JP2013140809A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画素部120に設けられたバンク107の上端、駆動回路部に設けられた絶縁膜108の上端で有機発光素子106と封止基板101との間隔を制御する。有機発光素子と封止基板とに間隙を設けて有機発光素子の損傷を抑える。かつ、素子基板と封止基板を可能な限り近接させることができるため、表示装置の側面から浸入する水分を少なく保つ。
【選択図】図1
Description
機発光素子を封止する構造に関する。
した表示装置は自発光型であり、液晶表示装置のようにバックライトなどの光源を必要と
しない。このため表示装置の軽量化や薄型化を実現する手段として有望視されており、携
帯電話や個人向け携帯型情報端末(Personal Digital Assistant : PDA)などに用いるこ
とが期待されている。
の電極から正孔が注入されるとともに、他方の電極から電子が注入されることにより、有
機化合物層の内部で電子と正孔とが結合して発光をする発光体をいう。有機発光素子とし
て、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode : OLED)が挙げられる。
置である。基板500、511は透光性である。有機発光素子を有する基板を素子基板と
いう。有機発光素子513は画素電極503、有機化合物層504、対向電極505から
なる。有機発光素子の画素電極は層間絶縁膜502の上面と、層間絶縁膜を貫通し制御回
路501に達するコンタクトホールの側面とに接して形成される。TFT(Thin Film Tr
ansistor : 薄膜トランジスタ)からなる制御回路501は、駆動回路の出力に応じて導
通、非導通を切り換えるスイッチング用TFTと、画素電極503に駆動回路の出力に応
じた電圧を印加して、対向電極と画素電極との間に電流を流す電流制御用TFTとを有す
る。有機化合物層504が発光する光の強度は、画素電極と対向電極との間に流れる電流
の量に依存する。
れる。画素電極が光反射性、対向電極が透光性であれば発光する光は断面図上方向に透光
性を有する封止基板を透過して視認される。TFTの反対の側から有機発光素子の発光す
る光を取り出すことができるため、画素の開口率に関わらず、高輝度、高精細な表示を実
現できる。
とができる。この場合、封止基板はカラーフィルターを有し、封止基板と素子基板とがシ
ール材を用いて貼り合わせられる。白色ダイオードがカラーフィルターと接触するように
貼り合せる構造もある。封止基板は基板511、カラーフィルター、遮光部507からな
る。カラーフィルターは、白色発光ダイオードと接触させて形成してもよい。カラーフィ
ルターは、第1の分光フィルター508、第2の分光フィルター509、第3の分光フィ
ルター510からなる。各々の分光フィルターは、赤色、青色又は緑色の光のうち、いず
れか一色を透過するようにして、加法混色の三原色を用いたカラー表示をする。各々の分
光フィルターの間隙には遮光部507を設けて光を遮断する。この構造は、例えば特開平
12−173766号公報に記載されている。
高品位な画質を実現すべく開発が進められている。しかしながら、有機化合物層は蒸着法
により形成するために、TFTの配線等に起因する突出部や画素電極の側面へ膜が成長し
ずらい。有機化合物層が突出部などで断線すると、断線箇所で画素電極と対向電極とが短
絡し、有機発光層に電界が加わらない非発光の画素ができてしまう。
とによる点欠陥を防止するために、TFTに起因する突出部や画素電極の周縁部を覆うよ
うに絶縁膜を設け、次いで、絶縁膜の上面や絶縁膜のなだらかな側面に沿って有機化合物
層、対向電極を設ける構成が提案されており、このような構造は例えば特開平9−134
787号公報に記載されている。またバンクは、バンクの上端がバンクの下端に対してせ
りだしたオーバーハング形状とする構造もあり、このような構造は例えば特開平8−31
5981号公報、特開平9−102393号公報に記載されている。
いけない課題がある。
物、傷があると、これら異物等により有機発光素子の断線が発生するおそれがある。する
と、有機化合物膜を貫通して対向電極と画素電極とが短絡し非発光な画素が生じ、歩留ま
りの低下につながる。
ーフィルターの製造時に混入してしまったごみなどのうち硬質なものである。また、素子
基板の製造工程において装置内部や周囲の環境に存在するごみが有機発光素子上に混入す
ることもある。
る時に起こりやすい。貼り合わせ時は、基板面に垂直に強い圧力が加わるため、有機発光
素子上に硬質なごみがあると、局所的に強い力が加わり有機発光素子の断線が発生する。
さらに、貼り合わせ時に、基板面に平行な力が加わったときに、突起状の硬質なごみがあ
るとずり応力によって有機発光素子が損傷する。そこで、有機発光素子と封止基板とが接
触しないように間隙を空けることで、ごみによる断線を防ぐことが考えられる。
、酸素が浸入しやすくなる。表示装置の前面、背面は無機材料からなるガラスや、金属か
らなる基板で構成されるため、水蒸気、酸素透過性が低く、水分、酸素が表示装置の前面
、背面から侵入することはほとんどない。ただし表示装置の側面の、基板に挟まれた部分
