(57)【要約】本発明は、基板に形成された第１のディスプレイピクセル及び第２のディスプレイピクセルを有するエレクトロルミネセントディスプレイに関する。ディスプレイピクセルは、前記基板上に又は前記基板を覆って堆積された第１の電極と、エレクトロルミネセント層と、第２の反射電極とを有する第１の及び第２のディスプレイピクセルは、少なくとも１つの絶縁構造を有する領域によって分離される。前記絶縁構造は、前記第２の反射電極で反射された前記第２のディスプレイピクセルにおける光の出力を抑制するように適応され、前記光は、少なくとも前記第１のディスプレイピクセル及び／又は前記基板から入射する。絶縁構造は、第１のディスプレイピクセルと第２の又は他のディスプレイピクセルとの間の光のクロストークを低減し、エレクトロルミネセントディスプレイの製造工程に容易に組み込まれることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された第１のディスプレイピクセル及び第２のディスプレイピクセルを少なくとも有するエレクトロルミネセントディスプレイであって、前記第１の及び第２のディスプレイピクセルは、少なくとも、
−前記基板上に又は前記基板を覆って堆積された第１の電極と、
−エレクトロルミネセント層と、
−第２の反射電極と、
を有し、前記第１のディスプレイピクセル及び前記第２のディスプレイピクセルは、少なくとも１つの絶縁構造を有する領域によって分離される、エレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は、前記第２の反射電極で反射された前記第２のディスプレイピクセルにおける光の出力を抑制するように適応され、前記光は、少なくとも前記第１のディスプレイピクセル及び／又は前記基板から入射する光から生じることを特徴とするエレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は、前記第２のディスプレイピクセルの近くに又は前記第２のディスプレイピクセルに沿って少なくとも１つの縁を有する、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項３】
請求項２に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記縁は、前記第２のディスプレイピクセルに対して角度Φを有する少なくとも１つの傾斜した側壁を有する、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項４】
請求項３に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記角度Φは、（θ２ｍａｘ＋θ２ｍｉｎ）／２より大きく、ここで、θ２ｍａｘ及びθ２ｍｉｎは、それぞれ、前記基板と前記絶縁構造との界面における屈折の最大及び最小角である、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記角度Φは、図４−Ａに従って所望の視角θ５に依存するように選択される、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項６】
請求項３、４又は５に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記角度Φは４０°より大きい、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項７】
請求項１に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は、２．０以上の屈折率を持つ材料で作られる、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項８】
請求項７に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は、ＴｉＯ２又はＳｎＯ２を有する、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項９】
請求項３に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は、前記傾斜した側壁の粗い表面を有する、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項１０】
請求項３に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は湾曲した側壁を有する、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項１１】
請求項１又は２に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は吸光粒子を有する、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項１２】
