JP2017147165A

JP2017147165A - 表示装置

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Publication number: JP2017147165A
Application number: JP2016029492A
Authority: JP
Inventors: 政光古家; Masamitsu Furuya
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-08-24
Also published as: KR20170098148A; KR20180117578A; US9847508B2; US10128463B2; CN107104124A; US20170244063A1; TW201731340A; CN107104124B; US20180069195A1; TWI617216B

Abstract

【課題】封止用樹脂が堰き止め構造を乗り越えることを防止した画像表示装置を提供する。【解決手段】複数の画素によって構成された表示領域２１２と、表示領域の外側に設けられた額縁領域２１４と、を備えた表示装置であって、表示領域を覆う封止膜４１６と、表示領域を囲う額縁領域に形成された堰止部２０６と、表示領域から堰止部に至る少なくとも一つの直線経路上で、少なくとも２か所に互いに離間して形成された緩衝部２０４と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、表示装置に関する。

近年、有機ＥＬ（Electro-luminescent）素子を用いた有機ＥＬ表示装置や、液晶表示装置等の表示装置が実用化されている。しかしながら、有機ＥＬ素子は水分に対して脆弱であることから、有機ＥＬ素子が水分によって劣化し、ダークスポット等の点灯不良が生じるおそれがあった。また、液晶表示装置においても、侵入した水分の影響を受けて薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）の特性が変動し、表示品位の劣化が発生する問題が生じていた。

そこで、例えば、特許文献１は、表示領域を内側に囲む環状の堰止部を配置することで、表示領域の上部を平坦化樹脂層とバリア層を含む多層封止膜を堰止部の内側に形成し、表示素子を封止することで、表示品位の劣化を防止した表示装置を開示している。

特開２００８−１６５２５１号公報

封止平坦化膜は、印刷やインクジェット法などで低粘度の樹脂をパネルに塗布し，膜状に形成される。ここで，上記特許文献１のように濡れ広がった樹脂を堰き止めるための構造物をパネル表面に形成することが一般的である。しかしながら、塗布した樹脂は、濡れ広がり易く，成膜位置精度もあまり高くないことから，堰き止め構造を乗り越える不具合が発生するおそれがある。

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、堰き止め構造の内側に、塗布した樹脂が濡れ広がる速度を低下させる緩衝構造を設けることによって、樹脂が堰き止め構造を乗り越えることを防止した画像表示装置を提供することにある。

本発明の一態様は、複数の画素によって構成された表示領域と、該表示領域の外側に設けられた額縁領域と、を備えた表示装置であって、前記表示領域を覆う封止膜と、前記表示領域を囲う前記額縁領域に形成された堰止部と、前記表示領域から前記堰止部に至る少なくとも一つの直線経路上で、少なくとも２か所に互いに離間して形成された緩衝部と、を有することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様は、画素回路と前記画素回路に対応した発光素子とを含む画素と、前記画素を覆う封止膜と、前記画素が形成された基板と、を備えた表示装置であって、表示領域が前記基板上に配置された複数の前記画素によって構成され、額縁領域が前記表示領域を囲んで配置され、前記封止膜は前記表示領域と前記額縁領域とを覆って配置され、前記額縁領域には上方に突出した堰止部が配置され、前記表示領域と前記堰止部との間には前記封止膜側に突出し且つ離間して配置された２つの緩衝部を備えること特徴とする。

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。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。有機ＥＬパネルの右上角部を拡大した図である。有機ＥＬパネルの断面について説明するための図である。封止平坦化膜を形成する方法について説明するための図である。その他の実施形態における緩衝部の形状について説明するための図である。その他の実施形態における緩衝部の形状について説明するための図である。

