JP2003076301A - Light emitting element and display device using the element - Google Patents
Light emitting element and display device using the elementInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本技術は有機エレクトロルミ
ネッセンスを用いたディスプレイに用いる薄膜トランジ
スタアレイに関するものである。TECHNICAL FIELD The present technology relates to a thin film transistor array used for a display using organic electroluminescence.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、マルチメディア機器や携帯、通信
機器には非常に多くのディスプレイが用いられてきてい
る。また、これらの電子機器からディスプレイに対して
求められている共通の要求は薄型化、低消費電力化、高
精細化である。特に最近では、携帯機器にこれらの要求
を全て満たすことが出来る有機エレクトロルミネッセン
ス（以下、有機ＥＬと記す）を用いたディスプレイが注
目を集めている。2. Description of the Related Art Currently, a large number of displays have been used for multimedia equipment, mobile phones, and communication equipment. Further, common demands for displays from these electronic devices are thinning, low power consumption, and high definition. In particular, recently, a display using organic electroluminescence (hereinafter, referred to as an organic EL) capable of satisfying all of these requirements in a mobile device has been attracting attention.
【０００３】この有機ＥＬディスプレイの代表的な構造
を図６を用いて説明する。薄膜トランジスタ７１のドレ
イン電極７２には画素電極７３が接続されている。この
画素電極７３は平坦化膜７４を成膜した後に形成されて
いる。この画素電極７３とドレイン電極７２の電気的な
接続は平坦化膜７４に形成されたコンタクトホール７５
を介して行われている。この場合、コンタクトホール７
５は画素電極７３の領域内に存在することになる。この
とき、この画素電極７３は薄膜トランジスタ７１をＮｃ
ｈを用いるかＰｃｈを用いるかで、陰極として用いるか
陽極として用いるかが決まるが、ここでは陽極として用
いる場合で説明する。A typical structure of this organic EL display will be described with reference to FIG. A pixel electrode 73 is connected to the drain electrode 72 of the thin film transistor 71. The pixel electrode 73 is formed after forming the flattening film 74. The pixel electrode 73 and the drain electrode 72 are electrically connected by a contact hole 75 formed in the flattening film 74.
Is done through. In this case, contact hole 7
5 exists in the area of the pixel electrode 73. At this time, the pixel electrode 73 changes the thin film transistor 71 to Nc.
Whether it is used as a cathode or an anode is determined depending on whether h is used or Pch is used. Here, the case of using it as an anode will be described.
【０００４】この画素電極７３上にホール注入層７６を
全面に形成する。その上にＲＧＢに対応した発光層７７
を塗り分ける。その上に電子注入層７８を全面に設け、
その上に陰極として作用する対向電極７９が全面に形成
されている。A hole injection layer 76 is formed on the entire surface of the pixel electrode 73. On top of that, a light emitting layer 77 corresponding to RGB
Paint differently. An electron injection layer 78 is provided on the entire surface,
A counter electrode 79, which acts as a cathode, is formed on the entire surface thereof.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以下に現行技術の課題
を述べる。Problems to be Solved by the Invention The problems of the current technology will be described below.
【０００６】ＲＧＢに対応した発光層７７に低分子有機
膜を用いる場合、一般的にはメタルマスクを用いた真空
蒸着で塗り分ける。つまり、真空蒸着機の中で画素電極
７３を有した薄膜トランジスタアレイ基板にメタルマス
クを密着させてＲＧＢを塗り分ける。具体的には、ＲＧ
Ｂに対応した位置に配置された画素電極７３上にメタル
マスクをかぶせて、ＲＧＢを１つずつ塗り分けていく。When a low molecular weight organic film is used for the light emitting layer 77 corresponding to RGB, it is generally applied separately by vacuum vapor deposition using a metal mask. That is, the metal mask is brought into close contact with the thin film transistor array substrate having the pixel electrodes 73 in the vacuum vapor deposition machine to separately paint RGB. Specifically, RG
A pixel mask 73 arranged at a position corresponding to B is covered with a metal mask to separately paint RGB one by one.
