專利名稱：電致顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電致(EL)顯示設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及具有改進(jìn)的外部光耦合效率和亮度并易于制造的EL顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
下述公式給出了EL顯示設(shè)備的外部光耦合效率ηexηex＝ηin·ηout公式(1)其中，ηin和ηout分別代表內(nèi)部量子耦合效率和輸出量子耦合效率。內(nèi)部量子耦合效率ηin由各層內(nèi)的自消失情況所決定。輸出量子耦合效率ηout由因各層的全內(nèi)反射而導(dǎo)致光被阻止發(fā)射到外界的情況所決定(例如，當(dāng)光從一個(gè)具有較高折射率的介質(zhì)入射到另一具有較低折射率的介質(zhì)時(shí)，由于光的入射角大于光的臨界角會(huì)引起在界面發(fā)生全內(nèi)反射，因此光無(wú)法傳輸?shù)酵饨?。在EL顯示設(shè)備中，由于光發(fā)射層所發(fā)射的光在發(fā)射到外界之前要經(jīng)過(guò)多個(gè)層，因此各層的折射率差異會(huì)阻止某些光的發(fā)射。
當(dāng)發(fā)光層發(fā)射光到外界時(shí)，倚賴于層間界面的全內(nèi)反射的輸出量子耦合效率ηout，亦即光透射率能夠表示為12(NoutNin)2]]>公式(2)其中，Nout代表發(fā)射光的發(fā)光層的折射率，而Nin代表接收光的發(fā)光層的折射率。例如，根據(jù)公式2可確定，光通過(guò)折射率約為1.5的層傳輸?shù)竭_(dá)折射率約為1.2的層時(shí)的輸出光耦合效率約為32％，或者大約70％進(jìn)入界面的光未被發(fā)射到外界。
有多種嘗試力圖阻止外部光耦合效率降低。
日本專利公開(kāi)No.4-192290公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)EL設(shè)備，其中具有多個(gè)尺寸與無(wú)機(jī)EL元件相當(dāng)或者更大的聚光顯微透鏡。這些聚光顯微透鏡形成在無(wú)機(jī)EL元件形成于之上的透明基板的外表面上。由于以大于臨界角的角度入射到透明基板和空氣之間的界面上的光，具有小于顯微透鏡上的臨界角的入射角，故而減少了全內(nèi)反射。此外，以預(yù)定方向發(fā)射光從而增加亮度。但是，由于在所引用的發(fā)明中EL元件是面光源，故而在利用尺寸與EL元件相當(dāng)或者更大的顯微透鏡時(shí)，將不可避免出現(xiàn)無(wú)法聚焦的漫反射光。此外，因相鄰EL元件而產(chǎn)生的圖像重疊會(huì)降低圖像的清晰度。
日本專利公開(kāi)No.7-037688公開(kāi)了一種形成在包括由具有高折射率的材料構(gòu)成的圓柱形高折射系數(shù)部分的基板上的EL元件，該折射率高于形成在基板側(cè)面的環(huán)繞材料的折射率。由該EL元件產(chǎn)生的光通過(guò)高折射系數(shù)部分發(fā)射以提高外部光耦合效率。但是，在所引用的發(fā)明中，通過(guò)高折射系數(shù)部分傳輸?shù)墓馐锹瓷涔狻Ｒ虼?，發(fā)射到前面的光的亮度并未提高多少。
日本專利公開(kāi)No.10-172756公開(kāi)了一種有機(jī)EL發(fā)光設(shè)備，該設(shè)備具有多個(gè)形成在透明基板和組成有機(jī)EL發(fā)光設(shè)備的較低電極之間的聚光透鏡。有機(jī)EL發(fā)光設(shè)備和聚光透鏡被設(shè)置為一一對(duì)應(yīng)。通過(guò)EL發(fā)光設(shè)備傳輸?shù)墓庖孕∮谂R界角的角度入射到透明基板的界面上，從而提高外部光耦合效率。但是，在所引用的發(fā)明中，由相鄰EL發(fā)光設(shè)備引起的圖像重疊會(huì)降低圖像的清晰度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種具有改進(jìn)的外部光耦合效率和亮度并易于制造的電致發(fā)光(EL)顯示設(shè)備。
本發(fā)明的附加特征將在以下敘述中列出，其中部分將由于敘述而變得清晰，或可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而領(lǐng)會(huì)。
本發(fā)明公開(kāi)了一種電致發(fā)光(EL)顯示設(shè)備，包括基板；布置在該基板之上的第一電極；布置在該第一電極之上并與之大體平行的第二電極；布置在該第一電極和該第二電極之間并包括發(fā)光層的中間層；布置在該基板和該第一電極之間或者布置在該第二電極之上的色彩轉(zhuǎn)換層；以及布置在該發(fā)光層和該色彩轉(zhuǎn)換層之間的光共振控制層。
本發(fā)明還公開(kāi)了該發(fā)光層可發(fā)射藍(lán)光。
本發(fā)明還公開(kāi)了該色彩轉(zhuǎn)換層可將該發(fā)光層所發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為紅光、綠光和藍(lán)光中的一種。
本發(fā)明還公開(kāi)了該光共振控制層可是單層。
本發(fā)明還公開(kāi)了該光共振控制層的折射率可低于布置在該光共振控制層上的層和該光共振控制層下的層的折射率。
