JP2008234928A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光変調層形成後の各層のパターン寸法の制御を容易とするとともに、光取出し効率の高い有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板ＧＬ上にマトリクス状に配置された表示画素ＰＸを有する有機ＥＬ表示装置であって、表示画素ＰＸのそれぞれにおいて基板ＧＬ側に配置された第１電極Ｅ１と、複数の第１電極Ｅ１と対向するように配置された第２電極Ｅ２と、第１電極Ｅ１および第２電極Ｅ２の間に挟持された有機層５と、有機層５から発光された光の光路を変更させる構造を有する光変調層ＲＥと、を備え、光変調層ＲＥの上層に配置された層のエッジは、光変調層ＲＥの配置された領域ＡＲの外側に配置されている有機ＥＬ表示装置。
【選択図】図２

Description

この発明は、有機ＥＬ表示装置に関し、特に、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置に関する。

ＣＲＴディスプレイに対して、薄型、軽量、低消費電力の特徴を生かして、液晶表示装置に代表される平面表示装置の需要が急速に伸びている。中でも、各表示素子毎にスイッチ素子が設けられたアクティブマトリクス型平面表示装置は、隣接表示素子間でのクロストークのない良好な表示品位が得られることから、携帯情報機器を始め、様々のディスプレイに利用されるようになってきた。

近年では、液晶表示装置に比べて高速応答および広視野角化が可能な自己発光型のディスプレイとして有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の開発が盛んに行われている。

有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ表示パネルと有機ＥＬ表示パネルを駆動する外部駆動回路から構成される。有機ＥＬ表示パネルはガラス等の支持基板上に、第１電極と、第１電極と対向して配置された第２電極と、これら電極間に有機発光層を備えた表示素子をマトリクス状に配置して構成された表示領域と、外部駆動回路からの信号に基づいて各表示素子を駆動する駆動回路領域とから構成される。

発光層で発生した光は、素子を構成する各層の屈折率差による全反射などにより層内に閉じ込められ、有機ＥＬ表示装置内から全ての光を外部に取り出すことは困難である。しかし、この光取出し効率を向上させる方法が検討されており、例えば光路を変化させることで閉じ込められた光を取り出すことが可能である。
特開２００５−３１０５３９号公報

しかし、光路を変化させる構造（以下、光変調層という）をつくり込むことにより、その後に形成するパターンニングに問題が生じる。これは、フォトリソグラフィーが光を利用したプロセスであるため、その露光の光路が曲げられることで、パターン寸法の制御が困難となる。したがって、光変調層形成後の各層のパターン寸法の制御が容易となる技術が求められていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、光変調層形成後の各層のパターン寸法の制御を容易とするとともに、光取出し効率の高い有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。

本発明の態様による液晶表示装置は、基板上にマトリクス状に配置された表示画素を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記表示画素のそれぞれにおいて基板側に配置された第１電極と、複数の前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の間に挟持された有機層と、前記有機層から発光された光の光路を変更させる構造を有する光変調層と、を備え、前記光変調層よりも上層に配置された層のエッジは、前記光変調層の配置された領域の外側に配置されている。

本発明によれば、光変調層形成後の各層のパターン寸法の制御を容易とするとともに光取出し効率の高い有機ＥＬ表示装置を提供することができる。

以下に、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について図面を参照して説明する。本実施形態に係るＥＬ表示装置は、上面発光方型の有機ＥＬ表示装置であって、図１に示すように、アレイ基板１００と、アレイ基板１００と対向して配置された封止基板２００とを有している。

アレイ基板１００と封止基板２００とは、図１に示すようにシール材ＳＬによって一体となっている。本実施形態に係るＥＬ表示装置では、シール材ＳＬとして樹脂材料からなる樹脂シールを用いている。

封止基板２００は、シール材ＳＬに囲まれた領域に、アレイ基板１００の表示部ＤＹＰと対向するように配置され凹部（図示せず）を有している。本実施形態に係るＥＬ表示装置では、凹部は略矩形状であって、凹部には乾燥剤（図示せず）が充填されている。

図１および図２に示すように、アレイ基板１００は、支持基板としてガラス等の絶縁性基板ＧＬを有している。アレイ基板１００は、絶縁性基板ＧＬ上にマトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸからなる表示部ＤＹＰを有している。

