JP2004134356A

JP2004134356A - Electroluminescent display

Info

Publication number: JP2004134356A
Application number: JP2003145813A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yoneda; 米田　清
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: JP4540303B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent reflection by a cathode layer and improve displayed contrast. <P>SOLUTION: In an organic EL display equipment in which an organic EL element having light-emitting layers 2R, 2G, 2B and a cathode layer 3 is formed on a device glass substrate 1, and in which the light-emitting layers 2R, 2G, 2B are covered by the cathode layer 3, a reflection preventing layer 7 to prevent the reflection of the light by the cathode layer 3 is formed in the region on the device glass substrate 1 except a formation region of the light-emitting layers 2R, 2G, 2B. By this, only the light from the light-emitting layers 2R, 2G, 2B is emitted outside, and the reflection by the cathode layer 3 is prevented, thereby the displayed contrast is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネッセンス表示装置に関し、特に、絶縁性基板上にアノード層、発光層及びカソード層を有するエレクトロルミネッセンス素子が形成された、エレクトロルミネッセンス表示装置において、その表示品位を向上する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下、「有機ＥＬ」と称する。）素子を用いた有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。
【０００３】
図８は従来例の有機ＥＬ表示パネルの構造を示す断面図である。デバイスガラス基板１は、その表面に有機ＥＬ素子を含む画素が複数個、形成された表示領域を有している。図８においては簡単のため、Ｒ，Ｇ，Ｂの各一画素を部分的に示している。つまり、デバイスガラス基板１上には、発光層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが所定の間隔で形成されている。そして、カソード層３は、これらの発光層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを被覆し、デバイスガラス基板１の表示領域の全体に延在している。カソード層３は例えばアルミニウム層で形成されている。
【０００４】
そして、上記構成のデバイスガラス基板１は、封止ガラス基板４とエポキシ樹脂等から成るシール樹脂５を用いて、貼り合わされている。なお、特に図示しないが、封止ガラス基板４上には、水分等の湿気を吸収するための乾燥剤層が塗布されている。
【０００５】
上記構成の有機ＥＬパネルにおいて、有機ＥＬ素子は不図示の駆動回路によって駆動され、点灯する際には、図８に示すように、発光層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから発生したＲ，Ｇ，Ｂの光が、透明あるいは半透明のデバイスガラス基板１を透過して外部へ射出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の有機ＥＬパネルでは、図８に示すように、有機ＥＬパネルの外部からの外光が、デバイスガラス基板１を通過し、アルミニウム層から成るカソード層３からの光の反射が生じる。この反射光はデバイスガラス基板１を通過して外部へ放出される。
【０００７】
例えば、有機ＥＬパネルを明るい場所で見る場合のように、このカソード層３による反射が強いと、表示領域の全体が白っぽく見えてしまい、表示のコントラストが悪くなるという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その主な特徴構成は以下の通りである。
【０００９】
絶縁性基板上に、アノード層、発光層及びカソード層を有するエレクトロルミネッセンス素子が形成されると共に、前記発光層が前記カソード層で被覆されたエレクトロルミネッセンス表示装置において、カソード層による光の反射を防止する反射防止層が形成されていることである。
【００１０】
これにより、カソード層による外部からの外光の反射が防止されるので、表示のコントラストが向上する。
【００１１】
また、絶縁性基板上にアノード層、発光層及びカソード層を有するエレクトロルミネッセンス素子が形成されると共に、前記発光層が前記カソード層で被覆されたエレクトロルミネッセンス表示装置において、少なくとも前記カソード層の下層に、前記発光層が発成する光と同色の着色層が形成されていることである。
【００１２】
これにより、カソード層による光の反射が生じても、その反射光は発光層が発光する光と同色となるので、表示のコントラストが向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルを示す断面図である。図１において、図８と同一の構成部分には同一の符号を付している。また図２はＲ，Ｇ，Ｂに対応した、各画素６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの概略の平面図である。
【００１４】
図１、図２に示すように、第２の電極層であるカソード層３は、これらの発光層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを被覆し、デバイスガラス基板１の表示領域の全体に延在している。カソード層３は例えばアルミニウム層で形成されている。そして、画素６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ内の発光層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの形成領域を除くデバイスガラス基板１上の領域に、カソード層３による光の反射を防止する反射防止層７が形成されている。
【００１５】
図においては、便宜上３つの画素６Ｒ，６Ｇ，６Ｂにみを示しているが、全画素に渡って同様に構成されている。反射防止層７は、デバイスガラス基板１の裏面から入射された光の反射を防止するものであるから、カソード層３の下層であれば、デバイスガラス基板１のどこに形成されていてもよい。
【００１６】
また、反射防止層７は反射率が５０％以下であればよいが、好ましくは２０％以下であり、例えば、酸化クロム（ＣｒＯ）が適している。また、この反射防止層７を、発光層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの形成領域を除く部分の光の透過を防止するための、いわゆるブラックマトリクスとしても機能させる場合には、例えば、酸化クロム（ＣｒＯ）とクロム（Ｃｒ）との積層構造が適している。
【００１７】
本発明者は、ガラス基板上に、膜厚が約５００ÅのＣｒＯ膜上に膜厚が約１０００ÅのＣｒ膜を積層して形成した反射防止層により、４５０ｎｍの波長の光に対する反射率にして約１２％の反射率が得られることを確認している。なお、反射率については波長依存性があり、波長が４５０ｎｍ付近でピーク値（約１２％）を示した。
【００１８】
次に、本実施形態の詳細について、図３、図４を参照しながら説明する。図３は、有機ＥＬパネルの画素（上記の画素６Ｒに対応する）付近を示す平面図、図４（ａ）は、図３中のＡ−Ａ線に沿った断面図、図４（ｂ）は、図３中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００１９】
図３及び図４に示すように、ゲート信号線５１とドレイン信号線５２とに囲まれた領域に画素が形成されており、マトリクス状に配置されている。画素には、自発光素子である有機ＥＬ素子６０と、この有機ＥＬ素子６０に電流を供給するタイミングを制御するスイッチング用ＴＦＴ３０（第１のＴＦＴ）と、有機ＥＬ素子６０に電流を供給する駆動用ＴＦＴ４０（第２のＴＦＴ）と、保持容量とが配置されている。なお、有機ＥＬ素子６０は、第１の電極層であるアノード層６１と、発光層６３を含む発光素子層と、第２の電極層であるカソード層６５とから成っている。後述するように、このカソード層６５の下層に反射防止層１８が設けられている。
【００２０】
両信号線５１，５２の交点付近にはスイッチング用ＴＦＴ３０が備えられており、そのスイッチング用ＦＴ３０のソース３３ｓは保持容量電極線５４との間で容量をなす容量電極５５を兼ねるとともに、ＥＬ素子の駆動用ＴＦＴ４０のゲート４１に接続されており、駆動用ＴＦＴ４０のソース４３ｓは有機ＥＬ素子６０のアノード層６１に接続され、他方のドレイン４３ｄは有機ＥＬ素子６０に供給される電流源である駆動電源線５３に接続されている。
【００２１】
また、ゲート信号線５１と並行に保持容量電極線５４が配置されている。この保持容量電極線５４はクロム等から成っており、ゲート絶縁膜１２を介してスイッチング用ＴＦＴ３０のソース３３ｓと接続された容量電極５５との間で電荷を蓄積して容量を成している。この保持容量５６は、駆動用ＴＦＴ４０のゲート電極４１に印加される電圧を保持するために設けられている。
【００２２】
図４に示すように、有機ＥＬ表示装置は、ガラスや合成樹脂などから成る基板又は導電性を有する基板あるいは半導体基板等の基板１０上に、ＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を順に積層形成して成る。ただし、基板１０として導電性を有する基板及び半導体基板を用いる場合には、これらの基板１０上にＳｉＯ_２やＳｉＮなどの絶縁膜を形成した上にスイッチング用ＴＦＴ３０、駆動用ＴＦＴ４０及び有機ＥＬ素子を形成する。いずれのＴＦＴともに、ゲート電極がゲート絶縁膜を介して能動層の上方にある、いわゆるトップゲート構造である。なお、トップゲート構造に限らず、ゲート電極上に能動層が重なる、いわゆるボトムゲート構造でもよい。
【００２３】
まず、スイッチング用ＴＦＴ３０について説明する。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、絶縁性基板１０上に非晶質シリコン膜（以下、「ａ−Ｓｉ膜」と称する。）をＣＶＤ法等にて成膜し、そのａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射して溶融再結晶化させて多結晶シリコン膜（以下、「ｐ−Ｓｉ膜」と称する。）とし、これを能動層３３とする。チャネル３３ｃが能動層３３の中に形成され、ソース３３ｓ及びドレイン３３ｄがチャネル３３ｃの両側にそれぞれ形成されている。
【００２５】
