(57)【要約】【課題】光の取り出し効率を向上させた有機ＥＬ表示装置を得る。【解決手段】基板の表面の画素領域に、一方の電極、発光材料層、および他方の電極が少なくとも積層され、前記発光材料層は、当該画素領域と隣接する他の画素領域とを仕切るバンク膜の開口部内に充填されて形成されているととともに、該バンク膜の開口部の側壁面に光反射機能が施されている。【選択図】        図１
2004288447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面の画素領域に、一方の電極、発光材料層、および他方の電極が少なくとも積層され、
前記発光材料層は、当該画素領域と隣接する他の画素領域とを仕切るバンク膜の開口部内に充填されて形成されているととともに、
該バンク膜の開口部の少なくとも側壁面に光反射機能が施されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
基板の表面の画素領域に、一方の電極、発光材料層、および他方の電極が少なくとも積層され、
前記発光材料層は、当該画素領域と隣接する他の画素領域とを仕切るバンク膜の開口部内に充填されて形成されているととともに、
該バンク膜の開口部の少なくとも側壁面に該バンク膜の材料の光屈折率と異なる光屈折率の材料層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記バンク膜の材料の光屈折率と異なる光屈折率の前記材料層はその光屈折率が該バンク膜のそれよりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
基板の表面の画素領域に、一方の電極、発光材料層、および他方の電極が少なくとも積層され、
前記発光材料層は、当該画素領域と隣接する他の画素領域とを仕切るバンク膜の開口部内に充填されて形成され、
該バンク膜の開口部の少なくとも側壁面に光反射機能が施されているとともに、該バンク膜にはそれ自体の光透過率を低減させる顔料が含有されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記バンク膜の開口部の少なくとも側壁面に金属酸化膜が被着されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機ＥＬ表示装置に係り、その各画素領域がその画素領域と隣接する他の画素領域とバンク膜によって仕切られている有機ＥＬ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、アクティブ・マトリクス型の有機ＥＬ表示装置は、その基板の表面において、ｘ方向に延在されｙ方向に並設されるゲート信号線と、ｙ方向に延在されｘ方向に並設されるドレイン信号線とを有し、これら各信号線によって囲まれた矩形状の領域を画素領域とする。
【０００３】
これら各画素領域には、片側のゲート信号線からの走査信号によってオンするスイッチング素子と、このスイッチング素子を介して片側のドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極を有する。
【０００４】
そして、この画素電極の上面には発光材料層を介して対向電極が積層されるようになっている。この対向電極は前記映像信号に対して基準となる信号が供給されるようになっている。
【０００５】
発光材料層には前記各電極を介して電流が流れ、この電流に応じて該発光材料層に発光がなされ、前記各電極のうち一方の電極（透光性の導電膜）を通して該発光を認識できるように構成されている。
【０００６】
ここで、前記信号線および電極等はフォトリソグラフィ技術による選択エッチングにより形成されるが、発光材料層はいわゆる蒸着シャドウマスクを用いて形成されるのが通常である。発光材料層は水分等を含むと変質する等の性質を有するからである。
【０００７】
そして、該発光材料層が基板上に被着される段階では液体状となっているため、各画素領域をその画素領域と隣接する他の画素領域に対して仕切るためのたとえば樹脂からなるバンク膜を予め形成しておき、このバンク膜の開口部内に充填させるようにしている（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１７６６６０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された有機ＥＬ表示装置は、その画素領域を小さくする一方において、光の取り出し効率を向上させることが強く望まれている。
【００１０】
