CN1461180A - 电致发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电致发光显示装置，其目的在于防止阴极层所导致的反射现象，并提高显示的对比度。本发明的有机电致发光显示装置其特征为：在元件玻璃基板(1)上形成具有发光层(2R)、(2G)、(2B)及阴极层(3)的有机EL元件，同时由阴极层(3)覆盖发光层(2R)、(2G)、(2B)，在发光层(2R)、(2G)、(2B)的形成区域以外的元件玻璃基板(1)上，形成有用来防止阴极层(3)所导致的光线反射的防反射层(7)。因此，只有来自发光层(2R)、(2G)、(2B)的光会射出至外部，且可防止阴极层(3)所导致的反射现象，故可提高显示的对比度。

Description

电致发光显示装置
技术领域
本发明涉及电致发光显示装置，特别涉及对一种在绝缘性基板上形成有本身具备阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件的电致发光显示装置提高其显示品质的技术。
背景技术
近年来，使用有机电致发光(Electro Luminescence：以下称为“有机EL”)元件的有机EL显示装置，正因取代阴极射线管(CRT：CathodeRay Tube)或液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)而受到瞩目。
图7是现有的有机EL显示面板例的构造剖视图。元件玻璃基板1具有在表面形成有若干个包含有机EL元件的像素的显示区域。为了简化起见，图7中仅局部显示出R、G、B的各一个像素。亦即，在元件玻璃基板1上，以预定间隔形成发光层2R、2G、2B。而且，由阴极层3覆盖这些发光层2R、2G、2B，并且延及元件玻璃基板1的整个显示区域。阴极层3是由例如铝层所形成。
而且，上述构成的元件玻璃基板1是利用环氧树脂等所制成的密封树脂5来与密封玻璃基板4贴合。此外，虽然未特别加以图示，但在密封玻璃基板4上涂有用来吸收水分等湿气的干燥剂层。
在上述构造的有机EL面板中，有机EL元件是由未图示的驱动电路所驱动，且在灯亮时，如图7所示，从发光层2R、2G、2B所产生的R、G、B光线，会透过透明或半透明的元件玻璃基板1而射出至外部。
然而，上述现有的有机EL面板，如图6所示，会发生对来自铝层构成的阴极层3的光线反射。例如，在明亮场所观看有机EL面板时，如果此阴极层3所产生的反射光线太强，则整个显示区域看起来就会变白，而产生显示对比度恶化的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的课题而研创的，其主要特征构成如下。
第一，是在绝缘性基板上形成具有阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件，同时由上述阴极层覆盖上述发光层的电致发光显示装置，其中，在上述发光层的形成区域以外的绝缘性基板上的区域，形成有用来防止上述阴极层所导致的光线反射的防反射层。
这样，即可防止因阴极层所导致的反射现象，故可提高显示的对比度。
并且，第二，是在绝缘性基板上形成具有阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件，同时由上述阴极层覆盖上述发光层的电致发光显示装置，其中，至少在上述阴极层的下层形成有与上述发光层同色的着色层。
这样，即使发生因阴极层所导致的光线反射，由于该反射光与发光层同色，故可提高显示的对比度。
附图说明
图1是本发明实施方式1的有机EL显示面板的剖视图。
图2是与本发明实施方式1的R、G、B对应的各像素6R、6G、6B的俯视简图。
图3是本发明实施方式1的有机EL显示面板的像素附近的俯视图。
图4是本发明实施方式1的有机EL显示面板的像素剖视图。
图5是本发明实施方式2的有机EL显示面板的像素剖视图。
图6是本发明实施方式3的有机EL显示面板的像素剖视图。
图7是现有有机EL显示面板例的剖视图。
符号说明
1：元件玻璃基板；2R、2G、2B：发光层；3：阴极层；4：密封玻璃基板；5：密封树脂；6R、6G、6B：像素；7、18：防反射层；10：绝缘性基板；12、32：栅极绝缘膜；15：层间绝缘膜；17：平坦化绝缘膜；19：氧化铬层；30：切换用TFT；31、41：栅极；33、43：有源层；36：漏极；40：驱动用TFT；51：栅极信号线；52：漏极信号线；53：驱动电源线；54：保持电容电极线；55：电容电极；56：保持电容；60：有机EL元件；61：阳极层；62：空穴输送层；63：发光层；64：电子输送层；65：阴极层
具体实施方式
