TWI272037B - Organic electroluminescent display panel - Google Patents

Description

1272037 日期：95年2月24日 且特別有關於一種有機電激 、 第94110255 t審利説明書修正本 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種顯示結構 發光顯示結構。 【先前技術】

隨著科技的日新月異，有機材料也逐漸廣泛地運用在各式電 路元件中，例如一種利用有機材料製作的有機電激發光顯示 二organic electroluminescent 虹叩㈣，〇副）面板便以 簡單的架構和極佳的工作溫度、對比、視角以及具備有發光二極 體（Light-emitting diode, LED)整流及發光特性等優勢， 而逐漸在顯示器市場中受到矚目。 一般的OLED面板光大多都是經由下基板發光，也就是所謂 的向下發光（bottom emission)，而相對於前述之向下發光， 所謂的向上發光就是光不是經由下方之基板而是從另一邊發光， 所以向上發光元件又被稱為表面發光有電激發光顯示 (surf ace — emitting 〇LED)面板0 主動式有機電激發光元件必須靠薄膜電晶體（TFT)來控制， 因此如果光是以向下發光的形式放光，光經過基板時勢必會被建 立在基板上的薄膜電晶體和金屬線電路所擋住，所以實際發光的 面積就會被限制而變小，也就是開口率（aperture ratio)就 會比較小，若TFT的數量增加，開口率會更小。但假若我們使用 向上發光元件結構的話，光不是經過基板而是從上方發光，因此 不會受到TFT和金屬線的遮擋，所以TFT的數量都不是問題，因 5 〇632-A50368-TWf 1272037 曰期· 9b平2月24日 第94110255 1春利說明棄fi£| 而容易製成高解/度、高亮度、長壽命的面板 然雨習知的向上發光 OLED面板亦有一些缺點，舉例來說， 由於電極均為帛反射或全反射電極 ，且光學路徑又短，因此會有 極為嚴重的光學干涉現象，使得在改變視角時會有嚴重亮度衰 退，以及色度變化、光色及效率對元件厚度極為敏感等問題。 為克服這些問題，在先前技藝中，亦有許多研究團隊致力於 降低電極之反射率，而提高其穿透率，但大都仍受限於 OLED 的

製程限制，所達成之效果仍然相當有限。另外，也有團體不往降 低光學干涉程度的方向開發，而是利用光學干涉現象來增加其效 率，再利用濾光片來克服視角變換時之色度偏差，但因為光學干 涉現象仍然存在於元件中，所以仍然會有視角變換時之嚴重亮度 衰退，以及光色、效率對元件厚度極為敏感等問題。 因此’我們迫切需要一種新的有機電激發光顯示面板結構， 以解決習知技術中光學干涉現象的問題。 【發明内容】 本發明的目的之一就是提供一種可改善光學干涉現象的向上 發光有機電激發光顯示面板，以克服習知技術中的問題。 為達上述與其他目的，本發明之有機電激發光顯示面板主要 係包含有一反射層，一有機材料層，設置於反射層上，以及至少 一厚度大於或等於500奈米之透明材料層設置於反射層上，且鄰 接有機材料層。其中，該透明材料層之厚度可視有機電激發光顯 示面板實際上整體結構之設計而有所變更。透明材料層之厚度一 般係大於或等於5〇〇奈米，但是例如於具有較薄之有機材料層 時，或是為了易於控制製程條件，或是由於其、他，爵素之時，該透 0632-A50368-TWf 6 -1272037 • 苐94Π0255 1妻利説明書修正本 明材料層之厚度則可相對增加；例如可增 日期：_95年2月24日 米甚或600奈米、650奈米等之厚度/妙口至520奈米、550奈 施例中，若是反射層，相對於有機材料：而’：如於下述之-實 ’ 4^ , Θ ^設置位置，存母詈於 下基板之另一側時，則由於該下基板之…； ‘因此，該透明材料層之厚度即可相對的心度亦可增加光學路徑， — 根據本發明之一實施例，一向上發杂 -包含有-下基板以及-有機材料層設於機電激發麵示面板 •含有-下電極、-有機發光層以及一上：反士有機材料層包 古堂托品L ^ 电極’其中下電極係包含 有-反射《，而-上電減於财機發光層上， -透明電極’且上電極之厚度係大於或等於5。。太二電極係為 光層所產生的光線-部分直接向上發光，—’而有機發 經由下電極向上反射，以進行影像顯示。彳向下發光’並 根據本發明之另一實施例，一向上 板包含有-下基板以及-有機材料層狀H =光顯示面 層:含有-下電極設於下基板上，下電極包^ -第二下電極设於第-下電極上，其中第—下電極係為—反射電 極’而^二下電極則為—透明電極，且該第二下電極之厚度係 大於或等於5GG不米。各有機材料層更包含有—有機發光層設於 該下電極Ji用以產生-光線，以及_上電極設於該有機發光層 上’且上電極係為-透明電極，其中有機發光層所產生的光線一 部分直接向上發光部分會向下穿過該第二下電極，並藉由該 第-下電極向上反射，以進行影像顯示。 根據本發明之一實施例，一種向上發光的有機電激發光顯示 面板係包含有一反射膜、一厚度大於或等於5〇〇奈米之厚光學穿 透膜設於反射膜上’以及一有機材料層設於該厚光學穿透膜上， 用以產生一光線。其中該有機材料層包含有一下電極、一有機發 0632-A50368-TWf 7 1272037 π 第94110255 1審利説明書修正木 日期：95年2月24日 光層以及一上電極，其中下電極係包含一透明電極，而一上電極 設於該有機發光層上，該上電極亦為一透明電極，而有機材料層 所產生的光線一部分直接向上發光，一部分會向下穿過該厚光學 穿透膜，並藉由該反射膜向上反射，以進行影像顯示。 • 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂， 下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】

