JP2007265780A - Organic electroluminescence device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子が設けられた有機EL装置に関する。 The present invention relates to an organic EL device in which an organic electroluminescence (EL) element is provided on a substrate.
有機EL装置は、主として、回路素子基板と、有機EL素子とを含んで構成される。回路素子基板は、ガラス基板等の基板と、この基板上に形成された配線と、この配線に接続された画素回路と、を含む。上記の配線には、例えば複数の走査線と、これらの走査線と交差させて配列された複数の信号線及び複数の電源線と、が含まれる。ここで「電源線」とは、有機EL素子に電力を供給するための配線である。上記の画素回路は、走査線と信号線との各交点に配置される。この画素回路は、電源線と有機EL素子の電極(アノード又はカソード)との間に印加された電圧によって有機EL素子を発光させる機能を担う。具体的には、電源線と有機EL素子の電極との間において、画素回路に含まれるトランジスタが有機EL素子と直列に接続される。このトランジスタによって有機EL素子に供給される電流が調整されることにより、有機EL素子を所望の輝度で発光させることができる。 The organic EL device mainly includes a circuit element substrate and an organic EL element. The circuit element substrate includes a substrate such as a glass substrate, a wiring formed on the substrate, and a pixel circuit connected to the wiring. The wiring includes, for example, a plurality of scanning lines, and a plurality of signal lines and a plurality of power supply lines arranged so as to cross these scanning lines. Here, the “power supply line” is a wiring for supplying power to the organic EL element. The pixel circuit is disposed at each intersection of the scanning line and the signal line. This pixel circuit has a function of causing the organic EL element to emit light by a voltage applied between the power supply line and the electrode (anode or cathode) of the organic EL element. Specifically, a transistor included in the pixel circuit is connected in series with the organic EL element between the power supply line and the electrode of the organic EL element. By adjusting the current supplied to the organic EL element by this transistor, the organic EL element can emit light with a desired luminance.
上記の有機EL装置を用いることにより、従来のブラウン管を用いた表示装置に比較して非常に薄型の有機ELディスプレイを実現することができる。このような有機ELディスプレイは、例えばスタンドを取り付けて設置され、或いは所定の取り付け器具を用いることにより壁掛けにされる。また、背面に磁石を取り付けることにより、鉄製の壁面に直接的に取り付け可能に構成された有機ELディスプレイも提案されている(特許文献1参照)。しかしながら、有機ELディスプレイに磁石を取り付けることは、薄型、軽量という有機ELディスプレイの特長を減じることになる。コスト面からも、有機ELディスプレイの構成部品が増加することは好ましくない。また、これらの不都合は、有機EL装置を表示用途で用いる場合に限らず、照明等の他の用途に適用する場合でも同様に生じ得る。 By using the organic EL device described above, a very thin organic EL display can be realized as compared with a conventional display device using a cathode ray tube. Such an organic EL display is installed, for example, with a stand attached, or is wall-mounted by using a predetermined attachment. In addition, an organic EL display configured to be directly attachable to an iron wall surface by attaching a magnet to the back surface has also been proposed (see Patent Document 1). However, attaching a magnet to the organic EL display reduces the features of the organic EL display that are thin and lightweight. From the viewpoint of cost, it is not preferable that the number of components of the organic EL display increases. Moreover, these inconveniences can occur not only when the organic EL device is used for display purposes but also when applied to other uses such as lighting.
そこで本発明は、薄型、軽量の特長を損なうことなく壁面への設置が可能な有機EL装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic EL device that can be installed on a wall surface without impairing the thin and light features.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、強磁性を有する基板と、有機エレクトロルミネッセンス素子及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子に接続される駆動回路を含み、前記基板の一方面上に配置される素子層と、を含む。ここで、「強磁性を有する基板」とは、強磁性体からなる単板の基板でもよく、また強磁性体の基板と常磁性体の基板とを貼り合わせた基板でもよい。 The organic electroluminescence device of the present invention includes a substrate having ferromagnetism, an organic electroluminescence element and a drive circuit connected to the organic electroluminescence element, and an element layer disposed on one surface of the substrate. Including. Here, the “substrate having ferromagnetism” may be a single plate substrate made of a ferromagnetic material, or may be a substrate obtained by bonding a ferromagnetic substrate and a paramagnetic substrate.
かかる構成によれば、基板自体に強磁性を持たせることにより、薄型、軽量の特長を損なうことなく、壁面へ容易に設置できる有機EL装置を実現することができる。磁石を取り付ける従来例に比べると有機EL装置の全体重量が低下するので、基板が備えるべき磁力が少なくて済む利点がある。 According to such a configuration, by providing the substrate itself with ferromagnetism, it is possible to realize an organic EL device that can be easily installed on the wall surface without impairing the thin and lightweight features. Since the overall weight of the organic EL device is reduced as compared with the conventional example in which the magnet is attached, there is an advantage that the magnetic force that the substrate should have is small.
好ましくは、基板は少なくとも一方面に導電性を有し、当該基板が駆動回路及び有機エレクトロルミネッセンス素子に対する電力供給経路の一部として用いられる。 Preferably, the substrate has conductivity on at least one surface, and the substrate is used as a part of a power supply path for the driving circuit and the organic electroluminescence element.
