JP2018181620A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】非発光領域を小さく(開口率を大きく)することを目的とする。【解決手段】表示装置は、複数の開口48を有し、複数の開口48をそれぞれ囲む複数の開口縁部50を有する絶縁層46と、複数の開口48から複数の開口縁部50の上にそれぞれが至る複数の画素電極52と、複数の画素電極52に連続的に載り、複数層からなり、少なくとも最下層を除く位置で複数の画素電極52のそれぞれに重なる発光層58を含むエレクトロルミネッセンス層54と、エレクトロルミネッセンス層54に載る対向電極62と、を有する。【選択図】図2

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は、発光層を含む有機膜を、画素電極(例えば陽極)と対向電極(例えば陰極)で挟み込んだ構造を有している。通常、有機膜が薄いため、隣同士の画素電極の間には、それぞれの画素電極の周縁に載るように、バンクと呼ばれる絶縁層が設けられている。これにより、有機膜の段切れを防止し、画素電極と対向電極との導通を防止している。ただし、発光層は、バンクと重なる領域では、発光層とも絶縁されるので発光しない。この領域は、非発光領域となる。
特開2015−53214号公報
近年、画素数の増加により、隣同士の画素が接近するようになってきた。そのため、連続する有機膜を伝わって電流がリークし、隣の画素が発光してしまうことがある。そこで、特許文献1には、隣同士の画素電極の間の領域の上方で、有機膜の導電率を低くすることで電流リークを防止することが開示されている。
一方で、高画質化のためには、非発光領域を小さくする(開口率を大きくする)ことが好ましいが、特許文献1には、そのための手段が開示されていない。非発光領域が大きい(開口率が小さい)と、輝度が低くなるか、あるいは、高電流で駆動しなければならないので寿命が短くなるという問題がある。
本発明は、非発光領域を小さく(開口率を大きく)することを目的とする。
本発明に係る表示装置は、複数の開口を有し、前記複数の開口をそれぞれ囲む複数の開口縁部を有する絶縁層と、前記複数の開口から前記複数の開口縁部の上にそれぞれが至る複数の画素電極と、前記複数の画素電極に連続的に載り、複数層からなり、少なくとも最下層を除く位置で前記複数の画素電極のそれぞれに重なる発光層を含むエレクトロルミネッセンス層と、前記エレクトロルミネッセンス層に載る対向電極と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、画素電極が絶縁層に載ることで非発光領域を小さく(開口率を大きく)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の平面図である。 図1に示す表示装置のIIで指す部分の一部を拡大した図である。 図2に示す表示装置のIII−III線断面を拡大して示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る表示装置の平面の一部を拡大した図である。 図4に示す表示装置のV−V線断面を拡大して示す図である。 本発明の第3の実施形態に係る表示装置の断面図である。 本発明の第4の実施形態に係る表示装置の断面図である。 本発明の第5の実施形態に係る表示装置の断面図である。 本発明の第6の実施形態に係る表示装置の断面図である。 本発明の第7の実施形態に係る表示装置の平面の一部を拡大した図である。 本発明の第8の実施形態に係る表示装置の平面の一部を拡大した図である。 本発明の第9の実施形態に係る表示装置の平面の一部を拡大した図である。
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。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
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。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
さらに、本発明の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る表示装置の平面図である。表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置である。表示装置は、例えば、赤、緑及び青からなる複数色の単位画素(サブピクセル)を組み合わせて、フルカラーの画素を形成し、フルカラーの画像を表示するようになっている。表示装置は、基板14上に設けられた表示領域DA、及び表示領域DAを囲む周辺領域PAを含む。周辺領域PAは表示領域DAの外側にある。基板14の周辺領域PAには、フレキシブルプリント基板10が接続されている。フレキシブルプリント基板10には、画像を表示するための素子を駆動するための集積回路チップ12が搭載される。集積回路チップ12は、基板14上に搭載されても良い。
