JP2016153888A - 画像表示装置 - Google Patents

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雄司 曽根
Yuji Sone
雄司 曽根
植田 尚之
Naoyuki Ueda
尚之 植田
中村 有希
Yuki Nakamura
有希 中村
由希子 安部
Yukiko Abe
由希子 安部
真二 松本
Shinji Matsumoto
真二 松本
遼一 早乙女
Ryoichi Saotome
遼一 早乙女
定憲 新江
Sadanori Niie
定憲 新江
嶺秀 草柳
Minehide Kusayanagi
嶺秀 草柳
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Abstract

【課題】低消費電力が実現可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置は、ガラス基板51と、ガラス基板51上にマトリックス状に配置された複数の電界効果型トランジスタと、電界効果トランジスタ上方に所定の方向に形成された複数の第1の隔壁71と、複数の第1の隔壁71と交差するように形成された複数の第2の隔壁と、第1の隔壁71と前記第2の隔壁とにより形成された開口部、並びに、第1の隔壁71の幅方向の端部上、及び、第2の隔壁の幅方向の端部上に形成され、電界効果型トランジスタに含まれるドレイン電極58と接続された複数の画素電極73と、画素電極73上に形成され、電界効果型トランジスタによって駆動される正孔輸送層77、及び発光層78からなる有機EL層と、を有する。【選択図】図13B

Description

本発明は、画像表示装置に関する。
近年、FPD(フラットパネルディスプレイ)業界において有機エレクトロルミネッセンス(以下、「有機EL」と称する。)表示素子が注目されている。
前記有機EL表示素子は、自発光型の表示素子であり、広い色再現性、高速応答性、高視野角、低消費電力などの点から、液晶に代わるディスプレイとして期待されている。
一般的に、有機EL表示素子においては、画素電極の上に隔壁を作製する(例えば、特許文献1参照)。そして、隔壁により形成される開口部によって表示領域が決定される。
有機EL表示素子を含むディスプレイにおいては、開口率が高いほど表示素子の輝度を高くすることが可能であり、同じ輝度であれば低消費電力とすることが可能となる。
しかし、画素電極の上に隔壁を作製し、隔壁により形成される開口部によって表示領域が決定される場合、画素電極の端部は、隔壁によって被覆されており、発光領域とならないことから、開口率が低下してしまうという問題がある。そして、それは、消費電力の上昇につながる。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、低消費電力が実現可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の画像表示装置は、
基板と、
前記基板上にマトリックス状に配置された複数の電界効果型トランジスタと、
前記電界効果トランジスタ上方に所定の方向に形成された複数の第1の隔壁と、
前記複数の第1の隔壁と交差するように形成された複数の第2の隔壁と、
前記第1の隔壁と前記第2の隔壁とにより形成された開口部、並びに、前記第1の隔壁の幅方向の端部上、及び、前記第2の隔壁の幅方向の端部上に形成され、前記電界効果型トランジスタに含まれるソース電極又はドレイン電極と接続された複数の画素電極と、
前記画素電極上に形成され、前記電界効果型トランジスタによって駆動される光制御素子と、
を有することを特徴とする。
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、低消費電力が実現可能な画像表示装置を提供することができる。
図1は、トップコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略断面図である。 図2は、ボトムコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略断面図である。 図3は、トップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略断面図である。 図4は、ボトムコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略断面図である。 図5Aは、本発明の画像表示装置の一例の製造方法を説明するための平面図である(その1)。 図5Bは、図5AのA−A’断面図である。 図5Cは、図5AのB−B’断面図である。 図6Aは、本発明の画像表示装置の一例の製造方法を説明するための平面図である(その2)。 図6Bは、図6AのA−A’断面図である。 図6Cは、図6AのB−B’断面図である。 図7Aは、本発明の画像表示装置の一例の製造方法を説明するための平面図である(その3)。 図7Bは、図7AのA−A’断面図である。 図7Cは、図7AのB−B’断面図である。 図8Aは、本発明の画像表示装置の一例の製造方法を説明するための概略図である(その4)。 図8Bは、図8AのA−A’断面図である。 図8Cは、図8AのB−B’断面図である。 図9Aは、本発明の画像表示装置の一例の製造方法を説明するための平面図である(そのA)。 