JP2002151253A - 発光装置及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
向上に対しては非常に有用であるが、EL素子の信頼性
を確保するためには、耐湿性を向上させる必要がある。 【解決手段】硬質の炭素膜を有機樹脂基板表面に形成す
る。またシール材の外面を覆うように形成する。代表的
にはDLC(Diamond like Carbon)膜を用いる。DL
C膜は短距離秩序的には炭素間の結合として、SP3結
合をもっているが、マクロ的にはアモルファス状の構造
となっている。DLC膜の組成は炭素が95〜70原子
%、水素が5〜30原子%であり、非常に硬く緻密であ
りガスバリア性と絶縁性に優れている。
Description
ら成る一対の電極間に発光性材料を含む薄膜を挟んだ素
子(以下、発光素子という)を有する装置(以下、発光
装置という)に関する。特に、発光素子にエレクトロル
ミネセンス(Electro Luminescence;EL)が得られる
発光性材料(EL材料)からなる薄膜(以下、発光層と
いう)を用いた発光装置に関する。また、本発明は、有
機樹脂材料を基板とした表示装置に関する。特に、前記
基板上に、薄膜トランジスタとEL材料を用いて画素部
を形成した表示装置に関する。
来のCRTと比べ軽量化や薄型化が可能であり、様々な
用途への応用が進められている。携帯電話や個人向け携
帯型情報端末(Personal Digital Assistant : PD
A)などは、インターネットに接続することが可能とな
り、映像表示で示される情報量が飛躍的に増え、表示装
置にはカラー化や高精細化の要求が高まっている。
表示装置は軽量化が重視される。例えば、携帯電話装置
では70gを切る製品が市場に出されている。軽量化の
為には個々の電子部品、筐体、バッテリーなど使用する
殆どの部品の見直しが図られている。しかし、さらなる
軽量化を実現するためには、表示装置の軽量化も推進す
る必要がある。
て作製されている。軽量化のためには、このガラス基板
の厚さを薄くする方法が考えられる。しかし、それに伴
って割れやすくなり耐衝撃性が低下してしまう。それ
は、携帯型情報端末に用いるうえで致命的な欠点となる
為、軽量化や耐衝撃性を同時に満たす手段として、有機
樹脂基板(プラスチック基板)を用いた表示装置の開発
が検討されている。
置の開発が進んでいる。発光素子で画素部を形成した表
示装置は自発光型であり、液晶表示装置のようにバック
ライトなどの光源を必要としないので、軽量化や薄型化
を実現する手段として有望視されている。
構造を図22に示す。図22において、絶縁体2201
の上には陽極2202、発光層2203および陰極22
04が積層され、発光素子2200を形成している。
202を直接透過して観測されるか、もしくは陰極22
04で反射された後に陽極2202を透過して観測され
る。即ち、観測者2206は発光層2203が発光して
いる画素において陽極2202を透過した発光2205
を観測することができる。
正孔を注入する電極(陽極)及び電子を注入する電極
(陰極)から形成されており、陽極から注入された正孔
および陰極から注入された電子が、発光層内で再結合す
る際に発光する現象を用いている。発光層を含む有機化
合物層は、熱、光、水分、酸素等によって劣化が促進さ
れることから、一般的にアクティブマトリクス型の発光
装置の作製において、画素部に配線や半導体素子を形成
した後に発光素子が形成される。
子が外気に曝されないように発光素子が設けられた第1
の基板と発光素子を封じるための第2の基板とを張り合
わせてシール材などにより封止(パッケージング)す
る。
間に設けられるすべての層を総称して有機化合物層と呼
んでいる。有機化合物層の構造は公知の構造に従い、例
えば、正孔注入層、発光層、電子輸送層、または電子注
入層などの積層体を総称して有機化合物層とする。そし
て有機化合物層に一対の電極から所定の電圧をかけ、そ
れにより発光層においてキャリアの再結合が起こって発
光する。
性の点で課題があった。有機化合物層に電子を注入させ
るために陰極として用いられる材料は、仕事関数が低い
アルカリ金属、またはアルカリ土類金属が一般的である
が、このような金属は、酸素または水分と反応を起こし
やすく、酸化されやすいことが知られている。陰極の酸
化は、陰極として用いられる材料から電子が失われるこ
とを意味する。また、酸化により陰極として用いられる
材料の表面に酸化膜が形成されてしまう。注入される電
子数の低下や酸化の影響によって、発光輝度の低下が起
こると考えられている。
素子は、ごく僅かな酸素や水分によって容易に電極が酸
化されてしまい、劣化が簡単に起こる。発光素子が酸化
されないようにするための技術(例えば、酸素および水
分を透過しない金属やガラスで発光素子を封止する、樹
脂を用いて張り合わせる、窒素や不活性ガスを充填する
等)開発がされてきた。しかし、金属や樹脂によって封
止しても、酸素はわずかな隙間から簡単に入り込んで、
陰極や発光層を酸化してしまう。さらに、封止に用いる
樹脂も、発光素子からみれば、簡単に水分を通してしま
っており、ダークスポットと呼ばれる非発光部が形成さ
れ、時間の経過とともに拡大し、発光しなくなる現象が
問題になっていた。
ラー表示の自発光型表示装置を実現させることが可能で
ある。しかし、有機発光素子には種々の劣化現象が確認
されており、実用化を妨げる課題として解決が急がれて
いる。ダークスポットは画素部に現れる非発光の点欠陥
であり、表示品位を著しく低下させるものとして問題視
されている。ダークスポットは進行型の欠陥であり、水
分が存在すれば、素子を動作させなくても増加すると言
われている。ダークスポットの原因は、アルカリ金属を
用いて形成される陰極の酸化反応であると考えられてい
る。ダークスポットの発生を防止するために、発光素子
を封止して、乾燥ガス中、または乾燥剤を入れるなどの
手段が凝らされているのが現状である。
助長する原因となるなど、酸化に結びつく要因が多いと
いった問題が発光装置を実用化する上で大きな障害とな
っていた。本発明はこのような問題点を克服し、信頼性
の高い発光装置を提供することを課題とする。そして、
そのような発光装置を表示部として用いることにより表
示部の信頼性が高い電子装置を提供することを目的とす
る。
合、それはガラス材料に比べ水蒸気透過率が高いことが
知られている。例えば、ポリエーテルイミドでは36.
