JP2018006212A

JP2018006212A - 表示装置

Info

Publication number: JP2018006212A
Application number: JP2016133581A
Authority: JP
Inventors: 樹阪本; Shige Sakamoto
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2018-01-11
Also published as: TW201809822A; TWI638208B; CN107579091B; US20180012945A1; KR20180005118A; CN107579091A; US10121835B2

Abstract

【課題】光取り出し効率を向上させた表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、絶縁表面上に形成された画素電極と、前記画素電極の端部を覆うとともに、前記画素電極の上面を露出する開口部を有するバンクと、前記開口部を覆うように形成され、発光層を含む有機層と、前記有機層上及び前記バンク上に形成された対向電極と、を有し、前記バンクは、前記画素電極の端部上及び前記絶縁表面上に設けられた第１層と、前記第１層上に設けられた第２層と、を有し、前記第１層を構成する材料の屈折率は、前記第２層を構成する材料の屈折率よりも小さい。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示装置に関する。

有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の表示装置では、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode、ＯＬＥＤ）等の自発光素子をトランジスタ等のスイッチング素子を用いて制御し、画像を表示する場合がある。

特開２００６−１１３３７６号公報

有機発光ダイオードは、表示装置の表示面に対して垂直方向に光を出射するだけでなく、表示面に対して斜めに傾いた方向にも光を出射する。ここで、表示面に対して斜めに傾いた方向に出射された光は、表示面側に取り出せない場合があり、表示装置の光取り出し効率が十分でない場合があった。

そこで、本発明は、光取り出し効率を向上させた表示装置の提供を目的とする。

本発明の表示装置は、絶縁表面上に形成された画素電極と、前記画素電極の端部を覆うとともに、前記画素電極の上面を露出する開口部を有するバンクと、前記開口部を覆うように形成され、発光層を含む有機層と、前記有機層上及び前記バンク上に形成された対向電極と、を有し、前記バンクは、前記画素電極の端部上及び前記絶縁表面上に設けられた第１層と、前記第１層上に設けられた第２層と、を有し、前記第１層を構成する材料の屈折率は、前記第２層を構成する材料の屈折率よりも小さい。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの配線図である。本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの画素の回路図である。本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの画素の断面図である。本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルのバンクの拡大図である。本発明の実施形態の変形例に係る有機ＥＬパネルの画素の断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１を示す斜視図である。有機ＥＬ表示装置１は、ガラス又は可撓性を有する素材からなる基板２上に、複数の画素が配置された表示領域３が形成されている。これら複数の画素を制御するための駆動回路（図示せず）が基板２上に形成されていてもよい。また、複数の画素を制御するための信号や電力は、フレキシブルプリント基板（Flexible Print Circuit：ＦＰＣ）４を介して入力される。ＦＰＣ４は、基板２上に形成された端子（図示せず）上に圧着され、電気的に接続される。表示領域３を保護するために、対向基板５が設けられていてもよい。対向基板５は、例えば有機ＥＬ表示装置１を組み込んだ電子機器の表面カバーガラスで代用されてもよい。

図２は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の平面図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の画素の回路図である。有機ＥＬ表示装置１は、基板２の表示領域３にマトリクス状に設けられた各画素を、映像信号駆動回路１２及び走査信号駆動回路１３によって制御し、画像を表示する。ここで、映像信号駆動回路１２は、各画素に送る映像信号を生成し、発信する回路である。また、走査信号駆動回路１３は、画素に設けられたＴＦＴ（Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ）への走査信号を生成し、発信する回路である。なお、図２において、映像信号駆動回路１２及び走査信号駆動回路１３は、２箇所に形成されるものとして図示されているが、一つのＩＣ（Integrated Circuit）に組み込まれていてもよいし、３箇所以上に分かれて形成されてもよい。ＩＣに組み込まれる場合は、基板２上に実装されてもよいし、図１で示したＦＰＣ上に実装されてもよい。

