CN1525796A - 电场发光显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电场发光显示装置，可尽量抑制因光的绕射所造成的白色光漏出、混色的情形，以防止RGB各色的色纯度降低。其中，于绝缘基板(100)上形成有用以驱动有机EL元件的TFT(101)，并且以覆盖该TFT(101)的方式形成第一平坦化绝缘膜(102)。彩色滤光层(103)系埋设于第一平坦化绝缘膜(102)中。阳极层(104)系连接于TFT(101)，同时延伸于第一平坦化绝缘膜(102)上，第二平坦化绝缘膜(105)系以覆盖阳极层(104)的端部的方式形成。此处的彩色滤光层(103)仅与第二平坦化绝缘膜(105)重叠预定距离A，该距离A系大于阳极层(104)的厚度与第一平坦化绝缘膜(102)的厚度的总和B。藉此，可使大部分从白色有机EL层(106)射出的光通过彩色滤光层(103)内。
Description
技术领域
本发明涉及一种电场发光显示装置，尤指涉及具有彩色滤光层的电场发光显示装置。
背景技术
近年来的有机电场发光显示元件(Organic Electro LuminescenceDevice：以下称为「有机EL元件」)系自发光型的发光元件。采用此种有机EL元件的有机EL显示装置即将成为取代阴极射线管(CRT，Cathode Ray Tube)以及液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)的下一世代显示装置，而成为众所瞩目的焦点。
图6系表示习知例的全彩有机EL显示装置的一像素(pixel)的概略剖视图。200系玻璃基板，201系形成于玻璃基板200上的用以驱动有机EL元件的薄膜晶体管(TFT，thin film transistor)，202系第一平坦化绝缘膜。203系连接于TFT201，同时延伸于第一平坦化绝缘膜202上的氧化铟锡ITO(Indium Tin Oxide)所构成的阳极层，204系形成为被覆阳极层203端部的第二平坦化绝缘膜，205系形成于阳极层203上的含有RGB各色的有机EL层，206系形成于有机EL层205上的阴极层。
以玻璃基板207覆盖阴极层206上，并且将该玻璃基板207与玻璃基板200于两基板的周边加以黏接，再于两基板的内侧封入有机EL层205。此处含有RGB各色的有机EL层205系采用金属光罩，且选择性地蒸镀可发出红R(red)、绿G(green)、蓝B(blue)各色光的有机EL材料而形成。
另一方面，有一种不使用如上所述的含有RGB各色的有机EL层205，即可实现全彩有机EL显示装置的方法，系使用彩色滤光层。此时所采用的结构系白色有机EL层+彩色滤光层。
该种有机EL显示装置系刊载于下述的专利文献1中。
(专利文献1)
日本专利特开平8-321380号公报
(发明所欲解决的问题)
然而，采用白色有机EL层+彩色滤光层的结构时，彩色滤光层系配置于有机EL层与第二平坦化绝缘膜的下层，彩色滤光层与第二平坦化绝缘膜的重叠部分若过小，光会因从白色有机EL层绕射而产生漏光，而造成色纯度降低的问题。
发明内容
本发明的目的在于：藉由尽量抑制因光的绕射所造成的白色光漏出、混色的情形，以防止RGB各色的色纯度降低。
(解决问题的手段)
本发明的电场发光显示装置系具备多个像素，各像素中具有：形成于玻璃基板上方的彩色滤光层；于该彩色滤光层上方隔着第一平坦化绝缘膜所形成的阳极层；以覆盖该阳极层端部的方式形成的第二平坦化绝缘膜；在该阳极层上隔着电场发光层所形成的阴极层；
上述彩色滤光层仅与上述第二平坦化绝缘膜重叠预定的距离，该距离系大于上述阳极层厚度与上述第一平坦化绝缘膜厚度的总和。
根据本发明，由于将彩色滤光层与上述第二平坦化绝缘膜的重叠部分确保在一定距离以上，因此大部分从EL层射出的光会通过彩色滤光层内。因此，可尽量抑制因光的绕射所造成的白色光漏出、混色的情形，以防止RGB各色的色纯度降低。
附图说明
图1系表示本发明实施形态中有机EL显示装置的一像素的概略剖视图。
图2系图1虚线所包围部分的放大图。
图3系表示本发明实施形态中有机EL显示装置的显示像素附近的俯视图。
图4系图3中A-A线的剖视图。
图5系图3中B-B线的剖视图。
图6系表示习知例的有机EL显示装置中一像素的概略剖视图。
10、100绝缘基板 12、32栅极绝缘膜
15层间绝缘膜
17、102、202第一平坦化绝缘膜
30、40、101、201薄膜晶体管(TFT)
31、41栅极 33、43主动层
33d、36、43d漏极 33s、43s源极
43c通道 51栅极信号线
52漏极信号线 53驱动电源线
54保持电容电极线 55电极电容
56保持电容 60有机EL元件
61、104阳极层 62空穴输送层
63发光层 64电子输送层
65、107、206阴极层
