CN1317593C - 像素元件基板及其制造方法、显示装置、电子机器 - Google Patents

像素元件基板及其制造方法、显示装置、电子机器 Download PDF

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Abstract

提供一种可以向各像素施加均匀的驱动电压、使发光区域不狭窄的显示装置。本发明的显示装置，将像素元件基板和包括像素元件的驱动电路的驱动电路基板接合而成，驱动电路基板在与像素元件基板对向的面上含有与多个像素元件的驱动电路连接的多个连接端子，像素元件基板包括：在透光性基板(110)上形成的像素电极(112)、在像素电极上分别连接各一端而形成的像素元件(120)、共同连接像素元件的各另一端的共同电极配线(131)、使像素元件互相分离而划定像素元件各区域的贮格围堰区域(115)、借助于在贮格围堰区域形成的通孔连接驱动电路基板的连接端子和与其对应的像素元件的像素电极的个别电极配线(132)。

Description

像素元件基板及其制造方法、显示装置、电子机器
技术领域
本发明涉及一种使用有机EL(电致发光)元件和液晶显示元件等的显示装置及其制造方法，特别是涉及提高像素的开口效率的显示装置及其制造方法。
背景技术
在平成13年12月18日，申请人对有机EL显示体及其制造方法进行了专利申请。该申请是将制入有机EL元件的EL基板和制入驱动该有机EL元件的驱动电路的驱动电路基板粘合而形成显示装置。由此，例如，能够有效地生产显示装置。
在提案的显示装置中，如后述的参考例(参照图10及图11)所示那样，为了将配置多个有机EL元件的EL基板和驱动有机EL元件的多个驱动电路基板粘合起来，在EL基板上形成共同连接多个有机EL元件的透明的共同电极配线(ITO(氧化铟锡))，在与EL基板的驱动电路基板相对向的面的一侧，配置各有机EL元件的每个像素电极(Al)。由此，驱动电路基板的驱动电路和有机EL元件的连接可以容易进行。
【专利文献1】特愿2001-385179号
但是，为了通过EL基板将有机EL元件发光的光取到外部，要用透明电极形成有机EL元件的共同电极。由于作为透明电极使用的ITO电阻值大，所以形成大画面(大面积)时，因电压下降，难以向构成画面的有机EL元件施加均匀的电压。不能施加均匀的驱动电压时，发光就不均匀，从而对画面质量有较大的影响。
作为对策，可以考虑在贮格围堰部格子状地配置铝等的低电阻值的辅助配线，但是，为了降低电阻值而扩展辅助配线的宽度时，由于发光区域变窄，开口效率下降，所以难以将共同电极设定为充分的低电阻值。
发明内容
因而，本发明的目的在于，提供一种向各像素施加均匀的驱动电压、发光区域不变窄的显示装置。
另外，本发明的目的在于，提供一种具有这种改良的显示装置的电子机器。
另外，本发明的目的在于，提供一种向各像素施加均匀的驱动电压而使发光区域不变窄的显示装置的像素元件基板及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明的显示装置将排列多个像素元件的像素元件基板和含有上述多个像素元件的驱动电路的驱动电路基板接合起来，上述像素元件基板包括：多个像素电极，在透光性基板上形成；多个像素元件，各自的一端分别与上述多个像素电极连接；共同电极配线，将上述多个像素元件各自的另一端共同连接；贮格围堰(bank)区域，使上述多个像素元件互相分离而划定像素元件各自的区域；多个独立电极配线，借助于在上述贮格围堰区域内形成的通孔而将上述驱动电路基板的多个连接端子和与上述多个连接端子分别对应的上述多个像素元件的像素电极分别连接。
通过这样构成，就可以得到在像素元件基板的透光性基板的一侧配置各像素的个别电极、而在与像素元件基板的驱动电路相对向的一侧具有共同电极的结构。由于个别电极的面积小，所以就可以使用电阻值比较大的材料，例如，ITO(氧化铟锡)。由于不需要有用于降低电阻的辅助配线的区域，所以该部分的个别电极的面积可以取大，就能够提高一个像素被分割的区域中的发光区域的比率。
另外，上述贮格围堰部具有多个阶差，在上述贮格围堰部的最高的部分开口并形成上述通孔，利用其它的阶差部分而可以形成上述像素元件的成膜。由此，连接个别电极配线和驱动电路基板的连接端子变得容易。另外，利用其它的阶差部分可以形成像素元件，例如，能够更容易地进行由液滴喷出法(喷墨法)的有机EL元件的成膜。
