JP6884837B2 - 自発光表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自発光表示装置に関する。
表示装置は、データを視覚的に表示する装置である。情報化社会の発展に伴い、画像を表示する表示装置の様々な形態への要求が増えつつある。このような表示装置として、液晶表示装置(LCD:liquid crystal display)と、有機電界表示装置(OLED:organic light emitting diode display device)が主に活用されている。
有機電界表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて画像を表示する。
有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機物質を用いて電気エネルギーを光エネルギーに転換させる自発光表示装置である。通常、有機エレクトロルミネッセンス素子は、アノードとカソードとの間に有機膜が配置した構造を有する。アノードとカソードとの間に電圧をかけると、アノードに正孔が注入され、カソードに電子が注入される。このとき、有機膜で正孔と電子が会うと、励起子が発生する。このような励起子が基底状態に落ちる際に光が発生する。
有機膜は、有機エレクトロルミネッセンス素子の効率と安全性を向上させるために、各々異なる物質から構成された多層の積層構造からなる。例えば、有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層等を含んでいてもよい。
一方、表示装置は、カラーを表示するためにカラーフィルタカラーフィルタ(color filter)を含んでいてもよい。
カラーフィルタは、光源から出る光から、所定色相の波長帯域の光を透過させ、他の波長の光を吸収する光学部品である。例えば、カラーフィルタは、赤色波長帯の光、緑色波長帯の光、青色波長帯の光を透過させ、他の波長の光を吸収し得る。カラーフィルタは、表現しようとする所定色相の波長帯の光を除いた他の波長帯の光を吸収するため、カラーフィルタによって光透過率ないし光効率が低下し得る。
本発明は、色変換効率を向上させる自発光表示装置を提供する。
また、本発明は、外部光抽出効率を向上させる自発光表示装置を提供する。
発明が解決しようとする課題は、以上で言及したことに制限されず、言及していない課題は、下記の記載から当業者にとって明確に理解される。
本明細書による自発光表示装置は、COT(color filter on thin film transistor)基板、パッシベーション膜、及び色変換パターン及び発光層を含む。
前記COT基板は、回路基板と、前記回路基板上に配置されたカラーフィルタパターンとを含む。前記パッシベーション膜は、前記COT基板上に配置され、前記色変換パターンは、前記カラーフィルタパターンと重畳する領域で前記パッシベーション膜上に配置される。
前記発光層は、前記パッシベーション膜上に配置された平坦部と前記色変換パターン上に配置され、前記平坦部を基準として突き出た凸部を含む。前記平坦部と前記凸部は、互いに連結される。
その他実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
本明細書による自発光表示装置は、パッシベーション膜上に色変換パターンが配置されるため、色変換パターンを厚く設計することができ、色変換効率を向上させる。
また、本明細書による自発光表示装置は、パッシベーション膜にコンタクト孔を形成した後に色変換パターンを形成することができ、サブピクセル間のコンタクト孔の均一性を向上させる。従って、本発明による自発光表示装置は、サブピクセル間のコンタクト孔のばらつきがアノードの電気的特性に及ぶ影響を最小限にすることができる。
また、本発明による自発光表示装置は、色変換パターンのテーパー特性によってレンズ状のサブピクセルの構造化が可能であるため、外部光抽出効率を向上させる。
本明細書による自発光表示装置の効果は、以上に例示した内容によって制限されず、より多様な効果が本明細書内に含まれている。
本明細書による自発光表示装置の模式図。 図1のI領域の模式的な断面図。 図1のII領域の模式的な断面図。 図1のIII領域の模式的な断面図。
発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述される実施形態と実験例を参照すれば明確になる。添付の図面は、本明細書に開示した技術思想を理解しやすくするためのものであり、添付の図面によってその技術思想が制限されると解釈されてはならないことに留意すべきである。
また、発明は、以下に開示する内容に限定されるものではなく、様々な形態に具現することができ、以下に開示する内容は、発明の開示を完全にして、発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、発明は、請求項の範疇によって定義されるだけである。
関連する公知技術に対する具体的な説明が技術の要旨を曖昧にすると判断される場合にはその詳説を省略する。
