TWI607597B - 有機發光二極體顯示器及其製造方法 - Google Patents
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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(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的技術中,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。所述蒸鍍機具有一開設有複數個開口的遮罩,所述有機材料層上劃分有複數個圖形區域。在蒸鍍的過程中,首先透過遮罩上的開口在一圖形區域上蒸鍍R、G、B三種顏色中的一種有機材料(例如R),之後再移動所述遮罩至其他圖形區域,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,有機材料會殘留在遮罩的開口附近,殘留的有機材料具有重量,久而久之,將使得遮罩產生變形,導致遮罩上的開口形狀產生變化,進而使得遮罩的開口無法精確對位,最終造成有機材料層上出現混色區
域,即在某一圖形區域出現不同顏色的重疊現象,造成色偏差問題。
有鑑於此,本發明主要目的在提供一種有機發光二極體顯示器,其主要藉由在有機發光二極體顯示器中設置防色偏差層,阻止有機發光層混色區域產生光線,以解決現有技術的色偏問題。
本發明為達上述目的及功效,本發明採用以下技術手段包括:一有機發光二極體顯示器,其包括:一陽極層及一陰極層,所述陽極層與所述陰極層彼此相對且間隔地設置;一有機發光層,設置在所述陰極層與所述陽極層之間,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,所述色偏差層設置在所述陽極層與所述有機發光層之間或所述有機發光層與所述陰極層之間,且所述防色偏差層具有多個對應所述混色區域的絕緣圖案,其中所述絕緣圖案用以阻止對應的所述混色區域產生光線。
本發明的另提出一種製作有機發光二極體顯示器的方法,其步驟包含:形成一陽極層及一陰極層,所述陽極層與所述陰極層彼此相對且間隔地設置;設置一有機發光層在所述陰極層與所述陽極層之間,所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域;及,在所述陽極層與所述有機發光層之間或所述有機發光層與所述陰極層與之間設置一防色偏差層,且所述防色偏差層具有多個對應所述混色區域的絕緣圖案,其中所述絕緣圖案用以阻止對應的所述混色區域產生光線。
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阻止有機發光層的混色區域射出光線,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。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖,然而所附圖式僅提供參考與說明
用,並非用來對本發明加以限制者。
A1‧‧‧光線射出方向
10‧‧‧有機發光二極體顯示器
100‧‧‧下基板
101‧‧‧陽極層
102‧‧‧有機發光層
1021‧‧‧原色區域
1021a‧‧‧紅色原色區域
1021b‧‧‧綠色原色區域
1021c‧‧‧藍色原色區域
1022‧‧‧混色區域
103‧‧‧遮罩裝置
104‧‧‧防色偏差層
104a‧‧‧絕緣圖案
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
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作流程的剖面示意圖;圖5-圖9繪示出本發明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技術內容。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作方法流程的剖面示意圖。圖5-9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:設置一陽極層;設置一陰極層,所述陽極層與所述陰極層彼此相對且間隔地設置;設置一有機發光層在所述陰極層與所述陽極層之間,所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域;及設置一防色偏差層,所述防色偏差層設置在所述陽極層與所述有機發光層之間或所述有機發光層與所述陰極層與之間,且所述防色偏差層具有多個對應所述混色區域的絕緣圖案,其中所述絕緣圖案用以阻止對應的所述混色區域產生光線。
在一實施列中在設置有機發光層之前更包括提供一上基板與一下基板,而所述陰極層與所述陽極層則設置在所述上基板與所述下基板之間。
下面將根據圖示來詳細說明該實施例中有機發光二極體顯示器的製作流程。
