JP2014142456A

JP2014142456A - 表示装置

Info

Publication number: JP2014142456A
Application number: JP2013010224A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ogawara; 健大河原; Toshihiro Sato; 敏浩佐藤; Hiroshi Ooka; 浩大岡; Kohei Takahashi; 恒平高橋
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2033-01-23
Also published as: JP6231281B2; US9634080B2; US9871092B2; US20160111486A1; US20170162645A1; US20140203260A1; KR20140095020A

Abstract

【課題】額縁領域を小さくした表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、画素が配置される表示領域の外側の絶縁膜に開けられ、底部分に導電膜を露出させる穴であるコンタクトホール（２１３）と、コンタクトホールを覆い、底部分の導電膜に接触して形成された金属膜である第１金属膜（２１６）と、第１金属膜上に成膜された透明導電膜（２１５）と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関し、特に薄膜トランジスタが絶縁基板上に形成された薄型の表示装置に関する。

コンピュータ等の情報通信端末やテレビ受像機の表示装置として、液晶表示装置や有機ＥＬ（Electro-Luminescent）表示装置をはじめとする薄型表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、２つの基板の間に封じ込められた液晶組成物の配向を電界の変化により変え、２つの基板と液晶組成物を通過する光の透過度合いを制御することにより画像を表示させる装置である。一方、有機ＥＬ表示装置は、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode）等の自発光体を用いた表示装置である。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、液晶表示装置よりも薄型化が可能となっている。

特許文献１は、有機ＥＬ表示装置の反射アノード電極において、Ａｇを含むＡｌ基合金膜上に酸化物導電膜を積層した構造について開示している。

特開２０１１−１０８４５９号公報

近年、特に携帯端末等に用いられる薄型表示装置においては、更なる小型化・薄型化が求められており、表示領域の周囲に形成される額縁領域をより小さくすることが要求される。

本発明は、上述の事情に鑑みてされたものであり、額縁領域をより小さくした表示装置を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、基板上に画素が配置された表示領域と、前記表示領域を囲む額縁領域とを備え、前記表示領域は、前記画素毎に配置された画素回路と、前記画素回路上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜に形成されたスルーホールを介して前記画素回路に接続する画素電極と、前記画素電極上に配置され、発光層を含む有機層と、前記有機層上に配置された透明導電膜とを有し、前記額縁領域は、導電膜と、前記導電膜を覆い、前記表示領域から前記額縁領域に連続的に配置された前記絶縁膜に開けられ、底部分に前記導電膜を露出させるコンタクトホールと、前記コンタクトホールを覆い、前記底部分の前記導電膜に接触して形成された金属膜である第１金属膜と、を有し、前記透明導電膜は、前記表示領域から前記額縁領域に連続的に配置され、前記第１金属膜上に成膜されている、ことを特徴とする表示装置である。

また、本発明の表示装置において、前記透明導電膜は、前記表示領域の全域を覆う電極であってもよい。

また、本発明の表示装置において、前記第１金属膜は、前記額縁領域にのみ形成されていてもよいし、前記透明導電膜と共に前記表示領域の全域を覆っていてもよい。

また、本発明の表示装置において、前記透明導電膜の上に、前記表示領域の全域を覆って形成される金属膜である第２金属膜を更に備えていてもよい。

また、本発明の表示装置において、前記コンタクトホールは、前記表示領域の外側の複数箇所に離散的に形成されていてもよく、前記表示領域の矩形を形成する一組の対向する２辺のうち、一方の対向する２辺の外側に形成されていてもよい。

また、本発明の表示装置において、前記表示領域に形成される前記画素は、それぞれ自ら発光する有機発光層を有していてもよい。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について示す図である。図１の有機ＥＬパネルを構成するガラス基板に形成された回路について概略的に示す図である。図２のIII−III線における、有機ＥＬパネルの断面を概略的に示す図である。図２のコンタクトホール付近の成膜について概略的に示す図である。図４のカソード電極膜の第１変形例が示されている。図４のカソード電極膜の第２変形例が示されている。比較例１に係るコンタクトホールについて概略的に示す断面図である。比較例２に係るコンタクトホールについて概略的に示す断面図である。

