CN100426551C - 显示屏及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种显示屏及其制造方法。在显示屏(1)中，对于多色显示部(2)用以不同颜色构成的多个单位显示区域(20R、20G、20B)形成一个显示要素(2A)；对于单色显示部(3)用单色的一个单位显示区域(30)形成一个显示要素(3A)。并且在显示屏(1)中，使单色显示部(3)的单位显示区域(30)的面积大于多色显示部(2)的单位显示区域(20R、20G、20B)的各自面积。从而，可对于在同一基板上分开形成多色显示部和单色显示部的显示屏，保持其显示区域整体的发光元件的寿命平衡。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示屏及其制造方法。
背景技术
作为显示屏，包括液晶显示屏的各种显示屏已经得到实际应用，但使用了自发光型发光元件的显示屏，与使用背光灯的液晶显示屏相比，因可以将消耗电力抑制得较低而备受瞩目。作为使用这种自发光型发光元件的显示屏，有PDP(等离子显示屏Plasma Display Panel)和FED(场发射型显示屏Field Emission display)等各种显示屏，其中特别是在可实现薄型化或屏幕曲面化的方面，比其他显示屏更具优势的有机EL(电致发光Electroluminescence)显示屏更加备受瞩目。该有机EL显示屏由通过在一对电极之间夹持含有发光层的有机层而形成的有机EL元件构成。
这种使用自发光型发光元件的显示屏，通过在基板上排列多个形成单位显示区域的发光元件来形成显示区域。并且，进行彩色显示的显示屏在由不同颜色构成的多个单位显示区域形成显示区域内的一个显示要素。而且，伴随显示屏用途的多样化，也提出在同一基板上形成显示多色图像或图案信息的区域和用单色表示更新机会少的文字等信息的区域的显示屏。
作为这种显示屏的以往例，可以列举下述专利文献1所述的显示屏。根据该以往例，在同一基板上分开形成全彩色显示部和单色显示部，并且在基板上的所有区域形成相同间隔的单位显示区域(副像素)，在全彩色显示部将不同颜色的单位显示区域分组，形成一个显示要素(像素)，在单色显示部使所有单位显示区域(副像素)成为单色，将各单位显示区域(副像素)作为显示要素(像素)。
专利文献1特开2002-311859号公报
在同一基板上分开形成多色显示部和单色显示部的显示屏中，把所有显示区域作成多色的显示规格时(在由不同颜色构成的多个单位显示区域形成一个显示要素的规格)，在单色显示部仅一个显示要素内的一部分单位显示区域发光，所以在使各单位显示区域以相同能级发光的驱动方式中，单色显示部的显示变暗，不能得到良好的显示性能。如果为了进行弥补而提高单色显示部的输出能级，则形成单色显示部的单位显示区域的发光元件的寿命将短于多色显示部的发光元件的寿命，致使不能保持显示区域整体的发光元件的寿命平衡。另外，在单色显示部显示文字等的静态图像信息或更新机会少的信息的情况居多，所以如果按照高输出能级进行连续显示，在特定显示部分产生部分寿命的劣化，由此产生在画面上形成图像残余的问题。
鉴于这种情况，如上述的以往例所述，在基板上的所有区域形成相同间隔的单位显示区域，使单色显示部的单位显示区域全部成为相同颜色的情况下，在多色显示部将相同单位显示区域分组，形成一个显示要素，所以多色显示部的分辨率将必然低于单色显示部。这样，在多色显示部显示图案等静态图像时，存在着因分辨率降低不能得到良好的显示性能的问题。
另外，在以往例中，由于单色显示部成为以与多色显示部相同的间隔形成的单位显示区域，所以如果提高整体分辨率，在单色显示部中单位显示区域之间不发光的部分变多，导致开口率降低。如果为了进行弥补而提高单色显示部的输出能级，则产生使单色显示部的发光元件的寿命缩短的问题。
发明内容
本发明把解决这样的问题作为课题之一。即，本发明目的是，在将多色显示部和单色显示部分开形成在同一基板上的显示屏中，保持显示区域整体的发光元件的寿命平衡，防止在单色显示部上形成画面残余，提高多色显示部的分辨率，提高单色显示部的开口率，由此来提高显示性能等。
为了达到上述目的，本发明的显示屏及其制造方法至少具备下述的构成。
本发明的显示屏通过在基板上排列多列形成单位显示区域的发光元件而构成，其特征是，在所述基板上形成：由以不同颜色构成的多个单位显示区域形成一个显示要素的多色显示部；和由单色的一个单位显示区域形成一个显示要素的单色显示部，使所述单色显示部的单位显示区域的面积大于所述多色显示部的单位显示区域的面积。
