説明

表示装置

【課題】有機層の膜厚変化や視野角変化によらず、表示品位の良好な表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】支持基板1と、支持基板1上に配置された前面電極5と、前面電極5と対向して配置された光透過性半反射電極7と、前面電極5と支持基板1との間に介在した反射層3と、前面電極5と、光透過性半反射電極7との間に介在するとともに、発光層を含んだ有機物層6と、前面電極5と反射層3との間に配置された干渉解消層4と、を有する発光素子40を備え、前記干渉解消層4の膜厚は、発光層の発光主波長よりも厚く、且つ不均一であるとともに、光透過性半反射電極7と反射層3間で発生しうる光干渉を解消する表示装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は表示装置、特に、自発光素子を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置は自己発光表示装置であるため、視野角が広く、応答速度が速い。また、バックライトが不要であるため、薄型軽量化が可能である。これらの理由から、近年、有機EL表示装置は、液晶表示装置に代わる表示装置として注目されている。
【0003】
有機EL表示装置の有機EL素子は、光透過性の前面電極と、これと対向した光反射性または光透過性の背面電極と、それらの間に介在すると共に発光層を含んだ有機物層とで構成されている。
【0004】
有機EL素子は、有機物層に電気を流すことにより発光する電荷注入型の自発光素子である。
【0005】
そして、この発光光は、指向性のない自然放出光として有機EL素子からガラス基板を介して素子外部へ放射される。
【0006】
このような有機EL表示装置は、ガラス基板を介するため、1画素当たりの有機EL素子の面積割合(開口率)が表示装置を駆動させる回路や配線によって制約されてしまう。
【0007】
そこで、ガラス基板に形成された電極と対向する電極を光透過性を有する半反射電極とすることで、ガラス基板を介することなく、発光光を取り出すことが可能となり、開口率の制約を緩和できる(特許文献1参照)。
【0008】
また、このような有機EL表示装置は、発光層を含む有機多層膜からなり、素子外部に放射した光の色純度および発光効率は、素子内部での多重反射・多重干渉により、変化することが知られている。
【特許文献1】特開2002−367770号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、このような有機EL表示装置では、有機層の膜厚や視野角によって素子内部の多重反射・多重干渉の効果が変化するため、表示特性も変化してしまう場合があった。
【0010】
特に、高分子系材料を用いた塗布方式にて発光層を形成した場合、塗布量、乾燥状態によって画素内に膜厚ムラが発生し、多重反射・多重干渉による、表示特性の変化が大きくなる場合があった。
【0011】
本発明は、有機層の膜厚変化や視野角変化によらず、表示品位の良好な表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の態様による表示装置は、支持基板と、前記支持基板上に配置された前面電極と、前記前面電極と対向して配置された光透過性半反射電極と、前記前面電極と前記支持基板との間に介在した反射層と、前記前面電極と、前記光透過性半反射電極との間に介在するとともに、発光層を含んだ有機物層と、前記前面電極と前記反射層との間に配置された干渉解消層と、を有する発光素子を備え、前記干渉解消層の膜厚は、前記発光層の発光主波長よりも厚く、且つ不均一であるとともに、前記光透過性半反射電極と前記反射層間で発生しうる光干渉を解消する。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、有機層の膜厚変化や視野角変化によらず、表示品位の良好な表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の第1実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。本実施形態に係る表示装置は、図1に示すように、アレイ基板100と、アレイ基板100上に配置された封止基板200とを有する有機EL表示装置である。
【0015】
アレイ基板100は、支持基板1としてガラス等の絶縁性基板を有している。支持基板上には、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。これら複数の表示画素PXは、表示部DYPを構成している。
【0016】
