JP2014220121A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】混色を抑止した表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、各画素の発光量を制御するトランジスタを有する薄膜トランジスタ基板（２２０）と、薄膜トランジスタ基板に重ねて配置された対向基板（２３０）と、を備え、薄膜トランジスタ基板は、基材である絶縁基板（２２１）と、絶縁基板上に形成されたトランジスタを有する回路層（２２２）と、２つの電極に挟まれ有機層（２２６）と、回路層と有機層の間に配置され、各画素の間の領域よりも、各画素の領域において厚く形成された有機絶縁材料からなる有機絶縁層（２２３）と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、発光素子表示装置に関し、各画素に配置された自発光体である発光素子に発光させて表示を行う発光素子表示装置に関する。

近年、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode）と呼ばれる自発光体を用いた画像表示装置（以下、「有機ＥＬ（Electro-luminescent）表示装置」という。）が実用化されている。この有機ＥＬ表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、自発光体を用いているため、視認性、応答速度の点で優れているだけでなく、バックライトのような補助照明装置を要しないため、更なる薄型化が可能となっている。

特許文献１は、有機ＥＬ素子が形成された基板上にＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラーフィルタを順次パターン形成することについて開示すると共に、有機ＥＬ素子が形成される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）基板の上に、画素毎にカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板を重ね合わせた構成についても開示している。

特開２００６−３３９０２８号公報

カラーフィルタ基板を重ねた構成の有機ＥＬ表示装置等の発光素子表示装置においては、発光素子を単色のみとすることができるため、発光層の成膜においてマスクを必要としないため高精細な画素を製造できるメリットがある。しかしながら、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間に透明樹脂等を挟んで接着するため、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間に距離が生じ、隣接画素からの光漏れによる混色が起こる恐れがある。

本発明は、上述の事情を鑑みてしたものであり、混色を抑止した発光素子表示装置を提供することを目的とする。

本出願の表示装置は、複数の画素と、前記画素の発光量を制御するトランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、前記薄膜トランジスタ基板に重ねて配置された対向基板と、を備え、前記複数の画素のそれぞれは発光領域と非発光領域を有し、前記薄膜トランジスタ基板は、基材である絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された前記トランジスタを含む回路層と、２つの電極に挟まれた有機層と、前記回路層と前記有機層の間に有機絶縁層を有し、前記有機絶縁層は前記発光領域よりも、前記非発光領域において厚いことを特徴とする表示装置である。

本出願の表示装置において、２つの電極の一方は前記第１有機絶縁層上に形成された下部電極であり、他方の電極は前記有機膜の上に形成された上部電極であり、前記下部電極は、縁端部を第２有機絶縁層によって覆われている。

また、本出願の表示装置において、前記カラーフィルタ基板における、前記絶縁基板に最も近い部分は、前記有機層よりも前記絶縁基板に近くてもよい。更に、前記最も近い部分は、遮光機能を有していてもよい。

本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置が概略的に示されている。 図１の有機ＥＬパネルの構成が示されている。 有機ＥＬパネルの表示領域にあるＲＧＢ画素の一部断面図である。 図３の発光層の構成について示す断面図である。 有機ＥＬパネルの変形例について、図３と同じ視野により示す図である。 図４の発光層の第１変形例である発光層が示されている。 図４の発光層の第２変形例である発光層が示されている。 図４の発光層の第３変形例である発光層が示されている。 有機ＥＬパネルの変形例について、図３と同じ視野により示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１には、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１００が概略的に示されている。この図に示されるように、有機ＥＬ表示装置１００は、上フレーム１１０及び下フレーム１２０に挟まれるように固定された有機ＥＬパネル２００を含んでいる。

図２には、図１の有機ＥＬパネル２００の構成が示されている。有機ＥＬパネル２００は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）基板２２０とＴＦＴ基板２２０に重ねて配置された対向基板２３０の２枚の基板を有し、これらの基板の間には透明樹脂２２９（後述）が充填されている。ＴＦＴ基板２２０は、複数の画素と、この複数の画素に対応して形成された薄膜トランジスタを備えている。複数の画素のそれぞれは発光領域と非発光領域を有している。ＴＦＴ基板２２０は、走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに対して順に、各画素のＴＦＴのソース・ドレイン間を導通させるための電位を印加する駆動回路２１０と、表示領域２０２において走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに垂直に交差するように延びる不図示の複数のデータ信号線に対して画素の階調値に対応する電圧を印加すると共に、駆動回路２１０を制御する駆動ＩＣ（Integrated Circuit）２６０とを有している。

図３は、有機ＥＬパネル２００の表示領域２０２にあるＲＧＢの画素における一部断面図である。この図に示されるように、対向基板がカラーフィルタを備えたカラーフィルタ基板２３０であってもよい。カラーフィルタ基板は、ガラス基板である絶縁基板２３１と、絶縁基板２３１上の各画素の間を仕切るように形成された遮光膜であるブラックマトリクス２３５と、Ｒ（赤）カラーフィルタ２３２と、Ｇ（緑）カラーフィルタ２３３と、Ｂ（青）カラーフィルタ２３４と、を有している。遮光膜２３５の形成された領域が画素間領域である。

