JP5991490B2 - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。

トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、陰極から光を取り出すようになっているため、光の取り出し効率を向上させるという観点から、陰極には高い光透過性が求められる。一方で、低消費電力化の観点から陰極には高い導電性も求められる。

陰極として透明酸化物半導体膜を一般的に用いるが、シート抵抗を低減するためには厚膜化が必須であり、透過率が低下する。光透過率と導電率はトレードオフの関係にあり、両者を両立させることが困難である。

透明酸化物半導体膜に導電率の高い金属薄膜を組み合わせて使用すると、金属薄膜の反射による光干渉効果の影響が大きく、発光色の調整が困難になる。

導電率の高い金属膜を非発光領域に形成すれば、画素開口は小さくならないが、画素開口よりもさらに高い成膜精度が要求されるので、生産での適用が困難である。例えば、透明導電膜上にシャドウマスクを用いて微細な補助配線を蒸着法により形成することは可能であるが、画素よりも成膜領域が狭くなるため、高精度のマスク製作技術と成膜技術が必要とされ、実用化は困難であった。

特開２００２−３３１９８号公報 特開２００６−２７８２４１号公報 特開２００９−１２８６７１号公報

特許文献１又は特許文献２には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板に有機層及び陰極を形成し、有機層を封止するための封止基板に接着層を形成してその上に補助配線を形成し、陰極に補助配線が対向するように、封止基板をＴＦＴ基板に貼り合わせることが開示されている。なお、接着層に補助配線を押し込むことで、補助配線と陰極が接触する。この例では、補助配線は、接着層上に形成するので、熱硬化なしで形成しなければならないなどの理由で材料が制限されるという問題がある。

特許文献３には、封止基板に透明導電膜を形成し、封止基板をＴＦＴ基板に貼り合わせて、透明導電膜をＴＦＴ基板上の陰極と接触させることが開示されている。しかし、透明導電膜は発光領域を覆うので、光透過率の低下は避けられない。

本発明は、高い光透過性と高い導電性を両立させることを目的とする。

（１）本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、複数の画素電極と、それぞれの前記画素電極の少なくとも中央部を囲むように設けられたバンクと、前記複数の画素電極上に設けられた有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上から前記バンク上に至るように形成された光透過性の共通電極と、前記バンクに重なるブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層に設けられたスペーサと、前記スペーサに載るように前記ブラックマトリクス層に設けられた配線と、を有し、前記ブラックマトリクス層は、前記スペーサを介して前記バンク上に配置され、前記配線は、前記スペーサに載ることで凸部が形成され、前記凸部が前記バンクの上方で前記共通電極と電気的に接続することを特徴とする。本発明によれば、相互に電気的に接続する配線及び共通電極の全体の導電性は、共通電極自体の導電性よりも高くなっている。また、配線は、ブラックマトリクス層に重なるように形成されるので、光の透過を妨げないようになっている。したがって、高い光透過性と高い導電性を両立させることができる。

（２）（１）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記複数の画素電極の下にある絶縁層と、前記絶縁層の下にある複数の薄膜トランジスタと、前記バンクの下方で、前記絶縁層を貫通して、前記画素電極を前記薄膜トランジスタに電気的に接続するコンタクトと、をさらに有し、隣同士の２つ以上の前記画素電極にそれぞれが接続する２つ以上の前記コンタクトは、隣り合うように配置され、前記バンクは、前記２つ以上の前記コンタクトを連続的に覆う被覆部を有し、前記被覆部上に前記スペーサが位置し、前記被覆部上で前記配線の前記凸部が前記共通電極と電気的に接続することを特徴としてもよい。

（３）（１）又は（２）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記有機エレクトロルミネッセンス層は、白色光を発するように構成されていることを特徴としてもよい。

（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記有機エレクトロルミネッセンス層に重なるカラーフィルタ層をさらに有することを特徴としてもよい。

（５）（４）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記有機エレクトロルミネッセンス層と前記カラーフィルタ層との間にスペースが形成されていることを特徴としてもよい。

本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図である。 画素電極を示す図である。 ブラックマトリクス層を示す図である。

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。

図１は、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の平面図である。有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、ガラスなどからなる光透過性の第１基板１０を有する。第１基板１０の上に半導体層１２が形成されている。半導体層１２を覆ってゲート絶縁膜１４が形成されている。ゲート絶縁膜１４の上にはゲート電極１６が形成され、ゲート電極１６を覆って層間絶縁膜１８が形成されている。層間絶縁膜１８を貫通して、半導体層１２に至るようにソース電極２０及びドレイン電極２２が設けられている。半導体層１２、ソース電極２０及びドレイン電極２２並びにゲート電極１６は、薄膜トランジスタ２４の構成要素となっている。

