JP2013196919A - 有機el表示装置、有機el表示装置の製造方法およびカラーフィルタ基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機EL表示装置は、第1基板上に、第1電極、有機電界発光層を含む有機層、および第2電極をこの順に有する素子基板と、素子基板上に、封止層を介して対向配置された対向基板とを備える。対向基板は、第2基板上に無機遮光層と導電層とを積層してなる積層膜を有し、導電層は、第2電極よりも低抵抗であると共に、素子基板の第2電極に電気的に接続される。無機遮光層および導電層を精度良くパターン形成でき、これにより、素子基板の第2電極の抵抗が高い場合にも、それに起因する電圧降下が抑制される。
【選択図】図1
Description
1.第1の実施の形態(対向基板に無機遮光層と低抵抗層との積層膜を形成し、ピラーを用いて、低抵抗層と上部電極とを電気的に接続した例)
2.変形例1(開口部の内壁に樹脂遮光層を形成した例)
3.第2の実施の形態(対向基板において、樹脂遮光層上に保護膜を介して低抵抗層を設けた例)
4.変形例2(カラーフィルタ層を積層させてピラーの土台を形成した例)
5.変形例3(カラーフィルタ層を積層させたものをピラーとして用いた例)
6.変形例4(導電性ボールを用いて、低抵抗層と上部電極とを電気的に接続した例)
7.変形例5(封止層に導電性樹脂を用いた例)
8.表示装置の全体構成例,画素回路構成例
9.適用例(電子機器への適用例)
[構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る有機EL表示装置(有機EL表示装置1)の断面構成を表すものである。有機EL表示装置1は、例えば、画素として複数の有機EL素子10Aが形成された素子基板10上に、封止層30を介して対向基板20が接着されたものであり、光を対向基板20の上方から取り出すトップエミッション型の有機EL表示装置である。この有機EL表示装置1では、例えば赤(R),緑(G),青(B),白(W)の4色のサブピクセルにより1つのピクセルが構成されている。
素子基板10では、表示領域(後述の表示領域110)を構成する画素として、有機EL素子10Aが、例えばマトリクス状に複数配置されている。例えば、素子基板10では、第1基板11上に、画素の駆動素子として、ゲート電極12a、ゲート絶縁膜12b、図示しないソース電極,ドレイン電極および半導体層を含むTFT12が画素毎に配設されている。このTFT12上には、層間絶縁膜12cを介して配線層13が設けられている。配線層13は、層間絶縁膜12cに設けられたコンタクトプラグを通じて、例えばTFT12のソース電極またはドレイン電極に電気的に接続されている。これらのTFT12および配線層13を含む画素回路は、層間絶縁膜14によって覆われている。素子基板10では、この層間絶縁膜14上に、表示領域(後述の表示領域110)を構成する画素としての有機EL素子10Aが複数配置されている。
封止層30は、素子基板10を封止すると共に、素子基板10と対向基板20との接着層となるものであり、外部から有機層17への水分の侵入を防止する目的と、機械的な強度を増す目的で形成される。封止層30は、例えば紫外線(UV)硬化樹脂あるいは熱硬化樹脂等により構成され、本実施の形態では、絶縁性樹脂が用いられる。この封止層30は、基板外周部にダム材(外壁)として設けられた樹脂層310aと、この樹脂層310によって囲まれた領域内に形成された樹脂層310b(いずれも図1には図示せず)とを有している。尚、これらのうち、有機EL素子10Aに対向する樹脂層310bでは、有機層17から発光した光の透過率が80%以上であることが望ましい。一方、ダム材としての樹脂層310aについては、透過率については特に制限されないが、水分の透過率が低いことが重要である。図1では、封止層30として、これらのうち樹脂層310bの一部に対応する部分が示されている。