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。

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。

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２０２と、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２０８と、を有する。アレイ基板２０２は、複数の画素２１０によって構成された表示領域２１２と、該表示領域２１２の外側を囲うように設けられた額縁領域とを備える。画素２１０は下層に配置された画素回路と、画素回路に対応した発光素子とを含む。また、アレイ基板２０２の額縁領域には、表示領域２１２を囲うように形成された緩衝部２０４及び堰止部２０６を有する。緩衝部２０４及び堰止部２０６の詳細については後述する。ＦＰＣ２０８は、有機ＥＬパネル２００の外部から供給された信号を表示領域２１２に伝える。表示領域２１２に設けられた複数の画素２１０が、ＦＰＣ２０８を経由して供給された信号によって発光することによって、表示領域２１２には画像が表示される。

図３は、図２に示した有機ＥＬパネル２００の右上角部を拡大した図であり、図４はその一部断面図である。図３に示すように、有機ＥＬパネル２００は、表示領域２１２と、表示領域２１２の外側に設けられた額縁領域２１４を備える。そして、額縁領域２１４には、内側から外側へ向かって順に、カソードコンタクト３００と、緩衝部２０４と、堰止部２０６と、が形成される。カソードコンタクト３００は、ソース配線及びドレイン配線と同層に形成されたカソード配線４０４と、表示領域２１２に形成されるカソード電極４１４とを、平坦化膜４０６に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続させる。カソード配線４０４とカソード電極４１４の間にアノード電極４０８と同層の導電層を配置することでプロセスを追加すること無くカソード電極４１４とカソード配線４０４を電気的に接続することができる。なお、カソード配線４０４、アノード電極４０８、カソード電極４１４及び平坦化膜４０６については後述する。

緩衝部２０４は、表示領域２１２から堰止部２０６に至る少なくとも一つの直線経路上で、少なくとも２か所に互いに離間して形成される。換言すれば、緩衝部２０４は、表示領域２１２と堰止部２０６との間に、封止膜４１６（後述）側に突出し且つ離間して２つ配置される。緩衝部２０４は、後述する封止材５００が濡れ広がる際の速度を低下させることによって、封止材５００が堰止部２０６を乗り越える事態を防止する。具体的には、例えば図３に示すように、表示領域２１２から堰止部２０６に至る経路３０２において、緩衝部２０４は、２か所に互いに離間して形成される。

なお、図２、図３に示した実施例においては、表示領域２１２を囲うように切れ目なく２重に緩衝部２０４が形成されていることから、緩衝部２０４は、任意の一つの直線経路上において必ず２か所に互いに離間して形成される。しかしながら、緩衝部２０４の形状は図３に示した形状に限られない。緩衝部２０４が他の形状である場合に、緩衝部２０４は、少なくとも一つの直線経路上で、２か所に互いに離間して形成されていればよく、直線経路によっては、緩衝部２０４が設けられる箇所は、１か所以下であってもよい。他の実施形態における緩衝部２０４の形状については後述する。

堰止部２０６は、表示領域２１２を囲う額縁領域２１４に形成される。具体的には、例えば図３に示すように、堰止部２０６は、緩衝部２０４の外側に、切れ目なく二重に形成される。堰止部２０６は、緩衝部２０４の外側に切れ目なく形成されることによって、封止材５００を額縁領域２１４の内側に堰き止める。なお、図３においては、堰止部２０６が二重に形成される実施形態について記載しているが、封止材５００が額縁領域２１４の外側に出ないように切れ目なく形成されていればよいため、堰止部２０６は一重に形成されても構わない。また、堰止部２０６は、画素回路が形成された回路層４０２と発光層との間に配置された樹脂層によって形成されてもよい。

続いて、図４は、有機ＥＬパネル２００の表示領域２１２の端部から額縁領域２１４にかけての断面について概略的に示す図の一例であり、図３におけるIV―IV断面を示す図である。図４に示すように、アレイ基板２０２は、基板４００と、基板４００上に形成された回路層４０２と、平坦化膜４０６と、アノード電極４０８と、リブ４１０と、ＥＬ層４１２と、カソード電極４１４と、封止膜４１６と、を含んで構成される。基板４００は，ガラス基板又はポリイミドなどの可撓性基板であっても良い。