請求項３に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は、前記傾斜した側壁の下に適切に堆積された吸光グリッドを有する、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項１３】
請求項１又は２に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は、前記第２の反射電極を部分的に置換する吸光材料を有する、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項１４】
請求項１に記載のエレクトロルミネセントディスプレイにおいて、前記絶縁構造は、請求項１乃至１３の何れかの組合せに従って適応される、エレクトロルミネセントディスプレイ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載のエレクトロルミネセントディスプレイを有する電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に形成された第１のディスプレイピクセル及び第２のディスプレイピクセルを少なくとも有するエレクトロルミネセントディスプレイであって、前記第１の及び第２のディスプレイピクセルは、少なくとも、
−前記基板上に又は前記基板を覆って堆積された第１の電極と、
−エレクトロルミネセント層と、
−第２の反射電極と、
を有し、前記第１のディスプレイピクセル及び前記第２のディスプレイピクセルは、少なくとも１つの絶縁構造を有する領域によって分離される、エレクトロルミネセントディスプレイに関する。本発明は、更に、このようなエレクトロルミネセントディスプレイを有する電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，９８９，７８５号は、２つの電極間に挟まれたルミネセント領域を有する基板上に形成されたディスプレイピクセルを有するエレクトロルミネセントデバイスを開示する。ルミネセント領域の光出力は、他のルミネセント領域の光出力によって影響されうる（即ち光のクロストーク）。ルミネセント領域間の光のクロストークは、誘電体膜によってルミネセント領域を絶縁することによって最小化される。薄膜の屈折率は、ルミネセント領域から入射する光を同じルミネセント領域に全反射して戻すように選択される。
【０００３】
しかし、多くの例において、従来技術のエレクトロルミネセントディスプレイのディスプレイピクセル間の光のクロストークは、依然として明らかである。光のクロストークは、最終的には、エレクトロルミネセントディスプレイ上でゴーストイメージの存在をもたらしうる、即ち、個々のディスプレイピクセルが、ディスプレイ制御手段によって活性化されていないのに「オン」であるように見える。更に、ディスプレイピクセルの構造を適応させることによってクロストークを最小化する試みは、多くの追加の製造ステップをもたらした。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の１つの目的は、隣接したピクセルから放射される光及び／又はディスプレイの外部からの周辺光に起因するディスプレイピクセル間の光のクロストークを大幅に低減するエレクトロルミネセントディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、前記絶縁構造が、前記第２の反射電極で反射された前記第２のディスプレイピクセルにおける光の出力を抑制するように適応され、前記光は、少なくとも前記第１のディスプレイピクセル及び／又は前記基板から入射することを特徴とするエレクトロルミネセントディスプレイを提供することによって達成される。
【０００６】
この絶縁構造は、前記第２の反射電極における反射の結果としてのディスプレイピクセル間の光のクロストークを抑制、低減又は解消しさえし、これにより、エレクトロルミネセントディスプレイ上のゴーストイメージの可能性を低下させる。
【０００７】
本発明の好適な実施例において、前記絶縁構造は、前記第２のディスプレイピクセルの近くに又は前記第２のディスプレイピクセルに沿って少なくとも１つの縁を有する。このような縁は、例えば、絶縁層に形成された孔へのディスプレイピクセルの収容によって作製されることができる。この実施例は、このような絶縁構造の作製が、前記エレクトロルミネセントディスプレイの製造工程に追加のステップをもたらさないという利点を有する。絶縁構造は、ディスプレイピクセルに対して角度Φを有する、前記ディスプレイピクセルのうちの少なくとも１つに向けて傾斜している側壁を示してもよい。傾斜した側壁と基板との角度を慎重に選択することにより、第２の電極を介したディスプレイピクセル間の光のクロストークは、所望の視角に応じて、効果的に抑制されることができる。好適な実施例においては、角度Φは４０°よりも大きい。なぜならこの場合、光のクロストークは、全視角について実質的に抑制されるからである。
【０００８】
本発明の好適な実施例において、絶縁構造は、少なくとも部分的に、高い屈折率を有する材料から作られる。絶縁構造は、好適にはＴｉＯ２又はＳｎＯ２から作られる。より高い屈折率を有するこのような誘電体絶縁層によって従来型の誘電層を置換することは、ディスプレイピクセル間の光のクロストークが抑制されると同時に、このようなエレクトロルミネセントデバイスに追加の製造ステップをもたらさない。