【０００７】この方法には以下に示すような課題があ
り、図７を用いて説明する。This method has the following problems, which will be described with reference to FIG.
【０００８】図７には図６に示したコンタクトホール７
５の拡大を示してある。コンタクトホール７５の底部で
はドレイン電極７２と画素電極７３が接して電気的な導
通が得られている。この画素電極７３は一般的にはスパ
ッタ成膜されるため、コンタクトホール７５のテーパー
を持った側壁部８１および底辺周辺部８２では画素電極
材料の膜厚がどうしても薄くなってしまう。同様のこと
がホール注入層７６、発光層７７、電子注入層７８から
構成される有機層８３および対向電極７９についても言
える。すなわち、コンタクトホール７５の側壁部８１お
よび底辺周辺部８２でこれらの構成材料の膜厚が薄くな
ってしまうのである。FIG. 7 shows the contact hole 7 shown in FIG.
A magnification of 5 is shown. At the bottom of the contact hole 75, the drain electrode 72 and the pixel electrode 73 are in contact with each other and electrical conduction is obtained. Since the pixel electrode 73 is generally formed by sputtering, the film thickness of the pixel electrode material is inevitably thin on the tapered side wall portion 81 and the bottom peripheral portion 82 of the contact hole 75. The same applies to the organic layer 83 including the hole injection layer 76, the light emitting layer 77, and the electron injection layer 78, and the counter electrode 79. That is, the film thickness of these constituent materials becomes small at the side wall portion 81 and the bottom peripheral portion 82 of the contact hole 75.
【０００９】この為、ドレイン電極７２と対向電極７９
がショートすることが多くなる。こうなると有機層８３
に規定量の電流を流すことが出来なくなり、素子は発光
しなくなる。これは画素欠陥や輝度むらを招き、画質を
著しく低下させることになる。Therefore, the drain electrode 72 and the counter electrode 79
Are often short-circuited. When this happens, the organic layer 83
The specified amount of current cannot be applied to the device, and the device does not emit light. This causes pixel defects and uneven brightness, resulting in a significant deterioration in image quality.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の発光素子は、基
板上に直接、又は、基板上に形成された1層以上の膜を
介して形成された画素電極と、前記画素電極上に前記画
素電極間を分離する絶縁性壁と、前記絶縁性壁上および
前記絶縁性壁間に形成された有機層と、前記有機層上全
面に形成された対向電極とを具備する発光素子であっ
て、前記発光素子を駆動する薄膜トランジスタと前記画
素電極とが電気的に接続される領域が前記画素電極領域
の外であることを特徴とする。A light emitting device of the present invention comprises a pixel electrode formed directly on a substrate or through one or more layers of film formed on the substrate, and the pixel electrode formed on the pixel electrode. A light emitting device comprising: an insulating wall separating pixel electrodes; an organic layer formed on the insulating wall and between the insulating walls; and a counter electrode formed on the entire surface of the organic layer. A region where the thin film transistor for driving the light emitting element and the pixel electrode are electrically connected to each other is outside the pixel electrode region.
【００１１】本発明の好ましい態様において、画素電極
が発光素子を駆動するトランジスタのドレイン電極と電
気的に接続され、前記画素電極と前記薄膜トランジスタ
のドレイン電極が同一レイヤーに形成されている。In a preferred aspect of the present invention, the pixel electrode is electrically connected to the drain electrode of the transistor driving the light emitting element, and the pixel electrode and the drain electrode of the thin film transistor are formed in the same layer.
【００１２】また、本発明の好ましい態様において、画
素電極と薄膜トランジスタのドレイン電極が同一材料で
形成されている。In a preferred aspect of the present invention, the pixel electrode and the drain electrode of the thin film transistor are made of the same material.
