JP6114664B2

JP6114664B2 - 有機ｅｌ表示装置

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Publication number: JP6114664B2
Application number: JP2013178678A
Authority: JP
Inventors: 政光古家
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2033-08-29
Also published as: US9305981B2; JP2015049948A; US20150060823A1

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置に関する。

近年、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：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。

このような有機ＥＬ表示装置に使用される有機ＥＬ素子は、水分を吸収すると劣化するため、有機ＥＬパネルでは、発光層が形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板上に封止ガラス基板を樹脂で貼付けて密封するなどの対策が施されている。

特許文献１は、有機発光層を形成するための複数の開孔が形成された蒸着マスクにおいて、外側に形成された開孔の形状が応力により変化してしまうことから、蒸着マスクにおいて表示領域の周囲の非表示領域にダミー画素としての開孔を形成することについて開示している。特許文献２は、表示領域の画素についての成膜条件等を均一にするため、表示領域の外側にダミー画素領域を設けて製造することについて開示している。

特開２００５−１４８３３５号公報特開２００７−２５６９６８号公報

ＴＦＴ基板では、表面に表示領域及び周辺回路領域の全面を覆うように封止膜が形成されるが、封止膜に欠損があると、そこから外気の水分が侵入し、発光層の劣化が生じることが知られている。この封止膜の欠損は、表示領域内で発生していれば、ダークスポット（黒点）として検査工程で検出することができるが、表示領域外側（かつ後述する水分遮断領域内側）で発生している場合は、直ちにダークスポットとして検出できず、市場に流出してから経時的に表示領域の外側から点灯不良となる、いわゆるダークエッジといわれる表示不良となるポテンシャルを有することとなる。

このような市場におけるダークエッジの発生を防ぐために、製造工程において、エージング処理を行いダークエッジの有無を確認することも考えられるが、製造コストの上昇及びスループットの悪化を招く恐れがある。

本発明は、上述の事情を鑑みてしたものであり、製造コストを抑えると共に、出荷後の点灯不良の発生を抑制した有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。

本発明の有機ＥＬ表示装置は、発光する発光領域を有する画素がマトリクス状に配置された表示領域と、前記表示領域の周囲に形成され、少なくとも１つの検査用画素を有する検査領域と、を備え、前記表示領域は、前記画素にそれぞれ設けられた複数の第１電極と、前記第１電極に前記発光領域において接して形成され、発光層を含む複数の有機材料の層からなる発光有機層と、前記発光有機層に接して形成され、前記表示領域を覆って形成された第２電極と、を有し、前記検査用画素は、前記複数の第１電極と同一の層であり、前記複数の第１電極の各々とは電気的に独立である検査用第１電極と、前記複数の有機材料の層のうちの少なくとも一つの前記発光層が前記表示領域から連続して形成され、前記検査用第１電極と接している検査用有機層と、前記第２電極から連続的に形成され、前記検査用有機層と接して形成される検査用第２電極と、を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。

また、本発明の有機ＥＬ表示装置は、前記検査領域の周囲にあり、金属配線や薄膜トランジスタを用いた回路が配置された周辺回路領域と、前記検査領域と前記周辺回路領域との間に形成され、前記検査領域の前記検査用第２電極から連続して形成された電極層を有し、前記電極層から基材である絶縁基板までが無機材料の層のみで構成される遮断領域と、を更に備えていてもよい。

また、本発明の有機ＥＬ表示装置において、前記検査用画素は、前記表示領域の前記画素と同じ大きさ及び同じ形状であり、前記表示領域と同じ間隔で前記検査領域を埋めるように配置されていてもよい。

また、本発明の有機ＥＬ表示装置において、前記検査用画素は、前記表示領域の前記画素より大きく、前記検査領域を、前記検査領域を埋めるように形成されていてもよい。

また、本発明の有機ＥＬ表示装置において、前記表示領域は、前記第１電極の前記発光有機層側とは反対側に、前記発光層で発光した光を反射して、前記第１電極から前記第２電極に向う方向である第１出光方向に出射させる反射層を更に有し、前記検査領域、前記遮断領域及び前記周辺回路領域のうち、前記遮断領域及び前記周辺回路領域のみに、前記第１出光方向へ出射される光を遮る遮光膜が配置されていてもよい。

