JP4884320B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬディスプレイ等の画像表示装置に関するものである。

画像表示装置にはいくつかの種類があるが、中でも近年注目されてきているのが有機EL（ElectroLuminescence）ディスプレイである。有機ELディスプレイは、自発光表示装置であり視野角が広く、バックライトが不要なため薄型化が可能である。また、応答速度も速く、有機材料が有する性質の多様性から、次世代の表示装置として期待されている。

かかる有機ＥＬディスプレイは、マトリクス状に配列された画素ごとに有機発光素子を形成したものである。有機発光素子は、有機発光層とこの有機発光層を上下から挟む上部電極及び下部電極とを含んで構成されている。通常、有機発光素子を構成する上部電極、下部電極のうち、いずれか一方は画素ごとに区切られた個別の電極であり、他方は画素全体にわたって形成された共通電極層である。

この有機発光素子は、基板と基板上に形成される平坦化膜としての第１有機膜上に形成されている。また共通電極層上には層間絶縁膜としての第２の有機膜が形成されている。

前記基板は、画素が配列された表示領域と表示領域周囲の外周領域とを有し、第１有機膜、共通電極層、及び第２有機膜は表示領域から外周領域にかけて形成されている。
特開２００７−４２５９９号公報

しかしながら上述したような従来の画像表示装置では、共通電極層上に形成された第２有機膜が下部電極から剥がれることが多かった。これは下部電極が金属材料から形成されるのに対し、第２有機膜が有機材料から形成されるため、両者の接着力が低いことに起因する。

この剥がれの現象は、基板の表示領域に位置する第２有機膜よりも、応力が集中しやすい外周領域に位置する第２有機膜において顕著にみられる。

このように基板の外周領域に位置する第２有機膜が剥がれた場合、発光素子を構成する上部電極と下部電極との短絡や剥がれた部分が周囲の配線等に接触することにより画像表示装置の表示不良の原因となる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、第２有機膜の剥がれの発生を抑え、表示不良の少ない画像表示装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の画像表示装置は、基板と、前記基板上に形成される第１有機膜と、前記第１有機膜上に形成される共通電極層と、前記共通電極層上に形成される第２有機膜と、を備え、前記基板は、複数の画素からなる表示領域及び該表示領域周囲の外周領域からなり、前記第１有機膜、前記共通電極層、及び前記第２有機膜は前記表示領域と前記外周領域の境界を跨ぐように形成され、前記外周領域に位置する前記共通電極層には貫通穴が設けられているとともに、前記貫通穴を介して前記第１有機膜と前記第２有機膜とが接続されていることを特徴とする。

また本発明の画像表示装置は、前記第１有機膜と前記第２有機膜とは同一の材料からなることを特徴とする。

また本発明の画像表示装置は、前記貫通穴の断面形状は、前記第１有機膜側の開口部より前記第２有機膜側の開口部の方が広い台形状をなしていることを特徴とする。

また本発明の画像表示装置は、前記画素は、前記共通電極上に形成される有機発光層を含んで構成される発光素子を含むことを特徴とする。

また本発明の画像表示装置は、前記表示領域に位置する前記第２有機膜は、前記発光素子の発光部を露出するようにして形成されていることを特徴とする。

また本発明の画像表示装置は、前記基板と前記第１有機膜との間には、前記発光素子と電気的に接続される回路層が形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、基板の外周領域に位置する共通電極層に貫通穴を設けるとともに、貫通穴を介して第１有機膜と第２有機膜とを接続する構造としたことにより、密着性の高い有機膜同士が接続されるため第２有機膜が共通電極層から剥がれるのを抑えることができ、表示不良の少ない画像表示装置を提供することができる。

以下、本発明にかかる画像表示装置を図面に基づいて詳細に説明する。 図１は、本発明の一実施形態にかかる画像表示装置としての有機ＥＬディスプレイの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’断面図、図３は図１のＢ−Ｂ’断面図である。なお図は概略図であり、実際の寸法比率とは必ずしも一致していない。