たとえ第1、第2等が多様な構成要素を述べるために使われるものの、これら構成要素は、これら用語によって制限されないことは勿論である。これら用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使うものであって、特に反対の記載がない限り、第1の構成要素は、第2の構成要素であってもよいことは勿論である。
全明細書において、特に反対の記載がない限り、各構成要素は、単数であっても、複数であってもよい。
全明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」、「有する」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでいてもよいことを意味する。
全明細書において、「A及び/又はB」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、A、B又はA及びBを意味し、「CないしD」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、C以上でありD以下であることを意味する。
素子(elements)又は層の異なる素子又は層の「上」と称されることは、他の素子又は層の真上のみならず、中間に他の層又は他の素子を介した場合をいずれも含む。一方、素子が「直接に上」又は「真上」と称されることは、中間に他の素子又は層を介していないことを示す。
空間的に相対的な用語である「下」、「下部」、「上」、「上部」等は、図面に示されているように、一つの素子又は構成要素と他の素子又は構成要素との相関関係を容易に記述するために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図面に示されている方向に加え、使用時又は動作時に素子の異なる方向を含む用語と理解しなければならない。
以下では、図面を参考にして、発明についてより詳細に説明する。
図1は、本明細書による自発光表示装置1000の模式図である。
自発光表示装置1000は、各画素がマトリックス状に配列された表示領域と、表示領域の周りに配置された非表示領域とを含み、表示領域は、自発光表示装置1000で生成されたイメージ又は情報を視聴者が視認できる領域であり、非表示領域は、自発光表示装置1000で生成されたイメージ又は情報を視聴者が視認できない領域で、通常、ベゼル領域と呼ばれる。自発光表示装置1000は、複数の画素を含み、図1は、自発光表示装置1000に備えられた複数の画素のうち一つの画素を示したものである。
画素は、副画素に区画でき、副画素は、第1の副画素、第2の副画素、第3の副画素及び第4の副画素に区分され、例えば、第1の副画素は赤色画素、第2の副画素は緑色画素、第3の副画素は青色画素、第4の副画素は白色画素であってもよい。
自発光表示装置1000は、各画素別に上部封止層(EC)、有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)及び下部基板を含む。有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)は、上部封止層(EC)と下部基板との間に配置される。下部基板は、COT(color filter on thin film transistor)基板、COT基板上に配置されたパッシベーション膜(PAC)及び色変換パターンを含む。
COT基板は、回路基板と回路基板上に配置されたカラーフィルタパターンを含み、回路基板は、基板(Sub)と、基板(Sub)上に配置された薄膜トランジスタアレイ(TFT Array)とを含む。カラーフィルタパターンは、薄膜トランジスタアレイ(TFT Array)上に配置される。
パッシベーション膜(PAC)は、COT基板上に配置され、有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)とCOT基板との間に配置される。色変換パターンは、カラーフィルタパターンと重畳する領域でパッシベーション膜(PAC)上に配置される。
カラーフィルタパターンは、第1のカラーフィルタ部(R−CF)、第2のカラーフィルタ部(G−CF)、第3のカラーフィルタ部(B−CF)及び第4のカラーフィルタ部(W−CF)を含む。例えば、第1のカラーフィルタ部(R−CF)は、赤色画素に配置された赤色フィルタ部、第2のカラーフィルタ部(G−CF)は、緑色画素に配置された緑色フィルタ部、第3のカラーフィルタ部(B−CF)は、青色画素に配置された青色フィルタ部、第4のカラーフィルタ部(W−CF)は、白色画素に配置された白色フィルタ部であってもよい。
第1のカラーフィルタ部(R−CF)が赤色画素に配置された赤色フィルタ部、第2のカラーフィルタ部(G−CF)が緑色画素に配置された緑色フィルタ部、第3のカラーフィルタ部(B−CF)が青色画素に配置された青色フィルタ部である場合を仮定し、以下では、第1のカラーフィルタ部(R−CF)、第2のカラーフィルタ部(G−CF)及び第3のカラーフィルタ部(B−CF)について詳説する。
