(57)【要約】【課題】表示方向と垂直な方向に有機膜を形成し、積層の側面方向へ光を取り出すことで、輝度の高い表示装置を提供する。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、基板と、前記基板の厚さ方向に立ち上がる支柱と、前記支柱の側面の少なくとも一部に設けられた第１の電極と、前記支柱の側面で前記第１の電極の表面を覆うように積層された、発光層を含む有機膜と、前記支柱の側面及び頂部で前記有機膜の表面を覆うように積層された透明な第２の電極と、前記発光層から発光されて前記第２の電極を透過した光の進む経路上であって、少なくとも前記側面に積層された有機膜の上方に設けられた、特定の波長の光のみを透過するカラーフィルタ層と、前記支柱の頂部の上方に形成された光を遮断する遮光層と、を有することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の厚さ方向に立ち上がる支柱と、
前記支柱の側面の少なくとも一部に設けられた第１の電極と、
前記支柱の側面で前記第１の電極の表面を覆うように積層された、発光層を含む有機膜と、
前記支柱の側面及び頂部で前記有機膜の表面を覆うように積層された透明な第２の電極と、
前記発光層から発光されて前記第２の電極を透過した光の進む経路上であって、少なくとも前記側面に積層された有機膜の上方に設けられた、特定の波長の光のみを透過するカラーフィルタ層と、
前記支柱の頂部の上方に形成された光を遮断する遮光層と、
を有す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。
【請求項２】
前記第１の電極は、さらに、前記一部の側面の裏側の側面及び前記頂部に延在して積層され、
前記カラーフィルタ層は、さらに、前記裏側の側面に積層された第１の電極と前記第２の電極との間に積層された前記発光層から発光されて前記第２の電極を透過した光の進む経路に形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項３】
前記支柱は、前記第１の電極と同じ材料で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項４】
前記表示装置は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域を有し、
前記支柱は、前記画素ごとにそれぞれ複数形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ（Electro-luminescent）素子を用いた有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、輝度を向上させるための技術開発が行われている。例えば、特許文献１は、ガラス等の絶縁基板上に互いに対向する複数対の電極を、各々櫛歯状に互いに向かい合うように形成し、この複数対の各電極間にホール輸送材料及び電子輸送材料のＥＬ発光層を形成する点を開示している。
【０００３】
また、特許文献２は、いわゆるボトムエミッション型のＥＬ装置において、光透過性の支持棒を設け、当該支持棒の外表面全体に陽極、正孔輸送層、発光層及び陰極を順次積層して四角柱状のＥＬ棒を形成した上で、発光棒の発光した光を透明基板側から取り出す表示装置を開示している。
【０００４】
さらに、特許文献３は、凸状の台座の側面に第１電極、発光層、第２電極を順に積層し、発光層で発生した光が、第１電極及び第２電極の間で導波され、台座の上端部の上方に設けられた透過部から通過する有機エレクトロルミネッセンス表示装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５０４７７号公報
【特許文献２】特開２００７−８０５７６号公報
【特許文献３】特開２０１５−１０９１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のように、ＥＬ素子を発光させるための電極を櫛歯状に形成した場合や、上記特許文献２のように、有機ＥＬ素子の構造をボトムエミッション型とした場合には、トップエミッション型の素子と比較して発光に寄与する面積が小さくなる。また、上記特許文献３のように、カソード電極を透明でない材料で形成した場合には、カソード電極によって光が遮られ、発光した光のうち一部の光しか取り出すことが出来ない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、基板の厚み方向に有機膜を形成し、積層の側面方向へ光を取り出すことで、輝度の高い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】
