專利名稱：在電致發(fā)光顯示器件中的導(dǎo)電體設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電致發(fā)光顯示器件，特別涉及在電致發(fā)光顯示器件中的導(dǎo)體設(shè)計(jì)，減小具有大屏幕尺寸的電致發(fā)光顯示器件的發(fā)光側(cè)上的電極層中的電壓降。
背景技術(shù)：
由于與陰極射線管(CRT)和液晶顯示器(LCD)相比電致發(fā)光顯示器件具有優(yōu)異的視角、對(duì)比度、響應(yīng)時(shí)間、尺寸、厚度和功耗，因此作為新一代顯示器件的電致發(fā)光顯示器件倍受矚目。電致發(fā)光顯示器件可以是有源的或者是無源的發(fā)光顯示器件。根據(jù)發(fā)光層由無機(jī)材料或有機(jī)材料構(gòu)成，電致發(fā)光顯示器件還可以分為無機(jī)和有機(jī)電致發(fā)光顯示器件。
在電致發(fā)光顯示器件中，可以以不同方式獲得彩色顯示，例如通過在基板上并排設(shè)置對(duì)應(yīng)三種顏色(紅、綠和藍(lán))的獨(dú)立發(fā)光元件，通過使用藍(lán)色發(fā)光面板和安裝在面板的前基板或后基板上的顏色轉(zhuǎn)換層，或者通過使用白色發(fā)光面板和濾色器。
授予Littman等人的美國(guó)專利US 5,059,861公開了一種電致發(fā)光顯示器件，它具有由堿金屬和堿金屬以外的多種金屬構(gòu)成的陰極。授予VanSlyke的美國(guó)專利US 5,047,687公開了一種電致發(fā)光顯示器件，它具有有多種金屬構(gòu)成的陰極，這多種金屬中至少一種是堿金屬以外的低功函數(shù)金屬。這里，低功函數(shù)金屬是鋁、釩等。授予Scozzafava等人的美國(guó)專利US 5,073,446、日本專利特許公開No.平5-36475、平8-222368和平7-161474公開了一種陽(yáng)極、發(fā)光層的疊置結(jié)構(gòu)、陰極、封裝層和用于保護(hù)陰極的密封層。
同時(shí)，上述常規(guī)電致發(fā)光顯示器件由于在大顯示器中從陰極電源到某些像素的距離長(zhǎng)而具有顯著的電壓降。為此，不能保證均勻的亮度和清晰度。電壓降是由于陰極和引線的高電阻產(chǎn)生的。為此，相對(duì)于陰極電源的近區(qū)和遠(yuǎn)區(qū)之間存在電壓差。
在具有高開口比的前部發(fā)射型電致發(fā)光顯示器件中這種電壓降是個(gè)問題。授予Burrows等人的美國(guó)專利US 5,981,306公開了一種作為前部發(fā)射型電致發(fā)光顯示器件的有機(jī)發(fā)光器件。在Burrows‘306中的有機(jī)發(fā)光器件的陰極層由薄金屬層和淀積在薄金屬層上的氧化銦錫(ITO)層構(gòu)成。在Burrows‘306中使用ITO是因?yàn)樗菍?dǎo)電的和透光的。然而，使用ITO作為電極材料在具有大屏幕尺寸的電致發(fā)光顯示器件中是個(gè)問題，因?yàn)镮TO具有足夠高的電阻率以產(chǎn)生電壓降IR，尤其是對(duì)于大屏幕尺寸。當(dāng)產(chǎn)生這種電壓降時(shí)，有些像素接收的電壓比其它像素的電壓低，這導(dǎo)致顯示器上的非均勻亮度分布。
授予Grande等人的美國(guó)專利US5851709公開了一種具有有機(jī)層濾色器的電致發(fā)光顯示器件。但是，Grande‘709關(guān)于使用的電極沒有任何說明。
在前部發(fā)射型電致發(fā)光顯示器件的情況下，要求與前基板相鄰的電極由透明的和導(dǎo)電的材料構(gòu)成，如氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)。ITO或IZO是在形成發(fā)光層之后在低溫下淀積的，以便使由于熱量或等離子體導(dǎo)致的發(fā)光層的退化最小化。然而，在低溫下如此形成的ITO或IZO層具有不良的膜質(zhì)量和電阻率，因此電壓降現(xiàn)象很顯著。因而，產(chǎn)生如在電致發(fā)光顯示器件中顯示的圖像的非均勻亮度分布等問題，尤其是當(dāng)屏幕尺寸很大時(shí)。
而且，由從發(fā)光層的光發(fā)射產(chǎn)生的像素具有顏色干擾問題，因此難以產(chǎn)生高清晰圖像。此外，這種透明和導(dǎo)電材料如ITO一般具有高電阻，尤其是當(dāng)是屏幕尺寸時(shí)。因此，在大尺寸電致發(fā)光顯示器件的電極由這種材料構(gòu)成時(shí)，在ITO電極兩端產(chǎn)生IR電壓降。電極上的這種電壓降可能是個(gè)問題，因?yàn)樗鼘⒁痫@示器大屏幕上的非均勻亮度分布。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種具有大屏幕尺寸的電致發(fā)光顯示器件的改進(jìn)設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有大屏幕尺寸的電致發(fā)光顯示器件的新穎設(shè)計(jì)，其中發(fā)光側(cè)的電極兩端設(shè)計(jì)成具有可以忽略的小電壓降。
本發(fā)明的又一目的是提供一種具有大屏幕尺寸的前部發(fā)射型電致發(fā)光顯示器件，其中前部一側(cè)上的電極設(shè)計(jì)成允許光通過同時(shí)不產(chǎn)生任何明顯的IR電壓降，由此產(chǎn)生具有均勻亮度分布的大屏幕。
本發(fā)明的又一目的是提供一種具有大顯示器的電致發(fā)光顯示器件的設(shè)計(jì)，其中顯示器具有穿過整個(gè)顯示器的均勻亮度分布。
本發(fā)明的再一目的是提供一種由電阻率比ITO低的材料構(gòu)成的電致發(fā)光器件的發(fā)光側(cè)上的電極設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的再一目的是提供一種沒有顏色模糊、具有高清晰度圖像和高開口比的電致發(fā)光顯示器件。
本發(fā)明的又一目的是提供一種電致發(fā)光顯示器的設(shè)計(jì)，該電致發(fā)光顯示器吸收來自外部源并照射顯示器的光，由此防止這種外部光在顯示器上反射掉。
