JP2019047056A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光層における蛍光発光効率の更なる向上を図ることを目的とする。【解決手段】本開示に係る表示装置は、基板と、前記基板の上方に画素毎に設けられた第１下部電極と、前記第１下部電極の上方に設けられた第１有機層と、前記第１有機層内において前記画素毎に設けられ、励起三重項状態の発光材料を含む第１発光層と、前記第１有機層の上方に設けられた上部電極と、を含む第１有機発光ダイオードと、前記第１発光層に熱を供給し、前記励起三重項状態の前記発光材料が、励起一重項状態に逆系間交差されるのを促進する発熱部材と、を含む。【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（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）表示装置などのフラットパネルディスプレイは、基板上に薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）や有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）などが形成された表示パネルを有する。

下記特許文献１においては、熱活性型の蛍光遅延材料、即ち熱活性化遅延蛍光（TADF：thermally activated delayed fluorescence）材料を、有機ＥＬ表示装置の発光層に用いることが開示されている。

特開２０１３−１１６９７５号公報

しかし、上記従来の構成においては、発光層における蛍光発光効率の更なる向上が課題となっていた。即ち、発光層に用いられる熱活性化遅延蛍光材料等の発光材料が、励起三重項状態へと遷移した後、励起一重項状態に逆系間交差される効率の更なる向上が課題となっていた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、発光層における蛍光発光効率の更なる向上を図ることを目的とする。

（１）本開示に係る表示装置は、基板と、前記基板の上方に画素毎に設けられた第１下部電極と、前記第１下部電極の上方に設けられた第１有機層と、前記第１有機層内において前記画素毎に設けられ、励起三重項状態の発光材料を含む第１発光層と、前記第１有機層の上方に設けられた上部電極と、を含む第１有機発光ダイオードと、前記第１発光層に熱を供給し、前記励起三重項状態の前記発光材料が、励起一重項状態に逆系間交差されるのを促進する発熱部材と、を含む。

（２）上記（１）における表示装置において、前記発熱部材は、前記第１有機発光ダイオードが配置されたサブ発光画素に設けられた熱源抵抗であり、前記熱源抵抗の一端は、前記熱源抵抗の前記一端の電位を制御する第１の熱源電源線制御回路に接続され、前記熱源抵抗の他端は、前記第１有機発光ダイオードのカソードに接続された構成としてもよい。

（３）上記（２）における表示装置において、前記第１の熱源電源線制御回路は、前記第１発光層に熱を供給する際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、前記第１有機発光ダイオードのカソードの電位と異なる電位となるよう制御する構成としてもよい。

（４）上記（３）における表示装置において、前記第１の熱源電源線制御回路は、前記第１発光層に熱を供給しない際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、前記第１有機発光ダイオードのカソードの電位と同電位となるよう制御する構成としてもよい。

（５）上記（１）における表示装置において、前記発熱部材は、前記第１有機発光ダイオードが配置されたサブ発光画素に設けられた熱源抵抗であり、前記熱源抵抗の一端は、前記熱源抵抗の前記一端の電位を制御する第１の熱源電源線制御回路に接続され、前記熱源抵抗の他端は、接地電位に固定された構成としてもよい。

（６）上記（５）における表示装置において、前記第１の熱源電源線制御回路は、前記第１発光層に熱を供給する際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、接地電位と異なる電位となるよう制御する構成としてもよい。

（７）上記（６）における表示装置において、前記第１の熱源電源線制御回路は、前記第１発光層に熱を供給しない際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、接地電位となるよう制御する構成としてもよい。

（８）上記（２）〜（７）における表示装置において、前記第１の熱源電源線制御回路は、前記サブ発光画素の画素列ごとに設けられた映像信号線に接続された映像線駆動回路に含まれた構成としてもよい。

（９）上記（１）における表示装置において、前記発熱部材は、前記第１有機発光ダイオードが配置されたサブ発光画素に設けられた熱源抵抗であり、前記熱源抵抗の一端は、前記熱源抵抗の前記一端の電位を制御する第１の熱源電源線制御回路に接続され、前記熱源抵抗の他端は、前記熱源抵抗の前記他端の電位を制御する第２の熱源電源線制御回路に接続された構成としてもよい。

（１０）上記（９）における表示装置において、前記第１の熱源電源線制御回路は、前記第１発光層に熱を供給する際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、前記熱源抵抗の前記他端と異なる電位となるよう制御する構成としてもよい。

（１１）上記（１０）における表示装置において、前記第１の熱源電源線制御回路は、前記第１発光層に熱を供給しない際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、前記熱源抵抗の前記他端と同電位となるよう制御する構成としてもよい。

（１２）上記（９）における表示装置において、前記第２の熱源電源線制御回路は、前記第１発光層に熱を供給する際には、前記熱源抵抗の前記他端の電位が、前記熱源抵抗の前記一端と異なる電位となるよう制御する構成としてもよい。

（１３）上記（１２）における表示装置において、前記第２の熱源電源線制御回路は、前記第１発光層に熱を供給しない際には、前記熱源抵抗の前記他端の電位が、前記熱源抵抗の前記一端と同電位となるよう制御する構成としてもよい。

