有机电激发光二极管显示元件 【技术领域】
本发明是有关于一种有机电激发光二极管显示元件，且特别是有关于一种具有光吸收层的有机电激发光二极管显示元件。
背景技术
通讯产业已成为现今的主流产业，特别是便携式的各式通讯产品更是发展的重点，而平面显示器为人与机器的沟通接口，因此显得特别重要。现在应用在平面显示器的技术主要有下列几种：等离子体显示器(PlasmaDisplay Panel，PDP)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、无机电致发光显示器(Electro-luminescent Display)、发光二极管(Light EmittingDiode，LED)、真空萤光显示器(Vacuum Fluorescent Display)、场致发射显示器(Field Emission Display，FED)以及电变色显示器(Electro-chromicDisplay)等。然而，相较于其它平面显示技术，有机电激发光二极管(OrganicLight Emitting Diode，OLED)以其自发光、无视角依存、省电、制作工艺简易、低成本、低操作温度范围、高应答速度以及全彩化等优点而具有极大的应用潜力，可望成为下一代的平面显示器。
图1绘示为公知有机电激发光二极管显示元件的剖面示意图。请参照图1，公知有机电激发光二极管显示元件主要由一透明基板100、多个条状的透明阳极102、一有机官能层104以及多个条状的金属阴极106所组成。其中，透明基板100通常使用玻璃基板；透明阳极102的材质通常为氧化铟锡等透明导电材质；有机官能层104通常为多层有机薄膜，其(有机官能层104)通常包含有电洞注入层、电洞传输层、有机电激发光层、电子传输层以及电子注入层等多层薄膜；而金属阴极106的材质通常是铝、钙或镁-银合金等。
对于任何显示元件而言，全亮与全暗的亮度比值是决定其识别度好坏的重大因素，此亮度比值为一般所称之对比度(Contrast Ratio，CR)，若对比越大则表示其识别度越佳，而对比度的定义如下式(1)所示：
CR=Lsub,on+RambLsub,off+Ramb----(1)]]>
其中，Lsub，on为像素(pixel)被点亮时的亮度，Lsub，off为像素未被点亮时的亮度，而Ramb为外界光线进入显示元件内被反射出的亮度，假设像素被点亮时的亮度为100，而未被点亮时亮度为1，则根据式(1)可计算出外界光线进入显示元件内被反射出的亮度与显示元件的对比度之间的关系。
图2即绘示公知有机电激发光二极管显示元件中对比度与外界亮度之间的关系图。由图2中可明显的看出，当外界光线从有机电激发光二极管显示反射的量越多时，其对比度会越小，亦即显示元件的识别度会越差。然而，对于公知有机电激发光二极管显示元件而言，其在强外界光线之下的识别效果似乎不尽理想，因此如何增加显示元件地对比度以获得较佳的识别度是目前仍须进一步突破的课题之一。
LUXELL公司制作出具有光干涉层(Optical Interference Layer)的有机电激发光二极管显示元件，其主要在有机电激发光二极管显示元件中，有机发光层与金属阴极之间加入一厚度很薄的金属半穿透层以及一透明材料层，此透明材料层通常为金属氧化物，通过上述结构的光学破坏性干涉效应可将外界光线的反射率降至1％以下，进而有效地提升显示元件的对比度。
然而，有机电激发光二极管显示元件中的有机官能层部份是采用蒸镀的方式形成，但在光干涉层中的透明材料层(金属氧化物)会使用溅镀的方式进行镀膜，因此，上述方法最大的缺点如下：
1.必须不同机台进行有机发光层以及光干涉层的镀制。
2.通过不同机台进行镀膜的结果会产生膜层彼此之间应力匹配的问题，进而导致优良率下降、制作工艺成本增加。
3.光干涉层以溅镀方式镀制，由于溅镀制作工艺中离子轰击(IonBombardment)带有很大的能量，此离子轰击的能量容易破坏已镀制完成的有机发光层。
