JP2002202735A - 自己発光表示パネルおよびその製造方法 - Google Patents
自己発光表示パネルおよびその製造方法Info
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Abstract
を得る。 【解決手段】有機EL表示装置は発光層34がアノード
電極30およびカソード電極36間に挟持される有機E
L素子PXと、この有機EL素子PXを画素として配線
する画素スイッチSW’とを備える。特に、画素スイッ
チSW’は、層間絶縁膜23上にアノード電極30と共
に配置され発光層34から横方向に放出される光を反射
するソースおよびドレイン電極27,28を含む。
Description
を用いて画像を表示する自己発光表示パネルおよびその
製造方法に関する。
光表示パネルが軽量、薄型、高輝度という特徴を持つこ
とからノート型パーソナルコンピュータや携帯用情報機
器等のモニタディスプレイとして注目されている。典型
的な有機EL表示装置は、マトリクス状に配列される複
数の有機EL素子をそれぞれ画素として画像を表示する
ように構成される。この有機EL表示装置では、複数の
走査線がこれら有機EL素子の行に沿って配置され、複
数の信号線がこれら有機EL素子の列に沿って配置さ
れ、複数の画素スイッチがこれら走査線および信号線の
交差位置近傍に配置される。各画素スイッチは対応走査
線を介して駆動されたときに対応信号線の信号電圧を対
応有機EL素子に印加する。
造を示す。有機EL素子は赤、緑、または青の蛍光性有
機化合物を含む薄膜である発光層1をカソード電極2お
よびアノード電極3間に挟持した構造を有し、発光層1
に電子および正孔を注入しこれらを再結合させることに
より励起子を生成させ、この励起子の失活時に生じる光
放出により発光する。ここで、バッファ層4が励起子を
効率的に生成させるために発光層1およびアノード電極
3間に配置される。アノード電極3はITO等で構成さ
れる透明電極であり、カソード電極はアルミニウム等の
金属で構成される反射電極である。この構成により、有
機EL素子は10V以下の印加電圧で100〜1000
00cd/m2程度の輝度を得ることができる。
構成される。この薄膜トランジスタはガラス板5上に形
成される半導体薄膜6、半導体薄膜6を覆うゲート絶縁
膜7、ゲート絶縁膜7を介して半導体薄膜6上に配置さ
れるゲート電極8、およびゲート電極8の両側において
半導体薄膜6内に形成されるソースおよびドレインにそ
れぞれ接続されるソースおよびドレイン電極10,11
を含む。半導体薄膜6は例えばアモルファスシリコンま
たはポリシリコンである。ゲート電極8および半導体薄
膜6はソースおよびドレインを露出するコンタクトホー
ルを持つ層間絶縁膜9で覆われる。ソース電極10およ
びドレイン電極11はコンタクトホールで半導体薄膜の
ソースおよびドレインにコンタクトして層間絶縁膜9上
に形成され、ソース電極10を露出するコンタクトホー
ルを持つ層間絶縁膜12により覆われる。
を吸収して使用できなくなり易く、フォトリソグラフィ
ー等のパターニングに対して耐性が無い。このため有機
EL素子の形成工程では、アノード電極3が層間絶縁膜
12のコンタクトホールを介してソース電極10にコン
タクトして層間絶縁膜12上に形成される。アノード電
極3および層間絶縁膜12は保護膜13で全体的に覆わ
れ、この保護膜13は絶縁膜14で全体的に覆われる。
保護膜13および絶縁膜14はアノード電極3を部分的
に露出する開口を形成するようパターニングされる。バ
ッファ層4はこの開口でアノード電極3の露出部を覆う
ようにバッファ材を塗布することにより形成され、発光
層1は蛍光性有機化合物をバッファ層4上に塗布するこ
とにより形成され、カソード電極2は金属蒸着により発
光層1上に形成される。
成された場合、発光層1からの放出光をガラス板5の外
部に照射するために層間絶縁膜9および層間絶縁膜12
を通過する必要があり、これによって光透過率が低下す
る。
な製造工程を必要とせずに良好な発光特性を得ることが
できる自己発光表示パネルおよびその製造方法を提供す
ることにある。
ば、自己発光層が第1電極および第2電極間に挟持され
る自己発光素子と、自己発光素子を画素として配線する
画素配線とを備え、第1電極は光透過性を有し、かつ画
素配線は、光透過性絶縁基材上に第1電極と同一平面上
に配置され自己発光層から横方向に放出される光を反射
する配線金属部を含む有機EL表示パネルが提供され
る。
透明電極および反射電極間に挟持される自己発光素子
と、自己発光素子を画素として配線する画素配線と、画