対向基板20は、第2基板21の一面(素子基板10側の面)に、カラーフィルタおよびブラックマトリクスを含むCF/BM層22が形成されたものである。このCF/BM層22には、所定の位置にピラー23が配設されており、これらのCF/BM層22およびピラー23を覆って導電膜24が形成されている。第2基板21は、上記第1基板11の構成材料として挙げたものと同様のものから構成され、第1基板11と同一の材料から構成されてもよいし、異なっていてもよいが、第2基板21は、透明性を有する材料よりなる。
本実施の形態では、上記のように、第2基板上に、無機遮光層221Aおよび低抵抗層221Bの積層膜221を有し、この積層膜221の開口部H1に、赤色樹脂層220R,緑色樹脂層220G,青色樹脂層220Bが形成されている。積層膜221の低抵抗層221B上には、赤色樹脂層220R,緑色樹脂層220G,青色樹脂層220Bの各層から突出してピラー23が設けられ、これらのピラー23および低抵抗層221Bを含む第2基板21の全面が導電膜24により覆われている。ピラー23の先端部分では、導電膜24と、素子基板10の上部電極19とが接触している。これにより、ピラー23および導電膜24(導電性ピラー)を介して、上部電極19と低抵抗層221Bが電気的に接続されている。
上記のような有機EL表示装置1は、例えば次のようにして製造することができる。図4〜図12は、有機EL表示装置1の製造工程を表したものである。
まず、素子基板10を作製する。具体的には、図4(A)に示したように、第1基板11上に、公知の薄膜形成プロセスにより、ゲート電極12a、ゲート絶縁膜12bおよび層間絶縁膜12c等を順次形成することにより、TFT12を形成した後、このTFT12に導通する配線層13を形成する。
一方、対向基板20を、例えば次のようにして作製する。尚、図8〜図11は、対向基板20の作製工程を表すものであるが、各図において(A)は図2の構成に対応する断面拡大図、(B)は図3の構成に対応する平面模式図である。また、網掛け部分は、低抵抗層221B(積層膜221)の形成領域に対応する。
次に、上記のようにしてそれぞれ作製した素子基板10および対向基板20を、封止層30を介して貼り合わせる。この際、例えば、ODF(One Drop Fill)法と呼ばれる成膜手法を用いるのが好ましい。ODF法とは、素子基板10(あるいは対向基板20)上に、複数の樹脂滴(樹脂ドロップ)を等間隔に配置し、真空中で両基板を圧着させる手法である。この後、大気に開放することで、基板にかかる圧力(大気圧)により樹脂滴が基板間に充填される。このようにして樹脂を充填した後、樹脂を硬化させる。
有機EL表示装置1では、各画素では、図示しない駆動回路から供給される走査信号等に応じ、画素(有機EL素子10A)毎に、下部電極15および上部電極19を通じて有機層17に所定の駆動電流が注入される。これにより、有機層17の発光層では、正孔と電子との再結合により発光が生じる。有機層17から生じた光(白色光)は、高抵抗層18、上部電極19,封止層30および対向基板20を透過することにより、表示光として取り出される。対向基板20を通過する際、画素毎に対応する色のカラーフィルタ層(W画素では開口部H1)をそれぞれ透過することにより、R,G,B,Wのいずれかの色光として取り出される。
そこで、例えば、対向基板側に、低抵抗なメタルよりなる補助電極を形成することが考えられる。この場合、対向基板には、樹脂材料よりなるブラックマトリクス(以下、樹脂BMという)およびカラーフィルタ層が形成され、補助電極は、ブラックマトリクス上にパターン形成される。この補助電極と上部電極とを電気的に接続することで、電圧降下を抑制することができる。しかしながら、このように、樹脂BM上に補助電極を形成する場合、補助電極のパターニングの際に、フォトリソグラフィ法を用いてエッチングを行うことから、その過程において、強力なエッチャー剤によって樹脂が溶出してしまう。これにより、樹脂BMの反射率抑制効果が阻害され、表示不良を招くばかりか、エッチャー剤に溶出した樹脂を除去する必要があり、大型化、大量生産には不向きである。加えて、補助電極は、上記樹脂BMからはみ出すとその高反射率によって表示不良となることから、位置合わせのマージンを確保するために補助電極を樹脂BMよりも一回り小さくする必要がある。このため、特に画素の高精細化に伴って、補助電極の線幅が非常に狭くなり、精度良く補助電極を形成することが困難であると共に、十分な抵抗低減効果を得ることが難しい。
