JP2008191635A - 有機発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】基板と、基板上に形成され、有機発光素子を備える表示部と、有機発光素子を密封するように基板の一面に対向して接合される密封部材と、密封部材の両面のうち基板に向かう面に形成され、表示部間の互いに離隔される空間に対応するように形成されるブラックマトリックス部と、を備え、表示部の幅をａ、表示部とブラックマトリックス部とがオーバーラップされる幅をｂ、表示部の厚さをｔ１及び表示部と密封部材との間隔をｔ２と定義する場合に、ａ−ｔ２≦ｂ≦ａ−√３^＊ｔ２を満足する有機発光表示装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光表示装置に係り、特に視野角を制限して私生活を容易に保護できる有機発光表示装置に関する。

最近、ディスプレイ装置は、携帯可能な薄型の平板表示装置に代替される趨勢である。平板ディスプレイ装置のうち、電界発光表示装置は、自発光型ディスプレイ装置であって、視野角が広く、コントラストが優秀であるだけでなく、応答速度が速いという長所を有するので、次世代ディスプレイ装置として注目されている。また、発光層の形成物質が有機物で構成される有機発光表示装置は、無機発光表示装置に比べて輝度、駆動電圧及び応答速度特性が優秀であり、多色化が可能であるという点を有している。

また、有機発光表示装置は、軽量薄型であり、個人用の携帯ディスプレイ装置として適した特性を有している。これにより、いつどこでも所望の情報が得られる。しかし、有機発光表示装置を通じて具現される画面が周辺の人々に見られる場合、個人の私生活を保護するのに不十分である。結果的に、携帯可能なディスプレイ装置を所望の所で使用し難いという問題点がある。

本発明の目的は、私生活を保護可能に視野角が制限された有機発光表示装置を提供するところにある。

本発明は、基板と、前記基板上に形成され、有機発光素子を備える表示部と、前記有機発光素子を密封するように前記基板の一面に対向して接合される密封部材と、前記密封部材の両面のうち前記基板に向かう面に形成され、前記表示部間の互いに離隔される空間に対応するように形成されるブラックマトリックス部と、を備え、前記表示部の幅をａ、前記表示部と前記ブラックマトリックス部とがオーバーラップされる幅をｂ、前記表示部の厚さをｔ１及び前記表示部と前記密封部材との間隔をｔ２と定義する場合に、ａ−ｔ２≦ｂ≦ａ−√３^＊ｔ２を満足する有機発光表示装置を開示する。

本発明において、前記ブラックマトリックス部が前記表示部の外郭とオーバーラップされる一端の幅と他端の幅とが同一でありうる。

本発明において、前記基板と前記密封部材との間隔が５ないし２０μｍでありうる。

本発明において、前記ブラックマトリックス部の厚さが０．０５ないし５μｍでありうる。

本発明において、前記表示部の厚さが０．０５ないし０．５μｍでありうる。

本発明に関する有機発光表示装置は、視野角を制限して私生活の保護が容易である。

以下、添付した図面に示した本発明に関する実施形態を参照して、本発明の構成及び作用を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置を示す概略的な断面図であり、図２は、図１において、表示部とブラックマトリックスの構成との相関関係を説明するために示す直角三角形である。

図１に示したように、本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置は、基板１０、表示部１１、密封部材２０及びブラックマトリックス部２２を備える。

基板１０は、ＳｉＯ_２を主成分とする透明なガラス材質からなりうる。基板１０は、必ずしもこれに限定されるものではなく、透明なプラスチック材で形成することもできる。プラスチック基板は、絶縁性有機物で形成できるが、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）からなるグループから選択される有機物からなりうる。画像が基板１０の方向に具現される背面発光型である場合に、基板１０は、透明な材質で形成せねばならない。しかし、図１に示したように、画像が基板１０の逆方向に具現される前面発光型である場合に、基板１０は、必ずしも透明な材質で形成する必要はない。この場合、金属で基板１０を形成できる。金属基板１０は、炭素、鉄、クロム、マンガン、ニッケル、チタン、モリブデン、ステンレススチール（ＳＵＳ）、インバー合金、インコネル合金及びコバール合金からなる群から選択された一つ以上を含むが、これに限定されるものではない。金属基板１０は、金属ホイルでありうる。

基板１０の一面に表示部１１が形成される。表示部１１は、画像を具現する有機発光素子を含んでいる。表示部１１の厚さｔ１は、０．０５ないし０．５μｍでありうる。厚さｔ１が薄すぎれば、短絡の危険があるので、０．０５μｍ以上に形成し、厚さｔ１が厚すぎれば、消費電力が増加するので、０．５μｍ以下に形成する。有機発光素子は、能動（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ：ＡＭ）型素子であってもよく、受動（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ：ＰＭ）型素子であってもよい。これについての詳細な説明は後述する。

