JP2005316468A - 電気光学装置、電気光学装置の検査方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成に関係する膜の成膜を均一にした電気光学装置を提供する。
【解決手段】 二次元に配列された複数の画素を個別に駆動して情報の表示を行う電気光学装置(1)において、二次元に配列された複数の画素のうち、情報の表示を行う有効表示領域(2)内の画素群(20)と、有効表示領域に隣接し、情報の表示に寄与しない疑似画素群(30)と、有効表示領域内の画素群及び上記疑似画素群の各画素を分離すると共に上記有効表示領域内の互いに隣接する画素相互間の光の漏れを防止するバンク膜(61)と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの電気光学装置に関し、特に、電気光学装置の製造過程において該装置の製造精度を高める構造を備える電気光学装置及びその検査方法に関する。

液晶素子、有機ＥＬ素子、電気泳動素子、電子放出素子等を備えた電気光学装置の駆動方式の一つにアクティブマトリクス駆動方式がある。アクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置は、その表示パネルに複数の画素がマトリクス状に配置されている。複数の画素の各々は、電気光学素子とその電気光学素子に駆動電力を供給する駆動トランジスタとから構成される画素回路を備えている。また、これら複数の画素回路の各々は、データ線と走査線との交差部に対応して配置されている（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第ＷＯ９８／３６４０７号パンフレット

しかしながら、基体に電気光学装置を搭載し、携帯電話、パーソナルコンピュータなど種々の電子機器とした場合に、電気光学装置の表示部の周囲の基体の色によっては、該表示部の表示が不明瞭となることがある。また、電気光学装置の有効表示領域に電気光学機能を発現する機能性膜を形成する際に、インクジェット法（液滴吐出法）などの液相プロセスや蒸着法などの気相プロセスを使用して機能性膜を形成する際に、局所的な環境あるいは雰囲気の影響で、膜の均一性が低下することがある。この結果、表示ムラ等の問題が起こることがあった。

よって、本発明の一つの目的は、上記の課題を解決するための電気光学装置を提供することである。

上記目的を達成するため本発明の電気光学装置は、基板上に二次元に配列された複数の画素を有する電気光学装置であって、上記二次元に配列された複数の画素のうち、情報の表示を行う有効表示領域内の画素群と、上記有効表示領域に隣接し、上記情報の表示に寄与しない疑似画素群と、を備え、上記疑似画素群には配線が施されていることを特徴とする。

好ましくは、上記配線の一部はテスト用配線である。

上記の電気光学装置の構成とすることによって、インクジェット法を使用して成膜を行う場合に、疑似画素の領域でインクの吐出量を安定化させてから表示領域の膜材料の吐出に移行することにより、有効表示領域内の画素群を一定の膜厚で形成することが可能となる。

蒸着法を用いて成膜する場合でも、気化した材料の雰囲気あるいは存在密度が局所的に異なることがあり、これにより、有効表示領域内の画素を構成する層の膜厚が一定にならないことがある。これに対して、疑似画素群あるいはダミー画素エリアを設けることにより、気化した材料の雰囲気や存在密度が均一となる部分を利用して有効表示領域内で画素を構成する機能層の成膜を行うことができる。また、疑似画素群あるいはダミー画素領域は、種々の用途に利用することが可能である。例えば、ダミー画素領域に走査線駆動回路やデータ線駆動回路などの種々の駆動回路を設けてもよい。このような構成とすることにより、限られたスペースを利用することができる。

また、上記複数の画素の各々は電気光学素子を有し、上記配線を介して上記疑似画素群にある画素を駆動して上記電気光学素子を発光させることが好ましい。

更に好ましくは、上記疑似画素群にある上記電気光学素子が発する光の色と、有効表示領域内の画素群が上記情報の表示を行う際に表示する色とは異なる。

また、上記有効表示領域内の画素群の各画素と上記疑似画素群の各画素の形状は同じであることが好ましい。

好ましくは、上記疑似画素群は、上記有効表示領域内の画素群の少なくとも片側に配置される。

好ましくは、上記疑似画素群が、上記有効表示領域内の画素群を挟んで配置される。

更に好ましくは、上記疑似画素群は、上記有効表示領域内の画素群の周囲に配置される。上記のような構成とすることにより、蒸着法やインクジェット法を用いて有効表示領域内の画素を構成する機能層の膜厚の均一性を向上させることができる。また、基体に上記の電気光学装置を装着して電子機器を製造した場合、当該電子機器において電気光学装置の有効表示領域に表示された画像に依存しないダミー画素エリアあるいは疑似画素群を設けることができるので、当該ダミー画素エリアに、適宜選択された色を呈する領域を設けることにより、当該基体と表示画像との境界が明瞭となる。

