JP2009021105A

JP2009021105A - 有機ｅｌ表示装置

Info

Publication number: JP2009021105A
Application number: JP2007182988A
Authority: JP
Inventors: Noriharu Matsudate; 法治松舘; Takeshi Ogawara; 健大河原
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-12
Also published as: US20090015523A1; JP5179105B2

Abstract

【課題】有機ＥＬ層の成膜ズレを最適化して白色均一性を確保する。
【解決手段】赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素開口１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの配列方向（Ｘ方向）での有機ＥＬ層２Ｂ、２Ｇ、２Ｂの成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｘ）、ＬＥＧ（Ｘ）、ＬＥＢ（Ｘ）とし、前記配列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での前記有機ＥＬ層２Ｂ、２Ｇ、２Ｂの成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｙ）、ＬＥＧ（Ｙ）、ＬＥＢ（Ｙ）としたとき、
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＢ（Ｘ）・・・（１）
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＲ（Ｘ）・・・（２）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＢ（Ｙ）・・・（３）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＲ（Ｙ）・・・（４）
の何れかを満足したものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置にかかり、特に有機ＥＬ層の成膜ズレを解析した結果を反映させて色度ムラや輝度ムラを抑制した有機ＥＬ表示装置に関する。

有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）を用いた表示装置は、液晶表示装置のようなバックライトを必要としないため、より薄型・軽量化が可能である。有機ＥＬ素子の色再現手法は、旧来のＣＲＴと同様に、３原色発光による加色混合理論を踏襲したものである。青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）のドット（画素：フルカラーでは副画素）がそれぞれ発光し、それぞれが特徴を持った分光スペクトルを持つこともＣＲＴと同様である。

有機ＥＬ表示装置には、発光の取り出し方向により、ボトムエミッション方式とトップエミッション方式に分類することができる。ボトムエミッション方式は、（１）薄膜トランジスタ型の液晶表示装置と同様のプロセスで基板製造が可能で、（２）陰極成膜が容易であり、（３）封止も容易である、というメリットがある。デメリットとしては画素の開口が薄膜トランジスタの配置で制限されるために低開口率となる。

一方、トップエミッション方式は、画素が薄膜トランジスタの配置に左右されず、画素領域に薄膜トランジスタを配置できるため、高い開口率となる。しかし、画素の断面構造が複雑で、封止缶（封止ガラス）を透光性とする必要がある。

何れの方式の有機ＥＬ表示装置でも、薄膜トランジスタを形成したアクティブ基板上に複数の有機ＥＬ素子からなる画素をマトリクス配列した表示パネルに駆動回路などの周辺部財を組み込んで構成される。有機ＥＬ素子は、アクティブ基板に複数の副画素で構成される単位カラー画素ごとに設けられて副画素開口を形成する一方の電極と、該一方の電極上に成膜された有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層を覆って成膜された他方の電極からなる。

量産プロセスでは、副画素開口への有機ＥＬ層の成膜に蒸着法が多く用いられる。特許文献１にはマスクを用いた有機ＥＬパネルへの有機ＥＬ層の蒸着法を開示する。
特開２００３‐２９７５６２号公報

有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬパネルの有機ＥＬ層は、多数の有機ＥＬパネル分を並べたサイズの大判ガラス（マザーガラス）に、各有機ＥＬパネルの副画素開口に相当した開口パターンを有するマスクを介して蒸着することで形成される。マスクを用いた蒸着では、マスクの熱膨張による成膜位置のズレ（成膜ズレ）が生じ、色度ムラや輝度ムラの原因となる。特許文献１では、マザーガラスよりも小サイズのマスクを用意し、このマスクに対して相対的にマザーガラスを移動させて蒸着することで熱膨張による成膜位置のズレを抑制している。

しかし、特許文献１では、成膜ズレの発生がどのように発生するものかの解析はなされておらず、またその成膜ズレに対する製品化での対応に関しては開示がない。

本発明の目的は、有機ＥＬ層の成膜ズレを最適化して白色均一性を確保することにある。

本発明の有機ＥＬ表示装置は、アクティブ基板上に複数の有機ＥＬ素子からなる画素をマトリクス配列して有する表示パネルで構成される。前記有機ＥＬ素子は、前記アクティブ基板に複数の副画素で構成される単位カラー画素ごとに設けられて副画素開口を形成する一方の電極と、該一方の電極上に成膜された有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層を覆って成膜された他方の電極からなる。

前記副画素開口に成膜される前記有機ＥＬ層の発光は、赤色、緑色、青色の３色であり、前記副画素開口に前記３色の有機ＥＬ層を成膜して前記単位カラー画素を構成する。そして、前記表示パネルの任意の位置における前記副画素開口の中心をその中心とする前記有機ＥＬ層の前記緑色の成膜中心のズレを、前記赤色、青色のそれより小さくしたことを特徴とする。