図17および図18は、変形例1に係る対向基板(対向基板20A)の構成を表したものである。図17は、対向基板20Aのピラー23付近の構成を拡大して示したものである。図18は、対向基板20Aを封止層30の側からみた構成(但し、導電膜24の図示は省略)である。尚、図17は、図18のI−I線における矢視断面図である。
図22および図23は、本開示の第2の実施の形態に係る対向基板(対向基板20B)の構成を表したものである。図22は、対向基板20Bのピラー23付近の構成を拡大して示したものである。図23は、対向基板20Bを封止層30の側からみた構成(但し、オーバーコート層222および導電膜24の図示は省略)である。尚、図22は、図23のI−I線における矢視断面図である。
図27および図28は、変形例2に係る対向基板(対向基板20C)の構成を表したものである。図27は、対向基板20Cのピラー(ピラー23A)付近の構成を拡大して示したものである。図28は、対向基板20Cを封止層30の側からみた構成(但し、導電膜24の図示は省略)である。尚、図27は、図28のI−I線における矢視断面図である。
図29および図30は、変形例3に係る対向基板(対向基板20D)の構成を表したものである。図29は、対向基板20Dのピラー(ピラー23B)付近の構成を拡大して示したものである。図30は、対向基板20Dを封止層30の側からみた構成(但し、導電膜24の図示は省略)である。尚、図29は、図30のI−I線における矢視断面図である。
図31は、変形例4に係る有機EL表示装置の断面構成を表すものである。上記第1の実施の形態等では、上部電極19と低抵抗層221Bとの電気的接続を、ピラー23(詳細にはピラー23および導電膜24)を用いて行ったが、これらの電気的接続手段としては、他の手法を用いてもよい。
図34は、変形例5に係る有機EL表示装置の断面構成を表すものである。上部電極19と低抵抗層221Bとの電気的接続手法としては、他にも、本変形例のように、素子基板10および対向基板20Eを、導電性を有する封止層(封止層30A)を介して貼り合わせる手法もある。
上記第1の実施の形態等に係る有機EL表示装置(以下、単に表示装置という)の全体構成および画素回路構成について説明する。図35は、有機ELディスプレイとして用いられる表示装置の周辺回路を含む全体構成を表すものである。このように、例えば基板11上には、有機EL素子を含む複数の画素PXLCがマトリクス状に配置されてなる表示領域50が形成され、この表示領域50の周辺に、信号線駆動回路としての水平セレクタ(HSEL)51と、走査線駆動回路としてのライトスキャナ(WSCN)52と、電源線駆動回路としての電源スキャナ(DSCN)53とが設けられている。
以下、上記第1の実施の形態等の有機EL表示装置(以下、表示装置という)の電子機器への適用例について説明する。電子機器としては、例えばテレビジョン装置,デジタルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ等が挙げられる。言い換えると、上記表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
上記表示装置は、例えば図37に示したようなモジュールとして、後述の適用例1〜5などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、第1基板11の一辺に、第2基板21から露出した領域210を設け、この露出した領域210に、水平セレクタ51、ライトスキャナ52および電源スキャナ53の配線を延長して外部接続端子(図示せず)を形成したものである。この外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板(FPC;Flexible Printed Circuit)220が設けられていてもよい。
