JP2015099773A

JP2015099773A - 有機発光ディスプレイ装置

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Publication number: JP2015099773A
Application number: JP2014204891A
Authority: JP
Inventors: 在經金; Jae-Kyoeng Kim; 起範金; Kihan Kin; 朴　源　祥; Won-Sang Park; 源祥朴
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2034-10-03
Also published as: US20150137082A1; CN104659053B; JP6537800B2; CN104659053A; KR102131965B1; KR20150057485A; US9202848B2

Abstract

【課題】前方での輝度が高くなり、かつ側面から見る時の色相変化を最小化できる有機発光ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】基板１００上に互いに離隔されて配置された赤色発光用の第１画素電極１２０Ｒ、赤色発光層１２７Ｒ、緑色発光用の第２画素電極１２０Ｇ、緑色発光層１２７Ｇ、及び青色発光用の第３画素電極１２０Ｂ、青色発光層１２７Ｂと、赤色発光層１２７Ｒ、緑色発光層１２７Ｇ、及び青色発光層１２７Ｂの上部に配置された対向電極１２９と、第１画素電極１２０Ｒ及び第２画素電極１２０Ｇに対応して、対向電極上に配置された第１キャッピング層１３１と、第１画素電極１２０Ｒ及び第２画素電極１２０Ｇに対応して、第１キャッピング層１３１上に配置され、かつ第３画素電極１２０Ｂに対応して、対向電極上に配置された第２キャッピング層１３２と、を備える有機発光ディスプレイ装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスプレイ装置に関し、特に、有機発光ディスプレイ装置に関する。

有機発光ディスプレイ装置は、各画素として有機発光素子を含み、当該有機発光素子は、互いに対向する画素電極と、対向電極との間配置され、さらに、発光層を含む中間層を含む。発光層で生成された光は、外部に放出され、ユーザにより認識されるが、発光層で生成された全ての光が外部に放出されるものではない。すなわち、発光層で生成された光の一部は、画素電極、中間層及び対向電極などの多層構造内で、界面に沿って導波されてしまい、外部に放出されない。その結果、有機発光ディスプレイ装置の前方での輝度が低下するという問題があった。

かかる問題を解決するために、最終的に外部に放出される光量を増加させるための手段として、画素電極と対向電極との間に流れる電流量を増加させるなどの方法が提案された。

しかし、画素電極と対向電極との間に流れる電流量が増加するにつれて、画素電極と対向電極との間の中間層が劣化しやすくなるという問題点があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、前記問題点を含む種々の有機発光ディスプレイ装置にまつわる問題点を解決するためのものであって、前方での高い輝度を維持しつつ、側面から見た時の色相変化を最小化できる有機発光ディスプレイ装置を提供することにある。しかし、かかる課題は、例示的なものであって、それによって本発明の範囲が限定されるものではない。

本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に互いに離隔されて配置された赤色発光用の第１画素電極、緑色発光用の第２画素電極、及び青色発光用の第３画素電極と、前記第１画素電極に対応して配置された赤色発光層、前記第２画素電極に対応して配置された緑色発光層、及び前記第３画素電極に対応して配置された青色発光層と、前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び前記第３画素電極に対応して、前記赤色発光層、前記緑色発光層、及び前記青色発光層の上部に配置された対向電極と、前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対応して、前記対向電極上に配置された第１キャッピング層と、前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対応して、前記第１キャッピング層上に配置され、かつ前記第３画素電極に対応して、前記対向電極上に配置された第２キャッピング層と、を備える有機発光ディスプレイ装置が提供される。

前記対向電極の前記第１画素電極に対応する部分の前記第１画素電極側の面と、前記第１画素電極の前記対向電極側の面との間の第１距離は、前記赤色発光層から放出される光のｎ次共振距離に対応し、前記対向電極の前記第２画素電極に対応する部分の前記第２画素電極側の面と、前記第２画素電極の前記対向電極側の面との間の第２距離は、前記緑色発光層から放出される光のｎ次共振距離に対応し、前記第３画素電極に対応する部分の前記第３画素電極側の面と、前記第３画素電極の前記対向電極側の面との間の第３距離は、前記青色発光層から放出される光のｍ次共振距離に対応する。ここで、ｎは自然数であり、かつｍは、ｎよりも大きい自然数である。

