JP2017157290A

JP2017157290A - 表示装置

Info

Publication number: JP2017157290A
Application number: JP2016036855A
Authority: JP
Inventors: 松本　優子; Yuko Matsumoto; 優子松本
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2017-09-07
Also published as: US9911945B2; US20170250375A1

Abstract

【課題】多層構造からなる封止構造を備えていても、光取出し効率の低下を抑えながら、高輝度、高色純度又は広視野角を達成することを目的とする。
【解決手段】表示装置は、画像を構成する複数の単位画素１６それぞれに対応する複数の画素電極３６と、複数の画素電極３６のそれぞれに接触するように積層して電流によって輝度が制御されて発光するように設けられた発光素子層４２と、複数の画素電極３６の上方で発光素子層４２に接触するように積層するように設けられた共通電極４４と、光透過性の材料からなり、発光素子層４２を封止するように共通電極４４に積層する封止層４６と、を有する。封止層４６は、積層した複数の層からなる。複数の層の隣り合う２層の界面は、複数の画素電極３６の上方にある領域に凹凸を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関する。

有機エレクトロルミネッセンス表示装置には、高輝度、高色純度及び広視野角が要求される。また、有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化を防ぐために水分及び酸素を遮断する封止構造（特許文献１）を設けるのが一般的であり、無機膜及び有機膜を含む多層構造を設ける方法が提案されている。

特開２０１５−２３０２３号公報特開２０１５−８８３２２号公報特表２０１２−５０７１１０号公報特開２０１３−２３２２７９号公報特開２０１４−８６３１４号公報

高輝度、高色純度及び広視野角を達成するために、従来、光学シートを貼ったり光学構造を設けたりするものが提案されている（特許文献２及び３）。しかし、新たに層を加えることには、コストの問題の他に、界面が増えることによって光取出し効率が低下する問題がある（特許文献４及び５）。

多層構造からなる封止構造の目的は、異物があっても穴があかないようにするカバーリング性の向上やフレキシブル化に対応した強度向上にあり、多層膜を均一に形成するものであった。この場合、無機膜と有機膜の界面で反射が発生し、光取出し効率が低下するという問題点がある。

本発明は、多層構造からなる封止構造を備えていても、光取出し効率の低下を抑えながら、高輝度、高色純度又は広視野角を達成することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、複数の単位画素と、前記複数の単位画素それぞれに対応する複数の画素電極と、前記複数の画素電極のそれぞれに接触する発光素子層と、前記発光素子層の前記画素電極とは反対の側に位置し、前記発光素子層に接触する共通電極と、前記共通電極の前記発光素子層とは反対の側に位置し、前記共通電極を覆う封止層と、を有し、前記封止層は、積層した複数の層からなり、前記複数の層の隣り合う２層の界面の少なくとも一つは、平面的に見て前記複数の画素電極と重畳する領域に凹凸を有することを特徴とする。

本発明によれば、封止層の隣り合う２層の界面にある凹凸で光を集束又は拡散することができ、これにより、高輝度、高色純度又は広視野角を達成することができる。

本発明に係る表示装置は、複数の単位画素と、前記複数の単位画素それぞれに対応する複数の画素電極と、前記複数の画素電極のそれぞれに接触する発光素子層と、前記発光素子層の前記画素電極とは反対の側に位置し、前記発光素子層に接触する共通電極と、前記共通電極の前記発光素子層とは反対の側に位置し、前記共通電極を覆う封止層と、を有し、前記封止層は、光を散乱させる微粒子を含有する中間層と、前記中間層を上下で挟む一対の無機層と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、封止層の中間層が含有する微粒子で光を散乱させることができ、これにより、高輝度、高色純度又は広視野角を達成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示す概略図である。図１に示す表示装置のII−II線断面図である。図２に一点鎖線で示す円で囲む部分の拡大図である。本発明の実施形態の変形例１を示す図である。本発明の実施形態の変形例２を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る表示装置を示す概略図である。図２は、図１に示す表示装置のII−II線断面図である。表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を例に挙げる。表示装置は、回路基板１０を有する。回路基板１０には、表示領域１２を有する対向基板１４が積層される。表示領域１２には、光からなる複数の単位画素１６で構成される画像が表示される。