第1のカラーフィルタ部(R−CF)は、赤色波長帯の光のみを透過させ、例えば、緑色波長帯の光と青色波長帯の光を吸収する。第1のカラーフィルタ部(R−CF)には赤色色素が含まれる。赤色色素は、特に制限されず、例えば、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド14、C.I.ピグメントレッド41、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド155、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド187、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド200、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド223、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレッド227、C.I.ピグメントレッド228、C.I.ピグメントレッド240、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド246、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントレッド270、C.I.ピグメントレッド272、C.I.ピグメントレッド273、C.I.ピグメントレッド276又はC.I.ピグメントレッド277等であってもよい。
第2のカラーフィルタ部(G−CF)は、緑色波長帯の光のみを透過させ、例えば、赤色波長帯の光と青色波長帯の光を吸収する。第2のカラーフィルタ部(G−CF)には緑色色素が含まれる。緑色色素は、特に制限されず、例えば、C.I.ピグメントグリーン7又はC.I.ピグメントグリーンPG36等のフタロシアニン系化合物であってもよい。
第3のカラーフィルタ部(B−CF)は、青色波長帯の光のみを透過させ、例えば、赤色波長帯の光と緑色波長帯の光を吸収する。第3のカラーフィルタ部(B−CF)には青色色素が含まれる。青色色素は、特に制限されず、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー60又はC.I.ピグメントブルー64等であってもよい。
パッシベーション膜(PAC)は、COT基板の表面を平坦化することができ、カラーフィルタパターン上に配置された第1部分と、薄膜トランジスタアレイ(TFT Array)上に配置された第2部分とを含む。パッシベーション膜(PAC)は、単一膜であって、第1部分は、第2部分と連結され、第1部分のうち少なくとも一つは、第2部分の間に配置されてもよい。
色変換パターンは、パッシベーション膜(PAC)上に配置され、具体的には、第1のカラーフィルタ部(R−CF)と重畳するように配置された第1の色変換部(R−CCM)と、第2のカラーフィルタ部(G−CF)と重畳するように配置された第2の色変換部(G−CCM)から構成されてもよい。例えば、第1の色変換部(R−CCM)は、赤色画素に配置され、入射光を赤色波長帯の光、すなわち、赤色光に変換する赤色変換部であってもよく、第2の色変換部(R−CCM)は、入射光を緑色波長帯の光、すなわち、緑色光に変換する緑色変換部であってもよい。
第1の色変換部(R−CCM)と第2の色変換部(G−CCM)は、色変換物質を含み、色変換物質は例えば、量子ドット(Quantum Dot)、蛍光染料又はこれらの組み合わせであってもよい。蛍光染料は例えば、有機蛍光物質、無機蛍光物質及びこれらの組み合わせを含む。
量子ドットは、II−VI族化合物、III−V族化合物、IV−VI族化合物、IV族元素、IV族化合物、及びこれらの組み合わせから選択されてもよいが、これらに制限されるものではない。II−VI族化合物は、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS、及びこれらの混合物からなる群から選択される二元素化合物;CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS、及びこれらの混合物からなる群から選択される三元素化合物;及びHgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、及びこれらの混合物からなる群から選択される四元素化合物からなる群から選択されてもよい。III−V族化合物は、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、及びこれらの混合物からなる群から選択される二元素化合物;GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、及びこれらの混合物からなる群から選択される三元素化合物;及びGaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、及びこれらの混合物からなる群から選択される四元素化合物からなる群から選択されてもよい。IV−VI族化合物は、SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、及びこれらの混合物からなる群から選択される二元素化合物;SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、及びこれらの混合物からなる群から選択される三元素化合物;及びSnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、及びこれらの混合物からなる群から選択される四元素化合物からなる群から選択されてもよい。IV族元素としては、Si、Ge、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。IV族化合物としては、SiC、SiGe、及びこれらの混合物からなる群から選択される二元素化合物であってもよい。
