TW588571B

TW588571B - Electroluminescence display device

Info

Publication number: TW588571B
Application number: TW092108774A
Authority: TW
Inventors: Kiyoshi Yoneda
Original assignee: Sanyo Electric Co
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-05-21
Also published as: KR20030091767A; KR100692359B1; CN1461180A; US20040041518A1; US7199514B2; CN1315201C; TW200307486A

Description

588571 五、發明說明（1) " 【發明所屬之技術領域】本發明是關於電激發光顯示裴置，尤其是關於一種在絕緣性基板上形成有本身具備陽極層、發光層及陰極層的電激發光兀件的電激發光顯示裝置中，用來提高其顯示品質的技術。【先前技術】近年末使用有機電激發光（Electro Luminescence :以下稱為「有機EL」。）元件的有機EL顯示裝置，正以

取代陰極射線官CRT (Cathode Ray Tube)或液晶顯示器LCD (Liquid Crystal Display)而受到矚目。第7圖是習知有機EL顯示面板例的構造剖視圖。元件玻璃基板1在表面具有顯示區域，該顯示區個包含有魏元件之像素。為了簡化起見，= 部顯示出R、G、B各一個像素。亦即，在元件玻璃基板}

上’以預定間隔形成有發光層2R、2G、2B。而且，由p 層3覆蓋這些發光層2R、2G、2B，並且延伸在元件玻\ 板i的整個顯示區域。陰極層3是例如由叙層所形成。土而且，上述構成的元件玻璃基板1是所製成的密封樹脂5來與密封玻璃基板4貼人。&①曰未特別加以圖示，但在密封玻璃基板4 〇 4 ，虽然水分等濕氣的乾燥劑層。 *布有用來吸收在上述構造的有機EL面板中，有機El 的驅動電路所驅動’且在亮燈時，是如牛疋由未圖不忠 JS 9 I?、9 Γ OD^ ^ η $ 7圖所不’從發先層2R 20、2騰產生的r、g'b光線，會透過透明或半

第6頁 314609.ptd 588571 五、發明說明（2) 透明的元件玻璃基板1而射出至外部。【發明内容】 [發明所欲解決之課題] 生來fL，i述習知的有機EL面板，如第6圖所示，會發生來自由銘層所構成的陰極層3的光魂巧 1 亮場所觀看有機EL面板時，如果此^極反/3所=，在明 f線太強，則整個顯示區域看起來所產上的反射對比惡化的問題。沉曰又白，而產生顯示 [用以解決課題之手段] 本發明是鐘於上述習知技術之特徵構成如下。〈课碭而研創者，其主要第一樣態之電激發光顯示裝置是在 :具備陽極層、發光層及陰極層板上形成 :述陰極層覆蓋前述發光層，其特徵為㈡，同時由形成區域以外的絕緣性基板上的區：為妒=發光層之述陰極層所導致的二 7 有用來防止前朴妁光線反射的反射防止層。 P可防止因陰極層所導致的反射3¾ & 南顯示的對比。）久对現象，故可提板上形成有具電激發：顯示裝置中是在絕緣性基件，同時由前發光層t陰極層的電激發光元在前述陰極c覆蓋前述發光| ’其特徵為：至少藉此，即使：：形成有與前述發光層同色的著色層。反射光與發光ί ^因陰極層所導致的光線反#，由於哕胃问色，故可提高顯示的對比。及

314609.ptd

588571 五、發明說明（3) 【實施方式】第1圖是本發明第1實施形態的有機EL顯示面板的剖視圖。在第1圖中，與第6圖相同的構成部分標註相同的符號。第2圖是對應於R、G、B的各像素6R、6G、6B的概略俯視圖。如第1圖、第2圖所示，陰極層3覆蓋這些發光層2R、 2 G、2 B上，並且延伸在元件玻璃基板1的整個顯示區域。陰極層3是由例如鋁層所形成。而且，在像素6 R、6 G、6 B 内之發光層2 R、2 G、2 B之形成區域以外的元件玻璃基板1 上的區域，形成有用來防止陰極層3所導致的光線反射的反射防止層7。圖面中，為了便於瞭解，僅顯示出三個像素6R、6G、 6 B ’但所有像素都是同樣的結構。反射防止層7是用來防止從元件玻璃基板1背面射入的光產生反射，因此只要是在陰極層3的下層，則亦可形成在元件玻璃基板1的任何部位。而且，反射防止層7是反射率只要在5 0 %以下即可，較佳為20%以下，而以例如氧化鉻（CrO)較為合適。另外，要使此反射防止層7兼具有用來防止光線穿過發光層2R、 2G、2B形成區域以外之部分，的所謂黑色矩陣之功能時，以例如氧化鉻（CrO)及鉻（Cr)的積層構造較為合適。本案發明已確認到藉由在膜厚大約5 0 0A之CrO膜上層積膜厚大約10 0A之Cr膜而在玻璃基板上形成反射防止層時，對於4 5 0 A波長的光的反射率，可獲得大約1 2 %的反射

