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JP2008288033A - El表示装置 - Google Patents

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JP2008288033A JP2007131785A JP2007131785A JP2008288033A JP 2008288033 A JP2008288033 A JP 2008288033A JP 2007131785 A JP2007131785 A JP 2007131785A JP 2007131785 A JP2007131785 A JP 2007131785A JP 2008288033 A JP2008288033 A JP 2008288033A
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Shirou Sumida
祉朗 炭田
Motokuni Aoki
基晋 青木
Masashi Takahashi
昌志 高橋
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Japan Display Central Inc
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Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
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Abstract

【課題】表示部以外への光漏れを抑制し、表示画像の画質の低下を抑制するEL表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】アレイ基板と、アレイ基板と対向して配置された封止基板と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を有するEL表示装置であって、前記アレイ基板は、平坦化層と、各表示画素の周囲に配置されたリブ層と、前記複数の表示画素のそれぞれにおいて前記平坦化層上に配置された第1電極と、複数の前記第1電極に対向して配置された第2電極と、前記第1電極および前記第2電極との間に配置された発光層と、前記平坦化層と前記リブ層とを接触させないように配置された無機バリア層と、を有するEL表示装置。
【選択図】 図2

Description

本発明は、EL表示装置に関し、特にアクティブマトリクス型のEL表示装置に関する。
液晶表示装置等のディスプレイに比べて、高速応答及び広視野角化が可能な自己発光型のディスプレイとしてエレクトロルミネセンス(EL:electroluminescence)表示装置の開発が盛んに行われている。EL表示装置は、EL表示パネルとEL表示パネルを駆動する駆動回路とから構成される。
EL表示パネルは、ガラス等の支持基板上に、表示画素をマトリクス状に配置して構成される表示部と、表示部を囲む外周部とを有するアレイ基板と、アレイ基板と対向して配置された封止基板とを備えている。
アクティブマトリクス型のEL表示パネルの場合、アレイ基板は、例えばスイッチング素子、平坦化層、第1電極(陽極)、表示画素周辺の樹脂領域(リブ層)を有している。平坦化層は、第1電極とスイッチング素子とを導通させるためのコンタクトホールを有している。リブ層上には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等の有機層、更に有機層上に第2電極(陰極)が配置されている。
アレイ基板の第1電極(陽極)は、各表示画素を独立に駆動するために表示画素毎に独立されており、従って、上記樹脂性のリブ層と樹脂性平坦化層とは第1電極の切れ目でつながっている。リブ層は、表示画素を取り囲ように配置され、表示部全体わたって格子状に配置されている。
また、EL表示装置の表示画素は、水分によって劣化しやすいため、対向基板に乾燥剤を設置する構成が提案されている(特許文献1参照)。
特開2004−22517号公報
しかし、上記のように乾燥剤を有する構成であっても、有機層や第2電極を形成する工程において、ゴミ等の異物混入や汚れが発生した場合に、第2電極に異物や汚れによってピンホールが生じる場合があった。この場合、ピンホールから侵入した水分によって表示画素が劣化し、ダークスポットが発生することにより製造歩留まりの低下につながる場合があった。
