JP5329062B2 - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置に関し、特に、トップエミッション型のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の反射構造に関する。

従来のトップエミッション型のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の反射構造が特許文献１及び２に開示されている。

特許文献１には、Ａｌと平坦化膜との間の密着性を改善するためには、Ｍｏ系材料の層を挿入することが好適であると開示されている。

特開２００５−２２２７５９

本発明者らは、画素電極と反射板の機能を分離することを考えた。反射率を優先すると、反射部材としてＡｌ系材料（Ａｌ，Ａｌ合金、ＡｌＳｉ等）を採用したい。しかし、Ａｌ系材料は特許文献１に開示されているように、ＩＴＯとの一括エッチングが困難であり、さらに、Ａｌ系材料成膜後にＩＴＯを形成する際に、その界面に高抵抗のアルミナが生成される。この高抵抗のアルミナを介してＩＴＯへ流れる電流を制御するのは困難である。

そこで、本発明者は、ＡｌＳｉで反射膜を形成し、その上にＩＴＯを形成した。

しかし、ＡｌＳｉと平坦化膜との密着性が悪いという問題が生じ、特許文献１のようにＭｏ系合金であるＭｏＷを挿入してみた。

ＡｌＳｉ／ＭｏＷの積層構造を採用したことにより、ＡｌＳｉとの密着性は向上させることができたが、これらの厚さ、大きさ、エッチング条件等を考慮していなかったので、平坦層からの脱ガスによって発光素子の寿命が短くなる場合があった。

本発明の目的は、有機平坦層からの脱ガスの影響を受けにくくすることで、寿命の長い有機ＥＬ表示装置を提案するものである。

上記課題を解決できる手段としては、複数の画素を備え、各画素は、トップエミッション型のアクティブマトリクス有機ＥＬ素子で構成された表示装置において、トップエミッション型のアクティブマトリクス有機ＥＬ素子は、アクティブ素子に接続された画素電極と、画素電極とアクティブ素子との間の層に配置され、平坦化層の上に形成された反射層と、前記画素電極の上に配置された有機発光層と、前記有機発光層の上に配置された共通電極とを備え、前記反射層は、高融点金属で構成された第１反射層と、前記第１反射層の上に配置され、アルミニウムを含む合金、化合物又はシリサイドで構成され第２反射層とを備え、前記第２反射層は第１反射層によって外周が囲まれる平面パターンを備え、前記画素電極は前記第２反射膜を覆っている構造。

このように、下層の第1反射膜として密着性の高い高融点金属を用いているので、下地の平坦化膜との界面における密着性が改善できている。さらに、第２反射膜を第1反射膜に内包されるパターンで形成するので、第２反射膜の上面及び側面を画素電極で直接覆うことができている。このことにより、平坦化膜からの脱ガスの反射膜反射面への侵入経路を塞げるので、寿命を延ばすことができる。

また、第２反射層のエッジを順テーパにすると、画素電極のスパッタによる付き回りが向上するので、密着性が向上し、さらに寿命が延びる。

また、第２反射膜がＡｌ系合金である場合、第1反射膜がＭｏ又はＷの合金で構成されていることが好ましい。

さらに、第１反射層をも画素電極ＩＴＯで覆うように構成された画素電極により覆われている構造や第１反射層、前記第２反射層及び前記画素電極のエッジは、画素分離層で覆われている構造を採用すると、さらに、平坦化膜からの脱ガスを抑制できる。

本発明によれば、寿命の長い有機ＥＬ表示装置を提供することができる。

以下、実施例を説明する。

図１に、本発明を適用した有機ＥＬ表示装置の断面構造を示す。

本発明を適用した有機ＥＬ表示装置は、ＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板上に形成された有機発光層３０、有機発光層３０上に形成された透明な共通電極３１からなる。

ＴＦＴ基板には、チャネルを形成する半導体層１１、ゲート配線１２、ソースドレイン電極１３、保護層１４、平坦化層１５、第１反射層１６、第２反射層１７、画素電極１８、反射層と画素電極のエッジを覆う画素分離層１９が配置されている。

平坦化層１５は、下層にある配線（ゲート配線１２、ソースドレイン電極１３等）による段差を緩和する機能を備え、上層の第１反射層１６、第２反射層１７及び画素電極１８の平坦性を高める。

平坦化層１５は、ポリイミド又はアクリルの塗布法による成膜で形成するが、ＳｉＯやＳｉＮのＣＶＤによる膜との積層膜でもよい。

第１反射層１６は、平坦化層１５と反射層１６の間に設置し、平坦化層１５との密着性を改善する層であり、平坦化層１５からの脱ガスによる第２反射層１７の反射率低下を抑制する機能を果たす。そのため、第２反射層１７と平坦化層１５が直接接触しないようにするために、第１反射層１６に内包される領域に第２反射層１７を形成する。第１反射層１６のエッジと第２反射層１７のエッジ間の隙間の寸法２１は、１０ｎｍ以上ある方がよい。また、この第１反射層１６は上記機能から、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ及びその化合物が好ましい。特に、第２反射層１７にＡｌ系材料（Ａｌ合金やＡｌＳｉなど）を用いる場合、Ｍｏ、Ｗ、又はそれらの化合物をしようとすれば、ウェットエッチングによる一括エッチングが可能となり、作製が容易となる。

