CN105723541A - 有机发光显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机发光显示装置，更具体地，涉及一种由于提高的亮度而展示优良的效率的有机发光显示装置。为此，本发明提供了一种有机发光显示装置，所述有机发光显示装置包括：基板；多个薄膜晶体管，形成在由形成在基板上的多条栅极线与多条数据线的交叉点限定的多个像素区中的每个上；多个有机发光装置，形成在薄膜晶体管的上表面上并且电连接到相应的薄膜晶体管；黑矩阵层，形成在相邻的有机发光装置之间；以及层压涂膜，涂覆在黑矩阵层的表面上并且通过具有彼此不同的折射率的物质的层压形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机发光显示装置，更具体地，涉及一种由于亮度提高而具有优良的效率的有机发光显示装置。
背景技术
通常，有机发光二极管(OLED)包括阳极、发射层和阴极。当电压被引入阳极与阴极之间时，来自阳极的空穴通过空穴注入层和空穴传输层迁移到发射层，来自阴极的电子通过电子注入层和电子传输层迁移到发射层。已经迁移到发射层中的电子和空穴彼此复合，由此产生激子。当激子从激发态跃迁到基态时，发射光。
根据用于驱动N×M数量的像素的模式，将利用这样的OLED的有机发光显示装置分成无源矩阵有机发光显示装置和有源矩阵有机发光显示装置，其中，N×M数量的像素以其使用的矩阵图案排列。
至于有源矩阵型有机发光显示装置，限定发射区的像素电极和用于将电流或电压施加到像素电极的单元像素驱动电路被设置在单元像素区中。这里，单元像素驱动电路包括至少两个薄膜晶体管(TFT)和单个电容器以能够不计像素的数量来提供一定量的电流，由此获得可靠的亮度等级。这样的有源矩阵型有机发光显示装置由于具有减小的功耗而有利地适合于高分辨率和大尺寸显示器。
然而，仅大约20％的由OLED产生的光被发出，同时大约80％的由OLED产生的光不但由于波导效应而且通过全内反射而损失，其中，波导效应起源于玻璃基板与包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发射层、电子传输层和电子注入层的有机发光层之间的折射率差，全内反射起源于玻璃基板与环境空气之间的折射率差。这里，内部有机发光层的折射率范围从1.7至1.8，然而，通常用于阳极的氧化铟锡(ITO)的折射率大约是1.9。由于两层具有范围从200nm至400nm的明显低的厚度，并且用于玻璃基板的玻璃的折射率大约是1.5，因此平面波导由此形成在OLED内。估计的是，在内部波导模式中损失的光的比例由于上述的原因大约是45％。另外，由于玻璃基板的折射率大约是1.5且环境空气的折射率是1.0，因此当光离开玻璃基板的内部时，具有比临界角大的入射角的光束可被完全反射并且在玻璃基板内部被捕获。以这样的方式捕获的光的比例一般大约是35％，仅大约20％的产生的光可被发射出来。
根据相关技术，诸如散射颗粒、不规则结构特征等用的结构通常形成在OLED前面以提高OLED的发光效率。然而，这样的结构会在屏幕的背景上引起漫反射，因此被认为是不适合用在显示器中。此外，当这样的结构用在具有底发射结构的OLED中以提高发光效率时，TFT结构会降低OLED的发光效率，这会成问题的。
相关技术文献
日本未审查专利公开第1998-214043号(1998年8月11日)
发明内容
技术问题
因此，已经考虑到在相关技术中出现的上述问题而作出本发明，本发明提出一种由于具有提高的亮度而具有优良的效率的有机发光显示装置。
技术方案
根据本发明的方面，本发明提供了一种有机发光显示装置，所述有机发光显示装置包括：基板；多个薄膜晶体管(TFT)，分别形成在由形成在基板上的多条栅极线与多条数据线之间的交叉点限定的多个像素区上；多个有机发光二极管(OLED)，形成在TFT上并且电连接到TFT；黑矩阵层，与OLED交替；以及多层涂膜，分别涂覆黑矩阵层的表面，多层涂膜中的每层包括具有不同的折射率的涂层。
这里，涂层可包括：第一涂层，涂覆黑矩阵层的表面；以及第二涂层，涂覆第一涂层并且包括具有比第一涂层的折射率高的折射率的材料。
第一涂层可包括从丙烯酸聚合材料、SiOx、MgF2和光敏低折射率光致抗蚀剂中选择的一种。
第二涂层可包括从金属氧化物、金属氮化物和聚酰亚胺类高折射率聚合材料中选择的一种。
多层涂膜中的每层的厚度范围可以从0.1μm至5μm。
多层涂膜中的每层可具有在其上表面中的沟槽，沟槽以线性形状来暴露黑矩阵层。
钝化层可设置在多个TFT与多个OLED之间。
黑矩阵层可形成为与多条栅极线和多条数据线对应。
黑矩阵层中的每层可包括有机绝缘材料或无机绝缘材料。
另外，有机发光显示装置可具有使得光穿过基板发射出的底发射结构。
有益效果
