JP5311323B2 - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置にかかり、特に高開口率で輝度むらのない低消費電力の有機ＥＬ表示装置に関する。

有機ＥＬ表示素子（ＯＬＥＤ）を用いた画像表示装置は、液晶表示装置のようなバックライトを必要としないため、より薄型・軽量化が可能である。有機ＥＬ素子の色再現手法は、旧来のＣＲＴと同様に、３原色発光による加色混合理論を踏襲したものである。青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）のドット（画素：フルカラーでは副画素）がそれぞれ発光し、それぞれが特徴を持った分光スペクトルを持つこともＣＲＴと同様である。

有機ＥＬ表示装置には、発光の取り出し方向により、ボトムエミッション方式とトップエミッション方式に分類することができる。ボトムエミッション方式は、（１）薄膜トランジスタ型の液晶表示装置と同様のプロセスで基板製造が可能で、（２）陰極成膜が容易であり、（３）封止も容易である、というメリットがある。デメリットとしては画素の開口が薄膜トランジスタの配置で制限されるために低開口率となる。

一方、トップエミッション方式は、画素が薄膜トランジスタの配置に左右されず、画素領域に薄膜トランジスタを配置できるため、高い開口率となる。しかし、画素の断面構造が複雑で、封止缶（封止ガラス）を透光性とする必要がある。このような、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置を開示したものとして、特許文献１等を挙げることができる。
特開２００７‐１０８４６９号

ボトムエミッション方式は、構造がシンプルであるため生産性に優れるが、画素駆動用の薄膜トランジスタや配線等が画素の開口部と同一平面に存在する関係上、精細度が高くなって画素ピッチが細かくなるほど、薄膜トランジスタや各種配線の占有面積が多くなり、開口率が減少する。

これに対し、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置では、画素駆動用の薄膜トランジスタや各種配線等の形成後に平坦化膜を積層し、その上部に画素開口を設ける構造であるため、画素開口率の自由度は大きい。しかし、構造は複雑であることから生産性に劣る。特に、画素の発光取り出し面側の電極（共通電極）がＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）やＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）など、比較的抵抗値が大きい光透過性電極材料で形成した透明電極であるため、この共通電極の電気抵抗による電圧降下が顕著になり、所要の輝度を得るための電力消費が多くなる。このため、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置では、この透明電極に対して抵抗補償用の補助電極あるいは補助配線（以下、補助電極と称する）を設けるのが通例である。

従来は、画素と画素の間隙にアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の低抵抗導電性材料を蒸着して補助電極とする方法が一般的である。以下、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置における従来の補助電極の典型例について簡単に説明する。図６は、補助電極の第１例を説明する１画素付近の断面図である。この有機ＥＬ表示装置は、ガラス等のアクティブ基板ＳＵＢの内面に薄膜トランジスタＴＦＴを形成してあり、その上部に有機ＥＬ素子が積層されている。薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜ＧＩ、シリコン半導体層ＳＩ、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２で構成される。

薄膜トランジスタＴＦＴを覆って保護膜（パッシベーション膜）ＰＡＳが形成されており、この保護膜ＰＡＳの上には、当該保護膜ＰＡＳに開けたコンタクトホールを通して有機ＥＬ素子の画素電極となる一方の電極（ここでは、陽極）ＡＤに接続して形成されている。陽極ＡＤの周囲で隣接する画素との間には堤（以下、バンク）ＢＮＫが配置されており、このバンクＢＮＫの内側で陽極ＡＤ上に有機ＥＬ層ＯＬＥが塗布されている。有機ＥＬ層ＯＬＥはホール移送/注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層の積層構造から構成される。この有機ＥＬ層ＯＬＥを覆って他方の電極（ここでは、陰極）ＣＤが成膜されている。陰極ＣＤはインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛/錫酸化物（ＩＺＴＯ）などの透明電極であり、画素が配置される表示領域の全面を共通に覆って形成される。

ＩＴＯ、ＩＺＯ、又はＩＴＺＯなどの透明電極ＣＤは抵抗が高く、その電圧効果による輝度むらが発生する。このような透明電極ＣＤの高抵抗を保障するため、補助電極ＳＤを設けている。この例では、バンクＢＮＫの頂部にはアルミニウム、銀等の金属蒸着膜をホトプロセスで加工して設けている。