その上に、ＳｉＯ_２膜、ＳｉＮ膜の単層あるいは積層体をゲート絶縁膜１２として形成する。更にその上に、Ｃｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極３１を兼ねたゲート信号線５１及びＡｌから成るドレイン信号線５２を備えており、有機ＥＬ素子の駆動電源でありＡｌから成る駆動電源線５３が配置されている。
【００２６】
そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層３３上の全面には、ＳｉＯ_２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ_２膜の順に積層された層間絶縁膜１５が形成されており、ドレイン３３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填したドレイン電極３６が設けられ、更に全面に有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７が形成されている。
【００２７】
次に、有機ＥＬ素子の駆動用ＴＦＴ４０について説明する。
図４（ｂ）に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１０上に、ａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射して多結晶化してなる能動層４３、ゲート絶縁膜１２、及びＣｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極４１が順に形成されており、その能動層４３には、チャネル４３ｃと、このチャネル４３ｃの両側にソース４３ｓ及びドレイン４３ｄが設けられている。
【００２８】
そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層４３上の全面に、ＳｉＯ_２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ_２膜の順に積層された層間絶縁膜１５を形成し、ドレイン４３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填して駆動電源に接続された駆動電源線５３が配置されている。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７を備えている。
【００２９】
そして、その平坦化絶縁膜１７のソース４３ｓに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース４３ｓとコンタクトしたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）又は、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）から成る透明電極、即ち有機ＥＬ素子のアノード層６１を平坦化絶縁膜１７上に設けている。このアノード層６１は各表示画素ごとに島状に分離形成されている。
【００３０】
有機ＥＬ素子６０は、ＩＴＯ等の透明電極から成るアノード層６１、ＭＴＤＡＴＡ（４，４−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ）から成る第１ホール輸送層、ＴＰＤ（４，４，４−ｔｒｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｎｉｎｅ）からなる第２ホール輸送層から成るホール輸送層６２、キナクリドン（Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）誘導体を含むＢｅｂｑ２（１０−ベンゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成る発光層６３、及びＢｅｂｑ２から成る電子輸送層６４、マグネシウム・インジウム合金もしくはアルミニウム、もしくはアルミニウム合金から成るカソード層６５が、この順番で積層形成された構造である。
【００３１】
カソード層６５は、発光層６３を被覆し、画素領域全体に延在している。そして、カソード層６５の下層の、平坦化絶縁膜１７上には、酸化クロムから成る反射防止層１８が、蒸着法やスパッタ法を用いて形成されている。ただし、反射防止層１８は発光層６３の下層には形成されていない。
【００３２】
有機ＥＬ素子６０は、アノード層６１から注入されたホールと、カソード層６５から注入された電子とが発光層６３の内部で再結合し、発光層６３を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層６３から光が放たれ、この光が透明なアノード層６１から透明、あるいは半透明の絶縁性基板１０を透過して外部へ射出されて発光する。
【００３３】
本実施形態によれば、上記の反射防止層１８を設けたので、カソード層６５による反射が極力防止されるので、表示のコントラストが向上する。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態について図５を参照しながら説明する。図５（ａ）は、図３中のＡ−Ａ線に対応する断面図、図５（ｂ）は、図３中のＢ−Ｂ線に対応する断面図である。なお、図５において、図４と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
本実施形態の特徴とする点は、平坦化絶縁膜１７Ｒが、発光層６３から発生する光と同色で着色されていることである。例えば、Ｒ（赤）の光を発生する発光層６３を有する画素については、その画素の平坦化絶縁膜１７Ｒは赤に着色される。同様に、隣接するＧ（緑）の光を発生する発光層６３を有する画素については、その画素の平坦化絶縁膜（不図示）は緑に着色され、Ｂ（青）の光を発生する発光層６３を有する画素については、その画素の平坦化絶縁膜（不図示）は青に着色される。
【００３６】
例えば、赤の平坦化絶縁膜１７Ｒは、赤の着色材料を含有する感光性樹脂から成る。その形成方法は、赤の着色材料を含有する感光性樹脂を全面に塗布し、その後、フォトリソ工程により、当該感光性樹脂をＲの画素列に合わせてストライプ状に残存させることで形成する。緑、青の平坦化絶縁膜についても同様に形成することができる。
【００３７】
これにより、例えばＲ（赤）の画素において、カソード層６５による光の反射が生じても、その反射光は平坦化絶縁膜１７Ｒを通して、絶縁性基板１０から外部に射出されるため、その反射光は、発光層６３と同色となる。このため、表示のコントラストが向上する。
【００３８】
上述したように、第１の実施形態では反射防止層７を形成し、デバイスガラス基板１の裏面から入射された光の反射を防止し、第２の実施形態では、平坦化絶縁膜１７を発光層が発生する光と同色に着色しているが、それらの構成を組み合わせてもよい。すなわち、反射防止層７を形成すると共に、平坦化絶縁膜１７を発光層が発生する光と同色に着色することで、両者の相乗効果によりさらに表示のコントラストが向上する。例えば、反射防止層７によって反射は抑えられるが、反射率が０％でなければ多少の反射光が生じる。その反射光は平坦化絶縁膜１７Ｒを通して、絶縁性基板１０から外部に射出されるため、発光層６３と同色となり、表示のコントラストが向上する。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態について図６を参照しながら説明する。図６（ａ）は、図３中のＡ−Ａ線に対応する断面図、図６（ｂ）は、図３中のＢ−Ｂ線に対応する断面図である。なお、図６において、図４と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
上述したように、反射防止層１８はデバイスガラス基板１の裏面から入射された光の反射を防止するものであるからカソード層３の下層であれば、発光層６３の形成領域を除き、デバイスガラス基板１のどこに形成されていてもよいが、本実施形態では、上述したスイッチング用ＴＦＴ３０及び駆動用ＴＦＴ４０の下層に、酸化クロム層１９（ＣｒＯ層）を形成した。具体的には、絶縁性基板１０上に、酸化クロム層１９を蒸着法やスパッタ法を用いて形成し、少なくともスイッチング用ＴＦＴ３０及び駆動用ＴＦＴ４０の形成領域に残すようにパターニングする。そして、前述した方法で、この酸化クロム層１９上にポリシリコン膜から成る能動層３３、４３を形成する。酸化クロム層１９の厚さは、約５００Åが適当であるが、これに限るものではない。
【００４１】
この酸化クロム層１９は、デバイスガラス基板１の裏面から入射された光の反射を防止するための反射防止層として機能するが、これに加えて、スイッチング用ＴＦＴ３０及び駆動用ＴＦＴ４０の能動層３３、４３への入射光を遮光する遮光層としても機能し、スイッチング用ＴＦＴ３０及び駆動用ＴＦＴ４０にホトカレントが流れるのを防止する効果も有する。
【００４２】
すなわち、そのような遮光層が無いと、デバイスガラス基板１の裏面からスイッチング用ＴＦＴ３０及び駆動用ＴＦＴ４０の能動層３３、４３に光が入射し、この光のエネルギーによって能動層３３、４３内にキャリアが生成する。するとスイッチング用ＴＦＴ３０及び駆動用ＴＦＴ４０がオフ状態に設定されていてもソースドレイン間にホトカレントが流れてしまい、表示コントラストの劣化が生じる。そこで、上記の酸化クロム層１９を形成することで、そのようなホトカレントの発生を抑制し、表示品位の向上を図ることができる。
【００４３】
以上に説明した実施形態は、有機ＥＬ素子６０から発生された光が、スイッチング用ＴＦＴ３０及び駆動用ＴＦＴ４０が形成されるデバイスガラス基板１を通って放出される、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、有機ＥＬ素子から発生された光が、デバイスガラス基板１の反対側から放出される、つまりデバイスガラス基板１を通さずに放出される、トップエミッション型の有機ＥＬ装置にも適用できる。
【００４４】
図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそのようなボトムエミッション型の有機ＥＬパネルの画素を示す断面図である。図４（ｂ）と同一の構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、この有機ＥＬ素子７０は、アノード層７１（第１の電極層）、ホール輸送層、発光層、電子輸送層などを積層した有機層７３及びカソード層７５（第２の電極層）から構成される。ここで、カソード層７５は有機層７３からの発生する光を上方に放出するために、透明または半透明の電極材料で形成されている。アノード層７１は光を反射する金属材料で形成されているが、ＩＴＯのような透明電極材料で形成しても良いし、それらの組み合わせでも良い。反射防止層１８Ａは、アノード層７１またはカソード層７５よりも上方（光放出側）に、つまり、少なくともアノード層７１よりも上方に設けられる。
【００４６】
さらに詳しく言えば、反射防止層１８Ａはアノード層７１の端部をカバーし、平坦化絶縁膜１７上に延びている。反射防止膜１８Ａは、アノード層７１の端部による光の反射を防止するとともに、平坦化絶縁膜としても機能して、有機膜７３のカバレッジを向上させる。また、アノード層７１が透明電極材料から成る場合はアノード層７１の直下に反射防止層１８Ａを設けても良い。さらに、デバイスガラス基板１と封止ガラス基板４とを用いて封止する場合には、封止ガラス基板４の有機ＥＬ素子７０に対向する面上に反射防止層１８Ａを設けても良い。
【００４７】
また、図７（ｂ）に示すように、アノード層７１がホール輸送層、発光層、電子輸送層などを積層した有機層７３に接触する面積を制限するような第２の平坦化絶縁膜７６を形成する場合、この第２の平坦化絶縁膜７６は第２の実施形態と同様に、有機層７３が発する光と同色に着色されている。さらに、図７（ｃ）に示すように、駆動用ＴＦＴ４０の上方であり、これに対応するカソード層７５上の領域に遮光層１９Ａを形成する。なお図示しないが、スイッチング用ＴＦＴ３０の上方にも同様に遮光層１９Ａを形成する。