また、本発明の有機ＥＬ表示装置において、前記表示領域は、前記発光層で発光し、前記第１電極の前記発光有機層側とは反対側に向う光を反射して、前記第１電極から前記第２電極に向う方向である第１出光方向に出射させる反射層を更に有し、前記検査用画素は、前記反射層に対応する層を有さないことにより、前記第１出光方向と共に、前記第２電極から前記第１電極に向う方向である第２出光方法に出射させてもよい。

また、本発明の有機ＥＬ表示装置において、前記検査領域は、前記第１出光方向へ出射される光を遮る遮光膜を更に有していてもよい。

また、本発明の有機ＥＬ表示装置において、前記検査用画素の前記検査用第１電極は、隣接する他の前記検査用画素の前記検査用第１電極と電気的に接続されていてもよい。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す図である。有機ＥＬパネルの構成を示す平面図である。図２のIII−III線における断面を示す図である。遮断内側領域に異物が混入した場合の発光有機層への水分の侵入について説明するための図である。図２のＡで示される領域について、画素及びダミー画素の配置の概略について示す拡大図である。本実施形態の第１変形例に係る有機ＥＬパネルの断面を概略的に示す図である。本実施形態の第２変形例に係る有機ＥＬパネルの断面を概略的に示す図である。本実施形態の第３変形例に係る有機ＥＬパネルにおける、図５と同じ視野による拡大図である。本実施形態の第４変形例に係る有機ＥＬパネルにおける、図５と同じ視野による拡大図である。

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。

図１には、本発明の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。

図２は、有機ＥＬパネル２００の構成を示す平面図である。有機ＥＬパネル２００は、ＴＦＴ基板３００と、透明樹脂４１０（後述）によりＴＦＴ基板３００に接着された封止基板４００とにより構成されており、この図に示されるように、アノード電極３７６（後述）が配置され、階調値に基づいて発光する画素３１０がマトリクス状に配置された表示領域３２０と、表示領域３２０の周囲に配置され、画素回路を駆動するための各種信号生成回路やカソード電極３７８（後述）に対して電位を印加する回路などが形成された周辺回路領域３５０と、表示領域３２０と周辺回路領域３５０との間に形成され、カソード電極３７８からガラス基板３７１まで無機材料のみで構成されることにより、水分の行き来を遮断する遮断領域３４０と、表示領域３２０及び遮断領域３４０の間に形成された遮断内側領域３３０と、を有している。外部から侵入する水分は、有機膜を介して進行するため、無機材料のみで構成される遮断領域３４０を設けることで、例えば、周辺回路領域３５０において侵入した水分が表示領域３２０に侵入することを防ぐことができる。

図３は、図２のIII−III線における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のＴＦＴ基板３００は、絶縁基板であるガラス基板３７１と、ガラス基板３７１に、例えばＬＴＰＳ（Low-Temperature Poly Silicon）により形成されたトランジスタを有する画素回路及び周辺回路が形成された薄膜トランジスタ層３７２と、主に薄膜トランジスタ層３７２が形成された領域を平坦化させるための有機絶縁膜である有機平坦化膜３７３と、有機平坦化膜３７３のスルーホールに成膜されたアノード電極３７６等の導電膜の端部を覆うように形成された有機絶縁膜である有機バンク３７４と、アノード電極３７６のガラス基板３７１側に配置され、発光した光を反射させるための反射膜３７５と、発光を担う発光層、及び／又は正孔注入・輸送層や電子注入・輸送層等からなる発光有機層３７７と、アノード電極３７６に対向する電極であるカソード電極３７８と、ＴＦＴ基板３００の全面を覆うように成膜され、無機膜や無機膜と有機膜との積層構造等からなる封止膜３７９と、を有している。なお、封止膜３７９に用いられる無機膜は、水分を透過しないＳｉＮやＳｉＯ等が用いられ、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等により形成される。また本実施形態においては、有機絶縁膜からなる有機バンク３７４を用いることとしたが、無機絶縁膜からなる無機バンクであってもよい。