70、103彩色滤光层
105、204第二平坦化绝缘膜
106有机EL层 115显示像素
205有机EL层 207玻璃基板
具体实施方式
以下将参照图式以详细说明本发明的实施形态。图1系表示本发明的有机EL显示装置的一像素的概略剖视图。图2系图1虚线所包围部分的放大图。实际的有机EL显示装置中，系将此种像素配置成多个矩阵状。
图中100系玻璃基板等的透明绝缘基板，101系形成于绝缘基板100上的用以驱动有机EL元件的TFT，102系第一平坦化绝缘膜。103系埋设于第一平坦化绝缘膜102中的彩色滤光层。104系由连接于TFT101同时延伸于第一平坦化绝缘膜102上的ITO所形成的阳极层，105系以覆盖阳极层104端部的方式形成的第二平坦化绝缘膜。
第二平坦化绝缘膜105的除了阳极层104端部以外的部分开口，在露出该开口部的阳极层104上形成白色有机EL层106，而且，于有机EL层106上形成阴极层107。以玻璃基板207覆盖阴极层107上，将该玻璃基板207与玻璃基板100于两基板的周边加以黏接后，并将有机EL层106封入两基板的内侧。
在此，设置第二平坦化绝缘膜105的理由，为用以防止因阳极层104端部与阴极层107的间距短而使阳极层104与阴极层107短路。
彩色滤光层103与第二平坦化绝缘膜105仅重叠预定距离A，该距离A系大于阳极层104的厚度与第一平坦化绝缘膜102的厚度的总和B。
由于上述的构造，大部分从白色有机EL层106所射出的光将通过彩色滤光层103内部，可尽量抑制因光的绕射所造成的漏出白色光、混色的情形，以防止RGB各色的色纯度降低。
以下将针对该部分作更进一步的详细说明。有机EL层106仅在接触阳极层104的区域发光。因此，图2中发光区域的端部成为覆盖阳极层104的第二平坦化绝缘膜105的终端X。而发光区域的外侧(在图中的终端X的右侧)区域上，因阳极层104未接触有机EL层106而成为非发光区域。
因从该终端射出的光最易出现漏光的情形，故举从终端X射出的光为例加以说明。光从终端X射出的行进方向与阳极层104表面所形成的角度为θ时，使对应图2光a的角度θ成为临界角。在此，光a系从终端X射出，并且接触彩色滤光层103上端部Y的光成分。光从终端X射出的行进方向若大于该临界角θ时(例如，图2的光b)，可通过彩色滤光层103内，若小于该临界角θ时则无法通过彩色滤光层103，而造成光从玻璃基板100射出至外部的光外漏现象。
在此，成立tanθ＝B/A的关系。例如，若A＝B，则θ＝45°。此时，光从终端X射出的行进方向若大于该临界角45°，即可通过彩色滤光层103。依本发明人的研究结果，实际上，藉由保持A＞B的关系，且将角度设为θ＜45°时，即可防止RGB各色的色纯度降低的情形。
其次，针对有机EL显示装置的具体结构加以说明。图3系表示有机EL显示装置的显示像素附近的俯视图。图4系图3中A-A线的剖视图，图5系图3中B-B线的剖视图。
显示像素115系形成于栅极信号线51与漏极信号线52所包围的区域中，并且配置成矩阵状。
该显示像素115中配置有：属于自发光元件的有机EL元件60；控制用以将电流供给至该有机EL元件60的时序的开关(switching)用TFT30；将电流供给至有机EL元件60的驱动用TFT40；以及保持电容器56。有机EL元件60系由：阳极层61、以白色发光材料形成的白色EL层以及阴极层65所构成。
更详而言之，于两信号线51、52的交点附近设置有开关用TFT30，该TFT30的源极33s系于与保持电容电极线54之间兼作为形成电容器的电容电极55，同时连接于驱动用TFT40的栅极41。驱动用TFT40的源极43s系连接于有机EL元件60的阳极层61，而另一边的漏极43d系与供给至有机EL元件60的电流源亦即驱动电源线53相连接。
以下参照图4、图5说明该有机EL显示装置的剖面结构。由玻璃或合成树脂等形成的基板或具导电性的基板或者半导体基板等基板10之上，依序积层有TFT与有机EL元件。然而，基板10若选用具导电性的基板与半导体基板时，于此等基板10上除了形成氧化硅(SiO2)与氮化硅(SiN)等绝缘膜之外，然后在其上面形成TFT30、TFT40以及有机EL元件60。TFT30、TFT40的结构皆为顶栅极型(top gate type)，亦即其栅极系隔着栅极绝缘膜而位于主动层上方。
首先，说明开关用TFT30的结构。于图4所示的由石英玻璃、无碱玻璃等形成的绝缘基板10上，以CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法等将非晶硅膜(以下称为「a-Si膜」)予以成膜，再用雷射光照射该a-Si膜，使a-Si膜熔融再结晶，而成为多晶硅膜(以下称为「p-Si膜」)，并且以该多晶硅膜作为主动层33。
