JP2016197580A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

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政勝 會田
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裕久 田中
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Abstract

【課題】Ａｇを用いてアノード電極を形成する場合、Ａｇの加工精度が低い等の問題がある。【解決手段】有機ＥＬ表示装置であって、基板側から順に、金属層と、前記反射層上に形成された絶縁層と、前記第１の絶縁層上に形成された第１の電極層と、前記第１の電極層上に形成された有機層と、前記有機層上に形成された第２の電極層と、を有し、前記金属層は、前記第１の電極層及び前記第２の電極層の間に電圧を印加することにより前記有機層から生じる光を、該金属層の表面で反射する反射層として用いられる、ことを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置に関する。
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）と呼ばれる自発光体を用いた画像表示装置（以下、「有機ＥＬ（Electro-luminescent）表示装置」という。）が実用化されている。有機ＥＬ表示装置においては、例えば、絶縁層上に形成されるアノード電極が形成され、当該アノード電極が発光層からの光を反射する反射層としても用いられる場合がある（下記特許文献１参照）。ここで、Ａｇの反射率が高いことから、アノード電極は、例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)とＡｇとＩＴＯの積層構造とし、発光層からの光がＩＴＯを介してＡｇの表面で反射されるように構成される場合がある。
特開２０１４−１８６２７５号公報
しかしながら、Ａｇを用いてアノード電極を形成する場合、Ａｇが高価であり、また、その加工過程においてＡｇ残渣が発生するという課題や、Ａｇの加工精度が低いという課題がある。
そこで、本願発明は、アノード電極のパターンの加工精度を向上し、より高精細な表示を行うことのできる有機ＥＬ表示装置を実現することを目的とする。
（１）本発明の有機ＥＬ表示装置は、基板側から順に、金属層と、前記金属層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された第１の電極層と、前記第１の電極層上に形成された有機層と、前記有機層上に形成された第２の電極層と、を有し、前記金属層は、前記第１の電極層及び前記第２の電極層の間に電圧を印加することにより前記有機層から生じる光を、該金属層の表面で反射する反射層として用いられる、ことを特徴とする。
（２）上記（１）に記載の有機ＥＬ表示装置において、前記金属層は、更に、前記第２の電極層の補助配線として用いられることを特徴とする。
（３）上記（１）または（２）に記載の有機ＥＬ表示装置において、前記金属層は、更に、前記第１の電極層とともに、前記絶縁層を挟んで付加容量を形成することを特徴とする。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置において、前記金属層は、Ａｌ層とＭｏ層の積層構造から形成され、前記有機層から生じる光は、前記Ａｌ層の表面で反射することを特徴とする。
（５）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置において、前記金属層は、Ａｌ層とＭｏ層とＩＴＯ層の積層構造から形成され、前記有機層から生じる光は、前記Ａｌ層の表面で反射することを特徴とする。
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置において、前記第１の電極層は、ＩＴＯで形成されることを特徴とする。
（７）本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板側から順に、金属層を形成し、前記金属層上に絶縁層を形成し、前記絶縁層上に第１の電極層を形成し、前記第１の電極層上に有機層を形成し、前記有機層上に第２の電極層を形成する、ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記金属層は、前記第１の電極層及び前記第２の電極層の間に電圧を印加することにより前記有機層から生じる光を、該金属層の表面で反射する反射層として用いられる、ことを特徴とする。