図2は、図1に示す表示装置のIIで指す部分の一部を拡大した図である。この例では、フルカラーの画素は、赤のサブピクセルR、緑のサブピクセルG及び青のサブピクセルBから構成される。青のサブピクセルBは、比視感度が低いため、赤及び緑のサブピクセルR,Gよりも発光面積が大きくなっている。詳しくは、第1方向D1(図2の縦方向)に赤及び緑のサブピクセルR,Gが並び、第1方向D1に直交する第2方向D2(図2の横方向)に、赤及び緑のサブピクセルR,Gに並ぶように、青のサブピクセルBが配置されている。
図3は、図2に示す表示装置のIII−III線断面を拡大して示す図である。基板14は、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタラート等からなり、可撓性を有する。基板14には、基板14自体が含有する不純物に対するバリアとなる下地絶縁膜16が形成されている。下地絶縁膜16は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などであり、それらの積層構造であってもよい。
下地絶縁膜16の上には半導体層18が形成されている。半導体層18にソース電極20及びドレイン電極22が電気的に接続し、半導体層18を覆ってゲート絶縁膜24が形成されている。ゲート絶縁膜24の上にはゲート電極26が形成され、ゲート電極26を覆って層間絶縁層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26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並びにゲート絶縁膜24から、薄膜トランジスタ30の少なくとも一部が構成される。薄膜トランジスタ30は、表示領域DAに設けられる。薄膜トランジスタ30を覆うように平坦化層32が設けられている。平坦化層32は、ポリイミド樹脂や感光性アクリル樹脂等の有機材料によって形成する。
平坦化層32の上には、複数の単位画素(サブピクセル)にそれぞれ対応するように、複数の接続電極34が設けられている。接続電極34は、酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電膜から形成されており、平坦化層32を貫通するコンタクトホール36によって、層間絶縁層28の上でソース電極20及びドレイン電極22の一方に電気的に接続している。
図2に示すように、第1方向D1に並ぶ赤及び緑のサブピクセルR,Gの接続電極34は、第2方向D2に並び、それぞれ、対応するコンタクトホール36から反対方向に延びるようになっている。平坦化層32及び接続電極34を、SiNなどからなる無機絶縁膜38が覆っている。
無機絶縁膜38には、複数の下地電極40が載る。下地電極40は、複数層からなり、例えば、最上層及び最下層に酸化インジウムスズ(ITO)などからなる透明導電層42を含み、中間層に光反射層44を含む。最下層の透明導電層42が、無機絶縁膜38の貫通穴を介して接続電極34に接続している。
なお、ここではドレイン電極22と下地電極40との接続に、接続電極34を介しているが、平坦化層32及び無機絶縁膜38をドレイン電極22上の同じ位置で開口し、ドレイン電極22と下地電極44とを直接接続しても良い。
下地電極40の上に、ポリイミド樹脂やアクリル系樹脂などで絶縁層46が形成されている。絶縁層46は複数の開口48を有する。絶縁層46は、複数の下地電極40のそれぞれの周縁部に載り、開口48において、下地電極40の一部(例えば中央部)を露出させる。図2に示すように、輝度の低い青のサブピクセルBに対応する開口48は、赤及び緑のサブピクセルR,Gに対応する開口48よりも大きい。絶縁層46は、複数の開口48をそれぞれ囲む複数の開口縁部50を有する。絶縁層46によって、下地電極40の一部を囲むバンクが形成される。
複数の画素電極52が、それぞれ、複数の下地電極40に積層されている。画素電極52(例えば陽極)は、絶縁層46の開口48から開口縁部50の上に至るようになっている。すなわち、画素電極52は、平面視で絶縁層46の開口48よりも大きい。下地電極40の周縁部と画素電極52の周縁部との間に、絶縁層46の開口縁部50が介在する。画素電極52は、開口48で下地電極40に接合する。画素電極52は、開口48で下地電極40に導通し、絶縁層46に載るようになっている。画素電極52は、その表面が酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電膜となるように構成される。
本実施形態によれば、画素電極52が絶縁層46に載ることで発光領域を大きく、言い換えると、非発光領域を小さく(開口率を大きく)することができる。下地電極40は、画素電極52よりも厚い。そのため、画素電極52とその下にある絶縁層46との間に形成される段差は、下地電極40とその下にある無機絶縁膜38との間に形成される段差よりも小さい。画素電極52は、周縁部において先端になるほど薄くなっているので、さらに段差が小さい。この例では、画素電極52は、光反射層を含まない。
複数の画素電極52の上に有機エレクトロルミネッセンス層54が設けられている。有機エレクトロルミネッセンス層54は、複数の画素電極52に連続的に載っていても良い。上述したように、画素電極52とその下にある絶縁層46との間に形成される段差が比較的小さい。そのため、有機エレクトロルミネッセンス層54を蒸着又はスパッタリングで形成しても途切れることなく連続して形成することができる。
