专利名称：彩色有机发光二极管的面板结构的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种发光元件的面板结构，特别是有关于一种彩色有机发光二极管的面板结构。
背景技术：
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode；简称OLED)，是一项以有机薄膜作为电激发光体的自有光源显示屏技术，其能源需求非常低。OLED面板与一般液晶显示面板相比，具有众多的优点，例如轻薄、广视角、自发光(不需要背景光源)、清晰度佳、反应速度快(约为普通液晶的1000倍)、低耗能、可操作温度广(可于+60℃～-40℃范围下作业)、可挠曲、低制造成本等，目前被视为是平面显示技术的未来主流。
图1所示为一有机发光二极管面板的基本结构。一OLED元件20结构包括一玻璃基板12，玻璃基板12上方为一由金属组合物所形成的阴极电极层(cathode)14，例如由Ag、Al、Mg等金属所组成的电极，一透明且具导电性质的铟锡氧化物(ITO)所形成的正极电极层(anode)18，并将有机材料层16包夹于其中，此有机材料层16更包括一空穴传输层(HTL)、一发光层(EL)以及一电子传输层(ETL)。阴极电极层14之上方再以玻璃基板12覆盖。此一由上下玻璃基板12包覆所构成的部分，即为一OLED元件20。当电极通入适当的电压时，注入正极的空穴与来自阴极的电荷会在发光层产生相互结合(recombination)，此时电子的状态位置将由激态的高能阶回到稳态的低能阶，而其能量差异将分别以光或热量的方式释放，其中可见光的部分即可被利用作为OLED的自发光。此外，基于此材料能阶差原理，我们可以选择适当的材料做为发光层或是在发光层中掺杂染料以得到我们所需要的发光颜色，以达到彩色的效果，目前OLED元件已可做到高亮度、高效率的红、蓝、绿三原色光，以及白光。
图2为传统OLED元件20受外来干扰光源影响的示意图。如图2所示，当外来干扰光源32入射OLED元件20时，入射光会与OLED元件20底部的阴极电极层14产生反射，而此反射光会与OLED自发光30发生交错及重叠现象，而造成OLED自发光30产生散乱并降低OLED自发光30的方向性，导致OLED在对比与色彩饱和度的表现上失去原有水准，特别是在户外，入射光强烈的环境下。因此为维持OLED的亮度及彩度，必须使用较大的能量来使OLED产生更多的电子及空穴，以获得较大亮度。
虽然OLED元件目前的技术已应用于平面显示器产业，但由于其自身关键性能的相互抵触，使得OLED元件产品无法被广泛应用。例如为增加OLED的亮度而使用较大的偏压来驱动时，会使得元件寿命降低，或是在户外光强烈的场所使用时，会降低OLED的亮度对比等缺点。
针对上述的问题点，目前在OLED元件的研究方向上，大多集中于发光材料即发光层的改进，如台湾专利公告第544955号及第543344号等专利案。而本案申请人曾提出包括一碘类偏光板配合一位相差板来吸收外来干扰光源，此一方式虽有效的解决了上述的问题点，但仍有面板结构耐候性及可靠度不佳等问题。
发明内容
本实用新型的一主要目的是通过使用一高穿透率的染料类偏光板，配合一位相差板，以滤除由外来光反射形成的干扰光源，以提升OLED自发光的方向性、对比及色彩饱和度。
本实用新型的另一目的是通过使用高穿透率的染料类偏光板，提升OLED自发光的使用效率，进而达到省电的目的。
本实用新型的再一目的是通过使用高穿透率的染料类偏光板，以提高OLED面板结构的耐候性，进而提升产品的可靠性。
本实用新型将一位相差板及一高穿透率的染料类偏光板形成于彩色有机发光二极管元件上。其中位相差板形成于彩色有机发光二极管元件上，用来转换干扰光源相位，而染料类偏光板形成于位相差板上，用来吸收干扰光源。通过此一面板结构，可有效降低由于外来干扰光源反射所造成的自发光散乱，以达到提升亮度的目的。
图1为传统有机发光二极管元件基本结构的示意图。
图2为传统有机发光二极管元件受外来干扰光源影响的示意图。
图3为本实用新型的有机发光二极管的面板结构的一较佳实施例图式。
图4为本实用新型的有机发光二极管的面板结构滤除外来干扰光源的示意图。
图5为本实用新型的有机发光二极管的面板结构的另一较佳实施例图式。
图6所示为在本实用新型的有机发光二极管的面板结构中使用不同偏光率的偏光板，所量测到的外在光剩余率。