本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の概略を示す図である。 有機ＥＬ表示装置の回路構成の概要を示す図である。 有機ＥＬ表示装置の画素の構成の概要を示す図である。 有機ＥＬ表示装置の断面の一部を模式的に示す図である。 ＴＦＴ層の断面を模式的に示す図である。 図５に示した断面の平面図を模式的に示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１を示す概略図である。有機ＥＬ表示装置１は、上フレーム２と、下フレーム３と、上フレーム２と下フレーム３とで挟まれるように固定された有機ＥＬパネル１０とから構成されている。なお、図１に示した概略図は一例であって、本実施の形態はこれに限定されるものではない。例えば、上フレーム２と下フレーム３がない有機ＥＬパネル単体で有機ＥＬ表示装置１を構成しても良い。
図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の回路構成の概要について説明するための図である。有機ＥＬパネル１０は、データ駆動回路１２及び走査駆動回路１３によって、基板１００上の表示領域１１に形成された各画素を制御し、画像を表示する。ここで、例えば、データ駆動回路１２は、各画素に送るデータ信号を生成・発信するＩＣ（Integrated Circuit）であり、走査駆動回路１３は、画素に備えられたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）へのゲート信号を生成・発信するＩＣである。なお、図２において、データ駆動回路１２及び走査駆動回路１３は、２箇所に形成されるものとして記載されているが、一つのＩＣに組み込まれていてもよいし、基板１００上に直接配線された回路によって形成されたものであってもよい。
走査駆動回路１３からの信号を伝える走査線１４は、図３に示すようにスイッチトランジスタ３０のゲート電極に接続される。また、データ駆動回路１２からの信号を伝えるデータ線１５は、スイッチトランジスタ３０のソース・ドレイン電極に接続される。電位配線１６には、有機発光ダイオード６０に発光させるための基準電位が印加され、ドライバトランジスタ２０のソース・ドレイン電極に接続される。第１の電位供給配線１７及び第２の電位供給配線１８は電位供給源に接続され、トランジスタを介して電位配線１６に接続される。なお、図２に示した回路構成は一例であって、本実施の形態は上記に限定されるものではない。
図３は、本実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の回路図である。有機ＥＬパネル１０の表示領域１１には、データ線１５がＤ１からＤｎまでｎ本形成されており、走査線１４がＧ１からＧｍまでｍ本形成されている。複数の画素ＰＸがマトリクス状に、走査線１４の延在方向及びデータ線１５延在方向に配置されている。例えば、Ｇ１とＧ２、Ｄ１とＤ２で囲まれる部分に画素ＰＸが形成される。
第１の走査線Ｇ１はスイッチトランジスタ３０のゲート電極に接続されており、走査駆動回路１３から信号が印加されると、スイッチトランジスタ３０がオン状態になる。そこでデータ駆動回路１２から第１のデータ線Ｄ１に信号が印加されると、蓄積容量４０に電荷が蓄積され、ドライバトランジスタ２０のゲート電極に電圧が印加されて、ドライバトランジスタ２０がオン状態になる。ここでスイッチトランジスタ３０がオフ状態となっても、蓄積容量４０に蓄えられた電荷により、一定期間はドライバトランジスタ２０がオン状態になる。有機発光ダイオード６０の陽極はドライバトランジスタ２０のソース・ドレイン間を通じて電位配線１６に接続されており、有機発光ダイオード６０の陰極は基準電位Ｖｃに固定されているから、ドライバトランジスタ２０のゲート電圧に応じて有機発光ダイオード６０に電流が流れ、有機発光ダイオード６０が発光する。また、付加容量５０が有機発光ダイオード６０の陽極と陰極との間に形成される。付加容量５０は、蓄積容量４０に書き込まれる電圧を安定させる効果を発揮し、有機発光ダイオード６０の安定動作に寄与する。具体的には、蓄積容量４０の静電容量よりも付加容量５０の静電容量が大きくなるようにすることで当該効果が発揮される。
図４は、有機ＥＬ表示装置の断面の一部を模式的に示す図である。なお、図４は、図６のＩＶ−ＩＶ断面の概要を示す。図４に示すように、基板１００上には、画素を駆動するためのＴＦＴ等が形成されたＴＦＴ層４０１が設けられる。
図５は、ＴＦＴ層４０１の断面の概要を示す図である。図４及び図５から分かるように、基板１００上に、例えば、ＳｉＮｘ等からなる第１の下地膜１１０が形成され、さらに例えば、ＳｉＯｘ等からなる第２の下地膜１２０が形成される。第２の下地膜１２０の上には、ドレイン電極層２１、ソース電極層２２、チャネル層２３が形成される。そして、ドレイン電極層２１、ソース電極層２２、チャネル層２３、及び、第２の下地膜１２０を覆うようにゲート絶縁膜２４を形成した後、チャネル層２３の上方にゲート電極層２５が形成される。ゲート電極層２５及びゲート絶縁膜２４を覆うように第１の層間絶縁膜１３０が積層され、ドレイン電極層２１とソース電極層２２にそれぞれ到達するスルーホールが形成される。それぞれのスルーホールには、ドレイン電極２６及びソース電極２７が形成される。