有機エレクトロルミネッセンス層54は、発光層58を含む複数層からなる。有機エレクトロルミネッセンス層54は、発光層58と画素電極52との間に、複数の画素電極52に連続的に載る第1キャリア注入輸送層56を含む。画素電極52が陽極であれば、第1キャリア注入輸送層56は、例えば正孔注入層あるいは正孔注入層及び正孔輸送層である。
有機エレクトロルミネッセンス層54は、少なくとも最下層を除く位置に、複数の画素電極52のそれぞれに重なる発光層58を含む。複数の発光層58は、複数の画素電極52それぞれに対応して分離して配置される。発光層58は、画素電極52ごとに別々に設けられ、各画素に対応して赤、緑又は青で発光する。各画素に対応する色はこれに限られず、例えば、黄又は白等でもよい。
発光層58は、複数の画素電極52の対応する1つの周縁からはみ出す。つまり、発光層58は、対応する画素電極52の上面全体を覆い、画素電極52の側端面も覆う。したがって、画素電極52の少なくとも上面全体が発光領域となる。なお、隣り合う一対の発光層58は、端部同士が重なっている。例えば、赤、緑及び青のサブピクセルBに対応する発光層58の隣同士が端部において重なっている。あるいは、隣り合う一対の発光層58は、端部同士が重ならずに接触していてもよいし、端部同士の間に間隔があいていてもよい。
有機エレクトロルミネッセンス層54は、発光層58と対向電極58との間に、第2キャリア注入輸送層60を有する。対向電極62が陰極であれば、第2キャリア注入輸送層60は、電子注入層あるいは電子注入層及び電子輸送層である。有機エレクトロルミネッセンス層54を構成する層のうち発光層58を除く層(第1キャリア注入輸送層56及び第2キャリア注入輸送層60)は、表示領域DA(図1参照)を覆う全面に、複数の画素に亘るように形成される。有機エレクトロルミネッセンス層54は絶縁層46上でも連続する。
有機エレクトロルミネッセンス層54の上には、対向電極62(例えば陰極)が設けられている。複数の画素電極52に対向して、1つの連続する対向電極62が設けられている。対向電極62は、バンクとなる絶縁層46の上方にも配置される。有機エレクトロルミネッセンス層54並びにこれを挟む複数の画素電極52及び対向電極62が、複数の発光素子64を構成する。有機エレクトロルミネッセンス層54は、画素電極52及び対向電極62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。
対向電極62は、酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電膜から形成されている。発光素子64で生じた光は、対向電極62を通過する一方で、下地電極40が有する光反射層44で反射される。光反射層44の端部が絶縁層46の下にあるので、絶縁層46を透過した光も下地電極40(光反射層44)で反射される。これにより、光の利用効率を向上させることができる。
対向電極62上には、封止膜66が設けられる。複数の発光素子64は、封止膜66によって封止され、水分から遮断されている。封止膜66は、窒化ケイ素などからなる一対の無機層の間に、樹脂などからなる少なくとも一層の有機層を挟む構造であってもよい。封止膜66は、表示領域DA(図1参照)を覆う。封止膜66には、粘着層68を介して、例えばガラスからなる対向基板70が積層されている。
[第2の実施形態]
図4は、本発明の第2の実施形態に係る表示装置の平面の一部を拡大した図である。図5は、図4に示す表示装置のV−V線断面を拡大して示す図である。本実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス層254は、他の部分よりも導電率の低い低導電部272を有する。低導電部272は、複数の画素電極252のうち隣同士の一対の画素電極252の間にある。低導電部272は、複数の画素電極252のそれぞれの少なくとも中央部を途切れなく囲む。
複数の画素電極252は、複数色にそれぞれ対応する複数グループに分けられる。発光層258は、複数グループのいずれかに対応した色の光を出射するよう構成されている。詳しくは、第1の実施形態で説明したとおりである。低導電部272は、異なるグループに属して隣り合う一対の画素電極252の間に位置する。発光層258は、隣同士の一対の画素電極252の間に、低導電部272に含まれる部分を有する。
低導電部272があることで、有機エレクトロルミネッセンス層254の拡がり方向にキャリア(電子又は正孔)が流れにくくなる。低導電部272は、絶縁層246の上にあるので、絶縁層246の上方で有機エレクトロルミネッセンス層254の拡がり方向へのキャリアの流れが妨げられる。
本実施形態によれば、有機エレクトロルミネッセンス層254の有機エレクトロルミネッセンス層254は、隣同士の画素電極252の間の領域の上方で、導電率が低くなっているので、隣同士の画素間での電流リークを防止することができる。したがって、電流を流した画素の隣の画素が発光しないようになっている。