（１４）上記（９）〜（１３）における表示装置において、前記第１の熱源電源線制御回路は、前記サブ発光画素の画素列ごとに設けられた映像信号線に接続された映像線駆動回路に含まれ、前記第２の熱源電源線制御回路は、前記サブ発光画素の画素行ごとに設けられた走査信号線に接続された走査線駆動回路に含まれた構成としてもよい。

（１５）上記（１）〜（１４）における表示装置において、前記第１発光層は、熱活性化遅延蛍光材料を含む構成としてもよい。

（１６）上記（１５）における表示装置において、前記基板の上方に画素毎に設けられた第２下部電極と、前記第２下部電極の上方に設けられた第２有機層と、前記第２有機層内において前記画素毎に設けられ、前記熱活性化遅延蛍光材料を含まない第２発光層と、前記第２有機層の上方に設けられた前記上部電極と、を含む第２有機発光ダイオードを更に含み、前記第１有機発光ダイオードが配置された第１のサブ発光画素には、前記発熱部材が設けられ、前記第２有機発光ダイオードが配置された第２のサブ発光画素には、前記発熱部材が設けられていない構成としてもよい。

（１７）上記（１）〜（１６）における表示装置において、前記第１発光層の発光色は、青色である構成としてもよい。

（１８）上記（１６）〜（１７）における表示装置において、前記第２発光層の発光色は、赤色又は緑色である構成としてもよい。

図１は、本実施形態に係る表示装置の概略の構成を示す模式図である。 図２は、本実施形態に係る表示装置の画素マトリクス回路の概略を示す模式図である。 図３は、図２に示したサブ発光画素の回路構成を示す模式図である。 図４は、図２に示したサブ発光画素の回路構成を他の実施例を示す模式図である。 図５は、本実施形態に係る表示装置の画素マトリクス回路の他の実施例を示す模式図である。 図６は、本実施形態に係る表示装置における表示パネルの模式的な平面図である。 図７は、図６に示すVII−VII線に沿った位置での表示パネルの模式的な垂直断面図である。 図８は、図６に示すVII−VII線に沿った位置での表示パネルの模式的な垂直断面図である。

［第１の実施形態］
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

なお、本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。

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」、「上方に」、「下に」、「下方に」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。

本実施形態に係る表示装置２は、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置であり、テレビ、パソコン、携帯端末、携帯電話等に搭載される。図１は本実施形態に係る表示装置２の概略の構成を示す模式図である。表示装置２は、画像を表示する画素アレイ部４と、当該画素アレイ部４を駆動する駆動部とを備える。表示装置２は、ガラスなどからなる基材を有していてもよい。表示装置２は、可撓性を有するフレキシブルディスプレイであってもよく、その場合は可撓性を有した樹脂フィルムなどからなる基材を有していてもよい。表示装置２は、当該基材の内部又は上方に設けられた配線と、を含む配線層を有する。

画素アレイ部４には画素に対応して有機発光ダイオード６及び画素回路８がマトリクス状に配置される。画素回路８は、点灯ＴＦＴ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１０、駆動ＴＦＴ１２、及びキャパシタ１４などを含む。

一方、駆動部は、走査線駆動回路２０、映像線駆動回路２２、駆動電源回路２４及び制御装置２６を含み、画素回路８を駆動し、有機発光ダイオード６の発光を制御する。

走査線駆動回路２０は画素の水平方向の並び（画素行）ごとに設けられた走査信号線２８に接続されている。走査線駆動回路２０は制御装置２６から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線２８を順番に選択し、選択した走査信号線２８に、点灯ＴＦＴ１０をオンする電圧を印加する。

映像線駆動回路２２は画素の垂直方向の並び（画素列）ごとに設けられた映像信号線３０に接続されている。映像線駆動回路２２は制御装置２６から映像信号を入力され、走査線駆動回路２０による走査信号線２８の選択に合わせて、選択された画素行の映像信号に応じた電圧を各映像信号線３０に出力する。当該電圧は、選択された画素行にて点灯ＴＦＴ１０を介してキャパシタ１４に書き込まれる。駆動ＴＦＴ１２は書き込まれた電圧に応じた電流を有機発光ダイオード６に供給し、これにより、選択された走査信号線２８に対応する画素の有機発光ダイオード６が発光する。

駆動電源回路２４は画素列ごとに設けられた駆動電源線３２に接続され、駆動電源線３２及び選択された画素行の駆動ＴＦＴ１２を介して有機発光ダイオード６に電流を供給する。

ここで、有機発光ダイオード６の下部電極は駆動ＴＦＴ１２に接続される。一方、各有機発光ダイオード６の上部電極は、全画素の有機発光ダイオード６に共通の電極で構成される。下部電極を陽極（アノード）として構成する場合は、高電位が入力され、上部電極は陰極（カソード）となって低電位が入力される。下部電極を陰極（カソード）として構成する場合は、低電位が入力され、上部電極は陽極（アノード）となって高電位が入力される。

図２は本実施形態に係る表示装置２の画素マトリクス回路の概略を示す模式図である。図２に示す例においては、図面を単純化するために、図１に示した画素回路８を、赤色発光のサブ発光画素３６Ｒ、緑色発光のサブ発光画素３６Ｇ、及び青色発光のサブ発光画素３６Ｂを用いて図示している。また、図１に示した制御装置２６、及び駆動電源回路２４を省略して図示している。

