JP2011113082A - 有機発光ディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄膜トランジスタを備えた有機発光ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタ上に形成され、薄膜トランジスタに電気的に連結された有機発光素子を備え、有機発光素子から発散される光が薄膜トランジスタに直接入射されないように、薄膜トランジスタの少なくとも一側には、有機発光素子から発散される光を遮断する光遮断部が配されることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置である。
【選択図】図１
【解決手段】薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタ上に形成され、薄膜トランジスタに電気的に連結された有機発光素子を備え、有機発光素子から発散される光が薄膜トランジスタに直接入射されないように、薄膜トランジスタの少なくとも一側には、有機発光素子から発散される光を遮断する光遮断部が配されることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置である。
【選択図】図１
Description
本発明は、有機発光ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、薄膜トランジスタを備えた有機発光ディスプレイ装置に関する。
アクティブマトリックス型有機発光ディスプレイ装置は、各画素ごとに薄膜トランジスタとこれに連結された有機発光素子とを含む。
前記薄膜トランジスタの活性層は非晶質シリコンやポリシリコンからなるが、その他にも、最近では、酸化物半導体で活性層を形成しようとする試みがある。
ところで、前記酸化物半導体は、外部からの水分や酸素または光などの浸透によってスレショルド電圧、Ｓ−因子などの性質が容易に変わる。また、このような水分や酸素または光によるスレショルド電圧変化の問題は、薄膜トランジスタの駆動中にゲート電極のＤＣバイアスによってさらに加速されて、実際にＤＣ安定性が酸化物半導体の使用において最も大きな問題となっている状況である。
酸化物半導体の水分または酸素または光に対するバリアー特性を強化するために、ＡｌＯｘまたはＴｉＮなどの膜を適用することもあるが、これら膜は、リアクティブスパッタリング法やＡＬＤ法（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で製作せねばならないために、大型基板への適用が難しく、また量産性も非常に落ちる。
本発明は、前記問題を解決するために創案されたものであって、有機発光素子からの発散光が、薄膜トランジスタの活性層に入射されることを防止する有機発光ディスプレイ装置を提供することにその目的がある。
本発明は、薄膜トランジスタ及び前記薄膜トランジスタ上に形成され、前記薄膜トランジスタに電気的に連結された有機発光素子を備え、前記有機発光素子から発散される光が前記薄膜トランジスタに直接入射されないように、前記薄膜トランジスタの少なくとも一側には、前記有機発光素子から発散される光を遮断する光遮断部が配されることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置を提供する。
本発明において、前記光遮断部は、前記有機発光素子から発散された光が、前記薄膜トランジスタに入射される経路上に配されうる。
他の側面による本発明は、基板上に形成されたものであって、ゲート電極と、前記ゲート電極と絶縁された活性層と、前記活性層に各々接するソース及びドレイン電極とを備える少なくとも１つの薄膜トランジスタ；前記薄膜トランジスタ上に形成される複数の第１電極；前記第１電極間に形成される画素定義膜；前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成される複数の有機層；前記有機層及び前記画素定義膜上に形成される第２電極；を含み、前記有機層の少なくともいずれか一側の前記画素定義膜には、複数のホールが形成されることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置を提供する。
本発明において、前記第２電極は、前記画素定義膜の前記ホールに沿って形成されうる。
ここで、前記有機層から発散された光の一部は、前記画素定義膜の前記ホールに沿って形成されている前記第２電極によって反射されうる。
ここで、前記画素定義膜の前記ホールに沿って形成されている前記第２電極は、前記有機層から発散された光が、前記薄膜トランジスタに直接入射されないようにする。
本発明において、前記ホールは、前記活性層を取り囲むように形成しうる。
ここで、前記ホールは、前記画素定義膜で前記活性層が形成された部分は残し、その周辺部に沿って環状に形成しうる。
本発明において、前記ホールと前記ソース及びドレイン電極との間の最短距離が青色光の波長より短くなるように前記ホールが形成されうる。
本発明において、前記活性層は、酸化物半導体からなりうる。
本発明によれば、有機発光素子からの発散光が薄膜トランジスタの活性層に入射されることを防止することによって、活性層の安定性が向上する効果が得られる。
