JP2010262920A - 有機発光ディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】開口率の低下を最小化することのできる有機発光ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】本発明の有機発光ディスプレイ装置は、複数の画素111、121を備え、各画素はそれぞれ赤色、緑色及び青色の光を放出する副画素111R、G、B、121R、G、Bを備え、各副画素は、第1電極と、第1電極に対向する第2電極と、第1電極と第2電極との間に介在した中間層とを備え、中間層に含まれる層のうち少なくとも一層は、一方向に隣接した二つの副画素111R、112Rにおいて、一体に形成されて一つの副画素グループ1112Rを形成し、一つの副画素グループ内における副画素間の間隔は、隣接した副画素グループ間の間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、有機発光ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、開口率を向上させて高解像度製品の量産が可能な有機発光ディスプレイ装置に関する。
ディスプレイ装置のうち、有機発光ディスプレイ装置は、視野角が広くてコントラストに優れているだけでなく、応答速度が速いという長所があるので、次世代ディスプレイ装置として注目されている。
一般的に、有機発光ディスプレイ装置は、アノードとカソードから注入される正孔と電子とが発光層で再結合して発光するという原理で色相を具現しており、アノードとカソードの間に単純に発光層を挿入した積層型構造を有している。しかし、このような構造では、高効率の発光が得難いため、それぞれの電極と発光層との間に電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層及び正孔注入層のような中間層を選択的に追加挿入して使用している。
しかし、発光層及びこれを含む中間層のような有機薄膜の微細パターンを形成することが実質的に非常に難しく、前記層によって赤色、緑色及び青色の発光効率が変わってしまうので、従来の有機発光ディスプレイ装置では、満足できるレベルの駆動電圧、電流密度、輝度、色純度、発光効率及び寿命を達成できなかった。そのため、改善することが至急に求められている。
一方、有機発光ディスプレイ装置は、相互に対向した第1電極と第2電極との間に発光層及びこれを含む中間層を備えている。この時、電極及び中間層は、多様な方法で形成することができるが、そのうちの一つの方法が蒸着である。蒸着方法を利用して有機発光ディスプレイ装置を製作するためには、薄膜パターンと同じパターンを有するマスクを密着し、薄膜の材料を蒸着して所定パターンの薄膜を形成する。
図1Aは、従来の有機発光ディスプレイ装置の中間層のパターンを概略的に示す平面図であり、図1Bは、図1Aの有機発光ディスプレイ装置の中間層を蒸着するために使われるマスクの構造を概略的に示す平面図である。
図1A及び図1Bを参照すれば、従来の有機発光ディスプレイ装置の各画素11,12,13,14は、赤色、緑色及び青色の光を放出する中間層11R,12R,13R,14R,11G,12G,13G,14G,11B,12B,13B,14Bを備えている。それぞれ赤色、緑色及び青色の光を放出する三つの副画素が一つの画素を形成している。
前述したように、マスクを利用した蒸着を通じて副画素の中間層を形成する場合には、赤色、緑色及び青色のうちいずれか1色の光を放出する副画素、例えば、赤色の光を放出する副画素の中間層を同時に蒸着して形成し、その後、緑色の光を放出する副画素の中間層を同時に蒸着して形成し、その後、青色の光を放出する副画素の中間層を同時に蒸着して形成する。したがって、図1Aに示したような有機発光ディスプレイ装置の青色中間層のパターンを形成するためには、図1Bに示したような開口部11B,12B,13B,14Bを備えたマスク10Bを利用しなければならず、図1Aに示したような有機発光ディスプレイ装置の赤色及び緑色の中間層のパターンを形成するためにも、図1Bに示したマスク10Bと同じ間隔の開口部を有するマスクを利用しなければならない。
しかし、高画質のディスプレイ装置を製造するためには、副画素間の間隔がさらに狭くなっており、これによって副画素の中間層を蒸着するためのマスクの開口部のサイズもさらに小さくなっている。すなわち、図1Bを参照すれば、開口部11B,12B,13B,14BのサイズL0がさらに小さくなっている。このように、開口部の幅が狭くなるほど発光画素の領域が縮小して開口率が低くなり、素子寿命の側面で非常に深刻な問題点をもたらしており、これが高解像度製品の量産に大きな障壁となっている。
また、高精細化によって、マスクのパターニング及びマスクと中間層が蒸着される部分との間のアラインがさらに難しくなり、若干の誤差によって、隣接した他の色の光を放出する発光層との重畳が発生してしまう問題点があった。
そして、有機発光ディスプレイ装置以外の他のディスプレイ装置においても、各副画素を蒸着で形成するディスプレイ装置の場合には、前述したような問題点があった。
本発明が解決しようとする課題は、各画素の開口率を向上させることによって、製品寿命及び製品生産性を極大化することのできる有機発光ディスプレイ装置を提供することである。
