CN1525797A - 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，该装置无须使用第1平坦化绝缘膜，从而在实现了降低制造成本的同时，防止了有机EL层的由于段部切断、段差部的吸湿引起的显示不良的发生。该装置由在玻璃基板(1)上各个R彩色滤光层(3)(color filter)、G彩色滤光层(4)、B彩色滤光层(5)的边缘部互相重叠而形成。R彩色滤光层(3)、G彩色滤光层(4)、B彩色滤光层(5)兼具第一平坦化绝缘膜的作用。为取得该平坦性，各彩色滤光层的边缘部相互重叠。为减小重叠部的段差H2，将彩色滤光层的边缘部加工成斜坡(taper)形状。

Description

电场发光显示装置
技术领域
本发明涉及一种电场发光显示装置，特别涉及具有彩色滤光层的电场发光显示装置。
背景技术
有机电场发光元件(Organic Electro Luminescence Device以下称[有机EL元件])系自发光型发光元件。使用该有机EL元件的有机EL显示装置，代替CRT、LCD等，成为新的显示装置而受到注目。
图5系表示以往的全彩色有机EL显示装置的一个像素(pixel)的概略断面图。200系玻璃基板，201系形成于玻璃基板200上的有机EL元件驱动用TFT(Thin film transistor)，202系第1平坦化绝缘膜。203系阳极层，该阳极层与TFT 201连接，由第1平坦化绝缘膜202上所延伸的ITO所形成，204系被覆阳极层203的边缘部所形成的第2平坦化绝缘膜，205系于阳极层203上所形成的RGB有机EL层，206系于有机EL层上所形成的阴极层。
在该阴极层206上方覆盖玻璃基板207，该玻璃基板207与玻璃基板200，将两基板的周边黏着，而将RGB各色有机EL层205封入该结构内侧。前述RGB各色有机EL层205，是使用金属屏蔽板(metal mask)对RGB的各色有机EL材料进行选择性淀积而形成的。
另一方面，在不使用前述的RGB各色有机EL层205时，有一种实现全彩色有机EL显示装置的方法，系使用带有彩色滤光层的方案。这种方案下，采用白色有机EL层+彩色滤光层的构造。
图6系这种全彩色有机EL显示装置的断面图。于玻璃基板300上，形成有下地绝缘膜301，于该下地绝缘膜301上形成有R彩色滤光层302、G彩色滤光层303、B彩色滤光层304。这些滤光层对应RGB的各种颜色，可透过白色有机EL层所放射的特定波长领域的光。并且在这些彩色滤光层302、303、304下层(在图中没有表示)，如图5的TFT201，形成有有机EL驱动用TFT。
在这些彩色滤光层302、303、304上形成有第1平坦化绝缘膜305，于该第1平坦化绝缘膜上形成有与RGB各色相对应的阳极层306、307、308。并且，用于被覆阳极层306、307、308的边缘部，形成有第2平坦化绝缘膜309，在该结构上层，以白色有机EL层310，阴极层311的顺序层积。然后，在上层覆盖玻璃基板312，将该玻璃基板312与玻璃基板300两基板的周边黏着，而将白色有机EL层310封入内侧。
这里，设置第2平坦化绝缘膜309的理由是：如果没有该层，阳极层306、307、308与阴极层311的间距离变短，就会有短路的危险。除了阳极层306、307、308的边缘部上方以外，将第2平坦化绝缘膜309的其它部分开口，使由该开口部露出的阳极层306、307、308与有机EL层310相连接。
有关该种有机EL显示装置，在以下的专利文献中有记载。
专利文献1
特开平11-251059号公报
采用前述的白色有机EL层+彩色滤光层的构造的有机EL显示装置会有以下的问题。第1，由于R彩色滤光层302、G彩色滤光层303、B彩色滤光层304上形成有第1平坦化绝缘膜305，就产生了该部分的制造成本提高的问题。这里，通过用彩色过滤层代替第1平坦化绝缘膜的方法，考虑去除第1平坦化绝缘膜305。这样为提高平坦化以及开口率，需使相邻的彩色滤光层相互重叠。但是，由于彩色滤光层的重叠部的段差大，会造成由于有机EL层的段部切断，以及段差部的吸湿所引起的显示不良。