本發(fā)明的另一目的是提供一種減小陰極電壓降和防止外部光反射的前部發(fā)射型電致發(fā)光顯示器件。
這些和其它目的可以通過前部發(fā)射型電致發(fā)光顯示器件來實(shí)現(xiàn)，該器件采用構(gòu)圖的黑體層(black matrix)作為前部發(fā)射型發(fā)光層的前部一側(cè)上的電極的一部分。黑體層被構(gòu)圖成盡可能阻止光通過同時(shí)提供比傳統(tǒng)ITO用于發(fā)光層的發(fā)光側(cè)上的電極更多的導(dǎo)電體。這種黑體層將功率在水平方向傳輸給發(fā)光層。此外，期望電極層直接與發(fā)射一側(cè)上的發(fā)光層接觸。這個(gè)電極層由導(dǎo)電透明的材料光構(gòu)成，如ITO。ITO在垂直層中傳輸功率和電壓。這個(gè)電極層優(yōu)選經(jīng)過連接部件連接到黑體層。連接部件由導(dǎo)電材料構(gòu)成。因此，電致發(fā)光器件的發(fā)光側(cè)上的電極具有ITO電極層、黑體層和可能的話還有其間的金屬連接器，而不是只使用ITO。即使屏幕尺寸很大的情況下，施加于每個(gè)發(fā)光層的電壓頁(yè)可以更均勻穿過整個(gè)顯示器。由于在電致發(fā)光器件的發(fā)光側(cè)上的電極結(jié)構(gòu)中減少了ITO的量，因此在電極兩端存在可以忽略的小電壓降，由此即使對(duì)于大顯示器也能提供均勻亮度。
連接部件可以是插入前側(cè)或第二電極層和黑體層之間的導(dǎo)電間隔器。導(dǎo)電間隔器可以由聚合物顆粒構(gòu)成，它的外表面涂覆金屬。連接部件可以是從黑體層突出的突起。連接部件可以由Ni、Al、Ag、Au、Cu或其合金構(gòu)成。固定連接部件的透明填料可以置于第二電極層和黑體層之間，以便防止連接部件移動(dòng)。連接部件可以具有2-30μm的高度。
電致發(fā)光顯示器件還可以包括濾色器層，該濾色器層形成在熔制構(gòu)圖黑體層的相同層上的前基板其余下表面上。通過使用黑體層和金屬連接部件來代替僅透明的和導(dǎo)電材料用作發(fā)光側(cè)電極，減小了發(fā)光側(cè)電極的電壓降，使得大顯示器可具有均勻亮度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種電致發(fā)光顯示器件，它具有后基板；形成在后基板上的第一電極層；形成在第一電極層上的第二電極層，該第二電極層面對(duì)第一電極層；置于第一電極和第二電極層之間的發(fā)光層，該發(fā)光層至少具有發(fā)光層；面對(duì)后基板并接觸第二電極層的上表面的前基板；和在該第二電極層和該前基層之間形成的功能薄膜，至少在其接觸第二電極層的一部分中具有導(dǎo)電材料的功能薄膜。
功能薄膜可以由透明材料的第一成分和金屬材料的第二成分構(gòu)成，它們從前基板依次疊置。隨著到前基板的垂直距離增加，第一成分的含量可以降低，第二成分的含量可以增加。第一成分可以是透明絕緣材料如SiOx(x≥1)、SiNx(x≥1)、MgF2、CaF2、Al2O3或SnO2，或透明導(dǎo)電材料如ITO、IZO、ZnO和In2O3。第二成分優(yōu)選含有Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu或Pt?；蛘?，功能薄膜可以由前基板上的CrOx(x≥1)和CrOx層上的一層Cr構(gòu)成。
導(dǎo)電間隔器或?qū)щ姼嗫梢灾糜诠δ鼙∧ず偷诙姌O層之間。功能薄膜可以是黑色的，因此吸收來自外部并照射前基板的入射光。而且，功能薄膜可以具有對(duì)應(yīng)預(yù)定像素圖形附近或?qū)?yīng)發(fā)光區(qū)的開口。功能薄膜的開口可以構(gòu)圖成封閉多邊形、正方形、點(diǎn)狀或條形。將功能薄膜連接到第二電極的膏也可以具有與功能薄膜中的開口一致的開口，以便允許來自發(fā)光層的光從顯示器的前側(cè)顯現(xiàn)出來。


通過參考下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明使本發(fā)明的更完全的評(píng)價(jià)以及其引人注意的優(yōu)點(diǎn)更明顯和更易被理解，其中附圖中的參考標(biāo)記表示相同或相似的元件，其中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的無源電致發(fā)光顯示器件的水平和垂直方向的剖面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的無源電致發(fā)光顯示器件的剖面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的無源電致發(fā)光顯示器件的剖面圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的有源矩陣電致發(fā)光顯示器件的剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電致發(fā)光顯示器件的平面圖；圖6是圖5的電致發(fā)光顯示器件的部分剖面圖；圖7是表示制成圖5和6的功能薄膜的導(dǎo)電材料和絕緣材料的濃度梯度的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的電致發(fā)光顯示器件的剖面圖；和圖9和10是表示根據(jù)本發(fā)明第五和第六實(shí)施例的功能薄膜和它們的開口的例子的透視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見附圖，圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電致發(fā)光顯示器件10。顯示器件10是具有前部發(fā)射結(jié)構(gòu)的無源器件，該無源器件由彼此耦合在一起的后基板50和前基板70構(gòu)成。在后基板50的上表面51上，依次形成第一電極層61、發(fā)光層62和第二電極層63。第一電極層61、發(fā)光層62和第二電極層63構(gòu)成發(fā)光單元60。在前基板70的下表面71上，形成預(yù)定圖形的導(dǎo)電黑體層80，以便面對(duì)第二電極層63。這里使用的術(shù)語(yǔ)“預(yù)定圖形”指的是設(shè)計(jì)成盡可能禁止從發(fā)光層62向前基板70發(fā)射的光通過的圖形。術(shù)語(yǔ)“預(yù)定圖形”還指黑體層被構(gòu)圖成產(chǎn)生在電致發(fā)光顯示器件上顯示的圖像的改進(jìn)的對(duì)比度。