回路層４０２は、基板４００の上層に、絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極や半導体層、カソード配線４０４等を含んで構成される。ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極及び半導体層によって、トランジスタ４１８が構成される。例えば、表示領域２１２における回路層４０２は、画素２１０に形成されたＥＬ層４１２を発光させるトランジスタ４１８を含む。また、額縁領域２１４における回路層４０２は、ＥＬ層４１２を発光させるタイミングを制御するトランジスタ４１８を含む。カソード配線４０４は、額縁領域２１４に形成され、ＦＰＣ２０８を経由して有機ＥＬパネル２００に供給された信号を、平坦化膜４０６に設けられたコンタクトホールを介して、表示領域２１２に形成されるカソード電極４１４に伝える。

平坦化膜４０６は、表示領域２１２からカソードコンタクト３００が形成された領域にかけて、回路層４０２を覆うように形成され、アノード電極４０８と回路層４０２に含まれる電極とのショートを防止するとともに、回路層４０２に配置された配線やトランジスタ４１８による段差を平坦化する。平坦化膜４０６は、カソードコンタクト３００が設けられる領域において、コンタクトホールが形成され、回路層４０２に含まれるカソード配線４０４とカソード電極４１４を電気的に接続する。

また、平坦化膜４０６は、カソードコンタクト３００が形成された領域の外側において、緩衝部２０４及び堰止部２０６の一部として形成される。具体的には、例えば、図４に示すように、平坦化膜４０６は、カソードコンタクト３００が形成された領域の外側において、２か所に互いに離間して凸状に形成される。当該２つの凸状の平坦化膜４０６は、上層に形成されたリブ４１０及び下層バリア膜４２０（後述）とともに緩衝部２０４を構成する。平坦化膜４０６は、緩衝部２０４の外側にさらに、２か所に互いに離間して凸状に形成される。当該２つの凸状の平坦化膜４０６は、上層に形成されたリブ４１０及び下層バリア膜４２０とともに堰止部２０６を構成する。堰止部２０６は額縁領域２１４において上方に突出した形状で形成され、緩衝部２０４は表示領域２１２と堰止部２０６との間に封止膜４１６側に突出し且つ離間して２つ配置される。なお、図４においては、堰止部２０６の一部として形成される平坦化膜４０６が２か所に形成される場合について記載しているが、当該平坦化膜４０６は１か所のみに形成される構成としてもよい。

アノード電極４０８は、平坦化膜４０６の上層に形成される。具体的には、アノード電極４０８は、表示領域２１２において、平坦化膜４０６のコンタクトホールを介して、回路層４０２に形成されたトランジスタ４１８のソース又はドレイン電極と電気的に接続されるように形成される。

リブ４１０は、表示領域２１２において、アノード電極４０８のそれぞれの周縁部を覆うように形成される。当該リブ４１０によって、アノード電極４０８とカソード電極４１４のショートを防止することができる。また、リブ４１０は、額縁領域２１４において、緩衝部２０４及び堰止部２０６の一部として形成された凸状の平坦化膜４０６を覆うように形成される。

ＥＬ層４１２は、アノード電極４０８の上層に形成される。具体的には、ＥＬ層４１２は、表示領域２１２において、アノード電極４０８及びリブ４１０の端部の上層側に形成される。また、ＥＬ層４１２は、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子注入層、及び、電子輸送層が積層されることによって形成される。発光層は、アノード電極４０８から注入されたホールと、カソード電極４１４から注入された電子とが再結合することにより発光する。ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、及び、電子輸送層については従来技術と同様である為説明を省略する。なお、本実施形態では、発光層は、赤色、緑色、及び、青色の光を発光する材料を用いて形成される。また、特許請求の範囲の記載における発光素子は、ＥＬ層４１２に相当する。