さらに、複数の表示画素PXは、複数種類の色画素PX(R、G、B)によって構成されている。表示部DYP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。
【0017】
表示部DYPの周囲を囲む外周部104には、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107、および信号線駆動回路108を有している。走査線駆動回路107は、走査線Yに接続し、表示画素PXを行毎に順次駆動する。信号線駆動回路108は、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。
【0018】
さらに、表示部DYP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。
【0019】
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。
【0020】
発光素子40は、自発光素子である有機EL素子40(R、G、B)によって構成されている。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。
【0021】
各発光素子40は、図2に示すように、支持基板1上に配置され、第1電極(前面電極)5と、第1電極5と対向して配置された第2電極(光透過性半反射電極)7と、これら第1電極5および第2電極7間に配置された有機発光層(有機物層)6とを備えている。有機発光層6は、例えば、正孔輸送層(HTL:Hole Transfer Layer)、発光層(EML:Emissive Layer)、CsF層等を有している。
【0022】
発光素子40は、第1電極5の下層に、発光素子40で発光した光を支持基板1に対して反対側、すなわち、カバーガラス200側に反射させる反射層3を有している。したがって、本実施形態に係るEL表示装置は上面発光型のEL表示装置である。
【0023】
本実施形態では、発光素子40の反射層3と第1電極5との間に、干渉解消層として凹凸層4が配置されている。凹凸層4は、例えば、感光性のアクリル系樹脂によって形成され、その膜厚が不均一となっている。本実施形態では、凹凸層4の隣接する凹部または凸部のピッチPは30μm以下で、且つ、凹部と凸部との段差dは0.5μm以上となっている。
【0024】
凹凸層4の膜厚分布(AFM像)の一例を、図3Aおよび図3Bに示す。図3Aに示す場合は、凹凸層4の膜厚分布が最良の場合であり、図3Bに示す場合は、凹凸層4の膜厚分布が最良でない場合である。
【0025】
すなわち、凹凸層4の膜厚分布が図3Aに示すような場合には、図4Aに示すように、凹凸層4の表面の凹凸形状を表す位相項(cos(2πnd/λ))の表示部DYP内における平均値が−0.04であって0に近い。このとき、第2電極(MgAg)7と金属層3との間での干渉は打消される。
【0026】
なお、本実施形態では、有機発光層6の主波長をλ、凹凸層4の屈折率をn、各表示画素PX内における凹凸層4の平均膜厚をdとしている。また、凹凸層4の膜厚は、有機発光層6の発光主波長λよりも厚くなっている。
【0027】
これに対し、凹凸層4の膜厚分布が図3Bに示すような場合には、図4Bに示すように、凹凸層4の表面の凹凸形状を表す位相項(cos(2πnd/λ))の表示部DYP内における平均値が0.54となり、図4Aに示す場合よりも大きくなる。この場合には、第2電極(MgAg)7と金属層3との間での光の干渉が発生する。
【0028】
すなわち、凹凸層4の表面の凹凸形状を表す位相項(cos(2πnd/λ))の表示部DYP内における平均値が0に近いほど、第2電極7と金属層3との間での光の干渉は打ち消される。このとき、より効果的に干渉を打ち消す為には、−0.1 < 平均値{Cos(2π*n*d/λ)} < 0.1 を満足することが望ましい。
【0029】
すなわち、視野角θに対する色変化Δu'v'は次式で与えられる。
【0030】
Δu'v'=√{{u'(θ)-u'(0)}^2+{v'(θ)-v'()0}^2}
この色変化Δu'v'が一般的な表示装置では、θ=±60°の範囲において0.02以下であることが望ましく、位相項(cos(2πnd/λ))の表示部DYP内における平均値が−0.1より大きく、且つ、0.1より小さい場合には、色変化Δu'v'がθ=±60°の範囲において0.02以下となる。
【0031】
従って、本実施形態に係る表示装置のように、位相項(cos(2πnd/λ))の表示部DYP内における平均値が−0.1より大きく、且つ、0.1より小さい場合には、視野角の変化によらず、表示品位の良好な表示を得ることができる。
【0032】
