JP2001217076A - 光放出装置および製造方法 - Google Patents
光放出装置および製造方法Info
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Classifications
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
換する光放出装置を提供することを目的とする。 【解決手段】光放出装置(10)は、電流伝搬端子(1
2)を有する薄膜トランジスタ(12)、電流伝搬端子
に接続された第1端子を有し広スペクトラムをもつ光を
放出する有機エレクトロルミネッセンス素子(15)、
光を吸収しかつ吸収した光に応答して光を放出する色変
換媒体(40)、および有機エレクトロルミネッセンス
素子から放出された光を色変換媒体へ結合する微笑空洞
(41)から構成される。
Description
ッセンス装置に関し、さらに詳しくは薄膜トランジスタ
有機エレクトロルミネッセンス装置に関する。
おける進歩は、高品質、広画面、フルカラー高解像度表
示を可能にした。現在のところ、液晶表示(LCD)
は、優れた表示である。LCDの欠点は、低周囲光下で
の低い特性である。例えば、反射型LCDは、周囲光か
らの光を誘導する、すなわち周囲光はLCDによって反
射されるので、高周囲光条件においてのみ使用できる。
いくつかの透反射LCDは、透過モードで動作するよう
設計されるとともに、周囲光が不十分である場合の使用
のため、バック・ライト装置を備える。さらに、透反射
表示は、いくつかの視覚的特徴を有し、明るい放射型表
示を好むユーザが存在する。しかしながら、これらの表
示は、一般に、携帯電子装置のような小さい装置に実際
に使用するには大きすぎ、また携帯表示に応用するには
致命的ともいえる影響を与える大きな電力を消費する。
D:Organic Electroluminescent Device)アレイは、
小型の製品、特にページャ,セルラ携帯電話,二方向無
線機,データ・バンクなどの小型電子装置への使用に際
し、潜在的に強力な設計上の選択として出現してきてい
る。OEDアレイは、多様な周囲光条件(わずかの光あ
るいは光の無いところから明るい周囲光)のもとでの表
示の使用に際し十分な光を発生させることが可能であ
る。さらに、OEDは、比較的安くまた非常に小さい
(10分の1ミリメータより小さな直径)ものから比較
的大きい(1インチより大きい)ものまで製造できるの
で、OEDアレイは様々なサイズに製造できる。また発
光動作は非常に広い視野角を提供するというさらなる利
点を有する。
メモリ不足のため単純な2端子法を用いて駆動すること
が困難なことである。OEDの立ち上がりおよび減衰時
間は極めて速く、それは本質的に記憶を有しない。この
課題を克服するために、4端子薄膜トランジスタ(TF
T)素子がOED装置を駆動するために開発された。こ
れらの装置は、2つのTFT,記憶キャパシタ,および
基板上に配置されたOEDパッドを含む。記憶キャパシ
タは、アドレスされたEL素子への電力が一度選択され
ると維持し続けることを可能にする。
パシタのための処理と生成は非常に複雑で、製造過程で
達成するのは困難である。これらの装置では、キャパシ
タはゲート電極によって形成され、キャパシタの下部電
極として動作し、ゲート酸化分離層によって上部被覆電
極から分離される。上部電極はソース領域に結合され
る。この構造の例は、1996年6月19日に公開された欧州
特許庁公報番号EP O 717,445 A2に開示されている。い
くつかの問題がこのタイプの装置には明らかで、すなわ
ち、処理は複雑でキャパシタ・プロセスによって形成さ
れたOEDの陽極での鋭いエッジによる漏洩(リーケッ
ジ)が起こり得る。
フルカラー表示を達成するに必要な色の生成である。
赤、緑および青用のOEDを製造することはできるが、
異なる有機材料を必要とし、その結果各色は別々に製造
しなければならない。さらに、実現された色は純粋な原
色ではなく、比較的広いスペクトラムを有する。赤色光
の生成はOEDでは非常に難しく、例えば青色のような
他の色を赤色光に変換することが知られている。このよ
うな技術の一つが「赤色蛍光変換膜及びそれを用いた赤
色発光素子」と題する1996年11月1日付け公開特許、特
開平8−286033に開示されている。青色光を赤色光に変
換する間、その変換効率は極めて低く、かつその赤色光
には許容できない程の青緑色光の成分を含む。
よび製造方法を提供することが非常に望まれている。
新規で改良された発光装置を提供することを目的とす
る。
で発光装置を製造する新規で改良された方法を提供する
ことを目的とする。
る発光装置およびその製造方法を提供することを目的と
する。
なくとも部分的には解決され、上記および他の目的は、
薄膜トランジスタ,微小空洞および色変換媒体を含む発
光装置で実現される。薄膜トランジスタは、電流伝搬端