以下、添付された図面を参照して、本発明による望ましい一実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の望ましい一実施形態による有機発光ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
図１を参照すれば、基板１上に薄膜トランジスタ２と有機発光素子３とが備えられる。図１は、有機発光ディスプレイ装置の一画素の一部を示したものであって、本発明の有機発光ディスプレイ装置は、このような画素が複数個存在する。
前記薄膜トランジスタ２は、基板１上に形成されたゲート電極２１と、このゲート電極２１を覆うゲート絶縁層２２と、ゲート絶縁層２２上に形成された活性層２３と、活性層２３を覆うようにゲート絶縁層２２上に形成された絶縁層２４と、絶縁層２４上に形成されて活性層２３とコンタクトされるソース電極２５及びドレイン電極２６を含む。図１には、ボトムゲート（ｂｏｔｔｏｍ ｇａｔｅ）構造の薄膜トランジスタ２を例示したが、本発明の権利範囲は必ずしもこれに限定されるものではなく、トップゲート（ｔｏｐ ｇａｔｅ）構造の薄膜トランジスタにも適用可能なことはいうまでもない。
基板１上には、シリコンオキシドなどの無機物でバッファ層（図示せず）がさらに形成されうる。
このような基板１上に形成されたゲート電極２１は、導電性金属によって単層あるいは複数層に形成されうる。前記ゲート電極２１は、モリブデンを含みうる。
ゲート絶縁層２２は、シリコンオキシド、タンタルオキシド、またはアルミニウムオキシドなどで形成されうるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
ゲート絶縁層２２上には、パターニングされた活性層２３が形成される。前記活性層２３は、酸化物半導体で形成されうる。例えば、Ｇ−Ｉ−Ｚ−Ｏ層［ａ（Ｉｎ２Ｏ３）ｂ（Ｇａ２Ｏ３）ｃ（ＺｎＯ）層］（ａ、ｂ、ｃは、各々ａ≧０、ｂ≧０、ｃ＞０の条件を満足させる実数）でありうる。
このような活性層２３を覆うように絶縁層２４が形成される。前記絶縁層２４は、特に活性層２３のチャネル２３ａを保護するためのものであって、図１に示されたように、前記絶縁層２４は、ソース／ドレイン電極２５、２６とコンタクトされる領域を除いた活性層２３全体を覆うことができるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、たとえ図示はしていないとしても、チャネル２３ａの上部にのみ形成しても良い。
絶縁層２４上には、ソース電極２５とドレイン電極２６とが前記活性層２３とコンタクトされるように形成される。
そして、前記絶縁層２４上には、このソース電極２５とドレイン電極２６とを覆うようにパッシベーション層２７が形成され、このパッシベーション層２７上には、ドレイン電極２６とコンタクトされる有機発光素子３の第１電極３１が形成される。
前記パッシベーション層２７上には、前記第１電極３１の一部を露出させる画素定義膜２８が形成され、画素定義膜２８で露出された第１電極３１の上部に有機層３２及び第２電極３３が形成される。
具体的には、画素定義膜（ＰＤＬ：ｐｉｘｅｌ ｄｅｆｉｎｉｎｇ ｌａｙｅｒ）２８は、第１電極３１の縁部を覆うように備えられる。この画素定義膜２８は、発光領域を定義する役割以外に、第１電極３１の縁部と第２電極３３との間隔を広げて、第１電極３１の縁部部分で電界が集中する現象を防止することによって、第１電極３１と第２電極３３との短絡を防止する役割を行う。また、本発明で画素定義膜２８は、有機層３２から発散された光の薄膜トランジスタ２への直射を防止する役割を行う。これについては、後述する。
前記第１電極３１は、各画素別にパターニングされるように備えられる。
第２電極３３の方向に画像を具現する前面発光型構造の場合、前記第１電極３１は、反射型電極として備えられうる。このためにＡｌ、Ａｇなどの合金からなる反射膜を備える。
前記第１電極３１をアノード電極として使用する場合、仕事関数（絶対値）の高いＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの金属酸化物からなる層を含む。前記第１電極３１をカソード電極として使用する場合には、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａなどの仕事関数（絶対値）の低い高導電性の金属を使用する。したがって、この場合には、前述した反射膜は、不要となる。
前記第２電極３３は、光透過型電極で備えられうる。このためにＡｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａなどを薄膜として形成した半透過反射膜を含むか、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの光透過性金属酸化物を含みうる。前記第１電極３１をアノードとする場合、第２電極３３はカソードとし、前記第１電極３１をカソードとする場合、前記第２電極３３はアノードとする。
前記第１電極３１と第２電極３３との間に介在された有機層３２は、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層などがいずれもまたは選択的に積層されて備えられうる。ただし、発光層は必須に備える。
