JP2005317271A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
金属電極などの光反射率の高い反射面による外部光の反射を抑制し、さらに従来使用されている円偏光板を除去することが可能な有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】
陰極による外部光の反射を抑制するために、表示領域１１０と封止部１０７との間、特に、陰極１０３および陰極補助配線１０３ａと視認側において重なるように着色層を形成する。着色層は、カラーフィルタ層、より好ましくはブラックマトリックス層と同様な材料で形成されることによって、部材点数を低減し製造工程を効率化でき、外部光の有機ＥＬ素子内部での反射防止効果をより確実に得られる。また、偏光板を除去することができるため、有機発光層１０４による光の利用効率を高めることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置に関し、特に、配線層による光の反射を抑制する着色層を備える有機ＥＬ表示装置に関する。

近年、情報メディアをめぐる環境は技術開発の進展に伴い大きく変化している。情報量の増加や動画配信、ディジタル放送の開始などから、表示装置は、高速応答、高精細化、低消費電力、軽量化、場所を問わず明るく見やすいことなど多くの性能が求められている。そこで注目を集めているのが、有機ＥＬ表示装置である。1987年、米国コダック社のタン氏（C. W. Tang）らは、Apll. Phys. Lett., 51,913（1987）で、正孔注入層と正孔輸送層、発光帯域を兼ね備えた電子注入輸送層の３層構造の有機ＥＬ素子を発表した。以降、実用化に向けた研究が急速に進められ、正孔注入層と電子輸送層に挟まれた有機層が１層以上の多層型の有機ＥＬ素子も開発されている。有機ＥＬ材料に関しては、真空蒸着条件や材料作成の条件、素子化の条件などさまざまな条件を満たす低分子系や高分子系の材料の開発のほか、真空蒸着法、インクジェット法など、さまざまな薄膜形成方法が提案されている。

従来公知の有機ＥＬ表示装置では、陽極にはＩＴＯ（酸化インジウム-錫）が、陰極には発光輝度を高めるために、Ｍｇ、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、Ａｌ、ＬｉＡｌなどの光反射率の高い金属が使用されることが多い。したがって、このような素子構造において、発光していない状態では、陰極は光反射性の強いミラー状になっており、また発光した状態でもコントラストの低下などの表示性能の悪化につながる問題点があった。

このような外部光の反射による悪影響を防止するために、特許文献１では、視認側に円偏光板を設けることによって、有機ＥＬ素子の光出射面側から入射した外部からの光の素子内部での反射光を外部へ出さないように遮蔽する表示素子が開示されている。具体的には、従来公知の有機ＥＬ素子などの構成に加えて、ガラス基板などの透明基板の視認側または、透明基板と有機ＥＬ積層膜との間に、直線偏光板１８と１/４波長板（複屈折板）１９とからなる円偏光板を設けている。

図５は、この従来技術における有機ＥＬ表示装置の構成を示している。図５に示されるように、ガラスなどよりなる透明基板１１上に陽極１２、陰極１３、有機発光層１４からなる有機ＥＬ素子を形成している。対向基板１５には、パネル中に水分や酸素が入らないように捕水剤１６を設け、封止部１７を介して基板１１と接合される。陽極１２と陰極１３との間に電流を供給することによって、有機発光層１４は発光する。円偏光板は、視認側から入射した外部光の反射光を遮蔽することができる。

あるいは、特許文献２は、簡単な構成によって、外部光の反射による表示性能への悪影響を低減できる有機ＥＬ表示素子を開示している。具体的には、図６に示されている。有機ＥＬ表示素子は、有機ＥＬ素子が形成された１/４波長板をかねているフィルム基板２０を備える。さらに、フィルム基板の反有機ＥＬ素子側には、直線偏光板１８が設けられている。直線偏光板と１/４波長板をかねているフィルム基板によって外部光の反射光を遮蔽することができる。
特開平０９−１２７８８５号公報 特開２００１−０７６８６５号公報