根据本发明，包括具有不同折射率的涂层的多层涂膜形成在将形成在像素区上的OLED分开的黑矩阵层的表面上，使得由于波导效应而从OLED侧向发射的光以及因黑矩阵层而损失的光向前折射。这个结构使得能够在黑矩阵层处获得光提取效果，由此提高有机发光显示装置的亮度。最终，可实现表现出优良的光发射效率的有机发光显示装置。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的有机发光显示装置的示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细地描述根据本发明的示例性实施例的有机发光显示装置。
另外，在本发明的描述中，已知的功能和组件的详细描述在本发明的主题因包含其而被描绘得不清楚的情况下将被省略。
如图1中所示，根据本发明的实施例的有机发光显示装置100包括基板110、薄膜晶体管(TFT)120、有机发光二极管(OLED)130、黑矩阵层140和多层涂膜150。
当有机发光显示装置100具有底发射结构时，基板110用作由OLED130产生的光穿过其发出的通道。就这一点而言，基板110设置在OLED130的前方(附图中的下侧)。另外，基板110在其上表面上具有用于传输栅极信号的多条栅极线(未示出)以及用于传输数据信号的多条数据线(未示出)。栅极线例如在水平方向上彼此平行地布置，数据线在垂直方向上彼此水平地布置。另外，多个像素区通过栅极线与数据线之间的交叉点而限定在基板上。
基板110是可由主要由例如SiO2组成的玻璃材料形成的透明基板。基板110不限于此，并且可由透明塑料材料形成。另外，由例如SiO2或SiNx形成的缓冲层(未示出)可形成在基板110上以保持基板110的平坦并且防止杂质渗透到基板中。
TFT120分别形成在通过形成在基板110上的栅极线(未示出)与数据线(未示出)之间的交叉点限定的多个像素区上。这里，开关晶体管和驱动晶体管、TFT120的组件和存储电容器(未示出)形成在每个像素区上。
这里，虽然未具体示出，但是TFT120可包括半导体层、栅极介电膜、栅电极、层间介电层、源电极和漏电极。半导体层以某种图案形成在缓冲层(未示出)上。这样的半导体层可由诸如非晶硅或多晶硅的无机半导体材料或者有机半导体材料形成，并且包括源极区、漏极区和沟道区。由例如SiO2或SiNx形成的栅极介电膜形成在半导体层上，栅电极形成在栅极介电膜的上部的某一区域中。栅电极连接到ON/OFF信号通过其施加到TFT120的栅极线(未示出)。另外，层间介电膜形成在栅电极上，使得源电极和漏电极通过接触孔来分别邻接半导体层的源极区和漏极区。
另外，具有上述的结构的TFT120被钝化膜121覆盖且受钝化膜121保护。钝化膜121可以是有机绝缘膜或无机绝缘膜。无机绝缘膜可包含SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、TiO2、Ta2O5、HfO2、ZrO2、BST、PZT等，有机绝缘膜可包含从诸如PMMA和PS的多用途聚合物、具有酚基的聚合衍生物、丙烯酸聚合物、芳基醚类聚合物、酰胺类聚合物、氟类聚合物、对二甲苯类聚合物、乙烯醇类聚合物以及它们的混合物之中选择的至少一种。另外，钝化膜121可形成为由无机绝缘层和有机绝缘层组成的组合结构。
OLED130形成在TFT120的上部上，更具体地，在钝化膜121上。OLED130分别形成在像素区上，使得每个像素区中的OLED电连接到形成在同一像素区上的TFT120。虽然未示出，但是每个OLED130包括第一电极、有机发光层和第二电极。
第一电极形成在钝化膜121上以与相应的像素区匹配。另外，第一电极通过接触孔电连接到TFT120的漏电极。第一电极是充当OLED的阳极的透明电极。第一电极可由例如具有更大的功函数的氧化铟锡(ITO)形成以促进空穴注入到OLED中。
有机发光层形成在第一电极上。有机发光层可包括顺序地层压在第一电极上的空穴注入层、空穴传输层、发射层、电子传输层和电子注入层。使用这个结构，当正向电压引入充当阳极的第一电极与充当阴极的第二电极之间时，来自阴极的电子穿过电子注入层和电子传输层迁移到发射层，来自阳极的空穴穿过空穴注入层和空穴传输层迁移到发射层。已经迁移到发射层中的电子和空穴彼此复合，由此产生激子。当激子从激发态跃迁到基态时，发射光。发射的光的亮度与在阳极和阴极之间流动的电流的量成比例。这里，当OLED130是白色OLED时，发光层可具有例如包括发射蓝光的高分子发光层和发射橙红光的小分子发光层的层压结构以及各种其他结构以发射白光。另外，有机发光层可具有串联结构。即，有机发光层可形成为多个有机发光层，并且与充当电荷产生层的互连层交替。
第二电极形成在有机发光层上。这里，第二电极可形成在多个OLED130的整个区域上。第二电极充当OLED130的阴极，并且可以是由具有较小的功函数的Al、Al:Li或Mg:Ag形成的金属薄膜以促进电子注入到有机发光层中。