図9Bは、図9AのA−A’断面図である。 図9Cは、図9AのB−B’断面図である。 図10Aは、本発明の画像表示装置の他の一例の平面図である。 図10Bは、図10AのA−A’断面図である。 図10Cは、図10AのB−B’断面図である。 図11Aは、本発明の画像表示装置の他の一例の平面図である。 図11Bは、図11AのA−A’断面図である。 図11Cは、図11AのB−B’断面図である。 図12は、EL素子及び画素電極の組合せの一例を示す概略構成図である。 図13Aは、実施例1の有機EL表示装置の平面図である。 図13Bは、図13AのA−A’断面図である。 図13Cは、図13AのB−B’断面図である。 図14Aは、比較例1の有機EL表示装置の平面図である。 図14Bは、図14AのA−A’断面図である。 図14Cは、図14AのB−B’断面図である。 図15Aは、実施例2の有機EL表示装置の平面図である。 図15Bは、図15AのA−A’断面図である。 図15Cは、図15AのB−B’断面図である。 図16Aは、比較例2の有機EL表示装置の平面図である。 図16Bは、図16AのA−A’断面図である。 図16Cは、図16AのB−B’断面図である。 図17Aは、実施例3の有機EL表示装置の平面図である。 図17Bは、図17AのA−A’断面図である。 図17Cは、図17AのB−B’断面図である。 図18Aは、比較例3の有機EL表示装置の平面図である。 図18Bは、図18AのA−A’断面図である。 図18Cは、図18AのB−B’断面図である。 図19Aは、実施例4の有機EL表示装置の平面図である。 図19Bは、図19AのA−A’断面図である。 図19Cは、図19AのB−B’断面図である。 図20Aは、比較例4の有機EL表示装置の平面図である。 図20Bは、図20AのA−A’断面図である。 図20Cは、図20AのB−B’断面図である。 図21Aは、実施例5の有機EL表示装置の平面図である。 図21Bは、図21AのA−A’断面図である。 図21Cは、図21AのB−B’断面図である。 図22Aは、比較例5の有機EL表示装置の平面図である。 図22Bは、図22AのA−A’断面図である。 図22Cは、図22AのB−B’断面図である。 図23Aは、実施例6の有機EL表示装置の平面図である。 図23Bは、図23AのA−A’断面図である。 図23Cは、図23AのB−B’断面図である。
(画像表示装置)
本発明の画像表示装置は、
基板と、
前記基板上にマトリックス状に配置された複数の電界効果型トランジスタと、
前記電界効果トランジスタ上方に所定の方向に形成された複数の第1の隔壁と、
前記複数の第1の隔壁と交差するように形成された複数の第2の隔壁と、
前記電界効果型トランジスタに含まれるソース電極又はドレイン電極と接続された複数の画素電極と、
前記画素電極上に形成され、前記電界効果型トランジスタによって駆動される光制御素子と、
を有する。
前記画像表示装置において前記画素電極は、前記第1の隔壁と前記第2の隔壁とにより形成された開口部、並びに、前記第1の隔壁の幅方向の端部上、及び、前記第2の隔壁の幅方向の端部上に形成されている。
係る構成により、開口率を上げることができ、更には、低消費電力を実現することができる。
前記画素電極は、例えば、前記電界効果型トランジスタ上に形成された層間絶縁膜上に形成されており、前記画素電極は、前記層間絶縁膜を貫通する接続部材を介して前記ソース電極又は前記ドレイン電極と接続されている。
前記画像表示装置は、例えば、更に、前記画素電極を介して前記接続部材を被覆する第3の隔壁を有する。
<基板>
前記基板の形状、構造、及び大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記基板の材質としては、例えば、ガラス、プラスチックなどが挙げられる。
前記基板は、多層構造であってもよい。例えば、プラスチック又はガラスの表面に、アモルファス複合金属酸化物などが形成された多層構造であってもよい。
前記プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などが挙げられる。
前記基板は、表面の清浄化及び密着性向上の点から、酸素プラズマ、UVオゾン、UV照射洗浄等の前処理がされることが好ましい。
<電界効果型トランジスタ>
複数の前記電界効果型トランジスタは、前記基板上にマトリックス状に配置される。
前記電界効果型トランジスタは、例えば、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、活性層と、ゲート絶縁層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
−ゲート電極−
前記ゲート電極としては、ゲート電圧を印加するための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Mo、Al、Ag、Cu等の金属乃至合金、ITO、ATO等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリアニリン(PANI)等の有機導電体などが挙げられる。