は、有機樹脂からなるシール材が設けられている。シール材は透湿度が高いため、シール
材を通過して封止空間に浸入する水分の量は無視することができない。このため、基板の
厚みを除く表示装置の側面の厚さはできるだけ小さくする方が良い。
じるなどしてダークスポット(非発光画素)が発生し、表示品質が著しく低下する。ダー
クスポットは進行型の欠陥であり有機発光素子を動作させなくても進行するといわれてい
る。これは、陰極がAlLi、MgAgなどからなり、陰極に含有されるアルカリ金属、
アルカリ土類金属が水分に対して高い反応性を持つためである。
との間隔を制御するものがないため、この間隔が表示領域において不均一になる。すると
、有機発光素子が放射する光を封止基板の側から取り出す表示装置にあっては、干渉によ
る縞状のむらができ、視認性が低下する。
機発光素子の断線が発生し、歩留まりが低下するという問題がある。しかしながら、有機
発光素子と封止基板とが離れていると、側面から浸入する水分が増大し有機発光素子の劣
化が進行しやすくなるといった問題がある。加えて、封止基板の側から有機発光素子の放
射する光を取り出す構成にあっては、有機発光素子と封止基板とが離れていると、干渉に
よる明暗のむらが生じるという問題がある。
及びその作製方法を提供することを課題とする。さらに、封止基板の側から有機発光素子
の発光する光を取り出す構成の表示装置にあっては、歩留まりが向上するだけでなく、有
機発光素子の劣化を防ぎ、輝度の均一性を高めることが可能となる構成の表示装置及びそ
の作製方法を提供することを課題とする。
電極を有する。ここで有機化合物層、対向電極はバンクの表面のうち側面にのみ沿って設
けられ、バンクの上端には形成されない。封止基板はバンクの上端に接して設けられる。
素子基板と封止基板とは、シール材で貼り合わせられる。
みがあっても、このごみが有機発光素子に接触することはなく、有機発光素子の損傷が抑
えられ、歩留まりが向上する。また、貼り合わせ時に素子基板及び封止基板の前面に強い
圧力を加えても、有機発光素子と封止基板との間隔は画素部において高密度に形成された
バンクで保たれるため、封止基板や、封止基板にある突起状の異物が有機発光素子に接触
することはない。
止基板の界面と有機発光素子の界面とで反射し干渉する光は干渉光の強度が一定になり、
表示される画像は輝度の均一性が高まる。
く表示装置の側面の厚さを薄く保つことができる。このため、表示装置の側面から浸入す
る水分によって生じる有機発光素子の劣化反応が防止される。
に設けても良い。絶縁膜は上端を封止基板に接触させる。つまり、バンクの上端と、絶縁
膜の上端とが封止基板に接する構成となる。有機発光素子と封止基板との間隔は、バンク
と絶縁膜とを組み合わせて制御されることで、より均一になる。
ら保護してもよい。この場合、封止基板はこのバンクの上端に形成された保護膜に接して
設けられる。保護膜は複数の薄膜を積層して形成してもよい。
と、シール材を設けた部分のみ局所的にバンク又は絶縁膜の上端と封止基板との間隔が広
がり、画素部において封止基板と有機発光素子との間隔が不均一になる。そこで、シール
材は、バンクの上端にこないように配置する。
にすると、封止基板と有機発光素子との間隔の均一性をより高めることができる。所定の
パターンについて以下に説明する。
線、電極の厚みによる凹凸は、配線、電極上に有機樹脂膜を設けることで平坦化すること
ができる。平坦化の度合いは、有機樹脂膜の厚さや、配線、電極の厚さに依存するが、例
えば、配線、電極の厚みによる凹凸が数100nmであったとしても、有機樹脂膜を塗布
した後は有機樹脂膜の表面にある凹凸の厚さはその半分以下くらいになる。
上に有機樹脂膜を塗布しても、配線、電極の厚みによる凹凸はほとんど平坦化されない。
例えば、配線、電極上の有機樹脂膜の表面と、配線、電極の周囲の有機樹脂膜の表面とで
は、ほぼ配線、電極の厚さに相当する高さの差ができる。
部、駆動回路部のように配線、電極の幅が50μm以下、微細パターンの画素を画素部に
有するときは配線、電極の幅が10μm以下と小さければ、端子部に比べて配線、電極の
厚みは平坦化されやすい。
してソース電極116、ドレイン電極117、配線124、125がある。配線124、
125は、外部信号を入力する端子であり、配線抵抗を下げるために100μm〜100
0μmくらいの幅がある。これら配線、電極を覆うように有機樹脂膜を塗布すると、配線
124、125の上方だけは平坦化がされず、端子部122などに形成された有機樹脂膜
の上端は、画素部121、駆動回路部120に比べて高くなる。有機発光素子と封止基板
との間隔を均一にするためには、図11(B)の断面図のように配線124〜125上の
有機樹脂膜は除去した方が良い。除去後の有機樹脂膜127、128の上端はほぼ同じ高
さになる。
例にとる。電源供給配線は配線の幅438が1〜10μmの幅である。
配線の幅は配線の端から端までの距離をいい、配線の幅が広いほど配線抵抗が低下する。
なお、配線の長さは引きめぐらされた配線において、信号が伝達される距離をいい、配線
の長さが長いほど配線抵抗が増大する。
膜が薄いときは、封止基板上の異物の厚さが断面方向に厚い場合に、有機発光素子が破損
する恐れがある。かつ、封止基板の界面と、有機発光素子の界面で反射する光の光路長の