前記課題を達成するために、本発明は、複数の画素を備え、前記各画素は、第1電極と、前記第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在し、少なくとも発光層を含む複数の層を備えた中間層とを備え、前記中間層に含まれる層のうち少なくとも一層は、一方向に隣接した少なくとも二つの画素において、一体に形成されて一つの画素グループを形成し、前記一つの画素グループ内における画素間の間隔は、隣接した前記画素グループ間の間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置を提供する。
本発明において、前記一方向に隣接した二つ、三つまたは四つの画素が一体に形成されて前記一つの画素グループを形成できる。
本発明において、前記一体に形成された層は、前記一方向に垂直な他方向にジグザグ形状となるように配置されうる。
本発明において、前記一体に形成された層は、発光層でありうる。
他の側面に関する本発明は、複数の画素を備え、前記各画素は、それぞれ赤色、緑色及び青色の光を放出する副画素を備え、前記副画素は一方向に沿って同じ色の光を排出するように配置され、前記各副画素は、第1電極と、前記第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在し、少なくとも発光層を含む複数の層を備えた中間層とを備え、前記中間層に含まれる層のうち少なくとも一層は、前記一方向に隣接した少なくとも二つの副画素において、一体に形成されて一つの副画素グループを形成し、前記一つの副画素グループ内における副画素間の間隔は、隣接した前記副画素グループ間の間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置を提供する。
本発明において、前記一方向に隣接した二つ、三つまたは四つの副画素が一体に形成されて前記一つの副画素グループを形成できる。
本発明において、前記一体に形成された層は、同じ色の光を放出する副画素において、前記一方向に垂直な他方向にジグザグ形状となるように配置されうる。
本発明において、前記一体に形成された層は、発光層でありうる。
さらに他の側面に関する本発明は、複数の画素を備えた有機発光ディスプレイ装置において、前記各画素は、それぞれ赤色、緑色及び青色の光を放出する副画素を一方向に沿って備え、前記一方向に垂直な他方向において隣接した少なくとも二つの副画素の少なくとも一部を一体に形成し、前記少なくとも一部が一体に形成された副画素間の間隔は、相互に分離して形成された副画素間の間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置を提供する。
本発明において、前記他方向に隣接した二つ、三つまたは四つの副画素の少なくとも一部が一体に形成されうる。
本発明において、前記一体に形成された副画素の一部は、発光層でありうる。
本発明において、前記各副画素は、第1電極と、前記第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在し、少なくとも発光層を含む複数の層を備えた中間層とを備え、前記一方向に垂直な他方向に隣接した少なくとも二つの副画素の中間層のうち少なくとも一つの層を一体に形成する。
ここで、前記一体に形成された層は、同じ色の光を放出する副画素において、前記一方向にジグザグ形状となるように配置されうる。
本発明のディスプレイ装置によれば、各画素の開口率を向上させることによって、製品寿命及び製品生産性を極大化させることができる。
従来の有機発光ディスプレイ装置の発光層及び中間層のパターンを概略的に示す平面図である。 図1Aの有機発光ディスプレイ装置の青色発光層を蒸着するために使われるマスクの構造を概略的に示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の中間層を蒸着するために使われるマスクの構造を概略的に示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の画素の構成を概略的に示す平面図である。 図3のIV−IV線によって切断された断面の断面図である。 本発明の第2実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の画素の構成を概略的に示す平面図である。 本発明の第3実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の画素の構成を概略的に示す平面図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
図2は、本発明の望ましい一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造に使用される蒸着用マスク110の構造を概略的に示す平面図であり、図3は、前記マスクを使用して製造した有機発光ディスプレイ装置100の画素の構成を概略的に示す平面図である。
