JP2010092772A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビティー効果を強めることができ、かつ、外光反射率の上昇を抑制することができる有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ表示装置は、基板と、それぞれ画素電極ＰＥ、反射膜ＲＥ、対向電極ＣＥ、並びに有機層を含み、基板上に配置された複数の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、を備えている。対向電極ＣＥは、有機層上に位置し、Ａｇ若しくはＡｇを主成分とするＭｇＡｇ合金で形成された第１導電膜ＣＥ１と、第１導電膜に対して有機層の反対側に位置し、Ｍｇを主成分とするＭｇＡｇ合金で形成された第２導電膜ＣＥ２と、を有している。
【選択図】 図３

Description

この発明は、有機ＥＬ表示装置に関する。

近年、表示装置として、有機ＥＬ表示装置及び液晶表示装置等が用いられている。有機ＥＬ表示装置は液晶表示装置に用いられるバックライトが不要であるため、製品の薄型化、軽量化、低消費電力化、低コスト化、及び水銀レス化が可能である。有機ＥＬ表示装置は自発光型の表示装置であることから、高視野角及び高速応答といった特徴を有している。上記したことから、有機ＥＬ表示装置は、ノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）、モニタ、及びビューワ等の静止画向け製品だけでなく、ＴＶ（テレビジョン）受像機等の動画向け製品としても注目されている。

有機ＥＬ表示装置は、アレイ基板を備えている。アレイ基板は、ガラス基板と、このガラス基板上にマトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子とを有している。各有機ＥＬ素子は、１つの副画素を形成している。各有機ＥＬ素子は、陽極と、陽極に対向した陰極と、これら陽極及び陰極間に挟持された発光層（ＥＬ層）とを有している。発光層は、発光機能を有する有機化合物を含み、赤色、緑色、及び青色の何れかの発光色に発光可能である。

上記有機ＥＬ表示装置は、例えば発光層で発光した光を、発光層の第１端部（下端）及び第２端部（上端）との間で共振させる共振器構造を有している（例えば、特許文献１参照）。光は第２端部側から取り出される。第２端部側から入射される共振波長における外光の反射率を２０％以下にしている。
特開２００７−１５７７３２号公報

また、陰極の膜厚化を図り、キャビティー効果を強める技術も検討されている。しかしながらこの場合、陰極自体での外光反射率が高くなってしまう。このため、上記有機ＥＬ表示装置において、キャビティー効果を強めることと、外光反射率の更なる低下との両立が望まれている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、キャビティー効果を強めることができ、かつ、外光反射率の上昇を抑制することができる有機ＥＬ表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る有機ＥＬ表示装置は、
基板と、
それぞれ画素電極、前記基板及び画素電極間に位置し光を反射する反射膜、前記画素電極に対して光出射面側に位置し前記画素電極に対向した半透明の対向電極、並びに前記画素電極及び対向電極間に挟持されているとともに発光体となる有機層を含み、前記基板上に配置された複数の有機ＥＬ素子と、を備え、
前記対向電極は、
前記有機層上に位置し、Ａｇ若しくはＡｇを主成分とするＭｇＡｇ合金で形成された第１導電膜と、
前記第１導電膜に対して前記有機層の反対側に位置し、Ｍｇを主成分とするＭｇＡｇ合金で形成された第２導電膜と、を有している。

この発明によれば、キャビティー効果を強めることができ、かつ、外光反射率の上昇を抑制することができる有機ＥＬ表示装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置について詳細に説明する。なお、図２では、表示装置を、その表示面，すなわち前面又は光出射面，が上方を向き、背面が下方を向くように描いている。有機ＥＬ表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した上面発光型の有機ＥＬ表示装置である。

図１に示すように、有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬパネルＤＰと、映像信号線ドライバＸＤＲと、走査信号線ドライバＹＤＲとを含んでいる。有機ＥＬパネルＤＰは、マトリクス状に設けられた複数の画素ＰＸを有している。各画素ＰＸは、互いに隣合って配置された赤色を発光する有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを含んだ赤副画素ＰＸＲ、緑色を発光する有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを含んだ緑副画素ＰＸＧ及び青色を発光する有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを含んだ青副画素ＰＸＢを有している。

図１及び図２に示すように、有機ＥＬパネルＤＰは、ガラス基板などの絶縁性の基板ＳＵＢを含んでいる。基板ＳＵＢ上には、アンダーコート層ＵＣが形成されている。アンダーコート層ＵＣは、例えば、基板ＳＵＢ上にＳｉＮ_Ｘ層とＳｉＯ_Ｘ層とをこの順に積層してなる。

アンダーコート層ＵＣ上では、チャネル層ＳＣが配列している。各チャネル層ＳＣは、例えば、ｐ型領域とｎ型領域とを含んだポリシリコン層である。チャネル層ＳＣは、ゲート絶縁膜ＧＩで被覆されている。ゲート絶縁膜ＧＩは、例えばＴＥＯＳ（tetraethyl orthosilicate）などを用いて形成することができる。