差が小さいため、可視光の特定波長が干渉により強め合う色づきが生じやすい。厚いとき
は、保護膜等をバンク上に形成するときに、カバレッジが悪く、均一な被覆が困難になる
。
有機発光素子を有する素子基板と、素子基板と対向して設けられる封止基板と、前記素子
基板と前記封止基板とを貼り合わせるシール材とを有する表示装置において、前記素子基
板にバンクが設けられ、前記バンクの上端と、前記シール材の上端とが前記封止基板に接
することを特徴とする表示装置。
記素子基板と封止基板とを貼り合わせるシール材とを有する表示装置において、前記素子
基板はバンクと、前記バンクと同一工程にて設けられる絶縁膜とを有し、前記バンクの上
端と、前記絶縁膜の上端と、前記シール材の上端とが前記封止基板に接することを特徴と
する表示装置。
で形成される膜に接することを特徴とする表示装置。
、素子基板と封止基板とを貼り合わせるシール材とを有する表示装置において、素子基板
はバンクと、バンクと同一工程にて設けられる絶縁膜と、少なくともバンクの上端を覆っ
て形成される保護膜とを有し、前記バンクの上端に設けられる前記保護膜と、前記シール
材の上端とが封止基板に接することを特徴とする表示装置。
記素子基板と前記封止基板とを貼り合わせるシール材とを有する表示装置において、前記
素子基板はバンクと、前記バンクと同一工程にて設けられる絶縁膜と、少なくとも前記バ
ンクの上端と前記絶縁膜の上端とを覆って形成される保護膜とを有し、前記バンクの上端
に設けられる前記保護膜と、前記絶縁膜の上端に設けられる前記保護膜と前記シール材の
上端とが封止基板に接することを特徴とする表示装置。
れる膜と同一工程で形成される膜と、前記シール材の下端とに挟まれていることを特徴と
する表示装置。
きは、前記導電体膜の幅は50μm以下であることを特徴とする表示装置。
電極の端部を覆って設けられる前記バンクと、前記画素電極上にあり前記バンクの表面の
うち側面に接する有機化合物層と、前記有機化合物層上にあり前記バンクの表面のうち側
面に接する対向電極とが設けられることを特徴とする表示装置。
を有する材料からなり、前記対向電極は透光性を有する材料からなることを特徴とする表
示装置。
が真空状態であることを特徴とする表示装置。
特徴とする表示装置。
を有し、前記分光フィルターの下方に前記有機化合物層があることを特徴とする表示装置
。
有機発光素子は、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と前記対向電極とに挟まれた有
機化合物層とから設けられ、前記有機発光素子を有する素子基板と、前記素子基板と対向
して設けられる封止基板とをシール剤を用いて貼り合せる表示装置の作製方法において、
前記画素電極の端部を覆ってバンクを形成する第1工程と、前記画素電極上に前記有機化
合物層を形成する第2工程と、前記有機化合物層上に前記対向電極を形成する第3工程と
、シール材を前記封止基板の周縁部に相当する位置に設ける第4工程と、前記バンクの上
端に前記封止基板を接して貼り合せ、前記シール材を硬化する第5工程とからなることを
特徴とする表示装置の作製方法。
5工程において前記バンクの上端と前記絶縁膜の上端とに前記封止基板を接して貼り合せ
ることを特徴とする表示装置の作製方法。
び前記対向電極上に保護膜を設ける工程を有し、前記第5工程において少なくとも前記バ
ンクの上端に設けられた前記保護膜が前記封止基板と接することを特徴とする表示装置の
作製方法。
いて、導電体膜の幅が50μm以下である領域に前記バンク及び前記絶縁膜を設けること
を特徴とする表示装置の作製方法。
表示装置において、有機発光素子の劣化を防止すること、歩留まりを向上することが可能
になる。
から有機発光素子の放射する光を取り出す構成にあって、高輝度、高精細な表示を行うと
ともに、有機発光素子の劣化を防止すること、歩留まりを向上すること、輝度の均一性を
高め良好な表示性能を得ることが可能になる。
態、実施例は適宜に組み合わせて用いることができる。
と封止基板との間隔を制御することで、基板の間隔を狭く保ち、表示装置の側面から浸入
する水蒸気による有機発光素子の劣化を防げる。
おいて封止基板がある。よって、封止基板上にあるごみなどの突起上の異物によって有機
発光素子が断線することを防止することが可能となり、点欠陥等の不良を低減し、歩留ま
りを高めることができる。
素部に設けられたバンクやバンクと同一工程にて形成される絶縁膜によって、有機発光素
子と封止基板との間隔を均一に保つことが可能となり、干渉縞の発現を防ぎ、コントラス
ト、輝度の均一性の高い良好な表示性能を確保することができる。
は、カラーフィルターの製造工程においてカラーフィルターに含まれる異物により有機発
光素子が断線することが防止できる。
本実施形態では、画素部のバンクや、バンクと同一工程にて設けられる絶縁膜により基
板間の間隔を制御する構成を示す。この絶縁膜は駆動回路部上にのみ設ける。
る。図1の表示装置の構成要素を、順次説明する。
バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板を用い
る。また、石英基板やシリコン基板又はステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを
用いても良い。また、本実施形態の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板
を用いても良い。
を用いることができる。本実施形態では下地膜として二層構造を用いるが、前記絶縁膜の
単層膜又は二層以上積層させた構造を用いても良い。本実施形態では下地膜118は膜厚
が10nm〜100nmの酸化窒化シリコン膜を形成する。下地膜119は膜厚が20n
m〜200nmの酸化シリコン膜を形成する。
て膜厚が20〜300nmの窒化膜を形成する。ゲート電極112〜113として第1の
導電体膜に膜厚が30〜60nmの窒化タンタル膜、第2の導電体膜に膜厚が370〜4
00nmのタングステン膜を形成する。第1の導電体膜上に第2の導電体膜を積層する。
第1の層間絶縁膜114として膜厚が50nm〜150nmの酸化窒化シリコン膜を形成
する。第2の層間絶縁膜115として膜厚が1〜3μmのアクリル樹脂膜を形成する。
シリコン膜の代わりに用いることができる。窒化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜は、後
述する有機発光素子の陰極に含まれるLi、Mgなどのアルカリ成分が溶出し、TFTの
電気特性を劣化させることを抑える。
と、膜厚が350〜400nmのアルミ合金膜と、膜厚が100nm〜1600nmのチ
タン膜とからなる積層構造である。アルミ合金膜はアルミを主成分としシリコンが不純物
元素として添加された材料を用いる。本実施形態ではドレイン電極、ソース電極として導
電体膜を三層積層した構造を用いるが、単層又は二層に積層した構造を用いてもよい。導
電体膜123、配線124、125はドレイン電極及びソース電極と同一の層で形成され
る。こうして、画素部、駆動回路部にTFTが形成される。
はカルシウム(Ca)を含む材料を用いて、蒸着法により形成する。好ましくはMgAg
(MgとAgをMg:Ag=10:1で混合した材料)でなる電極を用いれば良い。他に
もMgAgAl電極、LiAl電極、また、LiFAl電極が挙げられる。本実施形態で
は、画素電極はMgAgやLiFなどの材料を用いて陰極として形成する。画素電極の厚
さは100nm〜200nmの範囲にする。画素電極はソース電極116に一部を重ねて
形成する。
有機樹脂膜を用いて形成する。有機樹脂膜は1.5〜10μmの厚さで用いる。絶縁膜1
08は、バンクと同一の工程にて形成する。絶縁膜108は駆動回路のTFTを覆い、T
FTを外部衝撃から保護する。
ンクは、赤、青、緑の各色を発光する発光層を蒸着するときに、蒸着する材料を画素毎に
分離して混色を防ぐ隔壁となる。また電極、配線に起因する突出部をバンクで覆うことで
、有機化合物層の断線を防ぎ、ひいては画素電極と対向電極との短絡を防止する。
電子輸送層/発光層/正孔輸送層、または電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層
/正孔注入層のような構造としてもよい。本発明では公知のいずれの構造を用いても良い
。
色に発光する発光層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光する発光層にはポリフェニ
レンビニレンまたはポリアルキルフェニレンを用いれば良い。
発光層の厚さは30〜150nmの範囲にする。
ではない。発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層を形成するための
材料は、その可能な組合せにおいて自由に選択することができる。
り形成する。対向電極の厚さは100nm〜200nmの範囲にする。
対向電極は互いに隣接するバンクの側面に接して形成する。図示してはいないが表示部外
で対向電極が短絡され共通電極となっている。
)膜を好適に用いる。保護膜を通過して発光が取り出されるため、可視光領域において高
い透過率が得られるように保護膜の材料、膜厚を選択する必要がある。絶縁物のエネルギ
ー帯は価電子帯、禁止帯、伝導帯があり、光の吸収は、電子が価電子帯から伝導帯へと遷
移することに起因する。このため禁止帯のエネルギー幅、つまりバンドギャップから光の
吸収端を求めて、可視光の透過率との相関性を見出すことができる。バンドギャップは、
窒化シリコン膜が5eVであり、酸化窒化シリコン膜が膜質に依存して5eV〜8eVの
範囲であり、DLC膜が3eVである。光速、プランク定数を用いて計算すると光の吸収
端は、窒化シリコン膜が248nm、酸化窒化シリコン膜が155nm〜248nm、D
LC膜が413nmとなる。つまり、窒化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜は可視光領域
での光の吸収がない。DLC膜は可視光領域で紫色の光を吸収し茶色がかる。本実施形態
では、DLC膜を用いて有機発光素子を水分から保護する。ただし、DLC膜の膜厚は1
00nm〜200nmと薄くして、可視光における短波長の光の吸収を抑える。
、画素電極上に、有機化合物膜、対向電極を積層した構成を示したが、両電極の短絡を防
ぐため、絶縁材料からなる数nm〜数10nmの厚さの薄膜を画素電極と有機化合物との
間、または、対向電極と有機化合物膜の間に形成してもよい。画素電極がAlLi、Mg
