(57)【要約】【課題】トップエミッション型有機ＥＬ装置で、発光光の色純度の向上と、コントラストの向上を図った有機ＥＬ表示装置を提供する。【解決手段】絶縁基板ＳＵＢの主面に配置された複数の画素電極ＣＤと、この複数の画素電極ＣＤ上にそれぞれ配置された複数の多層構造の有機ＥＬ層ＯＬＥと、この有機ＥＬ層ＯＬＥ上に配置された透光性の対向電極ＡＤと、前記複数の有機ＥＬ層ＯＬＥ相互間に配置されたバンクＢＭＰを備え、前記有機ＥＬ層ＯＬＥの側面及び背面に光吸収機能を備えた構成とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の主面に配置された複数の画素電極と、この複数の画素電極上にそれぞれ配置された多層構造の有機ＥＬ層と、この有機ＥＬ層の上層に配置された透光性の対向電極と、前記複数の有機ＥＬ層相互間に配置された絶縁突起を有し、前記対向電極側から光を放出する構成の有機ＥＬ表示素子を備えた有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ層と画素電極の間、又は画素電極の前記対向電極側の面に光吸収機能を備えた構成としたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記絶縁突起は前記有機ＥＬ層と対向する面に光吸収機能を備えた構成としたことを特徴とする前記請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記有機ＥＬ層は、電子輸送層、発光層、ホール輸送層及びホール注入層を備えた構成であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記対向電極をＶ2Ｏ5で構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記有機ＥＬ層は、電子輸送層、発光層、ホール輸送層を備えた構成であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記画素電極はフラーレン（Ｃ60）又はその誘導体を含有したことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記絶縁基板の主面で前記画素電極の下側に配置された絶縁性の平坦化膜が光吸収機能を備えた構成であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
前記絶縁突起はカーボン材を含有したことことを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置に係り、特にトップエミッション型有機ＥＬ表示素子を備えた有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネル型の表示装置として液晶表示装置（ＬＣＤ）やプラズマ表示装置（ＰＤＰ）、電界放出型表示装置（ＦＥＤ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）などが実用化ないしは実用化研究段階にある。中でも、有機ＥＬ表示装置は薄型・軽量の自発光型表示装置の典型としてこれからの表示装置として極めて有望な表示装置である。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置には、所謂ボトムエミッション型とトップエミッション型とがある。ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、ＴＦＴ基板を構成するガラス基板を好適とする絶縁基板の主面に、第１の電極または一方の電極としての透明電極（ＩＴＯ等）、電界の印加で発光する多層の有機膜（有機発光層とも言う）、第２の電極または他方の電極としての反射性の金属電極を順次積層した発光機構で有機ＥＬ素子が構成される。この有機ＥＬ素子をマトリクス状に多数配列し、それらの積層構造を覆って封止缶と称する他の基板あるいは封止膜を設け、上記発光構造を外部の雰囲気から遮断している。そして、例えば透明電極を陽極とし、金属電極を陰極として両者の間に電界を印加することで有機多層膜にキャリア（電子と正孔）が注入され、該有機多層膜が発光する。この発光をガラス基板側から外部に出射する構成となっている。
【０００４】
一方、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、上記した一方の電極を反射性を有する金属電極とし、他方の電極をＩＴＯ等の透明電極とし、両者の間に電界を印加することで発光層が発光し、この発光を上記他方の電極側から出射する構成を特徴としている。トップエミッション型では、前記絶縁基板上の駆動回路上も発光エリアとして利用できる特徴を有している。又、トップエミッション型では、ボトムエミッション型における封止缶に対応する構成として、ガラス板を好適とする透明板が使用出来る。
【０００５】