図２に示すように、回路基板１０には、半導体層１８が形成されている。半導体層１８の上にソース電極２０及びドレイン電極２２が設けられている。半導体層１８を覆ってゲート絶縁膜２４が形成され、ゲート絶縁膜２４の上にはゲート電極２６が形成されている。ゲート電極２６を覆って層間絶縁膜２８が形成されている。ソース電極２０及びドレイン電極２２は、ゲート絶縁膜２４及び層間絶縁膜２８を貫通している。半導体層１８、ソース電極２０、ドレイン電極２２及びゲート電極２６によって薄膜トランジスタ３０が構成される。薄膜トランジスタ３０を覆うようにパッシベーション膜３２が設けられている。

パッシベーション膜３２の上には、平坦化層３４が設けられている。平坦化層３４の上には、複数の単位画素１６それぞれに対応するように構成された複数の画素電極３６が設けられている。平坦化層３４は、少なくとも画素電極３６が設けられる面が平坦になるように形成される。画素電極３６は、例えば光を反射する下層と光を透過する上層からなり、光を反射するようになっている。画素電極３６は、平坦化層３４、パッシベーション膜３２及び層間絶縁膜２８を貫通するコンタクトホール３８によって、半導体層１８上のソース電極２０及びドレイン電極２２の一方に電気的に接続している。

平坦化層３４及び画素電極３６上に、絶縁層４０が形成されている。絶縁層４０は、画素電極３６の周縁部に載り、画素電極３６の一部（例えば中央部）を開口させるように形成されている。絶縁層４０によって、画素電極３６の一部を囲むバンクが形成される。

画素電極３６上に発光素子層４２が設けられている。発光素子層４２は、複数の画素電極３６に連続的に載り、絶縁層４０にも載るようになっている。変形例として、画素電極３６ごとに別々に（分離して）、発光素子層４２を設けてもよい。発光素子層４２は、少なくとも発光層を含み、さらに、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層及び正孔注入層のうち少なくとも一層を含んでもよい。

発光素子層４２の上には、複数の画素電極３６の上方で発光素子層４２に接触するように、共通電極４４（例えば陰極）が設けられている。共通電極４４は、バンクとなる絶縁層４０の上方に載るように形成する。発光素子層４２は、画素電極３６及び共通電極４４に挟まれ、両者間を流れる電流によって輝度が制御されて発光する。

発光素子層４２は、発光素子層４２を封止するように共通電極４４に積層する封止層４６によって封止されて、水分から遮断されている。封止層４６の上方には、充填層４８を介して、対向基板１４が設けられている。対向基板１４には、複数色（例えば、青、赤及び緑）からなる着色層５０が設けられ、隣同士の異なる色の着色層５０の間には、ブラックマトリクス５２が金属や樹脂などで形成されて、カラーフィルタを構成している。対向基板１４は、タッチパネルであってもよいし、偏光板や位相差板を備えてもよい。

図３は、図２に一点鎖線で示す円で囲む部分の拡大図である。封止層４６は、光透過性の材料からなり、積層した複数の層（図３の例では、第１層５４、第２層５６、第３層５８及び第４層６０）からなる。最下層にある第１層５４及び最上層にある第４層６０は、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２などの水分に対するバリア性の高い無機材料からなる。一対をなす無機層である第１層５４及び第４層６０の間に、界面を有するように隣り合う第２層５６及び第３層５８が介在する。第２層５６及び第３層５８は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂などの有機材料から形成してもよいし、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３などの無機材料から形成してもよい。

複数の層の隣り合う２層（第２層５６及び第３層５８）の界面は、複数の画素電極３６の上方にある領域に凹凸を有する。凹凸は、発光素子層４２に近づく方向に凹レンズとなる複数の凹部６２を含む。凹凸は、型の転写によって形成することができる。あるいは、凹凸は、平坦な傾斜面によって形成されていてもよい。本実施形態によれば、第２層５６及び第３層５８の界面にある凹凸で光を集束又は拡散することができ、これにより、高輝度、高色純度又は広視野角を達成することができる。

