(57)【要約】【課題】有機発光ダイオードの水分による劣化の防止と発光効率の向上を両立した表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、絶縁表面上に形成された画素電極と、前記画素電極の端部を覆うとともに、前記画素電極の上面を露出する開口部を有するバンクと、前記開口部を覆い、発光層を含む有機層と、前記有機層上及び前記バンク上に形成された対向電極と、前記対向電極上に形成されたキャップ層と、表示面側からの平面視において、前記バンクと重畳し、前記開口部と重畳しない領域の前記対向電極上に形成され、吸湿剤を含む吸湿層と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面上に形成された画素電極と、
前記画素電極の端部を覆うとともに、前記画素電極の上面を露出する開口部を有するバンクと、
前記開口部を覆い、発光層を含む有機層と、
前記有機層上及び前記バンク上に形成された対向電極と、
前記対向電極上に形成されたキャップ層と、
表示面側からの平面視において、前記バンクと重畳し、前記開口部と重畳しない領域の前記対向電極上に形成され、吸湿剤を含む吸湿層と、を有する、
表示装置。
【請求項２】
前記吸湿層は、前記キャップ層を構成する材料と前記吸湿剤を混合した材料により形成される層である、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記吸湿層は、前記キャップ層を構成する材料を含まず、前記吸湿剤を含む材料により形成される層である、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記吸湿層に含まれる前記吸湿剤の密度が、隣接する前記発光層の発光色に応じて異なる、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記キャップ層は、複数の層を含み、
前記吸湿層は、少なくとも前記キャップ層の最上層の下に設けられる、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記吸湿剤は、酸化バリウム、酸化カルシウム、カルシウム及びゼオライトのうち少なくとも１つを含む、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の表示装置では、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode、ＯＬＥＤ）等の自発光素子を薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を用いて制御し、画像を表示する場合がある。
【０００３】
下記特許文献１には、有機ＥＬ積層膜および封止材の両方に接して配置された吸湿性熱伝導個体を具備する有機ＥＬ表示装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、有機ＥＬ素子基板と封止材との間に気相成膜法により形成された吸湿層を有し、非表示領域上に形成されている吸湿層が、表示領域上に形成されている吸湿層より大きい有機ＥＬ素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１９２７７号公報
【特許文献２】特開２００７−２６５７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１や特許文献２のように、吸湿剤を含む吸湿層を設けることで、発光層を含む有機層が水分により劣化することを防止できる。しかしながら、吸湿層を発光領域の上方に配置すると、吸湿層により光が吸収される場合があり、有機発光ダイオードの発光効率が低下する場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、有機発光ダイオードの水分による劣化の防止と発光効率の向上を両立した表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表示装置は、絶縁表面上に形成された画素電極と、前記画素電極の端部を覆うとともに、前記画素電極の上面を露出する開口部を有するバンクと、前記開口部を覆い、発光層を含む有機層と、前記有機層上及び前記バンク上に形成された対向電極と、前記対向電極上に形成されたキャップ層と、表示面側からの平面視において、前記バンクと重畳し、前記開口部と重畳しない領域の前記対向電極上に形成され、吸湿剤を含む吸湿層と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の配線図である。
【図３】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の画素の回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の画素の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の画素の平面図である。
【図６】本発明の実施形態の第２の変形例に係る有機ＥＬ表示装置の画素の断面図である。
