TWI305431B

TWI305431B - Organic light emitting diode display

Info

Publication number: TWI305431B
Application number: TW094110841A
Authority: TW
Inventors: Chung Yeh Lou
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2009-01-11
Also published as: TW200637047A; US20060227531A1

Description

五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】本發明係有關於一種有機發光顯示器，特別有關於一種整合光電池元件之有機電激發光顯示器。【先前技術】有機發光二極體（organic light emitting diode， OLED)為使用有機層作為主動層iayer)的發光二極體。近年來’已漸漸使用於平面顯示器上。又由於其具有低電壓操作、高亮度、輕量薄型、廣視野角、以及高對 0b值專優點’適用於行動電話和個人數位助理（p d a )等可攜式裝置用途中。由於有機發光顯示器具有自發光的特性，亮度高且不需背光系統（backl i ght system)，其運用領域不同於其他的液晶顯示器（L CD)。此外’藉由使用不同的有機材料，有機發光元件可高效能地發出紅、綠、藍等色光以達全彩化的目的。並且’有機發光元件能在低驅動電壓的操作條件下運作且在高傾斜視角下可清楚辨別。傳統上，有機發光元件通常具有多層結構，包括至少一有機發光層夾置於一陽極與一陰極之間。有機發光元件基本操作原理簡述如下：當一電壓施於陽極與陰極間，電子與電洞個別地被驅使移動至有機發光層中，於此時電子與電洞相互結合而發光。相對於有機發光元件，太陽能轉換元件（so 1 ar .energy converter)，例如光電流電池（photovoltaic

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0632-A50347TWfl(5.〇) ; AU0408011 ； Jamngwo.ptc 第5頁 1305431 ^ 案號 94110841 五、發明說明（2) ce U )係將外界環境所入射的光轉換成電能。尤其是對電子7G件而言，必須符合輕薄且低耗能的要求。因此，若能將有機發光元件與太陽能電池元件整合至同一系統之中， -則可降低有機發光元件對主要電池的依賴。、日本早期公開專利第20 0 2-0 0 67 69號Morio等人揭露一種低耗能之有機發光顯示器元件，如第1圖所示。一電子 =件裳置100包括一有機發光顯示器元件及光電池元件。、前述有機發光顯示器元件形成於基板1〇上，由複數個有機發光元件2 0設置於基板1 〇，各個有機發光元件2 〇包括至少 •厂有機發光層24夾置於一陽極22與一陰極26之間。一外框 3 0保護有機發光顯示器元件。複數個光電池元件4 〇設置於基板1 0背面，且彼此間電性相連。光電池元件4 〇接收外界環境光源以產生電能，並藉由外部電路5 〇供有機發光示器元件發光。 ^

Morio等人雖將光電池元件與有機發光顯示器元件製作於單一電子裝置中。然而，習知技術係將光電池元件設置在有機發光顯示器元件之外。就製程上考慮，必須等有機發光顯示器完成後再行製作光電池元件，或分別製作後再行组裝。除了耗費元件空間之外’對製程的效能而言' ®亦無效率。【發明内容】有鑑於此，本發明的目的在於整合光電池元件於有機 '發光顯示器内’藉提供一種整合光電池元件與有機發光顯

1305431 案號 94110841 五、發明說明（3) 示器於單一基修正發光顯電池。根板上。並利示器使用，降低主用光電池所產生的電能以供有機要電池的依賴，甚至無需額外的據上述有機發光顯示驅動該元件與該光電括：一有機發能，以目的，本發明提供光顯示元件元件上，該有機發光顯池元件共用 ;以及一光電池元示元件；種有機發光顯示器，包光電池元件，設置於該件將射入的光轉換成電其中，該有機發光顯示共同電極根據上述目的，本發以括：及一電池元元件；共同電根包括：有機發電池元元件；共同一基板；一有機發光電池件將射其中，極0 元件，設置入的光轉換該有機發光明另提供光顯示元於該有機成電胃£ 一種有機發光顯示器，置於該基板上；示元件上，該光該有機發光顯示件，設發光顯以驅動顯示元件與該光電池元件共用一

