專利名稱：有機(jī)發(fā)光顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光顯示器，特別是涉及一種具有較高顯示畫面對比且使用壽命較長的有機(jī)發(fā)光顯示器。
背景技術(shù)：
在平面顯示器中，有機(jī)發(fā)光顯示器雖然起步較LCD晚，但卻以具備自發(fā)光、廣視角、響應(yīng)速度快、低耗電量、對比強(qiáng)、亮度高、厚度薄、可全彩化、結(jié)構(gòu)簡單以及操作環(huán)境溫度范圍大等優(yōu)點(diǎn)，故已逐漸在中、小尺寸攜帶式顯示器領(lǐng)域中受到矚目。
然而，因?yàn)橛袡C(jī)發(fā)光顯示器內(nèi)部由金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)線或電極等圖案會反射光線，故當(dāng)有機(jī)發(fā)光顯示器在環(huán)境光源較強(qiáng)的情形下使用時，常發(fā)生對比率不佳而影響顯示畫面品質(zhì)的問題。為了改善顯示畫面對比不佳的缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)于有機(jī)發(fā)光顯示器的基板表面設(shè)置一偏光片(polarizer)，以降低環(huán)境光源的反射。然而，偏光片雖可有效降低環(huán)境光源的反射，但同時卻也使有機(jī)發(fā)光顯示器本身所產(chǎn)生的光線僅具有約42％的穿透率，因此造成發(fā)光效率不佳。同時，為了彌補(bǔ)發(fā)光效率不佳而造成顯示畫面亮度不足的情形，往往必須提供有機(jī)發(fā)光元件較高的電壓以提升其發(fā)光亮度，如此會增加耗電量，亦會縮減有機(jī)發(fā)光元件的使用壽命。因此，現(xiàn)有于基板表面設(shè)置偏光片的方法仍有其缺點(diǎn)，無法兼顧顯示畫面對比率與亮度及底耗電量的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種利用抗反射層來提高有機(jī)發(fā)光顯示器的影像畫面的對比率的有機(jī)發(fā)光顯示器結(jié)構(gòu)及方法，以解決上述現(xiàn)有有機(jī)發(fā)光顯示器對比度較差的問題。
根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求，揭露一種有機(jī)發(fā)光顯示器，其包括一第一基板、一相對設(shè)于第一基板下的第二基板、多個有機(jī)發(fā)光元件分別設(shè)于一次像素中，以及一設(shè)于各次像素內(nèi)的抗反射層。各次像素內(nèi)包括抗反射層的部分定義為一非發(fā)光區(qū)，而各非發(fā)光區(qū)占有約略60％至87％的其所對應(yīng)次像素的面積。
根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求，還揭露一種改善有機(jī)發(fā)光顯示器的對比率的方法，該有機(jī)發(fā)光顯示器包括一第一基板、一具有多個次像素且平行相對于第一基板的第二基板、多個有機(jī)發(fā)光元件以及一抗反射層，設(shè)于各次像素內(nèi)，其中抗反射層于各次像素內(nèi)所占面積比率定義為一抗反射層/次像素面積比(anti-reflect/sub-pixel ratio)。本發(fā)明方法先依據(jù)有機(jī)發(fā)光元件的特性決定出其相對壽命(relative life-time)對該抗反射層/次像素面積比的一第一關(guān)系式，并依據(jù)機(jī)發(fā)光顯示器的特性決定出有機(jī)發(fā)光顯示器的對比率(contrast ratio)對抗反射層/次像素面積比的一第二關(guān)系式。然后，選定一預(yù)定的最小對比率以及一預(yù)定的最小相對壽命值，并根據(jù)該第一關(guān)系式與第二關(guān)系式計(jì)算出一預(yù)定的該抗反射層/次像素面積比的范圍。最后，依據(jù)該預(yù)定的抗反射層/次像素面積比的范圍而設(shè)計(jì)出抗反射層在各次像素內(nèi)所占面積，以使有機(jī)發(fā)光顯示器的對比率大于等于預(yù)定的最小對比率，且有機(jī)發(fā)光顯示器的各有機(jī)發(fā)光元件的相對壽命大于等于該預(yù)定的最小相對壽命值。