より具体的には、素子層が、有機エレクトロルミネッセンス素子及び駆動回路と基板との間に配置される絶縁膜を更に含むことが好ましい。この場合に、例えば、駆動回路は、ソースが基板と接続されたpチャネル型のトランジスタを含み、有機エレクトロルミネッセンス素子は、一方端子がトランジスタのドレインと接続され、他方端子が共通グランドと接続される。このとき、ソースは、例えば絶縁膜を貫通する配線を介して基板と接続される。また、駆動回路は、ドレインが基板と接続されたnチャネル型のトランジスタを含み、有機エレクトロルミネッセンス素子は、一方端子が前記トランジスタのソースと接続され、他方端子が電源と接続される、という構成が採用されてもよい。このとき、ドレインは、絶縁膜を貫通する配線を介して基板と接続される。 More specifically, it is preferable that the element layer further includes an insulating film disposed between the organic electroluminescence element and the driving circuit and the substrate. In this case, for example, the drive circuit includes a p-channel transistor whose source is connected to the substrate, and one terminal of the organic electroluminescence element is connected to the drain of the transistor, and the other terminal is connected to the common ground. . At this time, the source is connected to the substrate through a wiring penetrating the insulating film, for example. The driving circuit includes an n-channel transistor whose drain is connected to the substrate, and the organic electroluminescence element has a configuration in which one terminal is connected to the source of the transistor and the other terminal is connected to a power source. It may be adopted. At this time, the drain is connected to the substrate through a wiring penetrating the insulating film.
かかる構成によれば、有機EL素子及び駆動回路に対して電源(電力)を供給する経路の一部として導線性の基板を利用することにより、基板上のどこに有機EL素子を配置したとしても基板を介して電源を供給可能となる。よって、基板面内における電源電位の不均一を解消できる。 According to such a configuration, the conductive substrate is used as a part of a path for supplying power (electric power) to the organic EL element and the drive circuit, so that the substrate can be placed anywhere on the substrate. It becomes possible to supply power via this. Therefore, nonuniformity of the power supply potential in the substrate surface can be eliminated.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、本実施形態の有機EL装置の基本構造を説明する模式図である。本実施形態の有機EL装置は、基板10と、この基板10の一方面上に形成された複数の画素部12と、これら複数の画素部12に共有される共通電極14と、を含んで構成される。図示のように、基板10と共通電極14との間には電源16が接続される。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the basic structure of the organic EL device of the present embodiment. The organic EL device according to this embodiment includes a
基板10は、強磁性を有し、かつ導電性を有する。基板10の磁性について説明すると、基板全体が強磁性体からなる基板であることが好ましいが、強磁性体の基板と常磁性体の基板とが貼り合わされていてもよい。また、基板10の導電性について説明すると、少なくとも一方面に導電性を有していればよいが、基板全体が導電体からなる導電体基板であるとより好ましい。かかる基板10の構成材料としては、加熱プロセス時に膨張が小さいこと、有機EL素子から発生する熱を逃がしやすいこと、電気抵抗が小さいこと、が望まれる。例えば、ステンレス鋼の1つであるSUS430からなるステンレス基板は基板10として好ましい。また、基板10の厚さに関しては特段の制約はないが、機械的強度、重量などを考慮すると、0.2mm〜1.0mm程度が好ましい。なお、SUS304、SUS316、SUS410などのステンレス鋼を基板10の構成材料として用いることもできる。
The
各画素部12は、有機EL素子とそれを駆動する駆動回路を含んで構成される。共通電極14は、各画素部12の有機EL素子に共有され、当該各有機EL素子のそれぞれの一方電極として機能する。これらの詳細については更に後述する。本実施形態の有機EL装置では、基板10の導電性を利用し、当該基板10を介して各画素部12に対する電力の供給がなされる。
Each