Ah 據上述目的，本發明又提供一種有機發光顯示器，一基板；一光電池元件，設置於該基板上；以及一於該光電池元件上；其中，該光成電能，以驅動該有機發光顯示光顯示元件與該光電池元件共用光顯示件將射及其中電極。元件，設置入的光轉換，該有機發以下配合圖式以及較佳實施例，以更詳細地說明本發明。【實施方式】

0632-A50347TWf1(5.0) ； AU0408011 ； Jamngwo.ptc 第7頁 1305431 案號 94110841 曰修正五、發明說明（4) 第一實施例第2圖係顯示根據本發明第一實施例之整合光電池之有機發光顯示器200的剖面示意圖，包括一基板21〇 ; 一有 .機發光顯示元件22 0，設置於基板2 1 〇上；及一光電池元件 240 ’設置於有機發光顯示元件220上。光電池元件240將射入的光能h v轉換成電能，以驅動該有機發光顯示元件。根據本發明之貫施例’有機發光顯示元件2 2 〇與光電池元 .件240共用一共同電極23 0。基板21 0係一透明基板，例如玻璃基板或由薄膜電晶儀p陣列（TFTs array)所構成的晝素驅動元件陣列的玻璃基板0 、有機發光顯示元件2 2 0的發光形式較佳者為底面發光式有機發光顯示元件，其發光顯示面方向如箭頭符號v所示。有機發光顯示元件2 20包括一第一電極212，例如透明 H層’設置於基板210上。第一電極212可為銦錫氧化物、銦鋅氧化物（ΙΖ0)、鋅鋁氧化物（ΑΖ〇)或是氧化鋅與士 ’並且可由滅鍵法、電子束蒸艘法、熱蒸鑛法、化于氣相鍍膜法及喷霧熱裂解法所形成。 2發光結構依其組成包括小分子有機發光結構或高 “ H光結構。小分子有機發光結構包括-第-電洞 :;222 ’設置於該第一電極212上，一發光層22 2 2 6 Λ一傳輸層2 2 2上。以及一第一電子傳輸層 '電激發光材料，可利用冑空蒸錢方式形成；然而若發光機層

1305431 案號94110841_年月日修正_ 五、發明說明（5) -2 2 4為高分子有機電激發光材料，則可使用旋轉塗佈、喷墨或網版印刷等方式形成有機發光二極體材料層。一第二電極23 0，設置於該有機發光層224上，其t該第二電極2 3 0為該有機發光顯示元件與該光電池元件共用之一共同電極。第二電極2 3 0係一不透明導電層，可阻絕、外界光源自該光電池元件方向射入，進入該有機發光層而影響有機發光顯示元件220。第二電極230之材料可選自 .Ca、Ag、Mg、Al、Li及其它低工作函數之金屬材料或是具有n-type半導體的金屬氧化物（metal oxide)或複合金屬 #料，形成方式可為真空熱蒸鍍或濺鍍方式。光電池元件240包括無機電池元件或有機光電池元件。本發明實施例中所述之光電池元件240係指能將光能轉換成電能之元件，包括應用pn接面之光伏效應 ' (photovoltaic effect)直接轉換光能成電能，或間接將光能轉換成化學能或電能’最終再轉換成電能的元件。根據本發明之實施例，光電池元件240較佳者包括有 _機光電池元件。於製程上的優點為與有機發光顯示元件的相容性高。其包括一第二電子傳輸層242，設置於該第二電極2 3 0上。一電荷產生層244，設置於該第二電子傳輸層龜42上。一第二電洞傳輸層246，設置於該電荷產生層244 上。電荷產生層2 4 4分別形成電子與電洞，個別地進入第二電子傳輸層242及第二電洞傳輸層246。一第三電極層 250 ’設置於第二電洞傳輸層246上。第三電極層“ο係一，透明導電層，例如銦錫氧化物（I Τ 0 )、銦鋅氧化物（丨ζ 〇 )、