上記の電気光学装置において、上記有効表示画素群の各画素は、少なくともその構成要素の１つがインクジェット法によって成膜された機能層を備えているようにしてもよい。

上記インクジェット法によって成膜された構成要素は例えば、有機ＥＬ膜である。この他にも、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、あるいは電子輸送層などキャリア注入層やキャリア輸送層をインクジェット法により形成してもよい。

上記有機ＥＬ膜は、例えば、フルオレン誘導体を含む高分子や、フェニレンビニレン系高分子材料を用いて形成することができる。

上記の電気光学装置において、上記疑似画素群が設けられた領域の下方に回路が配置される回路配置領域が設けられていることが好ましい。このような構成とすることにより、限られたスペースを有効に利用することができる。

上記回路配置領域に設けられる回路としては、例えば、走査線駆動回路、データ線駆動回路、データ処理回路、演算回路等が例示される。

上述した電気光学装置は、コンピュータ装置、携帯型電話装置、デジタルカメラ、電子ブック装置、携帯型情報処理装置などの電子機器の表示パネルとして使用することができる。

本発明の電気光学装置の検査方法は、基板上に二次元に配列された複数の画素を有し、
上記複数の画素のうち、情報の表示を行う有効表示領域内の画素群と、上記有効表示領域に隣接し、上記情報の表示に寄与しない疑似画素群と、を備え、上記疑似画素群には配線が施されている電気光学装置の検査方法であって、上記有効表示領域内の画素群の成膜の均一性の検査は、上記疑似画素群の一部に施されたテスト用配線を使用して行われることを特徴とする。

好ましくは、上記有効表示領域内の画素群による上記情報の表示性能の検査は、上記疑似画素群の一部に施されたテスト用配線を使用して行われる。

以上説明したように、本発明の電気光学装置は有効表示画素領域に隣接する領域に擬似画素を配置し、この擬似画素を含む領域でインクジェット法による成膜材料の吐出開始及び吐出終了を可能としたので有効表示領域における成膜の均一化が容易となって具合がよい。また、疑似画素の一部にテスト用の配線を別途施したので、成膜の均一性の評価等、表示装置の品質評価の自動化も可能である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態を概略的に示す説明図である。本発明では、表示装置１の実際に画像表示に使用される画素を配置した有効表示画素領域２の周囲に画像表示に寄与しない疑似画素３０を配置した疑似画素領域３を設けている。有効表示画素領域２は、画像情報を担う電気信号に応じて光強度や透過率などの光学的パラメータを変化させる画素２０を二次元的に配列したものである。各画素２０は、例えば、有機ＥＬ発光素子によって構成される。この有機ＥＬ発光素子の各層をインクジェット法によって材料を塗布することによって成膜することができる。

第１の実施の形態では、有効表示画面領域２の左右の両側及び上下の両側に、それぞれ有効表示画素２０と同様の画素形状及び配置間隔で疑似画素３０を二次元的に配列している。図示しないインクジェットヘッドは、表示装置１を左右方向４に走査し、あるいは上下方向５に走査して、成膜材料を吐出する。この際に、インクジェットヘッドはこの疑似画素領域３内から吐出を開始し、吐出が安定した状態で有効表示画素領域２を成膜する。すなわち、インク（成膜材料）の打ち始め段階で有効画素の形成に寄与しない空打ちを疑似画素領域３内で行ってインク吐出量を安定化し、インクの打ち終わり段階では吐出が止まる前の不均一の防止のために疑似画素領域３内で更に空打ちをする。本実施形態の疑似画素領域３は、画素表示には使用されないので、画素の電極などに駆動信号を供給する必要はない。また、後述の実施例では、駆動回路と画素との配線の接続は行われていない。ただし、有効表示画素エリアにおける画素と同じ吐出量で安定させるべきこと、吐出タイミングとの同期をとる等のために、疑似画素の形状は有効画素の形状と同じ形状に形成されており、また、同じ配列で同じ配置間隔となっている。