表示部ＤＹＰには、表示画素ＰＸの配列する行に沿って配置された走査線Ｙ（Ｙ１、Ｙ２、・・・）と、表示画素ＰＸの配列する列に沿って配置された信号線Ｘ（Ｘ１、Ｘ２、・・・）とが配置されている。

表示部ＤＹＰを囲む外周部ＰＡにおいて、アレイ基板１００は外部駆動回路からの信号に基づいて各表示画素を駆動する走査線駆動回路（図示せず）、および信号線駆動回路（図示せず）等を有する駆動回路部１０１を有している。

また外周部ＰＡには、コントローラ等の外部回路を接続する接続部１０２を有している。駆動回路部１０１と表示部ＤＹＰとの間には、駆動信号及び電源信号等を供給する各種配線Ｗが延びている。

走査線駆動回路は、配線Ｗを介して走査線Ｙに電気的に接続し、表示画素ＰＸを行毎に順次駆動する。信号線駆動回路は、各種配線Ｗを介して信号線Ｘに電気的に接続し、走査線Ｙによって駆動された表示画素ＰＸに画像信号を送信する。

さらに、アレイ基板１００の表示部ＤＹＰには、走査線Ｙと略平行に延びる電源ラインＰが配置されている。表示画素ＰＸは、走査線Ｙにそのゲート電極において接続された第1スイッチ１０と、ゲート電極が第1スイッチ１０のドレイン電極に接続されている第２スイッチ２０と、を有している。

第２スイッチ２０のソース電極は、電源ラインＰに接続され、第２スイッチ２０のドレイン電極は、発光素子４０に接続されている。第２スイッチ２０のゲート電極およびソース電極間はキャパシタ３０によって結合されている。

表示画素ＰＸは、自発光素子である発光素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のいずれかを有する表示画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢを有している。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、主に青色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。

図２に示すように、絶縁性基板ＧＬ上には第１スイッチ１０、および第２スイッチ２０等のＴＦＴ層ＬＴが配置されている。ＴＦＴ層ＬＴ上には、絶縁層Ｌ１を介して凹凸層Ｌ２が配置されている。凹凸層Ｌ２は、その表面にドット状の凸部有している。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置では、凸部が配置されたピッチは約１０μｍであって、凸部と凹部との高低差は約１μｍとなっている。

凹凸層Ｌ２上には、光変調層として反射層ＲＥが配置されている。反射層ＲＥは、凹凸層Ｌ２の形状に沿った凹凸形状を有している。反射層ＲＥ上には平坦化層Ｌ３を介して第１電極Ｅ１が配置されている。第１電極Ｅ１は、絶縁層Ｌ１および平坦化層Ｌ３に設けられたコンタクトホールＣＨにおいて、ＴＦＴ層ＬＴと電気的に接続している。

第１電極Ｅ１には、例えば、透明な電極材料であるＩＴＯを用いている。第１電極Ｅ１上にはリブ層ＬＩＢが配置されている。リブ層ＬＩＢは、例えば樹脂によって形成され、例えば、信号線Ｘおよび走査線Ｙが配置されている領域の一部と重なるように配置されている。

リブ層ＬＩＢ間において、第１電極Ｅ１上に有機層５が配置されている。有機層５は、例えば、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる。有機層５上には、第２電極Ｅ２が配置されている。第２電極Ｅ２は、例えば、膜厚２０ｎｍ程度のＭｇ：Ａｇ合金によって形成された透明電極である。

すなわち、有機層５は、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に印加される電圧によって発光する。このとき、有機層５から第１電極Ｅ１側に出射された光は反射層ＲＥ（光変調層）によって第２電極Ｅ２側に反射される。すなわち、反射層ＲＥは、その表面の形状によって、有機層５から発光された光の光路を変更させる光変調層である。

上記のように、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ表示装置の発光光線を基板ＧＬと反対側の面に向かって導出・放射する、いわゆる上面発光構成となっている。

本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置では、図２に示すように、反射層ＲＥよりも上層に配置された層のエッジは、反射層ＲＥが配置された領域ＡＲの外側に配置されている。すなわち、反射層ＲＥの上層には第１電極Ｅ１、リブ層ＬＩＢ等のエッジが配置されていない。

上記のように、領域ＡＲに反射層ＲＥよりも上層に配置された層のエッジを配置しないことによって、以下に説明する有機ＥＬ表示装置の製造工程において、反射層ＲＥよりも上層のパターン寸法の制御が容易になるため、反射層ＲＥにおいて反射された光が反射層ＲＥの上層のエッジによって光路を妨げられることが無くなる。

