JP2015008095A - Organic el display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL表示装置に関し、各画素に配置された自発光体である有機EL素子を発光させて表示を行う有機EL表示装置に関する。 The present invention relates to an organic EL display device, and more particularly to an organic EL display device that performs display by emitting light from an organic EL element that is a self-luminous element disposed in each pixel.
近年、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode)と呼ばれる自発光体を用いた画像表示装置(以下、「有機EL(Electro-luminescent)表示装置」という。)が実用化されている。この有機EL表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、自発光体を用いているため、視認性、応答速度の点で優れているだけでなく、バックライトのような補助照明装置を要しないため、更なる薄型化が可能となっている。 In recent years, an image display device using a self-luminous body called an organic light emitting diode (hereinafter referred to as “organic EL (Electro-luminescent) display device”) has been put into practical use. Since this organic EL display device uses a self-luminous body as compared with a conventional liquid crystal display device, it is not only superior in terms of visibility and response speed, but also has an auxiliary illumination device such as a backlight. Since it is not necessary, further thinning is possible.
このような有機EL表示装置におけるカラー表示は、画素毎にR(赤)G(緑)B(青)の3色をそれぞれ発光させる発光素子を有する場合と、発光素子において白色を発光し、各画素のカラーフィルタでRGB3色のそれぞれの波長領域を透過させる場合との主に2種類がある。 Color display in such an organic EL display device includes a case where each pixel has a light emitting element that emits three colors of R (red), G (green), and B (blue), and a light emitting element that emits white light. There are mainly two types of cases in which each wavelength region of RGB three colors is transmitted by the color filter of the pixel.
特許文献1は、表示領域全面の各画素において白色を発光する有機層と、白色の光をR(赤)G(緑)B(青)にそれぞれ対応する波長領域の光とするカラーフィルタとを有する有機EL表示装置において、隣接画素のカラーフィルタからの出光による混色を防止するために、隣接画素に向う光を反射させる構造について開示している。特許文献2及び3は、上部電極に接する水分を遮断する保護層の上側に直接カラーフィルタを配置した有機EL表示装置について開示している。 Patent Document 1 discloses an organic layer that emits white light in each pixel in the entire display region, and a color filter that converts white light into light in a wavelength region corresponding to each of R (red), G (green), and B (blue). In order to prevent color mixing due to light emitted from the color filter of an adjacent pixel, an organic EL display device having a structure that reflects light toward the adjacent pixel is disclosed. Patent Documents 2 and 3 disclose an organic EL display device in which a color filter is directly arranged on the upper side of a protective layer that blocks moisture in contact with the upper electrode.
カラーフィルタ基板を有する有機EL表示装置においては、W(白)色等の単色を発光する発光層を含む有機層を、表示領域の全面に形成することができるため、発光層の成膜において画素毎に発光色を分けるための精密な蒸着マスクを必要とせず、各画素において発光面積の大きな画素を製造できるメリットがある。しかしながら、TFT基板とカラーフィルタを形成した封止基板との間に透明樹脂等を挟んで接着するため、TFT基板と封止基板との間に距離が生じ、発光層から斜め方向や横方向に出射した光が隣接画素のカラーフィルタを介して出光する、いわゆる混色が起こる恐れがある。 In an organic EL display device having a color filter substrate, an organic layer including a light emitting layer that emits a single color such as W (white) can be formed on the entire surface of the display region. There is an advantage that a pixel having a large light emitting area can be manufactured in each pixel without requiring a precise vapor deposition mask for dividing the emission color for each pixel. However, since a transparent resin or the like is sandwiched between the TFT substrate and the sealing substrate on which the color filter is formed, a distance is generated between the TFT substrate and the sealing substrate, and the oblique direction or the lateral direction from the light emitting layer. There is a risk of so-called color mixing, in which the emitted light exits through the color filter of the adjacent pixel.
本発明は、上述の事情を鑑みてしたものであり、混色を抑止した有機EL表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an organic EL display device in which color mixing is suppressed.