カソード電極４１４は、ＥＬ層４１２の上層に形成され、アノード電極４０８との間に電流を流すことでＥＬ層４１２に含まれる発光層を発光させる。カソード電極４１４は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ等の金属を含んで構成される透明導電膜やＡｇＭｇから成る光透過性を有する金属薄膜で形成される。

封止膜４１６は表示領域２１２と額縁領域２１４とを覆って配置される。また、封止膜４１６は、下層バリア膜４２０と、封止平坦化膜４２２と、上層バリア膜４２４を含んで構成される。下層バリア膜４２０は、表示領域２１２から額縁領域２１４にかけて、カソード電極４１４、リブ４１０及び回路層４０２の上層を覆うように形成される。額縁領域２１４の平坦化膜４０６の上層に配置された下層バリア膜４２０は、緩衝部２０４及び堰止部２０６の一部として形成される。

封止平坦化膜４２２は、複数の画素２１０を覆うように形成される。また、封止平坦化膜４２２は、下層バリア膜４２０と上層バリア膜４２４の間に配置され、表示領域よりも額縁領域で薄く形成される。具体的には、図４に示すように、封止平坦化膜４２２は、表示領域２１２、及び、額縁領域２１４における堰止部２０６の内側において、下層バリア膜４２０を覆うように、かつ、表示領域よりも額縁領域で薄く形成される。ここで、封止平坦化膜４２２を形成する方法、及び、緩衝部２０４並びに堰止部２０６の作用効果について図５を用いて説明する。

図５は、封止平坦化膜４２２を形成する方法を示す図である。図５（ａ）に示すように、基板４００上に、回路層４０２から下層バリア膜４２０までの各層が形成された状態のアレイ基板２０２に対して、表示領域２１２及び額縁領域２１４の端部に、印刷やインクジェット法などの方法によって封止材５００が塗布される。ここで、封止材５００は、カソード電極４１４の上に異物等が存在する場合であっても、表示領域２１２及び堰止部２０６より内側の額縁領域２１４を覆うために十分な体積の封止材５００が塗布されることが望ましい。具体的には、例えば、封止材５００は、表示領域２１２において、１０マイクロメートル程度の厚みとなるように塗布される。

そして、滴下された封止材５００が濡れ性を有することから、滴下された封止材５００は、表示領域２１２から額縁領域２１４に向かって、図５（ａ）の矢印で示すように濡れ広がる。ここで、封止材５００は、濡れ性及び塗布された封止材５００の体積に応じた速度で額縁領域２１４に向かって濡れ広がる。なお、封止材５００には、例えば、接触角が１度から３度程度の樹脂材料が用いられる。そして、封止材５００が緩衝部２０４に到達すると、緩衝部２０４が凸状の形状をしていることから、封止材５００の濡れ広がる速度は低下する。

さらに、緩衝部２０４は、表示領域２１２から堰止部２０６に至る経路上で、少なくとも２か所に互いに離間して形成されることから、封止材５００が外側に形成された緩衝部２０４を乗り越え、堰止部２０６に到達した際の濡れ広がる速度は、堰止部２０６を乗り越えることができない速度まで低下する。そして、封止材５００は、図５（ｂ）に示すように、堰止部２０６の内側に、表示領域２１２から額縁領域２１４に向かって徐々に低くなる形状で固定されて、封止平坦化膜４２２となる。以上の方法により、封止平坦化膜４２２は形成される。

続いて、図４の説明に戻る。上層バリア膜４２４は、アレイ基板２０２を覆うように形成される。具体的には、上層バリア膜４２４は、堰止部２０６の内側において、封止平坦化膜４２２の上層に形成され、堰止部２０６の近傍において、下層バリア膜４２０の上層に形成される。図４に示すとおり、封止平坦化膜４２２の厚さが表示領域２１２近傍から基板４００の端部に向かって徐々に薄くなっている。そのため上層バリア膜４２４は急激な段差を介さずに下層バリア膜４２０と接触することができ、封止効果を確実に得ることができる。また、封止平坦化膜４２２の厚さに伴って、封止膜４１６の厚さも基板４００の端部に向かって徐々に薄くなっている。

