電致發(fā)光顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種彩色濾光片方式的EL顯示裝置，其能夠降低由于混色導(dǎo)致的畫質(zhì)劣化，其具有：具備下部電極、像素分離膜和EL層的第一基板；具備黑色矩陣和彩色濾光片的第二基板；和由所述第一基板和所述第二基板夾著的密封層，滿足下式：W＞2tan(θm)(HBM＋H＋HG＋HS)－(WS＋WBM)，其中，W為特定像素的開口區(qū)域的寬度，WBM為黑色矩陣的寬度，WS為像素分離膜的寬度，HBM為黑色矩陣的厚度，H為特定像素中的彩色濾光片的厚度，HG為從像素分離膜的前表面至特定像素中的彩色濾光片的后表面的距離，HS為像素分離膜的高度（從下部電極的前表面至像素分離膜的前表面的距離），θm為第二基板與空氣之間的臨界角。
【專利說明】電致發(fā)光顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電致發(fā)光顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本專利文獻(xiàn)JP4262902B中公開了一種頂部發(fā)光型的彩色濾光片方式的有機(jī)電致發(fā)光(以下記作“EL”)顯示裝置。在該文獻(xiàn)中記載了:將有機(jī)EL顯示裝置的發(fā)光元件層在全部像素設(shè)為發(fā)白色光，在透明密封部件設(shè)置彩色濾光片層作為顏色單元。另外，在元件基板與透明密封部件的間隙(密封空間)配置有遮光部件，防止在像素間的漏光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]當(dāng)在EL顯示裝置中采用頂部發(fā)光型的結(jié)構(gòu)時，特別是在各個像素為微細(xì)的高精細(xì)或小型的顯示裝置中，像素的尺寸與彩色濾光片的厚度的尺寸相對地接近，所以存在如下問題:在白色有機(jī)EL層中產(chǎn)生的發(fā)光，傳播到絕緣基板與密封基板之間的空間或樹脂層中，進(jìn)入到相鄰的像素而產(chǎn)生混色。專利文獻(xiàn)I所示的結(jié)構(gòu)雖然是解決該問題的結(jié)構(gòu)，但需要用于形成遮光壁的工藝成本，此外在高精細(xì)或小型的顯示裝置中形成寬度窄的遮光壁較為困難，存在開口率降低的問題。
[0004]本發(fā)明是鑒于所述觀點而研發(fā)的，其目的在于在彩色濾光片方式的EL顯示裝置中，降低由于混色導(dǎo)致的畫質(zhì)的劣化。
[0005]本申請所公開 的發(fā)明之中，對代表性的內(nèi)容的概要進(jìn)行簡單的說明如下。
[0006](I)—種EL顯不裝置,其具有:第一基板,具備:在上述第一基板的前表面按每個像素形成的下部電極、將上述下部電極隔開的像素分離膜、和形成在上述下部電極和上述像素分離膜的上層的發(fā)白色光的EL層；第二基板，在上述第二基板的后表面具備黑色矩陣和彩色濾光片；和由上述第一基板和上述第二基板夾著的密封層，該EL顯示裝置的特征在于，滿足下式:
[0007]W > 2tan ( Θ m) (Hbm + H + Hg + Hs) — (Ws + ffBM)。
[0008]其中，W為特定的像素的開口區(qū)域的寬度，
[0009]Wbm為黑色矩陣的寬度，
[0010]Ws為像素分離膜的寬度，
[0011]Hbm為黑色矩陣的厚度，
[0012]H為特定的像素中的彩色濾光片的厚度，
[0013]He為從像素分離膜的前表面至特定的像素中的彩色濾光片的后表面的距離，
[0014]Hs為像素分離膜的高度(從下部電極的前表面至像素分離膜的前表面的距離)，
[0015]θ m為第二基板與空氣之間的臨界角。
[0016](2)在(I)所述的EL顯示裝置中，其特征在于，還滿足下式: [0017]Hg ≥ 3 [ μ m]。
[0018]根據(jù)上述(1)，在彩色濾光片方式的EL顯示裝置中，能夠降低由于混色導(dǎo)致的畫質(zhì)劣化。
