專利名稱：有機(jī)電致發(fā)光顯示器件組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器件，更具體而言，涉及從有機(jī)膜中發(fā)出的光具有改進(jìn)的光射出效率(optical bleedingefficiency)的有機(jī)EL顯示器件。
背景技術(shù)：
有機(jī)EL顯示器件是通過電激發(fā)熒光有機(jī)化合物發(fā)光的自發(fā)發(fā)光顯示器件。典型地，有機(jī)EL顯示器件可以工作在低電壓，可以緊湊地構(gòu)成薄設(shè)備，并提供寬視角和高響應(yīng)速度。由于可以作為克服了液晶顯示器件問題的下一代顯示器件，有機(jī)EL顯示器件成為廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。
在這樣的有機(jī)EL顯示器件中，有機(jī)膜在玻璃或透明絕緣襯底上按預(yù)先確定的圖形形成，電極層則形成于有機(jī)膜圖形的上、下表面上。有機(jī)膜可以由多種有機(jī)化合物制成，例如酞菁銅(CuPc)，N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基聯(lián)苯胺(NPB)或三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)。
在具有上文所描述結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL顯示器件中，當(dāng)正電壓和負(fù)電壓被施加到電極上時(shí)，填充的空穴就通過空穴傳輸層從施加正電壓的電極向發(fā)光層遷移，而電子通過空穴傳輸層從施加負(fù)電壓的電極向發(fā)光層遷移?？昭ㄅc電子在發(fā)光層中復(fù)合形成激子。當(dāng)激子去激時(shí)，發(fā)光層中的熒光分子發(fā)光，因此形成圖像。
按上文描述方式驅(qū)動(dòng)的有機(jī)EL顯示器件的發(fā)光效率包括內(nèi)部效率和外部效率(或光射出效率)。內(nèi)部效率與有機(jī)發(fā)光材料的光電轉(zhuǎn)換效率有關(guān)，而外部發(fā)光效率取決于組成有機(jī)EL顯示器件的各層材料的折射率。換句話說，當(dāng)光從有機(jī)膜中以臨界角或更大的角度發(fā)射出時(shí)，所發(fā)出的光被襯底和電極層之間的界面或有機(jī)膜和電極層之間的界面反射。因此，發(fā)出的光將無法射出。
在附圖1所示的傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示器件中，當(dāng)從被金屬陰極層14保護(hù)的有機(jī)膜13中發(fā)出的光，通過氧化銦錫(ITO)電極12與透明玻璃襯底11之間的界面?zhèn)鬏斨镣该鞑Ａбr底11時(shí)，透光率T由T＝1/2(nglass/nITO)2給出，其中nglass表示玻璃的折射率，nITO表示ITO的折射率。
根據(jù)以上計(jì)算式，下表給出了不同顏色的傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示器件的光射出效率。

如上表所示，由于ITO電極和玻璃襯底的折射率的差異，有機(jī)EL顯示器件所產(chǎn)生的光有60％或更多都消失在器件內(nèi)部。
在日本專利公開號(hào)為hei 11-283751中公開的有機(jī)EL顯示器件的結(jié)構(gòu)中，衍射光柵或波帶片形成于襯底之上，使由ITO電極及ITO電極與有機(jī)膜之間的界面所引導(dǎo)的光發(fā)生衍射，以此減少光損耗。由于這種有機(jī)EL顯示器件需要波狀襯底、波狀細(xì)電極圖形層或是特殊的衍射光柵，所以其制造過程復(fù)雜。此外，當(dāng)有機(jī)層形成于波狀表面或是衍射光柵之上時(shí)，有機(jī)層的表面照度將增加。這樣，有機(jī)EL顯示器件的漏電流將增加，而耐用性及可靠性將下降。
在日本專利公開號(hào)為sho 63-172691中公開了一種可以阻止光射出效率減低的傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示器件的示例。公開的有機(jī)EL顯示器件包括一個(gè)壓縮的襯底，例如其上安裝有凸透鏡的襯底。然而，由于依賴于有機(jī)膜發(fā)光而形成的像素非常小，就壓縮而言，因此很難在襯底上安裝凸透鏡。
在日本專利公開號(hào)為hei 1-220394中公開的有機(jī)EL顯示器件中，下部電極、絕緣層、發(fā)光層和上部電極形成于襯底之上，發(fā)光層的單一面上安裝了反射鏡用于反射光。對(duì)這種有機(jī)EL顯示器件，由于發(fā)光層很薄，因此在發(fā)光層的一側(cè)安裝反射鏡是很困難的。
然而，在日本專利公開號(hào)為hei 9-171892中公開的有機(jī)EL顯示器件中，陽極和陽極界面層形成于其上安裝有透鏡形狀結(jié)構(gòu)的玻璃襯底之上，在所得到的玻璃襯底上形成空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、陰極和陽極保護(hù)層。在這種有機(jī)EL顯示器件中，由于反射光照向玻璃襯底，因此光射出效率增加，但是圖像變得模糊。
在日本專利公開號(hào)為hei 10-12382中公開的有機(jī)EL顯示器件中，在有機(jī)發(fā)光器件的前電極與一組結(jié)合在光導(dǎo)前表面的小透鏡之間形成光導(dǎo)，這樣發(fā)出的光被導(dǎo)向前電極，因此光均勻照射出。