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は、本発明の一実施形態に係る表示装置である有機ＥＬ表示装置１００について示す図である。この図に示されるように、有機ＥＬ表示装置１００は、有機ＥＬパネル２００を挟むように固定する上フレーム１１０及び下フレーム１２０と、表示する情報を生成する回路素子を備える回路基板１４０と、その回路基板１４０において生成された表示情報を有機ＥＬパネル２００に伝えるフレキシブル基板１３０と、により構成されている。

図２には、図１の有機ＥＬパネル２００を構成するガラス基板２０１に形成された回路について概略的に示されている。ガラス基板２０１は、有機発光素子を有する画素３１０がマトリクス状に配置された表示領域３００と、表示する階調値に対応するデータ信号を各画素のアノード電極に伝えるデータ信号線２２２と、データ信号線２２２に印加する電圧を制御するデータ信号駆動回路２２１と、各画素のカソード電極であり表示領域３００を覆うように配置されたカソード電極膜２１０と、カソード電極膜２１０に、カソード電極線２１２及びコンタクトホール２１３を介して、カソード電圧を印加するカソード電圧端子２１１と、を有している。

ここで、コンタクトホール２１３は、矩形の表示領域３００を形成する一組の対向する２辺のうち、一方の対向する２辺の外側部分に形成されている。これにより、他方の対向する２辺の外側にはコンタクトホール２１３を形成することなく、表示領域３００の外側の額縁領域を小さくすることができる。

なお、この図においては、図が煩雑にならないように画素３１０の数を省略し、簡略化して記載している。

図３には、図２のIII−III線における、有機ＥＬパネル２００の断面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パネル２００は、ガラス基板２０１上に形成された回路を有し、回路の周囲に水分が侵入しないように、封止基板２３８及びシール剤２３９により封止されている。また、ガラスに基板２０１には、複数の画素が配置された表示領域と表示領域を囲む額縁領域が形成されている。

表示領域は、画素毎に配置した画素回路３１１と、画素回路３１１上に形成した平坦化膜２３２と、画素回路３１１に接続する画素電極２３５と、画素電極２３５上に配置した有機層２３６と、有機層２３６上に配置したカソード電極膜２１０を構成する透明導電膜２１５が対向電極として配置されている。画素電極は陽極であり、電流が供給される。平坦化膜２３２は画素電極層と画素回路層とを分離する層であり、絶縁性の膜である。画素電極２３５は平坦化膜２３２に形成したスルーホールを通って画素回路に接続している。有機層２３６は単層又は多層で形成され、多層の場合はホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を含む。対向電極はカソード電極であり、透明導電膜２１５が用いられ、発光層から出射される光をパネル前面側に透過させている。層間絶縁膜２３１は画素回路層に形成された絶縁層であり、回路と配線の絶縁性を確保している。

額縁領域には導電膜であるカソード電極線２１２が形成されている。層間絶縁膜２３１、平坦化膜２３２、画素間絶縁膜２３３は絶縁膜であり、表示領域と額縁領域に連続的に配置されている。絶縁膜は額縁領域の導電膜を覆って配置されている。
コンタクトホール２１３は、カソード電極線２１２にカソード電極膜２１０を接触させるために形成された穴であり、本実施形態においては、層間絶縁膜２３１、平坦化膜２３２及び画素間絶縁膜２３３の膜で形成されている。画素３１０は、データ信号線２２２に接続されたアノード電極２３５が、カソード電極膜２１０との間に有機層２３６を挟むように配置されることにより構成されており、カソード電極膜２１０とアノード電極２３５との電位差により流れる電流により有機層２３６が発光する。発光した光は、カソード電極膜２１０を透過して封止基板２３８側の利用者に対して画像として表示される。

ここで、本実施形態のカソード電極膜２１０は、金属膜２１６及び透明電極膜２１５が順に成膜されることにより形成されている。なお、本実施形態では、シール剤２３９は、コンタクトホール２１３の更に外側に配置されているが、シール剤２３９は、コンタクトホール２１３の一部又は全部を覆うように形成されていてもよい。