[0019]根據(jù)上述(2)，能夠進(jìn)一步降低制造時的不良的發(fā)生率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的EL顯示裝置的像素部分的局部截面圖。
[0021]圖2是表示圖1的中央像素(綠色像素)的右半部分和右側(cè)像素(藍(lán)色像素)的局部放大截面圖。
[0022]圖3是表示混色率M與L*u*v表色系的色度的變化量Au*v*的關(guān)系的圖。
[0023]圖4是表示He與制造不良的發(fā)生率的關(guān)系的圖。
【具體實施方式】
[0024]以下參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施方式的EL顯示裝置。
[0025]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的EL顯示裝置100的像素部分的局部截面圖。
[0026]在EL顯示裝置100中，在絕緣性的第一基板I上規(guī)則地配置多個像素，通過控制與各像素對應(yīng)的位置的EL層6的發(fā)光量來形成圖像。因此，在第一基板I上形成規(guī)則地(本實施方式的情況下，呈格子狀地)配置有電路的電路層2，該電路包括用于控制流過各像素的電流的量的TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶體管)等。另外,第一基板I在本實施方式中為玻璃基板，但只要是絕緣性的基板就對其材質(zhì)不作特別限定，也可以是合成樹脂等其他材質(zhì)。另外，不論其為透明還是不透明。
[0027]電路層2具備:相應(yīng)的絕緣層；包括掃描信號線、視頻信號線、電源線和接地線等的配線；和包括柵極電極、源極電極、漏極電極和半導(dǎo)體層的TFT。構(gòu)成電路層的電路及其截面結(jié)構(gòu)是公知的，所以在此省略詳細(xì)說明，將它們簡化并簡單地作為電路層2表示。
[0028]在電路層2上，每個像素獨立地設(shè)置有反射層3。反射層3具有將來自設(shè)置于更上層的EL層6的發(fā)光反射的功能。反射層3可以由適當(dāng)?shù)慕饘倌ば纬?，例如可以采用鋁、鉻、銀或它們的合金。另外，在反射層3與下面說明的下部電極4利用任意的絕緣層等絕緣的情況下，反射層3并不一定需要按每個像素獨立地設(shè)置，例如也可以以覆蓋配置有EL顯示裝置100的像素的整個區(qū)域的方式設(shè)置。
[0029]在反射層3的更上層按每個像素設(shè)置有下部電極4。下部電極4由像素分離膜5(也被稱為隆起(bank))彼此隔開而絕緣。下部電極4為透明導(dǎo)電膜，優(yōu)選使用ΙΤ0(銦錫氧化物)、InZnO (鋅錫氧化物)等導(dǎo)電性金屬氧化物，或在該導(dǎo)電性金屬氧化物中混入銀等金屬而得到的材料。另外，像素分離膜5只要是絕緣性的材料就可以是任意材料，可以由聚酰亞胺、丙烯酸樹脂等有機(jī)絕緣材料、氮化硅等形成。像素分離膜5沿著各像素的邊界配置，將各像素彼此分離。
[0030]在下部電極4和像素分離膜5的上層設(shè)置有EL層6。EL層6不是按每個像素獨立，而是以覆蓋配置有EL顯示裝置100的像素的整個區(qū)域的方式設(shè)置。另外，EL層6的發(fā)光色是白色。所述白色的發(fā)光，一般是通過將發(fā)出多種顏色、例如紅色、綠色、藍(lán)色各色的光或發(fā)出黃色和藍(lán)色的光的EL材料層疊，作為合成色而得到的，但本實施方式中對于EL層6的具體結(jié)構(gòu)并沒有特別限定，對于是單層還是層疊的層結(jié)構(gòu)沒有任何限定，只要結(jié)果能夠得到發(fā)白色光，就可以是任意的。另外，構(gòu)成EL層的材料，可以是有機(jī)的也可以是無機(jī)的，本實施方式中使用有機(jī)材料。