在本發明之有機電激發光顯示架構中，主要係包含有一反射 層、一有機材料層設置於反射層上，以及至少一厚度大於或等於 5 0 0奈米之透明材料層設置於反射層上，且鄰接有機材料層，其 中有機材料層可用以產生光線，並分別朝上、下兩方向輸出，向 上輸出的光線將直接穿過透明材料層，而向下的光線則會再藉由 位於下方之反射層向上反射後，再通過透明材料層，與向上輸出 的光線一同進行影像顯示。 其中，厚透明材料層僅須位於反射層上即可，除了其設置的 位置可依產品之需求而予以調整之外，並具有許多選擇性設計， 更可進一步與其他適當的顯示元件結合。舉例來說，厚透明材料 層可為上電極或下電極，亦或是顯示面板中有機發光元件之外的 任一層。因此，由於此厚透明材料層所帶來之厚度增加不會對元 件操作電壓造成任何影響，但可藉由厚透明材料層來增加光學行 進路徑，來大幅減少有機電激發光顯示面板中的干涉現象。為進 一步說明本發明中之内容，以下特列舉數實施例來說明本發明之 各種選擇性變化。又，下列圖式中，各層元件結構之厚度僅為一 種示意，並未依實際比例繪示。 0632-A50368-TWf 8 1272037 第94110255 1妻利説0月書修正末 日期：95年2月24日 請參考第1圖，第1圖為本發明第一實施例中一有機電激發 光顯示面板10 ◦之剖面示意圖，為方便說明起見，在下列圖式中 均僅顯示了與本發明直接相關之各元件，由於其他部分之元件與 本發明並未有直接的關係，並與習知之有機電激發光顯示面板相 似，而應為熟習該項技藝者所熟知，故在此不予贅述。