図1に示す構成では、基板10の一箇所において、当該基板10と電源16との接続が図られている。このとき、基板10が一方面側にのみ導電性を備える場合には、電源16は基板10の一方面側に接続される。また、基板10がその全体に導電性を有する基板(導電体基板)である場合には、電源16を基板10の他方面に接続することもできる。それにより、電源16の接続箇所の自由度が高まる。なお、基板10と電源16との接続箇所を複数設けることも好ましい。例えば、図2に示すように、基板10の他方面側に点在する複数の箇所で基板10と電源16との接続を図るとよい。図2に例示するように、基板10と電源16との接続箇所が広範囲に点在することが好ましい。更に、図2に例示するように、基板10と電源16との複数の接続箇所が規則的に(例えば等間隔で)配列されるとより好ましい。それらにより、基板10の面内での電圧降下をより効果的に抑制できる。ここで、基板10に対する電源16の接続箇所とは、電源16の高電位側端子である場合と、電源16の低電位側端子(一般にはグランド側端子)である場合と、のいずれかである。図2では前者の例が示されている。また、図2に示す例のように基板10の裏面側に電源16との接続箇所や配線を設ける場合の当該配線等は、例えば基板10の裏面上に所定パターンの導電膜を設けることによって実現できる。その場合には、導電膜の更に上側に絶縁物からなる保護膜を設けることが好ましい。
In the configuration shown in FIG. 1, the
図3は、本実施形態の有機EL装置の回路構成を説明する図である。図示のように有機EL装置は、図中の水平方向(第1方向)に延在する複数の走査線20及びリセット線24と、これらの走査線20等と交差して配列された複数の信号線22と、走査線20と信号線22との各交点に配置される画素回路(駆動回路)30及び有機EL素子32と、各走査線20及び各リセット線24に制御信号を供給するドライバ34と、各信号線22に制御信号を供給するドライバ36と、を含んで構成される。図示のように、各画素回路30に対して各節点28を介して電源16から電圧Vsubが供給される。そして、各節点28は、上述した導電性の基板10に電気的に接続される。すなわち本実施形態では、基板10が電力供給経路の一部としての機能を果たす。
FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of the organic EL device according to the present embodiment. As shown in the drawing, the organic EL device includes a plurality of
図4は、画素回路30の構成例を説明する図である。図4に示す画素回路30は、電流制御用トランジスタDR、データ書き込み用トランジスタSW1、データ消去用トランジスタSW2、保持容量Cs、を含んで構成される。電流制御用トランジスタDRは、pチャネル型の電界効果型トランジスタであり、ソースが節点28(基板10との接続箇所)と接続され、ドレインが有機EL素子32の一方端子と接続されている。この駆動回路30に対応して設けられる有機EL素子32は、一方端子が電流制御用トランジスタDRのドレインと接続され、他方端子が共通グランドと接続される。データ書き込み用トランジスタSW1は、ゲートが走査線20に接続され、ソースが信号線22に接続され、ドレインが電流制御用トランジスタDRのゲートに接続されている。データ消去用トランジスタSW2は、ゲートがリセット線24に接続され、ソースがデータ書き込み用トランジスタSW1のドレインに接続され、ドレインが節点28に接続されている。保持容量Csは、電流制御用トランジスタDRのゲートとソースの間に並列に接続されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the
図4に示す画素回路30の動作は以下の通りである。走査線20を介して走査信号SELが供給され、データ書き込み用トランジスタSW1が選択されている期間には、信号線22を介して電流制御用トランジスタDRのゲートにデータ信号DATAが書き込まれる。節点28及び電流制御用トランジスタDRのソース−ドレイン経路を通じて、データ信号DATAの大きさに応じた電流が電源16から有機EL素子32に供給される。これにより、有機EL素子32がデータ信号DATAの大きさに応じた輝度で発光する。また、リセット線24を介してリセット信号ERSが供給され、データ消去用トランジスタSW2が選択されている期間には、電流制御用トランジスタDRのゲートの電位がVsubに維持され、電流制御用トランジスタDRのソース−ドレイン間の電位が0ボルトとなるので、電流制御用トランジスタDRはオフ状態となる。それにより、有機EL素子32に電流が供給されなくなり、有機EL素子32は非発光状態となる。図4に示す回路構成では、pチャネル型のトランジスタである電流制御用トランジスタDRのソースが節点28に接続され、電圧Vsubが与えられる。かかる構成とすることにより、トランジスタのソースの電位が安定化される。
The operation of the
図5は、画素回路30の他の構成例を説明する図である。具体的には、図5に示す画素回路30は、電流制御用トランジスタDRの閾電圧のばらつきを補償することができる回路構成となっている。なお、図4に例示した画素回路30と共通する構成要素については同符号が付されており、これらについては詳細な説明を省略する。図5に例示する画素回路30では、リセット線24を介してリセット信号ERSが供給され、データ消去用トランジスタSW2及びトランジスタSW3が選択されている期間には、節点(ノード)Gに電流制御用トランジスタDRの閾電圧が書き込まれる。このとき、電流制御用トランジスタDRはオフ状態となるので、有機EL素子32は非発光状態(消灯状態)となる。走査線20を介して走査信号SELが供給され、データ書き込み用トランジスタSW1が選択されている期間には、節点Dにデータ信号DATAの電位が書き込まれる。このとき、保持容量C2、C1との容量結合によって節点Gの電位が決定され、有機EL素子32は発光状態(点灯状態)となる。なお、トランジスタSW4は、配線38を介して供給される制御信号ILLに応じて、有機EL素子32を非発光状態とするときにオフ状態となり、有機EL素子32への電流供給を遮断する機能を果たす。なお、トランジスタSW4及び配線38は省略されてもよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating another configuration example of the
図6は、有機EL装置の他の回路構成例を説明する図である。なお、上述した図3に示した回路と共通する構成要素には同符号が付されている。それらの構成要素については詳細な説明を省略する。本例の画素回路30aはnチャネル型のトランジスタを含んで構成されており、その関係上、上記図3に示した回路と比較して、画素回路30a、有機EL素子32、電源16及びグランドの接続関係が相違している。図示のように、各画素回路30aは各節点28を介して共通グランドに接続される。そして、各節点28は、上述した導電性の基板10に電気的に接続される。すなわち、基板10が電源供給経路の一部としての機能を果たす。また、各有機EL素子32の一方端子に対して電源16から電圧Vsubが供給される。