素配線および透明電極を覆う層間絶縁膜およびこの層間
絶縁膜を覆う撥水性絶縁膜を含む絶縁体を備え、自己発
光層は透明電極を部分的に露出しこの露出面に向かって
テーパ状となるように絶縁体に形成される開口内だけに
配置される自己発光表示パネルが提供される。
透明電極および反射電極間に挟持される自己発光素子の
マトリクスアレイを備え、光が透明電極を介して外部に
取り出される自己発光表示パネルの製造方法において、
透明絶縁基板上に島状に半導体層を形成する工程と、半
導体層にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工
程と、ゲート絶縁膜およびゲート電極上に層間絶縁膜を
成膜する工程と、層間絶縁膜上に選択的に透明電極を形
成する工程と、層間絶縁膜およびゲート絶縁膜を貫通
し、半導体層に達する金属電極を形成する工程とを含む
自己発光表示パネルの製造方法が提供される。
金属部が光透過性絶縁基材上に第1電極と同一平面上に
配置され自己発光層から横方向に放出される光を反射す
る。これは、光透過性絶縁基材の外部に放出される光の
強度を高める結果となる。また、配線金属部および第1
電極が同一平面上に形成されるため、2つの光透過性絶
縁基材を独立なプロセスで形成する必要が無いうえ、こ
れら光透過性絶縁基材の重なりによる光透過率の低下を
防止できる。
性絶縁膜が層間絶縁膜を覆うため、この層間絶縁膜より
も透明電極の露出面から離れた開口の内壁を撥水性にで
きる。従って、発光層材料として一定量の液状蛍光性有
機化合物をインクジェット方式で開口内に注入した場合
に、蛍光性有機化合物が撥水性である開口の内壁に付着
せず速やかに流れ落ちるため、均一かつ十分な厚さの自
己発光層を開口により露出された透明電極上に形成でき
る。
では、透明電極形成後に、半導体層にコンタクトする金
属電極を収容する開口、金属電極がこの順で形成され
る。したがって、透明電極形成時に半導体層表面がダメ
ージを受けることを抑制し、また透明電極の形成時に用
いられるエッチャントによる金属電極の不所望な加工を
防止することができる。
自己発光表示パネルとなる有機EL表示装置について添
付図面を参照して説明する。
画素周辺構造を示す。この有機EL表示装置は、マトリ
クス状に配列される複数の有機EL素子PXをそれぞれ
画素として画像を表示するように構成される。この有機
EL表示装置では、複数の走査線Yがこれら有機EL素
子PXの行に沿って配置され、複数の信号線Xがこれら
有機EL素子の列に沿って配置され、複数の画素スイッ
チSW’がこれら走査線および信号線の交差位置近傍に
配置される。各画素スイッチは対応走査線を介して駆動
されたときに駆動素子SWを介して対応信号線の信号電
圧を対応有機EL素子に印加する。この駆動素子SWお
よび有機EL素子は、一対の電源間に直列に配置され
る。
素スイッチSW’は光透過性絶縁基板として用いられる
ガラス板20と一体的に構成される。ガラス板20はシ
リコンの拡散を阻止するバリアとなる下地層21で覆わ
れる。この下地層21はガラス板20を覆うシリコン窒
化膜21Aとこのシリコン窒化膜21Aを覆うシリコン
酸化膜21Bとの積層体である。
例えば薄膜トランジスタで構成される。この薄膜トラン
ジスタは、下地層21上に形成される半導体薄膜24、
半導体薄膜24を覆う酸化シリコンのゲート絶縁膜2
5、このゲート絶縁膜25を介して半導体薄膜24上に
配置されるゲート電極26、および半導体薄膜24内に
所定濃度の不純物を含んで形成されるソースおよびドレ
インにそれぞれ接続されるソースおよびドレイン電極2
7,28を含む。半導体薄膜24はアモルファスシリコ
ンまたはポリシリコンであり、ゲート電極26はMoW
であり、ソースおよびドレイン電極27,28はMo/
Al/Moのような金属の3層構造である。ゲート電極
26および半導体薄膜24はソースおよびドレインを露
出するコンタクトホールを持つ酸化シリコンの層間絶縁
膜23で覆われる。ソース電極27およびドレイン電極
28はコンタクトホールで半導体薄膜24のソースおよ
びドレインにコンタクトして層間絶縁膜23上に形成さ
れる。画素スイッチSW’のゲート電極26は走査線の
一部を構成し、ドレイン電極28は信号線の一部を構成
する。また、駆動素子SWのゲート電極は画素スイッチ
SW’のソース電極に接続し、また、駆動スイッチSW
のドレイン電極は電源供給ラインVDDの一部を構成
し、ソース電極は有機EL素子PXに接続する。
光性有機化合物を含む薄膜である自己発光層をカソード
電極36およびアノード電極30間に挟持した構造を有
し、自己発光層に電子および正孔を注入しこれらを再結