しかし、上述のように、各画素領域を仕切るバンク膜が形成されている場合、発光材料層からの光の一部が該バンク膜中に入射され、この光は画素の輝度の向上において有効に利用されないため、その改善策を思索した。
【００１１】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、光の取り出し効率の良好な有機ＥＬ表示装置を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１３】
手段１．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、基板の表面の画素領域に、一方の電極、発光材料層、および他方の電極が少なくとも積層され、
前記発光材料層は、当該画素領域と隣接する他の画素領域とを仕切るバンク膜の開口部内に充填されて形成されているととともに、
該バンク膜の開口部の少なくとも側壁面に光反射機能が施されていることを特徴とするものである。
【００１４】
手段２．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、基板の表面の画素領域に、一方の電極、発光材料層、および他方の電極が少なくとも積層され、
前記発光材料層は、当該画素領域と隣接する他の画素領域とを仕切るバンク膜の開口部内に充填されて形成されているととともに、
該バンク膜の開口部の少なくとも側壁面に該バンク膜の材料の光屈折率と異なる光屈折率の材料層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
手段３．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、手段２の構成を前提とし、前記バンク膜の材料の光屈折率と異なる光屈折率の前記材料層はその光屈折率が該バンク膜のそれよりも大きいことを特徴とするものである。
【００１６】
手段４．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、基板の表面の画素領域に、一方の電極、発光材料層、および他方の電極が少なくとも積層され、
前記発光材料層は、当該画素領域と隣接する他の画素領域とを仕切るバンク膜の開口部内に充填されて形成され、
該バンク膜の開口部の少なくとも側壁面に光反射機能が施されているとともに、該バンク膜にはそれ自体の光透過率を低減させる顔料が含有されていることを特徴とするものである。
【００１７】
手段５．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、手段１の構成を前提とし、前記バンク膜の開口部の少なくとも側壁面に金属酸化膜が被着されていることを特徴とするものである。
【００１８】
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
【００２０】
実施例１．
《表示部の等価回路》
図２は、本発明による有機ＥＬ表示装置の表示領域の一実施例を示す等価回路図である。
【００２１】
同図において、まず図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが形成され、また、ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。
【００２２】
これらゲート信号線ＧＬとドレイン信号線ＤＬとで囲まれる矩形状の領域は画素領域となり、これら画素領域の集合体は表示領域を構成するようになっている。
【００２３】
各画素領域には、片側（図中上側）のゲート信号線ＧＬからの走査信号によりオンされる薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して片側（図中左側）のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極ＰＸとを備えている。
【００２４】
この画素電極ＰＸは図示しない対向電極とで発光材料層を挟持するように構成され、該画素電極ＰＸと対向電極との間に流れる電流に応じて該発光材料層が発光されるようになっている。
【００２５】
ここで、対向電極は各画素領域に共通に形成され、前記映像信号に対して基準となる信号が供給されるようになっている。
【００２６】
このような構成において、前記各ゲート信号線ＧＬには走査信号の供給によってその一つが順次選択され、その一方において、前記各ドレイン信号線ＤＬのそれぞれに、前記ゲート信号線ＧＬの選択のタイミングに合わせて映像信号が供給されるように駆動される。
【００２７】
《画素の構成》
