低反射率的自發光單元顯示器的像素單元結構的製作方法
2023-04-30 16:49:36 5
專利名稱：低反射率的自發光單元顯示器的像素單元結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自發光單元顯示器的像素單元結構；具體而言，本發明涉及一種低反射率的自發光單元顯示器的像素單元結構。
背景技術：
隨著薄型顯示器需求量的提高，自發光單元顯示器的技術開發在近年來日益重要。包括有機發光二極體顯示器在內的自發光單元顯示器，其技術成熟度也日趨成熟。以有機發光二極體顯示器為例，顯示面板的亮度和對比往往是評價整體質量的一大考慮。因此目前在此領域中，如何有效地提高自發光單元發出光線的利用率，已成為工程師們積極研發的目標。
以顯示面板的對比而言，當對比高時，顯示面板整體的顏色和影像表現都較為理想。然而在提高對比的方式上，除了提高自發光單元的亮度外，如何阻隔外在環境光的反射也是一重要課題。由於外在環境光會自顯示面進入顯示面板內，再經由顯示面板內的電極或電晶體單元反射出顯示面，反射的光線往往影響顯示面板原本發出的光線表現，造成對比下降的現象。因此如何降低外在環境光的反射即成為目前研發的方向。
如圖1所示，為降低顯示面板的反射率，傳統上是在顯示面板的基板10外表面11上加設偏光膜30。然而當使用低穿透率的偏光膜30時，雖能降低反射率並提高對比效果，但由於需彌補亮度上的損失，故需增加自發光單元50的發光亮度，以致於減少自發光單元50的使用壽命。若使用高穿透率的偏光膜30時，雖在光的利用率上表現較好，但增加對比的效果卻又不佳。
發明內容
本發明的目的在於提供一種自發光單元顯示器的像素單元結構，具有較低的外在環境光反射率。
本發明的另一目的在於提供一種自發光單元顯示器的像素單元結構，具有較好的對比表現。
本發明的另一目的在於提供一種自發光單元顯示器的像素單元結構，具有較好的發光利用率。
自發光單元顯示器的像素結構主要包括第一基板、暗色吸光結構、濾光層、驅動電路單元和自發光單元。第一基板優選作為顯示面的基板，並可分為發光區域和非發光區域。暗色吸光結構形成在第一基板上，並位於非發光區域內。通過暗色吸光結構的設置，得以減少第一基板非發光區域的外在環境光線進入量，從而減少因線路或電子單元反射外在環境光而造成的反射光。
濾光層設置在第一基板上，並鄰近暗色吸光結構。通過濾光層的阻隔，可以減少進入第一基板外在環境光線量，以提高自發光單元顯示器顯示影像的對比。驅動電路單元位於暗色吸光結構的上方，並為暗色吸光結構所遮蔽。換言之，侵入第一基板的外在環境光不易與驅動電路單元接觸，進而降低外在環境光通過驅動電路單元或其所含的金屬材料反射的可能性。
自發光單元位於濾光層上，並大體對應於第一基板的發光區域內。自發光單元主要包括透光電極層、發光層和黑電極層。透光電極層位於濾光層上方，並由具光穿透性的導電材料所構成。發光層和黑電極層則依次形成在透光電極層上。由於黑電極層較一般金屬電極的反射性低，因此當環境光線經由第一基板和濾光層而射至黑電極層時，所產生的反射光線較一般金屬電極為少。當反射光線減少時，自發光單元本身發出光線所形成的影像對比即可提高。此外，通過暗色吸光結構、濾光層和黑電極層的搭配設置，還可有效減少因外在環境光線入射而造成的反射光量，以達到增加顯示器對比的效果。
圖1為現有技術中發光二極體顯示面板的剖面圖；圖2為依據本發明實施例的自發光單元顯示器的單元分解圖；圖3為依據本發明實施例的自發光單元顯示器像素單元結構的剖面圖；圖4為自發光單元顯示器像素單元實施例中投影位置的示意圖；圖5為黑電極層的另一實施例示意圖；圖6為依據本發明另一實施例的自發光單元顯示器的剖面圖。
簡單符號說明100 第一基板 200 第二基板250 背側基板 111 發光區域113 非發光區域300 暗色吸光結構500 濾光層700 驅動電路單元710 柵極 900 自發光單元910 透光電極層930 發光層950 黑電極層 951 下金屬電極層953 夾層電極層955 上金屬電極層具體實施方式