另外，上述像素元件包括有机EL元件、液晶显示元件或发光二极管。由此，可以容易地形成显示装置。
另外，上述像素电极是透明电极，上述像素元件发光的光或透过的光在上述像素元件基板侧取出。将在各像素元件的透光性基板的一侧以小面积划定的个别电极取为透明电极，将与像素元件基板的驱动电路相对向的一侧的共同电极取为含有Al、Cu、Cr等的导电性高的金属，由此，即使使用电阻值比较高的透明的ITO(透明电极)，电压下降的问题也可以消除。
另外，上述的像素元件基板、驱动电路基板可以使用玻璃基板和可挠性的塑料基板。
在移动型计算机、移动电话机、数码相机、PDA(便携型终端)、便携式电视等各种电子机器中使用上述显示装置的情况下，具有可以形成小型的显示部的优点。
另外，本发明的像素元件基板包括：多个像素电极，在透光性基板上形成；多个像素元件，各自的一端分别与上述多个像素电极连接；共同电极配线，将上述多个像素元件各自的另一端共同连接；贮格围堰区域，使上述多个像素元件互相分离而划定像素元件各自的区域；多个独立电极配线，借助于通孔将在上述贮格围堰区域的表面上与上述多个像素电极对应而形成的多个外部连接部和上述多个像素电极分别连接。
根据这样构成，就可以得到在透光性基板的一侧具有以小面积划定的像素电极、在其相反侧具有共同电极的结构的像素元件基板。通过各像素电极是小面积，即使使用高电阻的像素电极材料，例如透明电极的ITO，最终对电压下降等的影响也小。
另外，本发明的像素元件基板的制造方法，包括以下工序：第1工序，在透光性绝缘基板上使能透光的导电层成膜、使其制作配线图形而形成多个像素电极；第2工序，在上述多个像素电极上使绝缘层成膜、使其制作配线图形、在各像素电极上使接触孔区域和像素元件形成区域开口；第3工序，在上述绝缘层上使各接触孔区域及各像素元件形成区域开口的同时、在各接触孔区域的外周围形成相对高的第1高度的贮格围堰层、在各像素元件形成区域的外周围形成相对低的第2高度的贮格围堰层；第4工序，在各像素元件形成区域的像素电极上形成像素元件；和第5工序，在上述接触孔、上述贮格围堰层及各像素元件上使导电层成膜、研磨该导电层直至上述贮格围堰层的上述第1高度部分露出。
上述第3工序优选包括：在上述绝缘层上形成使各接触孔区域及各像素元件形成区域开口的上述第2高度的第1贮格围堰层的工序、和在上述第1贮格围堰层的各接触孔区域的外周围形成上述第1高度的第2贮格围堰层的工序。由此，贮格围堰能够形成阶差。
上述像素元件优选包括有机EL元件、液晶显示元件、发光二极管。
根据本发明，由于在透明(光通过性)基板的一侧配置小面积的像素电极，将与像素元件基板的驱动电路相对向的一侧的共同电极取为例如含有Al、Cu、Cr等的导电性高的金属的结构，所以，即使在透明(光通过性)基板的一侧使用高电阻的电极材料，例如ITO，也难以发生因电压下降造成的图像的亮度不均。另外，由于降低了高电阻的电极材料的电阻，在像素的周围就不必形成网状的辅助配线，因而可以提高显示区域的开口效率。
附图说明
图1是说明本发明的实施例的显示装置的剖面图。
图2是说明显示装置的制造工序的说明图。
图3是说明显示装置的制造工序的说明图。
图4是说明显示装置的制造工序的说明图。
图5是说明显示装置的制造工序的说明图。
图6是说明显示装置的制造工序的说明图。
图7是说明显示装置的制造工序的说明图。
图8是说明显示装置的制造工序的说明图。
图9是说明显示装置的制造工序的说明图。
图10是说明显示装置的参考例的说明图。
图11是说明显示装置的参考例的说明图。
图12是说明使用显示装置的电子机器之例的说明图。
图13是说明使用显示装置的电子机器之例的说明图。
图14是说明使用显示装置的电子机器之例的说明图。
图中：100-像素元件基板，110-透明基板，112-像素区域，114、115-贮格围堰层，120-像素元件(有机EL元件)，200-驱动电路基板。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
在本发明的实施例中，表示了将制入像素元件的像素元件基板和制入驱动像素元件的驱动电路的驱动电路基板粘合而形成的显示装置。该薄膜装置的像素元件基板排列许多至少具有2个电极的像素元件，通过贮格围堰使像素元件相互绝缘。像素元件的1个电极是在像素元件基板的透光性基板的一侧被划定的透明的像素电极，另一个电极是共同连接在与驱动电路基板相对向的面的一侧配置的多个像素元件的共同电极。由通过像素元件基板的透光性基板的光来辨别图像。一个像素被分配为用贮格围堰围住的发光区域和在贮格围堰中形成的通孔区域，利用通孔，在与像素元件基板的驱动电路基板相对向的面的一侧导出与各像素电极(透明电极)的配线。