于主动层33上形成SiO2膜、SiN膜的单层或积层体，以作为栅极绝缘膜12。再于栅极绝缘膜12上具有：将兼作为由铬(Cr)、钼(Mo)等高熔点金属所形成的栅极31的栅极信号线51；以及由铝所形成的漏极信号线52。另外配置有作为有机EL元件60的驱动电源且由铝所形成的驱动电源线53。
而在整个栅极绝缘膜32与主动层33上，形成有按照SiO2膜、SiN膜以及SiO2膜的顺序积层的层间绝缘膜15，且设有在与漏极33d相对应设置的接触孔中填充铝等金属的漏极36，更于整面上形成有由有机树脂所构成且用以使表面平坦的第一平坦化绝缘膜17。
以下说明驱动用TFT40的结构。如图5所示，由石英玻璃、无碱玻璃等形成的绝缘基板10上，依序形成有：以雷射光照射a-Si膜并使的多结晶化而形成的主动层43、栅极绝缘膜12以及铬(Cr)、钼(Mo)等高熔点金属所构成的栅极41。
主动层43中设有通道43c、以及于该通道43c两侧所设的源极43s以及漏极43d。在栅极绝缘膜12与主动层43的整面上，形成有依照SiO2膜、SiN膜以及SiO2膜的顺序积层的层间绝缘膜15。且配置有在与漏极43d对应设置的接触孔中填充铝等金属且连接于驱动电源的驱动电源线53。
形成于层间绝缘膜15上的彩色滤光层70系邻接于驱动用TFT40。彩色滤光层70系在各显示像素中形成具有RGB的光谱特性。例如，形成在R像素中具有红色(RED)的光谱特性的彩色滤光层70。
再者，于整面上形成用以使表面平坦且由有机树脂构成的第一平坦化绝缘膜17。再于对应该平坦化绝缘膜17的源极43s的位置上形成接触孔，并且将由透过该接触孔而接触源极43s的ITO所构成的透明电极，亦即有机EL元件的阳极层61设于平坦化绝缘膜17上。该阳极层61系配置于彩色滤光层70上，在各显示像素中分离形成岛状。
更于第一平坦化绝缘膜17上形成有第二平坦化绝缘膜66，该平坦化绝缘膜66的结构系：覆盖阳极层61的端部，同时于阳极层61上的发光区域去除第二平坦化绝缘膜66。
有机EL元件60系将蓝色+黄色材料积层而构成白色发光材料，以获得白色发光。具体而言，有机EL元件60的结构系依序积层有：由氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxide)等透明电极等构成的阳极层61；由NPB构成的空穴输送层62；含有黄色掺杂物的黄色射极层与蓝色射极层所构成的发光层63；以及由Alq3所构成的电子输送层64；镁铟合金、铝、或是铝合金所构成的阳极层65。
此处含有黄色掺杂物的黄色射极层，系于NPB(主体，HOST)中掺入黄色掺杂物的Rubrene。NPB(HOST)的正式名称系N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-联苯胺(N，N’-Di(naphthalene-1-yl)-N，N’-diphenyl-benzidine)。另外蓝色射极层系由Zn(BOX)2所构成，其正式名称为双((2-羟苯基)苯并噁唑基)锌(bis((2-hydroxyphenyl)benzo-oxazolyl)Zn)。并且以玻璃基板207覆盖阴极层65。
有机EL元件60系从阳极层61注入的空穴，与从阴极层65注入的电子，于发光层63内部再结合，并且激发形成发光层43的有机分子而产生激发电子。该激发电子于去活化(deactivation)过程中从发光层63释出光，该光从透明阳极层61经由绝缘基板10射出外部而发光。
本实施形态的彩色滤光层70仅与第二平坦化绝缘膜66重叠预定的距离A，该距离A系大于阳极层61的厚度与第一平坦化绝缘膜17的厚度的总和B。
因此，从白色发光层63射出的光可通过彩色滤光层70内，可尽量抑制因光的绕射所造成的白色光外漏、混色的情形，以防止RGB各色的色纯度降低。
(发明的功效)
本发明的彩色滤光层103与第二平坦化绝缘膜105的重叠距离A系大于阳极层104的厚度与第一平坦化绝缘膜102的厚度的总和B，因此从EL层106放射的光可通过彩色滤光层103内。由于上述结构，可尽量抑制因光的绕射所造成的白色光外漏、混色的情形，以防止RGB各色的色纯度降低。
Claims (3)
1.一种电场发光显示装置，其特征在于：该显示装置具备多个像素，各像素具有：形成于玻璃基板上方的彩色滤光层；于该彩色滤光层上方随着第一平坦化绝缘膜所形成的阳极层；以覆盖该阳极层端部的方式形成的第二平坦化绝缘膜；在该阳极层上方隔着电场发光层而形成的阴极层，
上述彩色滤光层仅与上述第二平坦化绝缘膜重叠预定的距离，该距离大于上述阳极层的厚度与上述第一平坦化绝缘膜的厚度的总和。
2.如权利要求1所述的电场发光显示装置，其特征在于，上述电场发光层是白色电场发光层。
3.如权利要求2所述的电场发光显示装置，其特征在于，上述电场发光层是有机电场发光层。
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