JP2007101713A - 表示装置 - Google Patents

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忠久 当山
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Abstract

【課題】製造工程における熱処理等に起因する膨張、収縮により、表示画素の形成領域を画定する隔壁やパネル基板を平坦化する平坦化膜にクラック等が発生する現象を抑制し、表示パネルのデバイス品質の向上を図ることができる表示装置を提供する。
【解決手段】絶縁性材料からなるバンクベース部18aと、金属材料等の導電性材料からなるメタルバンク部18bとを積層した構成を有するバンク18を、表示パネル上に格子状に配設することにより、各色画素PXr、PXg、PXbの形成領域Rpx、Gpx、・・・が画定されるとともに、導電性材料からなるメタルバンク部18bにより、表示パネルの全域に共通配線(カソードラインLc)を配設することができる。ここで、メタルバンク部18bの底部は、バンクベース部18aに形成された複数の貫通孔THLを介して下層の平坦化膜14に直接密着するように構成されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、表示画素として有機エレクトロルミネッセンス素子を複数配列した表示パネルを備えた表示装置に関する。
近年、パーソナルコンピュータや映像機器、携帯情報機器等のモニタ、ディスプレイとして多用されている液晶表示装置(LCD)に続く次世代の表示デバイスとして、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」と略記する)や発光ダイオード(LED)等のような自発光素子を2次元配列した発光素子型の表示パネルを備えたディスプレイ(表示装置)の本格的な実用化、普及に向けた研究開発が盛んに行われている。
特に、アクティブマトリックス駆動方式を適用した発光素子型ディスプレイにおいては、液晶表示装置に比較して、表示応答速度が速く、視野角依存性もなく、また、高輝度・高コントラスト化、表示画質の高精細化等が可能であるとともに、液晶表示装置のようにバックライトを必要としないので、一層の薄型軽量化が可能であるという極めて優位な特徴を有している。
ここで、発光素子型ディスプレイに適用される自発光素子の一例として、周知の有機EL素子の基本構造について簡単に説明する。
図12は、有機EL素子の基本構造を示す概略断面図である。
図12に示すように、有機EL素子は、概略、ガラス基板等の絶縁性基板111の一面側(図面上方側)に、アノード(陽極)電極112、有機化合物等(有機材料)からなる有機EL層113、及び、カソード(陰極)電極114を順次積層した構成を有している。
有機EL層113は、例えば、正孔輸送材料(正孔注入層形成材料)からなる正孔輸送層(正孔注入層)113aと、電子輸送性発光材料からなる電子輸送性発光層(発光層)113bとを積層して構成されている。なお、有機EL層113(正孔輸送層113a及び電子輸送性発光層113b)に適用される正孔輸送材料や電子輸送性発光材料としては、低分子系や高分子系の種々の有機材料が知られている。
ここで、低分子系の有機材料の場合、一般に、有機EL層における発光効率は比較的高いものの、製造プロセスにおいて蒸着法を適用する必要がある。そのため、画素形成領域のアノード電極上にのみ当該低分子系の有機膜を選択的に薄膜形成する際に、上記アノード電極以外の領域への低分子材料の蒸着を防止するためのマスクを用いる必要があり、当該マスクの表面にも低分子材料が付着することになるため、製造時の材料ロスが大きいうえ、製造プロセスが非効率的であるという問題を有している。
一方、高分子系の有機材料を適用した場合には、有機EL層における発光効率は上記低分子材料を適用した場合に比較して低くなるものの、湿式成膜法として液滴吐出法(いわゆる、インクジェット法)等を適用することができるので、画素形成領域のアノード電極上にのみ選択的に液滴を塗布して、良好に有機EL層(正孔輸送層及び電子輸送性発光層)の薄膜を形成することができる。
以下に、高分子系の有機材料からなる有機EL層を備えた有機EL素子において、液滴吐出法を適用した場合の製造プロセスについて、簡単に説明する。
図13及び図14は、従来技術における表示パネル(有機EL素子)の製造プロセスの一例を示す工程断面図である。ここで、上述した有機EL素子(図12)の素子構造と同等の構成については、同一の符号を付して説明する。
液滴吐出法を適用した有機EL素子の製造プロセスの一例は、まず、図13(a)に示すように、ガラス基板等の絶縁性基板(パネル基板)111の一面側(図面上方側)の、各表示画素が形成される領域(画素形成領域)Apxごとにアノード電極(陽極)112を形成した後、図13(b)に示すように、隣接する表示画素との境界領域に絶縁性の樹脂材料等からなる隔壁(バンク)121を形成する。ここで、隔壁121に囲まれた画素形成領域Apxには、上記アノード電極112が露出している。
次いで、図13(c)に示すように、酸素ガス雰囲気中で上記絶縁性基板111表面に紫外線UVを照射することにより、活性酸素ラジカルが発生して、アノード電極112表面の有機物を分解除去して親液化(又は、親水化)するとともに、隔壁121表面においてもラジカルを発生して親液化する。
次いで、上述した親液化処理を施した絶縁性基板111に対して、フッ化物ガス雰囲気中で紫外線UVを照射することにより、隔壁121表面においてはフッ素が結合して撥液化(又は、撥水化)し、一方、アノード電極112表面は親液性を保持する。
次いで、図13(d)に示すように、インクジェット装置を用いて、インクヘッドIHHから高分子系の有機材料からなる正孔輸送材料を溶媒に分散、又は、溶解させた液状材料(第1の溶液)HMCを液滴状にして吐出させ、上記親液性を有するアノード電極112上に塗布した後、加熱乾燥処理を行うことにより、図13(e)に示すように、アノード電極112上に正孔輸送材料を定着させて正孔輸送層113aを形成する。
次いで、同様に、図13(f)に示すように、インクヘッドIHEから高分子系の有機材料からなる電子輸送性発光材料を溶媒に分散、又は、溶解させた液状材料(第2の溶液)EMCを液滴状にして吐出させ、上記正孔輸送層113a上に塗布した後、加熱乾燥処理を行うことにより、図14(g)に示すように、電子輸送性発光材料を定着させて電子輸送性発光層113bを形成する。
なお、上記正孔輸送材料を含む液状材料HMC、及び、電子輸送性材料を含む液状材料EMCの塗布処理においては、隔壁121表面が撥水性を有しているので、仮に液状材料HMC、EMCの液滴が隔壁121上やその表面に着滴してもはじかれて、各画素形成領域Apxのアノード電極112上の親液性領域(すなわち、有機EL素子形成領域Ael)にのみ塗布されることになる。
次いで、図14(h)に示すように、各画素形成領域Apxの有機EL層113(正孔輸送層113a及び電子輸送性発光層113b)を介してアノード電極112に対向するように、共通電極からなるカソード電極(陰極)114を形成した後、図14(i)に示すように、当該カソード電極114を含む絶縁性基板111上に、保護絶縁膜や封止樹脂層115を形成し、さらに封止基板116を接合することにより、有機EL素子(有機EL表示パネル)が完成する。