(实施例1)
图1表示了本发明的实施例的显示装置，大致区别为像素元件基板100和驱动电路基板200。
首先，像素元件基板100由基板100、绝缘层111、透明的像素电极112、绝缘层113、贮格围堰层115、通孔116、作为像素元件的有机EL元件120、共同电极131等构成。
透明基板110是由例如石英玻璃等的无碱玻璃、塑料薄膜等构成的透明基板。在其上使绝缘层111成膜的。如后述那样，在该绝缘层111上排列(配置)四方形地制作配线图形的多个像素电极112。像素电极112由透明的ITO成膜的。像素电极112的外周及上面由绝缘层113覆盖，与其它的像素电极112被分离(绝缘)。像素电极112上的绝缘层113开口形成像素形成区域141及通孔形成区域116。
在该绝缘层113上，按照包围像素形成区域141及通孔形成区域116的外周围的那样，使贮格围堰层115成膜。贮格围堰层115具有如后面详述那样的多个阶差(参照图5)，通孔形成区域116的外周部分成为最高。换句话说，贮格围堰层115的最上段的上面的中央部形成通孔116。在通孔116的底部露出像素电极112的一部分。由铝等的导电材料埋入该通孔116，形成作为与像素电极112连接的个别电极配线的像素电极配线132。像素电极配线132的上端部成为与驱动电路的连接部。
另外，在贮格围堰层115的围绕露出像素电极112的主要部分的像素形成区域141的区域形成阶差，该阶差能够利用于像素元件120的形成。贮格围堰层115可以由例如丙烯酸树脂、聚酰胺、氧化硅等绝缘材料形成。
在像素形成区域141内形成构成显示画面(或者显示区域)的单位像素的像素元件120。在该实施例中，作为像素元件120形成了有机EL元件。在透明的像素电极112上使空穴注入层121、有机EL层122、阴极131成膜而构成有机EL元件。用公知的材料、公知的制造方法形成有机EL元件。阴极131以钙、铝成膜而形成，与共同连接各有机EL元件的共同电极配线131连接着。
这样构成的像素元件基板100，以基板110的下面作为显示面，在基板110的上面排列多个像素元件120而构成的。各像素元件在基板110的上面以成膜的分割每个像素的透明的像素电极112作为一端、以共同电极131作为另一端。而且，利用贮格围堰层115而形成与共同电极131绝缘的区域，在该区域形成着各像素电极的连接配线的端子部。
另一方面，驱动电路基板200，在由无碱玻璃和塑料膜等的绝缘物构成的基板210的表面上形成有由氧化硅等构成的绝缘膜211。另外，在该绝缘膜上与各像素元件120的配置相对应而多个形成有驱动像素元件120的驱动电路212。具体地说，像素元件120是上述的有机EL元件。各驱动电路212，除TFT(薄膜晶体管)以外，还包括电容器、扫描线、信号线等。驱动电路212相互间用由氧化硅等的绝缘层213进行绝缘。借助于在该绝缘层213上的贯通孔，形成分别与各驱动电路212连接的多个连接端子214。在驱动电路基板200的与像素元件基板100相对向的面上，将各连接端子214配置在与像素元件基板100的各像素电极112的连接配线132的端子部对应的位置上。
借助于导电性树脂301将这样构成的像素元件基板100和驱动电路基板200粘合而形成显示装置。导电性树脂301也可以使用将银糊或铜糊等的金属和树脂混合的产物，也可以使用各向异性的导电性树脂或各向异性的导电膜。
根据这样的构成，由于以金属薄膜形成共同电极，所以即使用高电阻的ITO形成透明像素电极，因其面积小，也不会导致电压降低的问题。另外，由于可以有效应用分离像素的贮格围堰部，利用通孔使像素电极与驱动电路连接，所以与以下的参考例相比，开口效率不降低。
另外，上述的构成是也能够适用于在2个电极间形成像素元件的液晶显示装置和发光二极管的构成。
另外，为了容易理解上述的本发明的实施例的特征，参照图10及图11说明在先提出的专利申请的参考例。
图10是参考例的显示装置的剖面图。图11是表示显示装置的像素元件基板。在两图中与图1相对应的部分付与相同符号，省略该部分的说明。