本実施形態に係る画像表示装置は、図１に示されるように、画像が表示される表示領域とその周囲の外周領域とを有している。

図１に示すように、本実施形態にかかる画像表示装置は、略長方形をなす複数の画素ｐがマトリクス状に配列されている。各画素は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかを発光する機能を有し、画像表示装置をフルカラーのディスプレイパネルとして使用する場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの画素を所定の規則に従って配列する。また画像表示装置をモノカラーのディスプレイパネルとして使用する場合には、そのカラーの単色の画素を配列すればよい。

図２、３に示すように本発明の画像表示装置は、基板１と、基板１上に形成された第１有機膜２と、第１有機膜２上に形成された共通電極層３と、共通電極層３上に形成された第２有機層４と、各画素に設けられた発光素子６とから主に構成されている。

基板１は、たとえばプラスチックやガラスを用いることができるが、本実施形態にかかる有機ＥＬディスプレイはトップエミッション型であるため、透光性を有しない基板を採用することもできる。

基板１の上面には回路層５が形成されている。回路層５は、発光素子６の駆動制御等を行うためのトランジスタやコンデンサ等の各種回路素子（図示せず）から構成されている。この回路層５は、例えば、従来周知のフォトエッチングプロセスを経て形成されるものである。回路層５は、構成部材ごとの厚みが異なるためその表面に凹凸が形成されている。このように表面に凹凸を有する回路層５を覆うようにして第１有機膜２が形成されている。この第１有機膜２を設けることにより、第１有機膜上に発光素子６を設けた際、回路層５の凹凸の影響を少なくすることができる。

このような第１有機膜２は、樹脂ペーストを回路層上に塗布し、硬化することにより形成される。より具体的には、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂などを主成分とする感光性樹脂材料からなる樹脂ペーストを用いて、例えば、従来周知のスピンコート法、スリットコート法、インクジェット法などにより回路層上に塗布され、これを加熱して硬化することにより形成される。

また第１有機膜２には、図３に示すように、回路層５と発光素子６とを電気的に接続するためのコンタクト部１０が形成されている。 このコンタクト部１０は、露光・現像処理によって第１有機膜２の所定箇所にコンタクトホールを設け、コンタクトホールの内面に導体を被着させることにより形成される。なお、コンタクトホール内面に被着される導体は、共通電極層３と同一材料を用いて同一工程により形成することができる。

かかる第１有機膜上には発光素子６が形成されている。この発光素子６は、下部電極としての共通電極層３と、共通電極層３上に形成される有機発光層７と、有機発光層７上に形成される上部電極８とから構成されるものである。

下部電極として機能する共通電極層３は、隣接する画素を跨いで表示領域の略全体にわたって形成されている。また共通電極層３は表示領域から外周領域まで延びて２つの領域間の境界Ｃを跨ぐようにして形成されている。なお、外周領域に位置している共通電極層の幅は数画素分である。

本発明の特徴的なことは、この共通電極層３のうち、外周領域に位置する部分に複数の貫通穴９が形成されていることである。図４は、外周領域に位置する共通電極層３の拡大平面図である。同図に示すように、共通電極層３には、複数の貫通穴９が形成されている。このように外周領域に位置する共通電極層３に貫通穴９を設けることによって、第１有機膜２と第２有機膜４とが、貫通穴９を通じて接続された状態となる。第１有機膜２と第２有機膜４とは有機系の材料からなり、第２有機膜４の基板１側への密着力が向上し、第２有機膜４が共通電極層３から剥がれるのを抑制することができ、表示不良の少ない画像表示装置となすことができる。第２有機膜の剥がれは、第２有機膜の作製工程中、具体的には第２有機膜となる樹脂ペーストを塗布し、これを２００℃以上で焼成した後、室温に戻したときに大きな縮み応力が発生することによって起こることが多いが、本発明を適用することにより、第２有機膜の剥がれの発生を極めて少なくすることができた。