また、前記赤色、緑色、青色の３色の前記副画素開口の配列方向での前記有機ＥＬ層の成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｘ）、ＬＥＧ（Ｘ）、ＬＥＢ（Ｘ）とし、前記配列方向と直交する方向での前記有機ＥＬ層の成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｙ）、ＬＥＧ（Ｙ）、ＬＥＢ（Ｙ）としたとき、
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＢ（Ｘ）・・・（１）
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＲ（Ｘ）・・・（２）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＢ（Ｙ）・・・（３）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＲ（Ｙ）・・・（４）
であることを特徴とする。

また、究極には、本発明は、
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＲ（Ｘ）≦ＬＥＢ（Ｘ）・・・（５）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＲ（Ｙ）≦ＬＥＢ（Ｙ）・・・（６）
の何れかを満たすことを特徴とする。

また、本発明は、前記一方の電極は反射電極で、前記他方の電極は透明電極であることを特徴とするトップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置にも、また、前記一方の電極が透明電極で、前記他方の電極が反射電極であるボトムエミッション方式の有機ＥＬ表示装置にも適用できる。

本発明によれば、緑色の副画素開口に成膜される前記有機ＥＬ層の精度が向上し、白色均一性を確保した高品質の画増表示をえることができる。また、緑色の蒸着用マスクのみを精密検査し、他の２色のマスクの検査を簡略化できることから、製造コストを低減できる。

以下、本発明の最良の実施形態について、実施例により詳細に説明する。ここで先ず、成膜ズレの定義について図１により説明する。有機ＥＬ素子では、アクティブ基板に複数の副画素で構成される単位カラー画素ごとに副画素開口１（１Ｂ，１Ｇ，１Ｒ）を形成してある。この副画素開口１（１Ｂ，１Ｇ，１Ｒ）に有機ＥＬ層２（２Ｂ，２Ｇ，２Ｒ）が蒸着される。隣接した３つの副画素開口１Ｂ，１Ｇ，１Ｒは赤色、緑色、青色の３色に対応し、この３色でフルカラー表示を行う。図中、Ｘはマトリクスの行方向（通常は、走査線方向）、Ｙはマトリクスの列方向（通常は、データ線方向）を示す。

副画素開口１（１Ｂ，１Ｇ，１Ｒ）について、線Ａ−Ａ’はＹ方向中心線、線Ｂ−Ｂ’はＸ方向中心線であり、それらの交点Ｐ１が副画素開口１（１Ｂ，１Ｇ，１Ｒ）の中心である。また、蒸着で成膜された有機ＥＬ層２（２Ｂ，２Ｇ，２Ｒ）について、線Ｃ−Ｃ’はＹ方向中心線、線Ｄ−Ｄ’はＸ方向中心線であり、それらの交点Ｐ２が有機ＥＬ層２（２Ｂ，２Ｇ，２Ｒ）の中心である。有機ＥＬ層の成膜ズレは、副画素開口１の中心Ｐ１から有機ＥＬ層２の交点Ｐ２に至る距離（ＬＥ（Ｘ）：ＬＥＢ（Ｘ）、ＬＥＧ（Ｘ）、ＬＥＲ（Ｘ）,ＬＥ（Ｙ）：ＬＥＢ（Ｙ）、ＬＥＧ（Ｙ）、ＬＥＲ（Ｙ））で示す。

図２は、赤色、緑色、青色の３色画素の有機ＥＬ層成膜ズレ量とΔＣＩＥの関係を説明する図である。横軸に有機ＥＬ層成膜ズレ量（μｍ）を、縦軸にＣＩＥ座標上の白色座標との差（ΔＣＩＥ）を取って示す。有機ＥＬ素子の設計を最適化した際に白色ムラを色度値の変異（差）として数値化し、各画素の成膜ズレ量ＬＥとΔＣＩＥの関係を導き出した。図２から、緑色（Ｇ）の画素における成膜ズレ量ＬＥは青色（Ｂ）や赤色（Ｒ）に比較して、白色ムラの指標値であるΔＣＩＥに大きく影響することがわかる。本発明は、この各画素の成膜ズレ量ＬＥについて最適化した。

図３は、本発明の実施例を説明する有機ＥＬ層成膜ズレ量の設定図である。図３において、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素開口１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの配列方向（Ｘ方向）での有機ＥＬ層２Ｂ、２Ｇ、２Ｂの成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｘ）、ＬＥＧ（Ｘ）、ＬＥＢ（Ｘ）とし、前記配列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での前記有機ＥＬ層２Ｂ、２Ｇ、２Ｂの成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｙ）、ＬＥＧ（Ｙ）、ＬＥＢ（Ｙ）としたとき、
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＢ（Ｘ）・・・（１）
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＲ（Ｘ）・・・（２）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＢ（Ｙ）・・・（３）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＲ（Ｙ）・・・（４）
の何れかを満足したものとする。