【００１３】また、本発明の好ましい態様において、同
一材料で形成された画素電極と薄膜トランジスタのドレ
イン電極が、アルミもしくは少なくともアルミを含む積
層体からなる。Further, in a preferred aspect of the present invention, the pixel electrode and the drain electrode of the thin film transistor formed of the same material are made of aluminum or a laminate containing at least aluminum.
【００１４】また、本発明の好ましい態様において、絶
縁性壁が有機膜から形成されている。Further, in a preferred aspect of the present invention, the insulating wall is formed of an organic film.
【００１５】また、本発明の好ましい態様において、絶
縁性壁が無機膜から形成されている。Further, in a preferred aspect of the present invention, the insulating wall is formed of an inorganic film.
【００１６】また、本発明の好ましい態様において、絶
縁性壁が有機膜と無機膜の積層体からなり、表面層は無
機膜から形成されている。Further, in a preferred aspect of the present invention, the insulating wall is made of a laminate of an organic film and an inorganic film, and the surface layer is made of an inorganic film.
【００１７】また、本発明の好ましい態様において、薄
膜トランジスタの半導体層が多結晶シリコン膜からな
る。In a preferred aspect of the present invention, the semiconductor layer of the thin film transistor is made of a polycrystalline silicon film.
【００１８】また、本発明の好ましい態様において、薄
膜トランジスタの半導体層がレーザーによって多結晶化
されたシリコン膜を用いている。In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor layer of the thin film transistor uses a silicon film polycrystallized by laser.
【００１９】本発明の表示装置は、上記に記載のいずれ
かの発光素子を用いたことを特徴とする。The display device of the present invention is characterized by using any one of the light emitting elements described above.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明における実施形態を以下に
説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００２１】（実施の形態１）まず、図１を用いて第１
の実施形態を説明する。画素電極７３を有した薄膜トラ
ンジスタ１１は従来例と同一のものである。図１に示す
ように、画素電極７３と下部のドレイン電極７２を電気
的に接続しているコンタクトホール７５は画素領域１２
から少し離れた位置に配置されている。そして、このコ
ンタクトホール７５は有機層８３を分離するために画素
電極７３の間に形成された絶縁性壁１３によって覆われ
た構成となっている。これによって、このコンタクホー
ル７５内には有機層８３と対向電極７９が形成されない
構造となる。(Embodiment 1) First, referring to FIG.
Will be described. The thin film transistor 11 having the pixel electrode 73 is the same as the conventional example. As shown in FIG. 1, the contact hole 75 that electrically connects the pixel electrode 73 and the drain electrode 72 below is formed in the pixel region 12.
It is located a little away from. The contact hole 75 is covered with the insulating wall 13 formed between the pixel electrodes 73 to separate the organic layer 83. As a result, the organic layer 83 and the counter electrode 79 are not formed in the contact hole 75.
【００２２】図２に上面図を示す。コンタクトホール７
５は画素領域１２より外側に配置され、その上からは絶
縁性壁１３が覆い尽くしている。FIG. 2 shows a top view. Contact hole 7
5 is arranged outside the pixel region 12, and the insulating wall 13 covers it from above.
【００２３】また、図１に示した構造ではドレイン電極
７２と画素電極７３の間には平坦化膜７４が介在し、そ
れぞれの電極は異なる層に形成された構造となってい
る。Further, in the structure shown in FIG. 1, a flattening film 74 is interposed between the drain electrode 72 and the pixel electrode 73, and the respective electrodes are formed in different layers.
