JP2000172198A - エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
エレクトロルミネッセンス表示装置Info
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Abstract
て陰極が陽極と短絡することを防止するとともに、発光
素子層からの光がTFTに到達しないようして安定した
表示を得ることができるEL表示装置を提供する。 【解決手段】 陽極61、陰極63及び該両電極の間に
挟まれた発光素子層62から成るEL素子60と、その
陽極61とソース電極18が接続されたTFTとから成
っており、その陽極61の周囲とTFTの全面を黒色に
着色した平坦化絶縁膜17にて覆い、露出した陽極61
の一部は発光素子層65と接続されている。よって、陽
極61の厚みに起因する発光素子層62の断線による陰
極63との短絡や、発光素子層62からの発光光が陰極
63に反射して回り込んでくることを防止できる。
Description
ロルミネッセンス素子及び薄膜トランジスタを備えたエ
レクトロルミネッセンス表示装置に関する。
tro Luminescence:以下、「EL」と称する。)素子
を用いたエレクトロルミネッセンス表示装置が、CRT
やLCDに代わる表示装置として注目されており、例え
ば、そのEL素子を駆動させるスイッチング素子として
薄膜トランジスタ(Thin Film Tr ansistor:以下、
「TFT」と称する。)を備えたエレクトロルミネッセ
ンス表示装置の研究開発も進められている。
示装置の平面図を示し、図5に図4中のB−B線に沿っ
た断面図を示す。
たゲート信号線51と、ドレイン信号線52との交点付
近にTFTを備えている。そのTFTのドレインはドレ
イン信号線52に接続されており、またゲートはゲート
信号線51に接続されており、更にソースはEL素子の
陽極61に接続されている。
や合成樹脂などから成る基板又は導電性を有する基板あ
るいは半導体基板等の基板10上に、TFT及び有機E
L素子を順に積層形成して成る。ただし、基板10とし
て導電性を有する基板及び半導体基板を用いる場合に
は、これらの基板10上にSiO2やSiNなどの絶縁
膜を形成した上にTFTを形成する。
等の高融点金属から成るゲート電極11を形成し、その
上にゲート絶縁膜12、及びp−Si膜からなる能動層
13を順に形成する。
のチャネル13cと、このチャネル13cの両側に、チ
ャネル13c上のストッパ絶縁膜14をマスクにしてイ
オンドーピングし更にゲート電極11の両側をレジスト
にてカバーしてイオンドーピングしてゲート電極11の
両側に低濃度領域とその外側に高濃度領域のソース13
s及びドレイン13dが設けられている。即ち、いわゆ
るLDD(Lightly Doped Drain)構造である。
びストッパ絶縁膜14上の全面に、SiO2膜、SiN
膜及びSiO2膜の順に積層された層間絶縁膜15を形
成し、ドレイン13dに対応して設けたコンタクトホー
ルにAl等の金属を充填してドレイン電極16を形成す
る。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にす
る平坦化絶縁膜17を形成する。そして、その平坦化絶
縁膜17のソース13sに対応した位置にコンタクトホ
ールを形成し、このコンタクトホールを介してソース1
3sとコンタクトしたITO(Indium Tin Oxide)から
成るソース電極18を兼ねた、EL素子の陽極61を平
坦化絶縁膜17上に形成する。
を形成する。
り、ITO(Indium Thin Oxide)等の透明電極から成
る陽極61、MTDATA(4,4-bis(3-methylphenylph
enylamino)biphenyl)から成る第1ホール輸送層、TP
D(4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenyl
anine)からなる第2ホール輸送層、キナクリドン(Qui
nacridone)誘導体を含むBebq2(10-ベンゾ〔h〕
キノリノール−ベリリウム錯体)から成る発光層及びB
ebq2から成る電子輸送層からなる発光素子層62、
マグネシウム・インジウム合金から成る陰極63がこの
順番で積層形成された構造である。
れたホールと、陰極から注入された電子とが発光層の内
部で再結合し、発光層を形成する有機分子を励起して励
起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層
から光が放たれ、この光が透明な陽極から透明絶縁基板
を介して外部へ放出されて発光する。
EL素子60を形成する際に、陽極61の上に形成する