なお、ｎ＝１、かつｍ＝２であってもよい。

そのとき、前記第１距離は、６００Åないし８００Åであり、前記第２距離は、５００Åないし７００Åであり、前記第３距離は、１８５０Åないし１９５０Åである。

一方、前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び前記第３画素電極それぞれの上に配置された共通層と、前記第１画素電極に対応して、前記共通層上に配置された赤色補助層と、前記第２画素電極に対応して、前記共通層上に配置された緑色補助層と、をさらに備える。その場合、前記赤色補助層は、前記緑色補助層よりも厚い。

一方、前記青色発光層は、前記赤色発光層及び前記緑色発光層よりも厚い。

前記第１キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分の厚さは、前記第１キャッピング層の前記第２画素電極に対応する部分の厚さと同一であり、前記第２キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分の厚さは、前記第２キャッピング層の前記第２画素電極に対応する部分の厚さと同一である。

その場合、前記第２キャッピング層の前記第３画素電極に対応する部分は、前記第２キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分よりも厚い。さらに、前記第２キャッピング層の前記第３画素電極に対応する部分の厚さは、前記第１キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分の厚さと、前記第２キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分の厚さとの和と同一である。

一方、前記第２キャッピング層の屈折率は、前記第１キャッピング層の屈折率よりも高い。

前述した事項以外の他の側面、特徴及び利点は、以下の発明を実施するための形態、特許請求の範囲及び図面から明確になる。

本発明によれば、前方での輝度が高くなり、かつ側面から見た時の色相変化を最小化できる有機発光ディスプレイ装置を具現することができる。もちろん、かかる効果によって本発明の範囲が限定されるものではない。

本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。対向電極の上部にキャッピング層が存在しない場合の有機発光ディスプレイ装置の外部での観察輝度と、対向電極の上部に、赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素それぞれにおいて異なる厚さのキャッピング層が配置された場合の有機発光ディスプレイ装置の外部での輝度とを概略的に示すグラフである。画素電極と対向電極との間の距離を調節して、赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素でそれぞれ一次共振を発生させた時の外部での輝度と、二次共振を発生させた時の外部での輝度と、赤色副画素と緑色副画素で一次共振を発生させ、青色副画素で二次共振を発生させ、各副画素にキャッピング層が配置された場合の外部での輝度とを概略的に示すグラフである。画素電極と対向電極との間の距離を調節して、赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素でそれぞれ一次共振を発生させた時の観察角度に応じた色座標偏差と、二次共振を発生させた時の観察角度による色座標偏差と、赤色副画素と緑色副画素で一次共振を発生させ、青色副画素で二次共振を発生させ、各副画素にキャッピング層が配置された場合の観察角度に応じた色座標偏差とを概略的に示すグラフである。

本発明は、多様な変換が可能であり、色々な実施形態を有するところ、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明で詳細に説明する。本発明の効果及び特徴、それらを達成する方法は、図面と共に詳細に説明している実施形態を参照すれば明確になる。なお、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態に実現可能である。

以下、添付された図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図面を参照して説明する際、同一の、または対応する構成要素は、同じ図面符号を付し、重複説明は省略する。

以下の実施形態において、層、膜、領域、板などの各種の構成要素が他の構成要素“上に”あるという時、それは、他の構成要素の“真上に”ある場合だけでなく、その間に他の構成要素が介在されている場合も含む。また、図面では、説明の便宜上、構成要素の大きさが誇張されたり縮小されたりしている場合がある。例えば、図面に示された各構成要素の大きさ及び厚さは、説明の便宜上、任意に表しているので、本発明が必ずしも図示されたところに限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。本実施形態による有機発光ディスプレイ装置は、基板１００上に配置された赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂを有する。

基板１００は、ガラス材、金属材、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミドのようなプラスチック材などの多様な材料で形成される。基板１００上には、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂが配置されるが、基板１００と、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂとの間には、必要に応じて薄膜トランジスタ層１１０を介在させてもよい。薄膜トランジスタ層１１０は、図１に詳細に示していないが、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂに電気的に連結される薄膜トランジスタやキャパシタなどが採用される。