第2，第1平坦化绝缘膜305，为获得平坦性，必须使用有2μm至3μm厚度的丙烯树脂等有机树脂。但是，由于有机树脂吸湿性高，会对不耐湿的有机EL层产生坏影响，从而造成显示不良。
发明内容
鉴于上述习知技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种电场发光显示装置，该装置用彩色滤光层代替了第1平坦化绝缘膜305，而不使用第1平坦化绝缘膜305，并且防止了由于有机EL层的段部切断、段差部的吸湿所引起的显示不良，该有机EL层的段部切断、段差部是由于彩色滤光层的重叠部的段差造成的。
前述的各色彩色滤光层的重叠部的段差，以比前述的白色EL(electro luminescence)层的厚度小为佳。这是为了防止白色有机EL层的段部切断。
前述的各色彩色滤光层，在前述绝缘基板上，以膜厚的厚薄顺序形成为佳。这是为了使彩色滤光层的重叠部的段差降到最小。
附图说明
图1显示本发明的实施形态的有机EL显示装置的断面图。
图2(a)至(d)说明彩色滤光层的形成方法的断面图。
图3显示本发明的实施形态的有机EL显示装置的另一断面图。
图4为本发明的实施形态的有机EL显示装置的等价电路图。
图5为以往例的有机EL显示装置的断面图。
图6为以往例的有机EL显示装置的断面图。
1、200、207、300、312            玻璃基板
2、301 下地绝缘膜                3、302   R彩色光层
3a     R彩色光材料层             4、303   G彩色光层
4a     G彩色光材料层             5、304   B彩色光层
6、7、8、203、306、307、308      阳极层
9、204、309                      第2平坦化绝缘膜
10、310白色有机EL层              11、206、311  阴极层
12、13 屏蔽                      20、202、305  第1平坦化绝缘膜
30     上层玻璃基板              50     栅极信号线
60     漏极信号线                100、110、201 TFT
100g、110g栅极                   100s、110d   漏极
105    驱动电源                  110s   源极
120    有机EL元件                121    阳极
122    阴极                      123    发光元件层
130    保持电容                  131    保持电容电极
140      共享电源        205    RGB有机EL层
具体实施方式
接着，将本发明的实施形态参照附图详细说明。图1系有关本发明的实施形态的有机EL显示装置的一个像素的断面示意图。实际的有机EL显示装置，将相关的像素以多个矩阵状配置。
在玻璃基板1上，形成有底层的SiO2等绝缘膜2，在该底层绝缘膜301上相邻形成有R彩色滤光层3、G彩色滤光层4、B彩色滤光层5。这些滤光层对应RGB的各种颜色，可透过白色有机EL层所放射的特定波长领域的光。并且在这些彩色滤光层的下层，形成有有机EL驱动用TFT或像素选择用TFT(在图中没有表示)。
R彩色滤光层3、G彩色滤光层4、B彩色滤光层5，兼具在先前技术中说明的图5的符号202所表示的第1平坦化绝缘膜的作用。为取得平坦性，各彩色滤光层的边缘部相互重叠。为了减小重叠部的段差H2，彩色滤光层的边缘部被加工成斜坡形状。例如，R彩色滤光层3的两边缘部呈顺斜坡形状，其中一边缘部由G彩色滤光层4的一边缘部覆盖而相互重叠。而B彩色滤光层5的两边缘部，覆盖着R彩色滤光层3的边缘部及G彩色滤光层4的边缘部而相互重叠。