図７は、本実施形態を説明するための比較例１に係るコンタクトホール９１３について概略的に示す断面図である。この図に示されるように、比較例１では、表示領域を覆うように形成されるカソード電極膜９１０は、透明電極膜９１５及び金属膜９１７の順にコンタクトホール９１３に積層されて形成されている。透明電極膜９１５は、例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide）やＩｎＺｎＯにより形成され、これらは透明度は高いが抵抗値も高い膜であることから、透明度は低いが抵抗値が低い、例えばＡｇ又はＭｇ−Ａｇ合金の薄膜である金属膜９１７を透明電極膜９１５上に形成し、高透過率化と低抵抗化を図っている。

ここで、透明電極膜９１５は、スパッタリングにより形成される膜であるが、この製法によれば、コンタクトホールの段差部の形状や被着材料の違いにより、被覆が不十分となることがある。図７のＡの部分は、透明電極膜が、コンタクトホール９１３の膜に十分に接していない部分であるボイドを表している。図７の場合には、ボイドは存在するが、透明電極膜９１５がカソード電極線２１２と接していない部分の面積は、接している部分の面積と比較して十分に大きいことから、表示装置の動作にはそれほどの影響はないものと考えられる。しかしながら、額縁領域を小さくするために、コンタクトホールを小さくすることを考えると、図８の比較例２に係るコンタクトホール９１４に示されるように、カソード電極線２１２と接していない部分の面積の割合が高くなり、高抵抗化、更には断線してしまうことも考えられる。また、製造時に接触していたとしても、耐久性が低いため、使用により高抵抗化又は断線することも考えられる。

そこで、本実施形態では、図４に示されるように、コンタクトホール２１３に金属膜２１６及び透明電極膜２１５をカソード電極線２１２上に順に成膜している。金属膜２１６は、回転成膜若しくは斜方蒸着等の斜め成分を有する真空蒸着法にて形成される。これにより、カソード電極線２１２は、金属膜２１６により十分に被覆され、コンタクトホール２１３におけるカソード電極線２１２の露出面積が小さい場合であっても低抵抗で接続される。ここで、本実施形態において金属膜２１６は、表示領域３００を覆わずにコンタクトホール２１３の周囲のみを覆う膜であり、上に形成された透明電極膜２１５のみが表示領域３００を覆うこととしている。この場合には、金属膜２１６は、Ａｇ又はＭｇ−Ａｇ合金からなる膜の他、不透明なＡｌ、Ｍｇ及びＷ等の高融点の金属を用いることができる。透明電極膜２１５は、例えばＩＴＯやＩｎＺｎＯにより、スパッタリングで形成される。

したがって、本実施形態によれば、コンタクトホールの底に露出した配線を、ボイドを作ることなく被覆することができ、コンタクトホールの面積を小さくしても、高抵抗化及び断線を防ぐことができる。これにより、表示領域の周囲に形成されるコンタクトホールの面積を縮小することができるため、表示領域の周囲に形成される額縁領域を小さくすることができる。また、ボイドが発生しないため、水分や薬液が残存することがなく、これらの残存物の拡散による品質の劣化を防ぐことができ、信頼性の高い表示装置を提供することができる。

また、本実施形態によれば、コンタクトホール２１３を離散的に複数箇所に設けているため、いずれかの箇所で断線等の不良が起こったとしても、他の箇所でコンタクトホール２１３が機能することにより、表示装置を動作させることができる。

更に、コンタクトホール２１３は、矩形の表示領域３００を形成する２組の対向する２辺のうち、一方の対向する２辺に沿って設置しているため、他方の対向する２辺の外側の額縁領域を小さくすることができる。

図５には、図４のカソード電極膜２１０の第１変形例であるカソード電極膜４１０が示されている。カソード電極膜２１０との違いは、透明電極膜２１５上に更に金属膜４１７が形成されていることである。この金属膜４１７は、透明電極膜２１５と共に、表示領域３００を覆うように形成されている。この場合、金属膜４１７は、透過性を有している必要があるため、Ａｇ又はＭｇ−Ａｇ合金により薄膜で形成されることが望ましい。これにより、カソード電極膜４１０の特に表示領域における低抵抗化を図ることができる。

