顯示裝置和複合顯示裝置的製作方法

2023-04-29 12:22:41 2

專利名稱：顯示裝置和複合顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及薄型顯示裝置的技術領域，特別涉及使用無機發光層的 顯示裝置。
背景技術：
目前，正在開發使用了有機EL元件的顯示裝置或發光裝置。 但是，存在如下問題在有機EL元件中使用的有機材料會由於水 分等而惡化，壽命較短。此外，由於有機EL元件的有機層抗破壞性弱， 所以，不能通過濺射法成膜，並且在有機層上形成的薄膜也難以使用濺 射法形成。
此外，在製造彩色顯示面板時，需要形成與三色對應的不同材料的 有機薄膜，除了大面積化困難之外，存在顯示裝置價格高的缺點。
在無機EL元件中所使用的無機材料與有機EL相比，具有壽命長的 優點。進一步地，無機EL抗破損性強，所以，可以選才奪'踐射法等多種 成膜方法，從而容易對應大型基板。
但是，現有的無機EL發光需要施加100V左右的電壓，不能由薄膜 電晶體等驅動電路控制。
存在使用薄膜電晶體驅動無機EL元件、製造顯示器的文獻，但是， 因為需要高電壓，還不能達到批量生產的技術，無機EL不能用於高密 度的顯示器等中。
近年來，研發了由比現有技術低的電壓發光的無機EL材料(特許 文獻l)。具體地已知，包含ZnS的無機EL材料由數伏(IO伏以下) 的電壓高亮度地發光，期待可以通過低電壓由薄膜電晶體進行的發光控 制的可能性，因為是高亮度，所以，期望使用白色無機EL和濾色片的 彩色顯示裝置的量產化。
專利文獻l:特開2005 - 336275號公報

發明內容
本申請提供一種能夠使用在低電壓下發光的無機EL元件而進行TFT驅動的顯示裝置以及顯示器。
為了解決上述問題，本發明的顯示裝置具有基板；配置在所述基 板上的像素電極；配置在所述像素電極上的無機發光層；配置在所述無 機發光層上的對置電極；薄膜電晶體，當導通時，在所述像素電極和所 述對置電極之間施加電壓，使所述無機發光層發光。
此外，在本發明的顯示裝置中，所述基板和所述像素電極具有透明 性，從所述無機發光層射出的發光光線透過所述像素電極和所述基板， 射出到外部。
此外，在本發明的顯示裝置中，在照射透過所述基板的發光光線的 位置配置有濾色片。
此外，在本發明的顯示裝置中，所述對置電極具有透明性，從所述 無機發光層射出的發光光線透過所述對置電極，射出到外部。
此外，在本發明的顯示裝置中，在照射透過所述對置電極的發光光 線的位置配置有濾色片。
此外，在本發明的顯示裝置中，所述無機發光層包含例如硫化鋅。
此外，在本發明的複合顯示裝置中，在基板的單面上，配置有第一 像素電極、第一無機發光層、第一對置電極和第一薄膜電晶體，在所述 基板的相反側的面，配置有第二像素電極、第二無機發光層、第二對置電 極和第二薄膜電晶體，所述基板、所述第一、第二像素電極、所述第二對 置電極具有透明性，以當所述第一、第二薄膜電晶體導通時，在所述第一 像素電極和所述第一對置電極之間、所述第二像素電極和所述第二對置電 極之間施加電壓，所述第一、第二無機發光層分別進行發光的方式構成， 所述第二無機發光層位於所述第 一無機發光層的正背後，所述第 一無機發 光層的發光光線依次透過所述第一像素電極、所述基板和所述第二像素電 極，照射到所述第二無機發光層，並且透過所述第二無機發光層和所述第 二對置電極，射出到外部，所述第二無機發光層的發光光線透過所述第二 對置電極，射出到外部。
此外，在本發明的複合顯示裝置中，在照射透過所述第二對置電極 的發光光線的位置配置有濾色片。
此外，在本發明的複合顯示裝置中，所述第一、第二無機發光層包 含石克化鋅。
無機發光材料與有機發光材料相比，不易受到損傷並且能夠期待長壽命。
能夠通過濺射法形成無機發光層。
能夠通過濺射法形成在無機發光層上形成的對置電極。 無機發光層能夠低電壓驅動，所以，能夠由薄膜電晶體控制發光。 此外，由於無機發光層抗熱性強，所以能夠在相同的基板上配置底 部發射型顯示裝置和頂部發射型顯示裝置，使它們的發光光纖重疊。
若將含有硫化鋅的薄膜作為無機發光層，則能夠實現高亮度，並且
用於發光的電壓是為IOV以下的低電壓。


圖1是用於說明本發明顯示裝置中的底部發射型的顯示裝置的圖。
圖2是用於說明本發明顯示裝置中的頂部發射型顯示裝置的圖。 圖3是用於說明本發明的複合顯示裝置的圖。 圖4是用於說明本發明顯示裝置的內部結構的平面圖。 圖5 (a)是本發明顯示裝置的驅動電路的一例，(b)是液晶顯示 裝置的驅動電^^的 一例。