図３は前記画素領域の一実施例を示す平面図である。また、図３のＩ−Ｉ線における断面を図１に示している。
【００２８】
図３において、たとえばガラスからなる基板ＳＵＢ１（図１参照）の表面の各画素領域のたとえば左上の個所に図中ｘ方向に延在するポリシリコン層からなる半導体層ＰＳが形成されている。この半導体層ＰＳは薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層となるものである。
【００２９】
そして、この半導体層ＰＳをも被って該基板ＳＵＢ１の表面には絶縁膜ＧＩ（図１参照）が形成されている。この絶縁膜ＧＩは薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域においてゲート絶縁膜として機能するものである。
【００３０】
この絶縁膜ＧＩの表面にはそのｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが形成されている。このゲート信号線ＧＬは後述のドレイン信号線ＤＬとで前記画素領域を画するようにして形成される。
【００３１】
また、このゲート信号線ＧＬは、その一部において前記半導体層ＰＳのほぼ中央部を横切るようにして延在される延在部が形成され、この延在部は薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴとして機能するようになっている。
【００３２】
なお、このゲート電極ＧＴの形成後にはそれをマスクとして不純物イオンが打ち込まれ、該ゲート電極ＧＴの直下以外の領域の前記半導体層ＰＳの部分は低抵抗化されるようになっている。
【００３３】
ゲート信号線ＧＬ（ゲート電極ＧＴ）をも被って前記基板ＳＵＢ１の表面には絶縁膜ＩＮ（図１参照）が形成されている。この絶縁膜ＩＮは次に説明するドレイン信号線ＤＬの形成領域においてゲート信号線ＧＬに対する層間絶縁膜としての機能を有する。
【００３４】
絶縁膜ＩＮの表面にはそのｙ方向に延在されｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。このドレイン信号線ＤＬの一部は前記半導体層ＰＳの一端部にまで延在され、絶縁膜ＩＮおよび絶縁膜ＧＩを貫通して予め形成されたスルーホールＴＨ１を通して該半導体層ＰＳと接続されている。すなわち、ドレイン信号線ＤＬの前記延在部は薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極ＳＤ１として機能する。
【００３５】
また、前記半導体層ＰＳの他端部には絶縁膜ＩＮおよび絶縁膜ＧＩを貫通して予め形成されたスルーホールＴＨ２を通して接続されたソース電極ＳＤ２が形成され、このソース電極ＳＤ２は後述の画素電極ＰＸと接続させるための延在部が形成されている。
【００３６】
そして、このようにドレイン信号線ＤＬ（ドレイン電極ＳＤ１）、ソース電極ＳＤ２が形成された基板ＳＵＢ１の表面には絶縁膜ＩＬ（図１参照）が形成されている。
【００３７】
この絶縁膜ＩＬの上面には、各画素領域の僅かな周辺を除く中央に画素（陽極）電極ＰＸが形成され、この画素電極ＰＸは該絶縁膜ＩＬに形成したスルーホールＴＨ３を通して前記薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＤ２と接続されている。なお、この画素電極ＰＸはたとえばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性の導電膜で形成されている。後述する発光材料層ＦＬＲからの光を基板ＳＵＢ１側へ透過させるためである。
【００３８】
画素電極ＰＸの上面には正孔輸送層ＨＴＰを介して発光材料層ＦＬＲが、さらには電子注入層ＥＰＲが積層されて形成され、これら発光材料層ＦＬＲを含む各層は隣接する他の画素領域の発光材料層等と有機材料層からなるバンク（隔壁）膜ＢＮＫによって画されて形成されている。
【００３９】
ここで、該バンク膜ＢＮＫは、たとえば前記画素電極ＰＸを形成した後に形成され、透明基板ＳＵＢ１の上面の全域に塗布したたとえば樹脂膜等を前記画素電極ＰＸの周辺を除く中央の大部分を露出させる開口を設けるようにして形成されている。
【００４０】
さらに、このバンク膜ＢＮＫは、その表面および前記開口の側壁面に該バンク膜ＢＮＫの材料とは異なる材料であって比較的膜厚の小さな光反射膜ＬＲＬが形成されている。この光反射膜ＬＲＬは、それ自体光反射機能を有せず前記バンク膜ＢＮＫの材料の屈折率ｎ１よりも小さな屈折率ｎ２を有する材料を選択して該バンク膜ＢＮＫとの界面で光反射を生じさせるようにしてもよく、また、それ自体光反射機能を有する材料を選択するようにしてもよい。