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從有機發光層的發光面朝向上基板射出的上光線射出方向A1或光線射出方向是可以為從有機發光層的發光面朝向下基板射出的下光線射出方向,本實施列中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,如一透明的玻璃板或塑膠板或其他具有組件承載功能的材料,其中下基板100可以是指經強化過後的板材。接著,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),如氧化銦錫(Indium tin oxide,ITO)、氧化鋅(zinc oxide,ZnO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO,Al:ZnO)等,或是不透光的金屬,如鎳(Nickel,Ni)、金(Aurora,Au)、鉬(Molybdenum,Mo)或鉑(Platinum,Pt)等,其以蒸鍍或是濺鍍方式形成在下基板100上。
在形成陽極層101後,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含有多個原色區域1021,如紅色原色區域1021a,綠色原色區域1021b,藍色原色區域1021c。有機發光層102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(2,2diphenylvinyl)benzene)等藍光染料。有機發光層102的形成可以利用現有技術的蒸鍍機及其使用的遮罩(tension mask)以相應地蒸鍍上前述紅、綠、藍三種有色發光材料,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遮罩上,由於殘留的有機材料具有重量,久而久之,將導致遮罩產生變形,使其開口形狀產生變化,進而使得遮罩的開口無法精確定位,最終造成有機材料層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)會架設一遮罩裝置103。然後通過所述遮罩裝置103進行一蒸鍍或濺鍍程序,以在有機發光層102的上方形成防色偏差層104。其中所述防色偏差層104具有多個對應所述混色區域1022的絕緣圖案104a,所述絕緣圖案104a的形成材料可以採用二氧化矽或光阻。
若所述絕緣圖案104a的形成材料為光阻,則先塗布一層光阻,之後再進行微影與蝕刻程序(包括紫外線曝光及顯影等步驟)將所述光阻圖案化,即可形成絕緣圖案104a。或者,先以濺鍍方式在有機發光層104上形成一層光阻,之後藉由光刻程序將所述光阻層圖案化,形成絕緣圖案104a。
在一較佳實施列中絕緣圖案104a也可以採用二氧化矽(Oxide)材料來製作。所採用的製造方法也是微影蝕刻製程,因此不再贅述。
請參照圖3,而後在防色偏差層104上方形成一陰極層105,
陰極層105功用在於產生電子,故一般選擇功函數低的金屬材料,如低功函數的鹼金族(alkali)、鹼土族(alkaline earth)、或是鑭系金屬(lanthanide)等,最後提供一上基板106,將所述上基板106設於所述陰極層105的上方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有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。
如圖3所示,一般當通以電流時,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結合產生光子,使有機發光層102可產生光線射出,但在本發明中,藉由絕緣圖案104a設置在對應的混色區域1022上,使陽極層101所產生的電洞與陰極層105所產生的電子無法在混色區域1022中結合產生光子,從而達到阻止混色區域1022產生光線,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由陽極層101與陰極層105的選用材料的不同而不同。
在一實施例中,陽極層101為厚度範圍介於150nm至200nm之間的鋁層或厚度範圍介於100nm至150nm之間的金層,陰極層105為厚度範圍介於0.1nm至20nm之間的鋁層或厚度範圍介於0.1nm至20nm之間的銀層或厚度範圍介於20nm至100nm之間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,所述有機發光層102具有一出光面,所述出光面可定義出與其垂直的一上光線射出方向A1,所述上光線射出方向A1是所述出光面往所述上基板106的方向。因此使得有機發光二極體顯示器10的光線射出方向為朝向所述上基板106射出的上光線射出方向A1射出。
在另一實施例中,陽極層101為厚度範圍介於50nm至300nm之間的氧化銦錫層或氧化銦鋅層,陰極層105為厚度範圍介於150um至200um之間的鋁層。此時陽極層101為光穿透型,而陰
極層105為光反射型,所述有機發光層102具有一出光面,所述出光面可定義出與其垂直的一下光線射出方向,所述下光線射出方向是所述出光面往所述下基板100的方向。因此使得有機發光二極體顯示器10的光線為從朝向所述下基板100射出的下光線射出方向射出。
在上述實施例中,所述防色偏差層104是位於所述陰極層105與所述有機發光層102之間。但在其他實施例中,防色偏差層104亦可設置在所述陽極層101與所述有機發光層102之間。
