JP2016100332A - 有機発光ダイオードアレイ基板及びその製造方法、表示装置 - Google Patents

有機発光ダイオードアレイ基板及びその製造方法、表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】透明表示に用いられる有機発光ダイオードアレイ基板及びその製造方法、表示装置を提供する。
【解決手段】基板10、基板の上方に設けられる薄膜トランジスタ30、有機発光ダイオード40、及び充填層50を備える有機発光ダイオードアレイ基板において、有機発光ダイオード40は第1の電極41、第2の電極43、及び第1の電極と第2の電極との間に設けられる有機エレクトロルミネッセンス層42を備え、透光性領域に、基板10、充填層50及び有機発光ダイオードの有機エレクトロルミネッセンス層42は順に隣接して設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明の実施例は有機発光ダイオードアレイ基板及びその製造方法、表示装置に関する。
OLED、即ち有機発光ダイオード(Organic Light−Emitting Diode)は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置(Organic Electroluminesence Display、OELD)とも称される。OLEDは自己発光の特性を有し、非常に薄い有機材料コーティング及びガラス基板を採用して、電流が流れると、有機材料が発光してくるものであり、また、OLEDディスプレイスクリーンは視野角が大きく、且つ電気エネルギーを顕著に節約することができ、LCDとは比較にならない優位性を備えている。
一般的なOLEDデバイスは下基板から光を出射するものであり、つまり下面発光型である。所謂上面発光(top emission)は、光が下基板を介することなく、それと反対する上側から出射されることを言う。基板の上に高反射の第1の電極と透光性の第2の電極があると、光が表面における第2の電極から発される。第1の電極の材料として従来の透光性ITOを使用して透光性の第2の電極と組み合わせると、デバイスの両面も発光する。
本発明の実施例は有機発光ダイオードアレイ基板を提供し、基板、前記基板の上方に設けられる薄膜トランジスタ、有機発光ダイオード、及び充填層を備え、前記有機発光ダイオードは第1の電極、第2の電極、及び前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられる有機エレクトロルミネッセンス層を備える有機発光ダイオードアレイ基板において、前記薄膜トランジスタは前記有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に設けられ、前記有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域に、前記基板、前記充填層及び前記有機発光ダイオードの有機エレクトロルミネッセンス層は順に隣接して設けられている。
本発明の他の実施例は、薄膜トランジスタと、第1の電極、第2の電極、及び前記第1の電極と第2の電極との間に位置する有機エレクトロルミネッセンス層を備える有機発光ダイオードとを備える有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法を提供し、前記方法は、
基板の第1の領域に、前記基板に隣接する充填層を形成することと、
前記充填層上に前記有機発光ダイオードの有機エレクトロルミネッセンス層の一部を直接形成することと、を含む。
本発明のさらに他の実施例は、上記有機発光ダイオードアレイ基板を備える表示装置を提供する。
本開示の実施例の技術案をより明確に説明するため、以下に、実施例又は関連技術的説明に必要な図面について簡単に紹介し、勿論、以下説明される図面は本開示のいくつかの実施例に関するものに過ぎず、本開示を制限するものではない。
本発明の実施例に係る有機発光ダイオードアレイ基板の構造模式図である。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施例の技術案を明確かつ完全に説明する。明らかなように、説明する実施例は本開示の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。本開示の実施例に基づいて、当業者が進歩性に値する労働を必要とせずに取得するすべての他の実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属する。
能動型OLED発光デバイスでは、各画素が薄膜トランジスタにより制御され、各画素に非透光性領域と透光性領域が設けられていることを、出願者は発見した。発光デバイスの透過率をテストする場合、国家標準に応じて、透過率は、以下のように定義される。
Figure 2016100332
ただし、非透光性領域の面積がA1、透光性領域の面積がA2、且つ透光性領域の透過率がTs1であり、それにより、Ts1が向上すると、デバイス全体の透過率Tsが向上する。
有機発光ダイオードアレイ基板の表示効果を向上させるために、本発明の実施例は有機発光ダイオードアレイ基板及びその製造方法、表示装置を提供し、本発明の実施例の技術案では、有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域に、基板、充填層及び有機エレクトロルミネッセンス層が順に隣接した構造を形成することによって、光線の出射効果を改善した。また、充填層が基板の屈折率に近い材料を採用することによって、光線の透光性領域での透過率をさらに改善し、表示装置の表示効果を向上させた。
図1は本発明の実施例に係る有機発光ダイオードアレイ基板の断面構造模式図を示している。