ＴＦＴ基板２２０は、絶縁基板２２１と、回路層２２２と、第１有機絶縁層２２３と、２つの電極層に挟まれた有機層２２６と、２つの電極の一方の電極である下部電極２２５と、２つの電極の他方の電極であ上部電極２５４と、下部電極２２５の縁端部（エッジ）を覆う第２有機絶縁層２２４と、を有している。各画素のそれぞれは、表示装置を上面から見た場合に、発光領域と非発光領域を有している。発光領域は発光層を含む有機層が下部電極と上部電極により挟まれ、２つの電極間に電流を流すことで発光する。一方、非発光領域は、各画素において、発光領域を囲んで配置され、隣り合う画素の非発光領域と隣接して形成されている。

絶縁基板２２１は、表示装置に一般的に使用されているガラス基板が好適であるが、樹脂基板であってもよい。回路層２２２には、各種信号線や、トランジスタや、コンデンサが形成されており、回路層上面は凹凸を有している。なお、本実施例の図では、図を簡略化するために、回路層２２２の上面の凹凸は記載していない。第１有機絶縁層２２３は、非発光領域よりも発光領域において厚く形成されている。また、第１有機絶縁層２２３は、画素間の領域よりも画素の領域において厚く形成されている。第１有機絶縁層２２３はアクリルやポリイミド等の有機絶縁材料が好適である。これらの材料によれば、層の高さを制御することが容易である。

有機層２２６のうち、下部電極２２５と上部電極２５４に挟まれた領域は、両電極間に電流を流すことで発光する。本実施例では、有機層から出射する光は白色である。

下部電極２２５は、たとえば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明の導電性材料で形成され、アノード２２５として機能する。また対向基板側から光を取り出す場合は、ＩＴＯの下層にＡｇ等の光反射膜を形成してもよい。一方、上部電極２５４は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明の導電性材料やＡｇを薄膜化して光透過性を持たせた膜で構成され、カソード２５４として機能する。アノード２２５のエッジ（縁端部）は第２有機絶縁層で覆われている。アノード（下部電極）２２５のエッジ部を第２有機絶縁層で覆うことで、エッジ部における有機層２２６の亀裂の発生を防止して、アノードとカソード間の電流リークを防ぐことができる。下部電極の縁端部を覆う絶縁膜は、一般的に、バンクと呼ばれている。一般的なバンクは画素間領域では、その上面が対向基板に近づく構造になっている。これに対し本発明表示装置におけるバンクの上面は、下部電極を覆う部分では対向基板に近づくが、画素間領域ではバンクは対向基板から遠ざかる構造、すなわちＴＦＴ基板の絶縁基板に近づく構造となっている。

第１有機絶縁層２２３は、回路層２２２の上に配置され、第１有機絶縁層２２３の上面の凹凸よりも平坦化された上面を備える。平坦化された第１有機膜の上にカソード（上部電極）、有機層、アノード（下部電極）を形成することで、上部電極と下部電極の短絡を防止した発光領域を形成できる。

また、上述したように、カラーフィルタ基板２３０及びＴＦＴ基板２２０の間には透明樹脂２２９が充填されている。ここで、図３では、有機絶縁層２２３は画素間の領域には形成されていないが、図９のように有機絶縁層２２３が画素の領域より薄い厚さで形成されていてもよい。また、カラーフィルタ基板２３０は、ＲＧＢの３色のカラーフィルタを有することとしているが、カラーフィルタを有さないＷ（白色）光が出光される画素を含むＲＧＢＷのカラーフィルタであってもよいし、他の色や、より少ない色の種類で出光されるカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板であってもよい。

図４は、発光層２２６の構成について示す断面図である。この図に示されるように発光層２２６は、アノード２２５及びカソード２５４に挟まれており、回路層２２２のトランジスタの動作でアノード２２５及びカソード２５４間に電位差を生じさせることにより、発光する。発光層２２６は、青色の波長領域の光を発光する青色発光部２５１と、層内で赤色の波長領域の光と緑色の波長領域の光とがそれぞれ発光し、混ぜ合わされた色として出光する赤色緑色発光部２５３と、青色発光部２５１及び赤色緑色発光部２５３の間に配置され、いわゆる電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）と呼ばれる中間層と、により構成される。赤緑青が同時に発光することにより白色発光となる。

特に図３に示されるように、本実施形態では、有機絶縁層２２３が各画素の領域において画素間の領域よりも厚く形成されているため、発光層２２６をカラーフィルタ基板２３０に近づけることができ、発光した光のほとんどが対応するカラーフィルタに向かうため、効率よく発光した光を利用することができる。

また、対応するカラーフィルタに向かわない光であっても、ブラックマトリクス２３５が、より効率的に隣の画素のカラーフィルタに入るのを防ぐため、隣接する画素からの出光により発生する混色を低減することができる。更に、画素間の領域では、画素領域の有機絶縁層２２３よりも薄いため、ＴＦＴ基板２２０及びカラーフィルタ基板２３０を貼り合わせる際に異物の混入があったとしても、画素間領域の透明樹脂２２９が充填される部分の画素間の領域に許容させることができる。