有機エレクトロルミネッセンス層254は、蒸着又はスパッタリングによって形成する。そして、有機エレクトロルミネッセンス層254にエネルギー線(紫外線、電子線、赤外線など)を照射する。エネルギー線は、隣同士の画素電極252の間の領域に照射する。エネルギー線の照射によって、有機エレクトロルミネッセンス層254の導電率を低下させる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス層254に低導電部272を形成する。
続いて、有機エレクトロルミネッセンス層254の上に対向電極262を形成する。対向電極262は、有機エレクトロルミネッセンス層254にエネルギー線を照射した後に形成する。対向電極262の形成前にエネルギー線を照射するので、その照射エネルギーの損失が少ない。本実施形態のその他の内容は、第1の実施形態で説明した内容が該当する。
[第3の実施形態]
図6は、本発明の第3の実施形態に係る表示装置の断面図である。本実施形態は、画素電極352が光反射層344Aを含む点で、図5に示す第2の実施形態と異なる。
光反射層344Aは、絶縁層346の開口348と重なる領域を避けて開口縁部350に載る。画素電極352は、さらに、酸化インジウムスズ(ITO)などからなる透明導電層342を含む。光反射層344Aは、透明導電層342の下にあり、発光素子364で生じた光は透明導電層342を通過し、絶縁層346の上では光反射層344Aで反射する。つまり、光は、絶縁層346を透過せずに反射するので減衰が少なくなる。開口348で、透明導電層342が下地電極340に接合している。下地電極340も光反射層344Bを含む。本実施形態のその他の内容は、第2の実施形態で説明した内容が該当する。
[第4の実施形態]
図7は、本発明の第4の実施形態に係る表示装置の断面図である。本実施形態は、下地電極440が、最上層に光反射層444を含む点で、図6に示す第3の実施形態と異なる。画素電極452の透明導電層442が、絶縁層446の開口448で下地電極440の光反射層444に接合している。本実施形態のその他の内容は、第3の実施形態で説明した内容が該当する。
[第5の実施形態]
図8は、本発明の第5の実施形態に係る表示装置の断面図である。本実施形態では、画素電極552が光反射層を有しない点で、図7に示す第4の実施形態と異なる。本実施形態のその他の内容は、第4の実施形態で説明した内容が該当する。
[第6の実施形態]
図9は、本発明の第6の実施形態に係る表示装置の断面図である。本実施形態では、下地電極640が光反射層を有しない。下地電極640は、全体が酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電膜からなる。また、画素電極652は、有機エレクトロルミネッセンス層654に接触する最上層に透明導電層642を有し、最上層を除く層に光反射層644を有する。光反射層644は、絶縁層646の開口648から開口縁部650に至るように設けられており、発光素子664で生じた光が画素電極652(光反射層644)で反射するようになっている。本実施形態のその他の内容は、第2の実施形態で説明した内容が該当する。
[第7の実施形態]
図10は、本発明の第7の実施形態に係る表示装置の平面の一部を拡大した図である。本実施形態は、単位画素(サブピクセル)の配列が、図2に示す第1の実施形態と異なる。本実施形態では、赤のサブピクセルR、緑のサブピクセルG及び青のサブピクセルBが同等の大きさになっている。同じ色のサブピクセルが第1方向D1(図10の縦方向)に並び、異なる色のサブピクセルが第2方向D2(図2の横方向)に並ぶ。本実施形態のその他の内容は、第1の実施形態で説明した内容が該当する。
[第8の実施形態]
図11は、本発明の第8の実施形態に係る表示装置の平面の一部を拡大した図である。本実施形態は、有機エレクトロルミネッセンス層が低導電部872を有する点で、図10に示す第7の実施形態と異なる。低導電部872は、第2の実施形態で説明した内容が該当する。
複数の画素電極852は、複数色にそれぞれ対応する複数グループに分けられる。発光層は、複数グループのいずれかに対応した色の光を出射するよう構成されている。低導電部872は、異なるグループに属して隣り合う一対の画素電極852の間に位置する。本実施形態のその他の内容は、第7の実施形態で説明した内容が該当する。
[第9の実施形態]
図12は、本発明の第9の実施形態に係る表示装置の平面の一部を拡大した図である。本実施形態は、低導電部972が複数の画素電極952のそれぞれの少なくとも中央部を途切れなく囲む点で、図11に示す第8の実施形態と異なる。本実施形態のその他の内容は、第8の実施形態で説明した内容が該当する。
