CN101548409A - 显示设备及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种显示设备，包括发光功能层(19)、第一电极(16)、第二电极(20)、平面反射层(14)、以及平面绝缘膜(15)。所述发光功能层(19)包括至少一层。所述第二电极(20)设置成经所述发光功能层(19)面对所述第一电极(16)。在所述平面反射层(14)和所述第一电极(16)之间设置所述平面绝缘膜(15)。所述第一电极(16)、第二电极(20)、以及平面绝缘膜(15)至少对从所述发光功能层(19)发射的光的波长范围中的部分波长的光具有透射特性。所述平面反射层(14)至少对从所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有反射特性。

Description

显示设备及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种显示设备及其制造方法，更具体地说，涉及一种包括显示像素的显示设备及其制造所述显示设备的方法，所述显示像素具有诸如有机电致发光元件的发光元件。

背景技术

最近，已经朝着包括发光元件型显示面板的显示设备的全面实用和普及进行了研究和开发，所述发光元件型显示面板包括自发光元件的二维阵列，自发光元件诸如是有机电致发光元件(在下文中缩写为“有机EL元件”)和作为液晶显示设备(LCD)之后的下一代显示设备的发光二极管(LED)。

特别地，采用有源矩阵驱动方案的发光元件型显示设备具有非常好的显示特性，与液晶显示设备相比，其具有更高的显示响应速度，并且不具有对视角的依赖性。另外，就设备配置而言，与液晶显示设备不同的是发光元件型显示设备具有不需要任何背光或导光板的特性。出于这些原因，预计未来发光元件型显示设备将用于各种电子设备。

像这种基于有源矩阵驱动方案的显示设备，对于排列在显示面板上的每个显示像素，已知的设备具有用于使得发光元件(有机EL元件)以期望的亮度水平发光的像素电路(像素驱动电路)。作为这种像素电路，例如，如特开号为8-330600的日本专利申请所公开，包括一个或多个诸如薄膜晶体管的开关元件和互连层的电路是已知的。

当在衬底的一个表面侧上形成每个都具有构成显示像素的像素电路和发光元件的显示面板时，已知顶部发射型显示面板根据每个发光元件的器件结构施加光至衬底的一个表面侧，而底部发射型显示面板施加光至衬底的另一表面侧。例如，如特开号为2005-222759的日本专利申请中所描述，将顶部发射型显示面板配置成使得设置在一个表面侧的发光元件发射的光由衬底反射(不透射)并被施加至一个表面侧，但是，底部发射型显示面板具有的发光结构是，其中从发光元件发射的光透射通过衬底并被施加至另一表面侧。

在有源矩阵型显示面板中，如上所述，对于每个显示像素，需要在同一衬底上形成具有诸如晶体管的电路元件的像素电路和诸如有机EL元件的发光元件。能够在所述衬底上彼此二维堆叠(即，多层形成物)像素电路上的每个电路元件和每个发光元件。与像素电路(电路元件)和发光元件需要布置成不是二维堆叠的底部发射型发光结构相比，这不但能够增加像素开口率还能增加电路元件的布局设计的自由度。

在具有这种顶部发射型发光结构的显示面板中，形成在每个显示像素中的有机EL元件具有例如下列器件结构：在形成每个像素电路的各个电路元件的衬底上依次堆叠反射层、透明像素电极(例如，正电极)、诸如有机EL层的发光层以及透明相对电极(例如，负电极)。由所述发光层发射的光通过所述相对电极直接施加至视场侧(visual field side)。另外，沿着所述衬底的方向施加的光由所述反射层反射，并且然后通过所述发光层和所述相对电极施加至所述视场侧。利用该操作，显示期望的图像信息。

然而，在具有如上所述的顶部发射型发光结构的显示面板中，由发光层发射的光通过相对电极直接施加至视场侧，而沿着衬底方向施加的光由反射层反射并且通过发光层和相对电极施加至视场侧。这引起了与所施加的光束之间的膜厚度对应的光程差，然后所述光程差引起色度偏移和发射亮度(发射强度)波动，导致诸如图像模糊的显示特性的恶化。本发明已经检测并发现当使用聚合物基有机EL元件作为发光元件时，上述特性恶化是明显的。注意到在下面的本发明的实施例中将详细地描述显示面板的具体的特性恶化。

发明内容

根据本发明的显示设备包括：发光功能层，包括至少一层；第一电极，至少对从所述发光功能层发射的光的波长范围中的部分波长的光具有透射特性；第二电极，设置成经所述发光功能层面对所述第一电极，并且至少对从所述发光功能层发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；平面反射层，至少对从所述发光功能层发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有反射特性；以及平面绝缘膜，设置在所述平面反射层和所述第一电极之间，并且至少对从所述发光功能层发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性。

所述平面绝缘膜的折射率优选地基本等于所述第一电极的折射率。

所述第一电极可以包括导电氧化物金属层，并且所述平面绝缘膜可以包括有机膜。

所述平面绝缘膜的折射率优选地大约为1.6，并且其厚度不小于2000nm。

所述发光功能层优选地包括用于各个像素的不同发射颜色的发光层，并且所述平面绝缘膜优选地具有根据所述发射颜色的不同的厚度。

所述设备还可以包括连接至所述第一电极并提供发射驱动电流的像素驱动电路。

所述显示设备还可以包括提供发射驱动电流的像素驱动电路和覆盖所述像素驱动电路的保护绝缘膜，并且所述第一电极可以经开口部分连接至所述像素驱动电路，所述开口部分穿过所述平面绝缘膜和所述保护绝缘膜延伸。

所述显示设备还可以包括提供发射驱动电流的像素驱动电路，并且所述平面反射层可以电连接至所述像素驱动电路，且所述第一电极电连接至所述平面反射层。

所述显示设备还可以包括提供发射驱动电流的像素驱动电路，以及覆盖所述像素驱动电路的保护绝缘膜，并且所述平面反射层可以经设置在所述保护绝缘膜中的第一开口部分连接至所述像素驱动电路，而所述第一电极可以经设置在所述平面绝缘膜中的第二开口部分电连接至所述平面反射层。

所述显示设备还可以包括提供发射驱动电流并包括电极和互连层的像素驱动电路，并且所述像素驱动电路的所述电极和所述互连层中的至少一个可以经所述平面绝缘膜与所述第一电极二维交叠。

所述发光功能层可以包括有机EL层或聚合物基有机材料。

一种制造包括发光功能层的显示设备的方法包括下列步骤：形成平面反射层，至少对从所述发光功能层发射的光的波长范围中的部分波长的光具有反射特性；在所述平面反射层上形成平面绝缘膜，所述平面绝缘膜至少对从所述发光功能层发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；在所述平面绝缘膜上形成第一电极，所述第一电极至少对从所述发光功能层发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；在所述第一电极上形成所述发光功能层；以及在所述发光功能层上形成第二电极，所述第二电极至少对从所述发光功能层发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性。

一种制造包括发光功能层的显示设备的方法包括下列步骤：在像素驱动电路上形成具有第一开口部分的保护绝缘膜；在所述保护绝缘膜和所述第一开口部分上形成平面反射层，所述平面反射层至少对从所述发光功能层发射的光的波长范围中的部分波长的光具有反射特性；形成平面绝缘膜，所述平面绝缘膜具有暴露所述平面反射层的一部分的第二开口部分，并且至少对从覆盖所述平面反射层的其它部分的所述发光功能层发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；在所述平面绝缘膜和所述第二开口部分上形成第一电极，所述第一电极至少对从所述发光功能层发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；在所述第一电极上形成所述发光功能层；以及在所述发光功能层上形成第二电极，所述第二电极至少对从所述发光功能层发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性。

所述平面绝缘膜的折射率优选地基本等于所述第一电极的折射率。

所述平面绝缘膜的折射率可以优选地大约为1.6，并且其厚度不小于2000nm。

所述发光功能层优选地包括用于各个像素的不同发射颜色的发光层，并且所述平面绝缘膜优选地具有根据所述发射颜色的不同的厚度。

通过抑制色度偏移和发射亮度(发射强度)波动，根据本发明的显示设备及其制造方法能够实现非常好的显示特性，不会引起图像模糊等。

本发明的优点将在下面的描述中阐述，部分地将通过这些描述而显而易见，或者可以通过实践本发明而获知。可以通过后面特别指出的手段及结合来实现和获得本发明的这些优点。

附图说明

图1是示出了应用于根据本发明的显示设备的显示面板的像素排列状态的范例的示意性平面图；

图2是示出了每个显示像素(发光元件和像素驱动电路)的电路布置的范例的等效电路图，所述每个显示像素二维排列在根据本发明的显示设备的显示面板上；

图3是示出了能够应用于根据第一实施例的显示设备(显示面板)的显示像素的范例的平面布局图；

图4A和4B是分别示出了具有根据第一实施例的平面布局的显示像素的A-A截面的示意性截面图；

图5是示出了具有根据第一实施例的平面布局的显示像素的B-B截面的示意性截面图；

图6A、6B、6C和6D是示出了根据第一实施例的显示设备(显示面板)的制造方法的范例的截面图(编号1)；

图7A、7B和7C是示出了根据第一实施例的显示设备(显示面板)的制造方法的范例的截面图(编号2)；

图8A和8B是示出了根据第一实施例的显示设备(显示面板)的制造方法的范例的截面图(编号3)；

图9是示出了在第一实施例中针对作为比较目标的有机EL元件的器件结构的干涉计算模型的示意图；

图10A和10B是分别示出了在根据比较目标的干涉计算模型中假设施加的光束的光路的示意图和在所述干涉计算模型中的入射光、反射光以及透射光的振幅的正向的定义的概念图；

图11是示出了在根据比较目标的干涉计算模型中用于计算的介质的针对每个波长的折射率的表(编号1)；

图12是示出了在根据比较目标的干涉计算模型中用于计算的介质的针对每个波长的折射率的表(编号2)；

图13是示出了在根据比较目标的干涉计算模型中光谱强度(干涉效应)的计算的范例的图；

图14是示出了在根据所述比较目标的干涉计算模型中辐射率的计算的范例的图；

图15是示出了用于根据第一实施例的有机EL元件的器件结构的干涉计算模型的示意图；

图16是示出了在根据第一实施例的干涉计算模型中假设施加的光线的光路的示意图；

图17是示出了在根据第一实施例的干涉计算模型中光谱强度(干涉效应)的计算的范例的图；

图18是示出了在根据第一实施例的干涉计算模型中的辐射率的计算的范例的图；

图19是示出了在根据第一实施例的干涉计算模型中的辐射率的峰偏移的范例的图；

图20是示出了来自以第一实施例的干涉计算模型为基础试验制造的发光元件的光的光谱的改变的图；

图21A、21B以及21C是示出了在根据第一实施例的干涉计算模型(绿色(G))中厚层的厚度、色度以及亮度之间关系的计算结果的图；

图22A、22B以及22C是示出了在根据第一实施例的干涉计算模型(蓝色(B))中厚层的厚度、色度以及亮度之间关系的计算结果的图；

图23A、23B以及23C是示出了在根据第一实施例的干涉计算模型(红色(R))中厚层的厚度、色度以及亮度之间关系的计算结果的图；

图24是示出了根据第二实施例的显示设备中的面板结构的示意性截面图；以及

图25A、25B、25C以及25D是示出了根据第二实施例的显示设备(显示面板)的制造方法的范例的截面图。

具体实施方式

下面将参照实施例详细描述根据本发明的显示设备及其制造方法。下面的实施例示范了包括有机EL层的有机EL元件用作构成显示像素的发光元件的情况，所述有机EL层通过聚合物基有机材料的应用，使用喷墨法、喷嘴涂覆法等具有非常好的工艺可控性和产量的方法来形成。