FIG. 6 is a diagram for explaining another circuit configuration example of the organic EL device. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which is common in the circuit shown in FIG. 3 mentioned above. Detailed description of these components is omitted. The
図7は、画素回路30aの構成例を説明する図である。なお、上述した図4に示した画素回路30と共通する構成要素については同符号が付されている。それらについての詳細な説明は省略する。図7に例示する画素回路30aでは、電流制御用トランジスタDRとして、nチャネル型の電界効果型トランジスタが用いられている。その関係上、電源16、電流制御用トランジスタDR、有機EL素子32、グランドの接続状態が上記の画素回路30とは異なっている。具体的には、電流制御用トランジスタDRは、ソースが有機EL素子32の一方端子と接続されており、ドレインが節点28と接続されている。有機EL素子32は、他方端子が電源16の高電位側端子と接続されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the
図8は、画素回路30aの他の構成例を説明する図である。上述した図5に示した画素回路30と同様に、本例の画素回路30aは、電流制御用トランジスタDRの閾電圧のばらつきを補償することができる回路構成となっている。なお、図5に例示した画素回路30と共通する構成要素については同符号が付されており、これらについては詳細な説明を省略する。図8に例示する画素回路30aにおいても、電流制御用トランジスタDRとして、nチャネル型の電界効果型トランジスタが用いられている。その関係上、電源16、電流制御用トランジスタDR、有機EL素子32、グランドの接続状態が上記の図5に示した画素回路30とは異なっている。具体的には、電流制御用トランジスタDRは、ソースが有機EL素子32の一方端子と接続されており、ドレインが節点28と接続されている。有機EL素子32は、他方端子が電源16の高電位側端子と接続されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating another configuration example of the
次に、本実施形態の有機EL装置の製造方法について詳細に説明する。 Next, the manufacturing method of the organic EL device of this embodiment will be described in detail.
図9〜図11は、有機EL装置の製造方法の一例を説明する工程断面図である。本例では、コプレーナ型のトランジスタを用いて画素回路を構成する場合について説明する。 9 to 11 are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing an organic EL device. In this example, a case where a pixel circuit is formed using a coplanar transistor will be described.
まず、導電性の基板10の一方面上に絶縁膜50を形成する(図9(A))。絶縁膜50としては、例えば酸化シリコン(SiOx)膜、窒化シリコン(SiN)膜、酸化窒化シリコン(SiON)膜、セラミックス薄膜、などの絶縁膜が挙げられる。絶縁膜50の形成方法としては既知の手法を適宜選択すればよく、例えば化学気相堆積法(CVD法)、スパッタリング法などが挙げられる。また、導電性の基板10に対して酸化性雰囲気でアニールしたり、陽極酸化処理を施したりすることによって基板10の表面に得られる絶縁膜を絶縁膜50として用いることもできる。特に、基板10としてステンレス基板を採用した場合には、基板表面に形成される酸化クロムの不動態皮膜を絶縁膜50として利用することも好ましい。
First, an insulating
次に、所定形状(例えば島状)にパターニングされた半導体膜52、54を形成する(図9(B))。半導体膜52は後に薄膜トランジスタの活性層(チャネル形成領域)となり、半導体膜54は後に容量素子の一方電極となる。各半導体膜52、54としては、アモルファスシリコン膜、ポリシリコン膜、単結晶シリコン膜、酸化物半導体膜、有機半導体膜など、一般的に知られた半導体膜が挙げられる。これらの半導体膜の形成方法としては既知の手法を適宜選択すればよく、例えば化学気相堆積法、スパッタリング法、塗布法などが挙げられる。本実施形態では、一例としてポリシリコン膜を用いて半導体膜52、54を形成する。
Next,
次に、各半導体膜52、54を覆う絶縁膜56を基板10上に形成する(図9(C))。この絶縁膜56は、半導体膜52に対応する箇所が後に薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として機能し、半導体膜54に対応する箇所が容量素子の構成要素である誘電体層として機能する。絶縁膜56としては、例えば酸化シリコン(SiO2)膜、窒化シリコン(SiN)膜、酸化窒化シリコン(SiON)膜、酸化アルミニウム(Al2O3)膜、酸化ハフニウム(HfO)膜、などの絶縁膜が挙げられる。また、各半導体膜52、54の形成後、半導体膜54に対してイオン注入を行う(図9(C))。
Next, an insulating