本發明提供一種自發光單元顯示器的像素單元結構。在優選實施例中，本發明的自發光單元顯示器為彩色有機發光二極體(OLED)顯示器。然而在不同實施例中，本發明的自發光單元顯示器也可包括單色的有機發光二極體顯示器。此外，在不同實施例中，本發明的自發光單元顯示器也可包括高分子有機發光二極體(PLED)顯示器。本發明的自發光單元顯示器可應用於各式面板顯示屏、家用的平面電視、個人計算機及膝上型計算機的平板型監視器、行動電話及數字相機的顯示屏等。
在圖2所示的優選實施例中，自發光單元顯示器的像素結構主要包括第一基板100、暗色吸光結構300、濾光層500、驅動電路單元700、自發光單元900及背側基板250。在此實施例中，第一基板100作為顯示面的基板，即光線經由第一基板100向外射出以顯示影像。此時第一基板100的材料優選由玻璃或包括聚合物的有機材料等透明材料所製成。此外，在此實施例中，第一基板100可分為發光區域111和非發光區域113。
暗色吸光結構300形成在第一基板100上，並位於非發光區域113內。在優選實施例中，暗色吸光結構300完全覆蓋非發光區域113；然而在不同實施例中，暗色吸光結構300也可僅部分覆蓋非發光區域113。通過暗色吸光結構300的設置，得以減少第一基板100非發光區域113的外在環境光線進入量，從而減少因線路或電子單元反射外在環境光而造成的反射光。在優選實施例中，暗色吸光結構300包括黑色矩陣(Black Matrix)。其構成形式包括單層的有機膜、單層的無機膜、複合的有機膜、複合的無機膜或其它組合方式。在優選實施例中，黑色矩陣包括金屬鉻黑色矩陣；然而在不同實施例中，黑色矩陣也可包括樹脂黑色矩陣、石墨黑色矩陣或其它具類似性質的結構。
在圖3所示的實施例中，濾光層500設置在第一基板100上，並鄰近暗色吸光結構。在此優選實施例中，濾光層500位於發光區域111中，且其側邊與暗色吸光結構300連接。濾光層500優選完全覆蓋發光區域111；然而在不同實施例中，濾光層500也可僅部分覆蓋發光區域111。在此實施例中，濾光層500優選為彩色濾光片；然而濾光層500也可為直接形成在第一基板100上的濾光光阻(Color Filter on Array)。通過濾光層500的阻隔，可以減少進入第一基板100外在環境光線量，以提高自發光單元顯示器顯示影像的對比。此外，通過濾光層500與暗色吸光結構300的搭配設置，還可有效減少因外在環境光線入射而造成的反射光量，以達到增加顯示器對比的效果。
如圖3所示，驅動電路單元700位於暗色吸光結構300的上方。相對於自第一基板100入射的外在環境光而言，暗色吸光結構300可遮蔽驅動電路單元700。因此驅動電路單元700不至與外在環境光接觸，進而避免外在環境光通過驅動電路單元700或其所含的金屬材料而反射出第一基板100外。在圖4所示的優選實施例中，暗色吸光結構300遮蔽驅動電路單元700在第一基板100上的垂直投影，從而得到較好的遮蔽效果。驅動電路單元700優選包括薄膜電晶體(Thin-Film-Transistor，TFT)。然而在不同實施例中，驅動電路單元700也可為其它具有類似功能的電路型式，例如MIM-TFD電路。形成薄膜電晶體的方式優選包括非晶矽工藝(amorphous silicon；a-Si)、低溫多晶矽工藝(Low Temperature poly-silicon；LTPS)及其它可提供類似功效的工藝。此外，每一像素單元中的驅動電路單元700通過其內含的柵極710與相鄰的驅動電路單元700產生信號連結的關係。
在圖3所示的實施例中，自發光單元900位於濾光層500上，並大體對應於第一基板100的發光區域111內。換言之，自發光單元900所發出的光源，得以經由發光區域111而射出至第一基板100外。在優選實施例中，如圖4所示，自發光單元900在第一基板100上的垂直投影落於內表面110的發光區域111內。自發光單元900主要包括透光電極層910、發光層930及黑電極層950。透光電極層910位於濾光層500上方，且優選作為自發光單元900中的陽極電極。在圖3所示的實施例中，透光電極層910直接形成在濾光層500之上，並與驅動電路單元700電連接。透光電極層910優選包括銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)所形成的導電層；然而在不同實施例中，透光電極層910也可為其它透光的導電材料。