本发明的显示屏的制造方法用于制造通过在基板上排列多列形成单位显示区域的发光元件而构成的显示屏，其特征是，当在所述基板上形成由以不同颜色构成的多个单位显示区域形成一个显示要素的多色显示部、和由单色的一个单位显示区域形成一个显示要素的单色显示部时，在形成所述多色显示部的单位显示区域的一种颜色的工序中，形成所述单色显示部的单位显示区域，使所述单色显示部的单位显示区域的面积大于所述多色显示部的单位显示区域的面积。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的显示屏的说明图。
图2是表示本发明的实施例的有机EL显示屏的说明图(剖面图)。
图3是表示在本发明的实施例的制造方法中使用的成膜用掩模的说明图。
图中：1.显示屏；2.多色显示部；2A.显示要素；3.单色显示部；3A.显示要素；10.基板；20R、20G、20B、30.单位显示区域；11.绝缘材料；12.下部电极；13.有机层；13A.空穴输送层；13B.发光层；13C.电子输送层；14.上部电极；15.粘接剂层；15A.隔离物；16.密封部件；17.干燥剂。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示本发明一实施方式的显示屏的结构的说明图。显示屏1在基板10上排列多个形成单位显示区域的发光元件，通过选择性地使该发光元件发光或不发光，进行各种图形的显示，在该基板10上形成多色显示部2和单色显示部3。在图中的点划线a和b所包围的区域内，对多色显示部2和单色显示部3的显示要素进行了放大表示。
在该实施方式的显示屏1中，多色显示部2由不同颜色构成的多个单位显示区域20R、20G、20B形成一个显示要素2A，单色显示部3由单色的一个单位显示区域30形成一个显示要素3A。此处示出了多色显示部2的显示要素2A表示用3个单位显示区域20R、20G、20B形成的例子，但不限于此，也可以是不同的2色或4色的单位显示区域。总之，只要能够通过使多个由不同颜色构成的单位显示区域发光或不发光或各颜色的灰度调整来设定一个显示要素的颜色即可。
并且，在该实施方式的显示屏1中，使单色显示部3的单位显示区域30的面积大于多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B的各自面积。即，如果多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B的各自面积C是C1×C2，单色显示部3的单位显示区域30的面积S是S1×S2，则设定成S＝S1×S2＞C1×C2＝C。在图示的示例中，单色显示部3的单位显示区域30的面积S被设定为略大于多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B的各自面积C的3倍。在本发明的实施方式中，单位显示区域20R、20G、20B、30的形状、排列没有特别限定，只要面积S＞面积C即可。
根据这种实施方式的显示屏1，由于使单色显示部3的单位显示区域30的面积大于多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B的各自面积，所以单色显示部3的开口率高于多色显示部2的开口率(单色显示部的单位显示区域之间的不发光部分少)。因此，即使使单色显示部3的单位显示区域30发光的输出能级低于使多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B分别发光的输出能级，也可以使多色显示部2和单色显示部3的亮度能级大致相同。
并且，由于可以降低更新机会少即持续发光机会多的单色显示部3的单位显示区域30的输出能级，所以能够大致一定地保持多色显示部2和单色显示部3合并的显示区域整体的发光元件的寿命平衡，可以避免由于在单色显示部3的特定显示部分产生部分寿命劣化而在画面上形成图像残余的问题。
并且，即使在提高多色显示部2的分辨率的情况下，由于在单色显示部3增大了单位显示区域30并提高了开口率，所以不会象前面所述那样降低单色显示部3的元件寿命和显示性能。因此，能够确保单色显示部3的高显示性能，并且能够在多色显示部2进行高分辨率的显示。
另外，作为其他实施方式，其特征是，以上述实施方式的显示屏1为前提，单色显示部3的单位显示区域30的发光颜色和多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B中的一种颜色相同。这样，在上述作用的基础上，可以在与形成多色显示部2的一个单位显示区域的工序相同的工序，形成单色显示部3的单位显示区域30，所以与分别形成多色显示部2和单色显示部3的情况相比，可以简化形成工序，提高显示屏1的生产效率。