<显示面板>

首先将描述用于根据本发明的显示设备的显示面板(有机EL面板)和显示像素。

图1是示出了用于根据本发明的显示设备的显示面板的像素排列状态的范例的示意性平面图。图2是示出了每个显示像素(发光元件和像素驱动电路)的电路布置的范例的等效电路图，所述每个显示像素二维排列在根据本发明的显示设备的显示面板上。出于方便的原因，图1的平面图仅示出了当从显示面板(或绝缘衬底)的一个表面侧(有机EL元件形成侧)观察时，设置用于各个显示像素(颜色像素)的像素电极的布置和互连层的结构之间的关系，以及限定各个显示像素的形成区域的堤形物(隔离物)之间的布局关系，而没有示出图2示出的像素驱动电路中的晶体管等，所述像素驱动电路设置用于每个显示像素，以驱动每个显示像素的有机EL元件发射光。参照图1，出于方便的原因，将像素电极、互连层以及堤形物以阴影画出以清楚地表示其布置。

如图1所示，根据本发明的显示设备(显示面板)具有三种颜色(即：红色(R)、绿色(G)和蓝色(B))的颜色像素PXr、PXg和PXb的组合，所述组合形成于诸如玻璃衬底的绝缘衬底11的一个表面侧上。颜色像素的这些组合(对应于3的倍数)沿着行方向(附图中的水平方向)重复排列，每个所述组合包括颜色像素PXr、PXg和PXb。相同颜色的颜色像素PXr、PXg和PXb的组合沿着列方向(附图中的竖直方向)排列。三种颜色R、G和B的相邻颜色像素PXr、PXg和PXb的组合构成一个显示像素PIX，并且设备配置为通过后面将要描述的显示驱动操来执行颜色显示。

如图1所示，在显示面板10上，堤形物(隔离物)18限定了沿着列方向排列的相同颜色的颜色像素PXr、PXg和PXb的图像形成区域(各个颜色的像素区域)，所述堤形物从绝缘衬底11的一个表面侧突起并以平面栅栏或格子图案的形式排列。另外，在颜色像素PXr、PXg和PXb的像素形成区域中形成平面像素电极(例如，正电极)16。另外，沿着列方向(附图中的竖直方向)将数据线Ld排列成与堤形物18的布置方向平行。此外，沿着行方向(附图中的水平方向)将选择线Ls和电源电压线(例如，正极线)Lv排列成垂直于所述数据线Ld。在每条选择线Ls的一个末端部分设置有端焊盘PLs。在每条电源电压线Lv的一个末端部分设置有端焊盘PLv。

例如，如图2所示，显示像素PIX的每个颜色像素PXr、PXg和PXb具有包括像素驱动电路(对应于上述的像素电路)DC的电路布置，所述像素驱动电路DC包括在绝缘衬底11上的一个或多个晶体管(例如，非晶硅薄膜晶体管)和有机EL元件(发光元件)OLED，在将通过像素驱动电路DC生成的发射驱动电流提供给所述像素电极16时，所述有机EL元件OLED发光。

更具体地说，例如，如图2所示，所述像素驱动电路DC包括：晶体管(选择晶体管)Tr11，其具有分别连接至所述选择线Ls、沿着所述显示面板10的列方向设置的数据线Ld和接触部N11的栅极端、漏极端和源极端；晶体管(发射驱动晶体管)Tr12，其具有分别连接至所述接触部N11、所述电源电压线Lv和接触部N12的栅极端、漏极端和源极端；以及电容器Cs，其连接在所述晶体管Tr12的栅极端和源极端之间。

这里，使用n-沟道薄膜晶体管(场效应晶体管)作为晶体管Tr11和Tr12。如果晶体管Tr11和Tr12是p-沟道型，则源极端和漏极端反向。电容器Cs是在所述晶体管Tr12的栅极和源极之间形成的寄生电容、所述栅极和源极之间另外设置的辅助电容，或包括所述寄生电容和所述辅助电容的电容组件。

所述有机EL元件OLED具有连接至所述像素驱动电路DC(所述像素驱动电路的输出端)的所述接触部N12的正极端(用作正电极的所述像素电极16)。所述有机EL元件OLED的负极端(负电极)与相对电极20一起整体形成并直接地或间接地连接至预定参考电压Vcom(例如，地电位Vgnd)。所述相对电极20由单电极层(固体电极)制成，使得其一般面对二维布置在所述绝缘衬底11上的所述显示像素PIX的像素电极16。利用该结构，所述参考电压Vcom一般施加至所述显示像素PIX。

在如图2所示的显示像素PIX(像素驱动电路DC和有机EL元件OLED)中，选择线Ls连接至选择驱动器(未示出)，并且在预定时刻将用于设定处于选择状态的显示像素PIX(颜色像素PXr、PXg和PXb)的选择信号Ssel施加至所述选择线Ls，所述显示像素PIX在所述显示面板中沿行方向排列。数据线Ld连接至数据驱动器(未示出)，并且在与所述显示像素PIX的选择状态同步的时刻将对应于显示数据的色调信号Vpix施加至数据线Ld。

另外，将电源电压线Lv直接地或间接地连接至例如预定高电位电源。将预定高电压(电源电压Vdd)施加至电源电压线LV，以将与显示数据对应的发射驱动电流提供给所述有机EL元件OLED的像素电极16，所述预定高电压的电位比施加至所述相对电极20的参考电压Vcom的电位要高，所述有机EL元件OLED设置用于每个显示像素PIX(颜色像素PXr、PXg和PXb)。

也就是说，在图2所示的像素驱动电路DC中，将所述电源电压Vdd和参考电压Vcom分别施加至在每个显示像素PIX中串联连接的所述晶体管Tr12和所述有机EL元件OLED的组合的两末端(所述晶体管Tr12的所述漏极端和所述有机EL元件OLED的所述负极端)，以施加正向偏压至所述有机EL元件OLED，从而使得所述有机EL元件准备发光。另外，根据所述色调信号Vpix控制流经所述有机EL元件OLED的发射驱动电流的电流值。

在每个具有这种电路布置的显示像素PIX的驱动控制操作中，首先，选择驱动器(未示出)在预定选择周期里将选择电平(导通电平，例如，高电平)的选择信号Ssel施加至所述选择线Ls，以导通所述晶体管Tr11并将其设定为选择状态。与该时刻同步，控制所述数据驱动器(未示出)以将具有与显示数据对应的电压值的色调信号Vpix施加至所述数据线Ld。利用该操作，经由所述晶体管Tr11将与所述色调信号Vpix对应的电位施加至接触部N11(即，所述晶体管Tr12的栅极端)。

在具有图2所示的电路布置的像素驱动电路DC中，通过漏极-源极电位差和栅极-源极电位差来确定晶体管Tr12的漏极-源极电流(即，流经所述有机EL元件OLED的发射驱动电流)的电流值。在这种情况下，施加至晶体管Tr12的漏极端(漏电极)的所述电源电压Vdd和施加至所述有机EL元件OLED的负极端(负电极)的所述参考电压Vcom是固定值，通过所述电源电压Vdd和所述参考电压Vcom提前固定晶体管Tr12的漏极-源极电位差。由于晶体管Tr12的栅极-源极电位差由所述色调信号Vpix的电位唯一确定，所以能够通过所述色调信号Vpix来控制流经所述晶体管Tr12的漏极和源极之间的电流的电流值。

通过这种方式，当将晶体管Tr12导通为处于与晶体管Tr12的接触部N11的电位对应的导通状态(与所述色调信号Vpix对应的导通状态)时，具有与亮度水平对应的电流值的发射驱动电流通过晶体管Tr12和所述有机EL元件OLED从高电位侧的所述电源电压Vdd流至低电位侧的所述参考电压Vcom(地电位Vgnd)。结果，所述有机EL元件OLED以与所述色调信号Vpix(即，显示数据)对应的亮度水平发光。这时，根据施加至所述接触部N11的所述色调信号Vpix在晶体管Tr12的栅极和源极之间的电容器Cs里积累电荷(充电)。

在上述选择周期之后的非选择周期里，当将非选择电平(截止电平，例如，低电平)的选择信号Ssel施加至所述选择线Ls时，所述显示像素PIX的晶体管Tr11截止并将设定为非选择状态。结果，数据线Ld与所述像素驱动电路DC(更具体地说，接触部N11)电分离。此时，在晶体管Tr12的栅极端，保持积累在所述电容器Cs中的电荷将保持与所述色调信号Vpix对应的电压(即，栅极-源极电位差)。

如在上述选择状态中的发射操作中，发射驱动电流通过晶体管Tr12从所述电源电压Vdd流至所述有机EL元件OLED，从而持续所述发射操作状态。例如，控制该发射操作状态为持续一帧的时段直至施加(写入)下一个色调信号Vpix。例如针对每行对二维排列在所述显示面板10上的所有显示像素PIX(颜色像素PXr、PXg和PXb)依次执行这种驱动控制操作，能够执行显示期望图像信息的图像显示操作。

参照图2，设置为用于所述显示像素PIX的所述驱动电路DC具有与电压指定型灰度级控制方案相对应的电路布置，所述电压指定型灰度级控制方案通过根据显示数据调整(指定)将写入每个显示像素PIX(更具体地说，所述像素驱动电路DC的晶体管Tr12的所述栅极端；所述接触部N11)的色调信号Vpix的电压值，来控制将要提供给所述有机EL元件OLED的发射驱动电流的电流值，从而使得所述元件以期望的亮度水平发光。然而，它能够使用具有电流指定型灰度级控制方案的电路布置的像素驱动电路，所述电流指定型灰度级控制方案通过根据显示数据调整(指定)将提供给(写入)每个显示像素PIX的电流的电流值，来控制将要提供给所述有机EL元件OLED的发射驱动电流的电流值，从而使得所述元件以期望的亮度水平发光。

<第一实施例>

(显示像素的器件结构)

下面将详细描述具有以上电路布置的显示像素(像素驱动电路和有机EL元件)的器件结构(平面布局和截面结构)。

图3是示出了能够应用于根据第一实施例的显示设备(显示面板)的显示像素的范例的平面布局。图3示出了图1所示的显示像素PIX的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的颜色像素PXr、PXg和PXb中的特定一个的平面布局。注意到图3主要示出了在其上形成有像素驱动电路DC的晶体管、互连层等的层。出于方便的原因，将各个互连层和各个电极以阴影画出以清楚地表示它们的布置。图4A、4B和5是示出了具有图3所示的平面布局的显示像素PIX的A-A截面和B-B截面的示意性截面图。图4A示出了显示像素PIX的A-A截面的第一范例，图4B示出了显示像素PIX的A-A截面的第二范例。

更具体地说，将图2所示的显示像素PIX(颜色像素PXr、PXg和PXb)设计成使得选择选Ls和电源电压线Lv设置于像素形成区域(每个颜色像素PXr、PXg和PXb的有机EL元件形成区域)中，所述像素形成区域设置于绝缘衬底11的一个表面侧。如图3所示，选择线Ls和电源电压线Lv分别在平面布局的上部和下部的边缘区域沿着行方向(附图中的水平方向)延伸。另外，数据线Ld在上述平面布局的左边边缘区域沿着列方向(附图中的竖直方向)延伸，与所述线Ls和所述线Lv成直角相交。堤形物(下面将详细描述)18设置于上述平面布局的右边边缘区域，以沿着列方向延伸通过右侧上的相邻颜色像素。