【００４８】
図７（ｃ）では、遮光層１９Ａは例えば酸化クロムで形成されている。これにより、第３の実施形態と同様に、反射防止効果やスイッチング用ＴＦＴ３０及び駆動用ＴＦＴ４０にホトカレントが流れることが防止される。なお図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）においては、アノード層７１はカソード層７５の下に形成されているが、この関係は逆になっていても良い。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、絶縁性基板上に、アノード層、発光層及びカソード層を有するエレクトロルミネッセンス素子が形成されると共に、前記発光層が前記カソード層で被覆されたエレクトロルミネッセンス表示装置において、前記カソード層による光の反射を防止する反射防止層が形成されているので、カソード層による反射が防止され、表示のコントラストが向上する。
【００５０】
また、本発明によれば、絶縁性基板上に、アノード層、発光層及びカソード層を有するエレクトロルミネッセンス素子が形成されると共に、前記発光層が前記カソード層で被覆されたエレクトロルミネッセンス表示装置において、少なくとも前記カソード層の下層に、前記発光層と同色の着色層が形成されているので、カソード層による光の反射が生じても、その反射光は発光層と同色となるので、表示のコントラストが向上する。
【００５１】
さらに、本発明によれば、エレクトロルミネッセンス素子を駆動するためのＴＦＴへの光を遮光する機能を有する酸化クロム層を設けたので、この酸化クロム層により反射防止が成されると共に、ＴＦＴにホトカレントが流れるのを防止し、更に表示のコントラストを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルを示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るＲ，Ｇ，Ｂに対応した、各画素６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの概略の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルの画素付近を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルの画素の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルの画素の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルの画素の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るボトムエミッション型の有機ＥＬパネルの画素を示す断面図である。
【図８】従来例に係る有機ＥＬ表示パネルの断面図である。
【符号の説明】
１　デバイスガラス基板　　　２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ　発光層
３　カソード層　　　　　　　４　封止ガラス基板　　　５　シール樹脂
６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ　画素　　　７　反射防止層　　　　　１０　絶縁性基板
１２　ゲート絶縁膜　　　　　１５　層間絶縁膜　　　　１７　平坦化絶縁膜
１８　反射防止層　　　　　　１９　酸化クロム層
３０　スイッチング用ＴＦＴ　　　　　　　　　　　　　３１　ゲート電極
３２　ゲート絶縁膜　　　　　３３　能動層　　　　　　３６　ドレイン電極
４０　駆動用ＴＦＴ　　　　　４１　ゲート電極　　　　４３　能動層
５１　ゲート信号線　　　　　５２　ドレイン信号線　　５３　駆動電源線
５４　保持容量電極線　　　　５５　容量電極　　　　　５６　保持容量
６０　有機ＥＬ素子　　　　　６１　アノード層　　　　６２　ホール輸送層
６３　発光層　　　　　　　　６４　電子輸送層　　　　６５　カソード層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electroluminescent display device, and more particularly to a technique for improving display quality in an electroluminescent display device in which an electroluminescent element having an anode layer, a light emitting layer, and a cathode layer is formed on an insulating substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, an organic EL display device using an organic electroluminescence (Electro Luminescence: hereinafter, referred to as “organic EL”) element has attracted attention as a display device replacing a CRT or LCD.
[0003]
FIG. 8 is a sectional view showing the structure of a conventional organic EL display panel. The device glass substrate 1 has a display region in which a plurality of pixels including organic EL elements are formed on the surface. In FIG. 8, one pixel of each of R, G, and B is partially shown for simplicity. That is, the light emitting layers 2R, 2G, and 2B are formed on the device glass substrate 1 at predetermined intervals. The cathode layer 3 covers these light emitting layers 2R, 2G, 2B, and extends over the entire display area of the device glass substrate 1. The cathode layer 3 is formed of, for example, an aluminum layer.
[0004]
The device glass substrate 1 having the above configuration is bonded to the sealing glass substrate 4 using a sealing resin 5 made of an epoxy resin or the like. Although not particularly shown, a desiccant layer for absorbing moisture such as moisture is applied on the sealing glass substrate 4.
[0005]
In the organic EL panel having the above configuration, the organic EL elements are driven by a drive circuit (not shown), and when lit, as shown in FIG. 8, the R, G, and B generated from the light emitting layers 2R, 2G, and 2B. Light is transmitted to the outside through the transparent or translucent device glass substrate 1.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional organic EL panel, as shown in FIG. 8, external light from the outside of the organic EL panel passes through the device glass substrate 1 and the reflection of light from the cathode layer 3 made of an aluminum layer is reduced. Occurs. The reflected light passes through the device glass substrate 1 and is emitted to the outside.
[0007]
For example, if the reflection by the cathode layer 3 is strong, as in the case where the organic EL panel is viewed in a bright place, there is a problem that the entire display area looks whitish and the display contrast deteriorates.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and the main characteristic configurations thereof are as follows.
[0009]
An electroluminescent element having an anode layer, a light emitting layer and a cathode layer is formed on an insulating substrate, and in the electroluminescent display device in which the light emitting layer is covered with the cathode layer, reflection of light by the cathode layer is prevented. That is, an antireflection layer is formed.
[0010]
Thereby, reflection of external light from the outside by the cathode layer is prevented, so that the display contrast is improved.
[0011]
Further, an electroluminescent element having an anode layer, a light emitting layer, and a cathode layer formed on an insulating substrate, and the light emitting layer is covered with the cathode layer, in an electroluminescent display device, at least a layer below the cathode layer. In addition, a colored layer having the same color as the light generated by the light emitting layer is formed.