Agで構成される陰極であるため、画素電極上に設けられた絶縁材料からなる薄膜は、陰
極を水分や酸素から保護する保護膜としての機能を持つ。
れるバリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板を
用いる。また、石英基板や本実施形態の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック
基板を用いても良い。
を用いると良い。パネルを使用する環境の温度が急激に変化したときに、素子基板と封止
基板との熱膨張係数が同じであれば、熱衝撃による基板の破損を防ぐことができる。基板
を薄型化すると基板の機械的強度が低下し、熱衝撃によって基板が破損しやすくなるため
、基板の熱膨張係数をそろえることが特に有効になる。
とも可能であるし、熱硬化型樹脂を用いることも可能である。有機発光素子の耐熱温度以
下で硬化が可能なシール材を選択することが好ましい。シール材はチッソ社が販売してい
るLIXSON BOND LX‐0001を用いることもできる。LX‐0001は二
液性のエポキシ樹脂である。封止基板の周縁部にLX‐0001を塗布後、素子基板と封
止基板とを貼り合わせ、この一対の基板の両面に基板面に垂直な圧力をかけながら100
℃で2時間硬化する。硬化後のシール材の厚さは、圧力や塗布量を調節することで0.2
μm〜10μmの厚さにすることができる。シール材の一部に間隙を開けて排気口を形成
する。
下で等しくし、素子基板と封止基板との間隔を均一にするために補助的に用いる。導電体
膜123は後述する外部入力端子が形成される部分を除いて、有機樹脂膜からなる第2の
層間絶縁膜の上面及び側面を覆うように設ける。
、パネルの排気口から空気を抜いて真空状態にする。次ぎに、この状態のまま、パネル内
を真空状態に保って、排気口を封止する。こうしてパネル内を真空状態に保つ。
に異方性導電フィルムを介してFPC(Flexible Print Circuit : フレキシブルプリン
ト配線板)が接続される。外部回路から外部入力端子に画像データ信号や各種タイミング
信号及び電源を入力する。外部入力端子から入力されたスタートパルス、クロックパルス
などの画像データ信号、タイミング信号は駆動回路に出力される。
ィングした微細粒子が分散しており、外部入力端子とFPCの間には電気を流すが、外部
入力端子間には電気を流さない性質を有する。
、鎖線C−C’で切断した断面が図1である。鎖線A−A’は画素部やパネルの周縁部を
、鎖線B−B’は外部入力端子の配線124と対向電極105との接続構造を、鎖線C−
C’は駆動回路のTFTと外部入力端子の配線125との接続構造を示す。
こでは画素電極は光反射性を有する陰極とし、対向電極は透光性を有する陽極とし、封止
基板を透光性とし、有機発光素子から放射される光を封止基板の側へと出射させる。
域である。端子部は外部入力端子の配線122、配線124(配線124は図示しない)
が形成され、異方性導電フィルムを介して外部入力端子にFPC200が貼りつけられる
。
信号側駆動回路部120cがある。駆動回路部の回路構成は、走査側駆動回路部と信号側
駆動回路部とで異なるがここでは省略する。駆動回路部はnチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTからなるCMOS回路を基本回路として構成される。これらのTFTを用いて
、シフトレジスタやラッチ回路、バッファ回路などが形成される。また、絶縁膜108は
駆動回路のTFTを覆うように形成する。この絶縁膜は、バンクと同一工程で形成される
。
通電極であり、バンクの側面に沿ってストライプ状に設けられ、バンクの形成されていな
い表示領域外で短絡している。
濃度を低くして、有機発光素子の劣化、例えばダークスポットの発生を防止するように真
空状態に保たれる。
い圧力が加わる。しかしながら、有機発光素子と封止基板との間隔は、画素部に高密度で
形成されたバンクで保持されるため、封止基板が有機発光素子に接して、有機発光素子を
損傷することが防げる。
ため、外部から機械的衝撃が加わったときに圧力を分散しTFTの損傷を防ぐ緩衝材とし
て働く。かつ、バンクとともに絶縁膜108を用いることで、有機発光素子と封止基板と
の間隔を均一にし画素部の干渉縞の発現を防止するギャップ制御材として働く。
本実施形態では、封止基板がカラーフィルターを有し、カラーフィルターと白色発光ダ
イオードを組み合わせてカラー表示をする表示装置について説明する。
同じ符号を付す。図1と異なる点を中心に説明する。有機発光素子は、白色発光ダイオー
ドを用いる。白色光を発光させるためには、有機化合物膜の発光層にZnBTZ錯体を用
いたり、あるいは芳香族ジアミン(TPD)\1,2,4−トリアゾール誘導体(p−E
tTAZ)\Alq(ただし、Alqは赤色発光色素であるニールレッドで部分的にドー
プすることを意味する。)の積層体を用いたりする。
貼り合わせられる。封止基板130は透光性を有する基板129と、基板129上のカラ
ーフィルターと、カラーフィルターを覆う平坦化膜128とからなる。カラーフィルター
は、第1の分光フィルターと、第2の分光フィルターと、第3の分光フィルターとからな