【０００８】
本発明の一態様は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、基板と、前記基板の厚さ方向に立ち上がる支柱と、前記支柱の側面の少なくとも一部に設けられた第１の電極と、前記支柱の側面で前記第１の電極の表面を覆うように積層された、発光層を含む有機膜と、前記支柱の側面及び頂部で前記有機膜の表面を覆うように積層された透明な第２の電極と、前記発光層から発光されて前記第２の電極を透過した光の進む経路上であって、少なくとも前記側面に積層された有機膜の上方に設けられた、特定の波長の光のみを透過するカラーフィルタ層と、前記支柱の頂部の上方に形成された光を遮断する遮光層と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置を概略的に示す図である。
【図２】有機ＥＬパネルを表示する側から見た構成を示す図である。
【図３】画素の断面について説明するための図である。
【図４】その他の実施形態における画素の断面について説明するための図である。
【図５】その他の実施形態における画素の断面について説明するための図である。
【図６】支柱の配置レイアウトについて説明するための図である。
【図７】有機ＥＬパネルの製造フローについて説明するための図である。
【図８】その他の実施形態における製造フローについて説明するための図である。
【図９】その他の実施形態における製造フローについて説明するための図である。
【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。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表示装置１００の概略を示す図である。図に示すように、表示装置１００は、上フレーム１１０及び下フレーム１２０に挟まれるように固定された有機ＥＬパネル２００を含むように構成されている。
【００１２】
図２は、図１の有機ＥＬパネル２００の構成を示す概略図である。図２に示すように、有機ＥＬパネル２００は、アレイ基板２０１と、対向基板２０２と、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）２０３と、を有する。アレイ基板２０１は、後述する発光層３２０，３２１，３２２等が配置され、フィル剤３１８によって対向基板２０２と接着される。
【００１３】
駆動ＩＣ２０３は、例えば、１画素を構成する複数の副画素２０４のそれぞれに対応して配置された画素トランジスタ３０４（図３等参照）の走査信号線に対してソース・ドレイン間を導通させるための電位を印加すると共に、各画素トランジスタ３０４データ信号線に対して画素の階調値に対応する電流を流す。当該駆動ＩＣ２０３によって、有機ＥＬパネル２００は、複数色からなる複数の副画素２０４によって構成されるカラー画像を、表示領域２０５に表示する。
【００１４】
図３は、第１の実施形態における画素の断面について概略的に示す図の一例であり、図２におけるIII−III面を示す図である。以下の説明においては、複数の画素は、それぞれ赤色、緑色、及び青色の光を発光する３つの副画素２０４を組み合わせて構成される場合について説明するが、複数の画素は、それぞれ４つ以上の副画素２０４を組み合わせて構成されていてもよい。
【００１５】
図３に示すように、アレイ基板２０１は、下ガラス基板３０１と、下ガラス基板３０１上に対向基板２０２に向かって順に形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）回路層３０２と、無機絶縁膜３０５と、第１平坦化膜３０６と、接続電極３０７と、支柱３０８と、アノード電極３０９と、第２平坦化膜３１０と、有機膜と、カソード電極３１１と、封止膜３１２と、を含んで構成される。対向基板２０２は、上ガラス基板３１３と、上ガラス基板３１３上に形成されたカラーフィルタ層３１４，３１５，３１６及び遮光層３１７と、を含んで構成される。また、アレイ基板２０１と対向基板２０２の間には、フィル剤３１８が充填され、アレイ基板２０１と対向基板２０２は、フィル剤３１８によって貼り合わされる。
【００１６】
ＴＦＴ回路層３０２は、ソース電極、ドレイン電極３０３、ゲート電極や半導体層等を含んで構成される画素トランジスタ３０４を有する。画素トランジスタ３０４の詳細な構造については、従来技術と同様である為説明を省略する。
【００１７】
無機絶縁膜３０５は、ＴＦＴ回路層３０２の上層側に設けられ、接続電極３０７以外の層とドレイン電極３０３が電気的に接続されないよう絶縁性の材料を用いて形成される。第１平坦化膜３０６は、無機絶縁膜３０５を覆うように形成され、下層側に配置された配線や画素トランジスタ３０４による段差を平坦化する。