5g/m2・24hr、ポリイミドでは32.7g/m2・24hr、
ポリエーテルテレフタレート(PET)では12.1g/
m2・24hrとなっている。
用いた表示装置を作製して、長期間空気中に放置してお
くと、水蒸気が除々に透過して有機発光素子を劣化させ
てしまうことは明白である。また、発光素子を封止する
シール材も有機樹脂材料が用いられ、そのシール部分か
ら空気中の酸素や水蒸気が浸入することを完全に防ぐこ
とは困難である。
較して柔らかいので、擦り傷などが出来やすいという欠
点がある。また、直射日光などを長時間当て続けると、
光化学反応により変質し、着色化してしまう欠点があ
る。
量化や耐衝撃性の向上に対しては非常に有用であるが、
発光素子の信頼性を確保するためには解決しなければな
らない課題が残存している。本発明はこのような問題点
を解決する技術であり、信頼性の高い発光素子を用いた
表示装置を提供することを目的としている。
光(発光装置の外部の光)が陰極の裏面(有機化合物層
に接する側の面)で反射され、陰極の裏面が鏡のように
作用して外部の景色が映りこんでしまうという問題を解
決するために、円偏光フィルムを貼り付けて、観測面に
外部の景色が映らないような工夫をしているが、円偏光
フィルムは、非常に高価であるため製造コストが上がっ
てしまうという問題があった。そこで、円偏光フィルム
を用いずに発光装置の鏡面化を防ぐことを目的とする。
を用いた表示装置において、水蒸気などの浸入を防ぎ、
かつ、表面の傷を防ぐ保護膜として、硬質の炭素膜を当
該基板表面に形成する。特に本発明では、DLC(Diam
ond like Carbon)膜を用いる。DLC膜は短距離秩序
的には炭素間の結合として、ダイヤモンド結合SP3結
合をもっているが、マクロ的にはグラファイト結合(S
P2結合)が混在したアモルファス状の構造となってい
る。DLC膜の組成は炭素が95〜70原子%、水素が
5〜30原子%であり、非常に硬く絶縁性に優れてい
る。このようなDLC膜は、また、水蒸気や酸素などの
ガス透過率が低いという特徴がある。また、微少硬度計
による測定で、15〜25GPaの硬度を有することが知
られている。
CVD法、電子サイクロトロン共鳴(ECR)CVD
法、スパッタ法などで形成することができる。いずれの
成膜方法を用いても、有機樹脂基板を加熱しなくても、
密着性良くDLC膜を形成することができる。DLCは
基板をカソードに設置して成膜する。または、負のバイ
アスを印加して、イオン衝撃をある程度利用して緻密で
硬質な膜を形成できる。
ス、例えばCH4、C2H2、C6H6などを用い、グロー
放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカ
ソードにイオンを加速衝突させて成膜する。こうするこ
とにより、緻密で平滑なDLC膜を得ることができる。
基板を殆ど加熱することなしに成膜できるので、表示装
置が完成する最終工程でDLC膜を形成することができ
る。
の表面に形成すると、ガスバリア性を高めることができ
る。或いは、TFTや発光素子が形成された有機樹脂基
板(以下、素子基板という)と、発光素子を封止する封
止基板とを貼り合わせるシール材部分に、外側からDL
C膜を形成してガスバリア性を高める。その場合のDL
C膜の厚さは5〜500nmで形成する。また、DLC膜
を光入射側の表面に形成しておくことにより、紫外線を
遮断して有機樹脂基板の光化学反応を抑え、その劣化を
防ぐことができる。
られた発光装置の第1の基板の側部からシール材の露出
部および第2の基板の側部まで(以下、端面という)を
連続的に酸素や水分を通さないDLC膜で覆う。こうす
ることで、従来では端面部分の樹脂を通じて侵入してし
まっていた酸素や水分が第1の基板と第2の基板との間
への侵入を防ぐことができる。
子基板と封止基板とシール材で封止された空隙に乾燥剤
を設ける。乾燥剤は酸化バリウムなどを好適に用いるこ
とができる。端面部分の封止の樹脂から侵入してしまっ
た酸素や水分、または、発光素子自身が有するガスや水
分を吸収させて発光素子に悪影響を及ぼさないようにす
るために乾燥剤を発光領域以外の場所(例えば、駆動回
路上部、隔壁上部または隔壁内部)に設ける。さらに、
黒色の樹脂を有機層間絶縁膜に用いることで、発光装置
の鏡面化(映りこみ)の問題を回避する。その他に、シ
ール材形成領域であっても良い。
は、パッシブ型または、アクティブマトリクス型のいず
れであっても適用できる。以下、本発明を実施の形態に
より詳細に説明する。
いて図1を用いて説明する。図1で示すのは発光素子を
用いた表示装置であり、図1(A)はTFTを用いて駆
動回路108と画素部109が形成された素子基板10
1と、封止基板102とがシール材105で固定されて
いる状態を示している。素子基板101と封止基板10
2との間の封止領域内には発光素子103が形成され、
乾燥剤106は駆動回路上または、シール材が形成され
た近傍に設けられている。または、図示されていない
が、画素部109及び駆動回路部108にかけて形成さ
れた隔壁110に設けても良い。
リエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナ
フタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PE
S)、アラミドなどの有機樹脂材料を用いる。基板の厚
さは30〜120μm程度のものを採用し、可撓性を持
たせる。
としDLC膜107を形成している。但し、DLC膜は
外部入力端子104には形成されていない。シール材に
はエポキシ系接着剤が用いられる。DLC膜107をシ
ール材105に沿って、かつ、素子基板101と封止基
板102の端部に沿って形成することで、この部分から
浸透する水蒸気を防ぐことができる。
101側と、DLC膜107をシール材105に沿っ
て、かつ、素子基板101と封止基板102の端部に沿
って形成した構成を示している。DLC膜は、形成する
膜厚にもよるが、500nm以下の短波長光の透過率が低
下するため、表示側である封止基板102の主表面には
形成しない一例を示している。しかし、TFTが形成さ
れた素子基板101側からの水蒸気の浸入を完全に遮断
できるので、TFTや発光素子の劣化を防止することが
できる。
成であり、素子基板101及び封止基板102の全面と
シール材105が形成された端部にかけて、DLC膜を
全面に形成する例を示している。こうして、ガスバリア
性を高め、かつ、基板表面をDLC膜で保護して傷が付
くことを防いでいる。
114に予めDLC膜を形成しておいたものを用いる一
例を示している。そして両方の基板を固定するシール材
が形成される端部にもDLC膜を後から形成する。
置の一例を示している。図2は真空室とそれに付随する
処理手段を中心に示してある。真空室をその目的別に分
類すると、処理基板218を移動させる搬送手段210
が設けられた共通室202を中心として、当該処理基板
を出し入れするロードロック室201、当該処理基板に
DLC膜を成膜する第1の反応室203及び第2の反応
室204が、ゲートバルブ205〜207を介して接続
されている。また、排気手段208、209、211、
212はそれぞれの真空室に設けられている。
12、放電発生手段213が設けられている。また、第
2の反応室204には、同様にガス導入手段215、放
電発生手段216が設けられている。ガス供給手段から
は、前述の炭化水素系のガスや、その他にArやH2な
どを導入することが可能な構成とする。放電発生手段は
1〜120MHzの高周波電源と、各反応室中に設けられ
たカソード及びアノードなどから成っている。DLC膜
は基板をカソード側に設置して成膜する。図1(C)で
示したように、素子基板と封止基板の両面にDLC膜を
形成するには、基板を反転させるなどして両面に成膜さ
れるようにする必要がある。
理基板の一方の面にDLC膜を形成し、第2の反応室2
04で他方の面にDLC膜を形成する場合の反応室の構
成を図3を用いて説明する。
段302が接続され、シャワー板309からガスが反応
室に供給されるアノード306と、高周波電源304が
接続されたカソード305が設けられている。その他に
排気手段303が設けられている。処理基板308はカ
ソード305上に配置されている。プッシャーピン30
7は基板を搬送する際に用いる。このような反応室の構
成により、処理基板の一方の面と、端部にDLC膜を形
成することができる。また、図3(A)で示すようにカ
ソードに段差を設けておくと、処理基板の裏面(端部の
近傍)にまでDLCを回り込ませて成膜することができ
る。勿論、この領域に成膜されるDLC膜は、他の部分
と比較すると薄くなっている。
(A)とは反対側の面、即ち処理基板の裏側にDLC膜
を形成する例を示している。反応室310に、ガス導入
手段312が接続し、シャワー板320を通して反応室
310内にガスを供給するアノード316と、高周波電
源314が接続されたカソード315が設けられてい
る。その他に排気手段313が設けられている。基板3
18はカソード315に配置するため、ホルダー319
と、それを上下させる機構311が設けられている。処
理基板318は最初プッシャーピン317上に保持さ
れ、ホルダー319が上昇してカソード315に処理基
板がセットされる。こうして、図3(A)とは反対側の
面、即ち処理基板の裏側にDLC膜を形成することが可
能となる。
表示装置の構成、即ちガスバリア層としてのDLC膜
は、図2及び図3で説明したプラズマCVD装置により
形成することができる。勿論、ここで示す装置の構成は
一例であり、他の構成の成膜装置を用いて、図1(A)
〜(D)に示す表示装置を作製しても良い。例えば、D
LCを成膜するためには、マイクロ波や電子サイクロト
ロン共鳴を用いたCVD装置を適用しても良い。
で、水蒸気や酸素が封止領域内に浸入することを防ぐ効
果が向上し、発光素子の安定性を高めることができる。
例えば、陰極が酸化して発生するダークスポットを減少
させることができる。
縁表面を有する基板(例えば、ガラス基板、セラミック
ス基板、結晶化ガラス基板、金属基板もしくはプラスチ
ック基板を用いることができる)に、画素部および駆動
回路を形成する一例を示している。
側駆動回路、1402はソース側(データ側)駆動回
路、1403は画素部である。ゲート側駆動回路140
1およびソ−ス側駆動回路1402に伝達される信号
は、入力配線1404を伝わってFPC(フレキシブル
プリントサーキット)1405から供給される。
するための基板である。発光素子からの光は上面(封止
基板1406側)に放射されるため、封止基板1406
は透光性を有する必要がある。1407は封止用の封止
基板と素子基板1400とを封止するための封止用樹脂
である。ここで、図14(A)をA−A'で切断した断
面図を図14(B)に示す。図14(B)において、封
止基板1406の表面にも酸素が透過しないようにDL
C膜で覆っている様子を図示している。
成した後、陰極1413、有機化合物層(含む発光層)
1414および陽極1415からなる発光素子1412
を設け、さらに陰極1413上には保護膜1417が設
けられている。この保護膜1417は、酸素および水に
より劣化しやすい発光素子1412を保護するために設
けている。いずれにしても、可視光に対して透明若しく
は半透明な絶縁膜であることが好ましい。
5は可視光に対して透明もしくは半透明である。なお、
本明細書中において、可視光に対して透明とは可視光の
透過率が概略80〜100%であること、可視光に対し
て半透明とは可視光の透過率が概略50〜80%である
ことを指す。陽極1415は、仕事関数が4.5〜5.