[0012]
Thus, even if light is reflected by the cathode layer, the reflected light has the same color as the light emitted from the light emitting layer, so that the display contrast is improved.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a sectional view showing an organic EL display panel according to the first embodiment of the present invention. 1, the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals. FIG. 2 is a schematic plan view of each pixel 6R, 6G, 6B corresponding to R, G, B.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 2, a cathode layer 3 as a second electrode layer covers these light emitting layers 2R, 2G, 2B and extends over the entire display area of the device glass substrate 1. . The cathode layer 3 is formed of, for example, an aluminum layer. An anti-reflection layer 7 for preventing light from being reflected by the cathode layer 3 is formed in a region on the device glass substrate 1 excluding a region where the light emitting layers 2R, 2G, and 2B are formed in the pixels 6R, 6G, and 6B. .
[0015]
In the figure, only three pixels 6R, 6G, and 6B are shown for convenience, but the same configuration is applied to all the pixels. The antireflection layer 7 prevents reflection of light incident from the back surface of the device glass substrate 1, and may be formed anywhere on the device glass substrate 1 as long as it is below the cathode layer 3.
[0016]
The antireflection layer 7 may have a reflectance of 50% or less, preferably 20% or less. For example, chromium oxide (CrO) is suitable. When the antireflection layer 7 also functions as a so-called black matrix for preventing light transmission in portions other than the regions where the light emitting layers 2R, 2G, and 2B are formed, for example, chromium oxide (CrO) A laminated structure of chromium and chromium (Cr) is suitable.
[0017]
The present inventor has proposed that an anti-reflection layer formed by laminating a Cr film having a thickness of about 1000 ° on a CrO film having a thickness of about 500 ° on a glass substrate has a reflectance of about 450 nm for light having a wavelength of 450 nm. It has been confirmed that a reflectance of 12% can be obtained. Note that the reflectance has wavelength dependence, and showed a peak value (about 12%) at a wavelength around 450 nm.
[0018]
Next, details of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a plan view showing the vicinity of a pixel (corresponding to the above pixel 6R) of the organic EL panel, FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3, and FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3.
[0019]
As shown in FIGS. 3 and 4, pixels are formed in a region surrounded by a gate signal line 51 and a drain signal line 52, and are arranged in a matrix. The pixels include an organic EL element 60 which is a self-luminous element, a switching TFT 30 (first TFT) for controlling the timing of supplying a current to the organic EL element 60, and a drive for supplying a current to the organic EL element 60. TFT 40 (second TFT) and a storage capacitor are arranged. Note that the organic EL element 60 includes an anode layer 61 as a first electrode layer, a light emitting element layer including a light emitting layer 63, and a cathode layer 65 as a second electrode layer. As described later, an antireflection layer 18 is provided below the cathode layer 65.
[0020]
A switching TFT 30 is provided near the intersection of the two signal lines 51 and 52. The source 33s of the switching FT 30 also serves as a capacitance electrode 55 that forms a capacitance with the storage capacitance electrode line 54, and also has a function of an EL element. The driving TFT 40 is connected to the gate 41, the source 43 s of the driving TFT 40 is connected to the anode layer 61 of the organic EL element 60, and the other drain 43 d is a driving power source which is a current source supplied to the organic EL element 60. Connected to line 53.
[0021]
Further, a storage capacitor electrode line 54 is arranged in parallel with the gate signal line 51. The storage capacitor electrode line 54 is made of chromium or the like, and forms a capacitor by storing charge between the capacitor electrode 55 connected to the source 33 s of the switching TFT 30 via the gate insulating film 12. This storage capacitor 56 is provided to hold a voltage applied to the gate electrode 41 of the driving TFT 40.
[0022]
As shown in FIG. 4, the organic EL display device is formed by sequentially laminating TFTs and organic EL elements on a substrate 10 made of glass, synthetic resin, or the like, a conductive substrate, or a semiconductor substrate. However, when a conductive substrate and a semiconductor substrate are used as the substrate 10, an insulating film such as SiO ₂ or SiN is formed on the substrate 10 and then the switching TFT 30, the driving TFT 40, and the organic EL element are formed. Form. Each of the TFTs has a so-called top gate structure in which a gate electrode is located above an active layer via a gate insulating film. Note that the present invention is not limited to the top gate structure, and a so-called bottom gate structure in which an active layer overlaps a gate electrode may be used.
