JP6412791B2 - 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。

多くの有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、配線やＴＦＴ（Thin Film Transistor）などを含む回路上に平坦化膜が形成され、画素電極及び発光層を含む有機層が平坦化膜の上に形成されている。有機層上に共通電極が形成されている。平坦化膜は有機材料で形成されているので、平坦化膜が水分の浸透経路となってしまう場合がある。水分が平坦化膜を通って有機層に達すると、有機層の劣化を招く。

下記特許文献１では、表示領域の外側の領域（周辺領域）に位置する溝が平坦化膜に形成されている。この溝によって表示領域への水分の浸透経路が遮断されている。下記特許文献２では、平坦化膜（文献２において有機材料膜１０）は画素毎に分離され、水分の拡散経路が遮断されている。

特開２００４−３３５２６７号公報 特開２００６−３０２８６０号公報

有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、シフトレジスタなどを構成するＴＦＴを含む回路を周辺領域に有している（以下においてこの回路を周辺回路と称する）。周辺回路も平坦化膜で覆われている。ところが、上述した水分の浸透経路の遮断用の溝が平坦化膜に形成されていると、その溝の位置では周辺回路が形成できない。そのため、その溝の幅だけ周辺領域の幅が大きくなる。このことは有機エレクトロルミネッセンス表示装置の周辺領域部分を狭くすることの制約となる。

本発明の目的は、水分の表示領域への浸透を抑えながら、周辺領域部分を狭くすることが可能な有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することにある。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、複数の画素を有している表示領域と、前記表示領域の外側の領域である周辺領域と、前記表示領域に形成されている回路と、前記周辺領域に形成されている回路とを含んでいる回路層と、前記表示領域に形成され前記表示領域の回路を覆っており、前記周辺領域の回路の少なくとも一部を覆っていない平坦化膜と、前記周辺領域に形成され、前記周辺領域の前記回路の前記少なくとも一部を覆っている、無機材料によって形成されている無機絶縁層と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、水分の表示領域への浸透を抑えながら、周辺領域部分を狭くすることができる。

図１は第１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概略平面図である。 図２は図１に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置のＩＩ−ＩＩ切断線における概略断面図である。 図３は第２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を図２と同様の視野において示す概略断面図である。 図４は第３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を図２と同様の視野において示す概略断面図である。

以下、本発明の一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１ａについて図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。

また、以下の説明において例示される材料等は一例であって、各構成要素はそれらと異なっていてもよく、その要旨を変更しない範囲で変更して実施することが可能である。なお、本実施形態においては説明の便宜上、各構成の位置関係をＸ軸（Ｘ１方向、Ｘ２方向）、Ｙ軸（Ｙ１方向、Ｙ２方向）、Ｚ軸（Ｚ１方向、Ｚ２方向）の座標を用いて説明する。

はじめに、本発明の一実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ａの構成について説明する。図１は第１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１ａの概略平面図であり、図２は図１に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ａのＩＩ−ＩＩ切断線における概略断面図である。

本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ａは、図１に示すようにＴＦＴ基板１０と対向基板５０を有している。ＴＦＴ基板１０は、複数の画素Ｐを有している表示領域Ｄと、表示領域Ｄの外側の領域である周辺領域Ｅとを有している。

ＴＦＴ基板１０の平面視形状は、対向基板５０の平面視形状よりも大きい。このため、ＴＦＴ基板１０の上面１０ａの一部（図１中のＸ２方向の部分）の領域１０ａ１は、対向基板５０に覆われずに露出する。領域１０ａ１にはフレキシブル回路基板２が接続され、さらに、ドライバＩＣ（Integrated Circuit）３が設けられる。

ドライバＩＣ３は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の外部からフレキシブル回路基板２を介して画像データを供給されるＩＣである。ドライバＩＣ３は画像データが供給されることにより、図示しないデータ線を介して各画素へ電圧信号を供給する。

以下、図２を用いて表示領域Ｄの構成の詳細について説明する。なお、便宜上、周辺領域Ｅの構成の詳細については後述する。ＴＦＴ基板１０の表示領域Ｄには、絶縁基板８と、回路層１２と、平坦化膜１３と、有機エレクトロルミネッセンス素子３０と、封止膜４０と、が形成されている。ＴＦＴ基板１０の表示領域Ｄは、充填剤４５を介して対向基板５０によって覆われている。

