具有太陽能電池的有機發光顯示器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有太陽能電池的有機發光顯示器，其包括一第一基底、一第二基底、多個有機發光單元與至少一太陽能電池單元。第二基底與第一基底相對設置，并具有一內表面面對于該第一基底。有機發光單元呈現矩陣排列于該第二基底的內表面上，且任兩個相鄰的有機發光單元之間具有一非發光區。太陽能電池單元設置在該些非發光區的至少其中一者的第二基底內表面上，用來接收由該些有機發光單元所產生的光線以產生電流。借此，由太陽能電池單元所產生的電流可以節省有機發光顯示器的用電量。
【專利說明】具有太陽能電池的有機發光顯示器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種有機發光顯示器，特別涉及一種具有太陽能電池的有機發光顯示器。
【背景技術】
[0002]有機發光顯示器(organic light-emitting display,0LED)是將有機發光材料應用在矩陣式顯示面板上，通過控制驅動電流的大小來達到顯示不同亮度的效果。由于有機發光顯示器具有省電、較無視角限制、制造成本低、應答速度快、可操作溫度范圍大以及可隨硬設備而小型化及薄型化等優點，因此在平面顯示器的系統中具有極大的發展潛力。然而，一般有機發光材料本身多具有較高折射率，所以所產生光線的光線全反射臨界角很小，使得光線有頗高比例會因為發生全反射而不會射出有機發光顯示器以顯示畫面，導致現有有機發光顯示器的發光效率無法進一步提高。另一方面，在顯示面板內因全反射而無法射出的光線也造成了能量浪費。
【發明內容】
[0003]本發明的目的之一在于提供一種具有太陽能電池的有機發光顯示器，其包括至少一太陽能電池單元設置在有機發光單元之間，通過吸收顯示面板內的光線而產生電流，達到節省耗電的功效。
[0004]為達到上述目的以及解決現有技術問題以及，本發明的一實施例提供了一種具有太陽能電池的有機發光顯不器，其包括一第一基底、一第二基底、多個有機發光單兀以及至少一太陽能電池單兀。其中，第二基底與第一基底相對設置，并具有一內表面面對于第一基底。有機發光單元呈矩陣排列于第二基底的內表面上，且任兩個相鄰的有機發光單元之間具有一非發光區。太陽能電池單元設置在該些非發光區其中一者的第二基底內表面上，用來接收由該些有機發光單元所產生的光線以產生電流。
[0005]由于本發明是在有機發光單元之間設置太陽能電池單元，因此可以在顯示畫面的同時，利用有太陽能電池單元吸收沒有射出顯示器的光線，改善能量浪費問題，并進一步節省整體有機發光顯不器的耗電量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1所示為本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器的第一實施例的結構剖面示意圖。
[0007]圖2所示為本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器的第二實施例的結構剖面示意圖。
[0008]圖3所示為本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器的第三實施例的結構剖面示意圖。
[0009]圖4所示為本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器的第三實施例的結構剖面示意圖。
[0010]其中，附圖標記說明如下: [0011]10有機發光顯示器
[0012]12第一基底
[0013]12a第一基底外表面
[0014]12b第一基底內表面
[0015]14第二基底
[0016]14a第二基底內表面
[0017]14b第二基底外表面
[0018]16像素
[0019]18a、18b發光區
[0020]20,20a,20b非發光區
[0021]22驅動組件層
[0022]24a紅色有機發光材料層
[0023]24b綠色有機發光材料層
[0024]26擋墻
[0025]28第一電極層
[0026]30吸收層
[0027]32傳輸層
[0028]34第二電極層
[0029]36圓偏光片
[0030]38太陽能電池單元
[0031]40透明介質
[0032]42間隙
[0033]44a、44b有機發光單兀
[0034]110有機發光顯不器
[0035]138太陽能電池單元
[0036]210有機發光顯不器
[0037]238太陽能電池單元
[0038]310有機發光顯不器
[0039]338太陽能電池單元
【具體實施方式】
[0040]請參考圖1，圖1所示為本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器的第一實施例的結構剖面示意圖。本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器10包括第一基底12與第二基底14，其中第二基底14與第一基底12相對設置，且第二基底14具有一內表面14a，面對于第一基底12。第二基底14上包括多個像素16定義在第二基底14上，呈矩陣排列。此處所指的像素16也可表示用來產生各原色光線或其它用來組成畫面的有色光線的次像素，但不限于此。各像素16分別包括一發光區(圖1中以發光區18a、18b為代表)與一非發光區20,其中非發光區20是相對于發光區18a、18b而言,在非發光區20內基本上未設置有機發光材料。在其它實施例中，非發光區20也可不屬于像素16的一部份,而視為設于兩相鄰的像素16之間。