0632-A50347TWfl(5.0) ； AU0408011 ： Jamngwo.ptc 第 9 頁 r^05431案號94110841 月日條正五、發明說明（6) " --- 辞鋁氧化物（AZO)、或是氧化鋅（Zn〇)，並且可由濺鍍法、電子束瘵鍍法、熱瘵鍍法、化學氣相鍍膜法及喷霧熱裂解法所形成。 • 第三電極層250透過一外部電路260與第一電極層212 電性連接’該外部電路包括一電容器26 5。根據本發明之一實施例樣態，第一電極2丨2可以是一第一陰極、第二電極230是共用陽極，及第三電極25〇是一 ‘第二陰極。本發明之另一樣態包括第一電極212是一第一陽極，第二電極23 0是共用陰極，及第三電極25〇是一第二極第二實施例第3圖係顯示根據本發明第二實施例之整合光電池元件之有機發光顯示器300的剖面示意圖。有機發光顯示器元件300，包括一基板310。一光電池元件34〇，設置於基板3 1 0上。一有機發光顯示元件3 2 〇，設置於光電池元件 —31 0上’光電池元件3 4 0能將射入的光能h v轉換成電能，以啕機贫无顯示元件驅動該有機發光顯示元件32 0 _ 320與該光電池元件340共用一共同電極330。光電池元件34 0包括無機電池元件或有機光電池元件。本發明實施例中所述之光電池元件34〇係指能將光能轉換成電能之元件，包括應用pn接面之光伏效應 (photovoltaic effect)直接轉換光能成電能，或間接將、光能轉換成化學能或電能’最終再轉換成電能的元件。

0632-A50347TOf1(5.0) ； AU0408011 ; Iamngwo.pt 第10頁五、發明說明（7) 機光=本：明；！施例，光電池元件340較佳者包括有相六性'古？盆勺^ 4程上的優點為與有機發光顯示元件的置二：3 1 (Γ上';—第一電極3 1 2 ’例如透明導電層，設鋅夤二r 、—電極312可為銦錫氧化物（I TO)、銦 2氧化物（ιζο)、鋅銘氧化物（AZ〇)、或是氧化鋅（Zn〇” 電子束蒸鐵法、熱蒸鑛法、化學氣相鍵 if解法所形成。-第二電子傳輸層342，設 ί於該第一電極312上。-電荷產生層344，設置於該第二 j:=42上。—第二電洞傳輸綱，設ΐ於該ί荷 g ί楚;工電何產生層3 44分別形成電子與電洞，個別地進亡第，電子傳輪層342及第二電洞傳輸層346。第冑極33〇，设置於第二電洞傳輸層上，其中弟二電極330為有機發光顯示元件與光電池元件丘用之一共同電極。第，電極33 0係一不透明導電層，彳阻絕外界 2:: 2 Γ凡件340方向射入，進入該有機發光層而影專有機發光顯示元件32 0。第二電極330之材料可選自Ca、 2 Y、Ll及其它低工作函數之金屬材料或複合金屬材料，形成方式可為真空熱蒸鍍或濺鍍方式。 t機發光顯示元件32〇 ^光形 < 較佳者為頂自發光式機發光顯示元件，其發光顯示面方向如箭頭符號V所 ^有機發光顯示元件32〇包括小分子有機發光顯示元件或南分子有機發光顯示元件。小分子有機發光顯示元件包括一第一電洞傳輸層322，設置於第二電極"ο上，一發光層324，設置於第一電洞傳輸層322上。_第一電子傳輸層