前記ゲート電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(i)スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、(ii)インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記ゲート電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20nm〜1μmが好ましく、50nm〜300nmがより好ましい。
−ソース電極、及びドレイン電極−
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極としては、電流を取り出すための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記ゲート電極の説明において記載した材質と同じ材質が挙げられる。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記ゲート電極の説明において記載した形成方法と同じ方法が挙げられる。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20nm〜1μmが好ましく、50nm〜300nmがより好ましい。
−活性層−
前記活性層は、前記ソース電極及びドレイン電極に隣接して設けられた層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記活性層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリコン半導体、酸化物半導体、有機半導体などが挙げられる。前記シリコン半導体としては、例えば、多結晶シリコン(p−Si)、アモルファスシリコン(a−Si)などが挙げられる。前記酸化物半導体としては、例えば、In−Ga−Zn−O、I−Z−O、In−Mg−Oなどが挙げられる。これらの中でも酸化物半導体が好ましい。
前記活性層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(i)スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、(ii)インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記活性層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5nm〜1μmが好ましく、10nm〜0.5μmがより好ましい。
−ゲート絶縁層−
前記ゲート絶縁層としては、前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられた絶縁層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート絶縁層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、SiO、SiN等の既に広く量産に利用されている材料や、La、HfO等の高誘電率材料、ポリイミド(PI)やフッ素系樹脂等の有機材料などが挙げられる。
前記ゲート絶縁層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ、化学気相蒸着(CVD)、原子層蒸着(ALD)等の真空成膜法、スピンコート、ダイコート、インクジェット等の印刷法などが挙げられる。
前記ゲート絶縁層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50nm〜3μmが好ましく、100nm〜1μmがより好ましい。
前記電界効果型トランジスタの構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トップコンタクト・ボトムゲート型(図1)、ボトムコンタクト・ボトムゲート型(図2)、トップコンタクト・トップゲート型(図3)、ボトムコンタクト・トップゲート型(図4)などが挙げられる。図1〜図4において、符号11は、基板であり、符号12は、ゲート電極であり、符号13は、ゲート絶縁層であり、符号14は、ソース電極であり、符号15は、ドレイン電極であり、符号16は、活性層である。また図示しないが、適宜保護層が設けられていても良い。
<層間絶縁膜>
前記層間絶縁膜は、例えば、前記電界効果型トランジスタ上に形成される。
前記層間絶縁膜は、前記電界効果型トランジスタ上に貫通孔を有する状態で形成されたものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記層間絶縁膜は、前記電界効果型トランジスタの有する段差を平坦化する、所謂「平坦化膜」であることが好ましい。前記電界効果型トランジスタの有する段差を平坦化することで、均一な表示性能を有する画像表示装置を得ることができる。
前記層間絶縁膜の材質としては、例えば、無機材料、有機材料などが挙げられる。前記無機材料としては、例えば、金属酸化物(SiO、Al、SiN、SiON等)、複合金属酸化物などが挙げられる。前記有機材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、有機無機ハイブリッド材料などが挙げられる。