図1に示されるように、本発明の実施例に係る有機発光ダイオードアレイ基板は、基板10と、基板10上に設けられ、基板10から離れる方向に順に重なり合うように設けられる薄膜トランジスタ30及び有機発光ダイオード40とを備え、薄膜トランジスタ30は前記有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に設けられている。有機発光ダイオード40は、基板10から離れる方向に順に重なり合うように設けられる第1の電極41、有機エレクトロルミネッセンス層42及び第2の電極43を備える。第1の電極41は有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に位置し、薄膜トランジスタ30の上方に設けられている。有機エレクトロルミネッセンス層42及び第2の電極43は有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域に延び、有機エレクトロルミネッセンス層42と基板10との間には前記透光性領域に位置する充填層50が設けられ、充填層50は上方が前記有機エレクトロルミネッセンス層42に隣接しながら、下方が前記基板10に隣接する。ここで、有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域とは、環境可視光に対して透過できない領域である。それに対して、有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域とは、環境可視光に対して透過できる領域である。充填層50と基板10の屈折率差の絶対値が設定範囲にある。薄膜トランジスタ30及び第1の電極41は、充填層50の同一側に重なり合い、両者の厚さの和が充填層50の厚さを超えないように形成されている。一例では、充填層50は薄膜トランジスタ30及び第1の電極41に隣接する。上記の技術案では、薄膜トランジスタ30は有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に設けられ、透光性領域に充填層50、有機エレクトロルミネッセンス層42及び第2の電極43のみが設けられることによって、光線が伝播する時に通る媒体の種類を減少し、さらに発光層からの光線の出射効果を改善した。また、基板10の屈折率に近い充填層50を採用することによって、光線の透過率をより一層高め、表示装置の表示効果を向上させた。
本発明の実施例に提供した有機発光ダイオードアレイ基板が透明表示に用いられ、例えば、ケース展示などの場所に用いられる。本発明の実施例に提供した有機発光ダイオードアレイ基板において、非透光性領域が有機発光ダイオードにより画像表示に用いられ、観察者が有機発光ダイオードアレイ基板の後方(観察者との反対側)の品物を観察できるように透光性領域が環境可視光を透過することに用いられる。よって、観察者は、この有機発光ダイオードアレイ基板に表示される画像を観察できるとともに、この有機発光ダイオードアレイ基板を通って後方の品物も観察することができる。
上記実施例では、アレイ基板は薄膜トランジスタ30と有機エレクトロルミネッセンス層42との間に設けられる画素定義層38をさらに備える。有機発光ダイオードアレイ基板の設計要件に応じて、第1の電極41及び第2の電極43はそれぞれ陰極及び陽極であり、あるいは、第1の電極41及び第2の電極43はそれぞれ陽極及び陰極である。第1の電極41は陽極であると、対応的に、第2の電極43は陰極であり、あるいは、第1の電極41は陰極であると、対応的に、第2の電極43は陽極である。有機発光ダイオード40の有機エレクトロルミネッセンス層42からのすべて又は一部の光線は上に向いて出射され、上記実施例では、透明表示を実現できるように、薄膜トランジスタ30及び有機発光ダイオード40中の第1の電極41を有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に設ける。有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域に充填層50と、有機エレクトロルミネッセンス層42と、第2の電極43とのみが設けられることから、光が通る媒体の種類を減少し、光線の出射効果を改善した。また、充填層50と基板10の屈折率差の絶対値が設定範囲にあることによって、充填層50の屈折率は基板10の屈折率にほぼ等しくなり、光線の充填層50と基板10の接触面での反射が低減され、より多くの光線が接触面で屈折することが保証され、それにより、より多くの光線が出射されることが可能になり、表示装置の表示効果がさらに向上した。
基板10はガラス、石英、サファイア、樹脂等の一般的な透明材料から製造される基板であってもよい。
上記の説明から分かるように、本実施例に係る表示装置が採用する構造は、光線が伝播する時に通る媒体の種類を減少し、光線の出射効果を改善した。また、基板10の屈折率に近い充填層50を採用することによって、光線の透過率をより一層高め、表示装置の表示効果を向上させた。
充填層50と基板10の屈折率差の絶対値の設定範囲は0〜0.3である。例えば、基板10はガラス基板である場合、ガラス基板の屈折率が1.5となり、この時、当該充填層50の屈折率が1.2〜1.8の間に介在し、その屈折率としては、例えば1.2、1.3、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.7又は1.8等の1.2〜1.8の間に介在する任意の数値であってもよい。