従来のように円偏光板を使用して反射光を遮蔽する方法は、偏光板を貼り付ける工程を必要とする他、偏光板による光の吸収によって輝度が低下するという問題があった。本発明は上記のような事情を背景としてなされたものであって、本発明の目的は、金属電極などの光反射率の高い反射面による外部光の反射を抑制し、さらに従来使用されている円偏光板を除去することが可能な表示装置を提供することにある。

本発明の第１の態様にかかる有機ＥＬ表示装置は、第１の基板と、前記第１の基板と対向して配置される対向基板と、前記第１の基板と前記対向基板の間に形成された有機発光層と前記有機発光層からの光が透過するカラーフィルタ層とを有する複数の画素から構成され、画像表示を行う表示領域と、前記表示領域を囲むように形成され、前記第１の基板と前記対向基板とを固着する封止部と、前記表示領域に外部からの信号を伝送し、光反射性を有する配線と、前記表示領域と前記封止部との間の領域において、前記配線と視認側において重なるように形成された着色層と、を有する。この構成を有することによって、前記配線での外部光の反射が抑えられ、表示性能の悪化を抑制することができる。また、有機ＥＬ素子の光出射面側から入射した外部からの光の素子内部での反射光を外部へ出さないように遮蔽する円偏光板を除去することができる。

前記着色層は黒色であることが好ましい。これによって、より効果的に表示性能の悪化を抑制することができる。

さらに、前記着色層は前記カラーフィルタ層と同一材料によって形成されていることが好ましい。これによって、表示性能の悪化防止のための着色層の作製にかかる工程が増加することを防ぐことができる。

前記複数の画素のそれぞれは、前記画素を囲むように形成されたブラックマトリックス層を備え、前記着色層は前記ブラックマトリックス層と同一材料によって形成されていることが好ましい。これによって、より確実に表示性能の悪化を抑制することができ、かつ表示性能の悪化防止のための着色層の作製にかかる工程が増加することを防ぐことができる。

前記着色層は、前記表示領域と前記封止部との間の領域において前記配線の実質的な全領域と視認側において重なるように形成されていることが好ましい。このような構成を有することによって、前記配線での外部光の反射光をより低減させることが可能である。

前記着色層は、前記表示領域を囲むように形成されていることが好ましい。このような構成を有することによって、枠状の着色層が形成され、美粧性に優れた有機ＥＬ表示装置を提供することが可能である。

前記着色層は前記封止部の配置位置を除いて形成されていることが好ましい。前記のような構成を有することによって、封止部での固着性の低下を防止することができる。

本発明によれば、有機ＥＬ表示装置による外部光の反射による表示性能への影響を低減し、反射光を遮蔽するための偏光板を除去することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図を使用して説明する。なお、これらの図および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明に合致する限り、他の実施の形態も本発明の範疇に属しえることは言うまでもない。

第１の実施形態．
図１は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置１００の一例の平面図を示す。また、図２は図１のＡ−Ａ′断面である。

ガラスなどよりなる透明基板１０１上には、ＩＴＯなどの透明導電膜からなる複数の陽極１０２と、光反射性を有するアルミニウムなどの金属膜からなる陰極に接続される陰極補助配線１０３ａと、陰極接続端子１０３ｂとが形成されている。複数の陽極１０２はそれぞれ平行に形成されている。陰極補助配線１０３ａおよび陰極接続端子１０３ｂは陰極１０３の本数に対応して形成され、陽極１０２の方向に対し垂直方向に形成されている。陰極補助配線１０３ａ、陰極接続端子１０３ｂは、接続部の低抵抗化のためにモリブデン合金などの光反射性を有する材料より形成される。陽極１０２および陰極補助配線１０３ａおよび陰極接続端子１０３ｂが形成された基板上には、絶縁膜１１３が形成される。絶縁膜１１３には、陽極１０２と陰極１０３が交差する位置（すなわち表示画素が形成される位置）に開口部１１１が設けられている。絶縁膜１１３は、有機発光層１０４と陽極１０２とが接触する開口部１１１を画定する役割を果たしている。また、絶縁膜１１３には、陰極１０３と陰極補助配線１０３ａとを電気的に接続するための図示しないコンタクトホールが設けられている。表示領域１１０は複数の表示画素から構成されており、各画素が駆動回路（不図示）からの信号に従って有機発光層の発光量を制御することによって、表示領域１１０は画像表示を行う。絶縁膜１１３の上には、複数の有機発光層１０４と陰極１０３が形成される。ただし、図１では、有機発光層１０４の図示を省略している。また、カラーフィルタ層１１６が、陽極１０２と視認側の透明基板１０１との間に形成されている。