由于本發(fā)明在設(shè)計(jì)抗反射層于每一次像素內(nèi)所占面積時，同時考量發(fā)光元件使用壽命與有機(jī)發(fā)光顯示器的對比問題，因此所設(shè)計(jì)出的抗反射層/次像素面積比具有一最佳范圍，其能滿足業(yè)界對于有機(jī)發(fā)光顯示器對比率的要求，且不致降低有機(jī)發(fā)光元件的壽命，甚至能提供較長的使用壽命。


圖1為本發(fā)明有機(jī)發(fā)光顯示器的側(cè)剖面示意圖。
圖2為圖1所示有機(jī)發(fā)光顯示器的次像素區(qū)的配置示意圖。
圖3為抗反射層/次像素面積比對有機(jī)發(fā)光元件相對壽命與對比率的關(guān)系曲線圖。
簡單符號說明10 有機(jī)發(fā)光顯示器 11 第一基板12 第二基板 12a 顯示面14 抗反射層 14a 抗反射層開口15 緩沖層 16 柵極介電層18 漏極 20 源極
22 半導(dǎo)體層 24 柵極26 層間介電層 28 導(dǎo)電層30 層間介電層 32 像素電極34 平坦層 36 有機(jī)發(fā)光層38 陰極 40 次像素區(qū)42 發(fā)光區(qū) 44 非發(fā)光區(qū)46 有機(jī)發(fā)光元件具體實(shí)施方式
請參考圖1，圖1為本發(fā)明有機(jī)發(fā)光顯示器10的側(cè)剖面示意圖，圖中僅繪出單一次像素區(qū)40以作為說明。如圖1所示，本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光顯示器10包括一第一基板11與一第二基板12，第一基板11與第二基板12平行相對設(shè)置，并利用框膠(圖未示)接合以維持一固定間距。本實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光顯示器10為一背面發(fā)光型面板，故第二基板12相反于第一基板11的表面12a為有機(jī)發(fā)光顯示器10的顯示面，而第二基板12由透明的材料所制成，例如玻璃、塑料或石英等透光材料。第一基板11的材料則可為透光材料或不透光材料。第二基板12包括多個次像素區(qū)40，且各次像素區(qū)40皆包括一有機(jī)發(fā)光元件46、一薄膜晶體管、抗反射層14及其它薄膜層，以下將依有機(jī)發(fā)光顯示器10的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)由下而上依序介紹第二基板12上所設(shè)置的各材料層。
第二基板12鄰近于第一基板11的表面設(shè)置有一抗反射(antireflective)層14，其具有一開口14a。在本實(shí)施例中，抗反射層14為一黑色矩陣層(blackmatrix，BM)，能吸收由顯示面12a射入的環(huán)境光線，并避免環(huán)境光線被反射而影響到有機(jī)發(fā)光顯示器10的顯示畫面的對比率。黑色矩陣層的材料可為鉻、氧化鉻與氮化鉻，或其它任何具有良好抗反射作用的材料，其中黑色矩陣層的反射率優(yōu)選小于7％。由于抗反射層14為不透光的材料，因此次像素區(qū)40內(nèi)具有抗反射層14的部分定義為一非發(fā)光區(qū)44，而次像素區(qū)40之內(nèi)不具有抗反射層14的部分(即抗反射層14的開口14a處)定義為一發(fā)光區(qū)42。
抗反射層14表面覆蓋有一不導(dǎo)電的緩沖層15，而緩沖層15的上方設(shè)有一晶體管，其包括一柵極24、一柵極介電層16、一漏極18、一源極20以及一作為晶體管通道的半導(dǎo)體層22。此外，漏極18與源極20之上皆設(shè)有一導(dǎo)電層28，以分別電連接數(shù)據(jù)線(圖未示)與像素電極32。由于晶體管與導(dǎo)電層28的材料通常包括具反射性質(zhì)的導(dǎo)電材料，例如金屬材料，因此本發(fā)明的晶體管與導(dǎo)電層28位于抗反射層14的正上方，以避免晶體管或?qū)щ妼?8反射環(huán)境光線。