ソース電極２０及びドレイン電極２２を覆うように、層間絶縁膜１８上にパッシベーション膜２６が形成され、その上に絶縁層２８が設けられている。絶縁層２８上に、光を反射するための光反射層３０が形成されている。

光反射層３０の上に画素電極３２（例えば陽極）が設けられている。画素電極３２は、絶縁層２８を貫通して、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されている。複数の画素電極３２の下に絶縁層２８があり、絶縁層２８の下に複数の薄膜トランジスタ２４がある。

図２は、画素電極３２を示す図である。有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、相互に分離された複数の画素電極３２を有する。絶縁層２８を貫通するコンタクト３４によって、それぞれの画素電極３２は、いずれかの薄膜トランジスタ２４に電気的に接続されている。隣同士の２つ以上の画素電極３２にそれぞれが接続する２つ以上のコンタクト３４は、隣り合うように配置されている。つまり、複数のコンタクト３４が一か所に集まるようになっている。

それぞれの画素電極３２の少なくとも中央部を囲むように、樹脂などの絶縁体からバンク３６が設けられている。バンク３６に囲まれた画素電極３２上に、図１に示すように有機エレクトロルミネッセンス層３８が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層３８の一部はバンク３６にも載るようになっている。バンク３６は、図２に示すように、隣り合う２つ以上のコンタクト３４を連続的に覆う被覆部４０を有する。

有機エレクトロルミネッセンス層３８は、少なくとも発光層を含み、さらに、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層及び正孔注入層のうち少なくとも一層を含む。有機エレクトロルミネッセンス層３８を構成する少なくとも一層は有機材料からなる。有機エレクトロルミネッセンス層３８は、蒸着又はスパッタリングによって形成する。有機エレクトロルミネッセンス層３８は、異なる色を発する複数の発光層を重ねて、混色により白色光を発するように構成されている。

有機エレクトロルミネッセンス層３８上からバンク３６上に至るように光透過性の共通電極４２が形成されている。共通電極４２は、全ての画素電極３２の全体を覆うように形成されている。画素電極３２と共通電極４２の間に有機エレクトロルミネッセンス層３８が配置されている。画素電極３２及び共通電極４２に電圧をかけることにより各々から正孔と電子を有機エレクトロルミネッセンス層３８に注入する。注入された正孔と電子が発光層で結合して光を発する。

有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、ガラスなどからなる光透過性の第２基板４４を有する。第２基板４４は、第１基板１０と間隔をあけて対向するように配置されている。第２基板４４の第１基板１０側の面には、カラーフィルタ層４６が設けられている。カラーフィルタ層４６が、有機エレクトロルミネッセンス層３８に重なる。有機エレクトロルミネッセンス層３８とカラーフィルタ層４６との間には、スペース４８が形成されている。つまり、中空封止が適用されている。変形例として樹脂をスペース４８に充填してもよい。第２基板４４の第１基板１０側の面には、ブラックマトリクス層５０が形成されている。

図３は、ブラックマトリクス層５０を示す図である。ブラックマトリクス層５０にスペーサ５２が設けられている。ブラックマトリクス層５０には、スペーサ５２に載るように配線５４が設けられている。配線５４は、スペーサ５２に載ることで、凸部５６が形成されている。配線５４は、第２基板４４上のブラックマトリクス層５０上に形成するので、フォトプロセスや焼成プロセスを適用することが可能であり、材料選択の幅が広い。

製造プロセスでは、第２基板４４の一方の面にブラックマトリクス層５０を形成し、同じ面にブラックマトリクス層５０を形成し、同じ側でブラックマトリクス層５０にスペーサ５２を設け、配線５４を形成するという順序で行う。

ブラックマトリクス層５０は、図１及び図２に示すようにバンク３６に重なる。ブラックマトリクス層５０は、スペーサ５２を介してバンク３６上に配置されている。スペーサ５２があることでブラックマトリクス層５０とバンク３６のギャップが形成されるが、そのギャップの大きさは均一化される。また、スペーサ５２があることで、有機エレクトロルミネッセンス層３８とカラーフィルタ層４６との間に異物があっても、ギャップが大きくなるので、有機エレクトロルミネッセンス層３８を押しつぶさないようになる。

配線５４の凸部５６がバンク３６の上方で共通電極４２と電気的に接続する。凸部５６があることで、配線５４と共通電極４２を安定的に接触させることができる。変形例として、図１に示すスペース４８に樹脂を充填する場合、その樹脂が共通電極４２の上面を覆ってしまうとしても、凸部５６を樹脂に押し込んでこれを共通電極４２に接触させる。バンク３６の被覆部４０は、２つ以上のコンタクト３４を連続的に覆うことから広くなっているので、その上にスペーサ５２が位置する。被覆部４０上で配線５４の凸部５６が共通電極４２と電気的に接続する。

