JP6842282B2

JP6842282B2 - 有機ｅｌ表示装置

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Publication number: JP6842282B2
Application number: JP2016231113A
Authority: JP
Inventors: 憲太梶山
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: US20180151637A1; JP2018088354A; US10411076B2

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置に関する。

有機ＥＬ表示装置の製造方法として、蒸着マスクを用いて発光する色ごとに順に有機ＥＬ素子が形成する方法が知られている。当該有機ＥＬ素子を形成する工程において、蒸着マスクに付着した異物等によって有機ＥＬ素子に傷が生じることを防止するため、蒸着マスクと有機ＥＬ素子の間に空間を設けるため、表示領域にスペーサ３１０が設けられることがある。

例えば、図６を用いて、スペーサ３１０が設けられた有機ＥＬ表示装置について説明する。図７（ａ）は、従来技術における、有機ＥＬ表示装置の画素７００を平面的に見た図である。図７（ａ）に示すように、１画素７００は、赤色の光を発する赤色発光領域３０４、緑色の光を発する緑色発光領域３０６、及び、青色の光を発する発光領域３０８を有する。また、各発光領域の間には、蒸着マスク７０２と有機ＥＬ素子の間の空間を確保するためのスペーサ３１０が配置される。

図７（ｂ）は、図７（ａ）のVII-VII断面を示す図であり、有機ＥＬ素子を形成する際に蒸着マスク７０２が配置された状態を示す図である。図７（ｂ）に示すように、各発光領域にはアノード電極が設けられる。また、各アノード電極の間には、アノード電極よりも高いリブ４１０及びスペーサ３１０が設けられる。

当該スペーサ３１０によって、アノード電極の上に形成された有機ＥＬ素子と蒸着マスク７０２との間に空間が確保される。そのため、蒸着マスク７０２に異物７０４が付着していたとしても、異物７０４によって有機ＥＬ素子（図では赤色有機ＥＬ素子４１２）と異物７０４が接触し、有機ＥＬ素子が傷つけられることを防止できる。

当該スペーサを配置する従来技術として、例えば、特許文献１は、赤色、緑色及び青色の光を発する発光領域を有する有機ＥＬ表示装置において、青色の発光領域の周囲に沿ってスペーサを配置する点を開示している。

また、特許文献２及び３は、赤色、緑色及び青色の光を発する発光領域を有する有機ＥＬ表示装置において、各発光領域の間の非発光領域にスペーサを配置する点を開示している。

米国特許第8994015号明細書米国特許出願公開第2015/0162391号明細書米国特許出願公開第2015/0200237号明細書

従来技術においては、１画素が大きかったことから、上記特許文献１乃至３のように画素の非発光領域にスペーサを配置することが可能であった。しかしながら、表示装置の高精細化に伴い、１画素の大きさが小さくなると、非発光領域にスペーサを配置することが困難となる。

この場合、スペーサが発光領域に配置されることによって発光領域の面積が小さくなる。発光領域の面積が小さくなると輝度が低下し、輝度の低下を補うために有機ＥＬ素子に流す電流を大きくすると寿命が短くなる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、高精細でスペーサが発光領域に配置される場合であっても、視認性に対する影響の少ない青色の発光領域にスペーサが配置されることで、スペーサによる表示品位の低下を低減させた有機ＥＬ表示装置を提供することにある。

本発明の一態様は、第１画素及び第２画素を含む複数の画素を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記複数の画素は、それぞれ、赤色の光を発する赤色発光領域を有する赤色副画素と、緑色の光を発する緑色発光領域を有する緑色副画素と、青色の光を発する青色発光領域を有する青色副画素と、を含み、前記第１画素に含まれる青色副画素は、前記第２画素に含まれる青色発光領域に相当する領域の一部に、スペーサが設けられることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す図である。有機ＥＬパネルを表示する側から見た構成を示す図である。第１の実施形態における画素の配置レイアウトについて概略的に示す一例である。有機ＥＬパネルの断面について説明するための図である。第２の実施形態における画素の配置レイアウトについて概略的に示す一例である。第３の実施形態における画素の配置レイアウトについて概略的に示す一例である。従来技術における蒸着マスクとスペーサの位置関係について説明する為の図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１００の概略を示す図である。図に示すように、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を含むように構成されている。