図２に示す例においては、映像線駆動回路２２が第１の熱源電源線制御回路を含み、映像線駆動回路２２が、映像信号線３０のみならず第１の熱源電源線３４にも接続されている。即ち、第１の熱源電源線制御回路を含む映像線駆動回路２２が、第１の熱源電源線３４に印加する電圧を制御する。本実施例においては、第１の熱源電源線３４が、赤色発光のサブ発光画素３６Ｒ、緑色発光のサブ発光画素３６Ｇ、及び青色発光のサブ発光画素３６Ｂの其々に接続されており、各サブ発光画素に熱を供給する役割を担う。

図３は、図２に示したサブ発光画素の回路構成を示す模式図である。図１を用いて上述した通り、走査線駆動回路２０は、走査信号線２８に接続されており、制御装置２６から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線２８を順番に選択し、選択した走査信号線２８に、点灯ＴＦＴ１０をオンする電圧を印加する。また、映像線駆動回路２２は、映像信号線３０に接続されており、制御装置２６から映像信号を入力され、走査線駆動回路２０による走査信号線２８の選択に合わせて、選択された画素行の映像信号に応じた電圧を各映像信号線３０に出力する。当該電圧は点灯ＴＦＴ１０を介してキャパシタ１４に書き込まれる。駆動ＴＦＴ１２は書き込まれた電圧に応じた電流を有機発光ダイオード６に供給し、選択された走査信号線２８に対応する画素の有機発光ダイオード６が発光する。

更に、本実施形態においては、映像線駆動回路２２に接続された第１の熱源電源線３４が、画素の垂直方向の並び（画素列）ごとに設けられている。第１の熱源電源線３４は、有機発光ダイオード６、点灯ＴＦＴ１０、駆動ＴＦＴ１２、及びキャパシタ１４と、直接的には接続されておらず、本実施形態における発熱部材である熱源抵抗１６の一端に接続されている。熱源抵抗１６は有機発光ダイオード６の近傍に配置される。熱源抵抗１６の他端は接地電位に固定するか、有機発光ダイオード６のカソードに接続する構成としてもよい。本実施形態においては、有機発光ダイオード６のカソードに熱源抵抗１６の他端が接続された構成を例に挙げて説明する。

熱源抵抗１６は、ポリシリコン膜、有機発光ダイオード６よりも抵抗値が低くなるように不純物ドープされた有機材料や、導電性高分子材料等により構成することができる。

映像線駆動回路２２に含まれた第１の熱源電源線制御回路から、第１の熱源電源線３４に、有機発光ダイオード６のカソードと異なる電圧が印加されることにより、熱源抵抗１６が発熱する。即ち、第１の熱源電源線制御回路が、熱源抵抗１６の一端の電位を、有機発光ダイオード６のカソードの電位と異なる電位に制御することにより、有機発光ダイオード６の発光層に熱を供給することができる。なお、熱源抵抗１６の他端を接地電位に固定している場合は、第１の熱源電源制御回路が、熱源抵抗１６の一端の電位を、接地電位と異なる電位に制御する。

有機発光ダイオード６の発光層に熱を供給する必要がない場合、即ちサブ発光画素に熱を供給する必要がない場合には、第１の熱源電源線制御回路は、第１の熱源電源線３４に、有機発光ダイオード６のカソードと同電位の電圧を印加する。即ち、熱源抵抗１６の一端の電位を、有機発光ダイオード６のカソードの電位と同電位に制御する。なお、熱源抵抗１６の他端を接地電位に工程している場合は、第１の熱源電源制御回路が、熱源抵抗１６の一端の電位を、接地電位に制御する。

なお、第１の熱源電源線３４に印加する電圧は、外部からの要求に応じて多段階に設定できるようにしてもよい。

このように、第１の熱源電源線３４に印加する電圧を制御することにより、有機発光ダイオード６に熱を加えることが可能となり、その結果として、発光層に用いられる熱活性化遅延蛍光材料等の発光材料が、励起三重項状態へと遷移した後、励起一重項状態に逆系間交差される効率を向上させることが可能となる。即ち、発熱部材である熱源抵抗１６により発せられた熱が、励起三重項状態の発光材料を励起一重項状態に逆系間交差されるのを促進することにより、有機発光ダイオード６に含まれた発光層における蛍光発光効率を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、映像線駆動回路２２が第１の熱源電源線制御回路を含み、映像線駆動回路２２が、第１の熱源電源線３４に電圧を印加する構成を例に挙げて説明したが、映像線駆動回路２２とは別に、第１の熱源電源線３４を制御する第１の熱源電源線制御回路を設ける構成としてもよい。

図４は、サブ発光画素の回路構成を他の実施例を示す模式図である。図４に示す例においては、画素の垂直方向の並び（画素列）ごとに設けられた第１の熱源電源線３４のみならず、画素の水平方向の並び（画素行）ごとに設けられた第２の熱源電源線３５を備えている。第２の熱源電源線３５は第２の熱源電源線制御回路に接続されており、第２の熱源電源線制御回路が第２の熱源電源線３５に印加する電圧を制御している。