符號說明
11、 21......顯示裝置
31......複合顯示裝置
100、 111、 211......基板
105、 205......控制電晶體
118、 218......像素電極
121、 221......無才幾發光層
123、 223......對置電^ L
141、 241、 341......濾色片
具體實施例方式
參考液晶有機EL的有源矩陣TFT型記載實施例。
圖1、圖2的符號11、 21是本發明的一例的顯示裝置，圖1的顯示
裝置是底部發射型，圖2的顯示裝置21是頂部發射型。TFT能夠由單
晶矽、非晶矽或多晶矽形成。
6這些顯示裝置ll、 21分別具有基板111、 211，在各基板lll、 211 上分別形成絕緣膜112、 212,在絕緣膜112、 212上配置一個至多個薄 膜電晶體(TFT)。
在圖1、 2中，示出薄膜電晶體的由符號105、 205表示的控制電晶體。
在控制電晶體105、 205上配置第一絕緣膜114、 214,在第一絕緣 膜114、 214的表面上，分別配置構圖後的源電極116s、 216s和漏電極 116d、 216d。
控制電晶體105、 205具有柵電極131、 231、柵極絕緣膜132、 232、 半導體層133、 233。柵極絕緣膜132、 232由柵電極131、 231和半導體 層133、 233夾持。
在半導體層133、 233上的兩端位置，配置與半導體層133、 233相 反導電型的源極區域134s、 234s和漏極區域134d、 234d。
源電極116s、 216s和漏電極116d、 216d分別與源極區域134s、 234s 和漏極區域134d、 234d連接。
以如下方式構成在4冊電4及131、 231上，如下所述地施加電壓， 在半導體層133、 233上形成反轉層，並且，當源才及區域134s、 234s和 漏極區域134d、 234d由反轉層連接時，控制電晶體105、 205導通。
在漏電極116d、 216d和源電極116s、 216s上配置第二絕緣膜117、 217,在第二絕緣膜117、 217上配置構圖後的多個像素電極118、 218。
此處，在第二絕緣膜117、 217中埋入導電性插塞119、 219,源電 才及116s、 216s和像素電極118、 218之間由插塞119、 219電連接。
在^象素電極118、 218之間形成將各4象素電極118、 218間隔離的絕 緣性的分隔壁122、 222,在由分隔壁122、 222分隔的區域內，配置無 衝幾發光層121、 221。無機發光層121、 221的底面與^象素電極118、 218 接觸。
在無機發光層121、 221的表面配置對置電極123、 223，進一步地， 在對置電極123、 223的表面配置保護膜124、 224。無機發光層121、 221的表面與對置電極123、 223接觸。
在圖1的底部發射型顯示裝置11中，在基板111的背面配置濾色 片141,在圖2的頂部發射型顯示裝置21中，在對置電極223上配置濾 色片241。濾色片141、 241具有與R、 G或B(R是紅色，G是綠色，B是藍 色)對應的透過部142、 242和配置在透過部142之間的遮光性的黑矩 陣143、 243,透過鄰接的透過部142、 242的光不混合而是著色為R、 G 或B的一種顏色。
在底部發射型顯示裝置11中以如下方式構成除了基板111具有 透明性以外，像素電極118或第一、第二絕緣膜114、 117等位於無機 發光層121和底面下的基板111之間的構件也具有透明性，在無機發光 層121上施加電壓，無機發光層121發光時，發光光線透過位於無機發 光層121底面下的像素電極118等構件和基板111,射出到基板111的 背面側。
射出到基板lll的背面側的發光光線透過濾色片141的透過部142, 成為R、 G或B任意一種顏色的光。
在圖2的頂部發射型顯示裝置21中，對置電極223或保護膜224 等的與無機發光層221相比位於上側的構件具有透明性，從無機發光層 221射出的發光光線透過對置電極223等射出到外部。在頂部發射型顯 示裝置21中，發光光線不透過基板211。
透過對置電極223射出到外部的發光光線透過濾色片241的透過部 242，與底部發射型顯示裝置11相同地，成為R、 G或B任意一種顏色 的光。