走査信号駆動回路１３からの信号を伝える走査信号線１４は、各画素領域に形成された画素トランジスタＳＳＴのゲートに電気的に接続される。走査信号線１４は、１つの行に並ぶ画素トランジスタについて共通である。画素トランジスタＳＳＴは、そのソース又はドレインが駆動トランジスタＤＲＴのゲートに電気的に接続されるトランジスタである。駆動トランジスタＤＲＴは、例えばｎ型チャネルの電界効果トランジスタであり、ソースが有機発光ダイオードＯＬＥＤの陽極に電気的に接続される。有機発光ダイオードＯＬＥＤの陰極は、接地電位又は負電位に固定される。このとき、有機発光ダイオードＯＬＥＤには、陽極から陰極に向かって電流が流れる。また、映像信号駆動回路１２からの信号を伝える映像信号線１５は、画素トランジスタＳＳＴのソース又はドレインに電気的に接続される。映像信号線１５は、１つの列に並ぶ画素トランジスタについて共通である。走査信号線１４に走査信号が印加されると画素トランジスタＳＳＴがオン状態となる。その状態で映像信号線１５に映像信号が印加されると駆動トランジスタＤＲＴのゲートに映像信号電圧が印加され、保持容量Ｃｓに映像信号に応じた電圧が書き込まれ、駆動トランジスタＤＲＴがオン状態となる。駆動トランジスタＤＲＴのドレインには、電源線１６が電気的に接続される。電源線１６には、有機発光ダイオードＯＬＥＤを発光させるための電源電圧が印加される。駆動トランジスタＤＲＴがオン状態となると、映像信号電圧の大きさに応じた電流が有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れて、有機発光ダイオードＯＬＥＤが発光する。

図４は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の画素の断面図である。同図は、図２に示したＩＶ−ＩＶ線における画素の断面図である。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、基板２の上に第１絶縁膜２１が設けられ、第１絶縁膜２１の上に駆動トランジスタＤＲＴのチャネルが形成される。第１絶縁膜２１の上には第２絶縁膜２２が設けられ、第２絶縁膜２２の上には駆動トランジスタＤＲＴのゲートが設けられる。第２絶縁膜２２の上には第３絶縁膜２３が設けられ、第３絶縁膜２３の上には第４絶縁膜２４が設けられる。第２絶縁膜２２、第３絶縁膜２３及び第４絶縁膜２４にはスルーホールが設けられる。スルーホールには、駆動トランジスタＤＲＴのチャネルに電気的に接続されるソース電極及びドレイン電極が設けられる。

第４絶縁膜２４の上には平坦化膜２５が設けられる。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１では、平坦化膜２５は有機絶縁材料で形成され、その表面は絶縁表面である。平坦化膜２５の上面には、画素電極３０が形成される。平坦化膜２５の上面は絶縁表面であり、画素電極３０は、絶縁表面上に形成される。画素電極３０及び平坦化膜２５の上にはバンク４０が形成される。バンク４０は、画素電極３０の端部を覆うとともに、画素電極３０の上面を露出する開口部４０ａを有する。バンク４０の開口部４０ａには、発光層を含む有機層３１が形成される。有機層３１は、開口部４０ａを覆うように形成される。有機層３１上及びバンク４０上には、対向電極３２が形成される。対向電極３２は、有機層３１から出射される光を透過する材料で形成される。対向電極３２上には、封止層３３が形成される。封止層３３上には充填剤３４が充填され、対向基板３５が固定される。

バンク４０は、画素電極３０の端部上及び絶縁表面（平坦化膜２５の表面）上に設けられた第１層４１と、第１層４１上に設けられた第２層４２と、を有する。ここで、第１層４１を構成する材料の屈折率は、第２層４２を構成する材料の屈折率よりも小さい。本実施形態に係る有機ＥＬパネル１０では、第１層４１をフッ素樹脂やシリコン樹脂等の材料で構成し、その屈折率は１．５未満である。一方、第２層４２を構成する材料は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル無機ナノ粒子含有樹脂等であり、その屈折率は１．５より大きく１．８未満である。もっとも、ここに記載した第１層４１及び第２層４２を構成する材料は例示であり、第１層４１及び第２層４２を構成する材料は、有機層３１から出射される光を透過するものであって、第１層４１を構成する材料の屈折率が第２層４２を構成する材料の屈折率よりも小さいものであればよい。

図５は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１のバンク４０の拡大図である。図４及び図５では、有機層３１から出射された光を矢印により模式的に示している。第１層４１の中を進んだ光は、点Ｂにおいて屈折する。点Ｂは、バンク４０の第１層４１と、第２層４２との界面である。第１層４１を構成する材料の屈折率は、第２層４２を構成する材料の屈折率よりも小さいため、点Ｂにおいて、光は画素電極３０の反対側に屈折する。すなわち、光は有機ＥＬパネル１０の表示面側に向かって屈折する。そのため、有機層３１から出射された光のうち、表示面に対して斜めに傾いた方向に出射された光であっても、第１層４１と第２層４２の界面において表示面側に屈折することとなり、光取り出し効率が向上する。