図２は、図１の有機ＥＬパネル２００の構成を示す概略図である。図２に示すように、有機ＥＬパネル２００は、有機ＥＬパネル２００の外部から供給された画像信号に基づいて画像を表示する表示領域２０２と、表示領域２０２の周囲に配置された非表示領域と、を有する。非表示領域には、ドライバＩＣ２０４と、垂直走査回路２０６と、端子部２０８と、電源線２１０と、走査線２１２と、画像信号線２１４と、が配置される。また、表示領域２０２には、電源線２１０と、走査線２１２と、画像信号線２１４と、サンプリングＴＦＴ（Thin Film Transistor）２１６と、保持容量２１８と、カソード電極２２０と、駆動ＴＦＴ２２２と、有機ＥＬ素子２２４と、が配置される。

ドライバＩＣ２０４は、例えば、画像信号線２１４に対して画素の階調値に対応する電流を流す。ドライバＩＣ２０４によって、有機ＥＬパネル２００は、複数の画素によって構成される画像を、表示領域２０２に表示する。

端子部２０８は、有機ＥＬパネル２００の外部から電源や画像信号を供給するための端子が配置される。具体的には、端子部２０８は、ドライバＩＣ２０４と電気的に接続された金属配線や、電源線２１０が配置される。そして、端子部２０８にＦＰＣ等が圧着されることによって、有機ＥＬパネル２００の外部から電源や画像信号が、ＦＰＣを介して有機ＥＬパネル２００に供給される。

電源線２１０は、非表示領域から表示領域２０２にかけて配置され、駆動ＴＦＴ２２２と接続されて有機ＥＬ素子２２４に電流を供給する。具体的には、電源線２１０は、ＦＰＣを介して、外部から一定の電圧を印加される。また、電源線２１０は、駆動ＴＦＴ２２２のソース端子またはドレイン端子と電気的に接続され、駆動ＴＦＴ２２２がオン状態であるときに、有機ＥＬ素子２２４に電流を供給する。

走査線２１２は、非表示領域から表示領域２０２にかけて配置され、サンプリングＴＦＴ２１６のゲート端子と接続される。具体的には、走査線２１２は、垂直走査回路２０６とサンプリングＴＦＴ２１６のゲート端子とを電気的に接続し、垂直走査回路２０６から取得したゲート信号をサンプリングＴＦＴ２１６のゲート端子に供給する。

画像信号線２１４は、非表示領域から表示領域２０２にかけて配置され、サンプリングＴＦＴ２１６のソース端子又はドレイン端子の一方と接続される。具体的には、画像信号線２１４は、ドライバＩＣ２０４とサンプリングＴＦＴ２１６のソース端子又はドレイン端子の一方とを電気的に接続し、ドライバＩＣ２０４から供給された画像信号に応じた電圧をサンプリングＴＦＴ２１６のソース端子又はドレイン端子の一方に供給する。

垂直走査回路２０６は、各画素に配置されたサンプリングＴＦＴ２１６に対してソース・ドレイン間を導通させるための電位を印加する。具体的には、垂直走査回路２０６は、外部から供給された画像信号に基づいて、各画素に形成された有機ＥＬ素子２２４に電流を流すタイミングを生成し、当該タイミングに応じてサンプリングＴＦＴ２１６に対してソース・ドレイン間を導通させるための電位を印加する。