また、究極には、本発明は、
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＲ（Ｘ）≦ＬＥＢ（Ｘ）・・・（５）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＲ（Ｙ）≦ＬＥＢ（Ｙ）・・・（６）
の何れかを満足したものとする。

図４は、本発明の有機ＥＬ表示装置を説明する平面図である。この有機ＥＬ表示装置は、薄膜トランジスタを設けたアクティブ基板上に有機ＥＬ素子を形成した有機ＥＬパネル４の表示領域５を有する。表示パネル４の下方の短辺に駆動回路チップ６が実装され、その端縁に外部装置（ホスト）と接続するための端子部７が設けられている。なお、図示しない封止ガラスがシール８で固着される。図４に示されたように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素の有機ＥＬ層は、表示領域５の全域において成膜ズレは少ない。

実施例により、白色均一性を確保した高品質の画増表示をえることができ、また緑色の蒸着用マスクのみを精密検査し、他の２色のマスクの検査を簡略化できることから、製造コストを低減できる。

図５は、比較のために示す従来の有機ＥＬ表示装置を説明する平面図である。図４と同一符号は同一機能部分に対応する。図５に示されたように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素の有機ＥＬ層には全体としてバラツキがある。特に緑色（Ｇ）のズレが大きい。この有機ＥＬパネルでは、
ＬＥＧ（Ｘ）≧ＬＥＢ（Ｘ）・・・（１’）
ＬＥＧ（Ｘ）≧ＬＥＲ（Ｘ）・・・（２’）
ＬＥＧ（Ｙ）≧ＬＥＢ（Ｙ）・・・（３’）
ＬＥＧ（Ｙ）≧ＬＥＲ（Ｙ）・・・（４’）
である。このため、白色均一性の確保は難しい。

成膜ズレの定義を説明する模式図である。赤色、緑色、青色の３色画素の有機ＥＬ層成膜ズレ量とΔＣＩＥの関係を説明する図である。本発明の実施例を説明する有機ＥＬ層成膜ズレ量の設定図である。本発明の有機ＥＬ表示装置を説明する平面図である。比較のために示す従来の有機ＥＬ表示装置を説明する平面図である。

符号の説明

１・・・副画素開口、１Ｒ・・・赤色の副画素開口、１Ｇ・・・緑色の副画素開口、１Ｂ・・・青色の副画素開口、２・・・蒸着された有機ＥＬ層、４・・・有機ＥＬパネル（表示パネル）、５・・・表示領域、６・・・ドライバＩＣ、７・・・端子部、８・・・シール。

Claims

アクティブ基板上に複数の有機ＥＬ素子からなる画素をマトリクス配列して有する表示パネルで構成した有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、前記アクティブ基板に複数の副画素で構成される単位カラー画素ごとに設けられて副画素開口を形成する一方の電極と、該一方の電極上に成膜された有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層を覆って成膜された他方の電極からなり、

前記副画素開口に成膜される前記有機ＥＬ層の発光は、赤色、緑色、青色の３色であり、
前記表示パネルの任意の位置における前記副画素開口の中心をその中心とする前記有機ＥＬ層の前記緑色の成膜中心のズレが、前記赤色、青色のそれより小さくしたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
請求項１において、
前記赤色、緑色、青色の３色の前記副画素開口の配列方向での前記有機ＥＬ層の成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｘ）、ＬＥＧ（Ｘ）、ＬＥＢ（Ｘ）とし、前記配列方向と直交する方向での前記有機ＥＬ層の成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｙ）、ＬＥＧ（Ｙ）、ＬＥＢ（Ｙ）としたとき、
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＢ（Ｘ）・・・（１）
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＲ（Ｘ）・・・（２）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＢ（Ｙ）・・・（３）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＲ（Ｙ）・・・（４）
の何れかを満たすことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
請求項１において、
前記赤色、緑色、青色の３色の前記副画素開口の配列方向での前記有機ＥＬ層の成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｘ）、ＬＥＧ（Ｘ）、ＬＥＢ（Ｘ）とし、前記配列方向と直交する方向での前記有機ＥＬ層の成膜中心のズレを、それぞれＬＥＲ（Ｙ）、ＬＥＧ（Ｙ）、ＬＥＢ（Ｙ）としたとき、
ＬＥＧ（Ｘ）≦ＬＥＲ（Ｘ）≦ＬＥＢ（Ｘ）・・・（５）
ＬＥＧ（Ｙ）≦ＬＥＲ（Ｙ）≦ＬＥＢ（Ｙ）・・・（６）
の何れかを満たすことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
請求項１乃至３の何れかにおいて、
前記一方の電極は反射電極で、前記他方の電極は透明電極であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
請求項１乃至３の何れかにおいて、
前記一方の電極は透明電極で、前記他方の電極は反射電極であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。