本發(fā)明還公開(kāi)了該光共振控制層可包括至少兩層。
本發(fā)明還公開(kāi)了該光共振控制層可包括交替的具有低折射率的層和具有高折射率的層。
本發(fā)明還公開(kāi)了該色彩轉(zhuǎn)換層可布置在該基板和該第一電極之間，并且該光共振控制層可布置在該色彩轉(zhuǎn)換層和該第一電極之間。
本發(fā)明還公開(kāi)了該色彩轉(zhuǎn)換層可布置在該第二電極之上，并且該光共振控制層可布置在該第二電極和該色彩轉(zhuǎn)換層之間。
本發(fā)明還公開(kāi)了該色彩轉(zhuǎn)換層可布置在該基板和該第一電極之間，以及該基板和該第二電極之間，并且該光共振控制層可布置在該第一電極和布置于該基板和該第一電極之間的色彩轉(zhuǎn)換層之間，以及布置在該第二電極和布置于該第二電極之上的色彩轉(zhuǎn)換層之間。
應(yīng)理解，以上綜述和以下詳述都是示例性和解釋性的，用于為權(quán)利要求所要求的發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


附圖被包括以便于進(jìn)一步理解本發(fā)明，其合并在說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成為說(shuō)明書(shū)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與敘述相結(jié)合用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電致發(fā)光(EL)顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
圖6是圖5所示EL顯示設(shè)備的一變形的示意性剖視圖。
圖7是圖5所示EL顯示設(shè)備的另一變形的示意性剖視圖。
圖8是圖5所示EL顯示設(shè)備的再一變形的示意性剖視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)參考顯示了本發(fā)明實(shí)施例的附圖而進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。但是，應(yīng)理解本發(fā)明能夠以多種形式實(shí)施，而非受制于這里所列出的實(shí)施例。相反，提供實(shí)施例的目的在于充分公開(kāi)，并將本發(fā)明的范圍完整的傳達(dá)至本領(lǐng)域的技術(shù)人員。為清楚起見(jiàn)，圖中層和區(qū)域的尺寸以及相對(duì)尺寸有所夸大。在圖中，同一的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)同一的部件。
應(yīng)理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或者基板之類元件被稱為在另一元件“上”時(shí)，表示該元件直接在其它元件上或者存在間隔元件。反之，當(dāng)元件被稱為“直接”在另一元件上時(shí)，它們之間不存在間隔元件。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電致發(fā)光(EL)顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
EL顯示設(shè)備分為具有簡(jiǎn)單矩陣類型的被動(dòng)矩陣型(PM)EL顯示設(shè)備，或者包括基于像素發(fā)射控制方法的薄膜晶體管(TFT)的主動(dòng)矩陣型(AM)EL顯示設(shè)備。本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備是AM EL顯示設(shè)備。
參見(jiàn)圖1，第一電極131布置在基板102之上，第二電極134大體平行于第一電極131地布置在第一電極131之上，而包括發(fā)光層的中間層133布置在第一電極131和第二電極134之間。如果需要，至少一個(gè)TFT連接到第一電極131，并且電容器可進(jìn)一步連接到該TFT。
基板102可由透明玻璃制成，也可由丙烯、聚酰胺(polymide)、聚碳酸酯、聚酯、聚脂薄膜及其它塑料材料制成。由SiO2制成的緩沖層(未示出)可進(jìn)一步設(shè)置在基板102上，從而保持基板102表面的光滑，并防止雜質(zhì)刺入基板102。
第一電極131作為陽(yáng)極，第二電極134作為陰極，反之亦然。
本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備是光朝著基板102發(fā)射的底發(fā)射EL顯示設(shè)備。因此，第一電極131是由諸如ITO、IZO、ZnO或者In2O3之類制成的透明電極。第一電極131可設(shè)置為對(duì)應(yīng)于子像素。第二電極134是反射電極，可通過(guò)沉積Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、AL或者M(jìn)g，以及Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、AL或者M(jìn)g的化合物而制成。第二電極134可設(shè)置為對(duì)應(yīng)于每一子像素，或者可設(shè)置為遍及基板102的整個(gè)表面。在下述其它實(shí)施例中，EL顯示設(shè)備可配置為如上所述的底發(fā)射EL顯示設(shè)備，或者以其它方式構(gòu)架。