このような表示パネル(有機EL素子)の構成やその製造方法については、例えば、特許文献1等に詳しく説明されている。
そして、このような素子構造を有する有機EL素子においては、図12に示すように、直流電圧源115からアノード電極112に正電圧、カソード電極114に負電圧を印加することにより、正孔輸送層113aに注入されたホールと電子輸送性発光層113bに注入された電子が有機EL層113内で再結合する際に生じるエネルギーに基づいて光(励起光)hνが放射される。
ここで、この光hνは、アノード電極112及びカソード電極114のいずれか一方を光透過性を有する電極材料を用いて形成し、他方を遮光性及び反射特性を有する電極材料を用いて形成することにより、絶縁性基板111の一面側(図面上方)もしくは他面側(図面下方)の任意の方向に放射させることができる。このとき、光hνの発光強度は、アノード電極112とカソード電極114間に流れる電流量に応じて制御される。
なお、図12に示した素子構造においては、アノード電極112として例えば錫ドープ酸化インジウム(ITO;Indium Thin Oxide)等の透明電極材料を用い、カソード電極114として金属材料等の遮光性及び反射特性を有する電極材料を用いることにより、有機EL層113において発光した光hνを、直接又はカソード電極114で反射させて、透明な絶縁性基板111の他面側(図面下方)に放射させるボトムエミッション構造(図15(a)参照)を示した。
ところで、上述したような有機EL素子を発光素子として適用して、アクティブマトリックス駆動方式の表示パネルを構成するためには、各表示画素ごとに当該有機EL素子を所望の輝度階調で発光させるための発光駆動回路を設ける必要がある。この発光駆動回路は、例えば1又は複数の薄膜トランジスタ等の機能素子(詳しくは後述する)と配線層から構成されるが、薄膜トランジスタの形成工程で施される熱処理に適用される温度条件は、上述した有機EL素子を構成する有機材料の特性を維持することができる温度範囲(耐熱温度)よりも高いため、各表示画素ごとの発光駆動回路は有機EL素子よりも先の工程で形成される(すなわち、有機EL素子よりも絶縁性基板側に形成される)。
そのため、図12に示したようなボトムエミッション構造の有機EL素子においては、図15(a)に示すように、有機EL層113で発光した光hνの一部が発光駆動回路を構成する薄膜トランジスタや配線層LNP等に遮断(遮光)されることになるため、表示パネル(又は、画素形成領域)に占める発光領域の割合(いわゆる、開口率)が低下することになり、画像情報を表示する際の発光輝度が低下するという問題を有している。
これに対して、アノード電極112として遮光性及び反射特性を有する金属材料を用い、カソード電極114としてITO等の透明電極材料を用いることにより、有機EL層113において発光した光hνを、直接又はアノード電極112で反射して、絶縁性基板111の一面側(図面上方)に放射させるトップエミッション構造(図15(b)参照)が知られている。
このようなトップエミッション構造の有機EL素子においては、図15(b)に示すように、絶縁性基板111側に発光駆動回路が形成されている場合であっても、絶縁性基板111とは反対側に光hνが放射され、薄膜トランジスタや配線層LNP等に遮断(遮光)されることがないので、上記開口率を大きく設定することができるとともに、薄膜トランジスタや配線層LNP等の設計自由度を比較的高くすることができるという利点を有している。
なお、図15は、有機EL素子における発光構造を示す概略断面図である。
特開2003−257656号公報 (第4頁〜第6頁、図2〜図5、図6)
上述したような表示パネル(有機EL素子)の製造方法においては、有機EL層113を形成する工程において、有機材料を含む液状材料を液滴状にして各画素形成領域Apxに塗布する際に、例えば発光材料を含む液状材料が隣接する画素形成領域に侵入して、当該隣接する表示画素間で発光色の混合(混色)が生じないように、各画素形成領域を画定するための隔壁121が境界領域に設けられている。
一方、有機EL素子の絶縁性基板111側に、当該有機EL素子を発光駆動するための薄膜トランジスタ等の機能素子や配線層を形成した場合、上層に設けられる有機EL素子の各層(アノード電極、隔壁、有機EL層、カソード電極等)を段差を生じることなく均一に形成するために、発光駆動回路(上記薄膜トランジスタ等の機能素子や配線層)が形成された後の絶縁性基板111表面を平坦化することが好ましい。この場合、各種の樹脂材料や絶縁性材料からなる平坦化膜を絶縁性基板111の一面側に積層形成する手法が本出願人によって試みられている。
ここで、上述した隔壁121に適用される樹脂材料や絶縁性材料と、隔壁121の下層に形成される平坦化膜に適用される樹脂材料や絶縁性材料の種類や膜質、膜構造等によっては、上述したような有機EL素子の形成工程(例えば、有機材料からなる液状材料を塗布した後に施す加熱乾燥処理)における熱処理や、表示パネルの完成後における加熱冷却の熱サイクル処理、製品実装後の装置駆動に伴う発熱等に起因する膨張、収縮に大きな差が生じ、隔壁や平坦化膜にクラックや剥離(層間剥離)が発生して、デバイス品質の低下を招くという問題を有していた。
例えば、隔壁を構成する樹脂材料としてポリイミドを適用した場合、その線膨張係数は概ね35〜40ppm/℃程度であるのに対して、平坦化膜を構成する樹脂材料としてアクリル樹脂を適用した場合、その線膨張係数は概ね70〜80ppm/℃程度であるので、2倍以上の膨張、収縮の違いが生じ、また、隔壁を構成する絶縁性材料としてシリコン窒化膜(SiN)を適用した場合には、その線膨張係数は概ね5ppm/℃以下であるので、10倍以上の膨張、収縮の違いが生じることになり、隔壁や平坦化膜の内部応力に起因してクラックや層間剥離が極めて発生しやすい状態となる。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、表示パネルのデバイス品質の向上を図ることができる表示装置を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、複数の自発光素子からなる表示画素を複数配列した表示パネルを備えた表示装置において、
基板上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜と接触する面に複数の貫通孔が設けられた隔壁下層部と、前記前記隔壁下層上に設けられ、前記複数の貫通孔を介して、前記平坦化膜に直接密着する底部を有する隔壁上層部と、を有する隔壁と、
を備えることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1記載の表示装置であって、前記隔壁上層部は、導電性材料により構成されていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2記載の表示装置であって、前記自発光素子は、トランジスタを有する発光駆動回路に接続され、
