CN1604703A - 有机电致发光显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明为于有机电致发光(EL)显示面板的各色中，使发光效率均一化者，其系在特定色的有机EL组件的透明电极(61)下侧配置有半透光膜(69)，从该半透光膜(69)的上面到具反射层功能的对向电极(66)的下面的距离，系设定成其间的空间为具有选择特定波长的光的微共振器的作用的距离。而在其它色的有机EL组件，系省略半透光膜(69)。藉此，可提高原本发光效率不佳的颜色的有机EL组件的发光效率。

Description

有机电致发光显示面板
技术领域
本发明系有关将有机EL(Electro Luminescence：电致发光)组件加以多个配列以形成有机EL显示面板，而有机EL组件为在第1及第2电极间具有有机层，并藉由在第1及第2电极间施加电压以流通电流于有机层而产生发光。
背景技术
向来，作为取代液晶显示器的下一代平面显示器的一，以有机电致发光(Electro Luminescence：以下称的为EL))显示器受人瞩目。在该显示器面板(以下称的为“有机EL显示面板”)中，藉由变更各像素所使用的有机发光层的发光材料，可决定各像素的发光颜色。因此，令各像素具不同发光颜色，即可进行RGB显示。
然而，在各种颜色的发光材料中存在有效率差异，且必须依像素使用不同的发光材料来分别加以涂布，以致形成制程复杂且困难的问题。
而且，针对全彩显示也有关于将发光订为一色，以使用彩色滤光片、或颜色变换层来决定像素颜色的提案。然而，在上述构成中很难以足够的效率令其发光。
再者，也尝试一种于各像素形成具微共振器功能的微空腔(microcavity)以取出特定波长的光(参照非专利文献1)。藉由利用该微共振器，可选择并增强特定波长的光。
非专利文献1中山隆博、角田敦“导入光共振器構造的元件”第3次讲习会(1993年)“从有機EL材料/装置的基础到最尖端的研究”1993年12月16、17东京大学山上会馆，应答物理學會有機分子/生物电子学分科会，JSAP Catalog Number：AP93 2376 p.135-143。
发明内容
发明所欲解决的课题
在利用现有的微空腔方法中，必须于多种颜色的每一发光组件做微共振器的光学波长变更，而存在难以制造像素数较大的显示面板的问题。
本发明系提供一种利用微共振器，并容易制造的有机EL显示面板。
用以解决课题的手段
本发明的有机EL显示面板系将具有有机EL组件的像素加以多个配列而形成者，而有机EL组件为于第1及第2电极间具有有机层，并藉由施加电压于第1及第2电极间，使电流流通于有机层而发光，其特征为：前述像素系射出相互不同颜色的光的多个色像素，且对于特定的至少一色的像素，将从前述有机层射出的光于预定的光学长度范围内令其反复反射，藉此以设置增强并选择特定波长的光的微共振器，而对于其它至少一色的有机EL组件，并不设置微共振器，而直接将从有机层射出的光予以射出。
再者，在前述像素的有机EL组件中，系以红、绿、蓝的三色发光者，其中对于发光效率最差的颜色的有机EL组件的像素最好设置前述微共振器。而且，最好也是，前述像素包含红、绿、蓝的三种颜色的像素，而前述有机EL组件系发射白色光，而红色像素设有红色滤光片，绿色像素设有绿色滤光片，蓝色像素设有蓝色滤光片，或对像素中发光效率最低的颜色的像素设置前述的微空腔(微共振器)。
再者，前述微共振器为反复将光反射于反射层与半透光层之间，并从半透光层射出特定波长的光者，对于特定色的像素的有机EL组件设置半透光层，而对于其它色的像素的有机EL组件则最好不设置半透光层。
再者，前述微共振器系最好为，前述第1电极具有将来自前述有机层的光予以反射的半透光层，前述第2电极具有将来自前述有机层的光予以反射的反射层，藉由将前述反射层与前述半透光层间的距离设为预定的光学长度，使来自前述有机层的光反复反射于前述反射层与半透光层间，藉此增强并选择特定波长的光而从前述半透光层射出。
再者，最好将前述第1电极设成半透光层与透明电极的积层构造，而将前述第2电极设成具反射层功能的金属电极。
再者，前述半透光层与透明电极之中，透明电极最好配置在前述有机层侧。