そして、サブ発光画素は、第１の熱源電源線３４と第２の熱源電源線３５に接続された熱源抵抗１７を有している。熱源抵抗１７の一端は第１の熱源電源線３４に接続されており、熱源抵抗１７の他端は第２の熱源電源線３５に接続されている。

本実施例における熱源抵抗１７は、不純物ドープされた低温多結晶シリコン薄膜や、その他の導体により構成することができる。

第１の熱源電源線３４と第２の熱源電源線３５の其々に印加する電圧を異ならせることにより、熱源抵抗１６を発熱させることができる。即ち、第１の熱源電源線制御回路が、第１の熱源電源線３４を介して、熱源抵抗１７の一端の電位を、第２の熱源電源線制御回路に接続された熱源抵抗１７の他端と異なる電位に制御することにより、有機発光ダイオード６の発光層に熱を供給することができる。あるいは、第２の熱源電源線制御回路が、第２の熱源電源線３５を介して、熱源抵抗１７の他端の電位を、第１の熱源電源線制御回路に接続された熱源抵抗１７の一端と異なる電位に制御することにより、有機発光ダイオード６の発光層に熱を供給することができる。

有機発光ダイオード６の発光層に熱を供給する必要がない場合、即ち、サブ発光画素に熱を供給する必要がない場合には、第１の熱源電源線３４と第２の熱源電源線３５の双方に同電位の電圧を印加する。即ち、第１の熱源電源線制御回路が、第１の熱源電源線３４を介して、熱源抵抗１７の一端の電位を、第２の熱源電源線制御回路に接続された熱源抵抗１７の他端と同電位になるよう制御する。あるいは、第２の熱源電源線制御回路が、第２の熱源電源線３５を介して、熱源抵抗１６の他端の電位を、第１の熱源電源線制御回路に接続された熱源抵抗１７の一端と同電位になるよう制御する。

なお、第１の熱源電源線３４、及び第２の熱源電源線３５に印加する電圧は、外部からの要求に応じて多段階に設定できるようにしてもよい。第１の熱源電源線３４と第２の熱源電源線３５との駆動を入れ替えることも可能であり、また、一方を接地電位等に固定することも可能である。

なお、走査線駆動回路２０や映像線駆動回路２２が第２の熱源電源線制御回路を含む構成としてもよく、その場合、第２の熱源電源線３５の制御は、走査線駆動回路２０や映像線駆動回路２２などが行う。また、第２の熱源電源線３５を制御する第２の熱源電源線制御回路を別途設ける構成としてもよい。

このように、第１の熱源電源線３４に印加する電圧、及び第２の熱源電源線３５に印加する電圧の内の少なくとも一方を制御することにより、有機発光ダイオード６に熱を加えることが可能となり、その結果として、発光層に用いられる熱活性化遅延蛍光材料等の発光材料が、励起三重項状態へと遷移した後、励起一重項状態に逆系間交差される効率を向上させることが可能となる。即ち、発熱部材である熱源抵抗１７により発せられた熱が、励起三重項状態の発光材料を励起一重項状態に逆系間交差されるのを促進することにより、有機発光ダイオード６に含まれた発光層における蛍光発光効率を向上させることができ。また低温下では、発光素子の応答速度がエネルギー変換に律速されるため、残像が発生しやすい。本構成は、残像発生による不具合の発生を抑制することができる。

図５は本実施形態に係る表示装置２の画素マトリクス回路の他の実施例を示す模式図である。図５に示す例においては、第１の熱源電源線３４を、青色発光のサブ発光画素３６Ｂの画素列のみに設ける構成としている。この構成は、例えば青色発光の有機発光ダイオード６の発光層に、低温下で残像が生じやすい熱活性化遅延蛍光（TADF：thermally activated delayed fluorescence）材料を用い、赤色、及び緑色発光の有機発光ダイオード６には燐光素子を用いるような場合に有効である。以下、その理由について説明する。

まず、熱を供給する必要がない赤色発光のサブ発光画素３６Ｒ、緑色発光のサブ発光画素３６Ｇに第１の熱源電源線３４を設けない構成とすることにより、第１の熱源電源線３４の本数を減らすことができるため、画素回路８の構成を簡略化することができ、生産性向上に有利である。

また、赤色発光のサブ発光画素３６Ｒ、及び緑色発光のサブ発光画素３６Ｇを不必要に加熱することがないため、消費電力を抑えることができる。

更に、熱活性型材料を含まない燐光素子である赤色、及び緑色発光の有機発光ダイオード６に熱が伝達されるのを抑制することで、赤色、及び緑色発光の有機発光ダイオード６の寿命が短くなるのを抑制することができる。

図６は表示装置２の表示パネル４０の模式的な平面図である。表示パネル４０の表示領域４２に図１に示した画素アレイ部４が設けられ、上述したように画素アレイ部４には有機発光ダイオード６が配列される。

表示パネル４０には表示領域４２外に駆動部形成領域４６が設けられ、表示領域４２につながる配線が配置される。さらに駆動部形成領域４６には駆動部を構成するドライバＩＣ４８が搭載されたり、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）４４が接続されたりする。ＦＰＣ４４は走査線駆動回路２０、映像線駆動回路２２、駆動電源回路２４及び制御装置２６等に接続されたり、その上にＩＣを搭載されたりする。