赤色副画素１２０Ｒは、第１画素電極１２１Ｒと、それに対応して、その上部に配置された赤色発光層１２７Ｒとを含み、緑色副画素１２０Ｇは、第２画素電極１２１Ｇと、それに対応して、その上部に配置された緑色発光層１２７Ｇとを含み、青色副画素１２０Ｂは、第３画素電極１２１Ｂと、それに対応して、その上部に配置された青色発光層１２７Ｂとを含む。そして、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂにおいて、一体である対向電極１２９が、赤色発光層１２７Ｒ、緑色発光層１２７Ｇ、及び青色発光層１２７Ｂの上部に配置される。

第１ないし第３画素電極１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂは、反射電極であって、Ａｇ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｎｄ，Ｉｒ，Ｃｒまたはそれらの化合物などで形成された反射膜と、ＩＴＯ，ＩＺＯ，ＺｎＯまたはＩｎ_２Ｏ_３で形成された膜とを含む。対向電極１２９は、透明電極または半透明電極であって、例えば、ＩＴＯ，ＩＺＯ，ＺｎＯまたはＩｎ_２Ｏ_３などで形成されたものを含む。第１ないし第３画素電極１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂや対向電極１２９の構成及び材料は、これらに限定されるものではなく、多様な変形が可能である。

そして、本実施形態による有機発光ディスプレイ装置は、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを含むが、第１キャッピング層１３１は、第１画素電極１２１Ｒ及び第２画素電極１２１Ｇに対応して、対向電極１２９上に配置され、第２キャッピング層１３２は、第１画素電極１２１Ｒ及び第２画素電極１２１Ｇに対応して、第１キャッピング層１３１上に配置され、かつ第３画素電極１２１Ｂに対応して、対向電極１２９上に配置される。すなわち、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇの上には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とが順次に配置され、青色副画素１２０Ｂ上には、第２キャッピング層１３２のみが配置される。

本実施形態による有機発光ディスプレイ装置の場合、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２により、有機発光ディスプレイ装置の前方の輝度を高くすることができる。また、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを通じて、有機発光ディスプレイ装置を、正面ではなく、側面から見る場合にも、正面から見る場合に比べて、色相が変化する程度を最小化することができる。

具体的には、第２キャッピング層１３２の屈折率を、第１キャッピング層１３１の屈折率よりも高くする。その場合、赤色発光層１２７Ｒから放出される赤色光は、相対的に屈折率の低い第１キャッピング層１３１を通過した後、相対的に屈折率の高い第２キャッピング層１３２に進入し、次いで、第２キャッピング層１３２よりも屈折率の低い空気に放出される。屈折率の高い第２キャッピング層１３２から、屈折率の低い空気に、赤色光が進みつつ、その界面で赤色光の一部が全反射される。当該全反射された光は、再び屈折率の高い第２キャッピング層１３２から、屈折率の低い第１キャッピング層１３１に進むところ、その界面でも一部が全反射される。すなわち、屈折率の高い第２キャッピング層１３２で、キャビティが形成され、赤色光が増幅するにつれて、前方での赤色光の輝度をはるかに高くすることができる。それは、緑色副画素１２０Ｇにおいても同様である。かかる効果を向上させるために、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２との屈折率差を１以上にする。

一方、青色副画素１２０Ｂの場合には、赤色副画素１２０Ｒや緑色副画素１２０Ｇのように、第２キャッピング層１３２で共振が発生すれば、有機発光ディスプレイ装置を、正面ではなく、側面から見た場合、正面から見た場合に比べて、青色の変化する程度が大きくなることが確認できる。したがって、青色副画素１２０Ｂ上には、第１キャッピング層１３１が存在せず、第２キャッピング層１３２のみを配置することが望ましい。

図２は、対向電極１２９の上部にキャッピング層が存在しない場合の有機発光ディスプレイ装置の外部での観察輝度を、破線で概略的に示し、対向電極１２９の上部に、赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素それぞれにおいて異なる厚さのキャッピング層が配置された場合の有機発光ディスプレイ装置の外部での輝度を、実線で概略的に示したグラフである。