合させることにより励起子を生成させ、この励起子の失
活時に生じる光放出により発光する。ここで、励起子を
効率的に生成させるため、バッファ層33が発光層34
およびアノード電極30間に配置され、電子輸送層35
が発光層34およびカソード電極36間に配置される。
ここでは自己発光層として、発光層34、バッファ層3
3、電子輸送層35の積層構造を用いる場合について説
明したが、機能的に複合された2層または単層で構成し
てもよい。アノード電極30は例えばITOで構成され
る透明電極であり、カソード電極36はBa/Agのよ
うな金属の2層構造で構成される反射電極である。ここ
では、例えばアノード電極30を透明電極とし、この透
明電極を介して光を外部に取り出すが、この透明電極を
カソード電極36、反射電極をアノード電極30にて構
成してもよい。
ド電極30が薄膜トランジスタのソースおよびドレイン
電極27,28と同様に層間絶縁膜23を下地として形
成される。ちなみに、ソースおよびドレイン電極27,
28はアノード電極30の形成後に形成され、これによ
りソース電極27がアノード電極30にコンタクトす
る。この状態で、窒化シリコンの保護絶縁膜29がアノ
ード電極30、ソースおよびドレイン電極27,28お
よび層間絶縁膜23を全体的に覆って形成され、アノー
ド電極30を部分的に露出するようにパターニングされ
る。このように、アノード電極30を形成した後、コン
タクトホールを形成するため、半導体薄膜24の表面が
アノード電極30の形成時にダメージを受けることを防
止できる。また、アノード電極30の形成後にソースお
よびドレイン電極27,28、信号線Xを形成するため
ITO加工時に用いられるエッチャントによるMo/A
l/Moの不所望な加工を防止することができる。
が保護絶縁膜29およびアノード電極30の露出部を全
体的に覆って形成され、再びアノード電極30を部分的
に露出するようにパターニングされる。続いて、表面処
理したアクリル樹脂のような撥水性有機絶縁膜32が親
水性絶縁膜31およびアノード電極30の露出部を全体
的に覆って形成され、再びアノード電極30を部分的に
露出するようにパターニングされる。これらパターニン
グはアノード電極30を部分的に露出しこの露出面に向
かってテーパ状となる開口OPを保護絶縁膜29、親水
性絶縁膜31、および撥水性有機絶縁膜32の絶縁体に
形成する結果となる。
溶液がインクジェット方式で開口OP内に注入され、こ
れによりバッファ層33を形成する。この後、一定量の
蛍光性有機化合物を含む高分子溶液がインクジェット方
式で開口OP内に注入され、これにより発光層34を形
成する。この後、一定量の高分子溶液がインクジェット
方式で開口OP内に注入され、これにより電子輸送層3
5を形成する。撥水性絶縁膜32および電子輸送層35
は金属蒸着により形成されるカソード電極36で覆わ
れ、このカソード電極36はSiN、AlN等のパッシ
ベーション層37で覆われる。尚、電子輸送層35は省
略可能である。
近に塗布されるシール材によりガラス板、金属板のよう
な支持板38に窒素雰囲気中で接着され、これにより窒
素がパッシベーション層37および支持板38との間に
封止される。
ン電極27,28、信号線Xが層間絶縁膜23上にアノ
ード電極30と共に同一平面上に配置され、発光層34
から横方向に放出される光を反射する。これは、光透過
性絶縁基板20の外部に放出される光の強度を高める結
果となる。また、層間絶縁膜23はソースおよびドレイ
ン電極27,28およびアノード電極30に対して共通
の下地となるため、2つの層間絶縁膜を独立なプロセス
で形成する必要が無いうえ、これら層間絶縁膜の重なり
による光透過率の低下を防止できる。
および親水性絶縁膜31の積層体を覆うため、この積層
体よりもアノード電極30の露出面から離れた開口OP
の内壁を撥水性にできる。従って、発光層34の材料と
して一定量の液状蛍光性有機化合物をインクジェット方
式で開口OP内に注入した場合に、蛍光性有機化合物が
撥水性である開口OPの内壁に付着せず速やかに流れ落
ちるため、発光層34の厚さ制御が容易となる。すなわ
ち、均一かつ十分な厚さの発光層34を開口OPの下方
に形成できる。これは、バッファ層33および電子輸送
層35の形成についても同様である。
31の積層体は開口OPの内壁を構成する面において親
水性絶縁膜31による親水性を持つため、撥水性絶縁膜
32で弾かれた液状蛍光性有機化合物を撥水性絶縁膜3
2よりもアノード電極30の露出面に近い側に確実に吸
引することができる。
31の積層体は保護絶縁膜29を親水性絶縁膜31で全
