JP2020194673A - 表示装置、その製造方法および電気装置 - Google Patents
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Abstract
Description
‐表示装置の構成例
図1(A)は、第1実施形態に係る表示装置1の構成の一例を示す。表示装置1は、本実施形態では有機ELディスプレイ(Organic Electro‐Luminescence Display)とし、画素アレイ2、走査信号ドライバ3、情報信号ドライバ4、及び、電圧供給部5を備える。
図2は、上述の画素アレイ2を実現する構造(以下、単に「画素構造」という。)ST1を示す断面模式図である。画素構造ST1は、基板220上の画素領域に前述の画素211等が配列されて成る。画素領域は、典型的には基板220の中央部に形成され、その周辺部は、画素アレイ2を、走査信号ドライバ3、情報信号ドライバ4または電圧供給部5に電気接続するための接続領域として用いられる。基板220には、画素アレイ2の構成要素を公知の製造プロセスにより形成可能な所定の板材、例えばシリコン基板、ガラス基板等、が用いられればよい。画素構造ST1は、複数の下部電極231、有機化合物層232、上部電極233、絶縁層241及び242、画素間電極243、封止層251、平坦化層252、並びに、カラーフィルタ層253を備える。
単位面積あたりの画素211等の数量(画素数)は画素密度と表現され、表示装置1により表示される画像の精細度の向上等を目的として、この画素密度を高くすることが考えられる。一方、画素密度を高くすると、互いに隣り合う2つの画素の間、例えば画素211及び212の間、ではクロストーク等とも称される電気干渉が生じることが考えられる。
上述の表示装置1は公知の製造プロセスを用いて製造可能である。図3(A)〜図3(F)は、表示装置1の製造方法を説明するための模式図であり、主に図2を参照しながら述べた絶縁層241及び242並びに画素間電極243により形成される画素分離構造を作製する際の様子を工程毎に示す。
W11=W12+W13×2
と表せる。
図4は、参考例としての画素構造STRを示す。画素構造STRは、画素間電極243に代替して、それと同機能を実現するための画素間電極243Rを備えると共に、絶縁膜241及び242に代替して、画素間電極243Rを覆う絶縁膜244を備える。
W21=W24+W22×2+W23×2、
と表せる。
W11=W12+W13×2、
と表せる。ここで、W12、W22及びW24がそれぞれ最小加工寸法(最小加工寸法Fとする。)であることを考慮すると、幅W11及びW21は、
W11=W12+W13×2
=F+W13×2、
W21=W24+W22×2+W23×2
=F×3+W23×2、
とそれぞれ表せる。ここで、幅W13及びW23は同条件で決定されるものとすると(W13=W23とすると)、幅W11は、F×2(最小加工寸法の2倍分)だけ幅W21より小さい。即ち、本実施形態によれば、参考例よりも画素密度を高くすることができると云える。
以上、本実施形態によれば、画素間電極243は、複数の下部電極231間において複数の画素211等を区画するように設けられ、換言すると画素境界に沿って延設される。画素間電極243は、絶縁層241及び242により複数の下部電極231から電気的に独立しており、即ち、画素間電極243には、複数の下部電極231とは異なる電気経路で所定電圧が個別に供給される。画素間電極243に電圧が印加されることにより、有機化合物層232のうち画素間電極243と上部電極233との間の部分に所定の電界EF1が発生することとなる。この電界EF1は、例えば、画素211から隣接画素212に向かうキャリアCR1(図2参照)が再結合することを促進することとなり、それにより、このキャリアCR1の隣接画素212への流出を防止ないし抑制する。
第1実施形態の内容には、その趣旨を逸脱しない範囲で多様な変形ないし変更を加えることが可能である。例えば、画素アレイ2の配列態様は、図5(A)の例(いわゆるストライプ配列)に限られるものではなく、他の配列態様としてもよい。図6(A)は、一例として、画素アレイ2の配列態様をハニカム配列とした画素構造ST1’の平面レイアウトを示す。このような配列態様においても図1(A)同様の回路構成で画素アレイ2を駆動可能である。