【００２４】（実施の形態２）図３に両電極が同一層上
に形成された第２の実施形態を示す。画素電極７３を有
した薄膜トランジスタ１１は第１の実施形態と同様であ
る。図３に示すように、画素電極７３とドレイン電極７
２は同一レイヤー上で接続されている（コンタクト部分
３１）。そして、このコンタクト部分３１は有機層８３
を分離するために画素電極７３の間に形成された絶縁性
壁１３によって覆われた構成となっている。このよう
に、両電極を同一レイヤー上に形成する事によって第１
の実施形態で示したようなコンタクトホール７５は形成
される必要がなくなる。また、本第２の実施形態におい
て絶縁性壁１３はなくても構わない。この場合、有機層
８３の中の発光層は画素領域１２にのみ形成すればよ
い。(Embodiment 2) FIG. 3 shows a second embodiment in which both electrodes are formed on the same layer. The thin film transistor 11 having the pixel electrode 73 is similar to that of the first embodiment. As shown in FIG. 3, the pixel electrode 73 and the drain electrode 7
2 are connected on the same layer (contact part 31). Then, the contact portion 31 has an organic layer 83.
To be separated from each other by an insulating wall 13 formed between the pixel electrodes 73. In this way, by forming both electrodes on the same layer, the first
The contact hole 75 as shown in the above embodiment need not be formed. Further, the insulating wall 13 may be omitted in the second embodiment. In this case, the light emitting layer in the organic layer 83 may be formed only in the pixel region 12.
【００２５】この構造の上面図を図４に示す。ドレイン
電極７２と画素電極７３のコンタクト部分３１は画素領
域１２より外側に配置され、その上からは絶縁性壁１３
が覆い尽くしている。A top view of this structure is shown in FIG. The contact portion 31 between the drain electrode 72 and the pixel electrode 73 is arranged outside the pixel region 12, and the insulating wall 13 is located above the contact portion 31.
Are all over.
【００２６】また、本第２の実施形態ではドレイン電極
７２と画素電極７３が同一材料であっても良い。異なる
場合、ドレイン電極７２はＴｉ、Ｍｏ、ＭｏＷ、Ｃｒな
どの高融点金属もしくはこれらの材料を含んだ積層構造
を用いる。一方、画素電極７３はＩＴＯなどの透明電極
を用いる。同一材料にする場合は、上述した高融点金属
でドレイン電極７２と画素電極７３を同時に形成しても
良い。In the second embodiment, the drain electrode 72 and the pixel electrode 73 may be made of the same material. If different, the drain electrode 72 uses a refractory metal such as Ti, Mo, MoW, or Cr, or a laminated structure including these materials. On the other hand, the pixel electrode 73 uses a transparent electrode such as ITO. When the same material is used, the drain electrode 72 and the pixel electrode 73 may be simultaneously formed of the refractory metal described above.
【００２７】この場合、図３、図４に示したコンタクト
部分３１はなくなる。この構造をとった場合、発光した
光は上部に取り出すしかないため、対向電極７９は透明
の電極を用いるか、金属でも極めて薄くすることが必要
になる。また、これらの積層でも良い。In this case, the contact portion 31 shown in FIGS. 3 and 4 is eliminated. In the case of adopting this structure, since the emitted light can only be extracted to the upper portion, it is necessary to use a transparent electrode as the counter electrode 79 or to make it extremely thin even if it is made of metal. Also, a laminated layer of these may be used.
【００２８】第１の実施形態および第２の実施形態で用
いた絶縁性壁１３は高さ約１〜５μｍ程度とした。画素
電極７３に覆い被せる量は画素電極７３のエッジから約
１〜３μｍ程度とした。材料はノボラック系樹脂、ポリ
イミド系の樹脂などを用いた。今回用いたものは感光性
のものであり、画素領域１２はスピンコートで上記樹脂
を形成しておいた後、フォトマスクを用いて紫外線を照
射して、その後現像することで形成した。The insulating wall 13 used in the first and second embodiments has a height of about 1 to 5 μm. The amount of covering the pixel electrode 73 was about 1 to 3 μm from the edge of the pixel electrode 73. The material used was a novolac resin or a polyimide resin. The one used this time is photosensitive, and the pixel region 12 was formed by forming the above resin by spin coating, irradiating ultraviolet rays using a photomask, and then developing.