再者，最好前述第1电极为阳极，前述第2电极为阴极。而且，最好也是，将前述第1电极作成为由具有反射层的机能的金属膜，与透明电极的积层构造，将前述第2电极作成为半透光层与透明电极的积层构造。
前述像素包含红、绿、蓝及白的四种颜色的像素，对白色的像素不设微共振器，而设白色发光的有机EL组件，而使其白色光自该有机EL组件直接发射出。
发明的效果
依据本发明，对于特定的颜色，由对向电极及半穿透膜间的有机发光层、透明电极形成微共振器(微空腔)。因此，穿透半穿透膜的光限定于特定的波长，并增强其波长的光。另一方面，对于其它色的有机EL组件系未形成微共振器。故在有机层发光的颜色光即直接射出。
依据不设置半穿透膜而不形成微共振器的构成，则未设置微共振器的有机EL组件对于未设置半穿透膜以外的光学长度的构成可设成与设有微共振器的组件一样的构成，因此，其制造将变得极为容易。
附图说明
第1图系显示像素部分的构成的剖面图。
第2图系显示RGB各色的有机EL组件的构成例的图。
第3图系显示白色发光的有机EL组件的构成例图。
第4图系显示白色发光时RGB各色的有机EL组件的构成例的图。
第5图系显示白色发光时的光谱例的图。
第6图系显示顶部放射时的白色发光有机EL组件的构成图。
第7图系显示依像素设置微共振器的构成例的模式图。
第8图系显示依像素设置微共振器的构成例的模式图。
第9图系显示依像素设置微共振器的构成例的模式图。
第10图系显示依像素设置微共振器的构成例的模式图。
【主要组件符号说明
11    缓冲层           13    栅极绝缘膜
15    层间绝缘膜       17    平坦化膜
22    主动层           22c   信道区域
22d   漏极区域         22s   源极区域
24    栅极电极         26    漏极电极
30    玻璃基板         53    源极电极
61    透明电极         62    电洞输送层
63    有机发光层       63b   蓝色发光层
63o   橘色发光层       64    电子输送层
65    有机层           66    对向电极
67    平坦化膜         69    半透光膜
70    彩色滤光片       71    SiN膜
90    透明阴极         91    半透光膜
93    金属反射层       95    封装基板
具体实施方式
以下，针对本发明的一实施形态，根据图式加以说明。
第1图系显示1像素的发光区域与驱动TFT(thin film transistor：薄膜晶体管)的部分构成的剖面图。此外，在各像素系分别设有多个TFT，而驱动TFT则为控制从电源线供给电流至有机EL组件的TFT。在玻璃基板30上全面形成由积层SiN与SiO2构成的缓冲层11，并在其上于预定的区域(形成TFT的区域)形成多晶硅的主动层22。
覆盖主动层22及缓冲层11而于全面形成栅极绝缘膜13。该栅极绝缘膜13系例如积层SiO2及SiN而形成，在该栅极绝缘膜13上方的信道区域22c上，例如形成Cr(铬)的栅极电极24。然后，以栅极电极24为屏蔽，藉由掺杂杂质于主动层22，而于该主动层22形成：在中央部分的栅极电极下方未掺杂杂质的信道区域22c、在其两侧掺杂了杂质的源极区域22s及漏极区域22d。
然后，覆盖栅极绝缘膜13与门极电极24而于全面形成层间绝缘膜15，在该层间绝缘膜15内部的源极区域22s、漏极区域22d上部形成接触孔，透过该接触孔形成配置在层间绝缘膜15上面的源极电极53，以及漏极电极26。又，于源极电极53连接有电源线(未图标)。在此，以上述方式所形成的驱动TFT，在此例中虽为p信道TFT，但亦可设成n信道。
覆盖层间绝缘膜15及源极电极53、漏极电极26而于全面形成例如SiN膜71，在其上于对应各像素的发光区域的位置形成彩色滤光片70。
覆盖SiN膜71及彩色滤光片70而于全面形成平坦化膜17，在该平坦化膜17上面的发光区域的位置，形成由银(Ag)的薄膜等构成的半透光膜69，并在其上设置具阳极功能的透明电极61。另外，在漏极电极26上方的SiN膜71及平坦化膜17形成贯通该等的接触孔，而透过该接触孔连接漏极电极26与透明电极61。