以下、図７を用いて、本実施形態における一つの実施例について説明する。図７は図６に示すVII−VII線に沿った位置での表示パネル４０の模式的な垂直断面図である。

図７に示すように、本実施形態の表示パネル４０は、アレイ基板５０を有する。本実施形態においては、アレイ基板５０を構成する材料としてポリイミドを用いている。ただし、シートディスプレイとして十分な可撓性を有する基材であれば、アレイ基板５０を構成する材料として、他の樹脂材料を用いてもよい。

アレイ基板５０の上方には、アンダーコート層として、第１シリコン酸化膜５４、第１シリコン窒化膜５６、第２シリコン酸化膜５８を含む三層積層構造を設けている。最下層の第１シリコン酸化膜５４は、アレイ基板５０との密着性向上のため、中層の第１シリコン窒化膜５６は、外部からの水分及び不純物のブロック膜として、最上層の第２シリコン酸化膜５８は、第１シリコン窒化膜５６中に含有される水素原子が半導体層側に拡散しないようにするブロック膜として、それぞれ設けられる。なお、アンダーコート層は、特にこの構造に限定されるものではなく、更なる積層を有する構造であってもよいし、単層構造あるいは二層以上の積層構造としてもよい。

アンダーコート層の上方には、上述した熱源抵抗１６（又は熱源抵抗１７）を設けている。なお、この図７に示す実施例においては、熱源抵抗１６（又は熱源抵抗１７）をアンダーコート層の上面に設ける構成を例示しているが、熱源抵抗１６（又は熱源抵抗１７）の配置場所は、複数のアンダーコート層の層間や、アンダーコート層の下方であってもよい。また、後述する平坦化膜７２を複数層で構成し、複数層の平坦化膜７２の層間に配置する構成としてもよい。

この熱源抵抗１６（又は熱源抵抗１７）は、平面視において、後述する第１発光層１０４Ｂと重畳するように配置している。このような構成とすることにより、第１有機発光ダイオード６Ｂにおける第１発光層１０４Ｂに熱を加えることが可能となり、その結果として、第１発光層１０４Ｂに用いられる熱活性化遅延蛍光材料等の発光材料が、励起三重項状態へと遷移した後、励起一重項状態に逆系間交差される効率を向上させることが可能となる。即ち、発熱部材である熱源抵抗１６（又は熱源抵抗１７）により発せられた熱が、励起三重項状態の発光材料を励起一重項状態に逆系間交差されるのを促進することにより、第１有機発光ダイオード６Ｂに含まれた発光層における蛍光発光効率を向上させることができる。

また、アンダーコート層の上方には、第１駆動ＴＦＴ１２Ａ、第２駆動ＴＦＴ１２Ｂ、第３駆動ＴＦＴ１２Ｃが設けられる。各駆動ＴＦＴ１２は、チャネル領域とソース・ドレイン領域との間に、低濃度不純物領域が設けられた構造を有する。本実施形態においては、ゲート絶縁膜６０としてシリコン酸化膜を用い、ゲート電極としてＴｉ、Ａｌの積層構造からなる第１配線６２を用いている。第１配線６２は、駆動ＴＦＴ１２のゲート電極としての機能に加え、保持容量線としても機能する。即ち、第１配線６２は、ポリシリコン膜６４との間で、保持容量の形成に用いられる。

本実施形態においては、この駆動ＴＦＴ１２におけるポリシリコン膜６４を製膜する際に、同一の材料で、熱源抵抗１６（１７）を製膜する。このような製造方法とすることにより、ポリシリコン膜６４を製膜するステップと、熱源抵抗１６（１７）を製膜するステップとを、同一ステップで行うことができるため、生産性が高い。

なお、熱源抵抗１６（１７）は、駆動ＴＦＴ１２におけるポリシリコン膜６４を製膜するステップと異なる他のステップで製膜してもよく、ポリシリコン膜６４と異なる材料を用いて形成しても構わない。

なお、第３駆動ＴＦＴ１２Ｃの配置に関しては、図８に示すように、第１発光層１０４Ｂから離れた位置に配置することにより、熱源抵抗１６（又は熱源抵抗１７）の配置スペースを確保することができる。

駆動ＴＦＴ１２の上方においては、層間絶縁膜となる第２シリコン窒化膜６６、及び第３シリコン酸化膜６８をそれぞれ積層し、さらにソース・ドレイン電極及び引き回し配線となる第２配線７０を形成する。本実施形態においては、第２配線７０が、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔｉの三層積層構造を有する構成とした。層間絶縁膜、第１配線６２と同層の導電層で形成される電極と、駆動ＴＦＴ１２のソース・ドレイン配線と同層の導電層で形成される電極とで、保持容量が形成される。引き回し配線は、アレイ基板５０周縁の端部にまで延在され、図２に示したＦＰＣ４４やドライバＩＣ４８を接続する端子を形成する。

駆動ＴＦＴ１２の上方においては、平坦化膜７２を形成する。平坦化膜７２としては感光性アクリルやポリイミド等の有機材料が多く用いられる。平坦化膜７２は、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法等により形成される無機絶縁材料に比べ、表面の平坦性に優れる。平坦化膜７２は、画素コンタクト部、及び周辺領域では除去される。平坦化膜７２の除去により露出された第２配線７０の上面は、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等からなる透明導電膜７４により被覆される。