図38は、テレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル310およびフィルターガラス320を含む映像表示画面部300を有しており、この映像表示画面部300が上記表示装置に相当する。
図39は、デジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部410、表示部420、メニュースイッチ430およびシャッターボタン440を有しており、この表示部420が上記表示装置に相当する。
図40は、ノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体510,文字等の入力操作のためのキーボード520および画像を表示する表示部530を有しており、この表示部530が上記表示装置に相当する。
図41は、ビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部610,この本体部610の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ620,撮影時のスタート/ストップスイッチ630および表示部640を有している。この表示部640が上記表示装置に相当する。
図42は、携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740,サブディスプレイ750,ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。そして、これらのうちのディスプレイ740またはサブディスプレイ750が、上記表示装置に相当する。
(1)
第1基板上に、第1電極、有機電界発光層を含む有機層、および第2電極をこの順に有する素子基板と、
前記素子基板上に、封止層を介して対向配置された対向基板とを備え、
前記対向基板は、
第2基板上に設けられた無機遮光層と、
前記無機遮光層上に積層され、前記素子基板の前記第2電極に電気的に接続されると共に前記第2電極よりも低抵抗な導電層と
を有する
有機EL表示装置。
(2)
前記無機遮光層は、複数の無機膜を積層したものである
上記(1)に記載の有機EL表示装置。
(3)
前記無機遮光層および前記導電層を貫通する複数の開口部が設けられ、
前記複数の開口部のそれぞれにカラーフィルタ層が形成されている
上記(1)に記載の有機EL表示装置。
(4)
前記カラーフィルタ層は、前記開口部を埋め込み、かつ前記導電層上の縁部にオーバーラップして設けられている
上記(3)に記載の有機EL表示装置。
(5)
前記複数の開口部のそれぞれの内壁を覆って、樹脂遮光層が設けられている
上記(3)または(4)に記載の有機EL表示装置。
(6)
前記導電層と前記第2電極との間に導電性部材が配設されている
上記(1)〜(5)のいずれかに記載の有機EL表示装置。
(7)
前記導電性部材は、少なくとも表面が導電性を有する柱状部材または球状部材である
上記(6)に記載の有機EL表示装置。
(8)
前記導電性部材は、
前記導電層上に積層された1または複数のカラーフィルタからなるフィルタ積層部と、
前記フィルタ積層部を覆う導電膜と
を有する
上記(6)に記載の有機EL表示装置。
(9)
前記導電性部材は、
前記導電層上に積層された1または複数のカラーフィルタからなるフィルタ積層部と、
前記フィルタ積層部上に設けられた柱状部材と、
前記フィルタ積層部および前記柱状部材を覆う導電膜と
を有する
上記(6)に記載の有機EL表示装置。
(10)
前記封止層が導電性樹脂により構成されている
上記(1)〜(9)のいずれかに記載の有機EL表示装置。
(11)
前記封止層は外周部に空隙を有し、
前記封止層の前記外周部に対向する領域に、遮光層が設けられている
上記(1)〜(9)のいずれかに記載の有機EL表示装置。
(12)
第1基板上に、第1電極、有機電界発光層を含む有機層、および第2電極をこの順に有する素子基板を形成する工程と、