図２に示すように、対向電極１２９の上部に、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂそれぞれにおいて異なる厚さのキャッピング層を配置した場合、キャッピング層が存在しない場合と比較して、輝度が高くなることが確認できる。しかし、対向電極１２９の上部に、異なる厚さのキャッピング層を配置すれば、有機発光ディスプレイ装置を正面から見たときの色座標と、有機発光ディスプレイ装置を側面から見たときの色座標の変化が大きいという問題点を確認した。

下記の表１は、画素電極１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂと対向電極１２９との間の距離を調節して、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂでそれぞれ外部での輝度を高くするために一次共振を発生させるが、キャッピング層が存在しない場合の外部での色座標、及び、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂでの共振構造は採択していないが、対向電極１２９の上部に、赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素それぞれにおいて異なる厚さのキャッピング層を配置した場合における有機発光ディスプレイ装置の外部での色座標と、を表す。併せて、下記の表１は、その二つの場合において、赤色光、緑色光、及び青色光の輝度比と、二つの場合において、６０°の角度から見る時の色座標変化量（ＷＡＤ）も表す。

前記表１から分かるように、キャッピング層なしに一次共振構造を採択した場合よりも、一次共振構造を採択せず、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂそれぞれにおいて異なる厚さを有するキャッピング層が配置された場合、赤色副画素１２０Ｒでは、輝度が２０％向上し、緑色副画素１２０Ｇでは、輝度が少し向上し、青色副画素１２０Ｂでは、輝度が少し低下するということを確認できる。しかし、色座標変化量を確認すれば、キャッピング層なしに一次共振構造を採択した場合の色座標変化量は０．００３であるが、一次共振構造を採択せず、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂそれぞれにおいて異なる厚さを有するキャッピング層が配置された場合の色座標変化量は０．０４９であって、側面の視認性が低下するということを確認できる。併せて、一次共振構造の場合、青色副画素１２０Ｂから放出された青色光の色座標（Ｂｘ＝０．１４０，Ｂｙ＝０．０８０）において、Ｂｙ値が理想的な場合の値（約０．５近辺）から距離があるので、青色光の品質が低下するということが分かる。

すなわち、前記表１から分かるように、副画素において共振構造は採択しないが、対向電極１２９の上部に、赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素それぞれにおいて異なる厚さのキャッピング層を配置した場合における輝度を、キャッピング層なしに一次共振構造を採択した場合のものと比較する時、赤色副画素は、注目すべき輝度向上があり、緑色副画素も、輝度が向上するが、青色副画素については効果がなく、加えて、側面観察時の色座標変化量はかえって大きくなるということが確認できる。したがって、たとえ色座標変化量が増加するとしても、赤色副画素１２０Ｒや緑色副画素１２０Ｇでは、キャッピング層による共振構造を採択する利点があるが、青色副画素１２０Ｂでは、色座標変化量が増加する上、輝度の向上も望めないので、キャッピング層による共振構造を採択する利点がないということが分かる。

したがって、本実施形態による有機発光ディスプレイ装置においては、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇ上には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置して、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２との屈折率差を利用した赤色光と緑色光の輝度向上を図り、青色副画素１２０Ｂ上には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置するものではなく、第２キャッピング層１３２のみを配置する。かかる構造を採択することにより、有機発光ディスプレイ装置の前方での全般的な輝度向上、および側面での色座標変化量の増大の防止を図ることができる。

図３は、画素電極１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂと対向電極１２９との間の距離を調節して、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂでそれぞれ一次共振を発生させた時の外部での輝度を、薄い実線で概略的に示し、二次共振を発生させた時の外部での輝度を、太い実線で概略的に示し、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇでは、一次共振を発生させ、青色副画素１２０Ｂでは、二次共振を発生させ、さらに、各副画素にキャッピング層が配置された場合の外部での輝度を、一点鎖線で概略的に示したグラフである。ここで、各副画素についてのキャッピング層が配置の方法は、前述した方法と同様に、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇ上には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置し、青色副画素１２０Ｂ上には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置するものではなく、第２キャッピング層１３２のみを配置することを意味する。

図３を参照すれば、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇの場合、第１画素電極１２１Ｒ及び第２画素電極１２１Ｇと対向電極１２９との間の距離を調節して、それぞれ一次共振を発生させ、かつ赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇに、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置した場合、他の場合に比べて、輝度の著しい向上が確認できる。

