JP2003257662A - エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法 - Google Patents
エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
-
- H—ELECTRICITY
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
- H10K59/124—Insulating layers formed between TFT elements and OLED elements
Abstract
(57)【要約】
【課題】EL素子の実効的な発光面積を増大させ、高輝
度を実現する。また、EL素子の発光輝度を維持しなが
らその寿命を長くする。 【解決手段】平坦化絶縁膜22の表面に凹凸を形成す
る。陽極22の表面は平坦化絶縁膜22の凹凸を反映し
て凹凸部が形成される。ホール輸送層23、発光層2
4、電子輸送層25及び陰極26は、陽極22上に真空
蒸着法により形成される。ホール輸送層23、発光層2
4、電子輸送層25及び陰極26の表面には陽極22の
凹凸形状が反映される結果、夫々凹凸部が形成される。
これにより、発光層24の実効的な発光面積S1は従来
例のS0に比して増大する。
度を実現する。また、EL素子の発光輝度を維持しなが
らその寿命を長くする。 【解決手段】平坦化絶縁膜22の表面に凹凸を形成す
る。陽極22の表面は平坦化絶縁膜22の凹凸を反映し
て凹凸部が形成される。ホール輸送層23、発光層2
4、電子輸送層25及び陰極26は、陽極22上に真空
蒸着法により形成される。ホール輸送層23、発光層2
4、電子輸送層25及び陰極26の表面には陽極22の
凹凸形状が反映される結果、夫々凹凸部が形成される。
これにより、発光層24の実効的な発光面積S1は従来
例のS0に比して増大する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス表示装置及びその製造方法に関する。
ッセンス表示装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、エレクトロルミネッセンス(Elec
tro Luminescence:以下、「EL」と称する。)素子
を用いたEL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(Th
in Film Transistor:以下、「TFT」と称する。)を
備えたEL表示装置の研究開発も進められている。
tro Luminescence:以下、「EL」と称する。)素子
を用いたEL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(Th
in Film Transistor:以下、「TFT」と称する。)を
備えたEL表示装置の研究開発も進められている。
【0003】図15に従来のEL表示装置の一画素の平
面図を示し、図16に図15中のB−B線に沿った断面
図を示す。ゲート電極11を備えたゲート信号線51
と、ドレイン信号線52との交点付近に有機EL素子駆
動用の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。実際のEL表示装置で
は、この画素が多数個、マトリックス状に配置され表示
領域を構成している。
面図を示し、図16に図15中のB−B線に沿った断面
図を示す。ゲート電極11を備えたゲート信号線51
と、ドレイン信号線52との交点付近に有機EL素子駆
動用の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。実際のEL表示装置で
は、この画素が多数個、マトリックス状に配置され表示
領域を構成している。
【0004】表示画素110は、ガラスや合成樹脂など
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EL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。
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EL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。
【0005】まず、絶縁性基板10上にクロム(Cr)
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。
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。
【0006】その能動層13には、ゲート電極11上方
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。
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。
【0007】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、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。
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。
【0008】そして、その平坦化絶縁膜17のソース1
