JP2014086314A

JP2014086314A - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置

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Publication number: JP2014086314A
Application number: JP2012234968A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Nakamura; 智樹中村; Yasuyuki Yamada; 泰之山田; Toru Sasaki; 亨佐々木
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-05-12
Also published as: US20140110688A1; US9257678B2

Abstract

【課題】有機エレクトロルミネッセンス表示装置の外部から入射する光の反射を抑えつつ、薄型化と高輝度化を実現することを目的とする。
【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、素子基板と、前記素子基板上に設けられた有機エレクトロルミネッセンス発光素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子上に設けられた封止膜と、を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子が前記素子基板上に設けられた、金属からなる陽極と、前記陽極上に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられた透明な陰極と、を有し、前記封止膜が、黒色に着色された光透過率低減層を有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。

薄型で軽量な発光源として、有機エレクトロルミネッセンス（organic light emitting diode）、すなわち有機エレクトロルミネッセンス（エレクトロルミネッセンスelectro luminescent）素子が注目を集めており、多数の有機エレクトロルミネッセンス発光素子を備える画像表示装置が開発されている。有機エレクトロルミネッセンス発光素子は、有機材料で形成された少なくとも一層の有機薄膜を画素電極と対向電極とで挟んだ構造を有する。近年、このような有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、その薄型化と高輝度化が要求されている。

有機エレクトロルミネッセンス発光素子を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置としては、例えば、素子基板と金属からなる陽極（画素電極）と発光層を有する有機薄膜と透明な陰極（対向電極）とを有する有機エレクトロルミネッセンス発光素子と、有機エレクトロルミネッセンス発光素子上を覆う透明な封止膜と、を有する構成が知られている。また、その他には、封止膜上に偏光板を配置する構成や、封止膜上に反射防止膜を設ける構成（特許文献１）が開示されている。

特開２００２−２５２０８２号公報

有機エレクトロルミネッセンス発光素子上に透明な封止膜が設けられた有機エレクトロルミネッセンス表示装置においては、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の外部から封止膜に入射する光が有機エレクトロルミネッセンス発光素子の陽極（反射膜）に反射することにより、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に表示される画像の画質に影響が生じる。また、封止膜への入射光を抑えるために封止膜上に偏光板や反射防止膜を配置すると、その分、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の厚さが大きくなる。さらに、このような構成を有することで、有機エレクトロルミネッセンス発光素子からの発光が偏光板や反射防止膜により、有機エレクトロルミネッセンス表示装置外へ透過できず、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の発光輝度が低下する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の外部から入射する光の反射を抑えつつ、薄型化と高輝度化を実現することが可能な有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、素子基板と、前記素子基板上に設けられた有機エレクトロルミネッセンス発光素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子上に設けられた封止膜と、を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子が前記素子基板上に設けられた、金属からなる陽極と、前記陽極上に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられた透明な陰極と、を有し、前記封止膜が、黒色に着色された光透過率低減層を有することを特徴とする。

（２）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）において、前記封止膜の上面が反射防止膜に覆われていてもよい。

（３）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）または（２）において、前記反射防止膜が単層膜であってもよい。

（４）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）または（２）において、前記反射防止膜が多層膜であってもよい。

（５）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）乃至（４）のいずれか一項において、前記封止膜が、前記光透過率低減層の下面を覆う第１封止層と、前記光透過率低減層の上面を覆う第２封止層と、を有していてもよい。

（６）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）乃至（５）のいずれか一項において、前記封止膜が窒化珪素を含有してもよい。

（７）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）乃至（６）のいずれか一項において、前記封止膜がクロムを含有してもよい。

（８）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（７）において、前記光透過率低減層がさらに酸化クロムを含有してもよい。