以上のように、緩衝部２０４によって、樹脂材料で構成される封止材５００が堰止部２０６を乗り越えて基板端部に達する事態が防止される。なお、本実施形態においては、発光層は、赤色、緑色、及び、青色の光を発光する材料を用いて形成されるが、白色の光を発光する材料を用いて形成されてもよい。この場合、アレイ基板２０２が、カラーフィルタの形成された対向基板と貼り合わされることによって、表示装置１００はカラー表示を行う。また、図４においては記載していないが、上層バリア膜４２４の上層に、偏光板を貼り合わせることで、画素２１０における反射を抑える構成としてもよい。

また、上記において、緩衝部２０４が、カソードコンタクト３００の外側に、表示領域２１２を囲うように切れ目なく二重に形成される場合について説明したが、緩衝部２０４の形状はこれに限られない。他の実施形態における緩衝部２０４の形状について図６を用いて説明する。

図６は、その他の実施形態における緩衝部２０４の形状について説明するための図である。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、緩衝部２０４は、平面視において、予め定められた間隔で配置されるようにしてもよい。具体的には、図６（ａ）に示すように、緩衝部２０４は、破線状に形成してもよい。

また、緩衝部２０４は、円柱状に形成された平坦化膜４０６の集合によって形成してもよい。具体的には、一定の間隔で配置された平坦化膜４０６を、表示領域２１２から額縁領域２１４に向かって交互にずらして配置することによって、緩衝部２０４を形成する構成としてもよい。図６（ｂ）に示すように、緩衝部２０４を一定の間隔で配置することによって、緩衝部２０４を切れ目なく配置する場合よりも、緩衝部２０４の体積を減少させることができる。額縁領域２１４における封止材５００の収容量が拡大するため、封止材５００が堰止部２０６の内側から溢れて外側に乗り越えてしまうおそれを低減することができる。

また、緩衝部２０４は、図６（ｃ）に示すように、平面視において、波状としてもよい。当該構成であっても、緩衝部２０４によって封止材５００の濡れ広がる速度を低下させることにより、封止材５００が堰止部２０６の内側から溢れて外側に乗り越えてしまうおそれを低減することができる。

さらに、緩衝部２０４は、額縁領域２１４の角部において、隙間を有するように形成してもよい。具体的には、図６（ａ）乃至（ｃ）に示すように、額縁領域２１４の角部において、緩衝部２０４の隙間を設けることによって、封止材５００が濡れ広がる際に、当該隙間に封止材５００が流れ込むように誘導する構成としてもよい。当該構成によれば、角部以外に流れ込む封止材５００の体積を減少させることによって、角部以外の領域において、封止材５００が堰止部２０６に到達する速度を低下させることが出来る。なお、角部における表示領域２１２から堰止部２０６まで至る距離は、角部以外の領域と比較して長いことから、角部において封止材５００が堰止部２０６に到達する速度は、角部以外の領域よりも遅くすることができる。

また、上記において、緩衝部２０４が、堰止部２０６と同じ高さに形成される場合について説明したが、緩衝部２０４の高さは、図７に示すように、堰止部２０６よりも低く形成されるようにしてもよい。具体的には、堰止部２０６は、上記と同様に、凸状に形成された平坦化膜４０６及び、平坦化膜４０６の上層に形成されたリブ４１０及び下層バリア膜４２０によって構成される。一方、緩衝部２０４は、凸状に形成された平坦化膜４０６と、平坦化膜４０６の上層に形成された下層バリア膜４２０によって構成される。すなわち、緩衝部２０４は、リブ４１０の厚みだけ堰止部２０６よりも低く形成される。そのため、上記と比較して緩衝部２０４の体積を小さくすることによって、周辺領域における封止材の収容量を増大させることができる。その結果、封止材５００が堰止部２０６を乗り越えるおそれを低減することができる。なお、緩衝部２０４の一部として形成される平坦化膜４０６の高さを、堰止部２０６の一部として形成される平坦化膜４０６よりも低くすることによって、緩衝部２０４の高さを堰止部２０６よりも低くする構成としてもよい。