対向基板を形成する工程と、
前記素子基板上に、封止層を介して前記対向基板を接着する工程とを含み、
前記対向基板を形成する工程では、
第2基板上に、
無機遮光層と、
前記素子基板の前記第2電極に電気的に接続されると共に、前記第2電極よりも低抵抗な導電層と
をこの順に形成する
有機EL表示装置の製造方法。
(13)
前記対向基板を形成する工程では、
前記第2基板上に、前記無機遮光膜としての複数の無機膜と前記導電層とを連続して成膜する
上記(12)に記載の有機EL表示装置の製造方法。
(14)
前記無機遮光層および前記導電層を形成した後、
前記無機遮光層および前記導電層を貫通して複数の開口部を形成し、
前記複数の開口部のそれぞれにカラーフィルタ層を形成する
上記(12)または(13)に記載の有機EL表示装置の製造方法。
(15)
前記複数の開口部を形成する際には、前記無機遮光膜および前記導電層の積層膜のうちの選択的な領域を一括除去する
上記(14)に記載の有機EL表示装置の製造方法。
(16)
前記対向基板を接着する工程では、
前記素子基板および前記対向基板間の封止体積の120%以下の樹脂材料を用いて、前記素子基板および前記対向基板を圧着する
上記(13)に記載の有機EL表示装置の製造方法。
(17)
第1基板上に、第1電極、有機電界発光層を含む有機層、および第2電極をこの順に有する素子基板と、
前記素子基板上に、封止層を介して対向配置された対向基板とを備え、
前記対向基板は、
第2基板上に設けられた樹脂遮光層と、
少なくとも前記樹脂遮光層を覆う保護層と、
前記保護層上の前記樹脂遮光層に対向する領域に設けられ、前記素子基板の前記第2電極に電気的に接続されると共に前記第2電極よりも低抵抗な導電層と
を有する
有機EL表示装置。
(18)
第1基板上に、第1電極、有機電界発光層を含む有機層、および第2電極をこの順に有する素子基板を形成する工程と、
対向基板を形成する工程と、
前記素子基板上に、封止層を介して前記対向基板を接着する工程とを含み、
前記対向基板を形成する工程では、
第2基板上に、
樹脂遮光層と、
少なくとも前記樹脂遮光層を覆う保護層と、
前記樹脂遮光層に対向する領域に設けられ、前記素子基板の前記第2電極に電気的に接続されると共に前記第2電極よりも低抵抗な導電層と
をこの順に形成する
有機EL表示装置の製造方法。
(19)
基板上に設けられた無機遮光層と、
前記無機遮光層上に積層された導電層と、
前記無機遮光層および前記導電層を貫通する複数の開口部と、
前記複数の開口部のそれぞれに設けられたカラーフィルタ層と
を備えたカラーフィルタ基板。
(20)
基板上に設けられた樹脂遮光層と、
前記樹脂遮光層を貫通する複数の開口部と、
前記複数の開口部のそれぞれに設けられたカラーフィルタ層と、
前記樹脂遮光層および前記カラーフィルタ層を覆う保護層と、
前記保護層上の前記樹脂遮光層に対向する領域に設けられた導電層と
を備えたカラーフィルタ基板。
Claims (20)
- 第1基板上に、第1電極、有機電界発光層を含む有機層、および第2電極をこの順に有する素子基板と、
前記素子基板上に、封止層を介して対向配置された対向基板とを備え、
前記対向基板は、
第2基板上に設けられた無機遮光層と、
前記無機遮光層上に積層され、前記素子基板の前記第2電極に電気的に接続されると共に前記第2電極よりも低抵抗な導電層と
を有する
有機EL表示装置。 - 前記無機遮光層は、複数の無機膜を積層したものである
請求項1に記載の有機EL表示装置。 - 前記無機遮光層および前記導電層を貫通する複数の開口部が設けられ、
前記複数の開口部のそれぞれにカラーフィルタ層が形成されている
請求項1に記載の有機EL表示装置。 - 前記カラーフィルタ層は、前記開口部を埋め込み、かつ前記導電層上の縁部にオーバーラップして設けられている
請求項3に記載の有機EL表示装置。 - 前記複数の開口部のそれぞれの内壁を覆って、樹脂遮光層が設けられている
請求項3に記載の有機EL表示装置。 - 前記導電層と前記第2電極との間に導電性部材が配設されている