如例如图3至5中所示，将数据线Ld设置于比选择线Ls和电源电压线Lv更低层的侧(绝缘衬底11侧)。通过对栅极金属层进行用于形成晶体管Tr11和Tr11g的栅电极Tr11g和Tr12g的构图，在同一步骤中形成所述数据线Ld与栅电极Tr11g和Tr12g。通过设置在覆盖数据线Ld的栅极绝缘膜12中的接触孔CH11，将数据线Ld连接至晶体管Tr11的漏电极Tr11d。

将选择线Ls和电源电压线Lv设置于比数据线Ld和栅电极Tr11g和Tr12g的更上层的侧。通过对源极和漏极金属层进行用于形成晶体管Tr11和Tr12的源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d的构图，在同一步骤中形成选择线Ls、电源电压线Lv、源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d。

通过在位于晶体管Tr11的栅电极Tr11g的两末端的栅极绝缘膜12中形成的接触孔CH12，将选择线Ls连接至栅电极Tr11g。电源电压线Lv与晶体管Tr12的漏电极Tr12d整体形成。

如例如图5所示，选择线Ls和电源电压线Lv能够具有互连结构，所述互连结构具有堆叠在上互连层Ls2和Lv2上的下互连层Ls1和Lv1以实现电阻的减小。例如，下互连层Ls1和Lv1与晶体管Tr11和Tr12的栅电极Tr11g和Tr12g形成在同一层中。通过对栅极金属层进行用于形成栅电极Tr11g和Tr12g的构图，在同一步骤中形成下互连层Ls1和Lv1以及栅电极Tr11g和Tr12g。如上所述，上互连层Ls2和Lv2与晶体管Tr11和Tr12的源电极Tr11s和Tr12s和漏电极Tr11d和Tr12d形成在同一层中。通过对源极/漏极金属层进行用于形成源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d的构图，在同一步骤中形成上互连层Ls2和Lv2与源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d。

注意到每个下互连层Ls1和Lv1能够由单金属层、或由用于减小互连电阻的低电阻的单种或多种金属形成的合金层形成，例如是铝(Al)、诸如铝钛(AlTi)或铝铌钛(AlNdTi)的铝合金或铜(Cu))，或者能够具有多层结构：其中，在上述低电阻金属层下方设置用于减少迁移的过渡金属层，所述过渡金属层由铬(Cr)、钛(Ti)等形成。替代地，每个上互连层Ls2和Lv2能够具有包括用于减少迁移的过渡金属层的多层结构，所述过渡金属层由铬(Cr)、钛(Ti)等形成，并且在所述过渡金属层下方形成用于减小互连电阻的低电阻金属层，所述低电阻金属层由铝、铝合金等形成。

更具体地说，如例如图3所示，在像素驱动电路DC中，图2所示的晶体管Tr11沿着行方向延伸，而晶体管Tr12沿着列方向延伸。在这种情况下，晶体管Tr11和Tr12具有已知的场效应型薄膜晶体管结构，所述结构分别包括栅电极Tr11g和Tr12g、通过栅极绝缘膜12在与栅电极Tr11g和Tr12g对应的区域中形成的半导体层SMC、以及在半导体层SMC的两末端部分上延伸的源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d。

注意到在所述半导体层SMC上形成沟道保护层BL，由二氧化硅、氮化硅等形成的所述沟道保护层BL用于防止对所述半导体层SMC的刻蚀损坏，在所述半导体层SMC上，晶体管Tr11和Tr12的源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d彼此面对。另外，在所述源电极和漏电极以及所述半导体层SMC之间形成杂质层OHM，以在半导体层SMC与源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d之间提供欧姆连接。

如图3所示，与图2所示的像素驱动电路DC的电路布置对应，晶体管Tr11的栅电极Tr11g通过在栅极绝缘膜12中形成的接触孔CH12连接至选择线Ls，而晶体管Tr11的漏电极Tr11d通过在栅极绝缘膜12中形成的接触孔CH11连接至数据线Ld。

如图3、4A和4B所示，晶体管Tr12的栅电极Tr12g通过在栅极绝缘膜12中形成的接触孔CH13连接至晶体管Tr11的源电极Tr11s，而晶体管Tr12的漏电极Tr12d与电源电压线Lv整体形成。晶体管Tr12的源电极Tr12s(像素驱动电路的输出端)通过在保护绝缘膜13和平面光辐射控制绝缘膜15中形成的接触孔CH14连接至有机EL元件OLED的像素电极16。

如图3、4A和4B所示，电容器Cs包括电极Eca和Ecb。电极Eca与晶体管Tr12的栅电极Tr12g整体形成在绝缘衬底11上。电极Ecb与晶体管Tr12的源电极Tr12s整体形成在栅极绝缘膜12上。电极Eca和Ecb经栅极绝缘膜12彼此面对。电极Ecb上的保护绝缘膜13和光辐射控制绝缘膜15设置有接触孔(开口部分：第一和第二开口孔)CH14，并且通过接触孔CH14连接至有机EL元件OLED的像素电极16。

如图3至5所示，在覆盖晶体管Tr11和Tr12的保护绝缘膜(平坦化膜)13上形成具有光反射特性的平面反射层14。形成光辐射控制绝缘膜15以覆盖平面反射层14。有机EL元件OLED通过延伸通过保护绝缘膜13和光辐射控制绝缘膜15的接触孔CH14连接至晶体管Tr12的源电极Tr12s(像素驱动电路的输出端)。

有机EL元件OLED包括：有机EL层(发光功能层)19，具有空穴传输层19a和电子传输发光层19b；像素电极(第一电极，例如，正电极)16，至少对波长在由所述有机EL层19发射的光的部分波长范围内的光具有透射特性；以及相对电极(第二电极，例如，负电极)20，设置成经有机EL层19面对像素电极16并且至少对波长在由所述有机EL层19发射的光的部分波长范围内的光具有透射特性。设置平面反射层14用于每个颜色像素PXr、PXg和PXb。在所述平面反射层14和平面像素电极16之间插入光辐射控制绝缘膜15。

在像素形成区域Rpx中，光辐射控制绝缘膜15的厚度是均匀的，因而在整个像素形成区域Rpx中，平面像素电极16的底表面和平面反射层14的顶表面之间的最短长度是相等的。

在光辐射控制绝缘膜15上形成底层绝缘膜17作为底层膜，在底层绝缘膜17上将堤形物18设置成突起的。像素电极16是接收从从晶体管Tr12供给的发射驱动电流的电极。像素电极16的外围部分与底层绝缘膜17交叠。利用该结构，在每个像素形成区域Rpx的底层绝缘膜17和堤形物18中形成开口部分，以暴露像素电极16。

在堤形物18包围的像素形成区域Rpx中形成有机EL层19。相对电极20是具有光透射特性的单电极层，其被设置成在每个像素形成区域Rpx中经有机EL层19面对二维排列在绝缘衬底11上的相对电极16。相对电极20不仅在像素形成区域Rpx上延伸，而且在限定像素形成区域Rpx的堤形物18上延伸。

在图3至5所示的面板结构中，如上所述，使得选择线Ls和电源电压线Lv具有多层互连结构，并且通过对源极/漏极金属层进行用于形成晶体管Tr11和Tr12的源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d的构图来形成上互连层Ls2和Lv2。另外，选择线通过接触孔CH12连接至晶体管Tr11的栅电极Tr11g，而电源电压线Lv与晶体管Tr12的漏电极Tr12d整体形成。此外，通过对栅极金属层进行用于形成晶体管Tr11和Tr12的栅电极Tr11g和Tr12g的构图来形成数据线Ld，并且通过接触孔CH11将数据线连接至晶体管Tr11的漏电极Tr11d。然而，本发明不限于此，通过对上面栅极金属层进行构图在栅极绝缘膜12下面形成选择线Ls和电源电压线Lv。选择线Ls可以与栅电极Tr11g整体形成，通过对漏极金属层进行不设置接触孔CH11和CH12的构图在栅极绝缘膜12上形成数据线Ld，可以将选择线Ls与漏电极Tr11d整体形成。

注意到通过以下结构能够将像素电极16电连接至像素驱动电路DC的晶体管Tr12的源电极Tr12s(或电容器Cs另一侧上的电极Ecb)。如图4A所示，通过利用形成像素电极16的电极材料来填充延伸通过保护绝缘膜13和光辐射控制绝缘膜15的接触孔CH14，能够将像素电极16直接连接至源电极Tr12s。替代地，如图4B所示，通过利用接触金属CML填充接触孔CH14，能够将像素电极16通过接触金属CML连接至源电极Tr12s。

堤形物18是二维排列在显示面板10(像素电极16之间的区域)上的显示像素PIX(颜色像素PXr、PXg和PXb)之间的边界区域，并且沿着显示面板10的列方向设置(使得在整个显示面板10上具有平面栅栏或格子图案，如图1所示)。如图3、4A和4B所示，在上边界区域，晶体管Tr12沿着显示面板10(绝缘衬底11)的列方向延伸，而堤形物18通常覆盖晶体管Tr12并在像素形成区域Rpx和像素电极16之间形成的底层绝缘膜17上形成，使得从绝缘衬底11的表面连续突起。当形成有机EL层19(空穴传输层19a和电子传输层19b)时，将堤形物18包围的并沿着列方向延伸的区域(沿列方向(图1的竖直方向)排列的显示像素PIX的像素形成区域Rpx)限定为有机复合材料涂覆区域。

例如，通过使用光敏树脂材料来形成每个堤形物18，使得至少其表面(侧表面和上表面)经过表面处理，以对施加至像素形成区域Rpx的包含液体的有机化合物具有防液性。

如图4A、4B和5所示，起保护绝缘膜(钝化膜)作用的密封层21覆盖绝缘衬底11的一个表面的整个区域，在该整个区域上形成有像素驱动电路DC、有机EL元件OLED以及堤形物18。替代地，由玻璃衬底等制成的密封衬底可以与绝缘衬底11结合以面对绝缘衬底11。

在具有上述布置的显示面板10(显示像素PIX)中，发射驱动电流在晶体管Tr12的源极和漏极之间流动并且被提供给有机EL元件OLED的像素电极16，所述发射驱动电流具有基于与通过数据线Ld提供的显示数据对应的色调信号Vpix的电流值。利用该操作，每个显示像素PIX(颜色像素PXr、PXg和PXb)的有机EL元件OLED以与上述显示数据对应的期望亮度水平发射光。

在根据本实施例的显示面板10中，像素电极16和相对电极具有光透射特性(对可见光有高透射率)，而通过光辐射控制绝缘膜15设置在像素电极16的下方的平面反射层14具有光反射特性(对可见光有高反率)。因此，从每个显示像素PIX的有机EL层19发射的光通过具有光透射特性的相对电极20直接施加至视场侧(图4A和4B中朝上)，并通过具有光透射特性的像素电极16和光辐射控制绝缘膜15由光辐射控制绝缘膜15之下的具有光反射特性的平面反射层14反射成通过光辐射控制绝缘膜15、像素电极16和相对电极20施加至视场侧。也就是说，根据本实施例的显示面板10具有顶部发射结构，并且在绝缘衬底11上形成的像素驱动电路DC的电路元件和互连层与在保护绝缘膜13上形成的有机EL元件OLED二维交叠。

(显示设备的制造方法)

接下来将描述上述显示设备(显示面板)的制造方法。

图6A、6B、6C、6D、7A、7B、7C、8A和8B是示出制造根据本实施例的显示设备(显示面板)的方法中的步骤的截面图。为了清楚地阐述制造根据本发明的显示设备的方法的特性，出于解释的方便，将提取包括图4和5中通过A-A截面和B-B截面示出的面板结构的部件(晶体管Tr12、电容器Cs、数据线Ld、选择线Ls和电源电压线Lv)的结构和图1中所示的设置于选择线Ls末端部分的端焊盘PLs和设置于电源电压线Lv末端部分的端焊盘PLv。另外，选择线Ls和电源电压线Lv具有多层互连结构以减小电阻。