5の酸化物導電膜を用い、陰極としては、仕事関数2.
0〜3.5の導電膜(代表的には、周期表の1族もしく
は2族に属する元素を含む金属膜)を用いる必要があ
る。ただし、金属膜は、可視光に対して不透明であるこ
とが多い。そこで、図14(A)(B)に示すような構
造とすることが好ましい。陰極1413は、膜厚が5〜
70nm(好ましくは10〜30nm)と薄い金属膜と酸化
物導電膜(例えば、ITO)とを積層にして用いている
ため、可視光に対して半透明の状態を得られる。尚、有
機化合物層(含む発光層)1414としては、公知の構
造を用いればよい。有機化合物層を単独で用いてもよい
し、有機化合物層にキャリア(電子または正孔)注入
層、キャリア輸送層もしくはキャリア阻止層を積層して
もよい。
ぐために、端面にDLC膜を成膜して覆い、さらに第1
の基板1400と第2の基板1406との間にも乾燥剤
を設ける構造にしている。なお、乾燥剤を設ける方法と
しては、第2の基板にEB蒸着により酸化バリウム(B
aO2)膜を設ける、粉末の状態で封入するなどの方法
が考えられる。また、樹脂に乾燥剤を混ぜて、発光が放
射される領域以外の場所(例えば、駆動回路上、駆動回
路と画素をつなぐ配線上など)や隔壁上に設け、スペー
サーとしての機能を持つように設けてもよい。さらに、
隔壁を形成する樹脂に乾燥剤を混ぜ込むなど、上記のい
ずれかの方法を適応することができる。なお、本実施形
態では、乾燥剤として酸化バリウムの粉末を図14
(B)のように封止用樹脂107と樹脂1407とに挟
まれた領域1409に設けている。
して直接観察者に観察される。外光は、黒色樹脂を用い
た有機層間絶縁膜1419にほとんど吸収されるため、
問題とならない程度までに低減される。したがって、観
察者には反射光は届かず、外部の景色が観察面に映りこ
むといった問題を回避することができる。
406を張り合わせて作製された発光装置の端面にDL
C膜を設ける方法について図15(A)(B)を用いて
説明する。発光装置1501は、保持する手段1502
aにより保持して反応室1500に設置する。反応室1
500には、成膜に使用する原料ガスの導入口1508
および排気口1509が設けられており、反応室150
0内には、プラズマを励起させる手段(RF電極)15
03が設けられている。保持する手段1502aは、反
応室に固定されており、1502a上におかれた発光装
置1501は、可動式の1502bによって動かないよ
うに固定される。
5および整合回路1504が接続されている。電源15
05は代表的にはRF電源が用いられる。一対の電極1
503には、それぞれRF電源1505が接続され、電
圧が印加されるようになっている。RF電源1505の
位相を調整して、互いに180°ずれて電極に供給でき
るように位相調整器1510を設けている。本実施形態
を示した図15(A)では電極が一対設けられた様子を
図示しているが、複数個設けても、または円筒状の電極
でもよい。
を成膜させるためには膜成長表面にイオン衝撃を与える
ことが必要であるため、保持する手段1502には電源
1507が接続されており、さらに、セルフバイアスを
生じさせるために電源1507と保持する手段1502
aとの間にコンデンサー1511を設けている。基板を
保持する手段1502aは、基板にバイアスを印加させ
るための手段、さらに、1502bは、DLC膜が発光
装置1501全面に成膜されないようにするため、発光
領域および外部入力端子(FPC)が設けられる部分を
覆ってDLC膜が成膜されないようにマスクとして設け
られている。なお、成膜条件は、実施者が適宜決定すれ
ばよい。
にDLC膜を設けるために、保持する手段1502aの
発光が起こる領域をマスクする部分(以下、発光領域マ
スクとする)と外部入力端子をマスクする部分(以下、
外部入力端子マスクとする)とが一部のみつなげられた
状態で設けられている。発光領域マスクと外部入力端子
マスクとをつなぐ部分の幅(図15(B)参照)は、5
mm以下になるようにするのが好ましい。また、保持手段
1502bの高さ(図15(B)参照)との関係が、高
さ/幅≧2程度になるようにするのが好ましい。
らなる保持手段以外にも、通常、CVD装置でマスキン
グテープで外部入力端子部分を覆うことでDLC膜が成
膜されないようにしてもよい。発光素子の酸素および水
分による劣化を防ぐには、発光装置1501の4ヶ所の
端面にDLC膜を成膜させる必要がある。DLC膜の成
膜を効率よく均一に行うために、保持する手段1502
aを支える1506に回転する機能が付加されていても
よい。
1に負の自己バイアスを印加するための電極も兼ねてい
る。電極1502aには、電源1507により負の自己
バイアスが印加されており、この負の自己バイアス電圧
により、加速された原料ガスを発光装置1501の端面
に成膜し、緻密なDLC膜を設けることができる。な
お、原料ガスとしては、炭化水素、例えばメタン、エタ
ン、プロパン、ブタン等の不飽和炭化水素、もしくはベ
ンゼン、トルエン等の芳香族系を用いればよい。また、
炭化水素分子のうち1個もしくは複数個がF、Cl、B
r等のハロゲン系元素に置き換わったハロゲン化炭化水
素を用いてもよい。
ように厚さ5〜100nm(好ましくは10〜30nm)の
DLC膜1510を成膜する。図23に、本発明の成膜
装置を用いて発光装置にDLC膜が設けられた様子を示
す。本実施形態では基板の縁部および側部に直接DLC
膜を設けた例を示したが、より密着性をあげるために、
DLC膜を設ける前に窒化膜(例えば、窒化珪素膜また
は窒化酸化珪素膜)を下地膜として設けてもよい。その
際、窒化膜の膜厚は2〜20nmとすればよい。
る表示装置に適用することができる。図4はその一例で
あり、TFTを用いて作製されるアクティブマトリクス
型の表示装置の例を示す。TFTはチャネル形成領域を
形成する半導体膜の材質により、アモルファスシリコン
TFTやポリシリコンTFTと区別されることがある
が、本発明はそのどちらにも適用することができる。
る材料の中で450℃以上の熱処理に耐えるものはな
い。しかし、レーザーアニール技術を使えば、基板加熱
温度が300℃以下でもポリシリコンTFTを作製する
ことが可能となる。また、ポリシリコンTFTの製造プ
ロセスでは、水素化処理がしばしば必要とされるが、こ
れはプラズマを援用した水素化処理を行うことで、20
0℃程度の基板温度でもその効果を得ることができる。
TFT452とpチャネル型TFT453が形成され、
画素部451にスイッチング用TFT454、電流制御
用TFT455が形成されている様子を示している。こ
れらのTFTは、島状半導体層403〜406、ゲート
絶縁膜407、ゲート電極408〜411などを用いて
形成されている。
レフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート
(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、アラ
ミドなどの有機樹脂材料を用いる。そして、30〜12
0μm、代表的には75μmの厚さの基板を用いる。ブロ
ッキング層402は基板401からオリゴマーなどが析
出しないように、酸化窒化シリコン(SiOxNyで表さ
れる)、窒化シリコン膜などを50〜200nmの厚さに
形成して設ける。層間絶縁膜は窒化シリコン、酸化窒化
シリコンなどで形成される無機絶縁膜418と、アクリ
ルまたはポリイミドなどで形成される有機絶縁膜419
とから成っている。
号側駆動回路とデータ信号側駆動回路とで異なるがここ
では省略する。nチャネル型TFT452及びpチャネ
ル型TFT453には配線412、413が接続され、
これらのTFTを用いて、シフトレジスタやラッチ回
路、バッファ回路などが形成される。
イッチング用TFT454のソース側に接続し、ドレイ
ン側の配線415は電流制御用TFT455のゲート電
極411と接続している。また、電流制御用TFT45
5のソース側は電源供給配線417と接続し、ドレイン
側の電極416が発光素子の陽極と接続するように配線