この貫通穴９は、その断面形状が第１有機膜２側の開口部より第２有機膜４側の開口部の方が広いテーパ状をなしていることが好ましい。このような形状とすることによって、第２の有機膜４が貫通穴９内に入り込みやすくなり、より確実に第１有機膜２と第２有機膜４とを接続することができる。また貫通穴９を平面視したときの開口形状は、例えば円状をなし、その直径（第２有機膜側）は４μｍ〜１００μｍに設定される。なお、貫通穴９の開口形状は円に限らず、四角形状など任意の形状が可能である。また貫通穴は、外周領域に位置する共通電極層３の全面積に対し、５％以上の割合で設けておくことが好ましい。

共通電極層３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金等を用いて、従来周知のフォトリソグラフィー法等により外周領域に位置する部分に貫通穴９を有するように形成され、その厚みは、例えば１００ｎｍ〜５００ｎｍに設定される。なお、本実施形態においては、共通電極層３が発光素子６の陽極（アノード）として機能している。

表示領域において共通電極層３上に形成される有機発光層７は、有機系材料を発光体として用いた発光層を含んで構成され、単層構造もしくは多層構造のいずれも採用することができる。例えば、有機発光層７が発光層のみからなる単層構造では、発光層が正孔輸送特性と電子輸送特性とを兼ね備えた材料からなり、その材料中に発光材料をドープする方法や、発光材料自体に電荷輸送特性が付与された材料を用いる方法等を採用することができる。このような単層構造は、素子形成プロセスを簡略化できることから、有機ＥＬディスプレイの生産性を向上させることができる。一方、有機発光層７の構造として多層構造を採用する場合、発光層に加え、正孔輸送層、正孔注入層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層等を任意に選択して設けることができる。なお、正孔注入層、電子注入層については無機材料が使用されることもあるが、その場合であっても、正孔注入層、電子注入層を含めて有機発光層と呼ぶ。

また共通電極層３上には第２有機膜４が設けられている。第２有機膜４は、発光素子６の発光領域及び上部電極８とカソードコンタクト部との接続部分を露出するようにして形成されている。表示領域に位置する第２有機膜４は、その一部が有機発光層７の下面外縁部に潜り込むような形で共通電極層３と有機発光層７との間に介在されている。このように第２有機膜４を形成することによって共通電極層３と上部電極８との短絡を防止することができる。また外周領域に位置する第２有機膜４は、先に述べたように貫通穴９を通して第１有機膜２と接続されている。

第２有機膜４の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、シリコン樹脂等の有機材料を主成分とする感光性樹脂を用いることができる。そしてこの感光性樹脂を共通電極層３の上面全体にわたって塗布し、露光処理、現像処理等を行うことによって、所定パターンを有する第２有機膜を形成することができる。この第２有機膜４の材料としては、第１有機膜２と化学的に類似の材料、より好ましくは同一の材料を用いることが好ましい。第１有機膜２と第２有機膜４とを同一の材料で形成することにより、貫通穴９を通じて接続される第１有機膜２と第２有機膜４との接着強度をより高くすることができる。

有機発光層７上に形成される上部電極８は、陰極（カソード）として機能するものである。本実施形態では、トップエミッション型の有機ＥＬディスプレイを採用しているため、上部電極８は光を透過する電極材料を使用する。光透過性の電極材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の透明金属材料が使用できる。また、本来透明ではないＣａやＭｇ、Ａｇ等の金属材料であっても極めて薄く被着させることにより、光を透過させることができるためこれらの材料を使用してもよい。

この上部電極８は、隔壁１４によって区切られることにより画素ごとに独立して設けられており、隣接する画素間の上部電極８は互いに絶縁されている。

上部電極８は、図３に示すように、各画素に設けたコンタクト部１０を通じて回路層５と電気的に接続されている。コンタクト部１０の内部には導体を被覆するようにして第２有機膜４が充填されている。このようにコンタクト部１０の導体を第２有機膜４で被覆することにより導体の腐食等を防止することができる。