【００１８】
接続電極３０７は、無機絶縁膜３０５及び第１平坦化膜３０６の上層側に形成され、無機絶縁膜３０５及び第１平坦化膜３０６に設けられたコンタクトホールを介して、ＴＦＴ回路層３０２に含まれるドレイン電極３０３と電気的に接続される。接続電極３０７は、さらに、接続電極３０７の上層に形成されるアノード電極３０９と電気的に接続して形成されることにより、ドレイン電極３０３とアノード電極３０９を導通する。なお、接続電極３０７を設けず、アノード電極３０９をドレイン電極３０３に直接接続して形成することで、ドレイン電極３０３とアノード電極３０９を導通する構成としてもよい。
【００１９】
支柱３０８は、基板の厚さ方向に立ち上がるように形成される。具体的には、例えば、図３に示すように、支柱３０８は、接続電極３０７及び第１平坦化膜３０６の一部と重なるように、図面上の上側に向かって形成される。また、支柱３０８は、無機材料から形成してもよいし、有機材料から形成してもよいし、無機材料層及びその上に設けられた有機材料層から構成してもよい。
【００２０】
アノード電極３０９は、支柱３０８の側面の少なくとも一部に設けられる。具体的には、例えば、図３に示すように、アノード電極３０９は、接続電極３０７の一部と電気的に接続するように形成されるとともに、支柱３０８の図面上の右側側面を覆うように形成される。
【００２１】
第２平坦化膜３１０は、アノード電極３０９の一部と第１平坦化膜３０６を覆うように形成され、支柱３０８及び支柱３０８の側面のアノード電極３０９が形成されていない領域における段差を平坦化する。
【００２２】
有機膜は、支柱３０８の側面でアノード電極３０９の表面を覆うように積層される。具体的には、例えば、図３に示すように、第２平坦化膜３１０、支柱３０８、及び、支柱３０８の右側側面に形成されたアノード電極３０９を覆うように形成される。また、有機膜は、発光層３２０，３２１，３２２を含んで形成される。具体的には、有機膜は、ホール注入／輸送層３１９、発光層３２０，３２１，３２２、及び、電子注入／輸送層３２３が積層されることによって形成される。ここで、発光層３２０，３２１，３２２は、下層側から順に、赤色発光層３２０、緑色発光層３２１、及び、青色発光層３２２を含んで形成される。図３においては前述の積層順にて図示しているが、発光層３２０、３２１、３２２の順序についてはこの限りではない。ホール注入／輸送層３１９は、アノード電極３０９の表面を覆うように形成され、アノード電極３０９から注入されたホールを発光層３２０、３２１、３２２に輸送する。また、電子注入／輸送層３２３は、発光層３２０、３２１、３２２を覆うように形成され、カソード電極３１１から注入された電子を発光層３２０、３２１、３２２に輸送する。そして、発光層３２０，３２１，３２２は、アノード電極３０９からホール注入／輸送層３１９を経由して注入されたホールと、カソード電極３１１から電子注入／輸送層３２３を経由して注入された電子とが再結合することにより発光する。
【００２３】
カソード電極３１１は、支柱３０８の側面及び頂部で有機膜の表面を覆うように積層される。例えば、図３に示すように、カソード電極３１１は、有機膜全体を覆うように形成される。また、カソード電極３１１は、透明な材料を用いて形成される。具体的には、例えば、カソード電極３１１は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等の金属を含んで構成される透過性を有する金属薄膜で形成される。封止膜３１２は、カソード電極３１１を封止するために、カソード電極３１１を覆うように形成される。
【００２４】
カラーフィルタ層３１４，３１５，３１６は、特定の波長の光のみを透過する材料で形成される。具体的には、例えば、カラーフィルタ層３１４，３１５，３１６は、赤色の光を選択的に透過する赤色カラーフィルタ層３１４、緑色の光を選択的に透過する緑色カラーフィルタ層３１５、及び、青色の光を選択的に透過する青色カラーフィルタ層３１６を含んで構成される。また、カラーフィルタ層３１４，３１５，３１６は、発光層３２０，３２１，３２２から発光されてカソード電極３１１を透過した光の進む経路上であって、少なくとも支柱３０８の側面に積層された有機膜の上方に設けられる。具体的には、例えば、図３に示すように、支柱３０８の右側側面を覆うように形成されたアノード電極３０９に積層された発光層３２０，３２１，３２２から発光された光が、当該発光層３２０，３２１，３２２の図面上の上部に形成されたカソード電極３１１及び透過膜を透過して進む経路上に、各色のカラーフィルタ層３１４，３１５，３１６は形成される。
【００２５】