【０００９】
本発明の好適な実施例において、絶縁構造の傾斜した側壁は、粗い表面又は湾曲面を有する。このような構造は、容易に得られることができ、且つ、エレクトロルミネセントディスプレイのディスプレイピクセル間の光のクロストークを低減することの効果的な方法を提供する。
【００１０】
絶縁構造の側壁の角度、材料又は表面を適応させること以外には、ディスプレイピクセル間の光のクロストークを防止するために、吸光手段も用いられることができる。本発明の好適な実施例において、絶縁構造は吸光粒子を有する。更に、吸収グリッド（例えば黒いマトリクス）が、絶縁層の傾斜側壁の下に堆積されることができる。また、第２の電極が部分的に除去されて、吸光材料によって置換されることができる。吸光材料を有する実施例は、製造に関して単純であり、エレクトロルミネセントディスプレイのディスプレイピクセル間の光のクロストークの効果的な抑制を提供する。
【００１１】
米国特許第６，９０１，１９５号は、エレクトロルミネセントディスプレイの種々のデバイス間の光のクロストークを低減するためのリフレクタを有するエレクトロルミネセントディスプレイを開示する。このようなエレクトロルミネセントディスプレイの製造は、複雑であり、本発明によるエレクトロルミネセントディスプレイと比較して、追加のプロセスステップ及び部品を必要とする。
【００１２】
言うまでもなく、本発明の前述の実施例又は前述の実施例の側面が組み合わせられることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例が、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【００１４】
図１は、従来型のアクティブマトリクスルミネセントディスプレイの断面の一部である（一定比率ではない）。このアクティブマトリクスディスプレイは、第１の電極２、絶縁層３、有機発光層４及び第２の電極５を持つ基板１を有する。この構成において、エレクトロルミネセントディスプレイは、行及び列に配列される種々のディスプレイピクセル６、７を示す。エレクトロルミネセントディスプレイ及び／又はディスプレイピクセルは、金属層（例えばキャパシタを提供するため）、他の絶縁層（例えばクロスオーバーを規定するため）及び半電導性層（例えば薄膜トランジスタを提供するため）等の追加の幾つかの層を有してもよい。
【００１５】
基板１は、好適にはガラス又はプラスチック等の透明材料でできている。基板の厚さは、例えば７００μｍである。透明基板１は、少なくともディスプレイピクセル６、７が収容されるべき部位においては第１の電極２によってカバーされる。第１の電極２は、スパッタリング等の堆積プロセスによって基板上に形成される。これらの第１の電極２は、ルミネセント層４において生成される光に関して好適には透明である。一般的に、これらの第１の電極２はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から作られるが、異なった伝導性透明材料、例えば伝導ポリマー（ポリアニリン（ＰＡＮＩ）又はポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ））も利用可能である。エレクトロルミネセントディスプレイの製造の間、（誘電体）絶縁層３が、第１の電極２の上に堆積され、続いて、ディスプレイピクセル６及び７が形成されるべき部位においては除去される。この例では、誘電体絶縁層３は、ＳｉＮでできており、０．５μｍの厚さを有する。実際、絶縁層３は、これらのディスプレイピクセルの方向へ傾斜している側壁８、９を示す当該絶縁層における孔の形成によって、ディスプレイピクセル６及び７を分離する。ディスプレイピクセル６、７の幅は、例えば５０μｍであり、これらディスプレイピクセルは、３０μｍの距離に亘る領域によって分離され、この領域のうち、傾斜側壁８、９がそれぞれ５μｍを占める。絶縁層３は、第１の電極２との電気接触が確立されることができれば、傾斜側壁８の隣の第１の電極２の端に沿って延在してもよいことに注意されたい。従って、この場合、絶縁層又は構造３の幅は、ディスプレイピクセル６と７との分離領域の幅より大きい。第１の電極２又は絶縁層３は、エレクトロルミネセント層４又はエレクトロルミネセント材料（例えばポリ−ｐ−フェニレン（ＰＰＶ）等の特定の有機材料又はその誘導体）を有する層によってカバーされる。エレクトロルミネセント層４は、真空蒸着、化学蒸着、又は、スピンコーティング、ディップコーティング若しくはインクジェットプリンティング等の液体を用いる技術を用いて堆積することができる。エレクトロルミネセント層４は、少なくともディスプレイピクセル６、７が形成されるべき部位において第２の電極５によってカバーされる。第２の電極は、金属であり、高度に反射性である。
【００１６】