前記図面を参照すれば、まず、開口部111R,121R,131R,141R,…がジグザグ形状に配置されているマスク110を使用して有機発光ディスプレイ装置の中間層を蒸着する。これをさらに詳細に説明すれば、本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置100は、複数の画素111,121を備えており、各画素111,121は、それぞれ赤色111R,121R、緑色111G,121G及び青色111B,121Bの光を放出する副画素を備えている。この時、副画素は、一方向、例えば、図3のy方向に沿って同じ色の光を放出するように配値されており、各副画素は、相互対向した第1電極及び第2電極と、第1電極と第2電極との間に介在し、少なくとも発光層を含む複数の層を備えた中間層とを備えている。
この時、本発明は中間層の形状が従来の有機発光ディスプレイ装置と異なっている。すなわち、中間層に含まれる層のうち少なくとも一層は、y方向に隣接した二つの副画素が一体に形成され、一つの画素グループ1112R,1134R,1156R,1223B,1245Bを形成する。言い換えれば、一副画素111R及びこれに隣接した副画素112Rの中間層のうち少なくとも一層が一体に形成され、一つの画素グループ1112Rを形成する。また、一副画素113R及びこれに隣接した副画素114Rの中間層のうち少なくとも一層が一体に形成され、一つの画素グループ1134Rを形成する。
ここで、本発明の望ましい一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置は、一つの画素グループ内の副画素間の間隔が、隣接したグループ間の間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする。例えば、一つの画素グループ1134R内の副画素113Rと114Rとの間の間隔d2は、隣接したグループ1112Rと1134Rとの間の間隔d1よりも狭く形成されていることを特徴としている。
このように、複数の副画素をグルーピングして、同一グループ内では、副画素間の間隔を最小化し、グループ間の間隔のみを広くすることによって、ドットタイプマスクを適用することによる開口率の低下を最小化する効果が得られる。
そして、一体に形成された層は、同じ色の光を放出する副画素において、他方向、すなわち、図3のx方向にジグザグ形状となるように配置されている。前記中間層には、前述したように、多様な層が含まれているので、中間層には、少なくとも発光層を含んでいる。したがって、一体に形成された層1112RL,1112GL,1112BLは、発光層でありうる。
このように、各グループの配置をジグザグ形状に形成することによって、画質面における均一性が向上する効果が得られる。
また、有機発光ディスプレイ装置100に備えられた中間層が前記のような構造を有することによって、中間層を蒸着するために使われるマスクの開口部も、図2のようなジグザグ形状に配置され、したがって、従来のドット型開口部を備えた場合よりもマスクを容易に製造できる。そして、開口部をジグザグ型に配置したことによって、引張力によるマスクの開口部の形状及び位置の変化を、既存のストライプ型の開口部を備えた場合よりも小さくすることができ、その結果有機発光ディスプレイ装置の製造において収益率の向上を図ることができる。
すなわち、図2に示したようなマスク110を使用する場合、マスク110に形成された各開口部111R,121R,131R,141Rの長さL1は、従来のマスク10Bに形成された各開口部11B,12Bの長さL0の約2倍となる(図1を参照)。したがって、マスクの製造及びアラインの困難さを減少させることができ、これによって高画質、高精細のディスプレイ装置の製造において、収益率の低下を防止して生産コストを低減できる。
図4は、図3のIV−IV線で切断した断面の断面図である。
図4を参照すれば、本実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置100は、基板201を備え、基板201上にはバッファ層211が形成されている。バッファ層211の一面上には、薄膜トランジスタ220が形成され、この薄膜トランジスタ220の上部には、有機発光素子230が形成されている。
薄膜トランジスタ220は、ゲート電極221、ソース電極及びドレイン電極223、半導体層227、ゲート絶縁膜213及び層間絶縁膜215を備えている。そして、ソース電極及びドレイン電極223の上部には、平坦化膜(または保護膜)217が形成され、下部の薄膜トランジスタ220を保護して平坦化する。この平坦化膜217上に有機発光素子230が形成されている。有機発光素子230は、薄膜トランジスタ220に電気的に連結された画素電極231と、基板201の全面にわたって配置された対向電極235と、画素電極231と対向電極235との間に配置され、少なくとも発光層を含む中間層233とを備えている。一方、画素定義膜(PDL:Pixel Defining Layer)219は、画素電極231のエッジを覆うように形成され、画素電極231の外側に所定の厚さを有するように形成されて、発光領域を定義する役割を行っている。
ここで、本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置では、中間層233に含まれる層のうち少なくとも一層が一方向に隣接した少なくとも二つの副画素において、一体に形成されて、一つの画素グループを形成することを特徴としている。図4を参照すれば、相互隣接している二つの副画素122Bと123Bとが一つの画素グループ1223Bを形成し、二つの副画素122Bと123Bの中間層233は一体に形成されている。また、相互隣接している二つの副画素124Bと125Bとが一つの画素グループ1245Bを形成し、二つの副画素124Bと125Bの中間層233は一体に形成されている。