本実施形態によれば、相互に電気的に接続する配線５４及び共通電極４２の全体の導電性は、共通電極４２自体の導電性よりも高くなっている。また、配線５４は、ブラックマトリクス層５０に重なるように、かつ、はみ出さないように形成されるので、光の透過を妨げないようになっている。したがって、高い光透過性と高い導電性を両立させることができる。

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 第１基板、１２ 半導体層、１４ ゲート絶縁膜、１６ ゲート電極、１８ 層間絶縁膜、２０ ソース電極、２２ ドレイン電極、２４ 薄膜トランジスタ、２６ パッシベーション膜、２８ 絶縁層、３０ 光反射層、３２ 画素電極、３４ コンタクト、３６ バンク、３８ 有機エレクトロルミネッセンス層、４０ 被覆部、４２ 共通電極、４４ 第２基板、４６ カラーフィルタ層、４８ スペース、５０ ブラックマトリクス層、５２ スペーサ、５４ 配線、５６ 凸部。

Claims (6)

1. 第１の画素電極を備える第１の画素と、
   第２の画素電極を備える第２の画素と、
   第３の画素電極を備える第３の画素と、
   第４の画素電極を備える第４の画素と、
   前記第１の画素電極と第１のコンタクトを介して接続する第１の薄膜トランジスタと、
   前記第２の画素電極と第２のコンタクトを介して接続する第２の薄膜トランジスタと、
   前記第３の画素電極と第３のコンタクトを介して接続する第３の薄膜トランジスタと、
   前記第４の画素電極と第４のコンタクトを介して接続する第４の薄膜トランジスタと、
   前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極の各々の少なくとも中央部を囲むように設けられたバンクと、
   前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極上に設けられた有機エレクトロルミネッセンス層と、
   前記有機エレクトロルミネッセンス層上から前記バンク上に至るように形成された光透過性の共通電極と、
   前記バンクに重なるブラックマトリクス層と、
   前記ブラックマトリクス層に設けられた複数のスペーサと、
   前記複数のスペーサに載るように前記ブラックマトリクス層に設けられた配線と、
   を有し、
   前記第１の画素、前記第２の画素、前記第３の画素、及び前記第４の画素は、互いに隣接するように２行２列に配列し、
   前記第１のコンタクト、前記第２のコンタクト、前記第３のコンタクト、及び前記第４のコンタクトは、互いに隣接し、
   前記ブラックマトリクス層は、前記複数のスペーサを介して前記バンク上に配置され、
   前記配線は、前記複数のスペーサに載ることで凸部が形成され、前記凸部が前記バンクの上方で前記共通電極と電気的に接続し、
   前記ブラックマトリクス層は、第１の方向に延びる第１の部分と、前記第１の方向と交差する第２の方向に延びる第２の部分とを含むと共に、前記第１の部分と前記第２の部分とが交差する複数の交差部を備え、
   前記複数の交差部は、平面的に見て、前記複数のスペーサの各々と重畳している第１の交差部と、前記複数のスペーサのいずれとも重畳していない第２の交差部と、を含み、
   前記ブラックマトリクス層の前記第１の交差部は、平面的に見て、前記第１のコンタクト、前記第２のコンタクト、前記第３のコンタクト、及び前記第４のコンタクトと重畳し、
   前記バンクは、前記第１のコンタクトと前記第２のコンタクトと前記第３のコンタクトと前記第４のコンタクトとを連続的に覆う被覆部を有し、
   前記被覆部は、平面的に見て、前記複数のスペーサの一つ及び前記ブラックマトリクス層の前記第１の交差部と重畳することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
2. 請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
   前記第１の画素は、前記第１のコンタクトの側に位置する一つの第１の角部と、前記第１の角部とは異なる側に位置する三つの第２の角部と、を有し、
   前記三つの第２の角部は、平面的に見て、前記ブラックマトリクス層の前記第２の交差部と隣接していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
3. 請求項１又は２に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
   前記有機エレクトロルミネッセンス層は、白色光を発するように構成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
   前記有機エレクトロルミネッセンス層に重なるカラーフィルタ層をさらに有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
5. 請求項４に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
   前記有機エレクトロルミネッセンス層と前記カラーフィルタ層との間にスペースが形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
   前記バンクは、前記被覆部から第１の方向に延びる第１の領域と、前記被覆部から第２の方向に延びる第２の領域と、を有し、
   前記被覆部の前記第１の方向の幅は、前記第２の領域の前記第１の方向の幅よりも大きく、
   前記被覆部の前記第２の方向の幅は、前記第１の領域の前記第２の方向の幅よりも大きいことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。

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