また、ＴＦＴ基板３００に透明樹脂４１０を介して配置される封止基板４００は、絶縁基板であるガラス基板４０１と、主に表示領域３２０において、各画素３１０において所定の波長領域の光を透過するＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラーフィルタ４０３と、画素３１０間からの漏れ光を防ぐための遮光膜であるブラックマトリクス４０２と、カラーフィルタ４０３及びブラックマトリクス４０２を覆う有機材料であるオーバーコート層４０４と、を有している。本実施形態においては、ブラックマトリクス４０２は、表示領域３２０外において、遮断領域３４０及び周辺回路領域３５０に形成され、これらの領域から出光するのを防いでいるが、遮断内側領域３３０には形成されていない。

ここで、表示領域３２０内の薄膜トランジスタ層３７２には、各画素３１０の発光を制御する画素トランジスタが配置されるが、遮断内側領域３３０に配置されるダミー画素３８０には、画素トランジスタは配置されていない。また、ダミー画素３８０における反射膜３８１、アノード電極３８２、発光有機層３８３及びカソード電極３８４は、表示領域３２０の画素３１０と同じ工程で積層されることとし、アノード電極３８２は、スルーホールを介して、薄膜トランジスタ層３７２の配線３８５と接続される。なお、本実施形態においては、各ダミー画素３８０は、パッシブ駆動の画素として、表示領域３２０の画素３１０とは独立して点灯させることができるように配線される。製造工程におけるテストでは、ダミー画素３８０を一つずつ順次点灯してもよいし、複数まとめて点灯してもよい。また、すべてのダミー画素３８０について同時に点灯させてテストを行ってもよい。

なお、本実施形態においては、ダミー画素３８０は、パッシブ駆動の画素となるように回路を形成することとしたが、表示領域３２０内の画素３１０と同様に画素トランジスタを配置し、アクティブ駆動となるように構成してもよいし、全てのダミー画素３８０が一斉にのみ点灯されるように配線を行ってもよい。また、本実施形態においては、ダミー画素３８０の発光有機層３８３の積層構造を表示領域３２０の画素３１０の積層構造と同様であることとしたが、表示領域の画素３１０の積層構造と異なる積層で発光させるものであってもよい。

図４には、遮断内側領域３３０に異物３８９が混入した場合の発光有機層３８３への水分の侵入について説明するための図である。この図に示されるように、例えば、封止膜３７９を形成する際にＴＦＴ基板３００に異物３８９が付着した場合には、封止基板４００との貼り合せる際等において、封止膜３７９やカソード電極３８４が破壊されることが考えられる。封止膜３７９が破壊されていたり、封止膜３７９の被覆に不良があった場合には、そこから水分が侵入し、発光有機層３８３を介して水分が広がることとなる。水分を吸収した発光有機層３８３は劣化し、発光しない、又は発光が弱くなる等のダークスポットとなる。したがって、遮断内側領域３３０における封止膜３７９の被覆不良等は、遮断内側領域３３０のダミー画素３８０を点灯させることにより検査することができる。

図５には、図２のＡで示される領域について、画素３１０及びダミー画素３８０の配置の概略について示す拡大図である。この図に示されるように、表示領域３２０に形成された画素３１０と、遮断内側領域３３０に形成されたダミー画素３８０とは、同じ大きさ、同じピッチで形成され、ダミー画素３８０は、表示領域３２０の４辺の外側に形成された遮断内側領域３３０を埋め尽くすように形成されている。

以上説明したように、本実施形態においては、表示領域３２０の周囲に、ダミー画素３８０が形成された遮断内側領域３３０を有するため、表示領域３２０の外側に封止膜の欠損等の水分の侵入経路があったとしても、ダミー画素３８０を発光させることにより容易に発見することができる。これにより、製品出荷後のダークエッジに起因する点灯不良を低減することができるため、出荷製品の耐用期間をより長くし、品質を向上させることができる。また、出荷前の検査における長期のエージング処理が不要となるため、製造コストの低減及びスループットの向上に繋げることができる。