在这些彩色滤光层上，不象以往那样形成平坦化绝缘层，而是在各个R彩色滤光层3、G彩色滤光层4、B彩色滤光层5上形成阳极层6、7、8。并且，用于覆盖阳极层6、7、8，形成有第2平坦化绝缘膜9，在该第2平坦化绝缘膜上，以白色有机EL层10、阴极层11的顺序层积。再在上层覆盖玻璃基板30，该玻璃基板30和玻璃基板1，将两基板的周边相互黏着，而将白色有机EL层10封入在内侧。
设置第2平坦化绝缘膜的理由，与以往相同，如果没有该层，阳极层6、7、8与阴极层11之间距离变短，阳极层6、7、8与阴极层11就会有短路的危险。除了阳极层6、7、8的边缘部上方以外的第2平坦化绝缘膜9的其它部分开口，使由该开口部所露出的阳极层6、7、8与有机EL层10相连接。
接着将有关彩色滤光层的形成方法，参照图2加以说明。首先对R彩色滤光层3及G彩色滤光层4的形成方法进行说明。如图2(a)所示，在玻璃基板1上形成的底层绝缘膜2上，全面涂布由含有特定颜料的页型(negative)感旋光性树脂形成的R彩色滤光材料层3a。然后，使用特定的屏蔽板(mask)12，通过该开口部对R彩色滤光材料层3a实施曝光处理。接着进行显像处理，如图2(b)所示，R彩色滤光材料层3a残留下被曝光部分，从而形成了R彩色滤光层3。通过曝光、显像处理，形成了边缘部有顺斜坡状的R彩色滤光层。这是由于R彩色滤光材料层3a，在屏蔽板12边缘部的水平方向上，一定程度的扩散领域内受到了略微的曝光。
如图2(c)所示，全面涂布含有特定颜料的由负型感光树脂构成的G彩色滤光材料层4a。然后，使用特定的屏蔽板(mask)13，通过该开口部对G彩色滤光材料层4a实施曝光处理。接着进行显像处理，如图2(d)所示，R彩色滤光材料层4a残留下被曝光部分，从而形成了G彩色滤光层4。通过对屏蔽板13位置的确定，使G彩色滤光层4的边缘部在R彩色滤光层3的边缘部之上相互重叠。
R彩色滤光层3的边缘部系顺斜坡形状，G彩色滤光层4的边缘部，原本系顺斜坡形状，向着末端逐渐变薄。因此，G彩色滤光层4与R彩色滤光层3的重叠部分的段差H2可变小。同样，B彩色过滤层5的形成方法也是如此。
RGB各彩色滤光层的重叠部分的段差H2越小越好，这是为了防止由H2引起的上层白色有机EL层9的段部切断，如果设白色有机EL层膜厚为H1，那么H1＞H2为理想条件。有关本实施形态，其机构为B彩色滤光层5的两边缘部覆盖重叠于各自相邻的R彩色滤光层3以及G彩色滤光层4。
为减小各彩色滤光层的重叠部分的段差H2，以彩色滤光层的厚薄顺序生长形成为佳。例如，R彩色滤光层3的厚度T1，G彩色滤光层4的厚度T2，B彩色滤光层5的厚度T3，如果T1＞T2＞T3，那么就应该以R彩色滤光层3→G彩色滤光层4→B彩色滤光层5的顺序形成。
在该种前述的实施形态中，R彩色滤光层3，G彩色滤光层4，B彩色滤光层5兼具了第1平坦化绝缘膜的作用，但是如图3所示，也可在这些彩色过滤层上，进一步形成第1平坦化绝缘膜20。作为该第1平坦化绝缘膜20，由于R彩色滤光层3，G彩色滤光层4，B彩色滤光层5在一定程度上已确保了平坦性，该第1平坦化绝缘膜20的膜厚可比以往的膜厚薄。理想膜厚为200nm至300nm。
为使该种膜厚本身较薄，作为第1平坦化绝缘膜20，可利用电浆CVD法，使用吸湿性小的无机绝缘膜。无机绝缘膜的较理想的例有：硅氧化膜、TEOS膜、硅氮化膜。
下面说明前述的有机EL显示装置的等价电路以及动作。图4系有机EL显示装置的等价电路图，第n行的栅极信号线50与第m列的漏极信号线60的交叉点附近所形成的一个显像素。
供给栅极信号Gn的栅极信号线50和供给漏极信号，即视频信号Dm的漏极信号线60相互交叉。这些两信号线的交叉点附近，配置有有机EL元件120、驱动该有机EL元件的TFT 100以及用于选择显示像素的TFT 110。
有机EL元件驱动用的第一TFT 100的漏极100与驱动电源105相连接，由该驱动电源105供给正驱动电压PVdd。而漏极100s则与有机EL元件120的阳极121相连接。