前記隔壁上層部は、前記発光駆動回路又は前記自発光素子に接続されていることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載のの表示装置であって、前記各表示画素における前記自発光素子は、少なくとも画素電極及び少なくとも一層からなる電荷輸送層、対向電極を有していることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1記載の表示装置であって、前記隔壁上層部は、絶縁性材料により構成されていることを特徴とする。
本願発明は、膨張、収縮に伴う内部応力が分散、吸収されて、絶縁膜や隔壁にクラックや層間剥離が生じる現象を抑制することができ、表示パネルのデバイス品質の向上を図ることができる。
以下、本発明に係る表示装置について、実施の形態を示して詳しく説明する。ここで、第1の実施形態においては、各表示画素の形成領域(画素形成領域)を画定する隔壁(バンク)として、金属材料を適用した場合について説明し、第2の実施形態においては、隔壁として、従来技術と同様に樹脂材料を適用した場合について説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明に係る表示装置に適用される表示パネルの画素配列状態の一例を示す要部概略平面図であり、図2は、本発明に係る表示装置(表示パネル)の第1の実施形態を示す要部概略断面図である。なお、図1に示す平面図においては、図示の都合上、視野側から見た各画素形成領域とアノードラインLa及びカソードラインLcの配設構造のみを示し、図2に示す他の構成(アモルファスシリコン薄膜トランジスタ等のトランジスタ)を省略した。ここで、図1においては、隣接する赤(R)、緑(G)、青(B)の3色からなる色画素PXr、PXg、PXbを一組として一の表示画素PIXを構成する場合を示し、図2においては、赤色画素PXrの形成領域Rpxを中心とした断面構造を示す。また、図3は、本実施形態に係る表示パネルに適用されるバンクの底部構成例を示す概略図である。
本発明の第1の実施形態に係る表示装置(有機EL素子を備えた表示パネル)は、図1、図2に示すように、ガラス基板等の絶縁性基板11上に、有機EL素子を発光駆動するための発光駆動回路(発光駆動手段;具体例については、後述する)を構成する1乃至複数のトランジスタ(図2中では、便宜的に2個のトランジスタT1、T2を示す)、及び、アノードラインLaを含む各種配線層LNが設けられ、当該トランジスタT1、T2及び配線層LNを被覆するように、保護絶縁膜13及び平坦化膜14が順次積層形成された構成を有している。ここで、本実施形態に係る平坦化膜14としては、半導体製造技術における露光工程等でフォトレジストとして多用されている絶縁性の感光性樹脂材料(例えば、アクリル系感光性樹脂等)を良好に適用することができる。
各トランジスタT1,T2は、例えば、絶縁性基板11上に形成されたゲート電極Egと、ゲート絶縁膜12を介して各ゲート電極Egに対応する領域に形成された半導体層SMCと、半導体層SMCへのエッチングダメージを防止するためのブロック層BLと、該半導体層SMCの両端部にそれぞれ形成された不純物層OHMと、不純物層OHMにそれぞれ形成されたソース電極Es及びドレイン電極Edと、を有している。なお、トランジスタT1、T2及びトランジスタT1、T2に直接または間接的に接続されたアノードラインLa、カソードラインLc、データライン、走査ラインを含む配線層LNが適宜配置され、当該トランジスタT1,T2及び配線層LNの一部を被覆するように、窒化シリコン等からなる保護絶縁膜13が形成され、保護絶縁膜13上に平坦化膜14が形成されている。また、トランジスタT1,T2及び配線層LN上に積層形成された保護絶縁膜13及び平坦化膜14には、適宜コンタクトホールHLが形成され、上記トランジスタと平坦化膜14上の導電層(例えば、後述する画素電極15)とが電気的に接続されるように、金属材料(コンタクトメタルMTL)が埋め込まれている。
そして、上記平坦化膜14上の、各色画素の形成領域(図2に示す赤色画素PXrの形成領域Rpx参照)には、少なくとも光反射特性を有し、例えばアノード電極となる画素電極15、正孔輸送層16a及び電子輸送性発光層16bからなる有機EL層(電荷輸送層、発光層)16、及び、光透過性を有し、例えばカソード電極となる対向電極17を順次積層した有機EL素子が設けられている。
また、相互に隣接する各色画素PXr、PXg、PXbの形成領域間(厳密には、有機EL素子の形成領域相互の境界領域)には、平坦化膜14(絶縁性基板11)から突出するようにバンク(隔壁)18(図1におけるカソードラインLcの列方向部分)が設けられている。さらに、上記有機EL素子及びバンク18を含む絶縁性基板11上には、透明な封止樹脂層19を介して、絶縁性基板11に対向するようにガラス基板等からなる封止基板(対向基板)20が接合されている。
特に、本実施形態に係る表示装置(表示パネル)においては、図1に示すように、上記バンク18を表示パネル(絶縁性基板11)上に格子状に配設することにより、各色画素PXr、PXg、PXbの形成領域Rpx、Gpx、・・・が画定されるとともに、当該バンク18として金属材料等の導電性材料を適用することにより、表示パネルの全域に共通配線(カソードラインLc)を配設することができる。
すなわち、バンク18は、例えば、図2に示すように、下層に設けられる絶縁性材料からなるバンクベース部18a(隔壁下層部)と、上層に設けられる金属材料等の導電性材料からなるメタルバンク部18b(隔壁上層部;カソードラインLc)とを積層した構成を有し、具体的には、各色画素PXr、PXg、PXb間の境界領域に露出する平坦化膜14上から、各色画素PXr、PXg、・・・の形成領域Rpx、Gpx、・・・ごとに予め形成された画素電極15上に一部が延在するようにシリコン窒化膜(SiN)等からなるバンクベース部18aが設けられ、当該バンクベース部18a上に、上記各色画素PXr、PXg、・・・の形成領域Rpx、Gpx、・・・を画定するメタルバンク部18bが突出するように積層形成されている。
さらに、メタルバンク部18bの底部(下部)は、上記バンクベース部18aに所定の配列パターンを有して形成された複数の貫通孔THLを介して下層の平坦化膜14に直接密着するように構成されている。ここで、バンクベース部18aに形成される各貫通孔THLの穴形状(B−B矢視形状;図示の都合上、便宜的にハッチングを施して示す)は、例えば、図3(a)に示すような六角形を有し、メタルバンク部18bとの接合領域の略全域にわたり、当該貫通孔THLが蜂の巣状に配列された、いわゆるハニカム構造を有している。
そして、このようなバンク18上に、各色画素PXr、PXg、PXbの有機EL素子を構成する対向電極17が延在するように形成されるとともに、当該対向電極17がバンク18を構成するメタルバンク部18bと電気的に接続するように接合されることにより、バンク18(メタルバンク部18b)を共通のカソードラインLcとして適用して、各色画素PXr、PXg、PXbの対向電極17を所定の共通電圧(接地電位等)に接続することができる。ここで、本実施形態に係るメタルバンク部18bを構成する導電性材料としては、低抵抗の金属材料(例えば、銅(Cu)等)を良好に適用することができる。