次に、各電極58、60を形成する(図9(D))。電極58は薄膜トランジスタのゲート電極として機能するものであり、以後これを「ゲート電極58」と称する場合もある。また、電極60は後に容量素子の一方電極として機能する。また本工程では、図示しない他の電極や配線も併せて形成される。それらの電極や配線は、上述した画素回路や走査線、信号線等を構成する。各電極58、60は、例えばアルミニウム膜などの導電膜を絶縁膜56上に成膜し、その後当該導電膜をパターニングすることによって得られる。また、各電極58、60の形成後、ゲート電極58をマスクとして用いて半導体膜52に対するイオン注入(いわゆる自己整合イオン注入)を行う。それにより、半導体膜52にはセルフアライン構造のソースドレイン領域が形成される。具体的には、半導体膜52のゲート電極58の直下にはチャネル形成領域66が形成され、このチャネル形成領域66の両側にソースドレイン領域62、64が形成される。この結果、図示のようにコプレーナ型の薄膜トランジスタが完成する。この薄膜トランジスタは、上述した電流制御用トランジスタDR(図4等参照)として機能する。なお、図示しないが同様にして他にも薄膜トランジスタが形成され、それぞれ上述したトランジスタSW1、SW2、SW3、SW4として機能する。また、イオン注入がなされ、導電率が高まった半導体膜54と、電極60と、の間に絶縁膜56が挟まれた箇所に容量素子が完成する。この容量素子は、上述した保持容量Csとして機能する。
Next, the
次に、各電極58、60を覆う第1中間絶縁膜68を基板10上に形成する(図10(A))。第1中間絶縁膜68としては、上記した絶縁膜50と同様の材料からなる絶縁膜を用いることができるほか、塗布法による酸化シリコン膜(SOG膜)、ポリイミドやアクリル等の有機絶縁膜、などを採用することもできる。これらのSOG膜や有機絶縁膜を採用する場合には、塗布法などの簡便な成膜方法を用いることができるので好ましい。
Next, a first intermediate insulating
次に、基板10上の所定箇所にコンタクトホール70、72、74、76をそれぞれ形成する(図10(B))。より詳細には、コンタクトホール70は、ゲート電極58等から構成される薄膜トランジスタに近接した位置に、絶縁膜50、56、第1中間絶縁膜68を全て除去して基板10に到達し、基板10の一方面が露出するように形成される。コンタクトホール72は、絶縁膜56、第1中間絶縁膜68を全て除去してソースドレイン領域62に到達し、ソースドレイン領域62の一方面が露出するように形成される。コンタクトホール74は、絶縁膜56、第1中間絶縁膜68を全て除去してソースドレイン領域64に到達し、ソースドレイン領域64の一方面が露出するように形成される。コンタクトホール76は、第1中間絶縁膜68を除去して電極60に到達し、電極60の一方面が露出するように形成される。
Next, contact holes 70, 72, 74, and 76 are respectively formed at predetermined positions on the substrate 10 (FIG. 10B). More specifically, the
次に、各配線78、79及びその他の図示しない電極や配線を形成する(図10(C))。各電極や各配線は、上述した画素回路や走査線、信号線等を構成する。各配線78、79等は、例えばアルミニウム膜などの導電膜を第1中間絶縁膜68上に成膜し、その後当該導電膜をパターニングすることによって得られる。図示のように、配線78は、コンタクトホール70、74、76に渡り、かつ各コンタクトホール70、74、76に埋設される。この配線78は、コンタクトホール70を介して基板10と電気的に接続され、コンタクトホール74を介してソースドレイン領域64と電気的に接続され、かつコンタクトホール76を介して電極60と電気的に接続される。これにより、薄膜トランジスタや容量素子を含んで構成された画素回路が基板10と電気的に接続される。より詳細には、薄膜トランジスタがpチャネル型である場合には、当該薄膜トランジスタのソースと基板10とが配線78を介して接続された状態となる。なお、薄膜トランジスタがnチャネル型である場合には、当該薄膜トランジスタのドレインと基板とが配線78を介して接続された状態となる。
Next, the
また、図示のように、配線79は、コンタクトホール72に埋設され、ソースドレイン領域62と電気的に接続される。なお、基板10としてステンレス基板を用いた場合には、コンタクトホール70を開口した箇所が大気中に晒されると基板表面に不動態皮膜が形成されるため注意が必要である。具体的には、この不動態皮膜により、基板10と配線78との接触不良が生じるおそれがある。この場合には、配線78を形成するのに先立って、真空中で基板10の表面をプラズマに曝す等の処理を行い、不動態皮膜を除去するとよい。
Further, as illustrated, the
次に、各配線78、79を覆う第2中間絶縁膜80を基板10上に形成する(図10(D))。第2中間絶縁膜80は、上記した第1中間絶縁膜68と同様にして形成することができる。その後、配線79の一部を露出させるコンタクトホールを形成する。更に、このコンタクトホールを介して配線79と電気的に接続される画素電極(陽極)82を第2中間絶縁膜80上に形成する。本実施形態では、いわゆるトップエミッション型の有機EL装置を想定しているため、より大きい開口率を得るために、画素電極82は、薄膜トランジスタ及び容量素子と上下方向で重なる位置に形成されている。画素電極82は、例えばアルミニウム膜などの導電膜を第2中間絶縁膜80上に成膜し、その後当該導電膜をパターニングすることによって得られる。
Next, a second intermediate insulating
次に、画素電極82を露出させる開口86を有する隔壁層84を第2中間絶縁膜80上に形成する(図11(A))。この隔壁層84は、例えばポリイミド膜やアクリル膜の樹脂膜を第2中間絶縁膜80上に成膜し、その後当該樹脂膜をパターニングすることによって得られる。
Next, a
次に、開口86の内部の画素電極82上に発光層88を形成する(図11(B))。この発光層88は、低分子材料、高分子材料のいずれを用いて形成してもよい。また、発光層88の形成方法については、蒸着法、塗布法、液滴吐出法(インクジェット法)など種々の公知技術を用いることができる。なお、発光層88には、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層などの各種機能層が設けられていてもよい。
Next, a
次に、隔壁層84上に、各発光層88に渡って共通電極(陰極)90を形成する(図11(C))。本実施形態では、有機EL装置の構造としてトップエミッション構造を採用しているので、発光層88からの発光を図中上側(基板10へ向かわない方向)へ取り出せるように、光透過性又は半透過性の導電膜を用いて共通電極90が形成される。このような導電膜としては、例えばインジウム錫酸化物(ITO)膜が挙げられる。画素電極82、発光層88及び共通電極90によって有機EL素子が構成される。薄膜トランジスタがpチャネル型である場合、この有機EL素子は、一方端子としての画素電極82が配線79を介して薄膜トランジスタのドレインと接続され、他方端子としての共通電極90が共通グランド(図示せず)と接続される。なお、薄膜トランジスタがnチャネル型である場合、この有機EL素子は、一方端子としての画素電極82が配線79を介して薄膜トランジスタのソースと接続され、他方端子としての共通電極90が電源16(図示せず)と接続される。
