TWI407831B

TWI407831B - 影像顯示系統

Info

Publication number: TWI407831B
Application number: TW098112777A
Authority: TW
Inventors: Ryuji Nishikawa; Hsiang Lun Hsu
Original assignee: Innolux Corp
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2013-09-01
Also published as: US20100264433A1; TW201039688A; US8143779B2

Description

影像顯示系統

本發明關於一種包含電激發光裝置之影像顯示系統，特別關於一種包含串聯式電激發光裝置之影像顯示系統。

近年來，隨著電子產品發展技術的進步及其日益廣泛的應用，像是行動電話及筆記型電腦的問市，使得與傳統顯示器相比具有較小體積及電力消耗特性的平面顯示器之需求與日俱增，成為目前最重要的電子應用產品之一。在平面顯示器當中，由於有機電激發光件具有自發光、高亮度、廣視角、高應答速度及製程容易等特性，使得有機電激發光件無疑的將成為下一世代平面顯示器的最佳選擇。

有機電激發光件為使用有機層作為主動層的發光二極體，近年來已漸漸使用於平面面板顯示器(flat panel display)上。開發出具有高發光效率及長使用壽命的有機電激發光元件是目前平面顯示技術的主要趨勢之一。

為進一步增加有機電激發光元件單一畫素之亮度及達成全彩化的目的，一種稱為串聯式有機電激發光裝置(tandem)被業界所提出。習知串聯式有機電激發光裝置，係分別將複數個發光單元垂直堆疊，且每兩相鄰之發光單元間係以一連接電極相連，並以單一電源驅動。然而，習知串聯式有機電激發光裝置，由於每一發光單元其紅藍綠發光層排列順序皆相同，因此造成發出之光色不穩定，會隨著驅動電流大小而改變。

根據本發明一實施例提供一種影像顯示系統，包括：一串聯式電激發光裝置，其包括：一第一電極；一第一至一第N有機電激發光單元，依序配置於第一電極之上，其中N大於或等於2，且為正整數；一第二電極，配置於第N有機電激發光單元之上；以及，(N-1)個連接電極，其中每一個連接電極係設置於任兩相鄰之有機電激發光單元之間。其中，第一有機電激發光單元由第一電極側依序包含：一第一發光層、及一第二發光層，其中第一發光層與第二發光層具有不同之物理量，而第N有機電激發光單元由第一電極側依序包含：一第三發光層、及一第四發光層，其中第三發光層與第二發光層具相同之物理量，第四發光層與第一發光層具相同之物理量。

以下將配合圖示，以說明根據本發明所提供之包含串聯式電激發光裝置之影像顯示系統。

請參照第1圖，係顯示根據本發明一實施例之影像顯示系統所包含之串聯式電激發光裝置100。在此，係以一具有兩個有機電激發光單元101及102之串聯式電激發光裝置100為例。在其他實施例中，串聯式電激發光裝置亦可包含兩個以上之有機電激發光單元。串聯式電激發光裝置100包括基板103，例如：玻璃、陶瓷、塑膠基板、半導體基板或是金屬基板(metal foil)。基板103可視需要加以選用，亦即若欲形成一上發光式有機電激發光元件，則該基板亦可為不透明基板：此外，若欲形成一下發光或一兩面發光式有機電激發光元件，則該基板可為一透明基板。一第一電極例如陽極(anode)104形於基板103之上表面。

第一有機電激發光單元101形成於陽極104之上。第一有機電激發光單元101由陽極側(from the anode side)數來依序包含：發光層110.1、發光層112.1、及發光層114.1，且更可包含電洞注入層106.1、電洞傳輸層108.1形成於發光層110.1及陽極104之間，以及電子傳輸層116.1形成於發光層114.1之上。值得注意的是，發光層110.1、發光層112.1、及發光層114.1具有不同之物理量。在此，該物理量係指整層發光層所表現出之可量化之性質，例如：發光波長(像是發光光譜中具有最大強度的波長)、電子遷移率(係指電子在該發光層中的遷移能力)、或電洞遷移率(係指電洞在該發光層中的遷移能力)。此外，每一發光層可各自包含一摻雜物(dopant)(例如螢光(fluorescence)或磷光(phosphorescence)發光材料)，使其各自發出紅、藍、或綠等光色。在此，發光層110.1、發光層112.1、及發光層114.1可具有不同之發光波長，例如分別為擇自由紅色、綠色、和藍色發光層所組成之族群中。