前記層間絶縁膜の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(i)スパッタ、スピンコーティング、スリットコーティング等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、(ii)インクジェット、ナノインプリント、ノズルプリンティング、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記層間絶縁膜の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.5μm以上10μm以下が好ましく、1μm以上5μm以下がより好ましい。
<接続部材>
前記接続部材としては、前記層間絶縁膜の前記貫通孔内に形成され、前記ソース電極又は前記ドレイン電極と前記画素電極とを接続する部材であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記接続部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Mo、Al、Au、Ag、Cu等の金属乃至合金、ITO、ATO等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリアニリン(PANI)等の有機導電体などが挙げられる。
前記接続部材の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(i)スパッタ、スピンコーティング、スリットコーティング、メッキコーティング等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、(ii)インクジェット、ナノインプリント、ノズルプリンティング、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記接続部材は、前記画素電極を形成する際に同時に形成されても良く、別に形成されても良い。
また、前記接続部材を形成する際には、平坦な表面が得られるよう、CMP(Chemical mechanical Polishing)処理などの平坦化のプロセスを適宜利用しても良い。
例えば、スパッタ、スピンコーティング、スリットコーティング、メッキコーティング等による成膜後、CMP処理により前記層間絶縁膜上に形成された膜を除去することで、前記層間絶縁膜表面に対して段差が無い前記接続部材を形成することが可能である。
また、インクジェット、ナノインプリント、ノズルプリンティング、グラビア等の印刷プロセスの条件を最適化することでも、前記層間絶縁膜表面に対して段差が無い前記接続部材を形成することが可能である。
また、前記接続部材は、前記層間絶縁膜を形成する前に形成されても良い。具体的には、前記ソース電極又は前記ドレイン電極上に前記接続部材として導電性バンプを形成し、その後にインクジェット、ナノインプリント、グラビア、ノズルプリンティング等により、層間絶縁膜を形成することで、前記接続部材、前記層間絶縁膜、及び前記貫通孔を得ることができる。
<第1の隔壁、及び第2の隔壁>
前記第1の隔壁は、前記電界効果型トランジスタ上に所定の方向に複数形成される。
前記第2の隔壁は、前記第1の隔壁と交差する方向に複数形成される。
前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁により、開口部が形成される。
例えば、前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁により、前記層間絶縁膜上には前記接続部材を含んだ開口部が形成される。
前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂といった有機材料や、有機無機ハイブリッド材料などが挙げられる。また、SiO、Al、SiN、SiON等の金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物などでも良い。第1の隔壁、及び第2の隔壁は同一の材料でも良く、別の材料でも良い。
前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(i)スパッタ、スピンコーティング、スリットコーティング等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、(ii)インクジェット、ナノインプリント、ノズルプリンティング、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の濡れ性は、特に制限されることはないが、後述する前記画素電極をインクジェットプロセス等の印刷プロセスで形成する場合、前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁は、撥液性を有しており、前記層間絶縁膜は親液性を有した状態となることが好ましい。