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 フレキシブルプリント基板、12 集積回路チップ、14 基板、16 下地絶縁膜、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 層間絶縁層、30 薄膜トランジスタ、32 平坦化層、34 接続電極、36 コンタクトホール、38 無機絶縁膜、40 下地電極、42 透明導電層、44 光反射層、46 絶縁層、48 開口、50 開口縁部、52 画素電極、54 有機エレクトロルミネッセンス層、56 第1キャリア注入輸送層、58 発光層、60 第2キャリア注入輸送層、62 対向電極、64 発光素子、66 封止膜、68 粘着層、70 対向基板、246 絶縁層、252 画素電極、254 有機エレクトロルミネッセンス層、258 発光層、262 対向電極、272 低導電部、340 下地電極、342 透明導電層、344A 光反射層、344B 光反射層、346 絶縁層、348 開口、350 開口縁部、352 画素電極、364 発光素子、440 下地電極、442 透明導電層、444 光反射層、446 絶縁層、448 開口、452 画素電極、552 画素電極、640 下地電極、642 透明導電層、644 光反射層、646 絶縁層、648 開口、650 開口縁部、652 画素電極、654 有機エレクトロルミネッセンス層、664 発光素子、852 画素電極、872 低導電部、952 画素電極、972 低導電部、B 青のサブピクセル、D1 第1方向、D2 第2方向、DA 表示領域、G 緑のサブピクセル、PA 周辺領域、R 赤のサブピクセル。

Claims (15)

  1. 複数の開口を有し、前記複数の開口をそれぞれ囲む複数の開口縁部を有する絶縁層と、
    前記複数の開口から前記複数の開口縁部の上にそれぞれが至る複数の画素電極と、
    前記複数の画素電極に連続的に載り、複数層からなり、少なくとも最下層を除く位置で前記複数の画素電極のそれぞれに重なる発光層を含むエレクトロルミネッセンス層と、
    前記エレクトロルミネッセンス層に載る対向電極と、
    を有することを特徴とする表示装置。
  2. 請求項1に記載された表示装置において、
    前記複数の画素電極及び前記絶縁層の下に複数の下地電極をさらに有し、
    前記複数の下地電極は、それぞれ、前記複数の開口で前記複数の画素電極に接合し、
    前記複数の下地電極のそれぞれの周縁部と、前記複数の画素電極のそれぞれの周縁部との間に、前記絶縁層の前記複数の開口縁部の対応する1つが介在することを特徴とする表示装置。
  3. 請求項2に記載された表示装置において、
    前記複数の下地電極は、前記複数の画素電極よりも厚いことを特徴とする表示装置。
  4. 請求項2又は3に記載された表示装置において、
    前記複数の画素電極のそれぞれ及び前記複数の下地電極のそれぞれの少なくとも一方は、光反射層を含むことを特徴とする表示装置。
  5. 請求項4に記載された表示装置において、
    前記複数の下地電極は、前記光反射層を含み、
    前記複数の画素電極は、前記光反射層を含まないことを特徴とする表示装置。
  6. 請求項4に記載された表示装置において、
    前記複数の下地電極は、前記光反射層を含み、
    前記複数の画素電極は、前記複数の開口と重なる領域を避けて、前記光反射層を含むことを特徴とする表示装置。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載された表示装置において、
    前記複数の画素電極のそれぞれは、前記周縁部において先端になるほど薄くなっていることを特徴とする表示装置。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載された表示装置において、
    前記エレクトロルミネッセンス層の前記最下層は、前記複数の画素電極に連続的に載るキャリア注入輸送層であることを特徴とする表示装置。
  9. 請求項1から8のいずれか1項に記載された表示装置において、
    前記発光層は、前記複数の画素電極の対応する1つの周縁からはみ出すことを特徴とする表示装置。
  10. 請求項1から9のいずれか1項に記載された表示装置において、
    前記発光層は、前記複数の画素電極のそれぞれに対応して、分離して配置されることを特徴とする表示装置。
  11. 請求項10に記載された表示装置において、
    隣り合う一対の前記発光層は、端部同士が重なることを特徴とする表示装置。
  12. 請求項1から11のいずれか1項に記載された表示装置において、
    前記エレクトロルミネッセンス層は、前記複数の画素電極のうち隣同士の一対の画素電極の間に、他の部分よりも導電率の低い低導電部を有することを特徴とする表示装置。
  13. 請求項12に記載された表示装置において、
    前記発光層は、隣同士の一対の画素電極の間に、前記低導電部に含まれる部分を有することを特徴とする表示装置。
  14. 請求項12又は13に記載された表示装置において、
    前記低導電部は、前記複数の画素電極のそれぞれの少なくとも中央部を途切れなく囲むことを特徴とする表示装置。
  15. 請求項12から14のいずれか1項に記載された表示装置において、
    前記複数の画素電極は、複数色にそれぞれ対応する複数グループに分けられ、
    前記発光層は、前記複数グループのいずれかに対応した色の光を出射するよう構成され、
    前記低導電部は、異なるグループに属して隣り合う一対の前記画素電極の間に位置することを特徴とする表示装置。
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