一方、図示はしていないが、前記第２電極３３上には、保護層がさらに形成され、ガラスなどによる密封がなされうる。
このように構成された本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置は、光遮断部３３ａを形成して有機層３２から発散される光の薄膜トランジスタ２への直接入射を防止することを一特徴とする。
具体的に、本発明のように酸化物半導体を利用して活性層２３を構成する場合、光、酸素、水分などを必ず遮断せねばならない。この中で、酸素と水分は、第１電極３１、第２電極３３または有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、封止（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）工程によってある程度は遮断が可能である。また、薄膜トランジスタ２に入射する光のうち、外光はＵＶコーティング、ブラックマトリックスなどによって遮断しうる。しかし、有機発光素子３の有機層３２からの発散光は、その中でも、特にその波長が４５０ｎｍの青色（ｂｌｕｅ）光である場合、薄膜トランジスタ２に致命的な影響を及ぼすことがある。
すなわち、一般的な有機発光ディスプレイ装置を示す図３に示されたように、有機層３２からの発散光が薄膜トランジスタ２に照射される経路には、２種が存在する。第１の経路は、図３の矢印Ａで図示されたように、有機層３２からの発散光がソース／ドレイン電極２５、２６とゲート電極２１との間を通じて活性層２３に照射される経路である。しかし、この場合は、ソース／ドレイン電極２５、２６とゲート電極２１との間の一般的な間隔が青色（ｂｌｕｅ）光の波長（４５０ｎｍ）より小さい、約３５０ｎｍであるために、その可能性がきわめて低い。第２の経路は、図３の矢印Ｂで示されたように、有機層３２からの発散光が画素定義膜２８とパッシベーション層２７とを通じて活性層２３に照射される経路である。この場合は、ソース／ドレイン電極２５、２６と第２電極３３との間隔が最小１８００ｎｍ以上であるために、有機層３２からの発散光が活性層２３にガイドされる可能性が高い。
このような問題点を解決するために、本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置は、活性層２３を取り囲むように、画素定義膜２８にホール（ｈｏｌｅ）２８ａを形成し、第２電極３３を前記ホール２８ａに沿って形成させることによって、有機層３２からの発散光が薄膜トランジスタ２に直接入射されないように、光遮断部３３ａの役割を行うことを一特徴とする。
具体的に、基板１上には、まずゲート電極２１が形成される。そして、ゲート電極２１上には、ゲート絶縁層２２、活性層２３、絶縁層２４が順次に積層され、ここに、コンタクトホールが形成された後、その上にソース／ドレイン電極２５、２６が形成される。次に、ソース／ドレイン電極２５、２６を覆うように、パッシベーション層２７が配され、このパッシベーション層２７上に第１電極３１が形成され、第１電極３１の両端部を覆うように画素定義膜２８が形成された後、第１電極３１上に有機層３２及び第２電極３３が形成される。
ここで、前記画素定義膜２８、詳細には、有機層３２から発散された光が薄膜トランジスタ２に入射される経路上の画素定義膜２８の一部には、ホール２８ａが形成される。言い換えれば、活性層２３を取り囲むように、活性層２３の周辺部に沿って画素定義膜２８にホール２８ａが形成される。このようなホール２８ａは、画素定義膜２８で、活性層２３が形成された部分は残し、その周辺部を取り囲むように中空環状に形成されうる。このように、画素定義膜２８上にホール２８ａが形成された後、この画素定義膜２８上に有機層３２及び第２電極３３が順次に形成される。この際、第２電極３３は、画素定義膜２８を覆うように画素定義膜２８上に全体として形成されるために、画素定義膜２８上のホール２８ａ形成部分に沿っても、第２電極３３が形成され、画素定義膜２８上のホール２８ａが形成されている部分では、前記ホール２８ａに沿って第２電極３３が折り曲げられる。この折曲部分が光遮断部３３ａの役割を行うようになるのである。
この際、前記ホール２８ａ及びホール２８ａ上の光遮断部３３ａは、有機層３２から薄膜トランジスタ２側に入射される光路上に形成される。これを他の観点から表現すれば、前記薄膜トランジスタ２の少なくともいずれか一側に前記ホール２８ａ及びホール２８ａ上の光遮断部３３ａが形成されると表現することもできる。
このように、画素定義膜２８のうち、活性層２３を取り囲んでいる領域にホール２８ａを形成し、画素定義膜２８のホール２８ａに沿って第２電極３３を形成して光遮断部３３ａを形成することによって、有機層３２から発散された光の活性層２３への照射を防止しうる。すなわち、図１の矢印Ｃで示されたように、有機層３２から発散された光は、光遮断部３３ａによって遮断されることによって、活性層２３への浸透が不可能となる。
ここで、図面には、ホール２８ａに該当する部分の画素定義膜２８がいずれも除去されると図示されているが、本発明の思想はこれに制限されず、画素定義膜２８の一部のみ除去してホール２８ａを形成してもよい。ただし、ホール２８ａに該当する部分の画素定義膜２８の完全除去、または一部除去に関係なく、光遮断部３３ａの下端部とソース／ドレイン電極２５、２６との間の間隔は、青色光の波長である４５０ｎｍより狭く形成されることが望ましい。