表示画素PXの上面である第2電極(MgAg層)7側から、発光素子40に白色光を入射させた際、反射光強度スペクトルは干渉によるフリンジ特性を有する。本実施形態の凹凸層4(干渉解消層)を導入した場合、図5に示すように、波長が約400〜700nmの平均反射光強度で規格化した反射光強度スペクトルの、隣接する極大値と極小値は平均反射光強度の±20%以内である。
【0033】
上記のように、本実施形態に係る表示装置によれば、第2電極7と反射層3との間での光の干渉を解消することにより、有機層の膜厚変化や視野角変化によらず、表示品位の良好な表示装置を提供することができる。
【0034】
次に、本発明の第2実施形態に係る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、前述の第1実施形態に係る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。本実施形態に係る表示装置は、第1実施形態に係る表示装置と同様に、有機EL表示装置である。
【0035】
本実施形態に係る表示装置は、図6に示すような表示素子40を有している。各発光素子40は、図6に示すように、支持基板1上に配置された第1電極5と、第1電極5と対向して配置された第2電極7と、これら第1電極5および第2電極7間に配置された有機発光層6とを備えている。
【0036】
発光素子40の第1電極5の下層には、発光素子40で発光した光を支持基板1に対して反対側、すなわち、封止基板200側に反射させる反射層3が配置されている。したがって、本実施形態に係るEL表示装置は、第1実施形態に係る表示装置と同様に、上面発光型の有機EL表示装置である。
【0037】
本実施形態では、発光素子40の反射層3の下層に干渉解消層として凹凸層4が配置されている。凹凸層4は、例えば、感光性のアクリル系樹脂によって形成されている。第1実施形態の場合と同様に、凹凸層4の隣接する凹部または凸部のピッチPは30μm以下で、且つ、凹部と凸部との段差dは0.5μm以上となっている。
【0038】
反射層3の表面には、凹凸層4の表面の凹凸構造によって、その表面に凹凸構造が生じている。反射層3上には、平坦化層8が配置されている。反射層3上に平坦化層8が配置されることにより、反射層3上に生じていた凹凸構造が平坦化される。発光素子40は、平坦化層8上に配置されるため、発光素子40の第1電極5、第2電極7、有機発光層6は平坦化された面上に配置されている。
【0039】
本実施形態では、第1実施形態に係る表示装置の場合と同様に、表示部DYP内における凹凸層4の表面の凹凸形状を表す位相項(cos(2πnd/λ))の平均値が0に近いほど、第2電極7と金属層3との間での光の干渉は打ち消される。このとき、より効果的に干渉の打ち消す為には、−0.1 < 平均値{Cos(2π*n*d/λ)} < 0.1 を満足することが望ましい。
【0040】
上記のように、本実施形態に係る表示装置によれば、第1実施形態にかかるEL表示装置と同様に、有機層の膜厚変化や視野角変化によらず、表示品位の良好な表示装置を提供することができる。
【0041】
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。
【0042】
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わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の一実施形態に係るEL表示装置の一例を概略的に示す図。
【図2】図1に示すEL表示装置の発光素子の断面の一例を概略的に示す図。
【図3A】図1に示すEL表示装置における、凹凸層の膜厚分布(AFM像)の一例。
【図3B】図1に示すEL表示装置における、凹凸層の膜厚分布(AFM像)の他の例。
【図4A】凹凸層の膜圧分布が図3Aに示す場合における、凹凸層の表面形状を表す位相項のヒストグラムの一例を示す図。
【図4B】凹凸層の膜圧分布が図3Bに示す場合における、凹凸層の表面形状を表す位相項のヒストグラムの他の例を示す図。
【図5】図3Aに示す場合と図3Bに示す場合との反射光強度スペクトルの一例を示す図。
【図6】図1に示すEL表示装置の発光素子の断面の他の例を概略的に示す図。
【符号の説明】
【0044】
1…支持基板、5…第1電極(前面電極)、7…第2電極(光透過性半反射電極)、3…反射層、6…有機発光層(有機物層)、4…凹凸層(干渉解消層)、40…発光素子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持基板と、
前記支持基板上に配置された前面電極と、
前記前面電極と対向して配置された光透過性半反射電極と、
前記前面電極と前記支持基板との間に介在した反射層と、