されている。図5はこのような画素の上面図を示し、便
宜上図4と共通する符号を用いて示している。また、図
5において、A−A'線に対応する断面が図4において
示されている。
覆うようにアクリルやポリイミドなどの有機樹脂、好適
には感光性の有機樹脂を用いて隔壁420、421が形
成される。発光素子456は、ITO(酸化インジウム
・スズ)で形成される陽極422、発光性材料を含む有
機化合物層423、MgAgやLiFなどの材料を用い
て形成される陰極424とから成っている。隔壁42
0、421は、陽極422の端部を覆うように形成さ
れ、この部分で陰極と陽極とがショートすることを防ぐ
ために設ける。
材料または高分子系材料のどちらであっても構わない。
低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いるが、高分子
系材料を用いる場合はスピンコート法や印刷法またはイ
ンクジェット法などを用いる。
どが知られている。その代表例は結晶質半導体膜パラフ
ェニレンビニレン(PPV)系、ポリビニルカルバゾー
ル(PVK)系、ポリフルオレン系などが上げられる。
このような材料を用いて形成される有機化合物層は、単
層又は積層構造で用いられるが、積層構造で用いた方が
発光効率は良い。一般的には陽極上に正孔注入層/正孔
輸送層/発光層/電子輸送層の順に形成されるが、正孔
輸送層/発光層/電子輸送層、または正孔注入層/正孔
輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層のような構造
でも良い。本発明では公知のいずれの構造を用いても良
いし、有機化合物層に対して蛍光性色素等をドーピング
しても良い。
国特許又は公開公報に開示された材料を用いることがで
きる。米国特許第4,356,429号、米国特許第4,539,507
号、米国特許第4,720,432号、米国特許第4,769,292号、
米国特許第4,885,211号、米国特許第4,950,950号、米国
特許第5,059,861号、米国特許第5,047,687号、米国特許
第5,073,446号、米国特許第5,059,862号、米国特許第5,
061,617号、米国特許第5,151,629号、米国特許第5,294,
869号、米国特許第5,294,870号、特開平10−1895
25号公報、特開平8−241048号公報、特開平8
−78159号公報。
あり、R(赤)G(緑)B(青)に対応した三種類の発
光素子を形成する方式、白色発光の発光素子とカラーフ
ィルターを組み合わせた方式、青色又は青緑発光の発光
素子と蛍光体(蛍光性の色変換層:CCM)とを組み合
わせた方式、陰極(対向電極)に透明電極を使用してR
GBに対応した発光素子を重ねる方式がある。
光する有機化合物層にはシアノポリフェニレン、緑色に
発光する有機化合物層にはポリフェニレンビニレン、青
色に発光する有機化合物層にはポリフェニレンビニレン
またはポリアルキルフェニレンを用いれば良い。有機化
合物層の厚さは30〜150nmとすれば良い。
る有機EL材料の一例であり、これに限定されるもので
はない。発光層、電荷輸送層、電荷注入層を形成するた
めの材料は、その可能な組合せにおいて自由に選択する
ことができる。本実施例で示す有機化合物層は、発光層
とPEDOT(ポリチオフェン)またはPAni(ポリ
アニリン)から成る正孔注入層を設けた構造とする。
設けられる。陰極424としては、仕事関数の小さいマ
グネシウム(Mg)、リチウム(Li)若しくはカルシ
ウム(Ca)を含む材料を用いる。好ましくはMgAg
(MgとAgをMg:Ag=10:1で混合した材料)
でなる電極を用いれば良い。他にもMgAgAl電極、
LiAl電極、また、LiFAl電極が挙げられる。
た後、大気解放しないで連続的に形成することが望まし
い。陰極424と有機化合物層423との界面状態は発
光素子の発光効率に大きく影響するからである。なお、
本明細書中では、陽極(画素電極)、有機化合物層及び
陰極で形成される発光素子を発光素子と呼ぶ。
積層体は、各画素で個別に形成する必要があるが、有機
化合物層423は水分に極めて弱いため、通常のフォト
リソグラフィ技術を用いることができない。また、アル
カリ金属を用いて作製される陰極424は容易に酸化さ
れてしまう。従って、メタルマスク等の物理的なマスク
材を用い、真空蒸着法、スパッタ法、プラズマCVD法
等の気相法で選択的に形成することが好ましい。なお、
有機化合物層を選択的に形成する方法として、インクジ
ェット法やスクリーン印刷法等を用いることも可能であ
るが、これらは現状では陰極の連続形成ができないの
で、上述の方法が好ましいと言える。
護するための保護電極を積層しても良い。保護電極とし
ては、アルミニウム(Al)、銅(Cu)若しくは銀
(Ag)を含む低抵抗な材料を用いることが好ましい。
或いは、透明電極を用いることで、図4において矢印で
示す方向に光を放射させることもできる(これを便宜
上、上面放射という)。その場合、有機樹脂層間絶縁膜
419に黒色の顔料を混合させると、偏光板を用いなく
ても非発光時に黒色の画面を形成できる。この保護電極
には有機化合物層の発熱を緩和する放熱効果も期待でき
る。また、上記有機化合物層423、陰極424を形成
した後、大気解放しないで連続的に保護電極まで形成す
ることも有効である。
ルチゲート構造とし、電流制御用TFT455にはゲー
ト電極とオーバーラップするLDDを設けている。ポリ
シリコンを用いたTFTは、高い動作速度を示すが故に
ホットキャリア注入などの劣化も起こりやすい。そのた
め、図2のように、画素内において機能に応じて構造の
異なるTFT(オフ電流の十分に低いスイッチング用T
FTと、ホットキャリア注入に強い電流制御用TFT)
を形成することは、高い信頼性を有し、且つ、良好な画
像表示が可能な(動作性能の高い)表示装置を作製する
上で非常に有効である。
である。画像を表示する方向は発光素子の構成によって
異なるが、ここでは上方に光が放射して表示が成され
る。図6で示す構成は、TFTを用いて駆動回路部60
4、605及び画素部603が形成された素子基板60
1と封止基板602がシール材610により貼り合わさ
れている。素子基板601の端には、入力端子608が
設けられこの部分でFPCが接続される。入力端子60
8には外部回路から画像データ信号や各種タイミング信
号及び電源を入力する端子が500μmピッチで設けら
れている。そして、配線609で駆動回路部と接続され
ている。また、必要に応じてCPU、メモリーなどを形
成したICチップ607がCOG(Chip on Glass)法
などにより素子基板601に実装されていても良い。
部分から水蒸気や酸素などが浸入し、発光素子が劣化す
ることを防いでいる。素子基板601や封止基板602
に有機樹脂材料を用いる場合には、図1を用いて説明し
たように、入力端子部を省く全面にDLC膜が形成され
ていても良い。DLC膜を成膜するとき、入力端子部は
マスキングテープやシャドーマスクを用いて、予め被覆
しておけば良い。
i)とアルミニウム(Al)とから成る配線705と陽
極として形成したITO706とを積層して形成してい
る。なお、図8は、入力端子部におけるC−C'線に対
応する断面図を示している。素子基板701と封止基板
702はシール材703で貼り合わされており、その端
部には素子基板701と封止基板702にかけてDLC
膜704が形成されている。駆動回路部において、有機
化合物層707、陰極708は隔壁709上に形成され
るが、陰極708を配線とコンタクトさせるため図示す
るようなコンタクト部710を設けている。
において、DLC膜を形成することにより発光素子の劣
化を防ぎ、表示装置の長期的な安定性を確保することが
できる。特に、有機樹脂基板を用いた表示装置は携帯機
器の表示装置として好適に用いることが可能であるが、
当該機器が屋外で使用される場合には、直射日光や風雨
にさらされる場合も想定した信頼性が要求される。こう
した場合にもDLCを設けることで信頼性を向上させる