上記設定範囲を満たす充填層50は様々な材料を選択して製造することができる。例えば、基板10がガラス基板である場合、充填層50はアリルジグリコールカーボネート、ポリメチルメタクリレート又はポリカーボネートのうちのいずれかであってもよい。アリルジグリコールカーボネートはCR−39と略称され、屈折率が1.498で、透過率が92%であるという物理特性を有する。有機ガラスはPMMAと略称され、即ちポリメチルメタクリレートであり、屈折率が1.49で、透過率が92%であるという物理特性を有する。ポリカーボネートはPCと略称され、屈折率が1.585で、透過率が90%であるという物理特性を有する。上記いくつかの材料の屈折率はいずれも基板10の屈折率に近いことから、より多くの光線が透光性領域から出射されることを保証し、表示装置の表示効果を向上させた。
例えば、図1に示されるように、当該薄膜トランジスタは、活性層31、活性層31上に設けられるゲート絶縁層32、ゲート絶縁層32上に設けられるゲート33、ゲート33上に設けられる中間絶縁層34、及び前記中間絶縁層34上に設けられるソースとドレイン35を備えてもよい。上記実施例における薄膜トランジスタ30は異なる構造を採用してもよいことは理解されるべきである。図1から分かるように、薄膜トランジスタ30全体は表示装置の非透光性領域に設けられ、透光性領域においては、発光する有機エレクトロルミネッセンス層42と基板10との間に充填層50のみがある。従来技術に比べて、本願の実施例に係る有機発光ダイオードアレイ基板は、光線がアレイ基板から出射される前に通る媒体の種類を減少でき、光線の透過率を高め、さらに表示装置の表示効果を向上させた。
また、装置全体の安全性を高めるために、当該有機発光ダイオードアレイ基板は基板10と薄膜トランジスタ30との間に設けられる緩衝層20をさらに備える。
同時に、当該有機発光ダイオードアレイ基板は前記ソースとドレイン35と前記画素定義層38との間に設けられるパッシベーション層36及び平坦層37をさらに備える。平坦層37によって、製造する時に画素定義層38を形成しやすくなる。
上記実施例では、薄膜トランジスタ30が有機発光ダイオード40と基板10との間に設けられていても、他の実施例では、有機発光ダイオード40が薄膜トランジスタ30と基板10との間に設けられていてもよいことは理解されるべきである。
本発明の実施例は上記有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法をさらに提供する。当該方法は、
前記基板の第1の領域に充填層を形成し、前記充填層と前記基板の屈折率差の絶対値を設定範囲にするステップと、
基板の第2の領域に薄膜トランジスタを形成するステップと、
前記薄膜トランジスタ及び前記充填層上に有機発光ダイオードを形成するステップと、を含み、前記有機発光ダイオードは、前記基板から離れる方向に順に重なり合うように設けられる第1の電極、有機エレクトロルミネッセンス層及び第2の電極を備え、前記第1の電極は前記基板の第2の領域に位置し、前記薄膜トランジスタの上方に設けられ、前記有機エレクトロルミネッセンス層及び前記第2の電極は前記基板の第1の領域に延びる。ここで、前記基板の前記第1の領域及び前記第2の領域は、それぞれ前記有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域及び非透光性領域に対応する。
上記製造方法では、薄膜トランジスタを有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に設け、その透光性領域に充填層、有機エレクトロルミネッセンス層及び第2の電極のみを設けたため、光線がアレイ基板の透光性領域を伝播する時に通る媒体の種類を減少し、光線の透過率を高めた。また、基板の屈折率に近い充填層を採用することによって、光線の透過率をより一層高め、表示装置の表示効果を向上させた。
前記薄膜トランジスタ上に有機発光ダイオードを形成する前に、前記薄膜トランジスタ上にパッシベーション層及び平坦層を形成することを含んでもよい。
一実施例では、有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法は、
前記有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に対応する基板の領域に緩衝層を形成するステップ1、
緩衝層上に活性層を形成するステップ2、
活性層上にゲート絶縁層を形成するステップ3、
ゲート絶縁層上にゲートを形成するステップ4、
ゲート上に中間絶縁層を形成するステップ5、
中間絶縁層上にソースとドレインを形成するステップ6、
ソースとドレイン上に重なり合うパッシベーション層及び平坦層を順に形成するステップ7、
平坦層上に第1の電極を形成するステップ8、
第1の電極上に画素定義層を形成するステップ9、
前記有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域に対応する基板の領域に充填層を形成するステップ10、
画素定義層及び充填層上に有機エレクトロルミネッセンス層を形成するステップ11、及び
有機エレクトロルミネッセンス層上に第2の電極を形成するステップ12を含む。
また、本発明の実施例はさらに、上記いずれか実施例に記載の有機発光ダイオードアレイ基板を備える透明表示に用いられる表示装置を提供する。前記表示装置は、OLEDパネル、携帯電話、タブレット、テレビ、ディスプレイ、ノートパソコン、デジタル写真フレーム、ナビゲータ等の表示機能を有するいずれかの製品又は部品であってもよい。
上記実施例では、薄膜トランジスタが有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に設けられ、その透光性領域に充填層、有機エレクトロルミネッセンス層及び第2の電極のみが設けられ、光線が伝播する時に通る媒体の種類を減少し、その同時に、基板の屈折率に近い充填層を採用することによって、光線の透過率をより一層高め、表示装置の表示効果を向上させた。