用于选择显示像素的第二TFT 110的栅极110g与栅极信号线50相连接，由该栅极信号线提供栅极信号Gn，漏极110d与漏极信号线60相连接，由该漏极信号线提供录像信号Dm。第二TFT 110的源极110s与前述的第一TFT 100的栅极100g相连接。这里的栅极信号Gn来自图中未表示的栅驱动电路的输出。录像信号Dm则来自图中未表示的漏极驱动电路的输出。
有机EL元件120由阳极121、阴极122、以及该阳极121和阴极122之间所形成的发光元件层123组成。阴极122与提供负共享电压CV的共享电源140相连接。
第一TFT 100的栅极100g与保持电容器130相连接。也就是，保持电容器130的一个电极与栅极100g相连接，另一个电极连接着保持电容电极131。保持电容器130是通过保持视频信号Dm所对应的电荷，在一场(field)期间，为保持显示像素的视频信号而设置的。
下面说明前述构成的EL显示装置的动作说明。栅极信号Gn在一水平期间，若变为高(high)位准，第二TFT 110导通(on)。这样，来自漏极信号线60的视频信号Dm通过第二TFT 110，施加到第一TFT 100的栅极110g上。因此，根据提供给栅极100g的视频信号Dm，第一TFT 100的电导性(conductance)发生变化，与其相应的驱动电流从驱动电源105通过第一TFT 100，传送给有机EL元件120，从而实现对有机EL元件120的亮度控制。
本实施形态中，彩色像素各色彩色滤光层的颜色为R(红)、G(绿)、B(蓝)，也可为如黄、品红等颜色。[白色EL]以白色为主，也可稍偏红、偏蓝。
[发明的效果]
本发明中，用RGB彩色滤光层代替了以往的第1平坦化绝缘膜，由于无须使用第1平坦化绝缘膜，从而降低了制造成本，而同时，由于减小了彩色滤光层之间重叠部分的段差，从而防止了显示不良的发生，该显示不良是由上层所形成的白色有机EL层的段部切断、段差部的吸湿等所引起的。

Claims (9)

1.一种电场发光显示装置，该电场发光显示装置具有多个彩色像素、与这些彩色像素对应的设置于绝缘基板上的各色彩色滤光层、于该各色彩色滤光层上各个形成的阳极层、于该阳极层上所形成的白色EL层、以及于该白色EL层上所形成的阴极层；
该电场发光显示装置的特征在于：前述的各色彩色过滤层的边缘部呈斜坡状，与相邻的彩色滤光层的边缘部相互重叠。
2.如权利要求1所述的电场发光显示装置，其特征在于：前述的各色彩色滤光层的重叠部的段差系比前述的白色EL层的厚度小。
3.如权利要求1所述的电场发光显示装置，其特征在于：前述的各色彩色滤光层，在前述的绝缘膜基板上，以膜厚的厚薄顺序形成。
4.一种电场发光显示装置，该电场发光显示装置具有与彩色像素所对应的设置于绝缘基板上的各色彩色滤光层、于该各色彩色滤光层上形成有平坦化绝缘膜、于该平坦化绝缘膜上形成有阳极层、于该阳极层上形成有白色EL层、以及于该白色EL层上形成有阴极层；
该电场发光显示装置的特征在于：使前述的各色彩色滤光层的边缘部呈斜坡状，并与相邻的彩色滤光层的边缘部相互重叠。
5.一种电场发光显示装置，该电场发光显示装置具有与彩色像素所对应的设置于绝缘基板上的各色彩色滤光层、于该各色彩色滤光层上所形成的第1平坦化绝缘膜、于该第1平坦化绝缘膜上所形成的阳极层、被覆该阳极层的边缘部所形成的第2平坦化绝缘膜、于前述的阳极层上所形成的白色EL层、于该EL层上所形成的阴极层；
该电场发光显示装置的特征在于：使前述的各色彩色滤光层的边缘部呈斜坡状，并与相邻的彩色滤光层的边缘部相互重叠。
6.如权利要求5所述的电场发光显示装置，其特征在于：前述的各色彩色滤光层的重叠部的段差比前述的白色EL层的厚度小。
7.如权利要求4或5所述的电场发光显示装置，其特征在于：前述的各色彩色滤光层，在前述的绝缘膜基板上，以膜厚的厚薄顺序形成。
8.如权利要求4或5所述的电场发光显示装置，其特征在于：前述第1平坦化绝缘膜系无机绝缘膜。
9.如权利要求8所述的电场发光显示装置，其特征在于：前述的无机绝缘膜是硅氧化膜TEOS膜，硅氮化膜其中之一。
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