JP2006126286A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画素の開効率を向上させた表示装置を得る。
【解決手段】 絶縁層体の一方の面の画素領域に当該画素を駆動する回路が配置され、他方の面の当該画素領域に一方の電極を介して発光層が配置され、
前記一方の電極は前記絶縁層体に形成された孔を通して前記回路に接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は表示装置に係り、たとえば有機ＥＬ表示装置に関する。

たとえば有機ＥＬ表示装置は、その各画素において有機ＥＬ素子を備え、その下層および上層に設けた各電極を通して流す電流によって該有機ＥＬ素子を発光させている。

また、いわゆるアクティブ・マトリックス型と称されるものは、マトリックス状に配置された各画素のうち、行方向に配列される各画素の画素群を順次選択しながら、その選択のタイミングに合わせて、該各画素に映像信号を供給するように構成されている。

そして、このような構成において、一方の基板上に複数の有機ＥＬ素子を二次元的に形成し、また、他方の基板上にそれぞれの有機ＥＬ素子に対応し薄膜トランジスタを含む回路を形成し、これら２つの基板を、該有機ＥＬ素子の一方の電極とこれに対応した前記回路の電極とを接触させて、互いに張り合わせたものが知られている（下記特許文献１参照）。

特開２００１−３５６６３号公報

しかし、上述した技術は、その画素領域に回路の形成される領域と有機ＥＬ素子の形成される領域とが平面的に区分けされて形成され、有機ＥＬ素子の占める面積が回路によって占める面積によって制限される構成となっているものである。

このため、いわゆる画素の開口率の向上に制限が付され、その対策が望まれていた。

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、画素の開口率の向上を図った表示装置を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

（１）本発明による表示装置は、たとえば、絶縁層体の一方の面の画素領域に当該画素を駆動する回路が配置され、他方の面の当該画素領域に一方の電極を介して発光層が配置され、
前記一方の電極は前記絶縁層体に形成された孔を通して前記回路に接続されていることを特徴とする。

（２）本発明による表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、第１絶縁基板の面上に前記回路、前記絶縁層体、この絶縁層体の孔を通して前記回路に接続された前記一方の電極が形成され、
第２絶縁基板の面上に他方の電極、前記発光層が形成され、
前記第１絶縁基板と第２絶縁基板は、それぞれ前記一方の電極が形成された面と前記発光層が形成された面とが向き合うように、対向配置されていることを特徴とする。

（３）本発明による表示装置は、たとえば、（２）の構成を前提とし、前記第２絶縁基板の面上に他方の電極、前記発光層、および前記一方の電極と当接される別個の電極が形成されていることを特徴とする。

（４）本発明による表示装置は、たとえば、（１）、（２）、（３）のいずれかの構成を前提とし、他方の電極は透光性の材料で形成され、第２絶縁基板は透明基板で形成されていることを特徴とする。

（５）本発明による表示装置は、たとえば、（３）の構成を前提とし、前記一方の電極と当接される別個の電極は、その該一方の電極と当接される部分と当接されない部分を有し、該一方の電極と当接されない部分に発光層が形成されているとともに、該一方の電極と当接される部分には該発光層よりも層厚の大きな絶縁突起が形成され、この絶縁層の上面に前記別個の電極が延在されて形成されていることを特徴とする。

（６）本発明による表示装置は、たとえば、（１）ないし（５）のいずれかの構成を前提とし、第１絶縁基板と第２絶縁基板は、第１絶縁基板側の前記一方の電極と第２絶縁基板側の前記発光層あるいは前記別個の電極に当接が図られるとともに、シール材によって一体化されていることを特徴とする。

（７）本発明による表示装置は、たとえば、（４）の構成を前提とし、第１絶縁基板を内包して第２絶縁基板に固着される封止基板を備え、この封止基板の第１絶縁基板と対向する内面に乾燥剤を被着させたことを特徴とする。

なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

このように構成した表示装置は、画素の開口率の向上を図ることができるようになる。

以下、図面を用いて本発明による表示装置を有機ＥＬ表示装置を例に挙げ説明する。

図１は、本発明による有機ＥＬ表示装置の一画素領域ＰＩＸにおける構成の一実施例を示した断面図である。

図１に示す有機ＥＬ素子は、図中点線Ａ−Ａを境にし、その上側の積層体ＵＰと下側の積層体ＤＰを別個に製造し、その後、これら各積層体ＵＰ、ＤＰを互いに張り合わせて構成されるものとなっている。