そして、図４に示すように、ドレイン電極２６、ソース電極２７、及び第１の層間絶縁膜１３０を覆うように平坦層４０２が積層される。平坦層４０２上には、順に金属層４０３、絶縁層４０４、アノード電極４０５が形成される。ここで、金属層４０３は、例えば、Ｍｏ層上にＡｌ層が積層された積層構造により形成され、当該金属層４０３（Ａｌ層）の表面で発光層からの光を反射する。当該金属層４０３は、表面で所定の反射率以上を確保できる限りその他の構成であってもよい。具体的には、例えば、金属層４０３は、例えば図４の下側から順にＩＴＯ層、Ｍｏ層、Ａｌ層が積層されて構成されてもよい。
当該金属層４０３と後述するカソード電極４０９を電気的に接続することにより、当該金属層４０３はカソード電極４０９の電源配線の補助配線として用いられる。また、金属層４０３とアノード電極４０５で絶縁層４０４を挟んで容量層（付加容量５０）を形成する。当該金属層４０３とカソードの電気的接続は、例えば、表示領域の外側でスルーホールを設けて行う。
絶縁層４０４は、例えばＳｉＮで形成される。また、アノード電極４０５は、Ａｇを含まず、例えば、ＩＴＯで形成される。なお、アノード電極４０５の材料としては、その他の材料、例えば、ＩＺＯ(Indium Tin Oxide)やＺｎＯ(Zinc Oxide)を用いてもよい。
また、平坦層４０２には、図４に示すようにソース電極２７上にスルーホールが形成される。当該スルーホールの底部にはＩＴＯ層４０６が形成され、また、スルーホールの発光領域側の側面には、絶縁層４０４及びアノード電極４０５が積層される。また、スルーホールの逆側の側面にはアノード電極４０５が積層される。
また、上記構造上には画素を分離するＲＩＢ層４０７が形成される。そして、当該ＲＩＢ層４０７及びアノード電極４０５上に有機層４０８が形成される。ここで、アノード電極４０５と有機層４０８が接触する領域が発光領域となり、ＲＩＢ層４０７は、発光領域の外縁を規定する。
有機層４０８の上には、カソード電極４０９が形成される。カソード電極４０９は、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの透明電極で形成される。また、カソード電極４０９は画素ＰＸの幾つか、或いはマトリクス状に配置された画素ＰＸの全部に、跨って形成されてもよい。なお、有機層４０８は、例えばアノード電極４０５側から順にホール輸送層、発光層、電子輸送層を積層して形成されるが、周知であるので、詳細な説明については省略する。
カソード電極４０９上には、封止層４１０を設け、当該封止層４１０の上方に封止部材４１２を設けられる。そして、当該封止層４１０と封止部材４１２との間には樹脂材料等から構成される充填材４１１が封入される。
図６は、図５に示した断面の平面図を模式的に示す図である。なお、上記図４は、図６のＩＶ−ＩＶ断面の概要を示す。図６に示すように、図４下側からみて、金属層４０３、アノード電極４０５、ＲＩＢ層４０７の順に積層される。図６において、主に、６０１は、金属層４０３が形成された範囲を表し、６０２はアノード電極４０５が形成された範囲を表す。６０３は、主にＲＩＢ層４０７によって規定される発光領域を表す。主に、６０４は、ソース電極２７が形成された範囲を表し、６０５は、ＩＴＯ４０６が形成された範囲を表す。主に、６０６は、平坦層４０２によって規定されたスルーホールを表し、６０７は、絶縁層４０４によって規定されたスルーホールを表す。
次に、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の動作について説明する。カソード電極４０９とアノード電極４０５との間に電圧を印加すると、アノード電極４０５から有機層４０８のホール輸送層にホールが注入される。また、カソード電極４０９側から有機層４０８の電子輸送層に電子が注入される。注入された電子とホールは、それぞれ有機層４０８の発光層に到達し、電子とホールの再結合が生じて、所定の波長の光を生じる。発光層で生じた光の一部はカソード側に放出され、観察者に視認される。また、発光層で生じた光のうちアノード電極４０５側に放出された光は、金属層４０３の表面で反射されてカソード側に向かう。なお、アノード電極４０５側に放出された光は、アノード電極４０５の表面で部分的に反射されてカソード電極４０９側に向かう。カソード電極４０９側から入射した外光についても同様である。
次に、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の概要について説明する。ＴＦＴ等が形成されたＴＦＴ層４０１上に平坦層４０２を形成する。次に、当該平坦層４０２上であって、画素領域に対応する領域に金属層４０３を形成する。ここで、当該金属層４０３は、図６に示すように発光領域より面積が広い。次に、当該金属層４０３上に絶縁層４０４を形成する。次に、当該絶縁層４０４上にアノード電極４０５を形成する。次に、当該アノード電極４０５にＲＩＢ層４０７を形成する。その後、上記のようにＲＩＢ層４０７に発行領域を規定するためのスルーホールの形成や有機層４０８層の形成過程等を経て、有機ＥＬ表示装置１を実現する。なお、ＴＦＴ層４０１の形成やＲＩＢ層４０７上の有機層４０８等の形成等については、周知であるので、説明を省略する。