ことができる。
当該素子が封止された空間内または空隙に酸化バリウム
などの乾燥剤を封入する手段が用いられている。図1に
おいて、乾燥剤をシール材形成領域または駆動回路上に
設ける例について示した。本実施例では、その他の手法
として、画素部において、隣接する画素を分離するため
に設ける隔壁に乾燥剤を封入する例を図9を用いて示
す。図9で示すのは、図5で示すB−B'線に対応する
断面であり、便宜上図4及び図5と共通の符号を用いて
説明する。
0を分散させて設けた例である。隔壁421は熱硬化型
または感光性の有機樹脂材料で形成する。このとき、重
合する前の有機樹脂材料中に乾燥剤を分散させておき、
そのまま塗布形成する。
燥剤481を形成する例を示す。この場合、乾燥剤は真
空蒸着法や印刷法を用いて所定の場所に所定のパターン
で形成する。そして、その上に隔壁421を形成する。
2を形成する例を示す。乾燥剤482は同様に真空蒸着
法や印刷法により形成する。
設ける一例を示し、これらを適宣組み合わせて形成して
も良い。また、図1に示す構成に本実施例の構成を組み
合わせても良い。そして、こうした乾燥剤の設置方法を
実施例1で示す表示装置に適用すれば、DLC膜のガス
バリア性と相まってより信頼性の高い表示装置を完成さ
せることができる。
用いた表示装置の一例を示す。使用する基板501や発
光素子556は実施例1と同様な構成であり、ここでは
その説明を省略する。
ゲート電極508〜511、ゲート絶縁膜507半導体
膜503〜506の順に形成されている。図10におい
て、駆動回路部550にnチャネル型TFT552とp
チャネル型TFT553が形成され、画素部551にス
イッチング用TFT554、電流制御用TFT555、
発光素子556が形成されている。層間絶縁膜は窒化シ
リコン、酸化窒化シリコンなどで形成される無機絶縁膜
518と、アクリルまたはポリイミドなどで形成される
有機樹脂膜519とから成っている。
号側駆動回路とデータ信号側駆動回路とで異なるがここ
では省略する。nチャネル型TFT552及びpチャネ
ル型TFT553には配線512、513が接続され、
これらのTFTを用いて、シフトレジスタやラッチ回
路、バッファ回路などが形成される。
イッチング用TFT554のソース側に接続し、ドレイ
ン側の配線515は電流制御用TFT555のゲート電
極511と接続している。また、電流制御用TFT55
5のソース側は電源供給配線517と接続し、ドレイン
側の電極516が発光素子の陽極と接続するように配線
されている。
やポリイミドなどの有機樹脂、好適には感光性の有機樹
脂を用いて隔壁520、521が形成される。発光素子
556は、ITO(酸化インジウム・スズ)で形成され
る陽極522、有機EL材料を用いて作製される有機化
合物層523、MgAgやLiFなどの材料を用いて形
成される陰極524とから成っている。隔壁520、5
21は、陽極522の端部を覆うように形成され、この
部分で陰極と陽極とがショートすることを防ぐために設
ける。
構成、及び表示装置の構成は実施例1と同様な構成とな
る。ポリシリコンを用いた逆スタガ型TFTは、アモル
ファスシリコンTFT(通常は逆スタガ型TFTで形成
される)の製造ラインを流用して作製できるという利点
がある。勿論、エキシマレーザーを用いたレーザーアニ
ール技術を使えば、300℃以下のプロセス温度でもポ
リシリコンTFTが作製可能である。
た電子装置の構成例について図11を用いて説明する。
図11の表示装置900は、基板上に形成されたTFT
によって画素920から成る画素部921、画素部の駆
動に用いるデータ信号側駆動回路915、ゲート信号側
駆動回路914が形成されている。データ信号側駆動回
路915はデジタル駆動の例を示しているが、シフトレ
ジスタ916、ラッチ回路917、918、バッファ回
路919から成っている。また、ゲート信号側駆動回路
914であり、シフトレジスタ、バッファ等(いずれも
図示せず)を有している。
×480(横×縦)の画素を有し、図4または図5で説
明したように、各画素にはスイッチング用TFTおよび
電流制御用TFTが配置されている。発光素子の動作
は、ゲート配線が選択されるとスイッチング用TFTの
ゲートが開き、ソース配線のデータ信号がコンデンサー
に蓄積され、電流制御用TFTのゲートが開く。つま
り、ソース配線から入力されるデータ信号により電流制
御用TFTに電流が流れ発光素子が発光する。
Aなどの携帯型情報端末の形態を示すものである。実施
例1で示す表示装置には画素部921、ゲート信号側駆
動回路914、データ信号側駆動回路915が形成され
ている。
は、安定化電源と高速高精度のオペアンプからなる電源
回路901、USB端子などを備えた外部インターフェ
イスポート902、CPU903、入力手段として用い
るペン入力タブレット910及び検出回路911、クロ
ック信号発振器912、コントロール回路913などか
ら成っている。
ペン入力タブレット910からの信号を入力するタブレ
ットインターフェイス905などが内蔵されている。ま
た、VRAM906、DRAM907、フラッシュメモ
リ908及びメモリーカード909が接続されている。
CPU903で処理された情報は、映像信号(データ信
号)として映像信号処理回路904からコントロール回
路913に出力する。コントロール回路913は、映像
信号とクロックを、データ信号側駆動回路915とゲー
ト信号側駆動回路914のそれぞれのタイミング仕様に
変換する機能を持っている。
に対応したデータに振り分ける機能と、外部から入力さ
れる水平同期信号及び垂直同期信号を、駆動回路のスタ
ート信号及び内蔵電源回路の交流化のタイミング制御信
号に変換する機能を持っている。
ントに接続しなくても、充電型のバッテリーを電源とし
て屋外や電車の中などでも長時間使用できることが望ま
れている。また、このような電子装置は持ち運び易さを
重点において、軽量化と小型化が同時に要求されてい
る。電子装置の重量の大半を占めるバッテリーは、容量
を大きくすると重量増加してしまう。従って、このよう
な電子装置の消費電力を低減するために、バックライト
の点灯時間を制御したり、スタンバイモードを設定した
りといった、ソフトウエア面からの対策も施す必要があ
る。
ン入力タブレット910からの入力信号がタブレットイ
ンターフェイス905に入らない場合、スタンバイモー
ドとなり、図11において点線で囲んだ部分の動作を同
期させて停止させる。表示装置では発光素子の発光強度
を減衰させるか、映像の表示そのものを止める。また
は、各画素にメモリーを備えておき、静止画像の表示モ
ードに切り替えるなどの処置をとる。こうして、電子装
置の消費電力を低減させる。
3の映像信号処理回路904、VRAM906のなどの
機能を停止させ、消費電力の低減を図ることができる。
図11では動作をおこなう部分を点線で表示してある。
また、コントーロラー913は、図6で示すように、I
Cチップを用い、COG法で素子基板に装着してもよい
し、表示装置内部に一体形成してもよい。
は、電子装置の軽量化に貢献することができる。例え
ば、5インチクラスの表示装置を搭載することを考える
と、ガラス基板を用いるとその重量が60g程度になる
のに対し、本発明の有機樹脂基板を用いた表示装置では
10g以下を達成することができる。さらに、DLC膜
がコーティングされていることで、表面の硬度が増し、
いわゆるひっかき傷などが出来にくく、いつまでも美し
い表示画面を得ることができる。このように、本発明
は、携帯型情報端末などの電子装置においてきわめて優
れた効果を発揮できる。
を形成する方法について説明する。図16において、絶
縁膜1601の上には、第1の電極として陽極160
2、有機化合物層1603、第2の電極として陰極16
04ならびにDLC膜1605が積層されている。
601として酸化珪素膜を用い、陽極1602として
は、酸化亜鉛に酸化ガリウムを添加した酸化物導電膜
(膜厚120nm)を用い、有機化合物層1603として