3s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13s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、陽極61を平坦化絶縁膜17上に形成する。
陽極61はITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極か
ら成る。この陽極61の上にEL素子60を形成する。
3s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13s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、陽極61を平坦化絶縁膜17上に形成する。
陽極61はITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極か
ら成る。この陽極61の上にEL素子60を形成する。
【0009】有機EL素子60は、一般的な構造であ
り、陽極61、MTDATA(4,4-bis(3-methylphenyl
phenylamino)biphenyl)から成る第1ホール輸送層、T
PD(4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphen
ylanine)からなる第2ホール輸送層から成るホール輸
送層62、キナクリドン(Quinacridone)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63、及びBebq2から成る電
子輸送層64、マグネシウム・インジウム合金もしくは
アルミニウム、もしくはアルミニウム合金から成る陰極
65が、この順番で積層形成された構造である。
り、陽極61、MTDATA(4,4-bis(3-methylphenyl
phenylamino)biphenyl)から成る第1ホール輸送層、T
PD(4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphen
ylanine)からなる第2ホール輸送層から成るホール輸
送層62、キナクリドン(Quinacridone)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63、及びBebq2から成る電
子輸送層64、マグネシウム・インジウム合金もしくは
アルミニウム、もしくはアルミニウム合金から成る陰極
65が、この順番で積層形成された構造である。
【0010】有機EL素子60は、上記の駆動用のTF
Tを介して供給される電流によって発光する。つまり、
陽極61から注入されたホールと、陰極65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63から光が放たれ、この光が
透明な陽極61から透明絶縁基板を介して外部へ放出さ
れて発光する。
Tを介して供給される電流によって発光する。つまり、
陽極61から注入されたホールと、陰極65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63から光が放たれ、この光が
透明な陽極61から透明絶縁基板を介して外部へ放出さ
れて発光する。
【0011】なお、上述した技術は、例えば特開平11
−283182号公報に記載されている。
−283182号公報に記載されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】有機EL素子60の発
光面積Sは図16に示すように、陽極61上に形成され
た発光層63の平面的な面積によって規定される。した
がって、発光面積S0が大きいほど有機EL素子60の
輝度は大きくなる。しかしながら、発光面積Sを大きく
することは画素面積の増大を招き、高精細化を阻害する
という問題がある。
光面積Sは図16に示すように、陽極61上に形成され
た発光層63の平面的な面積によって規定される。した
がって、発光面積S0が大きいほど有機EL素子60の
輝度は大きくなる。しかしながら、発光面積Sを大きく
することは画素面積の増大を招き、高精細化を阻害する
という問題がある。
【0013】一方、有機EL素子60の寿命、すなわち
発光輝度が所定輝度以下に減衰するまでの時間は、図1
7に示すように、有機EL素子60に流れる電流の電流
密度が低いほど長くなる。しかしながら、電流密度を低
くすると有機EL素子60の輝度も下がってしまうとい
う問題があった。
発光輝度が所定輝度以下に減衰するまでの時間は、図1
7に示すように、有機EL素子60に流れる電流の電流
密度が低いほど長くなる。しかしながら、電流密度を低
くすると有機EL素子60の輝度も下がってしまうとい
う問題があった。
【0014】そこで、本発明の目的は画素面積の増大を
招くことなく有機EL素子60の実効的な発光面積を増
大させ、高輝度を実現することである。また、本発明の
他の目的は有機EL素子60の発光輝度を維持しながら
その寿命を長くすることである。
招くことなく有機EL素子60の実効的な発光面積を増
大させ、高輝度を実現することである。また、本発明の
他の目的は有機EL素子60の発光輝度を維持しながら
その寿命を長くすることである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
課題に鑑みてなされたもので、その特徴とする点は、有
機EL素子の発光層の表面に凹凸部を設け、その実効的
な表面積を増大させることである。
課題に鑑みてなされたもので、その特徴とする点は、有