水分は樹脂層中での拡散速度が速いため、樹脂によって形成されたリブ層上の第2電極に発生したピンホールからのダークスポットは、表示画素上の第2電極に発生したピンホールからのダークスポットと比較して10倍程度成長が速い。そうすると、リブ層上のダークスポットから浸入した水分は、格子状に形成されたリブ中、更にはリブと接触している平坦化層中を拡散し、高速でパネル面を拡散していってしまう。
したがって、リブ層上の第2電極にピンホールが生じると、特に、表示画素が劣化してダークスポットが発生し製造歩留まりの低下につながる場合があった。
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、ダークスポットの発生を抑制し、表示品位の良好なEL表示装置を提供することを目的とする。
本発明の第1態様によるEL表示装置は、アレイ基板と、アレイ基板と対向して配置された封止基板と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を有するEL表示装置であって、前記アレイ基板は、樹脂材料により形成された平坦化層と、樹脂材料により形成されているとともに各表示画素の周囲に配置されたリブ層と、前記複数の表示画素のそれぞれにおいて前記平坦化層上に配置された第1電極と、複数の前記第1電極に対向して配置された第2電極と、前記第1電極および前記第2電極との間に配置された発光層と、前記平坦化層と前記リブ層との間に配置された無機バリア層と、を有する。
本発明の第2態様によるEL表示装置は、アレイ基板と、アレイ基板と対向して配置された封止基板と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を有するEL表示装置であって、前記アレイ基板は、樹脂材料により形成された平坦化層と、樹脂材料により形成されているとともに各表示画素の周囲に配置されたリブ層と、前記複数の表示画素のそれぞれにおいて前記平坦化膜上に配置された第1電極と、複数の前記第1電極に対向して配置された第2電極と、前記第1電極および前記第2電極との間に配置された発光層と、を有し、前記リブ層は、複数の島状に分離されているとともに、隣に配置されるもの同士が接触しないように配置されている。
この発明によれば、ダークスポットの発生を抑制し、表示品位の良好なEL表示装置を提供することができる。
以下に、本発明の第1実施形態に係るEL表示装置について図面を参照して説明する。本実施形態に係るEL表示装置は、上面発光方式のEL表示装置であって、図1に示すように、アレイ基板100と、アレイ基板100と対向して配置された封止基板200とを有している。EL表示装置は、略矩形状の表示部DYPを有している。表示部DYPは、その周囲を外周部PAに囲まれている。
アレイ基板100は、支持基板としてガラス等の絶縁性基板GLを有している。アレイ基板100は、EL表示装置の表示部DYPにおいて、支持基板上に略矩形状の発光部EMを有している。発光部EMは、マトリクス状に配置された複数の表示画素PXを有している。
図1に示すように、発光部EMには、表示画素PXの配列する行に沿って配置された走査線Y(Y1、Y2、・・・)と、表示画素PXの配列する列に沿って配置された信号線X(X1、X2、・・・)とが配置されている。
外周部PAにおいて、アレイ基板100は外部駆動回路からの信号に基づいて各表示画素を駆動する走査線駆動回路、および信号線駆動回路等を有する駆動回路部101を有している。また外周部PAには、コントローラ等の外部回路を接続する接続部CNを有している。
走査線駆動回路は走査線Yに接続され、表示画素PXを行毎に順次駆動する。信号線駆動回路は信号線Xに接続され、走査線Yによって駆動された表示画素PXに画像信号を送信する。
さらに、アレイ基板100の発光部EMには、走査線Yと略平行に延びる電源ラインPが配置されている。表示画素PXは、走査線Yにそのゲート電極において接続された第1スイッチ10と、ゲート電極が第1スイッチ10のドレイン電極に接続されている第2スイッチ20と、を有している。
第2スイッチ20のソース電極は、電源ラインPに接続され、第2スイッチ20のドレイン電極は、発光素子40に接続されている。第2スイッチ20のゲート電極およびソース電極間はキャパシタ30によって結合されている。
