的像素單元20呈現馬賽克圖像。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過提供反射式有機發光二極體形成的多個像素單元，以及由底板接收圖像並進行馬賽克處理以轉換為馬賽克圖像，且在底板上標示馬賽克圖像對應之不同色彩，引導配置相應色彩的像素單元呈現馬賽克圖像，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而達成提高反射式有機發光二極體的可用性之技術功效。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，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，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧底板
11‧‧‧第一電極接點
12‧‧‧第二電極接點
13‧‧‧顯示元件
13a‧‧‧顯示元件
20‧‧‧像素單元
21‧‧‧基板
22‧‧‧第一電極
23‧‧‧電洞傳輸層
24‧‧‧有機發光層
25‧‧‧第二電極
26‧‧‧共振腔
27‧‧‧入射光
28‧‧‧反射光
251‧‧‧第一金屬層
252‧‧‧摻雜層
253‧‧‧第二金屬層
310‧‧‧引導模組
步驟210‧‧‧提供反射式有機發光二極體形成的多個像素單元，每一像素單元呈現一色彩
步驟220‧‧‧由一底板接收一圖像，並且調整該圖像以符合該底板之顯示尺寸
步驟230‧‧‧將調整後的該圖像進行馬賽克處理以轉換為一馬賽克圖像
步驟240‧‧‧在該底板上標示該馬賽克圖像對應之不同色彩，用以引導配置相應色彩的所述像素單元呈現該馬賽克圖像

第1圖為本發明反射式有機發光二極體顯示裝置之裝置剖面圖。 第2圖為本發明反射式有機發光二極體顯示裝置的像素單元之引導配置方法之方法流程圖。 第3圖為本發明底板之示意圖。 第4圖為本發明反射式有機發光二極體顯示裝置的另一實施例之示意圖。 第5A圖及第5B圖為應用本發明引導配置像素單元之示意圖。

10‧‧‧底板

11‧‧‧第一電極接點

12‧‧‧第二電極接點

20‧‧‧像素單元

21‧‧‧基板

22‧‧‧第一電極

23‧‧‧電洞傳輸層

24‧‧‧有機發光層

25‧‧‧第二電極

26‧‧‧共振腔

27‧‧‧入射光

28‧‧‧反射光

251‧‧‧第一金屬層

252‧‧‧摻雜層

253‧‧‧第二金屬層

Claims (9)

1. 一種反射式有機發光二極體顯示裝置，該裝置包含：一底板，該底板包含多個第一電極接點、多個第二電極接點及一引導模組，該引導模組用以根據一圖像產生一馬賽克圖像，並且在該底板上標示該馬賽克圖像對應之不同色彩，以引導設置具有相應色彩的多個像素單元呈現該馬賽克圖像；以及多個像素單元，用以設置在該底板上，每一像素單元包含：一基板，用以透射一入射光及一反射光；一第一電極，用以與所述第一電極接點電性連接，以及在施加電壓時產生電洞；一第二電極，該第二電極包含一第一金屬層、一摻雜層及一第二金屬層，該第二金屬層與所述第二電極接點電性連接，用以在施加電壓時產生電子；一電洞傳輸層，用以傳輸該第一電極產生的所述電洞；以及一有機發光層，用以在施加電壓時復合所述電洞與所述電子以產生一自發光，並且以該自發光改變該反射光的一預設波長，其中，該有機發光層、該電洞傳輸層、該第一金屬層及該摻雜層形成一共振腔，該共振腔對該入射光進行光學干涉以產生該預設波長的該反射光。
2. 根據申請專利範圍第1項之反射式有機發光二極體顯示裝置，其中該有機發光層是以施加電壓的大小調整該自發光的波長並同時改變該反射光的波長。
3. 根據申請專利範圍第1項之反射式有機發光二極體顯示裝置，其中該第一電極及該第二電極分別電性連接一吸磁式元件，所述吸磁式元件設置於所述像素單元的同一側，用以與相應的所述第一電極接點及所述第二電極接點電性連接。
4. 根據申請專利範圍第1項之反射式有機發光二極體顯示裝置，其中該第一電極及該第二電極凸設於該基板，用以與相應的所述第一電極接點及所述第二電極接點電性連接。
5. 一種反射式有機發光二極體顯示裝置的像素單元之引導配置方法，其步驟包括：提供反射式有機發光二極體形成的多個像素單元，每一像素單元呈現一色彩；由一底板接收一圖像，並且調整該圖像以符合該底板之顯示尺寸；將調整後的該圖像進行馬賽克處理以轉換為一馬賽克圖像；以及在該底板上標示該馬賽克圖像對應之不同色彩，用以引導配置相應色彩的所述像素單元呈現該馬賽克圖像。
6. 根據申請專利範圍第5項之反射式有機發光二極體顯示裝置的像素單元之引導配置方法，其中該底板上標示該馬賽克圖像對應之 不同色彩的所述像素單元之步驟係驅動該底板上的一顯示元件以進行標示。
7. 根據申請專利範圍第5項之反射式有機發光二極體顯示裝置的像素單元之引導配置方法，其中該底板係透過有線網路或無線網路自一遠端裝置接收該圖像。
8. 根據申請專利範圍第5項之反射式有機發光二極體顯示裝置的像素單元之引導配置方法，其中該底板係透過一連接埠接收該圖像，該連接埠包含並列埠、串列埠、網路埠、通用序列傳輸埠及紅外線傳輸埠。
9. 根據申請專利範圍第5項之反射式有機發光二極體顯示裝置的像素單元之引導配置方法，其中該引導配置相應色彩的所述像素單元之步驟係根據該底板上標示該馬賽克圖像對應之不同色彩，以吸磁式元件將相應色彩的所述像素單元吸附在該底板。