第２反射層１７は、可視光領域の反射率８０％以上確保可能な材料が好ましく、Ａｇ、Ａｌ及びその化合物が使用できる。この第２反射層１７の層厚は、反射が確保できるように１００ｎｍ以上が必要であり、後の画素分離層形成の容易性から、４００ｎｍ以下が好ましい。さらに、第２反射層１７の材料としては、Ａｌ系材料を選択することで、第１反射層１６との一括エッチングが可能となり、作製が容易となる。

第２反射層１７としてＡｌ系材料、第１反射層１６としてＭｏ系材料としてウェットエッチングにより、一括加工を行う場合、第２反射層１７の層厚／第１反射層１６層厚が２以上となるようにすると、加工後の第１反射層１６のエッジが第２反射層１７のエッジの外側に来るようになり、第１反射層１６のパターンの内側に第２反射層１７のパターンが存在することになる。

画素電極１８は可視光透過率が高い材料が好ましく、仕事関数が高いことが望ましいので、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＭｏＯ３、ＺｎＯ等がスパッタ成膜で使用可能である。但し、画素電極１８は仕事関数が高いので、画素電極１８の加工時に第２反射層１７との仕事関数の差から、第２反射層１７の腐食が生じる可能性がある。そのため、第２反射層１７の全面を覆うように画素電極１８をパターン化することで、第２反射層１７を保護する。この際、第２反射層１７のエッジから画素電極のエッジまでの隙間の寸法（寸法２２−寸法２４−寸法２１）を０．５μｍ以上にすることが好ましい。この画素電極１８の加工時に、第２反射層１７の腐食防止のため、第２反射層１７端部のテーパ角を順テーパ、特に、テーパ角２３を３０度〜８９度にする。このようにすることで、画素電極１９をスパッタで成膜する際の付き回りがよくなるので、密着性や連続性の高い膜を形成できるようになる。

画素分離層１９は、第２反射層１７及び画素電極１８の端部を覆い、画素電極１８と有機発光層３０上に配置される共通電極３１が短絡することを防止する。このため、画素分離層１９端部のテーパ角は４０度以下が好ましい。さらに、画素分離層１９は平坦化層１５の露出部も覆う構造とし、平坦化層１５からの脱ガスが有機発光層３０へ拡散するのを抑制する。上記の特性を確保するため、画素分離層１９として、ＳｉＯやＳｉＮなどの電気絶縁性が高く、防湿性が高い材料が好ましいが、ポリイミドやアクリルなどの有機絶縁材料も使用できる。また、画素分離層１９は、第１反射層１６、第２反射層１７、画素電極１８のエッジを完全に覆う必要があるため、画素分離層１９の膜厚はこれらの合計よりも厚くする必要がある。

また、平坦化層１５からの脱ガスが画素電極１８、画素分離層１９の界面を拡散し、有機発光層３０へ到達することを防ぐため、寸法２４は０．５μ以上必要である。

以上の構造とすることで、平坦化層１５からの脱ガスは相当量封じ込めることが可能になるので、信頼性が向上する。

有機ＥＬ表示装置の断面構造である。

符号の説明

１１・・・半導体層、１２・・・ゲート配線、１３・・・ソースドレイン電極、１４・・・保護層、１５・・・平坦化層、１６・・・第１反射層、１７・・・第２反射層、１８・・・画素電極、１９・・・画素分離層、３０・・・有機発光層、３１・・・共通電極。

Claims (3)

1. 複数の画素を備え、
   各画素は、トップエミッション型のアクティブマトリクス有機ＥＬ素子で構成された表示装置において、
   トップエミッション型のアクティブマトリクス有機ＥＬ素子は、
   アクティブ素子に接続された画素電極と、
   画素電極とアクティブ素子との間の層に配置され、平坦化層の上に形成された反射層と、
   前記画素電極の上に配置された有機発光層と、
   前記有機発光層の上に配置された共通電極と、
   を備え、
   前記反射層は、
   高融点金属で構成された第１反射層と、
   前記第１反射層の上に配置され、アルミニウムを含む合金、化合物又はシリサイドで構成される第２反射層と、
   を備え、
   前記第２反射層は第１反射層によって外周が囲まれる平面パターンを備え、
   前記第１反射層、前記第２反射層及び前記画素電極のエッジは、画素分離層で覆われ、
   前記画素電極は前記第２反射層の上面および側面を覆っていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 請求項１において、
   前記第２反射層のエッジは順テーパを備えていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
3. 請求項１において、
   前記第１反射層はＭｏ又はＷの合金で構成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
   

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