続いて、透明導電膜７４と同層に、第３配線７６を設ける。本実施形態においては、この第３配線７６はＭｏ、Ａｌ、Ｍｏの三層積層構造で設けられ、周辺引き回し配線や、画素内で付加的に設けられる容量素子の形成に用いられる。先程、平坦化膜７２を除去した後に露出された第２配線７０の上面を透明導電膜７４で被覆するのは、第３配線７６のパターニング工程から第２配線７０の露出面を保護する意味もある。透明導電膜７４、及び第３配線７６の上面は、一旦、第３シリコン窒化膜７８で被覆される。その後、透明導電膜７４の画素コンタクト部において、第３シリコン窒化膜７８に開口部が設けられ、透明導電膜７４の上面の一部が露出される。

その後、開口部から露出された透明導電膜７４の上面に接続されるよう、画素電極となる下部電極８０を形成する。本実施形態においては、下部電極８０は反射電極として形成され、ＩＴＯ、Ａｇ、ＩＴＯからなる三層積層構造を有する。画素コンタクト部においては、透明導電膜７４、第３シリコン窒化膜７８、下部電極８０によって付加容量が形成される。ところで、下部電極８０のパターニング時、一部において透明導電膜７４がエッチング環境にさらされるが、透明導電膜７４の形成工程後から、下部電極８０の形成工程までの間に行われるアニール処理によって、透明導電膜７４は下部電極８０のエッチングに対し耐性を有する。

下部電極８０の形成工程後、バンク、又はリブと呼ばれる、画素領域の隔壁となる絶縁膜８２を形成する。絶縁層８２としては平坦化膜７２と同じく感光性アクリル等が用いられる。絶縁膜８２は、下部電極８０の上面を発光領域として露出するように開口され、その開口端はなだらかなテーパー形状となるのが好ましい。開口端が急峻な形状になっていると、後で形成される有機層１００のカバレッジ不良を生ずる。ここで、平坦化膜７２と絶縁膜８２は、両者の間に介在する第３シリコン窒化膜７８に設けた開口部を通じて接触させている部位を有する。この開口部は、絶縁膜８２の形成工程後の熱処理等を通じて、平坦化膜７２から脱離する水分や脱ガスを、絶縁膜８２を通じて引き抜くために設けている。

絶縁膜８２の形成後、有機層１００を構成する有機材料を積層形成する。有機層１００を構成する積層構造として、下部電極８０側から順に、正孔輸送層１０２、発光層１０４、電子輸送層１０６を積層形成する。本実施形態において、正孔輸送層１０２と電子輸送層１０６とは、複数のサブ画素に亘って形成され、発光層１０４は、サブ画素ごとに形成される。有機層１００は、蒸着による形成であってもよいし、溶媒分散の上での塗布形成であってもよい。また、有機層１００は、各サブ画素に対して、選択的に形成してもよいし、表示領域４２を覆う全面において、層状に形成されてもよい。有機層１００を全面において層状に形成する場合は、全サブ画素において白色光を得て、カラーフィルタ（図示せず）によって所望の色波長部分を取り出す構成とすることができる。本実施形態においては、有機層１００を、各サブ画素に、選択的に形成する構成を採用する。

有機層１００の形成後、上部電極８４を形成する。本実施形態においては、トップエミッション構造としているため、上部電極８４は、透明導電材料、例えばＩＴＯやＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）を用いて形成される。前述の有機層１００の形成順序に従うと、下部電極８０が陽極となり、上部電極８４が陰極となる。

これら上部電極８４、有機層１００、下部電極８０により、有機発光ダイオード６を構成している。本実施形態において、表示装置２は、緑色に発光する第３発光層１０４Ｇをその第３有機層１００Ｇ内に含む、第３有機発光ダイオード６Ｇと、赤色に発光する第２発光層１０４Ｒをその第２有機層１００Ｒ内に含む、第２有機発光ダイオード６Ｒと、青色に発光する第１発光層１０４Ｂをその第１有機層１００Ｂ内に含む、第１有機発光ダイオード６Ｂと、を備えている。

本実施形態においては、青色に発光する第１発光層１０４Ｂは、熱活性型材料を含んでおり、具体的には熱活性化遅延蛍光材料をアシストドーパントとして含んでいる。また、赤色に発光する第２発光層１０４Ｒ、及び緑色に発光する第３発光層１０４Ｇは、熱活性型材料を含まない発光層１０４であり、第２発光層１０４Ｒを含む第２有機発光ダイオード６Ｒ、及び第３発光層１０４Ｇを含む第３有機発光ダイオード６Ｇは、燐光素子である。

特開２０１３−１１６９７５号公報等に開示されているように、通常、キャリア注入型の有機ＥＬ素子の場合、生成した励起子のうち、励起一重項状態に励起されるのは２５％であり、残り７５％は励起三重項状態に励起される。従って、励起三重項状態からの発光である燐光を利用するほうが、エネルギーの利用効率が高い。しかしながら、励起三重項状態は寿命が長いため、励起状態の飽和や励起三重項状態の励起子との相互作用によるエネルギーの失活が起こり、一般に燐光の量子収率が高くないことが多い。