本実施の形態によれば、例えば金属層４０３における表面（本実施の形態においてはＡｌ層の表面）を反射層として用いることができ、例えば、アノード電極４０５にＡｇ等を含む反射層を形成する場合と比較して、Ａｇの形成や加工が不要となる。これにより、有機ＥＬ表示装置１の製造工程における工程数を削減できる。また、Ａｇを含むアノード電極４０５を形成する場合と比べて、アノード電極４０５にＡｇを含めないで形成することができることから、アノード電極４０５の加工精度を高めることができ、より高精細な画像表示を行うことが可能となる。また、Ａｇと比べて本実施の形態で用いられるＡｌ等の反射率は低いが、反射層としてＡｇの表面を用いた場合と比較して、上記のようにアノード電極４０５の加工精度を高めることができる。これにより、反射層にＡｇを用いないことによる反射率の低下を補うことができる。更に、アノード電極４０５にＡｇ層等を設けることが不要となることから、より薄くかつ低コストな有機ＥＬ表示装置１を実現することができる。
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態で示した構成と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で置き換えてもよい。なお、特許請求の範囲における第１の電極層は、例えば、上記アノード電極４０５に相当し、第２の電極層は、カソード電極４０９に相当する。
１ 有機ＥＬ表示装置、２ 上フレーム、３ 下フレーム、１０ 有機ＥＬパネル、１１ 表示領域、１２ データ駆動回路、１３ 走査駆動回路、１４ 走査線、１５ データ線、１６ 電位配線、１７ 第１の電位供給配線、１８ 第２の電位供給配線、２０ ドライバトランジスタ、２１ ドレイン電極層、２２ ソース電極層、２３ チャネル層、２４ ゲート絶縁膜、２５ ゲート電極層、２６ ドレイン電極、２７ ソース電極、３０ スイッチトランジスタ、４０ 蓄積容量、５０ 付加容量、６０ 有機発光ダイオード、１００ 基板、１１０ 第１の下地膜、１２０ 第２の下地膜、４０１ ＴＦＴ層、４０２ 平坦層、４０３ 金属層、４０４ 絶縁層、４０５ アノード電極、４０６ ＩＴＯ層、４０７ ＲＩＢ層、４０８ 有機層、４０９ カソード電極、４１０ 封止層、４１１ 充填材、４１２ 封止部材。

Claims (7)

  1. 基板側から順に、
    金属層と、
    前記金属層上に形成された絶縁層と、
    前記絶縁層上に形成された第１の電極層と、
    前記第１の電極層上に形成された有機層と、
    前記有機層上に形成された第２の電極層と、
    を有し、
    前記金属層は、前記第１の電極層及び前記第２の電極層の間に電圧を印加することにより前記有機層から生じる光を、該金属層の表面で反射する反射層として用いられる、
    ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
  2. 前記金属層は、更に、前記第２の電極層の補助配線として用いられることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
  3. 前記金属層は、更に、前記第１の電極層とともに、前記絶縁層を挟んで付加容量を形成することを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬ表示装置。
  4. 前記金属層は、Ａｌ層とＭｏ層の積層構造から形成され、
    前記有機層から生じる光は、前記Ａｌ層の表面で反射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
  5. 前記金属層は、Ａｌ層とＭｏ層とＩＴＯ層の積層構造から形成され、
    前記有機層から生じる光は、前記Ａｌ層の表面で反射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
  6. 前記第１の電極層は、ＩＴＯで形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
  7. 基板側から順に、
    金属層を形成し、
    前記金属層上に絶縁層を形成し、
    前記絶縁層上に第１の電極層を形成し、
    前記第１の電極層上に有機層を形成し、
    前記有機層上に第２の電極層を形成する、
    ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
    前記金属層は、前記第１の電極層及び前記第２の電極層の間に電圧を印加することにより前記有機層から生じる光を、該金属層の表面で反射する反射層として用いられる、
    ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
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