本発明の有機EL表示装置は、基板上にマトリクス状に配置された複数の画素により形成される表示領域において、前記画素毎に電位が制御される導電材料からなる下部電極と、前記表示領域の全体を覆うように配置され、導電材料からなる上部電極と、前記下部電極及び前記上部電極の間に配置され、発光する有機材料からなる発光層を含む複数の層からなる有機層と、前記上部電極上に前記表示領域の全体を覆うように形成され、無機材料からなる封止膜と、前記封止膜上に形成されたカラーフィルタと、を備え、前記カラーフィルタの一部は、前記下部電極と前記有機層との接触面を含む平面よりも前記基板側に延びるカラーフィルタ突出部を有している、ことを特徴とする有機EL表示装置である。 The organic EL display device according to the present invention includes a lower electrode made of a conductive material whose potential is controlled for each pixel in a display region formed by a plurality of pixels arranged in a matrix on a substrate, and the display region. An organic layer composed of a plurality of layers including an upper electrode made of a conductive material, an upper electrode made of a conductive material, a light emitting layer made of an organic material that emits light, and disposed between the lower electrode and the upper electrode; A sealing film made of an inorganic material and formed on the electrode so as to cover the entire display area; and a color filter formed on the sealing film; An organic EL display device having a color filter protrusion extending toward the substrate from a plane including a contact surface between an electrode and the organic layer.
また、本発明の有機EL表示装置において、前記カラーフィルタ突出部は、平面視において、各画素の前記接触面の周囲を囲んでいてもよい。 In the organic EL display device of the present invention, the color filter protrusion may surround the contact surface of each pixel in plan view.
また、本発明の有機EL表示装置において、前記カラーフィルタは、一列に並ぶ画素に対して一体的に形成され、前記カラーフィルタ突出部は、平面視において、前記一列に並ぶ画素の方向に延びていてもよい。 In the organic EL display device of the present invention, the color filter is formed integrally with the pixels arranged in a row, and the color filter protrusion extends in the direction of the pixels arranged in a row in plan view. May be.
また、本発明の有機EL表示装置において、隣り合う2つの前記画素の前記カラーフィルタ突出部の間には、絶縁材料により形成され、前記基板からの高さが前記カラーフィルタの高さよりも高い絶縁壁部を更に有していてもよく、前記絶縁壁部は、各画素の周囲に升目状に形成されていてもよい。 In the organic EL display device of the present invention, an insulating material is formed between the color filter protrusions of two adjacent pixels, and the height from the substrate is higher than the height of the color filter. A wall portion may be further provided, and the insulating wall portion may be formed in a grid shape around each pixel.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1実施形態]
図1には、本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置100が概略的に示されている。この図に示されるように、有機EL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から構成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 schematically shows an organic
図2には、図1の有機ELパネル200の構成が示されている。有機ELパネル200は、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)基板220と封止基板230の2枚の基板を有し、これらの基板の間には透明樹脂232(図3参照)が充填されている。TFT基板220は、表示領域202にマトリクス状に配置された画素280を有している。また、TFT基板220には、画素のそれぞれに配置された画素トランジスタの走査信号線(不図示)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のデータ信号線に対して画素の階調値に対応する電圧を印加する駆動回路である駆動IC(Integrated Circuit)260が載置されている。
FIG. 2 shows the configuration of the