仍請參照第1圖，連接電極118形成於第一有機電激發光單元101之上，用以分隔後續所形成之第二有機電激發光單元102。連接電極118之材質，並無特別之限制，可為習知任何適用之導電材料。

第二有機電激發光單元102係配置於連接電極108之上。根據本發明，第二有機電激發光單元102(最靠近陰極120之有機電激發光單元)所包含之發光層可與第一有機電激發光單元101(最靠近陽極104之有機電激發光單元)完全相同，但第二有機電激發光單元102發光層的排列順序(由陽極側數來)可與第一有機電激發光單元101發光層的排列順序相反。因此，第二有機電激發光單元102由陽極104側數來依序包含：發光層114.2(與發光層114.1具相同之物理量)、發光層112.2(與發光層112.1具相同之物理量)、及發光層110.2(與發光層110.1具相同之物理量)，且更可包含電洞注入層106.2、電洞傳輸層108.2形成於發光層114.2與連結電極118之間，以及電子傳輸層116.2形成於發光層110.2之上。發光層110.1及發光層110.2之組成係完全相同、發光層112.1及發光層117.2之組成係完全相同、且發光層114.1及發光層114.2之組成係完全相同。

有機電激發光單元101或102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或是雷射熱轉換影像技術(Laser Induced Thermal Imaging，簡稱LITI)以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。

第二電極例如陰極(cathode)120係配置於第二有機電激發光單元102之上。陽極104及陰極120係各自獨立且可為透明電極、金屬電極或是複合電極，其材質可例如為Ca、Ag、Mg、Al、Li、Au、Cu、、銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)、氧化鋅(ZnO)或其結合，而其形成方式可為熱蒸鍍、濺射或化學氣相沉積方式。其中，該陽極104及該陰極120至少一者為透明電極。

根據本發明另一實施例，第二有機電激發光單元102除了包含第一有機電激發光單元101所有發光層且排列順序相反外，第二有機電激發光單元可更包含至少一有機材料層105，其中有機材料層105可為習知有機電激發光二極體所包含之膜層，例如：發光層、載子注入層、載子傳輸層、緩衝層、或是保護層，請參照第2圖。

根據本發明其他實施例，第一有機電激發光單元101可更包含阻障層122.1形成於發光層110.1及發光層112.1之間，且第二有機電激發光單元102同樣包含阻障層122.2形成於發光層110.2及發光層112.2之間，以進一步增加有機發光二極體之色彩飽合度(NTSC ratio)，請參照第3圖。阻障層122.1及122.2可為雙載子(bipolar)材料、電子或電洞傳輸材料。此外，阻障層122.1(或122.2)亦可形成於第一有機電激發光單元101之發光層112.1及發光層114.1之間(也可以是第二有機電激發光單元102之發光層112.2及發光層114.2之間)，請參照第4圖。

請參照第5圖，係顯示根據本發明一實施例之串聯式電激發光裝置200，包含基板203，在基板203之上依序配置陽極204、第一有機電激發光單元201、連結電極218、第二有機電激發光單元202、及陰極220。

第一有機電激發光單元201由陽極側數來依序包含：發光層210.1及發光層212.1，且更可包含電洞注入層206.1、電洞傳輸層208.1形成於發光層210.1及陽極204之間及電子傳輸層216.1形成於發光層212.1之上。值得注意的是，發光層210.1及發光層212.1具有不同之物理量，且發光層210.1及發光層212.1之至少一者包含兩種摻雜物。舉例來說，發光層210.1可具有紅光摻雜物，而發光層212.1具有藍光摻雜物及綠光摻雜物；發光層210.1具有藍光摻雜物，發光層212.1具有紅光摻雜物及綠光摻雜物；發光層210.1具有綠光摻雜物，發光層212.1具有藍光摻雜物及紅光摻雜物；發光層210.1可具有藍光摻雜物及綠光摻雜物，而發光層212.1具有紅光摻雜物；發光層210.1具有紅光摻雜物及綠光摻雜物，發光層212.1具有藍光摻雜物；或是，發光層210.1具有藍光摻雜物及紅光摻雜物，發光層212.1具有綠光摻雜物。