另外，作为其他实施方式，其特征是，以上述实施方式的显示屏1为前提，单色显示部3是显示文字信息的区域，多色显示部2是显示图案信息或动态图像信息的区域。这样，通过上述的作用，可以在显示更新机会少的文字信息的单色显示部3，通过提高开口率，即使输出能级低时也能确保良好的显示性能，可以使元件寿命均匀或防止荧光屏上的图像残余，在多色显示部2可以进行高分辨率的图案或动态显示。特别是，在多色显示部2显示彩色高清晰度静态图像时非常有效。
另外，作为其他实施方式，其特征是，以上述实施方式的显示屏1为前提，形成单位显示区域20R、20G、20B、30的发光元件是有机EL元件。这样，对于经过长时间的累计发光时间其发光量会降低的有机EL元件，如上所述可以保持显示区域整体的寿命平衡，即使在使单色显示部3显示文字等更新机会少的文字信息时，也能避免因在特定显示部分产生的部分发光量降低而造成的荧光屏图像残余现象的发生。
关于上述实施方式的显示屏1的制造方法，可以在基板1上使用以往的形成方法形成单位显示区域20R、20G、20B、30，但作为本实施方式特有的工序，当在所述基板1上形成所述多色显示部2和单色显示部3时，在形成多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B的一种颜色的工序中，形成单色显示部的单位显示区域30，使单色显示部3的单位显示区域30的面积大于多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B的各自面积。
根据这种制造工序，可以形成具有上述特征的显示屏1，特别是由于在形成多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B的一种颜色的工序中，形成单色显示部的单位显示区域30，所以与分别形成多色显示部2和单色显示部3的情况相比，可以简化形成工序，提高显示屏1的生产效率。
另外，在这种制造方法中，作为形成单位显示区域20R、20G、20B、30的发光元件，在采用通过在一对电极之间夹持含有发光层的有机层而构成的有机EL元件时，通过使用具有与多色显示部2的形成图形和单色显示部3的形成图形对应的开口图形的成膜用掩模形成各显示部的图形膜，来形成单位显示区域20R、20G、20B、30，通过使对于单色显示部3的掩模开口面积大于对于多色显示部2的掩模开口面积，由此可以具体实施上述的制造工序。
这样，可以利用形成多色显示部2时的一种颜色的成膜工序完成单色显示部3的成膜，能够简化形成工序，提高显示屏1的生产效率。
【实施例】
作为本发明的实施例，说明发光元件采用有机EL元件的有机EL元件显示屏。图2是表示该有机EL元件显示屏40的结构的说明图(剖面图)。对与上述实施方式对应的部位赋予相同符号。
本发明的实施例的有机EL显示屏40在基板1上形成具有用绝缘材料11划分形成的图形的下部电极12，在其上层叠形成由空穴输送层13A、发光层13B、电子输送层13C构成的有机层13，再在其上形成上部电极14，将多个在由下部电极12和上部电极14构成的一对电极之间夹持含有发光层13B的有机层13而构成的有机EL元件，在基板1上进行矩阵状的排列。
由此，在用绝缘材料11划分形成的每个区域形成有机EL元件，该各有机EL元件形成有单位显示区域20R、20G、20B、30。
并且，在本实施例的有机EL显示屏40中，分开形成多色显示部2和单色显示部3，多色显示部2由不同颜色构成的多个单位显示区域20R、20G、20B形成一个显示要素A，单色显示部3由单色一个单位显示区域30形成一个显示要素3A。
另外，在本实施例的有机EL显示屏40中，使单色显示部3的单位显示区域30的面积大于多色显示部2的单位显示区域20R、20G、20B的各自面积。即，如果在与纸面垂直方向上的单位显示区域20R、20G、20B、30的宽度相同，则将绝缘材料11间的下部电极12的宽度设定成S1＞C1。
并且，在基板1上，通过形成在形成于其周边的粘接区域上的粘接剂层15粘贴密封部件16，在形成于基板1和密封部件16之间的密封空间16A内收容上述的有机EL元件，将有机EL元件气密密封。根据需要在密封部件16的内面配置干燥材料17。另外，根据需要在粘接剂层15内配置用于确保密封空间16A的隔离物15A。
以下，通过具体示例说明本发明的实施例的有机EL显示屏40的各构成要素和制造方法的一例。
a.电极