機EL素子の発光層の表面に凹凸部を設け、その実効的
な表面積を増大させることである。
【0016】これにより、本発明のEL表示装置は、従
来例の、凹凸部の無い有機EL素子と同じ平面的な面積
を有していても、表面の凹凸により実効的な発光面積が
増大するので、有機EL素子の発光輝度を高めることが
できる。また、本発明のEL表示装置は従来例に比して
所定の発光輝度を得るための電流密度を減少させること
ができるので、発光輝度を維持しながらその寿命を伸ば
すことが可能となる。
来例の、凹凸部の無い有機EL素子と同じ平面的な面積
を有していても、表面の凹凸により実効的な発光面積が
増大するので、有機EL素子の発光輝度を高めることが
できる。また、本発明のEL表示装置は従来例に比して
所定の発光輝度を得るための電流密度を減少させること
ができるので、発光輝度を維持しながらその寿命を伸ば
すことが可能となる。
【0017】また、有機EL素子の発光層に凹凸部を形
成する方法について概説すれば、以下のとおりである。
成する方法について概説すれば、以下のとおりである。
【0018】駆動用のTFTを被覆している平坦化絶縁
膜の表面を荒らすこと、つまり凹凸部を設けることで、
その平坦化絶縁膜の上層に積層される有機EL素子の、
陽極、発光層、陰極等はその凹凸を反映して凹凸部が形
成される。平坦化絶縁膜の表面に凹凸部を形成する方法
としては、例えば、ハーフ露光を用いる方法、下地
のパターニングにより絶縁膜の凹凸部を形成した後に平
坦化絶縁膜を形成する方法、が適している。
膜の表面を荒らすこと、つまり凹凸部を設けることで、
その平坦化絶縁膜の上層に積層される有機EL素子の、
陽極、発光層、陰極等はその凹凸を反映して凹凸部が形
成される。平坦化絶縁膜の表面に凹凸部を形成する方法
としては、例えば、ハーフ露光を用いる方法、下地
のパターニングにより絶縁膜の凹凸部を形成した後に平
坦化絶縁膜を形成する方法、が適している。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照しながら詳細に説明する。 (第1の実施形態)以下、第1の実施形態について図1
〜図5を参照しながら説明する。なお、図15、図16
と同一の構成部分については同一の符号を付している。
図面を参照しながら詳細に説明する。 (第1の実施形態)以下、第1の実施形態について図1
〜図5を参照しながら説明する。なお、図15、図16
と同一の構成部分については同一の符号を付している。
【0020】図1に示すように、絶縁性基板10上にT
FTを形成する。すなわち、絶縁性基板10上にクロム
(Cr)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。
FTを形成する。すなわち、絶縁性基板10上にクロム
(Cr)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。
【0021】その能動層13には、ゲート電極11上方
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。
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。
【0022】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、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。そして、感光性樹脂から成る平坦化絶縁膜20(例
えば、日本合成ゴム製JSR−315)を形成する(以
上、図1参照)。
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。そして、感光性樹脂から成る平坦化絶縁膜20(例
えば、日本合成ゴム製JSR−315)を形成する(以
上、図1参照)。
【0023】次に、図2に示すように、平坦化絶縁膜2
0の表面にハーフ露光を行い、現像処理を施すことで、
この平坦化絶縁膜20の表面が荒らされ、多数の凹凸部
20Aが形成される。ここで、ハーフ露光は平坦化絶縁
膜20に後述するコンタクトホールを形成する際の通常
露光に比して20%〜40%の露光量の露光である。
0の表面にハーフ露光を行い、現像処理を施すことで、
この平坦化絶縁膜20の表面が荒らされ、多数の凹凸部
20Aが形成される。ここで、ハーフ露光は平坦化絶縁
膜20に後述するコンタクトホールを形成する際の通常
露光に比して20%〜40%の露光量の露光である。
【0024】次に、図3に示すように、TFTのソース
13s上にコンタクトホール21を形成する。この工程
は、TFTのソースsに対応する領域に開口部を有する
マスク(不図示)を用いて、通常の100%露光を行
い、現像処理により当該開口部の平坦化絶縁膜20を除
去し、その後エッチングにより、平坦化絶縁膜15を選
択的に除去して、TFTのソース13sの表面を露出さ
せる。
13s上にコンタクトホール21を形成する。この工程
は、TFTのソースsに対応する領域に開口部を有する
マスク(不図示)を用いて、通常の100%露光を行
い、現像処理により当該開口部の平坦化絶縁膜20を除
去し、その後エッチングにより、平坦化絶縁膜15を選
択的に除去して、TFTのソース13sの表面を露出さ
せる。
【0025】次に、図4に示すように、ITOから成る
陽極22を平坦化絶縁膜22上に形成する。陽極22
は、コンタクトホール21を介してTFTのソースsと
接続するようにパターニングされる。すると、陽極22