参考例中，借助于绝缘膜111在玻璃基板110上形成有作为各像素元件120的共同电极151的透明电极(ITO)。如前所述，由于ITO电阻值高，为了抑制在大面积的共同电极151中的电压下降，在分离各像素的贮格围堰部分格子状(网状)地形成着铝的辅助配线152。各像素元件120使其阳极侧与共同电极151连接，使其阴极侧与铝的个别地分离的像素电极153连接着。像素电极153相互间用阴极隔离物154被分离。
这样构成的像素元件基板100借助于导电性树脂301与驱动电路基板200粘合，形成显示装置。
在这样的参考例的构成中，为了抑制高电阻的共同电极151的电压下降，在贮格围堰区域必需网状地配置宽度宽的辅助配线152，其结果，开口效率降低。
(实施例2)
参照图1～图9说明本发明显示装置的像素元件基板的制造工序。图2～图8的各(a)图是像素元件基板的平面图。图2～图8的各(b)图表示沿平面图中所示的A-A方向的剖面图。另外，图5及图8的各(c)图表示沿平面图中所示的B-B方向的剖面图。
首先，如图2所示，在厚度0.5mm的无碱的玻璃基板110上，例如通过等离子体CVD法使膜成形装置中的TEOS分解，使氧化硅层成膜为5000埃左右，形成绝缘膜111。在其上使ITO成膜为500埃左右，形成透明电极层。然后，用未图示的像素电极的掩模，使透明电极层制形成图案，形成多个像素电极112。
如图3所示，通过等离子CVD法在像素电极112及露出一部分的绝缘膜111上使氧化硅层成膜为2000埃左右，形成绝缘膜113。使用通孔区域及像素区域的掩模使该绝缘膜制形成图案，在绝缘膜113上使通孔区域116及像素元件区域141开口。另外，在图3(a)中，用点画线表示像素电极112的区域。
如图4所示，在绝缘膜113上，除了通孔区域116和像素元件区域141以外，用印刷法或液滴喷出法使丙烯酸树脂成膜为2μm的厚度，形成贮格围堰层114。不埋住通孔区域及像素元件区域。
如图5所示，在通孔区域1 16的外周，再次用印刷法或液滴喷出法使丙烯酸树脂在贮格围堰层114(参照图5(b))上层叠为2μm的厚度，形成贮格围堰层115(参照图5(c))。由此，贮格围堰层形成贮格围堰层114和115的2段高度。另外，在实施例中，贮格围堰层形成2段，但是也可以作为具有3段以上的多个阶差的层而形成。
如图6所示，用液滴喷出法在像素元件区域141的像素电极112上使空穴注入层成膜为1000埃的厚度，使有机EL层成膜为1000埃的厚度。
如图7所示，通过溅射法在像素元件基板100全体上沉积铝(导电材料)，埋住通孔区域116，形成有机EL元件的阴极及共同电极配线131。由此，形成像素元件120。
然后，如图8所示，从上方机械研磨像素元件基板100全体，削去铝层131直至露出贮格围堰层115的最上面。由此，用通孔116周围的贮格围堰层115部分使共同电极配线131和像素电极配线132分离(绝缘)。而用贮格围堰层115部分维持使像素元件120的电极(阴极)彼此连接的状态。
如图9所示，借助于导电性树脂，将这样构成的像素元件基板100和驱动电路基板200在两者的连接端子部分粘合。粘合可以使用粘接剂。
这样借助于在贮格围堰层115上形成的通孔116，就可以得到将在像素元件基板100上形成的像素电极112的配线132，从驱动电路基板200侧取出的结构。
这样，根据实施例的制造方法，就可以制造开口效率良好的显示装置。
(实施例3)
以下说明具备上述的显示装置(有机EL显示装置)的电子机器的几个例子。
<之一：移动型计算机>
首先说明将上述实施例的有机EL显示装置1适用于移动型个人计算机的例子。图12是表示该个人计算机的构成的立体图。图中，个人计算机1100由具备键盘1102的主体部1104和有机EL显示装置1构成。
<之二：移动电话机>
其次，说明将有机EL显示板适用于移动电话机的显示部的例子。图13是表示该移动电话机的构成的立体图。图中，移动电话机1200除多个操作按钮1202外，还具备受话口1204、送话口1206，同时具备上述的有机EL显示装置1。
<之三：数码照相机>
然后，说明将有机EL显示装置1用于取景器的数码照相机。图14是表示数码照相机的构成的立体图，是简单地表示与外部机器连接。
相对于普通的照相机用被拍照对象的光像使胶片感光，数码照相机1300用CCD(电荷耦合器件)等的摄像元件光电转换被拍照对象的光像，生成摄像信号。这里的构成是，在数码照相机1300的箱体1302的背面，设置上述的有机EL显示装置1，根据由CCD产生的摄像信号，进行显示。因此，有机EL显示装置1具有作为显示被拍照对象的取景器的功能。另外，在箱体1302的观察侧(图中的背面侧)设有含有光学透镜和CCD等的受光单元1304。