黑矩阵层140形成为与OLED130交替。黑矩阵层140布置成与形成在基板110上的多条栅极线(未示出)和多条数据线(未示出)对应。即，黑矩阵层140以围绕通过栅极线(未示出)与数据线(未示出)之间的交叉点限定的像素区的类似于堤的图案来设置，由此限定相应的像素区。因此，OLED130形成在作为通过黑矩阵层140而暴露为敞开区域的像素区的钝化膜121上。黑矩阵层140可由诸如丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂等的具有耐热性和耐溶剂性的有机介电材料或诸如SiO2或TiO2等的无机介电材料形成。
黑矩阵层140的表面被多层涂膜150涂覆。另外，每个多层涂膜150由具有不同折射率的涂层组成。多层涂膜150的厚度范围从0.1μm至5μm。
多层涂膜150可包括第一涂层151和第二涂层152。
这里，第一涂层形成为涂覆黑矩阵层140的表面。第一涂层151可由具有比第二涂层152的折射率低的折射率的材料形成。例如，第一涂层151可由从丙烯酸聚合材料、SiOx、MgF2和光敏低折射率的光致抗蚀剂中选择的一种形成。第一涂层151用于使得通过第二涂层152而从第一涂层151的像素区的边缘(即，OLED130的侧边)折射的光线性地传播。
第二涂层152形成为涂覆第一涂层151的表面。因此，多层涂膜150形成两层结构。另外，第二涂层152可由具有比第一涂层151的折射率高的折射率的材料形成。例如，第二涂层152可由从诸如ZnO或TiO2的金属氧化物、诸如Si3N4的金属氮化物和聚酰亚胺类高折射率聚合材料组成的组中选择的一种形成。第二涂层152用于捕获由于波导效应而从OLED130侧向地发射的光。
像这样，当包括具有不同折射率的第一涂层151和第二涂层152的多层涂膜150形成在黑矩阵层140的表面上时，能够向前折射否则将由于波导效应而从OLED130侧向地发射并且由黑矩阵层140损失的光。即，当多层涂膜150形成在黑矩阵层140的表面上时，可获得在黑矩阵层140处的光提取效果，由此提高OLED130的整体光提取效率，有机发光显示装置100的亮度因此提高，最终提高有机发光显示装置100的光发射效率。
另外，在本发明的实施例中，沟槽153(即，“V”型楔形物或凹槽(基于横截面))形成在多层涂膜150的不邻接OLED130的一侧中，即，在多层涂膜150的基于附图的上表面中。沟槽153暴露黑矩阵层140的线性成形部分。沟槽153用于在向前方向上再次反射向后折射的光，由此进一步提高在黑矩阵层140处的光提取效率。
已经参照附图提出了本发明的特定示例性实施例的前面描述。它们不意图是彻底的或者将本发明限制为这里公开的精确形式，并且根据上面的教导，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是明显可能的。
因此意图的是，本发明的范围不应该局限于前面的实施例，而应该通过这里所附权利以及它们的等同物来限定。
Claims (10)
1.一种有机发光显示装置，所述有机发光显示装置包括：
基板；
多个薄膜晶体管，分别形成在由形成在基板上的多条栅极线与多条数据线之间的交叉点限定的多个像素区上；
多个有机发光二极管，形成在薄膜晶体管上方并且电连接到薄膜晶体管；
黑矩阵层，与有机发光二极管交替；以及
多层涂膜，分别涂覆黑矩阵层的表面，多层涂膜中的每层包括具有不同的折射率的涂层。
2.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，涂层包括：
第一涂层，涂覆黑矩阵层的表面；以及
第二涂层，涂覆第一涂层并且包括具有比第一涂层的折射率高的折射率的材料。
3.如权利要求2所述的有机发光显示装置，其中，第一涂层包括从由丙烯酸聚合材料、SiOx、MgF2和光敏低折射率光致抗蚀剂组成的组中选择的一种。
4.如权利要求2所述的有机发光显示装置，其中，第二涂层包括从由金属氧化物、金属氮化物和聚酰亚胺类高折射率聚合材料组成的组中选择的一种。
5.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，多层涂膜中的每层的厚度范围从0.1μm至5μm。
6.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，多层涂膜中的每层包括在其上表面中的沟槽，沟槽以线性形状来暴露黑矩阵层。
7.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，钝化层设置在所述多个薄膜晶体管与所述多个有机发光二极管之间。
8.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，黑矩阵层形成为与所述多条栅极线和所述多条数据线对应。
9.如权利要求8所述的有机发光显示装置，其中，黑矩阵层中的每层包括有机绝缘材料或无机绝缘材料。
10.如权利要求1所述的有机发光显示装置，其中，有机发光显示装置具有使得光穿过基板发射出的底发射结构。
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