本発明における有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、黒色に着色された光透過率低減層を封止膜中に有することにより、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の外部から封止膜に入射した光が光透過率低減層に吸収され、陽極への光の透過率が低減される。このため、封止膜上に別途偏光板を設けることなく、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の外部から入射する光の、陽極における反射を抑えることができる。また、偏光板を設ける必要がないため、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の高輝度化と薄型化を実現することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の概略平面図である。図２は図１に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置のＩＩ−ＩＩ切断線における概略断面図である。図３は図２に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置のＩＩＩ領域の部分拡大図である。図４は図３に示すＩＶ領域の部分拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。明細書中に出現する構成要素のうち同一機能を有するものには同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、以下の説明において参照する図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料等は一例であって、各構成要素はそれらと異なっていてもよく、その要旨を変更しない範囲で変更して実施することが可能である。

はじめに、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置１について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の概略平面図であり、図２は図１に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置１のＩＩ−ＩＩ切断線における概略断面図である。本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、素子基板１０と、素子基板１０上に設けられた有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０と、有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０上に設けられた、例えば第１封止層４０ａと光透過率低減層４０ｂと第２封止層４０ｃを有する封止膜４０と、反射防止膜５０と、を有している。

素子基板１０は、例えば矩形の低温ポリシリコン層が形成された基板（以下、低温ポリシリコン基板という）であり、その上面１０ａに複数の有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０が設けられている。なお、ここでいう「低温ポリシリコン」とは、摂氏６００℃以下の条件下で形成されたポリシリコンをいう。また、素子基板１０の上面１０ａの一部と有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０は封止膜４０によって覆われている。有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０は、例えば平面視で素子基板１０よりも小さい外周を有する表示領域Ｄに設けられている。

素子基板１０の上面１０ａのうち、有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０と封止膜４０が形成されていない領域１０ａ_１には、フレキシブル回路基板２が接続され、さらに、駆動ドライバ３が設けられている。駆動ドライバ３は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の外部からフレキシブル回路基板２を介して画像データを供給されるドライバである。駆動ドライバ３は画像データを供給されることにより、有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０に、図示しないデータ線を介して表示データを供給する。

次に、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の表示領域Ｄの構成について、その詳細を説明する。図３は図２に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置１のＩＩＩ領域の部分拡大図である。このＩＩＩ領域は、表示領域Ｄにおける１つの画素Ｐに対応する領域である。ＩＩＩ領域の素子基板１０上には、薄膜トランジスタ１１と、有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０と、封止膜４０と、反射防止膜５０とが積層されている。

薄膜トランジスタ１１は、有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０を駆動するためのものであり、画素Ｐごとに素子基板１０上に設けられている。薄膜トランジスタ１１は、ポリシリコン半導体層１１ａ、ゲート絶縁層１１ｂ、ゲート線（ゲート電極）１１ｃ、ソース・ドレイン電極１１ｄ、第１の絶縁膜１１ｅ、第２の絶縁膜１１ｆから構成されている。

薄膜トランジスタ１１上は、絶縁体からなるパッシベーション層１３によって覆われている。パッシベーション層１３は、例えばＳｉＯ_２やＳｉＮ、アクリル、ポリイミド等からなる。このようにパッシベーション層１３が設けられていることにより、隣接する画素Ｐの薄膜トランジスタ１１間や、薄膜トランジスタ１１と有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０の間が電気的に絶縁される。

パッシベーション層１３上には、例えば反射膜３１が設けられていてもよい。反射膜３１は、有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０から発出した光を封止膜４０側へ向けて反射するために設けられている。反射膜３１は、光反射率が高いほど好ましく、例えばアルミニウムや銀等からなる金属膜を用いることができる。

有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０は、反射膜３１上に設けられている。有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０は、素子基板１０上（反射膜３１上）に設けられた、金属からなる電極である陽極３２と、陽極３２上に設けられた有機層３３と、有機層３３上に設けられた透明な電極である陰極３４と、から概略構成されている。

陽極３２は、各画素Ｐの設けられた領域に対応し、マトリクス状に配置されている。また、陽極３２は例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性及び導電性を有する材料からなり、反射膜３１上を覆うように形成されている。反射膜３１を銀（Ａｇ）等の金属で形成し且つ陽極のＩＴＯと接触させた場合は、反射膜３１も陽極の一部となる。陽極３２は、パッシベーション層１３と第２の絶縁膜１１ｆに設けられたコンタクトホール３２ａを介して、薄膜トランジスタ１１に電気的に接続されている。このような構成を有することにより、薄膜トランジスタ１１から供給される駆動電流は、陽極３２を介して有機層３３に注入される。