此外，在层间绝缘膜15及平坦化膜17通常系利用丙烯酸树脂等的有机膜，但也可利用TEOS(Tetra ethyl ortho silicate：硅酸四乙酯)等的无机膜。又，源极电极53、漏极电极26系利用铝等金属，而在透明电极61通常系利用ITO(Indium-Tin Oxide：铟锡氧化物)。
该透明电极61通常系形成在各像素的一半以上的区域，整体而言大致呈四角形状，而与漏极电极26连接用的接触部分系形成为突出部，并延伸到接触孔内。半透光膜69系形成较阳极略小。
在该透明电极61上形成有：于全面形成的电洞输送层62、形成较发光区域稍大的有机发光层63、由于全面形成的电子输送层64构成的有机层65，以及作为阴极而于全面形成的金属制(例如铝(Al))的对向电极66。
在透明电极61周边部分上的电洞输送层62下方形成有平坦化膜67，由该平坦化膜67，各像素的发光区域在透明电极61上，而电洞输送层62与透明电极61直接接触的部分受到限定，此处即成发光区域。此外，平坦化膜67通常也是利用丙烯酸树脂等的有机膜，但亦可利用TEOS等的无机膜。
又，于电洞输送层62、有机发光层63、电子输送层64系使用有机EL组件通常所利用的材料，而由有机发光层63的材料(通常为掺质(Dopant))来决定发光颜色。例如，在电洞输送层62使用NPB，在红色的有机发光层63使用TBADN+DCJTB，在绿色的有机发光层63使用Alq3+CFDMQA，在蓝色的有机发光层63使用TBADN+NPB，在电子输送层64使用Alq3等。
在上述的构成中，按照栅极电极24的设定电压，于驱动TFT导通时，来自电源线的电流从透明电极61流向对向电极66，藉此电流于有机发光层63中，产生发光，该光通过透明电极61、平坦化膜17、层间绝缘膜15、栅极绝缘膜13及玻璃基板30，而射向图中的下方。
于本实施形态中，在透明电极61的发光区域下面设有由银(Ag)等的薄膜构成的半透光膜69。因此，于有机发光层63所产生的光由该半透光膜69反射。另一方面，对向电极66因具反射层的作用，故于半透光膜69、对向电极66之间反复反射。
在此，半透光膜69与对向电极66的距离，系设定成该间隙具有特定颜色的微共振器的功能的距离，以作为光学性的距离。亦即，设定成选择光学长度的颜色波长的1/2、1、2倍等的整数倍或整数分的一倍。例如，各层的折射率系：用于透明电极61的ITO是1.9、用于栅极绝缘膜13的SiO2是1.46、SiN是2.0、有机发光层63等的有机层是在1.7左右。如此乘算对应半透光膜69与对向电极66间各层的厚度的折射率，求出合计的光学性厚度来设定对应对象光的波长，藉此半透光膜69与对向电极66间产生微共振器的作用，而可有效率地取出对象波长的光。亦即，来自有机发光层63的光在半透光膜69与对向电极66间反复反射，而使特定波长的光选择性地穿透半透光膜69以射出。又在该微共振器内，藉由反复反射，可使特定频率的光被射出的机率提升，而得以提升效率。
再者，于本实施形态中，在层间绝缘膜15与平坦化膜17之间设有彩色滤光片70。该彩色滤光片70系与液晶显示装置和CCD摄影机等所用的材料一样，可利用混合了颜料的感旋光性树脂和聚合物。
彩色滤光片70系限定穿透光的波长者，可确实地控制穿透光的颜色。在本实施形态中，如上述藉由微共振器的限制通过半透光膜69的光，故基本上不需要彩色滤光片70且省略亦无妨。
但是，微共振器基本上系规定来自与半透光膜69的表面呈正交方向的光的波长。因此，射出的光的波长大幅受视野方向左右，而从侧面观看显示面板时颜色容易改变。而如本实施形态设置彩色滤光片70的话，穿透其的光将确实地变成特定波长的光，而大致得以全部消除显示面板的视角的依存性。
此外，彩色滤光片70并不限定在层间绝缘膜15上，亦可形成在玻璃基板30的上面和下面等。尤其，在玻璃基板30的上面为防止外光照射到驱动TFT，以形成遮光膜的情况较多，在此种情况下，可以同样的制程形成彩色滤光片70。
第2图系模式性显示RGB三个像素。如此仅对于一色的像素设置半透光膜69，而对于他色的像素系不设置半透光膜69。此乃因为从半透光膜69到对向电极66的距离，系以对于一色(在本例中为红R)形成微共振器的方式构成的故，对于一色藉由微共振器增强该色的光并通过半透光膜69。另一方面，对于其它色则直接将发出的光朝下方射出。