の表面は平坦化絶縁膜22の凹凸を反映して、凹凸部が
形成される。
陽極22を平坦化絶縁膜22上に形成する。陽極22
は、コンタクトホール21を介してTFTのソースsと
接続するようにパターニングされる。すると、陽極22
の表面は平坦化絶縁膜22の凹凸を反映して、凹凸部が
形成される。
【0026】次に、図5に示すように、凹凸部が形成さ
れた陽極22上にMTDATA(4,4-bis(3-methylphen
ylphenylamino)biphenyl)から成る第1ホール輸送層、
TPD(4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triph
enylanine)から成る第2ホール輸送層、から成るホー
ル輸送層23、キナクリドン(Quinacridone)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24、及びBebq2から成
る電子輸送層25、マグネシウム・インジウム合金もし
くはアルミニウム、もしくはアルミニウム合金から成る
陰極26が、この順番で積層形成される。これらのホー
ル輸送層23、発光層24、電子輸送層25及び陰極2
6は、シャドウマスクを用いた真空蒸着法により形成さ
れる。図5において、発光層24は画素毎に陽極24上
に形成され、他のホール輸送層23、電子輸送層25及
び陰極26についてはEL表示装置の表示領域全体に形
成されている。
れた陽極22上にMTDATA(4,4-bis(3-methylphen
ylphenylamino)biphenyl)から成る第1ホール輸送層、
TPD(4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triph
enylanine)から成る第2ホール輸送層、から成るホー
ル輸送層23、キナクリドン(Quinacridone)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24、及びBebq2から成
る電子輸送層25、マグネシウム・インジウム合金もし
くはアルミニウム、もしくはアルミニウム合金から成る
陰極26が、この順番で積層形成される。これらのホー
ル輸送層23、発光層24、電子輸送層25及び陰極2
6は、シャドウマスクを用いた真空蒸着法により形成さ
れる。図5において、発光層24は画素毎に陽極24上
に形成され、他のホール輸送層23、電子輸送層25及
び陰極26についてはEL表示装置の表示領域全体に形
成されている。
【0027】これにより、ホール輸送層23、発光層2
4、電子輸送層25及び陰極26の表面には陽極22の
凹凸形状が反映される結果、夫々凹凸部が形成される。
これにより、発光層24の実効的な発光面積S1は従来
例のS0に比して増大する。このため、単位面積あたり
の電流密度が同じであればその分、輝度Kはその比(S
1/S0)だけ増加することになる。また、発光輝度K
が同じであれば、電流密度は(S0/S1)の比で減少
する。このため、有機EL素子の寿命はその分伸びるこ
とになる(図17参照)。
4、電子輸送層25及び陰極26の表面には陽極22の
凹凸形状が反映される結果、夫々凹凸部が形成される。
これにより、発光層24の実効的な発光面積S1は従来
例のS0に比して増大する。このため、単位面積あたり
の電流密度が同じであればその分、輝度Kはその比(S
1/S0)だけ増加することになる。また、発光輝度K
が同じであれば、電流密度は(S0/S1)の比で減少
する。このため、有機EL素子の寿命はその分伸びるこ
とになる(図17参照)。
【0028】理想的には発光層24の凹凸部が半球面で
ある場合に発光面積は最大となる。それは、凹凸が無い
場合に比べて2倍の発光面積の増加となる。その理由
は、球の半径をrとすると1つの凸部(又は凹部)の表
面積は2πr2であり、円の面積はπr2であるから、2
倍の表面積の増加となるからである。その場合、例えば
有機EL素子の寿命は4倍になる。
ある場合に発光面積は最大となる。それは、凹凸が無い
場合に比べて2倍の発光面積の増加となる。その理由
は、球の半径をrとすると1つの凸部(又は凹部)の表
面積は2πr2であり、円の面積はπr2であるから、2
倍の表面積の増加となるからである。その場合、例えば
有機EL素子の寿命は4倍になる。
【0029】(第2の実施形態)以下、第2の実施形態
について図6〜図12を参照しながら説明する。なお、
図15、図16と同一の構成部分については同一の符号
を付している。
について図6〜図12を参照しながら説明する。なお、
図15、図16と同一の構成部分については同一の符号
を付している。
【0030】図6に、絶縁性基板10上にTFT、層間
絶縁膜15、ドレイン電極16を形成する。ここまでの
工程は第1の実施形態と同様である。
絶縁膜15、ドレイン電極16を形成する。ここまでの
工程は第1の実施形態と同様である。
【0031】次に、図7に示すように、絶縁膜130
(例えばSiO2膜)をCVD法等により形成し、この
絶縁膜30上に多数の島にパターンニングされたホトレ
ジスト131を形成する。
(例えばSiO2膜)をCVD法等により形成し、この
絶縁膜30上に多数の島にパターンニングされたホトレ
ジスト131を形成する。
【0032】そして、このホトレジスト131をマスク
として絶縁膜30をエッチングし、ホトレジスト131
を除去すると、図8に示すように、層間絶縁膜15に絶
縁膜から成る多数の凸部132が形成される。
として絶縁膜30をエッチングし、ホトレジスト131