例えば、前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の原料として撥液性の感光性有機材料を用い、スピンコーティング、スリットコーティング等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングすることで撥液性の前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁を形成し、その後UVオゾン処理を行うことで前記層間絶縁膜上を親液化する方法や、前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の原料として撥液性の感光性有機材料インクを用い、インクジェットプロセスにより撥液性の前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁を形成し、その後UVオゾン処理を行うことで前記層間絶縁膜上を親液化する方法が挙げられる。
また、層間絶縁膜が金属酸化物材料、又は金属酸化物を含む材料である場合には、前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の原料として有機材料を用い、(i)スパッタ、スピンコーティング、スリットコーティング等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、(ii)インクジェット、ナノインプリント、ノズルプリンティング、グラビア等の印刷プロセスによって前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁を形成し、その後、CFプラズマ処理により前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の表面のみを選択的に撥液化処理してもよい。尚、酸素プラズマ処理、CFプラズマ処理は低圧または常圧のどちらの方式であってもよい。
前記層間絶縁膜の表面における親液性は、純水に対しての接触角が、30°以下であることが好ましく、20°以下であることがより好ましい。前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の表面における撥液性は、純水に対しての接触角が、40°〜110°であることが好ましく、60°〜100°であることがより好ましい。
前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の幅としては、特に制限されることはないが、画像表示装置を高解像度とする観点から、前記画素電極を分離できる限り、小さいことが好ましい。具体的には30μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましい。
前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の最大高さとしては、特に制限されることはないが、50nm〜10μmが好ましく、100nm〜5μmがより好ましい。
前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の形状としては、特に制限されることはないが、台形状、又は円弧状の断面形状であることが好ましい。
<画素電極>
前記画素電極は、前記第1の隔壁と前記第2の隔壁とにより形成された開口部、並びに、前記第1の隔壁の幅方向の端部上、及び、前記第2の隔壁の幅方向の端部上に形成される。
前記画素電極は、前記電界効果型トランジスタに含まれる前記ソース電極又は前記ドレイン電極と接続されている。
前記画素電極と前記第1の隔壁とが重なる領域において、前記画素電極は前記第1の隔壁の上に形成されており、前記画素電極と前記第2の隔壁が重なる領域において、前記画素電極は前記第2の隔壁の上に形成されているため、画素電極が形成されている領域全体を表示領域とすることができ、画像表示装置の開口率を大きくすることができる。更には、低消費電力を実現できる。
また、本発明の画像表示装置においては、隔壁(第1の隔壁、又は第2の隔壁)が、製造プロセス上の制約から、幅広の隔壁しか作製できない場合であっても、前記画素電極は、前記隔壁の幅方向の端部上にも形成されるため、前記製造プロセス上の制約に影響されずに、開口率を大きくすることができる。
前記画素電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Mo、Al、Ag、Cu等の金属や、Ag−Pd合金、Ag−Pd−Cu合金等の合金、ITO、ATO等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリアニリン(PANI)等の有機導電体などが挙げられる。
前記画素電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(i)スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、(ii)インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記画素電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20nm〜1μmが好ましく、50nm〜300nmがより好ましい。
前記第1の隔壁上に形成される前記画素電極の一部の幅、言い換えれば、前記画素電極と前記第1の隔壁とが重なる領域の幅(前記第1の隔壁の幅方向の幅)としては、前記画素電極が、前記第1の隔壁の高さが最大ではない領域に形成されている限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。開口率を大きくすることができるという観点から、より大きく形成されることが好ましい。