在柵極介電層16之上設(shè)有一第一層間介電(inter-layer dielectric)層26，且在導(dǎo)電層28上的非發(fā)光區(qū)44另設(shè)有一第二層間介電層30與一不導(dǎo)電的平坦層34，其中第一層間介電層26與第二層間介電層30可由氮化硅(siliconnitride，SiNx)、氧化硅(silicon oxide，SiOx)、四乙烷氧硅化物(Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate，TEOS)或其它不導(dǎo)電的無機(jī)或有機(jī)材料制成，而平坦層34的材料可為丙烯酸樹脂(acrylic resin)等有機(jī)材料，亦可使用上述介電層的材料制作。有機(jī)發(fā)光元件46則設(shè)于上述不導(dǎo)電的材料層上方，且位于各次像素區(qū)40的發(fā)光區(qū)42。有機(jī)發(fā)光元件46包括作為陽極的像素電極32、有機(jī)發(fā)光層36以及陰極38。在本實(shí)施例中，像素電極32的材料優(yōu)選包括透明的金屬氧化物，例如氧化銦錫(Indium-tin-oxide，ITO)或氧化銦鋅(Indium-zinc-oxide，IZO)。陰極優(yōu)選包括具有高反射特性的材料，例如鋁或Ag或其合金等等的金屬材料，以反射有機(jī)發(fā)光層36所產(chǎn)生的光線，藉以提升亮度。有機(jī)發(fā)光層36包括空穴傳輸層、發(fā)光層以及電子傳輸層，經(jīng)由像素電極32與陰極38的驅(qū)動而發(fā)光。
圖2為圖1所示有機(jī)發(fā)光顯示器10的一次像素區(qū)40的配置示意圖。由圖2可知，抗反射層14的開口14a為次像素區(qū)40的發(fā)光區(qū)42，而次像素區(qū)40內(nèi)包括抗反射層14的部分定義為非發(fā)光區(qū)44。在本實(shí)施例中，非發(fā)光區(qū)44/次像素區(qū)40面積比為約60％至87％，更佳為約70％至87％。然而，值得注意的是，為使顯示畫面具有最佳呈現(xiàn)，各次像素區(qū)40內(nèi)的非發(fā)光區(qū)44/次像素區(qū)40面積比可設(shè)計(jì)為不完全相同。
如前所述，由于陰極38由具高反射性質(zhì)的材料所構(gòu)成，因此為了避免外界環(huán)境光線亦被陰極所反射而降低顯示畫面的對比率，設(shè)于有機(jī)發(fā)光元件46與顯示面12a之間的抗反射層14必須具有一定的面積(亦即非發(fā)光區(qū)44的面積)以吸收足夠的環(huán)境光線。然而，當(dāng)非發(fā)光區(qū)44占有次像素區(qū)40較大的面積時，抗反射層14亦遮蔽相對較大量的有機(jī)發(fā)光元件46所產(chǎn)生光線，使得有機(jī)發(fā)光顯示器10的影像畫面整體亮度下降。為了維持影像畫面具有一定的亮度，一般解決辦法為提供有機(jī)發(fā)光元件46較高電流以提高其發(fā)光效率。然而，在此較高電流情況下，會影響到有機(jī)發(fā)光元件46的操作壽命。因此，本發(fā)明的特點(diǎn)即在于如何決定出非發(fā)光區(qū)44占整體次像素區(qū)40(亦即抗反射層/次像素面積比)的一最佳比例。
請參考圖3，圖3顯示出抗反射層/次像素面積比(亦即BM/次像素面積比，BM/sub-pixel ratio)對有機(jī)發(fā)光元件相對壽命與對比率的關(guān)系曲線圖。曲線A1、A1分別為本發(fā)明有機(jī)發(fā)光顯示器10的對比率與有機(jī)發(fā)光元件相對壽命對BM/次像素面積比的預(yù)估關(guān)系曲線，而曲線B1、B2分別為偏貼有偏光片的現(xiàn)有有機(jī)發(fā)光顯示器的對比率與有機(jī)發(fā)光元件相對壽命對BM/次像素面積比的關(guān)系曲線，以作為本發(fā)明的對照，其中現(xiàn)有有機(jī)發(fā)光顯示器中偏光片的穿透率為42％。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，曲線A1所示的顯示器對比率具有下列關(guān)系式對比率(C.R.)＝Ion/Ioff(a)其中Cr表示顯示器對比率，Ion表示顯示器全亮?xí)r的亮度，即顯示器最亮的亮度與被反射的環(huán)境光線的亮度總和，而Ioff表示顯示器全暗時的亮度，即被反射的環(huán)境光線的亮度。此外，在本實(shí)施例中，影響曲線A2的因素包括下列關(guān)系式(T2/T1)＝(L1/L2)r(b)其中T1與T2分別代表有機(jī)發(fā)光元件46在不同電流供應(yīng)下的發(fā)光亮度，L1與L2分別代表在T1與T2下有機(jī)發(fā)光元件46的壽命長度，而r則代表有機(jī)發(fā)光元件46的壽命長度的加速因子。