この種の有機ＥＬ表示装置に関し、特許文献１ではトップエミッション型有機ＥＬ表示素子の製造でインクジェットプロセスに適した膜の表面処理に関する技術が、又特許文献２では基板上に配置された一方の電極の上に形成される有機発光層および他方の電極でなる発光エリアを、膜厚が薄くテーパの少ない無機絶縁膜のバンクで囲む構成とし、バンクの段差を小さくすることでエッジグロースを無くし、隣接画素からの迷光の反射防止と電極の段切れを回避する技術がそれぞれ開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１２７５５１号公報
【特許文献２】特開２００５−５２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなトップエミッション型有機ＥＬ表示装置では、電極や有機ＥＬ層の素子構成、膜厚によって光の干渉の影響が大きく、輝度、コントラストの向上が困難であった。この光の干渉の影響を軽減するには前記有機ＥＬ層の膜厚管理の厳密さが要求される。ところが、この要求は製造過程での作業時間の短縮と製造原価の低減に逆行する問題を内包している。
【０００７】
又、この光の干渉の影響により、視野角により輝度、コントラストに変化が生じ、その対策が求められている。更に、光の干渉の影響が反射防止を困難にし、別途偏光板の配置を必要とする等の問題があった。
更に又、光の干渉の影響で多色発光の構成では、各発光光の色純度が低く色再現性が十分ではないという問題もあった。
【０００８】
本発明の目的は、上述した問題を解決し、高輝度、高コントラストで優れた色純度の有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、有機ＥＬ層に接して隣接する有機ＥＬ層と離隔する突堤状の堤絶縁突起（以下バンクと言う）と、前記有機ＥＬ層の背面側に配置される画素電極等を光吸収機能を備えた構成としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は有機ＥＬ層の側面及び背面に光吸収機能を備えた構成としたことにより、
（１）外来光及び発光（出射）光の反射を低減し、各発光光の色純度及び輝度を向上させ      ると共にコントラストの向上を図ることが出来る。
（２）不要な出射光を遮蔽できるため青，緑，赤成分の光が出射される割合が増加し，Ｒ      ＧＢ各発光光の色純度が向上する。
（３）光の干渉を低減できることから、別途に偏光板を必須とせず、省略することも可能      で、コスト低減は勿論のこと、輝度向上も期待できる。
（４）フルカラー有機ＥＬ表示装置としての色再現範囲が拡大する。
（５）装置が薄くなり更に軽量化されるため，適用できる製品範囲が拡大できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１乃至図３は、本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施例の概略構造を説明する模式図で、図１は平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図、図３は図２の有機ＥＬ層の拡大断面図である。図１乃至図３において、ＡＤは対向電極（アノード電極）、ＣＤは画素電極（カソード電極）、ＢＭＰはバンク、ＯＬＥは有機ＥＬ層、ＩＢは絶縁性の平坦化膜、ＩＣは絶縁膜、ＦＧはファーストゲート、ＳＧはセカンドゲート、ＧＩはゲート絶縁膜、ＡＬはスイッチング素子間の配線、ＡＬＳはスイッチング素子間の配線（光シールドも兼ねる部分）、ＳＵＢは絶縁基板である。
【００１３】
前記絶縁基板ＳＵＢは、主面に窒化シリコンＳｉＮ、酸化シリコンＳｉＯ２  を成膜した透明なガラスを好適とする基板であり、前記したＴＦＴ基板となるものである。この酸化シリコンＳｉＯ２  膜の上のスイッチング素子領域に半導体膜のパターニングでファーストゲートＦＧが形成されている。ファーストゲートＦＧを覆ってゲート絶縁膜ＧＩが形成され、ゲート絶縁膜ＧＩの上にセカンドゲートＳＧがパターニングされ、さらにその上を覆って絶縁性の平坦化膜１Ｂが成膜されている。
【００１４】
配線ＡＬはスイッチング素子のドレイン電極となるスイッチング素子間の配線（スイッチ間配線、信号配線、ドレイン配線）、又、配線ＡＬＳはソース電極でかつスイッチング素子間の配線兼シールド部材（スイッチ間配線兼シールド部材）を示し、平坦化膜１Ｂとゲート絶縁膜ＧＩを貫通するコンタクトホールを通してファーストゲートＦＧに接続されている。スイッチ間配線ＡＬとスイッチ間配線兼シールド部材ＡＬＳを覆って絶縁膜１Ｃが成膜されている。この絶縁膜１Ｃに設けたコンタクトホールを通してスイッチ間配線兼シールド部材ＡＬＳに接続する平板状の画素電極ＣＤが発光エリアに延びている。ここでは、画素電極ＣＤはカソード電極である。
【００１５】
この画素電極ＣＤは例えばＭｇ−Ａｇ合金から構成され、少なくとも発光エリアに対面する面は例えばフラーレン（Ｃ60）又はその誘導体等により黒色化されて光吸収機能を有する構成となっている。