前記画素電極と前記第1の隔壁とが重なる領域が上記範囲を超え、前記第1の隔壁の高さが最大となる領域に画素電極が形成されると、後に記述する上部電極と接触し、ショートが発生してしまう。
例えば、前記第1の隔壁が台形状(左右対称)の断面形状を有しており、下底の幅をAμm、上底の幅をBμm、前記画素電極と前記第1の隔壁とが重なる領域の幅をXμmとした時、Xは、下記式を満たす。
0<X<(A−B)/2
例えば、前記第1の隔壁が円弧状の断面形状を有しており、その幅をAμm、前記画素電極と前記第1の隔壁とが重なる領域の幅をXμmとした時、Xは、下記式を満たす。
0<X<A/2
前記第2の隔壁上に形成される前記画素電極の一部の幅、言い換えれば、前記画素電極と前記第2の隔壁とが重なる領域の幅(前記第2の隔壁の幅方向の幅)としては、前記画素電極が、前記第2の隔壁の高さが最大ではない領域に形成されている限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。開口率を大きくすることができるという観点から、より大きく形成されることが好ましい。
前記画素電極と前記第2の隔壁とが重なる領域が上記範囲を超え、隔壁の高さが最大となる領域に画素電極が形成されると、後に記述する上部電極と接触し、ショートが発生してしまう。
例えば、前記第2の隔壁が台形状(左右対称)の断面形状を有しており、下底の幅をAμm、上底の幅をBμm、前記画素電極と前記第2の隔壁とが重なる領域の幅をXμmとした時、Xは、下記式を満たす。
0<X<(A−B)/2
例えば、前記第2の隔壁が円弧状の断面形状を有しており、その幅をAμm、前記画素電極と前記第2の隔壁とが重なる領域の幅をXμmとした時、Xは、下記式を満たす。
0<X<A/2
<光制御素子>
前記光制御素子としては、例えば、駆動信号に応じて光出力が制御される素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エレクトロルミネッセンス(EL)素子、エレクトロクロミック(EC)素子、液晶素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子などが挙げられる。
前記光制御素子は、前記画素電極上に形成され、前記電界効果型トランジスタによって駆動される。
前記EL素子は、例えば、EL薄膜層と、上部電極(陰極又は陽極)とを有する。なお、前記上部電極(陰極又は陽極)は、前記EL薄膜層の前記画素電極側とは反対側に形成される。
前記陰極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)−銀(Ag)合金、アルミニウム(Al)−リチウム(Li)合金、ITO(Indium Tin Oxide)などが挙げられる。なお、マグネシウム(Mg)−銀(Ag)合金は、充分厚ければ高反射率電極となるが、極薄膜(20nm程度未満)では半透明電極となる。
前記陽極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、銀(Ag)−ネオジウム(Nd)合金などが挙げられる。なお、銀合金を用いた場合は、高反射率電極となり、陰極側から光を取り出す場合に好適である。
前記EL薄膜層は、例えば、電子輸送層と、発光層と、正孔輸送層とを有する。前記電子輸送層は、前記陰極に接続され、前記正孔輸送層は、前記陽極に接続されている。前記陽極と前記陰極との間に所定の電圧を印加すると、前記発光層が発光する。
<第3の隔壁>
また、本発明の画像表示装置は、第3の隔壁を有していてもよい。前記第3の隔壁は、前記画素電極を介して前記接続部材を被覆する。前記第3の隔壁は、前記接続部材全体を被覆し、かつ前記第1の隔壁又は前記第2の隔壁を部分的に被覆していることが好ましい。
前記接続部材の部分が平坦でなく表示特性に不具合が生じる場合、前記第3の隔壁を設けることにより、前記接続部材の領域を表示領域外とすることができるため、効果的である。
前記第3の隔壁の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の説明において例示した隔壁の材質などが挙げられる。
前記第3の隔壁の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記第1の隔壁、及び前記第2の隔壁の説明において例示した隔壁の形成方法などが挙げられる。
以下に、図を用いて、本発明の画像表示装置の一例を、その製造方法とともに説明する。
図5A〜図5Cは、本発明の画像表示装置の一例の製造方法を説明するための概略図である(その1)。図5Aは、平面図であり、図5Bは、図5AのA−A’断面図であり、図5Cは、図5AのB−B’断面図である。
本発明の画像表示装置の一例の製造においては、まず、基板21上に電界効果型トランジスタを作製する。
前記電界効果型トランジスタは、ゲート電極22と、ソース電極24と、ドレイン電極25と、活性層26と、ゲート絶縁層23と、保護層27とを有する。
図5A〜図5Cに示す電界効果型トランジスタの製造においては、まず、基板21上に、ゲート電極22が形成される。続いて、基板21上及びゲート電極22上に、ゲート絶縁層23が形成される。続いて、ゲート絶縁層23上に、ソース電極24及びドレイン電極25が形成される。続いて、ソース電極24及びドレイン電極25間にチャネルが形成されるように活性層26が形成される。更に、活性層26を覆うように保護層27が形成される。