图1是本发明实施方式1的有机EL显示面板的剖视图。在图1中，与图6相同的构成部分标注相同的符号。而图2是对应于R、G、B的各像素6R、6G、6B的俯视简图。
如图1、图2所示，阴极层3覆盖在这些发光层2R、2G、2B上，并且在元件玻璃基板1的整个显示区域上延伸。阴极层3是由例如铝层所形成。而且，在像素6R、6G、6B内的发光层2R、2G、2B的形成区域以外的元件玻璃基板1上的区域，形成有用来防止阴极层3所导致的光线反射的防反射层7。
图中，为了便于了解，仅显示出三个像素6R、6G、6B，但所有像素都是同样的结构。防反射层7是用来防止从元件玻璃基板1背面射入的光的反射，因此只要是在阴极层3的下层，则无论形成于元件玻璃基板1的任何部位均可。
而且，防反射层7的反射率只要在50％以下即可，优选为20％以下，例如，以氧化铬(CrO)为优选。另外，要使此防反射层7兼具有用来防止光线穿过发光层2R、2G、2B形成区域以外的部分的功能，即所谓黑底(black matrix)功能时，以例如氧化铬(CrO)及铬(Cr)的层积构造较为合适。
本发明人确认，通过在膜厚大约500的CrO膜上层积膜厚大约100的Cr膜而在玻璃基板上形成防反射层时，对于波长450的光的反射率，可获得大约12％的反射率。此外，反射率具有波长依存性，在波长为450附近显示出峰值(大约12％)。其次，参照图3、图4，对于本实施方式进行详细说明。图3表示有机EL面板的像素(对应于上述像素6R)附近的俯视图，图4(a)是图3中的A-A线剖视图，图4(b)是图3中的B-B线剖视图。
如图3和图4所示，在由栅极信号线51与漏极信号线52所包围的区域形成有像素，且配置成矩阵状。在像素中配置有属于自发光元件的有机EL元件60；用于控制将电流供应至此有机EL元件60的时序的切换用薄膜晶体管30(TFT30，第一TFT)；将电流供应至有机EL元件60的驱动用TFT40(第二TFT)；以及保持电容。此外，有机EL元件60是由阳极层61、包含发光层63的发光元件层、以及阴极层65所形成。如后文所述，在此阴极层65的下层设有防反射层18。
在两信号线51、52的交叉点附近具有切换用TFT30，该切换用TFT30的源极33s也兼用作在其与保持电容电极线54之间形成的电容的电容电极55，同时与EL元件的驱动用TFT40的栅极41连接，驱动用TFT40的源极43s则与有机EL元件60的阳极层61连接，另一方的漏极43d则与属于有机EL元件60的电流供应源的驱动电源线53连接。
另外，与栅极信号线51平行配置着保持电容电极线54。此保持电容电极线54是由铬等形成，并且在经由栅极绝缘膜12与切换用TFT30的源极33s连接的电容电极55之间贮存电荷而形成电容。此保持电容56是为了维持施加于驱动用TFT40的栅极41的电压而设置的。
如图4所示，有机EL显示装置是在玻璃或合成树脂等制成的基板或具有导电性的基板或半导体基板等的基板10上，依序层积TFT及有机EL元件而形成。但是，当基板10使用具有导电性的基板及半导体基板时，是先在这些基板10上形成SiO2或SiN等的绝缘膜之后，再形成切换用TFT30、驱动用TFT40及有机EL元件。每一个TFT的栅极皆为隔着栅极绝缘膜而位于有源层上方的所谓顶部栅极(top gate)构造。此外，并不限于顶部栅极构造，亦可为将有源层叠积在栅极上的所谓底部栅极(bottom gate)构造。
首先，对切换用TFT30加以说明。
如图4(a)所示，在由石英玻璃、无碱玻璃等所构成的绝缘性基板10上，利用化学气相沉积(CVD)法形成非晶硅膜(以下称为“a-Si膜”)，并且在该a-Si膜照射激光，使其熔融后再结晶而形成多晶硅膜(以下称为“p-Si膜”)，将其作为有源层33。然后，在其上方形成SiO2膜、SiN膜的单层或层积体以作为栅极绝缘膜32。在其上方，再设置由Cr、Mo等高熔点金属所构成的且兼作栅极31的栅极信号线51，以及由Al所构成的漏极信号线52，且配置有本身为有机EL元件的驱动电源的由Al所构成的驱动电源线53。
而且，在栅极绝缘膜32及有源层33上的整个面上，形成有按SiO2膜、SiN膜、SiO2膜的顺序而层积的层间绝缘膜15，且在对应漏极33d而设置的接触孔中填充Al等金属，从而形成漏极36，而且在整个面上形成有由有机树脂形成且表面经平坦化处理的平坦化绝缘膜17。
其次，对有机EL元件的驱动用TFT40加以说明。如图4(b)所示，在石英玻璃、无碱玻璃等所构成的绝缘性基板10上依序形成：对a-Si膜照射激光进行多结晶化而形成的有源层43、栅极绝缘膜12以及由Cr、Mo等高熔点金属所构成的栅极41，且在该有源层43上设有沟道43c，以及位于该沟道43c两侧的源极43s和漏极43d。