を除去すると、図8に示すように、層間絶縁膜15に絶
縁膜から成る多数の凸部132が形成される。
【0033】次に、図9に示すように、有機樹脂から成
る平坦化絶縁膜133を形成する。この平坦化絶縁膜1
33の表面は下地の多数の凸部32を反映して、多数の
凹凸部が形成される。
る平坦化絶縁膜133を形成する。この平坦化絶縁膜1
33の表面は下地の多数の凸部32を反映して、多数の
凹凸部が形成される。
【0034】次に、図10に示すように平坦化絶縁膜1
33及び層間絶縁膜15を選択的にエッチングして、T
FTのソースs上に、コンタクトホール134を形成す
る。そして、図11に示すように、ITOから成る陽極
22を平坦化絶縁膜22上に形成する。陽極22は、コ
ンタクトホール21を介してTFTのソースsと接続す
るようにパターニングされる。すると、陽極135の表
面は平坦化絶縁膜135の凹凸を反映して、凹凸部が形
成される。
33及び層間絶縁膜15を選択的にエッチングして、T
FTのソースs上に、コンタクトホール134を形成す
る。そして、図11に示すように、ITOから成る陽極
22を平坦化絶縁膜22上に形成する。陽極22は、コ
ンタクトホール21を介してTFTのソースsと接続す
るようにパターニングされる。すると、陽極135の表
面は平坦化絶縁膜135の凹凸を反映して、凹凸部が形
成される。
【0035】次に、図12に示すように、凹凸部が形成
された陽極135上に、第1の実施形態と同様に、有機
EL素子のホール輸送層136、発光層137、電子輸
送層138及び陰極139が、シャドウマスクを用いた
真空蒸着法により形成される。図において、発光層13
7は画素毎に陽極135上に形成され、他のホール輸送
層136、電子輸送層138及び陰極139については
EL表示装置の表示領域全体に形成されている。
された陽極135上に、第1の実施形態と同様に、有機
EL素子のホール輸送層136、発光層137、電子輸
送層138及び陰極139が、シャドウマスクを用いた
真空蒸着法により形成される。図において、発光層13
7は画素毎に陽極135上に形成され、他のホール輸送
層136、電子輸送層138及び陰極139については
EL表示装置の表示領域全体に形成されている。
【0036】これにより、有機EL素子のホール輸送層
136、発光層137、電子輸送層138及び陰極13
9の表面には、陽極135の凹凸形状が反映される結
果、夫々凹凸部が形成される。したがって、第1の実施
形態と同様に、発光層137の実効的な発光面積S2は
従来例のS0に比して増大する。 (第3の実施形態)上述した第1、第2の実施形態で
は、1つのTFT(有機EL素子駆動用TFT)を含む
表示画素から成る表示装置への適用例について説明した
が本発明はこれに限定されることなく、2つのTFT
(スイッチング用TFT、駆動用TFT)を含む表示画
素から成る表示装置についても同様に適用できるもので
ある。そこで、以下にこのような第3の実施形態に係る
について図面を参照しながら説明する。
136、発光層137、電子輸送層138及び陰極13
9の表面には、陽極135の凹凸形状が反映される結
果、夫々凹凸部が形成される。したがって、第1の実施
形態と同様に、発光層137の実効的な発光面積S2は
従来例のS0に比して増大する。 (第3の実施形態)上述した第1、第2の実施形態で
は、1つのTFT(有機EL素子駆動用TFT)を含む
表示画素から成る表示装置への適用例について説明した
が本発明はこれに限定されることなく、2つのTFT
(スイッチング用TFT、駆動用TFT)を含む表示画
素から成る表示装置についても同様に適用できるもので
ある。そこで、以下にこのような第3の実施形態に係る
について図面を参照しながら説明する。
【0037】図13に有機EL表示装置の表示画素付近
を示す平面図を示し、図14(a)に図13中のA−A
線に沿った断面図を示し、図14(b)に図13中のB
−B線に沿った断面図を示す。
を示す平面図を示し、図14(a)に図13中のA−A
線に沿った断面図を示し、図14(b)に図13中のB
−B線に沿った断面図を示す。
【0038】図13及び図14に示すように、ゲート信
号線51とドレイン信号線52とに囲まれた領域に表示
画素111が形成されており、マトリクス状に配置され
ている。
号線51とドレイン信号線52とに囲まれた領域に表示
画素111が形成されており、マトリクス状に配置され
ている。
【0039】この表示画素111には、自発光素子であ
る有機EL素子60と、この有機EL素子60に電流を
供給するタイミングを制御するスイッチング用TFT3
0と、有機EL素子60に電流を供給する駆動用TFT
40と、保持容量とが配置されている。なお、有機EL
素子60は、第1の電極である陽極61と発光材料から
なる発光素子層と、第2の電極である陰極63とから成
っている。
る有機EL素子60と、この有機EL素子60に電流を
供給するタイミングを制御するスイッチング用TFT3
0と、有機EL素子60に電流を供給する駆動用TFT
40と、保持容量とが配置されている。なお、有機EL
素子60は、第1の電極である陽極61と発光材料から
なる発光素子層と、第2の電極である陰極63とから成
っている。
【0040】即ち、両信号線51,52の交点付近には
スイッチング用TFTである第1のTFT30が備えら
れており、そのTFT30のソース33sは保持容量電
極線54との間で容量をなす容量電極55を兼ねるとと
もに、EL素子駆動用TFTである第2のTFT40の
ゲート41に接続されており、第2のTFTのソース4