4.由于光干涉层以溅镀方式镀制，但溅镀设备(机台)的投资较为昂贵。
【发明内容】
本发明的目的在提出一种具有光吸收层的有机电激发光二极管显示元件，可大幅度降低外界光线从有机电激发光二极管显示元件中反射的量，以有效的提升在强光下的对比度，进而增加显示元件的识别效果。
本发明的另一目的在提出一种具有光吸收层的有机电激发光二极管显示元件，其中的光吸收层采用蒸镀的方式进行制作，与有机发光层的镀膜制作工艺兼容，制作工艺较为简单，且不会有溅镀制作工艺造成有机发光层被破坏的问题。
本发明的再一目的在提出一种具有光吸收层的有机电激发光二极管显示元件，其中的光吸收层为一般有机电激发光二极管皆会使用的材质，因此不需要额外增加其它的蒸镀材料与设备。
为达本发明的上述目的，提出一种有机电激发光二极管显示元件主要由一透明基板、多个阳极、一有机官能层、一光吸收层以及多个阴极所构成。其中，阳极配置于透明基板上。有机官能层配置于透明基板上并覆盖住阳极，光吸收层配置于有机官能层上，而阴极则配置于光吸收层上。通过光吸收层以改善外界光线的反射现象，进一步增加显示元件的对比度。
本发明中，阳极与阴极例如为条状的结构，且阳极的延伸方向垂直于阴极的延伸方向。光吸收层由一有机材质层与一半穿透层所构成，有机材质层的例如为具有电子传导能力的有机化合物(Organic Compounds)或是有机金属化合物(Organometallic Compounds)，其材质例如为CuPc(Copperphthalocyanine)，而半穿透层例如以厚度较薄的金属构成，其材质例如为铝金属(Aluminum)。
本发明中，有机官能层例如由一电洞注入层、一电洞传输层、一有机电激发光层、一电子传输层以及一电子注入层所构成。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明。
【附图说明】
图1绘示为公知有机电激发光二极管显示元件的剖面示意图；
图2绘示为公知有机电激发光二极管显示元件中对比度与外界亮度之间的关系图；
图3绘示为有机电激发光二极管显示元件中外界光线反射的示意图；
图4绘示为依照本发明一较佳实施例有机电激发光二极管显示元件的剖面示意图；
图5绘示为有机电激发光二极管显示元件中对比度与外界亮度之间的关系图；
图6绘示为依照本发明一较佳实施例有机电激发光二极管显示元件的制作流程图。
标示说明：
100、200、300：透明基板 102、202、302：透明阳极
104、204、304：有机官能层 106、206、308：金属阴极
306：光吸收层 306a：有机材质层
306b：半穿透层 S400：提供透明基材
S402：形成透明阳极 S404：蒸镀有机官能层
S406：蒸镀光吸收层 S408：形成阴极
W1、W2、W3：反射光线 L1、L2、L3：光线
【具体实施方式】
图3绘示为有机电激发光二极管显示元件中外界光线反射的示意图。请参照图3，有机电激发光二极管显示元件主要由一透明基板200、多个条状的透明阳极202、一有机官能层204以及多个条状的金属阴极206所组成。其中，有机官能层204的折射率n1和透明阳极202的折射率n2非常接近，而有机官能层204的折射率n1例如大于透明基板200的折射率n3，其中n1约为1.7左右，n2约介于1.8至2.0之间，而n3约为1.5左右，且n3大于外界空气的折射率(≈1)。
有机电激发光显示元件中的光线由有机官能层204所产生，所产生光线的行进方向虽为任意方向，但金属阴极206可视为一反射层，因此光线仅能朝透明基板200方向传出。
朝透明基板200方向传出的光线通常会受到外界光线的影响，而使其辨识度不如预期。其中，外界光线进入有机电激发光显示元件时，主要会在空气与透明基板200的接口、透明基板200与透明阳极202的界面以及有机官能层204与金属阴极206的界面产生反射，再朝透明基板200方向传出。