なお、バンクベース部18aのメタルバンク部18bとの接合領域に形成される貫通孔THLの形状は、図3(a)に示した六角形に限定されるものではなく、図3(b)に示すように正方形等の四角形を有するものであってもよいし、他の多角形や円形を有するものであってもよい。また、当該貫通孔THLの配列パターンについても、図3(a)、(b)に示したハニカム構造を構成するための蜂の巣状の配列パターンに限定されるものではなく、例えば、図3(c)に示すようなマトリクス状であってもよいし、他の配列パターンを有するものであってもよい。
このような構成を有する表示装置(表示パネル)の製造方法は、まず、ガラス基板等の絶縁性基板11の一面側に、発光駆動回路を構成するトランジスタT1、T2や配線層LN等を形成し、さらに保護絶縁膜13及びアクリル系感光性樹脂等からなる平坦化膜14を積層して平坦化した後、当該平坦化膜14上の各色画素PXr、PXg、・・・の形成領域Rpx、Gpx、・・・ごとに、アルミニウム(Al)等の光反射特性を有する層を含む画素電極15を形成する。
次いで、画素電極15を含む絶縁性基板11上に、シリコン窒化膜(SiN)を成膜した後、フォトエッチング技術を用いて、各色画素PXr、PXg、・・・の形成領域Rpx、Gpx、・・・間の境界領域から、当該境界領域に隣接する各色画素PXr、PXg、・・・ごとに形成された画素電極15上に一部が延在するように、上記シリコン窒化膜(SiN)をパターニングしてバンクベース部18aを形成するとともに、メタルバンク部18bが積層される領域(メタルバンク部18bとの接合領域)のほぼ全域に六角形等の所定の穴形状を有する複数の貫通孔THLを、蜂の巣状に配列する。これにより、貫通孔THLを介してバンクベース部18aの下層の平坦化膜14が露出する。
次いで、当該バンクベース部18a上に、銅(Cu)や銅を主成分とする合金等からなる金属層を成膜した後、フォトエッチング技術を用いて、図1に示したカソードラインLcの配線パターンに対応するようにパターニングしてメタルバンク部18bを形成する。ここで、メタルバンク部18bを構成する金属層の形成時に、上記バンクベース部18aに形成された貫通孔THLを介して、バンクベース部18aの下層の平坦化膜14と当該金属層(メタルバンク部18b)が直接密着する。なお、メタルバンク部18bは、酸化を防止するためにその表面に金メッキ等の酸化防止膜を形成してもよい。
次いで、上記バンク18(バンクベース部18a及びメタルバンク部18b)により画定された各色画素PXr、PXg、・・の形成領域Rpx、Gpx、・・に、インクジェット法を適用して正孔輸送材料の水溶液を液滴状にして塗布した後、当該水溶液を加熱乾燥させて正孔輸送層16aを形成し、続いて、電子輸送性発光材料の水溶液を液滴状にして塗布した後、当該水溶液を加熱乾燥させて電子輸送性発光層16bを形成することにより、有機EL層16が得られる。なお、正孔輸送層16aの形成に先立って、各色画素PXr、PXg、・・の形成領域Rpx、Gpx、・・に形成された画素電極15表面を、正孔輸送材料の水溶液になじみやすくするために親液化処理を施すものであってもよいし、さらに、バンク18表面を、正孔輸送材料の水溶液及び電子輸送性発光材料の水溶液をはじくように撥液化処理を施すものであってもよい。
その後、各色画素PXr、PXg、・・の形成領域Rpx、Gpx、・・を含む絶縁性基板11上にITO等の光透過性を有する導電層(透明電極層)を形成し、少なくとも、上記有機EL層16(正孔輸送層16a及び電子輸送性発光層16b)を介して画素電極15に対向する対向電極17を形成する。このとき、対向電極17は、各色画素PXr、PXg、・・の形成領域Rpx、Gpx、・・のみならず、当該領域を画定するバンク18上にまで延在するように形成するとともに、バンク18を構成するメタルバンク部18bと電気的に接続されるように接合される。これにより、バンク18(メタルバンク部18b)が各色画素PXr、PXg、・・における共通のカソードラインLcとして適用される。
次いで、絶縁性基板11の一面側全域に、透明な封止樹脂層19を形成した後、当該絶縁性基板11に対向するように封止基板20を接合することにより、複数の表示画素PIX(各色画素PXr、PXg、PXbの組み合わせ)が2次元配列された表示パネルが完成する。
そして、このような構成を有する表示パネルにおいては、例えば、トランジスタT1、T2や配線層LN等からなる発光駆動回路において、図示を省略したデータラインを介して供給された階調信号(表示データ)に基づいて、所定の電流値を有する発光駆動電流が生成され、図示を省略したコンタクトホールを介して有機EL素子の画素電極15に供給されることにより、各表示画素PIX(各色画素PXr、PXg、PXb)の有機EL素子が表示データに応じた所定の輝度階調で発光動作する。
このとき、有機EL素子がトップエミッション型である場合、つまり、画素電極15が光反射性電極(図2に示すように、アルミニウム等の反射金属層15aと、有機EL層16に接触する、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズのうちの少なくとも一つを含む化合物または混合物等の透明電極材料(例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)や、亜鉛ドープ酸化インジウム等)等の酸化金属層15bの積層構造でもよい。)であり、カソード電極17が例えばITOや亜鉛ドープ酸化インジウム等の透明導電膜である場合、各表示画素PIX(各色画素PXr、PXg、PXb)の有機EL層16において発光した光は、光透過性を有する対向電極17を介して直接、あるいは、光反射特性を有する画素電極15で反射して、封止樹脂層19を介して封止基板20方向(視野側;図2の図面上方)に出射される。すなわち、本実施形態に係る表示装置(表示パネル)は、図15(b)に示した構成と同様に、トップエミッション型の発光構造を有している。
また、有機EL素子がボトムエミッション型である場合、つまり、画素電極15が酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズのうちの少なくとも一つを含む化合物または混合物等の透明電極材料(例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)や、亜鉛ドープ酸化インジウム等)膜であり、カソード電極17が例えば、Ca、Mg、Ba、Li、等の比較的仕事関数の低い電子注入膜と、電子注入膜が酸化されるのを防止するとともにシート抵抗を下げるためのAl等の保護導電膜との積層構造でもよい。各表示画素の有機EL層16において発光した光は、基板11を介して出射される。ボトムエミッション型の場合、平坦化膜14は必ずしも必要がない。また、画素電極15が形成される領域には保護絶縁膜13が形成されていなくてもよい。
画素電極15は、例えば、アルミニウム(Al)等の光反射特性を有する反射金属層15aを薄膜形成してパターニングした後、当該反射金属層15aを被覆するようにITOや亜鉛ドープ酸化インジウム等の酸化金属層15bを薄膜形成してパターニングする。上層の酸化金属層15bのパターニングの際に反射金属層15aとの間で電池反応を引き起こさないように、反射金属層15aをパターニング後に酸化金属層15bとなる膜を被膜して反射金属層15aが露出しないようにこの膜をパターニングすることが好ましい。