図3は、図2(又は後述する図4)のIII−III線に示されるような、有機ELパネル200の隣り合う2つの画素280の断面を示す図である。この図に示されるように、有機ELパネル200は、TFT基板220と封止基板230とを透明樹脂232を介して接着することにより形成されている。ここで、封止基板230はガラス基板等の透明な絶縁基板である。TFT基板220は、ガラス基板等の透明な絶縁基板221と、その上に形成された各画素280の発光を制御する回路であり、LTPS(Low-temperature Poly Silicon)半導体によりトランジスタ240等が形成されたLTPS回路層222と、有機絶縁材料により形成された平坦化膜223と、平坦化膜223上にAg等の反射金属により形成された反射層224と、反射層224上に形成され、IZO(Indium Zinc Oxide)やITO(Indium Tin Oxide)等の導電体からなり、LTPS回路層222と接続された下部電極225と、下部電極225を覆うように表示領域202全体に形成され、電子注入層、正孔輸送層、白色に発光する発光層等からなる有機層226と、有機層226を覆うように形成され、IZOや薄膜Ag等の透明電極からなる上部電極227と、を有している。更に上部電極227の上には、第1封止膜228及び第2封止膜229が形成され、これらの間には、それぞれの画素280において、所定の波長領域の光を透過するR(赤)カラーフィルタ241やG(緑)カラーフィルタ243等のカラーフィルタが形成される。
FIG. 3 is a view showing a cross section of two
また、この図に示されるように、平坦化膜223上には、絶縁材料により下部電極225の端部を覆うように形成された絶縁バンク247と、隣り合う画素280の絶縁バンク247間に形成され、絶縁基板221側とは反対方向に突出する絶縁壁部248と、が形成されている。各カラーフィルタは、絶縁バンク247と絶縁壁部248との間の凹みにおいて、カラーフィルタが絶縁基板221側に突出したカラーフィルタ突出部245を有している。ここでカラーフィルタ突出部245は、下部電極225と有機層226との接触面よりも絶縁基板221側にまで延びている。このようにカラーフィルタ突出部245を形成することにより、例えば、図3の左側の画素280の有機層226で発光した白色光のうち、横方向に出射される光は、カラーフィルタ突出部245において、Rカラーフィルタ241を通過し、R色の波長領域の光となる。したがって、他の色、例えばGカラーフィルタ243を有する画素280にその後に侵入したとしても、R色の波長領域の光は、G色の波長領域をほとんど有さないため、Gカラーフィルタ243を通過できず、ほとんど出射されないこととなる。また、他の色のカラーフィルタを通過しない場合であっても、そのままR色の波長領域を有する光として出射されるため、いずれの場合であっても混色を抑止することができる。
Further, as shown in this figure, on the
なお、本実施形態においては、LTPS半導体により半導体回路を形成することとしたが、半導体回路は、アモルファス半導体等その他の半導体を用いることができる。 In the present embodiment, the semiconductor circuit is formed of an LTPS semiconductor, but other semiconductors such as an amorphous semiconductor can be used for the semiconductor circuit.
図4は、6つの画素280について下部電極225の上面での断面を概略的に示す図である。この図は、絶縁バンク247、カラーフィルタ突出部245及び絶縁壁部248の配置について説明するための図であり、有機層226、上部電極227及び第1封止膜228の記載を省略している。この図に示されるように、下部電極225は、絶縁バンク247に囲まれており、その周囲にはカラーフィルタ突出部245が形成され、その更に周囲には、絶縁壁部248が形成され、絶縁壁部248は各画素280を仕切るように升目状となっている。図4においては、RGBのそれぞれの画素280が一列に並ぶように配置されることとしたが、各色の配置はこれに限られない。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section of the upper surface of the
図5は、本実施形態に係る有機EL表示装置のカラーフィルタのインクジェット方式による形成方法について概略的に示す図である。まず、発光素子形成ステップS101において、LTPS回路層222から第1封止膜228までを既知のフォトリソグラフィ工程及び蒸着工程等を用いて形成する。次にカラーフィルタ配置工程S102において、インクジェット方式により、各画素280の絶縁壁部248に囲まれた領域に、所定の色のカラーフィルタを滴下する。カラーフィルタの材料には周知の顔料等を用いることができる。最後に、カラーフィルタ乾燥工程S103により、滴下されたカラーフィルタを乾燥させ、カラーフィルタが完成する。このように、各画素280を絶縁壁部248が仕切っているため、液状のカラーフィルタが滴下されたとしても、カラーフィルタ突出部245を形成しつつ、隣接する画素280に流れ込まないようにすることができる。
FIG. 5 is a view schematically showing a method for forming the color filter of the organic EL display device according to the present embodiment by an ink jet method. First, in the light emitting element formation step S101, the
図6には、カラーフィルタが形成された封止基板330が用いられる第1比較例において、混色が生じる様子について示す図である。この図に示されるように、封止基板330は、絶縁基板331と、絶縁基板331上に形成されたRカラーフィルタ333、Gカラーフィルタ334及びBカラーフィルタ(不図示)のカラーフィルタと、画素間から出射される光を遮光するためのブラックマトリクス336と、カラーフィルタ及びブラックマトリクス336を覆うように形成されたオーバーコート膜335と、を有している。封止基板330がこれらの構成を有するため、TFT基板220には、カラーフィルタ及び第2封止膜248は形成されていない。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which color mixing occurs in the first comparative example in which the sealing
この図の矢印に示されるように、左側の画素280において発光したRカラーフィルタ333を通過すべき光の一部は、右側の画素280に侵入し、Gカラーフィルタ334を通過して出射される。上述の第1実施形態では、カラーフィルタをTFT基板220側に形成することにより、このような原因で発生する混色を防いでいる。
As indicated by the arrows in this figure, part of the light that has passed through the