遮光層３１７は、支柱３０８の頂部の上方に形成された光を遮断する。具体的には、例えば、図３に示すように、遮光層３１７は、支柱３０８の右側側面を覆うように形成されたアノード電極３０９に積層された発光層３２０，３２１，３２２から発光された光を、支柱３０８の頂部の上方において遮断する。また、遮光層３１７は、支柱３０８の右側側面を覆うように形成されたアノード電極３０９に積層された発光層３２０，３２１，３２２の上方を除いて、支柱３０８の頂部の上方から、支柱３０８が形成されていない領域に渡って形成される。すなわち、遮光層３１７は、上記発光層３２０，３２１，３２２から発光された光が、基板の厚み方向以外に進む光を遮断する。遮光層３１７は、隣り合う副画素２０４から発光された光が混ざって混色が生じる事態を防止する。
【００２６】
上記のように、本発明の構成によれば、光を取り出す方向が製膜された発光層３２０，３２１，３２２の面内方向になることにより、発光層３２０，３２１，３２２の内部に閉じ込められていた光を取り出すことが出来るため、輝度が向上する。さらに、従来技術のようにキャビティ効果を考慮する必要が無くなるため、素子の膜厚を自由に設計することができるようになる。
【００２７】
上記においては、アノード電極３０９が支柱３０８の右側側面を覆うように形成される実施形態について説明したが、アノード電極３０９の形状はこれに限られない。例えば、アノード電極３０９は、支柱３０８の上記側面の裏側の側面、及び、頂部に延在して積層されるようにしてもよい。具体的には、図４に示すように、アノード電極３０９は、支柱３０８の右側側面から、支柱３０８の頂部を経由して支柱３０８の左側側面に延在して積層されるようにしてもよい。
【００２８】
この場合、発光層３２０，３２１，３２２は、表示領域２０５全体に渡って、アノード電極３０９とカソード電極３１１に配置されている状態になる。そのため、発光層３２０，３２１，３２２は、支柱３０８の右側に積層された領域だけでなく、表示領域２０５全体に渡って発光する。そこで、カラーフィルタ層３１４，３１５，３１６は、さらに、裏側の側面に積層されたアノード電極３０９とカソード電極３１１との間に積層された発光層３２０，３２１，３２２から発光されてカソード電極３１１を透過した光の進む経路に形成されるようにしてもよい。当該構成によって、支柱３０８の右側側面に積層された発光層３２０，３２１，３２２から発光された光だけでなく、支柱３０８の左側側面に積層された発光層３２０，３２１，３２２から発光された光も取り出されることにより、さらに輝度を向上させることができる。
【００２９】
また、図５に示すように、支柱３０８を、アノード電極３０９と同じ材料で形成する構成としてもよい。当該構成においても、図４で示した構成と同様の領域から光を取り出すことができるため、輝度を向上させることができるとともに、カソード電極３１１と支柱３０８を形成する工程を同一とすることができ、製造工程における負荷を軽減することができる。
【００３０】
さらに、支柱３０８は、１つの副画素２０４に１つ有する構成としてもよいし、複数有する構成としてもよい。図６各図は、左から赤色、青色、及び、緑色の光を発光する副画素２０４と、各副画素に形成される支柱３０８の配置位置を示す図である。図６（ａ）に示すように、支柱３０８は、１つの副画素２０４に１つ有する構成としてもよい。また、図６（ｂ）、図６（ｄ）、図６（ｆ）のように、支柱３０８は、副画素２０４の長辺方向に対して２つの支柱３０８が並ぶように配置してもよいし、図６（ｃ）乃至（ｆ）のように、副画素２０４の短辺方向に対して、２つまたは３つの支柱３０８が並ぶように配置してもよい。
【００３１】
続いて、本発明における有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造工程について説明する。図７は、アノード電極３０９が支柱３０８の右側側面を覆うように形成される実施形態における、製造工程を表す図である。図７（ａ）に示すように、下ガラス基板３０１上に、ＴＦＴ回路層３０２を形成した後、無機絶縁膜３０５及び第１平坦化膜３０６を積層する。なお、ここでは、ＴＦＴ回路層３０２の記載は省略し、ドレイン電極３０３のみ記載している。そして、ドレイン電極３０３上部に積層された無機絶縁膜３０５及び第１平坦化膜３０６にコンタクトホールを開口し、開口部のドレイン電極３０３上に接続電極３０７を積層する。ここで、ドレイン電極３０３に接続電極３０７を積層することにより、以降の工程においてドレイン電極３０３が曝されないようにすることにより、ドレイン電極３０３の劣化を防止できる。
【００３２】