図６は、上述の実施形態の第１変形例に係る有機ＥＬパネル５１０の断面を概略的に示す図である。上述の実施形態に係る図３と異なる点は、封止基板４００のブラックマトリクス４０２が、遮断内側領域３３０にも形成され、遮断内側領域３３０のダミー画素５１２には、反射膜３７５が形成されていない点で異なっている。このような構成とすることにより、表示領域３２０の外側はすべてブラックマトリクス４０２に覆われているため、光漏れを防ぐことができると共に、ダミー画素５１２の発光は、有機ＥＬパネル５１０の裏面側から確認することができる。したがって、図６の有機ＥＬパネル５１０のような構成であったとしても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この第１変形例においては、封止基板４００の遮断内側領域３３０にブラックマトリクス４０２を形成することとしたが、ブラックマトリクス４０２を形成せずに、表面と裏面の両方からダミー画素５１２の発光を視認できるようにしてもよい。

図７は、上述の実施形態の第２変形例に係る有機ＥＬパネル５２０の断面を概略的に示す図である。有機ＥＬパネル５２０は、各画素３１０の発光有機層３７７がＲＧＢのそれぞれの波長領域の光を発するものであり、封止基板４００にはカラーフィルタやブラックマトリクスは形成されない。また、この第２変形例では、表示領域３２０の画素３１０及び遮断内側領域３３０のダミー画素５２２に反射膜３７５は形成されていない。このような構成であっても、有機ＥＬパネル５２０の表面側又は裏面側からダミー画素５２２の発光を確認することができるため、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図７においては反射膜３７５が形成されていない例について示したが、反射膜３７５が形成されていてもよい。

図８及び図９は、上述の実施形態の第３及び第４変形例に係る有機ＥＬパネル５３０及び５４０における、図５と同じ視野による拡大図であり、ダミー画素５３２及び５４２の大きさを表示領域３２０の画素３１０より大きくした場合について示す図である。図８は正方形のダミー画素５３２の場合について示す図であり、図９は長方形のダミー画素５４２の場合について示す図である。このような構成であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができると共に、画素トランジスタを配置するアクティブ駆動方式でダミー画素５３２又は５４２を点灯させる場合には、画素トランジスタの数を抑え、またトランジスタの配置の自由度を高めることができる。また、パッシブ駆動方式であっても、薄膜トランジスタ層３７２の配線に接続するためのスルーホールの数を減らした構成とすることができる。第３及び第４変形例においては、ダミー画素を表示領域３２０の画素３１０よりも大きくする場合について示したが、１つのアノード電極で共通とすることにより、遮断内側領域３３０全体を覆う１つのダミー画素を形成することとしてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、アノード電極３７６とカソード電極３７８との配置は、入れ替わっていてもよい。

１００有機ＥＬ表示装置、１１０上フレーム、１２０下フレーム、２００有機ＥＬパネル、３００ＴＦＴ基板、３１０画素、３２０表示領域、３３０遮断内側領域、３４０遮断領域、３５０周辺回路領域、３７１ガラス基板、３７２薄膜トランジスタ層、３７３有機平坦化膜、３７４有機バンク、３７５反射膜、３７６アノード電極、３７７発光有機層、３７８カソード電極、３７９封止膜、３８０ダミー画素、３８１反射膜、３８２アノード電極、３８３発光有機層、３８４カソード電極、３８９異物、３８５配線、４００封止基板、４０１ガラス基板、４０２ブラックマトリクス、４０３カラーフィルタ、４０４オーバーコート層、４１０透明樹脂、５１０有機ＥＬパネル、５１２ダミー画素、５２０有機ＥＬパネル、５２２ダミー画素、５３０有機ＥＬパネル、５３２ダミー画素、５４０有機ＥＬパネル、５４２ダミー画素。

