CN1180304C - 自发光型显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高向光出射面的取出效率的有机自发光型显示装置。该自发光型显示装置的特征在于，将具备至少包含发光层的自发光部分的多个显示象素配置成矩阵状，所述显示象素具备相互电性绝缘的多个第1电极以及与所述第1电极对向配置的第2电极，将所述自发光部分固定在所述第1以及第2电极间，将所述第1以及第2电极中的任意之一作为光出射面，在所述显示象素中将从一显示象素射向邻接的其他显示象素的光向所述光出射面取出的光反射面设置在所述一显示象素与所述其他显示象素之间。

Description

自发光型显示装置
技术领域
本发明涉及自发光显示装置。
背景技术
对于作为象素的光调制层采用发光二极管、液晶、有机EL(ElectroLuminescence，电致发光)等的显示装置，因其显示部分能够为薄型，不仅可以使用于办公设备以及计算机等的显示装置，而且其适用范围也逐渐扩大。在这些显示装置中，采用了有机EL的有机自发光型显示装置与LCD(液晶显示装置)相比，具有下述a～c项所示的优点。
a.由于为自发光型，可以获得鲜明的显示以及宽广的视角，而且因不需要背景光源，故耗电低、量轻、型薄。
b.响应速度快，例如，相对于LCD为毫秒(msec)级，有机自发光型显示装置而为微妙(μsec)级。
c.由于利用固体进行发光，使用温度范围较宽。
由于上述这些优点，不断地对于这种自发光型液晶显示装置进行开发。特别地，通过与采用了多晶硅的薄膜晶体管(Poly Silicon Thin Film Transistor：多晶硅TFT)进行组合，正在盛行对于能够进行高清晰显示的有源矩阵型构造的多晶硅TFT型有机自发光型面板的研究。
图10表示构成这种以往的有机自发光型显示装置的阵列基板的概要剖视图。在阳极109以及阴极115之间固定有包含有机发光层113的有机薄膜层，向该有机发光层113注入电子以及空穴并且使之进行再结合，生成激子并且利用它们跃迁时放出光而进行发光。
有机自发光型显示装置如图10所示形成多晶硅层103、栅极绝缘膜104、将连接在由栅极电极105及源极·漏极电极107形成的驱动TFT的阳极109上进行开口的钝化膜110及隔壁绝缘膜111。
以往，有机自发型显示装置的发光强度为LCD的发光强度(100～150nt)的大约一半。
又，由于相邻象素间串扰的发生，特别是进行彩色显示时在形成R、G、B的显示象素的相邻象素间颜色会发生混合，而使得对比度下降。
本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种能够提高向光出射面的光的取出效率的自发光型显示装置。
又，本发明的目的在于提供一种能够抑制相邻象素间串扰的产生的自发光型显示装置。
发明内容
本发明的第1方面的自发光型显示装置，是将具备至少包含发光层的自发光部分的多个显示象素配置成矩阵状，所述显示象素具备相互电性绝缘的多个第1电极以及与所述第1电极对向配置的第2电极，将所述自发光部分固定在所述第1以及第2电极间，将所述第1以及第2电极中任一电极作为光出射面，在相互邻接的显示象素之间，所述第1以及第2电极中任一电极倾斜成与所述光出射面成锐角并且形成将从一显示象素射向邻接的另一象素的光引向所述光出射面侧的光反射面。
本发明第2方面是对于第1方面的自发光型显示装置，其特点在于，还具备分别将所述第1电极电性绝缘的隔壁，形成在每个所述显示象素边缘上的所述隔壁的开口与光出射面成锐角。
本发明的第3方面是对于第2方面的自发光型显示装置，其特征在于，经过多个显示象素连续地形成第2电极。
本发明第4方面是对于第2方面的显示装置，其特点在于，与所述光出射面对向配置的侧的所述电极在每个所述显示象素的边缘全周上相对于光出射面成锐角。
本发明第5方面是对于第2方面的自发光型显示装置，其特点在于，所述多个第1电极分别利用隔壁进行电性绝缘，在覆盖所述隔壁的整个面上形成所述第2电极，利用形成在所述显示象素边缘的所述隔壁上的开口的倾斜角，所述第2电极在每个所述显示象素的边缘上与光出射面成锐角。