314609.ptd 第8頁

588571 五、發明說明（4) 率。此外，反射率呈右、处顯示出峰值（大約接W存性，在波長為45 0 A附近於本實施形態詳细力^兒明下來，參照第3圖、第4圖，對 (對應於上述像幸= = I第3圖是有機EL面板之像素的A-A線剖視圖俯/圖，第4圖⑷是第3圖中哲Q 弟4圖（b)是第3圖中的B — B線剖視圖。如’圖及第4圖所示，在由閘極信號線5丨與汲極传線52所包圍的區域形成有像素，且配置成矩陣狀。在像素匕中配置有屬於自發光元件的有機EL元件6〇 ;將電流供應至此有機E L元件6 0之時序控制用的切換用薄膜電晶體τ f τ 3 〇 (第1 T F T )，將電流供應至有機£ ^元件6 0的驅動用τ F T 4 0 (第 2 T F T);以及保持電容。此外，有機£ l元件6 0是由陽極層 61、包含發光層6 3的發光元件層、以及陰極層6 $所形成。如後文所述，在此陰極層6 5的下層設有反射防止層1 8。在兩信號線5 1、5 2的交叉點附近具有切換用τ F T 3 0，該切換用TFT30的源極33s也兼作在其與保持電容電極線54 之間形成電容的電容電極5 5，同時與EL元件的驅動用 TFT4 0的閘極41連接，驅動用TFT40的源極43s則與有機EL 元件6 0的陽極層6 1連接，另一方之沒極4 3 d則與屬於有機 EL元件6 0之供應電流源的驅動電源線5 3連接。另外，與閘極彳g號線5 1平行配置有保持電容電極線 5 4。此保持電容電極線5 4是由鉻等形成，並且在經由閘極絕緣膜1 2與切換用T F T 3 0之源極3 3 s連接的電容電極& &之間貯存電荷而形成電容。此保持電容5 6是為了維持施加於驅動用TFT40之閘極41的電壓而設置者。

314609.ptd 第9頁 588571 五、發明說明（5) 如第4圖所示，有機EL顯示裝置是在玻璃或合成樹脂等所構成的基板或具有導電性的基板或半導體基板等的基板1 0上，依序積層TFT及有機EL元件而形成。但是，基板 1 0使用具有導電性之基板及半導體基板時，是先在這些基板10上形成Si 0减Si N等的絕緣膜之後，再形成切換用TFT 30、驅動用TFT40及有機EL元件。每一個TFT之閘極皆為隔著閘極絕緣膜而位於主動層上方的所謂頂部閘極（t op g a t e )構造。此外，並不限於頂部閘極構造，亦可為將主動層疊積在閘極上的所謂底部閘極（bottom gate)構造。首先，對於切換用TFT30加以說明。如第4圖（a)所示，在石英玻璃、無鹼玻璃等所構成的絕緣性基板1 〇上’利用化學氣相沈積CVD法形成非晶矽膜 (以下稱為「8-5丨膜」。），並且在該& — 3丨膜照射雷射光，使其熔融後再結晶而形成多晶矽膜（以下稱為「贮“膜」。)，並且將該多晶矽膜作為主動層.然後，在其上方形，=1 0膜、S 1 N膜之單層或積層體以作為閘極絕緣膜 32二4 1上方，t f有由Cr、Mo等高熔點金屬所構成且兼作閘極3 1的閘極信號線5 1以；5丄Λ、玫上、μ、上及由A 1所構成的 >及極信號線 52，且配置有本身為有機pi; , 几件的驅動電源’並且由A 1戶斤構成的驅動電源線5 3。而且，在問極絕緣q 9 u J巴豕朕及主動層33上的全面，形成有按SiO媒、SiN膜及SiO媒之順广二&成 ^ ^ 〈順序而積層的層間絕緣膜1 5，且在對應汲極3 3 d而設置的拉雜，丄& > A，处人 ΟΛ 獲觸孔中填充A 1等金屬而形成汲極3 6，在全面又形成有由右有機樹脂形成並且用來使表面