上述したような構成を有する表示パネルにおいては、有機EL素子及びバンク18の下層に形成される平坦化膜14に適用されるアクリル系感光性樹脂の一般的な線膨張係数は、概ね70〜80ppm/℃であり、一方、当該平坦化膜14に直接密着するバンクベース部18aに適用されるシリコン窒化膜(SiN)の線膨張係数は、概ね2〜5ppm/℃であり、また、メタルバンク部18bに適用される銅(Cu)の線膨張係数は、概ね16.5ppm/℃であるので、平坦化膜14を構成するアクリル系感光性樹脂とバンク18を構成するシリコン窒化膜及び銅とは、その線膨張係数が大きく異なることになる。
しかしながら、本実施形態に係るバンク構造によれば、バンクベース部18aに多角形の貫通孔THLを蜂の巣状に配列したハニカム構造が適用されていることにより、周知のように機械的な強度が極めて高くなるとともに、内部応力が分散される特徴を有しているので、平坦化膜14上にバンク18を形成して各色画素PXr、PXg、・・の形成領域Rpx、Gpx、・・を画定した後に、例えば有機EL層16の形成工程(有機材料からなる液状材料を塗布した後に施す加熱乾燥処理)における熱処理や、表示パネル完成後の熱サイクル処理、装置駆動時の発熱により、加熱冷却が繰り返し印加された場合であっても、膨張、収縮に伴う内部応力が分散、吸収されて、平坦化膜14やバンク18(バンクベース部18aやメタルバンク部18b)にクラックや層間剥離が生じる現象を抑制することができる。
また、バンクベース部18aに設けられた貫通孔THLを介してメタルバンク部18bの金属材料が下層の平坦化膜14にまで達して、貫通孔THL及び平坦化膜14に密着する構造を有しているので、メタルバンク部18bとバンクベース部18a間にアンカー効果が働き、積層構造を有するバンク18の密着性が向上して層間剥離が抑制される。これにより、表示パネルのデバイス品質の低下を抑制することができる。
なお、上述したように、バンクベース部18aに設けられる貫通孔THLの穴形状は六角形である場合に限らず、他の多角形や円形等であっても、さらに、当該貫通孔の配列パターンが蜂の巣状である場合に限らず、マトリクス状や他の配列パターンであっても、同様のクラックや層間剥離の発生を抑制する効果が得られる。
なお、上述した実施形態においては、メタルバンク部18bとして、銅(Cu)やその合金を適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、アルミニウム(Al;線膨張係数=23.1ppm/℃)や銀(Ag;線膨張係数=18.9ppm/℃)、金(Au;線膨張係数=14.2ppm/℃)、ニッケル(Ni;線膨張係数=13.4ppm/℃)、チタン(Ti;線膨張係数=8.6ppm/℃)、クロム(Cr;線膨張係数=4.9ppm/℃)、タングステン(W;線膨張係数=4.5ppm/℃)等の金属、又は、これらを主成分とする合金等の、低抵抗の金属材料を適用し、これらの金属層の単層あるいは複数層の積層からなる構成を良好に適用することができる。
また、バンクベース部18aとして、シリコン窒化膜(SiN)を適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、シリコン酸化膜(SiO;線膨張係数=0.4〜0.5ppm/℃)やポリイミド系樹脂(線膨張係数=35〜40ppm/℃)、アクリル系樹脂(線膨張係数=70〜80ppm/℃)、エポキシ系樹脂(線膨張係数=30〜50ppm/℃)、ポリベンゾオキサゾール(PBO)系樹脂(線膨張係数=55ppm/℃)、シリカ系樹脂(線膨張係数=5〜30ppm/℃)等の絶縁性材料や樹脂材料を良好に適用することができる。
さらに、平坦化膜14として、アクリル系感光性樹脂を適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ポリイミド系樹脂(線膨張係数=35〜40ppm/℃)やエポキシ系樹脂(線膨張係数=30〜50ppm/℃)、ポリベンゾオキサゾール(PBO)系樹脂(線膨張係数=55ppm/℃)、シリカ系樹脂(線膨張係数=5〜30ppm/℃)等の樹脂材料を適用した場合であっても、基板表面にむらなく均一に塗布することができ、発光駆動回路を構成するトランジスタや配線層等に起因する基板表面の凹凸を良好に平坦化することができる。
<第2の実施形態>
次に、本発明に係る表示装置の第2の実施形態について説明する。
図4は、本発明に係る表示装置(表示パネル)の第2の実施形態の一例を示す要部概略断面図であり、図5は、本発明に係る表示装置(表示パネル)の第2の実施形態の他の例を示す要部概略断面図である。ここで、上述した第1の実施形態と同等の構成については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
上述した第1の実施形態においては、各色画素PXr、PXg、・・の形成領域Rpx、Gpx、・・を画定するバンク18として、金属材料からなるメタルバンク部18bを備え、各色画素PXr、PXg、・・に形成される有機EL素子の対向電極17と電気的に接続することにより、共通のカソードラインLcとして適用する場合について説明したが、第2の実施形態においては、従来技術に示した表示パネルと同様に、バンク(隔壁)が樹脂材料や絶縁性材料により形成された構成を有している。
本実施形態に係る表示パネルの一例は、第1の実施形態に示した表示パネルの構成(図2参照)において、バンク18を構成するバンクベース部18aとメタルバンク部18bからなる積層構造に代えて、図4に示すように、バンクベース部18aと樹脂バンク部18cからなる積層構造を備えた構成を有している。
具体的には、バンクベース部18aは、上述した第1の実施形態と同様に、シリコン窒化膜(SiN)等の絶縁性材料やポリイミド系樹脂等の樹脂材料により構成され、一方、樹脂バンク部18cは、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリベンゾオキサゾール(PBO)系樹脂、シリカ系樹脂等の樹脂材料により構成されている。
また、本実施形態に係る樹脂バンク部18cの底部は、上述した第1の実施と同様に、バンクベース部18aに形成された複数の貫通孔THLを介して下層の平坦化膜14に直接密着するように構成されている。ここで、バンクベース部18aに形成される各貫通孔THLの穴形状やその配列パターンは、第1の実施形態(図3(a)〜(c)参照)と同等の構成を有している。
これによれば、有機EL素子及びバンク18の下層に形成される平坦化膜14に適用される樹脂材料(例えば、アクリル系樹脂)と、バンク18を構成する樹脂バンク部18cに適用される樹脂材料との線膨張係数が同一又は近似することになるので、上述した各種の熱処理等により加熱冷却が繰り返し印加された場合であっても、膨張、収縮の差を大幅に抑制することができるとともに、バンクベース部18aに適用されたハニカム構造により、内部応力が分散、吸収されて平坦化膜14やバンク18(バンクベース部18aや樹脂バンク部18c)にクラックや層間剥離が生じる現象を抑制することができる。
また、この場合においても、バンクベース部18aに設けられた貫通孔THLを介して樹脂バンク部18cの樹脂材料が下層の平坦化膜14にまで達して、貫通孔THL及び平坦化膜14に密着するので、樹脂バンク部18cとバンクベース部18a間にアンカー効果が働き、積層構造を有するバンク18の密着性が向上して層間剥離を抑制することができる。