附图简述
图1是表示本发明的有机自发光型显示装置的有机自发光型面板阵列的构造的平面图。
图2是表示图1所示的有机自发光面板阵列的构造的纵向剖视图。
图3是用于说明一般的有机自发光型显示装置之一个象素的平面图以及本发明的概要的显示象素的平面图。
图4是为了说明本发明的有机自发光型显示装置的第1实施形态而表示显示象素的构造的纵向剖视图以及表示其特征部分的详细构造的纵向剖视图。
图5是表示在平面上配置本发明的有机自发光型显示装置的面板阵列的构造部分的电路图。
图6是为了说明本发明的有机自发光型显示装置的第2实施形态而表示显示象素的构造的纵向剖视图。
图7是用于说明本发明的有机自发光型显示装置第3实施形态的显示象素的纵向剖视图。
图8是用于说明本发明的有机自发光型显示装置第4实施形态的显示象素的纵向剖视图。
图9是在平面上配置本发明的有机自发光型显示装置的面板阵列的构造部分的电路图。
图10是用于说明以往的有机自发光型显示装置的构造的显示象素的纵向剖视图。
符号说明
1象素
11，11A，12，13显示象素
S、M开口
100有机自发光面板阵列
101玻璃基板
102底涂层
103多晶硅层
104栅极绝缘膜
106层间绝缘膜
107源极·漏极电极
108布线
109阳极
110钝化膜
111隔壁绝缘膜
111F壁面
112阳极缓冲层
113有机发光层
114阴极缓冲层
115阴极
121X方向驱动电路
123Y方向驱动电路
131密封部件
133玻璃基板
200有机自发光面板
具体实施形态
以下，参照附图对于本发明进行详细说明。本发明第1实施形态的有机自发光型显示装置具备有机自发光面板阵列。图1是表示该有机自发光面板阵列100的概要平面图。如图1所示那样，有机自发光面板阵列是并列设置3个绿(G)、红(R)、蓝(B)的显示象素而构成象素1，并且将这些象素1多个配置成矩阵状而构成显示区域120。此时，形成纵横尺寸都大于显示区域120的玻璃基板101，特别地在图面的右侧以及下侧空处较大，其中，在右侧设置X方向驱动电路并且同时与从各象素导出的布线122连接，在下侧设置Y方向驱动电路123并且同时与从各象素导出的布线124连接。
再者，图2是将图1所示的有机自发光型面板阵列100作为构造要件而组合成的有机自发光面板200的纵向剖视图，为了包围有机自发光面板阵列100的显示区域120、X方向驱动电路121以及Y方向驱动电路123而在其边缘端部设置密封部件131。在该密封部件131上在其内面例如安装有涂覆沸石及BaO等的干燥剂132所形成的玻璃基板133，并且在内部填充干燥氮气。由此，构成图面的下方为显示面的有机自发光面板200。这样，利用该有机自发光面板200能够构成有机自发光型显示装置。
该自发光型显示装置的显示区域如图3(a)中的放大图所示，并列设置3个绿(G)、红(R)、蓝(B)的显示象素11、12、13而构成象素1，而且，如上所述，将这些象素1多个地配置成矩阵状构成显示区域120。这样，图3(b)是表示该一个显示象素分的概要平面图。该显示象素在以下将进行详细说明，而在中央部分与边缘部分分别具有开口，这些开口在图3(b)中用M、S表示。图4(a)是沿该一个显示象素的IV(a)-IV(a)的概要剖视图，图4(b)是其特征部分的放大剖视图。
这样的有机自发光型显示装置具备有机自发光面板100。该发光面板阵列100具有将上述显示象素配置成矩阵状的阵列基板以及与该阵列基板对向配置的对向基板。发光面板阵列100如上所述那样被封入氮气。在本实施形态中，显示面为阵列基板侧并且通过阳极向外部取出光。
如此，由于阵列基板为有机自发光面板100的构造部分，如图1所示，由将显示象素配置成矩阵状的显示区域120与边缘部分构成，在其边缘区域上设置有配置在基板二边上的X方向驱动电路121与Y方向驱动电路123。各显示象素如图5所示具备：源极与信号线41连接、栅极与栅极线43连接并且作为选择显示象素的象素开关的象素TFT44；利用由栅极与象素TFT44的漏极连接、源极与电流供给线42连接的作为驱动元件的驱动TFT45供给的电流进行发光的显示元件46。