Next, a common electrode (cathode) 90 is formed over the light-emitting
以上のようにして、各回路素子(薄膜トランジスタ、容量素子)と基板10とが電気的に接続されており、各画素部が基板10を電力供給経路の一部として利用した有機EL装置が得られる。
As described above, each circuit element (thin film transistor, capacitive element) and the
次に、本実施形態の有機EL装置の製造方法の他の例として、逆スタガード型のトランジスタを用いて画素回路を構成する場合について説明する。 Next, as another example of the method for manufacturing the organic EL device of the present embodiment, a case where a pixel circuit is configured using an inverted staggered transistor will be described.
図12〜図14は、有機EL装置の製造方法の一例を説明する工程断面図である。 12 to 14 are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing an organic EL device.
まず、導電性の基板10の一方面上に絶縁膜100を形成する(図12(A))。この絶縁膜100は、上記の絶縁膜50と同様にして形成される。
First, the insulating
次に、絶縁膜100の所定位置にコンタクトホール101を形成する(図12(B))。図示のように、このコンタクトホール101は、基板10の一方面が露出するように形成される。
Next, a
次に、電極102、104及び配線106を形成する(図12(C))。電極102は後に薄膜トランジスタのゲート電極として機能するものであり、以後これを「ゲート電極102」と称する場合もある。また、電極104は後に容量素子の一方電極として機能する。また、配線106は、基板10の一方面と接触するように形成される。
Next, the
次に、各電極102、104及び配線106を覆う絶縁膜108を基板10上に形成する(図12(D))。この絶縁膜108は、電極(ゲート電極)102に対応する箇所が後に薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として機能し、電極104に対応する箇所が容量素子の構成要素である誘電体層として機能する。絶縁膜108は、上記の絶縁膜56と同様にして形成できる。
Next, an insulating
次に、所定形状(例えば島状)にパターニングされた半導体膜110を形成する(図13(A))。半導体膜110は後に薄膜トランジスタの活性層(チャネル形成領域)となる。半導体膜110は、上記した半導体膜52、54と同様にして形成できる。
Next, a
次に、基板10上の所定箇所にコンタクトホール112を形成する(図13(B))。より詳細には、コンタクトホール112は、ゲート電極102等から構成される薄膜トランジスタに近接した位置に、絶縁膜108を除去して電極104に到達し、電極104の一方面が露出するように形成される。
Next, contact holes 112 are formed at predetermined positions on the substrate 10 (FIG. 13B). More specifically, the
次に、ドープ半導体膜112及び配線114を連続成膜し、所定形状にパターニングする(図13(C))。より詳細には、ドープ半導体膜112及び配線114は、電極104から電極102に渡り、かつ電極106と電気的に接続されるように形成される。また、半導体膜110の一部(ゲート電極102の上部に該当する領域)が除去される。
Next, the doped
次に、各配線114を覆う中間絶縁膜116を基板10上に形成する(図13(D))。中間絶縁膜116は、上記した第2中間絶縁膜80と同様にして形成することができる。その後、配線114の一部を露出させるコンタクトホールを形成する。更に、このコンタクトホールを介して配線114と電気的に接続される画素電極(陽極)118を第2中間絶縁膜116上に形成する。本実施形態では、いわゆるトップエミッション型の有機EL装置を想定しているため、より大きい開口率を得るために、画素電極118は、薄膜トランジスタ及び容量素子と上下方向で重なる位置に形成されている。
Next, an intermediate
次に、画素電極118を露出させる開口122を有する隔壁層120を第2中間絶縁膜116上に形成する(図14(A))。この隔壁層120は上述した隔壁層84と同様に形成することができる。
Next, a
次に、開口122の内部の画素電極118上に発光層124を形成する(図14(B))。この発光層124は、上述した発光層88と同様に形成することができる。
Next, the light-emitting
次に、隔壁層120上に、各発光層124に渡って共通電極(陰極)126を形成する(図14(C))。この共通電極126は上述した共通電極90と同様に形成することができる。
Next, a common electrode (cathode) 126 is formed over the light-emitting
以上のようにして、各回路素子(薄膜トランジスタ、容量素子)と基板10とが電気的に接続されており、各画素部が基板10を電力供給経路の一部として利用した有機EL装置が得られる。
As described above, each circuit element (thin film transistor, capacitive element) and the
次に、本実施形態の有機EL装置の製造方法の他の例として、順スタガード型のトランジスタを用いて画素回路を構成する場合について説明する。 Next, as another example of the method for manufacturing the organic EL device of the present embodiment, a case where a pixel circuit is configured using a forward staggered transistor will be described.