在美國專利公開號(hào)為2001/0019242A1中也公開了有機(jī)EL顯示器件及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種有機(jī)EL顯示器件組件，其減少了內(nèi)部光損耗，并提高了光射出效率而提高了圖像亮度。
本發(fā)明還提供了一種有機(jī)EL顯示器件，它利用高折射率層與低折射率層之間界面上的散射效率來減少光損耗。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，一種有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器件組件包括襯底、有機(jī)EL部分、光損耗防止層(optical loss preventionlayer)和微隙層(fine space layer)。有機(jī)EL部分包含第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層，它們被分別構(gòu)圖并堆疊在襯底的上表面上。光損耗防止層提高光射出效率。微隙層形成于光損耗防止層和面對(duì)光損耗防止層的層之間，并且使用氣體填充或者抽成真空。
光損耗防止層是具有形成圖形的多個(gè)凸起的衍射光柵形成單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方案，一種有機(jī)EL顯示器件組件包含襯底、有機(jī)EL顯示部分、光子板和微隙層。有機(jī)EL顯示部分包含第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層，它們被分別構(gòu)圖并堆疊在襯底的上表面上。光子板與有機(jī)EL顯示部分相結(jié)合并具有在有機(jī)EL顯示部分之上形成的光損耗防止層。微隙層形成于光損耗防止層和光子板之間，并提高了有機(jī)發(fā)光層產(chǎn)生的光的光射出效率。
根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方案，一種有機(jī)EL顯示器件組件包含襯底、第一和第二電極層、有機(jī)發(fā)光層、光損耗防止層和間隙層。第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層依次堆疊于襯底的上表面上。光損耗防止層在第一電極層、第二電極層和有機(jī)發(fā)光部分中具有相當(dāng)大折射率差異的層之間形成，并包含具有不同折射率的區(qū)域。間隙層形成于光損耗防止層和面對(duì)光損耗防止層的層之間，并且使用氣體填充或者抽成真空。
根據(jù)本發(fā)明的另外一種實(shí)施方案，有機(jī)EL顯示器件組件包含襯底、像素部分、驅(qū)動(dòng)部分和光子板(photonic plate)。像素部分具有在襯底上形成圖形的第一電極層，在第一電極層上表面形成圖形的有機(jī)發(fā)光層，在襯底上表面上形成的絕緣層以暴露有機(jī)發(fā)光層，和在有機(jī)發(fā)光層的上表面和絕緣層上表面上形成圖形的透明的第二電極層。驅(qū)動(dòng)部分形成在襯底上，包含控制第一電極層開關(guān)的薄膜晶體管。光子板位于透明的第二電極層上表面上，以形成了使用惰性氣體填充或者被抽成真空并位于光子板和第二電極層之間的微隙層，同時(shí)具有在光子板內(nèi)表面上形成的光損耗防止層。
根據(jù)本發(fā)明的另外一種實(shí)施方案，有機(jī)EL顯示器件組件包含襯底、像素部分、驅(qū)動(dòng)部分、光損耗防止層和光子板。像素部分包括在襯底上形成圖形的第一電極層，在第一電極層上表面形成圖形的有機(jī)發(fā)光層，在襯底的上表面上形成的絕緣層以暴露有機(jī)發(fā)光層，和在有機(jī)發(fā)光層的上表面和絕緣層上表面上形成圖形的透明的第二電極層。驅(qū)動(dòng)部分形成在襯底上，包含控制第一電極層開關(guān)的薄膜晶體管。光損耗防止層形成于襯底和第一電極層之間，并且包括具有不同折射率的圖形化的區(qū)域。間隙層在光損耗防止層和面對(duì)光損耗防止層的層之間形成，由惰性氣體填充或者被抽成真空。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，有機(jī)EL顯示器件組件被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明的其他方面及其優(yōu)點(diǎn)將在后面的內(nèi)容中部分闡述，并部分地可以從描述中變得顯而易見，或者在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中得到理解。


本發(fā)明的這些和/或其他方面及其優(yōu)點(diǎn)將在后面實(shí)施方案的敘述并結(jié)合相關(guān)的附圖中變得清楚和容易領(lǐng)會(huì)。