体的に覆うことにより形成されるため、開口OPの内壁
を構成する面を容易に親水性にすることができる。
層間絶縁膜23上にソース、ドレイン電極27,28、
信号線Xと同一平面上に形成する場合について説明した
が、走査線Yと同一平面上にアノード電極30を配置し
てもよい。例えば図3に示すように、ゲート電極26が
アノード電極30と共にゲート絶縁膜25上に配置さ
れ、自己発光層から横方向に放出される光を反射する。
これは、図2に示す構造と同様に光透過性絶縁基板20
の外部に放出される光の強度を高める結果となる。ま
た、ゲート絶縁膜25はゲート電極26およびアノード
電極30に対して共通の下地となるため、2つの絶縁膜
を独立なプロセスで形成する必要が無いうえ、これら絶
縁膜の重なりによる光透過率の低下を防止できる。
1でソースおよびドレイン電極27,28およびアノー
ド電極30を覆い、保護絶縁膜29でこの親水性絶縁膜
31の上面だけを覆うようにして、保護絶縁膜29およ
び親水性絶縁膜31の積層体を構成するようにしても、
開口OPの内壁を構成する面を容易に親水性にすること
ができる。
光反射性配線電極により、コンタクト部での段切れ、コ
ンタクト抵抗の増大を抑制することができ、TFTとの
確実な電気的接続が可能となる。
層材料に高分子材料を用いる場合について説明したが、
これに限定されず低分子材料により構成してもよい。
光素子として有機EL素子を用いて説明したが、これに
限定されず、本発明は対向電極間に自己発光層を備えた
自己発光表示パネル全般に適用することが可能である。
造工程を必要とせずに良好な発光特性を得ることができ
る自己発光表示パネルおよびその製造方法を提供するこ
とができる。
画素周辺の構造を示す平面図である。
る。
面図である。
面図である。
断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 自己発光層が第1電極および第2電極間
に挟持される自己発光素子と、前記自己発光素子を画素
として配線する画素配線とを備え、前記第1電極は光透
過性を有し、かつ前記画素配線は、光透過性絶縁基材上
に前記第1電極と同一平面上に配置され前記発光層から
横方向に放出される光を反射する配線金属部を含むこと
を特徴とする自己発光表示パネル。 - 【請求項2】 前記画素配線および前記第1電極を覆う
層間絶縁膜およびこの層間絶縁膜を覆う撥水性絶縁膜を
含む絶縁体をさらに備え、前記発光層は前記第1電極を
部分的に露出しこの露出面に向かってテーパ状となるよ
うに前記絶縁体に形成される開口内だけに配置されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の自己発光表示パネル。 - 【請求項3】 前記層間絶縁膜は前記開口の内壁を構成
する面において親水性であることを特徴とする請求項2
に記載の自己発光表示パネル。 - 【請求項4】 前記層間絶縁膜は保護絶縁膜および親水
性絶縁膜の積層体であることを特徴とする請求項2に記
載の自己発光表示パネル。 - 【請求項5】 発光層が透明電極および反射電極間に挟
持される自己発光素子と、前記自己発光素子を画素とし
て配線する画素配線と、前記画素配線および前記透明電
極を覆う層間絶縁膜およびこの層間絶縁膜を覆う撥水性
絶縁膜を含む絶縁体を備え、前記発光層は前記透明電極
を部分的に露出しこの露出面に向かってテーパ状となる
ように前記絶縁体に形成される開口内だけに配置される
ことを特徴とする自己発光表示パネル。 - 【請求項6】 前記層間絶縁膜は前記開口の内壁を構成
する面において親水性であることを特徴とする請求項5
に記載の自己発光表示パネル。 - 【請求項7】 前記層間絶縁膜は保護絶縁膜および親水
性絶縁膜の積層体であることを特徴とする請求項5に記
載の自己発光表示パネル。 - 【請求項8】 発光層が透明電極および反射電極間に挟
持される自己発光素子をマトリクス状に配置し、前記透
明電極を介して光を外部に取り出す自己発光表示パネル
の製造方法において、 透明絶縁基板上に島状に半導体層を形成する工程と、前
記半導体層にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成す
る工程と、前記ゲート絶縁膜およびゲート電極上に層間
絶縁膜を成膜する工程と、前記層間絶縁膜上に選択的に
前記透明電極を形成する工程と、前記層間絶縁膜および
前記ゲート絶縁膜を貫通し、前記半導体層に達する金属
電極を形成する工程とを備えることを特徴とする自己発
光表示パネルの製造方法。
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