[0023]
First, the switching TFT 30 will be described.
[0024]
As shown in FIG. 4A, an amorphous silicon film (hereinafter, referred to as an “a-Si film”) is formed on the insulating substrate 10 by a CVD method or the like, and the a-Si film is formed on the amorphous silicon film. The polycrystalline silicon film (hereinafter, referred to as “p-Si film”) is irradiated with a laser beam to be melted and recrystallized, and this is used as an active layer 33. A channel 33c is formed in the active layer 33, and a source 33s and a drain 33d are formed on both sides of the channel 33c.
[0025]
A single layer or a stack of a SiO ₂ film and a SiN film is formed thereon as the gate insulating film 12. Further, a gate signal line 51 also serving as a gate electrode 31 made of a high melting point metal such as Cr and Mo and a drain signal line 52 made of Al are provided thereon. A power supply line 53 is provided.
[0026]
On the entire surface of the gate insulating film 12 and the active layer 33, an interlayer insulating film 15 is formed by stacking an SiO ₂ film, a SiN film, and an SiO ₂ film in this order, and a contact provided corresponding to the drain 33d. A drain electrode 36 having holes filled with a metal such as Al is provided, and a flattening insulating film 17 made of an organic resin and flattening the surface is further formed on the entire surface.
[0027]
Next, the driving TFT 40 of the organic EL element will be described.
As shown in FIG. 4B, on an insulating substrate 10 made of quartz glass, non-alkali glass, or the like, an active layer 43 formed by irradiating an a-Si film with a laser beam and polycrystallizing the gate insulating film 12. , And a gate electrode 41 made of a refractory metal such as Cr or Mo. The active layer 43 is provided with a channel 43c and a source 43s and a drain 43d on both sides of the channel 43c.
[0028]
Then, an interlayer insulating film 15 is formed on the entire surface of the gate insulating film 12 and the active layer 43 in the order of the SiO ₂ film, the SiN film, and the SiO ₂ film. And a driving power supply line 53 connected to a driving power supply by filling a metal such as. Further, a flattening insulating film 17 made of, for example, an organic resin and flattening the surface is provided on the entire surface.
[0029]
Then, a contact hole is formed at a position corresponding to the source 43s of the flattening insulating film 17, and a transparent film made of ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide) contacting the source 43s through the contact hole. An electrode, that is, an anode layer 61 of an organic EL element is provided on the planarization insulating film 17. The anode layer 61 is separately formed in an island shape for each display pixel.
[0030]
The organic EL element 60 includes an anode layer 61 made of a transparent electrode such as ITO, a first hole transport layer made of MTDATA (4,4-bis (3-methylphenylphenylamino) biphenyl), and a TPD (4,4,4-tris (3) An electron comprising: a hole transport layer 62 composed of a second hole transport layer composed of methylphenylphenylamine and triphenylamine, a light emitting layer 63 composed of Bebq2 (10-benzo [h] quinolinol-beryllium complex) containing a quinacridone derivative, and Bebq2. It has a structure in which a transport layer 64 and a cathode layer 65 made of a magnesium-indium alloy, aluminum, or an aluminum alloy are stacked in this order.
[0031]
The cathode layer 65 covers the light emitting layer 63 and extends over the entire pixel region. Then, an antireflection layer 18 made of chromium oxide is formed on the planarization insulating film 17 below the cathode layer 65 by using an evaporation method or a sputtering method. However, the antireflection layer 18 is not formed below the light emitting layer 63.
[0032]
In the organic EL element 60, the holes injected from the anode layer 61 and the electrons injected from the cathode layer 65 are recombined inside the light emitting layer 63, and excite the organic molecules forming the light emitting layer 63 to generate excitons. Occurs. Light is emitted from the light emitting layer 63 in the process of radiation deactivation of the excitons, and the light is emitted from the transparent anode layer 61 through the transparent or translucent insulating substrate 10 to the outside to emit light.
[0033]
According to this embodiment, since the anti-reflection layer 18 is provided, reflection by the cathode layer 65 is prevented as much as possible, so that display contrast is improved.
[0034]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5A is a cross-sectional view corresponding to line AA in FIG. 3, and FIG. 5B is a cross-sectional view corresponding to line BB in FIG. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0035]