下記の表２は、画素電極１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂと対向電極１２９との間の距離を調節して、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂでそれぞれ一次共振を発生させた場合の外部での色座標と、二次共振を発生させた場合の外部での色座標とを表す。また、下記の表２は、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇでは、一次共振を発生させ、青色副画素１２０Ｂでは、二次共振を発生させ、各副画素にキャッピング層が配置された場合の外部での色座標も示している（表２において、“ハイブリッド”と表示された行）。ここで、各副画素にキャッピング層の配置の方法は、前述した方法と同様、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇ上には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置し、青色副画素１２０Ｂ上には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置するものではなく、第２キャッピング層１３２のみを配置することを意味する。併せて、下記の表２は、それぞれの場合において、６０°の角度から見たときの色座標変化量（ＷＡＤ）も表す。

前記表１及び表２から分かるように、青色光の場合、一次共振構造のみを採択した場合、青色光の色座標は理想的な場合から相当に外れるが、二次共振構造を採択した場合や、二次共振構造に第２キャッピング層１３２のみを配置した場合には、青色光の色座標は理想的な値となるということを確認できる。

したがって、青色発光素子１２０Ｂに関して、第３画素電極１２１Ｂと対向電極１２９との間の距離を、青色光の二次共振構造に対応させることが望ましい。青色光の二次共振構造に対応させるために、第３画素電極１２１Ｂと対向電極１２９との間の距離、具体的には、対向電極１２９の第３画素電極１２１Ｂに対応する部分の第３画素電極１２１Ｂ側の面と、第３画素電極１２１Ｂの対向電極１２９側の面との間の距離ｄ３を、１８５０Åないし１９５０Åにすることが望ましい。

一方、二次共振構造を採択した場合、色座標変化量が増加する。したがって、一次共振構造においても、色座標が理想的な値に近い赤色光と緑色光に対しては、第１画素電極１２１Ｒ及び第２画素電極１２１Ｇと対向電極１２９との間の距離を、それぞれ赤色光と緑色光の一次共振構造に対応させることによって、側面からの視認性を低減させることが望ましい。すなわち、第１画素電極１２１Ｒと対向電極１２９との間の距離、具体的には、対向電極１２９の第１画素電極１２１Ｒに対応する部分の第１画素電極１２１Ｒ側の面と、第１画素電極１２１Ｒの対向電極１２９側の面との間の距離ｄ１を、６００Åないし８００Åにすることが望ましい。そして、第２画素電極１２１Ｇと対向電極１２９との間の距離、具体的には、対向電極１２９の第２画素電極１２１Ｇに対応する部分の第２画素電極１２１Ｇ側の面と、第２画素電極１２１Ｇの対向電極１２９側の面との間の距離ｄ２を、５００Åないし７００Åにすることが望ましい。

かかる青色光の二次共振構造の条件、および赤色光と緑色光の一次共振構造の条件を満たすために、図１に示したように、必要に応じて、青色発光層１２７Ｂが赤色発光層１２７Ｒ及び緑色発光層１２７Ｇよりも厚く形成されてもよい。

赤色光と緑色光に対して、第１画素電極１２１Ｒ及び第２画素電極１２１Ｇと対向電極１２９との間の距離ｄ１，ｄ２を、赤色光と緑色光の一次共振構造に対応させる場合、距離ｄ１と距離ｄ２は異なってもよい。その場合、図１に示したように、赤色副画素１２０Ｒは、第１画素電極１２１Ｒに対応する、第１画素電極１２１Ｒと赤色発光層１２７Ｒとの間に介在される厚さｔ３の赤色補助層を有し、緑色副画素１２０Ｇは、第２画素電極１２１Ｇに対応する、第２画素電極１２１Ｇと赤色発光層１２７Ｒとの間に介在される厚さｔ３′の緑色補助層を有する。図示したように、赤色補助層の厚さｔ３は、緑色補助層の厚さｔ３′よりも厚い。