さらに、互いに離間して形成された２か所の緩衝部２０４は、互いに異なる高さで形成されるようにしてもよい。具体的には、例えば、断面視において、緩衝部２０４は、内側ほど高く形成されるようにしてもよいし、外側ほど高くなるように形成してもよい。封止材５００の濡れ広がる速度は外側ほど低下することから、緩衝部２０４の高さを外側ほど低く形成することにより、緩衝部２０４の体積を小さくすることができる。

以上のような実施形態によれば、緩衝部２０４を切れ目なく形成する場合よりも、封止材５００が堰止部２０６に到達する速度を低下させることによって、封止材５００が堰止部２０６を乗り越えるおそれを低減し、さらには、堰止部２０６をより内側に形成することが可能となり、額縁を狭小化することができる。

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。

１００表示装置、１１０上フレーム、１２０下フレーム、２００有機ＥＬパネル、２０２アレイ基板、２０４緩衝部、２０６堰止部、２０８ＦＰＣ、２１０画素、２１２表示領域、２１４額縁領域、３００カソードコンタクト、３０２表示領域から堰止部に至る経路、４００基板、４０２回路層、４０４カソード配線、４０６平坦化膜、４０８アノード電極、４１０リブ、４１２ＥＬ層、４１４カソード電極、４１６封止膜、４１８トランジスタ、４２０下層バリア膜、４２２封止平坦化膜、４２４上層バリア膜、５００封止材。

Claims

複数の画素によって構成された表示領域と、該表示領域の外側に設けられた額縁領域と、を備えた表示装置であって、
前記表示領域を覆う封止膜と、
前記表示領域を囲う前記額縁領域に形成された堰止部と、
前記表示領域から前記堰止部に至る少なくとも一つの直線経路上で、少なくとも２か所に互いに離間して形成された緩衝部と、
を有することを特徴とする表示装置。
前記緩衝部は、平面視において、波状であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記緩衝部は、平面視において、予め定められた間隔で配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記緩衝部は、前記額縁領域の角部において、隙間を有す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表示装置。
前記緩衝部は、断面視において、前記堰止部よりも低く形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置。
前記２か所に離間して形成された緩衝部は、断面視において、内側ほど高く形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表示装置。
画素回路と前記画素回路に対応した発光素子とを含む画素と、前記画素を覆う封止膜と、前記画素が形成された基板と、を備えた表示装置であって、
表示領域が前記基板上に配置された複数の前記画素によって構成され、
額縁領域が前記表示領域を囲んで配置され、
前記封止膜は前記表示領域と前記額縁領域とを覆って配置され、
前記額縁領域には上方に突出した堰止部が配置され、
前記表示領域と前記堰止部との間には前記封止膜側に突出し且つ離間して配置された２つの緩衝部を備えること特徴とする表示装置。
請求項７において、前記堰止部は前記画素回路が形成された回路層と前記発光素子との間に配置された樹脂層によって形成されること特徴とする表示装置。
請求項７において、前記封止膜は下層バリア膜と、上層バリア膜と、前記下層バリア膜と前記上層バリア膜の間に配置された封止平坦化膜を有し、
前記封止平坦化膜は前記表示領域よりも前記額縁領域で薄いこと特徴とする表示装置。
請求項９において、前記封止膜の厚さは前記基板の端部に向かって徐々に薄くなっていること特徴とする表示装置。