根据制造上述显示设备(显示面板)的方法，首先，如图6A所示，在显示像素PIX(颜色像素PXr、PXg和PXb)的像素形成区域Rpx中形成像素驱动电路DC的晶体管Tr11和Tr12与电容器Cs，以及诸如数据线Ld、选择线Ls和电源电压线Lv的互连层(参见图4A、4B和5)，所述显示像素PIX设置于诸如玻璃衬底的绝缘衬底11的一个表面侧(附图中的上表面侧)上。

更具体地说，通过对同一栅极金属层进行构图在绝缘衬底11上同时形成下列组件：栅电极Tr11g和Tr12g、与栅电极Tr12g整体形成的电容器Cs的一侧上的电极Eca、数据线Ld、选择线Ls的下互连层Ls1、连接至选择线Ls的端焊盘PLs的下互连层PLs1、电源电压线Lv的下互连层Lv1以及连接至电源电压线Lv的端焊盘PLv的下互连层PLv1。其后，形成栅极绝缘膜12以覆盖绝缘衬底11的整个区域。如图3所示，在数据线Ld、选择线Ls和电源电压线Lv彼此相交的区域，例如，通过不形成选择线Ls和电源电压线Lv的下互连层Ls1和Lv1，这些线彼此将不电连接(绝缘)。

随后，例如，在栅极绝缘膜12上与栅电极Tr11g和Tr12g对应的区域中形成由非晶硅、多晶硅等制成的半导体层SMC。在每个半导体层SMC的两末端部分上的用于欧姆接触的杂质层OHM上形成源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d。

此时，通过对同一源极/漏极金属层进行构图，与选择线Ls的上互连层Ls2和端焊盘PLs的上互连层PLs2、以及电源电压线Lv的上互连层Lv2和端焊盘PLv的上互连层PLv2一起形成连接至源电极Tr12s的电容器Cs的另一侧上的电极Ecb。该工艺形成选择线Ls和电源电压线Lv，所述选择线Ls具有包括上互连层Ls2和下互连层Ls1的多层互连结构，所述电源电压线具有包括上互连层Lv2和下互连层Lv1的多层互连结构。

选择线Ls和端焊盘PLs的上互连层Ls2和PLs2通过设置于栅极绝缘膜12中的槽部分电连接至选择线Ls和端焊盘PLs的下互连层Ls1和PLs1。另外，电源电压线Lv和端焊盘PLv的上互连层Lv2和PLv2通过设置于栅极绝缘膜12中的槽部分电连接至电源电压线Lv和端焊盘PLv的下互连层Lv1和PLv1。

注意到为了实现互连电阻和迁移的降低，晶体管Tr11和Tr12的源电极Tr11s和Tr12s以及漏电极Tr11d和Tr12d、电容器Cs另一侧上的电极Ecb、选择线Ls的上互连层Ls2(包括端焊盘PLs的上互连层PLs2)以及选择线Ls的上互连层Lv2(包括端焊盘PLv的上互连层PLv2)中的每一个能够具有多层互连结构，多层互连结构例如包括诸如铝钛(AlTi)或铝铌钛(AlNdTi)层的铝合金层以及诸如铬(Cr)层的过渡金属层。

如图6B所示，形成由氮化硅(SiN)等制成的、具有平坦化膜功能的保护绝缘膜13以覆盖包括晶体管Tr11和Tr12、电容器Cs、选择线Ls的上互连层Ls2以及电源电压线Lv的上互连层Lv2的绝缘衬底11的一个表面的全部区域。然后刻蚀(干法刻蚀)保护绝缘膜13以形成暴露晶体管Tr12的源电极Tr12s的上表面(或电容器Cs的另一侧上的电极Ecb)的接触孔(第一开口部分)CH14a，并同时形成暴露选择线Ls的端焊盘PLs的上互连层PLs2和电源电压线Lv的端焊盘PLv的上互连层PLv2的上表面的开口部分CHs1和CHv1。

如图6C所示，通过使用溅射法等，在包括接触孔CH14a和开口部分CHsl和CHv1的保护绝缘膜13上形成具有光反射特性(更具体地说，对可见光区具有高反射率)并包括诸如银(Ag)或铝(Al)的金属材料、或诸如铝铌钛(AlNdTi)的合金材料的薄金属膜。然后对该薄金属膜进行构图以形成具有与每个像素形成区域Rpx(每个有机EL元件OLED形成区域)对应的平面形状的平面反射层(反射金属层)14，以及形成反射金属层14s和14s以将它们连接至暴露在开口部分CHs1和CHv1中的端焊盘PLs和PLv的上互连层PLs2和PLv2。

随后，如图6D所示，形成例如厚度为2000nm或更厚并具有平坦化膜的功能的光辐射控制绝缘膜15，以覆盖包括平面反射层14、反射金属层14s和14v以及接触孔CH14a的绝缘衬底11的一个表面的全部区域。然后刻蚀光辐射控制绝缘膜15以在已经形成了接触孔CH14a的区域形成接触孔(第二开口部分)CH14b，晶体管Tr12的源电极Tr12s的上表面(或电容器Cs的另一侧上的电极Ecb)暴露在所述接触孔CH14b中，并同时形成端焊盘PLs和PLv的反射金属层14s和14v的上表面暴露于其中的开口部分CHs2和CHv2。

在这种情况下，形成光辐射控制绝缘膜15的厚膜材料是折射率几乎与像素电极16的折射率相同的透明绝缘材料，所述像素电极16在下面将要描述的步骤中形成于光辐射控制绝缘膜15上。例如，能够使用氮化硅(SiN)等来作为该材料。替代地，尤其能够使用具有热固性性质的有机材料(例如，丙烯酸基树脂、环氧基树脂或聚酰亚胺基树脂)。在这种情况下，通过在绝缘衬底11上施加包含上述的有机材料的溶液，能够容易地形成光辐射控制绝缘膜15，所述光辐射控制绝缘膜15具有2000nm或更厚的相对较大的厚度，并具有减少绝缘衬底11的表面的水平高度差的平坦化膜的功能。

另外，如果使用光敏厚膜材料(有机材料)作为光辐射控制绝缘膜15，能够通过在施加了厚膜材料后的曝光/显影工艺来形成在光辐射控制绝缘膜15中形成的接触孔CH14b以及开口部分CHs2和CHv2。注意到如果使用没有光敏性的厚膜材料作为光辐射控制绝缘膜15，通过在所述厚膜材料上使用抗蚀剂或薄金属膜形成掩模、干法刻蚀光辐射控制绝缘膜15、并去除所述掩模，能够形成接触孔CH14b以及开口部分CHs2和CHv2。

随后，通过使用溅射方法等，在包括接触孔CH14b以及开口部分CHs2和CHv2的绝缘衬底11的一个表面的全部区域上形成薄导电氧化物金属层，所述导电氧化物金属层由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟钨(IWO)或氧化铟钨锌(IWZO)的透明电极材料(具有透射特性)制成。如图7A所示，然后对该导电氧化物金属层进行构图以形成像素电极(例如，正电极)16，所述像素电极16在接触孔CH14b中电连接至晶体管Tr12的源电极Tr12s，并且在光辐射控制绝缘膜15上在与像素形成区域Rpx对应的区域(与平面反射层14对应的区域)中延伸，对所述导电氧化物金属层进行构图还用于形成导电氧化物金属层16s和16v，以通过开口部分CHs2和CHv2中的反射金属层14s和14v将它们电连接至端焊盘PLs和PLv的上互连层PLs2和PLv2。该工艺形成端焊盘PLs和端焊盘PLv，所述端焊盘PLs具有包括下互连层PLs1、上互连层PLs2、反射金属层14s以及导电氧化物金属层16s的多层互连结构，所述端焊盘PLv具有包括下互连层PLv1、上互连层Lv2、反射金属层14v以及导电氧化物金属层16v的多层互连结构。

在该步骤中，光辐射控制绝缘膜15完全覆盖平面反射层14，并且导电氧化物金属层完全覆盖开口部分CHs2和CHv2中的反射金属层14s和14v。由于在上述层没有暴露时对导电氧化物金属层进行构图，所以能够防止导电氧化物金属层和平面反射层14之间以及反射金属层14s和14v之间的电池反应。另外，这还防止了通过刻蚀对平面反射层14以及反射金属层14s和14v的过刻蚀或损坏。

通过使用化学气相沉积法(CVD法)等，形成由诸如二氧化硅膜或氮化硅膜的无机绝缘材料制成的绝缘层，以覆盖包括像素电极16以及导电氧化物金属层16s和16v的绝缘衬底11的一个表面的全部区域。然后对所述绝缘层进行构图以形成覆盖相邻显示像素PIX(颜色像素PXr、PXg和PXb)之间的边界区域(即，相邻像素电极16之间的区域)的底层绝缘膜17，所述底层绝缘膜17在每个像素形成区域Rpx中具有暴露像素电极16的上表面的开口部分以及暴露端焊盘PLs和PLv的导电氧化物金属层16s和16v的开口部分CHs3和CHv3。

如图7C所示，在相邻显示像素PIX之间的边界区域中形成的底层绝缘膜17上形成由诸如聚酰亚胺或丙烯酸材料的光敏树脂制成的堤形物18。更具体地说，通过对形成为覆盖包括底层绝缘膜17的绝缘衬底11的一个表面的全部区域的光敏树脂层进行构图，在行方向上在彼此相邻的显示像素PIX之间的边界区域中形成堤形物(隔离物)18，所述堤形物18具有包括在显示面板10的列方向上延伸的区域的平面栅栏图案或格子图案(参见图1)。

利用该工艺，通过由堤形物18包围来限定在显示面板10的列方向上排列的相同颜色的显示像素PIX的像素形成区域Rpx(有机EL元件OLED的有机EL层19的形成区域)，并暴露像素电极16的上表面，通过在底层绝缘膜17中形成的开口部分限定像素电极16的外边缘(outer edge)的。

在利用纯水对绝缘衬底进行清洗后，对暴露在每个像素形成区域Rpx中的像素电极16的表面执行氧化物等离子体处理、UV臭氧处理等，以使得其对包含空穴传输材料和电子传输发光材料(将在下面描述)的溶液的有机化合物是亲液的。然后将绝缘衬底11浸润在例如氟碳(氟化合物)防液溶液中并从其中将其移出。其后，利用纯水对绝缘衬底11进行清洗并将其干燥，以在每个堤形物18的表面上形成防液薄膜(涂层)，从而使得每个堤形物18的表面排斥包含液体的有机化合物。

利用该工艺，在同一绝缘衬底11上，仅堤形物18的表面经历了防液处理，而暴露在由堤形物18限定的像素形成区域Rpx中的像素电极16的表面保持为不防液状态(亲液)。如同后面所描述，因此，即使通过施加包含液体的有机化合物来形成有机EL层19(电子传输发光层19b)，也能够防止包含液体的有机化合物泄漏和溢出至相邻的像素形成区域Rpx。这能够抑制相邻像素之间的颜色混合并使得分别的像素为红色、绿色以及蓝色。

注意到本实施例中使用的术语“防液性”定义为这种状态：当将包含具有成为空穴传输层19a的空穴传输材料的液体的有机化合物、包含具有成为电子传输发光层19b的电子传输发光材料的液体的有机化合物或用于上述化合物的有机溶剂滴到所述绝缘衬底上时，测量的接触角变为50°或更大。与“防液性”相反的术语“亲液性”定义这样一种状态：上述接触角为40°或更小，优选为10°或更小。