表示画素PXは、自発光素子である発光素子40(R、G、B)のいずれかを有する表示画素PXR、PXG、PXBを有している。すなわち、赤色画素PXRは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Rを備えている。緑色画素PXGは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Gを備えている。青色画素PXBは、主に青色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Bを備えている。
図2に示すように、本実施形態に係るEL表示装置では、アレイ基板100はガラス基板等の絶縁性基板GLを有している。絶縁性基板GL上には、スイッチング素子10、20等のTFT回路102が配置されている。このTFT回路102の上層には平坦化層104が配置されている。本実施形態に係るEL表示装置の場合、平坦化層104は樹脂によって形成されているとともに、TFT回路102を露出させるコンタクトホールCHを有している。
平坦化層104の上層には、反射層RLが配置されている。反射層RLの上層には第1電極E1が配置されている。第1電極は、表示画素PX毎に独立して配置されている。
第1電極E1の上層には、表示画素PXの周囲において、リブ層LIBが配置されている。本実施形態に係るEL表示装置では、リブ層LIBは、図2に示すように、その厚さが表示画素PXよりも厚い層であって、図3に示すように発光部EMにわたって格子状に配置されている。すなわち、本実施形態に係るEL表示装置では、リブ層LIBは一体となっている。
本実施形態に係るEL表示装置では、リブ層LIBと、平坦化層104との間に無機バリア層106が配置されている。無機バリア層106は、例えば、シリコン窒化膜(SiNx)によって形成されている。
リブ層LIBの上層には、例えば、赤色、緑色、青色それぞれの光を発光する有機層EL(ELR、ELG、ELB)が配置されている。有機層ELは、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を有している。有機層ELの上層には第2電極E2が配置されている。第2電極E2は、全ての第1電極E1と対向するように配置されている。
有機層ELは、第1電極E1と第2電極E2との間に印加される電位によって発光する。有機層ELから出射された光は、反射層RLで封止基板200側に反射される。
封止基板200は、アレイ基板100の発光部EMと対向するように配置されている。アレイ基板100と封止基板200とは、外周部PAにおいて、表示部DYPを囲むように配置されたシール材300によって一体となっている。
本実施形態に係るEL表示装置では、シール材300として樹脂材料からなる樹脂シールを用いている。本実施形態に係るEL表示装置では、表示部DYPに乾燥剤(図示せず)が配置されている。
次に、本実施形態に係るEL表示装置の製造方法について以下に説明する。まず、アレイ基板100を形成する。すなわち、支持基板上に複数の表示画素PXのそれぞれに配置されるTFT回路102を形成する。
最初に、TFT回路102上に、樹脂性平坦化層104を成膜し、この樹脂性平坦化層104の所定の位置にコンタクトホールCHをパターンニングにより形成した。樹脂性平坦化層104上には、反射層RLを成膜およびパターンニングし、反射層RL上に、例えばシリコン窒化膜(SiNx)で無機バリア層106を形成した。
無機バリア層106上には、例えば透明な陽極電極材料であるITO等で第1電極E1を形成した後、有機層EL以外において短絡するのを防止するために絶縁性材料でリブ層LIBを形成する。このとき、リブ層LIBは、その厚さが表示画素PXよりも厚くなるように形成する。本実施形態に係るEL表示装置では、例えば厚さが3μmのリブ層LIBを形成する。
リブ層LIBによって仕切られた間の第1電極E1上に、例えば正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等からなる有機層ELを形成する。すなわち、アレイ基板100を抵抗加熱方式の有機EL成膜装置にセットし、有機EL材料として、例えば、正孔輸送層となるα−NPDを200nm、発光層兼、電子輸送層となるAlq3を50nm、電子注入層兼、ITOダメージバッファ層となるMgAgを2nm順次成膜した。
さらに、有機層EL上には、プラズマコーティング法を用いてITO成膜を施した。このとき、ITOは膜厚約100nmであった。