このとき、二元素化合物、三元素化合物又は四元素化合物は、均一な濃度で粒子内に存在するか、濃度の分布が部分的に異なる状態に分けられて、同一の粒子内に存在してもよい。また、一つの量子ドットが他の量子ドットを取り囲むコア/シェル構造を有してもよい。コアとシェルの界面は、シェルに存在する元素の濃度が中心に行くほど低くなる濃度勾配(gradient)を有してもよい。
量子ドットは、約45nm以下、好ましくは約40nm以下、さらに好ましくは約30nm以下の発光波長スペクトルの半値幅(full width of half maximum、FWHM)を有してもよく、この範囲で色純度や色再現性を向上させる。また、このような量子ドットを介して発光する光は、前方向に放出するところ、光視野角が向上する。
また、量子ドットの形態は、通常に用いる形態のものであって、特に限定しないが、より具体的には球状、ピラミッド状、多重枝状(multi−arm)、又は立方体(cubic)のナノ粒子、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノ繊維、ナノ板状粒子等の形態のものを用いてもよい。
蛍光染料は例えば、赤色蛍光染料、緑色蛍光染料、その他第3の色相の光を発光する染料、又はこれらの組み合わせであってもよい。赤色蛍光染料は、緑色波長帯の光を吸収して赤色波長帯の光を発光する物質であって、例えば、(Ca、Sr、Ba)S、(Ca、Sr、Ba)Si、カズン(CaAlSiN)、CaMoO、EuSiのうち少なくとも一つであってもよい。緑色蛍光染料は、青色波長帯の光を吸収して緑色波長帯の光を発光する物質であって、例えば、イットリウムアルミニウムガーネット(yttrium aluminum garnet,YAG)、(Ca、Sr、Ba)SiO、SrGa、バリウムマグネシウムアルミネート(BAM)、αサイアロン(α−SiAlON)、βサイアロン(β−SiAlON)、CaScSi12、TbAl12、BaSiO、CaAlSiON、(Sr1−xBa)Siのうち少なくとも一つであってもよい。
有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)は、下部基板上に配置され、具体的には、色変換パターン上に配置された一部の領域とパッシベーション膜(PAC)上に配置された他の一部の領域から構成されてもよい。上部封止層(EC)は、有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)上に配置される。上部封止層(EC)は、有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)上に配置され、外部から水気又は空気等が有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)へ浸透することを防ぎ、外部の衝撃から有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)を保護する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)は、白色光(W)を出射する。色変換パターンは、入射した白色光のうち短波長の光を長波長の光に変換して出射する。色変換パターンから出射した長波長の光は、カラーフィルタパターンに入射し、カラーフィルタパターンは、入射した光のうち特定波長帯の光のみを選択的に透過させ、残りの波長帯の光を吸収する。自発光表示装置1000は、カラーフィルタパターンを透過した光を用いて色相を具現することができる。
赤色画素における白色光(W)は、第1の色変換部(R−CCM)、パッシベーション膜(PAC)、赤色フィルタ部(R−CF)の順に経由して、自発光表示装置1000から赤色光(R)として出射し得る。緑色画素における白色光(W)は、第2の色変換部(G−CCM)、パッシベーション膜(PAC)、緑色フィルタ部(G−CF)の順に経由して、自発光表示装置1000から緑色光(G)として出射し得る。青色画素における白色光(W)は、パッシベーション膜(PAC)と第3のカラーフィルタ部(B−CF)を経由して、自発光表示装置1000から青色光(B)として出射し得る。白色画素における白色光(W)は、パッシベーション膜(PAC)と第4のカラーフィルタ部(W−CF)を経由して、自発光表示装置1000から白色光(W)として出射し得る。