しかし、アルミニウムや銀などの高融点金属を有機ＥＬ素子を配列した表示パネル上の画素間隙に高精度に成膜することは非常に難しく、生産性を著しく低下させる要因となっている。

図７は、補助電極の第２例を説明する１画素付近の断面図である。この例は、有機ＥＬ層ＯＬＥの蒸着前にバンクＢＮＫの頂部に補助電極ＳＤを設けたものである。この例では、図７のＢに示したように、有機ＥＬ層ＯＬＥの蒸着時に補助電極ＳＤの上に有機ＥＬ層が重なってしまい、上層に成膜する透明電極ＣＤとの電気的接続が阻害され、補助電極の機能が減殺される場合がある。

図８は、補助電極の第３例を説明する１画素付近の断面図である。この例は、透明電極ＣＤを成膜した後に、バンクＢＮＫの頂部に相当する部分に補助電極ＳＤを形成したものである。しかし、補助電極ＳＤの位置を高精度で形成する必要があり、図９に示すように位置がずれると、画素の開口領域にかかり、開口率を低下させてしまう。

図１０は、図６乃至図９で説明した補助電極の形成位置の例を説明する要部平面図である。赤色、緑色、青色の画素（副画素）Ｒ、Ｇ、Ｂを１グループとしたカラー画素がマトリクス状に配列されている。Ｒ、Ｇ、Ｂの並びが行方向（Ｘ方向）、これと直交する方向が列方向（Ｙ方向）である。補助電極ＣＤは、Ｙ方向で隣接する画素の間でＸ方向に配置される。ここでは、Ｘ方向の画素間は２５乃至３０μｍ、補助電極ＣＤの幅は１０乃至１５μｍとしている。なお、この数値は具体例としての一例である。

以上の従来技術では、有機ＥＬ層形成後の補助電極の形成、補助電極の形成後の有機ＥＬ層の形成に高精度な蒸着技術やホトプロセスが要求される。この精度維持に問題が発生すると製品不良となり、精度を維持すると量産性には適しない。また、表示面側に金属配線が存在するため、高照度環境下で反射が生じ、表示品質が劣化する。

本発明の目的は、形成精度を考慮する必要なく、また画素開口率に影響することなく表示品質の劣化を低減した補助電極を有する有機ＥＬ表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、光出射側の電極である高抵抗性の透明導電膜上に低抵抗物質の粒子をオーバコートすることで当該透明導電膜の電極の高抵抗性を改善する。すなわち、本発明の有機ＥＬ表示装置は、薄膜トランジスタを形成したアクティブ基板上に複数の有機ＥＬ素子からなる画素をマトリクス状に配列して有する表示パネルで構成したトップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置である。

そして、アクティブ基板に各画素ごとに設けた一方の電極と、該一方の電極上に積層された有機発光層と、複数の有機ＥＬ素子を共通に覆って成膜された他方の電極からなり、他方の電極の表面に導電性粒子を含む導電薄膜を有することを特徴とする。

他方の電極は、インジウム・亜鉛酸化物、インジウム・錫酸化物、インジウム・亜鉛/錫酸化物の何れか単体、又はそれらの２以上の混合体であり、比較的高抵抗である。この上に設ける導電薄膜を構成する導電性粒子は、銀、白金、金、イリジウーム、カーボンの何れか、又はそれらの２以上の組み合わせを用いることができる。この導電性粒子は、透明樹脂をバインダーとして導電薄膜に固着される。なお、導電性粒子は上記に限るものでなく、他の周知の導電性材料を用いることができることは言うまでもない。