次に、封止基板200を形成する。すなわち、表示部DYP全体を覆うことのできる透明ガラス基板等の絶縁性基板(図示せず)を用意し、表示部DYPに対向する部分に凹部(図示せず)を形成し乾燥剤(図示せず)を配置して封止基板200を形成する。
この絶縁性基板上に所定パターンのUV樹脂型シールパターンを形成した後、位置合わせをしてアレイ基板100と貼りあわせ、UV照射によってシール樹脂硬化を行う。これら一対の基板に割断、周辺回路実装を実施して有機ELパネルを作成した。
ここで、例えば、図2に示すようにアレイ基板100のリブ層LIBの上層に配置された第2電極にピンホールPHが生じている場合であっても、本実施形態に係るEL表示装置ではリブ層LIBと平坦化層104との間には無機バリア層が配置されているため、リブ層LIBに吸収された水分が平坦化層104にまで広がることが無い。
したがって、本実施形態に係るEL表示装置によれば、ダークスポットの発生を抑制し、表示品位の良好なEL表示装置を提供することができる。
また、本実施形態に係るEL表示装置では、リブ層LIBの厚さが表示画素PXのよりも厚くなっていることから、製造過程において、マスクの摩擦によって表示画素を損傷させることを防止することができる。
次に、本発明の第2実施形態に係るEL表示装置について、図面を参照して以下に説明する。なお、以下の説明において、上述した第1実施形態に係るEL表示装置と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係るEL表示装置は、上述の第1実施形態にかかるEL表示装置と同様に上面発光型のEL表示装置である。本実施形態に係るEL表示装置は、リブ層LIBの構成以外は上述の第1実施形態に係るEL表示装置と同様である。図5に示すように、本実施形態にかかるEL表示装置では、表示画素PXの周囲に配置されたリブ層LIBが複数の島状に分離されている。
すなわち、リブ層LIBは、少なくとも平坦化層104に設けられたコンタクトホールCHを覆うように配置されている。図4に示す場合では、コンタクトホールCH上と、信号線Xが配置される領域上に島状のリブ層LIBを配置し、さらに、隣に配置されるリブ層LIB同士が接触しないように配置されている。
したがって、本実施形態に係るEL表示装置において、例えば、図4に示すようにアレイ基板100のリブ層LIBの上層に配置された第2電極にピンホールPHが生じている場合であっても、本実施形態に係るEL表示装置ではリブ層LIBと平坦化層104との間には無機バリア層が配置されているため、リブ層LIBに吸収された水分が平坦化層104にまで広がることが無い。
さらに、本実施形態に係るEL表示装置では、リブ層LIBが複数の島状に分離されて配置されているため、例え1つのリブ層LIBに水分が侵入したとしても、隣に配置されたリブ層LIBにまで広がることが無い。
したがって、本実施形態に係るEL表示装置によれば、第1実施形態に係るEL表示装置より効果的に、ダークスポットの発生を抑制し、表示品位の良好なEL表示装置を提供することができる。
ここで、コンタクトホールCHでは、第1電極E1とスイッチ回路SWとが導通している。コンタクトホールCH、及び第1電極E1に導通する配線上には、仮にリブ層LIBが形成されなくても、後の有機層ELを形成する工程によってEL材料が蒸着されるため、第1電極E1と有機層EL上に蒸着される第2電極E2と第1電極E1とが導通しない構成になっている。
しかし、本実施形態に係るEL表示装置によれば、有機層ELのピンホール等により第1電極E1と第2電極E2とが導通する可能性を低減させ、製造歩留まりの低下を抑制することができる。
次に第3実施形態に係るEL表示装置について、図面を参照して以下に説明する。本実施形態に係るEL表示装置は、第1実施形態に係るEL表示装置と同様に、上面発光型のEL表示装置である。
図5に示すように、本実施形態に係るEL表示装置は、無機バリア層106が第1電極E1上に配置されている以外は、上述の第1実施形態に係るEL表示装置と同様の構成である。
すなわち、図5に示すように、アレイ基板100の絶縁性基板GL上には、TFT回路102が配置され、TFT回路102上にはコンタクトホールCHを有する平坦化層104が配置されている。平坦化層104上には反射層RLと第1電極E1とが配置され、コンタクトホールCHによって、第1電極E1とTFT回路102とが導通している。
本実施形態に係るEL表示装置では、反射層RL上に第1電極E1が配置され、第1電極E1上に無機バリア層106が配置されている。無機バリア層106は、表示画素PXの周囲に配置されている。