[0031]進(jìn)一步，在EL層6的上部設(shè)置有上部電極7。上部電極7也不是按每個像素獨立，而是以覆蓋配置有EL顯示裝置100的像素的整個區(qū)域的方式設(shè)置。上部電極7也為透明導(dǎo)電膜，優(yōu)選使用在ITO (銦錫氧化物)、InZnO (鋅錫氧化物)等導(dǎo)電性金屬氧化物中混入銀、鎂等金屬而得到的材料、或?qū)y、鎂等金屬薄膜與導(dǎo)電性金屬氧化物層疊而得到的材料。
[0032]進(jìn)一步，在上部電極7的上層設(shè)置有密封層8，用于防止氧、水分進(jìn)入以EL層6為代表的各層，從而保護(hù)各層。密封層8可以由氮化硅、環(huán)氧類樹脂等適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)材料構(gòu)成，也可以通過將多種不同種材料層疊來構(gòu)成密封層8。密封層8選擇透明的材料。
[0033]隔著密封層8配置有以與第一基板I相對的方式設(shè)置的第二基板9，在第二基板9的后表面，即與第一基板I相對的面，在作為像素的邊界的部分形成有黑色矩陣10，而且以覆蓋其上的方式在與各像素對應(yīng)的位置形成有與各像素的發(fā)光色對應(yīng)的顏色的彩色濾光片11R、11G、11B。第二基板9為玻璃或合成樹脂制，相對于可視光是透明的。另外，黑色矩陣10只要是相對于可視光為黑色即具有吸光性的材料，就可以是任意材料，例如可以使用在聚酰亞胺、丙烯酸類合成樹脂中混入碳而得到的材料。另外，彩色濾光片IlRUlG和IlB通過在任意的合成樹脂例如丙烯酸類合成樹脂中混入染料材料而分別著色為紅色、綠色和藍(lán)色。另外，在各像素中，由黑色矩陣10圍成的部分為發(fā)光的區(qū)域，稱其為開口區(qū)域。
[0034]在此，在彩色濾光片I IR、IIG和IlB的著色中使用染料材料的理由是，為了特別是在藍(lán)色的彩色濾光片IlB中能夠同時得到良好的色純度和光線的透射率。因此，只要色純度和光線的透射率與EL顯示裝置100的規(guī)格匹配，就并不一定需要使用染料材料，也可以使用如顏料材料和熒光材料那樣的波長轉(zhuǎn)換材料。但是，如本實施方式這樣，在藍(lán)色的彩色濾光片IlB使用染料材料的情況下，因為彩色濾光片IlB中染料材料的濃度有上限，所以為了得到期望的特性，彩色濾光片IlB的厚度存在下限。紅色的彩色濾光片IlR和綠色的彩色濾光片IlG也同樣，只要使用當(dāng)前可使用的材料，則彩色濾光片IlB的厚度為最大。在此，作為染料材料，可以使用偶氮類染料、蒽醌類染料、酞菁類染料、醌亞胺類染料、喹啉類染料、硝基類染料、羰基類染料、次甲基類染料等材料中的一種或多種。
[0035]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)由配置于電路層2的電路控制的量的空穴和電子從下部電極4和上部電極7注入時，位于與EL發(fā)光裝置100的各像素對應(yīng)的位置的EL層6以與其電流量相應(yīng)的亮度發(fā)光。下部電極4和上部電極7的極性并沒有特別限定，在本實施方式中，下部電極4作為陽極發(fā)揮功能，上部電極7作為陰極發(fā)揮功能。另外，根據(jù)上述說明和圖1可以知道，EL顯示裝置100為所謂頂部發(fā)光型，在第一基板I的形成有EL層6的一側(cè)取出發(fā)光。因此，將該第一基板I的形成有EL層6的一側(cè)稱為前側(cè)，將其相反側(cè)稱為后側(cè)。圖1中，上側(cè)為前側(cè)。
[0036]而且，例如，在圖1的中央所示的像素(其為發(fā)出綠色的子像素)的EL層6產(chǎn)生的發(fā)光的大部分，如圖中箭頭A所示向前側(cè)射出，入射到綠色的彩色濾光片11G，僅綠色的波長的光線透射該綠色的彩色濾光片IlG并在前側(cè)被取出。由此，所述像素被視認(rèn)為發(fā)出綠色光。與之相對地，在EL層6產(chǎn)生的發(fā)光中的傾斜方向的一部分，如圖中箭頭B所示，入射到相鄰的像素的彩色濾光片，在此該彩色濾光片為藍(lán)色的彩色濾光片11B，藍(lán)色波長的光線透射該藍(lán)色的彩色濾光片IlB傾斜地在前側(cè)被取出。因此，當(dāng)從傾斜方向看EL顯示裝置100的圖像顯示面時發(fā)生混色，顯示的圖像的色調(diào)發(fā)生變化被觀察到。[0037]針對該問題，本