【００１６】
この画素電極ＣＤ上には発光エリアを構成する有機ＥＬ層ＯＬＥが突堤状のバンクＢＭＰで囲まれて積層配置されている。この有機ＥＬ層ＯＬＥはＸ方向及びＹ方向にマトリクス状に配置されている。
【００１７】
前記バンクＢＭＰの前記有機ＥＬ層ＯＬＥと対向する面は光吸収機能を有する構成、例えば酸化シリコン膜のような無機絶縁材料に例えばカーボンのような黒色材料を添加して黒色化された構成となっている。
【００１８】
前記発光エリアを構成する有機ＥＬ層ＯＬＥ上には、例えばＩＴＯ膜からなる透光性の対向電極ＡＤが配置されている。ここでは、対向電極ＡＤはアノード電極である。
【００１９】
この対向電極ＡＤは前記有機ＥＬ層ＯＬＥ上に続いてバンクＢＭＰの側壁から天頂面を連続して覆って配置されている。
【００２０】
前記バンクＢＭＰは例えば酸化シリコン膜や窒化シリコン膜等の無機絶縁材料から構成されており、発光エリアに開口部（バンク開口）を有する形状とされている。したがって、バンクＢＭＰはその開口部に凹みを有した形状となっている。
このように、本実施例による有機ＥＬ表示装置は、隣接する前記画素の有機ＥＬ層ＯＬＥの発光エリアが、例えば無機絶縁膜からなるバンクＢＭＰにより分離されている。
【００２１】
このバンクＢＭＰのバンク開口に配置された前記有機ＥＬ層ＯＬＥはその一例の詳細を図３に示す。
【００２２】
図３に示す有機ＥＬ層ＯＬＥは、画素電極ＣＤに接して電子輸送層ＥＴＬが配置され、その上に順次発光層ＥＭＬ、ホール輸送層ＨＴＬ、ホール注入層ＨＩＬがそれぞれ積層され、最上層には対向電極ＡＤが全面に形成されている。
この有機ＥＬ層ＯＬＥはバンク開口の内縁に接して形成されている。
【００２３】
上記構成で、前記透明な対向電極ＡＤは陽極として機能し、画素電極ＣＤは陰極として機能するが、陽極である透明電極ＡＤには仕事関数の高い透明な電極材料を用いれば良く、前述したＩＴＯが一般的であるが他の透明な導電物質であっても良い。
【００２４】
陰極である画素電極ＣＤには、仕事関数の低いＡｌ、Ｍｇ、Ｍｇ/Ａｇ合金やＡｌ/Ｌｉ合金等などを用いることができる。又、特性向上のためＡｌ単体ではなく，有機層との間に極薄いフッ化リチウムＬｉＦなどのアルカリ金属化合物などを用いても良い。なお、画素電極ＣＤは、発光層から出射した光の反射を抑制するため、光の反射率の低い材料から構成されることが望ましい。
【００２５】
発光層ＥＭＬは、陽極である透明な対向電極ＡＤと陰極である画素電極ＣＤとの間に所定の電圧が印加されたとき，所望の色で発光する材料を用いる。
【００２６】
発光層ＥＭＬの材料としては、赤色発光用として、例えば発光層はＡｌｑ３（トリス(８−キノリノレート)アルミニウム）に、ＤＣＭ−１（４−(ジシアノメチレン)−２−メチル−６−(ｐ−ジメチルアミノスチリル)−４Ｈ−ピラン）を分散したもの、緑色発光用として、例えばＡｌｑ３，Ｂｅｂｑ，キナクリドンでドーピングしたＡｌｑ３、青色発光用として、例えばＤＰＶＢｉ（４,４'−ビス(２,２−ジフェニルビニル)ビフェニル）や、これとＢＣｚＶＢｉ（４,４'−ビス(２−カルバゾールビニレン)ビフェニル）からなる材料、或いはジスチリルアリレーン誘導体をホストとし、ジスチリルアミン誘導体をゲストとしてドーピングしたものを用いることができる。
【００２７】
又、それぞれの発光層ＥＭＬにおいて、ホール注入層ＨＩＬはＣｕＰｃ（銅フタロシアニン），ホール輸送層ＨＴＬはα−ＮＰＤ（Ｎ,Ｎ'−ジ(α−ナフチル)−Ｎ,Ｎ'−ジフェニル１,１'−ビフェニル−４,４'−ジアミン）や、トリフェニルジアミン誘導体ＴＰＤ（Ｎ,Ｎ'−ビス(３−メチルフェニル)１,１'−ビフェニル−４,４'−ジアミン）、電子輸送層ＥＴＬはＡｌｑ３を用いることができる。
【００２８】
更に、上記低分子系の材料の他にポリマー系の材料を用いることもできる。
【００２９】
このような構成の有機ＥＬ層ＯＬＥを備えた有機ＥＬ素子では，陽極である対向電極ＡＤと陰極である画素電極ＣＤとに直流電源を接続し、両電極間に直流電圧を印加すると、対向電極ＡＤから注入されたホールと、画素電極ＣＤから注入された電子がそれぞれ発光層に到達し，電子−ホールの再結合が生じ所定の波長の発光が生じるものである。
【実施例２】
【００３０】
実施例２による本発明の有機ＥＬ表示装置は、前述した図３に示す有機ＥＬ層ＯＬＥを発光層ＥＭＬの背面側の電子輸送層ＥＴＬに光吸収機能を有する構成としたものである。電子輸送層ＥＴＬを例えばＡｌｑ３で形成し、これにフラーレン（Ｃ60）を添加し、光吸収機能を持たせた構成である。その他の構成は図１、図２と同一、或いは画素電極ＣＤに光吸収機能を備えない構成でも良い。
【実施例３】
【００３１】