一方、遅延蛍光材料は、系間交差等により励起三重項状態へとエネルギーが遷移した後、三重項−三重項消滅あるいは熱エネルギーの吸収により、励起一重項状態に逆系間交差され蛍光を放射する。有機ＥＬ素子に遅延蛍光材料を利用した場合、励起一重項状態の励起子は通常通り蛍光を放射する。一方、励起三重項状態の励起子は、熱を吸収して励起一重項へ系間交差され蛍光を放射する。このとき、励起一重項からの発光であるため蛍光と同波長での発光でありながら、励起三重項状態から励起一重項状態への逆系間交差により、生じる光の寿命は通常の蛍光や燐光よりも長くなるため、これらよりも遅延した蛍光として観察される。これを遅延蛍光として定義できる。

このような熱活性化型の励起子移動機構を用いれば、キャリア注入後に熱エネルギーの吸収を経ることにより、通常は２５％しか生成しなかった励起一重項状態の化合物の比率を２５％以上に引き上げることが可能となる。

なお、本実施形態においては、青色に発光する第１有機発光ダイオード６Ｂにおける第１発光層１０４Ｂの下方に、熱源抵抗１６（又は熱源抵抗１７）を配置する構成を例示したが、他の発光色の有機発光ダイオード６の発光層１０４に熱活性化遅延蛍光材料等の熱活性型材料が用いられる場合には、当該発光層１０４の下方に熱源抵抗１６（又は熱源抵抗１７）を配置する構成としても構わない。

第３有機発光ダイオード６Ｇの下部電極８０は、第１駆動ＴＦＴ１２Ａに接続され、第２有機発光ダイオード６Ｒの下部電極８０は、第２駆動ＴＦＴ１２Ｂに接続され、第１有機発光ダイオード６Ｂの下部電極８０は、第３駆動ＴＦＴ１２Ｃに接続されている。

上部電極８４の形成後、パッシベーション層９０を形成する。パッシベーション層９０は、先に形成した有機層１００に、外部からの水分が侵入することを防止することをその機能の一つとしており、パッシベーション層９０としてはガスバリア性の高いものが要求される。本実施形態においては、パッシベーション層９０の積層構造として、第４シリコン窒化膜９２、アクリル樹脂などからなる有機樹脂膜９４、第５シリコン窒化膜９６の積層構造を採用した。更に、有機樹脂膜９４と、第５シリコン窒化膜９６との間に、シリコン酸化膜を介在させる構成としてもよい。

以上の工程により、表示装置２が作製される。必要に応じて、パッシベーション層９０の上方にカバーガラスやタッチパネル基板等を設けてもよい。この場合、表示装置２とカバーガラスやタッチパネル基板等との空隙を埋めるために、両者の間に樹脂等を用いた充填材を介在させてもよい。

なお、本実施形態においては、図２〜５を用いて上述したように、表示装置２が第１の熱源電源線３４、第２の熱源電源線３５の少なくとも一方を含む構成とすることにより、有機発光ダイオード６の発光層に熱を供給する構成を例示したが、例えばアレイ基板５０の裏面側に、銅フィルムなどからなる均熱シートを配置し、更にその均熱シートの裏面側に発熱部材を配置することにより、有機発光ダイオード６の発光層に熱を供給する構成としてもよい。

２ 表示装置、４ 画素アレイ部、６ 有機発光ダイオード、６Ｂ 第１有機発光ダイオード、６Ｒ 第２有機発光ダイオード、６Ｇ 第３有機発光ダイオード、８ 画素回路、１０ 点灯ＴＦＴ、１２ 駆動ＴＦＴ、１２Ａ 第１駆動ＴＦＴ、１２Ｂ 第２駆動ＴＦＴ、１２Ｃ 第３駆動ＴＦＴ、１４ キャパシタ、１６ 熱源抵抗、１７ 熱源抵抗、２０ 走査線駆動回路、２２ 映像線駆動回路、２４ 駆動電源回路、２６ 制御装置、２８ 走査信号線、３０ 映像信号線、３２ 駆動電源線、３４ 第１の熱源電源線、３５ 第２の熱源電源線、３６Ｒ サブ発光画素、３６Ｇ サブ発光画素、３６Ｂ サブ発光画素、４０ 表示パネル、４２ 表示領域、４４ ＦＰＣ、４６ 駆動部形成領域、４８ ドライバＩＣ、５０ アレイ基板、５４ 第１シリコン酸化膜、５６ 第１シリコン窒化膜、５８ 第２シリコン酸化膜、６０ ゲート絶縁膜、６２ 第１配線、６４ ポリシリコン膜、６６ 第２シリコン窒化膜、６８ 第３シリコン酸化膜、７０ 第２配線、７２ 平坦化膜、７４ 透明導電膜、７６ 第３配線、７８ 第３シリコン窒化膜、８０ 下部電極、８２ 絶縁膜、８４ 上部電極、９０ パッシベーション層、９２ 第４シリコン窒化膜、９４ 有機樹脂膜、９６ 第５シリコン窒化膜、１００ 有機層、１００Ｂ 第１有機層、１００Ｒ 第２有機層、１００Ｇ 第３有機層、１０２ 正孔輸送層、１０４ 発光層、１０４Ｂ 第１発光層、１０４Ｒ 第２発光層、１０４Ｇ 第３発光層、１０６ 電子輸送層。