在上述實施例中,可以在有機發光二極體顯示器10增設其他層級以增加有機發光二極體顯示器的發光效率,請參後續圖式說明。
請參照圖4所示實施例中,陽極層101形成在下基板100上。再於陽極層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))等材料。電洞注入層107可以通過蒸鍍、旋塗、刮刀塗布等方式形成。電洞注入層107的功用在於增加介面間的電荷注入,並能提高有機發光二極體顯示器10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,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))等材料,其可以透過蒸鍍、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,進而提高有機發光二極體顯示器10的發光效率。
在形成電洞傳輸層108後,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。接著在有機發光層102上方形成防色偏差層104,其中所述防色偏差層104具有多個對應所述混色區域1022的絕緣圖案104a,接下來可在防色偏差層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,且透過蒸鍍、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之上進一步形成一電子注入層110(Electron Injection Layer,EIL),其材料可為最低未佔據分子軌道(Lowest unoccupied molecular orbital,LUMO)能階且與陰極層105的功函數匹配的材料,如LiF、LiO3、LiBO2等。而後在電子注入層110上形成一陰極層105,最後提供一上基板106在陰極層105上作為整體元件結構的保護層,所述保護層的材料可為諸如透明的玻璃板或塑膠板或其他具有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。
在另一實施列中,有機發光二極體顯示器10的主要結構為前述圖3所示:有機發光二極體顯示器陽極層101為光反射型的陽極層,陰極層110為光穿透型的陰極層,因此使得有機發光二極體顯示器10的光線為沿著所述的上光線射出方向A1射出,該實施例構成的堆疊順序自下而上依次為在下基板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102,一防色偏差層104,其中所述防色偏差層具有多個對應所述混色區域1022的絕緣圖案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的主要結構為前述圖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110為光穿透型,造成有機發光二極體顯示器10的光線為沿著所述上光線射出方向A1射出,整體疊構自下而上依次為在下基板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,其中所述防色偏差層具有多個對應所述混色區域1022的絕緣圖案104a,一電子傳輸層109,一電子注入層110,一陰極層105及一上基板106。
但上述結構僅為本發明的一較佳具體實施例,在其它實施例中,根據有機發光二極體顯示器10光線射出方向的不同,防色偏差層104可以在對應混色區域107的情形下設置在不同位置。請參照圖5-9,其繪示出本發明有機發光二極體顯示器10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,防色偏差層104可以設置在電子傳輸層109與電子注入層110之間(如圖5),或者可以設置在電子注入層110與陰極層105之間(如圖6),或者可以設置在電洞傳輸層108與電洞注入層107之間(如圖7)、或者可以設置在電洞注入層107與陽極層101之間(如圖8),或者可以設置在陽極層101與下基板100之間(如圖9)都可以達到阻止混色區域1022中的電子與電洞行因結合反應而產生光線的作用,最終防止色偏差的功效。
在本發明中,防色偏差層104的形狀並不以圖式所揭露的方形所限制,也可以為菱形、梯形、漏斗形等,只要防色偏差層104可以完全遮蔽混色區域1022即為本發明之技術方案。
值得注意的是,本發明的有機發光二極體顯示器10不限定於
前述實施例所揭露的光線射出方向的發光設計,且防色偏差層104的設置並不受限於有機發光二極體顯示器10的光線射出方向,只要保證防色偏差層104是設置在陽極層101與陰極層105之間,產生阻止有機發光層102中對應於混色區域1022的電子與電洞行進行結合產生光線的作用即可,最終防止色偏差產生,以此設計可大幅提高生產的良率。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,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申請專利範圍之內。