20nm厚の銅フタロシアニン(正孔注入層)と50nm厚
のAlq3(アルミキノリラト錯体:発光層)との積層
膜を用いている。また、陰極1604は、極薄く成膜さ
れた金属膜を半透明電極1604aと透明電極1604
bとを積層した構造にしてもよい。例えば、半透明電極
1604aとして20nm厚のMgAg膜(マグネシウム
と銀とを共蒸着した合金膜)を用い、透明電極1604
bとして酸化亜鉛に酸化ガリウムを添加した膜厚200
nmの酸化物導電膜を用い、保護膜1605としてDLC
膜を用いて形成している。
に、陽極1602、有機化合物層1603、電子注入層
としてLiFからなる膜1606を設けて、その上に酸
化亜鉛に酸化ガリウムを添加した膜厚200nmの酸化物
導電膜からなる陰極1604、DLC膜からなる保護膜
1605を形成している。
極1602、有機化合物層1603、有機化合物層上に
電子注入層としてLiFからなる膜1606を設け、そ
の後陰極1604として50nm以下(好ましくは、20
nm)の厚さのMgAg(マグネシウムと銀とを共蒸着し
た合金膜)からなる半透明電極1604aおよび酸化亜
鉛に酸化ガリウムを添加した膜厚200nmの酸化物導電
膜からなる透明電極1604bを積層し、保護膜160
5としてDLC膜を用いて形成している。
と、発光素子を封止して、発明の実施の形態で述べたよ
うな方法で、端面にDLC膜を成膜して、酸素および水
分による劣化を防止する。
なる発光素子の陰極を形成する方法を図17を用いて説
明する。図17(A)は、絶縁膜1701上に、仕事関
数の小さいアルカリ金属、例えばLi又はMgからなる
陰極1702を設け、有機化合物層1703、陽極17
04および保護膜1705としてDLC膜を形成する。
明導電膜ITOで形成される透明電極1702aと極薄
い(膜厚50nm以下)金属膜(例えば、Al−Li合金
もしくはMgAg合金)からなる半透明電極1702b
を積層し、陰極1702を形成する。その上に有機化合
物層1703、陽極1704および保護膜1705とし
てDLC膜を形成する。
具体的な一実施例について説明する。従って、本実施例
は、発明の実施の形態および実施例1〜6のいずれの構
成とも組み合わせることが可能である。なお、本実施例
において、第1の電極の陽極1801としては酸化物導
電膜を用いればよい。また、第2の電極の陰極として
は、図18を用いて説明した構成の導電膜を用いればよ
い。
注入層1802、正孔輸送層1803、発光層180
4、電子輸送層1805、電子注入層1806を積層
し、その上に陰極1807を形成した例である。図18
(B)は、陽極1801の上に正孔注入層1802、発
光層1804、電子輸送層1805、電子注入層180
6を積層し、その上に陰極1807を形成した例であ
る。また、図18(C)は陽極1801の上に正孔注入
層1802、発光層1804を積層し、さらに電子注入
層1806を形成し、その上に陰極1807を形成した
例である。さらに、図18(D)は陽極1801の上に
正孔注入層1802、正孔輸送層1803、発光層18
04を積層し、その上に陰極1807を形成した例であ
る。
用いることのできる有機化合物層の構造はこれに限定さ
れるものではない。本実施例で示す有機化合物層の態様
は、実施例1〜6に組み合わせて適用することができ
る。
LC膜に加えて、さらに酸化および水分からの劣化を防
ぐために発光素子内部にも乾燥剤を設ける方法について
図19を用いて説明する。1901は第1の基板となる
ガラス基板であり、基板上には、下地絶縁膜1902が
設けられている。また、下地絶縁膜1902上に非晶質
シリコン膜を形成し、公知の技術により結晶化して結晶
性シリコン膜とし、この結晶性シリコン膜を島状にパタ
ーニングして各TFTの活性層1904を形成する。
ず)、ゲート電極1905、層間絶縁膜1906、およ
び、仕事関数の低いアルカリ金属またはアルカリ土類金
属からなる画素電極(第1の電極)1907が設けら
れ、画素電極1907上には有機化合物層1908、有
機化合物層1908上には酸化インジウムと酸化スズと
の化合物からなる酸化物導電膜(本実施例では、ITO
膜)からなる陽極(第2の電極)1909が設けられて
いる。
物層の下の層に隔壁1910を設けている。ここで、乾
燥剤を混ぜた樹脂を隔壁の材料に用いれば、保護膜19
11より下層に存在する水分を吸収することができ、発
光素子の劣化を防ぐことができる。
ように、駆動回路の領域の保護膜1911上に、乾燥剤
を混ぜた樹脂(以下、乾燥剤という)1912を設けて
もよい。この乾燥剤1912は、スペーサーとしての機
能も有している。なお、乾燥剤1912を配置する場所
は、入力配線の上、または画素電極の発光を放射しない
領域のいずれでもよく、さらに組み合わせて設けてもよ
い。本実施例は、実施例1〜7のいずれかの構成と組み
合わせてもよい。
001上に、発光素子を形成する第3の基板(フィルム
状の基板、例えばプラスチックフィルムやごく薄いステ
ンレスの基板)2004を貼り付けて、発光素子形成
後、第3の基板2004と第2の基板2003とを貼り
合わせた後に、ガラス基板2001をレーザーまたは薬
品を使って剥離して、フィルム状の基板に貼りかえる方
法について、図20を用いて説明する。
2004上に形成された発光素子が封じられたら、ガラ
ス基板2001の裏面からレーザー光を照射して接着層
(例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミ
ド、ウレタン樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、ポリ
塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系接着剤、ゴ
ム系接着剤等)2002を気化させるなどして、ガラス
基板2001を分離する。本実施例では、YAGレーザ
ーの第2高調波(波長532nm)を用いて線状ビームを
形成し、ガラス基板2001を透過させて接着層200
2に照射させて接着層2002を気化させて、ガラス基
板2001を剥がしている。
フィルム基板や薄い金属基板を基板とすることで、軽量
化、薄型化が図れるとともに可撓性を有する発光装置を
得ることができる。尚、第1の基板2001上に接着層
2002を設けた後、第3の基板2004と貼り合わせ
ても、第3の基板2004に接着層2002を設けた後
に第1の基板2001と貼り合わせても、どちらでもよ
い。本実施例は、発明の実施の形態、または実施例1〜
8のいずれかと組み合わせて用いることができる。
として一重項励起子(シングレット)により発光する有
機化合物(以下、シングレット化合物という)および三
重項励起子(トリプレット)により発光する有機化合物
(以下、トリプレット化合物という)を併用する例につ
いて説明する。なお、シングレット化合物とは一重項励
起のみを経由して発光する化合物を指し、トリプレット
化合物とは三重項励起を経由して発光する化合物を指
す。
文に記載の有機化合物が代表的な材料として挙げられ
る。(1)T. Tsutsui, C. Adachi, S. Saito, Photoch
emicalProcesses in Organized Molecular Systems, e
d. K. Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.43
7.(2)M. A. Baldo, D. F. O'Brien, Y. You, A. Sho
ustikov, S. Sibley, M. E. Thompson, S. R. Forrest,
Nature 395 (1998) p.151.この論文には次の式で示さ
れる有機化合物が開示されている。(3)M. A. Baldo,
S. Lamansky, P. E. Burrrows, M. E. Thompson, S.
R. Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (1999) p.4.(4)T.