【００２９】また、この絶縁性壁１３は無機膜でも良
い。例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などであ
る。シリコン酸化膜であればＳＯＧ（スピンオングラ
ス）膜を用いても良いし、ＣＶＤやスパッタで形成して
も良い。シリコン窒化膜であればＣＶＤ法で形成するの
が望ましい。また、上記の有機層と無機層の積層でもよ
く、最上層が無機膜である方が望ましい。The insulating wall 13 may be an inorganic film. For example, it is a silicon oxide film or a silicon nitride film. If it is a silicon oxide film, an SOG (spin on glass) film may be used, or it may be formed by CVD or sputtering. A silicon nitride film is preferably formed by the CVD method. Further, the organic layer and the inorganic layer may be laminated, and the uppermost layer is preferably an inorganic film.
【００３０】図１から図４に示した発光素子を基板上に
形成して、表示装置とした形態を図５に示す。基板５０
上に薄膜トランジスタ１１をアレイ上に形成して薄膜ト
ランジスタアレイを作製する。薄膜トランジスタ１１の
ドレイン電極７２と電気的に接続された画素電極７３を
形成する。この画素電極７３の周辺に図１、図２に示し
たような絶縁性壁１３を形成し、その中に実施形態で示
したように発光層５４（電極含む）を形成する。そし
て、アレイ上に配置した薄膜トランジスタ１１で信号を
供給して画像を表示させる。FIG. 5 shows a mode in which the light emitting device shown in FIGS. 1 to 4 is formed on a substrate to form a display device. Board 50
The thin film transistor 11 is formed on the array to form a thin film transistor array. A pixel electrode 73 electrically connected to the drain electrode 72 of the thin film transistor 11 is formed. The insulating wall 13 as shown in FIGS. 1 and 2 is formed around the pixel electrode 73, and the light emitting layer 54 (including the electrode) is formed therein as shown in the embodiment. Then, the thin film transistor 11 arranged on the array supplies a signal to display an image.
【００３１】画素電極７３とドレイン電極７２が同一レ
イヤーに形成される第２の実施形態においても同様に薄
膜トランジスタの構成を変更すればよい。Also in the second embodiment in which the pixel electrode 73 and the drain electrode 72 are formed in the same layer, the configuration of the thin film transistor may be similarly changed.
【００３２】実際に表示装置とする場合には、このアレ
イ表面をすべて覆うように封止を行なう。When actually used as a display device, sealing is performed so as to cover the entire array surface.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、薄膜トランジスタのドレイン電極と画素電極とを電
気的に接続するコンタクトホール内で生じる電流リーク
を完全に抑えることができる。これによって発光層に規
定量の電流を確実に供給することができ、良好かつ安定
した発光特性を得ることが出来る。As described above, according to the present invention, it is possible to completely suppress the current leakage generated in the contact hole that electrically connects the drain electrode of the thin film transistor and the pixel electrode. As a result, a specified amount of current can be reliably supplied to the light emitting layer, and good and stable light emitting characteristics can be obtained.
【００３４】また、表示装置としては画素欠陥や色むら
のないきれいな表示の実現を可能にする。Further, as a display device, it is possible to realize a clean display without pixel defects and color unevenness.
【図１】本発明の第１の実施形態による有機ＥＬの素子
断面図FIG. 1 is a sectional view of an element of an organic EL according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施形態による画素電極周辺の
上面図FIG. 2 is a top view of the periphery of a pixel electrode according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２の実施形態による有機ＥＬの素子
断面図FIG. 3 is a device cross-sectional view of an organic EL according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２の実施形態による画素電極周辺の
上面図FIG. 4 is a top view of the periphery of a pixel electrode according to the second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施形態を用いた表示装置を示す図FIG. 5 is a diagram showing a display device using an embodiment of the present invention.