在本發(fā)明中，第二電極層63由導(dǎo)電透明材料如ITO構(gòu)成。被構(gòu)圖的黑體層80將電源在顯示器的平面方向(水平方向或平行于前基板和后基板的方向或左右方向和圖1中所示的出入紙面的方向)經(jīng)過第二電極層63傳輸給發(fā)光層62。由于黑體層80由具有良好導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，如鋁或銅，因此不存在通過由不良導(dǎo)電性材料如ITO構(gòu)成的第二電極層63在顯示器的平面方向傳輸電源時(shí)預(yù)先產(chǎn)生的在顯示器平面方向(或水平方向或平行于前基板和后基板的方向)的明顯的IR電壓降。本發(fā)明仍然使用相對(duì)高電阻的ITO或IZO用于電極，以便向發(fā)光層62傳輸功率，但是只對(duì)于在垂直于前基板和后基板(如圖1的上下方向所示)的垂直方向取向的連接。然而，本發(fā)明中的引線的長(zhǎng)水平部件由小電阻的黑體層或功能薄膜構(gòu)成而不是高電阻的ITO或IZO。
發(fā)光層62置于第一和第二電極層61和63之間并在電驅(qū)動(dòng)這些電極時(shí)發(fā)光。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的電致發(fā)光顯示器件可以是有機(jī)電致發(fā)光顯示器件或無機(jī)電致發(fā)光顯示器件，這取決于發(fā)光層62是由有機(jī)材料構(gòu)成還是由無機(jī)材料構(gòu)成。
關(guān)于有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，發(fā)光層62由酞菁如銅酞菁(CuPc)、N，N’-雙(萘-1-基)-N，N’-二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)、三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)等構(gòu)成。
關(guān)于無機(jī)電致發(fā)光顯示器件，發(fā)光層62由如下材料構(gòu)成金屬硫化物如ZnS、SrS或CsS，或者堿土基硫化鈣如CaCa2S4和SrCa2S4，以及發(fā)射核心原子的元素如堿性稀土金屬和過渡金屬如Mn、Ce、Tb、Eu、Tm、Er、Pr和Pb。盡管有機(jī)電致發(fā)光顯示器件圖1所示那樣，但是無機(jī)電致發(fā)光顯示器件也是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在無機(jī)電致發(fā)光顯示器件的情況下，絕緣層形成在第一和第二電極層61和63的各個(gè)相對(duì)表面上。
本例中的第二電極層63和黑體層80通過多個(gè)導(dǎo)電連接部件彼此連接。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，導(dǎo)電連接部件是置于第二電極層63和黑體層80之間的導(dǎo)電間隔器91，但是不限于此。優(yōu)選地，導(dǎo)電連接部件由具有良好導(dǎo)電性的金屬構(gòu)成，如由Ni、Al、Ag、Au、Cu及其合金。連接部件可以形成為各種形狀的橫截面，如正方形、三角形和圓形。連接部件可以由一種導(dǎo)電材料構(gòu)成，或者由其外表面涂覆了金屬的聚合物顆粒構(gòu)成。優(yōu)選地，連接部件的高度即如圖1所示的連接部件的頂部和底部的長(zhǎng)度在2-30μm范圍內(nèi)。連接部件的分布密度即第二電極層63和黑體層80之間的整個(gè)橫截面面積上的連接部件的橫截面面積比優(yōu)選小于10％。
同時(shí)，當(dāng)連接部件置于第二電極層63和黑體層80之間時(shí)，在這些連接部件之間限定間隔。如果這些間隔不用填料填充，連接部件可能會(huì)移動(dòng)或偏移原位。連接部件或?qū)щ婇g隔器91的這種移動(dòng)可能引起第二電極層63和構(gòu)圖黑體層80之間的斷電。因此，優(yōu)選在第二電極層63和黑體層80之間填充透明非導(dǎo)電填料110，以便保持間隔器91在原位和防止間隔器91移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光顯示器件10為前部發(fā)射型的情況下，即在發(fā)光層62中產(chǎn)生的光通過第二電極層63和前基板70射出的情況下，第二電極層63由透明導(dǎo)電材料如氧化銦錫(ITO)構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，第二電極層63通過連接部件或間隔器91電連接到導(dǎo)電黑體層80。因此，具有小電阻的黑體層80可用作第二電極層63的電極，因此與只使用ITO而不使用黑體層的情況相比可以減小電源或電壓源和發(fā)光層62之間的電壓降。黑體層80可以由單勻質(zhì)材料構(gòu)成?；蛘?，黑體層80可以是由導(dǎo)電材料和絕緣材料的組合體構(gòu)成的薄膜。這種組合可以是勻質(zhì)的或按照導(dǎo)電材料和絕緣材料的濃度梯度沿著薄膜的厚度方向以某種方式變化的(這將在本發(fā)明的第五和第六實(shí)施例中參照?qǐng)D5-10進(jìn)行說明)。在這些后來的實(shí)施例中，黑體層80的導(dǎo)電材料富裕側(cè)與連接部件或間隔器91接觸。
鑒于不同于本發(fā)明第一實(shí)施例的技術(shù)構(gòu)成，現(xiàn)在參照?qǐng)D2介紹根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電致發(fā)光顯示器件20。本發(fā)明的這個(gè)第二實(shí)施例不同于本發(fā)明第一實(shí)施例的地方在于第二實(shí)施例包括在面對(duì)發(fā)光單元60的前基板70的下表面71上形成的紅、藍(lán)和綠濾色器R、G和B。濾色器層R、G和B設(shè)置在與構(gòu)圖黑體層材料相同的層上。R、G和B層由黑體層80彼此分開。如在第一實(shí)施例那樣，在第二實(shí)施例的濾色器結(jié)構(gòu)20中使用構(gòu)圖黑體層80和導(dǎo)電間隔器91以便將電源電連接到第二電極層63，由此激勵(lì)發(fā)光層62。