在图2的示例中，把下部电极12作为阳极，把上部电极14作为阴极，从下部电极12层叠空穴输送层13A、发光层13B、电子输送层13C，但在本质上可以把下部电极12、上部电极14任一方设为阴极或阳极。作为电极材料，阳极由功函数高于阴极的材料构成，可以使用铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、白金(Pt)等金属膜或ITO、IZO等氧化金属膜等的透明导电膜。与此相反，阴极由功函数低于阳极的材料构成，可以使用铝(Al)、镁(Mg)等的金属膜、已掺杂的聚苯胺或已掺杂的聚苯乙炔等非晶质半导体、Cr2O3、NiO、Mn2O5等氧化物。另外，在所述下部电极12、上部电极14均由透明材料构成的情况下，在与光的放出侧相反的电极侧设置反射膜。
b.有机层
含有有机发光功能层的有机层13如图2所示，一般是空穴输送层13A、发光层13B、电子输送层13C的组合结构，也可以设置各自不只一层的多层叠层的空穴输送层13A、发光层13B、电子输送层13C，还可以省略空穴输送层13A和电子输送层13C任何一层，也可以两层均省略。另外，可以根据用途插入空穴注入层、电子注入层等的有机层。所述空穴输送层13A、所述发光层13B、所述电子输送层13C可以适当选择以往使用的材料(可以是高分子材料或低分子材料)。
另外，作为形成发光层13B的发光材料，可以是呈现从单态激子状态返回基底状态时的发光(荧光)的材料，也可以是呈现从三态激子状态返回基底状态时的发光(磷光)的材料。
c.粘接剂
形成所述粘接剂层15的粘接剂可以使用热固型、化学固化型(双溶剂混合)、光(紫外线)固化型等粘接剂，其材料可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚烯烃等。特别优选使用不需要加热处理、即固化性高的紫外线固化型环氧树脂。
d.干燥材料
干燥材料17可以使用以下干燥剂来形成：沸石、硅胶、碳、碳纳米管等物理干燥剂；碱金属氧化物、金属卤化物、过氧化氯等化学干燥剂；在甲苯、二甲苯、脂肪族有机溶剂等石油类溶剂中溶解了有机金属络合物的干燥剂；把这些干燥剂颗粒分散在具有透明性的聚乙烯、聚异戊二烯、聚琥珀酸乙烯酯等粘合剂中的干燥剂等。
e.密封部件
作为用于气密密封有机EL元件的密封部件16，可以使用金属制、玻璃制、塑料制等的板状部件或容器状部件。也可以使用通过进行冲压成形、蚀刻、喷砂处理等加工在玻璃制密封基板形成密封凹部(可以是一级凹进或两级凹进)的部件，或者可以使用平板玻璃，通过玻璃(也可以是塑料)制隔离物在与基板1之间形成密封空间。
不仅使用这种密封部件，也可以利用密封膜来密封有机EL元件。这种情况下的密封膜可以通过层叠单层膜或多个保护膜来形成。作为所使用的材料，可以是无机物、有机物等任一种。作为无机物，可以列举SiN、AlN、GaN等的氮化物，SiO、Al2O3、Ta2O5、ZnO、GeO等的氧化物，SiON等的氧化氮化物，SiCN等的碳化氮化物，金属氟化物、金属膜等。作为有机物，可以列举环氧树脂、丙稀树脂、聚对二甲苯、全氟稀烃、全氟醚等的氟类高分子、CH3OM、C2H5OM等的金属醇盐、聚酰亚胺前体、二萘嵌苯类化合物等。叠层厚度和材料可以根据有机EL元件的设计适当选择。
f.制造方法(一例)
首先，在玻璃制基板1上将作为阳极的ITO等的下部电极12通过蒸镀、溅射等方法形成为薄膜，利用光刻法等形成所希望的图案。然后，利用绝缘材料11将下部电极12间绝缘并划分单位显示区域20R、20G、20B、30，用旋转涂覆法、浸渍法等涂覆法、网印刷法、喷墨法等印刷方法等的湿式工艺、或蒸镀法、激光转印法等的干式工艺形成有机层13。
并且，作为与下部电极12正交的形成为多条带状的阴极，形成多条金属薄膜的上部电极14，由下部电极12和上部电极14形成矩阵。利用蒸镀或溅射等方法形成上部电极14的薄膜。
最后，通过粘接剂层15粘贴密封部件16和基板1并进行密封。该工序是：在紫外线固化型环氧树脂粘接剂中混合适量(约0.1～0.5重量％)的粒径为1～300μm的隔离物15A(优选玻璃或塑料隔离物)，使用涂覆器等将其涂覆在基板1上或形成于密封部件16外缘附近的粘接区域。然后，在氩气等惰性气体的氛围下，粘贴基板1和密封部件16。之后，从基板1侧(或密封部件16侧)向粘接剂层15照射紫外线，使粘接剂固化。这样，以在密封部件16和基板1的密封空间16A内封入了氩气等惰性气体的状态密封有机EL元件。