然后，在栅极绝缘膜12及有源层43上的整个面上，形成依SiO2膜、SiN膜及SiO2膜的顺序层积而成的层间绝缘膜15，并且设置有在对应漏极43d而设置的接触孔中填充Al等金属而连接于驱动电源的驱动电源线53。在整个面上还具有由例如有机树脂构成的表面经平坦化处理的平坦化绝缘膜17。
然后，在与该平坦化绝缘膜17得源极43s相对应的位置形成接触孔，并且在平坦化绝缘膜17上设有经由该接触孔而与源极43s相接触的由氧化铟锡(ITO：Indium Tin Oxide)所构成的透明电极，即有机EL元件的阳极层61。该阳极层61是按各显示像素而分离形成岛状。
有机EL元件60的构造是由：氧化铟锡ITO(Indium Tin Oxide)等透明电极所构成的阳极层61；由MTDATA(4，4-双(3-甲基苯基苯胺基)联苯)所构成的第一空穴输送层与由TPD(4，4，4-参(3-甲基苯基苯胺基)三苯基胺)所构成的第2空穴输送层所构成的空穴输送层62；由包含喹吖啶酮(Quinacridone)衍生物的Bebq2(10-苯并[h]酚-铍配位化合物)所构成的发光层63；以及由Bebq2所构成的电子输送层64；由镁·铟合金或铝、或铝合金所构成的阴极层65等依序层积而成。
阴极层65覆盖在发光层63上，并且延及整个像素区域。而且，在阴极层65下层的平坦化绝缘膜17上，利用蒸镀法或溅镀法等形成有由氧化铬所构成的防反射层18。但是，防反射层18并未形成在发光层63的下层。
有机EL元件60是通过使由阳极层61进入的空穴以及由阴极层65进入的电子在发光层63的内部再结合而形成发光层63的有机分子被激发而产生激子，而在此激发子放射钝化的过程中，从发光层63放出光，此光会由透明的阳极层61透过透明或半透明的绝缘性基板10向外部射出而发光。
根据本实施方式，由于设有上述防反射层18，因此可尽量防止因阴极层65所导致的反射现象，故可提高显示对比度。
然后，参照图5说明本发明的实施方式2。图5(a)是对应于图3中A-A线的剖视图，图5(b)是对应于图3中B-B线的剖视图。此外，在图5中，对与图4相同的构成部分标注相同的符号，并省略其说明。
本实施方式的特点在于，利用与发光层63相同的颜色将平坦化绝缘膜17R着色。例如，对于具有R(红色)发光层63的像素，该像素的平坦化绝缘膜17R着色为红色。同样，对于具有相邻的G(绿色)发光层63的像素，该像素的平坦化绝缘膜(未图示)着色为绿色，而具有B(蓝色)发光层63的像素，该像素的平坦化绝缘膜(未图示)着色为蓝色。
例如，红色的平坦化绝缘膜17R是由含有红色着色材料的感光性树脂形成。其形成方法是在整个面上涂布含有红色着色材料的感光性树脂，然后通过光刻工序，使该感光性树脂与R(红色)的像素列相应地残留成条纹状。对绿色、蓝色的平坦化绝缘膜亦可以同样方式形成。
这样，即使在例如R(红色)像素中发生由阴极层65所导致的光线反射，该反射光也会通过平坦化绝缘膜17R，再从绝缘性基板10射出至外部，因此该反射光与发光层63同色，故可提高显示的对比度。
如上所述，实施方式1是形成防反射层7，以防止从元件玻璃基板1背面所射入的光产生反射，实施方式2是使平坦化绝缘膜形成与发光层相同的色系，但亦可将这些构成加以组合。即，通过形成防反射层7，同时使平坦化绝缘膜形成与发光层相同的色系，利用两者的叠加效果进一步提高显示的对比度。例如，通过防反射层7虽可抑制反射，但反射率若不是0％，则多少会产生反射光。由于该反射光会通过平坦化绝缘膜17R，再从绝缘性基板10射出至外部，因此如与发光层63同色，可进一步提高显示的对比度。
其次，参照图6说明本发明的实施方式3。图6(a)是对应于图3中A-A线的剖视图，图6(b)是对应于图3中B-B线的剖视图。此外，在图6中，与图4相同的构成部分标注相同的符号，并省略其说明。
如上所述，防反射层是用来防止从元件玻璃基板1背面射入的光产生反射，因此只要是在阴极层3的下层，则除了发光层63形成区域以外，可形成于元件玻璃基板1上的任何部位，而本实施方式是在上述切换用TFT30及驱动用TFT40的下层形成氧化铬层19(CrO层)。具体而言，是利用蒸镀法或溅镀法等在绝缘性基板10上形成氧化铬层19，并且以至少残留在切换用TFT30及驱动用TFT40的形成区域的方式形成图案。而且，上述方法是在该氧化铬层19上形成由多晶硅膜所构成的有源层33、43。氧化铬层19的厚度以大约500为宜，但并不限定于此。
此氧化铬层19具有可防止从元件玻璃基板1背面入射的光线产生反射的防反射层的功能，但除此之外，还具有阻挡光线射入切换用TFT30及驱动用TFT40的有源层33、43的遮光层功能，并具有可防止光电流流向切换用TFT30及驱动用TFT40的效果。