各画素１２０は、カラーフィルタ層１１６、その上に形成された陽極１０２、陽極１０２の上に形成された有機発光層１０４及び有機発光層１０４の上に形成された陰極１０３を備えている。画素内の絶縁膜１１３によって画定された領域において、陽極１０２と陰極１０３との間に電流を供給することによって有機発光層１０４は発光する。また、カラーフィルタ層１１６は、有機発光層１０４からの光を選択的に透過し、所望の色の透過光が視認側（図２の下側）に出射する。

隔壁１１２は分離された陰極１０３を形成するため、陰極１０３を蒸着などにより形成する前に所望のパターンに形成される。陰極の分離をより確実なものとするため、隔壁１１２は逆テーパ構造を有していることが好ましい。すなわち、透明基板１０１から離れるにつれて、断面が広がるように形成されることが好ましい。

駆動回路（不図示）と接続される陰極接続端子１０３ｂは、陰極補助配線１０３ａを介して陰極１０３と電気的に接続されている。駆動回路はＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１１５上に配置されており、ＦＰＣ１１５と陰極接続端子１０３ｂの接続のために、異方性導電膜１１４を使用する。陰極接続端子１０３ｂとＦＰＣ１１５との間に異方性導電膜１１４が配置されており、異方性導電膜１１４が、陰極接続端子１０３ｂとＦＰＣ１１５を物理的に固定し、さらに、陰極接続端子１０３ｂとＦＰＣ１１５の接続配線を電気的に接続する。尚、陽極１０２も同様に駆動回路（不図示）がＦＰＣを介して接続される。

対向基板の一例である封止基板１０５は、パネル中に水分や酸素が入らないように設けられたもので、封止基板１０５に捕水剤１０６を充填したものを、透明基板１０１上に接着剤を塗布し貼り合わせる。封止基板としては、ステンレス、アルミニウムまたはその合金などの金属類のほか、ガラス、アクリル系樹脂などの１種類または、２種類以上からなるものを使用することができる。接着剤は、水分などの透過性の低いエポキシ樹脂系接着剤、光硬化性樹脂などを用いることができる。接着剤は硬化されることによって封止基板１０５と透明基板１０１とを固着し、封止部１０７を形成する。封止部１０７は表示領域１１０を囲むように形成されており、封止基板１０５と透明基板１０１の間に形成され、表示領域を含む空間を封止する。

本形態の有機ＥＬ表示装置は、透明基板１０１の視認側に円偏光板を備えておらず、有機発光層１０４からの光は、円偏光板を介することなく視認側に放射される。しかし、表示領域１１０内に形成されたカラーフィルタ層１１６は、色材として染料または顔料を用いており、染色、分散、印刷法などによって製造されるものである。色材膜の白色光に対する光透過率は２５％程度であるため、カラーフィルタ層１１６は、陰極１０３による反射光を抑制することができ、陰極１０３によるミラー効果を防止することができる。