修正

1305431 案號.{mu⑽/η 五、發明說明（8) 326，设置於發光層324上。若發光層3 激發光材料，可利用直* r/上刀丁名機電矣古八a 士，用”玉揉、鍍方式形成，然而若發光層 g 有機電激發光材料，則可使用旋轉塗佈、t .墨或網版印刷等方式形成有機發光二極體材料層。第銦並 -番三電極層35G ’設置於第—電子傳輸層326上二：極層350係一透明導電層，例如銦錫氧化物。 :=(二〇)、_化物陶或是氧化辞(副），亚法及嘴霧熱裂解法所形成。…《鐘法、化學氣相鑛膜弟二電極層350透過一外都當故λ* ，電性連接，該外部電路包括卜Λ電容路器3366G5與第—電極層川第ϊϊ本ί明i一實施例樣態，第一電極312可以是- 極33°是共用陽極，及第三電極35〇是_ =陰，。本發明之另—樣態包㈣—電極3 =，第二電極33。是共用陰極，及第三電極3 一第陽才亟。 ^ 【本發明之特徵與優點】光電池元件與有機發中°利用光電池所產降低主要電池的依本發明的特徵在於提供一種整合 •光二極體於單一有機發光顯示器元件生的電flb以供有機發光顯示器使用，賴’甚至無需額外的電池。

'1305431案號94110841_年月曰修正_ 五、發明說明（9) 限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作更動與潤飾，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-A50347TWf1(5.0) ； AU0408011 ； Jamngwo.ptc 第13頁

0632-A50347TWfl(5,0) ； AU0408011 ； Jamngwo.ptc 第14頁 1305431 案號 94110841_年月日_修正圖式簡單說明 222、322〜第一電洞傳輸層； 2 2 4、3 2 4〜有機發光層； 226、326〜第一電子傳輸層； 230、330〜共同電極（第二電極）； 240、340~光電池元件； ‘ 242、342〜第二電子傳輸層； 244、344〜電荷產生層； 2 4 6、3 4 6 ~第二電洞傳輸層； 2 5 0、3 5 0〜第三電極層； I 260、360〜外部電路； _ 265、365〜電容器； h v〜射入的光； v〜發光顯示面方向。

0632-A50347TWf1(5.0) ； AU0408011 ； Jamngwo.ptc 第15頁

Claims

Ι3054Ή l 案號 9411084]，六、申請專利範圍 1. 一種有機發光顯示器，包括：一有機發光顯示元件；以及一光電池元件，設置於該有機發光顯示元件上，該光電池70件將射入的光轉換成電能，以驅動該有機發光顯示元件； X ' 其中’該有機發光顯示元件與該光電池元丘同電極.；丁、用八其中該光電池元件包括：一第二電子傳輪層’設置於該共同電極上；一電荷產生層，設置於該第二電子傳輸層上；一第二電洞傳輪層，設置於該電荷產生層上丨、一第三電極層，設置於第二電洞傳輪層^。，以 2, 如申請專利範圍第！項所述之有機發^光顯，直中該有機發光顯示元件背向該光電池元件的方向y、/^ 。’、 3. —種有機發光顯示器，包括： °务光° 一基板；一有機發光顯示元件，設置於該基板上；以及一光電池元件，設置於該有機發光顯示元件上，該光電池元件將射入的光轉換成電能，以驅動該有機發光顯示元件；其中’該有機發光顯示元件與該光電池元件共用一共同電極； ' 其中該光電池元件包括：一第二電子傳輸層，設置於該共同電極上；

0632-A50347TTVf2(5.0) ； AU0408011 ; Jamngwo.ptc 第16頁 1305431 號 9411Q841 六、申請專利範圍 Λ_a 曰修正荷^層，設置於該第二電子傳輸層上以及一=::洞傳輸層’設置於該電荷產生層上 4如;]層’設置於第二電洞傳輸層上。中該有利範圍第3項所述之有機發光顯示器，直有機兔先顯示元件為底面發光式有播获參s§ _ _ /、 ,5 .如申請專利範圍第4項所述之有機發"顧—不„。凡件。中該底耐式有機發光顯示元件包V“光顯…其一第一電極’設置於該基板上； =$機：：層，設置於該第—電極上；以及極為該有機發光顯示元件與該=層上，其中該第二電極。元電池兀•件共用之一共同電 6.如申請專利範圍第5項中該第一電極係一透明導電層。述之有機發光顯示器，其中該=利範圍―所述之有機發光顯示器，复方向射入的光進入4機以阻絕自該光電池元件 8 .如申請專利範圍第5項所 _ 中該有機發光層包括： “有機發光顯不器，其 1 洞傳輸層，設置於該第—電極上；二先：’設置於該第―電洞傳輪層上；以及一第一電子傳輪層，設置於電子傳輸層與該第二電極電性連^。 H上，/、中該第一 9.如申請專利範圍第3項所述之有機發光顯示器，其