そして、図面に示していないが、薄膜トランジスタ220には、少なくとも一つのキャパシタが連結されている。そして、このような薄膜トランジスタを備えた回路は、必ずしも図4に示した例に限定されるものではなく、多様に変形できる。
前記のような構造の有機発光素子を備えた有機発光ディスプレイ装置において、ディスプレイ装置の中間層に含まれる層が、前述した実施形態と同じ構造を有することによって、各画素の中間層の蒸着を容易にするとともに、パターンの精密度を向上させた高画質の有機発光ディスプレイ装置を製造できる。
また、前記実施形態において、有機発光ディスプレイ装置の構造を基にして本発明を説明したが、各画素を蒸着して形成するディスプレイ装置であれば、いかなるディスプレイ装置にも本発明を適用することができる。これは、後述する実施形態においても、同様である。
図5は、本発明の第2実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置300の画素の構成を概略的に示す平面図である。本実施形態では、一つの画素グループを形成する副画素の数が三つになるという点で、前述した実施形態と区別される。
図5を参照すれば、複数の画素311,321を備えており、各画素311,321は、それぞれ赤色311R,321R、緑色311G,321G及び青色311B,321Bの光を放出する副画素を備えている。この時、副画素は、一方向、例えば、図5のy方向に沿って同じ色の光を放出するように配置されており、各副画素は、相互対向した第1電極及び第2電極と、第1電極と第2電極との間に介在し、少なくとも発光層を含む複数の層を備えた中間層とを備えている。
この時、中間層に含まれる層のうち少なくとも一層は、y方向に隣接した三つの副画素において、一体に形成されて、一つの画素グループ31123R,31456R,31789Rを形成する。
ここで、本発明の望ましい一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置300は、一つの画素グループ内の副画素間の間隔を、隣接したグループ間の間隔よりも狭く形成したことを特徴とする。例えば、一つの画素グループ31123R内の副画素311R,312R,313Rの間の間隔は、隣接したグループ31123R,31456Rの間の間隔よりも狭く形成されていることを特徴としている。
このように、複数の副画素をグルーピングして、同一グループ内では副画素間の間隔を最小化し、グループ間の間隔のみを広くすることによって、ドットタイプマスクを適用することによる開口率の低下を最小化する効果が得られる。
図6は、本発明の第3実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置400の画素の構成を概略的に示す平面図である。本実施形態では、一つの画素グループを形成する副画素の数を四つにしたという点で、前述した実施形態と区別される。
図6を参照すれば、複数の画素411,421を備えており、各画素411,421は、それぞれ赤色411R,421R、緑色411G,421G及び青色411B,421Bの光を放出する副画素を備えている。この時、副画素は、一方向、例えば、図6のy方向に沿って同じ色の光を放出するように配置されており、各副画素は、相互対向した第1電極及び第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在し、少なくとも発光層を含む複数の層を備えた中間層とを備えている。
この時、中間層に含まれる層のうち少なくとも一層は、y方向に隣接した四つの副画素において、一体に形成されて一つの画素グループ411234R,415678Rを形成する。
ここで、本発明の望ましい一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置は、一つの画素グループ内の副画素間の間隔を、隣接したグループ間の間隔よりも狭く形成することを特徴としている。例えば、一つの画素グループ411234R内の副画素411R,412R,413R,414Rの間の間隔は、隣接したグループ411234R,415678Rの間の間隔よりも狭く形成することを特徴としている。
このように、複数の副画素をグルーピングし、同一グループ内では、副画素間の間隔を最小化し、グループ間の間隔のみを広くすることによって、ドットタイプマスクを適用することによる開口率の低下を最小化する効果が得られる。
本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明したが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されなければならない。
本発明は、ディスプレイ関連の技術分野に好適に適用可能である。
100 有機発光ディスプレイ装置
111,121 画素
111R,112R,113R,114R,115R,116R,121R 赤色画素の
副画素
111G,121G 緑色画素の副画素
111B,121B,122B,123B,124B,125B 青色画素の副画素
1112R,1134R,1156R,1223B,1245B 画素グループ