鑒于不同于本發(fā)明第一和第二實(shí)施例的技術(shù)構(gòu)成，下面將參照?qǐng)D3介紹根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電致發(fā)光顯示器件30。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例不同于本發(fā)明第二實(shí)施例的地方在于從黑體層80突出的突起92用作彼此連接第二電極層63和黑體層80的部件。在第三實(shí)施例中使用這些突起92代替本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例中使用的間隔器91。
參見圖3，導(dǎo)電突起92形成在黑體層80上，即形成在對(duì)應(yīng)發(fā)光單元60的像素之間的區(qū)域的前基板70的下表面71上。突起92可以由利用導(dǎo)電膏粘接于黑體層80上的導(dǎo)電顆粒構(gòu)成。濾色器層R、G和B可以形成在前基板70的其余下表面71上并在與黑體層80的構(gòu)圖部分之間的構(gòu)圖黑體層80相同的層上。優(yōu)選地，透明和非導(dǎo)電填料110置于各個(gè)R、G和B濾色器層和發(fā)光單元60之間。在本發(fā)明的第三實(shí)施例中非導(dǎo)電填料110還設(shè)置在相鄰導(dǎo)電突起92之間。
鑒于不同于本發(fā)明第一實(shí)施例的技術(shù)構(gòu)成，下面將參照?qǐng)D4介紹根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電致發(fā)光顯示器件200。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例不同于本發(fā)明第-到第三實(shí)施例的地方在于發(fā)光單元形成為有源矩陣型，而不是如圖1-3中所示的無源矩陣型。在有源矩陣型發(fā)光單元200中，存在薄膜晶體管(TFT)221存在并且薄膜電容器222也可以存在。
參見圖4，電致發(fā)光顯示器件200具有發(fā)光區(qū)210和用于驅(qū)動(dòng)第一電極層214的驅(qū)動(dòng)區(qū)220，它們都形成在后基板201和前基板202之間。發(fā)光區(qū)210含有由第一電極層214、發(fā)光層213和第二電極層211構(gòu)成的發(fā)光單元。發(fā)光單元形成在絕緣層215的上表面251上。這個(gè)絕緣層215也覆蓋薄膜晶體管221。當(dāng)?shù)谝缓偷诙姌O層214和211分別被電驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)光層213發(fā)射光。驅(qū)動(dòng)區(qū)220由后基板201和用于驅(qū)動(dòng)第一電極層214的薄膜晶體管221構(gòu)成。需要時(shí)，驅(qū)動(dòng)區(qū)220還可以包括如圖4所示的電容器222。
在前基板202的下表面271上形成黑體層230。多個(gè)連接部件如導(dǎo)電間隔器240置于黑體層230和透明第二電極層211之間，以便將黑體層230電連接到每個(gè)第二電極層211。由于只有第二電極層211而不是黑體層230由相對(duì)高電阻的透明導(dǎo)電材料構(gòu)成，因此顯示時(shí)電源或電壓源和每個(gè)第二電極層211之間的電壓降很低。而且，穿過整個(gè)顯示器的每個(gè)第二電極層211的電位更均勻，這是因?yàn)榇┻^黑體層230的電壓降非常小。與前面的三個(gè)實(shí)施例相同，第四實(shí)施例采用黑體層230和導(dǎo)電間隔器240將功率和電壓傳輸?shù)酵该鞯诙姌O層211，而不是只使用透明導(dǎo)電材料如ITO以將顯示器中的每個(gè)發(fā)光層213連接到功率或電壓源。而且與第一到第三實(shí)施例相同，使用圖4中的黑體層230在水平方向而不是在垂直方向?qū)⒐β蕚鬏斀o發(fā)光層213。與第一到第三實(shí)施例相同，使用相對(duì)高電阻的透明ITO或IZO在相對(duì)短的垂直方向?qū)⒐β屎碗妷簜鬏數(shù)桨l(fā)光層213。
下面詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電致發(fā)光顯示器件200的操作。當(dāng)通過薄膜晶體管221將預(yù)定電壓施加于第一電極層214時(shí)，來自第一電極層214的空穴和來自第二電極層211的電子在發(fā)光層213中彼此復(fù)合以便產(chǎn)生激子。當(dāng)激子從激發(fā)態(tài)改變?yōu)榛鶓B(tài)時(shí)，發(fā)光層213的熒光分子發(fā)光。發(fā)射的光通過透明第二電極層211從顯示器件200的前側(cè)射出。
由于第二電極層211通過導(dǎo)電間隔器240連接到黑體層230，因此減小了由于到電壓施加元件如電源裝置的距離長(zhǎng)而產(chǎn)生的電壓降。就是說，黑體層230用作第二電極層211的輔助電極，因此減小了穿過第二電極層211中的透明導(dǎo)電材料的電壓降。從前面的描述中清楚看出，根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光顯示器件減小了第二電極中的電壓降，因此在整個(gè)熒光屏上呈現(xiàn)均勻的亮度分布。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5-7詳細(xì)介紹本發(fā)明的第五實(shí)施例。本發(fā)明的電致發(fā)光顯示器件300含有用作黑體層的薄膜和在封裝部件或封裝襯底的內(nèi)側(cè)上的導(dǎo)電層。因此，減小了電極的電壓降和防止了顏色模糊。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的有源矩陣電致發(fā)光顯示器件的例子的平面圖。圖6表示圖5的有源矩陣電致發(fā)光顯示器件300的部分剖面圖。參見圖5，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的有源矩陣電致發(fā)光顯示器件的每個(gè)子像素由包括開關(guān)TFT310和驅(qū)動(dòng)TFT320的兩個(gè)薄膜晶體管(TFT)、一個(gè)電容器330和一個(gè)電致發(fā)光器件(以下簡(jiǎn)稱為“EL器件”)340構(gòu)成。由于不限制TFT和電容器的數(shù)量，因此可以使用更多的TFT和電容器。
