JP2010097925A - 有機電界発光表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】カソード電極での電圧降下を防止できるようにした有機電界発光表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の有機電界発光表示装置は、有機発光ダイオード１１６のカソード電極１１６ｃが透明性物質で画素１１０の上部に全面的に形成された下部基板１００と、画素１１０の間の非発光領域１２０に対応するようにカソード電極１１６ｃと電気的に連結されるメッシュタイプの補助電極２１０が形成された上部基板２００とを含んでいることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は有機電界発光表示装置に関し、特に、カソード電極での電圧降下（ＩＲ Ｄｒｏｐ）を防止できるようにした有機電界発光表示装置に関する。
近年、陰極線管と比較して重さが軽く、体積の小さな各種平板表示装置（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）が開発されており、特に有機化合物を発光材料として用いて輝度及び色純度に優れた有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）が注目されている。
有機電界発光表示装置は軽薄であり、低電力でも駆動が可能であることから、携帯用表示装置などに有効に利用されるものとして期待されている。
このような有機電界発光表示装置は光を放出する方向によって前面発光型有機電界発光表示装置と背面発光型有機電界発光表示装置とに分けられる。また、これらを混合した両面発光型有機電界発光表示装置もある。
背面発光型有機電界発光表示装置は、有機発光ダイオードを駆動するための薄膜トランジスタなどを形成する領域が発光領域に位置できないので、開口率が低下するという短所がある。
反面、前面発光型有機電界発光表示装置は、薄膜トランジスタなどが有機発光ダイオードの下部に存在しているので、薄膜トランジスタなどと関係なく開口率を確保できる。
但し、前面発光型有機電界発光表示装置の場合、有機発光ダイオードの発光層で生成された光がカソード電極を介して外部に放出されるため、カソード電極の透明性を確保しなければならない。従って、カソード電極はＩＴＯのような透明導電性物質で形成するか、透明性を確保できる程度の薄さを有するＭｇＡｇなどで形成する。
しかしながら、ＩＴＯのような透明導電性物質は抵抗が大きくなるという特性を有し、ＭｇＡｇの場合は厚さが制限されている。これにより、カソード電極の抵抗が高くなるため、電圧降下（ＩＲ ｄｒｏｐ）が発生し得る。特に、表示パネルの大きさが増加するほど、カソード電極での電圧降下が深刻になり、画質及び特性の不均一を招くおそれがある。
日本特許公開第２００７−０９５５１８号 大韓民国特許公開第２００４−００７９２８８号 大韓民国特許公開第２００４−０３５４１３６号
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、カソード電極における電圧降下を防止できるようにした有機電界発光表示装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、有機発光ダイオードを含んだ多数の画素が形成され、前記有機発光ダイオードのカソード電極が透明性物質で前記画素の上部に全面的に形成された下部基板と、前記画素間の非発光領域に対応するように前記画素に向かう面に、前記カソード電極と電気的に連結されるメッシュタイプの補助電極が形成された上部基板とを含む有機電界発光表示装置を提供する。
ここで、前記補助電極は導電性ブラックマトリックス物質を含んでいることが望ましい。
また、前記補助電極はカソード電極物質より比抵抗が低い物質で形成されていることが望ましい。
更に、前記上部基板の補助電極上に全面的に形成され、前記カソード電極と接触して前記補助電極と前記カソード電極とを電気的に連結する透明導電膜を更に含むことが可能である。ここで、前記透明導電膜は前記画素間の非発光領域で前記カソード電極と接触することができる。
このような本発明によれば、下部基板に形成されたカソード電極と電気的に連結され、カソード電極より抵抗が低い補助電極を上部基板に形成したので、カソード電極における電圧降下を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置の構成を示す分解斜視図である。 図１に示した有機電界発光表示装置の要部断面図である。 本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置の要部断面図である。
下記の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態だけを詳細に記載して示したものである。本発明の技術分野において通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で下記の実施形態を多様に変形できる。従って、添付した図面と説明は、本発明を説明するだけであって、これに限定するものではない。また、１つの構成要素が他の構成要素と「接触している（ｏｎ）」という記載は、１つの構成要素がその他の構成要素と直接接触するか、あるいは１つ以上の要素を２つの間に介在させて間接的に接触していることを意味する。また、ある要素が他の要素に「結合されている」という記載は、ある要素が他の要素に直接的に連結されているか、あるいは１つ以上の要素を２つの間に介在させて間接的に連結されていることを意味する。以下の説明では、同じ参照番号は同じ構成要素を意味する。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を更に詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１に示した有機電界発光表示装置の要部断面図である。