本実施形態に係る表示パネルの他の例は、図4に示したバンクベース部18aと樹脂バンク部18cからなる積層構造を有するバンク18に代えて、図5に示すように、樹脂バンク部18d単層からなり(すなわち、バンクベース部18aが樹脂バンク部18cの下層には設けられず)、当該バンク18周辺にシリコン窒化膜(SiN)等からなる絶縁層18eが設けられた構成を有している。ここで、樹脂バンク部18dの底部は、略全域で直接平坦化膜14に密着するように形成されている。なお、バンク18周辺に設けられる絶縁層18eは、発光駆動回路(トランジスタT1、T2及び配線層LN)と画素電極15とを電気的に接続するコンタクトホール(図示を省略;詳しくは後述する)と、有機EL層16とを分離する役割を有している。
これによれば、平坦化膜14に適用される樹脂材料(例えば、エポキシ系樹脂)と、バンク18を構成する樹脂バンク部18dに適用される樹脂材料(例えば、ポリイミド系樹脂)との線膨張係数が同一又は極めて近似することになり、また、平坦化膜14及び樹脂バンク18dに比較して線膨張係数が顕著に低いシリコン窒化膜等からなる絶縁層(図2、図4に示した構成ではバンクベース層18a)が介在していないので、上述した各種の熱処理等により加熱冷却が繰り返し印加された場合であっても、膨張、収縮の差を大幅に抑制することができ、平坦化膜14やバンク18(樹脂バンク部18d)にクラックや層間剥離が生じる現象を抑制することができる。
上記各実施形態では、画素電極15をアノードとし、対向電極17をカソードとしたが、画素電極15をカソードとし、対向電極17をアノードとしてもよい。
また、上記実施形態では、バンクメタル部18bをアノードラインLaの一部として利用したが、代わりにカソードラインLcの一部に適用してもよい。
なお、本構成例においては、表示パネルを構成する表示画素に設けられる発光駆動回路として、nチャネル型のトランジスタ(すなわち、単一のチャネル極性を有するトランジスタ)T1、T2を適用した回路構成を示した。このような回路構成によれば、nチャネル型のトランジスタのみを適用することができるので、既に製造技術が確立されたアモルファスシリコン半導体製造技術を用いて、動作特性が安定したトランジスタを簡易に製造することができる。ここで、発光駆動回路のトランジスタは、はアモルファスシリコンTFT以外にポリシリコンTFTでもよい。つまり、nチャネルトランジスタのみでもpチャネルトランジスタのみでも、nチャネルトランジスタ及びpチャネルトランジスタをともに備えていてもよい。また、2つに限らず3つ以上のトランジスタで構成してもよい。また、発光駆動回路は、有機EL素子の輝度階調を制御する電圧階調制御を行ってもよく、発光駆動回路に所望の電流値の電流を流して有機EL素子の輝度階調を制御する電流階調制御であってもよい。
(表示画素の構成例)
次に、本発明に係る表示装置(表示パネル)に適用可能な表示画素について具体的に説明する。
図6は、本発明に係る表示装置の表示パネルに2次元配列される各表示画素に適用可能な発光駆動回路の一例を示す等価回路図である。ここでは、上述した第1の実施形態に示した表示パネルの構成(図1)を参照しながら説明する。
図6に示すように、本発明に適用可能な表示画素PIX(各色画素PXr、PXg、PXb)は、図1に示した表示パネルにおいて、当該表示画素PIX(有機EL素子OEL)が形成される領域に対応して、絶縁性基板11上に設けられた1乃至複数のトランジスタを含んで構成される発光駆動回路(発光駆動手段)DCと、当該発光駆動回路DC上に、上述した保護絶縁膜13及び平坦化膜14を介して設けられた有機EL素子OELと、を備えて構成されている。
発光駆動回路DCは、例えば、ゲート端子が表示パネルの行方向に配設された選択ラインSLに、ドレイン端子が表示パネルの行方向に配設され、所定の供給電圧Vscが印加される電源ラインVL(図1に示したアノードラインLaに相当する)に、ソース端子が接点N11に各々接続されたトランジスタTr11と、ゲート端子が選択ラインSLに、ソース端子が表示パネルの列方向に配設されたデータラインDLに、ドレイン端子が接点N12に各々接続されたトランジスタTr12と、ゲート端子が接点N11に、ドレイン端子が電源ラインVLに、ソース端子が接点N12に各々接続されたトランジスタTr13と、接点N11及び接点N12間(トランジスタTr13のゲート−ソース間)に接続されたコンデンサCsと、を備えた構成を有している。
有機EL素子OELは、アノード端子が上記発光駆動回路DCの接点N12に接続され、カソード端子が表示パネルに2次元配列された各表示画素PIX(各色画素PXr、PXg、PXb)間に格子状に配設された共通電圧ラインGL(図1に示したカソードラインLcに相当する)を介して共通電圧Vcom(例えば、接地電位Vgnd)に接続されている。また、図6において、CsはトランジスタTr13のゲート−ソース間に形成される寄生容量(保持容量)、又は、該ゲート−ソース間に付加的に形成される補助容量である。
なお、図6に示した発光駆動回路DCにおいて、選択ラインSLは、図示を省略した選択ドライバに接続され、所定のタイミングで表示画素PIXを選択状態に設定するための選択信号Sselが印加される。また、電源ラインVL(アノードライン)は、図示を省略した電源ドライバに接続され、上記選択信号Sselと同期したタイミングで表示画素PIXに所定の電圧レベルを有する供給電圧Vscが印加される。データラインDLは、図示を省略したデータドライバに接続され、上記表示画素PIXの選択状態に同期するタイミングで表示データに応じた階調電流Idataが供給される。
次いで、上述したような回路構成を有する発光駆動回路を備えた表示画素の具体的なデバイス構造(平面レイアウト及び断面構造)について説明する。
図7は、本発明に係る表示装置に適用可能な表示画素の一具体例を示す平面レイアウト図であり、図8は、本発明に係る表示装置に適用可能な表示画素の平面レイアウトの要部詳細図である。ここでは、図1に示した表示画素PIXを構成する赤(R)、緑(G)、青(B)の各色画素PXr、PXg、PXbのうちの、特定の色画素の平面レイアウトを示す。なお、図7においては、表示画素PIXの平面構成を簡明にするために、図2に示したような封止基板、封止樹脂層、有機EL素子、平坦化膜を省略し、発光駆動回路を構成する各トランジスタ及び配線層等を中心に示し、図8においては、図7に示した平面レイアウトのうち、共通電圧ラインGL(カソードラインLc)の下層に形成される各トランジスタ及び配線層等を具体的に示す。なお、図8において、丸数字は、各導電層の上下の順を表し、数字が小さいほど下層(絶縁性基板側)に形成され、大きいほど上層(有機EL素子側)に形成されていることを示す。また、図9は、図7に示した平面レイアウトを有する表示画素からなる表示パネルであって、第1の実施形態に係るバンク構造及び図6に示した発光駆動回路を適用した場合の要部概略断面図である。ここでは、図7に示した表示画素(色画素)におけるX−X断面を示し、図示の都合上、封止基板、封止樹脂層を省略して示す。
表示画素PIX(色画素PXr、PXg、PXb)は、具体的には、図7に示すように、絶縁性基板(図示を省略)の一面側に設定された画素形成領域(各色画素の形成領域)において、縁辺部のX方向(図面左右方向)に選択ラインSL及び電源ラインVLが配設されるとともに、これらに直行するように、Y方向(図面上下方向)にデータラインDL及び共通電圧ラインGL(カソードラインLc)が配設されている。