有機層３１から出射された光は、点Ａにおいて屈折する。点Ａは、対向電極３２と、バンク４０の第１層４１との界面である。しかしながら、対向電極３２の膜厚は、光の波長程度かそれ以下であるため、点Ａにおける光の屈折に大きく影響しない。点Ａにおける光の屈折には、封止層３３と第１層４１との屈折率差が主に影響する。本実施形態に係る有機ＥＬパネル１０は、対向電極３２上に設けられた無機絶縁膜３３ａと、無機絶縁膜３３ａ上に設けられた有機絶縁膜３３ｂとを有する。ここで、無機絶縁膜３３ａはＳｉＮで形成されてよく、有機絶縁膜３３ｂはアクリル樹脂で形成されてよい。封止層３３を無機絶縁膜３３ａと有機絶縁膜３３ｂにより構成することで、有機層３１がより良く保護され、有機ＥＬパネル１０の寿命が長くなる効果がある。

点Ａにおける光の屈折には、無機絶縁膜３３ａと第１層４１との屈折率差が主に影響する。本実施形態に係る有機ＥＬパネル１０では、無機絶縁膜３３ａを構成する材料の屈折率は、第１層４１を構成する材料の屈折率よりも大きい。そのため、点Ａにおいて、光は画素電極３０の反対側に屈折する。そのため、光取り出し効率がさらに向上する。なお、無機絶縁膜３３ａを構成する材料の屈折率が、第１層４１を構成する材料の屈折率と同程度の場合であっても、第１層４１を構成する材料の屈折率が第２層４２を構成する材料の屈折率よりも小さければ、光取り出し効率を向上させる効果が得られる。

第２層４２の中を進んだ光は、点Ｃにおいて屈折する。点Ｃは、バンク４０の第２層４２と、対向電極３２との界面である。しかしながら、対向電極３２の膜厚は、光の波長程度かそれ以下であるため、点Ｃにおける光の屈折に大きく影響しない。点Ｃにおける光の屈折には、無機絶縁膜３３ａと第２層４２との屈折率差が主に影響する。本実施形態に係る有機ＥＬパネル１０では、無機絶縁膜３３ａを構成する材料の屈折率は、第２層４２を構成する材料の屈折率よりも大きい。そのため、点Ｃにおいて、光は画素電極３０の表示面側に屈折する。そのため、光取り出し効率がさらに向上する。なお、第２層４２を構成する材料の屈折率が、無機絶縁膜３３ａを構成する材料の屈折率と同程度の場合であっても、第１層４１を構成する材料の屈折率が第２層４２を構成する材料の屈折率よりも小さければ、光取り出し効率を向上させる効果が得られる。

バンク４０の第１層４１と第２層４２との界面は、画素電極３０の上面に沿った方向に形成される。本実施形態に係る有機ＥＬパネル１０では、画素電極３０の上面は、基板２に対して水平に形成され、第１層４１と第２層４２との界面は、画素電極３０の上面に対して平行である。なお、画素電極３０の一部は、平坦化膜２５に設けられたスルーホール内に形成されているが、本明細書において、画素電極３０の上面とは、有機層３１と接する平面部をいう。本実施形態に係る有機ＥＬパネル１０によれば、第１層４１と第２層４２との界面が、画素電極３０の上面に沿った方向に形成されることで、バンク４０の製造容易性を確保しつつ、より効率的に光を表示面側に屈折させることができる。

バンク４０の第１層４１は、画素電極３０の上面と第１の角度θ１をなす第１側壁部４１ａを有する。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１では、第１側壁部４１ａは、平面で構成される。第１の角度θ１は、第１側壁部４１ａと画素電極３０が接する角度である。また、バンク４０の第２層４２は、画素電極３０の上面と第２の角度θ２をなす第２側壁部４２ａを有する。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１では、第２側壁部４２ａは、平面で構成される。第２の角度θ２は、第２側壁部４２ａの延長線と画素電極３０のなす角度である。なお、第１側壁部４１ａ及び第２側壁部４２ａは、曲面で構成されてもよく、その場合、第１側壁部４１ａの下端の接線と画素電極３０のなす角度で第１の角度θ１を定義し、第２側壁部４２ａの下端の接線と画素電極３０のなす角度で第２の角度θ２を定義してよい。

第１の角度θ１は、第２の角度θ２よりも大きい。このため、第２層４２と対向電極３２との界面が、より画素電極３０側に傾くこととなり、第２層４２と対向電極３２との界面において光が画素電極３０側に反射されることが少なくなる。そのため、光取り出し効率がより向上する。

第１側壁部４１ａと第２側壁部４２ａは、連続して設けられる。すなわち、第１側壁部４１ａと第２側壁部４２ａの間に段差が無く、第１側壁部４１ａと第２側壁部４２ａは、互いに連続的に移行するように形成される。そのため、第１層４１に入射した光が、第１層４１と第２層４２の界面を通過しない場合が少なく、光取り出し効率をより向上させることができる。