さらに、カラーフィルタ層１１６は、表示領域１１０内に加えて、表示領域１１０と封止部１０７との間の領域にも形成されている。特に、表示領域１１０と封止部１０７との間の領域において、陰極１０３及び陰極補助配線１０３ａと視認側において重なるように形成されている。つまり、図２の例においては、透明基板１０１と陰極１０３及び陰極補助配線１０３ａの間に配置されている。このようにカラーフィルタ層１１６を形成することによって、表示領域１１０と封止部１０７との間の領域において、光反射性を有する配線による光の反射を低減させることができ、円偏光板を除いたことによる外部光の反射を大きく低減することができる。

表示領域１１０と封止部１０７との間の領域において、カラーフィルタ層１１６は陰極１０３及び陰極補助配線１０３ａの実質的に全領域と視認側において重なるように形成されることが好ましい。さらに、カラーフィルタ層１１６は全ての陰極１０３及び陰極補助配線１０３ａと視認側において重なるように形成されることが好ましい。これによって、上記領域における外部光反射を確実に防止することができる。あるいは、カラーフィルタ層１１６は、表示領域１１０と封止部１０７との間の全領域に形成することができる。

また、カラーフィルタ層１１６は、封止部１０７の固着性の低下を避けるため、封止部１０７と重ならず、封止部１０７の配置位置を除いた領域に形成されていることが好ましい。尚、本形態の陽極１０２はＩＴＯで形成されており、外部光を反射しない。このため、外部光反射防止のために表示領域１１０の外側において陽極１０２と重なるカラーフィルタ層１１６を形成することは必要とされないが、有機ＥＬ表示装置の美粧性のために、表示領域１１０を囲む部分にもカラーフィルタ層１１６を形成することが好ましい。

上記のように、本実施形態においては、表示領域１１０及び表示領域１１０と封止部１０７の間の領域において外部光の反射を大きく低減するので、従来の有機ＥＬ表示装置において使用されている円偏光板を省くことができる。これによって、部材点数を低減し、また、有機発光層１０４による光の利用効率を高めることができる。

尚、表示領域１１０と封止部１０７の間の領域において、カラーフィルタ層１１６と異なる材料、製造工程によって着色層を形成することも可能である。しかし、表示領域１１０と封止部１０７の間の領域に形成される着色層は、上記のように、カラーフィルタ層と同様な色材からなっていることが好ましい。これによって、製造工程を効率化できる。また、基板上に有機化合物を積層する場合、有機材料を蒸着させて有機薄膜層を形成する方法がとられることが多く、基板上に異物の付着や突起、くぼみがあると、その影響により、有機薄膜を所望の状態にできないことがある。しかし、カラーフィルタは、液晶表示装置用に開発されているもので、色純度、光透過率、耐光性、耐熱性が高く、平坦である材料であり、有機ＥＬ素子を成膜する基板材料として求められている性能を持っている。

本発明は、陽極１０２側から透明基板１０１を通して光を取り出すボトムエミッションだけでなく、陰極側から光を取り出すトップエミッションにも適用可能である。

第２の実施形態．
図３は、本発明の他の態様を示している。本形態の有機ＥＬ表示装置は、表示領域１１０内において、カラーフィルタ層１１６に加えて、ブラックマトリックス層１１７を備えている。ブラックマトリックス層には、コントラストの向上、色材の混色防止などの目的があり、表示性能を改善するのに効果的である。ブラックマトリックス層の材料としては、遮光性かつ、光吸収性を有する感光性樹脂材が好ましい。また、視認側に酸化クロム層を有する金属クロムであってもよい。

図４に、表示領域内におけるカラーフィルタ層１１６とブラックマトリックス層１１７の概略断面図を示す。透明基板１０１上に各カラーフィルタ層１１６の隙間を遮光するためのブラックマトリックス層１１７と、赤（R）、緑（G）、青（B）のカラーフィルタ層が形成されている。前記ブラックマトリックス層、前記カラーフィルタ層１１６の上には、平滑化改善のためのアクリル樹脂やエポキシ樹脂からなる保護層１１８が形成され、さらにその上に陽極１０２が形成される。尚、カラーフィルタ層１１６のＲＧＢ配列は、ストライプ構造、モザイク構造、デルタ構造などがあるが、どのような構造を適用してもよい。