ゲート絶縁膜ＧＩ上には、走査信号線ＳＬ及びゲート電極Ｇ等が形成されている。走査信号線ＳＬは、各々が後述する画素ＰＸの行方向（第１方向Ｘ）に延びており、画素ＰＸの列方向（第２方向Ｙ）に配列している。走査信号線ＳＬは、例えばＭｏＷなどからなる。ゲート電極Ｇは、チャネル層ＳＣと交差しており、これら交差部は駆動トランジスタＤＲを構成している。なお、この例では、駆動トランジスタＤＲは、トップゲート型のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）である。

ゲート絶縁膜ＧＩ、走査信号線ＳＬ及びゲート電極Ｇは、層間絶縁膜ＩＩで被覆されている。層間絶縁膜ＩＩは、例えばプラズマＣＶＤ法などにより成膜されたＳｉＯ_Ｘなどからなる。

層間絶縁膜ＩＩ上には、映像信号線ＶＬが形成されている。映像信号線ＶＬは、各々が第２方向Ｙに延びており、第１方向Ｘに配列している。走査信号線ＳＬ及び映像信号線ＶＬは、赤副画素ＰＸＲ、緑副画素ＰＸＧ及び青副画素ＰＸＢに接続されている。

層間絶縁膜ＩＩ上には、ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥがさらに形成されている。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、層間絶縁膜ＩＩ及びゲート絶縁膜ＧＩに設けられたコンタクトホールを介してチャネル層ＳＣのソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接続されている。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、画素ＰＸが含む素子間の接続に利用されている。

映像信号線ＶＬとソース電極ＳＥとドレイン電極ＤＥとは、図２に示すパッシベーション膜ＰＳで被覆されている。パッシベーション膜ＰＳは、例えばＳｉＮ_Ｘなどからなる。パッシベーション膜ＰＳ上では、電極層Ｌが配列している。各電極層Ｌは、パッシベーション膜ＰＳに設けたコンタクトホールを介して、駆動トランジスタＤＲのドレイン電極ＤＥに接続されている。

電極層Ｌは、この例では、ＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）の導電膜と、Ａｇ（銀）の導電膜と、ＩＴＯの導電膜とを積層して形成され、３層構造（ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ）を採っている。

電極層Ｌの中間に位置したＡｇ導電膜は、光を反射する光反射性の反射膜ＲＥである。電極層Ｌの上層のＩＴＯの導電膜は、画素電極ＰＥである。ここでは、画素電極ＰＥは、陽極である。

パッシベーション膜ＰＳ上には、さらに、隔壁絶縁層ＰＩが形成されている。隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられているか、或いは、画素電極ＰＥが形成する列又は行に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層ＰＩは、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔を有している。隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成されている。

図２及び図３に示すように、画素電極ＰＥ上には、活性層として、発光層を含んだ有機物層ＯＲＧが形成されている。発光層は、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。この有機物層ＯＲＧは、発光層に加え、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層などもさらに含むことができる。

図１乃至図３に示すように、隔壁絶縁層ＰＩ及び有機物層ＯＲＧは、対向電極ＣＥで被覆されている。この例では、対向電極ＣＥは、画素ＰＸ間で互いに接続された電極，すなわち共通電極である。また、この例では、対向電極ＣＥは、陰極であり且つ光透過性の全面電極である。

各々の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、反射膜ＲＥと、画素電極ＰＥと、有機物層ＯＲＧと、対向電極ＣＥとを含んでいる。各副画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢは、駆動トランジスタＤＲ及び有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ等を含んでいる。

複数の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ上には、保護膜２０が設けられている。より詳しくは、保護膜２０は、対向電極ＣＥ上に成膜されている。保護膜２０は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの水や酸素の進入を抑制し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの特性の劣化を抑制するものである。

保護膜２０上に、カラーフィルタＣＦが設けられている。カラーフィルタＣＦは、赤色の着色層、緑色の着色層及び青色の着色層を有している。赤色の着色層は赤副画素ＰＸＲに重なっている。緑色の着色層は緑副画素ＰＸＧに重なっている。青色の着色層は青副画素ＰＸＢに重なっている。

映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、この例では、基板ＳＵＢ上にＣＯＧ（chip on glass）実装されている。映像信号線ドライバＸＤＲには、映像信号線ＶＬが接続されている。走査信号線ドライバＹＤＲには、走査信号線ＳＬが接続されている。

次に、上記対向電極ＣＥについて詳述する。
図２及び図３に示すように、対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥに対して光出射面側に位置している。対向電極ＣＥは、２層構造の導電層である。対向電極ＣＥは、第１導電膜ＣＥ１と、第２導電膜ＣＥ２とを有している。第１導電膜ＣＥ１は、有機物層ＯＲＧ上に位置し、Ａｇ若しくはＡｇを主成分とするＭｇＡｇ合金（Ｍｇ：マグネシウム）で形成されている。第２導電膜ＣＥ２は、第１導電膜ＣＥ１に対して有機物層ＯＲＧの反対側に位置し、Ｍｇを主成分とするＭｇＡｇ合金で形成されている。