発光素子層62はその厚みが一般に約2000Å以下と
非常に薄いため、陽極61の端部の平坦化絶縁膜17と
の段差及びTFTの凹凸例えばAl配線の厚みによって
カバレッジが悪くなり、発光素子層62が断線してしま
い、その断線箇所において、上層に設けた陰極63が陽
極61と短絡してしまうことになり、そうなるとこの表
示画素は表示欠陥となってしまうという欠点があった。
5の矢印で示すようにその一部がTFTに到達するた
め、その光によりTFTのリーク電流が増加してしまい
安定したTFT特性及び表示を得ることができないとい
う欠点があった。
て為されたものであり、陽極の厚みによる発光素子層の
断線に起因して陰極が陽極と短絡することを防止すると
ともに、発光素子層からの光がTFTに到達しないよう
して安定した表示を得ることができるEL表示装置を提
供することを目的とする。
は、基板上に非単結晶半導体膜からなる能動層を備えた
薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタのソース電極
に接続された透明電極、発光素子層及び陰極を有するエ
レクトロルミネッセンス素子とを備えたエレクトロルミ
ネッセンス表示装置であって、前記透明電極の一部が露
出するように基板全面を着色平坦化絶縁膜にて覆い、前
記透明電極の露出部にて前記発光素子層とコンタクト
し、該発光素子層上に金属からなる陰極が形成されてい
るものである。
は、絶縁膜を介して前記ソース電極の上層に形成したも
のである。
化絶縁膜は黒色に着色されているものである。
ス表示装置について以下に説明する。 <第1の実施の形態>図1に本発明の実施の形態の有機
EL素子及びTFTを備えたEL表示装置の1つの画素
を示す平面図を示し、図2に図1中のA−A線に沿った
断面図を示す。
レイン信号線52との交点付近にTFT30を形成し、
そのTFT30のソースは有機EL素子60の陽極61
に接続されている。
や合成樹脂などから成る基板又は導電性を有する基板あ
るいは半導体基板等の基板10上に、TFT及び有機E
L素子を順に積層形成して成る。ただし、基板10とし
て導電性を有する基板及び半導体基板を用いる場合に
は、これらの基板10上にSiO2やSiNなどの絶縁
膜を形成した上にTFTを形成する。
リガラス等からなる絶縁性基板10上に、クロム(C
r)、モリブデン(Mo)などの高融点金属からなるゲ
ート電極11及びゲート電極11を備えたゲート信号線
51を形成する。
膜からなる能動層13を順に形成する。
のチャネル13cと、このチャネル13cの両側に、チ
ャネル13c上のストッパ絶縁膜14をマスクにしてイ
オンドーピングし更にゲート電極11の両側をレジスト
にてカバーしてイオンドーピングしてゲート電極11の
両側に低濃度領域とその外側に高濃度領域のソース13
s及びドレイン13dが設けられている。即ち、いわゆ
るLDD構造である。そして、ゲート絶縁膜12、能動
層13及びストッパ絶縁膜14上の全面に、SiO
2膜、SiN膜及びSiO2膜の順に積層された層間絶縁
膜15を形成する。
電性材料から成る透明電極である陽極61を形成する。
そしてドレイン13d及びソース13sに対応して設け
たコンタクトホールにAl等の金属を充填してドレイン
電極16及びソース電極18を形成する。このときソー
ス電極18は透明電極である陽極61とコンタクトして
いる。
8、ドレイン電極16及び層間絶縁膜15の全面を覆う
ように樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜17
を形成する。
なく着色されている。例えば、カラーレジスト等の樹脂
を塗布することにより形成できる。また、着色する色は
発光する光を遮ることができる色であればよいが、好ま
しくは黒色である。黒色とすることにより、発光素子層
62から発光した光が、金属から成る陰極63に向かっ
て進み反射してくる光を吸収することができる。例えば
高精細のEL表示装置の場合には、隣接する表示画素が
非常に近接することになるが、その場合でも隣接する表
示画素の発光素子層からの光が陰極からの反射光として
回り込んでくることを防止できる。
脂であるレジストに、例えば黒色の顔料を混入して塗布
することにより着色が実現できる。
ルである開口部は、図1中の斜線部以外の白い部分であ
る。平坦化絶縁膜17はその開口部よりもやや大きくし
てあり、陽極61と平坦化絶縁膜17とは、陽極61の
周辺部にて重畳している形状である。
を、透明電極である陽極の周辺部、及びTFTを含む全
面に設けることにより、図2に示すように、発光素子層
62から発光される光はTFTに到達することがないの
で、TFTのリーク電流が増大することが防止できる。
また、EL素子の陽極である透明電極61の厚みによる