図６には、カソード電極膜２１０の第２変形例であるカソード電極膜５１０が示されている。図４のカソード電極膜２１０との違いは、図５と同様に透明電極膜２１５上に更に金属膜４１７が形成されると共に、透明電極膜２１５の下に形成される金属膜５１６が、表示領域３００を覆っている点である。この場合にも、金属膜５１６は、透過性を有している必要があるため、Ａｇ又はＭｇ−Ａｇ合金により薄膜で形成されることが望ましい。このような構成とすることにより、カソード電極膜５１０の表示領域における低抵抗化を更に図ることができる。また、図には記載していないが、透明電極膜２１５上に金属膜を形成せずに、透明電極膜２１５下の金属膜のみが表示領域を覆っている構成とすることもできる。

なお、上述の実施形態においては、コンタクトホールにより接続される電極をカソード電極膜としたが、アノード電極であってもよいし、他の表現で定義される電極であってもよい。

また、上述の実施形態においては、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置を例としたが、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置であっても、他の自発光型の表示素子を用いた表示装置であってもよいし、液晶表示装置等の他の表示装置であってもよい。

１００有機ＥＬ表示装置、１１０上フレーム、１２０下フレーム、１３０フレキシブル基板、１４０回路基板、２００有機ＥＬパネル、２０１ガラス基板、２１０カソード電極膜、２１１カソード電圧端子、２１２カソード電極線、２１３コンタクトホール、２１５透明電極膜、２１６金属膜、２２１データ信号駆動回路、２２２データ信号線、２３１層間絶縁膜、２３２平坦化膜、２３３画素間絶縁膜、２３５アノード電極、２３６有機層、２３８封止基板、２３９シール剤、３００表示領域、３１０画素、３１１画素回路、４１０カソード電極膜、４１７金属膜、５１０カソード電極膜、５１６金属膜、９１３コンタクトホール、９１４コンタクトホール、９１５透明電極膜、９１７金属膜。

Claims

基板上に画素が配置された表示領域と、
前記表示領域を囲む額縁領域とを備え、
前記表示領域は、
前記画素毎に配置された画素回路と、
前記画素回路上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成されたスルーホールを介して前記画素回路に接続する画素電極と、
前記画素電極上に配置され、発光層を含む有機層と、
前記有機層上に配置された透明導電膜とを有し、
前記額縁領域は、
導電膜と、
前記導電膜を覆い、前記表示領域から前記額縁領域に連続的に配置された前記絶縁膜に開けられ、底部分に前記導電膜を露出させるコンタクトホールと、
前記コンタクトホールを覆い、前記底部分の前記導電膜に接触して形成された金属膜である第１金属膜と、を有し、
前記透明導電膜は、前記表示領域から前記額縁領域に連続的に配置され、前記第１金属膜上に成膜されている、ことを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置であって、
前記透明導電膜は、前記表示領域の全域を覆う電極である、ことを特徴とする表示装置。
請求項１又は２に記載の表示装置であって、
前記第１金属膜は、前記額縁領域にのみ形成されている、ことを特徴とする表示装置。
請求項１又は２に記載の表示装置であって、
前記第１金属膜は、前記透明導電膜と共に前記表示領域の全域を覆っている、ことを特徴とする表示装置。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記透明導電膜の上に、前記表示領域の全域を覆って形成される金属膜である第２金属膜を更に備える、ことを特徴とする表示装置。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記コンタクトホールは、前記表示領域の外側の複数箇所に離散的に形成されている、ことを特徴とする表示装置。
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記コンタクトホールは、前記表示領域の矩形を形成する一組の対向する２辺のうち、一方の対向する２辺の外側に形成されている、ことを特徴とする表示装置。
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記表示領域に形成される前記画素は、それぞれ自ら発光する有機発光層を有している、ことを特徴とする表示装置。