この実施の形態において、第１導電膜ＣＥ１は、ＭｇとＡｇとの比率が５対９５のＭｇＡｇ合金で形成されている。また、第２導電膜ＣＥ２は、ＭｇとＡｇとの比率が９０対１０のＭｇＡｇ合金で形成されている。
なお、第２導電膜ＣＥ２の厚膜化を図ることで、対向電極ＣＥの厚膜化を図ることができる。

ここで、本願発明者等は、上記有機ＥＬ表示装置及び比較例の有機ＥＬ表示装置の外光反射率について調査した。ここで、比較例の有機ＥＬ表示装置では、対向電極ＣＥは、１層構造であり、ＭｇＡｇ合金で形成されている。なお、両有機ＥＬ表示装置の対向電極ＣＥの膜厚は同一である。

外光反射率を調査した結果、ピーク波長の反射率に差はほとんど見られなかった。しかしながら、ピーク周辺波長の反射率は、上記有機ＥＬ表示装置の方が比較例の有機ＥＬ表示装置より低くなることが分かった。

以上のように構成された有機ＥＬ表示装置によれば、有機ＥＬ表示装置は、反射膜ＲＥ、画素電極ＰＥ、有機物層ＯＲＧ及び対向電極ＣＥを含んだ有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えている。対向電極ＣＥは、有機物層ＯＲＧ上に位置しＡｇ若しくはＡｇを主成分とするＭｇＡｇ合金で形成された第１導電膜ＣＥ１と、第１導電膜に対して有機物層ＯＲＧの反対側に位置しＭｇを主成分とするＭｇＡｇ合金で形成された第２導電膜ＣＥ２とを有している。

対向電極ＣＥは、Ａｇ比率の高い第１導電膜ＣＥ１を有しているため、発光色近辺でのキャビティー効果を強めることができる。また、対向電極ＣＥは、光出射面側にＭｇ比率の高い第２導電膜ＣＥ２を有しているため、第２導電膜ＣＥ２（対向電極ＣＥ）を厚膜化した場合の可視光全域での反射率の絶対値の上昇を抑制することができる。
言うまでもないが、上記有機ＥＬ表示装置は、カラーフィルタＣＦを備えているため、副画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢの発光色以外の波長での光反射率は大きく低下するものである。
上記したことから、キャビティー効果を強めることができ、かつ、反射率の上昇を抑制することができる有機ＥＬ表示装置を得ることができる。

次に、上記比較例の有機ＥＬ表示装置において、反射率が上昇してしまう理由について詳しく説明する。
カラーフィルタを併用する場合、副画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢの発光色以外の波長での反射率は大きく低下するものの、発光色近辺での反射率はそれほど低下しない。このため、比較例において、対向電極を厚膜化し、キャビティー効果を強めることで、発光色近辺での反射率を低減させている。

しかしながら、発光色近辺でのキャビティー効果を強くできるものの、可視光全域の反射率絶対値が上昇してしまい、結果、外光反射率が悪化することになる。すなわち、対向電極の厚膜化により、対向電極自体での反射率が高くなってしまうためである。

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、上記有機ＥＬ表示装置は、カラーフィルタＣＦを備えているが、これに限定されるものではなく、カラーフィルタ無しに形成されていても良い。

本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す平面図。 上記有機ＥＬ表示装置の一部を示す拡大断面図であり、特に駆動トランジスタ、有機ＥＬ素子及びカラーフィルタを示す断面図。 図２に示した有機ＥＬ表示装置の一部をさらに拡大して示す断面図であり、特に、対向電極を示す図。

符号の説明

ＤＰ…有機ＥＬパネル、ＳＵＢ…基板、ＰＸ…画素、ＰＸＲ…赤副画素、ＰＸＧ…緑副画素、ＰＸＢ…青副画素、ＤＲ…駆動トランジスタ、ＯＬＥＤ…ＥＬ素子、ＲＥ…反射膜、ＰＥ…画素電極、ＯＲＧ…有機物層、ＣＥ…対向電極、ＣＥ１…第１導電膜、ＣＥ２…第２導電膜、ＣＦ…カラーフィルタ。

Claims (5)

1. 基板と、
   それぞれ画素電極、前記基板及び画素電極間に位置し光を反射する反射膜、前記画素電極に対して光出射面側に位置し前記画素電極に対向した半透明の対向電極、並びに前記画素電極及び対向電極間に挟持されているとともに発光体となる有機層を含み、前記基板上に配置された複数の有機ＥＬ素子と、を備え、
   前記対向電極は、
   前記有機層上に位置し、Ａｇ若しくはＡｇを主成分とするＭｇＡｇ合金で形成された第１導電膜と、
   前記第１導電膜に対して前記有機層の反対側に位置し、Ｍｇを主成分とするＭｇＡｇ合金で形成された第２導電膜と、を有している有機ＥＬ表示装置。
2. 前記複数の有機ＥＬ素子に対して前記基板の反対側に位置したカラーフィルタをさらに備えている請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記第１導電膜は、ＭｇとＡｇとの比率が５対９５のＭｇＡｇ合金で形成されている請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記第２導電膜は、ＭｇとＡｇとの比率が９０対１０のＭｇＡｇ合金で形成されている請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 前記対向電極は、前記画素電極に対して前記基板の反対側に位置している請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。

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