【００４１】
前者の場合、たとえば、バンク膜ＢＮＫとして、アクリル樹脂（ｎ１＝１．４９〜１．５０）を用い、光反射膜ＬＲＬとして、ポリイミド（ｎ２＝１．５２〜１．５４）、ポリスチレン（ｎ２＝１．５９〜１．５０）、ポリカーボネート樹脂（ｎ２＝１．５８〜１．５９）、フェノール樹脂（ｎ２＝１．５８〜１．６６）、エポキシ樹脂（ｎ２＝１．５５〜１．６１）を用いたものであってもよい。
【００４２】
また、バンク膜ＢＮＫとして、メタクリル樹脂（ｎ１＝１．４９）を用い、光反射膜ＬＲＬとして、ポリイミド（ｎ２＝１．５２〜１．５４）、ポリスチレン（ｎ２＝１．５９〜１．５０）、ポリカーボネート樹脂（ｎ２＝１．５８〜１．５９）、フェノール樹脂（ｎ２＝１．５８〜１．６６）、エポキシ樹脂（ｎ２＝１．５５〜１．６１）を用いたものであってもよい。
【００４３】
また、バンク膜ＢＮＫとして、低屈折ポリイミドを用い、光反射膜ＬＲＬとして、高屈折ポリイミドを用いたものであってもよい。
【００４４】
また、バンク膜ＢＮＫとして、フッ素樹脂（ｎ１＝１．３５）を用い、光反射膜ＬＲＬとして、ポリイミド（ｎ２＝１．５２〜１．５４）、ボリスチレン（ｎ２＝１．５９〜１．５０）、ポリカーボネート樹脂（ｎ２＝１．５８〜１．５９）、フェノール樹脂（ｎ２＝１．５８〜１．６６）、エポキシ樹脂（ｎ２＝１．５５〜１．６１）を用いたものであってもよい。
【００４５】
また、バンク膜ＢＮＫとして、シリコン樹脂（ｎ１＝１．４３）を用い、光反射膜ＬＲＬとして、ポリイミド（ｎ２＝１．５２〜１．５４）、ポリスチレン（ｎ２＝１．５９〜１．５０）、ポリカーボネート樹脂（ｎ２＝１．５８〜１．５９）、フェノール樹脂（ｎ２＝１．５８〜１．６６）を用いたものであってもよい。
【００４６】
また、バンク膜ＢＮＫとして、屈折率１．５未満の樹脂を用い、光反射膜ＬＲＬとして屈折率１．５以上の樹脂を用いたものであってもよい。
【００４７】
また、バンク膜ＢＮＫとして、シリコン酸化膜（ｎ１＝１．４６）を用い、光反射膜ＬＲＬとして、屈折率１．５以上の樹脂、窒化シリコンを用いたものであってもよい。
【００４８】
さらに、後者の場合、バンク膜ＢＮＫとして、シリコン酸化膜（ｎ１＝１．４６）を用い、光反射膜ＬＲＬとして、金属酸化物（Ａｌ２Ｏ２、ＭｇＯ、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＣａＯ、ＢａＯ）を用いたものであってもよい。
【００４９】
また、バンク膜ＢＮＫとして、窒化シリコンを用い、光反射膜ＬＲＬとして、金属酸化物（Ａｌ２Ｏ２、ＭｇＯ、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＣａＯ、ＢａＯ）を用いたものであってもよい。
【００５０】
なお、前記アクリル樹脂としては、オプトマーＰＣシリーズ（ＪＳＲ社製）、東京応化のレジスト材料等、ポリイミド樹脂としては、ＯＰＩ−Ｎシリーズ（日立化成）、フォトニースシリーズ（東レ）等、フェノール樹脂としては、ＷＩＸ−２（日本ゼオン）、ポジ型レジスト（ＪＳＲ、東京応化）等、フッ素樹脂としては、フッ素樹脂レジスト等、低屈折ポリイミドとしては、オプトレッツ（日立化成）等、高屈折ポリイミドとしては、ＯＰＩ−Ｎシリーズ（日立化成）等を用いることができる。
【００５１】
電子注入層ＥＰＲとバンク膜ＢＮＫの上面には各画素領域に共通な対向（陰極）電極ＣＴが形成され、この対向電極ＣＴの上面には高分子樹脂シールＰＳＬを介してたとえばガラスからなる基板ＳＵＢ２が貼り合わされている。
【００５２】
画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間に介在された発光材料層ＦＬＲに電流が流れることによって、該発光材料層ＦＬＲが発光し、この光ＬＴは画素電極ＰＸ、基板ＳＵＢ１を介して目視することができる。
【００５３】
なお、前記対向電極ＣＴには映像信号に対して基準となる電圧信号が印加され、該映像信号はドレイン信号線ＤＬから前記薄膜トランジスタＴＦＴを介して前記画素電極ＰＸに印加されるようになっている。また、該薄膜トランジスタＴＦＴはゲート信号線ＧＬからの走査信号によってスイッチオンされるようになっている。
【００５４】
《効果》
上述した有機ＥＬ表示装置は、そのバンク膜ＢＮＫにおいて、その開口部の側壁面に光反射機能が施されているため、発光材料層ＦＬＲからの光が該開口部を通して出射する際に、たとえその側壁面側に入射する光があっても、その大部分が該側壁面で反射されることになり、この反射光は他の光と同様に観察者側に到ることができる。