サンプリングＴＦＴ２１６は、有機ＥＬ素子２２４に電流を流すタイミングを制御する。具体的には、サンプリングＴＦＴ２１６は、ゲート端子に供給される走査線２１２の電圧に応じて、画像信号線２１４の電圧を保持容量２１８に供給することで、駆動ＴＦＴ２２２に画像信号電圧を供給するタイミングを制御する。

保持容量２１８は、画像信号線２１４から供給された電圧を保持する。具体的には、保持容量２１８は、サンプリングＴＦＴ２１６がオン状態であるタイミングで、画像信号線２１４の電圧と同電位となる。その後、走査線２１２の電圧によって、サンプリングＴＦＴ２１６は、ソース端子とドレイン端子が電気的に遮断された状態となる。保持容量２１８は、次にサンプリングＴＦＴ２１６がオン状態となるまで、フローティング状態となるため、画像信号線２１４から供給された電圧を保持する。

カソード電極２２０は、有機ＥＬ素子２２４と電気的に接続される。具体的には、カソード電極２２０は、有機ＥＬ素子２２４と電気的に接続され、電源線２１０との間で電圧を印加されることにより、有機ＥＬ素子２２４に電流を供給する。

駆動ＴＦＴ２２２は、サンプリングＴＦＴ２１６、保持容量２１８、電源線２１０、及び、有機ＥＬ素子２２４と接続される。具体的には、駆動ＴＦＴ２２２のゲート端子は、サンプリングＴＦＴ２１６のソース端子又はドレイン端子、及び、保持容量２１８と電気的に接続される。駆動ＴＦＴ２２２のソース端子又はドレイン端子の一方は、保持容量２１８及び電源線２１０と電気的に接続される。また、駆動ＴＦＴ２２２のソース端子又はドレイン端子の他の一方は、有機ＥＬ素子２２４と電気的に接続される。そして、駆動ＴＦＴ２２２は、保持容量２１８に印加された電圧に応じて、電源線２１０から供給される電流を有機ＥＬ素子２２４に供給する。

有機ＥＬ素子２２４は、電源線２１０から供給された電流によって発光する。具体的には、有機ＥＬ素子２２４は、保持容量２１８に保持された電圧に応じた電流が、駆動ＴＦＴ２２２を介して電源線２１０から供給されることによって発光する。

[第１の実施形態]
続いて、表示領域２０２に形成される画素について説明する。図３は、第１の実施形態において、表示領域２０２に形成された画素の配置レイアウトについて概略的に示す図の一例である。

本実施形態における有機ＥＬ表示パネルは、複数の画素を有する。具体的には、有機ＥＬ表示パネルは、表示領域２０２に、それぞれ、赤色の光を発する赤色発光領域３０４を有する赤色副画素と、緑色の光を発する緑色発光領域３０６を有する緑色副画素と、青色の光を発する青色発光領域３０８を有する青色副画素と、をそれぞれ含む複数の画素を有する。各画素には、図面上左から順に、赤色副画素、緑色副画素、及び、青色副画素が配置される。

また、複数の画素は、第１画素３００及び第２画素３０２を含み、第１画素３００に含まれる青色副画素は、第２画素３０２に含まれる青色発光領域３０８に相当する領域の一部に、スペーサ３１０が設けられる。

具体的には、第２画素３０２に含まれる青色発光領域３０８は、第１画素３００及び第２画素３０２に含まれる赤色発光領域３０４及び緑色発光領域３０６と同等の面積で形成される。一方、第１画素３００に含まれる青色発光領域３０８は、第２画素３０２に含まれる青色発光領域３０８の上端部に相当する領域にスペーサ３１０が設けられる。従って、第１画素３００の青色発光領域３０８は、第２画素３０２の青色発光領域３０８よりも小さくなる。