圖1是描述傳統(tǒng)的有機(jī)EL顯示器件中發(fā)生的光射出的截面示意圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件截面圖；圖3是圖2中有機(jī)發(fā)光層的截面放大圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件截面圖；圖5和圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三和第四實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件截面圖；圖7和圖8是根據(jù)本發(fā)明的第五和第六實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件截面圖；圖9～圖12是根據(jù)本發(fā)明的第七到第十實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件截面圖；圖13是光學(xué)效率與光損耗防止層和電極層之間間隙的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；圖14是光學(xué)效率和光損耗防止層的長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；圖15是光學(xué)效率和有機(jī)EL顯示器件組件中TiO2系數(shù)層深度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；圖16中顯示的是采用依照本發(fā)明實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件的桌上型計(jì)算機(jī)實(shí)例的代表；圖17中顯示的是采用依照本發(fā)明實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件的膝上型計(jì)算機(jī)實(shí)例的代表。
具體實(shí)施例方式
接下來對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)參考說明，在附圖中示出其示例，其中通篇相同的參考數(shù)字表示相同的元件。下面通過參考示意圖描述實(shí)施方案來解釋本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)EL顯示器件提高了由有機(jī)發(fā)光層射出的光的光射出效率。圖2所示的是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件20的部分放大圖。
從圖2中可見，該有機(jī)EL顯示器件組件20包含第一和第二電極層22和23以及有機(jī)發(fā)光層30。第一電極層22是透明的并按照預(yù)定圖形形成在透明襯底21的上表面。有機(jī)發(fā)光層30是通過在第一電極層22上表面堆疊有機(jī)膜而形成的。第二電極層30是在有機(jī)發(fā)光層30的上表面形成的并具有預(yù)定圖形。
第一電極層22是在透明襯底21的上表面之上或靠近透明襯底21的上表面形成的陽極，可以使用透明的導(dǎo)電材料氧化銦錫(ITO)制成。第二電極層23可以使用諸如鋁、鋁合金、銀或者銀合金這樣的導(dǎo)電金屬形成。
如圖3所示，有機(jī)發(fā)光層30是通過在第一電極層22上表面上順序堆疊空穴注入層31、空穴傳輸層32、發(fā)光層33和電子注入層34而形成。優(yōu)選地，有機(jī)發(fā)光層30可以使用諸如三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)這樣的低聚合物有機(jī)化合物，或者使用諸如聚對(duì)亞苯基亞乙烯基(PPV)，聚(2-甲氧基-5(2-乙基己氧基)-1，4-亞苯基亞乙烯基)(poly(2-Methoxy-5(2-Ethylhexyloxy)-1，4-phenylenevinylene))這樣的高聚合物有機(jī)化合物來形成。但是有機(jī)發(fā)光層30采用的材料并不僅限制于這些材料。
用于提高光射出效率的光損耗防止層100形成于透明襯底21的上表面上。使用氣體填充或者被抽成真空的微隙層50，形成于光損耗防止層100和第一電極層22之間。
光損耗防止層100可以是由分別具有預(yù)定間距(P)和預(yù)定高度(H)的多個(gè)凸起111構(gòu)成的衍射光柵。優(yōu)選地，衍射光柵的凸起111的間距P為200nm～2000nm，其高度為50nm～5000nm。每一個(gè)凸起111可以是不同的形狀，例如，圓柱體或者多棱錐體。凸起111可以是任何形狀，只要它們凸起以具有預(yù)定的圖形。做為替代方案，也可以在透明襯底21的上表面上形成具有多個(gè)通孔的薄膜作為衍射光柵。
光損耗防止層100，也就是衍射光柵，可以由選自SiOx(x＞1)、SiNx、Si3N4、TiO2、Mgo、ZnO、Al2O3、SnO2、In2O3、MgF2和CaF2中的至少一種材料形成。優(yōu)選地，光損耗防止層100由TiO2形成。
微隙層50可以以這樣一種方式形成，使得衍射光柵的凸起111非常緊密地粘附于第一電極層22以及粘附于其上形成第一電極層22的側(cè)面上。同時(shí)額外的間隔物(未示出)可能也會(huì)被包含在微隙層50中。
另一個(gè)方面，從圖14中可以看到，代替光損耗防止層100，可以形成具有圖形的薄膜120，以具有由不同折射率的至少兩種材料形成的第一和第二區(qū)域。優(yōu)選地，與凸起111的間距相對(duì)應(yīng)，以預(yù)定圖形排列的兩個(gè)區(qū)域其中一個(gè)的間距(P)為200nm～2000nm，并且薄膜120的厚度(T)為0.01μm～50μm。在圖4的實(shí)施方案中，第一和第二電極層22和23與有機(jī)發(fā)光層30都形成于額外的上層襯底25上。
在前面敘述的實(shí)施方案中，如圖5和圖6中所示，在微隙層50和第一電極層22之間可以形成其折射率高于微隙層50和第一電極層22的折射率的系數(shù)層(index layer)60。優(yōu)選地，系數(shù)層60的材料的折射率應(yīng)大于或等于2.3，例如TiO2。但是系數(shù)層60的材料并不只限制在折射率為2.3或更大的材料。