3sは有機EL素子60の陽極61に接続され、他方の
ドレイン43dは有機EL素子60に供給される電流源
である駆動電源線53に接続されている。
スイッチング用TFTである第1のTFT30が備えら
れており、そのTFT30のソース33sは保持容量電
極線54との間で容量をなす容量電極55を兼ねるとと
もに、EL素子駆動用TFTである第2のTFT40の
ゲート41に接続されており、第2のTFTのソース4
3sは有機EL素子60の陽極61に接続され、他方の
ドレイン43dは有機EL素子60に供給される電流源
である駆動電源線53に接続されている。
【0041】また、ゲート信号線51と並行に保持容量
電極線54が配置されている。この保持容量電極線54
はクロム等から成っており、ゲート絶縁膜12を介して
TFTのソース33sと接続された容量電極55との間
で電荷を蓄積して容量を成している。この保持容量56
は、第2のTFT40のゲート電極41に印加される電
圧を保持するために設けられている。
電極線54が配置されている。この保持容量電極線54
はクロム等から成っており、ゲート絶縁膜12を介して
TFTのソース33sと接続された容量電極55との間
で電荷を蓄積して容量を成している。この保持容量56
は、第2のTFT40のゲート電極41に印加される電
圧を保持するために設けられている。
【0042】図14に示すように、有機EL表示装置
は、ガラス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100上に、TF
T及び有機EL素子を順に積層形成して成る。ただし、
基板100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100上にSiO2やS
iNなどの絶縁膜を形成した上に第1、第2のTFT及
び有機EL素子を形成する。いずれのTFTともに、ゲ
ート電極がゲート絶縁膜を介して能動層の上方にあるい
わゆるトップゲート構造である。
は、ガラス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100上に、TF
T及び有機EL素子を順に積層形成して成る。ただし、
基板100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100上にSiO2やS
iNなどの絶縁膜を形成した上に第1、第2のTFT及
び有機EL素子を形成する。いずれのTFTともに、ゲ
ート電極がゲート絶縁膜を介して能動層の上方にあるい
わゆるトップゲート構造である。
【0043】まず、スイッチング用TFTである第1の
TFT30について説明する。
TFT30について説明する。
【0044】図14(a)に示すように、石英ガラス、
無アルカリガラス等からなる絶縁性基板10上に、非晶
質シリコン膜(以下、「a−Si膜」と称する。)をC
VD法等にて成膜し、そのa−Si膜にレーザ光を照射
して溶融再結晶化させて多結晶シリコン膜(以下、「p
−Si膜」と称する。)とし、これを能動層33とす
る。その上に、SiO2膜、SiN膜の単層あるいは積
層体をゲート絶縁膜32として形成する。更にその上
に、Cr、Moなどの高融点金属からなるゲート電極3
1を兼ねたゲート信号線51及びAlから成るドレイン
信号線52を備えており、有機EL素子の駆動電源であ
りAlから成る駆動電源線53が配置されている。
無アルカリガラス等からなる絶縁性基板10上に、非晶
質シリコン膜(以下、「a−Si膜」と称する。)をC
VD法等にて成膜し、そのa−Si膜にレーザ光を照射
して溶融再結晶化させて多結晶シリコン膜(以下、「p
−Si膜」と称する。)とし、これを能動層33とす
る。その上に、SiO2膜、SiN膜の単層あるいは積
層体をゲート絶縁膜32として形成する。更にその上
に、Cr、Moなどの高融点金属からなるゲート電極3
1を兼ねたゲート信号線51及びAlから成るドレイン
信号線52を備えており、有機EL素子の駆動電源であ
りAlから成る駆動電源線53が配置されている。
【0045】そして、ゲート絶縁膜32及び能動層33
上の全面には、SiO2膜、SiN膜及びSiO2膜の順
に積層された層間絶縁膜115が形成されており、ドレ
イン33dに対応して設けたコンタクトホールにAl等
の金属を充填したドレイン電極36が設けられ、更に全
面に有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜1
7が形成されている。
上の全面には、SiO2膜、SiN膜及びSiO2膜の順
に積層された層間絶縁膜115が形成されており、ドレ
イン33dに対応して設けたコンタクトホールにAl等
の金属を充填したドレイン電極36が設けられ、更に全
面に有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜1
7が形成されている。
【0046】次に有機EL素子の駆動用TFTである第
2のTFT40について説明する。図14(b)に示す
ように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁
性基板10上に、a−Si膜にレーザ光を照射して多結
晶化してなる能動層43、ゲート絶縁膜112、及びC
r、Moなどの高融点金属からなるゲート電極41が順
に形成されており、その能動層43には、チャネル43
cと、このチャネル43cの両側にソース43s及びド
レイン43dが設けられている。そして、ゲート絶縁膜