【發(fā)明者】發(fā)現(xiàn)，通過將EL顯示裝置100的各部分的尺寸設(shè)為適當(dāng)?shù)某叽?，能夠?qū)⒒焐膯栴}降低到實用上可允許的水平。以下，參照圖2對該設(shè)計方案進(jìn)行說明。
[0038]圖2是表示圖1的中央像素(綠色像素)的右半部分和右側(cè)像素(藍(lán)色像素)的局部放大截面圖。在此將各部分的尺寸以如下方式定義。
[0039]Wb:藍(lán)色像素的開口區(qū)域的寬度
[0040]Wbm:黑色矩陣10的寬度
[0041]Ws:像素分離膜5的寬度
[0042]Hbm:黑色矩陣10的厚度
[0043]Hb:藍(lán)色的彩色濾光片IlB的厚度
[0044]Hg:從像素分離膜5的前表面至藍(lán)色的彩色濾光片IlB的后表面的距離
[0045]Hs:像素分離膜5的高度，即從下部電極4的前表面至像素分離膜5的前表面的距離。
[0046]此時，考慮從綠色像素的離藍(lán)色像素最遠(yuǎn)的位置C(其如圖所示為像素分離膜5的端點)傾斜出射的光線D。為了將該光線D從第二基板9取出到前表面，光線D相對于第二基板9的法線的角度必須小于第二基板9與空氣之間的臨界角(發(fā)生全反射的角度)Θ m。因此，作為光線D的最傾斜的角度，只要考慮相對于第二基板9的法線方向傾斜角度θπ即可。另外，在第二基板9的材質(zhì)為玻璃的情況下，θπ=41.5°。另外，圖2中，以光線D局部地橫切像素分離膜5的方式表示，但這是為了圖示方便，各部分的比例與實物不同，所以在此不需要考慮這點。
[0047]而且，將從光線D入射到第二基板9的后表面的位置至黑色矩陣10的端部的距離為L。該距離L是指從黑色矩陣10的端部至距離L的范圍內(nèi)發(fā)生混色。在此，將混色率M以如下式定義。
[0048]M=L/ffB (式 I)
[0049]該混色率M作為評價由于混色而產(chǎn)生的色調(diào)變化的程度的指標(biāo)是有用的。圖3是表不混色率M與L*u*v表色系的色度的變化量Δ u*v*的關(guān)系的圖。如該圖所不，當(dāng)混色率M超過0.5時色度的變化量Au*v*急劇增大。由此可知，
[0050]M < 0.5 (式 2)。
[0051]另外，根據(jù)圖2所示的幾何學(xué)的關(guān)系，
[0052]成立tan (Qm) = (Ws/2 + Wbm/2 + L) / (Hbm + Hb + Hg + Hs) (式 3 )。
[0053]根據(jù)上述(式I)至(式3)消去L時，
[0054]得到Wb > 2tan ( Θ J (Hbm + Hb + Hg + Hs) — (Ws + Wbm) (式 4)，這成為對于HBM、HB、He、Hs、Ws和Wbm而言Wb需要滿足的條件。另外，(式4)的Wb和Hb分別為藍(lán)色像素的開口區(qū)域的寬度和彩色濾光片的厚度，而紅色像素和綠色像素也將它們替換為各自相當(dāng)?shù)南袼氐膮?shù)上述條件也同樣成立。但是，本實施方式中藍(lán)色的彩色濾光片IlB的厚度Hb比其他彩色濾光片IlRUlG的厚度厚的條件是最嚴(yán)格的，所以只要各像素的開口區(qū)域的寬度彼此相等，如果滿足作為藍(lán)色像素的條件的(式4)，則紅色像素和綠色像素也滿足同樣的條件。本實施方式中，藍(lán)色的彩色濾光片IlB的厚度為約6 μ m± I μ m,而紅色和綠色的彩色濾光片IlRUlG的厚度為約2.5 μ m± I μ m。將(式4)更加一般化,使用任意特定的像素的開口區(qū)域的寬度W和所述像素的彩色濾光片的厚度H，成為
[0055]W > 2tan( Θ J (Hbm + H + Hg + Hs) — (Ws + Wbm) (式 5)。