る。例えば、第1の分光フィルターは赤色を選択的に透過するフィルターとし、第2の分光
フィルターは緑色を選択的に透過するフィルターとし、第3の分光フィルターは青色を選
択的に透過するフィルターとする。平坦化膜128は、互いに隣接する分光フィルターの
重なりや間隙を平坦化する。
126が有機発光素子上方に設けられる。カラーフィルター、例えば第2の分光フィルタ
ー127をシール材を設ける部分の内側の領域で、かつ画素部の外側の領域に設ける。絶
縁膜108と封止基板130とが広い面積で接するため、有機発光素子と封止基板との間
隔の均一性を高めることができる。
すると、水分、酸素から有機発光素子を保護し、陰極の酸化反応や陰極と有機化合物層と
の剥離を抑えることができる。不活性ガスは充分に乾燥させたものを用いる。
バンクの膜厚で決定される。バンクの膜厚は1.5〜10μmのため、カラーフィルター
と有機発光素子とを10μm以下と近接して設けることができる。カラーフィルターと発
光体とが近接しているため、ユーザーの視角の変化にともなう色ずれを防止でき、明瞭な
表示が得られる。
本実施形態は、乾燥剤をシール材に分散させた例を示す。
を付す。図2と異なる点のみを説明する。シール材102は内部に乾燥剤131を有する。乾
燥剤の粒径は直径が1.0μm以下好ましくは0.2μm以下と細かく粉砕されたものを
用いる。乾燥剤は酸化カルシウム、酸化バリウムなどを用いることができる。シール材と
乾燥剤とが混合されたものをシリンジに充填する。公知のディスペンサ方式にてシリンジ
の上端から所定値のガス圧力を加え、シリンジの下端の細いノズルから、シール材と乾燥
剤とを吐出し、シール材を封止基板130の周縁部に形成する。
上の平坦化膜127は、シール材が設けられる部分は除去し、表示装置の側面においてシー
ル材の占める割合を高める。
す。封止基板と、絶縁性のオイル等との屈折率差が小さいと、表面反射が低減され、有機
発光素子から放射される光の利用効率を向上させることができる。有機発光素子の長期信
頼性を高めるために、絶縁性のオイルは充分に脱泡、脱水し酸素、水分の混入を防ぐこと
が好ましい。
。例えば、真空容器に、シール材で貼り合せられた素子基板と封止基板とからなるパネル
と、絶縁性オイルを満たした容器を入れて、パネルの排気口から素子基板と封止基板との
間隙の空気を抜いて真空状態にする。次ぎに、この状態のまま、パネルの排気口をこの絶
縁性オイルに浸漬して、真空容器内を大気圧に戻す。その結果、絶縁性オイル液面に大気
圧がかかり、真空状態にある素子基板と封止基板との間隙に、絶縁性オイルが注入される
。次ぎに、この状態のまま排気口を封止する。
吸湿性が向上し、有機発光素子の長寿命化を図ることができる。
本発明は、素子基板の側から有機発光素子の放射する光を取り出す表示装置に適用して
もよい。図4は有機発光素子を用いたアクティブマトリクス方式の表示装置であり、有機
発光素子の放射する光を素子基板の側から取り出す構成である。放射される光は断面図下
方向に出射する。図4は、図1と同等機能を有する部位は同じ符号を用いている。実施形
態1との同異を以下に説明する。
13、第1の層間絶縁膜114、第2の層間絶縁膜115の膜厚や材料は実施形態1と同
じである。
る。そして、コンタクトホールの側壁、第2の層間絶縁膜の表面に接して、ソース電極1
16、ドレイン電極117とを形成する。配線124〜125、導電体膜123も、ソー
ス電極やドレイン電極と同時に形成する。
透明電極としてITO膜や酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した
透明導電膜を用いる。透明導電膜は正孔注入電極、つまり陽極として用いる。
FTを覆う絶縁膜108とを設ける。次に、有機化合物層104、対向電極105を蒸着
法により形成する。このとき有機化合物層104を形成する前に画素電極103に対して
熱処理を施し、水分を完全に除去しておくことが好ましい。なお、本実施例では有機発光
素子の対向電極を陰極とし、AlLi電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
なお、有機化合物層104は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子
注入層といった複数の層を組み合わせて積層することにより形成されている。
電極が透光性の陽極となっているため、有機化合物層で発生した光は下面(基板100)
へ放射される。
素から保護することは可能である。なお、本実施例では保護膜109として300nm厚
の窒化珪素膜を設ける。この保護膜109は陰極を形成した後に大気解放しないで連続的
に形成しても構わない。
合わせられる。封止基板はコーニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代
表されるバリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基
板を用いる。封止基板は石英基板、シリコン基板、金属基板又はステンレス基板の表面に
絶縁膜を形成したものを用いても良い。また、本実施形態の処理温度に耐え得る耐熱性を
有するプラスチック基板を用いても良い。