上側の積層体ＵＰはたとえば回路部を構成する積層体であり、下側の積層体ＤＰは発光部を構成する積層体となっている。

まず、上側の積層体ＵＰは、その最下層に電極ＴＭ１が形成されている。この電極ＴＭ１は絶縁層体ＩＳＬに被着されて形成されたものとなっている。

また、絶縁層体ＩＳＬの該電極ＴＭ１が形成された側と反対側の面には、画素の駆動に必要な回路ＣＣおよびこの回路ＣＣに信号を供給する信号線（図示せず）等が形成されている。この場合、これら回路ＣＣおよび信号線は画素の領域内のいずれの箇所にも形成でき、原則として、その形成に規制される条件は存在しないようになっている。なお、前記信号線は回路ＣＣの一部を構成するものとしても把握できるが、画素内の回路ＣＣに信号を供給する信号線として該回路ＣＣとは別個に示したものとなっている。

該回路ＣＣからは配線層ＤＬが引き出され、この配線層ＤＬの一端は絶縁層体ＩＳＬに形成されたスルーホールＴＨを通して前記電極ＴＭ１に接続されている。なお、配線層ＤＬは回路ＣＣの一部を構成するものであるが、該電極ＴＭ１に接続されるものとして別個に取り出して示している。

このように絶縁層体ＩＳＬの前記回路ＣＣ、信号線、配線層ＤＬが形成された面には、これら回路ＣＣ、信号線、配線層ＤＬ等をも被ってパッシベーション膜ＰＡＳが形成されている。

下側の積層体ＤＰは、その最下層において絶縁基板ＳＵＢを有し、この絶縁基板ＳＵＢの上面にはたとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等からなる透光性の導電層ＤＬ２が形成されている。この導電層ＤＬ２は隣接する他の画素領域にも及んで形成され、各画素において共通の電極ＴＭ２として形成されている。

また、この電極ＴＭ２の上面の画素領域にはそのほぼ全域にわたって発光層ＲＬが形成されている。この発光層ＲＬは有機ＥＬ層で形成され、それのみで構成してもよいが、その有機ＥＬ層の一方の面に電荷輸送層、他方の面に電子輸送層を積層させたものであってもよい。本明細書ではこれらの場合においても発光層と称する。

そして、この発光層ＲＬの上面には電極ＴＭ３が形成されている。この電極ＴＭ３は該発光層ＲＬの上面の全域（発光を希望する全域）にわたって形成され、これにより、該発光層ＲＬの平面的に観た発光領域を充分な大きさの面積とするようになっている。

そして、このように形成された上側の積層体ＵＰと下側の積層体ＤＰは、該上側の積層体ＵＰの電極ＴＭ１と下側の積層体ＤＰの電極ＴＭ３とが互いに当接するように張り合わされた後に、一体として構成されている。上側の積層体ＵＰと下側の積層体ＤＰの張り合わせはたとえば画素の集合からなる表示部を囲むようにして配置されるシール材ＳＬ（図４参照）によって、減圧下でなされるようになっている。

このように構成される表示装置は、発光層ＲＬからの光照射は電極ＴＭ２、絶縁基板ＳＵＢを介してなされるようになっている。

このように構成された表示装置は、その一画素領域ＰＩＸにおいて、絶縁層体ＩＳＬの他方の面に形成される発光層ＲＬは、一方の面に形成される回路ＣＣによって規制されることなく形成することができることから、その面積を大きくでき、画素の開口率を向上させることができるようになる。

上述した構成において、上側の積層体ＵＰの電極ＴＭ１は、画素領域のほぼ全域にわたって形成したものである。しかし、この電極ＴＭ１はその面積を小さくして形成してもよいことはいうまでもない。下側の積層体ＤＰの電極ＴＭ３を発光層ＲＬに電流を流し、かつ発光層ＲＬの平面的に観た発光領域を決定させる本来の電極として機能させ、これに対して、上側の積層体ＵＰの前記電極ＴＭ１を配線層ＤＬからの電流を前記電極ＴＭ３に導くための導電層として機能させることができるからである。