第1の色変換部(R−CCM)は、入射した白色光(W)の一部を赤色光(R)に変換して、赤色光(R)を第1のカラーフィルタ部(R−CF)に出射し、第1のカラーフィルタ部(R−CF)は、入射した光のうち赤色光(R)のみを透過させることで、自発光表示装置1000が赤色を具現するようにする。第2の色変換部(G−CCM)は、入射した白色光(W)の一部を緑色光(G)に変換して、緑色光(G)を第2のカラーフィルタ部(G−CF)に出射し、第2のカラーフィルタ部(G−CF)は、入射した光のうち緑色光(G)のみを透過させることで、自発光表示装置1000が緑色を具現するようにする。
第3のカラーフィルタ部(B−CF)は、入射した白色光(W)のうち青色光(B)のみを透過させることで、自発光表示装置1000が青色を具現するようにする。第4のカラーフィルタ部(W−CF)は、入射した白色光(W)を透過させる。
図2は、図1のI領域の模式的な断面図である。
有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)は、駆動薄膜トランジスタ(Td)と電気的に連結されて発光し、アノード(A)、カソード(C)及び有機膜(OG)を含む。有機膜(OG)は、アノード(A)とカソード(C)との間に配置される。
第1のカラーフィルタ部(R−CF)及び第2のカラーフィルタ部(G−CF)は、回路基板上に配置され、パッシベーション膜(PAC)は、COT(color filter on thin film transistor)基板上に配置される。第1の色変換部(R−CCM)及び第2の色変換部(G−CCM)は、パッシベーション膜(PAC)上に配置され、第1の色変換部(R−CCM)は、第1のカラーフィルタ部(R−CF)と重畳するように配置され、第2の色変換部(G−CCM)は、第2のカラーフィルタ部(G−CF)と重畳するように配置される。
第1の色変換部(R−CCM)と第1のカラーフィルタ部(R−CF)の間及び第2の色変換部(G−CCM)と第2のカラーフィルタ部(G−CF)の間には、パッシベーション膜(PAC)の第1部分が介される。パッシベーション膜(PAC)の第2部分にはコンタクト孔372が備えられてもよい。
赤色画素におけるアノード(A)は、パッシベーション膜(PAC)上に配置される第1パート(AF)と、第1の色変換部(R−CCM)上に配置された第2パート(AP)とを含めて構成されてもよく、アノード(A)の第1パート(AF)は、コンタクト孔372を介して駆動薄膜トランジスタ(Td)と電気的に連結されてもよい。第2のパート(AP)は、第1の色変換部(R−CCM)の表面に沿って形成され、第1のパート(AF)を基準として凸状の形態を有する。
緑色画素におけるアノード(A)は、パッシベーション膜(PAC)上に配置される第1パート(AF)と、第2の色変換部(G−CCM)上に配置された第2パート(AP)とを含めて構成されてもよく、アノード(A)の第1パート(AF)は、コンタクト孔372を介して駆動薄膜トランジスタ(Td)と電気的に連結されてもよい。第2パート(AP)は、第2の色変換部(G−CCM)の表面に沿って形成され、第1パート(AF)を基準として凸状の形態を有する。
画素定義膜380は、画素を区画する機能を行い、駆動薄膜トランジスタ(Td)の上部でアノード(A)の第1パート(AF)上に配置されてもよい。画素定義膜380上には、有機膜(OG)の平坦部(OGF)が配置されてもよい。画素定義膜380は、アノード(A)の一部が露出するようにパターニングされてもよく、アノード(A)の一部が露出するようにパターニングされた画素定義膜380の一部には、有機膜(OG)が配置されてもよい。
赤色画素及び緑色画素において、アノード(A)上に順に配置された有機膜(OG)とカソード(C)は、それぞれ平坦部(CF)と平坦部(CF)を基準として凸状の凸部(CP)を有する。有機膜(OG)及びカソード(C)の凸部(OGP、CP)は、アノード(A)の第2パート(AP)の表面に沿って形成される。有機膜(OG)の平坦部(OGF)とカソード(C)の平坦部(CF)は、画素定義膜380上に順に形成され、有機膜(OG)の凸部(OGP)とカソード(C)の凸部(CP)は、アノード(A)の第2パート(AP)上に順に形成される。有機膜(OG)の平坦部(OGF)の一部及びカソード(C)の平坦部(CF)の一部は、パッシベーション膜(PAC)の第2部分と重畳してもよい。
自発光表示装置1000は、アノード(A)の方向に画像を具現する背面発光型構造であって、アノード(A)は、光透過型電極から構成されてもよく、カソード(C)は、反射型電極から構成されてもよい。光透過型電極は例えば、ITO、IZO、ZnO等の光透過性金属酸化物からなってもよく、反射型電極は例えば、Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca等の金属からなってもよい。
有機膜(OG)は、正孔輸送層(未図示)、発光層(未図示)及び電子輸送層(未図示)を含む。正孔輸送層(未図示)は、アノード(A)と発光層(未図示)との間に配置され、発光層(未図示)は、正孔輸送層(未図示)と電子輸送層(未図示)との間に配置され、電子輸送層(未図示)は、発光層(未図示)とカソード(C)との間に配置される。有機膜(OG)は、正孔注入層(未図示)をさらに含んでいてもよい。このとき、正孔注入層(未図示)は、アノード(A)と正孔輸送層(未図示)との間に配置されてもよい。有機膜(OG)は、電子注入層(未図示)をさらに含んでいてもよい。このとき、電子注入層(未図示)は、電子輸送層(未図示)とカソード(C)との間に配置されてもよい。