图7所示为在本实用新型的有机发光二极管的面板结构中加上增亮膜对全反射率大小的影响。
图8表示在本实用新型的有机发光二极管的面板结构中加上附加功能膜对5°角反射率的影响。
图中符号说明10 彩色有机发光二极管面板结构12 玻璃基板
14 阴极电极层16 有机发光层18 正极电极层20 OLED元件22 位相差板24 染料类偏光板30 OLED自发光32 外来干扰光源40 增亮膜42 附加功能膜具体实施方式
本实用新型的一些实施例会详细描述如下。然而，除了该详细描述外，本实用新型还可以广泛地在其它的实施例施行。亦即，本实用新型的范围不受已提出的实施例的限制，而应以本实用新型提出的申请专利范围为准。
为解决外来干扰光源32与阴极电极层14所产生的反射光，造成OLED自发光30散乱的问题，本实用新型提供一种OLED的面板结构，可有效降低由于外来干扰光源反射所造成的自发光散乱，以达到提升亮度的目的。请参考图3所示，其为本实用新型的一较佳实施例。此较佳实施例在OLED元件20之上方再形成一位相差板22以及一染料类偏光板24，以构成一OLED面板结构10。其中，位相差板22可为一1/4波长单层板、一1/2波长单层板，或是一多层板结构。当外来干扰光源32进入OLED面板结构10之后，入射光在入射及反射时均会通过位相差板22，因而可达到转换入射光相位的目的。染料类偏光板24则形成于位相差板22上，此染料类偏光板24由一聚乙烯醇(polyvinyl alcohol；PVA)膜的单面或双面贴合三醋酸纤维(triacetyl-cellulose；TAC)保护层所构成。染料类偏光板24的制作是将二色性染料(Dichromic Dye)扩散渗入PVA膜，经加热及延伸变长后，使其具有偏光的作用，这是因渗入PVA膜中的染料分子会吸收平行于延伸方向的光线，而仅让垂直于延伸方向的光线通过后，因此具有将非极化光转为极化光的功能。而由于PVA在经过延伸之后，其机械性质会降低，变得容易碎裂，所以PVA膜两侧通常各会贴合一层TAC膜，作为保护及防止PVA膜回缩。
图4为本实用新型的OLED面板结构10滤除外来干扰光源的示意图。如图所示，当外来干扰光源32入射OLED面板10时，先经由染料类偏光板24吸收一部分入射光源，并使剩余的入射光源形成具同方向的极化光。当极化光在通过位相差板22时，位相差板22会转换此极化光的相位，并使其相位转换成为可被偏光板吸收24的方向。接着，当极化光经由阴极电极层14反射并再通过位相差板22时，发生二次相位转换，此时经过反射后的极化光又被转换回可被染料类偏光板24吸收的方向，使极化光在最后通过染料类偏光板24时几乎被完全吸收，藉此来达到滤除外来干扰光源的效果。而在偏光板的使用上，在本发明的较佳实施例中，采用偏光度在70％～99％、光穿透率在45％～55％之间的染料类偏光板24，可得到最佳的光使用效率。
此外，本实用新型中使用染料类的偏光板24的另一最主要目的，是增加OLED面板结构10的耐候性。由于，OLED面板结构10的使用温度范围的规格可达+60℃～-40℃，但是一般的碘类偏光板却无法承受此一高温环境，故当碘类偏光板加装至OLED元件20后，虽然一样可以提升OLED的发光效能，却降低了整体的耐候性及可靠度。而染料类偏光板24的耐候性可达60℃/90％RH以上，正好符合OLED的环境要求。
图5为本实用新型的另一较佳实施例的附图。首先，于OLED元件20上形成一位相差板22，然后，形成一增亮膜(Dual BrightnessEnhancement Film；DBEF)40于位相差板22上，接着，再形成一染料类偏光板24于增亮膜40上，最后，形成一附加功能膜42于染料类偏光板24上。在本实施例中，增亮膜40，例如一棱镜片(prism film)，其主要作用在增加OLED自发光30的亮度。增亮膜40通过其具有的折射光线的特性，将自发光层发出至四面八方的散乱光线，尤其是内部全反射的光线，集中至约±35度的正视角(On-axis)方向，使光源能得到更有效的利用。一般来说，放置一片DBEF增亮膜即可增加约60％的辉度(luminance)，使得原本因光线过于发散而显黯淡的屏幕，可通过增亮膜40将发散至上下左右的光线向中间集中，而达到增亮效果。附加功能膜42，一般由高折射率与低折射率的薄膜材料交互堆栈的多层膜结构，其作用可包含抗眩(Anti-Glare；AG)、抗反射(Anti-Reflection；AR)及抗静电(Anti-ESD)等。