如圖7和圖8所示，有機(jī)EL顯示器件組件包含有機(jī)EL顯示部分70它具有在襯底71上形成的第一電極層72；在第一電極層72上形成的有機(jī)發(fā)光層73以具有預(yù)定圖形；由透明導(dǎo)電金屬在有機(jī)發(fā)光層73上形成的第二電極層74。有機(jī)EL顯示部分70與其上形成光損耗防止層210或者220的光子板200結(jié)合，在有機(jī)EL顯示部分70與光子板200之間形成微隙層50。
如圖7所示，在光子板200上形成的光損耗防止層210包含分別有預(yù)定高度的凸起211。如圖8所示，作為替代方案，光損耗防止層220是具有由不同折射率的兩種材料形成的第一和第二區(qū)域的薄膜。此處第一和第二區(qū)域中至少有一個(gè)是進(jìn)行構(gòu)圖的。光損耗防止層220的第一區(qū)域可以為點(diǎn)狀排列，但是第一區(qū)域并不限制為這種排列。優(yōu)選地，第一區(qū)域和第二區(qū)域材料的折射率之間的差異不小于0.3且不大于3。更優(yōu)選地，折射率差異在0.3到3的范圍內(nèi)應(yīng)該盡可能的大。如果折射率差異小于或等于0.3時(shí)，有機(jī)發(fā)光層和每個(gè)電極層之間的界面將提供很低的散射效率。這樣，由有機(jī)發(fā)光層射出光線的反射性將增強(qiáng)，相應(yīng)地，透過襯底的光射出量將減弱。
圖9和圖10中示出有源矩陣(AM)有機(jī)EL顯示器件組件150的實(shí)施方案，它是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件。參照?qǐng)D9所示，AM有機(jī)EL顯示器件組件150包含緩沖層152，像素區(qū)160和驅(qū)動(dòng)區(qū)170。緩沖層152是在透明襯底151之上形成的。像素區(qū)160包含像素和用于形成像素的第二電極層161并形成在緩沖層152上。驅(qū)動(dòng)區(qū)170形成于緩沖層152之上，包含用于驅(qū)動(dòng)像素區(qū)160的薄膜晶體管(TFT)和電容器177。
在驅(qū)動(dòng)區(qū)170中，摻有p型或者n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層171在緩沖層152的上表面形成以具有預(yù)定的圖形，并且隱埋在柵絕緣層172下面。柵電極層173形成在柵絕緣層172的上表面上，并相對(duì)于半導(dǎo)體層171。第一絕緣層174也形成在柵絕緣層172的上表面上，并且覆蓋柵電極層173。薄膜晶體管由形成在第一絕緣層174的上表面上的漏電極和源電極175和176組成。此處，漏電極和源電極175和176通過穿過第一絕緣層174和柵絕緣層172形成的接觸孔175a和176a，和半導(dǎo)體層171的兩端部分相連。電容器177包含形成在第一絕緣層174上的表面上并與源電極176相連的第一輔助電極177a、和與第一輔助電極177a相對(duì)并被隱埋在第一絕緣層174下面的第二輔助電極177b。為了實(shí)現(xiàn)平滑的第二絕緣層178形成在具有在其上形成漏電極和源電極175和176的第一絕緣層174的上表面上。
在像素區(qū)160中，第二電極層161形成在第二絕緣層178的上表面上以具有預(yù)定的圖形，并且通過在第二絕緣層178內(nèi)部形成的導(dǎo)電連接器161與第二絕緣層178電連接。有機(jī)發(fā)光層162形成在第二電極層161的上表面之上以具有預(yù)定的圖形。第一透明電極層163形成在有機(jī)發(fā)光層162上面。為了實(shí)現(xiàn)平坦化的第三絕緣層(圖中沒有顯示)可以形成在其上已經(jīng)形成第一電極層163的第二絕緣層178的上表面上。優(yōu)選地，第三絕緣層由透明材料制成，該材料不會(huì)干擾從有機(jī)發(fā)光層162射出的光的射出。
在其上形成光損耗防止層100的光子板200附著在有機(jī)EL顯示器件組件的第三絕緣層上，這樣就在第三絕緣層和光子板200之間形成了微隙層50。如前面敘述的那樣，微隙層50可以使用惰性氣體填充或者抽成真空。如圖9所示，在光子板200上面的光損耗防止層100可以包括具有預(yù)定間距和預(yù)定高度的凸起111。而如圖10所示，作為替代方案，光損耗防止層100可以是由不同折射率的不同材料形成的以具有第一和第二區(qū)域的薄膜。
如圖11和圖12所示，可以在第三絕緣層(圖中沒有顯示)的上表面上進(jìn)一步形成系數(shù)層60。由于光損耗防止層100和系數(shù)層60的結(jié)構(gòu)和前面敘述的實(shí)施方案中的結(jié)構(gòu)一致，在此將不做詳細(xì)說明。
光損耗防止層和微隙層的位置并不局限于上述的這些實(shí)施方案。光損耗防止層和微隙層可以形成在從有機(jī)發(fā)光層射出光的射出光路上具有高折射率的層之間。例如在背光型有機(jī)EL顯示器件中，光損耗防止層和微隙層形成在襯底上。
在具有如前面所敘述的實(shí)施方案中的結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL顯示器件組件中，當(dāng)施加預(yù)定電壓以點(diǎn)亮在第一電極層22或72與第二電極層23或74之上的選定像素時(shí)，由作為陽極的第一電極層22或72產(chǎn)生的空穴經(jīng)由空穴注入層31向空穴傳輸層32移動(dòng)，同時(shí)電子經(jīng)由電子注入層34被填入發(fā)光層33。電子和空穴在發(fā)光層33復(fù)合以形成激子。當(dāng)激子去激時(shí)，有機(jī)發(fā)光層30或73中的熒光分子就會(huì)發(fā)光。產(chǎn)生的光通過第一電極層22或72、光損耗防止層100和微隙層50向外界射出。