The feature of this embodiment is that the planarization insulating film 17R is colored in the same color as the light generated from the light emitting layer 63. For example, for a pixel having a light emitting layer 63 that generates R (red) light, the planarization insulating film 17R of that pixel is colored red. Similarly, for a pixel having an adjacent light-emitting layer 63 that emits G (green) light, the planarization insulating film (not shown) of that pixel is colored green and emits B (blue) light. For a pixel having the layer 63, the planarization insulating film (not shown) of the pixel is colored blue.
[0036]
For example, the red planarizing insulating film 17R is made of a photosensitive resin containing a red coloring material. The formation method is such that a photosensitive resin containing a red coloring material is applied to the entire surface, and then the photosensitive resin is left in a stripe shape in accordance with the R pixel column by a photolithography process. Green and blue planarization insulating films can be similarly formed.
[0037]
Thus, for example, even if light is reflected by the cathode layer 65 in the R (red) pixel, the reflected light is emitted to the outside from the insulating substrate 10 through the flattening insulating film 17R. Has the same color as the light emitting layer 63. Therefore, the display contrast is improved.
[0038]
As described above, in the first embodiment, the antireflection layer 7 is formed to prevent reflection of light incident from the back surface of the device glass substrate 1, and in the second embodiment, the flattening insulating film 17 emits light. The layers are colored in the same color as the light generated, but their configurations may be combined. That is, by forming the anti-reflection layer 7 and coloring the flattening insulating film 17 in the same color as the light generated by the light emitting layer, the display contrast is further improved by a synergistic effect of the two. For example, although the reflection is suppressed by the antireflection layer 7, if the reflectance is not 0%, some reflected light is generated. The reflected light is emitted to the outside from the insulating substrate 10 through the flattening insulating film 17R, so that the reflected light has the same color as the light emitting layer 63, and the display contrast is improved.
[0039]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6A is a cross-sectional view corresponding to line AA in FIG. 3, and FIG. 6B is a cross-sectional view corresponding to line BB in FIG. 6, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0040]
As described above, the anti-reflection layer 18 prevents reflection of light incident from the back surface of the device glass substrate 1. In this embodiment, the chromium oxide layer 19 (CrO layer) is formed below the switching TFT 30 and the driving TFT 40, although it may be formed anywhere on the substrate 1. Specifically, a chromium oxide layer 19 is formed on the insulating substrate 10 by using an evaporation method or a sputtering method, and is patterned so as to be left at least in a region where the switching TFT 30 and the driving TFT 40 are formed. Then, active layers 33 and 43 made of a polysilicon film are formed on the chromium oxide layer 19 by the method described above. The thickness of the chromium oxide layer 19 is suitably about 500 °, but is not limited thereto.
[0041]
The chromium oxide layer 19 functions as an anti-reflection layer for preventing reflection of light incident from the back surface of the device glass substrate 1. In addition to this, the active layer 33 of the switching TFT 30 and the driving TFT 40, It also functions as a light-blocking layer that blocks light incident on the TFT 43, and has an effect of preventing photocurrent from flowing through the switching TFT 30 and the driving TFT 40.
[0042]
That is, without such a light-shielding layer, light enters the active layers 33 and 43 of the switching TFT 30 and the driving TFT 40 from the back surface of the device glass substrate 1, and the energy of the light causes carriers to enter the active layers 33 and 43. Is generated. Then, even if the switching TFT 30 and the driving TFT 40 are turned off, a photocurrent flows between the source and the drain, and the display contrast is deteriorated. Therefore, by forming the chromium oxide layer 19, the occurrence of such a photocurrent can be suppressed, and the display quality can be improved.
[0043]
The embodiment described above relates to a so-called bottom emission type organic EL device in which light generated from the organic EL element 60 is emitted through the device glass substrate 1 on which the switching TFT 30 and the driving TFT 40 are formed. explained. However, the present invention is not limited to this, and a top emission type organic light emitting device is provided in which light generated from an organic EL element is emitted from the opposite side of the device glass substrate 1, that is, emitted without passing through the device glass substrate 1. It can also be applied to EL devices.
[0044]
FIGS. 7A, 7B, and 7C are cross-sectional views showing pixels of such a bottom emission type organic EL panel. The same components as those in FIG. 4B are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0045]