圖4是用於說明顯示裝置11、 21的內部的概要平面圖，由金屬膜 形成掃描線Ls和數據線LD (省略電源電壓線Ldd)。掃描線Ls和數據 殘Ld格子狀地配置在基板111、 211上。
符號310是由掃描線Ls和數據線LD包圍的像素區域，在基板111、 211上，矩陣狀地配置多個像素區域310。在各像素區域310的內側， 按每個像素區域310,配置無機發光層121、 221所位於的像素部301和 對發光進行控制的電路所位於的電if各部302。
圖5 (a)是驅動本發明的顯示裝11、 21的電路的示意圖，此處， 示出了在無機發光層121、221上施加直流電源電壓Vdd而發光的直流驅 動方式的電^各。
電路部302配置有上述控制電晶體105、 205、蓄積電容322、選擇 電晶體321。
控制電晶體105、 205的源電極連接到像素電極118、 218。像素電極118、 218與無機發光層121、 221的單側的面緊密接觸，無機發光層 121、 221的相反側的面與對置電極123、 223緊密接觸。對置電極123、 223連接到接地電位。
控制電晶體105、 205的漏電極連接到電源電壓線Ldd，柵電極通過 選擇電晶體321連接到數據線LD。選擇電晶體321的柵極端子連接到掃 描線Ls,根據施加到掃描線Ls上的柵極電壓的極性或大小，選擇晶體 管321導通時，控制電晶體105、 205的柵電極連接到數據線LD。當選 擇電晶體321斷開時，控制電晶體105、 205的柵電極被從數據線Ld切 離。
柵電極連接到數據線ld時，根據數據線ld的電壓極性或大小，控
制電晶體105、 205導通或斷開。
當控制電晶體105、 205導通時，像素電極118、 218連接到電源電 壓線Ldd,在無機發光層121、 221上施加電源電壓Vdd並進行發光。
控制電晶體105、 205的柵電極和漏電極之間由蓄積電容322連接， 在控制電晶體105、 205導通的狀態下，蓄積電容322利用連接到柵電 極的數據線LD的電壓被充電。
在該狀態下，選擇電晶體321斷開時，由蓄積電容322的充電電壓 維持控制電晶體105、 205的導通。
之後，當數據線Lo的電壓變化為斷開控制電晶體105、 205的極性 或大小之後，選擇電晶體321導通，控制電晶體105、 205的柵電極連 接到數據線ld時，控制電晶體105、 205斷開，與此同時，蓄積電容322 的充電電壓也一皮放電，發光停止。
該圖(b)示出液晶顯示裝置的情況下的驅動電路，對於作為液晶 的等價電路的液晶電容CL來說， 一端連接到接地電位，另一端由選擇 電晶體Tr連接到數據線LD。
在液晶電容Ct上並:f關連接蓄積電容Cst。
當選擇電晶體Tr的柵電極連接到掃描線Ls 、選擇電晶體Tr導通時， 液晶電容CL和蓄積電容C st以 一 起充電或放電的方式構成。
對於本發明的蓄積電容322來說，在上述例子中，連接在控制晶體 管105、 205的柵電極和漏電極之間，^f旦是，如液晶顯示裝置那樣，也 可以連接在選才奪電晶體321的一端和接地電位之間。
在本發明中使用的無機發光層121、 221與有機化合物的發光層(有機EL層)相比，具有即使加熱到高溫時也不會降低亮度並且不會熱分 解的優點。因此，在形成無機發光層之後，進一步地形成其他的無機發 光層，先形成的無機發光層也不會由於在形成之後的無機發光層時的熱 量而惡化，可以層疊多層無機發光層，並且在基板的單面形成無機發光 層之後，在基板的相反側的面形成其他發光層也可以。
圖3的符號31表示本發明的複合顯示裝置。在該複合顯示裝置31 中，對與圖1、 2相同的構件給出相同的符號，並省略其說明，該複合 顯示裝置31在與具有透明性的基板100的單面相反側的面分別形成無 機發光層121、 221。由該無才幾發光層121、 221的一個無坤幾發光層121, 在基板100的單面側構成底部發射型顯示裝置331，由另一個無機發光 層221在基板100的相反側的面構成頂部發射型顯示裝置332。
除了基板100相同以外，其他構件也與圖1、 2的顯示裝置11、 21 相同，但是，在圖2的頂部發射型顯示裝置21中像素電極218不必是 透明的，相對於此，在該複合顯示裝置31中，頂部發射型顯示裝置332 的像素電極218是透明導電膜，基板100也是透明的。
從底部發射型顯示裝置331的無機發光層121放射的發光光線透過 底部發射型顯示裝置331的內部、基板100和頂部發射型顯示裝置332 的像素電極218,到達頂部發射型顯示裝置332的無機發光層221,並 透過無機發光層221和對置電極223,放射到外部。