在图4(a)中表示各显示象素的一部分的概要剖视图。这里图示的TFT是驱动TFT，是显示象素的一部分的概要剖视图。在图4(a)中，在具有光透光性的基板101上将底层102叠层，在该底涂层102形成的岛状多晶硅层103被划分成源极区域103a、沟道区域103b、漏极区域103c。在包含该多晶硅层103的底涂层102的全面上形成有栅极绝缘膜104，在对应于多晶硅层103的沟道区域103b的位置上通过栅极绝缘膜104形成栅极电极105。又，分别与多晶硅层的源极区域103a、漏极区域103b连接的源极电极以及漏极电极利用层间绝缘膜106与栅极电极电性绝缘。在该层间绝缘膜106上的规定象素区域上以透明部件例如ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)形成岛状的阳极109并且与漏极电极电性连接。
然后，形成将该阳极上进行开口的由无机材料构成的钝化膜110、由有机材料构成的隔壁绝缘膜111、在阳极上叠层至少具有有机发光层113的有机薄膜层，通过该有机薄膜层与阳极对向地经过多个象素连续地形成阴极115。有机薄膜层例如由阳极缓冲层112、有机发光层113以及阴极缓冲层114构成，阳极缓冲层112以及阴极缓冲层114由无机材料或者有机材料的叠层膜构成。
隔壁绝缘膜111如图3(b)、图4(a)以及(b)所示那样，在相邻的显示象素间具有开口。即，在各显示象素的边缘端更内侧的全周上形成隔壁绝缘膜111的开口(斜线区域)S，该开口S使得隔壁绝缘膜的阳极109侧的壁面相对于基板倾斜成锐角(θ＜90°)，最好大于45°。由此，能够将沿横方向前进的光即图4中的光成分P2、P3通过由金属模形成的阴极115发生折射而在显示面方向上前进，因此，能够提高显示面板的发光强度。
以下，对于本实施形态的有机自发光型显示装置的制造方法进行说明。
最初，准备玻璃基板101，在该玻璃基板101的一主面上例如形成将膜厚50nm的SiNx与膜厚为100nm的SiOx叠层形成的底涂层102，接着，在底涂层102上例如形成膜厚50nm的多晶硅层103，通过将其形成图案而形成薄膜晶体管的岛形区域。
其次，在包含多晶硅层103的底涂层102的整个面上，例如形成由膜厚为140nm的SiOx构成的栅极绝缘膜104，而且在栅极绝缘膜104上将膜厚为300nm的MoW叠层并且将使形成图案，由此形成栅极电极105。
其次，从栅极绝缘膜104上将栅极电极105作为掩膜并注入离子，由此，将位于多晶硅层103的栅极电极下部的区域作为沟道区域并在其两侧形成源极区域以及漏极区域。
其次，在包含栅极电极105的栅极绝缘膜104的整个面上，例如形成由膜厚为660nm的SiOx构成的层间绝缘膜106，接着形成ITO(indium Tin Oxide，氧化铟锡)的膜，使得该ITO形成图案，作为在规定区域扩张的岛状第1电极而形成阳极109。
其次，打通穿过层间绝缘膜106以及栅极绝缘膜104到达源极区域、漏极区域的孔，在该孔中填充入金属膜例如膜厚50nm的Mo、膜厚450nm的Al与膜厚100nm的Mo的叠层膜，由此，形成源极·漏极电极107。这样，使得阳极109与驱动TFT的漏极连接。
其次，在包含阳极109的表面的层间绝缘膜106上例如，形成膜厚450nm的SiNx构成的钝化膜110，设有露出阳极109的表面的开口。再者，在阳极109的露出面以及钝化膜110上设有绝缘性的隔壁绝缘膜111，设置箭头M所示的部位即露出阳极109的表面的第1开口，同时形成箭头S所示的部位即在显示象素的边缘端内侧形成第2开口。覆盖阳极109的端部而设置该隔壁绝缘膜111的开口，能够防止与下述的阴极发生短路。又，箭头S所示的部位的开口如图4(b)所示，隔壁绝缘膜111的阳极109侧的壁面111F与基板倾斜成锐角例如θ＝45°。