複数の画素は、それぞれ第１方向及び該第１方向と直行する第２方向に対してそれぞれ複数並んで配置される。具体的には、スペーサ３１０が設けられた第１画素３００とスペーサ３１０が設けられていない第２画素３０２は、行方向（図３の右方向）及び列方向（図３の下方向）において、交互に配置される。なお、第１方向及び第２方向は、有機ＥＬパネル２００の行方向（図面上右方向）又は列方向（図面上下方向）であって、第１方向と第２方向のいずれが行方向であってもよい。

続いて、図３における第１画素３００及び第２画素３０２のスペーサ３１０が配置された領域における断面構成について説明する。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ断面を示す図である。

図４に示すように、有機ＥＬパネル２００は、基板４００と、基板４００上に上側に向かって順に形成されたアンダーコート層４０２と、ＴＦＴ回路層４０４と、アノード４０８と、リブ４１０と、赤色発光層４１２と、緑色発光層４１４と、カソード４１６と、スペーサ３１０と、封止膜４１８と、を含んで構成される。

アンダーコート層４０２は、例えば、絶縁材料で、基板４００の表面にＴＦＴ回路層４０４のバッファ層として形成される。

ＴＦＴ回路層４０４は、ソース配線、ドレイン配線、ゲート配線や半導体層を含んで構成されるトランジスタ４０６を有する。トランジスタ４０６は、図２に示すサンプリングＴＦＴ２１６または駆動ＴＦＴ２２２である。なお、図４に示したソース配線がアノードと接続されたトランジスタは、駆動ＴＦＴ２２２である。

アノード４０８は、駆動ＴＦＴ２２２のソース配線又はドレイン配線の一方と接続される。具体的には、アノード電極は、駆動ＴＦＴ２２２のソース配線又はドレイン配線の一方と電気的に接続され、駆動ＴＦＴ２２２を介して電源線２１０から電流が供給される。

リブ４１０は、アノード４０８の周縁部を覆うように形成される。当該リブ４１０によって、アノード４０８とカソード４１６のショートを防止することができる。

赤色発光層４１２、緑色発光層４１４、及び、青色発光層（図示なし）は、アノード４０８の上層側に形成される。具体的には、赤色発光層４１２、緑色発光層４１４、及び、青色発光層は、ホール注入層、ホール輸送層、有機層、電子輸送層、及び、電子注入層、が積層されることによって形成される。有機層は、アノード４０８から注入されたホールと、カソード４１６から注入された電子とが再結合することにより発光する。

なお、図４に示す断面図では、第１画素３００の青色発光層が形成される領域にスペーサ３１０が形成されているため、青色発光層が記載されていない。しかしながら、第１画素３００の異なる位置及び第２画素３０２においては、青色副画素のアノード４０８の上層に青色発光層が形成される。

赤色発光層４１２に含まれる有機層は、赤色の光を発する有機材料を用いて形成される。同様に、緑色発光層４１４及び青色発光層に含まれる有機層は、それぞれ緑色及び青色の光を発する有機材料を用いて形成される。ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、及び、電子輸送層については従来技術と同様である為説明を省略する。

スペーサ３１０は、アノード４０８の上層に形成される。具体的には、スペーサ３１０は、第１画素３００に含まれる青色副画素のアノード４０８の上層に、光を透過しない材料で形成される。当該スペーサ３１０によって、各発光層を蒸着によって形成する際に、蒸着マスクと既に蒸着された発光層との間の距離を確保することで、発光層に傷が生じる事態を防止する。

カソード４１６は、リブ４１０、スペーサ３１０並びに赤色発光層４１２、緑色発光層４１４及び青色発光層の上層に形成される。具体的には、例えば、カソード４１６は、リブ４１０、スペーサ３１０及び各発光層の上層にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極によって形成され、アノードとの間に電流を流すことによって、各発光層を発光させる。

封止膜４１８は、カソード４１６の上層に形成される。封止膜４１８は、水分等の有機ＥＬ素子２２４を劣化させる要因となる分子が各発光層に進入することを防止する。

上記のように、高精細でスペーサ３１０が発光領域に配置する場合であっても、視認性に対する影響の少ない青色副画素の発光領域にスペーサ３１０を配置することで、スペーサ３１０による表示品位の低下を低減させることができる。