【００５５】
このことから、発光材料層ＦＬＲからの光は無駄なく観察者側に照射され、光の取り出しの効率を向上させることができる。
【００５６】
また、上述した理由により、バンク膜ＢＮＫに入射される光がたとえあってもその量は少なく、したがって該バンク膜ＢＮＫを透過した光が隣接する他の画素領域に至るということがなくなる。すなわち、各画素における映像信号に対応する光の出射量が隣接する画素からのバンク膜ＢＮＫを通した光によって変化してしまうという弊害を回避でき、各画素の色純度を向上させることができる。
【００５７】
実施例２．
図４は、本発明による有機ＥＬ表示装置の画素の他の実施例を示す構成図で、図１に対応した図となっている。
【００５８】
図１の場合は、発光材料層ＦＬＲからの光を画素電極ＰＸおよび基板ＳＵＢ１側から取り出すようにして構成している。しかし、図４の場合は、発光材料層ＦＬＲからの光を対向電極ＣＴおよび基板ＳＵＢ２側から取り出すように構成したものである。このため、図４の場合は、少なくとも対向電極ＣＴはたとえばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性の導電膜で構成され、また、基板ＳＵＢ２はガラス等の透明基板から構成されるようになっている。
【００５９】
この場合においても、発光材料層ＦＬＲ等を仕切るバンク膜ＢＮＫは、その表面およびその開口部の側壁面において、実施例２に示したと同様な光反射膜ＬＲＬが形成され、この膜自体あるいはバンク膜ＢＮＫとともに光反射機能を有するようになっている。
【００６０】
実施例３．
上述した実施例では、バンク膜ＢＮＫの材料としてたとえば実施例１に示したものが選択されるが、それらの材料中に光透過率を積極的に低減させる顔料、たとえば黒の顔料等を含有させるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００６１】
このようにした場合、発光材料層ＦＬＲからの光がバンク膜ＢＮＫに僅かながら入射されるようなことがあっても、その光は該バンク膜ＢＮＫ中に吸収され、隣接する他の画素領域に至ることを皆無にすることができる。各画素の映像信号に対応する光の出射量が隣接する画素からのバンク膜ＢＮＫを通した光によって影響を受けることなく、各画素の色純度を向上させるためである。
【００６２】
実施例４．
上述した実施例では、光反射膜ＬＲＬはバンク膜ＢＮＫの開口の側壁面および表面に形成した構成としたものである。しかし、これに限定されることはなく、バンク膜ＢＮＫの開口の側壁面のみに形成するようにしてもよいことはいうまでもない。発光材料層ＦＬＲからの光がバンク膜ＢＮＫ膜中に入射する場合、その光のうち該バンク膜ＢＮＫの開口の側壁面から入射する光が大部分であるからである。
【００６３】
実施例５．
上述した実施例では、バンク膜ＢＮＫの上面には光反射膜ＬＲＬを形成したものであるが、これに限定されることはなく、光吸収膜を形成するようにしてもよい。この光吸収膜は発光材料層ＦＬＲからの光を該光吸収膜により吸収させるもので、たとえば黒等の顔料を含んだ膜として構成することができる。
【００６４】
このことから、バンク膜ＢＮＫそれ自体に光吸収の機能をもたせる場合、該光吸収膜を形成しない構成も考えられる。
【００６５】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明による有機ＥＬ表示装置によれば、光の取り出し効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による有機ＥＬ表示装置の一実施例を示す構成図で、図３のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図２】本発明による有機ＥＬ表示装置の表示部の一実施例を示す等価回路図である。
【図３】本発明による有機ＥＬ表示装置の画素の一実施例を示す平面図である。
【図４】本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
ＳＵＢ１，ＳＵＢ２…基板、ＧＬ…ゲート信号線、ＤＬ…ドレイン信号線、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＰＸ…画素電極、ＣＴ…対向電極、ＢＮＫ…バンク膜、ＬＲＬ…光反射膜
【図１】
2004288447.tif 000003
【図２】
2004288447.tif 000004
【図３】
2004288447.tif 000005
【図４】
2004288447.tif 000006