図６は、本発明の実施形態の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１の画素の断面図である。本変形例に係る有機ＥＬ表示装置１は、バンク４０が、第１層４１上に設けられた変形第２層４３を有する点で、図４に示した有機ＥＬ表示装置１と相違する。第１層４１を構成する材料の屈折率は、変形第２層４３を構成する材料の屈折率よりも小さい。変形第２層４３以外の構成について、変形例に係る有機ＥＬ表示装置１は、図４に示した有機ＥＬ表示装置１と同様の構成を有する。図６では、有機層３１から出射された光を矢印により模式的に示している。

バンク４０の第１層４１は、画素電極３０の上面と第１の角度θ１（図６において図示せず）をなす第１側壁部４１ａを有する。変形第２層４３は、画素電極３０の上面と第２の角度θ２（図６において図示せず）をなす変形第２側壁部４３ａを有する。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１では、変形第２側壁部４３ａは、平面で構成される。第２の角度θ２は、変形第２側壁部４３ａの延長線と画素電極３０のなす角度である。第１の角度θ１は、第２の角度θ２よりも大きい。そのため、変形第２層４３と対向電極３２との界面が、より画素電極３０側に傾くこととなり、変形第２層４３と対向電極３２との界面において光が画素電極３０側に反射されることが少なくなる。そのため、光取り出し効率がより向上する。

本変形例において、第１側壁部４１ａと第１層４１の上面は、連続して設けられ、変形第２層４３の側壁部である変形第２側壁部４３ａと第１層４１の上面は、連続して設けられる。すなわち、第１側壁部４１ａと変形第２側壁部４３ａの間には段差があり、第１側壁部４１ａと変形第２側壁部４３ａは、第１層４１の上面を介して接続するように形成される。変形第２層４３は、第１層４１の上面で規定される領域の内側に形成される。本変形例に係る有機ＥＬ表示装置１によれば、変形第２層４３を第１層４１に比べて小さくすることができ、第１層４１と異なる材料で形成される変形第２層４３の形成が容易となり、光取り出し効率を向上させつつ、製造容易な表示装置を得ることができる。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の実施形態及び変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものついては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１有機ＥＬ表示装置、２基板、３表示領域、４ＦＰＣ、５対向基板、１２映像信号駆動回路、１３走査信号駆動回路、１４走査信号線、１５映像信号線、１６電源線、２１第１絶縁膜、２２第２絶縁膜、２３第３絶縁膜、２４第４絶縁膜、２５平坦化膜、３０画素電極、３１有機層、３２対向電極、３３封止層、３４充填剤、３５対向基板、４０バンク、４１第１層、４１ａ第１側壁部、４２第２層、４２ａ第２側壁部、４３変形第２層、４３ａ変形第２側壁部。

Claims

絶縁表面上に形成された画素電極と、
前記画素電極の端部を覆うとともに、前記画素電極の上面を露出する開口部を有するバンクと、
前記開口部を覆うように形成され、発光層を含む有機層と、
前記有機層上及び前記バンク上に形成された対向電極と、を有し、
前記バンクは、前記画素電極の端部上及び前記絶縁表面上に設けられた第１層と、前記第１層上に設けられた第２層と、を有し、
前記第１層を構成する材料の屈折率は、前記第２層を構成する材料の屈折率よりも小さい、
表示装置。
前記第１層と前記第２層との界面は、前記画素電極の上面に沿った方向に形成される、
請求項１に記載の表示装置。
前記第１層は、前記画素電極の上面と第１の角度をなす第１側壁部を有し、
前記第２層は、前記画素電極の上面と第２の角度をなす第２側壁部を有し、
前記第１の角度は、前記第２の角度よりも大きい、
請求項１に記載の表示装置。
前記第１側壁部と前記第２側壁部は、連続して設けられる、
請求項３に記載の表示装置。
前記第１側壁部と前期第１層の上面は、連続して設けられ、
前記第２側壁部と前記第１層の上面は、連続して設けられる、
請求項３に記載の表示装置。
前記対向電極上に設けられた無機絶縁膜と、
前記無機絶縁膜上に設けられた有機絶縁膜と、をさらに有する、
請求項１に記載の表示装置。
前記無機絶縁膜を構成する材料の屈折率は、前記第１層を構成する材料の屈折率よりも大きい、
請求項６に記載の表示装置。
前記無機絶縁膜を構成する材料の屈折率は、前記第２層を構成する材料の屈折率よりも大きい、
請求項６に記載の表示装置。