RGB三色的发光虽可由变更有机材料而获得，但各有机材料其发光效率(发光量/电流)互异。因此，对于发光效率最低的色的像素系藉由利用微共振器来增强光，而可获得更均匀的发光，能调整用以发光的电流，并能平均化不同色的有机EL组件的寿命。
在此，于本实施形态中系具有彩色滤光片70。因此，各像素的发光色即使为白色也无妨。为了能产生该白色的发光，有机发光层63系如第3图所示，设成蓝色发光层63b与橘色发光层63o的2层构造。藉此，在两发光层63b、63o的交界附近，产生根据电洞与电子的结合的发光，藉此产生蓝与橘两种颜色的光，形成两者相结合放出白色的光。又作为橘色有机发光层63o，系使用NPB+DBzR等。
如上所述，利用白色有机发光层63时，可于全面形成有机发光层63，而变成不需于每一像素进行分割。因此，不用利用屏蔽，仅蒸镀材料就能变佳。又在此情况，变更透明电极61的厚度、作成微共振器的光学长度亦佳。藉此，对于形成在透明电极61上的膜，可全部不使用屏蔽而加以全面形成，制造也变成极为容易。
然后，本实施形态中，白色光中发光效率最差的发光材料的颜色的光由微共振器加以选择增强，并以彩色滤光片70加以选择射出。
亦即，如第4图所示，于所有的像素从透明电极61的下面到阴极66的下面的距离成为固定。而该距离系形成选择增强一色(例如G(绿))的光学长度。而对于其它色(例如R(红)、B(蓝))的像素，则未设半透光膜69。
上述构成中，于G的像素如上述对于白色光以微共振器取出特定色(绿)，而该特定色通过绿色彩色滤光片70且射出。另一方面，在其它色(红、蓝)的像素，白色光从有机发光层63射出，藉由该光的通过彩色滤光片70，而变成预定的颜色(绿或蓝)射出。
依据本实施形态，各像素的相异处仅在于是否有设置半透光膜69，光学长度的设定容易，制造变得非常容易。而对于一色可利用微共振器增强光。而在由二色发光的白色，对于三原色中的一色，较其它二色容易变弱。因此，对于强度较弱的一色，藉由利用微共振器可做适切的彩色显示。例如，于蓝与橘的2层发光的情况，如第5图所示，绿色光的强度较其它变弱。因此，对于绿色的像素设置半透光膜69，作为增强绿色光的微共振器。藉此，可进行有效的彩色显示。
在上述的实施形态中，系设成从玻璃基板30射出光的底部放射型，但亦可设成从阴极侧射出光的顶部放射型。
第6图系显示顶部放射型的像素部的构成。在此例中，系利用以ITO形成的透明阴极90当作阴极，并在该透明阴极90的下面配置半透光膜91。
再者，于透明电极61的下侧设置金属反射层93，而该金属反射层93的表面与半透光膜91之间具微共振器的功能。
再者，于此情况，彩色滤光片70系设在封装基板95下面。又封装基板95系仅与基板30连接在周边部，为封装形成有有机EL组件等的基板30上方空间者。此外，该第6图的构成，也可适用在上述任何一种构成。
再者，于上述的例，系说明顶栅极型TFT，但并不受限于此，也可利用底栅极型者。
在此，第7图至第10图系模式性显示本实施形态的构造例。又于该等图中，为简化说明，仅显示特征性构成。
第7图系仅对一色，设置半穿透电极而形成微共振器(微空腔)的例。在本例中，仅对蓝色有机发光层(蓝色EL)的像素，设置半穿透电极而形成微共振器，对于绿色的有机发光层(绿EL)及红色的有机发光层(红色EL)，设置透明电极形成将来自有机发光层的光直接射出的构成。又在有机发光层的下侧，全面设置反射电极，形成在此反射来自有机发光层的光并从透明电极射出的构成。
第8图系全面设置发白色光的有机发光层(白色EL)。而于绿色彩色滤光片(绿CF)、蓝色彩色滤光片(蓝CF)与红色彩色滤光片(红CF)的下方分别配置半穿透电极、穿透电极、穿透电极。藉此，仅对于由配置半穿透电极的绿CF构成的绿色像素形成微共振器(微空腔)。因此，对于绿色的像素对来自白色EL的白色光增强绿色的光线，且该光线因绿CF而限定于绿色并射出。另一方面，来自白色EL的白色光由蓝CF限定于蓝色，且由红CF限定于红色并射出，而得以进行RGB显示。
第9图系对于二色设置半穿透电极以形成微共振器(微空腔)的同时，并设置蓝色EL、绿色EL、红色EL的三色有机发光层的例。亦即，对于蓝色及绿色的像素设置半穿透电极以形成微共振器，对于红色设置穿透电极并将来自有机发光层(红色EL)的红色光线直接加以射出。