如上所述，TFT被連接到第一電極131。該TFT包括半導(dǎo)體層122、布置在半導(dǎo)體層122上的柵極絕緣層123、以及布置在柵極絕緣層123上的柵極124。柵極124連接到為TFT供應(yīng)選通/關(guān)斷信號(hào)的柵線(未示出)。柵極124布置于之上的區(qū)域?qū)?yīng)于半導(dǎo)體層122的溝槽區(qū)域。TFT的結(jié)構(gòu)不限于圖1所示，諸如有機(jī)TFT之類的各種TFT都可采用。
內(nèi)部絕緣體125形成在柵極124上，且通過(guò)接觸孔，源極126連接到半導(dǎo)體層122的源極區(qū)域，漏極127連接到半導(dǎo)體層122的漏極區(qū)域。
由SiO2制成的平整層或者保護(hù)層128形成在源極126和漏極127上，并且由丙稀、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚酯薄膜或者其它塑料材料制成的像素定義層129形成在平整層128上。
并且，盡管未在圖1中示出，但是至少一個(gè)電容器連接到TFT。包括TFT的電路并非限制于圖1所示，而是可以各種方法實(shí)施。
漏極127連接到EL元件。作為EL元件陽(yáng)極的第一電極131布置在平整層128上；像素定義層129布置在平整層128上，并且包括發(fā)光層的中間層133布置在像素定義層129中的預(yù)定開(kāi)口中。在圖1中，中間層133的圖案被設(shè)計(jì)為僅與子像素對(duì)應(yīng)，因此，中間層133可與相鄰子像素的中間層集成。
中間層133可由有機(jī)材料或者無(wú)機(jī)材料構(gòu)成。如果中間層133由有機(jī)材料構(gòu)成，則該有機(jī)材料可以是高分子量有機(jī)材料或者低分子量有機(jī)材料。當(dāng)采用低分子量有機(jī)材料時(shí)，空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EML)、電子傳輸層(ETL)以及電子注入層(EIL)可堆疊為單一結(jié)構(gòu)或者多重結(jié)構(gòu)，其中有機(jī)材料可以是銅酞菁(CuPc)、N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)、三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)等。如上所述，低分子量有機(jī)材料可以以圖形方式提供，并且利用諸如上述之類掩膜的真空沉積方法形成。
當(dāng)采用高分子量材料時(shí)，中間層133可包括HTL和EML。HTL可由聚-3，4-亞乙二氧基噻吩(PEDOT)制成，而EML可由例如聚亞苯基亞乙烯(PPV)族或者聚芴族中的高分子量有機(jī)材料制成。
中間層133的結(jié)構(gòu)和材料可適用于下述其它實(shí)施例，且本實(shí)施例中中間層133的變形也可適用于其它實(shí)施例。
形成在基板102上的EL元件由大體平行于該EL元件的元件(未示出)所覆蓋。該元件可由玻璃、或者與為基板102所選材料類似的塑料材料制成，但是也可由金屬罩制成。
色彩轉(zhuǎn)換層111布置在基板102和第一電極131之間，或者基板102和第二電極134之間。如圖1所示，在本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，色彩轉(zhuǎn)換層111布置在基板102和第一電極131之間，且本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備是中間層133的發(fā)光層所發(fā)射的光通過(guò)基板102傳輸?shù)酵饨绲牡装l(fā)射EL顯示設(shè)備。
光共振控制層112布置在色彩轉(zhuǎn)換層111和包括于中間層133中的發(fā)光層之間。在根據(jù)本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，如圖1所示，光共振控制層112與包括發(fā)光層的中間層133大體平行地布置在色彩轉(zhuǎn)換層111的表面上。如圖1所示，各種其它層布置在色彩轉(zhuǎn)換層111和包括于中間層133中的發(fā)光層之間。因此，如圖1的結(jié)構(gòu)所示，光共振控制層112可布置在任意兩層之間。這同樣適用于下述其它實(shí)施例。
包括于中間層133中的發(fā)光層是發(fā)射單一色光的發(fā)光層，而色彩轉(zhuǎn)換層111是將發(fā)光層發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為從包括紅光、綠光或藍(lán)光的組中選擇的色光的層。包括于中間層133中的發(fā)光層可發(fā)射藍(lán)光。這種情況下，色彩轉(zhuǎn)換層111可將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為紅光或者綠光，或者無(wú)顏色轉(zhuǎn)換地發(fā)射藍(lán)光。