因?yàn)楣鈸p耗防止層100、210或220和微隙層50是由介于第一電極層22或72與襯底21或71之間，或者介于第三絕緣層(圖中沒有顯示)和光子板200之間的氧化銦錫ITO制成，所以由于在襯底和電極層之間界面上的光反射而產(chǎn)生的光損耗將被降低。
換句話說，由于有機(jī)發(fā)光層30(或70)或第一電極層22(或72)的折射率都比第二絕緣層或者作為微隙層的玻璃的折射率高，因此光會(huì)在襯底21(或71)和第一電極層22(或72)之間的界面上發(fā)生反射。然而由于微隙層50和光損耗防止層100(或210或220)是形成在第一電極層22(或72)和襯底21(或71)之間，或者形成在第三絕緣層(圖中沒有表示)和光子板200之間，因此第一電極層22(或72)和光損耗防止層100(或210或220)的凸起111會(huì)引起瞬逝波耦合。從而在第一電極層22和每個(gè)凸起111之間的微隙層50產(chǎn)生瞬逝波。這樣由第一電極層22引導(dǎo)的部分光被輸運(yùn)至光損耗防止層100并由光損耗防止層100衍射。從而提高了光射出效率。
如果用具有通過將兩具有不同折射率的不同材料進(jìn)行構(gòu)圖來定義第一區(qū)域和第二區(qū)域的薄膜120作為光損耗防止層，則第一和第二區(qū)域彼此互相交叉。從而光損耗防止層的平均折射率可以被調(diào)整為可以擴(kuò)大全反射角的折射率。因此發(fā)生了抗反射以提高了光射出效率。
進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)以比較在包含微隙層50和光損耗防止層100(或210或220)的有機(jī)EL顯示器件中光射出的量，和只包含光損耗防止層100(或210或220)的有機(jī)EL顯示器件中光射出的量，以及既不包含光損耗防止層也不包含微隙層的有機(jī)EL顯示器件中光射出的量。
第一實(shí)驗(yàn)第一實(shí)驗(yàn)在其中光損耗防止層具有在襯底的上表面上采用SiO2、TiO2和SiNx形成的圓柱形凸起的有機(jī)EL顯示器件上進(jìn)行。相鄰?fù)蛊鸬拈g距在200nm～2000nm范圍內(nèi)，每個(gè)凸起的高度在50nm～5000nm范圍內(nèi)。
第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層依次堆疊在已經(jīng)形成的襯底的上表面上，并且在該襯底和微隙層之間。圖13所示的是測(cè)量的光學(xué)效率和微隙層間隙寬度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖14所示的是光效率和圓柱形凸起的長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
通過第一實(shí)驗(yàn)，對(duì)應(yīng)微隙層間隙的不同寬度通過時(shí)域有限差分(FDTD)模擬計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)光能量值。換句話說，標(biāo)準(zhǔn)光能量值是通過與后面將要敘述的第一對(duì)比實(shí)驗(yàn)中采用的有機(jī)EL顯示器件的光能量值相比較計(jì)算出的。
如圖13所示，當(dāng)微隙層的間隙寬度為零時(shí)，也就是當(dāng)每個(gè)凸起的上表面都與第一電極層接觸時(shí)，光射出到外部的量是傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示器件的光射出量的4倍。當(dāng)微隙層的間隙寬度逐漸變大時(shí)，光學(xué)效率也就是光射出量下降。
同樣，當(dāng)光損耗防止層的凸起使用SiO2形成時(shí)，射出光的絕對(duì)量是傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示器件的2.41倍。當(dāng)光損耗防止層的凸起使用TiO2形成時(shí)，射出光的絕對(duì)量是傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示器件的3.90倍。當(dāng)光損耗防止層的凸起使用SiNx形成時(shí)，射出光的絕對(duì)量是傳統(tǒng)有機(jī)EL顯示器件的3.67倍。
如圖14所示，光學(xué)效率與每個(gè)凸起的高度成比例，一直到大約200nm的高度。
第二實(shí)驗(yàn)第二實(shí)驗(yàn)是在和第一實(shí)驗(yàn)一相同的條件下，在其中在微隙層和第一電極層之間以折射率為2.36的TiO2形成系數(shù)層的有機(jī)EL顯示器件上進(jìn)行的。圖15顯示的是光學(xué)效率與系數(shù)層的厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。此處微隙層的間隙為0，光損耗防止層的凸起高度為400nm。
根據(jù)圖15，當(dāng)系數(shù)層的厚度為50nm時(shí)，與第一對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的有機(jī)EL顯示器件相比，光學(xué)效率增加約4倍而光射出量增加47.1％。
第一對(duì)比實(shí)驗(yàn)第一對(duì)比實(shí)驗(yàn)是在其中在透明襯底的上表面上簡(jiǎn)單地形成第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層的有機(jī)EL顯示器件上進(jìn)行的。