即，從底部發射型顯示裝置331射出的發光光線透過頂部發射型顯 示裝置332的內部放射到外部。
從頂部發射型顯示裝置332的無機發光層221放射的發光光線透過 頂部發射型顯示裝置332內部的對置電極223放射到外部。
這樣，在圖3的複合顯示裝置31中，底部發射型顯示裝置331的 發光光線也從頂部發射型顯示裝置332的發光光線放射的位置放射，所 以，當這些發光光線同時放射肘，成為合計的光量，呈現高亮度。
在頂部發射型顯示裝置332的表面位置配置濾色片341。
該濾色片341也與上述濾色片141、 241相同地，具有R、 G或B 透過部342和黑矩陣343。透過部342配置在從複合顯示裝置31放射的 發光光線到達的位置，當發光光線透過透過部342時，被著色成R、 G 或B任意一種。
並且，在底部發射型顯示裝置331和頂部發射型顯示裝置332交替
10發光的情況下，每個無機發光層121、 221的發光時間變短，所以，延 長壽命。
在該複合顯示裝置31中，可以先形成底部發射型顯示裝置331的 無機發光層121，後形成頂部發射型顯示裝置332的無機發光層221, 也可以其相反順序形成。
此外，底部發射型顯示裝置331和頂部發射型顯示裝置332也可以 分別形成並貼合在一起。
除了多晶矽、非晶矽以外，上述各電晶體也可以由矽結晶形成。
無才幾發光層121、 221可以由濺射法形成，也可以由蒸鍍法形成， 但是，濺射法容易適應大型基板。此外，可以由無機發光材料的塗敷和 乾燥形成，或者由塗敷、乾燥和燒結形成。
並且，在上述各例中，施加直流的電源電壓Vdd,使無機發光層121、 221發光，但是，不限於由薄膜電晶體進行控制，也可以施加交流電壓 而使其發光。
權利要求
1. 一種顯示裝置，具有基板；配置在所述基板上的像素電極；配置在所述像素電極上的無機發光層；配置在所述無機發光層上的對置電極；薄膜電晶體，當導通時，在所述像素電極和所述對置電極之間施加電壓，使所述無機發光層發光。
2. 根據權利要求1的顯示裝置，其中，所述基板和所述像素電極具有透明性，從所述無機發光層射出的發 光光線透過所述像素電極和所述基板，射出到外部。
3. 根據權利要求2的顯示裝置，其中， 在照射透過所述基板的發光光線的位置配置有濾色片。
4. 根據權利要求1的顯示裝置，其中，所述對置電極具有透明性，從所述無機發光層射出的發光光線透過 所述對置電極，射出到外部。
5. 根據權利要求4的顯示裝置，其中， 在照射透過所述對置電極的發光光線的位置配置有濾色片。
6. 根據權利要求1的顯示裝置，其中， 所述無機發光層包含硫化鋅。
7. —種複合顯示裝置，其中，在基板的單面上，配置有第一像素電極、第一無機發光層、第一對 置電極和第一薄膜電晶體，在所述基板的相反側的面，配置有第二像素電極、第二無機發光層、 第二對置電極和第二薄膜電晶體，所述基板、所述第一、第二像素電極、所述第二對置電極具有透明性，以如下方式構成當所述第一、第二薄膜電晶體導通時，在所述第 一像素電極和所述第 一對置電極之間、所述第二^象素電才及和所述第二對 置電極之間施加電壓，所述第一、第二無機發光層分別進行發光，所述第二無機發光層位於所述第一無機發光層的正背後，所述第一無機發光層的發光光線依次透過所述第一像素電極、所述基板和所述第二像素電極，照射到所述第二無機發光層，並且透過所述第二無機發光 層和所述第二對置電極，射出到外部，所述第二無機發光層的發光光線透過所述第二對置電極，射出到外部。
8. 根據權利要求7的複合顯示裝置，其中， 在照射透過所述第二對置電極的發光光線的位置配置有濾色片
9. 根據權利要求7的複合顯示裝置，其中， 所述第一、第二無機發光層包含硫化鋅。
全文摘要
本發明提供能夠由薄膜電晶體驅動且高亮度的顯示裝置。在基板(111)上形成低電壓驅動的無機發光層(121)和控制電晶體(105)，並且由控制電晶體(105)控制施加到無機發光層(121)上的電壓。由於無機發光層(121)抗熱或抗破壞性強，所以可以由濺射法形成。在同一基板上形成頂部發射型顯示裝置和底部發射型顯示裝置，可以從同一位置放射發光光線。
文檔編號H01L27/32GK101427609SQ200780014739
公開日2009年5月6日 申請日期2007年4月18日 優先權日2006年4月27日
發明者中村久三, 小松孝, 齋藤一也, 片桐弘明, 谷典明 申請人:株式會社愛發科