図２は、表示装置１の有効表示画素領域２と疑似画素領域３との境界にある部分Ａを拡大した例を示す部分拡大図である。

有効表示画素領域２の有効画素２０及び疑似画素領域３の疑似画素３０は、長円形あるいは四隅が丸くなった長方形状となっている。上述したように、有効画素２０には、これを駆動するトランジスタ（ＴＦＴ）や配線が接続されているが、疑似画素３０には配線接続は行われていない。

図３は、図２に示すＸ−Ｙ方向における有効画素２０及び疑似画素３０の断面を概略的に示している。同図に示されるように、ガラスや樹脂などの透明な基板５１の上に基板５１からのアルカリイオンの侵入を防止するための酸化シリコン（ＳｉＯ2）や窒化シリコン（ＳｉＮx）などによる下地保護膜５２を形成する。この保護膜５２の上にＣＶＤ法によってシリコン（Ｓｉ）を堆積して半導体膜５３を形成する。この半導体膜５３にレーザアニールを施し、結晶化してポリシリコン膜とする。この半導体膜５３をパターニングしてＴＦＴ領域を形成する。

次に、半導体膜５３及び下地保護膜５２にＣＶＤ法によってＴＥＯＳと酸素を膜材として酸化シリコンを堆積しゲート絶縁膜５４を形成する。次に、アルミニウムなどの金属をゲートメタルとして堆積し、このゲートメタルをパターニングしてゲート電極及び配線５５を形成する。この上に、ＣＶＤ法によって酸化シリコンを堆積し、層間絶縁膜５６を形成する。上記ＴＦＴ領域のソース・ドレイン領域の層間絶縁膜５６にコンタクトホールを開口し、アルミニウムなどの金属を堆積し、これをパターニングしてソース・ドレイン電極、配線膜５７を形成する。次に、ＣＶＤ法によって酸化シリコンを堆積し、層間絶縁膜５８を形成する。この層間絶縁膜５８にコンタクトホールを開口し、透明なＩＴＯ膜（Indium Tin Oxide）５９を堆積する。配線膜５７とＩＴＯ膜５９は接続される。ＩＴＯ膜５９をパターニングして画素電極膜（陽極）５９を得る。この上にインクジェット法によって吐出されるインク（膜材料）の基板への付着性を改善すべく、酸化シリコンをＣＶＤ法によって堆積し、親液性制御膜６０とする。この親液性制御膜６０をパターニングして各有効画素部分の領域を開口し、透明電極ＩＴＯ膜５９を露出する。

次に、酸化シリコンをＣＶＤ法によって堆積し、これをパターニングして有効画素２０の各領域及び疑似画素３０の各領域を開口し、各画素間の光の漏れや混色を防止するバンク膜６１を形成する。

このバンク膜６１に開口した溝部分に有機ＥＬ発光素子をインクジェット法によって形成する。すなわち、図示しないインクジェットヘッドを相対的に移動してバンク膜６１の各開口部を走査させ、各開口部に対向する位置でノズルから成膜材料を吐出する。疑似画素３０の領域から吐出を開始することによって有効画素２０の領域２内では、一定量の成膜材料がバンク膜６１の各開口部に吐出される。また、有効画素２０の領域外まで成膜材料を吐出することによって最後の有効画素２０まで一定量の成膜材料を供給することが可能となる。

まず、バンク膜６１の開口溝底部に露出したＩＴＯ膜５９上にインクジェット法によって正孔輸送層６２を形成する。親液性制御膜６０の開口部端部６０ａがバンク膜６１の開口端部６１ａから溝底部に露出していることによってインクジェットヘッドから吐出された液体膜材料が親液性制御膜開口縁６０ａとなじみ、長円形の開口溝底部に均一に広がり易くなる。ＩＴＯ膜５９上に成膜された正孔輸送層６２の上に有機ＥＬ膜６３をインクジェット法によって形成する。図示しないが、有機ＥＬ膜６３の上に更に電子輸送層を形成しても良い。更に、有機ＥＬ膜６３上に共通電極として陰極膜６４を形成し、有機ＥＬ発光素子を単位画素とする表示装置１が得られる。なお、駆動回路については通常構成のものを使用することができる。

この第１の実施の形態では、疑似画素３０側には導電性のＩＴＯ膜５９を形成してない。この場合には、装置（画素）の絶縁耐圧が高くなり、歩留まりが向上する利点がある。

なお、疑似画素３０の領域は、実際の画素としては使用されていないので、ダミー画素エリアと基板５１との間に有効画素２０を駆動する画素回路の少なくとも１部、走査線駆動回路の少なくとも一部、データ線駆動回路の一部等を配置することが可能である。