Tsutsui, M.-J. Yang, M. Yahiro, K. Nakamura, T. W
atanabe, T. tsuji, Y. Fukuda, T. Wakimoto, S. Maya
guchi, Jpn. Appl. Phys., 38 (12B) (1999) L1502.
けでなく、次の分子式で表される発光性材料(具体的に
は金属錯体もしくは有機化合物)を用いることが可能で
あると考えている。
0族に属する元素である。上記論文では、白金、イリジ
ウムが用いられている。また、本発明者はニッケル、コ
バルトもしくはパラジウムは、白金やイリジウムに比べ
て安価であるため、発光装置の製造コストを低減する上
で好ましいと考えている。特に、ニッケルは錯体を形成
しやすいため生産性も高く好ましいと考えられる。
化合物よりも発光効率が高く、同じ発光輝度を得るにも
動作電圧(発光素子を発光させるに要する電圧)を低く
することが可能である。本実施例ではこの特徴を利用す
る。
場合、現状では赤色に発光する発光層の寿命が他の色に
発光する発光層よりも短い。これは発光効率が他の色よ
りも劣るため、他の色と同じ発光輝度を得るためには動
作電圧を高く設定しなければならず、その分劣化の進行
も早いためである。
る発光層として発光効率の高いトリプレット化合物を用
いているため、緑色に発光する発光層や青色に発光する
発光層と同じ発光輝度を得ながらも動作電圧を揃えるこ
とが可能である。従って、赤色に発光する発光層の劣化
が極端に早まることはなく、色ずれ等の問題を起こさず
にカラー表示を行うことが可能となる。また、動作電圧
を低く抑えることができることは、トランジスタの耐圧
のマージンを低く設定できる点からも好ましいことであ
る。
層としてトリプレット化合物を用いた例を示している
が、さらに緑色に発光する発光層もしくは青色に発光す
る発光層にトリプレット化合物を用いることも可能であ
る。
に赤色に発光する発光素子、緑色に発光する発光素子、
青色に発光する発光素子を設ける必要がある。この場
合、赤色に発光する発光素子にトリプレット化合物を用
い、その他はシングレット化合物を用いて形成すること
も可能である。
ト化合物を使い分けることでそれぞれの発光素子の動作
電圧をすべて同一(10V以下、好ましくは3〜10
V)とすることが可能となる。従って、発光装置に必要
な電源を例えば3Vもしくは5Vで統一することができ
るため、回路設計が容易となる利点がある。なお、本実
施例の構成は、実施例1〜6のいずれの構成とも組み合
わせて実施することが可能である。
発光装置は様々な電気器具に内蔵され、画素部は映像表
示部として用いられる。本発明の電子装置としては、携
帯電話、PDA、電子書籍、ビデオカメラ、ノート型パ
ーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装
置、例えばDVD(Digital Versatile Disc)プレーヤ
ー、デジタルカメラ、などが挙げられる。それら電子装
置の具体例を図12、図13に示す。
ネル9001、操作用パネル9002、接続部9003
から成り、表示用パネル9001には表示装置900
4、音声出力部9005、アンテナ9009などが設け
られている。操作パネル9002には操作キー900
6、電源スイッチ9002、音声入力部9008などが
設けられている。本発明は表示装置9004に適用する
ことができる。
は筐体9101、表示装置9102、音声出力部910
3、音声入力部9104、アンテナ9105を備えてい
る。表示装置9102はタッチ式センサーが組み込ん
で、画面上でボタン操作ができるようにしても良い。本
発明の有機樹脂基板を用いると、表示装置を完成した後
に基板を湾曲させることが可能である。このような特性
を生かして、人間工学に基づいて設計された3次元的な
曲面を有する筐体にも違和感なく組み入れることができ
る。
は携帯型情報端末であり、本体9201、カメラ部92
02、受像部9203、操作スイッチ9204、表示装
置9205で構成されている。本発明は表示装置920
5に適用することができる。このような電子装置には、
3インチから5インチクラスの表示装置が用いられる
が、本発明の表示装置を用いることにより、携帯型情報
端末の軽量化を図ることができる。
01、表示装置9303記憶媒体9304、操作スイッ
チ9305、アンテナ9306から構成されており、ミ
ニディスク(MD)やDVDに記憶されたデータや、ア
ンテナで受信したデータを表示するものである。本発明
は表示装置9302に用いることができる。携帯書籍
は、4インチから12インチクラスの表示装置が用いら
れるが、本発明の表示装置を用いることにより、携帯書
籍の軽量化と薄型化を図ることができる。
9401、表示装置9402、音声入力部9403、操
作スイッチ9404、バッテリー9405などで構成さ
れている。本発明は表示装置9402に適用することが
できる。
あり、本体9601、画像入力部9602、表示装置9
603、キーボード9604で構成される。本発明は表
示装置9601に適用することができる。
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体9701、表示装置9702、スピーカ部97
03、記録媒体9704、操作スイッチ9705で構成
される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Digi
tal Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画
鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本
発明は表示装置9702に適用することができる。
体9801、表示装置9802、接眼部9803、操作
スイッチ9804、受像部(図示しない)で構成され
る。本発明は表示装置9802に適用することができ
る。
体9901、表示装置9902、受像部9903、操作
スイッチ9904、バッテリー9905などで構成され
る。本発明は表示装置9902に適用することができ
る。本発明の有機樹脂基板を用いると、表示装置を完成
した後に基板を湾曲させることが可能である。このよう
な特性を生かして、人間工学に基づいて設計された3次
元的な曲面を有する筐体にも違和感なく組み入れること
ができる。
の携帯電話、図12(C)のモバイルコンピュータ或い
は携帯型情報端末、図12(D)の携帯書籍、図13
(A)のパーソナルコンピュータに用い、スタンバイモ
ードにおいて黒色の背景に白色の文字を表示することで
機器の消費電力を抑えることができる。
話操作において、操作キーを使用している時に輝度を下
げ、操作スイッチの使用が終わったら輝度を上げること
で低消費電力化することができる。また、着信した時に
表示装置の輝度を上げ、通話中は輝度を下げることによ
っても低消費電力化することができる。また、継続的に
使用している場合に、リセットしない限り時間制御で表
示がオフになるような機能を持たせることで低消費電力
化を図ることもできる。なお、これらはマニュアル制御
であっても良い。
2701は表示用パネル、2702は操作用パネルであ
る。表示用パネル2701と操作用パネル2702とは
接続部2703において接続されている。さらに、表示
部2704、音声出力部2705、操作キー2706、
電源スイッチ2707、音声入力部2708を有してい
る。本発明は、表示部2704に適用することができ
る。なお、(A)は縦型の携帯電話、(B)は横型の携
帯電話を示している。
り、本体2801、表示部2802、操作スイッチ28
03、2804を含む。本発明の発光装置は表示部28
02に用いることができる。また、本実施例では車載用
カーオーディオを示すが、据え置き型のカーオーディオ
に用いても良い。なお、表示部2804は黒色の背景に
白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。
明るさを検知する手段を設けることで使用環境の明るさ
に応じて発光輝度を変調させるような機能を持たせるこ
とは有効である。使用者は使用環境の明るさに比べてコ
ントラスト比で100〜150の明るさを確保できれば
問題なく画像もしくは文字情報を認識できる。即ち、使
用環境が明るい場合は画像の輝度を上げて見やすくし、
使用環境が暗い場合は画像の輝度を抑えて消費電力を抑
えるといったことが可能である。
他にもナビゲーションシステムをはじめ冷蔵庫、洗濯
機、電子レンジ、固定電話機、ファクシミリなどに組み
込む表示装置としても適用することも可能である。この
ように本発明の適用範囲はきわめて広く、さまざまな製