[0041]舉例而言,本發明有機發光顯示器10為一上發光型(top emiss1n type)主動式有機發光顯示器，因此在第二基底14上包括多個驅動組件，例如開關組件與電容，開關組件又例如薄膜晶體管，這些驅動組件在圖1中是以驅動組件層22做表示。在本實施例中，開關組件可以設置在非發光區20的第二基底14內表面14a上。然而，在其它實施例中，開關組件也可位于發光區18a、18b的第二基底14上。再者，第二基底14的內表面14a上包括多個有機發光單元分別設于各發光區18a、18b，例如圖1中所示的有機發光單元44a、44b，分別電連接到對應像素16中的開關組件，當開關組件開啟時，對應的有機發光單元44a或44b便會產生光線以顯示畫面或影像，其中，各有機發光單元44a、44b可分別包括單層或復數層有機發光材料。由于各有機發光單元44a、44b是分別對應設置在一像素16中，因此有機發光單元44a、44b也是呈矩陣排列。在本實施例中，各像素16是用來產生三種原色光的其中一種光線，例如紅光、藍光及綠光的其中一種，以用來提供彩色灰階畫面，所以任兩個相鄰的有機發光單兀44a、44b可包括不同的有機材料，以用來產生不同顏色光線，例如有機發光單元44a可包括紅色有機發光材料層24a以用來產生紅光，而有機發光單元44b可包括綠色有機發光材料層24b以用來產生綠光。
[0042]本發明有機發光顯示器10還包括至少一太陽能電池單元38，設置在至少一非發光區20中，在優選實施例中，本發明有機發光顯示器10包括多個太陽能電池單元38，設置在任兩相鄰的有機發光單元44a、44b之間的非發光區20中，但不限于此。太陽能電池單元38的數量可依不同的需要而設置。太陽能電池單元38包括多個材料層，例如可為一復合膜層結構，并且可包括透明材料或不透明材料，在優選實施例中，太陽能電池單元38可包括有機材料。由于本實施例的有機發光顯示器10為上發光型，所以太陽能電池單元38依序由上而下包括第二電極層34、傳輸層32、吸收層30以及第一電極層28。在優選實施例中，第一電極層28為一反射電極層,包括反射材料,例如包括金屬材料,而第二電極層34為一透明電極層(或稱穿透電極層)，包括透明材料，舉例為氧化銦錫，但不限于此。值得注意的是，太陽能電池單元38中各膜層的對應尺寸與圖案、形狀并不限于圖1所示者。
[0043]在優選實施例中，本發明有機發光顯示器10還包括多個擋墻26，分別設置在任兩相鄰的有機發光單兀44a、44b之間的非發光區20的第二基底14內表面14a上，并且位于太陽能電池單元38與第二基底14之間。在制作有機發光顯示器10時，可以先在第二基底14的內表面14a上形成多個擋墻26,然后再以蒸鍍方式配合掩膜(shadow mask)分別在第二基底14內表面14a上形成不同顏色的有機發光材料層，以避免在形成有機發光材料層時因掩膜對位或其它因素造成某一顏色的有機發光材料被蒸鍍到其它顏色的預定形成區域中。舉例而言，擋墻26可包括透明光阻材料。此外，設置在擋墻26上方的太陽能電池單元38可以比有機發光單元44a、44b的有機發光材料層先形成在第二基底14上，也可以在形成有機發光單元44a、44b的有機發光材料層之后，才形成太陽能電池單元38，但不限于此。例如，因為有機發光單元44a、44b與太陽能電池單元38分別包括多個膜層，所以此兩者膜層的多道工藝可以互相穿插進行。由于太陽能電池單元38是設置在擋墻26之上，因此以平行于第二基底14表面的水平面來說，太陽能電池單元38的位置會高于有機發光單元44a、44b。值得注意的是，在優選實施例中，在太陽能電池單元38與第一基底12之間或是有機發光單元44a、44b與第一基底12之間具有一透明介質40，其中透明介質40可以是空氣或折射率匹配物質(其折射率介于第一基底12的折射率與有機發光單元44a、44b的折射率之間)，透明介質40的功用為減少全反射。并且，各太陽能電池單元38與相鄰有機發光單元44a,44b的有機發光材料層(例如紅色有機發光材料層24a或綠色有機發光材料層24b)之間也具有間隙42。此外，在太陽能電池單元38與有機發光單元44a、44b表面可選擇性設置保護層或平坦層(圖未示)，但不限于此。另一方面，在第一基底12的外側可選擇性設置一圓偏光片36，因此可以改善因周圍環境光源產生的光線反射問題，使顯示的影像更清晰。
[0044]圖1中以細箭頭表示有機發光單元44a、44b所產生光線的可能行進路線。以發光區18a為例，其產生的光線一部份會經由第一基底12射出以產生畫面，但也有一部份光線，會在射出第一基底12時發生全反射而射回第一基底12與第二基底14之間，例如進入透明介質40，此時，射入太陽能電池單元38中的光線便可被太陽能電池單元38轉換成光電流，進一步被有機發光顯示器10再利用以降低有機發光顯示器10的耗電量。圖1中另以粗箭頭表示有機發光顯示器10外部的環境光源的光線的可能行進路線，環境光源的光線可經由第一基底12射入有機發光顯示器10中，經過透明介質40后再進入太陽能電池單元38中，并被太陽能電池單元38吸收轉換成電能再利用。再者，在第一基底12與第二基底14之間行進的光線若遇到包括反射材料的第一電極層28,也可以被第一電極層28反射到吸收層30中再利用以轉換成電能。因此，本發明有機發光顯示器10不只可利用由有機發光單元44a、44b產生但無法射出有機發光顯示器10的光線，也可以利用環境光源以產生電能，降低有機發光顯示器10整體的耗電量。