本發(fā)明方法為利用現(xiàn)有有機(jī)發(fā)光顯示器的有機(jī)發(fā)光元件壽命和對比率作比較，并分別利用曲線A1、A2而決定出本發(fā)明有機(jī)發(fā)光顯示器的BM/次像素面積比的最佳范圍。舉例言之，目前一般可接受的對比率為3.0以上，優(yōu)選為5.0，因此若欲設(shè)計(jì)出對比率最低為3.0而有機(jī)發(fā)光元件壽命不小于現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)發(fā)光顯示器，則可由圖3左方縱坐標(biāo)刻度3.0處對到曲線A1，則可找出對比率3.0所對應(yīng)的BM/次像素面積比為60％，再由右邊縱坐標(biāo)相對壽命1.0處對到曲線A2，則可找出和現(xiàn)有顯示器相對壽命為1.0的本發(fā)明有機(jī)發(fā)光顯示器的BM/次像素面積比87％。由此，便可決定出圖2中非發(fā)光區(qū)44占次像素區(qū)40的比例約為60％至87％。再者，若欲設(shè)計(jì)本發(fā)明有機(jī)發(fā)光顯示器具有5.0以上的對比率，則可由縱坐標(biāo)對比率5.0的刻度從曲線A1找到對應(yīng)的BM/次像素面積比為70％。因此，本發(fā)明有機(jī)發(fā)光顯示器10的非發(fā)光區(qū)44/次像素區(qū)40的優(yōu)選面積比例約為70％至87％。經(jīng)由上述說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員了解，在設(shè)計(jì)非發(fā)光區(qū)44/次像素區(qū)40面積比時，可分別依顯示器的特性，在一預(yù)定環(huán)境光線強(qiáng)度下，預(yù)估一非發(fā)光區(qū)/次像素區(qū)對于對比率的關(guān)系式，并根據(jù)上述方法決定出非發(fā)光區(qū)/次像素區(qū)面積比的優(yōu)選范圍。
值得注意的是，本發(fā)明并不限于圖1所示背面發(fā)光型的有機(jī)發(fā)光顯示器結(jié)構(gòu)中，亦可應(yīng)用于具有其它不同結(jié)構(gòu)的顯示器中，例如頂部發(fā)光有機(jī)發(fā)光顯示器，或包括彩色濾光片等元件的顯示器。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種有機(jī)發(fā)光顯示器，其不需利用偏光片，便可藉由調(diào)整抗反射層或非發(fā)光區(qū)對次像素區(qū)的面積比的設(shè)計(jì)而提供較高的對比率。由于本發(fā)明有機(jī)發(fā)光顯示器不使用穿透率低于五成的偏光片，故不需提供較高電壓給有機(jī)發(fā)光元件便能提高整體亮度，進(jìn)而可以延長有機(jī)發(fā)光元件的使用壽命，使得本發(fā)明有機(jī)發(fā)光顯示器能兼顧對比率與使用壽命。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光顯示器，包括一第一基板；一第二基板，相對設(shè)于該第一基板之下，且該第二基板包括多個次像素；多個有機(jī)發(fā)光元件，分別設(shè)于每一該些次像素內(nèi)；以及一抗反射層，設(shè)于該些次像素內(nèi)，且各該次像素內(nèi)包括該抗反射層的部分定義為一非發(fā)光區(qū)，而各該非發(fā)光區(qū)占有約60％至87％的所對應(yīng)該次像素的面積。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光顯示器，其中各該非發(fā)光區(qū)占有約70％至87％的所對應(yīng)該次像素的面積。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光顯示器，其中該抗反射層的反射率約小于7％。