続いて、図７（ｂ）に示すように、接続電極３０７の一部を露出するように支柱３０８を形成する。そして、図７（ｃ）に示すように、支柱３０８の右側側面にアノード電極３０９を積層する。ここで、アノード電極３０９を、露出した接続電極３０７とも重なるように積層することにより、アノード電極３０９とドレイン電極３０３が導通する。また、アノード電極３０９はフォトリソグラフィ技術を用いて図７（ｃ）に示すような形状にエッチングされるが、エッチングの際に、接続電極３０７もあわせてエッチングされることによってアノード電極３０９と接続電極３０７の端部が揃うように形成される。
【００３３】
そして、図７（ｄ）に示すように、支柱３０８及び支柱３０８の側面に積層されたアノード電極３０９を除く領域に第２平坦化膜３１０が積層される。これにより、平面上に形成されたアノード電極３０９は第２平坦化膜３１０に覆われ、基板の厚み方向に積層された領域のアノード電極３０９のみが露出する。さらに、図は省略するが、有機膜と、カソード電極３１１と、封止膜３１２とが、アノード電極３０９、支柱３０８、及び、第２平坦化膜３１０の上層側に順に積層されたのち、アレイ基板２０１がフィル剤３１８によって対向基板２０２と貼り合わされることによって有機ＥＬパネル２００は完成する。以上の工程により、光の取り出し方向が製膜された発光層３２０，３２１，３２２の面内方向となるように、発光層３２０，３２１，３２２に電圧を印加するアノード電極３０９が基板に対して厚み方向に形成される。
【００３４】
また、図８は、アノード電極３０９が、支柱３０８の上記側面の裏側の側面、及び、頂部に延在して積層される実施形態における製造工程を示す図である。図８（ａ）及び（ｂ）に示す工程は、図７（ａ）及び（ｂ）における工程と同様である為、説明を省略する。本実施形態では、図８（ｃ）に示す工程において、アノード電極３０９が、支柱３０８の右側側面だけでなく、支柱３０８の左側の側面、及び、頂部にも形成される。図８（ｄ）に示す、第２平坦化膜３１０、有機膜、カソード電極３１１、及び、封止膜３１２を形成工程は図７で説明した場合と同様である。本実施形態においては、支柱３０８の左側側面にもアノード電極３０９が形成されることから、カラーフィルタ層３１４，３１５，３１６は、支柱３０８の右側の側面及び左側の側面に積層されたアノード電極３０９とカソード電極３１１との間に積層された発光層３２０，３２１，３２２から発光されてカソード電極３１１を透過した光の進む経路に形成される。当該構成によって、支柱３０８の右側側面及び左側側面に積層された発光層３２０，３２１，３２２から発光された光を取り出すことにより、輝度を向上させることができる。
【００３５】
さらに、図９は、アノード電極３０９が、支柱３０８と同じ材料で形成される実施形態における製造工程を示す図である。上記と同様、図９（ａ）に示す工程は、図７（ａ）に示す工程と同様である為、説明を省略する。図９（ｂ）に示す工程において、アノード電極３０９は、接続電極３０７を覆うように、かつ、上記実施形態における支柱３０８を配置する領域のみ厚みが厚くなるように形成される。本実施形態の製造工程によれば、アノード電極３０９と支柱３０８を同一の工程によって形成することができるため、製造時の負荷が軽減される。なお、本実施形態においては、アノード電極３０９に異なる膜厚の領域を形成する際に接続電極３０７が過剰にエッチングされてしまう状態を防止するため、接続電極３０７を設けずにドレイン電極３０３に直接アノード電極３０９を積層するようにしてもよい。
【００３６】
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、前述の各実施形態に対して、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。
【符号の説明】
【００３７】
１００  表示装置、１１０  上フレーム、１２０  下フレーム、２００  有機ＥＬパネル、２０１  アレイ基板、２０２  対向基板、２０３  駆動ＩＣ、２０４  副画素、２０５  表示領域、３０１  下ガラス基板、３０２  ＴＦＴ回路層、３０３  ドレイン電極、３０４  画素トランジスタ、３０５  無機絶縁膜、３０６  第１平坦化膜、３０７  接続電極、３０８  支柱、３０９  アノード電極、３１０  第２平坦化膜、３１１  カソード電極、３１２  封止膜、３１３  上ガラス基板、３１４  赤色カラーフィルタ層、３１５  緑色カラーフィルタ層、３１６  青色カラーフィルタ層、３１７  遮光層、３１８  フィル剤、３１９  ホール注入／輸送層、３２０  赤色発光層、３２１  緑色発光層、３２２  青色発光層、３２３  電子注入／輸送層。
【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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【図９】
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