另外，如第5圖所示，第二有機電激發光單元202(最靠近陰極220之有機電激發光單元)所包含之發光層與第一有機電激發光單元201(最靠近陽極204之有機電激發光單元)可完全相同，但第二有機電激發光單元202發光層的排列順序(由陽極204側數來)可與第一有機電激發光單元201發光層的排列順序相反。因此，第二有機電激發光單元202由陽極204側數來依序包含：發光層212.2(與發光層212.1具相同之物理量)、及發光層210.2(與發光層210.1具相同之物理量)，且更可包含電洞注入層206.2、電洞傳輸層208.2形成於發光層212.2及連結電極218之間，以及電子傳輸層216.2形成於發光層210.2之上。發光層210.1及發光層210.2之組成係完全相同，發光層212.1及發光層212.2之組成係完全相同。

根據本發明另一實施例，第一有機電激發光單元201可更包含阻障層222.1形成於發光層210.1及發光層212.1之間，且第二有機電激發光單元202也可以包含阻障層222.2形成於發光層210.2及發光層212.2之間，請參照第6圖。

根據本發明其他實施例，本發明所述之影像顯示系統所包含之串聯式電激發光裝置可包含N個或以上之有機電激發光單元，其中N大於或等於2，且為正整數。請參照第7圖，係顯示具有N個之有機電激發光單元(N大於2、可例如為3、4、5、...)串聯式電激發光裝置300，包含基板303，在基板303之上依序配置陽極304、第一有機電激發光單元1、第二有機電激發光單元2、...、第N有機電激發光單元N、及陰極320，其中在任兩相鄰之有機電激發光單元之間係具有連接電極318。換言之，串聯式電激發光裝置300具有(N-1)個連接電極318。值得注意的是，串聯式電激發光裝置包含N個(N大於2)有機電激發光單元時，第一有機電激發光單元1(最靠近陽極304之有機電激發光單元)所包含之發光層可與第N有機電激發光單元N(最靠近陰極320之有機電激發光單元)之發光層完全相同，但第N有機電激發光單元N發光層的排列順序(由陽極側數來)可與第一有機電激發光單元1發光層的排列順序相反。舉例來說：第一有機電激發光單元1之發光層由陽極側數來依序包含：發光層310.1、發光層312.1、及發光層314.1，而第N有機電激發光單元N之發光層由陽極側數來則依序包含：發光層314.N、發光層312.N、及發光層310.N。此外，介於第一有機電激發光單元1及第N有機電激發光單元N之間的其他有機電激發光單元，其發光層的數目、組成、或順序並無限制，可為習知任何有機電激發光單元。

綜上所述，本發明係提供一串聯式電激發光裝置及包含其之影像顯示系統，該串聯式電激發光裝置包含複數個有機電激發光單元，由於每一有機電激發光單元可分別包含紅、藍、綠發光層，因此可以達到全彩化的目的。此外，與習知技術相比，傳統串聯式電激發光裝置之每一有機電激發光單元具有相同之發光層，且排列順序相同，如此一來造成整個電激發光裝置所發出之光色會隨著驅動電流大小而改變，無法持續穩定發出單一光色。而不同於習之技術，根據本發明所述之串聯式電激發光裝置，具有N個有機電激發光單元，且第N有機電激發光單元包含第一有機電激發光單元之發光層，但發光層排列順序相反。如此一來，所得之電激發光裝置所發出之光色不會隨著驅動電流大小而改變，可達到維持光色穩定的目的。

第8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400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。根據本發明之串聯式電激發光裝置100(例如第1-4圖所示之全彩有機電激發光裝置)可設置於顯示裝置400，而顯示裝置400可為全彩有機電激發光顯示器。在其他實施例中，顯示裝置400可設置於電子裝置500中。如第8圖所示，電子裝置500包括：顯示裝置400及輸入單元450。輸入單元450係耦接至平面顯示器裝置400，用以提供輸入信號(例如，影像信號)至顯示裝置400以產生影像。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，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。

1、101、201．．．第一有機電激發光單元

2、102、202．．．第二有機電激發光單元

100、200、300．．．串聯式電激發光裝置

103、203、303．．．基板

104、204、304．．．陽極

105．．．有機材料層

106.1、106.2、206.1、206.2．．．電洞注入層

108.1、108.2、108.1、208.2．．．電洞傳輸層

110.1、110.2、112.1、112.2、114.1、114.2、210.1、210.2、212.1、212.2、310.1、310.N、312.1、312.N、314.1、314.N．．．發光層