基板１０の一面に対向するように、密封部材２０が配置される。密封部材２０には、基板１０の表示部１１間の互いに離隔される空間に対応するようにブラックマトリックス部２２が形成される。ブラックマトリックス部２２の厚さは、０．０５ないし５μｍでありうる。ブラックマトリックス部２２の厚さが薄すぎれば、光吸収効率が低下するので、０．０５μｍ以上に形成する。しかし、ブラックマトリックス部２２の厚さが厚すぎれば、有機発光表示装置の薄膜化が困難であるので、ブラックマトリックス部２２は、５μｍ以下の厚さに形成する。

密封部材２０は、外部の水分や酸素などから有機発光素子を保護するために形成するものであって、密封部材２０は、透明な材質で形成される。このために、ガラス、プラスチックまたは有機物と無機物との複数の重畳された構造であることもある。

密封部材２０の両面のうち、基板１０に向かう面にブラックマトリックス部２２を形成する。ブラックマトリックス部２２は、外光を吸収して遮断可能に黒度の高い黒鉛、クロムなどを利用して形成できるが、外光を吸収できる物質ならば、多様な材料を利用できる。

ブラックマトリックス部２２は、表示部１１の外郭の少なくとも一端及びその一端に対向する他端とオーバーラップされるように配置される。図１に示すように、表示部１１の幅をａ、表示部の高さをｔ１、ブラックマトリックス部２２と表示部１１とがオーバーラップされる幅をｂ、及び表示部１１と密封部材２０との間隔をｔ２と定義する。

表示部１１と密封部材２０との間隔を維持するためには、基板１０と密封部材２０との間を密封する密封材（図示せず）の厚さを調節するか、またはスペーサを利用できる。

本発明の有機発光表示装置は、観察者の視野角を制限できる。視野角とは、観察者が観察可能な角度の範囲であるが、本明細書では、基板１０と密封部材２０とに垂直した方向を中心に視野角を測定する。すなわち、図１に示すように、表示部１１の両端で始まった点線が二つの隣接したブラックマトリックス部２２の間に延びるとき、三角形が生じる。このとき、三角形の内角のうち、両端角であるθを除いた残りの一つの内角の対頂角が視野角となる。

本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置は、ブラックマトリックス部２２が表示部１１の外郭とオーバーラップされるように配置されるので、左右の両方向の視野角を制限できる。すなわち、左または右の一方向に９０−θほどに制限されるので、左右方向にみるとき、１８０−２^＊θほどに視野角が制限される。

図２に示すように、ブラックマトリックス部２２と表示部１１とがオーバーラップされる幅ｂ、表示部１１の幅ａ、及び表示部１１と密封部材２０との間隔ｔ２の相互関係によって視野角を調節できるということが分かる。

すなわち、図２の直角三角形で、ｔａｎθ＝ｔ２／（ａ−ｂ）という式が成立する。この式を整理すれば、ｂ＝ａ−ｔ２／ｔａｎθとなる。

この式を利用して、所望の視野角を制限するために必要なブラックマトリックス部２２の幅を決定できる。

視野角を制限して左右の隣接した人々に画像を見せないためには、視野角を９０°ないし１２０°にすることが望ましい。

図３は、本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置の視野角が左右から９０°に制限されることを示す概略的な断面図であり、図４は、本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置の視野角が左右から１２０°に制限されることを示す概略的な断面図である。

図３に示すように、視野角を９０°に制限するためには、θが４５°であるので、ブラックマトリックス部２２が表示部とオーバーラップされる幅ｂは、ａ−ｔ２／ｔａｎ４５°＝ａ−ｔ２となる。

図４に示すように、視野角を１２０°に制限するためには、θが３０°であるので、ブラックマトリックス部２２が表示部１１とオーバーラップされる幅ｂは、ａ−ｔ２／ｔａｎ３０°＝ａ−ｔ２^＊√３となる。

左右視野角を同一に制限するためには、ブラックマトリックス部２２が表示部１１の左右両端を同じ幅にオーバーラップすることが望ましい。

ブラックマトリックス部２２が表示部１１とオーバーラップされる幅ｂがａ−ｔ２≦ｂ≦ａ−√３^＊ｔ２を満足する場合、視野角を９０°から１２０°に制限できるので、左右に隣接した人々から私生活を侵害されずに画像を見ることができる。