如第1圖所示，有機電激發光顯示面板100包含一下基板 110、一反射層120設於下基板110上、一有機材料層130設置 於反射層120上，以及至少一厚度大於或等於500奈米之透明材 料層140設置於反射層120上，且鄰接有機材料層130,其中有 機材料層130可用以產生光線，並分別朝上、下兩方向輸出，向 上輸出的光線將直接穿過透明材料層140，而向下的光線則會再 藉由反射層120向上反射後，再通過透明材料層140，與向上輸 出的光線一同進行影像顯示。 在本發明之一實施例中，反射層12 0係為一反射電極，例如 其可包含有链、妈、銀、鎳、鉻、鈦、饍銀合金、鎮、上述材料 之組合或上述材料與氧化銦錫（ITO)、氧化銦鋅（IZO)、氧化鋅 (ZnO)、氮化銦（InN)、氧化錫（Sn02)之組合而成之單層或多層 結構，用來作為一下電極。有機材料層130則包含有電子傳輸層、 有機發光層以及電洞傳輸層’或是可再額外包含有一電子注入層 設於電子傳輸層與陰極之間，或是一電洞注入層設於電洞傳輸層 與陽極之間，用以朝上、下兩方向同時產生光線輸出。透明材料 層14 0係位於有機材料層13 0之上，且係為一透明電極，例如其 可包含有氧化銦錫（工TO)、氧化銦鋅（工Z0)、氧化鋅（ZnO)、氮化 銦（InN)、氧化錫（Sn02)、上述材料之組合或上述材料與少量金 屬摻雜物，如鎳、銀或銅之組合而形成之單層或多層結構。 此外，在本發明之一實施例中，有機電激發光顯示面板1〇〇 0632-A50368-TWf 9 1272037 日期：95年2月24日 不）’ ό又於有機材料層13 〇與反 第94110255 1審利説明書修正本 更可額外包含有一透明電極（未顯 射層120中，以進一步增加本發明有機電激發光顯示面板丄◦◦中 各元件之總厚度。 請參考第2圖，帛2圖為本發明第二實施例中一有機電激發 光頌示面板200之剖面示意圖，如前所述，在第2圖中同樣僅針 對本發明巾之主要$件進行說明，與本發明無直接關係的元件則 予以痛略。 如第2圖所示，有機電激發光顯示面板2〇〇包含一下基板 210下電極220設於下基板110上、-有機材料層230設置 於下電極220上，以及一上電極24〇設於有機材料層上。值 得注意的是下電極220係包含有—第—下電極2心與一第二下 電極220b設於第-下電極22〇a上，其中第一下電極2心係為 一反射，極’而第二下電極22〇b係為—透明電極，其厚度至少 大於或等於500奈米，而上電極24〇係為一透明電極，因此，有 機材料層230所產生的光線’除了可向上直接穿過上電極24〇 外’亦可向下穿過透明之第二下電極22Qb後，再被第—下電極 ]2〇a向上反射’再穿過第二下電極以⑽、有機材料層㈣與上 電極240，而與向上輸出的光線__同進行影像顯示。 在本實施例中，第一下電極22〇a係為—反射電極，例如豆 可包含有紹、㉝、銀、錄、鉻、鈦、鎂銀合金、鎂、上述材料之 組合或上述材料與氧化銦錫（工τ〇)、氧化銦鋅⑴〇)、氧化鋅 :):氮化鋼（工_、氧化錫（Sn〇2)之組合而成之單層或多層 、.-口冓产弟—下電極2鳩與上電極24。均為透明電極，例如可包 含有氧化姻錫UT0)、氧化銦辞（工z〇)、氧化鋅（蝴、氮化銦 ΓΓ物、Γ化錫（Sn〇2)、上述材料之組合或上述材料與少量金屬 “物，如錄、銀或銅之組合而形成之單層或多層結構。而有機 0632-A50368-TWf 10 Ί272037