在該有機(jī)EL顯示器件中，由透明襯底引導(dǎo)的光量是導(dǎo)向有機(jī)發(fā)光層的光量的34.9％，被第一電極層和第二電極層之間界面反射的光量是導(dǎo)向有機(jī)發(fā)光層的光量的42.8％，而射向外部的光量是導(dǎo)向有機(jī)發(fā)光層的光量的22.3％。
第二對(duì)比實(shí)驗(yàn)第二對(duì)比實(shí)驗(yàn)是在其中在襯底的上表面上形成第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層，并且在第一和第二電極層以及有機(jī)發(fā)光層這三層中折射率最大的一層上形成衍射光柵(即光損耗防止層)的有機(jī)EL顯示器件上進(jìn)行的。衍射光柵是由SiO2或者TiO2形成的以擁有每個(gè)具有預(yù)定間距的多個(gè)凸起。
按照第二對(duì)比實(shí)驗(yàn)，當(dāng)使用SiO2形成衍射光柵時(shí)，光射出量是第一對(duì)比實(shí)驗(yàn)中采用的有機(jī)EL顯示器件的2.37倍。當(dāng)使用TiO2形成衍射光柵時(shí)，光射出量是第一對(duì)比實(shí)驗(yàn)中采用的有機(jī)EL顯示器件的2.38倍。
在具有上述結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL顯示器件組件中，微隙層形成在光損耗防止層和電極層之間，從而降低內(nèi)部光損耗，并由此提高光射出效率。特別的，光射出效率可以通過防止在第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層中發(fā)生反射來提高。同時(shí)，抑止被襯底反射的光射出可以防止有機(jī)EL顯示器件組件形成的圖像的模糊現(xiàn)象。
圖16中顯示的是采用依照本發(fā)明實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件304的桌上型計(jì)算機(jī)300的實(shí)例表示。桌上型計(jì)算機(jī)300包含在該領(lǐng)域中熟知的中央處理器302，以及在前面已經(jīng)詳細(xì)介紹過的有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器件組件304。
圖17中顯示的是采用依照本發(fā)明實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器件組件404的膝上型計(jì)算機(jī)402的實(shí)例表示。膝上型計(jì)算機(jī)402包含在該領(lǐng)域中熟知的中央處理器408，以及在前面已經(jīng)詳細(xì)介紹過的有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器件組件404。鍵盤406用于輸入數(shù)據(jù)。
雖然已經(jīng)敘述了本發(fā)明的一些實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，對(duì)此實(shí)施方案的調(diào)整可在不偏離本發(fā)明精神、原理及由所附的權(quán)利要求及其等價(jià)定義的范圍前提下進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器件組件，包含襯底；有機(jī)EL部分，包含第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層，這些層均緊接襯底的上表面構(gòu)圖并堆疊；以及光損耗防止層，用于提高光射出效率，其中在光損耗防止層和有機(jī)EL部分層之間形成微隙層，并且用氣體填充所述微隙層或者將其抽成真空。
2.如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層為具有多個(gè)凸起的衍射光柵，所述凸起形成于襯底的上表面上并在相鄰?fù)蛊鹬g具有預(yù)定間距。
3.如權(quán)利要求2中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中凸起與第二電極層相接觸。
4.如權(quán)利要求2中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中相鄰?fù)蛊鹬g的間距為200nm～2000nm。
5.如權(quán)利要求4中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中每個(gè)凸起的高度為50nm～5000nm。
6.如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中第二電極層由氧化銦錫(ITO)形成。
7.如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層由選自由SiOx(x＞1)、SiNx、Si3N4、TiO2、MgO、ZnO、Al2O3、SnO2、In2O3、MgF2和CaF2組成的組中的至少一種材料形成。
8.如權(quán)利要求7中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層由TiO2形成。
9.如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，進(jìn)一步包含形成于微隙層與第二電極層之間具有相當(dāng)大的折射率的系數(shù)層。