開關(guān)TFT310被施加于柵極線351的掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)，然后將施加于數(shù)據(jù)線352的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給驅(qū)動(dòng)TFT320。驅(qū)動(dòng)TFT320用于根據(jù)由開關(guān)TFT310傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)即柵極和源極之間的電壓差(Vgs)確定注入到EL器件340中的電流量。電容器330用作在一幀持續(xù)時(shí)間存儲(chǔ)由開關(guān)TFT310傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)。
圖6是表示圖5的電致發(fā)光顯示器件300的一個(gè)子像素的EL器件340、驅(qū)動(dòng)TFT320和電容器330的剖面圖，并將在下面詳細(xì)說明。在具有絕緣性能的第一基板301上形成緩沖層302。在緩沖層302上方具有像素區(qū)P和驅(qū)動(dòng)區(qū)D。如這里使用的，術(shù)語(yǔ)“像素區(qū)P”表示從EL器件發(fā)射光的區(qū)域，術(shù)語(yǔ)“驅(qū)動(dòng)區(qū)D”表示含有TFT和電容器的區(qū)域。盡管圖6只示出了驅(qū)動(dòng)TFT320，驅(qū)動(dòng)區(qū)D也含有開關(guān)TFT310。
如圖6所示，驅(qū)動(dòng)區(qū)D的驅(qū)動(dòng)TFT320具有形成在緩沖層302上的半導(dǎo)體有源層321、形成在半導(dǎo)體有源層321上的柵極絕緣體322、和形成在柵極絕緣體322上的柵電極323。半導(dǎo)體有源層321可以是非晶硅薄膜或多晶硅薄膜。半導(dǎo)體有源層321具有用n或p型雜質(zhì)以高濃度摻雜的源區(qū)和漏區(qū)。由SiO2構(gòu)成的柵極絕緣體322形成在半導(dǎo)體有源層321上。由導(dǎo)電材料如MoW或Al/Cu制成的柵電極323形成在柵極絕緣體322的預(yù)定區(qū)域上。柵電極323被連接到電容器330的第一電極并提供TFT開/關(guān)信號(hào)。柵電極323形成在半導(dǎo)體有源層321的溝道區(qū)的上方。
在柵電極323上形成層間絕緣體324。源電極325和漏電極326通過接觸孔接觸半導(dǎo)體有源層321的源區(qū)和漏區(qū)。源電極325連接到圖5的驅(qū)動(dòng)線353并輸送用于驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體有源層321的參考公用電壓。漏電極326連接驅(qū)動(dòng)TFT 320和EL器件340并給EL器件340施加驅(qū)動(dòng)功率。驅(qū)動(dòng)線353連接到電容器330的第二電極332。
由SiO2制成的鈍化膜327分別形成在源電極325和漏電極326上。EL器件340的第一電極層341通過形成在鈍化膜327中的接觸孔連接到漏電極326。EL器件340通過根據(jù)電流量發(fā)射紅、綠和藍(lán)光而顯示預(yù)定圖像信息。如圖6所示，EL器件340包括用作陽(yáng)極的第一電極層341、用作陰極的第二電極層343以及置于第一電極層341和第二電極層343之間的發(fā)光層342，其中第一電極層341連接到驅(qū)動(dòng)TFT320的漏電極325，第二電極層343覆蓋整個(gè)像素。在這種情況下，應(yīng)該理解第一電極層341可以代替地用作陰極，第二電極層343可以代替用作陽(yáng)極。
由丙烯酸制成的平面化膜328形成在由ITO制成的第一電極層341上。在平面化膜328中形成預(yù)定開口328a之后，發(fā)光層342和作為陰極的第二電極層343依次形成在開口328a中。發(fā)光層342可以是低分子或高分子發(fā)光層。低分子發(fā)光層可以具有空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EML)、電子傳輸層(ETL)和電子注入層(EIL)的簡(jiǎn)單或多層疊置結(jié)構(gòu)。低分子發(fā)光層可以由各種材料之一構(gòu)成，包括銅酞菁(CuPc)、N，N’-雙(萘-1-基)-N，N’-二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)、三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)。低分子發(fā)光層可以通過汽相淀積形成。
高分子發(fā)光層可以具有由空穴傳輸層(HTL)和發(fā)光層(FML)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，空穴傳輸層可以由聚(亞乙二氧基)噻吩(PEDOT)，發(fā)射層可由高分子量有機(jī)材料構(gòu)成，如聚(亞苯基1，2-亞乙烯基(PPV)和聚芴。高分子發(fā)光層可以通過絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷法形成。