絶縁基板８は回路層１２が形成される、絶縁性の基板である。回路層１２は、表示領域Ｄに形成されている回路を含む層である。なお、本実施形態における「回路」を構成する回路要素としては、例えば後述する薄膜トランジスタ１１や、図示しない配線、コンタクトホール３２ａ等が挙げられる。

回路層１２の表示領域Ｄには、薄膜トランジスタ１１と、絶縁膜１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと、が形成されている。薄膜トランジスタ１１は、有機エレクトロルミネッセンス素子３０を駆動するためのトランジスタであり、画素Ｐごとに設けられている。薄膜トランジスタ１１は例えば、半導体層１１ａ、ゲート電極１１ｂ、ソース・ドレイン電極１１ｃを有している。

回路層１２の表示領域Ｄ上は、絶縁性を有する平坦化膜１３によって覆われている。このため表示領域Ｄにおける回路は平坦化膜１３に覆われて、薄膜トランジスタ１１をはじめとする回路と有機エレクトロルミネッセンス素子３０との間が電気的に絶縁される。平坦化膜１３は、例えばアクリル、ポリイミド等の、絶縁性を有する有機材料からなる。

平坦化膜１３の上面の各画素Ｐに対応する領域には、反射膜３１が形成されていてもよい。反射膜３１は、有機エレクトロルミネッセンス素子３０から出射された光を対向基板５０側へ反射する膜である。反射膜３１は光反射率が高いほど好ましく、例えばアルミニウムや銀（Ａｇ）等からなる金属膜であることが好ましい。

平坦化膜１３上には、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子３０が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス素子３０は例えばＩＺＯ等の透光性及び導電性を有する材料からなる画素電極３２と、少なくとも発光層を含む有機層３３と、例えばＩＺＯ等の透光性及び導電性を有する材料からなる共通電極３４と、を有する。

画素電極３２は各画素Ｐに応じて形成された電極である。画素電極３２には、コンタクトホール３２ａを介して薄膜トランジスタ１１から駆動電流が供給される。なお、反射膜３１が導電性を有する材料からなる場合、反射膜３１は画素電極３２の一部として機能する。

各画素電極３２同士の間には、隣接する画素Ｐ同士の境界に沿って画素分離膜１４が延在している。これにより、隣接する画素電極３２同士の間は電気的に絶縁される。

なお、図２に示す有機エレクトロルミネッセンス素子３０は、複数の画素Ｐにわたって有機層３３が形成されているが、有機層３３の構成はこのような例に限られない。有機層３３は、各画素Ｐに対応する領域に、異なる色で発光する複数種類の発光層が塗り分けられたものであってもよい。

本実施形態における共通電極３４は、表示領域Ｄと周辺領域Ｅの双方に形成されている。表示領域Ｄにおける共通電極３４は、複数の画素Ｐに亘って有機層３３上を覆うように形成されている。

共通電極３４の上面（図中のＺ１側の面）は、複数の画素にわたって封止膜４０により覆われている。封止膜４０は、有機層３３や平坦化膜１３への上方向（図中のＺ１側）からの水分の侵入を防ぐ膜である。封止膜４０は、例えば、窒化珪素（ＳｉＮ）からなる。

封止膜４０上は、例えば充填剤４５を介して対向基板５０によって覆われている。対向基板５０としては例えばカラーフィルタを有する基板が挙げられる。対向基板５０がカラーフィルタを有する基板である場合、対向基板５０は例えばガラス基板４６と、ガラス基板４６の下面（図中のＺ２側の面）に網目状に設けられた光不透過膜ＢＭと、光不透過膜ＢＭによってマトリクス状に区分された着色膜Ｒ，Ｇ，Ｂと、着色膜Ｒ，Ｇ，Ｂの下面側を覆う、透光性を有する保護膜４８と、を有している。

次いで、周辺領域Ｅの構成について説明する。ＴＦＴ基板１０の周辺領域Ｅには、絶縁基板８と、回路層１２と、無機絶縁層２０と、共通電極３４の周辺部３４ａと、封止膜４０と、が形成されている。ＴＦＴ基板１０の周辺領域Ｅは、充填剤４５を介して対向基板５０によって覆われている。以下、表示領域Ｄと同様の構成については説明を省略し、異なる構成について、その詳細を説明する。

回路層１２の周辺領域Ｅには、図示しない配線、薄膜トランジスタ１１１、コンタクト部１７等の回路要素が形成されている。本実施形態におけるコンタクト部１７とは、配線と共通電極３４とを接続する回路要素である。