10.如權(quán)利要求9中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中系數(shù)層由TiO2形成。
11.如權(quán)利要求9中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中系數(shù)層的折射率大于或等于2.3。
12.如權(quán)利要求9中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中系數(shù)層的厚度大于或等于2000nm。
13.一種有機(jī)EL顯示器件組件，包含襯底；有機(jī)EL顯示部分，包含第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層，這些層均被構(gòu)圖并堆疊在襯底的上表面上；以及光子板，所述光子板通過與有機(jī)EL顯示部分結(jié)合而構(gòu)成微隙層，所述光子板并具有光損耗防止層。
14.如權(quán)利要求13中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光子板的光損耗防止層帶有多個(gè)凸起，所述凸起形成于襯底上表面上并在相鄰?fù)蛊鹬g具有預(yù)定間距。
15.如權(quán)利要求14中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中凸起與第二電極層相接觸。
16.如權(quán)利要求14中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中相鄰?fù)蛊鹬g的間距為200nm～2000nm。
17.如權(quán)利要求14中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中每個(gè)凸起的高度為50nm～5000nm。
18.如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中衍射光柵由選自由SiOx(x＞1)、SiNx、Si3N4、TiO2、MgO、ZnO、Al2O3、SnO2、In2O3、MgF2和CaF2組成的組中的至少一種材料形成。
19.如權(quán)利要求18中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層由TiO2形成。
20.如權(quán)利要求13中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，進(jìn)一步包含形成于微隙層與第一電極層之間具有相當(dāng)大的折射率的系數(shù)層。
21.如權(quán)利要求9中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中系數(shù)層的折射率大于或等于2.3。
22.一種有機(jī)EL顯示器件組件，包含襯底；像素部分，包含構(gòu)圖于襯底之上的第一電極層、構(gòu)圖于第一電極層上表面上的有機(jī)發(fā)光層、形成于襯底上表面上以暴露有機(jī)發(fā)光層的絕緣層、和構(gòu)圖于有機(jī)發(fā)光層上表面和絕緣層上表面上并且透明的第二電極層；驅(qū)動(dòng)部分，形成于襯底之上，并具有控制第一電極層開關(guān)的薄膜晶體管；和光子板，形成于第一電極層上表面上，構(gòu)成充入惰性氣體或抽為真空的微隙層，并帶有光損耗防止層。
23.如權(quán)利要求22中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，進(jìn)一步包含形成于第一電極層上表面上的平坦化膜。
24.如權(quán)利要求22中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光子板的光損耗防止層帶有多個(gè)凸起，所述凸起形成于襯底上表面上并在相鄰?fù)蛊鹬g具有預(yù)定間距。
25.如權(quán)利要求22中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中凸起與第二電極層相接觸。
26.如權(quán)利要求24中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中相鄰?fù)蛊鹬g的間距為200nm～2000nm。
27.如權(quán)利要求24中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中每個(gè)凸起的高度為50nm～5000nm。
28.如權(quán)利要求23中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中衍射光柵由選自由SiOx(x＞1)、SiNx、Si3N4、TiO2、MgO、ZnO、Al2O3、SnO2、In2O3、MgF2和CaF2組成的組中的至少一種材料形成。
29.如權(quán)利要求23中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，進(jìn)一步包含形成于微隙層與第二電極層之間具有相當(dāng)大的折射率的系數(shù)層。
30.如權(quán)利要求20中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中系數(shù)層的折射率大于或等于2.3。