其次，在包含阳极109表面的隔壁绝缘膜111上，在堆积将空穴输送层、空穴注入层等叠层为膜厚110nm的阳极缓冲层112之后，叠层膜厚30nm的有机发光层113，在堆积由电子注入层等形成的膜厚30nm阴极缓冲层114之后，在整个面上形成阴极115。
结果，在从有机发光层113释放出的光成分P1、P2、P3中，光成分P1直接向显示面方向前进，光成分P2、P3通过隔壁绝缘膜111在横方向上前进，由于位于箭头S所示的隔壁绝缘膜111的开口的阳极109侧的壁面上的阴极115而使之向显示面方向上折射，提高了显示面板的发光强度。
又，在显示象素间配置图示的布线108，在该构造中最好设置使得光成分P2、P3向布线108更内侧进行折射的倾斜面。
又，在本实施形态中，使得光成分P2、P3折射的倾斜面与基板面成45度，而从提高发光强度的观点出发，只要使之为小于90度的锐角，就可以获得很好效果。
然而，在上述实施形态中，当着重研究图4(a)或图4(b)所示的部分时，光成分P3穿过隔壁绝缘膜111后通过阳极缓冲层112由阴极115反射而朝向显示面方向。根据这样的构造，根据阳极缓冲层112的吸收系数(吸光系数)光成分P3被衰减而向显示面方向前进，故从提高显示面板的发光强度来看效率下降。为了防止这样的情况，若在箭头S所示的隔壁绝缘膜111的开口的倾斜的壁面111F上直接附着阴极115，则能够避免阳极缓冲层112对于光成分P3的二次衰减作用。
图6表示着重该方面的本发明的有机自发光型显示装置第2实施形态的显示象素的纵向剖视图。在图6中，对于与图4相同的部分赋与同一符号并且省略对其的说明。与第1实施形态相同，在隔壁绝缘膜111上形成开口之时，由箭头S所示的部位上也形成使得阳极109侧的壁面111F例如大致为45度的第2开口。这里表示的显示象素11A在上述的第1开口即由阳极109上的隔壁绝缘膜所包围的区域中形成阳极缓冲层112、有机发光层113、阴极缓冲层114，在覆盖它们的整个面上形成阴极115。因此，在箭头S所示的部位大致倾斜成45度的隔壁绝缘膜111的壁面111F上直接覆盖着阴极115。
如此，通过这样的构造，从有机发光层113向横方向前进的光成分P3(以及P2)在隔壁绝缘膜111的倾斜面上被阴极115直接反射，因此不会被上述的阳极缓冲层112衰减，比图2所示的实施形态能够更进一步地提高显示面板的发光强度。
如上所述，在有机自发光型显示装置的隔壁绝缘膜的相邻的显示象素间设置开口，由于使得该隔壁绝缘膜的开口的壁面与光出射面成锐角，故在显示象素内，能够高效率地取出向光出射面以及平行方向漏出的光。
即，以高反射率的部件形成通过有机发光层并与光出射面对向侧的电极，由于该电极在每个显示象素的端部与光出射面形成锐角，故能够高效率地向光出射面侧取出从有机发光层发出的光。
又，若经过每个象素的边缘端内侧全面形成该开口时，则能够防止光泄漏到相邻的象素间，能够防止串扰并且提高对比度，而且在进行彩色显示时也能够防止相邻象素间的混色。
采用例如Alq3等低分子系的有机发光材料通过蒸镀等构成上述第1以及第2实施形态的有机发光层。
其次，对于第3实施形态进行说明。
图7是表示本发明第3实施形态的有机自发光型显示装置的阵列基板的概要剖视图。
在本实施形态中，例如采用多芴等的高分子系的有机发光材料通过喷射法与R、G、B对应地形成有机发光层113。即，顺次喷出高分子系的有机发光层材料，在作为第1电极的阳极109上的隔壁绝缘膜111的开口所对应的位置上通过膜厚30nm的阳极缓冲层112选择性地形成有机发光层。在本实施形态中，例如使得有机发光层113形成膜厚为80nm。
如此，采用高分子系的有机发光材料形成有机发光层113，能够容易地对应于阵列基板的基板尺寸设计的变更。又，能够在必要的位置选择性地喷出发光材料，故能够提高材料的利用效率。
其次，对于第4实施形态进行说明。
图8表示本发明第4实施形态的有机自发光型显示装置的阵列基板的概要剖视图。