Claims (18)

1. 基板と、
   前記基板の上方に画素毎に設けられた第１下部電極と、前記第１下部電極の上方に設けられた第１有機層と、前記第１有機層内において前記画素毎に設けられ、励起三重項状態の発光材料を含む第１発光層と、前記第１有機層の上方に設けられた上部電極と、を含む第１有機発光ダイオードと、
   前記第１発光層に熱を供給し、前記励起三重項状態の前記発光材料が、励起一重項状態に逆系間交差されるのを促進する発熱部材と、
   を含む、表示装置。
2. 前記発熱部材は、前記第１有機発光ダイオードが配置されたサブ発光画素に設けられた熱源抵抗であり、
   前記熱源抵抗の一端は、前記熱源抵抗の前記一端の電位を制御する第１の熱源電源線制御回路に接続され、
   前記熱源抵抗の他端は、前記第１有機発光ダイオードのカソードに接続された、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の熱源電源線制御回路は、
   前記第１発光層に熱を供給する際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、前記第１有機発光ダイオードのカソードの電位と異なる電位となるよう制御する、
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第１の熱源電源線制御回路は、
   前記第１発光層に熱を供給しない際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、前記第１有機発光ダイオードのカソードの電位と同電位となるよう制御する、
   請求項３に記載の表示装置。
5. 前記発熱部材は、前記第１有機発光ダイオードが配置されたサブ発光画素に設けられた熱源抵抗であり、
   前記熱源抵抗の一端は、前記熱源抵抗の前記一端の電位を制御する第１の熱源電源線制御回路に接続され、
   前記熱源抵抗の他端は、接地電位に固定された、
   請求項１に記載の表示装置。
6. 前記第１の熱源電源線制御回路は、
   前記第１発光層に熱を供給する際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、接地電位と異なる電位となるよう制御する、
   請求項５に記載の表示装置。
7. 前記第１の熱源電源線制御回路は、
   前記第１発光層に熱を供給しない際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、接地電位となるよう制御する、
   請求項６に記載の表示装置。
8. 前記第１の熱源電源線制御回路は、前記サブ発光画素の画素列ごとに設けられた映像信号線に接続された映像線駆動回路に含まれた、
   請求項２乃至７のいずれか一つに記載の表示装置。
9. 前記発熱部材は、前記第１有機発光ダイオードが配置されたサブ発光画素に設けられた熱源抵抗であり、
   前記熱源抵抗の一端は、前記熱源抵抗の前記一端の電位を制御する第１の熱源電源線制御回路に接続され、
   前記熱源抵抗の他端は、前記熱源抵抗の前記他端の電位を制御する第２の熱源電源線制御回路に接続された、
   請求項１に記載の表示装置。
10. 前記第１の熱源電源線制御回路は、
    前記第１発光層に熱を供給する際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、前記熱源抵抗の前記他端と異なる電位となるよう制御する、
    請求項９に記載の表示装置。
11. 前記第１の熱源電源線制御回路は、
    前記第１発光層に熱を供給しない際には、前記熱源抵抗の前記一端の電位が、前記熱源抵抗の前記他端と同電位となるよう制御する、
    請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記第２の熱源電源線制御回路は、
    前記第１発光層に熱を供給する際には、前記熱源抵抗の前記他端の電位が、前記熱源抵抗の前記一端と異なる電位となるよう制御する、
    請求項９に記載の表示装置。
13. 前記第２の熱源電源線制御回路は、
    前記第１発光層に熱を供給しない際には、前記熱源抵抗の前記他端の電位が、前記熱源抵抗の前記一端と同電位となるよう制御する、
    請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記第１の熱源電源線制御回路は、前記サブ発光画素の画素列ごとに設けられた映像信号線に接続された映像線駆動回路に含まれ、
    前記第２の熱源電源線制御回路は、前記サブ発光画素の画素行ごとに設けられた走査信号線に接続された走査線駆動回路に含まれた、
    請求項９乃至１３のいずれか一つに記載の表示装置。
15. 前記第１発光層は、熱活性化遅延蛍光材料を含む、
    請求項１乃至１４のいずれか一つに記載の表示装置。
16. 前記基板の上方に画素毎に設けられた第２下部電極と、前記第２下部電極の上方に設けられた第２有機層と、前記第２有機層内において前記画素毎に設けられ、前記熱活性化遅延蛍光材料を含まない第２発光層と、前記第２有機層の上方に設けられた前記上部電極と、を含む第２有機発光ダイオードを更に含み、
    前記第１有機発光ダイオードが配置された第１のサブ発光画素には、前記発熱部材が設けられ、
    前記第２有機発光ダイオードが配置された第２のサブ発光画素には、前記発熱部材が設けられていない、
    請求項１５に記載の表示装置。
17. 前記第１発光層の発光色は、青色である、
    請求項１乃至１６のいずれか一つに記載の表示装置。
18. 前記第２発光層の発光色は、赤色又は緑色である、
    請求項１６又は１７に記載の表示装置。
    
    

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