周辺領域Ｅにおいては、薄膜トランジスタ１１１が表示領域Ｄの端部Ｄ１から外側（外周１０ｂ側）に向かって並んでいる。薄膜トランジスタ１１１の構成は、例えば表示領域Ｄにおける薄膜トランジスタ１１と同じであるため、その説明を省略する。

コンタクト部１７は、配線と、共通電極３４の周辺部３４ａとに電気的に接続している。周辺部３４ａは、共通電極３４のうち周辺領域Ｅに形成された部分である。この構成により、周辺領域Ｅにおける配線はコンタクト部１７を介して共通電極３４と接続する。

コンタクト部１７は、接続部１７ａ、１７ｂと、周辺部３４ａに接する接点部１７ｇと、を有している。接点部１７ｇの端部は絶縁性のバンク１１４によって覆われている。なお、本実施形態におけるコンタクト部１７は、他の回路要素（コンタクト部１７とは異なる回路要素）よりも外側（外周１０ｂ側）に形成されているが、コンタクト部１７の形成箇所は、この例に限られない。

本実施形態においては、コンタクト部１７上および他の回路要素上は、平坦化膜１３に代えて無機絶縁層２０によって覆われている。無機絶縁層２０は無機材料によって形成された絶縁性の層である。無機絶縁層２０の材料としては例えばＳｉＮ、ＳｉＯ_２などが挙げられるが、平坦化膜１３の材料よりも水分浸透性が低く、絶縁性を有する無機材料であれば、その他の材料であってもよい。

無機絶縁層２０は、図２に示すように周辺領域Ｅ全体を覆うように形成されていることが好ましい。しかし、周辺領域Ｅにおける回路要素の少なくとも一部が平坦化膜１３に代えて無機絶縁層２０により覆われているのであれば、平坦化膜１３により覆われている箇所があってもよい。

共通電極３４の周辺部３４ａは、無機絶縁層２０の上層に形成されている。このため、周辺領域Ｅにおける回路要素と周辺部３４ａとの間は、平坦化膜１３が設けられていなくとも、無機絶縁層２０により電気的に絶縁される。

周辺領域Ｅにおける周辺部３４ａの上面は封止膜４０により覆われている。封止膜４０上は、充填剤４５を介して対向基板５０によって覆われている。封止膜４０と対向基板５０との間にはシール材Ｓが配置され、充填剤４５を封止している。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ａは、周辺領域Ｅにおける回路要素の少なくとも一部が平坦化膜１３に代えて無機絶縁層２０によって覆われている。これにより、無機絶縁層２０が形成された領域においては、回路要素と周辺部３４ａとの間の絶縁性を保ちつつ、ＴＦＴ基板１０の外周１０ｂ側から表示領域Ｄへの水分の浸透を防ぐことができる。

このため、周辺領域Ｅに水分の浸透経路の遮断用の溝を設ける必要がない。以上により、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ａの狭額縁化を実現することができる。

なお、無機絶縁層２０は、図１に示すように平面視において表示領域Ｄの外周Ｄ２全体を囲んでいることが好ましい。これにより、ＴＦＴ基板１０の外周１０ｂ側から表示領域Ｄへの水分の浸透が、平面視において全ての方向から防がれる。なお、無機絶縁層２０は、薄膜トランジスタ１１１など他の回路要素が形成された箇所にだけ設けられていてもよい。

次いで、第２の実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ｂについて説明する。図３は第２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１ｂを図２と同様の視野において示す概略断面図である。以下、第１の実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ａと同一の構成についてはその説明を省略し、構成の異なる箇所について説明する。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ｂは、画素電極３２よりも下層に他の導電層６４が形成されている点と、他の導電層６４と画素電極３２との間に無機絶縁層２０が形成されている点とが、第１の実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ａと異なっている。以下、画素電極３２を含む導電層（本実施形態においては、反射膜３１と画素電極３２）を第１導電層６２とし、他の導電層６４を第２導電層６４とする。

第２導電層６４は画素電極３２とともに補助容量を形成する層である。第２導電層６４の材料としては、例えばＩＺＯ等の導電性を有する材料が用いられる。本実施形態における第２導電層６４は平坦化膜１３の上面を覆うように形成される。

本実施形態における無機絶縁層２０は、周辺領域Ｅと表示領域Ｄの双方に形成されている。なお、表示領域Ｄにおける無機絶縁層２０と周辺領域Ｅにおける無機絶縁層２０とは、同じ工程で形成されたものである。このため、表示領域Ｄにおける無機絶縁層２０は周辺領域Ｅにおける無機絶縁層２０と連続した構成となる。