【図６】従来技術における有機ＥＬの素子断面図FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional organic EL device.
【図７】図６におけるコンタクトホールの拡大図7 is an enlarged view of the contact hole in FIG.
１１ 薄膜トランジスタ １２ 画素領域 １３ 絶縁性壁 ３１ コンタクト部分 ５０ 基板 ５４ 発光層 ７１ 薄膜トランジスタ ７２ ドレイン電極 ７３ 画素電極 ７４ 平坦化膜 ７５ コンタクトホール ７６ ホール注入層 ７７ 発光層 ７８ 電子注入層 ７９ 対向電極 ８１ 側壁部 ８２ 底辺周辺部 ８３ 有機層 11 thin film transistor 12 pixel area 13 Insulating wall 31 Contact part 50 substrates 54 Light-emitting layer 71 thin film transistor 72 drain electrode 73 pixel electrode 74 Flattening film 75 contact holes 76 hole injection layer 77 Light-emitting layer 78 electron injection layer 79 Counter electrode 81 Side wall 82 Base area 83 Organic layer
Claims (10)
た1層以上の膜を介して形成された画素電極と、前記画
素電極上に前記画素電極間を分離する絶縁性壁と、前記
絶縁性壁上および前記絶縁性壁間に形成された有機層
と、前記有機層上全面に形成された対向電極とを具備す
る発光素子であって、前記発光素子を駆動する薄膜トラ
ンジスタと前記画素電極とが電気的に接続される領域が
前記画素電極領域の外であることを特徴とした発光素
子。1. A pixel electrode formed directly on a substrate or via one or more layers of film formed on the substrate, and an insulating wall on the pixel electrode for separating the pixel electrodes from each other. A light emitting device comprising an organic layer formed on the insulating wall and between the insulating walls, and a counter electrode formed on the entire surface of the organic layer, the thin film transistor driving the light emitting device, and the pixel. A light emitting element, wherein a region electrically connected to an electrode is outside the pixel electrode region.
スタのドレイン電極と電気的に接続され、前記画素電極
と前記薄膜トランジスタのドレイン電極が同一レイヤー
に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光素
子。2. The pixel electrode is electrically connected to a drain electrode of a transistor driving a light emitting element, and the pixel electrode and the drain electrode of the thin film transistor are formed in the same layer. Light emitting element.
電極が同一材料で形成されたことを特徴とした請求項１
または２に記載の発光素子。3. The pixel electrode and the drain electrode of the thin film transistor are formed of the same material.
Alternatively, the light-emitting element according to item 2.
ランジスタのドレイン電極が、アルミもしくは少なくと
もアルミを含む積層体からなることを特徴とした請求項
３記載の発光素子。4. The light emitting device according to claim 3, wherein the pixel electrode and the drain electrode of the thin film transistor which are made of the same material are made of aluminum or a laminated body containing at least aluminum.
とを特徴とした請求項１または２記載の発光素子。5. The light emitting device according to claim 1, wherein the insulating wall is formed of an organic film.
とを特徴とした請求項１または２記載の発光素子。6. The light emitting device according to claim 1, wherein the insulating wall is formed of an inorganic film.
なり、表面層は無機膜から形成されていることを特徴と
した請求項１または２記載の発光素子。7. The light emitting device according to claim 1, wherein the insulating wall is made of a laminate of an organic film and an inorganic film, and the surface layer is made of an inorganic film.
リコン膜からなることを特徴とした請求項１または２記
載の発光素子。8. The light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor layer of the thin film transistor is made of a polycrystalline silicon film.
によって多結晶化されたシリコン膜を用いていることを
特徴とした請求項８記載の発光素子。9. The light emitting device according to claim 8, wherein a semiconductor layer of the thin film transistor uses a silicon film polycrystallized by a laser.
の発光素子を用いたことを特徴とする表示装置。10. A display device using the light emitting device according to claim 1.
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