如圖3所示，發光層930形成在透光電極層910上。發光層930的形成方式包括塗布、物理性或化學性沉積、黃光、蝕刻等工藝。發光層930優選包括有機發光二極體(OLED)；然而在不同實施例中，發光層930也可包括高分子有機發光二極體(PLED)或其它自發光性材料。此外，在此實施例中，發光層930優選包括白光發光材料，通過與適當的濾光層搭配而形成不同顏色的有色光；然而在不同實施例中，發光層930也可發出白色光外的其它有色光。
黑電極層950形成在發光層930上，且優選作為自發光單元900的陰極電極。黑電極層950的形成方式包括塗布、物理性或化學性沉積、黃光、蝕刻等工藝。在優選實施例中，黑電極層950包括鈦金屬電極；然而在不同實施例中，黑電極層950也可包括鈦金屬合金電極、鉻金屬電極、鉻金屬合金電極、石墨電極或其它反射性較弱的金屬、合金、非金屬或混合物電極。由於黑電極層950較一般金屬電極的反射性低，因此當環境光線經由第一基板100和濾光層500而射至黑電極層950時，所產生的反射光線較一般金屬電極為少。當反射光線減少時，自發光單元900本身發出光線所形成的影像對比即可提高。此外，通過與濾光層500和暗色吸光結構300的搭配設置，還可有效減少因外在環境光線入射而造成的反射光量，以達到增加顯示器對比的效果。
圖5所示為黑電極層950的另一實施例。在此實施例中，黑電極層950還包括下金屬電極層951、夾層電極層953和上金屬電極層955。下金屬電極層951優選直接形成在發光層930上。下金屬電極層951的厚度較薄，約介於1～25nm，因此光線可穿透。下金屬電極層951優選由鋁金屬或鋁合金所構成；然而在不同實施例中，下金屬電極層951也可包括銅或其它具導電性的金屬及合金。夾層電極層953具有光穿透性，且直接形成在下金屬電極層951上。在優選實施例中，夾層電極層953的材料包括銦錫氧化物(ITO)；然而在不同實施例中，夾層電極層953也可由其它具透光性的導電材料所構成。上金屬電極層955優選直接形成在夾層電極層953上；其材料優選由鋁金屬或鋁合金所構成。此外，上金屬電極層955優選採用與下金屬電極層951相同的材料所形成；然而在不同實施例中，上金屬電極層955也可包括銅或其它具導電性的金屬及合金，且不必要與下金屬電極層951採用相同的材料。
在此實施例中，下金屬電極層951、夾層電極層953和上金屬電極層955共同形成光學腔體。由於下金屬電極層951可被光線穿透，因此射入第一基板100的光線可穿透下金屬電極層951並進入上述的光學腔體。光學腔體內部的光學作用使得射入光學腔體內的光線無法輕易地經由下金屬電極層951射出，進而達到降低反射的效果。
在圖3和圖5所示的實施例中，自發光單元900發出的光線經由透光電極層910所形成的陽極，並穿過驅動電路單元700之間的空隙向外射出。然而在圖6所示的另一實施例中，自發光單元900發出的光線經由透光電極層910所形成的陰極向外射出，且並未穿過驅動電路單元700之間的空隙。如圖6所示，自發光單元顯示器的像素結構還包括相對於第一基板100設置的第二基板200；換言之，相對於作為顯示面的第一基板100而言，第二基板200優選供作背板用。第二基板200的材料可包括金屬、高強度聚合材料或其它非透光性材料。
如圖6所示，驅動電路單元700和自發光單元900依次形成在第二基板200上。暗色吸光結構300與濾光層500則直接形成在第一基板100上。當第一基板100與第二基板200組合時，暗色吸光結構300對應並遮蔽驅動電路單元700，而自發光單元900則對應濾光層500。此時黑電極層950供作為陽極，並與驅動電路單元700電連接。通過暗色吸光結構300、濾光層500及黑電極層955的搭配設置，可有效減少因外在環境光線入射而造成的反射光量，以達到增加顯示器對比的效果。