隣接する各陽極３２同士の間には、例えば絶縁体からなるバンク１４が形成されている。有機層３３が画素Ｐごとに形成される場合は、陽極３２の外周をバンク１４が囲むように設けられていることが好ましい。バンク１４がこのように設けられていることにより、隣接する陽極３２同士の接触が防止される。また、陽極３２と陰極３４との間の漏れ電流を防止することができる。

図４は図３に示すＩＶ領域の部分拡大図である。有機層３３は陽極３２の上に設けられている。有機層３３は、例えば、陽極３２側から順に、ホール注入層３３ａ、ホール輸送層３３ｂ、発光層３３ｃ、電子輸送層３３ｄ、電子注入層３３ｅが積層してなる。なお、有機層３３の積層構造はここに挙げたものに限られず、少なくとも発光層３３ｃを含むものであれば、その積層構造は特定されない。

ホール注入層３３ａ及びホール輸送層３３ｂは、陽極３２から注入されたホール（正孔）を発光層３３ｃに輸送する機能を有する。発光層３３ｃは、例えば、正孔と電子とが結合することによって発光する有機エレクトロルミネッセンス物質から構成されている。有機層３３は白色光を発するものであっても、その他の色の光を発するものであってもよい。電子注入層３３ｅ及び電子輸送層３３ｄは、陰極３４から注入された電子を発光層３３ｃに輸送する機能を有する。

図３に示すように、陰極３４は、有機層３３上（発光層３３ｃ）を覆うように設けられている。陰極３４は複数の有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０の有機層３３に共通に接触する、透明な共通電極である。陰極３４は、例えばＩＴＯ等の透光性及び導電性を有する材料からなる。

陰極３４の上面は、封止膜４０によって覆われている。封止膜４０は、例えば、窒化珪素（ＳｉＮ）層を有していることが好ましいが、例えばＳｉＯ層、ＳｉＯＮ層、樹脂層などを有していてもよい。また、封止膜４０は、これらの材料からなる単層膜であっても、積層構造であってもよい。

本実施形態における封止膜４０は、黒色に着色された光透過率低減層４０ｂを有している。光透過率低減層４０ｂは、窒化珪素を含有していることが好ましいが、その他の材料であってもよい。この光透過率低減層４０ｂはクロムを含有することにより、黒色に着色されている。また、光透過率低減層４０ｂは、クロムに加え、さらに酸化クロムを含有していてもよい。また、光透過率低減層４０ｂは、クロムを含む層と酸化クロムを含有する層との積層構造であってもよい。

光透過率低減層４０ｂの厚さは、例えば５００ｎｍ〜５μｍとすることができるが、設定される光透過率や、着色剤の量、封止膜４０全体の厚さに応じて、その厚さは適宜設定することができる。また、クロムや酸化クロムなどの着色剤の含有量や種類は、設定される光透過率に応じて、適宜調整すればよい。

封止膜４０は、例えば、図３に示すような、光透過率低減層４０ｂの下面を覆う、例えば１００ｎｍ〜１μｍの厚さの第１封止層４０ａと、光透過率低減層４０ｂと、光透過率低減層４０ｂの上面を覆う、１００ｎｍ〜１μｍの厚さの第２封止層４０ｃとの積層構造を有しているが、光透過率低減層４０ｂのみからなる単層膜であってもよい。また、第１封止層４０ａと第２封止層４０ｃの厚さはここに挙げた例に限られず、光透過率低減層４０ｂの所望の厚さや、封止膜４０全体の厚さに応じて適宜調整すればよい。

また、封止膜４０の構成はここに挙げた構成に限られず、透過率や材料の異なる複数の層を積層した構成であってもよい。また、第１封止層４０ａと光透過率低減層４０ｂと光透過率低減層４０ｂとの積層構造は、２以上重ねられたものであってもよい。