品に適用することができる。
とで、有機樹脂基板を用いた表示装置において、DLC
膜をシール材の外面と有機樹脂基板の端部または外面に
形成することで、ガスバリア性を高め、発光素子の劣化
を抑えることができる。また、DLC膜を光入射側の表
面に形成しておくことにより、紫外線を遮断し、有機樹
脂基板の光化学反応を抑え、その劣化を防ぐことができ
る。
装置の軽量化や耐衝撃性が向上する。さらにDLC膜が
形成された表面は硬質であるので、有機樹脂基板の表面
に傷が付きにくく外観品質を高め、長期間それを維持す
ることができる。
で、酸素や水分が基板間に入り込むのを防ぎ、発光素子
および発光装置の寿命を延ばすことができる。さらに、
発光が放射される領域を除いてDLC膜を設けるため、
膜厚の制御を厳密にする必要がない。また、層間絶縁膜
に黒色樹脂を用いることで、第1の基板側への光の反射
を防ぐことができるため、観察者の顔が発光装置に映り
こむという問題を高価な円偏光フィルムを用いることな
く解決することができる。
成する場所を説明する図。
プラズマCVD装置の構成を説明する図。
る図。
る断面図。
等価回路図。
を示す図。
する断面図。
ロック図。
を示す図。
Claims (24)
- 【請求項1】第1の電極、第2の電極および前記第1の
電極と前記第2の電極とに挟まれた有機化合物層からな
る発光素子を有する発光装置において、前記発光装置の
縁部および側部にはDLC膜が形成されていることを特
徴とする発光装置。 - 【請求項2】第1の電極、第2の電極および前記第1の
電極と前記第2の電極とに挟まれた有機化合物層からな
る発光素子を含む発光装置において、前記発光素子は絶
縁表面を有する第1の基板上に形成され、かつ、シール
材によって第2の基板と張り合わされており、前記第1
の基板の側部から前記シール材の露出部および前記第2
の基板の側部まで連続的にDLC膜が設けられているこ
とを特徴とする発光装置。 - 【請求項3】第1の電極、第2の電極および前記第1の
電極と前記第2の電極とに挟まれた有機化合物層からな
る発光素子を含む発光装置において、前記発光素子は絶
縁表面を有する第1の基板上に形成され、かつ、シール
材によって第2の基板と張り合わされており、前記第1
の基板の側部から前記シール材の露出部および前記第2
の基板の側部まで連続的にDLC膜が設けられており、
前記第1の基板および前記第2の基板と前記DLC膜の
間には、窒化膜が設けられていることを特徴とする発光
装置。 - 【請求項4】請求項3において、前記窒化膜は、窒化珪
素膜または、窒化酸化珪素膜であることを特徴とする発
光装置。 - 【請求項5】請求項3または請求項4において、前記窒
化膜の膜厚は2〜20nmであることを特徴とする発光装
置。 - 【請求項6】請求項1乃至請求項5のいずれか一項にお
いて前記DLC膜の膜厚は5〜100nmであることを特
徴とする発光装置。 - 【請求項7】請求項1乃至請求項6のいずれか一項にお
いて、第1の基板はガラス基板であって、前記第2の基
板は、有機化合物層から放射された光を透過することを
特徴とする発光装置。 - 【請求項8】請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記
載された発光装置は、前記第1の電極の端部を覆う隔壁
を有し、前記隔壁は、乾燥剤を混入した樹脂からなるこ
とを特徴とする発光装置。 - 【請求項9】請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記
載された発光装置は、前記第1の電極の端部を覆う隔壁
を有し、前記隔壁上に、樹脂に混入された乾燥剤が設け
られていることを特徴とする発光装置。 - 【請求項10】請求項1乃至請求項9のいずれか一項に
記載された前記発光装置を表示部に用いることを特徴と
する電子装置。 - 【請求項11】可撓性を有する有機樹脂材料から成る一
対の基板間に発光素子が設けられた表示装置であって、
前記一対の基板は、端部に設けられたシール材で固定さ
れ、該基板の端部及び前記シール材の外面に炭素を主成
分とする被膜が形成されていることを特徴とする表示装
置。 - 【請求項12】可撓性を有する有機樹脂材料から成る一
対の基板間に発光素子が設けられた表示装置であって、
前記一対の基板は、端部に設けられたシール材で固定さ
れ、前記一対の基板の一方の基板の外面と、前記一対の
基板の端部と、前記シール材の外面に炭素を主成分とす
る被膜が形成されていることを特徴とする表示装置。 - 【請求項13】可撓性を有する有機樹脂材料から成る一
対の基板間に発光素子が設けられた表示装置であって、
前記一対の基板は、端部に設けられたシール材で固定さ
れ、前記一対の基板の外面及び前記シール材の外面に炭
素を主成分とする被膜が形成されていることを特徴とす
る表示装置。 - 【請求項14】発光素子が形成された可撓性を有する有
機樹脂材料から成る第1の基板と、前記発光素子に対向
して設けられ、可撓性を有する有機樹脂材料から成る第
2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とを空隙
をもって固定するシール材とを有し、前記第1の基板と
前記第2の基板の端部及び、前記シール材の外面に、炭
素を主成分とする被膜が形成されていることを特徴とす
る表示装置。 - 【請求項15】発光素子が形成された可撓性を有する有
機樹脂材料から成る第1の基板と、前記発光素子に対向
して設けられ、可撓性を有する有機樹脂材料から成る第
2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とを空隙
をもって固定するシール材とを有し、前記第1の基板と
前記第2の基板の端部と、前記第1の基板の外面と、前
記シール材の外面に、炭素を主成分とする被膜が形成さ
れていることを特徴とする表示装置。 - 【請求項16】発光素子が形成された可撓性を有する有
機樹脂材料から成る第1の基板と、前記発光素子に対向
して設けられ、可撓性を有する有機樹脂材料から成る第
2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とを空隙
をもって固定するシール材とを有し、前記第1の基板と
前記第2の基板の外面と、前記シール材の外面に、炭素
を主成分とする被膜が形成されていることを特徴とする
表示装置。 - 【請求項17】TFTと発光素子とから画素部が形成さ
れた可撓性を有する有機樹脂材料から成る第1の基板
と、前記発光素子に対向して設けられ、可撓性を有する
有機樹脂材料から成る第2の基板と、前記第1の基板と
前記第2の基板とを空隙をもって固定するシール材とを
有し、前記第1の基板と前記第2の基板の外周部及び、
前記シール材の外面に、炭素を主成分とする被膜が形成
されていることを特徴とする表示装置。 - 【請求項18】TFTと発光素子とから画素部が形成さ
れた可撓性を有する有機樹脂材料から成る第1の基板
と、前記発光素子に対向して設けられ、可撓性を有する
有機樹脂材料から成る第2の基板と、前記第1の基板と
前記第2の基板とを空隙をもって固定するシール材とを
有し、前記第1の基板と前記第2の基板の外周部と、前
記第1の基板の外面と、前記シール材の外面に、炭素を
主成分とする被膜が形成されていることを特徴とする表
示装置。 - 【請求項19】TFTと発光素子とから画素部が形成さ
れた可撓性を有する有機樹脂材料から成る第1の基板
と、前記発光素子に対向して設けられ、可撓性を有する
有機樹脂材料から成る第2の基板と、前記第1の基板と
前記第2の基板とを空隙をもって固定するシール材とを
有し、前記第1の基板と前記第2の基板の外面と、前記
シール材の外面に、炭素を主成分とする被膜が形成され
ていることを特徴とする表示装置。 - 【請求項20】請求項11乃至請求項19のいずれか一
項において、前記炭素を主成分とする被膜はSP3結合
を有することを特徴とする表示装置。 - 【請求項21】請求項11乃至請求項19のいずれか一
項において、前記炭素を主成分とする被膜は、15〜2
5GPaの硬度を有することを特徴とする表示装置。 - 【請求項22】請求項11乃至請求項19のいずれか一
項において、前記炭素を主成分とする被膜はDLC膜で
あることを特徴とする表示装置。 - 【請求項23】請求項11乃至請求項19のいずれか一
項において、前記第2の基板は、前記発光素子のルミネ
ッセンス光を透過することを特徴とする表示装置。 - 【請求項24】請求項11乃至請求項19のいずれか一
項において、前記発光素子は三重項励起子化合物を含む
ことを特徴とする表示装置。
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