0632-A50347TWf2(5.0) ; AU0408011 ； Jamngwo.ptc $ 17頁 1305431 案號94110841_年月曰修正_ 六、申請專利範圍中該第三電極層係一透明導電層。 1 0 .如申請專利範圍第3項所述之有機發光顯示器，其中該第三電極層透過一外部電路與該第一電極層電性連接。 11.如申請專利範圍第1 〇項所述之有機發光顯示器，，'其中該外部電路包括一電容器 1 2.如申請專利範圍第3項所述之有機發光顯示器，其中該第一電極是一第一陰極、該第二電極是共用陽極，及該第三電極是一第二陰極。 4 1 3 .如申請專利範圍第3項所述之有機發光顯示器，其中該第一電極是一第一陽極、該第二電極是共用陰極，及該第三電極是一第二陽極。 1 4. 一種有機發光顯示器，包括：一基板；一光電池元件，設置於該基板上；以及一有機發光顯示元件，設置於該光電池元件上；其中，該光電池元件將射入的光轉換成電能，以驅動該有機發光顯示元件；及其中，該有機發光顯示元件與該光電池元件共用一共同電極；其中該光電池元件包括：一第一電極設置於該基板上；一第一電洞傳輸層設置於該第一電極上； , 一電荷產生層設置於該第一電洞傳輸層上；

0632-A50347TWf2(5.0) ； AU0408011 ； Jamngwo.ptc 第18頁 1305431 案號 94110841_年月日__ 六、申請專利範圍一第一電子傳輸層設置於該電荷產生層上；以及一第二電極設置於第一電子傳輸層上，其中該第二電極被該光電池元件與該有機發光顯示元件所共用。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之有機發光顯示器，其中該有機發光顯示元件係一頂面發光式有機發光顯示元 .件。〗 1 6 .如申請專利範圍第1 4項所述之有機發光顯示器，：其中該第一電極係一透明導電層。 1 7 .如申請專利範圍第1 4項所述之有機發光顯示器， ¥其中該第二電極係一不透明導電層，以阻絕自該光電池元件方向射入的光進入該有機發光顯示元件。 1 8 .如申請專利範圍第1 5項所述之有機發光顯示器，其中該頂面發光式有機發光顯示元件包括：一第二電子傳輸層設置於該共同電極上；一發光層設置於該第二電子傳輸層上；一第二電洞傳輸層設置於該發光層上；以及一第三電極層設置於該第二電洞傳輸層上。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項所述之有機發光顯示器，其中該第三電極係一透明導電層。 ⑩ 2 0 .如申請專利範圍第1 8項所述之有機發光顯示器，其中該第三電極層透過一外部電路與該第一電極層電性連接。 2 1 .如申請專利範圍第2 0項所述之有機發光顯示器， .其中該外部電路包括一電容器。

0632-A50347TWf2(5.0) ； AU0408011 ； Jamngwo.ptc 第19頁 1305431 案號94110841 年月日修正六、申請專利範圍 2 2 .如申請專利範圍第1 8項所述之有機發光顯示器，其中該第一電極是一第一陰極、該共同電極是共用陽極，及該第三電極是一第二陰極。 2 3 .如申請專利範圍第1 8項所述之有機發光顯示器，其中該第一電極是一第一陽極、該共同電極是共用陰極，及該第三電極是一第二陽極。， »

0632-A50347TWf2(5.0) · AU0408011 * Jamngwo.ptc 第20頁 :1305431

' 0632-A50347TWf1(5.0) ； AU0408011 ； Jamngwo.ptc 第3頁