図15〜図17は、有機EL装置の製造方法の一例を説明する工程断面図である。 15 to 17 are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing an organic EL device.
まず、導電性の基板10の一方面上に絶縁膜150を形成する(図15(A))。この絶縁膜100は、上記の絶縁膜50と同様にして形成される。
First, the insulating
次に、絶縁膜100の所定位置にコンタクトホール151を形成する(図15(B))。図示のように、このコンタクトホール151は、基板10の一方面が露出するように形成される。
Next, a
次に、配線152、154を形成する(図15(C))。配線152、154は後に薄膜トランジスタのソースドレイン電極として機能するものである。また、配線154は、その一部がコンタクトホール151を介して基板10の一方面と接触するように形成される。
Next,
次に、各配線152、154を覆う形状のドープ半導体膜156、158を形成する(図15(D))。具体的には、各ドープ半導体膜156、158は、例えば化学気相堆積法(CVD法)やスパッタリング法等の成膜法を用いて基板10上に半導体膜を形成した後に、当該半導体膜を各配線152、154の形状に対応してパターニングすることによって得られる。また、液滴吐出法を用いて、各配線152、154の表面に液体材料を塗布することによって各ドープ半導体膜156、158を形成することもできる。
Next, doped
次に、所定形状(例えば島状)にパターニングされた半導体膜160を形成する(図16(A))。半導体膜160は後に薄膜トランジスタの活性層(チャネル形成領域)となる。半導体膜160は、上記した半導体膜52、54と同様にして形成できる。本実施形態では、半導体膜160は、配線152と配線154に渡って形成される。また、先に形成されたドープ半導体膜156は、半導体膜160の形成時(パターニング時)に併せて除去される。また、ドープ半導体膜158は、半導体膜160に覆われた部分が残留し、それ以外は半導体膜160の形成時(パターニング時)に除去される。この結果、半導体膜160と配線152の間、半導体膜160と配線154の間、にはそれぞれドープ半導体膜158が介在する状態となる。
Next, a
次に、各電極152、154及び半導体膜160を覆う絶縁膜162を基板10上に形成する(図16(B))。この絶縁膜162は、詳細を後述するように、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として機能するとともに、容量素子の構成要素である誘電体層としても機能する。絶縁膜162は、上記の絶縁膜56と同様にして形成できる。
Next, an insulating
次に、電極164、166を形成する(図16(C))。具体的には、電極164は、絶縁膜162を挟んで半導体膜160と重なる位置に形成される。この電極164は後に薄膜トランジスタのゲート電極として機能するものであり、以後これを「ゲート電極164」と称する場合もある。電極166は、絶縁膜162を挟んで電極154の一部と重なる位置に形成される。この電極166は後に容量素子の一方電極として機能する。
Next,
次に、各電極164、166を覆う中間絶縁膜168を基板10上に形成する(図16(D))。中間絶縁膜166は、上記した第2中間絶縁膜80と同様にして形成することができる。
Next, an intermediate
次に、配線152の一部を露出させるコンタクトホールを形成する。更に、このコンタクトホールを介して配線152と電気的に接続される画素電極(陽極)170を中間絶縁膜168上に形成する(図17(A))。本実施形態では、いわゆるトップエミッション型の有機EL装置を想定しているため、より大きい開口率を得るために、画素電極168は、薄膜トランジスタ及び容量素子と上下方向で重なる位置に形成されている。
Next, a contact hole that exposes part of the
次に、画素電極170を露出させる開口174を有する隔壁層172を中間絶縁膜168上に形成する(図17(B))。この隔壁層172は上述した隔壁層84と同様に形成することができる。
Next, a
次に、開口174の内部の画素電極170上に発光層176を形成する(図17(C))。この発光層176は、上述した発光層88と同様に形成することができる。
Next, a light-emitting
次に、隔壁層172上に、各発光層176に渡って共通電極(陰極)178を形成する(図17(D))。この共通電極178は上述した共通電極90と同様に形成することができる。
Next, a common electrode (cathode) 178 is formed over the light-emitting
以上のようにして、各回路素子(薄膜トランジスタ、容量素子)と基板10とが電気的に接続されており、各画素部が基板10を電力供給経路の一部として利用した有機EL装置が得られる。
As described above, each circuit element (thin film transistor, capacitive element) and the
図18は、有機EL装置の封止構造について説明する図である。本実施形態の有機EL装置における封止構造としては、例えば缶封止型を採用できる。図18では、上記したコプレーナ型のトランジスタを用いて画素回路を構成した有機EL装置(図9〜図11参照)に缶封止を施した場合の一例が示されている。本例では、基板10上に、各有機EL素子を覆う封止部材200が設けられている。この封止部材200は、例えば中央部に窪み(凹部)を有するように成形されたガラス基板である。この窪みの部分が各有機EL素子を覆うように封止部材200が配置される。基板10と封止部材200との間には、両者間の隙間を埋める接着材201が設けられている。なお、この封止構造は、上記した他の構造の有機EL装置(図12〜図17参照)に対しても同様に適用できる。また、このような缶封止構造を採用せず、水分等の異物のバリア性能が高い薄膜を各有機EL素子の上面に直接的に設ける封止構造(膜封止構造)を採用することもできる。
FIG. 18 is a diagram illustrating a sealing structure of an organic EL device. As a sealing structure in the organic EL device of this embodiment, for example, a can sealing type can be adopted. FIG. 18 shows an example in which can sealing is applied to an organic EL device (see FIGS. 9 to 11) in which a pixel circuit is configured using the above-described coplanar transistor. In this example, a sealing
以上のように、本実施形態によれば、基板自体に強磁性を持たせることにより、薄型、軽量の特長を損なうことなく、壁面へ容易に設置できる有機EL装置を実現することができる。磁石を取り付ける従来例に比べると有機EL装置の全体重量が低下するので、基板が備えるべき磁力が少なくて済む利点がある。 As described above, according to the present embodiment, by providing the substrate itself with ferromagnetism, it is possible to realize an organic EL device that can be easily installed on the wall surface without impairing the thin and lightweight features. Since the overall weight of the organic EL device is reduced as compared with the conventional example in which the magnet is attached, there is an advantage that the magnetic force that the substrate should have is small.