まず、図１を参照すれば、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置は、それぞれが有機発光ダイオードを含んでいる多数の画素１１０の形成された下部基板１００と、下部基板１００の上部に配置され、画素１１０に向かう面に形成されたメッシュタイプの補助電極２１０と、補助電極２１０上に全面的に形成された透明導電膜２２０とを備えた上部基板２００とを含んでいる。
各画素１１０は、図２に示すように、下部基板１００上に形成された薄膜トランジスタ１１２と、有機発光ダイオード１１６とを含んでいる。
薄膜トランジスタ１１２は、下部基板１００のバッファ層１１１上に形成された半導体層１１２ａと、ゲート絶縁膜１１３を間に挟んで半導体層１１２ａ上に形成されたゲート電極１１２ｂと、層間絶縁膜１１４を間に挟んでゲート電極１１２ｂ上に形成され、コンタクトホールを介して半導体層１１２ａと接続されたソース及びドレイン電極１１２ｃとを含んでいる。
このような薄膜トランジスタ１１２の上部には絶縁性平坦化膜１１５が形成されている。平坦化膜１１５の上部には、ビアホールを介して薄膜トランジスタ１１２と接続されている有機発光ダイオード１１６が形成されている。
有機発光ダイオード１１６は、平坦化膜１１５上に形成されている。このような有機発光ダイオード１１６は、平坦化膜１１５に形成されたビアホールを介して薄膜トランジスタ１１２と接続されたアノード電極１１６ａと、アノード電極１１６ａの縁部領域上部と重なるように平坦化膜１１５上に形成された画素定義膜１１７から露出し、アノード電極１１６ａ上に形成された発光層１１６ｂと、発光層１１６ｂ上に形成され、透明性物質で画素１１０の上部に全面的に形成されたカソード電極１１６ｃとを含んでいる。
ここで、発光層１１６ｂは高精細メタルマスク（Ｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｓｋ、ＦＭＭ）を用いて独立して蒸着された赤色発光層（Ｒ）、緑色発光層（Ｇ）又は青色発光層（Ｂ）として形成することができる。そして、発光層１１６ｂの種類によって、画素１１０は赤色画素１１０Ｒ、緑色画素１１０Ｇ及び青色画素１１０Ｂに分けられる。
このような画素１１０は透明性物質で形成されたカソード電極１１６ｃを備えてカソード電極１１６ｃの方向に光を放出する。これにより、有機電界発光表示装置は前面発光型（或いは、両面発光型）有機電界発光表示装置として実現することができる。
但し、カソード電極１１６ｃは光を透過させなければならないので、透明な導電膜で形成する。そのため、カソード電極１１６ｃはＩＴＯのような透明導電性物質で形成するか、透明性を確保できる程度の薄さを有するＭｇＡｇなどで形成する。ここで、ＭｇＡｇの厚さは光に対する所定基準値以上の透過度を確保できるようにする範囲内で決定される。本発明において、透明性とは１００％の透明性だけでなく、所定基準値以上の半透明性を包括的に意味する。
一方、画素１１０の間の非発光領域１２０には、第１基板１００と第２基板２００との間のギャップを一定に維持するためのスペーサ１１８を更に形成することができる。
スペーサ１１８は、非発光領域１２０の画素定義膜１１７とカソード電極１１６ｃとの間に形成される。即ち、カソード電極１１６ｃは非発光領域１２０でスペーサ１１８の上部を含む領域に形成されるものであって、下部基板１１０の最上部に位置する。
補助電極２１０は、画素１１０の間の非発光領域１２０に対応するように上部基板２００の画素１１０に向かう面にメッシュタイプで形成され、透明導電膜２２０によって下部基板１００のカソード電極１１６ｃと電気的に連結される。
このような補助電極２１０は導電性ブラックマトリックス物質を含んでブラックマトリックスとして機能させることができる。ここで、導電性ブラックマトリックス物質としては、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、モリブデン（ＭＯ）、モリブデン合金及びこれらの酸化物（ＣｒＯｘ、ＭｏＯｘ）で構成された群から少なくとも１つの物質を選択することができる。例えば、補助電極２１０はクロム断層膜で構成するか、或いはより効果的な光遮断のためにクロム膜／クロム酸化膜の２重膜又はモリブデン膜／モリブデン酸化膜の２重膜を含むように構成することができる。
また、補助電極２１０が完全にブラックマトリックスとして機能しないとしても非発光領域１２０に形成されるので、透明性を確保する必要がなく、カソード電極１１６ｃに比べて厚さに対する制約が少ない。従って、補助電極２１０はカソード電極１１６ｃより相対的に厚く形成することができる。
更に、カソード電極１１６ｃをＩＴＯなどの透明電極で形成する場合には、補助電極２１０はカソード電極１１６ｃを構成する物質よりも比抵抗の低い物質の中で多様に選択して形成することができる。
即ち、補助電極２１０は、カソード電極１１６ｃよりも低い抵抗を有するように形成してカソード電極１１６ｃに電気的に連結することによって、カソード電極１１６ｃでの電圧降下を防止する。
透明導電膜２２０は補助電極２１０上に全面的に形成され、画素１１０の間の非発光領域１２０ではカソード電極１１６ｃと接触して補助電極２１０とカソード電極１１６ｃとを電気的に連結する。
このような透明導電膜２２０は、補助電極２１０と共に、カソード電極１１６ｃでの電圧降下を防止するための機能をするものであって、光が透過できるようにインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）などで形成することができる。一方、本発明において、透明導電膜２２０は必ず備えなければならないものではなく、透明導電膜２２０を省略する場合には、補助電極２１０がカソード電極１１６ｃと接触することも可能である。