【図７】本発明の実施形態の第３の変形例に係る有機ＥＬ表示装置の画素の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１を示す斜視図である。有機ＥＬ表示装置１は、ガラス又は可撓性を有する素材からなる基板２上に、複数の画素が配置された表示領域３を有する。基板２上には、複数の画素を制御するための駆動回路（図示せず）が形成されていてもよい。また、複数の画素を制御するための信号や電力は、フレキシブルプリント基板（Flexible  Print Circuit：ＦＰＣ）４を介して入力される。ＦＰＣ４は、基板２上に形成された端子（図示せず）に圧着され、電気的に接続される。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、表示領域３を保護する対向基板５を有する。対向基板５は、例えば有機ＥＬ表示装置１を組み込んだ電子機器の表面カバーガラスで代用されてもよい。
【００１２】
図２は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の平面図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の画素の回路図である。有機ＥＬ表示装置１は、基板２の表示領域３にマトリクス状に設けられた各画素を、映像信号駆動回路１２及び走査信号駆動回路１３によって制御し、画像を表示する。ここで、映像信号駆動回路１２は、各画素に送る映像信号を生成し、発信する回路である。また、走査信号駆動回路１３は、画素に設けられたＴＦＴ（Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ）への走査信号を生成し、発信する回路である。なお、図２において、映像信号駆動回路１２及び走査信号駆動回路１３は、それぞれ別体で形成されるものとして図示されているが、一つのＩＣ（Integrated Circuit）に組み込まれていてもよいし、３箇所以上に分かれて形成されてもよい。映像信号駆動回路１２及び走査信号駆動回路１３をＩＣに組み込む場合、ＩＣは基板２上に実装されてもよいし、図１で示したＦＰＣ４上に実装されてもよい。
【００１３】
走査信号駆動回路１３からの信号を伝える走査信号線１４は、各画素領域に形成された画素トランジスタＳＳＴのゲートに電気的に接続される。走査信号線１４は、１つの行に並ぶ画素トランジスタについて共通である。画素トランジスタＳＳＴは、そのソース又はドレインが駆動トランジスタＤＲＴのゲートに電気的に接続されるトランジスタである。駆動トランジスタＤＲＴは、例えばｎ型チャネルの電界効果トランジスタであり、ソースが有機発光ダイオードＯＬＥＤの陽極に電気的に接続される。有機発光ダイオードＯＬＥＤの陰極は、接地電位又は負電位に固定される。このとき、有機発光ダイオードＯＬＥＤには、陽極から陰極に向かって電流が流れる。また、映像信号駆動回路１２からの信号を伝える映像信号線１５は、画素トランジスタＳＳＴのソース又はドレインに電気的に接続される。映像信号線１５は、１つの列に並ぶ画素トランジスタについて共通である。走査信号線１４に走査信号が印加されると画素トランジスタＳＳＴがオン状態となる。その状態で映像信号線１５に映像信号が印加されると駆動トランジスタＤＲＴのゲートに映像信号電圧が印加され、保持容量Ｃｓに映像信号に応じた電圧が書き込まれ、駆動トランジスタＤＲＴがオン状態となる。駆動トランジスタＤＲＴのドレインには、電源線１６が電気的に接続される。電源線１６には、有機発光ダイオードＯＬＥＤを発光させるための電源電圧が印加される。駆動トランジスタＤＲＴがオン状態となると、映像信号電圧の大きさに応じた電流が有機発光ダイオードＯＬＥＤに流れて、有機発光ダイオードＯＬＥＤが発光する。
【００１４】
図４は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の画素の断面図である。図４は、図２に示したＩＶ−ＩＶ線における画素の断面図である。また、図５は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の画素の平面図である。図５は、有機ＥＬ表示装置１の表示領域３の拡大図であり、有機ＥＬ表示装置１を表示面側から平面視した場合における画素を示している。図５では、４つの矩形の画素を示しているが、画素の形状は矩形以外の形状、例えばＬ字形状であってもよい。
【００１５】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、基板２の上に第１絶縁膜２１が設けられ、第１絶縁膜２１の上に駆動トランジスタＤＲＴのチャネルが形成される。第１絶縁膜２１の上には第２絶縁膜２２が設けられ、第２絶縁膜２２の上には駆動トランジスタＤＲＴのゲートが設けられる。第２絶縁膜２２の上には第３絶縁膜２３が設けられ、第３絶縁膜２３の上には第４絶縁膜２４が設けられる。第２絶縁膜２２、第３絶縁膜２３及び第４絶縁膜２４にはスルーホールが設けられる。スルーホールには、駆動トランジスタＤＲＴのチャネルに電気的に接続されるソース電極及びドレイン電極が設けられる。
【００１６】