作為陰極的第二電極層343可在朝向后基板301發(fā)射光的后部發(fā)射型電致發(fā)光顯示器件中通過Al/Ca的全區(qū)域淀積來形成。另一方面，在向前基板303發(fā)射光的前部發(fā)射型電致發(fā)光顯示器件中，第二電極層343可通過如下方法形成形成由金屬如Mg-Ag構(gòu)成的半透射薄膜，然后在其上淀積透明ITO。
通過這種方式，前基板303在第二電極層343上鄰接并封密。此時(shí)，預(yù)定功能薄膜304進(jìn)一步形成在第二電極層343和前基板303之間。功能薄膜304至少在其接觸第二電極層343的一部分中含有導(dǎo)電材料。因此，功能薄膜304可用作總線電極，防止在第二電極層制成為沒有功能薄膜304的情況下在第二電極層343中產(chǎn)生的相當(dāng)大或顯著的電壓降。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，功能薄膜304由在前基板303上依次堆疊的透明材料的第一成分和金屬材料的第二成分構(gòu)成。第一成分和第二成分具有相反濃度梯度，如圖7所示。就是說，隨著到前基板303的距離增加，第一成分的含量(或濃度)下降，同時(shí)第二成分的含量(或濃度)增加。
應(yīng)該指出的是由圖5-7所示的本實(shí)施例和由第一到第四實(shí)施例表示的本發(fā)明的前面四個(gè)實(shí)施例之間的主要差別在于黑體層80和230由功能薄膜304代替，該功能薄膜304由導(dǎo)電元件和絕緣元件構(gòu)成。因此，功能薄膜304不是均質(zhì)的。而且，第五實(shí)施例沒有特殊的間隔器91或240以將功能薄膜304連接到第二電極層343。
繼續(xù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，第一成分可以是透明絕緣材料，如SiOx(x≥1)、SiNx(x≥1)、MgF2、CaF2、Al2O3或SnO2，或透明導(dǎo)電材料如ITO、IZO、ZnO和In2O3。第二成分可以是金屬材料，如Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu和Pt。功能薄膜304的第一和第二成分的材料不限于此。就是說，對(duì)功能薄膜304的第一和第二成分的材料沒有特別限制，只要第一成分和第二成分具有相反的濃度梯度，和第二成分集中在與第二電極層343接觸的功能薄膜304的下表面上，以至于功能薄膜304可以用作第二電極層343的總線電極。
現(xiàn)在結(jié)合圖8中所示的電致發(fā)光顯示器件400介紹本發(fā)明的第六實(shí)施例。第六實(shí)施例與第五實(shí)施例相似，除了包含置于功能薄膜304和第二電極層343之間以提高其間的電接觸的導(dǎo)電間隔器或?qū)щ姼?05之外，如圖8所示。
同時(shí)，功能薄膜304優(yōu)選是黑色的，以便吸收光并同時(shí)用作第二電極層343的總線電極。因此，功能薄膜304可用于吸收來自外部源并照射在顯示器前部的光，防止這種光在顯示器前部反射掉并由此改進(jìn)圖像質(zhì)量。這尤其在前部發(fā)射顯示器中是正確的，在該前部發(fā)射顯示器中不希望具有外部光在前基板303上反射掉。通過具有黑色的功能薄膜(即黑體)，可以防止外部光的這種反射。
而且，如圖6和8所示，必須在功能薄膜304中構(gòu)圖開口304a，以便從EL器件340的發(fā)光層342發(fā)射的光可以傳輸?shù)酵獠?。就是說，形成在功能薄膜304中的開口304a限定了像素區(qū)P的發(fā)光區(qū)，如圖6和8所示。發(fā)光區(qū)可以以封閉的多邊形如正方形或點(diǎn)狀的形式進(jìn)行構(gòu)圖，如圖9所示，或者構(gòu)圖成條形，如圖10所示。在如圖8所示那樣存在導(dǎo)電間隔器或?qū)щ姼?05的情況下，應(yīng)該理解相應(yīng)的開口305a形成在膏305中，以便允許發(fā)光層342中產(chǎn)生的光從顯示器呈現(xiàn)出來。因此，膏305中的開口305a的尺寸和形狀優(yōu)選與功能薄膜304中的開口304a一致。通過這種方式，功能薄膜304用作黑體，防止第二電極層323中產(chǎn)生實(shí)際電壓降和防止像素之間的顏色干擾。
作為選擇，功能薄膜304可以通過各種其它方法形成。就是說，功能薄膜304可以通過在前基板303上依次淀積由Cr0x(x≥1)構(gòu)成的第一薄膜和由Cr構(gòu)成的第二薄膜來形成。或者，功能薄膜304可以是在其面對(duì)第二電極層323的表面上具有導(dǎo)電材料層的石墨基黑體。
在上述電致發(fā)光顯示器件中，當(dāng)預(yù)定電壓施加于第一電極層321和第二電極層323時(shí)，來自作為陽(yáng)極的第一電極層的空穴向發(fā)光層遷移，來自第二電極層的電子注入到發(fā)光層中。此時(shí)，電子和空穴在發(fā)光層中彼此復(fù)合，產(chǎn)生激子。當(dāng)激子從激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變到基態(tài)時(shí)，發(fā)光層的熒光分子發(fā)射光，由此顯示圖像。如上所述那樣被驅(qū)動(dòng)的電致發(fā)光顯示器件300和400含有形成在第二電極層323和前基板303之間的功能薄膜304。因此，可以減小第二電極層323中的電壓降并且可以防止外部光反射。
前面已經(jīng)關(guān)于有源矩陣電致發(fā)光顯示器件介紹了本發(fā)明的第五和第六實(shí)施例，應(yīng)該理解本發(fā)明可以適用于無源電致發(fā)光顯示器件。然而，由于無源矩陣電致發(fā)光顯示器件可包括構(gòu)圖的陰極，因此也可以相應(yīng)地對(duì)功能薄膜進(jìn)行構(gòu)圖。本發(fā)明提供一種減少電極中的電壓降的電致發(fā)光顯示器件，由此提供均勻的亮度分布，特別是在大顯示器中。本發(fā)明還提供一種具有高清晰度圖像和高開口比而沒有顏色模糊的電致發(fā)光顯示器件。本發(fā)明還提供一種具有在顯示器上反射掉的少量外部光的電致發(fā)光顯示器件。
此外，本發(fā)明不限于這里所述的準(zhǔn)確實(shí)施例。換言之，第四實(shí)施例的有源器件的發(fā)光層是有機(jī)或無機(jī)的不是本發(fā)明范圍之外。此外，前三個(gè)實(shí)施例的特征可以與第四實(shí)施例的有源矩陣器件結(jié)合。