[第２の実施形態]
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。第１の実施形態においては、各画素が、マトリクス状に配置される実施形態について説明したが、画素の配置レイアウトはこれに限られない。以下に、第２及び第３の実施形態について説明する。なお、第２及び第３の実施形態は、断面構成については、第１の実施形態と同様である為、当該説明を省略する。

図５は、第２の実施形態における、表示領域２０２に形成された画素の配置レイアウトについて概略的に示す図の一例である。

第２の実施形態において、複数の画素は、それぞれ第１方向、及び、該第１方向と直行する第２方向に対してそれぞれ複数並んで配置される。第１の実施形態と同様に、各画素には、図５の左側から順に赤色副画素、緑色副画素、及び、青色副画素が配置される。

第２方向のｎ番目に並ぶ各画素と、ｎ＋１番目に並ぶ各画素とは、第１方向に画素の幅の１／２ずれて配置される。具体的には、図５に示すように、列方向（図５の下方向）のｎ番目に行方向（図５の右方向）に並ぶ各画素と、列方向のｎ＋１番目に行方向に並ぶ各画素は、行方向に画素の幅の１／２ずれて配置される。例えば、１行目に並ぶ各画素と、２行目に並ぶ各画素とは、行方向に画素の幅の１／２ずれて配置される。

また、第２方向のｎ番目に配置される画素は、第１方向に第１画素３００と第２画素３０２が交互に配置される。具体的には、列方向のｎ番目に配置される画素は、行方向に第１画素３００と第２画素３０２が交互に配置される。例えば、図５の１行目、３行目及び５行目に配置される画素は、行方向にスペーサ３１０が設けられた第１画素３００とスペーサ３１０が設けられない第２画素３０２が交互に配置される。

さらに、第２方向のｎ＋１番目に配置される画素は、第１方向に第２画素３０２が並べて配置される。具体的には、列方向のｎ＋１番目に配置される画素は、行方向に第２画素３０２が並べて配置される。例えば、図５の２行目及び４行目に配置される画素は、行方向に、スペーサ３１０が設けられない第２画素３０２が並べて配置される。

上記のように、第２の実施形態で示す画素の配置レイアウトであっても、視認性に対する影響の少ない青色副画素の発光領域にスペーサ３１０を配置することで、スペーサ３１０による表示品位の低下を低減させることができる。

[第３の実施形態]
図６は、第３の実施形態における、表示領域２０２に形成された画素の配置レイアウトについて概略的に示す図の一例である。第３の実施形態において、複数の画素は、それぞれ第１方向、及び、該第１方向と直行する第２方向に対してそれぞれ並んで配置される。

第１画素３００と第２画素３０２は、第１方向及び第２方向において、交互に配置される。具体的には、スペーサ３１０が設けられた第１画素３００とスペーサ３１０が設けられていない第２画素３０２は、行方向（図６の右方向）及び列方向（図６の下方向）において、交互に配置される。

また、各画素において、青色副画素は、赤色副画素及び緑色副画素の第１方向側に配置され、緑色副画素は、赤色副画素の第２方向側に配置される。具体的には、第１画素３００及び第２画素３０２において、青色副画素に含まれる青色発光領域３０８は、に含まれる赤色発光領域３０４及び緑色副画素に含まれる緑色発光領域３０６の行方向に配置される。

また、第２画素において、青色副画素は、スペーサ３１０の第２方向側に配置される。具体的には、第２画素において、青色副画素に含まれる青色発光領域３０８は、スペーサ３１０の列方向側、すなわち画素の右下部に配置される。なお、スペーサ３１０が、青色副画素の第２方向側に配置される構成としてもよい。この場合、青色副画素に含まれる青色発光領域３０８は、画素の右上部に配置される。