請求項1に記載の有機EL表示装置。 - 前記導電性部材は、少なくとも表面が導電性を有する柱状部材または球状部材である
請求項6に記載の有機EL表示装置。 - 前記導電性部材は、
前記導電層上に積層された1または複数のカラーフィルタからなるフィルタ積層部と、
前記フィルタ積層部を覆う導電膜と
を有する
請求項6に記載の有機EL表示装置。 - 前記導電性部材は、
前記導電層上に積層された1または複数のカラーフィルタからなるフィルタ積層部と、
前記フィルタ積層部上に設けられた柱状部材と、
前記フィルタ積層部および前記柱状部材を覆う導電膜と
を有する
請求項6に記載の有機EL表示装置。 - 前記封止層が導電性樹脂により構成されている
請求項1に記載の有機EL表示装置。 - 前記封止層は外周部に空隙を有し、
前記封止層の前記外周部に対向する領域に、遮光層が設けられている
請求項1に記載の有機EL表示装置。 - 第1基板上に、第1電極、有機電界発光層を含む有機層、および第2電極をこの順に有する素子基板を形成する工程と、
対向基板を形成する工程と、
前記素子基板上に、封止層を介して前記対向基板を接着する工程とを含み、
前記対向基板を形成する工程では、
第2基板上に、
無機遮光層と、
前記素子基板の前記第2電極に電気的に接続されると共に、前記第2電極よりも低抵抗な導電層と
をこの順に形成する
有機EL表示装置の製造方法。 - 前記対向基板を形成する工程では、
前記第2基板上に、前記無機遮光膜としての複数の無機膜と前記導電層とを連続して成膜する
請求項12に記載の有機EL表示装置の製造方法。 - 前記無機遮光層および前記導電層を形成した後、
前記無機遮光層および前記導電層を貫通して複数の開口部を形成し、
前記複数の開口部のそれぞれにカラーフィルタ層を形成する
請求項12に記載の有機EL表示装置の製造方法。 - 前記複数の開口部を形成する際には、前記無機遮光膜および前記導電層の積層膜のうちの選択的な領域を一括除去する
請求項14に記載の有機EL表示装置の製造方法。 - 前記対向基板を接着する工程では、
前記素子基板および前記対向基板間の封止体積の120%以下の樹脂材料を用いて、前記素子基板および前記対向基板を圧着する
請求項13に記載の有機EL表示装置の製造方法。 - 第1基板上に、第1電極、有機電界発光層を含む有機層、および第2電極をこの順に有する素子基板と、
前記素子基板上に、封止層を介して対向配置された対向基板とを備え、
前記対向基板は、
第2基板上に設けられた樹脂遮光層と、
少なくとも前記樹脂遮光層を覆う保護層と、
前記保護層上の前記樹脂遮光層に対向する領域に設けられ、前記素子基板の前記第2電極に電気的に接続されると共に前記第2電極よりも低抵抗な導電層と
を有する
有機EL表示装置。 - 第1基板上に、第1電極、有機電界発光層を含む有機層、および第2電極をこの順に有する素子基板を形成する工程と、
対向基板を形成する工程と、
前記素子基板上に、封止層を介して前記対向基板を接着する工程とを含み、
前記対向基板を形成する工程では、
第2基板上に、
樹脂遮光層と、
少なくとも前記樹脂遮光層を覆う保護層と、
前記樹脂遮光層に対向する領域に設けられ、前記素子基板の前記第2電極に電気的に接続されると共に前記第2電極よりも低抵抗な導電層と
をこの順に形成する
有機EL表示装置の製造方法。 - 基板上に設けられた無機遮光層と、
前記無機遮光層上に積層された導電層と、
前記無機遮光層および前記導電層を貫通する複数の開口部と、
前記複数の開口部のそれぞれに設けられたカラーフィルタ層と
を備えたカラーフィルタ基板。 - 基板上に設けられた樹脂遮光層と、
前記樹脂遮光層を貫通する複数の開口部と、
前記複数の開口部のそれぞれに設けられたカラーフィルタ層と、
前記樹脂遮光層および前記カラーフィルタ層を覆う保護層と、
前記保護層上の前記樹脂遮光層に対向する領域に設けられた導電層と
を備えたカラーフィルタ基板。
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