前述したような本発明によれば、下部基板１００のカソード電極１１６ｃと電気的に連結される補助電極２１０及び／又は透明導電膜２２０を上部基板２００に形成し、２枚の基板１００、２００を貼り合わせる。これにより、カソード電極１１６ｃでの電圧降下を防止できる。
図３は、本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置の要部断面図である。図３において、図２と同じ部分には同一符号を付し、これについての詳細な説明は省略する。
図３を参照すれば、本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置において、赤色画素１１０Ｒ’、緑色画素１１０Ｇ’及び青色画素１１０Ｂ’の有機発光ダイオード１１６’はいずれも白色発光層Ｗを含んでいる。
そして、上部基板２００の補助電極２１０の間には画素１１０Ｒ'、１１０Ｇ'、１１０Ｂ’に対応するように、カラーフィルタ２３０を備えている。即ち、赤色画素１１０Ｒ’、緑色画素１１０Ｇ’及び青色画素１１０Ｂ’の上部にはそれぞれ赤色カラーフィルタＲ Ｃ／Ｆ、緑色カラーフィルタＧ Ｃ／Ｆ及び青色カラーフィルタＢ Ｃ／Ｆが形成されている。これにより、有機電界発光表示装置はフルカラーで映像を表示することができる。
一方、図示していないが、単位画素を赤色、緑色、青色及び白色画素で構成してフルカラーを実現する場合、白色画素にはカラーフィルタを設置しなくてもよく、光量を調節するフィルタを形成してもよい。
このような本発明の他の実施形態において、透明導電膜２２０は補助電極２１０及びカラーフィルタ２３０上に全面的に形成され、カソード電極１１６ｃと接触して補助電極２１０とカソード電極１１６ｃとを電気的に連結する。
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づいて、当業者において様々な変形や変更が可能であることはもちろんであり、このような変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
１００ 下部基板
１１０ 画素
１１１ バッファ層
１１２ 薄膜トランジスタ
１１２ａ 半導体層
１１２ｂ ゲート電極
１１２ｃ ソース及びドレイン電極
１１３ ゲート絶縁膜
１１４ 層間絶縁膜
１１５ 絶縁性平坦化膜
１１６ 有機発光ダイオード
１１６ａ アノード電極
１１６ｂ 発光層
１１６ｃ カソード電極
１１７ 画素定義膜
１１８ スペーサ
１２０ 非発光領域
２００ 上部基板
２１０ 補助電極
２２０ 透明導電膜

Claims (11)

  1. 有機発光ダイオードを含んだ多数の画素が形成され、前記有機発光ダイオードのカソード電極が透明性物質で前記画素の上部に全面的に形成された下部基板と、
    前記画素間の非発光領域に対応するように前記画素に向かう面に、前記カソード電極と電気的に連結されるメッシュタイプの補助電極が形成された上部基板と
    を含む有機電界発光表示装置。
  2. 前記上部基板の補助電極上に全面的に形成され、前記カソード電極と接触して前記補助電極と前記カソード電極とを電気的に連結する透明導電膜を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  3. 前記透明導電膜は、前記画素間の非発光領域で前記カソード電極と接触することを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光表示装置。
  4. 前記補助電極は、導電性ブラックマトリックス物質を含んでいることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機電界発光表示装置。
  5. 前記補助電極は、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、モリブデン（ＭＯ）、モリブデン合金及びこれらの酸化物（ＣｒＯｘ、ＭｏＯｘ）で構成される群より選択された少なくとも１つの物質を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光表示装置。
  6. 前記補助電極は、カソード電極物質より比抵抗が低い物質で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機電界発光表示装置。
  7. 前記透明導電膜は、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）で形成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の有機電界発光表示装置。
  8. 前記有機発光ダイオードは、赤色、緑色及び青色のうちのいずれか１つの光を発光する発光層を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の有機電界発光表示装置。
  9. 前記有機発光ダイオードは、白色光を発光する発光層を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  10. 前記画素と対応するように前記上部基板の補助電極の間に形成された赤色、緑色及び青色カラーフィルタを更に含むことを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置。
  11. 前記上部基板の補助電極及びカラーフィルタ上に全面的に形成され、前記カソード電極と接触して前記補助電極と前記カソード電極とを電気的に連結する透明導電膜を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光表示装置。
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