図３に示すように、表示領域Ｄにおける無機絶縁層２０は第２導電層６４上を覆うように形成され、第１導電層６２は無機絶縁層２０上を覆うように形成されている。

このように無機絶縁層２０が第１導電層６２と第２導電層６４との間に形成されることにより、第１導電層６２（反射膜３１、画素電極３２）と第２導電層６４は無機絶縁層２０により電気的に絶縁される。このため、表示領域Ｄにおける無機絶縁層２０は、第１導電層６２と第２導電層６４の間において、容量形成のための絶縁体として機能する。

これにより、本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ｂの画素容量は、本構成を有さない有機エレクトロルミネッセンス表示装置の画素容量よりも大きくなる。

次いで、第３の実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ｃについて説明する。図４は第３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１ｃを図２と同様の視野において示す概略断面図である。以下、第１の実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ａと同一の構成についてはその説明を省略し、構成の異なる箇所について説明する。

本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ｃは、図４に示すようにその断面図において、例えば薄膜トランジスタ１１１など複数の回路要素のうち、コンタクト部１７が最も表示領域Ｄ寄りに配置されている点が、第１の実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１ａと異なっている。

コンタクト部１７は周辺部３４の端部に接続している。薄膜トランジスタ１１１などの他の回路要素はコンタクト部１７よりも外側（外周１０ｂ側）に位置するため、コンタクト部１７よりも外側（外周１０ｂ側）においては、薄膜トランジスタ１１１など他の回路要素が周辺部３４ａに対向することがない。

したがって、周辺領域Ｅにおいては、薄膜トランジスタ１１１などの他の回路要素と周辺部３４ａとの間に容量が形成されることがない。このため、周辺領域Ｅにおける、他の回路要素の配置の自由度を高めることができる。

以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は、上述した実施形態には限られない。例えば、上述した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により置き換えてもよい。

１ａ、１ｂ、１ｃ 有機エレクトロルミネッセンス表示装置、２ フレキシブル回路基板、３ ドライバＩＣ、８ 絶縁基板、１０ ＴＦＴ基板、１０ｂ 外周、１１ 薄膜トランジスタ、１２ 回路層、１３ 平坦化膜、１７ コンタクト、２０ 無機絶縁層、３０ 有機エレクトロルミネッセンス素子、３１ 反射膜、３２ 画素電極、３３ 有機層、３４ 共通電極、３４ａ 周辺部、４０ 封止膜、５０ 対向基板、６２ 第１導電層、６４ 第２導電層、１１１ 薄膜トランジスタ、Ｄ 表示領域、Ｅ 周辺領域。

Claims (4)

1. 複数の画素を有している表示領域と、
   前記表示領域に形成された、第１導電層と前記第１導電層と向き合っている第２導電層と、
   前記表示領域の外側の領域である周辺領域と、
   前記表示領域に形成されている回路と、前記周辺領域に形成されている回路とを含んでいる回路層と、
   前記表示領域に形成され前記表示領域の前記回路を覆っており、前記周辺領域の前記回路の少なくとも一部を覆っていない平坦化膜と、
   前記表示領域及び前記周辺領域に形成され、前記周辺領域の前記回路の前記少なくとも一部を覆っている、無機材料によって形成されている無機絶縁層と、を備え、
   前記無機絶縁層は、前記第１導電層と第２導電層との間に形成され、それらを絶縁し、
   前記第１導電層は、画素電極を含み、
   前記第２導電層は、前記画素電極よりも下層に配置され、前記画素電極とともに容量を形成している、
   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。
2. 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
   前記表示領域において前記複数の画素に亘って形成され、前記周辺領域に形成されている周辺部を含んでいる、前記平坦化膜及び前記無機絶縁層よりも上層に形成されている共通電極をさらに備え、
   前記回路層は、配線と、前記共通電極の前記周辺部に接続されて前記配線と前記共通電極とを接続するコンタクト部と、前記コンタクト部とは異なる回路要素とを前記周辺領域に有し、
   前記コンタクト部は前記異なる回路要素よりも前記表示領域寄りに配置されている、
   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。
3. 請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
   前記回路層は、前記周辺領域に、前記表示領域の端部から外側に向かって並んでいる複数の回路要素を前記異なる回路要素として有し、
   前記コンタクト部は前記複数の回路要素よりも前記表示領域寄りに配置されている、
   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乃至３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
   前記無機絶縁層が平面視において前記表示領域の外周全体を囲んでいる、
   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。

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