As shown in FIG. 7A, the organic EL element 70 includes an organic layer 73 in which an anode layer 71 (first electrode layer), a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and the like are stacked, and a cathode layer 75 ( (Second electrode layer). Here, the cathode layer 75 is formed of a transparent or translucent electrode material in order to emit light generated from the organic layer 73 upward. The anode layer 71 is formed of a metal material that reflects light, but may be formed of a transparent electrode material such as ITO, or a combination thereof. The antireflection layer 18A is provided above the anode layer 71 or the cathode layer 75 (light emission side), that is, at least above the anode layer 71.
[0046]
More specifically, the antireflection layer 18 </ b> A covers the end of the anode layer 71 and extends on the planarization insulating film 17. The antireflection film 18A prevents light from being reflected by the end of the anode layer 71 and also functions as a planarization insulating film to improve the coverage of the organic film 73. When the anode layer 71 is made of a transparent electrode material, an antireflection layer 18A may be provided directly below the anode layer 71. Further, when sealing is performed using the device glass substrate 1 and the sealing glass substrate 4, an antireflection layer 18A may be provided on a surface of the sealing glass substrate 4 facing the organic EL element.
[0047]
Further, as shown in FIG. 7B, a second planarization insulating film 76 for limiting the area where the anode layer 71 contacts the organic layer 73 in which the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer and the like are stacked. Is formed, the second planarization insulating film 76 is colored in the same color as the light emitted from the organic layer 73, as in the second embodiment. Further, as shown in FIG. 7C, a light-shielding layer 19A is formed in a region above the driving TFT 40 and corresponding to the cathode layer 75. Although not shown, a light shielding layer 19A is similarly formed above the switching TFT 30.
[0048]
In FIG. 7C, the light shielding layer 19A is formed of, for example, chromium oxide. Thus, similarly to the third embodiment, the antireflection effect and the flow of photocurrent through the switching TFT 30 and the driving TFT 40 are prevented. In FIGS. 7A, 7B and 7C, the anode layer 71 is formed below the cathode layer 75, but this relationship may be reversed.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, an electroluminescent element having an anode layer, a light-emitting layer, and a cathode layer is formed on an insulating substrate, and the light-emitting layer is covered with the cathode layer. Since the anti-reflection layer for preventing light reflection by the layer is formed, reflection by the cathode layer is prevented, and display contrast is improved.
[0050]
Further, according to the present invention, an electroluminescent element having an anode layer, a light-emitting layer, and a cathode layer formed on an insulating substrate, and the light-emitting layer is covered with the cathode layer, Since a colored layer having the same color as the light emitting layer is formed at least below the cathode layer, even if light is reflected by the cathode layer, the reflected light has the same color as the light emitting layer, so that the display contrast is reduced. improves.
[0051]
Further, according to the present invention, since the chromium oxide layer having a function of blocking light to the TFT for driving the electroluminescence element is provided, the chromium oxide layer prevents reflection, and provides a photocurrent to the TFT. Can be prevented from flowing, and the display contrast can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an organic EL display panel according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of pixels 6R, 6G, and 6B corresponding to R, G, and B according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing the vicinity of a pixel of the organic EL display panel according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a pixel of the organic EL display panel according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a pixel of an organic EL display panel according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a pixel of an organic EL display panel according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a pixel of a bottom emission type organic EL panel according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an organic EL display panel according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Device glass substrate 2R, 2G, 2B Light emitting layer 3 Cathode layer 4 Sealing glass substrate 5 Seal resin 6R, 6G, 6B Pixel 7 Antireflection layer 10 Insulating substrate 12 Gate insulating film 15 Interlayer insulating film 17 Flattening insulating film 18 Antireflection layer 19 Chromium oxide layer 30 Switching TFT 31 Gate electrode 32 Gate insulating film 33 Active layer 36 Drain electrode 40 Driving TFT 41 Gate electrode 43 Active layer 51 Gate signal line 52 Drain signal line 53 Driving power line 54 Storage capacitor electrode Line 55 capacitor electrode 56 storage capacitor 60 organic EL element 61 anode layer 62 hole transport layer 63 light emitting layer 64 electron transport layer 65 cathode layer