図５は、有機ＥＬパネル２００の変形例について、図３と同じ視野により示す図である。この変形例は、発光層２２６及びカソード２５４がよりカラーフィルタ基板２３０側に近づいた場合について示すものであり、カラーフィルタ基板２３０のブラックマトリクス２３５の絶縁基板２２１側の頂点は、発光層２２６よりも絶縁基板２２１に近い位置にある。このように配置することにより、発光層２２６をよりＲＧＢの各カラーフィルタ２３２、２３３及び２３４に近づけることができるため、発光層２２６により発光された光のより多くを対応するＲＧＢカラーフィルタ２３２、２３３及び２３４に向かわせることができ、ＲＧＢカラーフィルタ２３２、２３３及び２３４に向かわない光であってもブラックマトリクス２３５が遮ることにより、隣接する画素からの出光により発生する混色を低減することができる。本変形例では、ブラックマトリクス２３５の頂点が、発光層２２６よりも絶縁基板２２１に近い位置にあることとしたが、ブラックマトリクス２３５に限らず、カラーフィルタ基板２３０における絶縁基板２２１に最も近い部分が、発光層２２６よりも絶縁基板２２１に近い位置にあることとすることで同様の効果を得ることができる。

図６には、発光層２２６の第１変形例である発光層２６５が示されている。発光層２６５は、上述の発光層２２６の赤色緑色発光部２５３を、黄色単色を発光する黄色発光部２５５に置き換えたものであり、その他の構成は一致する。

また、図７には、発光層２２６の第２変形例である発光層２７５が示されている。発光層２７５は、上述の発光層２２６の赤色緑色発光部２５３と青色発光部２５１の順番を入れ替えたものであり、その他の構成は一致する。このように青色発光部２５１が、赤色緑色発光部２５３の上にあることにより、赤色緑色発光部２５３に吸収されていた青色光がなくなり、青色の発光強度を高めることができる。

また、図８には、発光層２２６の第３変形例である発光層２８５が示されている。発光層２８５は、上述の発光層２２６の赤色緑色発光部２５３と青色発光部２５１の順番を入れ替え、更に赤色緑色発光部２５３を、黄色単色を発光する黄色発光部２５５に置き換えたものであり、その他の構成は一致する。このように青色発光部２５１が、黄色発光部２５５の上にあることにより、黄色発光部２５５に吸収されていた青色光がなくなり、青色の発光強度を高めることができる。

なお、図３及び５では、各画素の間に有機絶縁層２２３がない場合について示したが、図９のように各画素に形成された有機絶縁層２２３よりも薄く、有機絶縁層２２３が形成されていてもよい。また、上述の実施形態において、発光層は、いわゆる有機ＥＬに分類される発光素子を用いることとしているが、自ら発光するその他の自発光型の素子を用いることとしてもよい。

１００ 表示装置、１１０ 上フレーム、１２０ 下フレーム、２００ 有機ＥＬパネル、２０２ 表示領域、２１０ 駆動回路、２２０ ＴＦＴ基板、２２１ 絶縁基板、２２２ 回路層、２２３ 有機絶縁層（第１有機絶縁層）、２２４ バンク（第２有機絶縁層）、２２５ アノード（下部電極）、２２６ 発光層、２２９ 透明樹脂、２３０ カラーフィルタ基板、２３１ 絶縁基板、２３２ Ｒカラーフィルタ、２３３ Ｇカラーフィルタ、２３４ Ｂカラーフィルタ、２３５ ブラックマトリクス、２５１ 青色発光部、２５３ 赤色緑色発光部、２５４ カソード（上部電極）、２５５ 黄色発光部、２６５，２７５，２８５ 発光層。

Claims (5)

1. 複数の画素と、前記画素の発光量を制御するトランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、
   前記薄膜トランジスタ基板に重ねて配置された対向基板と、を備え、
   前記複数の画素のそれぞれは発光領域と非発光領域を有し、
   前記薄膜トランジスタ基板は、
   基材である絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に形成された前記トランジスタを含む回路層と、
   ２つの電極に挟まれ有機層と、
   前記回路層と前記有機層の間に第１有機絶縁層を有し、前記第１有機絶縁層は前記非発光領域よりも、前記発光領域において厚く形成されていることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置において、
   前記２つの電極の一方は前記第１有機絶縁層上に形成された下部電極であり、他方の電極は前記有機膜の上に形成された上部電極であり、
   前記下部電極は、縁端部を第２有機絶縁層によって覆われていることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１に記載の表示装置において、
   前記第１有機絶縁層は、前記発光領域毎に分離していることを特徴とする表示装置。
4. 請求項１に記載の表示装置において、
   前記対向基板にはカラーフィルタが形成され、
   前記対向基板における、前記絶縁基板に最も近い部分は、前記有機層よりも前記絶縁基板に近い、ことを特徴とする表示装置。
5. 請求項４に記載の表示装置において、
   前記最も近い部分は、遮光機能を有している、ことを特徴とする表示装置。

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