下面，进一步具体地说明这种制造工序中的有机层13的形成工序，有机层13的形成，作为一例，是通过蒸镀空穴输送层13A、发光层13B、电子输送层13C等的各材料而顺序层叠上述各层而形成。此时，在形成多色显示部2的发光层13B时，使用成膜用掩模，对各单位显示区域20R、20G、20B使用各种发光颜色的组合物进行发光层的分涂。在进行分涂时，将呈现RGB3颜色的发光的有机材料或多个有机材料的组合材料成膜在属于RGB的单位显示区域。此处，对一处单位显示区域20R、20G、20B，使用相同材料成膜2次以上，从而可以防止单位显示区域20R、20G、20B存在未成膜部分。
并且，在进行上述分涂时的一种颜色的成膜工序中，进行单色显示部3的发光层13B的成膜。在该成膜工序使用图3所示的成膜用掩模50。该成膜用掩模50在对应多色显示部2的区域50A中，按照3种颜色的每个间距p形成用于成膜一种颜色的单位显示区域的开口部51(单点虚线c为区域50A内的放大图)，在对应单色显示部3的区域50B中，形成比其大的在区域50B整体上开口的开口部52。这样，在一个成膜工序，可以进行多色显示部2的一种颜色的发光层13B的成膜和单色显示部3整体的发光层13B的成膜。当然，此时的单色显示部3的发光层13B的发光颜色和多色显示部2的多种颜色中的一种颜色相同。
g.有机EL显示屏的各种方式等
作为本发明的实施例，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种设计变更。例如，作为有机EL显示屏40的驱动方式，除采用带状的下部电极12和上部电极14的无源驱动方式以外，可以采用利用TFT驱动按照每个单位显示区域20R、20G、20B、30划分的各个下部电极12的有源驱动方式。关于有机EL元件的发光形式，可以是从基板1侧射出光的下部射出方式，也可以是从与基板1的相反侧射出光的上部射出方式。
而且，在本发明的实施例的有机EL显示屏40的多色显示部2只要是2色或多于2色的多色发光即可。为了实现多色发光，当然可以用上述的分涂方式，还可以采用以下方式：将滤色器或由荧光材料形成的色变换层组合到白色或蓝色等单色发光功能层的方式(CF方式、CCM方式)、通过向单色发光功能层的发光区域照射电磁波等实现多色发光的方式(光致褪色方式)、将2色或多于2色的单位显示区域纵向叠层形成一个单位显示区域的方式(SOLED(transparent stacker OLED)方式)等。
根据这种实施方式或实施例的显示屏及其制造方法，在同一基板1上分开形成多色显示部2和单色显示部3的显示屏中，可以保持显示区域整体的发光元件的寿命平衡，并可防止在单色显示部3的画面的图像残余。并且，可以提高多色显示部2的分辨率，提高单色显示部3的开口率，并提高显示性能。
Claims (6)
1. 一种显示屏，通过在基板上排列多列形成单位显示区域的发光元件而构成，其特征在于，
在所述基板上形成：由以不同颜色构成的多个单位显示区域形成一个显示要素的多色显示部；和由单色的一个单位显示区域形成一个显示要素的单色显示部，
使所述单色显示部的单位显示区域的面积大于所述多色显示部的单位显示区域的面积。
2. 根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述单色显示部的单位显示区域的发光颜色与所述多色显示部的单位显示区域中的一种颜色相同。
3. 根据权利要求1或2所述的显示屏，其特征在于，所述单色显示部是显示文字信息的区域，所述多色显示部是显示图案信息或动态图像信息的区域。
4. 根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述发光元件是有机EL元件。
5. 一种显示屏的制造方法，用于制造通过在基板上排列多列形成单位显示区域的发光元件而构成的显示屏，其特征在于，
当在所述基板上形成由以不同颜色构成的多个单位显示区域形成一个显示要素的多色显示部、和由单色的一个单位显示区域形成一个显示要素的单色显示部时，
在形成所述多色显示部的单位显示区域的一种颜色的工序中，形成所述单色显示部的单位显示区域，
使所述单色显示部的单位显示区域的面积大于所述多色显示部的单位显示区域的面积。
6. 根据权利要求5所述的显示屏的制造方法，其特征在于，所述发光元件是通过在一对电极之间夹持含有发光层的有机层而形成的有机EL元件，在所述工序中，通过使用具有与所述多色显示部的形成图形和所述单色显示部的形成图形对应的开口图形的成膜用掩模形成具有所述各部图形的膜来形成所述单位显示区域，使对应所述单色显示部的掩模开口面积大于对应所述多色显示部的掩模开口面积。
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