31.一種有機(jī)EL顯示器件組件，包含襯底；緊接襯底上表面依次堆疊第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層；以及光損耗防止層，具有與第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層的折射率相當(dāng)大差別的折射率，并形成于第一電極層與襯底之間，其中在光損耗防止層與第一電極層之間形成微隙層，所述微隙層使用氣體填充或者抽成真空。
32.如權(quán)利要求31中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層為構(gòu)圖的薄膜。
33.如權(quán)利要求31中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層包含具有不同折射率的至少兩個(gè)區(qū)域組，光損耗防止層的具有不同折射率的兩個(gè)區(qū)域組其中之一中的相鄰區(qū)域之間的間距為50nm～3000nm。
34.如權(quán)利要求3中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層厚度為0.01μm～50μm。
35.如權(quán)利要求31中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層由其折射率差異大小在0.3到3的范圍中的無機(jī)材料組成。
36.如權(quán)利要求35中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中無機(jī)材料是選自由SiOx(x＞1)、SiNx、Si3N4、TiO2、MgO、ZnO、Al2O3、SnO2、In2O3、MgF2和CaF2組成的組中的至少兩種材料。
37.如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層由具有不同折射率的SiOx(x＞1)和TiO2構(gòu)成。
38.一種有機(jī)EL顯示器件組件，包含襯底；像素部分，包含構(gòu)圖于襯底上的第一電極層、構(gòu)圖于第一電極層上表面上的有機(jī)發(fā)光層、形成于襯底上表面上以暴露有機(jī)發(fā)光層的絕緣層、和構(gòu)圖于有機(jī)發(fā)光層上表面和絕緣層上表面上并且透明的第二電極層；驅(qū)動(dòng)部分，形成于襯底之上，并具有控制第一電極層開關(guān)的薄膜晶體管；形成于第二電極層上表面上的平坦化膜；以及光子板，通過與平坦化膜結(jié)合構(gòu)成充入惰性氣體或抽為真空的微隙層，所述光子板并帶有具有不同折射率的構(gòu)圖區(qū)域的光損耗防止層。
39.如權(quán)利要求38中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層的具有不同折射率的兩個(gè)構(gòu)圖區(qū)域其中之一的間距為50nm～3000nm。
40.如權(quán)利要求38中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，進(jìn)一步包含形成于微隙層與第一電極層之間具有相當(dāng)大的折射率的系數(shù)層。
41.如權(quán)利要求40中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中系數(shù)層的折射率大于或等于2.3。
42.如權(quán)利要求40中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中平坦化膜形成于第一電極層上表面上。
43.如權(quán)利要求32中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層的具有不同折射率的兩個(gè)區(qū)域組其中之一中的相鄰區(qū)域之間的間距為50nm～3000nm。
44.如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層包含具有至少兩種具有不同折射率的材料構(gòu)圖的薄膜。
45.一種有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器件組件，包含襯底；有機(jī)EL部分，包含第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層，這些層均被構(gòu)圖并堆疊在襯底的上表面上；第一光子板，設(shè)置在有機(jī)EL部分上；第二光子板，緊挨著第一光子板設(shè)置；光損耗防止層，設(shè)置在第二光子板上，并面對(duì)第一光子板，以增加光射出效率，其中在光損耗防止層與光損耗防止層之間形成微隙層，所述微隙層使用氣體填充或者抽成真空。
46.如權(quán)利要求8中所述的有機(jī)EL顯示器件組件，其中光損耗防止層由具有不同折射率的SiOx(x＞1)和TiO2構(gòu)成。
全文摘要
有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器件組件包括襯底、有機(jī)EL部分、光損耗防止層和微隙層。有機(jī)EL部分包含第一電極層、有機(jī)發(fā)光層和第二電極層，這些層均被構(gòu)圖并堆疊在襯底的上表面上。光損耗防止層用于提高光射出效率。微隙層形成于光損耗防止層和面對(duì)光損耗防止層的層之間，并且使用氣體填充或者抽成真空。
文檔編號(hào)G09F9/30GK1571595SQ2004100080
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月6日
發(fā)明者曹尚煥, 都永洛, 金潤(rùn)昶, 安智薰, 李濬九 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社