A1‧‧‧光線射出方向
10‧‧‧有機發光二極體顯示器
100‧‧‧下基板
101‧‧‧陽極層
102‧‧‧有機發光層
1021a‧‧‧紅色原色區域
1021b‧‧‧綠色原色區域
1021c‧‧‧藍色原色區域
1022‧‧‧混色區域
104a‧‧‧絕緣圖案
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
Claims (14)
- 一種有機發光二極體顯示器,包括:一陽極層及一陰極層,所述陽極層與所述陰極層彼此相對且間隔設置;一有機發光層,所述有機發光層設置在所述陰極層與所述陽極層之間,所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域;及一電子傳輸層,所述電子傳輸層設置於所述有機發光層和所述陰極層之間;一電子注入層,所述電子注入層設置於所述電子傳輸層和所述陰極層之間;一電洞傳輸層,所述電洞傳輸層設置於所述有機發光層和所述陽極層之間;一電洞注入層,所述電洞注入層設置於所述電洞傳輸層和所述陽極層之間;及一防色偏差層,所述防色偏差層設置在所述有機發光層和所述電子傳輸層之間、或所述電子傳輸層與所述電子注入層之間、或所述電洞傳輸層與所述電洞注入層之間、或所述電洞注入層與所述陽極層之間,且所述防色偏差層具有多個對應所述該些混色區域的絕緣圖案,使對應於所述混合區域之位置的所述陽極層產生的電洞與所述陰極層產生的電子無法在所述混色區域中結合產生光子,用以阻止對應的所述混色區域產生光線。
- 如請求項1所述的有機發光二極體顯示器,更包括:相對間隔設置的一上基板與一下基板,所述陰極層與所述陽極層相對間隔地設置在所述上基板與所述下基板之間。
- 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 光反射型的陽極層,所述陰極層為光穿透型的陰極層,所述有機發光層具有一出光面,所述出光面定義出與其垂直的一上光線射出方向,所述上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的陽極層,所述陰極層為光反射型的陰極層,所述有機發光層具有一出光面,所述出光面定義出與其垂直的一下光線射出方向,所述下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之間的鋁層或厚度範圍介於0.1nm至20nm之間的銀層或厚度範圍介於20nm至100nm之間的氧化銦錫層或氧化銦鋅層。
- 如請求項4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,其中所述絕緣圖案的材料為光阻或二氧化矽。
- 一種製作有機發光二極體顯示器的方法,其步驟包含:形成一陽極層及一陰極層,所述陽極層與所述陰極層彼此相對且間隔設置;設置一有機發光層在所述陰極層與所述陽極層之間,所述有機發光層包含多個原色區域以及多個混色區域;設置一電子傳輸層在所述有機發光層和所述陰極層之間;設置一電子注入層在所述電子傳輸層和所述陰極層之間; 設置一電洞傳輸層在所述有機發光層和所述陽極層之間;設置一電洞注入層在所述電子傳輸層和所述陽極層之間;及設置一防色偏差層,所述防色偏差層設置在所述有機發光層和所述電子傳輸層之間、或所述電子傳輸層與所述電子注入層之間、或所述電洞傳輸層與所述電洞注入層之間、或所述電洞注入層與所述陽極層之間,所述防色偏差層具有多個對應所述混色區域的絕緣圖案,使對應於所述混合區域之位置的所述陽極層產生的電洞與所述陰極層產生的電子無法在所述混色區域中結合產生光子,用以阻止對應的所述混色區域產生光線。
- 如請求項8所述的製作有機發光二極體顯示器的方法,其更包括步驟提供相對設置的一上基板與一下基板,所述陰極層與所述陽極層是設置在所述上基板與所述下基板之間。
- 如請求項9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的陽極層,所述陰極層為光穿透型的陰極層,所述有機發光層具有一出光面,所述出光面定義出與其垂直的一上光線射出方向,所述上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9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的陽極層,所述陰極層為光反射型的陰極層,所述有機發光層具有一出光面,所述出光面定義出與其垂直的一下光線射出方向,所述下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8所述的製作有機發光二極體顯示器的方法,其中所述絕緣圖案的材料為光阻或二氧化矽。
- 如請求項8所述的製作有機發光二極體顯示器的方法,其中所述該些絕緣圖案為塗布一光阻層後,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8所述的製作有機發光二極體顯示器的方法,其中所述該些絕緣圖案為以二氧化矽蒸鍍或濺鍍所形成。
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