図7には、本実施形態におけるカラーフィルタ突出部245を有さないカラーフィルタをTFT基板220に形成した第2比較例において、混色が生じる様子について示す図である。この図に示されるように、第2比較例では、カラーフィルタにカラーフィルタ突出部245を有さず、また絶縁壁部248は形成されていない。この図の矢印に示されるように、左側の画素280の有機層226で発光した光のうち、Rカラーフィルタ241が形成された上方向に出射される光については、Rカラーフィルタ241を通過し、R色の光として出射されるが、横方向に出射された光は、Rカラーフィルタ241を通過せず、内部に形成された膜の表面で反射を繰返し、その一部についてはGカラーフィルタ243等の他のカラーフィルタを通過して外部に出射されてしまうこととなる。第1実施形態では、カラーフィルタは、絶縁基板221側に突出したカラーフィルタ突出部245を有しているため、有機層226で発光し横方向に出射された光は、その画素280のカラーフィルタであるRカラーフィルタ241等を通過してR色の波長領域を有する光となっているため、その後他の画素280に侵入したとしても、他の色のカラーフィルタを通過できないか、R色のまま出射されることとなるため、混色を防ぐことができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which color mixing occurs in the second comparative example in which the color filter having no
図8は、本実施形態の第1変形例に係る有機EL表示装置について、図4と同様に、6つの画素280について下部電極225の上面での断面を概略的に示す図である。第1変形例では、上述の第1実施形態と比較して絶縁壁部248の配置が異なっている。この図に示されるように、RGBの各色がそれぞれ同じ列に形成される場合には、同じ色のカラーフィルタを仕切る絶縁壁部248は不要であるため、絶縁壁部248は、隣り合う列を仕切るように列方向に延びた形状のみとすることができる。このようにした場合であっても、上述の第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a cross section of the upper surface of the
図9は、本実施形態の第2変形例に係る有機EL表示装置について、図8と同様の視野により示す図であり、第1変形例における絶縁壁部248の形状を用いると共に、絶縁バンク247の形状も変化させた場合について示す図である。第2変形例では、絶縁バンク247を、同じ色のカラーフィルタを有する列方向の各画素280間でつなげて、連続的な形状としている。なお、この際、絶縁バンク247が画素間で連続して形成された部分には、カラーフィルタ突出部245は有さないこととしてもよい。この場合にカラーフィルタ突出部245は列方向に延びる直線状の形状となる。このように構成した場合、隣接する列方向の画素280からの光漏れが生じる可能性があるが、隣接する列方向の画素280は同じ色の画素であるため、混色は生じない。したがって、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
FIG. 9 is a view showing the organic EL display device according to the second modified example of the present embodiment from the same field of view as in FIG. 8. The shape of the insulating
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置について説明する。第2実施形態に係る有機EL表示装置の全体構成は、図1及び2に示された第1実施形態に係る有機EL表示装置100と同様であるため、重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, an organic EL display device according to a second embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the organic EL display device according to the second embodiment is the same as that of the organic
図10は、第2実施形態に係る有機EL表示装置の2つの画素について、図3と同じ視野により示す断面図である。第1実施形態との違いは、カラーフィルタを仕切るための絶縁壁部248がない点であり、その他の構成は第1実施形態と同様であるため、その他の構成の説明は省略する。第2実施形態においては、印刷法等によりカラーフィルタを成膜する場合、カラーフィルタの混合を防止する必要がない場合、又は混合しにくい材料を使用した場合であり、これらの場合には、絶縁壁部248を設けなくても、第1封止膜228上にカラーフィルタを成膜することができる。この場合であっても、カラーフィルタ突出部245は、下部電極225と有機層226との接触面よりも絶縁基板221側にまで延びているため、例えば、左側の画素280の有機層226から横方向に出射した光もRカラーフィルタ241を通過するため、隣接する画素に侵入したとしても、Gカラーフィルタ243及びBカラーフィルタ(不図示)をほとんど通過できないこととなる。また、他のカラーフィルタを通過しない場合には、そのままR色の波長領域を有する光として出射されため、いずれの場合であっても混色を抑止することができる。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing two pixels of the organic EL display device according to the second embodiment in the same field of view as FIG. The difference from the first embodiment is that there is no insulating
上述の各実施形態においては、有機層において発光する光を一色としたが、画素毎に複数の色が発光する場合であっても、更にカラーフィルタを有している場合には、本発明を適用することができる。 In each of the above-described embodiments, the light emitted from the organic layer is a single color. However, even when a plurality of colors are emitted for each pixel, the present invention is used when a color filter is further provided. Can be applied.