図４は、第２の実施の形態を示している。同図において図２と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この例では、疑似画素３０の領域３にもＩＴＯ膜５９及び親液性制御膜６０を形成するようにしている。それにより、有効画素２０における有機ＥＬ素子の各層の成膜と同じように疑似画素３０でも有機ＥＬ素子の各層と同様の成膜がなされる。ただし、疑似画素への配線は遮断されており、画像情報の表示としては使用していない。この疑似画素３０の発光膜に試験光を照射して反応発光を検出することによって成膜の均一性等を検査することが可能である。

なお、一部の疑似画素３０に成膜のテスト用の配線を別途に施し、表示装置の品質評価の自動化に利用することも可能である。

図５は、第３の実施の形態を示している。同図において図３と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この例では、親液性制御膜６０を設けていない。また、疑似画素３０にもＩＴＯ膜５９を設けている。疑似画素３０部分のＩＴＯ膜５９は周囲から絶縁されている。このような構成でも、有効画素２０の発光素子と疑似画素３０の発光素子とは同じ条件となるので、疑似画素３０部分に形成される発光素子の膜を検査することによって成膜の均一性などを判別可能となる。

図６は、第４の実施の形態を示している。この例では、疑似画素３０の領域３を有効表示画素領域２の左側と右側に形成している。図示しないインクジェットのヘッドを相対的に左右方向に往復移動して成膜材料を基板に塗布する場合には、このような疑似画素の配置であっても良い。

図７は、第５の実施の形態を示している。この例では、疑似画素３０の領域３を有効表示画素領域２の上側と下側に形成している。インクジェットのヘッドを相対的に上下方向に往復移動して成膜材料を基板に塗布する場合には、このような疑似画素の配置であっても良い。

本発明の表示装置を備えた電子機器の例について以下に説明するが、例示のものに限定されるものではない。

〈モバイル型コンピュータ〉
まず、上述した実施形態に係る表示装置をモバイル型のパーソナルコンピュータ（情報処理装置）に適用した例について説明する。図８は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、上述した表示装置１１０６（図１の表示装置１に相当する。以下同じ。）を備えた表示装置ユニットとから構成されている。

〈携帯電話〉
次に、上述した実施形態に係る表示装置を、携帯電話の表示部に適用した例について説明する。図９は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。同図において、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２の他、受話口１０２４、送話口１２０６と共に上述した表示装置１２０８を備えるものである。

〈ディジタルスチルカメラ〉
上述した実施形態に係る表示装置をファインダに用いたディジタルスチルカメラについて説明する。図１０は、このディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図であるが、外部機器との接続についても簡易に示すものである。

通常のカメラは、被写体の光像によってフィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の撮像素子により光電変換して撮像信号を生成する。ディジタルスチルカメラ１３００のケース１３０２の背面には、上述した表示装置１３０４が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成となっている。このため、表示装置１３０４は、被写体を表示するファインダとして機能する。また、ケース１３０２の観察側（図においては裏面側）には、光学レンズやＣＣＤ等を含んだ受光ユニットが設けられている。

撮影者が表示装置１３０４に表示された被写体を像を確認して、シャッタボタン１３０８を押すと、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３１０のメモリに転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００は、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とを備えている。そして、同図に示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、また、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４３０が、それぞれ必要に応じて接続され、更に、所定の操作によって、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１３３０や、コンピュータ１３４０に出力される構成となっている。

〈電子ブック〉
図１１は、本発明の電子機器の一例としての電子ブックの構成を示す斜視図である。同図において、符号１４００は、電子ブックを示している。電子ブック１４００は、ブック型のフレーム１４０２と、このフレーム１４０２に開閉可能なカバー１４０３とを有する。フレーム１４０２には、その表面に表示面を露出させた状態で表示装置１４０４が設けられ、更に、操作部１４０５が設けられている。フレーム１４０２の内部には、コントローラ、カウンタ、メモリなどが内蔵されている。表示装置１４０４は、本実施形態では、電子インクを薄膜素子に充填して形成した画素部と、この画素部と一体に備えられ且つ集積化された周辺回路とを備える。周辺回路には、デコーダ方式のスキャンドライバ及びデータドライバを備える。