装置の側面からの水分の浸入を減らせる。かつ、素子基板と封止基板とを近接して設けて
も、封止基板上のごみなどの異物に起因した有機発光素子の断線を防止でき、点欠陥の発
生を防止できる。
一例であり、TFTを用いて作製されるアクティブマトリクス型の表示装置の例を示す。
実施例のTFTはチャネル形成領域を形成する半導体膜の材質により、アモルファスシリ
コンTFTやポリシリコンTFTと区別されることがあるが、本発明はそのどちらにも適
用することができる。
されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからな
る基板を用いる。
なる下地膜402が設けられる。例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oか
ら作製される酸化窒化シリコン膜402aを10〜200nm(好ましくは50〜100nm
)形成し、同様にSiH4、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜402bを50〜2
00nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜4
02を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造とし
て形成してもよい。
2を形成する。島状半導体膜403〜407は厚さを10〜150nm、ゲート絶縁膜は
厚さを50〜200nm、ゲート電極は厚さを50〜800nmとする。
N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜を第1の層間絶縁膜413aとして10〜20
0nm(好ましくは50〜100nm)形成する。第1の層間絶縁膜として酸化窒化膜を形成
することも可能である。さらに、有機樹脂膜からなる第2の層間絶縁膜413bを0.5
〜10μm(好ましくは1〜3μm)形成する。第2の層間絶縁膜はアクリル樹脂膜、ポ
リイミド樹脂膜などを好適に用いることができる。第2の層間絶縁膜は島状半導体膜40
3〜407、ゲート電極409〜412に起因する凹凸を平坦化するに充分な厚さとする
ことが望ましい。
を第1の保護膜437cとして10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成する。
第1の保護膜は、後述する有機発光素子の陰極に含まれるLi、Mgなどのアルカリ成分
が溶出し、TFTの電気特性を劣化させることを抑える。本実施例では第1の保護膜を酸
化窒化シリコン膜で形成したが、酸化窒化シリコン膜の代わりに酸化シリコン膜を用いて
もよい。
のパターニングを行う。
するソース配線414〜415と、ドレイン領域に接続するドレイン配線416〜417
とを形成する。なお、これらの配線は、膜厚50nmのTi膜と、膜厚500nmの合金
膜(AlとTiとの合金膜)との積層膜をパターニングして形成する。
420、ドレイン側の電極421を形成する。スイッチング用TFT428のドレインに
データ配線418が接続し、ソースにソース側の配線419が接続する。ソース側の配線
419は電流制御用TFT430のゲート電極411と接続する。電流制御用TFT43
6のドレインに電源供給配線420が接続し、ソースにソース側の電極421が接続する
。対向電極とソース側の電極421とが接続している。
動回路部と、スイッチング用TFT431、リセット用TFT432、保持容量433、
電流制御用TFT434を有する画素部とを同一基板上に形成することができる。
LiFなどの光反射性の材料を用いる。陰極の厚さは100nm〜200nmとする。次
いで、1.5〜10μmの厚さのアクリル樹脂膜からバンク422を画素部436に形成
する。バンクを形成すると同時に駆動回路部に絶縁膜428を形成する。
層構造で用いられるが、積層構造で用いた方が発光効率は良い。一般的には陽極上に正孔
注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層の順に形成されるが、正孔輸送層/発光層/電
子輸送層、または正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層のような構
造でも良い。本発明では公知のいずれの構造を用いても良い。
う。具体的な発光層としては、赤色に発光する発光層にはシアノポリフェニレン、緑色に
発光する発光層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光する発光層にはポリフェニレン
ビニレンまたはポリアルキルフェニレンを用いれば良い。発光層の厚さは30〜150n
mとすれば良い。上記の例は発光層として用いることのできる有機化合物の一例であり、
これに限定されるものではない。
またはPAni(ポリアニリン)からなる正孔注入層を積層した構造とする。
TOは仕事関数が4.5〜5.0eVと高く、正孔を効率良く有機発光層に注入すること
ができる。ITOは陽極となる。以上により、MgAgやLiFなどの材料を用いて形成
される陰極、発光層と正孔輸送層とを積層した有機化合物、ITOで形成される陽極とか
らなる有機発光素子が設けられる。なお、陽極に透明電極を用いることで、図6において