本発明によれば、高品位な映像表現が可能な有機ＥＬ表示装置を簡単な方法で提供することができる。

以下、本発明の最良の実施形態について、実施例により詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１を説明する有機ＥＬ素子の１画素付近の断面図である。図１において、アクティブ基板ＳＵＢは前記の図６等と同様に、その内面に薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている。その上に形成される保護膜ＰＡＳ、陽極ＡＤ（一方の電極）、バンクＢＮＫ、有機ＥＬ層ＯＬＥが形成されている。実施例１では、バンクＢＮＫの内側に有機ＥＬ層ＯＬＥを蒸着等で積層塗布後、陰極ＣＤ（他方の電極）を成膜する。その後、陰極ＣＤの表面の全域に渡って、低抵抗の微粒子からなる補助電極ＳＤを形成する。

図２は、図１に示した画素を複数配列した有機ＥＬ表示パネルの要部平面図である。図１０と同一符号は同一機能部分に対応し、画素等の配置も図１０と同じである。実施例１では、陰極ＣＤの上面の全域に補助電極ＳＤが形成されている状態を示す。

図３は、本発明の実施例１における補助電極の形成方法の一例を説明するも式図である。図３においても、図１と同一符号は同一機能部分を示す。なお、ここの薄膜トランジスタはゲート電極ＧＴをシリコン半導体層ＳＩの上方に配置した形式である点で異なるが、有機ＥＬ表示装置としては何れも同じである。実施例１の補助電極ＣＤはスプレー器具ＳＰＬで導電性粒子の霧ＳＤＭを透明電極ＣＤの表面に噴霧することで形成する。

導電性粒子は銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）などの金属に加え、カーボン（Ｃ）を単体で、あるいはそれらの２以上を混合して用いることができる。この導電性粒子をアクリル樹脂等のバインダーに分散してスプレー器具ＳＰＬで噴霧する。使用可能な導電性粒子については前記のとおりである。

図４は、図３のＡ部分の拡大模式図である。そして、図５は、図４の平面図である。図４は導電性粒子が相互に接して表示面内で均一な導電性を確保している状態を示しており、図５における導電路に沿った断面を示す。導電性粒子ＰＴＬはアクリル樹脂等のバインダーＢＤＲで陰極ＣＤ上に固着されている。バインダーはアクリル樹脂に限らず、シリコーン樹脂や、他の適当な材料でよい。

本発明の実施例１を説明する有機ＥＬ素子の１画素付近の断面図である。 図１に示した画素を複数配列した有機ＥＬ表示パネルの要部平面図である。 本発明の実施例１における補助電極の形成方法の一例を説明するも式図である。 図３のＡ部分の拡大模式図である。 図４の平面図である。 補助電極の第１例を説明する１画素付近の断面図である。 補助電極の第２例を説明する１画素付近の断面図である。 補助電極の第３例を説明する１画素付近の断面図である。 補助電極の第３例において位置がずれた場合の１画素付近の断面図である。 図６乃至図９で説明した補助電極の形成位置の例を説明する要部平面図である。

符号の説明

ＳＵＢ１・・・アクティブ基板、ＡＤ・・・一方の電極（陽極）、ＣＤ・・・他方の電極（陰極）、ＯＬＥ・・・有機ＥＬ発光層。

Claims (6)

1. アクティブ基板上に複数の有機ＥＬ素子からなる画素をマトリクス配列して有する表示パネルで構成した有機ＥＬ表示装置であって、
   前記有機ＥＬ素子は、前記アクティブ基板に各画素ごとに設けた一方の電極と、該一方の電極上に積層された有機発光層と、前記複数の有機ＥＬ素子を共通に覆って成膜された他方の電極からなり、
   前記他方の電極上の表面に、噴霧により形成された、導電性粒子を含み且つ前記導電性粒子が相互に接して表示面内に導電性を確保した導電薄膜を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 請求項１において、
   前記導電性粒子は、銀、白金、金、イリジウーム、カーボンの何れか、又はそれらの２以上の組み合わせであることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
3. 請求項２において、
   前記導電性粒子は、透明樹脂をバインダーとして前記導電薄膜に固着されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、
   前記一方の電極は反射電極で、前記他方の電極は透明電極であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
5. 請求項４において、
   前記他方の電極は、インジウム・亜鉛酸化物、インジウム・錫酸化物の何れか単体、又は両者の混合体であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
6. 請求項１において、
   前記有機発光層は、隣接する画素で発光色が異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
   
   
   

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