第４絶縁膜２４の上には平坦化膜２５が設けられる。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１では、平坦化膜２５は有機絶縁材料で形成され、その表面は絶縁表面である。平坦化膜２５の上面には、画素電極３０が形成される。平坦化膜２５の上面は絶縁表面であり、画素電極３０は、絶縁表面上に形成される。画素電極３０及び平坦化膜２５の上にはバンク４０が形成される。バンク４０は、画素電極３０の端部を覆うとともに、画素電極３０の上面を露出する開口部４１を有する。バンク４０の開口部４１には、発光層を含む有機層３１が形成される。有機層３１は、開口部４１を覆うように形成される。有機層３１上及びバンク４０上には、対向電極３２が形成される。対向電極３２は、有機層３１から出射される光を透過する材料で形成される。
【００１７】
開口部４１を覆うように、対向電極３２上にキャップ層３３が形成される。キャップ層３３は、有機層３１から出射される光を透過する材料で形成され、本実施形態では一層で構成される。キャップ層３３は、有機層３１から出射される光が有機層３１側に反射されることを防止するよう、その厚さや屈折率が選択される。
【００１８】
表示面側からの平面視において、バンク４０と重畳し、開口部４１と重畳しない領域の対向電極３２上には、吸湿剤を含む吸湿層３４が形成される。吸湿層３４は、対向電極３２と有機層３１が接する領域である発光領域の上方には形成されない。そのため、有機層３１から表示面側に出射される光が吸湿層３４によって吸収されることは無く、吸湿層３４を有機層３１の上方に設ける場合と比較して、有機発光ダイオードの発光効率が向上する。また、有機層３１からバンク４０側に出射される光は、吸湿層３４により吸収されるため、混色が防止される。
【００１９】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１において、吸湿層３４は、キャップ層３３を構成する材料と吸湿剤を混合した材料により形成される層である。吸湿層３４は、例えば、キャップ層３３を構成する材料と吸湿剤を共蒸着することで形成してよい。その場合、バンク４０上方以外の領域にキャップ層３３を蒸着した後、バンク４０上方にキャップ層３３を構成する材料と吸湿剤を共蒸着することとしてよい。
【００２０】
吸湿層３４が、キャップ層３３を構成する材料と吸湿剤を混合した材料により形成される層であることで、対向電極３２の上に吸湿剤が定着しやすくなるとともに、吸湿剤と封止膜３５の接触が少なくなり、吸湿剤の変質のおそれが低減される。
【００２１】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１において、吸湿層３４に含まれる吸湿剤は、酸化バリウム、酸化カルシウム、カルシウム及びゼオライトのうち少なくとも１つを含む。これらの材料を含む吸湿層３４を設けることで、有機層３１が水分により劣化することを防止する大きな効果が得られる。もっとも、これら以外の吸湿剤を含む吸湿層３４を設けることとしてもよい。
【００２２】
本発明の実施形態の第１の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１において、吸湿層３４は、キャップ層３３を構成する材料を含まず、吸湿剤を含む材料により形成される層である。本発明の実施形態の第１の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１は、吸湿層３４が、吸湿剤のみ又は吸湿剤とキャップ層３３を構成する材料以外の材料で形成される点で本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１と相違するが、その断面構造は図４に示す構造と同様である。第１の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１では、バンク４０上方に吸湿剤のみによって吸湿層３４を形成し、キャップ層３３を吸湿層３４の周囲を囲むように形成する。言い換えると、第１の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１では、キャップ層３３は、バンク４０上方に穴を有し、吸湿層３４は、キャップ層３３の穴を埋めるように形成される。
【００２３】
吸湿層３４を吸湿剤で形成することにより、バンク４０上方に高密度で吸湿剤を配置することができ、水分吸着効果をより高めることができるため、有機層３１の水分による劣化をより強力に防止することができる。
【００２４】
図６は、本発明の実施形態の第２の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１の画素の断面図である。第２の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１は、赤色で発光する発光層を含む第１有機層３１ａと、緑色で発光する発光層を含む第２有機層３１ｂと、青色で発光する発光層を含む第３有機層３１ｃと、を有する。また、第２の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１は、吸湿層３４に含まれる吸湿剤の密度が、隣接する発光層の発光色に応じて異なる。その他の構成について、第２の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１と同様の構成を有する。