这里，摄影者确认由有机EL显示装置1显示的被拍照对象的像，按下快门按钮1306时，此时刻的CCD摄像信号由电路基板1308的存储器转送·存储。另外，在该数码照相机1300的箱体1302的侧面，设有影像信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且，如图所示，根据必要，电视监控器1430与前者的影像信号输出端子1312，而个人计算机1440与后者的数据通信用输入输出端子1314分别连接。另外，构成为根据所定的操作，电路基板1308的存储器中存储的摄像信号被输出到电视监控器1430和个人计算机1440中。
另外，作为电子机器除了图12的个人计算机或图13的移动电话机、图14的数码照相机以外，还可以举出具备液晶电视、探视型和监控直视型的视频信号磁带记录器、汽车驾驶导航装置、寻呼机、电子笔记本、计算器、文字处理机、工作台、电视电话、POS终端、具备触摸板的机器等。而且，无须说，作为这些各种电子机器的显示部，可以适用上述的显示装置。

Claims (9)

1.一种显示装置，是将排列多个像素元件的像素元件基板和包括上述多个像素元件的驱动电路的驱动电路基板接合而成的显示装置，其特征在于，
上述驱动电路基板在与上述像素元件基板对向的面上含有与上述多个像素元件的驱动电路连接的多个连接端子，
上述像素元件基板包括：
多个像素电极，在透光性基板上形成；
多个像素元件，各自的一端分别与上述多个像素电极连接；
共同电极配线，将上述多个像素元件各自的另一端共同连接；
贮格围堰区域，使上述多个像素元件互相分离而划定像素元件各自的区域；
多个独立电极配线，借助于在上述贮格围堰区域内形成的通孔而将上述驱动电路基板的多个连接端子和与上述多个连接端子分别对应的上述多个像素元件的像素电极分别连接。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，上述贮格围堰区域具有多个阶差，在上述贮格围堰区域的最高的部分开口并形成上述通孔，利用其它的阶差部分形成上述像素元件的成膜。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，上述像素元件包括有机EL元件、液晶显示元件或发光二极管。
4.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，上述像素电极是透明电极，上述像素元件的发光的光或透过的光可以在上述像素元件基板侧取出。
5.一种电子机器，其特征在于，包括权利要求1或2所述的显示装置。
6.一种像素元件基板，其特征在于，含有：
多个像素电极，在透光性基板上形成；
多个像素元件，各自的一端分别与上述多个像素电极连接；
共同电极配线，将上述多个像素元件各自的另一端共同连接；
贮格围堰区域，使上述多个像素元件互相分离而划定像素元件各自的区域；
多个独立电极配线，借助于通孔将在上述贮格围堰区域的表面上与上述多个像素电极对应而形成的多个外部连接部和上述多个像素电极分别连接。
7.一种像素元件基板的制造方法，其特征在于，包括以下工序：
第1工序，在透光性绝缘基板上使能透光的导电层成膜、使其制作配线图形而形成多个像素电极；
第2工序，在上述多个像素电极上使绝缘层成膜、使其制作配线图形、在各像素电极上使接触孔区域和像素元件形成区域开口；
第3工序，在上述绝缘层上使各接触孔区域及各像素元件形成区域开口的同时、在各接触孔区域的外周围形成作为相对高的第1高度、并在各像素元件形成区域的外周围形成作为相对低的第2高度的贮格围堰层；
第4工序，在各像素元件形成区域的像素电极上形成像素元件；和
第5工序，在上述接触孔、上述贮格围堰层及各像素元件上使导电层成膜、研磨该导电层直至上述贮格围堰层的上述第1高度部分露出。
8.根据权利要求7所述的像素元件基板的制造方法，其特征在于，
上述第3工序包括：
在上述绝缘层上形成使各接触孔区域及各像素元件形成区域开口的上述第2高度的第1贮格围堰层的工序、和
在上述第1贮格围堰层的各接触孔区域的外周围形成上述第1高度的第2贮格围堰层的工序。
9.根据权利要求7或8所述的像素元件基板的制造方法，其特征在于，上述像素元件是有机EL元件。
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