前面已經(jīng)參照示意實(shí)施例示出和介紹了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以在形式和細(xì)節(jié)上做各種修改。
權(quán)利要求
1.一種電致發(fā)光顯示器件，包括后基板，包括依次形成在后基板的上表面上的第一電極層、發(fā)光層和第二電極層；前基板，它與后基板耦合，前基板包括形成在前基板的下表面上的構(gòu)圖導(dǎo)電黑體層，該構(gòu)圖黑體層面對(duì)后基板上的第二電極層；和多個(gè)導(dǎo)電連接部件，它們?cè)O(shè)置在第二電極層和黑體層之間，該導(dǎo)電連接部件將第二電極層電連接到構(gòu)圖黑體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光顯示器件，其中連接部件是設(shè)置在第二電極層和構(gòu)圖黑體層之間的導(dǎo)電間隔器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電致發(fā)光顯示器件，其中導(dǎo)電間隔器的內(nèi)部部分是聚合物顆粒，導(dǎo)電間隔器的外表面涂有金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光顯示器件，其中連接部件是從黑體層突出的突起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光顯示器件，其中連接部件由選自Ni、Al、Ag、Au、Cu及其合金組成的一組材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光顯示器件，還包括在相鄰連接部件之間的透明填充材料，該透明填充材料設(shè)置在第二電極層和黑體層之間，透明填充材料是剛性的和穩(wěn)定的，足以防止連接部件移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光顯示器件，其中連接部件的高度為2-30μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光顯示器件，還包括濾色器層，該濾色器層形成在與構(gòu)圖黑體層相同的層中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光顯示器件，其中黑體層電連接到第二電極層而沒有明顯的電壓降。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的電致發(fā)光顯示器件，其中連接部件的金屬部分由選自Ni、Al、Ag、Au、Cu及其合金組成的一組材料構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光顯示器件，其中發(fā)光層是有機(jī)的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光顯示器件，其中發(fā)光層是無機(jī)的。
13.一種電致發(fā)光顯示器件，包括后基板，包括薄膜晶體管、被薄膜晶體管驅(qū)動(dòng)的第一電極層、形成在第一電極層上的發(fā)光層和形成在發(fā)光層上的第二電極層；與后基板耦合的前基板，前基板包括形成在前基板的下表面上的構(gòu)圖導(dǎo)電黑體層，該構(gòu)圖黑體層面對(duì)耦合到前基板的后基板的第二電極層；和多個(gè)導(dǎo)電連接部件，它們?cè)O(shè)置在第二電極層和構(gòu)圖黑體層之間，該多個(gè)導(dǎo)電連接部件將第二電極層電連接到構(gòu)圖黑體層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的電致發(fā)光顯示器件，其中連接部件是設(shè)置在第二電極層和構(gòu)圖黑體層之間的導(dǎo)電間隔器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的電致發(fā)光顯示器件，其中導(dǎo)電間隔器由聚合物顆粒構(gòu)成，導(dǎo)電間隔器的外表面由導(dǎo)電金屬構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的電致發(fā)光顯示器件，其中連接部件是從構(gòu)圖黑體層突出的突起。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的電致發(fā)光顯示器件，其中連接部件由選自Ni、Al、Ag、Au、Cu及其合金的材料構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的電致發(fā)光顯示器件，還包括在相鄰連接部件之間的透明填充材料，該透明填充材料設(shè)置在第二電極層和黑體層之間，透明填充材料是剛性的和穩(wěn)定的，足以防止連接部件移動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的電致發(fā)光顯示器件，其中連接部件的高度為2-30μm。
20.根據(jù)權(quán)利要求10的電致發(fā)光顯示器件，還包括濾色器層，該濾色器層形成在與構(gòu)圖黑體層相同的層中。
21.根據(jù)權(quán)利要求10的電致發(fā)光顯示器件，其中黑體層電連接到第二電極層而沒有明顯的電壓降。