上部電極８を区画する隔壁１４は、断面形状が逆テーパ状となっており、画素間の境界に沿って形成することにより、上部電極８を蒸着した際にこの隔壁１４によって上部電極８が画素ごとに区切られることとなる。また、有機発光層７を蒸着により形成する場合には、蒸着マスクを支持する支持体としての機能も有する。隔壁１４は、例えば感光性のネガ型レジストが使用され、主にノボラック系、アクリル系の有機材料が使用される。なお、隔壁１４は前記の材料を用いて、従来周知のフォトリソグラフィー法等によって形成される。

また上部電極８及び隔壁１４の上面には封止膜１１が設けられている。封止膜１１は、少なくとも上部電極８を被覆し、発光素子６を水分や外気から保護している。この封止膜１１は、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＮ，ＳｉＯ_２，ＳｉＯＮ等）、シリコン窒化膜（Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＮｘ等）等の無機材料からなり、従来周知の蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等により形成される。

本実施形態の有機ＥＬディスプレイは、構成部材としてさらに基板１に対向して配置される封止基板１２と、封止基板１２と基板１とを接着するシール材１３とを有している。シール材１３は、外周領域に位置する共通電極層３よりも若干外側に配置され、全ての画素を取り囲むように基板１の外周に沿って環状に形成されており、基板１、封止基板１２、およびシール材１３で囲まれた空間に各画素の発光素子６が封止されることになる。封止基板１２は、例えば、プラスチックやガラス等の透光性の基板により形成される。また、シール材１３は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂等を用いて形成される。

以上述べた本発明にかかる画像表示装置によれば、基板１の外周領域に位置する共通電極層３に貫通穴９を設けるとともに、貫通穴９を介して第１有機膜２と第２有機膜４とを接続する構造としたことにより、密着性の高い有機膜同士が接続されるため第２有機膜４が共通電極層３から剥がれるのを抑えることができ、表示不良を少なくすることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

例えば、上述した実施形態においては、環状のシール材１３を用いて封止基板１２の接着を行うようにしたが、基板１の主面側を全面的に覆う面状シール材を用いて封止基板１２を接着するようにしてもよい。

本発明の実施形態にかかる有機ＥＬディスプレイの平面図である。 図１における線分Ａ−Ａ’の断面図である。 図１における線分Ｂ−Ｂ’の断面図である。 本発明の実施形態にかかる共通電極層の拡大平面図である。

符号の説明

１・・・基板
２・・・第１有機膜
３・・・共通電極層
４・・・第２有機膜
５・・・回路層
６・・・発光素子
７・・・有機発光層
８・・・上部電極
９・・・貫通穴

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板上に形成される第１有機膜と、
   前記第１有機膜上に形成される共通電極層と、
   前記共通電極層上に形成される第２有機膜と、を備え、
   前記基板は、複数の画素からなる表示領域及び該表示領域周囲の外周領域からなり、
   前記第１有機膜、前記共通電極層、及び前記第２有機膜は前記表示領域と前記外周領域の境界を跨ぐように形成され、
   前記外周領域に位置する前記共通電極層には貫通穴が設けられているとともに、
   前記貫通穴を介して前記第１有機膜と前記第２有機膜とが接続されていることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記第１有機膜と前記第２有機膜とは同一の材料からなることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記貫通穴の断面形状は、前記第１有機膜側の開口部より前記第２有機膜側の開口部の方が広い台形をなしていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記画素は、前記共通電極上に形成される有機発光層を含んで構成される発光素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記表示領域に位置する前記第２有機膜は、前記発光素子の発光部を露出するようにして形成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記基板と前記第１有機膜との間には、前記発光素子と電気的に接続される回路層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。

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