また、図7及び図8に示すように、図6に示したトランジスタTr11は、選択ラインSLに沿ってX方向に延在するように配置され、トランジスタTr12は、データラインDLに沿ってY方向に延在するように配置され、トランジスタTr13は、上述したバンク18(メタルバンク部18b)と一体的に構成された共通電圧ラインGL(カソードラインLc)に沿ってY方向に延在するように配置されている。
ここで、例えば、トランジスタTr11及びTr13は、図7及び図8に示すように、共通電圧ラインGL(バンク18を構成するメタルバンク部18b)の下層に配置されて、平面的に重なるように構成されている。具体的には、図9に示すように、各色画素PXr、PXg、・・の形成領域Rpx、Gpx、・・が、共通電圧ラインGL(カソードラインLc)を構成するバンク18(メタルバンク部18b)により画定され、平坦化膜14の上層の当該領域(バンク18で囲まれた領域)に、画素電極15、有機EL層16(正孔輸送層16a及び電子輸送性発光層16b)、対向電極17を順次積層して有機EL素子が形成されている。また、平坦化膜14の下層には、図6に示した発光駆動回路DCを構成するトランジスタTr11〜Tr13、コンデンサCs、及び、選択ラインSL、データラインDL、電源ラインVL(アノードラインLa)等からなる配線層が形成されている。
ここで、トランジスタTr11は、図8に示すように、ゲート電極Tr11gがコンタクトホールHLaを介して選択ラインSLに接続され、同ソース電極Tr11sがコンタクトホールHLbを介してコンデンサCsの一端側(接点N11側)の電極Ecaに接続され、同ドレイン電極Tr11dが電源ラインVL(アノードラインLa)に接続された構成を有している。
トランジスタTr12は、図7及び図8に示すように、ゲート電極Tr12gがコンタクトホールHLaを介して選択ラインSLに接続され、同ソース電極Tr12sがコンタクトホールHLcを介してデータラインDLに接続され、同ドレイン電極Tr12dがコンデンサCsの他端側(接点N12側)の電極Ecbと一体的に形成された構成を有している。
トランジスタTr13は、図8に示すように、ゲート電極Tr13gがコンタクトホールHLbを介してコンデンサCsの一端側(接点N11側)の電極Ecaに接続され、同ソース電極Tr12sがコンデンサCsの他端側(接点N12側)の電極Ecbと一体的に形成され、同ドレイン電極Tr12dが電源ラインVLと一体的に形成された構成を有している。
また、本構成例においては、各トランジスタTr11〜Tr13のゲート電極Tr11g、Tr12g、Tr13gとコンデンサCsの一端側の電極Ecaは、絶縁性基板11上の同一の層に形成され、共通のゲート絶縁膜12がコンデンサCsの誘電層となるように構成されている。また、図8及び図9に示すように、トランジスタTr13のソース電極Tr13s及びコンデンサCsの他端側の電極Ecbは、コンタクトホールHLdに埋め込まれたコンタクトメタルMTLを介して、有機EL素子の画素電極15に接続されている。
なお、本構成例においては、発光駆動回路DCを構成するトランジスタTr11及びTr13のみを、表示画素PIXの画素形成領域(各色画素PXr、PXg、・・の形成領域Rpx、Gpx、・・)の縁辺部(バンク18の下層)に形成したデバイス構造を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、全て又はほとんどのトランジスタ及び配線層をバンク18の下層に配置されるように設計レイアウトを行うものであってもよく、この場合には、当該画素形成領域の略全域(バンクに囲まれた領域)に形成された有機EL素子において発光した光を、発光駆動回路DCを構成するトランジスタ等に遮断(遮光)されることなく絶縁性基板側に放射させることができ、十分な開口率を有するボトムエミッション型の発光構造の表示パネルを実現することができる。
そして、上述した回路構成を有する発光駆動回路DCを備えた表示画素PX(表示パネル)の駆動制御動作は、まず、書込動作期間において、図示を省略した選択ドライバから選択ラインSLに対して、選択レベル(ハイレベル)の選択信号Sselを印加するとともに、該選択信号に同期して図示を省略した電源ドライバから反転極性を有するローレベルの供給電圧Vscを電源ラインVL(アノードラインLa)に対して印加する。また、このタイミングに同期して、図示を省略したデータドライバから表示データに応じた階調電流Idataを生成してデータラインDLに供給する。
なお、図6に示した発光駆動回路DCを備えた表示画素PIX(各色画素PXr、PXg、PXb)においては、上記階調電流Idataとして、負極性の電流を供給し、表示画素PIX(発光駆動回路DC)側からデータラインDL方向に当該電流を引き抜くように流すものとする。
これにより、発光駆動回路DCを構成するトランジスタTr11及びTr12がオン動作して、ローレベルの供給電圧Vscが接点N11に印加されるとともに、階調電流Idataの引き込み動作によりトランジスタTr12を介してローレベルの供給電圧Vscよりも低電位の電圧レベルが接点N12に印加される。
このように、接点N11及びN12間(トランジスタTr13のゲート−ソース間)に電位差が生じることにより、トランジスタTr13がオン動作して、電源ラインVLからトランジスタTr13、接点N12、トランジスタTr12を介して、データラインDL方向に階調電流Idataに対応した書込電流が流れる。
このとき、コンデンサCsには、接点N11及びN12間に生じた電位差に対応する電荷が蓄積され、電圧成分として保持される(充電される)。また、このとき、有機EL素子OELのアノード端子(接点N12)に印加される電位は、カソード端子(共通電圧ラインGL、カソードラインLc)に印加される共通電位Vcom(接地電位Vgnd)よりも低くなり、有機EL素子OELに逆バイアス電圧が印加されることになるため、有機EL素子OELには発光駆動電流が流れず、発光動作は行われない。
次いで、発光動作期間においては、選択ドライバから選択ラインSLに対して、非選択レベル(ローレベル)の選択信号Sselを印加するとともに、電源ドライバから電源ラインVLに対して、ハイレベルの供給電圧Vscを印加する。また、このタイミングに同期して、データドライバによる階調電流Idataの引き抜き動作を停止する。
これにより、トランジスタTr11及びTr12がオフ動作して、接点N11への供給電圧Vscの印加が遮断されるとともに、接点N12への階調電流Idataの引き込み動作に起因する電圧レベルの印加が遮断されるので、コンデンサCsは、上述した書込動作において蓄積された電荷を保持する。
このように、コンデンサCsが書込動作時に蓄積された電荷(充電電圧)を保持することにより、接点N11及びN12間(トランジスタTr13のゲート−ソース間)の電位差が保持されることになり、トランジスタTr13はオン状態を維持する。また、電源ラインVLには、共通電圧Vcom(接地電位Vgnd)よりも高い電圧レベルを有する供給電圧Vscが印加されるので、電源ラインVLからトランジスタTr13、接点N12を介して、有機EL素子OELに順バイアス方向に発光駆動電流が流れ、発光動作が行われる。