正孔注入層(未図示)は、アノード(A)から発光層(未図示)に正孔の注入を円滑にする役割を果たし、例えば、HAT−CN、CuPu(cupper phthalocyanine)、PEDOT(poly(3,4)−ethylenedioxythiophene)、PEDOT:PSS(poly(3,4)−ethylenedioxythiophene)poly(styrenesulfonate))、PANI(polyaniline)及びNPD(N,N−dinaphthyl−N,N’−diphenyl benzidine)のうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
正孔輸送層(未図示)は、正孔の輸送を円滑にする役割を果たし、例えば、NPD(N,Ndinaphthyl−N,N’−diphenylbenzidine)、TPD(N,N’−bis−(3−methylphenyl)−N,N’−bis−(phenyl)−benzidine)、s−TAD及びMTDATA(4,4’,4”−Tris(N−3−methylphenyl−N−phenyl−amino)−triphenylamine)のうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
発光層(未図示)は、赤色発光層(未図示)、緑色発光層(未図示)及び青色発光層(未図示)の積層構造、又は青色発光層(未図示)及び黄緑色発光層(未図示)の積層構造を含んでいてもよく、白色光を発光することができる。
電子輸送層(未図示)は、電子の輸送を円滑にする役割を果たし、例えば、Alq(tris(8−hydroxyquinolino)aluminum)、PBD、TAZ、spiro−PBD、BAlq及びSAlqのうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
電子注入層(未図示)は、電子の注入を円滑にする役割を果たし、例えば、Alq(tris(8−hydroxyquinolino)aluminum)、PBD、TAZ、spiro−PBD、BAlq及びSAlqのうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
回路基板は、基板(Sub)上に配置された駆動薄膜トランジスタ(Td)を含む。示してはいないが、回路基板にはスイッチング薄膜トランジスタ(未図示)等が基板(Sub)上にさらに配置されていてもよい。基板(Sub)は、透明基板であり、通常に用いられるガラス基板、透明高分子樹脂基板等であってもよい。基板(Sub)と駆動薄膜トランジスタ(Td)との間には、基板(Sub)の平坦度を改善するためのバッファ層(未図示)を介在させてもよく、バッファ層(未図示)は、珪素酸化物等の無機酸化物、珪素窒化物等の無機窒化物等から構成されてもよい。
駆動薄膜トランジスタ(Td)は、基板(Sub)上に配置され、半導体層310、第1の絶縁膜320、ゲート電極330、第2の絶縁膜340、ソース電極352及びドレーン電極354を含む。
半導体層310は、基板(Sub)の第1領域上に配置される。例えば、半導体層310は、酸化物半導体材からなっても、多結晶シリコンからなってもよい。半導体層310が多結晶シリコンからなる場合、半導体層310は、活性層(未図示)と活性の両側に配置されたチャンネル領域(未図示)とを含んでいてもよい。
第1の絶縁膜320は、ゲート電極330と基板(Sub)との間に配置され、第1の絶縁膜320の一部は、基板(Sub)の第1領域で半導体層310上に配置され、第1の絶縁膜320の他の一部は、基板(Sub)の第2領域上に配置される。基板(Sub)の第1領域と第2領域は、互いに独立した領域であり、本明細書では、基板(Sub)の第1領域は、半導体層310が形成された領域に定義されてもよい。第1の絶縁膜320は、珪素酸化物等の無機酸化物、珪素窒化物等の無機窒化物等から構成されてもよい。
ゲート電極330は、第1の絶縁膜320上に配置され、基板(Sub)の第1領域で半導体層310と重畳するように配置される。ゲート電極330は、アルミニウム(Al)とアルミニウム合金等のアルミニウム系金属、銀(Ag)と銀合金等の銀系金属、銅(Cu)と銅合金等の銅系金属、モリブデン(Mo)とモリブデン合金等のモリブデン系金属、クロム(Cr)、チタン(Ti)、タンタリウム(Ta)等からなってもよい。
第2の絶縁膜340は、第1の絶縁膜320とゲート電極330上に配置され、具体的には、第2の絶縁膜340の一部は、第1の絶縁膜320上に配置され、第2の絶縁膜340の他の一部は、ゲート電極330上に配置される。第2の絶縁膜340は、第1の絶縁膜320のように、珪素酸化物等の無機酸化物、珪素窒化物等の無機窒化物等から構成されてもよい。