封止膜４０の上面は、反射防止膜５０に覆われていてもよい。反射防止膜５０としては、例えば５０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さのＭｇＦ_２からなる単層膜を用いることができる。また、反射防止膜５０は単層膜に限られず、金属や、金属酸化物や、ＳｉＯ_２などの異なる層からなる多層膜であってもよい。具体的には例えば、ＳｉＯ_２膜とＬａＯ_３膜との積層構造からなる多層膜を反射防止膜５０として用いることができる。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、黒色に着色された光透過率低減層４０ｂを封止膜４０中に有することにより、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の外部から封止膜４０に入射した光が光透過率低減層４０ｂに吸収され、陽極３２への光の透過率が低減される。このため、封止膜４０上に別途偏光板を設けることなく、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の外部から入射する光の、反射膜３１における反射を抑えることができる。また、偏光板を設ける必要がないため、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の高輝度化と薄型化を実現することができる。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、封止膜４０の上面が反射防止膜５０に覆われていることにより、陽極３２への光の透過率をさらに低減することができる。このため、反射膜３１における光の反射と、それによる有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の不具合を抑えることができる。また、本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、光透過率低減層４０ｂが設けられていることにより、本構成を有しない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べて反射防止膜５０の厚さを薄くしても、反射膜３１における反射を抑えることができる。このため、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の薄型化を実現することができる。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、反射防止膜５０が単層膜であることにより、本構成を有しない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、反射防止膜５０の厚さを薄くすることができる。このため、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の薄型化を実現することができる。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、反射防止膜５０が多層膜であることにより、本構成を有しない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、反射防止膜５０において吸収する波長の光をより細かく調整することができる。このため、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の高輝度化と、光の反射防止を実現することができる。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、光透過率低減層４０ｂの下面を覆う第１封止層４０ａと、光透過率低減層４０ｂと、光透過率低減層４０ｂの上面を覆う第２封止層４０ｃとの積層構造を有していることにより、封止膜４０の厚さと光透過率低減層４０ｂの厚さを、それぞれ任意の厚さに調整することができる。このため、本構成を有しない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、光透過率低減層４０ｂの光透過率を任意の大きさに設定しやすい。よって、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の高輝度化と、反射防止を実現することができる。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、封止膜４０が窒化珪素（ＳｉＮ）を含有することにより、本構成を有しない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１内に水分が入ることを防止できる。このため、上記効果に加え、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の不良発生を防ぐことができる。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、光透過率低減層４０ｂがクロムを含有することにより、本構成を有しない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、少量のクロムで、任意の光透過率を得ることができる。さらに、光透過率低減層４０ｂが酸化クロムを含有することにより、よりその効果が顕著となる。このため、本構成を有しない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、光透過率低減層４０ｂの厚さを薄くすることができる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の薄型化を実現することができる。

以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は、上述した実施形態には限られない。例えば、上述した実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成、又は同一の目的を達成することができる構成により置き換えてもよい。

１有機エレクトロルミネッセンス表示装置、２フレキシブル回路基板、３駆動ドライバ、１０素子基板、１０ａ上面、３０有機エレクトロルミネッセンス発光素子、３１反射膜、３２陽極、３３有機層、３３ｃ発光層、３４陰極、４０封止膜、４０ａ第１封止層、４０ｂ光透過率低減層、４０ｃ第２封止層、５０反射防止膜、Ｄ表示領域、Ｐ画素。

Claims

素子基板と、
前記素子基板上に設けられた有機エレクトロルミネッセンス発光素子と、
前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子上に設けられた封止膜と、を有し、
前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子が、
前記素子基板上に設けられた、金属からなる陽極と、
前記陽極上に設けられた発光層と、
前記発光層上に設けられた透明な陰極と、を有し、
前記封止膜が、黒色に着色された光透過率低減層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記封止膜の上面が反射防止膜に覆われていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記反射防止膜が単層膜であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記反射防止膜が多層膜であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記封止膜が、
前記光透過率低減層の下面を覆う第１封止層と、
前記光透過率低減層の上面を覆う第２封止層と、
を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記封止膜が窒化珪素を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記光透過率低減層がクロムを含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記光透過率低減層がさらに酸化クロムを含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。