また、上側の積層体ＵＰの電極ＴＭ１を画素領域のほぼ全域にわたって形成させた場合、下側の積層体ＤＰの電極ＴＭ３を形成しない構成としてもよいことはもちろんである。上側の積層体ＵＰの電極ＴＭ１のみによって、発光層ＲＬに電流を流し、かつ発光層ＲＬの平面的に観た発光領域を増大させる機能をもたせることができるからである。

図２（ａ）ないし（ｉ）は、上述した有機ＥＬ表示装置のうち、回路部を構成する積層体ＵＰの製造方法の一実施例を示す工程図である。以下工程順に説明する。

工程１．
図２（ａ）に示すように、たとえばガラスからなる基板（第１絶縁基板）ＩＳＢを用意する。この基板ＩＳＢはガラスに限定されず、他にフィルムあるいは光を透過させないシリコンウェハであってもよい。

そして、この基板ＩＳＢにはその一面の画素領域に相当する部分にたとえば金属からなる導体層ＤＬ１が形成されている。これら各導体層ＤＬ１は画素領域ごとに形成され、隣接する他の画素領域における導体層ＤＬ１とは物理的および電気的に互いに分離されたものとなっている。

これら導体層ＤＬ１は、その面積が比較的大きく形成され、たとえば各画素領域の僅かな周辺を除く中央の全域に形成されている。この導体層ＤＬ１は電極ＴＭ１として機能するとともに、後の工程（工程５）においてエッチングの際のエッチングストッパとしての機能をも有するようになっている。

工程２．
図２（ｂ）に示すように、前記基板ＩＳＢに貼り付けて用いる仮基板ＴＰＢを用意する。この仮基板ＴＰＢは、たとえば散在的に多数の透孔ＰＨが形成されたアルミナをテフロンコートしたもので構成され、外気と接する面には剥離層材ＳＴが被着されている。

そして、この仮基板ＴＰＢを、前記基板ＩＳＢの電極ＴＭ１が形成された面と対向させて押し当て、加熱処理によって該基板ＩＳＢに固着する。

工程３．
図２（ｃ）に示すように、前記基板ＩＳＢの仮基板ＴＰＢに固着された面と反対側の面にエッチングを施し、該基板ＩＳＢを所定の厚さにする。

所定の厚さに形成された基板ＩＳＢは、有機ＥＬ表示装置として完成される段階では、基板としての観念よりも層（絶縁層体ＩＳＬ）として形成されるイメージを有するようになる。

前記仮基板ＴＰＢは、前記基板ＩＳＢをそのように薄く形成するための機械的補強板として機能するようになっている。これにより、前記基板ＩＳＢから形成される絶縁層体ＩＳＬは充分なフレキシビリティを有する程度に薄く形成できることになる。

工程４．
図２（ｄ）に示すように、該絶縁層体ＩＳＬのエッチングされた面に、有機ＥＬ表示装置に組み込まれる回路ＣＣを形成する。

この回路ＣＣは、導電層、絶縁層、および半導体層等をそれぞれフォトグラフィ技術による選択エッチングによって所定のパターンに形成したものを適当な順で積層させながら形成されるようになっている。

該基板ＩＳＢ（以下、絶縁層体ＩＳＬと称する）は、この段階においても、仮基板ＴＰＢによって固定されているため、前記回路ＣＣの形成にあっては、その取り扱いに支障が生じないものとなっている。

そして、該回路ＣＣの形成において、絶縁層体ＩＳＬの面にはマトリックス状に配置される各画素の領域が既に区画設定されており、これらの領域を基礎として形成されることはいうまでもない。しかし、該領域において後述の発光層ＲＬが形成される領域を全く考慮することなく、換言すれば、各画素の領域において、その領域内で自由に回路ＣＣを形成することができるようになる。前記発光層ＲＬはこの回路が形成される領域と重ね合わされて形成されるからである。

工程５．
図２（ｅ）に示すように、前記絶縁層体ＩＳＬのうち前記電極ＴＭ１が形成されている面の一部にスルーホールＴＨを形成する。このスルーホールＴＨは前記回路が形成されている面側からフォトグラフィ技術による選択エッチングによって形成され、このため該電極ＴＭ１はこの選択エッチングの際のエッチングストッパとしての機能を有する。