本實(shí)施例中的光共振控制層112是單層，其中光共振控制層112的折射率低于布置在光共振控制層112頂表面上的層的折射率，以及形成在光共振控制層112底表面上的層的折射率。在本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，形成在光共振控制層112底表面上的層是色彩轉(zhuǎn)換層111，而形成在光共振控制層112頂表面上的層是柵極絕緣層123。光共振控制層112可布置在上述不同的層之間。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)包括于中間層133中的發(fā)光層所發(fā)射的光歷經(jīng)光共振控制層112內(nèi)的結(jié)構(gòu)干涉后，光強(qiáng)增加。放大的光通過(guò)色彩轉(zhuǎn)換層111和基板102發(fā)射到外界，以此提高外部光耦合效率和亮度。
色彩轉(zhuǎn)換層111的折射率和柵極絕緣層123的折射率都約為1.5，因此，光共振控制層112可由折射率大于1.5的材料制成。相應(yīng)地，光共振控制層112可由分散有諸如SiNX、Nb2O5、Ta2OX之類高折射性粒子的溶膠材料制成。
如上所述，在包括光共振控制層112的EL顯示設(shè)備中，包括于中間層133中的發(fā)光層發(fā)射非紅光、綠光的單色光或者藍(lán)光。EL顯示設(shè)備包括單一的用于轉(zhuǎn)換發(fā)光層所發(fā)射的光的顏色的色彩轉(zhuǎn)換層111，而方便EL顯示設(shè)備的制造。
如上所述，對(duì)于EL顯示設(shè)備，當(dāng)光共振控制層112中的光為同相時(shí)，光共振控制層112中發(fā)生結(jié)構(gòu)干涉，這可通過(guò)控制光共振控制層112的厚度而實(shí)現(xiàn)。光共振控制層112的厚度由光共振控制層112中的光的波長(zhǎng)決定。因此，光共振控制層112中的光應(yīng)該是單一波長(zhǎng)的光。因此，如果每一子像素發(fā)射不同顏色的光(亦即不同波長(zhǎng)的光)，那么每一子像素的光共振控制層112的厚度應(yīng)該不同，這會(huì)導(dǎo)致以成本提高和生產(chǎn)率降低為特征的復(fù)雜制造過(guò)程。
本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中的所有子像素發(fā)射相同顏色的光(也就是相同波長(zhǎng)的光)，光共振控制層112的厚度被設(shè)置為使得相同波長(zhǎng)的光被放大，并且放大的光通過(guò)光共振控制層112傳輸，以便顯示全彩色圖像。因此，根據(jù)本發(fā)明的EL顯示設(shè)備的制造過(guò)程得以簡(jiǎn)化，制造成本得以降低，EL顯示設(shè)備的生產(chǎn)率得以提高。
光共振控制層112可布置為對(duì)應(yīng)于每一像素或者子像素，或者布置為作為單一層遍及所有像素。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的主動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
參見(jiàn)圖2，第一電極231布置在基板202之上，第二電極234(面對(duì)第一電極)布置在第一電極231之上并與之大體平行，而包括發(fā)光層的中間層233布置在第一電極231和第二電極234之間。如果需要，至少一個(gè)TFT連接到第一電極231，并且電容器可進(jìn)一步連接到該TFT。由例如SiO2之類制成的緩沖層(未示出)可進(jìn)一步布置在基板202上，從而保持基板202表面的光滑，并防止雜質(zhì)刺入基板202。
色彩轉(zhuǎn)換層211布置在基板202和第一電極231之間，或者布置在第二電極234上，或者同時(shí)布置在基板202和第一電極231之間和第二電極234上。在本實(shí)施例中，色彩轉(zhuǎn)換層211布置在基板202和第一電極231之間。該EL顯示設(shè)備是包括于中間層233中的發(fā)光層所發(fā)射的光通過(guò)基板202傳輸?shù)酵饨绲牡装l(fā)射EL顯示設(shè)備。
光共振控制層212布置在色彩轉(zhuǎn)換層211和包括于中間層233中的發(fā)光層之間。如圖2所示，在本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，光共振控制層212布置在色彩轉(zhuǎn)換層211上，并與色彩轉(zhuǎn)換層211以及包括發(fā)光層的中間層233大體平行。如圖2所示，多個(gè)層形成在色彩轉(zhuǎn)換層211和包括于中間層233中的發(fā)光層之間。光共振控制層212可布置在圖2所示結(jié)構(gòu)的任意層之間。
包括于中間層233中的發(fā)光層是發(fā)射單一顏色光的發(fā)光層，而色彩轉(zhuǎn)換層211是將發(fā)光層發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為從包括紅光、綠光或藍(lán)光的組中選擇的色光的層。包括于中間層233中的發(fā)光層可發(fā)射藍(lán)光。這種情況下，色彩轉(zhuǎn)換層211可將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為紅光或者綠光，或者無(wú)顏色轉(zhuǎn)換地發(fā)射藍(lán)光。