赤色補助層と緑色補助層は、図１に示したように、一体に形成された補助層１２５であってもよい。その場合、補助層１２５に関して、赤色副画素１２０Ｒでの厚さｔ３と、緑色副画素１２０Ｇでの厚さｔ３′とが異なるものであってもよい。前記補助層１２５は、例えば、ハーフトーンマスクなどを利用して形成される。前記赤色補助層と緑色補助層は、例えば、正孔注入物質や正孔輸送物質で形成される。

一方、図示したように、赤色補助層と緑色補助層以外にも、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂにわたって、共通層１２３が配置される。当該共通層１２３は、例えば、正孔注入物質や正孔輸送物質で形成される。図示していないが、発光層１２７Ｒ，１２７Ｇ，１２７Ｂと対向電極１２９との間に、電子輸送物質や電子注入物質などで形成された層を選択的に介在させてもよい。

前記表において、ハイブリッド構造は、かかる事項を反映した構造であって、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇでは、一次共振を発生させ、青色副画素１２０Ｂでは、二次共振を発生させ、各副画素にキャッピング層が配置される構造である。ここで、各副画素にキャッピング層が配置されるとは、前述したように、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇ上には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置し、青色副画素１２０Ｂ上には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置せずに、第２キャッピング層１３２のみを配置することを意味する。ハイブリッド構造の場合、表２から、赤色光、青色光及び緑色光の色座標が標準値に近く、かつ色座標変化量も大きくないということが分かる。したがって、かかるハイブリッド構造を採択することによって、高品質のイメージをディスプレイ可能な有機発光ディスプレイ装置を実現することができる。

図４は、画素電極１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂと対向電極１２９との間の距離を調節して、赤色副画素１２０Ｒ、緑色副画素１２０Ｇ、及び青色副画素１２０Ｂでそれぞれ一次共振を発生させる時の観察角度による色座標偏差を、薄い実線で概略的に示し、二次共振を発生させる時の観察角度による色座標偏差を、太い実線で概略的に示し、最後に、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇでは、一次共振が発生し、青色副画素１２０Ｂでは、二次共振が発生し、各副画素にキャッピング層が配置された場合の観察角度による色座標偏差を一点鎖線で概略的に示したグラフである。ここで、各副画素にキャッピング層が配置されるとは、前述したように、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇの場合には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置し、青色副画素１２０Ｂには、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置せずに、第２キャッピング層１３２のみを配置することを意味する。

図４を参照すれば、二次共振構造を採択する時、有機発光ディスプレイ装置の観察角度が増加するにつれて、色座標偏差が大きく増加するところ、それは、側面からの視認性の低下を意味する。しかし、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇでは、一次共振を発生させ、青色副画素１２０Ｂでは、二次共振を発生させ、各副画素にキャッピング層が配置された場合、有機発光ディスプレイ装置の観察角度が増加するにつれて、色座標偏差が増加し、観察角度が４０°付近を極値とするものの、それを超えると色座標偏差が減少するということを確認できる。

したがって、第１画素電極１２１Ｒ及び第２画素電極１２１Ｇと対向電極１２９との間の距離を調節して、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇでそれぞれ一次共振を発生させ、第３画素電極１２１Ｂと対向電極１２９との間の距離を調節して、青色副画素１２０Ｂでは、二次共振を発生させ、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇの場合には、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを配置し、青色副画素１２０Ｂには、第２キャッピング層１３２のみを配置することによって、有機発光ディスプレイ装置の前方での輝度をはるかに向上させ、かつ側面から見た時の色相変化を小さくすることができる。

一方、図３及び図４を参照して説明するにあたって、第１画素電極１２１Ｒ及び第２画素電極１２１Ｇと対向電極１２９との間の距離を調節して、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇでそれぞれ一次共振を発生させ、第３画素電極１２１Ｂと対向電極１２９との間の距離を調節して、青色副画素１２０Ｂでは、二次共振を発生させるとしたが、本発明はそれに限定されない。例えば、第１画素電極１２１Ｒ及び第２画素電極１２１Ｇと対向電極１２９との間の距離を調節して、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇでそれぞれｎ次共振を発生させ、第３画素電極１２１Ｂと対向電極１２９との間の距離を調節して、青色副画素１２０Ｂではｍ次共振を発生させてもよい。ここで、ｎは、自然数、かつｍは、ｎよりも大きい自然数である。前述した実施形態の場合、ｎ＝１、かつｍ＝２である。