図５は、本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置の平面図である。具体的には、図１で画面が具現される矢印方向から見た平面図である。

ブラックマトリックス部２２が表示部１１の左右両端とオーバーラップされるように形成されるので、左右視野角を制限できる。

図６は、本発明の一実施形態の変形例に関する有機発光表示装置を示す概略的な平面図である。図６に示すように、ブラックマトリックス部２２は、表示部１１の左右だけでなく、上下の両端とオーバーラップされるように形成される。この場合、左右だけでなく、上下視野角も制限される。通常、左右視野角のみが制限されても私生活保護に問題とならないが、必要な場合、上下方向の視野角も制限する必要がある。

本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置の製造方法は、多様な形態の有機発光表示装置の製造にいずれも適用が可能である。図７は、図１の表示部を概略的に示す断面図であって、ＡＭ型駆動方式の有機発光素子を含んだ有機発光表示装置を示している。

基板１０の上面に、基板１０の平滑性及び不純元素の浸透を遮断するためにバッファ層４１を形成できる。バッファ層４１は、ＳｉＯ_２及び／またはＳｉＮｘなどで形成できる。

基板１０の上面に薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）が形成されている。このＴＦＴは、各画素別に少なくとも一つずつ形成されるが、有機発光素子５０に電気的に連結される。

具体的に、バッファ層４１上に所定パターンの半導体層４２が形成される。半導体層４２は、アモルファスシリコンまたはポリシリコンのような無機半導体や有機半導体で形成され、ソース領域、ドレイン領域及びチャンネル領域を備える。

半導体層４２の上部には、ＳｉＯ_２，ＳｉＮｘなどで形成されるゲート絶縁膜４３が形成され、ゲート絶縁膜４３の上部の所定領域には、ゲート電極４４が形成される。ゲート電極４４は、ＭｏＷ，Ａｌ／Ｃｕのような物質で形成するが、これに限定されず、隣接層との密着性、積層される層の平坦性、電気抵抗及び加工性などを考慮して多様な材料を使用できる。

ゲート電極４４は、ＴＦＴのオン／オフ信号を印加するゲートライン（図示せず）と連結されている。

ゲート電極４４の上部には、層間絶縁膜４５を形成し、コンタクトホールを通じてソース電極４６及びドレイン電極４７がそれぞれ半導体層４２のソース及びドレイン領域に接するように形成する。このように形成したＴＦＴは、パッシべーション膜４８を覆って保護する。

パッシベーション膜４８は、無機絶縁膜及び／または有機絶縁膜を使用して形成できるが、無機絶縁膜としては、ＳｉＯ_２，ＳｉＮｘ，ＳｉＯＮ，Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＨｆＯ_２，ＺｒＯ_２，ＢＳＴ，ＰＺＴなどを含め、有機絶縁膜としては、一般の汎用高分子（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ））、フェノール基を有する高分子誘導体、アクリル系高分子、イミド系高分子、アリールエーテル系高分子、アミド系高分子、フッ素系高分子、ｐ−キシレン系高分子、ビニルアルコール系高分子及びそれらのブレンドなどを含める。パッシベーション膜４８は、無機絶縁膜と有機絶縁膜との複合積層体にも形成できる。

パッシべーション膜４８の上部には、有機発光素子のアノード電極となる第１電極５１を形成し、それを覆うように絶縁物で画素定義膜４９を形成する。この画素定義膜４９に所定の開口を形成した後、この開口により限定された領域内に有機発光素子の有機発光層５２を形成する。そして、全体画素をいずれも覆うように有機発光素子のカソード電極となる第２電極５３を形成する。もちろん、第１電極５１と第２電極５３との極性は互いに逆になってもよい。

有機発光素子５０は、電流のフローによって発光して画像を表示するものであって、ＴＦＴのドレイン電極４７にコンタクトホールを通じて電気的に連結された第１電極５１、有機発光層５２及び第２電極５３を備える。

第１電極５１は、フォトリソグラフィ法により所定のパターンに形成できる。第１電極５１のパターンは、ＰＭ型の場合には、互いに所定間隔ほど離れたストライプ状のラインに形成され、ＡＭ型の場合には、画素に対応する形態に形成されうる。第１電極５１の上部に第２電極５３を配置するが、外部端子（図示せず）に連結してカソード電極として作用しうる。第２電極５３は、ＰＭ型の場合には、第１電極５１のパターンに直交するストライプ状であり、ＡＭ型の場合には、画像が具現されるアクティブ領域の全体にわたって形成できる。第１電極５１と第２電極５３との極性は互いに逆になってもよい。