通过使用喷墨法、喷嘴涂覆法等，将空穴传输材料溶液或分散体(dispersion)施加至被堤形物18包围(限定)的各个颜色的像素形成区域Rpx，并加热/干燥所述溶液或分散体来形成空穴传输层19a。随后，通过将电子传输发光材料溶液或分散体施加至空穴传输层19a并加热/干燥所述溶液或分散体来形成电子传输发光层19b。利用该工艺，如图8A所示，在像素电极16上堆叠包括空穴传输层19a和电子传输发光层19b的有机EL层19。

更具体地说，将例如聚乙烯二氧噻吩/水性聚苯乙烯磺酸盐溶液((PEDOT/PSS)；通过在水基溶剂中分散作为导电聚合物的聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)和聚苯乙烯磺酸盐(PSS)获得的分散体)作为包含具有有机聚合物基空穴传输材料的液体的有机化合物(包含液体的化合物)施加至像素电极16。接着对所施加溶液进行加热和干燥，以去除所述溶剂并将所述有机聚合物基空穴传输材料固定在像素电极16上，从而形成作为载流子传输层的空穴传输层19a。

另外，将将通过溶解包含诸如聚对苯撑基材料或聚芴基材料的共轭双键聚合物的发光材料获得的溶液作为包含具有有机聚合物基电子传输发光材料的液体的有机化合物(包含液体的化合物)施加至空穴传输层19a上。然后对所述溶液进行加热和干燥，以去除所述溶剂并将所述有机聚合物基电子传输发光材料固定在空穴传输层19a上，从而形成既是载流子传输层又是发光层的电子传输发光层19b。

随后，如图8B所示，在至少包括每个显示像素PIX的像素形成区域Rpx的绝缘衬底11上形成具有光透射特性的导电层(透明电极层)，而在有机EL层19(空穴传输层19a和电子传输发光层19b)上形成面对每个像素电极16的公共相对电极(例如，负电极)20。

更具体地说，能够使用在厚度方向透明的膜结构作为相对电极20，通过例如气相沉积法形成由诸如氟化锂、钡、或镁的金属材料制成的用作电子注入层的薄膜，并且然后通过溅射法等在所述薄膜上堆叠ITO等制成的透明电极层获得该膜结构。在这种情况下，相对电极20形成为延伸到面对像素电极16的区域中并延伸到限定像素形成区域Rpx(有机EL元件OLED形成区域)的堤形物18上的单导电层(固体电极)。

在形成了相对电极20之后，通过CVD法等，在绝缘衬底11的一个表面的全部区域上形成密封层21作为保护绝缘膜(钝化膜)，所述密封层21包括二氧化硅膜、氮化硅膜等，从而完成具有如图4A、4B和5所示的截面结构的显示面板10。尽管未示出，能够使用通过将包括玻璃衬底等的密封盖或密封衬底结合至绝缘衬底11以面对它而形成的面板来取代图4A、4B和5所示的面板结构。

(功能和效果的检测)

接下来将详细检测具有上述器件结构的显示设备(显示面板)的功能和效果。

如同在“背景技术”中所述，作为有机EL元件的发光结构，已知的基于底部发射方案的结构使得来自发光层的光一旦通过其上形成有像素驱动电路的各个电路元件的衬底之后就出射，而基于顶部发射方案的结构使得光不通过其上形成有像素驱动电路的衬底就出射。根据后一种方案，由于发射的光出射至视场侧而不通过像素驱动电路(衬底侧)，所以能够设置大的像素开口率。这使得就功耗、面板寿命等而言，后一种方案优于前一种方案。

然而，顶部发射方案具有以下技术问题。

也就是说，顶部发射方案使用其中每个有机EL元件的发光层形成于每个像素驱动电路的上层侧的面板结构，所述像素驱动电路包括诸如在衬底上形成的薄膜晶体管的电路元件，因而有必要形成平坦化层(保护绝缘膜)以降低诸如薄膜晶体管的电路元件之间的水平高度差。另外，当形成平坦化层时，有必要在平坦化层的上层侧和下层侧上形成的导电层(例如，在衬底上的薄膜晶体管的源电极和漏电极)和有机EL元件的像素电极之间形成接触孔以提供导电。

还有必要给每个像素形成区域设置用于将从有机EL元件的发光层发射的光反射至像素驱动电路(衬底)的平面反射层。在这种情况下，可以使用利用反射层作为正电极(即，像素电极)的器件结构。然而，通常地，为了提高正电极的空穴注入效率，在反射层上形成透明导电膜(由透明电极材料制成的导电氧化物金属层)以覆盖反射层，所述透明导电膜由在LUMO(未占用的最低分子轨道)上与空穴注入层接近的ITO等制成，并且使用得到电极作为正电极(参见特开号为8-330600的日本专利申请)，注意到在本说明书中，在下文中将该器件结构称为“比较目标(comparisontarget)”。

当本发明人通过进行各种试验对基于这种顶部发射方案的发光结构进行检测时，发现在来自发光层的直接施加至视场侧的光和由发光层之下的平面反射层反射并施加至视场侧的光之间发生干涉效应。如下面将描述的，干涉效应特性的改变依赖于光的波长，并且代表干涉效应强度的特性曲线具有峰。干涉效应的峰位置的偏移依赖于所述发光层的发射位置或包括透明导电膜的像素电极的厚度。这使得发射强度或色度发生改变。

如本实施例中一样，作为形成有机EL层(发光功能层)的方法，尤其是通过施加包含液体的有机聚合物基的有机化合物来形成载流子传输层的聚合物涂覆法，在像素形成区域中的像素电极上形成的膜的厚度很大程度上受周围温度和湿度的影响。也就是说，很难控制所述膜厚度为预订值(一致的值)。这使得在显示面板之间和同一显示面板中的显示像素之间的发射强度和色度具有很明显的变化。

下面将通过使用干涉计算模型详细描述上述问题。

图9是示出了用于作为本实施例的比较目标的有机EL元件的器件结构的计算模型的示意图。

如图9所示，假设根据所述比较目标的干涉计算模型具有这样的器件结构：反射金属0形成为由具有光反射特性的金属材料(例如，银(Ag))制成的最底层，并且将以下组件依次堆叠在反射金属0上：由诸如ITO的透明电极材料制成的透明正电极1、作为发光功能层的电致发光层2、由诸如ITO的透明电极材料制成的透明负电极3、以及由氮化硅(SiN)制成的钝化膜4。

在这种情况下，反射金属0对应于上述实施例中的平面反射层14，而透明正电极1、电致发光层2、透明负电极3、以及钝化膜4分别对应于像素电极16、有机EL层19、相对电极20、以及密封层21。

假设有机EL元件在电致发光层2的给定点(对应于上述实施例中空穴传输层19a和电子传输发光层19b之间边界附近的位置)发光(施加光)。假设Xp为与从所述发光点至透明正电极1的距离对应的电致发光层2的厚度，而Xq为与从所述发光点至透明负电极3的距离对应的电致发光层2的厚度。另外，假设da和dc为透明正电极1和透明负电极3的厚度。假设反射金属0和钝化膜4的厚度为无限大。

图10A是示出了在根据所述比较目标的干涉计算模型中假设施加的光的光路的示意图，而图10B是示出了在所述干涉计算模型中的入射光、反射光以及透射光的振幅的正向的定义的概念图。图11和12是示出了根据所述比较目标的干涉计算模型中的计算所使用的介质的针对每个波长的折射率的表。

在像图9所述的器件结构中，如图10A所示，预计总的干涉效应最大程度上受光路为R1的光和光路为R2的光之间发生的干涉效应的影响，光路为R1的光从在电致发光层2中的发射点PL传播至附图中的上方位置(沿着视场方向延伸通过透明负电极3和钝化膜4)，光路为R2的光从发射点PL至附图中的下方位置(到达反射金属0侧)传播，由透明正电极1的表面(电致发光层2和透明正电极1之间的边界表面)或反射金属0的表面(透明正电极1和反射金属0之间的边界表面)反射，并传播至附图中的上方位置。在该检测过程中，考虑到多次反射，进行干涉计算时包括光路R3和R4。

在这种情况下，包括在干涉计算中的多次反射的光路的范例是光路R3，从发射点PL传播至附图中上方位置的光路为R3的光由透明负电极3的表面(电致发光层2和透明负电极3之间的边界表面)或钝化膜4的表面(透明负电极3和钝化膜4之间的边界表面)反射，并传播至附图中的下方位置(反射金属0侧)。与光路R2一样，然后该光由透明正电极1的表面或反射金属0的表面再次反射，并传播至附图中的上方位置。另一个范例是光路R4，从发光点PL传播至附图中的下方位置的光路为R4的光由透明正电极1的表面或反射金属0的表面反射，并传播至附图中的上方位置，与光路R2一样。与光路R3一样，然后该光由透明负电极3的表面或钝化膜4的表面再次反射，传播至附图中的下方位置，由透明正电极1的表面或反射金属0的表面再次反射，并传播至附图中的上方位置。

与图10A所示的光路R1至R4相关联，如图10B所示定义了入射光、反射光以及透射光的振幅的正向。也就是说，假设光从介质MDi(折射率n_i)进入介质MDo(折射率n_o)，当从入射光LTi和透射光LTp观察时，电场振动垂直于入射表面的偏振光(s-偏振光)的正向垂直于光路，并与垂直于入射表面的轴向一致。另外，当从反射光LTr观察时，该方向垂直于光路，并与入射表面方向(介质MDi和介质MDo之间的边界表面)一致。另一方面，当从入射光LTi和透射光LTp观察时，电场振动在入射表面内的偏振光(p-偏振)的正向垂直于光路，并表示为附图(附图表面)上的前向。当从反射光LTr观察时，该方向垂直于光路光路，并表示为附图(附图表面)上的后向。

参考图10B，能够将每个边界表面(界面)上的振幅反射率r_i，0和振幅透射t_i，0表达为：

$r_{i,0}=\frac{Y_0-Y_i}{Y_0+Y_i}------\left(11\right)$

$t_{i,0}=\frac{2{\left(Y_0{Y}_i\right)}^{1/2}}{Y_0+Y_i}{\left(\frac{\cos {\mathrm{\&theta;}}_i}{\cos {\mathrm{\&theta;}}_0}\right)}^{1/2}-----\left(12\right)$

这里，θ_i是入射角和反射角，并且θ₀是折射角。另外，能够将Y_i和Y₀表示为：

Y_i＝n_i·cosθ_i，Y₀＝n₀/cosθ₀(对于s-偏振光)------(13)

Y_i＝n_i/cosθ_i，Y₀＝n₀·cosθ₀(对于p-偏振光)------(14)

注意到与根据以上比较目标的干涉计算模型中的计算所使用的介质的波长对应的折射率是图11和12中所写入的那些。

基于公式(11)至(14)能够用下面给出的公式(15)表示经图10A所示的光路R1至R4从有机EL层施加至视场侧(钝化膜4侧)的光的光谱强度I(λ)(对应于干涉效应)。通过公式(15)计算的光谱强度I(λ)与多次反射模型对应，并且表示针对每个波长λ，辐射出来的光的强度与从发光层各向同性施加的光的强度(振幅)的比值。也就是说，通过该公式获得的值是参照施加的光的每个波长的光的强度(振幅)的相对值，当所述值等于施加的每个波长的光的强度时，该相对值标准化为“1”，当所述强度为施加的每个波长的光的两倍时，该相对值标准化为“2”，而当所述强度通过干涉相消为0时，该相对值标准化为“0”。所述光谱强度I(λ)是未对施加的光的波长分布(辐射率)进行任何考虑时获得的值。如上所述，通过获得s-偏振光和p-偏振光的光谱强度并将其进行平均能够获得每个波长的光谱强度。