矢印で示す方向に光を放射させることができる。
どが浸入し、有機発光素子が劣化することを防ぐ。DLC膜を成膜するとき、端子部のう
ち、FPCを設ける部分ははマスクを用いて、予め被覆しておく。
用いて示している。また、図7において、鎖線G−G'及び鎖線H−H'線で切断した断面
が図6において示されている。図7の点線で囲まれた領域の外側にバンクが設けられてい
る。また、点線で囲まれた領域の内側に赤色、緑色、青色の画素に対応した発光色を発光
する発光層と、陽極とが設けられる。
示している。スイッチング用TFT431をマルチゲート構造とし、電流制御用TFT4
11にはゲート電極とオーバーラップするLDDを設けている。ポリシリコンを用いたT
FTは、高い動作速度を示すが故にホットキャリア注入などの劣化も起こりやすい。その
ため、画素内において機能に応じて構造の異なるTFT(オフ電流の十分に低いスイッチ
ング用TFTと、ホットキャリア注入に強い電流制御用TFT)を形成することは、高い
信頼性を有し、且つ、良好な画像表示が可能な(動作性能の高い)表示装置を作製する上
で非常に有効である。
Tのソースに有機発光素子の陰極(画素電極)を接続する。こうして、陽極(対向電極)
側から陰極側に電流が流れるように制御することにより、陰極から注入された電子と、陽
極から注入された正孔が発光層で結合し、有機発光素子が発光する。なお、電流制御用T
FTに陽極が接続した構成であれば、電流制御用TFTをpチャネル型とし、電流制御用
TFTのドレインに有機発光素子の陽極を接続し、陽極から陰極に電流が流れるように制
御する。
ンクの下端に対してせりだしたオーバーハング形状の構成を採用してもよい。この構成で
も、バンクにより有機発光素子と封止基板との接触を防ぐ効果、有機発光素子と封止基板
との間隔を画素部において一定に保つ効果、素子基板と封止基板とを近接させて設けるこ
とができる効果を得ることができる。
部として用いられる。本発明の電子装置としては、携帯電話、PDA、電子書籍、ビデオ
カメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置、例えばDV
D(Digital Versatile Disc)プレーヤー、デジタルカメラ、などが挙げられる。それら
電子装置の具体例を図9、図10に示す。
9003からなり、表示用パネル9001には表示装置9004、音声出力部9005、
アンテナ9009などが設けられている。操作パネル9002には操作キー9006、電
源スイッチ9007、音声入力部9008などが設けられている。本発明は表示装置90
04に適用することができる。
ラ部9202、受像部9203、操作スイッチ9204、表示装置9205で構成されて
いる。本発明は表示装置9205に適用することができる。このような電子装置には、3
インチから5インチクラスの表示装置が用いられるが、本発明の表示装置を用いることに
より、携帯型情報端末の軽量化を図ることができる。
9304、操作スイッチ9305、アンテナ9306から構成されており、ミニディスク
(MD)やDVDに記憶されたデータや、アンテナで受信したデータを表示するものであ
る。本発明は表示装置9302〜9303に用いることができる。携帯書籍は、4インチ
から12インチクラスの表示装置が用いられるが、本発明の表示装置を用いることにより
、携帯書籍の軽量化と薄型化を図ることができる。
03、操作スイッチ9404、バッテリー9405、受像部9406などで構成されてい
る。本発明は表示装置9402に適用することができる。
表示装置9603、キーボード9604で構成される。本発明は表示装置9603に適用
することができる。
ーヤーであり、本体9701、表示装置9702、スピーカ部9703、記録媒体970
4、操作スイッチ9705で構成される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Digi
tal Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを
行うことができる。本発明は表示装置9702に適用することができる。
03、操作スイッチ9804、受像部(図示しない)で構成される。本発明は表示装置9
802に適用することができる。
携帯型情報端末、図9(C)の携帯書籍、図10(A)のパーソナルコンピュータに用い
、スタンバイモードにおいて黒色の背景を表示することで機器の消費電力を抑えることが
できる。
げ、操作スイッチの使用が終わったら輝度を上げることで低消費電力化することができる
。また、着信した時に表示装置の輝度を上げ、通話中は輝度を下げることによっても低消
費電力化することができる。また、継続的に使用している場合に、リセットしない限り時
間制御で表示がオフになるような機能を持たせることで低消費電力化を図ることもできる
。なお、これらはマニュアル制御であっても良い。
庫、洗濯機、電子レンジ、固定電話機、ファクシミリなどに組み込む表示装置としても適
用することも可能である。このように本発明の適用範囲はきわめて広く、さまざまな製品
に適用することができる。
Claims (1)
- 半導体装置。
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