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 表示領域、220 TFT基板、221 絶縁基板、222 LTPS回路層、223 平坦化膜、224 反射層、225 下部電極、226 有機層、227 上部電極、228 第1封止膜、229 第2封止膜、230 封止基板、232 透明樹脂、240 トランジスタ、241 Rカラーフィルタ、243 Gカラーフィルタ、245 カラーフィルタ突出部、247 絶縁バンク、248 絶縁壁部、280 画素、330 封止基板、331 絶縁基板、333 Rカラーフィルタ、334 Gカラーフィルタ、335 オーバーコート膜、336 ブラックマトリクス。
100 display device, 110 upper frame, 120 lower frame, 200 organic EL panel, 202 display area, 220 TFT substrate, 221 insulating substrate, 222 LTPS circuit layer, 223 planarization film, 224 reflection layer, 225 lower electrode, 226
Claims (5)
前記表示領域の全体を覆うように配置され、導電材料からなる上部電極と、
前記下部電極及び前記上部電極の間に配置され、発光する有機材料からなる発光層を含む複数の層からなる有機層と、
前記上部電極上に前記表示領域の全体を覆うように形成され、無機材料からなる封止膜と、
前記封止膜上に形成されたカラーフィルタと、を備え、
前記カラーフィルタの一部は、前記下部電極と前記有機層との接触面を含む平面よりも前記基板側に延びるカラーフィルタ突出部を有している、ことを特徴とする有機EL表示装置。 In a display region formed by a plurality of pixels arranged in a matrix on a substrate, a lower electrode made of a conductive material whose potential is controlled for each pixel;
An upper electrode made of a conductive material, arranged to cover the entire display area;
An organic layer composed of a plurality of layers including a light emitting layer made of an organic material that is disposed between the lower electrode and the upper electrode and emits light;
A sealing film formed on the upper electrode so as to cover the entire display region, and made of an inorganic material;
A color filter formed on the sealing film,
A part of the color filter has a color filter protrusion that extends toward the substrate from a plane including a contact surface between the lower electrode and the organic layer.
前記カラーフィルタ突出部は、平面視において、各画素の前記接触面の周囲を囲んでいる、ことを特徴とする有機EL表示装置。 The organic EL display device according to claim 1,
The organic EL display device, wherein the color filter projecting portion surrounds the contact surface of each pixel in a plan view.
前記カラーフィルタは、一列に並ぶ画素に対して一体的に形成され、
前記カラーフィルタ突出部は、平面視において、前記一列に並ぶ画素の方向に延びている、ことを特徴とする有機EL表示装置。 The organic EL display device according to claim 1,
The color filter is integrally formed with pixels arranged in a row,
The organic EL display device, wherein the color filter protrusions extend in the direction of the pixels arranged in a row in a plan view.
隣り合う2つの前記画素の前記カラーフィルタ突出部の間には、絶縁材料により形成され、前記基板からの高さが前記カラーフィルタの高さよりも高い絶縁壁部を更に有する、ことを特徴とする有機EL表示装置。 An organic EL display device according to any one of claims 1 to 3,
Between the color filter protrusions of the two adjacent pixels, an insulating wall is further formed, which is made of an insulating material and has a height from the substrate higher than the height of the color filter. Organic EL display device.
前記絶縁壁部は、各画素の周囲に升目状に形成されている、ことを特徴とする有機EL表示装置。 The organic EL display device according to claim 4,
The organic EL display device, wherein the insulating wall portion is formed in a grid shape around each pixel.
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