$I\left(\mathrm{\&lambda;}\right)=\mathrm{Abs}{[t_{\mathrm{2,4}}\{1-r_{\mathrm{2,4}}\exp \left(\mathrm{i\&gamma;p}\right)\}+r_{\mathrm{2,4}}{r}_{2,0}{t}_{\mathrm{2,4}}\exp (\mathrm{i\&gamma;p}+q)\&CenterDot;\{1-r_{\mathrm{2,0}}\exp \left(\mathrm{i\&gamma;p}\right)\}/\sqrt{2}]}^2---\left(15\right)$

假设r_2，3是电致发光层2(入射侧)和透明负电极3之间的边界表面处的振幅反射率，r_3，4是透明负电极3(入射侧)和钝化膜4之间的边界表面处的振幅反射率，r_2，1是电致发光层2(入射侧)和透明正电极1之间的边界表面处的振幅反射率，r_1，0是透明正电极1(入射侧)和反射金属0之间的边界表面处的振幅反射率，t_2，3是电致发光层2(入射侧)和透明负电极3之间的振幅透射率，t_3，2是透明负电极3(入射侧)和电致发光层2之间的振幅透射率，t_3，4是透明负电极3(入射侧)和钝化膜4之间的振幅透射率，t_2，1是电致发光层2(入射侧)和透明正电极1之间的振幅透射率，而t_1，2是透明正电极1(入射侧)和电致发光层2之间的振幅透射率，

振幅反射率r_2，4和r_2，0以及振幅透射率t_2，4能够表示为：

r_2，4＝r_2，3+t_2，3t_3，2r_3，4exp(iγc)，      --------(16)

t_2，4＝t_2，3t_3，4exp(-iγc/2)，             ---------(17)

r_2，0＝r_2，1+t_2，1t_1，2r_1，0 exp(iγa)，     ---------(18)

在公式(15)至(18)中，透明正电极1处的相位差γa、透明负电极3处的相位差γc，相对于发射点PL位于透明正电极1侧上的电致发光层2处的相位差γp，以及在电致发光层2处的相位差γp+q能够表示为：

γa＝4πn₁da·cosθ₁/λ，                   ---------(19)

γc＝4πn₃dc·cosθ₃/λ，                   ---------(20)

γp＝4πn₂Xp·cosθ₂/λ，                   ---------(21)

γp+q＝4πn₂(Xp+Xq)·cosθ₂/λ，            ---------(22)

在公式(19)至(22)中，θ_m(m是在图10所示的干涉计算模型中每个层的标号，而θ代表视角)能够从菲涅耳折射定律获得，即：n_m·sinθ_m＝sinθ。由于电致发光层2、透明正电极1、以及透明负电极3的折射率彼此接近，所以考认为反射的影响小，并且因而假设r_2，3＝0和r_2，1＝0来计算折射率。

接下来定义从有机EL层发射的光，在干涉前辐射率Le(λ)定义为：

$\left.\begin{array}{c}(\mathrm{\&lambda;p}-\mathrm{\&lambda;}\&GreaterEqual;0)\\ \mathrm{Le}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)[W/\mathrm{sr}\&times;m^2]={[1/\exp \left(\frac{1}{2}{\left(\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_p-\mathrm{\&lambda;}}{\mathrm{\&sigma;}}\right)}^2\right)\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{({({\mathrm{\&lambda;}}_p-\mathrm{\&lambda;})}^2+{\mathrm{\&sigma;}}^2)}]}^{{\mathrm{\&lambda;}}_a}\\ (\mathrm{\&lambda;p}-\mathrm{\&lambda;}<0)\\ \mathrm{Le}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)[W/\mathrm{sr}\&times;m^2]={[1/\exp \left(\frac{1}{2}{\left(\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_p-\mathrm{\&lambda;}}{\mathrm{\&sigma;}}\right)}^2\right)]}^2\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{({({\mathrm{\&lambda;}}_p-\mathrm{\&lambda;})}^2+{\mathrm{\&sigma;}}^2)}\end{array}\right\}---\left(23\right)$

这里，λp是电致发光层2的峰波长，σ是线宽，而γa是短波长衰减系数。表1示出了本检测过程中使用的红色(R)、蓝色(B)、以及绿色(G)的电致发光层的参数。通过将每个波长的Le与光谱强度I(λ)相乘获得的Le′(λ)＝I(λ)·Le(λ)是在视角θ处最后观察到的辐射率。

表1

 

	蓝色(B)	绿色(G)	红色(R)
				γa	4	5	5
λp	462	534	643

 

σ

48.0

62.0

102.0

每个颜色的色度CIE(x，y)表示为x＝X/(X+Y+Z)和y＝Y/(X+Y+Z)，根据公式(24)至(26)来计算三刺激值X、Y以及Z。

$X=k\underset{380}{\overset{780}{\&Integral;}}\mathrm{Le}\&prime;\left(\mathrm{\&lambda;}\right)x^{*}\left(\text{\&lambda;}\right)\mathrm{d\&lambda;},------\left(24\right)$

$Y=k\underset{380}{\overset{780}{\&Integral;}}\mathrm{Le}\&prime;\left(\mathrm{\&lambda;}\right)y^{*}\left(\text{\&lambda;}\right)\mathrm{d\&lambda;},------\left(25\right)$

$Z=k\underset{380}{\overset{780}{\&Integral;}}\mathrm{Le}\&prime;\left(\mathrm{\&lambda;}\right)z^{*}\left(\text{\&lambda;}\right)\mathrm{d\&lambda;},------\left(26\right)$

这里，x^*(λ)、y^*(λ)、以及z^*(λ)是各个波长的三谱刺激值。一旦设定系数k为5就进行上述计算。另外，亮度＝Y×683/100。

以上述方式从各个参数中最终得出的辐射率Le′(λ)、色度CIE(x，y)以及光谱强度I(λ)用于评估。

图13是示出了在根据所述比较目标的干涉计算模型中光谱强度(干涉效应)的计算的范例的图。图14是示出了在根据所述比较目标的干涉计算模型中辐射率的计算的范例的图。在这种情况下，图13示出了通过使用表2所示的参数计算的光谱强度的峰偏移(干涉效应)的范例。图14示出了受干涉效应影响的辐射率的峰偏移的范例。

表2

 

使用的颜色	蓝色(B)
		θ[°]	0
dc[nm]	100
		Xp[nm]	35-45
Xq[nm]	70
		da[nm]	50

如图13所示，在仅改变电致发光层2的厚度Xp的情况下，当利用设定为35nm的厚度Xp来计算光谱强度的峰偏移(波动)时，发现接近蓝光区(440nm至510nm)中的波长的所有干涉效应为1或更小，并且因而沿着某一方向幅值产生彼此相消。另外，在接近幅值降低效应最大的420nm的波长附近有峰(最小值)，并且当厚度增加至40nm和45nm时，所述峰趋于向更高波长侧偏移。如图14所示，当电致发光层2的厚度Xp增加时，受干涉效应影响的辐射率的峰(最大值)也趋于向更高波长侧偏移。

如上所述，发现干涉效应的峰位置的偏移依赖于电致发光层2的发射位置或透明正电极1的厚度，而发射强度和色度作为结果发生改变。在这种情况下，如果选择聚合物涂覆法作为有机EL元件的膜形成法，则在显示像素(像素形成区域)上形成的膜的厚度明显地依赖于环境温度和湿度。也就是说，很难控制膜的厚度为预订值。这使得在显示面板之间和在同一显示面板中的显示像素之间的发射强度和色度发生改变。

上述计算范例是光从面板衬底(绝缘衬底)垂直发射，即：视角θ＝0°的时获得的结果。然而，从面板衬底上倾斜出射(例如，θ＝30°或60°)的光与从面板衬底上垂直出射的光的干涉路径不同，并且因而受干涉效应的影响与上述不同。表3示出了当视角θ改变时绿色(G)有机EL元件的色度和亮度。当视角θ从0°增加时，色度和亮度增加。当视角θ达到90°时，色度增加至接近0.4，而亮度变为视角θ＝0°时的两倍。这些差异提出了对显示面板的视角依赖性的问题。

表3

 

视角θ[°]	0	15	30	45	60	75	90
								色度CIE_X	0.538605	0.541221	0.54819	0.55754	0.566915	0.573782	0.576274
色度CIE_Y	0.451528	0.448517	0.440484	0.429674	0.418741	0.410614	0.407629
								亮度	290	305.5681	350.6611	416.0189	482.4947	528.1853	543.4382

因此，如在上述实施例中(参见图4A、4B以及5)，通过在用作正电极的透明像素电极16和设置于像素电极16之下的平面反射层14之间设置具有光透视特性的厚的光辐射控制绝缘膜15，本发明在宽的范围内产生干涉峰。这有利于抑制由发光层(有机EL层19)的厚度引起的发射强度和色度的变化，并减少对视角的依赖。

图15是示出了用于根据本实施例的有机EL元件的器件结构的干涉计算模型的示意图。图16是示出了在根据本实施例的干涉计算模型中假设施加的光线的光路的示意图。使用与上述根据比较目标的干涉计算模型中相同的参考数字来指本实施例中相同的组件。

如图15所示，根据本实施例的干涉计算模型具有通过在根据比较目标的干涉计算模型(参见图9)中的反射金属0和透明正电极1之间新插入(放入)一个厚层F获得的器件结构，所述厚层F厚度为df并且由具有光透射特性的(透明)绝缘材料制成，所述反射金属0由具有光反射特性的金属材料等制成，所述透明正电极由诸如ITO的透明电极材料制成。在这种情况下，所述厚层F对应于上述实施例中的光辐射控制绝缘膜15。

如例如图16所示，与上述比较目标的情况一样(参见10A)，由于厚层F的插入，除了光路R1和光路R2’之外，在该器件结构中假设施加的光路新包括光路R11至R13，在光路R1中，光从电致发光层2中的发射点PL传播至附图中的上部位置(沿视场侧方向传播通过透明负电极3和钝化膜4)，在光路R2’中，光从发射点PL传播至附图中的下部位置(反射金属0侧)，由透明正电极1的表面(在电致发光层2和透明正电极1之间的边界表面)或厚层F的表面(在透明正电极1和厚层F之间的边界表面)反射，并传播至附图中的上部位置。

包括在干涉计算中的新光路的范例是光路R11至R13。光路R11是下述的光的光路：光从发射点PL传播至附图中的下部位置(反射金属0侧)，透射通过透明正电极1和厚层F，由反射金属0的表面(厚层F和反射金属0之间的边界表面)反射，并传播至附图中的上部位置(沿着视场方向穿过透明正电极1、电致发光层2、透明负电极3、以及钝化膜4)。光路R12是下述光的光路：与光路R11类似，光从发射点PL传播至附图的下部位置，由反射金属0的表面反射，传播至附图的上部位置，由透明正电极1的表面(厚层F和透明正电极1之间的边界表面)再次反射，传播至附图的下部位置，由反射金属0的表面再次反射，并传播至附图的上部位置。光路R13是下述光的光路：与光路R11类似，光从发射点传播至附图的下部位置，由反射金属0表面反射，传播至附图的上部位置，由电致发光层2的表面(在透明正电极1和电致发光层2之间的边界表面)再次反射，传播至附图的下部位置，由反射金属0的表面再次反射，并传播至附图的上部位置。