314609.ptd 588571 --- 五、發明說明（6) 平坦的平坦化絕緣膜1 7。其次，對於有機EL元件的驅動用TFT4〇加以說明。第4圖（b)所示，在石英玻璃、無鹼破璃等所構成基板10上依序形成：對a-Si膜照射雷 n「田射光而多結晶化的主動層43、閘極絕緣膜12以及由Cr、M耸古 ^ mo寺回爆點金屬所禮成

的閘極4卜且在該主動層4 3設有通. lL a W 、逼43c，在此通道43的兩側設有源極43s及汲極43d。然後 SiO 媒、並且在對置有連接如有機樹然後置處，形接觸孔與 0 X i d e )所 6 1。此陽，在閘極絕緣膜1 2及主動爲/ Q L ^人斯層43上的全面，形成依

SiN膜及SiO-2膜之順序而錄日奶々乂风％ J積層的層間絕緣膜1 5，應汲極43d而設置的接觸孔中、几τ填充A14金屬而設在該平坦化絕緣膜1 7中於驅動電源的驅動電源線53。在全面又具有由例 m μ垣的平坦化絕緣膜17。成接觸孔，並且在平坦化絕緣膜17上設有經由此源極43s接觸，且由氧化銦錫IT〇(Indium ηη 構成的透明電極，也就是有機EL元件的陽極層極層6 1係按各顯示像素而分離形成島狀。對應於源極4 3 s的位有，EL兀件60的構造是由··氧化銦錫iT〇( Indium Tin Oxide)荨透明電極所構成的陽極層Μ;由mtj)ATA(4，4-雙 (3-甲基笨基苯胺基）聯苯）所成的第1電洞輸送層、與tPD (4, 4, 4-參（3 —甲基苯基苯胺基）三苯基胺）所成的第2電洞輸送層所構成的電洞輸送層6 2 ;由包含喹D丫酮 (Quinacridone)衍生物之Bebq2(10-苯并〔h〕喹啉酚-鈹絡合物）所構成的發光層63;以及由Bebq2所構成的電子輸

314609.ptd 第11頁 588571 五、發明說明（7) 送層6 4 ;由鎂•銦合金或鋁、或鋁合金所構成的陰極層6 等依序積層而成。 9 陰極層6 5覆蓋發光層6 3上，並且延伸在整個像素區域。而且，在陰極層6 5下層的平坦化絕緣膜1 7上，刹# 不J用丞· 艘法或濺鑛法形成有氧化鉻所構成的反射防止層i 8。作是，反射防止層1 8並未形成在發光層6 3的下層。 — 有機EL元件6 0疋精由令從陽極層6 1進入的電、 % μ Μ及從

陰極層6 5進入的電子在發光層6 3的内部再結合，抵B 且彳吏形成發光層6 3的有機分子激發而產生激發子，而在此激發放射鈍化的過程中，從發光層6 3放出光，此光會；(>u 4义子曰攸還明的陽極層6 1透過透明或半透明的絕緣性基板丨〇向外邻發光。 1出而根據本實施形態，由於設有上述反射防止層丨8，因可盡量防止因陰極層6 5所導致的反射現象，故可提高顯$ 繼之，參照第5圖說明本發明的第2實施形態。第5圖 (a)是對應於第3圖A-A線的剖視圖，第5圖（b)是對應於第圖B-B線的剖視圖。此外，在第5圖中，與第4圖相同的様成部分標註相同的符號，並省略其說明。本實施形態的特徵點在利用與發光層6 3相同的顏平坦化絕緣膜17R著色。例如，關於具有R(紅色）發光声L 的像素，該像素的平坦化絕緣膜1 7R是形成紅色。同樣曰的’具有相鄰的G(綠色）發光層63的像素，該像素的平担化絕緣膜（未圖示）是形成綠色，而具有β (藍色）發光層Μ