第2の絶縁膜340上にはソース電極352、ドレーン電極354、第1のカラーフィルタ部(R−CF)及び第2のカラーフィルタ部(G−CF)が配置される。赤色画素及び緑色画素それぞれにおけるソース電極352及びドレーン電極354は、第2の絶縁膜340において互いに離隔して配置される。赤色画素における第1のカラーフィルタ部(R−CF)は、ソース電極352及びドレーン電極354が配置された領域と独立した領域において、第1の色変換部(R−CCM)と重畳するように第2の絶縁膜340上に配置されてもよい。緑色画素における第2のカラーフィルタ部(G−CF)は、ソース電極352及びドレーン電極354が形成された領域と独立した領域において、第2の色変換部(G−CCM)と重畳するように第2の絶縁膜340上に配置されてもよい。
ソース電極352及びドレーン電極354は、第1の絶縁膜320と第2の絶縁膜340に備えられたコンタクト孔等を介して半導体層310と連結される。ソース電極352とドレーン電極354は、Al、Ag、Mg、Mo、Ti又はW等の金属から構成されてもよい。
上部封止層(EC)は、カソード(C)上に配置され、外部から水気又は空気等が有機膜(OG)へ浸透することを防ぎ、外部の衝撃から有機膜(OG)を保護する役割が可能である。
図3は、図1のII領域の模式的な断面図であり、図4は、図1のIII領域の模式的な断面図である。以下では、図2を参照して既に説明した内容を省略する。図3のII領域は、緑色画素と青色画素を模式的に示したものであり、図4のIII領域は、青色画素と白色画素を模式的に示したものである。
赤色画素及び緑色画素と異なり、青色画素及び白色画素には、パッシベーション膜(PAC)上で第3のカラーフィルタ部(B−CF)と第4のカラーフィルタ部(W−CF)とが重畳するように配置された色変換パターンが存在しない。
赤色画素及び緑色画素それぞれのアノード(A)と異なり、青色画素及び白色画素それぞれのアノード(A)は、パッシベーション膜(PAC)上に配置された平坦部である第1パート(AF)のみから構成される。言い換えれば、青色画素及び白色画素それぞれのアノード(A)は、第1パート(AF)に対して凸状の第2パート(AP)が存在しない。
赤色画素及び緑色画素の有機膜(OG)と違って、青色画素及び白色画素の有機膜(OG)は、画素定義膜380上に配置された平坦部(OGF)とアノード(A)上に配置され、平坦部(OGF)に対して凹状の凹部(OGC)から構成される。言い換えれば、青色画素及び白色画素それぞれの有機膜(OG)は、平坦部(OGF)に対して凸状の凸部(OGP)が存在しない。
赤色画素及び緑色画素のカソード(C)と違って、青色画素及び白色画素のカソード(C)は、平坦部(CF)と平坦部(CF)に対して凹状の凹部(CC)から構成される。言い換えれば、青色画素及び白色画素それぞれのカソード(C)は、平坦部(CF)に対して凸状の凸部(CP)が存在しない。
色変換フィルタ上に直接に色変換パターンが配置された後、パッシベーション膜が形成される構造は、WRGBピクセル別の高さの段差が上昇し、このような段差の上昇は、パッシベーション膜のコーティング後、孔形成の際に孔の均一度に影響を及ぼすことになり、結局、アノードの電気的特性に問題を起こし得る。
自発光表示装置1000は、上記構造の短所を解決するために発明されたものであって、パッシベーション膜にコンタクト孔を形成した後、色変換パターンを形成することができるため、サブピクセル間のコンタクト孔のばらつきを防ぐことができる。また、自発光表示装置1000は、パッシベーション膜(PAC)上に色変換パターンが配置されるため、色変換パターンを厚く設計することができ、上記構造に比べて色変換効率を向上させる。
また、自発光表示装置1000は、色変換部(R−CCM、G−CCM)のテーパー特性によってレンズ状のピクセル構造化が可能であるため、外部光抽出効率を向上させる長所がある。具体的には、自発光表示装置1000は、色変換部(R−CCM、G−CCM)のテーパー特性によってアノード(A)がテーパー面を有するようになり、アノード(A)のテーパー面で光経路が変化し、アノード(A)と有機膜(OG)の屈折率差によって導波モード(wave−guided mode)から有機膜(OG)内で孤立光として消失する光を外部へ抽出することができる。
また、自発光表示装置1000は、カソード(C)のテーパー面により色変換部(R−CCM、G−CCM)によって反射した光が側面へ漏れることを防ぐことができ、前面への集光効果を発揮することができる。
以上のように、添付の図面を参照して実施形態を説明したが、発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、各実施形態に開示した内容を組み合わせて異なる様々な形態に製造することができ、発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、発明の技術的思想や必須な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できることが理解される。従って、以上で記述した実施形態は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。

Claims (16)

  1. 駆動薄膜トランジスタを含む回路基板