無機バリア層106上にはリブ層LIBが配置されている。本実施形態に係るEL表示装置では、リブ層LIBは、第1実施形態に係るEL表示装置と同様に、表示画素PXの周囲において、表示部DYPにわたって格子状に配置されている。
リブ層LIB上には有機層ELが配置され、有機層EL上に第2電極E2が配置されている。
上記のように、無機バリア層106を表示画素PXの周囲において第1電極E1上に配置した場合であっても、上述の第1実施形態に係るEL表示装置と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第4実施形態に係るEL表示装置について図面を参照して以下に説明する。本実施形態に係るEL表示装置は、リブ層LIBの構成以外は上述の第3実施形態に係るEL表示装置と同様である。
すなわち、本実施形態に係るEL表示装置では、図4に示すように、本実施形態にかかるEL表示装置では、表示画素PXの周囲に配置されたリブ層LIBが複数の島状に分離されている。
すなわち、リブ層LIBは、少なくとも平坦化層104に設けられたコンタクトホールCHを覆うように配置されている。図4に示す場合では、コンタクトホールCH上と、信号線Xが配置される領域上に島状のリブ層LIBを配置し、さらに、隣に配置されるリブ層LIB同士が接触しないように配置されている。
なお、本実施形態にかかるEL表示装置の場合は、コンタクトホールCH及び信号線X上には無機バリア層106が配置されているため、リブ層LIBは島状に分離されていればコンタクトホールCH及び信号線X上を必ずしも覆う必要はない。
上記のように、無機バリア層106を第1電極E1上に配置するとともに、リブ層LIBを島状に分離した場合であっても、上述の第2実施形態に係るEL表示装置と同様の効果を得ることができる。
上記の第1乃至第4実施形態に係るEL表示装置および比較例に係るEL表示装置についての評価をいった。比較例に係るEL表示装置は、図7および図8に示すように、アレイ基板100が無機バリア層106を有していないとともに、リブ層LIBが表示画素PXの周囲において、図3に示すように表示部DYPにわたって格子状に配置されている。
以下に、その評価方法を説明する。なお、この評価においては、本発明の採用有無の結果を顕著に確認するために、通常必要な乾燥剤をパネル内部に設置する事なく実施した。
この評価では、400×500基板上に3.5インチパネル24面分の低温ポリシリコンTFTを形成し、上述した製造方法によって第1乃至第4実施形態に係るEL表示装置および比較例に係るEL表示装置のアレイ基板100を形成した。
そして、第1乃至第4実施形態に係るEL表示装置および比較例に係るEL表示装置のアレイ基板100を、それぞれ24枚ずつ用いて、高温高湿層(85℃×85%RH)中に放置した。その後、所定時間経過毎に、表示確認を行ってダークスポットの発生状況を目視にて観察した。上記のように行った評価結果を図6に示す。
図6に示すように、第1実施形態に係るEL表示装置(図6に示すパネルB)については、比較例に係るEL表示装置(図6に示すパネルA)と比較して、いずれかのパネルにダークスポットが生じるまでの時間が長かった。
また、第2実施形態に係るEL表示装置にかかるEL表示装置(図6に示すパネルC)については、第1実施形態に係るEL表示装置よりもさらに、いずれかのパネルにダークスポットが生じるまでの時間が長かった。
第3実施形態に係るEL表示装置(図6に示すパネルD)についても同様に、比較例に係るEL表示装置と比較して、いずれかのダークスポットが生じるまでの時間が長くなっている。
また、第4実施形態に係るEL表示装置にかかるEL表示装置(図6に示すパネルE)については、第3実施形態に係るEL表示装置よりもさらに、いずれかのパネルにダークスポットが生じるまでの時間が長かった。
すなわち、上記の評価によれば、第1電極E1の上層または下層のいずれに無機バリア層106を形成する場合であっても、リブ層LIBと平坦化層104との間に無機バリア層106を配置することによって、第2電極E2のピンホールPHからリブ層LIB内に浸入した水分がリブ層LIBから更に平坦化層104に拡散することを防止することができた。
その結果、ダークスポットの発生を抑制し、表示品位の良好なEL表示装置を提供することができることができた。
また、リブ層LIBを島状に分離するとともに、隣に配置されたリブ層LIB同士が接触しないように配置することにより、第2電極E2にピンホールが生じた場合であってもリブ層LIB内に浸入した水分が隣り合うリブ層LIBに浸入拡散することを防止できた。