116.1、116.2、216.2、216.2．．．電子傳輸層

118、218、318．．．連接電極

120、220、320．．．陰極

122.1、122.2、222.1、222.2．．．阻障層

400．．．顯示裝置

450．．．輸入單元

500．．．電子裝置

N．．．第N有機電激發光單元

第1圖係顯示根據本發明一較佳實施例之串聯式電激發光裝置其剖面示意圖；

第2圖係顯示根據本發明另一較佳實施例之串聯式電激發光裝置其剖面示意圖；

第3及4圖係顯示根據本發明另一較佳實施例之串聯式電激發光裝置其剖面示意圖，其中該串聯式電激發光裝置包含具有阻障層之有機電激發光單元；

第5圖係顯示根據本發明又一較佳實施例之串聯式電激發光裝置其剖面示意圖；

第6圖係顯示根據本發明其他較佳實施例之串聯式電激發光裝置其剖面示意圖，其中該串聯式電激發光裝置包含具有阻障層之有機電激發光單元；

第7圖係顯示根據本發明其他較佳實施例之具有N個有機電激發光單元的串聯式電激發光裝置其剖面示意圖；以及

第8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。

1．．．第一有機電激發光單元

2．．．第二有機電激發光單元

300．．．串聯式電激發光裝置

303．．．基板

304．．．陽極

310.1、310.N、312.1、312.N、314.1、314.N．．．發光層

318．．．連接電極

320．．．陰極

N．．．第N有機電激發光單元

Claims

一種影像顯示系統，包括：一串聯式電激發光裝置，包括：一第一電極；一第一至一第N有機電激發光單元，依序配置於該第一電極之上，其中N大於或等於2，且為整數；一第二電極，配置於該第N有機電激發光單元之上；以及N-1個連接電極，其中每一個連接電極係設置於任兩相鄰之有機電激發光單元之間，其中，該第一有機電激發光單元由該第一電極側依序包含：一第一發光層、及一第二發光層，其中該第一發光層與該第二發光層具有不同之物理量，而該第N有機電激發光單元由該第一電極側依序包含：一第三發光層、及一第四發光層，其中該第三發光層與該第二發光層具相同之物理量，該第四發光層與該第一發光層具相同之物理量。
如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該物理量係指該等發光層之發光波長。
如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該物理量係指該等發光層之電子遷移率。
如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該物理量係指該等發光層之電洞遷移率。
如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第一發光層和第二發光層分別為擇自由紅色、綠色、和藍色發光層所組成之族群中。
如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第一及該第二發光層至少一者包含紅色、綠色、及藍色摻雜物其中之二種。
如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第一有機電激發光單元更包含一阻障層，配置於該第一發光層及該第二發光層之間。
如申請專利範圍第7項所述之影像顯示系統，其中該阻障層包含雙載子材料。
如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第一有機電激發光單元更包含一第五發光層，配置於該第二發光層之上。
如申請專利範圍第9項所述之影像顯示系統，其中該第一發光層、該第二發光層與該第五發光層具有不同之物理量。
如申請專利範圍第9項所述之影像顯示系統，其中該第五發光層為擇自由紅色、綠色、和藍色發光層所組成之族群中。
如申請專利範圍第9項所述之影像顯示系統，其中該第二有機電激發光單元更包含一第六發光層，配置於該第三發光層之下。
如申請專利範圍第12項所述之影像顯示系統，其中該第三發光層、該第四發光層與該第六發光層具有不同之物理量。
如申請專利範圍第12項所述之影像顯示系統，其中該第五和第六發光層具有相同之物理量。
如申請專利範圍第9項所述之影像顯示系統，其中該第一有機電激發光單元更包含一阻障層，配置於該第一發光層及該第二發光層之間。
如申請專利範圍第9項所述之影像顯示系統，其中該第一有機電激發光單元更包含一阻障層，配置於該第二發光層及該第五發光層之間。
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，該顯示裝置包含該串聯式電激發光裝置。
如申請專利範圍第17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。
如申請專利範圍第18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。