12及び能動層43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115を形
成し、ドレイン43d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駆動電源に接続された駆動
電源線53が配置されている。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を備えて
いる。そして、この平坦化絶縁膜117の表面に凹凸が
形成されている。
2のTFT40について説明する。図14(b)に示す
ように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁
性基板10上に、a−Si膜にレーザ光を照射して多結
晶化してなる能動層43、ゲート絶縁膜112、及びC
r、Moなどの高融点金属からなるゲート電極41が順
に形成されており、その能動層43には、チャネル43
cと、このチャネル43cの両側にソース43s及びド
レイン43dが設けられている。そして、ゲート絶縁膜
12及び能動層43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115を形
成し、ドレイン43d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駆動電源に接続された駆動
電源線53が配置されている。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を備えて
いる。そして、この平坦化絶縁膜117の表面に凹凸が
形成されている。
【0047】そして、その平坦化絶縁膜17のソース4
3s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43sとコンタクトし
たITOから成る透明電極、即ち有機EL素子160の
陽極161を平坦化絶縁膜17上に設けている。この陽
極161は各表示画素ごとに島状に分離形成されてい
る。そして、陽極161の表面は平坦化絶縁膜115の
凹凸を反映して、凹凸部が形成される。
3s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43sとコンタクトし
たITOから成る透明電極、即ち有機EL素子160の
陽極161を平坦化絶縁膜17上に設けている。この陽
極161は各表示画素ごとに島状に分離形成されてい
る。そして、陽極161の表面は平坦化絶縁膜115の
凹凸を反映して、凹凸部が形成される。
【0048】次に、図14に示すように、凹凸部が形成
された陽極161上に、ホール輸送層162、発光層1
63、電子輸送層164及び陰極165が、シャドウマ
スクを用いた真空蒸着法により形成される。
された陽極161上に、ホール輸送層162、発光層1
63、電子輸送層164及び陰極165が、シャドウマ
スクを用いた真空蒸着法により形成される。
【0049】これにより、ホール輸送層162、発光層
163、電子輸送層164及び陰極165の表面には陽
極161の凹凸形状が反映される結果、夫々凹凸部が形
成される。したがって、発光層163の実効的な発光面
積が増大する。
163、電子輸送層164及び陰極165の表面には陽
極161の凹凸形状が反映される結果、夫々凹凸部が形
成される。したがって、発光層163の実効的な発光面
積が増大する。
【0050】
【発明の効果】本発明の表示装置及び表示装置の製造方
法によれば、EL素子の発光層の表面に凹凸部を設け、
その実効的な表面積を増大させているので、画素面積の
増大を招くことなく有機EL素子60の実効的な発光面
積を増大させ、高輝度を実現することができる。また、
EL素子の発光輝度を維持しながらその寿命を長くする
ことができる。
法によれば、EL素子の発光層の表面に凹凸部を設け、
その実効的な表面積を増大させているので、画素面積の
増大を招くことなく有機EL素子60の実効的な発光面
積を増大させ、高輝度を実現することができる。また、
EL素子の発光輝度を維持しながらその寿命を長くする
ことができる。
【図1】本発明の第1の実施形態に係るエレクトロルミ
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係るエレクトロルミ
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係るエレクトロルミ
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態に係るエレクトロルミ
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図5】本発明の第1の実施形態に係るエレクトロルミ
ネッセンス表示装置及びその製造方法を示す断面図であ
る。
ネッセンス表示装置及びその製造方法を示す断面図であ
る。
【図6】本発明の第2の実施形態に係るエレクトロルミ
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図7】本発明の第2の実施形態に係るエレクトロルミ
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図8】本発明の第2の実施形態に係るエレクトロルミ
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図9】本発明の第2の実施形態に係るエレクトロルミ