1112RL,1112GL,1112BL 発光層
d1,d2 間隔
200 ディスプレイ部
201 基板
211 バッファ層
213 ゲート絶縁膜
215 層間絶縁膜
217 平坦化膜
219 画素定義膜
220 薄膜トランジスタ
221 ゲート電極
223 ソース電極及びドレイン電極
227 半導体層
230 有機発光素子
231 画素電極
233 中間層
235 対向電極

Claims (13)

  1. 複数の画素を備え、前記各画素は、
    第1電極と、
    前記第1電極に対向する第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に介在し、少なくとも発光層を含む複数の層を備えた中間層とを備え、
    前記中間層に含まれる層のうち少なくとも一層は、一方向に隣接した少なくとも二つの画素において、一体に形成されて一つの画素グループを形成し、
    前記一つの画素グループ内における画素間の間隔は、隣接した前記画素グループ間の間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。
  2. 前記一方向に隣接した二つ、三つまたは四つの画素が一体に形成されて前記一つの画素グループを形成することを特徴とする請求項1に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  3. 前記一体に形成された層は、前記一方向に垂直な他方向にジグザグ形状となるように配置されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  4. 前記一体に形成された層は、発光層であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  5. 複数の画素を備え、前記各画素は、それぞれ赤色、緑色及び青色の光を放出する副画素を備え、前記副画素は一方向に沿って同じ色の光を排出するように配置され、前記各副画素は、
    第1電極と、
    前記第1電極に対向する第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に介在し、少なくとも発光層を含む複数の層を備えた中間層とを備え、
    前記中間層に含まれる層のうち少なくとも一層は、前記一方向に隣接した少なくとも二つの副画素において、一体に形成されて一つの副画素グループを形成し、
    前記一つの副画素グループ内における副画素間の間隔は、隣接した前記副画素グループ間の間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。
  6. 前記一方向に隣接した二つ、三つまたは四つの副画素が一体に形成されて前記一つの副画素グループを形成することを特徴とする請求項5に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  7. 前記一体に形成された層は、同じ色の光を放出する副画素において、前記一方向に垂直な他方向にジグザグ形状となるように配置されることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  8. 前記一体に形成された層は、発光層であることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  9. 複数の画素を備えた有機発光ディスプレイ装置において、
    前記各画素は、それぞれ赤色、緑色及び青色の光を放出する副画素を一方向に沿って備え、
    前記一方向に垂直な他方向において隣接した少なくとも二つの副画素の少なくとも一部を一体に形成し、
    前記少なくとも一部が一体に形成された副画素間の間隔は、相互に分離して形成された副画素間の間隔よりも狭く形成されていることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。
  10. 前記他方向に隣接した二つ、三つまたは四つの副画素の少なくとも一部が一体に形成されていることを特徴とする請求項9に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  11. 前記一体に形成された副画素の一部は、発光層であることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  12. 前記各副画素は、
    第1電極と、
    前記第1電極に対向する第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に介在し、少なくとも発光層を含む複数の層を備えた中間層とを備え、
    前記一方向に垂直な他方向に隣接した少なくとも二つの副画素の中間層のうち少なくとも一つの層を一体に形成することを特徴とする請求項9に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  13. 前記一体に形成された層は、同じ色の光を放出する副画素において、前記一方向にジグザグ形状となるように配置されることを特徴とする請求項12に記載の有機発光ディスプレイ装置。
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