图17是示出了在根据本实施例的干涉计算模型中的光谱强度(干涉效应)的计算的范例的图。图18是示出了在根据本实施例的干涉计算模型中的辐射率的计算的范例的图。图17示出了在使用有机膜作为厚层F的器件结构中使用表4所示的参数计算的光谱强度(干涉效应)的范例，所述有机膜的厚度为2.5μm(2500nm)(假设对所有波长折射率n＝1.6)。图18示出了受干射效应影响的辐射率的范例。图19是示出了在使用表4所示的参数计算的情况下辐射率的峰偏移的范例的图。

表4

 

使用的颜色	蓝色(B)
		θ[°]	0
dc[nm]	100
		Xp[nm]	35-45
Xq[nm]	70
		df[nm]	2500
da[nm]	50

如图17所示，与上述的比较目标相比(参见图13)，该光谱强度具有有多个峰(最大值和最小值)的周期结构。在该应用中，具有该特性的干涉效应通常将称为“多峰效应”。当检测该多峰效应的影响时，发现受多峰效应影响的辐射率光谱具有图18中粗实线(粗线)表示的峰。注意到图18中细虚线表示的特性曲线是不受多峰效应影响的辐射率光谱，并等同于图14中所示的没有干涉效应的特性曲线。

当在电致发光层2的厚度Xp改变时检测计算的辐射率光谱时，所述厚度Xp与从发射点PL至透明正电极1的距离对应，与上述的比较目标(参见图14)相比，明显地，关于厚度Xp的改变的峰偏移减小了。也就是说，从计算中发现，通过厚层F的插入获得的多峰效应抑制了由电致发光层2的厚度Xp改变引起的干涉效应的峰偏移和得到的辐射率的峰偏移。

图20是示出了来自以根据本实施例的干涉计算模型为基础试验制造的发光元件的光的光谱的改变的图。

为了检测当以上述计算结果为基础实际插入厚层F时是否能够观察到具有许多峰的光谱，试验制造了具有不同参数的发光元件(有机EL元件)。在玻璃衬底上制造出了具有与图15所示的干涉计算模型的器件结构相同的蓝色发光元件A。使用折射率n＝1.6和厚度为2.2μm(2200nm)的透明绝缘厚膜作为所述厚层F。作为参考元件，制造出了发光元件B，除了反射金属0之外，发光元件B的器件结构与发光元件A的器件结构相同。对这些制造的元件的发射光谱彼此进行了比较。

根据该比较，明显地，具有由于所述厚层F引起的多峰效应的发光元件的光谱具有多个峰，因而确证上述计算模型是正确的。注意到在图20中细虚线表示的特性曲线是不受多峰效应影响的发光元件B的光谱。可以确证该光谱仅有一个峰。

基于该结果，获得了能够最小化所述光谱偏移的折射率和厚层的厚度。以下是在这种情况下使用的评估标准。

也就是说，在电致发光层2的厚度改变时评估色度和亮度与理想值的偏差。将电致发光层2的的厚度Xp设定为35nm至45nm，所述厚度Xp与从发射点PL至透明正电极1的距离(即，有机EL层19的空穴传输层(空穴注入层)19a的厚度)对应，并在绿色(G)发光元件(有机EL元件)的情况下将电致发光层2的厚度Xq设定为55至75nm，而在蓝色(B)或红色(R)发光元件的情况下将其设定为60至80nm，所述厚度Xq与从发射点PL至透明负电极3的距离(即，有机EL层19的电子传输发光层19b的厚度)对应。在每个厚度以1nm的步距改变时，获得色度CIE(x，y)和亮度的值。结果，计算了11×21＝231个数据。获得平均值和误差((最大值—最小值)/平均值；以％表示法)。然后定义，随着数据的平均值越接近于理想值并且误差越小，厚层越接近于理想层，所述理想层不会产生由干涉效应引起的颜色的改变并随厚度的改变减小了偏移。

首先，当厚层F的折射率n＝1.4至2.4，并且厚度df＝1000、3000和5000nm时，计算了平均值和误差。表6至8示出了通过使用表5所示的参数获得的计算结果。

表5

表6

[蓝色]

表7

[绿色]

表8

[红色]

在所有的颜色中，当将厚度df设定为3000nm和5000nm时，与平均值的理想值的偏差小于当将厚度df设定为1000nm时的偏差。当折射率n落入1.8至2.2的范围内时，对于折射率为2.0，与平均值的理想值的偏差最小。在这种情况下，折射率n＝1.8至2.2几乎与作为透明电极材料的ITO的折射率(1.9至2.1)相等。如果厚层F的折射率与形成透明正电极1的ITO的折射率相等，则能够忽略在透明正电极1(ITO)和厚层F之间的反射效应和折射效应。因此，预计消除了图16所示的光路R11至R13的干涉效应，并且最小化了随膜厚度改变的偏移。

根据表6至8所示的计算结果，因为折射率n和厚度df分别需要接近于2.0和3000nm或更大，所以厚层F优选地是具有高透明性的膜，并且所述膜需要具有光透射特性。实际上很难形成满足上述条件的厚层。

在常规薄膜晶体管(TFT)制造工艺中使用并且具有大约为2.0的折射率的透明膜的范例是诸如ITO膜和氮化硅膜的透明氧化物金属膜。真空工艺，例如PECVD(等离子体增强化学气相沉积)法或溅射法对于形成使用这些膜的厚层是不可缺少的。当通过使用上述工艺来形成厚度为1000nm或更厚的厚膜时，产量可能不高，或由于膜应力所述膜可能产生裂缝。

使用具有热固性性质的有机膜(例如，丙烯酸基树脂、环氧基树脂或聚酰亚胺基树脂膜)作为厚层F允许使用诸如旋转涂覆法的涂覆法。因此与使用诸如ITO或SiN膜的无机膜的工艺相比，使用这种有机膜的工艺形成厚度为1000nm或更厚的膜将容易得多。然而，由于这些有机膜的折射率n大约为1.6，所以基于膜厚度的光谱偏移抑制效应不能够得到最大化。

当要在具有基于顶部发射方案的发光结构的有机EL元件中形成上述厚层F时，从工艺的观点来说，很难使用诸如ITO和SiN膜的无机膜。

基于上述描述，使用折射率n≈1.6的有机膜作为厚层F，基于厚度df，通过计算偏移抑制效应的有效性的改变来获得能够最大化光谱偏移抑制效应的膜厚度。

图21A、21B以及21C是示出了在根据本实施例的干涉干涉计算模型(绿色(G))中厚层的厚度、色度CIE(x，y)的x坐标、色度CIE(x，y)的y坐标以及亮度之间关系的计算结果的图。

图22A、22B以及22C是示出了在根据本实施例的干涉干涉计算模型(蓝色(B))中厚层的厚度、色度CIE(x，y)的x坐标、色度CIE(x，y)的y坐标以及亮度之间关系的计算结果的图。

图23A、23B以及23C是示出了在根据本实施例的干涉干涉计算模型(红色(R))中厚层的厚度、色度CIE(x，y)的x坐标、色度CIE(x，y)的y坐标以及亮度之间关系的计算结果的图。

在这种情况下，将通过使用表9所示的参数对每种颜色R、G、以及B计算的色度(x，y)、亮度平均值、以及误差关于厚层F的厚度df进行了绘图。

表9

参照图21A、21B、21C、22A、22B、22C、23A、23B、以及23C，当厚层F的厚度为0，即不使用厚层时，在绿色(G)和蓝色(B)的情况下，色度(X，Y)和亮度之间的误差大，并且平均值与理想值相偏移。当厚度df增加时，误差减小。当df＝2000nm或更厚时，平均值收敛于理想值。同样在红色(R)的情况下，当df＝2000nm或更厚时，出现同样的趋势。也就是说发现，对所有的颜色R、G以及B将厚层F的厚度df设定为2000nm或更厚使得能够充分地抑制由于电致发光层2的厚度引起的偏移。即使厚层F的厚度df设定为7000nm或更厚，误差不会很大程度地减小。另外，从工艺的观点来说这使得其难以对所述膜(厚层)进行构图。出于这些原因，能够应用于该实施例的厚层F的厚度df优选地落入2000nm至7000nm的范围内。另外，当插入厚层F时，检测到色度和亮度随着视角的改变而改变，如表10所示，发现与没有插入厚层F的情况相比，色度和亮度随着视角的改变的偏移得到抑制。

表10

因此，在本实施例中，通过插入光辐射控制绝缘膜(厚层)，设置有显示像素的显示面板能够遍及宽的范围产生许多干涉峰，并在构成有机EL元件的像素电极(透明正电极)和平面反射层(反射金属)之间产生光透射特性，每个所述显示像素具有有机EL元件，所示有机EL元件具有基于顶部发射方案的发光结构，所述光辐射控制绝缘膜的折射率(大约为1.6)几乎等于像素电极的折射率，其厚度为2000nm或更厚。这使得能够很大程度地抑制由于有机EL层(电致发光层)的厚度引起的发射强度和色度的变化，并且还能够减小对视角的依赖，从而实现具有没有任何图像模糊等的非常好的可见性的显示设备。

注意到基于图21A、21B、21C、22A、22B、22C、23A、23B以及23C所示的计算结果，作为本实施例的特性特征，关于厚层F的厚度df和光谱偏移抑制效应之间的关系的上述功能/效果检测表明，对所有的颜色R、G、以及B将厚层F的厚度df设定为2000nm或更厚能够充分地抑制由于电致发光层2的厚度引起的偏移。更具体地说，由于对于各个颜色R、G、以及B(发射颜色)观察到了不同的特性(计算结果)，所以对于各个颜色的各个发光元件(有机EL元件)，能够将厚层F的厚度df正确地设定为不同值。与厚层F的厚度df被设定为2000nm或更厚的相同厚度(一致厚度)的情况相比，这能够根据每个颜色的特性获得正确的光谱偏移抑制效应。

<第二实施例>

(显示像素的器件结构)

接下来将描述根据本发明的显示设备及其制造方法的第二实施例。

图24是示出了根据第二实施例的显示设备的面板结构的示意性截面图。将省略或简化对那些与第一实施例中的组件类似的组件的描述。

上述的第一实施例(参见图4A和4B)具有这样的面板结构：其中，在保护绝缘膜13和光辐射控制绝缘膜15之间电独立地形成设置在有机EL元件OLED的像素电极16之下的平面反射层14。第二实施例具有这样的面板结构：其中，平面反射层14电连接至像素电极16和晶体管Tr12的源电极Tr12s(或在电容器Cs的另一侧上的电极Ecb)。

更具体地说，如图24所示，在根据本实施例的显示面板中，平面反射层14具有与像素形成区域Rpx(有机EL元件OLED形成区域)对应的平面形状，并通过设置在保护绝缘膜13中的接触孔CH14电连接至晶体管Tr12的源电极Tr12s(电容器Cs的另一侧上的电极Eca)，所述平面反射层14设置在保护绝缘膜13上，所述保护绝缘膜13形成为覆盖在绝缘衬底11的一个表面上形成的每个驱动电路DC的各个电路元件(晶体管Tr11和Tr12、电容器Cs等)以及互连层(数据线Ld、选择线Ls电源电压线Lv等)。

设置在覆盖平面反射层14的光辐射控制绝缘膜15上的像素电极16延伸至与平面反射层14对应的区域，并在设置在光辐射控制膜15中的接触孔CH14中通过平面反射层14电连接至晶体管Tr12的源电极Tr12s。也就是说，在显示像素PIX的显示驱动操作中，晶体管Tr12的源电极Tr12s(电容器Cs的另一侧上的电极Eca)、平面反射层14、以及像素电极16一直保持为同一电位。