図8は、第2実施形態に係る画素構造ST2を示す断面模式図である。図中に示された個々の要素について、前述の第1実施形態同様の機能を実現するものには同一の参照番号を付し、第1実施形態の内容を踏襲するものとする(重複する説明を省略する。)。
第1実施形態に係る表示装置1は試作され、その効果は本発明者らの鋭意検討により以下のとおり評価された。
前述の第1実施形態に基づく第1実験例として表示装置1(区別のため以下「表示装置11」とする。)を試作した。第1実験例では、画素アレイ2の配列態様をストライプ配列とした(図5(A)参照)。下部電極231および画素間電極243のそれぞれには、窒化チタンの層の上にタングステンの層を積層したものを用いた。下部電極231は、2.4[μm]×2.4[μm]の略正方形の形状とした。互いに隣り合う下部電極231間の距離W12は、最小加工寸法に従う0.2[μm]とした。絶縁部材OX11を形成する絶縁層241及び242にはシリコン酸化物を用い、それらの膜厚を何れも30[nm]程度とした。また、下部電極231の絶縁部材OX11で覆わる幅W13は、最小加工寸法に従う0.2[μm]とした。このような設計態様においては、1[mm]×1[mm]の単位領域における画素数は384となり、また、開口率は59[%]となった。
次に、第2実験例としての表示装置1(区別のため以下「表示装置12」とする。)は、画素間電極243に印加する電圧を5[V]としたことを除いて、上記第1実験例の表示装置11同様である。このような表示装置12の画素アレイ2の色域は70[%]程度であった。即ち、画素間電極243に所定電圧を印加することにより、有機化合物層232の画素境界部を通過するキャリアCR1が適切に再結合され(図2参照)、それにより画素間のリーク電流が低減されることが分かる。
上記第1〜第2実験例との比較のため、前述の参考例に基づく第1比較例として、画素構造STR(図4及び図5(B)参照)を備える表示装置1(区別のため以下「表示装置11R」とする。)を同様に試作した。ここで、幅W22、W23及びW24は、何れも最小加工寸法に従う0.2[μm]とし、即ち上記第1実験例同様とした。また、開口率を上記第1実験例同様に59[%]とするため、下部電極231を3.69[μm]×3.69[μm]の略正方形の形状とした。このような設計態様においては、1[mm]×1[mm]の単位領域における画素数は233となるため、画素の高密度化が難しいと云える。また、画素211における下部電極231と上部電極233との間に1.5[V]を印加した場合のリーク電流は2×10−3[nA/単位画素]程度となり、即ち、第1実験例に比べて上部電極と下部電極との間でのリーク電流が大きくなった。
また、第2比較例としての表示装置1(区別のため以下「表示装置12R」とする。)は、1[mm]×1[mm]の単位領域における画素数は384とした結果、開口率が38[%]となったことを除いて、上記第1比較例の表示装置11R同様である。このような表示装置12Rにおいては、画素212に電流密度100[mA/cm2]の電流を供給して駆動した際、画素212の輝度は250[cd/m2]となり、即ち、第1実験例よりも低輝度となった。
実施形態の表示装置1は、カメラの電子ビューファインダ、テレビのディスプレイ、携帯機器の表示パネル等、多様な電気装置に適用可能である。
Claims (19)
- 其々が有機発光素子を含む複数の画素が画素領域に配列された表示装置であって、
前記複数の画素に対応するように基板上に配列された複数の下部電極と、
前記基板の上面と前記複数の下部電極の少なくとも側面とを被覆して前記複数の下部電極を互いに電気分離する第1絶縁層と、
前記複数の下部電極と前記第1絶縁層とを覆うように前記画素領域に亘って設けられた有機化合物層と、
前記有機化合物層を覆うように前記画素領域に亘って設けられた上部電極と、
前記有機化合物層の下方かつ前記第1絶縁膜の上方において前記複数の画素の境界に沿うように前記複数の下部電極の間に設けられた画素間電極と、を備える
ことを特徴とする表示装置。 - 前記画素間電極は前記複数の下部電極から電気的に独立している
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 前記画素間電極の上面を覆うように前記第1絶縁層の上に設けられ、前記有機化合物層から前記画素間電極を電気的に絶縁する第2絶縁層を更に備える