なお、電子機器としては、図８のパーソナルコンピュータ、図１０のディジタルスチルカメラ、図１１の電子ブックの他にも、電子ペーパ、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器などが挙げられる。そして、これ等の各種電子機器の表示部には、上述した表示装置が適用可能である。ところで、本発明の電気光学装置を上記のような電子機器に搭載した際、表示部に表示された画像の視認性が基体の色との兼ね合いによって低下することがある。例えば、基体の色が白、銀、あるいは反射性または光沢を有する場合、表示部の基体の境界部分に白や銀など同系色が表示された場合、表示部と基体との境界が不明瞭となることがある。そのような懸念がある場合、ダミー画素領域に基体とは異なる色、あるいは十分なコントラストを示す色となるよう着色領域を設けることにより、表示部の表示色に拘わらず、表示部に表示された画像の視認性を向上させることができる。有機ＥＬ膜６３が発した光が基板５１の側から取出される、いわゆるバックエミッション型の場合は、基板５１の裏面に着色材を貼り付けてもよい。有機ＥＬ膜６３が発した光が共通電極（上記の実施形態では陰極６４が共通電極に相当する）から取出される、いわゆるトップエミッション型の場合は、共通電極上に着色領域を設けてもよいし、陰極６４の代わりに着色領域を設けてもよい。また、ダミー画素エリアにある画素に画素電極を介して電力を供給し、基体の色とは異なる色を発光する発光領域を備えた構成としてもよい。

図１は、本発明の概要を説明する説明図である。 図２は、図１に示すＡ部を拡大して示す部分拡大図である。 図３は、有効表示領域の画素２０と疑似画素３０の構成例を説明する断面図である。 図４は、疑似画素３０の他の構成例を説明する説明図である。 図５は、疑似画素３０の他の構成例を説明する断面図である。 図６は、本発明の他の実施の形態を説明する説明図である。 図７は、本発明の他の実施の形態を説明する説明図である。 図８は、本発明に係る電気光学装置（表示装置）を使用した携帯型パーソナルコンピュータの例を説明する説明図である。 図９は、本発明に係る電気光学装置を使用した携帯電話機の例を説明する説明図である。 図１０は、本発明に係る電気光学装置を使用したデジタルカメラの例を説明する説明図である。 図１１は、本発明に係る電気光学装置を使用した電子ブックの例を説明する説明図である。

符号の説明

１ 表示装置（電気光学装置）、２ 有効画素領域、３ 疑似画素領域、２０ 有効画素、３０ 疑似画素、６０ 親液性制御膜

Claims (12)

1. 基板上に二次元に配列された複数の画素を有する電気光学装置であって、
   前記二次元に配列された複数の画素のうち、情報の表示を行う有効表示領域内の画素群と、
   前記有効表示領域に隣接し、前記情報の表示に寄与しない疑似画素群と、
   を備え、
   前記疑似画素群には配線が施されていることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記配線の一部はテスト用配線であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記複数の画素の各々は電気光学素子を有し、
   前記配線を介して前記疑似画素群にある画素を駆動して前記電気光学素子を発光させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記疑似画素群にある前記電気光学素子が発する光の色と、有効表示領域内の画素群が前記情報の表示を行う際に表示する色とは異なることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記有効表示領域内の画素群の各画素と前記疑似画素群の各画素の形状は同じであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気光学装置。
6. 前記疑似画素群は、前記有効表示領域の少なくとも片側に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電気光学装置。
7. 前記有効表示画素群の各画素は、少なくともその構成要素の１つがインクジェット法によって成膜された機能層を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気光学装置。
8. 前記インクジェット法によって成膜された構成要素は有機ＥＬ膜であることを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置。
9. 前記有機ＥＬ膜は高分子材料により形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の電気光学装置を備えた電子機器。
11. 基板上に二次元に配列された複数の画素を有し、
    前記複数の画素のうち、情報の表示を行う有効表示領域内の画素群と、
    前記有効表示領域に隣接し、前記情報の表示に寄与しない疑似画素群と、を備え、
    前記疑似画素群には配線が施されている電気光学装置の検査方法であって、
    前記有効表示領域内の画素群の成膜の均一性の検査は、前記疑似画素群の一部に施されたテスト用配線を使用して行われることを特徴とする電気光学装置の検査方法。
12. 前記有効表示領域内の画素群による前記情報の表示性能の検査は、前記疑似画素群の一部に施されたテスト用配線を使用して行われることを特徴とする請求項１２に記載の電気光学装置の検査方法。
    

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