Claims

発光する発光領域を有する画素がマトリクス状に配置された表示領域と、
前記表示領域の周囲に形成され、少なくとも１つの検査用画素を有する検査領域と、を備え、
前記表示領域は、
前記画素にそれぞれ設けられた複数の第１電極と、
前記第１電極に前記発光領域において接して形成され、発光層を含む複数の有機材料の層からなる発光有機層と、
前記発光有機層に接して形成され、前記表示領域を覆って形成された第２電極と、を有し、
前記検査用画素は、
前記複数の第１電極と同一の層であり、前記複数の第１電極の各々とは電気的に独立である検査用第１電極と、
前記複数の有機材料の層のうちの少なくとも一つの前記発光層が前記表示領域から連続して形成され、前記検査用第１電極と接している検査用有機層と、
前記第２電極から連続的に形成され、前記検査用有機層と接して形成される検査用第２電極と、を有し、
前記検査用画素は、前記表示領域の前記画素より大きく、前記検査領域を埋めるように形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置であって、
前記検査領域の周囲にあり、金属配線及び薄膜トランジスタを用いた回路が配置された周辺回路領域と、
前記検査領域と前記周辺回路領域との間に形成され、前記検査領域の前記検査用第２電極から連続して形成された電極層を有し、前記電極層から基材である絶縁基板までが無機材料の層のみで構成される遮断領域と、を更に備える有機ＥＬ表示装置。
請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置であって、
前記表示領域は、前記第１電極の前記発光有機層側とは反対側に、前記発光層で発光した光を反射して、前記第１電極から前記第２電極に向う方向である第１出光方向に出射させる反射層と更に有し、
前記検査領域、前記遮断領域及び前記周辺回路領域のうち、前記遮断領域及び前記周辺回路領域のみに、前記第１出光方向へ出射される光を遮る遮光膜が配置される、ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置であって、
前記表示領域は、前記発光層で発光し、前記第１電極の前記発光有機層側とは反対側に向う光を反射して、前記第１電極から前記第２電極に向う方向である第１出光方向に出射させる反射層を更に有し、
前記検査用画素は、前記反射層に対応する層を有さないことにより、前記第１出光方向と共に、前記第２電極から前記第１電極に向う方向である第２出光方向に出射させる、ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置であって、
前記検査領域は、前記第１出光方向へ出射される光を遮る遮光膜を更に有する、ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
請求項１乃至５に記載の有機ＥＬ表示装置であって、
前記検査用画素の前記検査用第１電極は、隣接する他の前記検査用画素の前記検査用第１電極と電気的に接続されている、ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
発光する発光領域を有する画素がマトリクス状に配置された表示領域と、
前記表示領域の周囲に形成され、少なくとも１つの検査用画素を有する検査領域と、を備え、
前記表示領域は、
前記画素にそれぞれ設けられた複数の第１電極と、
前記第１電極に前記発光領域において接して形成され、発光層を含む複数の有機材料の層からなる発光有機層と、
前記発光有機層に接して形成され、前記表示領域を覆って形成された第２電極と、を有し、
前記検査用画素は、
前記複数の第１電極と同一の層であり、前記複数の第１電極の各々とは電気的に独立である検査用第１電極と、
前記複数の有機材料の層のうちの少なくとも一つの前記発光層が前記表示領域から連続して形成され、前記検査用第１電極と接している検査用有機層と、
前記第２電極から連続的に形成され、前記検査用有機層と接して形成される検査用第２電極と、を有し、
前記表示領域は、前記発光層で発光し、前記第１電極の前記発光有機層側とは反対側に向う光を反射して、前記第１電極から前記第２電極に向う方向である第１出光方向に出射させる反射層を更に有し、
前記検査用画素は、前記反射層に対応する層を有さないことにより、前記第１出光方向と共に、前記第２電極から前記第１電極に向う方向である第２出光方向に出射させる、ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置であって、
前記検査用画素は、前記表示領域の前記画素と同じ大きさ及び同じ形状であり、前記表示領域と同じ間隔で前記検査領域を埋めるように配置されている、ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。