すなわち、リブ層LIBと平坦化層104との間に無機バリア層106を配置し、さらにリブ層LIBを上記のように配置することによって、より効果的にダークスポットの発生を抑制することができた。
すなわち、上述の第1乃至第4実施形態に係るEL表示装置によれば、ダークスポットの発生を抑制し、表示品位の良好なEL表示装置を提供することができる。
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、本発明は表示期間と非表示期間とを有する表示装置であれば、液晶表示装置以外でも適用することができる。
例えば、第1電極E1の上層と下層との両方に無機バリア層106を形成しても良い。その場合には、上述の第1乃至第4実施形態に係るEL表示装置に対して更なる効果を得ることができる。
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
例えば、上述の第1乃至第4実施形態に係るEL表示装置は全て無機バリア層106を有しているが、無機バリア層106を有していない場合であっても、リブ層LIBが複数の島状に分離され、隣に配置されるリブ層LIB同士が接触しないように配置されている場合には、ダークスポットの発生を抑制することが可能である。
本発明の第1実施形態に係るEL表示装置の概略的な構成の一例を示す図。 図1に示すEL表示装置のアレイ基板の断面の一例を概略的に示す図。 図2に示すアレイ基板を封止基板側から見た構成の一例を概略的に示す図。 本発明の第2実施形態に係るEL表示装置のアレイ基板を封止基板側から見た構成の一例を概略的に示す図。 本発明の第3実施形態に係るEL表示装置のアレイ基板の断面の一例を概略的に示す図。 本発明の第1乃至第4実施形態に係るEL表示装置についての一評価結果を示す図。 本発明の比較例に係るEL表示装置のアレイ基板の断面の一例を概略的に示す図。 図7に示すアレイ基板を封止基板側から見た構成の一例を概略的に示す図。
符号の説明
DYP…表示部、PX…表示画素、E1…第1電極、LIB…リブ層、E2…第2電極、100…アレイ基板、104…平坦化層、106…無機バリア層、200…封止基板

Claims (6)

  1. アレイ基板と、アレイ基板と対向して配置された封止基板と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を有するEL表示装置であって、
    前記アレイ基板は、樹脂材料により形成された平坦化層と、
    樹脂材料により形成されているとともに各表示画素の周囲に配置されたリブ層と、
    前記複数の表示画素のそれぞれにおいて前記平坦化層上に配置された第1電極と、
    複数の前記第1電極に対向して配置された第2電極と、
    前記第1電極および前記第2電極との間に配置された発光層と、
    前記平坦化層と前記リブ層との間に配置された無機バリア層と、を有するEL表示装置。
  2. 前記無機バリア層は、前記第1電極の下層であって、前記リブ層と前記平坦化層との間に配置されている請求項1記載のEL表示装置。
  3. 前記無機バリア層は、前記第1電極の上層であって、前記リブ層と前記平坦化層との間に配置されている請求項1記載のEL表示装置。
  4. 前記リブ層は、その厚さが前記表示画素よりも厚い請求項1記載のEL表示装置。
  5. 前記リブ層は複数の島状に分離されているとともに、隣に配置されるもの同士が接触しないように配置されている請求項1記載のEL表示装置。
  6. アレイ基板と、アレイ基板と対向して配置された封止基板と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を有するEL表示装置であって、
    前記アレイ基板は、樹脂材料により形成された平坦化層と、
    樹脂材料により形成されているとともに各表示画素の周囲に配置されたリブ層と、
    前記複数の表示画素のそれぞれにおいて前記平坦化膜上に配置された第1電極と、
    複数の前記第1電極に対向して配置された第2電極と、
    前記第1電極および前記第2電極との間に配置された発光層と、を有し、
    前記リブ層は、複数の島状に分離されているとともに、隣に配置されるもの同士が接触しないように配置されているEL表示装置。
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