前記前面電極と、前記光透過性半反射電極との間に介在するとともに、発光層を含んだ有機物層と、
前記前面電極と前記反射層との間に配置された干渉解消層と、を有する発光素子を備え、
前記干渉解消層の膜厚は、前記発光層の発光主波長よりも厚く、且つ不均一であるとともに、前記光透過性半反射電極と前記反射層間で発生しうる光干渉を解消する表示装置。
【請求項2】
支持基板と、
前記支持基板上に配置された前面電極と、
前記前面電極と対向して配置された光透過性半反射電極と、
前記前面電極と前記支持基板との間に介在した反射層と、
前記前面電極と、前記光透過性半反射電極との間に介在するとともに、発光層を含んだ有機発光層と、
前記支持基板と前記反射層との間に配置された干渉解消層と、を有する発光素子を備え、
前記干渉解消層の膜厚は、前記発光層の発光主波長よりも厚く、且つ不均一であるとともに、前記光透過性半反射電極と前記反射層間で発生しうる光干渉を解消する表示装置。
【請求項3】
表示画素として区切られた前記発光素子からなる表示部を備え、
前記発光層の発光主波長と、前記干渉解消層の屈折率と、前記表示画素内における前記干渉解消層の平均膜厚と、からなる前記干渉解消層の表面形状の位相項{Cos(2π*n*d/λ)}の、表示部内の平均値が−0.1より大きく0.1よりも小さい請求項1または請求項2記載の表示装置。
【請求項4】
前記干渉解消層は、その表面に凹凸構造を有する請求項1または請求項2記載の表示装置。
【請求項5】
前記干渉解消層は、隣接する凹部または凸部のピッチが30μm以下で且つ凹部と凸部との段差が0.5μm以上である請求項4記載の表示装置。
【請求項6】
前記光透過性半反射電極から入射した白色光の反射光強度スペクトルにおいて、波長400〜700nmの平均反射光強度で規格化した前記反射光強度スペクトルの隣接する極大値と極小値とが平均反射光強度の±20%以内である請求項1または請求項2記載の表示装置。
【請求項7】
支持基板と、
前記支持基板上に配置された前面電極と、
前記前面電極と対向して配置された光透過性半反射電極と、
前記前面電極と前記支持基板との間に介在した反射層と、
前記前面電極と、前記光透過性半反射電極との間に介在するとともに、発光層を含んだ有機物層と、
前記前面電極と前記反射層との間に配置された干渉解消層と、を有する発光素子を備え、
前記干渉解消層は、前記支持基板と前記前面電極との間に配置され、その表面に凹凸構造を有している。
【請求項8】
表示画素として区切られた前記発光素子からなる表示部を備え、
前記発光層の発光主波長と、前記干渉解消層の屈折率と、前記表示画素内における前記干渉解消層の平均膜厚と、からなる前記干渉解消層の表面形状の位相項{Cos(2π*n*d/λ)}の、表示部内の平均値が−0.1より大きく0.1よりも小さい請求項1または請求項2記載の表示装置。
【請求項9】
前記干渉解消層は、前記反射層の下層に配置されている請求項7記載の表示装置。
【請求項10】
前記干渉解消層は、前記反射層の上層に配置され、前記干渉解消層と前記前面電極との間に平坦化層が配置されている請求項7記載の表示装置。
【請求項11】
前記干渉解消層は、隣接する凹部または凸部のピッチが30μm以下で且つ凹部と凸部との段差が0.5μm以上である請求項7記載の表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3A】
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【図3B】
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【図4A】
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【図4B】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−140714(P2008−140714A)
【公開日】平成20年6月19日(2008.6.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−327644(P2006−327644)
【出願日】平成18年12月4日(2006.12.4)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成15年独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「高効率有機デバイスの開発事業」委託研究、産業活力再生特別措置法第30条の適用を受ける特許出願
【出願人】(302020207)東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Fターム(参考)】