また、本実施形態によれば、有機EL素子及び画素回路(駆動回路)に対して電源(電力)を供給する経路の一部として導線性の基板を利用することができる。それにより、基板上のどこに有機EL素子を配置したとしても基板を介して電源を供給可能となり、基板面内における電源電位の不均一を解消できる。よって、有機EL素子の発光輝度の面内分布をより均一にすることが可能な有機EL装置が得られる。 Further, according to the present embodiment, a conductive substrate can be used as a part of a path for supplying power (electric power) to the organic EL element and the pixel circuit (drive circuit). As a result, power can be supplied through the substrate no matter where the organic EL element is arranged on the substrate, and unevenness of the power supply potential in the substrate surface can be eliminated. Therefore, an organic EL device capable of making the in-plane distribution of the light emission luminance of the organic EL element more uniform can be obtained.
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the content of embodiment mentioned above, In the range of the summary of this invention, it can change and implement variously.
10…基板、12…画素部、14…共通電極、16…電源、20…走査線、22…信号線、24…リセット線、28…節点28…節点、30…画素回路、32…有機EL素子、34、36…ドライバ、38…配線、DR…電流制御用トランジスタ、SW1…データ書き込み用トランジスタ、SW2…データ消去用トランジスタ、SW3、SW4…トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
有機エレクトロルミネッセンス素子と、当該有機エレクトロルミネッセンス素子に接続される駆動回路と、を含み、前記基板の一方面上に配置される素子層と、
を含む、有機エレクトロルミネッセンス装置。 A ferromagnetic substrate;
An organic electroluminescence element and a drive circuit connected to the organic electroluminescence element, and an element layer disposed on one surface of the substrate;
An organic electroluminescence device.
前記駆動回路は、ソースが前記基板と接続されたpチャネル型のトランジスタを含み、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、一方端子が前記トランジスタのドレインと接続され、他方端子が共通グランドと接続される、請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The element layer further includes an insulating film disposed between the organic electroluminescence element and the driving circuit and the substrate,
The driving circuit includes a p-channel transistor having a source connected to the substrate,
The organic electroluminescence device according to claim 2, wherein one terminal of the organic electroluminescence element is connected to the drain of the transistor and the other terminal is connected to a common ground.
前記駆動回路は、ドレインが前記基板と接続されたnチャネル型のトランジスタを含み、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、一方端子が前記トランジスタのソースと接続され、他方端子が電源と接続される、請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The element layer further includes an insulating film disposed between the organic electroluminescence element and the driving circuit and the substrate,
The drive circuit includes an n-channel transistor having a drain connected to the substrate,
The organic electroluminescence device according to claim 2, wherein one terminal of the organic electroluminescence element is connected to the source of the transistor and the other terminal is connected to a power source.
The organic electroluminescence device according to claim 5, wherein the drain of the transistor is connected to the substrate through a wiring penetrating the insulating film.
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JP2017072860A (en) * | 2011-11-29 | 2017-04-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display device |
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-
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