第10图系对RGB的三色设置半穿透电极以形成微共振器(微空腔)的同时，并设置蓝色EL、绿色EL、红色EL、白色EL的四色的有机发光层以作为有机发光层的例。亦即，对于红色、绿色、蓝色的像素设置半穿透电极以形成微共振器，而对于白色则设置穿透电极以直接将来自有机发光层(白色EL)的白色光线加以射出。

Claims (11)

1.一种有机电致发光显示面板，将具有有机电致发光组件的像素加以多个配列而形成者，该有机电致发光组件于第1及第2电极间具有有机层，藉由施加电压于第1及第2电极间，使电流流通有机层而发光，其特征在于，
前述像素具有射出互异的颜色光的多个色像素，
且对于特定的至少一色的像素，使从前述有机层射出的光于预定的光学长度范围内进行反复反射，藉此设置可选择增强特定波长光的微共振器，而
对于其它至少一色的有机电致发光组件，则不设置微共振器，并将从有机层射出的光直接加以射出。
2.如权利要求1所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，前述像素的有机电致发光组件以红、绿、蓝的三色发光，而对于发光效率最差的颜色的有机电致发光组件的像素设置前述微共振器。
3.如权利要求1项或第2所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，前述微共振器于反射层与半透光层之间反复光的反射，并将特定波长的光从半透光层射出者，而
对于特定色的像素的有机电致发光组件设置半透光层，且对于其它色的像素的有机电致发光组件不设置半透光层。
4.如权利要求1所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，
前述微共振器为：
前述第1电极具有将来自前述有机层的光予以反射的半透光层，
前述第2电极具有将来自前述有机层的光予以反射的反射层，
而将前述反射层与前述半透光层间的距离设定成预定的光学长度，以使来自前述有机层的光在前述反射层与前述半透光层间反复进行反射，藉此选择增强特定波长的光而从前述半透光层射出。
5.如权利要求4所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，将前述第1电极设成半透光层与透明电极的积层构造，而将前述第2电极设成具反射层功能的金属电极。
6.如权利要求5所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，前述半透光层与透明电极之中，透明电极配置在前述有机层侧。
7.如权利要求6所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，前述第1电极为阳极，前述第2电极为阴极。
8.如权利要求4所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，将前述第1电极设成具反射层功能的金属膜与透明电极的积层构造，而将前述第2电极设成半透光层与透明电极的积层构造。
9.如权利要求1所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，前述像素包含红、绿、蓝的三种颜色的像素，前述有机电致发光组件发射出白色光，而红色的像素设有红色滤光片，绿色的像素设有绿色滤光片，蓝色的像素设有蓝色滤光片。
10.如权利要求9所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，前述对像素中发光效率最低的颜色的像素设置前述微共振器。
11.如权利要求1所述的有机电致发光显示面板，其特征在于，前述像素包含红、绿、蓝及白的四种颜色的像素，对白色的像素不设置微共振器，而设白色发光的有机电致发光组件，使其白色光自该有机电致发光组件直接发射出。
CNB2004100805435A 2003-09-30 2004-09-28 有机电致发光显示面板 Expired - Fee Related CN100401857C (zh)

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