根据本实施例的显示设备除了具有上述第一实施例的功能和效果之外具有以下效果。由于晶体管Tr12的源电极Tr12s(电容器Cs的另一侧上的电极Eca)、平面反射层14、以及像素电极16设定为同一电位，所以在经保护绝缘膜13彼此面对的平面反射层14和晶体管Tr12的源电极Tr12s之间，以及在经光辐射控制绝缘膜15彼此面对的平面反射层14和像素电极16之间没有电容形成。这使得在显示像素PIX的显示驱动时抑制写入操作的延迟和色调信号的电压波动，并使得显示像素PIX以更准确地与显示数据对应的亮度水平发光。

<显示设备的制造方法>

接下来将描述上述显示设备(显示面板)的制造方法。

图25A、25B、25C、以及25D是示出了根据本实施例的显示设备(显示面板)的制造方法的范例的截面图。将简化与根据第一实施例的制造方法中的步骤类似的步骤的描述。由于与像素驱动电路的各个电路元件和互连层同时形成的选择线Ls和电源电压线Lv的端焊盘PLs和PLv与第一实施例中的相同，所以将省略对其进行重复性描述。

根据制造根据本实施例的显示设备的方法，与根据第一实施例的制造方法一样，首先，如图6A所示，在绝缘衬底11的一个表面上形成像素驱动电路DC的晶体管Tr11、Tr12和电容器Cs，以及诸如数据线Ld、选择线Ls和电源电压线Lv的互连层，并且如图25A所示，形成保护绝缘膜(平坦化膜)13以覆盖得到的结构，以及形成接触孔(第一开口部分)CH14a以至少暴露晶体管Tr12的源电极Tr12s(电容器Cs的另一侧上的电极Ecb)。

如图25B所示，对在包括接触孔CH14a的保护绝缘膜13上形成的具有光反射特性的薄金属膜进行构图以形成平面反射层14，所述平面反射层14具有与每个像素形成区域Rpx(有机EL元件OLED形成区域)对应的平面形状并在接触孔CH14a中电连接至晶体管Tr12的源电极Tr12s。

如图25C所示，形成具有例如2000nm或更厚的厚度的光辐射控制绝缘膜15以覆盖包括平面反射层14的绝缘衬底11的一个表面的全部区域，并刻蚀所述光辐射控制绝缘膜15以在形成接触孔CH14a的区域中形成暴露所述平面反射层14的上表面的接触孔(第二开口部分)CH14b。

随后，如图25D所示，在包括接触孔CH14b的绝缘衬底11的一个表面的全部区域上形成由ITO制成的薄导电氧化物金属层，并对所述导电氧化物金属层进行构图以形成具有光透射特性的像素电极16，所述像素电极16在接触孔CH14b中电连接至平面反射层14并在与像素形成区域Rpx(即对应于平面反射层14的区域)对应的区域中延伸到光辐射控制绝缘膜15上。

如图7B和7C所示，然后形成底层绝缘膜17，所述底层绝缘膜17覆盖相邻显示像素PIX之间的边界区域(像素电极16之间的区域)，并具有暴露像素电极16的上表面的开口部分。在底层绝缘膜17上形成堤形物18，使得连续地突起。利用该工艺，限了定每个显示像素PIX的像素形成区域Rpx(每个有机EL元件OLED的有机EL层19的形成区域)。

随后，如图8A和8B所示，通过在每个像素形成区域Rpx中的像素电极16上依次堆叠空穴传输层19a和电子传输发光层19b来形成有机EL层19。形成公共相对电极20以至少面对显示像素PIX的像素电极16，从而完成每个显示像素PIX(像素形成区域Rpx)的有机EL元件OLED。在绝缘衬底11的一个表面的全部区域上形成用作保护绝缘膜的密封层21，以完成具有与如图24所示的截面结构相同的截面结构的显示面板10。

如上所述，在制造根据本实施例的显示设备的方法中，当在形成有每个像素驱动电路的各个电路元件和互连层的绝缘衬底上的保护绝缘膜13上形成平面反射层时，形成平面反射层14以通过设置在保护绝缘膜13中的接触孔CH14a电连接至晶体管Tr12的源电极Tr12并覆盖接触孔CH14。因此，当通过对反射金属层进行构图来形成平面反射层并通过对光辐射控制绝缘膜15进行构图来形成接触孔CH14b时，能够减小对晶体管Tr12的源电极Tr12s的损害(刻蚀剂对源金属的溶解)，并且源电极Tr12s和像素电极16能够在正确的连接状态下实现彼此电连接。

上述每个实施例已经示范了这样的情况：其中，形成由树脂材料制成并从衬底表面上连续突起的堤形物，以限定显示像素PIX的像素形成区域Rpx。然而，本发明并不限于此。例如，至少堤形物的表面通过导电薄膜形成，并且通常形成为用于显示像素PIX的相对电极电连接至堤形物。得到的结构能够用作用于施加参考电压Vcom的公共电源线(例如，负极线)。

另外，上述每个实施例已经示范了如图2所示的电路布置：使用两个n-沟道晶体管(即具有单沟道极性的薄膜晶体管)Tr11和Tr12作为设置为用于显示面板10的显示像素PIX(颜色像素PXr、PXg、以及PX)的像素驱动电路DC。然而，根据本发明的显示设备并不限于此。该设备能够使用其它电路布置，该电路布置使用三个或更多晶体管、或仅使用p-沟道晶体管、或使用具有两种沟道极性的晶体管，即n-和p-沟道晶体管。

与本实施例中一样，当仅使用n-沟道晶体管时，通过使用非晶硅半导体制造技术能够很容易地制造具有稳定的工作特性的晶体管，所述非晶硅半导体制造技术是很成熟的制造技术。另外，该方法能够实现抑制上述显示像素的发射特性的变化的像素驱动电路。

此外，上述每个实施例已经示范了这样的情况：其中，对于每个显示像素，使用电压指定(电压色调控制)型像素驱动电路，所述电压指定型像素驱动电路通过提供具有与显示数据对应的电压的色调信号(色调电压)来设定有机EL元件OLED的亮度水平。然而，根据本发明的显示设备不限于此。能够将电流指定(电流色调控制)型像素驱动电路应用于每个显示像素，所述电流指定型像素驱动电路通过提供与显示数据对应的色调电流来设定有机EL元件OLED的亮度水平。

另外，如上所述的每个实施例已经示范了这样的器件结构：其中，通过堆叠空穴传输层19a和电子传输发光层19b来形成用作发光功能层的有机EL层19。然而，本发明不限于此。每个实施例能够使用包括空穴传输发光层和电子传输层的器件结构；仅包括既用作空穴传输发光层又用作电子传输发光层的单层的器件结构；具有包括空穴传输层、发光层、以及电子传输层的三层结构的器件结构；或具有包括诸如夹层的其它插入层的多层结构的器件结构。

本领域的技术人员将很容易地想到其它优点和变型。因此，在其更宽广的意义上，本发明不限于于此所示和所述的特定细节和代表性实施例。因此，可以不脱离所附权利要求及其等价物所限定的总体发明构思的精神或范围做出各种修改。

Claims (17)

1、一种显示设备，其特征在于，包括：

发光功能层(19)，包括至少一层；

第一电极(16)，至少对从所述发光功能层(19)发射的光的波长范围中的部分波长的光具有透射特性；

第二电极(20)，设置成经所述发光功能层(19)面对所述第一电极(16)，并且至少对从所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；

平面反射层(14)，至少对从所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有反射特性；以及

平面绝缘膜(15)，设置在所述平面反射层(14)和所述第一电极(16)之间，并且至少对从所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述平面绝缘膜(15)的折射率基本等于所述第一电极(16)的折射率。

3、根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述第一电极(16)包括导电氧化物金属层，并且所述平面绝缘膜(15)包括有机膜。

4、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述平面绝缘膜(15)的折射率大约为1.6，并且其厚度不小于2000nm。

5、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述发光功能层(19)包括用于各个像素的不同发射颜色的发光层，以及

所述平面绝缘膜(15)具有根据所述不同发射颜色的发光层的不同厚度。

6、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括连接至所述第一电极(16)并提供发射驱动电流的像素驱动电路(DC)。

7、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

像素驱动电路(DC)，提供发射驱动电流；以及

保护绝缘膜(13)，覆盖所述像素驱动电路(DC)；并且其特征在于，

所述第一电极(16)经延伸穿过所述平面绝缘膜(15)和所述保护绝缘膜(13)的开口部分连接至所述像素驱动电路(DC)。

8、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括提供发射驱动电流的像素驱动电路(DC)，并且其特征在于，

所述平面反射层(14)电连接至所述像素驱动电路(DC)，且所述第一电极(16)电连接至所述平面反射层(14)。

9、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

像素驱动电路(DC)，提供发射驱动电流；以及

保护绝缘膜(13)，覆盖所述像素驱动电路(DC)；并且其特征在于，

所述平面反射层(14)经设置在所述保护绝缘膜(13)中的第一开口部分连接至所述像素驱动电路(DC)；以及

所述第一电极(16)经设置在所述平面绝缘膜(15)中的第二开口部分电连接至所述平面反射层(14)。

10、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括提供发射驱动电流并包括电极和互连层的像素驱动电路(DC)，并且其特征在于，

所述像素驱动电路(DC)的所述电极和所述互连层中的至少一个经所述平面绝缘膜(15)与所述第一电极(16)二维交叠。

11、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发光功能层(19)包括有机EL层。

12、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发光功能层(19)包括聚合物基有机材料。

13、一种制造包括发光功能层(19)的显示设备的方法，所述方法的特征在于，包括以下步骤：

形成平面反射层(14)，该平面反射层(14)至少对从所述发光功能层(19)发射的光的波长范围中的部分波长的光具有反射特性；

在所述平面反射层(14)上形成平面绝缘膜(15)，所述平面绝缘膜(15)至少对从所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；

在所述平面绝缘膜(15)上形成第一电极(16)，所述第一电极(16)至少对从所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；

在所述第一电极(16)上形成所述发光功能层(19)；以及

在所述发光功能层(19)上形成第二电极(20)，所述第二电极(20)至少对从所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性。

14、一种制造包括发光功能层(19)的显示设备的方法，所述方法的特征在于包括以下步骤：

在像素驱动电路(DC)上形成具有第一开口部分的保护绝缘膜(13)；

在所述保护绝缘膜(13)和所述第一开口部分上形成平面反射层(14)，所述平面反射层(14)至少对从所述发光功能层(19)发射的光的波长范围中的部分波长的光具有反射特性；

形成平面绝缘膜(15)，所述平面绝缘膜(15)具有暴露所述平面反射层(14)的一部分的第二开口部分，并且至少对从覆盖所述平面反射层(14)的其它部分的所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；

在所述平面绝缘膜(15)和所述第二开口部分上形成第一电极(16)，所述第一电极(16)至少对从所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性；

在所述第一电极(16)上形成所述发光功能层(19)；以及

在所述发光功能层(19)上形成第二电极(20)，所述第二电极(20)至少对从所述发光功能层(19)发射的所述光的所述波长范围中的所述部分波长的光具有透射特性。

15、根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述平面绝缘膜(15)的折射率基本等于所述第一电极(16)的折射率。

16、根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述平面绝缘膜(15)的折射率大约为1.6，并且其厚度不小于2000nm。

17、根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，

所述发光功能层(19)包括用于各个像素的不同发射颜色的发光层，以及

所述平面绝缘膜(15)具有根据所述不同发射颜色的发光层的不同厚度。

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