発光素子層62の断線に起因する、陰極63と陽極61
との短絡が防止できる。
17の下層に形成したITO(Indium Thin Oxide)等
の透明電極から成る陽極61、MTDATA(4,4-bis
(3-methylphenylphenylamino)biphenyl)から成る第1
ホール輸送層、TPD(4,4,4-tris(3-methylphenylphe
nylamino)triphenylanine)からなる第2ホール輸送
層、キナクリドン(Q uinacridone)誘導体を含むBe
bq2(10-ベンゾ〔h〕キノリノール−ベリリウム錯
体)から成る発光層及びBebq2から成る電子輸送層
からなり平坦化絶縁膜17に設けたコンタクトホールを
介して陽極61に接続される発光素子層62、マグネシ
ウム・インジウム合金から成る陰極63がこの順番で積
層形成された構造である。
ホールと、陰極から注入された電子とが発光層の内部で
再結合し、発光層を形成する有機分子を励起して励起子
が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から
光が放たれ、この光が透明な陽極から透明絶縁基板を介
して外部へ放出されて発光する。本実施形態の場合、E
L素子の発光光は図面の下方向に出射する。
面に着色した平坦化絶縁膜を設けるので、発光素子層か
らの光によるTFTのリーク電流の抑制、透明電極の厚
みによるカバレッジの向上、陰極による反射光の回り込
みの防止が可能である。 <第2の実施の形態>図3に、本発明の第2の実施の形
態であるEL表示装置の断面図を示す。なお、この断面
図は図1中のA−A線に沿ったものである。
点は、層間絶縁膜17に設けたコンタクトホールにAl
等の金属を充填して、ドレイン電極16及びソース電極
18を形成した後に、表面を平坦にする平坦化絶縁膜1
7を形成し、ソース電極に対応した位置の平坦化絶縁膜
17にコンタクトホールを設けてITO等の透明導電材
料から成る透明電極61を形成し、更に透明電極の周辺
部をに重畳して全面に着色した平坦化絶縁膜19を設け
た点である。
電極16及びソース電極18と異なる上層に透明電極6
1を設けた点が第1の実施の形態と異なる点である。
態と同様に、図3の矢印で示すように発光素子層62か
ら発光される光はTFTに到達しないため、光によるT
FT特性の変化、即ちリーク電流の増大を防止すること
ができる。また、EL素子の陽極である透明電極61の
厚みによる発光素子層62の断線に起因する、陰極63
と陽極61との短絡が防止できる。また、第1の実施の
形態と同様に、着色する平坦化絶縁膜17の色は、陰極
からの反射光を吸収することができ、光の回り込みが防
止できる。黒色が好ましい。また、本実施の形態によれ
ば、TFT上も平坦にすることができるため、透明電極
61をTFT上にも形成することが可能となる。
FTは、ゲート電極を能動層の下に設けたいわゆるボト
ムゲート型のTFTについて説明したが、ゲート電極が
能動層の上にあるいわゆるトップゲート型TFTでも良
い。また、能動層としてp−Si膜を用いたが、微結晶
シリコン膜又は非晶質シリコンを用いても良い。
よってTFTのリーク電流が増大することを防止するこ
とができるとともに、発光素子層からの光が陰極に反射
して隣接する表示画素に回り込んで入射されることがな
いEL表示装置を得ることができる。
平面図である。
断面図である。
断面図である。
面図である。
面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 基板上に非単結晶半導体膜からなる能動
層を備えた薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタの
ソース電極に接続された透明電極、発光素子層及び陰極
を有するエレクトロルミネッセンス素子とを備えたエレ
クトロルミネッセンス表示装置であって、前記透明電極
の一部が露出するように基板全面を着色平坦化絶縁膜に
て覆い、前記透明電極の露出部にて前記発光素子層とコ
ンタクトし、該発光素子層上に金属からなる陰極が形成
されていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス
表示装置。 - 【請求項2】 前記透明電極は、絶縁膜を介して前記ソ
ース電極の上層に形成したことを特徴とする請求項1に
記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。 - 【請求項3】 前記着色平坦化絶縁膜は黒色に着色され
ていることを特徴とする請求項1又は2に記載のエレク
トロルミネッセンス表示装置。
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