第１画素３００及び第２画素３０２に含まれる青色発光領域３０８は、いずれも赤色発光領域３０４及び緑色発光領域３０６よりも大きく形成される。具体的には、第１画素３００に含まれる赤色副画素は、各画素の左上側に配置され、緑色副画素は、各画素の左下側に配置される。

一方、青色副画素は、各画素の右側に形成され、赤色副画素及び緑色副画素の２倍程度の大きさで形成される。そのため、第２画素３０２に含まれる青色発光領域は、赤色発光領域３０４及び緑色発光領域３０６の２倍程度の大きさで形成される。

また、第２画素３０２に含まれる青色発光領域３０８も、第１画素３００と同様に赤色発光領域３０４及び緑色発光領域３０６よりも大きく形成される。しかしながら、第１画素３００に含まれる青色発光領域３０８は、第２画素３０２に含まれる青色発光領域３０８よりも、スペーサ３１０の面積だけ小さく形成される。

上記のように、第３の実施形態で示す画素の配置レイアウトであっても、視認性に対する影響の少ない青色副画素の発光領域にスペーサ３１０を配置することで、スペーサ３１０による表示品位の低下を低減させることができる。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１００有機ＥＬ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、２０４ドライバＩＣ、２０６垂直走査回路、２０８端子部、２１０電源線、２１２走査線、２１４画像信号線、２１６サンプリングＴＦＴ、２１８保持容量、２２０カソード電極、２２２駆動ＴＦＴ、２２４有機ＥＬ素子、３００第１画素、３０２第２画素、３０４赤色発光領域、３０６緑色発光領域、３０８青色発光領域、３１０スペーサ、４００基板、４０２アンダーコート層、４０４ＴＦＴ回路層、４０６トランジスタ、４０８アノード、４１０リブ、４１２赤色発光層、４１４緑色発光層、４１６カソード、４１８封止膜、７００画素、７０２蒸着マスク、７０４異物。

Claims

第１画素及び第２画素を含む複数の画素を有する有機ＥＬ表示装置であって、
前記複数の画素は、それぞれ、赤色の光を発する赤色発光領域を有する赤色副画素と、緑色の光を発する緑色発光領域を有する緑色副画素と、青色の光を発する青色発光領域を有する青色副画素と、を含み、
前記第１画素に含まれる青色副画素は、前記第２画素に含まれる青色発光領域に相当する領域の一部に、スペーサが設けられ、
前記スペーサによって、前記第１画素に含まれる青色発光領域は、前記第２画素に含まれる青色発光領域よりも小さいことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
前記複数の画素は、それぞれ第１方向及び該第１方向と直行する第２方向に対してそれぞれ複数並んで配置され、
前記第１画素と前記第２画素は、前記第１方向及び第２方向において、交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記複数の画素は、それぞれ第１方向、及び、該第１方向と直行する第２方向に対してそれぞれ複数並んで配置され、
前記第２方向のｎ番目に並ぶ前記各画素と、ｎ＋１番目に並ぶ前記各画素とは、前記第１方向に前記画素の幅の１／２ずれて配置され、
前記第２方向のｎ番目に配置される画素は、前記第１方向に前記第１画素と前記第２画素が交互に配置され、
前記第２方向のｎ＋１番目に配置される画素は、前記第１方向に前記第２画素が並べて配置されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記複数の画素は、それぞれ第１方向、及び、該第１方向と直行する第２方向に対してそれぞれ並んで配置され、
前記第１画素と前記第２画素は、前記第１方向及び第２方向において、交互に配置され、
前記各画素において、前記青色副画素は、前記赤色副画素及び前記緑色副画素の前記第１方向側に配置され、前記緑色副画素は、前記赤色副画素の前記第２方向側に配置され、
前記第１画素及び前記第２画素に含まれる前記青色発光領域は、いずれも前記赤色発光領域及び前記緑色発光領域よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。