子を含む。有機エレクトロルミネッセンス素子は、広ス
ペクトラム光を発し、電流伝搬端子に結合された第1端
子を含む。色変換媒体はそれに与えられた光を吸収し、
吸収された光に応答して光を放出する。微小空洞は有機
エレクトロルミネッセンス素子からの光を色変換媒体へ
向ける。
色変換媒体を含む発光装置を製造する方法を提供する。
応する要素を示しす。まず図1を参照して、アドレス指
定可能な画素からなる複数の発光装置を形成する4端子
アクティブ・マトリックス表示の模式図を示す。発光装
置10は、破線で示されているが、電力TFT12、ア
ドレス指定可能なTFT13、記憶キャパシタ14、お
よびOED素子15を含む。4端子法の主要な利点は、
アドレス信号をOED励起信号から切り離す能力であ
る。OED素子はアドレス指定可能なTFTを介して選
択され、OED素子への励起電力は電力TFTにより制
御される。記憶キャパシタはアドレス指定可能なTFT
への励起電力が一度OED素子を選択すると維持し続け
ることを可能にする。このように、OED素子は、アド
レスのために割り当てられた時間にかかわらず、100
%に近いデューティ・サイクルで動作できるメモリを提
供する。
断面図が示される。発光装置10は、電力TFT12、
アドレス指定可能なTFT13、記憶キャパシタ14、
およびOED素子15を含む。電力TFT12は、ガラ
スあるいはそれと同等の透明絶縁基板19上に位置する
半導体層20を含む。離間した第1および第2ドープ領
域21,22は、注入、拡散あるいはそれらと同じ簡便
な方法により半導体層20中に形成される。N+型ドー
ピングは、標準半導体回路での簡便な集積を行うために
用いられる。ドープ領域21,22は、第1および第2
電流伝達端子(例えば、ソースおよびドレイン)を定
め、それらの間にチャネル23を具備する。第1および
第2電流伝達端子はここではソースおよびドレインと呼
ばれる。
20上に設けられ、好ましくはSiO2あるいは他の酸
化物、窒化物あるいはそれと同等のものから成る。半導
体層26は、良好な伝導を得るために強くドープされる
が(好ましくはn+)、絶縁層25上に設けられる。チ
ャネル23を覆う半導体層26の一部は制御端子(例え
ば、ゲート)を形成し、図2で見られるように、半導体
層26の最も左部分はドープ領域21の一部を覆う。キ
ャパシタ14は、半導体層26およびドープ領域21の
被覆部によって画定される。チャネル23を図2に関し
て現れるように層20内で中央から右へずらすことによ
り、オーバラップが実現される。一般に、ドープ領域2
1は、ドープ領域22より大きく形成され、これがずれ
を与える。キャパシタ14のこの類のない配置によっ
て、プロセス工程および空間限界要求を緩和するととも
に、制御端子(例えばゲート)とソースとの間にキャパ
シタを接続する。キャパシタの容量はドープ領域21、
すなわちソース端子、の面積を変更することによりたや
すく制御することができる。処理工程は、追加の層が追
加されないので、削減される。既存の層を再配分するこ
とによりキャパシタ14が得られる。
れ、ドープ領域21によって形成されたソース端子の外
部への電気的接合として動作する。図1に関連する追加
の説明として、接合金属30は同一の行の電力TFTの
近傍へ延び、ドープ領域21によって形成された全ての
ソース端子をグランドに接続する。
近傍の基板19の表面上に形成され、OED素子15の
形成に寄与する。層31は基板19の形成に依存し選択
的であるとともに、この明細書の目的から基板19の一
部と考えられる。これにより、SiO2のような絶縁材
料のパッシベーション層36はTFT12の表面上に堆
積される。
CM)40はパッシベーション層36の表面上およびS
iO2である層31の表面上に堆積され平坦化される。
微小空洞41はその後CCM40の表面上に処理形成さ
れる。微小空洞41はスペーサ42および誘電体積層4
3を含む。誘電体積層43は、異なる屈折率を有する複
数の材料層から成る。複数の層は対を成す層に分けら
れ、各対の一方の層は第1屈折率を有するとともに他方
の層は第1屈折率より小さい第2屈折率をもち、各対の
層は協働して部分鏡を形成し光を反射する。複数の層
は、様々な半透明金属および様々な誘電体を含む様々な
材料から構成し得る。典型的な例として、例えば、誘電
体積層43は、好ましくは、TiO2およびSiO2の交
互層によって形成される。。一般に、2ないし4対の層
がほぼ0.74の反射係数を与え、これは本目的に最適
と考えられる。当業者に理解されるように、誘電体積層
43の各対の層は発光周波数の1/2の整数倍の動作層
厚を持つ部分ミラーを画定し、それにより全ての反射光
が同相になる。
2、誘電体積層43、CCM40、パッシベーション層
36および層31を介して金属接点51の設けられたド
レイン端子22へ貫通される。OED15は、その後ス
ペーサ42の表面上で処理形成される。OED15は金
属接点51を介してドレイン端子22に結合された第1