[0045]本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器并不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本發明的其它實施例或變化形，然而為了簡化說明并突顯各實施例或變化形之間的差異，下文中使用相同標號標注相同組件，并不再對重復的組件、設置位置及材料等部分作贅述。
[0046]請參考圖2，圖2所示為本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器的第二實施例剖面示意圖。與前一實施例不同的是，本實施例的有機發光顯示器110為下發光型(bottomemiss1n type)主動式有機發光顯示器，因此第二基底14的外表面14b為出光側,用以顯示畫面。本實施例的各太陽能電池單元138的各膜層的排列順序也和前一實施例不同，從擋墻26表面由下而上依序為第二電極層34、傳輸層32、吸收層30以及第一電極層28。其中第一電極層28較佳為反射電極層,而第二電極層34較佳為透明電極層。圓偏光片36則是設置在第二基底14的外表面14b外側。圖2中細箭頭表示由有機發光單元44a、44b所產生的光線，以目前有機發光材料所制作的有機發光單元44a、44b而言，從有機發光單元44a,44b所產生的光線約有20到30%會穿過第二基底14而射出有機發光顯示器110并顯示畫面，而另外約70%的光線會因全反射而無法射出第二基底14，被反射的光線的行進路線可能如細箭頭所示，再穿過第二基底14、擋墻26而進入太陽能電池單元138之中，部分光線則可能在第二基底14中持續被反射而橫向擴散，最后射入另一個像素16中的太陽能電池單元138中。例如，由發光區18a的有機發光單元44a所產生的光線可能先射入第二基底14中，在其外表面14b發生全反射而在第二基底14中持續被反射，行進到發光區18b或非發光區20b而由第二基底14的內表面14a射出，經過擋墻26再射入非發光區20b內的太陽能電池單元138。圖2中粗箭頭表示環境光源的光線可能行進路線，環境光線可經由第二基底14進入有機發光顯示器110中，經過擋墻26后再行進到太陽能電池單元138，因此環境光線也可以被太陽能電池單元138所利用。經太陽能電池單元138吸收的光線會被轉換成電能，沒有被吸收的部分光線可能會繼續行進到第一電極層28，而再次反射回傳輸層32或吸收層30，也可以被再利用轉換成電能。
[0047]請參考圖3，圖3所示為本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器的第三實施例剖面示意圖。與前述實施例不同的是，本實施例中太陽能電池單元是設置在擋墻與第二基底之間。如圖3所示，第三實施例的有機發光顯示器210為上發光型主動式有機發光顯示器，因此第一基底12是面向圓偏光片36的一側，即第一基底12的外表面12a為有機發光顯示器210的顯示面。太陽能電池單元238設置在第二基底14與擋墻26之間，由下而上依序包括第一電極層28、吸收層30、傳輸層32以及第二電極層34，其中第一電極層28較佳為反射電極層，第二電極層34較佳為透明電極層。由于本實施例的太陽能電池單元238接近表面設置了驅動組件層22的第二基底14，因此太陽能電池單元238的第一電極層28可與有機發光單元44a、44b的部分驅動組件(例如金屬電極、閘極線或源極線)一起制作，甚至共享有機發光單兀44a、44b的金屬電極，因此可省略圖3中的第一電極層28。
[0048]有機發光材料所產生的光線一部份會經由第一基底12射出有機發光顯不器210,一部份會因為全反射而反射回第一基底12與第二基底14之間，經過透明介質40與擋墻26而進入太陽能電池單元238中被吸收而轉換成電流，如圖3中以細箭頭表示的光線路徑，而未被吸收的光線行進到第一電極層28時，也可以被反射回吸收層30再利用。第一基底12也可以提供類似導光的功能，無法射出第一基底12的光線即使在第一基底12內橫向行進一段距離后，由第一基底12的內表面12b射入透明介質40后，也有機會再射入太陽能電池單元238中被利用。類似地，當環境光源的光線入射到有機發光顯示器210時，也可以經過擋墻26而進入太陽能電池單元238中被吸收利用，如粗箭頭所示。