【００２５】
第２の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１は、それぞれ吸湿剤の密度が異なる第１吸湿層３４ａと、第２吸湿層３４ｂと、第３吸湿層３４ｃと、を有する。第１吸湿層３４ａは、第１有機層３１ａに隣接する位置に設けられ、第２吸湿層３４ｂは、第２有機層３１ｂに隣接する位置に設けられ、第３吸湿層３４ｃは、第３有機層３１ｃに隣接する位置に設けられる。第１吸湿層３４ａは、赤色で発光する発光層の材料に最適な密度で吸湿剤を含み、第２吸湿層３４ｂは、緑色で発光する発光層の材料に最適な密度で吸湿剤を含み、第３吸湿層３４ｃは、青色で発光する発光層の材料に最適な密度で吸湿剤を含む。なお、第１吸湿層３４ａ、第２吸湿層３４ｂ及び第３吸湿層３４ｃは、それぞれ異なる吸湿剤を含んでよく、吸湿剤の種類及びその密度は、隣接する有機層３１についての水分劣化防止効果が最適になるように選択されてよい。
【００２６】
第２の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１によれば、吸湿層３４の構成が隣接する発光層に関して最適化されるため、発光層の特性に応じて、有機層３１の水分による劣化を防止することができる。
【００２７】
図７は、本発明の実施形態の第３の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１の画素の断面図である。第３の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１において、キャップ層３３は、複数の層を含む。具体的には、キャップ層３３は、対向電極３２に接する第１キャップ層３３ａと、封止膜３５に接する第２キャップ層３３ｂと、を含む。また、吸湿層３４は、バンク４０上方において、少なくともキャップ層３３の最上層（第２キャップ層３３ｂ）の下に設けられる。その他の構成について、第３の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１と同様の構成を有する。
【００２８】
キャップ層３３が複数の層を有することで、発光層から表示面側に出射された光について、戻り光をより少なくするように厚みや屈折率を選択することができる。本変形例に係る有機ＥＬ表示装置１では、第１キャップ層３３ａは、バンク４０上方において穴を有し、吸湿層３４は、第１キャップ層３３ａの穴を埋めるように形成される。さらに、第２キャップ層３３ｂは、第１キャップ層３３ａ及び吸湿層３４を覆うように形成される。
【００２９】
吸湿層３４が、バンク４０上方において、少なくともキャップ層３３の最上層の下に設けられることで、有機層３１により近い位置に吸湿剤を配置することができ、有機層３１に水分が到達することを効率良く防止することができる。また、吸湿層３４の上に第２キャップ層３３ｂを形成することで、吸湿層３４が封止膜３５に接触することがなくなり、吸湿剤の変質が防止される。
【００３０】
第３の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１において、吸湿層３４は、キャップ層３３を構成する材料と吸湿剤を混合した材料により形成される層であってもよいし、吸湿剤のみで形成されてもよい。また、第３の変形例に係る有機ＥＬ表示装置１において、吸湿層３４に含まれる吸湿剤の密度が、隣接する発光層の発光色に応じて異なってもよい。
【００３１】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の実施形態及び変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００３２】
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものついては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【００３３】
１  有機ＥＬ表示装置、２  基板、３  表示領域、４  ＦＰＣ、５  対向基板、１２  映像信号駆動回路、１３走査信号駆動回路、１４  走査信号線、１５  映像信号線、１６  電源線、２１  第１絶縁膜、２２第２絶縁膜、２３  第３絶縁膜、２４  第４絶縁膜、２５  平坦化膜、３０  画素電極、３１  有機層、３１ａ  第１有機層、３１ｂ  第２有機層、３１ｃ  第３有機層、３２  対向電極、３３  キャップ層、３３ａ  第１キャップ層、３３ｂ  第２キャップ層、３４  吸湿層、３４ａ  第１吸湿層、３４ｂ  第２吸湿層、３４ｃ  第３吸湿層、３５  封止層、３６  充填剤、４０  バンク、４１  開口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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