本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備與第一實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的區(qū)別在于，本實(shí)施例的光共振控制層212架構(gòu)為包括上層212a和下層212b這兩層的多層結(jié)構(gòu)，而非第一實(shí)施例中的所述的單層結(jié)構(gòu)。盡管圖2僅示出了光共振控制層212中的兩層，即上層212a和下層212b，但是光共振控制層212可包括多于兩個(gè)層。光共振控制層212可包括交替的具有高折射率的層和具有低折射率的層。如果光共振控制層212如圖2所示包括兩層(亦即上層212a和下層212b)，上層212a可具有較之第一電極231折射率來(lái)說(shuō)相對(duì)低的折射率，而下層212b可具有較之上層212a折射率來(lái)說(shuō)相對(duì)高的折射率。如果多層光共振控制層212如上所示地架構(gòu)，則光共振控制層212可布置在任意其它層之間。
光共振控制層212包括交替的高折射率層和低折射率層，為放大和發(fā)射光到外界而在光共振控制層212內(nèi)產(chǎn)生光共振。高折射率層的折射率和低折射率層的折射率之間的差別越大，出現(xiàn)光共振的可能性就越高。光共振控制層212的高折射率層可由分散有SiNX、Nb2O5、Ta2OX等的折射率約為1.5的粒子的溶膠材料制成。光共振控制層212的低折射率層可由諸如硅酸鹽基體、甲基硅氧烷聚合物、硅氧烷的材料，或者諸如丙烯酸聚合物或環(huán)氧聚合物的Ti-O-Si聚合物，或者諸如SiO2、HfOX或Al2O3的氧化物，或者諸如MgF、CaF之類折射率約為1.5的雜質(zhì)制成。
對(duì)于本實(shí)施例的主動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備來(lái)說(shuō)，包括于中間層233中的發(fā)光層發(fā)射單波長(zhǎng)光，并且不發(fā)射紅光、綠光或者藍(lán)光。為便于主動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備的制造，光共振控制層212的厚度可設(shè)置為使得單波長(zhǎng)光可被放大，且放大的光通過(guò)光共振控制層212傳輸以便顯示全彩色圖像。因此，根據(jù)本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的制造過(guò)程得以簡(jiǎn)化，制造成本得以降低，而EL顯示設(shè)備的生產(chǎn)率得以提高。
光共振控制層212可布置為對(duì)應(yīng)于每一像素或者子像素，或者布置為作為單一層遍及所有像素。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的被動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
參見(jiàn)圖3，第一電極331布置在基板302之上，第二電極334布置在第一電極331之上并與之大體平行，而包括發(fā)光層的中間層333布置在第一電極331和第二電極334之間。由例如SiO2之類制成的緩沖層(未示出)可布置在基板302上，從而保持基板302表面的光滑，并防止雜質(zhì)刺入。
色彩轉(zhuǎn)換層311布置在基板302和第一電極331之間，或者布置在第二電極334上。在本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，色彩轉(zhuǎn)換層311布置在基板302和第一電極331之間。該EL顯示設(shè)備是包括于中間層333中的發(fā)光層所發(fā)射的光通過(guò)基板302傳輸?shù)酵饨绲牡装l(fā)射EL顯示設(shè)備。
光共振控制層312布置在色彩轉(zhuǎn)換層311和包括于中間層333中的發(fā)光層之間。如圖3所示，在根據(jù)本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，光共振控制層312布置在色彩轉(zhuǎn)換層311的表面上，并與色彩轉(zhuǎn)換層311以及包括發(fā)光層的中間層333大體平行。多個(gè)層可布置在色彩轉(zhuǎn)換層311和包括于中間層333中的發(fā)光層之間，而光共振控制層312可布置在這些層之間。
包括于中間層333中的發(fā)光層是發(fā)射單一色光的發(fā)光層，而色彩轉(zhuǎn)換層311將發(fā)光層發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為從包括紅光、綠光或藍(lán)光的組中選擇的色光。包括于中間層333中的發(fā)光層可發(fā)射藍(lán)光。這種情況下，色彩轉(zhuǎn)換層311可將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為紅光或者綠光，或者無(wú)顏色轉(zhuǎn)換地發(fā)射藍(lán)光。
根據(jù)本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備與根據(jù)第一實(shí)施例的主動(dòng)矩陣式EL顯示設(shè)備的區(qū)別在于，根據(jù)本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備是被動(dòng)矩陣式EL顯示設(shè)備。在第一實(shí)施例中，至少一個(gè)TFT形成在根據(jù)第一實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，且每一子像素的發(fā)射利用每一TFT控制。但是，在本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，每一子像素處的光發(fā)射通過(guò)以例如條形圖案的預(yù)定圖案布置的第一電極331和第二電極334控制。