本实施形态中，与驱动TFT(驱动元件)45连接的第1电极这里为阳极109通过绝缘膜116与驱动TFT45的漏极电极107b连接。
如此，由于在信号线41、TFT44，45上通过绝缘膜116配置第1电极，故与第1～第3实施形态所述与将信号线41与第1电极配置在同一平面的情况相比，能够增大第1电极配置位置的自由度，而且还能够增加发光面积。
又，各显示象素1并不限于上述构造，例如图9所示也可以由根据X方驱动电路121供给的扫描信号而选择写入由Y方向驱动电路123供给的视频信号的显示象素的象素开关44、将通过象素开关44从信号线41写入的视频信号保持1个水平扫描期间的第1电容47、向显示元件46供给基于视频信号的驱动电流的驱动元件45、复位电路48来构成。
这里，象素开关44例如由n型TFT构成，驱动元件45例如由p型TFT构成。又，复位电路48由配置在象素开关的漏极-驱动元件的栅极间的第2电容器48a、配置在驱动元件45的栅极-漏极间的第1开关48b、配置在驱动元件45的漏极与显示元件46的第1电极间的第2开关48c构成。
而且，这里显示元件是指由第1电极、与第1电极对向配置的第2电极、固定在第1以及第2电极间的自发光部分构成的叠层体。
而且，自发光部分(有机薄膜层)也可以由共通地形成在各色上的阳极缓冲层、阴极缓冲层以及形成在每个颜色的发光层这3层层叠层构成，也可以是由功能复合型的2层或单层构成。
又，在上述的实施形态中，将阳极作为透明电极设置在光出射面上、将阴极作为光反射电极设置在非光出射面侧上，而也可以以具有透光性的导电膜形成阴极并设置将其设置在光出射面侧上、使得阳极为导电膜与金属层的叠层构造等并将其设置在非光出射面侧上。
又，在上述的实施形态中，对于通过配置TFT等的阵列基板向外部取出光的方式的自发光型显示装置进行了说明，而也可以以具有光透过型的导电膜形成第2电极而通过第2电极向外部取出光，无论何种情况下关键在于，将向光出射面侧取出从一显示象素射向相邻其他显示象素的光的出射面设置在一显示象素与其他显示象素之间。
又，在上述的实施形态中，对于包围各显示象素的全周形成隔壁绝缘膜的开口的情况进行了说明，并不限定于此，也可以沿着显示象素的列方向形成条状。特别地，当进行彩色显示时，若R、G、B各色形成条状，则能够抑制相邻象素间的混色。
又，作为自发光型显示装置是以有机自发光装置中的电致发光显示装置为例进行了说明，本发明并不限定于此。
如上所述可知，根据本发明，能够提供一种可以提高向光出射面取出光的效率的自发光型显示装置。
又，根据本发明，能够提供一种可以抑制相邻象素间的串扰的自发光型显示装置。

Claims (5)

1.一种自发光型显示装置，其特征在于，
将具备至少包含发光层的自发光部分的多个显示象素配置成矩阵状，所述显示象素具备相互电性绝缘的多个第1电极以及与所述第1电极对向配置的第2电极，将所述自发光部分固定在所述第1以及第2电极间，将所述第1以及第2电极中任一电极作为光出射面，在相互邻接的显示象素之间，所述第1以及第2电极中任一电极倾斜成与所述光出射面成锐角并且形成将从一显示象素射向邻接的另一象素的光引向所述光出射面侧的光反射面。
2.如权利要求1所述的自发光型显示装置，其特征在于，
所述自发光型显示装置还具备分别与所述第1电极电性绝缘的隔壁，形成在每个所述显示象素边缘上的所述隔壁的开口与光出射面成锐角。
3.如权利要求2所述的自发光型显示装置，其特征在于，
经过多个所述显示象素连续地形成所述第2电极。
4.如权利要求2所述的自发光型显示装置，其特征在于，
与所述光出射面对向配置的侧的所述电极在每个所述显示象素的边缘全周上相对于光出射面成锐角。
5.如权利要求2所述的自发光型显示装置，其特征在于，
所述多个第1电极分别利用隔壁进行电性绝缘，在覆盖所述隔壁的整个面上形成所述第2电极，利用形成在所述显示象素边缘的所述隔壁上的开口的倾斜角，所述第2电极在每个所述显示象素的边缘上与光出射面成锐角。
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