図１に示したように、第２電極５３の方向に画像を具現する前面発光型である場合、第１電極５１は、反射電極として備えられ、第２電極５３は、透明電極として備えられる。このとき、第１電極５１となる反射電極は、Ａｇ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｎｄ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｌｉ，Ｃａ及びそれらの化合物などで反射膜を形成した後、その上に仕事関数の大きいＩＴＯ，ＩＺＯ，ＺｎＯまたはＩｎ_２Ｏ_３などを形成してなる。そして、第２電極５３となる透明電極は、仕事関数の小さい金属、すなわちＡｇ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｎｄ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｌｉ，Ｃａ及びそれらの化合物を蒸着した後、その上にＩＴＯ，ＩＺＯ，ＺｎＯまたはＩｎ_２Ｏ_３などの透明導電物質で補助電極層やバス電極ラインを形成できる。

第１電極５１と第２電極５３との間に介在された有機発光層５２は、第１電極５１と第２電極５３との電気的駆動により発光する。有機発光層５２は、低分子または高分子有機物を使用しうる。有機発光層５２が低分子有機物で形成される場合、有機発光層５２を中心に第１電極５１の方向にホール輸送層及びホール注入層などが積層され、第２電極５３の方向に電子輸送層及び電子注入層などが積層される。その他にも、必要に応じて多様な層が積層されうる。使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ´−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）などをはじめとして多様に適用可能である。

一方、高分子有機物で形成された高分子有機層の場合には、有機発光層５２を中心に第１電極５１の方向にホール輸送層のみが備えられる。前記高分子ホール輸送層は、ポリ−（２，４）−エチレン−ジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）やポリアニリン（ＰＡＮＩ）などを使用してインクジェットプリンティングやスピンコーティング法により第１電極５１の上部に形成され、有機発光層５２は、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、溶解可能なＰＰＶ´ｓ、シアノ−ＰＰＶ、ポリフルオレンなどを使用でき、インクジェットプリンティングやスピンコーティングまたはレーザを利用した熱転写方式などの通常の方法でカラーパターンを形成できる。

以上、図７に示したトップゲート構造のＡＭ型有機発光表示装置のみを説明したが、前述したように、本発明は、これに限定されず、その他の多様な形態の有機発光表示装置に適用可能である。

図面に示した実施形態を参考にして説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。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り決まらねばならない。

本発明は、ディスプレイ関連の技術分野に適用可能である。

本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置を示す概略的な断面図である。 図１において、表示部とブラックマトリックスの構成との相関関係を説明するために示す直角三角形である。 本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置の視野角が左右から９０°に制限されることを示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に関する有機発光表示装置の視野角が左右から１２０°に制限されることを示す概略的な断面図である。 図１の矢印方向から見た概略的な平面図である。 本発明の一実施形態の変形例に関する有機発光表示装置を示す概略的な平面図である。 図１の表示部がＡＭ型有機発光素子であることを概略的に示す断面図である。

符号の説明

１０ 基板
１１ 表示部
２０ 密封部材
２２ ブラックマトリックス部
４１ バッファ層
４２ 半導体層
４３ ゲート絶縁膜
４４ ゲート電極
４５ 層間絶縁膜
４６ ソース電極
４７ ドレイン電極
４８ パッシベーション膜
４９ 画素定義膜
５０ 有機発光素子
５１ 第１電極
５２ 有機発光層
５３ 第２電極

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板上に形成され、有機発光素子を備える表示部と、
   前記有機発光素子を密封するように前記基板の一面に対向して接合される密封部材と、
   前記密封部材の両面のうち前記基板に向かう面に形成され、前記表示部間の互いに離隔される空間に対応するように形成されるブラックマトリックス部と、を備え、
   前記表示部の幅をａ、前記表示部と前記ブラックマトリックス部とがオーバーラップされる幅をｂ、前記表示部の厚さをｔ１及び前記表示部と前記密封部材との間隔をｔ２と定義する場合に、
   ａ−ｔ２≦ｂ≦ａ−√３^＊ｔ２を満足することを特徴とする有機発光表示装置。
2. 前記ブラックマトリックス部が前記表示部の外郭とオーバーラップされる一端の幅と他端の幅とが同じであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
3. 前記基板と前記密封部材との間隔は、５ないし２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
4. 前記ブラックマトリックス部の厚さは、０．０５ないし５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
5. 前記表示部の厚さは、０．０５ないし０．５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。

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