工程６．
図２（ｆ）に示すように、前記スルーホールＴＨを通して前記回路ＣＣと電極ＴＭ１との接続を図る配線層ＤＬを形成する。

この配線層ＤＬは、該回路ＣＣから該電極ＴＭ１を介して後述する発光層ＲＬに電源を供給するように構成される。

工程７．
図２（ｇ）に示すように、絶縁層体ＩＳＬの前記回路ＣＣが形成された面に該回路ＣＣ等をも被ってパッシベーション膜ＰＡＳを形成する。このパッシベーション膜ＰＡＳの材料としては、たとえば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいはポリマー等が選定される。

工程８．
図２（ｈ）に示すように、仮基板ＴＰＢを絶縁層体ＩＳＬから剥離し、有機ＥＬ装置の回路部側の積層体ＵＰを独立した固体として扱えるようになる（図２（ｉ））。

図３（ａ）ないし（ｃ）は、上述した有機ＥＬ表示装置のうち、発光部を構成する積層体ＤＰの製造方法の一実施例を示す工程図である。以下工程順に説明する。

工程１．
図３（ａ）に示すように、基板（第２絶縁基板）ＳＵＢを用意する。この絶縁基板ＳＵＢはたとえばガラスあるいはフィルムが選定される。そして、この絶縁基板ＳＵＢの一方の面の全域にたとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透光性の導電層ＤＬ２を形成する。この導電層ＤＬ２は後述の発光層ＲＬに電流を流すための他方の電極ＴＭ２として機能する。そして、この他方の電極ＴＭ２は各画素領域において共通となっている。

工程２．
図３（ｂ）に示すように、各画素領域に発光層ＲＬを形成する。この場合、発光層ＲＬは各画素領域の全域に至って形成でき、これにより該発光層ＲＬの面積を最大限の大きさとすることができる。

この場合、互いに隣接する３つの画素領域にそれぞれ赤色、緑色、および青色の各発光層ＲＬを形成し、これらをカラー表示の単位画素領域とする。隣接する各発光層ＲＬはその周辺において隣接して配置される発光層ＲＬと重ね合わされていてもよい。

工程３．
図３（ｃ）に示すように、各画素の発光層ＲＬの上面に電極ＴＭ３を形成する。この電極ＴＭ３はたとえばＡｌを材料とするもので、マスク蒸着によって形成される。

この電極ＴＭ３にあっても、その面積を大きくすることにより、それに応じて画素の開効率を向上させることができる。この電極ＴＭ３は該発光層ＲＬに電流を流すための一方の電極として構成され、画素ごとに物理的および電気的に分離されて形成されている。

これにより、有機ＥＬ装置の発光部側の積層体ＤＰが完成され、これを独立した固体として扱えるようになる。

この場合、該積層体ＵＰにおいて、各画素の発光層ＲＬに対する双方の電極ＴＭ２、ＴＭ３の接続具合をチェックすることが可能となる。すなわち、他方の電極にプローブの一端子をあてがい、一方の電極に該プローブの他端子をあてがって電流を流すことによって、発光層ＲＬの発光状態を検出することができるからである。

なお、このような検査を必要としない場合には、該他方の電極を形成しないように構成することができる。該他方の電極に代わって、回路部側の電極ＴＭ１が同様の機能を果たすからである。

図４（ａ）は、有機ＥＬ表示装置の全体を示す平面図であり、また、図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。

絶縁基板ＳＵＢはその周辺においてパッシベーション膜ＰＡＳよりも外方に延在して形成され、この延在部において、封止基板ＳＢがパッシベーション膜ＰＡＳを内包するようにして絶縁基板ＳＵＢに固着されている。

このため、絶縁基板ＳＵＢと封止基板ＳＢとの間は密閉された空間を有するようになっている。そして、該封止基板ＳＢの絶縁基板ＳＵＢと対向する部分には乾燥材ＤＣが被着され、該空間は防湿空間を構成するようになっている。発光層ＲＬは湿気に対し特性劣化を生じさせるため、その対策が施されたものとなっている。

この場合、発光層ＲＬからの光は絶縁基板ＳＵＢを通して照射されるため、該乾燥材ＤＣがその通過の妨げになることはない。このため、該乾燥材ＤＣはその面積を大幅に大きくして形成することができることから、その防湿効果を向上させることができる。