即，如果没有这种遮光层，则光会从元件玻璃基板1的背面射入切换用TFT30及驱动用TFT40的有源层33、43，并且因此光的能量而在有源层33、43内产生载流子。如此一来，即使切换用TFT30及驱动用TFT40是设定在切断(OFF)状态，光电流也会流入源极与漏极之间，以致发生显示对比度的劣化。因此，通过形成上述氧化铬层19，可抑制这种光电流的发生，并可谋求提高显示品质。
发明的效果
根据本发明的电致发光显示装置，由于是在绝缘性基板上形成具有阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件，同时由上述阴极层覆盖上述发光层，在除了上述发光层的形成区域以外的绝缘性基板上的区域，形成有可防止因上述阴极层所导致的光反射的防反射层，因此可防止因阴极层所导致的反射现象，并提高显示的对比度。
而且，根据本发明的电致发光显示装置，由于是在绝缘性基板上形成具有阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件，同时由上述阴极层覆盖上述发光层，至少在上述阴极层的下层形成有与上述发光层同色的着色层，因此即使发生因阴极层所导致的光反射，由于该反射光与发光层同色，故可提高显示的对比度。
并且，根据本发明，由于在用来驱动电致发光元件的TFT的下层设有具有遮光功能的氧化铬层，因此可通过此氧化铬层防止反射，同时可防止光电流流到TFT，进一步提高显示的对比度。

Claims (12)

1.一种电致发光显示装置，其特征在于，在绝缘性基板上形成具有阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件，同时由所述阴极层覆盖所述发光层，
在所述发光层形成区域以外的绝缘性基板上的区域，形成有用来防止因所述阴极层所导致的光反射的防反射层。
2.如权利要求1所述的电致发光显示装置，其特征在于，所述防反射层形成于知部所述阴极层下层的所述绝缘性基板上。
3.一种电致发光显示装置，其特征在于，具有形成于绝缘性基板膜上的薄膜晶体管；形成在所述薄膜晶体管上的平坦化绝缘膜；以及形成于所述平坦化绝缘膜上的具有阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件，且由所述阴极层覆盖所述发光层，
在所述发光层形成区域以外的所述平坦化绝缘膜上形成有用来防止因所述阴极层所导致的光反射的防反射层。
4.如权利要求1～3任一项所述的电致发光显示装置，其特征在于，所述防反射层由反射率在50％以下的低反射层形成。
5.如权利要求4所述的电致发光显示装置，其特征在于，所述低反射层由氧化铬层形成。
6.一种电致发光显示装置，其特征在于，在绝缘性基板上形成具有阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件，同时由所述阴极层覆盖所述发光层，至少在所述阴极层的下层形成与所述发光层色系相同的着色层。
7.一种电致发光显示装置，其特征在于，具有形成于绝缘性基板膜上的薄膜晶体管；形成与所述薄膜晶体管上的平坦化绝缘膜；以及形成于所述平坦化绝缘膜上的具有阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件，同时由所述阴极层覆盖所述发光层，所述平坦化绝缘膜具有与所述发光层相同的色系。
8.如权利要求7所述的电致发光显示装置，其特征在于，所述平坦化绝缘膜是由含有与所述发光层为相同色系的着色材料的感光性树脂所形成。
9.一种电致发光显示装置，其特征在于，在绝缘性基板上形成具有阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件，同时由所述阴极层覆盖所述发光层，具有
形成于所述发光层形成区域以外的绝缘性基板上，用来防止因所述阴极层所导致的光反射的防反射层；以及至少形成于所述阴极层的下层，且与所述发光层为相同色系的着色层。
10.一种电致发光显示装置，其特征在于，具有：具有形成于绝缘性基板上的阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件；用来驱动所述电致发光元件的TFT；以及形成与所述TFT下层的低反射率型遮光层。
11.一种电致发光显示装置，其特征在于，具有：具有形成于绝缘性基板上的阳极层、发光层及阴极层的电致发光元件；用来控制使电流在所述电致发光元件中流动的时序的切换用第一TFT；与所述第一TFT的切换相应地将电流供应至所述电致发光元件的驱动用第二TFT；以及形成于构成所述第一及第二TFT的有源层下层的低反射率型遮光层。
12.如权利要求10或11所述的电致发光显示装置，其特征在于，所述低反射率型遮光层是由氧化铬所形成。
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