在根據(jù)本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，第一電極331以例如條形的預(yù)定圖案布置在基板302之上。包括發(fā)光層的中間層333和第二電極334連續(xù)地布置在第一電極331的頂部上。絕緣層332可進(jìn)一步布置在第一電極331圖案的條之間，而第二電極334可以與第一電極331的條垂直的圖案布置。盡管圖3中未示出，但是獨(dú)立的絕緣層可進(jìn)一步以與第二電極334的圖案垂直的第一電極331交叉的圖案形成。在上述EL顯示設(shè)備中，第一電極331、第二電極334和中間層333的結(jié)構(gòu)和材料都與前述實(shí)施例中所述相同。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中的光共振控制層312具有單層結(jié)構(gòu)。光共振控制層312的折射率高于布置在光共振控制層312頂表面上的層的折射率，以及布置在光共振控制層312底表面上的層的折射率。在本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，布置在光共振控制層312頂表面上的層是第一電極331或者絕緣層332，而形成在光共振控制層312底表面上的層是色彩轉(zhuǎn)換層311。光共振控制層312也可布置在除第一電極331和色彩轉(zhuǎn)換層311之外的其它層之間。
在上述結(jié)構(gòu)中，光共振控制層312的折射率高于布置在光共振控制層312的頂表面上的第一電極331或者絕緣層332的折射率，但低于布置在光共振控制層312底表面上的色彩轉(zhuǎn)換層311的折射率。因此，如上所述，從包括于中間層333中的發(fā)光層輸出的光被放大并發(fā)射到外界，增加了EL顯示設(shè)備的外部光耦合效率和亮度。光共振控制層312由在前述實(shí)施例中描述的材料相同的材料制成。
與根據(jù)第一實(shí)施例的主動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備類似，包括于中間層333中的發(fā)光層發(fā)射單波長(zhǎng)光，且不發(fā)射紅光、綠光或者藍(lán)光。單獨(dú)的色彩轉(zhuǎn)換層(未示出)被提供以轉(zhuǎn)換從發(fā)光層發(fā)射的光的色彩。因此，光共振控制層的厚度可設(shè)置為使得單波長(zhǎng)光可被放大。根據(jù)本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的制造過(guò)程得以簡(jiǎn)化，制造成本得以降低，而EL顯示設(shè)備的生產(chǎn)率得以提高。
光共振控制層312可布置為對(duì)應(yīng)于每一子像素或者像素，或者布置為作為單一層遍及所有像素。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
參見(jiàn)圖4，第一電極431布置在基板402之上，第二電極434布置在第一電極431之上并與之大體平行，而包括發(fā)光層的中間層433布置在第一電極431和第二電極434之間。由例如SiO2之類制成的緩沖層(未示出)可布置在基板402上，從而保持基板402表面的光滑，并防止雜質(zhì)刺入。
本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備與第三實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的區(qū)別在于，本實(shí)施例的光共振控制層412不是單層結(jié)構(gòu)，而是具有上層412a、中層412b和下層412c的多層結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖4，光共振控制層412包括三層，但是可包括多于三層。光共振控制層412可由交替的具有高折射率的層和具有低折射率的層形成。如果光共振控制層412如圖4所示包括三層，則上層412a的折射率低于布置在上層412a頂部上的第一電極431或者絕緣層432的折射率；布置在上層412a底表面上的中層412b的折射率高于上層412a的折射率；且下層412c的折射率低于中層412b的折射率和布置在下層412c底表面上的色彩轉(zhuǎn)換層411的折射率。多層結(jié)構(gòu)的光共振控制層412可布置在除上述色彩轉(zhuǎn)換層411和第一電極431之外的其它層之間。
如上所述，可采用單層光共振控制層。光共振控制層412的折射率和光共振控制層412之上或者之下的層的折射率之間的差別越大，出現(xiàn)光共振的可能性就越大。因此，如果難以利用材料實(shí)現(xiàn)這種效果，那么可以利用具有高折射率的層和具有低折射率的層交替布置的多層光共振控制層結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的效果。