.帛 94110255 5!審利 g㈣書修正;^ 0^ ： 95 ^ 2 ^ 24 B 材料層230則與前述之有機材料層13〇相同，可包含有電子傳輸 層、有機發光層以及電洞傳輸層，或是可再額外包含有一電子注 • 入層°又於陰極與電子傳輸層之間，或是一電洞注入層設於電洞傳 輸層與陽極之間，用以朝上、下兩方向同時產生光線輸出。 ^明茶考第3圖，第3圖為本發明第三實施例中一有機電激發 光』示面板300之剖面示意圖，如前所述，在第3圖中同樣僅針 •對本發明中之主要元件進行說明，與本發明無直接關係的各元件 ， 則予以省略。 如第3圖所示，有機電激發光顯示面板3〇〇包含一反射層 32〇、-厚度大於或等於⑽奈米之透明材料層35q設於反射層 320上，-下電極3㈤設於透明材料層35〇上、—有機材料層 330設於下電極36Q上以及—上電極㈣設於有機材料層3/〇 上。其中上電極34〇與下電極3 6〇皆為透明電極，因此有機材料 層33二所產生的光線，除了可向上直接穿過上電極⑽外，亦可 向下穿過下電極360與透明材料層35〇後，被反射層32〇向上反 射，再穿過透明材料層35Q、下電極36Q、有機材料層33〇與上 電極340，而與向上輸出的光線一同進行影像顯示。 在本“例t，有機材料層別係與前述之有 同之構造，可包含有電子傳輸層、有機發光層以及 有電子傳輸片之子注入層設於陰極與包含 η Β ’或d雜人層設於電洞傳輸層與陽極之 間。而上f極340與下電極36Q均為透 與前述之透明電極相同。 厅使用之材枓亦 顯示）上之-伴^ 材科層350可為設於下基板（未 )之保韻或一隔離層，而包含有氧化石夕（叫）声 ΓΓΓ射)/、有機材料或上述材料之組合而成之單層«輕 構而反射層咖可設於下基板（未顯示）之上方，例如可為 〇632-A50368-TWf 11 •1272037 第94110255 1窶利説明書修正末 日期：95年2月24日 板表面之驅動電路。此外，反射層32 0亦可設於下基板（未顯示） 之下方，而直接利用一透明之下基板，例如一玻璃基板，來作為 透明材料層35 0。

在此進一步說明本發明中有機電激發光顯示架構之運作原 理，如同熟習該項技藝者所熟知的，根據干涉理論，我們可以知 道當光束在薄膜中行進時，會受到光學路徑長短、薄膜光學性質 之影響而有不同表現。向上發光之有機電激發光顯示面板因為發 光點向四面八方發光，部分光束會行進到反射率較高之物質而反 射，進而使光學干涉現象更為明顯。請參考第4圖，第4圖係為 一向上發光有機電激發光顯示面板中，顯示元件總厚度與色度變 化之關係示意圖。如第4圖所示，我們可以發現當顯示元件之總 厚度增加至一定程度以上後（如600至700奈米），會因為光學行 進路徑的大幅提升，而使得色度值的震盪幅度大幅減少，本發明 即係利用此一原理，藉由加入一厚的透明材料層來增加顯示元件 之總厚度，以達到減輕光學干涉效應之目的。如以上述諸多實施 例而言，自該反射層或該反射電極層之反射表面，至該顯示元件 出光表面之距離，即可被視為本發明所謂之總厚度。 相較於習知技術，本發明主要係藉由加入一厚的透明材料層 來光學路徑，而達到抑制光學干涉效應之目的，這不但可大幅改 善顯示品質，更因不會受到光學干涉效應的限制，在選擇電極材 料時可進一步選用一些反射率較高之材料來增加元件外部的量子 效率，進而提升顯示面板之亮度。 雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，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内， 當可作任意之更動與潤飾，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。 0632-A50368-TWf 12 -1272037 _ 苐94110255 1春利説明書修正本 日期：95年2月24日 【圖式簡單說明】 第1圖為一本發明第一實施例中有機電激發光顯示面板之剖 ^ 面示意圖。 - 第2圖為一本發明第二實施例中有機電激發光顯示面板之剖 . 面示意圖。 第3圖為一本發明第三實施例中有機電激發光顯示面板之剖 面示意圖。 ‘ 第4圖係為一向上發光有機電激發光顯示面板中，顯示元件 'φ 之總厚度與色度變化之關係示意圖。 【主要元件符號說明】 100、200、300〜有機電激發光顯示面板； 110〜下基板； 120〜反射層； 130〜有機材料層； 140〜透明材料層； 210〜下基板；

220〜下電極； 220a〜第一下電極； 220b〜第二下電極； 230〜有機材料層； 2 4 0〜上電極； 320〜反射層； 330〜有機材料層； 340〜上電極； 350〜透明材料層； 3 6 0〜下電極。 0632-A50368-TWf 13

Claims (1)