314609.ptd

第12頁 588571 五、發明說明（8) 的像素，該像素的平坦化絕緣膜（未圖示）是形成藍色。例如，紅色的平坦化絕緣膜1 7 R是由含有紅色著色材料的感光性樹脂所形成。其形成方法是在全面塗布含有紅色著色材料的感光性樹脂，然後藉由微影步驟，配合R (紅色）的像素列使該感光性樹脂殘留成條紋狀而形成。有關綠色、藍色的平坦化絕緣膜亦可以同樣方式形成。藉此，即使在例如R (紅色）的像素中發生因陰極層6 5 所導致的光線反射，該反射光也會通過平坦化絕緣膜 1 7R，再從絕緣性基板10射出至外部，因此該反射光是與發光層6 3同色，故可提高顯示的對比。如上所述，第1實施形態是形成反射防止層7，以防止從元件玻璃基板1背面所射入的光產生反射，第2實施形態是使平坦化絕緣膜形成與發光層相同的色系，但亦可將這些構成加以組合。亦即’藉由形成反射防止層7，同時使平坦化絕緣膜形成與發光層相同的色系，以利用兩者的相乘效果更為提高顯示的對比。例如，藉由反射防止層7雖可抑制反射，但反射率若不是0 %，則多少會產生反射光。由於該反射光會通過平坦化絕緣膜1 7 R，再從絕緣性基板 1 0射出至外部，因此如與發光層6 3同色，可更提高顯示的對比。其次，參照第6圖說明本發明的第3實施形態。第6圖 (a)是對應於第3圖A-A線的剖視圖，第6圖（b)是對應於第3 圖B-B線的剖視圖。此外，在第6圖中，與第4圖相同的構成部分標註相同的符號，並省略其說明。

第13頁 314609.ptd 588571 五、發明說明（9) 如上所述，反射防止層是用來防止從元件玻璃基板1 为面射入的光產生反射’因此只要疋在陰極層3的下層，則除了發光層6 3形成區域以外，亦可形成在元件玻璃基板 1的任何部位，但本實施形態是在上述切換用TFT30及驅動用TFT40的下層形成氧化鉻層19(CrO層）。具體而言，是利用蒸鍍法或濺鍍法在絕緣性基板1 0上形成氧化鉻層1 9，並且以至少殘留在切換用TFT30及驅動用TFT40之形成區域的方式而形圖案。而且，前述方法是在該氧化鉻層1 9上形成由多晶矽膜所構成的主動層3 3、4 3。氧化鉻層1 9的厚度以大約5 0 0 A較為適當，但並不限定於此。此氧化鉻層1 9具有可防止從元件玻璃基板1背面射線產生反射的反射防止層的功能，但除此之外，也具有阻擋光射入切換用TFT30及驅動用TFT40之主動層33、43的遮光層功能，又具有可防止光電流流到切換用TFT30及驅動用 TFT40的效果。亦即，如果沒有這種遮光層，則光會從元件玻璃基板 1的背面射入切換用TFT30及驅動用TFT40的主動層33、 43，並且因為此光的能量而在主動層33、4 3内產生載電子。如此一來，即使切換用TFT30及驅動用TFT40是設定在關斷（OFF)狀態，光電流也會流入源極-汲極間，以致發生顯示對比的劣化。因此，藉由形成上述氧化鉻層1 9，可抑制這種光電流的發生，並達成顯示品質的提升。 [發明之效果] 根據本發明的電激發光顯示裝置’由於是在絕緣性基

第14頁 314609.ptd 588571

五、發明說明（ίο) 板上形成有具備陽極層、發件，同時由前述陰極層覆蓋層之形成區域以外的絕緣性因前述陰極層所導致的光反因陰極層所導致的反射現象而且，根據本發明的電緣性基板上形成有具備陽極光元件，同時由前述陰極層光層及陰極層的電激發光元前述發光層，在除了前述發光基板上的區域，形成有可防止射的反射防止層，因此可防止 ’並提高顯示的對比。激發光顯示裝置，由於是在絕層、發光層及陰極層的電激發覆蓋前述發光層，至少在前述陰極層的下層形成有與前述發光層同色的著色層，因此即使發生因陰極層所導致的光反射，也由於該反射光是與發

光層同色，故可提高顯示的對比。再者，根據本發明，由於在用來驅動電激發光元件的 TFT之下層設有具遮光功能的氧化鉻層，因此可藉由此氧化鉻層防止反射，同時可防止光電流流到TFT ’而更提高了顯示的對比。