図４は本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例の有機ＥＬ層の構成を説明する拡大断面図で、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。図４に示す実施例３においては、有機ＥＬ層ＯＬＥを電子輸送層ＥＴＬと発光層ＥＭＬ及びホール輸送層ＨＴＬの３層構造とし、これにＶ2Ｏ5材からなる対向電極ＡＤＶを積層し、更に前記有機ＥＬ層ＯＬＥを発光層ＥＭＬの背面側の電子輸送層ＥＴＬに光吸収機能を有する構成としたものである。その他の構成は図１、図２と同一、或いは画素電極ＣＤに光吸収機能を備えない構成でも良い。
【実施例４】
【００３２】
実施例４による本発明による有機ＥＬ表示装置は、図４に示す３層構造の有機ＥＬ層ＯＬＥとＶ2Ｏ5材からなる対向電極ＡＤＶを積層した構成の基で、画素電極ＣＤに実施例１と同様に光吸収機能を持たせたものである。
【実施例５】
【００３３】
図５は本発明による有機ＥＬ表示装置の更に他の実施例の有機ＥＬ層の構成を説明する拡大断面図で、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。実施例５においては、図５に示すように有機ＥＬ層ＯＬＥを挟んでアノード電極となる画素電極ＡＤＬを背面側に、カソード電極となる対向電極ＣＤＨを前面側にそれぞれ配置すると共に、この画素電極ＡＤＬを実施例１と同様に光吸収機能を持たせた構成としたものである。この構成で、前面側に配置される前記対向電極ＣＤＨは例えばＭｇ−Ａｇ合金から形成され、半透明の性状を有する。勿論、この実施例５の前記有機ＥＬ層ＯＬＥは前記画素電極ＡＤＬ側からホール注入層ＨＩＬ、ホール輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬ及び電子輸送層ＥＴＬが順次積層されている。
【実施例６】
【００３４】
図６及び図７は本発明による有機ＥＬ表示装置の更に他の実施例を説明する模式図で、図６は平面図、図７は図６のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図で、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。図６及び図７において、参照記号ＳＤは補助電極で、この補助電極ＳＤはバンクＢＭＰ上の対向電極ＡＤ上を前記バンクＢＭＰと略同心でＹ方向に帯状に延在している。
【００３５】
この補助電極ＳＤは例えばＡｌ、Ａｇ材等の導電材で形成されて対向電極ＡＤと導通しており、しかもその幅がバンクＢＭＰ上の天頂面の幅より広い寸法に設定されている。この補助電極ＳＤは対向電極ＡＤの補助配線としての機能を備えると共に、この補助電極ＳＤの外面側に光吸収機能を持たせる事で発光エリアの輪郭を明確にするブラックマトリクスの機能を併せ持ち、外光の反射も軽減しコントラスト向上に寄与する。
【実施例７】
【００３６】
図８は本発明による有機ＥＬ表示装置の第７実施例を説明する模式平面図で、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。図８に示す実施例７では、補助電極ＳＤを実施例６の図６に示す配列と略直交する方向に配置したものである。この図８に示す配置の構成も、前記実施例６と略同様な作用効果を奏する。勿論、図６と図８に示す配列の組み合わせ構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施例の概略構造を説明する模式平断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
【図３】図２の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ表示装置の他の実施例を説明する要部拡大断面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ表示装置の更に他の実施例を説明する要部拡大断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ表示装置の更に他の実施例を説明する模式平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。
【図８】本発明の有機ＥＬ表示装置の更に他の実施例を説明する模式平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
ＡＤ、ＡＤＶ・・・対向電極、ＣＤ・・・画素電極、ＣＤＨ・・・画素電極、ＢＭＰ・・・バンク、ＳＵＢ・・・絶縁基板（ＴＦＴ基板）、ＩＢ・・・平坦化膜、ＯＬＥ・・・有機ＥＬ層、ＦＧ・・・ファーストゲート、ＳＧ・・・セカンドゲート、ＩＣ・・・絶縁膜、ＧＩ・・・ゲート絶縁膜、ＡＬ・・・スイッチング素子間の配線、ＡＬＳ・・・スイッチング素子間の配線、ＳＤ・・・補助電極。
【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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【図８】
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