上記の説明から、本開示の実施例によれば、少なくとも以下の構造及び方法を提供することができる。
(1)、有機発光ダイオードアレイ基板であって、基板、前記基板の上方に設けられる薄膜トランジスタ、有機発光ダイオード、及び充填層を備え、前記有機発光ダイオードは第1の電極、第2の電極、及び前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられる有機エレクトロルミネッセンス層を備え、前記薄膜トランジスタは前記有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に設けられ、前記有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域に、前記基板、前記充填層及び前記有機発光ダイオードの有機エレクトロルミネッセンス層は順に隣接して設けられている有機発光ダイオードアレイ基板。
(2)、前記充填層と前記基板の屈折率差の絶対値が設定範囲にある、(1)に記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
(3)、前記有機発光ダイオードの第1の電極は前記有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に位置し、前記薄膜トランジスタの上方に設けられ、前記有機発光ダイオードの前記有機エレクトロルミネッセンス層及び前記第2の電極は前記透光性領域及び前記非透光性領域に設けられている、(1)又は(2)に記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
(4)、前記設定範囲は0〜0.3である、(1)乃至(3)のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
(5)、前記基板はガラス基板であり、前記充填層はアリルジグリコールカーボネート、ポリメチルメタクリレート又はポリカーボネートのうちのいずれかである、(1)乃至(4)のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
(6)、前記薄膜トランジスタと前記有機エレクトロルミネッセンス層との間に設けられる画素定義層をさらに備える、(1)乃至(5)のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
(7)、前記薄膜トランジスタは、活性層、前記活性層上に設けられるゲート絶縁層、前記ゲート絶縁層上に設けられるゲート、前記ゲート上に設けられる中間絶縁層、及び前記中間絶縁層上に設けられるソースとドレインを備える、(1)乃至(6)のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
(8)、前記ソースとドレイン及び前記画素定義層との間に設けられるパッシベーション層及び平坦層をさらに備える、(6)又は(7)に記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
(9)、前記基板と前記薄膜トランジスタとの間に設けられる緩衝層をさらに備える、(1)乃至(8)のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
(10)、薄膜トランジスタと、第1の電極、第2の電極、及び前記第1の電極と第2の電極との間に位置する有機エレクトロルミネッセンス層を備える有機発光ダイオードとを備える有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法であって、
基板の第1の領域に、前記基板に隣接する充填層を形成することと、
前記充填層上に前記有機発光ダイオードの有機エレクトロルミネッセンス層の一部を直接形成することと、を含む有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
(11)、前記充填層と前記基板の屈折率差の絶対値が設定範囲にある、(10)に記載の有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
(12)、前記基板の前記第1の領域と異なる第2の領域に薄膜トランジスタを形成することと、
前記薄膜トランジスタの上方に前記有機発光ダイオードの前記第1の電極を形成することと、
前記有機発光ダイオードの第1の電極及び前記充填層上に前記有機発光ダイオードの有機エレクトロルミネッセンス層及び前記第2の電極の少なくとも一部を形成することと、をさらに含む、(10)又は(11)に記載の有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
(13)、前記薄膜トランジスタの上方に前記有機発光ダイオードの前記第1の電極を形成する前に、前記薄膜トランジスタ上にパッシベーション層及び平坦層を形成することをさらに含む、(12)に記載の有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
(14)、前記基板の前記第1の領域及び前記第2の領域は、それぞれ前記有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域及び非透光性領域に対応する、(10)乃至(13)のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
(15)、(1)乃至(9)のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板を備える表示装置。