22.一種電致發(fā)光顯示器件，包括后基板，包括依次形成在后基板的上表面上的第一電極層、發(fā)光層和第二電極層；和與后基板耦合的前基板，前基板包括形成在前基板的下表面上的構(gòu)圖導(dǎo)電黑體層，該構(gòu)圖黑體層面對(duì)后基板上的第二電極層，該構(gòu)圖黑體層用于從電壓源給第二電極層輸送功率。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的顯示器件，其中該顯示器件是前部發(fā)射結(jié)構(gòu)，第二電極層是透明的和導(dǎo)電的。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的顯示器件，其中該顯示器件是前部發(fā)射結(jié)構(gòu)，按象由穿過前基板在發(fā)光層中產(chǎn)生的輻射最小化禁止通過的方法構(gòu)圖該黑體層。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的顯示器件，其中黑體層用于從所說電壓源給所述第二電極層輸送功率，而不會(huì)經(jīng)受明顯的電壓降。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的顯示器件，還包括設(shè)置在構(gòu)圖黑體層和第二電極層之間的導(dǎo)電間隔器，該導(dǎo)電間隔器用于將黑體層電連接到第二電極層。
27.一種電致發(fā)光顯示器件，包括后基板；形成在后基板上的第一電極層；形成在第一電極層上的第二電極層，第二電極層面對(duì)第一電極層；置于第一電極層和第二電極層之間的發(fā)光層，該發(fā)光層具有發(fā)射層；面對(duì)后基板并與第二電極層的上表面接觸的前基板；和形成在第二電極層和前基板之間的功能薄膜，該功能薄膜在其接觸第二電極層的部分中具有導(dǎo)電材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的電致發(fā)光顯示器件，其中功能薄膜包括透明材料的第一成分和金屬材料的第二成分，第一成分和第二成分依次層疊在前基板上，在功能薄膜內(nèi)隨著到前基板的距離增加，第一成分的濃度下降，第二成分的濃度增加。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的電致發(fā)光顯示器件，其中第一成分是選自SiOx(x≥1)、SiNx(x≥1)、MgF2、CaF2、Al2O3和SnO2的透明絕緣材料，或者第一成分是選自ITO、IZO、ZnO和In2O3的透明導(dǎo)電材料。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的電致發(fā)光顯示器件，其中第二成分是選自Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu和Pt的金屬材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求27的電致發(fā)光顯示器件，其中功能薄膜包括設(shè)置在前基板上的第一薄膜和設(shè)置在第一薄膜上的第二薄膜，第一薄膜包括CrOx(x≥1)，第二薄膜包括Cr。
32.根據(jù)權(quán)利要求27的電致發(fā)光顯示器件，其中導(dǎo)電間隔器或?qū)щ姼嘀糜诠δ鼙∧ず偷诙姌O層之間。
33.根據(jù)權(quán)利要求27的電致發(fā)光顯示器件，其中功能薄膜吸收從顯示器件外部入射并照射在前基板上的光，該功能薄膜被對(duì)應(yīng)發(fā)光區(qū)的預(yù)定像素圖形的開口穿孔。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的電致發(fā)光顯示器件，其中功能薄膜的開口構(gòu)圖成點(diǎn)狀或條形。
35.一種電致發(fā)光顯示器件，包括后基板；形成在后基板上的像素區(qū)，該像素區(qū)包括彼此面對(duì)的第一和第二電極以及置于第一和第二電極之間的發(fā)光層，發(fā)光層具有發(fā)射層；面對(duì)后基板的前基板；和形成在第二電極層和前基板之間的功能薄膜，該功能薄膜被開口穿孔，以至于露出像素區(qū)的發(fā)光層，該功能薄膜由吸收從外部入射到前基板上的入射光的材料構(gòu)成，該功能薄膜在與第二電極層接觸的部分功能薄膜中包括導(dǎo)電材料。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的電致發(fā)光顯示器件，其中功能薄膜由透明材料的第一成分和金屬材料的第二成分構(gòu)成，第一成分和第二成分依次疊置在前基板上，在功能薄膜內(nèi)隨著到前基板的距離增加，第一成分的含量下降，第二成分的含量增加。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的電致發(fā)光顯示器件，其中第一成分是選自SiOx(x≥1)、SiNx(x≥1)、MgF2、CaF2、Al2O3和SnO2的透明絕緣材料，或者第一成分是選自ITO、IZO、ZnO和In2O3的透明導(dǎo)電材料。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的電致發(fā)光顯示器件，其中第二成分是選自Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu和Pt的金屬材料。
39.根據(jù)權(quán)利要求35的電致發(fā)光顯示器件，其中功能薄膜包括設(shè)置在前基板上的第一薄膜和設(shè)置在第一薄膜上的第二薄膜，第一薄膜包括CrOx(x≥1)，第二薄膜包括Cr。
40.根據(jù)權(quán)利要求35的電致發(fā)光顯示器件，其中導(dǎo)電間隔器或?qū)щ姼嘀糜诠δ鼙∧ず偷诙姌O層之間。
41.根據(jù)權(quán)利要求35的電致發(fā)光顯示器件，其中功能薄膜的開口構(gòu)圖成點(diǎn)狀或條形。
全文摘要
提供一種電致發(fā)光顯示器件，其具有陰極的可忽略的小電壓降、沒有外部光反射和具有高對(duì)比度和亮度。該電致發(fā)光顯示器件包括后基板、形成在后基板上的第一電極層、形成在第一電極層上并面對(duì)第一電極層的第二電極層、置于第一電極層和第二電極層之間并至少具有發(fā)射層的發(fā)光層、面對(duì)后基板并與第二電極層的上表面接觸的前基板、和形成在第二電極層和前基板之間的功能薄膜，該功能薄膜至少在其接觸第二電極層的部分中具有導(dǎo)電材料。
文檔編號(hào)H01L27/32GK1543269SQ200410004188
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月13日
發(fā)明者樸鎮(zhèn)宇, 具在本, 李寬熙 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社