端子65を含む。第1端子65は、ドープ領域22と電
気的結合をもって微小空洞41上にITOあるいは他の
透明導体である透明導電層を堆積することにより形成さ
れ、OED光出力を装置10の残余と通信する。少なく
とも、1つの有機エレクトロルミネッセンス層56が第
1端子55上に堆積される。第2端子を画定する導電層
57は有機エレクトロルミネッセンス層56を覆って堆
積される。導電層57はOED15への電力供給のため
の外部電気接点を提供する。導電層57は、また構造全
体に対してパッシベーッション(保護)を与える。微小
空洞41はOED15からの光出力と一列に配置され、
光スペクトラムを高める。もちろん、図1に関連するO
ED15は、使用される材料に依存して、1つの有機層
からいくつかの有機層を含む。
ていないが、本発明に重要ではない様々な技術によっ
て、またどのような位置にも集積できることは理解でき
よう。
素子をCCM40のようなCCM素子と結合することに
より達成されることが発表された(上記日本の公報を参
照)。青色有機光放出として提供されるOED15の場
合、CCM40は青色フィルタおよび緑および赤CCM
のような有機蛍光媒体から成り、それは青からの放出光
の色を変え、RGBフルカラー表示を形成する。TFT
駆動は、低電流密度(1ma/cm2)で動作するので、エレ
クトロルミネッセンスの信頼性を高める。微小空洞41
は、OED15からの青色光を強調し純化する効果を有
する。微小空洞41からのこのような強調されかつ純化
された青色光は青色フィルタであるCCM40を通過
し、青色出力を高める。緑色出力を得るために、CCM
40の緑CCMは青色を吸収し、緑色光を放出する。赤
色出力を得るために、赤CCM画素が必要とされる。C
CM40の赤CCMは青色を吸収し、緑色光を放出す
る。その後、緑色光は、再吸収され、赤色光出力の形式
で再放出する。
15の場合には、CCM40は青色および緑色フィルタ
および赤CCMのような有機蛍光媒体から成り、それは
青−緑からの放出光の色を変え、RGBフルカラー表示
を形成する。上記したように、TFT駆動は、低電流密
度(1ma/cm2)で動作するので、エレクトロルミネッセ
ンスの信頼性を高める。微小空洞41は、OED15か
らの青色光を強調し純化する効果を有する。微小空洞4
1からのこのような強調されかつ純化された青−緑光出
力は青および緑色フィルタであるCCM40を通過し、
青−緑色出力をそれぞれ高める。赤色光出力を得るため
に、CCM40の赤CCMは青および緑色を吸収し、赤
色光を放出する。赤色出力を得るために、赤CCM画素
が必要とされる。
実施例への変更および修正は当業者にとっては容易に行
われるであろう。このような変更および修正をする範囲
は、本発明の思想を逸脱するものではなく、本発明の範
囲内に含められるものであり、請求項の公正な解釈によ
ってのみ評価される。
に記述したことにより、当業者であれば本発明と同等の
ものを理解し実施することが可能となるであろう。
模式図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 電流伝搬端子を有する薄膜トランジスタ
(12)と、 前記電流伝搬端子に接続された第1端子を有し、広スペ
クトラムをもつ光を放出する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子(15)と、 与えられる光を吸収し、吸収された光に応答して光を放
出する色変換媒体(40)と、 前記有機エレクトロルミネッセンス素子から放出された
光を前記色変換媒体に結合する微小空洞(41)と、か
ら構成されることを特徴とする光放出装置(10)。 - 【請求項2】 基板上に形成されたアドレス可能な複数
の画素から構成されるアクティブ・マトリックスを含む
光放出装置であって、 各画素は、 電流伝搬端子を有する薄膜トランジスタ(12)と、 前記電流伝搬端子に接続された第1端子を有し、広スペ
クトラムをもつ光を放出する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子(15)と、 与えられる光を吸収し、吸収された光に応答して光を放
出する色変換媒体(40)と、 前記有機エレクトロルミネッセンス素子から放出された
光を前記色変換媒体に結合する微小空洞(41)と、を
有することを特徴とする光放出装置。 - 【請求項3】 基板(19)を提供する段階と、 電流伝搬端子を有する薄膜トランジスタを前記基板上に
堆積する段階と、 前記薄膜トランジスタを覆う色変換媒体(40)を形成
する段階と、 微小空洞(41)を前記色変換媒体上に堆積する段階
と、 有機エレクトロルミネッセンス素子(15)を前記微笑
空洞上に前記電流伝搬端子と電気的結合をもって形成さ
れる段階と、から構成されることを特徴とする光放出装
置。
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