图6为本实用新型的OLED面板结构10在使用不同偏光率的偏光板后，所量测到外在光剩余率。其中，横轴所示数字表示各偏光板的偏光率大小(0为无使用偏光板24，其余由1到9表示使用偏光板24的偏光率递增)，而纵轴表示外在光剩余率。此实验分别对红、蓝、绿及白光做量测，经由实际的量测结果显示，于OLED元件20中加上偏光板时，对红光的影响最大，这是因为红光波长较长，穿透率最差所致，而对其余色光亦有一定的滤除效果。特别是偏光率在7～8号间，为最稳定的区域，此即为本实用新型的染料类偏光板24所选择的最佳偏光度70％～99％，光穿透率45％～55％的依据。
图7表示在OLED面板结构10的染料类偏光板24与位相板22之间加上增亮膜40时，对全反射率大小的影响图，其中横轴表示不同波长的反射光，而纵轴表示全反射率大小。由图7结果可知，当在OLED面板结构10中仅加上染料类偏光板24时，其可将全反射率由约80％(未加装任何元件)降至40％～45％。当在OLED面板结构10中加上染料类偏光板24、位相差板22及增亮膜40后，其全反射率更可降至30％～35％。由此可的，加上位相差板22或增亮膜40，确实有提升OLED面板结构辉度的效果。
图8表示在OLED面板结构10中加上附加功能膜42对反射率的影响图。横轴表示不同波长的反射光，纵轴表示5°角反射率大小。由图8的结果可知，在可见光范围内(即400nm～700nm)，在OLED面板结构10中加上染料类偏光板24及抗反射膜(AR)及抗眩膜(AG)等附加功能膜42后，可较未加上附加功能膜42时的反射率下降约2％，换句话说，亦即可提升2％的光穿透率。由此可知，附加功能膜确实有提升OLED辉度的效果。
综合上述结论，本实用新型的彩色有机发光二极管的面板结构10可通过于OLED元件20上形成一染料类偏光板24配合一位相差板22，达到滤除外来干扰光源的目的，更可配合增亮膜40及附加功能膜42，来更进一步地提升OLED的辉度、对比及色彩饱和度。另外，通过使用染料类偏光板24取代原先的碘类偏光板，可提升OLED面板结构10的耐候性及可靠度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的申请专利范围。在不脱离本实用新型的实质内容的范畴内仍可予以变化而加以实施，此等变化应仍属本实用新型的范围。因此，本实用新型的范畴由所述的申请专利范围所界定。
权利要求1.一种彩色有机发光二极管的面板结构，包含一彩色有机发光二极管元件；一位相差板，该位相差板形成于该彩色有机发光二极管元件上；及一染料类偏光板，该染料类偏光板形成于该位相差板上。
2.如权利要求1所述的彩色有机发光二极管的面板结构，其中该位相差板为一半波长单层板。
3.如权利要求1所述的彩色有机发光二极管的面板结构，其中该位相差板为一1/4波长单层板。
4.如权利要求1所述的彩色有机发光二极管的面板结构，其中该位相差板为一多层板。
5.如权利要求1所述的彩色有机发光二极管的面板结构，其中该染料类偏光板至少由一聚乙烯醇膜及一三醋酸纤维贴合所构成。
6.如权利要求1所述的彩色有机发光二极管的面板结构，其中该染料类偏光板最佳实施透过率为45％～55％。
7.如权利要求1所述的彩色有机发光二极管的面板结构，其中该染料类偏光板最佳实施偏光度为70％～99％。
8.如权利要求1所述的彩色有机发光二极管的面板结构，更包含一增亮膜贴合于该位相差板与该染料类偏光板之间。
9.如权利要求1所述的彩色有机发光二极管的面板结构，更包含一功能膜贴合于该染料类偏光板之上。
10.如权利要求9所述的彩色有机发光二极管的面板结构，其中该功能膜选自下列任一者抗反射膜、抗炫膜、或是抗反射膜加上抗炫膜。
专利摘要本实用新型提供一种彩色有机发光二极管的面板结构，包含一彩色有机发光二极管元件，一位相差板及一染料类偏光板。其中位相差板形成于彩色有机发光二极管元件上，用来转换外来干扰光源相位，而染料类偏光板则形成于位相差板上，用来吸收外来干扰光源。通过本实用新型的结构，可有效地提高偏光板的耐候度以及彩色有机发光二极管的对比度和色彩饱和度。
文档编号H05B33/12GK2682768SQ200420002388
公开日2005年3月2日 申请日期2004年2月26日 优先权日2004年2月26日
发明者谢家麟, 郑尧中 申请人:力特光电科技股份有限公司