図５（ａ）は、本発明による表示装置の他の実施例を示す図で、図１と対応した図となっている。

図１の場合と比較して異なる構成は、絶縁基板ＳＵＢの絶縁層体ＩＳＬと対向する面側に突起層ＰＬを備え、該絶縁基板ＳＵＢ面側から、電極ＴＭ２、突起層ＰＬ、発光層ＲＬ、電極ＴＭ３が順次形成されている。

突起層ＰＬは画素領域の一方向側に部分的に小さく形成され、突起層ＰＬを除いた領域の層よりも高い高さを有して形成されている。発光層ＲＬはその周辺において該突起層ＰＬの側壁面に当接される程度に形成され、該発光層ＲＬの上面に形成される電極ＴＭ３は突起層ＰＬの上面にまで及んで延在されて形成されている。

すなわち、前記突起層ＰＬ上の電極ＴＭ３と絶縁層体ＩＳＬ側の電極ＴＭ１とので電気的な接続部分ＣＰは、図５（ｂ）に示すように、発光層ＲＬの形成領域の外側でなされるように構成されている。
この場合、図５（ｂ）から明らかとなるように、該接続部分ＣＰの専有面積は小さく構成でき、いわゆる画素の開効率を大幅に低減させるに至ることを回避できる。

このようにした場合、前記電極ＴＭ１の絶縁基板ＳＵＢ側の電極ＴＭ２との当接部に大きな荷重が加わるようなことがあったとしても、その力は突起層ＰＬにのみ加わることになり、発光層ＲＬに影響を及ぼすようなことがなくなる。このため、該発光層ＲＬにその特性劣化をもたらすことがなく、長寿命化を図ることができるようになる。

本発明による表示装置は、その発光層として有機ＥＬ層を用いたものであるが、これに限定されることはなく、他の材料であってもよいことはいうまでもなない。

上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。

本発明による表示装置の一画素における構成の一実施例を示す断面図である。 本発明による表示装置のうち回路側の積層体の製造方法の一実施例を示す工程図である。 本発明による表示装置のうち発光側の積層体の製造方法の一実施例を示す工程図である。 本発明による表示装置の全体の構成を示す平面図および断面図である。 本発明による表示装置の一画素における構成の一実施例を示す断面図である。

符号の説明

ＰＩＸ…一画素領域、ＵＰ…積層体（回路部側の）、ＤＰ…積層体（発光部側の）、ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３…電極、ＣＣ…回路、ＤＬ…配線層、ＩＳＬ…絶縁層体、ＴＨ…スルーホール、ＰＡＳ…パッシベーション膜、ＳＵＢ…絶縁基板、ＲＬ…発光層、ＰＬ…突起層

Claims (7)

1. 絶縁層体の一方の面の画素領域に当該画素を駆動する回路が配置され、他方の面の当該画素領域に一方の電極を介して発光層が配置され、
   前記一方の電極は前記絶縁層体に形成された孔を通して前記回路に接続されていることを特徴とする表示装置。
2. 第１絶縁基板の面上に前記回路、前記絶縁層体、この絶縁層体の孔を通して前記回路に接続された前記一方の電極が形成され、
   第２絶縁基板の面上に他方の電極、前記発光層が形成され、
   前記第１絶縁基板と第２絶縁基板は、それぞれ前記一方の電極が形成された面と前記発光層が形成された面とが向き合って、対向配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第２絶縁基板の面上に他方の電極、前記発光層、および前記一方の電極と当接される別個の電極が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 他方の電極は透光性の材料で形成され、第２絶縁基板は透明基板で形成されていることを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記一方の電極と当接される別個の電極は、その該一方の電極と当接される部分と当接されない部分を有し、該一方の電極と当接されない部分に発光層が形成されているとともに、該一方の電極と当接される部分には該発光層よりも層厚の大きな絶縁突起が形成され、この絶縁層の上面に前記別個の電極が延在されて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
6. 第１絶縁基板と第２絶縁基板は、第１絶縁基板側の前記一方の電極と第２絶縁基板側の前記発光層あるいは前記別個の電極に当接が図られるとともに、シール材によって一体化されていることを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれかに記載の表示装置。
7. 第１絶縁基板を内包して第２絶縁基板に固着される封止基板を備え、この封止基板の第１絶縁基板と対向する内面に乾燥剤を被着させたことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。

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