空气与透明基板200接口的反射光线W1约占4％，透明基板200与透明阳极202接口的反射光线W2约占0.8％，而有机官能层204与金属阴极206接口的反射光线W3则超过90％。由此可知，大部份的反射光线是由金属阴极206的反射而产生的。换言之，有机官能层204与金属阴极206之间的界面是反射光线的主要来源。
图4绘示为依照本发明一较佳实施例有机电激发光二极管显示元件的剖面示意图。请参照图4，本发明的有机电激发光二极管显示元件主要由一透明基板300、多个条状的透明阳极302、一有机官能层304、光吸收层306以及多个条状的金属阴极308所组成。其中，透明基板300通常使用玻璃基板；透明阳极302的材质通常为氧化铟锡等透明导电材质；有机官能层304通常为多层有机薄膜，其(有机官能层304)通常包含有电洞注入层、电洞传输层、有机电激发光层、电子传输层以及电子注入层等多层薄膜；而金属阴极308的材质通常是铝、钙或镁-银合金等。
光吸收层306由一有机材质层306a与一半穿透层306b所构成。其中，有机材质层306a的例如为具有电子传导能力的有机化合物(OrganicCompounds)或是有机金属化合物(0rganometallic Compounds)，而半穿透层306b例如以厚度较薄的金属构成。此外，有机材质层306a的材质例如为CuPc(Copper phthalocyanine)，而半穿透层306b的材质例如为铝金属(Aluminum)。由上述有机材质层306a与半穿透层306b所构成光吸收层306具有光学干涉的效果，其通过光学破坏性干涉效应可使得外界光线的反射率下降，进而有效地提升显示元件的对比度。
换言之，外界光线入射至半穿透层306b与有机官能层304的界面时，会有部份光线L1被反射，而部份光线穿透的现象。穿透半穿透层306b的光线会被阴极308反射而折回，而被阴极308反射而折回的光线同样会有部份光线L2穿透，而部份光线反射的现象。此外，半穿透层306b与金属阴极308之间可能会发生多次反射后才由元件出射，如光线L3。本实施例中，通过调整有机材质层306a的厚度，使得光线L1、光线L2、光线L3彼此间的光程差满足破坏性干涉的条件，进而让反射光线的强度降到最低，达到提高对比的目的。
图5绘示为有机电激发光二极管显示元件中对比度与外界亮度之间的关系图。请参照图5，由图中可以轻易得知，本发明具有光吸收层的有机电激发光二极管显示元件，其在对比度的表现上会优于传统有机电激发光二极管显示元件。
图6绘示为依照本发明一较佳实施例有机电激发光二极管显示元件的制作流程图。请参照图6，本发明有机电激发光二极管显示元件的制作主要包含下列步骤：提供透明基材S400、形成透明阳极S402、蒸镀有机官能层S404、蒸镀光吸收层S406以及形成阴极S408。
本发明在蒸镀有机官能层S404之后，仍继续使用蒸镀设备进行蒸镀光吸收层S406的动作。其中，光吸收层306中的有机材质层306a与半穿透层306b所采用的材质皆为有机电激发光二极管皆会使用的材质，因此不需要额外增加其它的蒸镀材料与设备。
综上所述，本发明的有机电激发光二极管显示元件至少具有下列优点：
1.本发明的有机电激发光二极管显示元件可大幅度降低外界光线从有机电激发光二极管显示元件中反射的量，以有效的提升在强光下的对比度，进而增加显示元件的识别效果。
2.本发明的有机电激发光二极管显示元件中，光吸收层采用蒸镀的方式进行制作，其与有机发光层的镀膜制作工艺兼容，且制作工艺较为简单。
3.本发明的有机电激发光二极管显示元件中，光吸收层采用蒸镀的方式进行制作，不会有溅镀制作工艺造成有机发光层被破坏的问题。
虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定为准。