図１は、アクティブマトリクスモノクロエレクトロルミネセントディスプレイの断面であるが、本発明及びその利点は、パッシブマトリクスエレクトロルミネセントディスプレイ、セグメントディスプレイ及びカラーディスプレイに同等に適用可能であることに注意されたい。パッシブマトリクスディスプレイにおいては、ディスプレイピクセルは、通常フォトレジスト層又は構造によって分離される。下記において、本発明の実施例は、図１に示されたようなモノクロアクティブマトリクスディスプレイに関して詳細に説明される。
【００１７】
図１に示されるエレクトロルミネセントディスプレイを動作する際に、ディスプレイ制御手段（図示せず）によって電圧が種々のディスプレイピクセル６、７に印加されることができる。電圧が電極２、５に印加されなければ、光はルミネセント層４では生成されず、ピクセルは「オフ」であり、これは図１のピクセル７について当てはまる。電圧がルミネセント層４に印加されると、光がこの層４において生成される、即ち、ピクセルは「オン」であり、これはピクセル６について当てはまる。この光は透明な第１の電極２及び透明基板１を通じてディスプレイピクセル６から大気中に出て、結果として、光線１０によって示されるように、ディスプレイピクセル６の直接像が得られる。
【００１８】
ディスプレイピクセル６で生成される光は、ランバート的に（Lambertianally）放出される、即ち、発光は各方向に等しく分散される。従って、一部の光は、光線１１によって示されるように基板１を横断する。これらの光線１１は、基板−空気界面で、内部反射され（ＴＩＲ）、続いて、隣接したディスプレイピクセル７に通じる（即ちクロストーク）。図１に示されるように、光線１１’は、これらの光線１１’に対して鏡として動作する第２の反射電極５で反射される。次に反射光線１１は、第２の反射電極５の傾きのため光線１１’’としてディスプレイピクセル７を出て、結果としてディスプレイピクセル７の画像を生じさせる。第２の電極５の傾きは、ディスプレイピクセル６、７を収容するための絶縁層３の孔の傾斜側壁８、９による。このように、ディスプレイピクセル７が「オフ」であるのに、「オン」のピクセルで発生してエレクトロルミネセントディスプレイ内で反射した光のクロストークのため、このピクセル７の画像が存在する。この画像は、以下ではゴーストと呼ばれる。このようなゴーストイメージは、エレクトロルミネセントディスプレイの外部で生じて（即ち周辺光）、第２の電極５によって反射される光からも生じうる。ディスプレイピクセル６、７間の光のクロストークは、視角に依存する低減されたコントラストを生じ、また、種々のカラー（ＲＧＢ）ディスプレイピクセルからの光の混合のためにカラーディスプレイの変色が生じうる。
【００１９】
図２は、エレクトロルミネセントディスプレイが、第２の電極５の光の反射に起因するディスプレイピクセル６、７間の光のクロストークを抑制するように適応された絶縁構造を有する、本発明の種々の実施例を示す。言うまでもなく、ディスプレイピクセルは、図１に示されているように互いと隣接していなければならないわけではない。光１１は、更に遠くにある、即ち第２のディスプレイピクセル７に隣接していない、１つ又は複数のディスプレイピクセルから、上記光に加えて又は単独で生じうる。
【００２０】
図２−Ａは、絶縁層３の傾斜側壁８が、該傾斜側壁８によって基板１の表面に対して形成される角度Φに関して適切に成形されている、好適な実施例を示す。以下に説明されるように、実際の状況では、４０°を超える角度Φは、全視角において、ディスプレイピクセル７からのゴーストイメージを生じさせる光線１１’の第２の電極５からの所望されない反射を実質的に解消又は低減することが分かっている。この実施例は、更に詳細に説明される。
【００２１】
図２−Ｂは、絶縁層３が十分に高い屈折率を有する本発明の好適な実施例を示す。例えば、この誘電層のためにＴｉＯ２（ｎ＝２．５）又はＳｎＯ２（ｎ＝２）が用いられてもよい。高い屈折率は、基板１と絶縁層３との界面における増加された屈折を生じさせ、これにより、ディスプレイピクセル６、７間の光のクロストークを効果的に抑制する。
【００２２】
図２−Ｃは、絶縁層３の傾斜側壁８の表面１２が粗くなった本発明の好適な実施例を示す。このような粗面化は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって容易に得ることができる。代替的に、粗い表面１２は、幅が減少する種々の薄い絶縁層を基板１と平行に堆積させ、ステップ状の絶縁層３を得ることによって得られることができる。このような方法のＲＩＥに勝る利点は、絶縁層３におけるピンホールの回避である。傾斜側壁８の粗い表面１２の効果は、基板−空気界面からのＴＩＲ光１１’が第２の電極５によって反射される代わりに拡散されるということであり、結果として、ディスプレイピクセル７のゴーストイメージの光量１１’’のかなりの減少が得られる。
【００２３】
図２−Ｄは、絶縁層３の側壁の表面１３が適切に凸状に湾曲させられ、ディスプレイピクセル７への光のクロストークが防止される、本発明の好適な実施例を示す。側壁１３の湾曲は、絶縁層３の等方性エッチングによって得られることができる。
【００２４】