図４は、本発明の実施形態の変形例１を示す図である。この例では、第２層１５６及び第３層１５８の界面に形成される凹凸は、発光素子層４２から離れる方向に凸レンズとなる複数の凸部１６２を含む。

図５は、本発明の実施形態の変形例２を示す図である。この例では、封止層２４６を構成する複数層のうち、最下層及び最上層である第１層２５４及び第４層２６０に挟まれる中間層である第２層２５６が、光を散乱させる微粒子を含有する。微粒子は、光透過性の材料からなる。有機微粒子は、ポリメチルメタクリレート粒子、アクリル−スチレン共重合体粒子、メラミン粒子、ポリカーボネート粒子、ポリスチレン粒子などから形成することができる。無機微粒子は、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３などから形成することができる。第１層２５４及び第４層２６０で挟まれる他の中間層である第３層２５８は、微粒子を含有していないが、微粒子を分散させてもよい。つまり、光を散乱させる微粒子を含有する複数層の中間層を設けてもよい。本変形例によれば、封止層の中間層が含有する微粒子で光を散乱させることができ、これにより、高輝度、高色純度又は広視野角を達成することができる。

なお、表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置には限定されず、量子ドット発光素子（ＱＬＥＤ：Quantum‐Dot Light Emitting Diode）のような発光素子を各画素に備えた表示装置であってもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、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で置き換えることができる。

１０回路基板、１２表示領域、１４対向基板、１６単位画素、１８半導体層、２０ソース電極、２２ドレイン電極、２４ゲート絶縁膜、２６ゲート電極、２８層間絶縁膜、３０薄膜トランジスタ、３２パッシベーション膜、３４平坦化層、３６画素電極、３８コンタクトホール、４０絶縁層、４２発光素子層、４４共通電極、４６封止層、４８充填層、５０着色層、５２ブラックマトリクス、５４第１層、５６第２層、５８第３層、６０第４層、６２凹部、１５６第２層、１５８第３層、１６２凸部、２４６封止層、２５４第１層、２５６第２層、２５８第３層、２６０第４層。

Claims

複数の単位画素と、
前記複数の単位画素それぞれに対応する複数の画素電極と、
前記複数の画素電極のそれぞれに接触する発光素子層と、
前記発光素子層の前記画素電極とは反対の側に位置し、前記発光素子層に接触する共通電極と、
前記共通電極の前記発光素子層とは反対の側に位置し、前記共通電極を覆う封止層と、
を有し、
前記封止層は、積層した複数の層からなり、
前記複数の層の隣り合う２層の界面の少なくとも一つは、平面的に見て前記複数の画素電極と重畳する領域に凹凸を有することを特徴とする表示装置。
請求項１に記載された表示装置において、
前記凹凸は、前記発光素子層から離れる方向に凸レンズとなる複数の凸部を含むことを特徴とする表示装置。
請求項１又は２に記載された表示装置において、
前記凹凸は、前記発光素子層に近づく方向に凹レンズとなる複数の凹部を含むことを特徴とする表示装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記複数の層は、前記隣り合う２層を挟む一対の無機層を含むことを特徴とする表示装置。
複数の単位画素と、
前記複数の単位画素それぞれに対応する複数の画素電極と、
前記複数の画素電極のそれぞれに接触する発光素子層と、
前記発光素子層の前記画素電極とは反対の側に位置し、前記発光素子層に接触する共通電極と、
前記共通電極の前記発光素子層とは反対の側に位置し、前記共通電極を覆う封止層と、
を有し、
前記封止層は、光を散乱させる微粒子を含有する中間層と、前記中間層を上下で挟む一対の無機層と、を含むことを特徴とする表示装置。
請求項５に記載された表示装置において、
前記微粒子は、光透過性の材料からなることを特徴とする表示装置。