本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明的範例。必需指出的是，已揭示的實施例並未限制本發明的範圍。相反地，包括在權利要求的精神和範圍的修改及等同特徵均包括在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種自發光單元顯示器的像素單元結構，包括第一基板；暗色吸光結構，形成在該第一基板上；濾光層，設置在該第一基板上，並鄰近該暗色吸光結構；驅動電路單元，位於該暗色吸光結構的上方，該暗色吸光結構遮蔽該薄膜電晶體在該第一基板上的垂直投影；和自發光單元，包括透光電極層，位於該濾光層上方，其中該透光電極層具光穿透性；發光層，形成在該透光電極層上；和黑電極層，形成在該發光層上，其中該黑電極層具有光吸收性。
2.如權利要求1所述的像素單元結構，其中該暗色吸光結構包括黑色矩陣。
3.如權利要求1所述的像素單元結構，其中該濾光層包括彩色濾光片。
4.如權利要求1所述的像素單元結構，其中該透光電極層包括銦錫氧化物。
5.如權利要求1所述的像素單元結構，其中該黑電極層包括鈦金屬電極或鉻金屬電極。
6.如權利要求1所述的像素單元結構，其中該黑電極層包括下金屬電極層；夾層電極層，形成在該下金屬電極層上，其中該夾層電極層具有光穿透性；和上金屬電極層，形成在該夾層電極層上。
7.如權利要求1所述的像素單元結構，其中該透光電極層，與該驅動電路單元電連接。
8.如權利要求1所示的像素單元結構，其中該發光層包括白色發光材料。
9.如權利要求1所述的像素單元結構，還包括另一驅動電路單元，電連接到上述驅動電路單元的柵極上。
10.一種有機發光二極體顯示器的像素單元結構，包括第一基板；暗色吸光結構，形成在該第一基板上；濾光層，設置在該第一基板上，並鄰近該暗色吸光結構；第二基板，相對於該第一基板設置；薄膜電晶體，形成在該第二基板上，該暗色吸光結構遮蔽該薄膜電晶體在該第一基板上的垂直投影；和有機發光二極體，相對於該濾光層設置，包括黑電極層，形成在該第二基板之上，其中該黑電極層具有光吸收性；發光層，形成在該黑電極層上；和透光電極層，形成在該發光層上，其中該透光電極層具光穿透性。
11.如權利要求10所述的像素單元結構，其中該暗色吸光結構包括黑色矩陣。
12.如權利要求10所述的像素單元結構，其中該濾光層包括彩色濾光片。
13.如權利要求10所述的像素單元結構，其中該透光電極層包括銦錫氧化物。
14.如權利要求10所述的像素單元結構，其中該黑電極層包括鈦金屬電極或鉻金屬電極。
15.如權利要求10所述的像素單元結構，其中該黑電極層包括下金屬電極層；夾層電極層，形成在該下金屬電極層上，其中該夾層電極層具有光穿透性；和上金屬電極層，形成在該夾層電極層上。
16.如權利要求10所示的像素單元結構，其中該發光層包括白色發光材料。
17.如權利要求10所述的像素單元結構，其中該黑電極層與該薄膜電晶體電連接。
18.如權利要求10所述的像素單元結構，還包括另一薄膜電晶體，電連接到上述薄膜電晶體的柵極上。
全文摘要
本發明提供一種自發光單元顯示器的像素結構，主要包括第一基板、暗色吸光結構、濾光層、驅動電路單元和自發光單元。暗色吸光結構與濾光層形成在第一基板上，並彼此相鄰。驅動電路單元位於暗色吸光結構的上方，並為暗色吸光結構所遮蔽。自發光單元位於濾光層上，主要包括透光電極層、發光層和黑電極層。透光電極層位於濾光層上方，發光層和黑電極層則依次形成在透光電極層上。通過暗色吸光結構、濾光層和黑電極層的搭配設置，還可有效減少因外在環境光線入射而造成的反射光量，以達到增加對比的效果。
文檔編號H05B33/12GK1921141SQ20061015153
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月11日 優先權日2006年9月11日
發明者李重君 申請人:友達光電股份有限公司