314609.ptd 第15頁 588571 圖式簡單說明【圖式簡單說明】第1圖是本發明第1實施形態的有機EL顯示面板的剖視圖。第2圖是與本發明第1實施形態之R、G、B對應的各像素6 R、6 G、6 B的概略俯視圖。第3圖是本發明第1實施形態的有機EL顯示面板之像素附近的俯視圖。第4圖（a )及（b )是本發明第1實施形態的有機EL顯示面板的像素剖視圖。第5圖（a)及（b)是本發明第2實施形態的有機EL顯示面 _ 板的像素剖視圖。第6圖（a )及（b )是本發明第3實施形態的有機EL顯示面板的像素剖視圖。第 7圖是習知有機 EL顯示面板例的剖視圖。 1 元件玻璃基板 2R、 2G、 2B 發光層 3 陰極層 4 密封玻璃基板 5 密封樹脂 6R、 6G、 6B 像素 7、 18 反射防止層 10 絕緣性基板 12^ 32 閘極絕緣膜 15 層間絕緣膜 17 平坦化絕緣膜 19 氧化鉻層 30 切換用 TFT 3卜 41 閘極 33^ 43 主動層 36 汲極 40 驅動用 TFT 51 閘極信號線

314609.ptd 第16頁 588571

314609.ptd 第17頁

Claims

備陽極前述陰在 i或’形反射防如申請述反射基^板上〜種電上的薄、緣祺；層、發層覆蓋在上形成射防止 ^發光顯示 & '發光層層覆蓋前 #述發光層成有用來防止層。專利範圍第防止層是形 0 激發光顯示膜電晶體；以及形成在光層及陰極前述發光層前述發光層有用來防止層0 衣罝 -’ I工丞才S L 及陰極層的電激發述發光層，其特徵為# 形成區域以外的絕緣性止因4述陰極層所導致1 1項之電激發光顯示裝置成在别述陰極層下層的裝置，具有··形成在絕》形成在此薄膜電晶體上I 此平坦化絕緣膜上，且層的電激發光元件，且i 者’其特徵為：形成區域以外的前述平：因前述陰極層所導致的，申請專利範圍第1、2、3項中任一項之電《裝置，其中，前述反射防止層是由反射率在< 低反射層所形成。 ϋ申請專利範圍第4項之電激發光顯示裝置，述低反射層是由氧化鉻層所形成。種電激發光顯示裝置’是在絕緣性基板上備陽極層、發光層及陰極層的電激發光元件形成有具，同時由板上的區光反射的其中，前述絕緣性性基板膜平坦化絕備陽極前述陰極化絕緣膜反射的反乞發光顯示 5 0 %以下的其中，前形成有具，同時由

588571 六、申請專利範圍前述陰極層覆蓋前述發光層者，其至少在前述陰極層的下層形成有丄二叶相同色系的著色層。 ”則述發光層為 7 · —種電激發光顯示裝置，具有：上的薄膜電晶體；形成在此薄膜電晶生基板膜緣膜；以及形成在此平坦化絕緣膜上：：坦化絕層、發光層及陰極層的電激發光：有陽極極層覆蓋前述發光層者，苴特问呀由前述陰 /前述平坦化絕緣膜是形成與^述^ 系。 < A九層相同的色 8. J :請專利範圍g 7項之電激發光顯示，絕緣膜是由含有與前述發光同色中-者色材料的感光性樹脂所形成。 j色糸之 9 · 種電激發光顯示裝置，#在维給从甘1 備陽極；、获来展另^ f 緣性基板上形成有具則述陰極層覆蓋前述發光層者，其特徵為且有门在前述發光層形成區域以外的絕緣性基板防止前述陰極層所導致的光之反射的反射 =二=成在前述陰極層的下層，且與前 1 ο I先層為相同色糸的著色層。 =光顯示裝置’係具有：形成在絕緣性基板〃％極層、發光層及陰極層的電激發光元件；居t =動此電激發光元件的TFT;以及形成在此tft下曰之低反射率型遮光層。

588571 六、申請專利範圍 11. 一種電激發光顯示裝置，係具有：形成在絕緣性基板上且具有陽極層、發光層及陰極層的電激發光元件；用來控制電流流到此電激發光元件之時序的切換用第 1TFT ;因應前述第1TFT的切換而將電流供應至前述電激發光元件的驅動用第2TFT ;以及形成在構成前述第及第2 TFT之主動層下層的低反射率型遮光層。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項或第1 1項之電激發光顯示裝置，其中，前述低反射率型遮光層是由氧化鉻所形成0

314609.ptd 第20頁