このように、有機発光ディスプレイ装置に光遮断部を備えた場合と、そうでない場合との酸化物半導体のＮＢＴＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉａｓ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）グラフが図２に示されている。図２を参照すれば、（a）は光が照射されていない初期酸化物半導体のＮＢＴＳグラフを示し、（ｂ）は光遮断部を備えず、有機層からの発散光が活性層に照射された場合のＮＢＴＳグラフを示し、（ｃ）は光遮断部を備えた場合のＮＢＴＳグラフを示す。図２に示されたように、光遮断部を備えた場合（ｃ）、光の照射されていない初期酸化物半導体の場合（ａ）とほぼ類似したＮＢＴＳ値を示すので、これにより、光遮断部を備えた場合有機層から発散されて活性層に照射される光のほとんどが遮断されることが分かる。
このような本発明の構成によって、有機発光素子３から発散される光の薄膜トランジスタ２への直接入射を防止することによって、酸化物信頼性が向上し、製品の不良発生が減少し、かつ使用者便宜性が増加する。
本発明は、図面に図示された実施形態に基づいて説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によってのみ決まるべきである。
１ 基板
２ 薄膜トランジスタ
３ 有機発光素子
２１ ゲート電極
２２ ゲート絶縁層
２３ 活性層
２４ 絶縁層
２５ ソース電極
２６ ドレイン電極
２７ パッシベーション層
２８ 画素定義膜
２８ａ ホール
３１ 第１電極
３２ 有機層
３３ 第２電極
３３ａ 光遮断部
２ 薄膜トランジスタ
３ 有機発光素子
２１ ゲート電極
２２ ゲート絶縁層
２３ 活性層
２４ 絶縁層
２５ ソース電極
２６ ドレイン電極
２７ パッシベーション層
２８ 画素定義膜
２８ａ ホール
３１ 第１電極
３２ 有機層
３３ 第２電極
３３ａ 光遮断部
Claims (10)
- 薄膜トランジスタ、及び前記薄膜トランジスタ上に形成され、前記薄膜トランジスタに電気的に連結された有機発光素子を備え、
前記有機発光素子から発散される光が前記薄膜トランジスタに直接入射されないように、前記薄膜トランジスタの少なくとも一側には、前記有機発光素子から発散される光を遮断する光遮断部が配されることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。 - 前記光遮断部は、前記有機発光素子から発散された光が、前記薄膜トランジスタに入射される経路上に配されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
- 基板上に形成されたものであって、ゲート電極と、前記ゲート電極と絶縁された活性層と、前記活性層に各々接するソース及びドレイン電極とを備える少なくとも１つの薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に形成される複数の第１電極と、
前記第１電極間に形成される画素定義膜と、
前記第１電極及び前記画素定義膜上に形成される複数の有機層と、
前記有機層及び前記画素定義膜上に形成される第２電極を含み、
前記有機層の少なくともいずれか一側の前記画素定義膜には、複数のホールが形成されることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。 - 前記第２電極は、前記画素定義膜の前記ホールに沿って形成されていることを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
- 前記有機層から発散された光の一部は、前記画素定義膜の前記ホールに沿って形成されている前記第２電極によって反射されることを特徴とする請求項４に記載の有機発光ディスプレイ装置。
- 前記画素定義膜の前記ホールに沿って形成されている前記第２電極は、前記有機層から発散された光が前記薄膜トランジスタに直接入射されないようにすることを特徴とする請求項４に記載の有機発光ディスプレイ装置。
- 前記ホールは、前記活性層を取り囲むように形成されることを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
- 前記ホールは、前記画素定義膜で前記活性層が形成された部分は残し、その周辺部に沿って環状に形成されることを特徴とする請求項７に記載の有機発光ディスプレイ装置。
- 前記ホールと前記ソース及びドレイン電極との間の最短距離が青色光の波長より短くなるように、前記ホールが形成されることを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
- 前記活性層は、酸化物半導体からなることを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
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