本形態の有機ＥＬ表示装置では、表示領域１１０と封止部１０７の間の領域に形成される着色層は、ブラックマトリックス層１１７からなる。黒色であることにより、上記領域における外部光の有機ＥＬ素子内部での反射防止効果をさらに確実に得られ、有機ＥＬ装置において極めて有効である。

尚、表示領域１１０と封止部１０７の間の領域において、ブラックマトリックス層１１７と異なる材料、製造工程によって着色層を形成することも可能である。しかし、表示領域１１０と封止部１０７の間の領域に形成される着色層は、上記のように、ブラックマトリックス層と同様な色材からなっていることが好ましい。これによって、製造工程を効率化できる。その他、配置などについては、第１の実施形態と同様であることが好ましい。

また、本形態の陽極１０２はＩＴＯで形成されており、外部光を反射しない。このため、外部光反射防止のために表示領域１１０の外側において陽極１０２と重なるカラーフィルタ層１１６を形成することは必要とされないが、有機ＥＬ表示装置の美粧性のために、表示領域１１０を囲む部分にもカラーフィルタ層１１６を形成することが好ましい。

上記のように、本実施形態においては、表示領域１１０及び表示領域１１０と封止部１０７の間の領域において外部光の反射を大きく低減するので、従来の有機ＥＬ表示装置において使用されている円偏光板を省くことができる。これによって、部材点数を低減し、また、有機発光層１０４による光の利用効率を高めることができる。

本実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の構造を模式的に示した概略平面図である。 同図１のＡ−Ａ′線に沿う概略断面図である。 本実施形態２に係る有機ＥＬ表示装置の構造を模式的に示した概略平面図である。 本実施形態２に係るカラーフィルタの概略断面図である。 従来技術を用いた有機ＥＬ表示装置の構造を示す概略断面図である。 従来技術を用いた有機ＥＬ表示装置の構造を示す概略断面図である。

符号の説明

１０１ 透明基板、１０２ 陽極、１０３ 陰極
１０３ａ 陰極補助配線、１０３ｂ 陰極接続端子
１０４ 有機発光層、１０５ 封止基板、１０６ 捕水剤
１０７ 封止部、１１０ 表示領域、１１１開口部、１１２ 隔壁
１１３ 絶縁膜、１１４ 異方性導電膜、１１５ ＦＰＣ
１１６ カラーフィルタ層、１１７ ブラックマトリックス層、１１８ 保護層

Claims (7)

1. 第１の基板と、
   前記第１の基板と対向して配置される対向基板と、
   前記第１の基板と前記対向基板の間に形成された有機発光層と前記有機発光層からの光が透過するカラーフィルタ層とを有する複数の画素から構成され、画像表示を行う表示領域と、
   前記表示領域を囲むように形成され、前記第１の基板と前記対向基板とを固着する封止部と、
   前記表示領域に外部からの信号を伝送し、光反射性を有する配線と、
   前記表示領域と前記封止部との間の領域において、前記配線と視認側において重なるように形成された着色層と、
   を有する有機ＥＬ表示装置。
2. 前記着色層は黒色である、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記着色層は前記カラーフィルタ層と同一材料によって形成されている、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記複数の画素のそれぞれは、前記画素を囲むように形成されたブラックマトリックス層を備え、
   前記着色層は前記ブラックマトリックス層と同一材料によって形成されている、
   請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 前記着色層は、前記表示領域と前記封止部との間の領域において前記配線の実質的な全領域と視認側において重なるように形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
6. 前記着色層は、前記表示領域を囲むように形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
7. 前記着色層は前記封止部の配置位置を除いて形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。

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