Claims

Electroluminescence having an insulating substrate, a first electrode layer on the insulating substrate, a light emitting layer formed on the first electrode layer, and a second electrode layer covering the light emitting layer Element,
An electroluminescent display device, comprising: an anti-reflection layer formed on the insulating substrate and configured to prevent light from being reflected by the first electrode layer or the second electrode layer.

The electroluminescent display device according to claim 1, wherein the antireflection layer is formed below the first electrode layer.

The electroluminescent display device according to claim 1, wherein the antireflection layer partially covers the first electrode layer.

4. The electroluminescent display device according to claim 1, wherein the antireflection layer comprises a low reflection layer having a reflectance of 50% or less.

The electroluminescent display device according to claim 4, wherein the low reflection layer is made of a chromium oxide layer.

The electroluminescent display device according to claim 1, wherein a colored layer having the same color as light generated by the light emitting layer is formed.

An insulating substrate;
A thin film transistor formed on the insulating substrate,
A planarization insulating film formed on the thin film transistor,
A first electrode layer formed on the planarization insulating film,
A light emitting layer formed on the first electrode layer;
A second electrode layer covering the light emitting layer;
An electroluminescence display device, comprising: an anti-reflection layer formed on the planarization insulating film and preventing reflection of light by the second electrode.

8. The electroluminescent display device according to claim 7, wherein the antireflection layer comprises a low reflection layer having a reflectance of 50% or less.

9. The electroluminescent display device according to claim 8, wherein the low reflection layer comprises a chromium oxide layer.

An insulating substrate;
A first electrode layer formed on the insulating substrate;
A light emitting layer formed on the first electrode layer;
A second electrode layer covering the light emitting layer;
A colored layer formed on the insulating substrate and having the same color as light emitted by the light emitting layer,
An electroluminescent display device comprising:

A thin film transistor formed on the insulating substrate,
The electroluminescent display device according to claim 10, further comprising: a first planarizing insulating film formed on the thin film transistor, wherein the coloring layer is the first planarizing insulating film.

The electroluminescent display device according to claim 11, wherein the first planarizing insulating film is made of a photosensitive resin containing a coloring material of the same color as light emitted from the light emitting layer.

11. The electroluminescent display according to claim 10, further comprising a second planarizing insulating film partially covering the first electrode layer, wherein the coloring layer is the second planarizing insulating film. apparatus.

An insulating substrate;
An electroluminescent element having a first electrode layer on the insulating substrate, a light emitting layer formed on the first electrode layer, and a second electrode layer covering the light emitting layer;
A thin film transistor formed on the insulating substrate to drive the electroluminescent element;
An electroluminescent display device comprising: a light-shielding layer that shields light incident on an active layer of the thin film transistor.

15. The electroluminescent display device according to claim 14, wherein the light shielding layer is formed above the thin film transistor.

The electroluminescent display device according to claim 14, wherein the light shielding layer is formed below the thin film transistor.

The electroluminescent display device according to claim 14, wherein the light shielding layer is made of chromium oxide.