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図10】本発明の第2の実施形態に係るエレクトロル
ミネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ミネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図11】本発明の第2の実施形態に係るエレクトロル
ミネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
ミネッセンス表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図12】本発明の第2の実施形態に係るエレクトロル
ミネッセンス表示装置及びそのの製造方法を示す断面図
である。
ミネッセンス表示装置及びそのの製造方法を示す断面図
である。
【図13】本発明の第3の実施形態に係るエレクトロル
ミネッセンス表示装置及びそのの製造方法を示す断面図
である。
ミネッセンス表示装置及びそのの製造方法を示す断面図
である。
【図14】本発明の第3の実施形態に係るエレクトロル
ミネッセンス表示装置及びそのの製造方法を示す断面図
である。
ミネッセンス表示装置及びそのの製造方法を示す断面図
である。
【図15】従来のEL表示装置の一画素の平面図であ
る。
る。
【図16】図13中のB−B線に沿った断面図である。
【図17】有機EL素子の寿命と電流密度の関係を示す
図である。
図である。
10 絶縁性基板 11 ゲート電極 13 能動
層 14 ストッパ絶縁膜 15 層間絶縁膜 16
ドレイン電極 20 平坦化絶縁膜 20A 凹凸部 21 コン
タクトホール 22 陽極 23 ホール輸送層 24 発光層
25 電子輸送層 26 陰極 30 第1のTFT 40 第2のT
FT 130 絶縁膜 131 ホトレジスト 132
凸部 133 平坦化絶縁膜 134 コンタクトホール
135 陽極 136 ホール輸送層 137 発光層 138
電子輸送層 139 陰極
層 14 ストッパ絶縁膜 15 層間絶縁膜 16
ドレイン電極 20 平坦化絶縁膜 20A 凹凸部 21 コン
タクトホール 22 陽極 23 ホール輸送層 24 発光層
25 電子輸送層 26 陰極 30 第1のTFT 40 第2のT
FT 130 絶縁膜 131 ホトレジスト 132
凸部 133 平坦化絶縁膜 134 コンタクトホール
135 陽極 136 ホール輸送層 137 発光層 138
電子輸送層 139 陰極
Claims (4)
- 【請求項1】 基板上に形成された薄膜トランジスタ
と、 前記薄膜トランジスタを被覆する絶縁膜と、 前記絶縁膜上に形成され、 この絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記
薄膜トランジスタのソース又はドレインと接続された陽
極と、 前記陽極上に形成された発光層と、 前記発光層上に形成された陰極と、を具備するエレクト
ロルミネッセンス表示装置において、 少なくとも前記発光層の表面に凹凸部が形成されている
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】 基板上に薄膜トランジスタを形成する工
程と、 前記薄膜トランジスタ上に感光性材料から成る平坦化絶
縁膜を形成する第1の工程と、 前記平坦化絶縁膜の全面にハーフ露光及び現像処理を施
すことにより前記平坦化絶縁膜の表面に凹凸部を形成す
る第2の工程と、 前記平坦化絶縁膜上に前記薄膜トランジスタのドレイン
に対応する位置に開口部を有するホトレジストを形成す
る第3の工程と、 通常露光及び現像処理を施すことにより前記平坦化絶縁
膜にコンタクトホールを形成する第4の工程と、 前記コンタクトホールを介して前記前記薄膜トランジス
タのソース又はドレインと接続する陽極を形成する第5
の工程と、 前記陽極上に発光層を形成する第6の工程と、 前記発光層上に陰極を形成する第7の工程と、を具備
し、前記陽極、前記発光層及び前記陰極の表面に凹凸部
が形成されるようにしたことを特徴とするエレクトロル
ミネッセンス表示装置の製造方法。 - 【請求項3】 基板上に薄膜トランジスタを形成する第
1の工程と、 前記薄膜トランジスタ上に層間絶縁膜を形成する第2の
工程と、 前記層間絶縁膜上に絶縁膜から成る多数の凸部を形成す
る第3の工程と、 前記層間絶縁膜及び多数の凸部上に平坦化絶縁膜を形成
する第4の工程と、 前記平坦化絶縁膜にコンタクトホールを形成する第5の
工程と、 前記コンタクトホールを介して前記前記薄膜トランジス
タのソース又はドレインと接続する陽極を形成する第5
の工程と、 前記陽極上に発光層を形成する第7の工程と、 前記発光層上に陰極を形成する第8工程と、を具備し、
前記陽極、前記発光層及び前記陰極の表面に凹凸部が形
成されるようにしたことを特徴とするエレクトロルミネ
ッセンス表示装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記第3の工程は、前記層間絶縁膜上に
絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜にフォトリソグラ
フィ工程を施すことにより前記絶縁膜から成る多数の凸
部を形成する工程であることを特徴とする請求項3記載
のエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
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