共振次数が増加するにつれて、青色光の場合、色座標が理想的な値となるので、青色副画素１２０Ｂでは、高次の共振を発生させることを考慮できる。但し、高次の共振であるほど、側面からの視認性が低下するので、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇでは、青色副画素１２０Ｂよりも低い次数の共振を発生させることによって、全体的な視認性の低下を低減できる。

一方、前述した表１を参照すれば、赤色光に対して共振を発生させる第１厚さに、赤色副画素１２０Ｒにキャッピング層を形成し、第１厚さと異なる第２厚さに、緑色光に対して共振が発生するように、緑色副画素１２０Ｇにキャッピング層を形成する場合、赤色光に対しては、輝度が２０％向上するが、緑色光に対しては、輝度が４％向上するに留まる。したがって、図１に示したような第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを形成する時、赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇの両方において、輝度の向上率が低い緑色光ではなく、輝度の向上率が高い赤色光に最適化された厚さに、第１キャッピング層１３１と第２キャッピング層１３２とを一括して配置することを考慮できる。すなわち、第１キャッピング層１３１の第１画素電極１２１Ｒに対応する部分の厚さが、第１キャッピング層１３１の第２画素電極１２１Ｇに対応する部分の厚さと同一であり、第２キャッピング層１３２の第１画素電極１２１Ｒに対応する部分の厚さを、第２キャッピング層１３２の第２画素電極１２１Ｇに対応する部分の厚さと同一にする。例えば、第１キャッピング層１３１は、約１００Åの厚さにし、第２キャッピング層１３２は、約５００Åの厚さにする。これにより、有機発光ディスプレイ装置の製造過程をさらに単純化して、製造収率を高め、かつ有機発光ディスプレイ装置の全般的な輝度の向上を図ることができる。

一方、第２キャッピング層１３２の第３画素電極１２１Ｂに対応する部分の厚さｔ２′を、第２キャッピング層１３２の第１画素電極１２１Ｒに対応する部分の厚さｔ２よりも厚くする。具体的には、第２キャッピング層１３２の第３画素電極１２１Ｂに対応する部分の厚さｔ２′は、第１キャッピング層１３１の第１画素電極１２１Ｒに対応する部分の厚さｔ１と、第２キャッピング層１３２の第１画素電極１２１Ｒに対応する部分の厚さｔ２との和と同一にする。

図１に示したように、画素定義膜の上面は、共通層１２３、補助層１２５、対向電極１２９、及び第１キャッピング層１３１及び／または第２キャッピング層１３２で覆われる。そのうち、共通層１２３と補助層１２５の厚さは、対向電極１２９と、第１キャッピング層１３１及び／または第２キャッピング層１３２に比べて相対的に薄い。したがって、画素定義膜の上面上の層の全厚は、概ね対向電極１２９と、第１キャッピング層１３１及び／または第２キャッピング層１３２の厚さによって決定されるといえる。

前述したように、第１キャッピング層１３１が赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇ上にのみ位置するので、ディスプレイ領域内のほとんどにおいて画素定義膜の上層の全厚をほぼ均一化するためには、第２キャッピング層１３２の第３画素電極１２１Ｂに対応する部分の厚さｔ２′を、第２キャッピング層１３２の第１画素電極１２１Ｒや第２画素電極１２１Ｇに対応する部分の厚さｔ２よりも厚くすることが必要である。例えば、第２キャッピング層１３２の第３画素電極１２１Ｂに対応する部分の厚さｔ２′を、第１キャッピング層１３１の第１画素電極１２１Ｒに対応する部分の厚さｔ１と、第２キャッピング層１３２の第１画素電極１２１Ｒに対応する部分の厚さｔ２との和と同一にすれば、ディスプレイ領域内のほとんどにおいて画素定義膜の上層の全厚をほぼ均一にすることができる。