并且，在根據(jù)本實(shí)施例的主動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備中，包括于中間層433中的發(fā)光層發(fā)射單波長(zhǎng)光，且不發(fā)射紅光、綠光或者藍(lán)光。光共振控制層412的厚度可設(shè)置為使得單波長(zhǎng)光可被放大，并通過(guò)色彩轉(zhuǎn)換層411傳輸?shù)酵饨缫燥@示全彩色圖像。因此，根據(jù)本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的制造過(guò)程得以簡(jiǎn)化，制造成本得以降低，而EL顯示設(shè)備的生產(chǎn)率得以提高。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的示意性剖視圖。
本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備與第一實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的區(qū)別在于，第一實(shí)施例的EL顯示設(shè)備包括布置在基板102和第一電極131之間的色彩轉(zhuǎn)換層112，并且是包括于中間層133中的發(fā)光層所發(fā)射的光通過(guò)基板102發(fā)射到外界的底發(fā)射EL顯示設(shè)備。但是，本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備包括設(shè)置在第二電極534上的色彩轉(zhuǎn)換層511，并且是包括在中間層533中的發(fā)光層所發(fā)射的光通過(guò)基板502發(fā)射到外界的頂發(fā)射EL顯示設(shè)備。
因此，在本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，第一電極531是反射電極而第二電極534是透明電極。故此，第一電極531可通過(guò)布置采用Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir或者Cr，以及Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir或者Cr的化合物的反射層，并于隨后在所獲結(jié)構(gòu)上形成ITO、IZO、ZnO或者In2O3而被布置。第一電極531可布置為對(duì)應(yīng)于子像素。第二電極534可通過(guò)在中間層533上沉積Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、AL或者M(jìn)g，以及Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、AL或者M(jìn)g的化合物，并于隨后利用用于在所獲結(jié)構(gòu)上布置諸如ITO、IZO、ZnO或者In2O3的透明電極的材料布置輔助電極層或者匯流電極線而制成。第二電極534可布置為與每一子像素對(duì)應(yīng)，或者可布置為遍及基板502的整個(gè)表面。下述其它實(shí)施例的頂發(fā)射EL顯示設(shè)備可以上述構(gòu)造，或者以各種其它方式架構(gòu)。
光共振控制層512設(shè)置在色彩轉(zhuǎn)換層511和包括于中間層533中的發(fā)光層之間。如圖5所述，在本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備中，光共振控制層512形成在色彩轉(zhuǎn)換層511的面對(duì)包括發(fā)光層的中間層533的表面上。各個(gè)層可以形成在色彩轉(zhuǎn)換層511和包括于中間層533中的發(fā)光層中，并且光共振控制層512可設(shè)置在任意這些層之間。
如上所述，包括于中間層533中的發(fā)光層可發(fā)射單色光，且色彩轉(zhuǎn)換層511可將發(fā)光層所發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為從包括紅光、綠光或藍(lán)光的組中選擇的色光。包括于中間層533中的發(fā)光層可發(fā)射藍(lán)光。這種情況下，色彩轉(zhuǎn)換層511可將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為紅光或者綠光，或者無(wú)顏色轉(zhuǎn)換地發(fā)射藍(lán)光。
如上所述，被動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備可以是頂發(fā)射EL顯示設(shè)備，可利用光共振控制層512提高外部光耦合效率和亮度。并且，通過(guò)包括發(fā)射單色光的發(fā)光層以及利用色彩轉(zhuǎn)換層511，本實(shí)施例的EL顯示設(shè)備的制造過(guò)程得以簡(jiǎn)化，EL顯示設(shè)備的制造成本得以降低，而EL顯示設(shè)備的生產(chǎn)率得以提高。
如圖5所述，光共振控制層512和色彩轉(zhuǎn)換層511設(shè)置為遍及基板502的整個(gè)表面。但是，光共振控制層512和色彩轉(zhuǎn)換層511可如圖6所示圖形化為與每一子像素對(duì)應(yīng)，或者如圖7所示，光共振控制層512圖形化為與每一子像素對(duì)應(yīng)，而色彩轉(zhuǎn)換層511設(shè)置為遍及基板502的整個(gè)表面?？商娲?，如圖8所示，光共振控制層512設(shè)置為遍及基板502的整個(gè)表面，而色彩轉(zhuǎn)換層511圖形化為與每一子像素對(duì)應(yīng)。