[0056]另外，作為針對混色的一般化條件的(式5)表示，右邊的值越小，W的值能夠越小，能夠得到更加高精細(xì)或小型的EL顯示裝置100。但是，Hbm, H和Hs因工藝上的制約或功能上的制約而存在下限(例如，使Hbm或H的值變小時不能得到期望的遮光性或色純度)。另外，使1和Wbm增大時開口率降低不能得到規(guī)定的亮度，所以這些值存在上限。
[0057]于是，雖然可以考慮減小He，但該值也因工藝上的制約而存在下限。即，EL顯示裝置100的制造是在潔凈室等極力排除異物混入的影響的環(huán)境下進(jìn)行的，但難以完全排除這些。特別是第一基板I與第二基板9的貼合工序(其為形成密封層8的工序)中容易發(fā)生異物的混入，密封層8對于混入的異物作為緩沖層發(fā)揮功能，所以具有降低混入到密封層8的異物的影響的效果。該緩沖效果在密封層8的厚度相對于混入的異物充分大的情況下發(fā)揮，所以如上所述如果減小He，即使密封層8的厚度變薄則相對地變得容易受到混入的異物的影響，制造時的成品率降低。
[0058]圖4是表示當(dāng)前經(jīng)濟(jì)上合理的環(huán)境下制造EL顯示裝置100時的、He與制造不良的發(fā)生率的關(guān)系的圖。另外，此處的制造不良的發(fā)生率，表示EL顯示裝置100中被視作異物原因的暗點所發(fā)生的比率。如該圖所示，He不足3μπι時，制造不良的發(fā)生率急劇增加。這可以認(rèn)為是因為，He不足3μπι時，受到在當(dāng)前能夠獲得的潔凈室的環(huán)境下不能除去的微小尺寸的異物的影響。由此可知，
[0059]應(yīng)滿足Hg≥3 μ m (式6 )。
[0060]綜上可知，本實施 方式的EL顯示裝置100同時滿足上述的(式5)和(式6)，由此能夠降低到在實際使用中不存在混色影響的問題的程度，且能夠得到制造不良的發(fā)生率低的EL顯示裝置100。另外，(式6)的條件依賴于能夠利用的潔凈室的環(huán)境，在利用比當(dāng)前能夠得到的環(huán)境更好的環(huán)境的情況下，并不是必須的條件。
[0061]另外，以上說明的實施方式中所示的各部件的具體的形狀和配置只是一例，本發(fā)明并不限定于這些。本領(lǐng)域技術(shù)人員實施本發(fā)明時，可以根據(jù)其實施方式任意地設(shè)計和變更各部件的形狀。
[0062]以上，對本發(fā)明的特定的實施方式進(jìn)行了說明，當(dāng)然也能夠理解為在所附的技術(shù)方案的真正精神和范圍內(nèi)可以做各種變更，并且所有這些變更都屬于本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種EL顯示裝置，其具有: 第一基板，其具備:在所述第一基板的前表面按每個像素形成的下部電極、將所述下部電極隔開的像素分離膜、和形成在所述下部電極和所述像素分離膜的上層的發(fā)白色光的EL層； 第二基板，在所述第二基板的后表面具備黑色矩陣和彩色濾光片；和 由所述第一基板和所述第二基板夾著的密封層， 該EL顯示裝置的特征在于，滿足下式:
W > 2tan ( Θ m) (Hbm + H + Hg + Hs) — (Ws + ffBM)， 其中，W為特定 的像素的開口區(qū)域的寬度， Wbm為黑色矩陣的寬度， Ws為像素分離膜的寬度， Hbm為黑色矩陣的厚度， H為特定的像素中的彩色濾光片的厚度， He為從像素分離膜的前表面至特定的像素中的彩色濾光片的后表面的距離， Hs為像素分離膜的高度，即從下部電極的前表面至像素分離膜的前表面的距離， θ m為第二基板與空氣之間的臨界角。
2.如權(quán)利要求1所述的EL顯示裝置，其特征在于，還滿足下式:
Hg ^ 3 μ m0
【文檔編號】H01L51/52GK103681757SQ201310388423
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】豐田裕訓(xùn), 佐藤敏浩 申請人:株式會社日本顯示器