1. ,1 1272037^ 、 、 44110255 Μ 利 MMIE 本十、申睛專利範圍： 1 · 一種有機電激發光顯示結構 一反射層； 包含： 日期：95年9月12日 [月以修(更I]:.替 一有機材料層，設置於該反射層上；以及 至）一厚度大於或等於5Q◦奈米之透明材料層設置於該反 射層上，且鄰接該有機材料層， 其中當該有機材料層設置於該透明材料層上時，更包括一電 極設置於該有機材料層上。

   2 ·如申凊專利範圍第i項所述之有機電激發光顯示結構， 其中該反射層為一電極。 3 ·如申請專利範圍 其中該透明材料層係設 4 ·如申請專利範圍 其中該透明材料層係為 第2項所述之有機電激發光顯示結構， 置於該有機材料層上。 第3項所述之有機電激發光顯示結構， 一電極。 5 ·如申請專利範圍第 其中該有機材料層包含電 層0 2項所述之有機電激發光顯示結構， 子傳輸層、有機發光層以及電洞傳輸

   发中專利範㈣2項所敎有機電《絲示結構， 電洞材料層包含電子注人層、電子傳輸層、有機發光層、 电洞傳輪層以及電洞注入層。 =严利麵2項所述之有機電激發光 ΓΓ由射層以及該有機材料層之間設置有一透明電極。 其中該透明材料層似置於該有機電激發錢示結構， 9.如申請專利範圍第8項所述 1 及該有機材料層之間。 其中該透明材料層係為-電極、。之有機電激發光顯示結構， °632-A5〇368.TWf 14 1272脇 G255 刪繼腸 01^95^9^120 1〇.如巾請專利第！項所述之有機電激發光顯示結構， /、中該透明材料層係設置於該反射層以及該有機材料層之間。 二如申請專利範圍第10項所述之有機電激發光顯示結 構、、中於該透明材料層以及該有機材料層之間更設置有一透明 電極° 12•如中料利第丄項所述之有機電激發細示結構， ，、更包括一透明基板介於該反射層與該透明材料層之門。 R如中請專利範圍第！項所述之有機電激發結構， /、中该透明材料層之厚度係大於550奈米。 14· 一種有機電激發光顯示結構，包含·· 一反射電極層，具有一反射表面； 一有機材料層，設置於該反射表面之上方；以及 -透明電極層，設置於該有機材料層上，該透明電極層呈有 一出光面位於遠離該有機材料層之一側； 奈米其中’自該反射表面至該出光面之距離係大於或等於6〇〇 其中=1:專利範圍第14所述之有機電激發光顯示結構， 〆、^射表面至该出光面之距離係大於65〇奈米。 ”1自利範圍第14所述之有機電激發光顯示結構， /、中自歧射表面至該出光面之距離係大於7QQ奈米。 17. 一種有機電激發光顯示結構，包含： 反射層，該反射層具有一反射表面； 一第一透明電極層，設置於該反射表面之上方； 二機材料層’設置於該第—透明電極層之上方；以及 極層:::=!:亟層，設置於該有機材料層上，該第二透明電 -有-出先面位於遠離該有機材料層之一侧； 〇632-A50368-TWf 15 ^720371 —5刪繼隱 μ··95年9月12日 其中，自該反射表面至該出光面之距離係大於或等於6〇〇奈米。 18.如申請專利範圍第17所述之有機電激發光顯示結構， ”中自該反射表面至該出絲之距離係大於65g夺米。 复中請專利範圍第17所述之有機電激發光顯示結構， ，、中自以反射表面至该出光面之距離係大於7⑽太米 更請專利範圍第17所述之有機電激發:顯示結構， 更包含一基板，而該反射層係設置於該基板之上方。 2 1 ·如申請專利範圍第1 更包含-基板設置於該反射機^激發麵示結構， 22.如申請專利範圍第21:= 透:電阶 其中自該反射表面至該出光面之距離係大 2 3 ·如申請專利範圍第2丄 、 不” 其中自該反射表面至該出光面之;^有機電激發光顯示結構， 祀離係大於7〇〇奈米。 0632-A50368-TWf 16 Ί272037 “ 第94110255 1春利説明書修正本 日期：95年2月24日 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第1圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 100〜有機電激發光顯示面板； • 110〜下基板； • 120〜反射層； . 130〜有機材料層； 140〜透明材料層。

   八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 無0 0632-A50368-TWf 4