ここで、コンデンサCsに保持される充電電圧は、上記書込動作時においてトランジスタTr13に階調電流Idataに対応する書込電流を流す際の電位差に相当するので、有機EL素子OELに流れる発光駆動電流は、上記書込電流と同等の電流値を有することになり、発光動作期間においては、書込動作期間に書き込まれた階調電流Idataに対応する電圧成分に基づいて、有機EL素子OELは所望の輝度階調で発光する動作を継続する。
そして、このような一連の駆動制御動作を、表示パネルに2次元配列された全ての表示画素PIX(各色画素PXr、PXg、PXb)について、例えば、各行ごとに順次繰り返し実行することにより、所望の画像情報を表示する画像表示動作を実行することができる。
図10は、図7に示した平面レイアウトを有する表示画素からなる表示パネルであって、第2の実施形態の一例に係るバンク構造及び図6に示した発光駆動回路を適用した場合の要部概略断面図であり、図11は、図7に示した平面レイアウトを有する表示画素からなる表示パネルであって、第2の実施形態の他の例に係るバンク構造及び図6に示した発光駆動回路を適用した場合の要部概略断面図である。図10、図11では、図9と同様に図7に示した表示画素(色画素)におけるX−X断面を示し、図示の都合上、封止基板、封止樹脂層を省略して示す。
図9においては、上述した第1の実施形態に係るバンク構造を適用し、金属材料からなるメタルバンク部を備えたバンクを表示パネルに格子状に配設することにより、各表示画素(色画素)の形成領域を画定するとともに、共通電圧ラインGL(カソードラインLc)として適用する場合について説明したが、図10及び図11に示すように、上述した第2の実施形態に係るバンク構造(バンクベース部18a及び樹脂バンク部18cからなる積層構造、樹脂バンク部18dの単層構造)を適用し、絶縁性材料及び樹脂材料からなるバンクにより、各表示画素の形成領域を画定する役割のみを付与するものであってもよい。この場合、図9及び図10に示したバンクベース部18aにおいては、メタルバンク部18bや樹脂バンク部18cの底部を複数の貫通孔THLにより密着固定する役割、及び、コンタクトホールHLdと有機EL層16とを分離する役割の双方を有し、図11に示した絶縁層18eは、コンタクトホールHLdと有機EL層16とを分離する役割のみを有している。
なお、本構成例においては、表示パネルを構成する表示画素PIX(各色画素PXr、PXg、PXb)に設けられる発光駆動回路DCとして、nチャネル型のトランジスタ(すなわち、単一のチャネル極性を有するトランジスタ)Tr11〜Tr13を適用した回路構成を示した。このような回路構成によれば、nチャネル型のトランジスタのみを適用することができるので、既に製造技術が確立されたアモルファスシリコン半導体製造技術を用いて、動作特性が安定したトランジスタを簡易に製造することができ、上記表示画素の発光特性のバラツキを抑制した発光駆動回路を実現することができる。
また、本構成例においては、表示パネルを構成する表示画素PIX(各色画素PXr、PXg、PXb)として、トランジスタを3個備え、表示データに応じた階調電流Idataを供給することにより、有機EL素子OELの輝度階調を設定する電流指定型の発光駆動回路を示したが、本発明に係る表示装置はこれに限るものではなく、少なくとも各表示画素において、表示データに基づいて発光駆動電流の電流値が設定され、該電流値に応じた輝度階調で有機EL素子を駆動制御するものであれば、電流指定(電流階調制御)型の他の回路構成を有するものであってもよいし、電圧指定(電圧階調制御)型の発光駆動回路を適用するものであってもよい。
本発明に係る表示装置に適用される表示パネルの画素配列状態の一例を示す要部概略平面図である。 本発明に係る表示装置(表示パネル)の第1の実施形態を示す要部概略断面図である。 本実施形態に係る表示パネルに適用されるバンクの底部構成例を示す概略図である。 本発明に係る表示装置(表示パネル)の第2の実施形態の一例を示す要部概略断面図である。 本発明に係る表示装置(表示パネル)の第2の実施形態の他の例を示す要部概略断面図である。 本発明に係る表示装置の表示パネルに2次元配列される各表示画素に適用可能な発光駆動回路の一例を示す等価回路図である。 本発明に係る表示装置に適用可能な表示画素の一具体例を示す平面レイアウト図である。 本発明に係る表示装置に適用可能な表示画素の平面レイアウトの要部詳細図である。 図7に示した平面レイアウトを有する表示画素からなる表示パネルに、第1の実施形態に係るバンク構造及び図6に示した発光駆動回路を適用した場合の要部概略断面図である。 図7に示した平面レイアウトを有する表示画素からなる表示パネルに、第2の実施形態の一例に係るバンク構造及び図6に示した発光駆動回路を適用した場合の要部概略断面図である。 図7に示した平面レイアウトを有する表示画素からなる表示パネルに、第2の実施形態の他の例に係るバンク構造及び図6に示した発光駆動回路を適用した場合の要部概略断面図である。 有機EL素子の基本構造を示す概略断面図である。 従来技術における表示パネル(有機EL素子)の製造プロセスの一例を示す工程断面図(その1)である。 従来技術における表示パネル(有機EL素子)の製造プロセスの一例を示す工程断面図(その2)である。 有機EL素子における発光構造を示す概略断面図である。
符号の説明
11 絶縁性基板
14 平坦化膜
15 画素電極
16 有機EL層
16a 正孔輸送層
16b 電子輸送性発光層
17 対向電極
18 バンク
18a バンクベース部
18b メタルバンク部
18c、18d 樹脂バンク部
18e 絶縁層
T1、T2、Tr11〜Tr13 トランジスタ
La アノードライン
Lc カソードライン
THL 貫通孔
PIX 表示画素
PXr、PXg、PXb 色画素
Rpx、Gpx 色画素の形成領域

Claims (5)

  1. 複数の自発光素子からなる表示画素を複数配列した表示パネルを備えた表示装置において、
    基板上に設けられた絶縁膜と、
    前記絶縁膜と接触する面に複数の貫通孔が設けられた隔壁下層部と、前記前記隔壁下層上に設けられ、前記複数の貫通孔を介して、前記平坦化膜に直接密着する底部を有する隔壁上層部と、を有する隔壁と、
    を備えることを特徴とする表示装置。
  2. 前記隔壁上層部は、導電性材料により構成されていることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  3. 前記自発光素子は、トランジスタを有する発光駆動回路に接続され、
    前記隔壁上層部は、前記発光駆動回路又は前記自発光素子に接続されていることを特徴とする請求項2記載の表示装置。
  4. 前記各表示画素における前記自発光素子は、少なくとも画素電極及び少なくとも一層からなる電荷輸送層、対向電極を有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の表示装置。
  5. 前記隔壁上層部は、絶縁性材料により構成されていることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
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