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の表示装置。 - 前記第1絶縁層の上面と前記画素間電極の上面とは連続面を形成しており、前記第2絶縁層は該連続面を覆う
ことを特徴とする請求項3記載の表示装置。 - 前記有機発光素子の発光光についての前記第1絶縁層の屈折率をε1とし、該発光光についての前記第2絶縁層の屈折率をε2としたとき、ε1<ε2が成立する
ことを特徴とする請求項3または請求項4記載の表示装置。 - 前記第1絶縁層は、前記複数の下部電極の其々の上面における中央部を露出させつつ周縁部を覆うように設けられている
ことを特徴とする請求項3から請求項5の何れか1項記載の表示装置。 - 前記画素間電極の上面は前記複数の下部電極の其々の上面より上方に位置している
ことを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項記載の表示装置。 - 前記画素間電極の下面は前記複数の下部電極の其々の下面より上方に位置している
ことを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項記載の表示装置。 - 前記画素間電極の側面は、前記画素間電極の上面が底面よりも幅広になるように傾斜している
ことを特徴とする請求項1から請求項8の何れか1項記載の表示装置。 - 前記画素間電極に所定電圧を印加可能に電気接続された接続部を更に備える
ことを特徴とする請求項1から請求項9の何れか1項記載の表示装置。 - 前記接続部は、平面視において、前記画素領域外に設けられている
ことを特徴とする請求項10記載の表示装置。 - 前記複数の画素のうちの1つはダミー画素であり、
前記接続部は、平面視において、前記画素領域内における前記ダミー画素と重なる位置に設けられている
ことを特徴とする請求項10記載の表示装置。 - 前記複数の下部電極のそれぞれは、第1電極部と、該第1電極部の上方にプラグを介して配された第2電極部とを含み、
前記画素間電極は、互いに隣り合う前記第1電極部間及び/又は互いに隣り合う前記第2電極部間に設けられている
ことを特徴とする請求項1から請求項12の何れか1項記載の表示装置。 - 前記第1電極部および前記第2電極部は、それらの上下方向の距離が画素毎に異なるように設けられている
ことを特徴とする請求項13記載の表示装置。 - 前記上部電極、前記複数の下部電極および前記画素間電極に電圧を供給して前記複数の画素を駆動する駆動部を更に備え、
前記駆動部は、
前記上部電極に基準電圧を供給し、
前記複数の下部電極のうち駆動対象の画素に対応する少なくとも1つに、前記基準電圧とは異なる駆動電圧を供給し、
前記画素間電極には、前記基準電圧に対して前記駆動電圧と同極性の所定電圧を供給する
ことを特徴とする請求項1から請求項14の何れか1項記載の表示装置。 - 前記駆動部は、前記有機化合物層のうち前記画素間電極と前記上部電極との間の部分に、該部分が発光するのに必要な最小の電圧が加わるように、前記画素間電極に前記所定電圧を供給する
ことを特徴とする請求項15記載の表示装置。 - 前記複数の画素に対応するように前記上部電極の上方に設けられたカラーフィルタ層を更に備える
ことを特徴とする請求項1から請求項16の何れか1項記載の表示装置。 - 請求項1から請求項17の何れか1項記載の表示装置を備える
ことを特徴とする電気装置。 - 其々が有機発光素子を含む複数の画素が画素領域に配列された表示装置の製造方法であって、
前記複数の画素に対応するように基板上に複数の下部電極を形成する第1工程と、
前記基板の上面と前記複数の下部電極の少なくとも側面とを被覆して前記複数の下部電極を互いに電気分離する第1絶縁層を形成する第2工程と、
前記複数の下部電極と前記第1絶縁層とを覆うように前記画素領域に亘って有機化合物層を形成する第3工程と、
前記有機化合物層を覆うように前記画素領域に亘って上部電極を形成する第4工程と、
前記第2工程後かつ前記第3工程前、前記第1絶縁膜の上方において前記複数の画素の境界に沿うように前記複数の下部電極の間に画素間電極を形成する第5工程と、を含む
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
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