如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的頂發(fā)射主動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備的光共振控制層612可架構(gòu)為包括多個(gè)層，其中具有高折射率的層和具有低折射率的層如第二實(shí)施例的底發(fā)射主動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備類似地交替布置。并且，同樣的光共振控制層結(jié)構(gòu)可適用于圖10和圖11所示的頂發(fā)射主動(dòng)矩陣型EL顯示設(shè)備。盡管未在圖中示出，但是相同的光共振控制層結(jié)構(gòu)可適用于發(fā)光層所發(fā)射的光通過(guò)發(fā)光層的兩側(cè)發(fā)射到外界的雙發(fā)射EL顯示設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的EL顯示設(shè)備，取得了以下效果首先，通過(guò)將單層光共振控制層的折射率調(diào)節(jié)為高于或者低于布置在該光共振控制層之上或者之下的層的折射率，提高了從發(fā)光層發(fā)射的光的外部光耦合效率以及EL顯示設(shè)備的亮度。
其次，通過(guò)包括高折射率層和低折射率層交替布置的多層光共振控制層，方便了光共振控制層的制造。
第三，帶有光共振控制層的發(fā)光層發(fā)射具有單一波長(zhǎng)的光，利用色彩轉(zhuǎn)換層配置全色彩顯示設(shè)備，并且光共振控制層布置在發(fā)光層和色彩轉(zhuǎn)換層之間。因此，EL顯示設(shè)備易于制造，EL顯示設(shè)備的制造成本被降低，并且EL顯示設(shè)備的生產(chǎn)率得到提高。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的，在不背離發(fā)明精神和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明作出修改和變形。因此，在所附權(quán)利要求及其等價(jià)替換的范圍之內(nèi)，其試圖覆蓋本發(fā)明的修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種電致發(fā)光EL顯示設(shè)備，包括基板；布置在該基板之上的第一電極；面對(duì)該第一電極的第二電極；布置在該第一電極和該第二電極之間并包括發(fā)光層的中間層；布置在該基板和該第一電極之間或者布置在該第二電極之上的色彩轉(zhuǎn)換層；以及布置在該發(fā)光層和該色彩轉(zhuǎn)換層之間的光共振控制層。
2.如權(quán)利要求1所述的EL顯示設(shè)備，其中該發(fā)光層發(fā)射藍(lán)光。
3.如權(quán)利要求1所述的EL顯示設(shè)備，其中該色彩轉(zhuǎn)換層將該發(fā)光層所發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為從包括紅光、綠光和藍(lán)光的組中選擇的一種色光。
4.如權(quán)利要求1所述的EL顯示設(shè)備，其中該光共振控制層是單層。
5.如權(quán)利要求4所述的EL顯示設(shè)備，其中該光共振控制層的折射率低于布置在該光共振控制層上的層和該光共振控制層下的層的折射率。
6.如權(quán)利要求1所述的EL顯示設(shè)備，其中該光共振控制層包括至少兩層。
7.如權(quán)利要求6所述的EL顯示設(shè)備，其中該光共振控制層包括交替的具有低折射率的層和具有高折射率的層。
8.如權(quán)利要求6所述的EL顯示設(shè)備，其中該色彩轉(zhuǎn)換層布置在該基板和該第一電極之間，并且該光共振控制層布置在該色彩轉(zhuǎn)換層和該第一電極之間。
9.如權(quán)利要求1所述的EL顯示設(shè)備，其中該色彩轉(zhuǎn)換層布置在該第二電極之上，并且該光共振控制層布置在該第二電極和該色彩轉(zhuǎn)換層之間。
10.如權(quán)利要求10所述的EL顯示設(shè)備，其中該色彩轉(zhuǎn)換層布置在該基板和該第一電極之間，以及該基板和該第二電極之間，并且該光共振控制層布置在該第一電極和該色彩轉(zhuǎn)換層之間，以及布置在該第二電極和在該第二電極之上的色彩轉(zhuǎn)換層之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有改進(jìn)的外部光耦合效率和亮度并易于制造的電致發(fā)光(EL)顯示設(shè)備。該EL顯示設(shè)備包括基板；布置在該基板之上的第一電極；布置在該第一電極之上并與之大體平行的第二電極；布置在第一電極和第二電極之間并包括發(fā)光層的中間層；布置在該基板和該第一電極之間或者布置在該第二電極之上的色彩轉(zhuǎn)換層；以及布置在該發(fā)光層和該色彩轉(zhuǎn)換層之間的光共振控制層。
文檔編號(hào)H05B33/12GK1797781SQ200510131650
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者宋英宇, 金潤(rùn)昶, 曺尚煥, 安智薰, 李濬九, 李昭玲, 吳宗錫, 河載興 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社