    前記回路基板上に配置されたカラーフィルタパターン;
    前記回路基板及び前記カラーフィルタパターンの上に配置されたパッシベーション膜;
    前記パッシベーション膜上に配置され、前記カラーフィルタパターンの一部分と重畳した色変換パターン;及び
    前記パッシベーション膜上平坦部と前記色変換パターン上の凸部を含む発光層であって、前記凸部が前記平坦部に対して凸状の形状を有する、発光層;
    を含む自発光表示装置。
  2. 前記平坦部と前記パッシベーション膜との間に配置された第1パートと、前記凸部と前記色変換パターンとの間に配置された第2パートとを含むアノードであって、前記第2パートが前記第1パートに対して凸状の形状を有する、アノード;
    をさらに含み、
    前記パッシベーション膜は、前記第1パートと前記駆動薄膜トランジスタが互いに重畳する領域に対応するコンタクト孔を含み、
    前記アノードは、前記コンタクト孔を介して前記駆動薄膜トランジスタと電気的に連結された、
    請求項1に記載の自発光表示装置。
  3. 画素を区画し、前記パッシベーション膜上に配置され、前記アノードの縁を覆う画素定義膜;
    をさらに含み、
    前記平坦部は、前記画素定義膜上に配置された、
    請求項2に記載の自発光表示装置。
  4. 前記カラーフィルタパターンは、互いに離隔して配置された赤色フィルタ部、緑色フィルタ部及び青色フィルタ部を含み、
    前記色変換パターンは、前記赤色フィルタ部と重畳する赤色変換部と、前記緑色フィルタ部と重畳する緑色変換部とを含む、
    請求項1に記載の自発光表示装置。
  5. 前記発光層上に配置されたカソード;及び、
    前記カソード上に配置された封止層;
    をさらに含む、
    請求項1に記載の自発光表示装置。
  6. 基板
    前記基板上に配置された第1の色フィルタ部
    前記基板上に配置され、前記第1の色フィルタ部を覆うパッシベーション膜;及び、
    前記パッシベーション膜上に配置され、前記第1の色フィルタ部の一部分と重畳する第1の色変換部;
    前記パッシベーション膜及び前記第1の色変換部の上に配置され、アノードを有する第1の発光素子と、
    を含み、
    記第1の色フィルタ部は、前記第1の色変換部に重畳する第1の副画素を含み、
    前記アノードは、前記パッシベーション膜上に配置された第一部分と、前記第1の色変換部上に配置された第二部分とを含み、
    前記第二部分は、前記第一部分より膨らんで突出している、
    表示装置。
  7. 前記アノードの前記第一部分に重畳する画素定義膜をさらに含む、
    請求項に記載の表示装置。
  8. 前記第1の色変換部は、前記アノードの前記第一部分より脹らんで突出する、
    請求項に記載の表示装置。
  9. 前記第1の副画素は、前記基板上に配置される駆動薄膜トランジスタをさらに含み、
    前記パッシベーション膜は、前記アノードの前記第一部分と前記駆動薄膜トランジスタが互いに重畳する領域に配置されたコンタクト孔を含み、
    前記アノードの前記第一部分は、前記コンタクト孔を介して前記駆動薄膜トランジスタと電気的に連結される、
    請求項に記載の表示装置。
  10. 前記第1の色変換部が前記第1の色フィルタ部に重畳する前記パッシベーション膜から前記アノードが離隔するように、前記第1の色変換部は、前記アノードと前記パッシベーション膜との間に配置される、
    請求項に記載の表示装置。
  11. 前記第1の色変換部は、前記基板から脹らんで突出する、
    請求項6に記載の表示装置。
  12. 前記第1の発光素子は、カソードをさらに含み、
    前記カソードは、凸部と、前記アノードの前記第一部分に対応する平坦部とを含み、
    前記凸部は、前記平坦部より脹らんで突出し、
    前記カソードの前記凸部は、前記第1の色変換部及び前記第1の色フィルタ部に重畳する、
    請求項6に記載の表示装置。
  13. 前記基板上に配置され、第2の発光素子及び第2の色フィルタ部を含む第2の副画素をさらに含み、
    前記第2の発光素子は、カソードを含み、
    前記カソードは、前記平坦部及び前記平坦部より凹んだ凹部を含み、
    前記第2の副画素の前記カソードの前記凹部は、前記第2の色フィルタ部に重畳する、
    請求項12に記載の表示装置。
  14. 記パッシベーション膜は、さらに前記第2の色フィルタ部に重畳し、
    記第2の発光素子は、前記パッシベーション膜上に配置され、前記第2の色フィルタ部に重畳するアノードをさらに含み、
    前記第2の発光素子の前記アノードは、前記パッシベーション膜に全体として直接に接する、
    請求項13に記載の表示装置。
  15. 前記第2の発光素子は、青色光を放出する、
    請求項13に記載の表示装置。
  16. 前記第1の副画素がレンズ状を有し、外部光抽出効率が向上するように、前記第1の色変換部は、テーパー状のエッジを有する、
    請求項6に記載の表示装置。
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