図２−Ａ〜２−Ｄにおいて、絶縁構造は、絶縁層３（の一部）の形状又は材料に調整を加えることにより実現される。これらの調整は、エレクトロルミネセントディスプレイの製造工程において非常に容易に実現されることができる。なぜなら、追加のプロセスステップがほとんど又は全く必要とされないからである。これらの絶縁構造は、他のディスプレイピクセル６からの光又は周辺光によるディスプレイピクセル７のゴーストイメージの出現を抑制する効果的な手法を提供する。ディスプレイピクセル６、７のコントラストは最適であり、カラーディスプレイの変色は解消される。
【００２５】
種々のディスプレイピクセル６、７間のクロストーク又は周辺光の影響の効果的な消去に対する第２のアプローチは、吸光材料の適用に関する。この方法の種々の実施例は、図２−Ｅ〜２−Ｇに示される。
【００２６】
図２−Ｅは、絶縁層３が炭素粒子等の吸光粒子を有する本発明の好適な実施例を示す。吸光粒子は、ＴＩＲ光線１１’が、第２の電極５における反射の前又は後にこれら粒子によって吸収され、この結果、実質的に光１１’’が絶縁層３を出ないので、効果的なクロストーク防止手段を提供する。
【００２７】
図２−Ｆは、吸収グリッド１４（即ち黒いマトリクス）が、絶縁層３の傾斜側壁８の下に適用された、本発明の好適な実施例を示す。ＴＩＲ光線１１’は、黒いマトリクス１４によって、光線１１’’として絶縁層３に入る又は絶縁層３から出ることを防止されるので、ディスプレイピクセル６、７間のクロストークは、抑制され又は最適には解消される。
【００２８】
最後に、図２−Ｇは、第２の反射電極５が、絶縁層３の傾斜側壁の上で部分的に除去された、本発明の好適な実施例を示す。言うまでもなく、ディスプレイピクセル６、７に対する電圧の印加は依然として可能であるべきである。好適には、絶縁層のむきだしの部分は、吸収材料１５によってカバーされる。本実施例において、鏡として動作する第２の電極５の影響はかなり低減され、この結果、ディスプレイピクセル６、７間のクロストークは低減される。
【００２９】
図３は、図２−Ａを参照する３つの場合Ａ〜Ｃを示し、ここで、絶縁層３の傾斜側壁８の角度Φが変化される。θ２は、基板１と絶縁層３との界面におけるＴＩＲ光線１１’の屈折角である。角θ５は、基板１の垂線に対する視角を示す。Ａでは、０＜Φ＜θ２／２且つθ５＞０である場合が示され、Ｂでは、θ２／２＜Φ＜θ２且つθ５＜０である場合が示され、Ｃでは、Φ＞θ２で光出力が存在しない場合が示される。
【００３０】
基板−空気界面における全反射のためにはθ１ｌｉｍ＜θ１＜９０°及びθ４ｌｉｍ＜θ４＜  ９０°が成り立たなければならないので、スネルの法則の適用は、種々のディスプレイピクセル６、７間の光のクロストークを防止するように、絶縁層３の傾斜している側壁８の最小角Φについて式Φ＞Φｌｉｍ＝（θ２ｍａｘ＋θ２ｍｉｎ）／２を得る。θ２ｍａｘ及びθ２ｍｉｎは、それぞれ、光１１の入射の最大及び最小角度θ１に関する基板１と絶縁層３との界面における屈折の最大及び最小角度である。これは、空気については屈折率ｎ＝１、ガラス及びＳｉＯ２により構成された基板１については屈折率ｎ＝１．５、絶縁層３についてはｎ＝２とすると、結果として、傾斜側壁８について約３９°の最小角Φｌｉｍを生じる。
【００３１】
図２−Ａの実施例の他の分析は、図４−Ａ及び４−Ｂに示されるグラフを得る。図４−Ａは、ディスプレイからゴーストイメージが特定の視角θ５で生じる角度Φの範囲Ｒを示す。絶縁層３の傾斜壁についての４０°を超える角度Φは、第２の電極で非所望の反射を回避して、いかなる視角θ５でもゴーストイメージが生成されないようにするのに十分である。図４−Ｂは、グラフ（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）が図３に示されるＡ〜Ｃのケースに対応する、この結果の代替表現を提供する。
【００３２】
本発明を教示するために、ディスプレイ装置の好適な実施例及びこのようなディスプレイ装置を有する電子デバイスが上記で説明された。当業者には、本発明の他の代替例及び透過の実施例が、本発明の真の精神から逸脱することなく考えられ、実施されることができることは明らかであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来型のアクティブマトリクスエレクトロルミネセントディスプレイの断面である。
【図２−Ａ】本発明の実施例を示す。
【図２−Ｂ】本発明の実施例を示す。
【図２−Ｃ】本発明の実施例を示す。
【図２−Ｄ】本発明の実施例を示す。
【図２−Ｅ】本発明の実施例を示す。
【図２−Ｆ】本発明の実施例を示す。
【図２−Ｇ】本発明の実施例を示す。
【図３】図２−Ａに示される本発明の実施例を示す。
【図４−Ａ】図２−Ａに示される本発明の実施例について実行される計算の結果を示す。
【図４−Ｂ】図２−Ａに示される本発明の実施例について実行される計算の結果を示す。
【図１】
2005534145.tif 000003
2005534145.tif 000004
【図３】
2005534145.tif 000005
2005534145.tif 000006
【国際調査報告】
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2005534145.tif 000008
2005534145.tif 000009
2005534145.tif 000010