したがって、上記の有機ＥＬ表示装置によれば有機層５から出射された光を第２電極Ｅ２側へ導出する効率（光取出し効率）を向上させることができる。

次に、上記の有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。最初に、例えば、ガラス等の透明絶縁性基板ＧＬ上にスイッチ１０、２０等のＴＦＴ層を形成した基板１に、絶縁層Ｌ１を形成する。

絶縁層Ｌ１上には、例えば感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィーによって所定の形状にパターンニングすることにより、凹凸層Ｌ２を形成する。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置では、この凹凸層Ｌ２の表面には、ドット状の凸部を１０μｍピッチで形成し、凹部と凸部との高低差１μｍとする。

凹凸層Ｌ２上に、アルミ（Ａｌ）や銀（Ａｇ）を主成分とする金属等で反射層ＲＥを形成する。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置では、この反射層ＲＥが光路を曲げる光変調層として働く。

すなわち、上述のように、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は上面発光型の有機ＥＬ表示装置であるため、有機層５から出射された光は反射層ＲＥにおいて、その上層側に反射される。したがって、以下のパターンニング工程では凹凸層Ｌ２上に形成された反射層ＲＥが配置された領域ＡＲにはパターンエッジを配置しない。

これにより、光変調層の影響を受けないために、パターン寸法の制御が容易にできる。また、光変調層上に膜を残す層の場合には光を照射した部分が除去されるポジ型の感光性樹脂を使用し、残さない層の場合には光を照射することにより硬化するネガ型の感光性樹脂を使用してパターンニングすることにより光変調層によるパターン寸法制御への影響をより抑えることができる。

すなわち、反射層ＲＥ上には、アクリル系の透明な感光性樹脂等により表面を平滑化する平坦化層Ｌ３を形成する。そして、平坦化層Ｌ３上には第１電極Ｅ１として透明電極を例えば透明な陽極電極材料であるＩＴＯなどで形成する。

第１電極Ｅ１上には、発光部以外での短絡を防止するために絶縁性材料でリブ層ＬＩＢを形成する。リブ層ＬＩＢ上には、例えばホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる有機層５を形成し、有機層５上には、例えば膜厚２０ｎｍ程度の半透明のＭｇ：Ａｇ合金による透明電極を第２電極Ｅ２として形成する。

上記のように形成した有機ＥＬ表示装置では、凹凸層Ｌ２上に形成された反射層ＲＥにより、有機層５から出射された光の光路を変調することにより、有機層５から発光された光を外部へ導出する効率（光取出し効率）を向上させることができる。

そして、光変調層の形成領域では、その上に形成された層はパターンエッジを光変調層の上に有しないことにより、その各層のパターン寸法の制御を容易とすることができる。

すなわち、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置によれば、光変調層の上層に配置された各層のパターン寸法の制御を容易にするとともに、光取出し効率の高い有機ＥＬ表示装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

例えば、上述の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、光変調層として凹凸層Ｌ２上に配置された反射層ＲＥを有していたが、光変調層はこれに限られるものではない。光変調層は、例えば、例えば回折格子等の光路を変化させる構造を有するものであれば良い。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一構成例を概略的に示す図。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の表示画素の断面の一構成例を概略的に示す図。

符号の説明

ＰＸ…表示画素、ＤＹＰ…表示部、ＲＥ…反射層、Ｅ１…第１電極、Ｅ２…第１電極、ＧＬ…基板、５…有機層、１００…アレイ基板

Claims (3)

1. 基板上にマトリクス状に配置された表示画素を有する有機ＥＬ表示装置であって、
   前記表示画素のそれぞれにおいて基板側に配置された第１電極と、
   複数の前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、
   前記第１電極および前記第２電極の間に挟持された有機層と、
   前記有機層から発光された光の光路を変更させる構造を有する光変調層と、を備え、
   前記光変調層よりも上層に配置された層のエッジは、前記光変調層の配置された領域の外側に配置されている有機ＥＬ表示装置。
2. 前記光変調層の下層には、その表面が凹凸形状である凹凸層が配置され、前記光変調層の表面は前記凹凸層の表面の形状に応じた凹凸形状となっている請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前期光変調層は前記基板と前記第１電極との間に配置されているとともに、前記有機層から発光された光を前記基板とは反対側に反射させる反射層である請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。

Images