4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光顯示器，其中該第二基板相反于該第一基板的表面為該有機(jī)發(fā)光顯示器的顯示面。
5.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光顯示器，其中該抗反射層為一黑色矩陣層。
6.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光顯示器，其中在各該次像素中，各該非發(fā)光區(qū)占有其所對應(yīng)的該次像素的面積比不完全相同。
7.一種改善有機(jī)發(fā)光顯示器的對比率的方法，該有機(jī)發(fā)光顯示器包括一第一基板；一第二基板，相對設(shè)于該第一基板之下，該第二基板包括多個次像素；多個有機(jī)發(fā)光元件，分別設(shè)于一該次像素內(nèi)；以及一抗反射層，設(shè)于各該次像素內(nèi)，其中該抗反射層于各該次像素內(nèi)所占面積比率定義為一抗反射層/次像素面積比；該方法包括下列步驟依據(jù)該些有機(jī)發(fā)光元件的特性決定出該些有機(jī)發(fā)光元件的相對壽命對該抗反射層/次像素面積比的一第一關(guān)系式；依據(jù)該有機(jī)發(fā)光顯示器的特性決定出該有機(jī)發(fā)光顯示器的對比率對該抗反射層/次像素面積比的一第二關(guān)系式；選定一預(yù)定的最小對比率以及一預(yù)定的最小相對壽命值，并根據(jù)該第一關(guān)系式與該第二關(guān)系式計(jì)算出一預(yù)定的該抗反射層/次像素面積比的范圍；以及依據(jù)該預(yù)定的抗反射層/次像素面積比的范圍而設(shè)計(jì)出該抗反射層在各該次像素內(nèi)所占面積，以使該有機(jī)發(fā)光顯示器的對比率大于等于該預(yù)定的最小對比率，且該有機(jī)發(fā)光顯示器的各該有機(jī)發(fā)光元件的相對壽命大于等于該預(yù)定的最小相對壽命值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該預(yù)定的最小對比率為3.0。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該預(yù)定的抗反射層/次像素面積比的范圍約為60％至87％。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該預(yù)定的最小對比率為5.0。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該預(yù)定的抗反射層/次像素面積比的范圍約為70％至87％。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該預(yù)定的最小相對壽命值為1.0。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該第一關(guān)系式包括下列計(jì)算式(T2/T1)＝(L1/L2)r，其中T1與T2代表該些有機(jī)發(fā)光元件在不同電流供應(yīng)下的發(fā)光亮度，L1與L2分別代表在T1與T2下該些有機(jī)發(fā)光元件的壽命長度，而r則代表該些有機(jī)發(fā)光元件的壽命長度的加速因子。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該抗反射層的反射率約小于7％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機(jī)發(fā)光顯示器，其包括一第一基板、一第二基板、多個有機(jī)發(fā)光元件以及一抗反射層，其中各有機(jī)發(fā)光元件分別設(shè)于一次像素內(nèi)，而各次像素內(nèi)亦包括抗反射層。各次像素內(nèi)包括抗反射層的部分定義為一非發(fā)光區(qū)，而各非發(fā)光區(qū)占有約略60％至87％的其所對應(yīng)次像素的面積。
文檔編號H05B33/12GK1776921SQ200510124850
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月23日
發(fā)明者李世昊 申請人:友達(dá)光電股份有限公司