上文では、一般的な説明及び好ましい実施形態により本開示を詳細に説明したが、本開示に基づいて若干の変更又は改良を行うことができ、これは当業者にとって明らかなことである。このため、本開示の趣旨を逸脱することなく行ったこれらの変更又は改良は、いずれも本開示が保護を求める範囲に属する。
本願は、2014年11月26に出願された中国特許出願番号201410692271.8の優先権を出張し、ここで、上記中国特許出願に開示されている内容の全体が本願の一部として援用される。

Claims (14)

  1. 有機発光ダイオードアレイ基板であって、基板、前記基板の上方に設けられる薄膜トランジスタ、有機発光ダイオード、及び充填層を備え、前記有機発光ダイオードは第1の電極、第2の電極、及び前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられる有機エレクトロルミネッセンス層を備える有機発光ダイオードアレイ基板において、前記薄膜トランジスタは前記有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に設けられ、前記有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域に、前記基板、前記充填層及び前記有機発光ダイオードの有機エレクトロルミネッセンス層は順に隣接して設けられている有機発光ダイオードアレイ基板。
  2. 前記充填層と前記基板の屈折率差の絶対値が設定範囲にあり、前記設定範囲は0〜0.3である請求項1に記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
  3. 前記有機発光ダイオードの第1の電極は前記有機発光ダイオードアレイ基板の非透光性領域に位置し、前記薄膜トランジスタの上方に設けられ、前記有機発光ダイオードの前記有機エレクトロルミネッセンス層及び前記第2の電極は前記透光性領域及び前記非透光性領域に設けられている、請求項1又は2に記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
  4. 前記基板はガラス基板であり、前記充填層はアリルジグリコールカーボネート、ポリメチルメタクリレート又はポリカーボネートのうちのいずれかである、請求項1乃至3のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
  5. 前記薄膜トランジスタと前記有機エレクトロルミネッセンス層との間に設けられる画素定義層をさらに備える、請求項1乃至4のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
  6. 前記薄膜トランジスタは、活性層、前記活性層上に設けられるゲート絶縁層、前記ゲート絶縁層上に設けられるゲート、前記ゲート上に設けられる中間絶縁層、及び前記中間絶縁層上に設けられるソースとドレインを備える、請求項1乃至5のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
  7. 前記ソースとドレイン及び前記画素定義層との間に設けられるパッシベーション層及び平坦層をさらに備える、請求項6に記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
  8. 前記基板と前記薄膜トランジスタとの間に設けられる緩衝層をさらに備える、請求項1乃至7のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板。
  9. 薄膜トランジスタと、
    第1の電極、第2の電極、及び前記第1の電極と第2の電極との間に位置する有機エレクトロルミネッセンス層を備える有機発光ダイオードとを備える有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法であって、
    基板の第1の領域に、前記基板に隣接する充填層を形成することと、
    前記充填層上に前記有機発光ダイオードの有機エレクトロルミネッセンス層の一部を直接形成することと、を含む有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
  10. 前記充填層と前記基板の屈折率差の絶対値が設定範囲にある、請求項9に記載の有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
  11. 前記基板の前記第1の領域と異なる第2の領域に薄膜トランジスタを形成することと、
    前記薄膜トランジスタの上方に前記有機発光ダイオードの前記第1の電極を形成することと、
    前記有機発光ダイオードの第1の電極及び前記充填層上に前記有機発光ダイオードの有機エレクトロルミネッセンス層及び前記第2の電極の少なくとも一部を形成することと、をさらに含む、請求項9又は10に記載の有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
  12. 前記薄膜トランジスタの上方に前記有機発光ダイオードの前記第1の電極を形成する前に、前記薄膜トランジスタ上にパッシベーション層及び平坦層を形成することをさらに含む、請求項11に記載の有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
  13. 前記基板の前記第1の領域及び前記第2の領域は、それぞれ前記有機発光ダイオードアレイ基板の透光性領域及び非透光性領域に対応する、請求項9乃至12のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板の製造方法。
  14. 請求項1乃至8のいずれかに記載の有機発光ダイオードアレイ基板を備える表示装置。
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