[0049]請參考圖4，圖4所示為本發明具有太陽能電池的有機發光顯示器的第四實施例剖面示意圖，與第三實施例的不同處在于本實施例的有機發光顯示器310是下發光型主動有機發光顯示器，因此顯示面在第二基底14的外表面14b —側。太陽能電池單元338設置在擋墻26與第二基底14之間，由下而上依序為第二電極層34、傳輸層32、吸收層30以及第一電極層28,其中第二電極層34較佳為透明電極層，而第一電極層28較佳為反射電極層。由于第二電極層34較接近表面設置了驅動組件層22的第二基底14，因此太陽能電池單元338的第二電極層34可與有機發光單元44a、44b的透明驅動組件一起制作，甚至共享有機發光單元44a、44b的透明驅動組件，例如透明像素電極，因此可省略圖4中的第二電極層34。類似于第二實施例，由有機發光單元44a、44b產生的光線一部份會從第二基底14射出有機發光顯示器310以產生畫面，一部份會因全反射而無法射出第二基底14，被反射的光線可再穿過第二基底14而進入太陽能電池單元338中，如細箭頭所示，另外，第二基底14可提供類似導光板的功能，部分光線也可能在第二基底14中持續被反射而橫向擴散，最后射入另一個像素16中的太陽能電池單元338中。例如，由發光區18a的有機發光單元44a所產生的光線可能先射入第二基底14，因全反射而沒有射出第二基底14，并且在第二基底14中持續被反射，行進到發光區18b或非發光區20b而由第二基底14的內表面14a射出，再射入非發光區20b中的太陽能電池單元338。此外，環境光線也可能經由第二基底14射入有機發光顯示器310中，被太陽能電池單元338吸收，如粗箭頭所示。被太陽能電池單元338吸收的光線會被轉換成電能，沒有被吸收的部分光線可能會繼續行進到第一電極層28，而再次反射回吸收層30，也可以被再利用轉換成電能。
[0050]由上述可知，本發明是在相鄰有機發光單元之間、相鄰像素之間或是像素的非發光區設置太陽能電池單元，因此可以在顯示畫面的同時，使沒有被射出顯示器的光線再利用，將射入太陽能電池單元的光線轉換成電能，因此可以改善能量浪費問題，并進一步節省整體有機發光顯示器的耗電量。
[0051]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，包括: 一第一基底; 一第二基底，與該第一基底相對設置，其中該第二基底具有一內表面面對于該第一基底； 多個有機發光單元，呈矩陣排列在該第二基底的該內表面上，且任兩相鄰的該些有機發光單元之間具有一非發光區；以及 至少一太陽能電池單元，設置在該些非發光區其中一者的該第二基底的該內表面上。
2.如權利要求1所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，還包括至少一擋墻，設置在任兩相鄰的該些機發光單元之間的該些非發光區中。
3.如權利要求2所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，其中該太陽能電池單元是設置在該擋墻與該第二基底之間。
4.如權利要求3所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，其中該擋墻與該第一基底之間具有一透明介質。
5.如權利要求2所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，該擋墻是設置在該太陽能電池單元與該第二基底之間。
6.如權利要求5所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，該太陽能電池單元與該第一基底之間具有一透明介質。
7.如權利要求6或權利要求4所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，該透明介質包括空氣或一折射率匹配物質，且該折射率匹配物質的折射率介于該第一基底的折射率與該有機發光單元的折射率之間。
8.如權利要求1所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，該有機發光顯不器是一上發光型有機發光顯不器，且該太陽能電池包括一第一電極層、一吸收層、一傳輸層以及一第二電極層由下而上依序設置在該第二基底的該內表面上。
9.如權利要求8所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，該第一電極層為一反射電極層，而該第二電極層為一透明電極層。
10.如權利要求1所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，該有機發光顯不器為一下發光型有機發光顯不器，且該太陽能電池包括一第一電極層、一吸收層、一傳輸層以及一第二電極層，由上而下依序設置在該第二基底的該內表面上。
11.如權利要求10所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，該第一電極層為一反射電極層，而該第二電極層為一透明電極層。
12.如權利要求1所述的具有太陽能電池的有機發光顯示器，其特征在于，包括多個太陽能電池單元，分別設置在該些非發光區的該第二基底的該內表面上。
【文檔編號】H01L27/28GK104037189SQ201310075735
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月8日 優先權日:2013年3月8日
【發明者】方崇仰, 陳冰彥, 康恒達, 張嘉雄 申請人:聯勝（中國）科技有限公司, 勝華科技股份有限公司