図１には示していないが、ディスプレイ領域の外側で、封止基板などが基板１００と接合される。その場合、有機発光ディスプレイ装置の使用過程において、外部から封止基板に加圧されるため、封止基板に印加された圧力を、ディスプレイ領域内で画素定義膜に均一に分散させ、圧力を特定部分に集中させないことが望ましい。そのためには、ディスプレイ領域内のほとんどにおいて画素定義膜の上層の全厚をほぼ均一にすることが必要である。第１キャッピング層１３１が赤色副画素１２０Ｒと緑色副画素１２０Ｇ上にのみ位置するので、第２キャッピング層１３２の第３画素電極１２１Ｂに対応する部分の厚さｔ２′を、第２キャッピング層１３２の第１画素電極１２１Ｒや第２画素電極１２１Ｇに対応する部分の厚さｔ２よりも厚くすることによって、ディスプレイ領域内のほとんどにおいて画素定義膜の上面上の層の全厚をほぼ均一にしたものにすることができる。このように、位置によって厚さが異なる第２キャッピング層１３２は、例えば、ハーフトーンマスクなどを利用して形成される。

以上、本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明されたが、それらは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決まらなければならない。

本発明は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に適用可能である。

１００基板
１１０薄膜トランジスタ層
１２０Ｒ赤色副画素
１２０Ｇ緑色副画素
１２０Ｂ青色副画素
１２１Ｒ第１画素電極
１２１Ｇ第２画素電極
１２１Ｂ第３画素電極
１２３共通層
１２５補助層
１２７Ｒ赤色発光層
１２７Ｇ緑色発光層
１２７Ｂ青色発光層
１２９対向電極
１３１第１キャッピング層
１３２第２キャッピング層

Claims

基板と、
前記基板上に互いに離隔されて配置された赤色発光用の第１画素電極、緑色発光用の第２画素電極、及び青色発光用の第３画素電極と、
前記第１画素電極に対応して配置された赤色発光層、前記第２画素電極に対応して配置された緑色発光層、及び前記第３画素電極に対応して配置された青色発光層と、
前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び前記第３画素電極に対応して、前記赤色発光層、前記緑色発光層、及び前記青色発光層の上部に配置された対向電極と、
前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対応して、前記対向電極上に配置された第１キャッピング層と、
前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対応して、前記第１キャッピング層上に配置され、かつ前記第３画素電極に対応して、前記対向電極上に配置された第２キャッピング層と、を備えることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。
前記対向電極の前記第１画素電極に対応する部分の前記第１画素電極側の面と、前記第１画素電極の前記対向電極の方向の面との間の第１距離は、前記赤色発光層から放出される光のｎ次共振距離に対応し、
前記対向電極の前記第２画素電極に対応する部分の前記第２画素電極側の面と、前記第２画素電極の前記対向電極の方向の面との間の第２距離は、前記緑色発光層から放出される光のｎ次共振距離に対応し、
前記対向電極の前記第３画素電極に対応する部分の前記第３画素電極側の面と、前記第３画素電極の前記対向電極の方向の面との間の第３距離は、前記青色発光層から放出される光のｍ次共振距離に対応し、ｎは、自然数、かつｍは、ｎよりも大きい自然数であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
ｎ＝１、かつｍ＝２であることを特徴とする請求項２に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記第１距離は、６００Åないし８００Åであり、前記第２距離は、５００Åないし７００Åであり、前記第３距離は、１８５０Åないし１９５０Åであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び前記第３画素電極それぞれの上に配置された共通層と、
前記第１画素電極に対応して、前記共通層上に配置された赤色補助層と、
前記第２画素電極に対応して、前記共通層上に配置された緑色補助層と、をさらに備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記赤色補助層は、前記緑色補助層よりも厚いことを特徴とする請求項５に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記青色発光層は、前記赤色発光層及び前記緑色発光層よりも厚いことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記第１キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分の厚さは、前記第１キャッピング層の前記第２画素電極に対応する部分の厚さと同一であり、前記第２キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分の厚さは、前記第２キャッピング層の前記第２画素電極に対応する部分の厚さと同一であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記第２キャッピング層の前記第３画素電極に対応する部分は、前記第２キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分よりも厚いことを特徴とする請求項８に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記第２キャッピング層の前記第３画素電極に対応する部分の厚さは、前記第１キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分の厚さと、前記第２キャッピング層の前記第１画素電極に対応する部分の厚さとの和と同一であることを特徴とする請求項９に記載の有機発光ディスプレイ装置。