更に、電界効果型トランジスタを覆うように、層間絶縁膜28が形成される。その際、層間絶縁膜28にはドレイン電極25が露出するような貫通孔が形成される。
前記電界効果型トランジスタは、基板21上に、マトリックス状に作製される。
図6A〜図6Cは、本発明の画像表示装置の一例の製造方法を説明するための概略図である(その2)。図6Aは、平面図であり、図6Bは、図6AのA−A’断面図であり、図6Cは、図6AのB−B’断面図である。なお、図6A〜図6Cにおいて、図5A〜図5Cにおいて示した符号は省略している。
図5A〜図5Cの構造を作製した後、続いて、図6A〜図6Bに示すように、層間絶縁膜28上に、第1の隔壁30、及び第2の隔壁31が形成される。
第1の隔壁30は、前記電界効果トランジスタ上方に所定の方向に複数形成される。
第2の隔壁31は、複数の第1の隔壁30と交差するように複数形成される。
この際、第1の隔壁30及び第2の隔壁は、層間絶縁膜28に形成された貫通孔を覆わない。
第1の隔壁30及び第2の隔壁31により、層間絶縁膜28上に開口部が形成される。
図7A〜図7Cは、本発明の画像表示装置の一例の製造方法を説明するための概略図である(その3)。図7Aは、平面図であり、図7Bは、図7AのA−A’断面図であり、図7Cは、図7AのB−B’断面図である。なお、図7A〜図7Cにおいて、図5A〜図5C、及び図6A〜図6Cにおいて示した符号は省略している。
図6A〜図6Cの構造を作製した後、続いて、図7A〜図7Bに示すように、層間絶縁膜28の貫通孔に接続部材33を充填するとともに、第1の隔壁30及び第2の隔壁31により形成される開口部に画素電極32を形成する。この際、画素電極32は、第1の隔壁30の幅方向の端部上、及び第2の隔壁31の幅方向の端部上にも形成される。更に、画素電極32は、接続部材33を介して、ドレイン電極25と接続されている。
なお、画素電極32と接続部材33とは、同時に形成されてもよいし、別に形成されてもよい。
また、図9A〜図9Cに示すように、接続部材33は、第1の隔壁30及び第2の隔壁31が形成される前に形成されてもよい。例えば、図5A〜図5Cに示す構造を形成した後に、図9A〜図9Cに示す構造を形成し、続いて、第1の隔壁30及び第2の隔壁31を形成し、続いて、画素電極32を形成して、図7A〜図7Cに示す構造を形成してもよい。なお、図9A〜図9Cにおいて、図5A〜図5Cにおいて示した符号は省略している。
図8A〜図8Cは、本発明の画像表示装置の一例の製造方法を説明するための概略図である(その4)。図8Aは、平面図であり、図8Bは、図8AのA−A’断面図であり、図8Cは、図8AのB−B’断面図である。なお、図8A〜図8Cにおいて、図5A〜図5C、図6A〜図6C、及び図7A〜図7Cにおいて示した符号は省略している。
図7A〜図7Cの構造を作製した後、続いて、図8A〜図8Bに示すように、陽極としての画素電極32上に、正孔輸送層34、発光層35、及び陰極36をこの順で形成する。また、陰極36は、第1の隔壁30、及び第2の隔壁31上にも形成される。なお、発光層35、第1の隔壁30、及び第2の隔壁31上に形成された陰極36は、電気的に接続されている。
図8A〜図8Cの画像表示装置は、画素電極32が第1の隔壁30、及び第2の隔壁31の上にも形成されていることから、第1の隔壁30、及び第2の隔壁31によって形成される開口部よりも広い領域を発光領域とすることが可能となる。
また、本発明の画像表示装置は、第3の隔壁を有していてもよい。前記第3の隔壁は、前記画素電極を介して前記接続部材を被覆する。前記第3の隔壁は、前記接続部材全体を被覆し、かつ前記第1の隔壁又は前記第2の隔壁を部分的に被覆していることが好ましい。
前記接続部材の部分が平坦でなく表示特性に不具合が生じる場合、前記第3の隔壁を設けることにより、前記接続部材の領域を表示領域外とすることができるため、効果的である。
そのような第3の隔壁を有する本発明の画像表示装置の態様としては、例えば、図10A〜図10Cに示す態様が挙げられる。なお、図10A〜図10Cにおいて、図5A〜図5C、図6A〜図6C、及び図7A〜図7Cにおいて示した符号は省略している。
図10A〜図10Cの画像表示装置においては、図5A〜図5C、図6A〜図6C、及び図7A〜図7Cにおいて示した順で、画像表示装置の製造を行った後に、画素電極32上に、画素電極32を介して接続部材33を被覆し、かつ、第1の隔壁30を部分的に被覆するように、第3の隔壁37を形成する。その後、画素電極32上に、正孔輸送層34、発光層35、及び陰極36をこの順で形成する。陰極36は、第1の隔壁30、第2の隔壁31、及び第3の隔壁37上にも形成される。
更に、本発明の画像表示装置は、電界効果型トランジスタ上に直接に第1の隔壁が形成され、前記第1の隔壁と交差する方向に第2の隔壁が形成され、前記第1の隔壁と前記第2の隔壁とにより形成された開口部、前記第1の隔壁の幅方向の端部上、前記第2の隔壁の幅方向の端部上、及びドレイン電極25上に、画素電極が形成される構造であってもよい。そのような構造としては、例えば、図11A〜図11Cに示す構造が挙げられる。なお、図11A〜図11Cにおいて、図5A〜図5C、図6A〜図6C、及び図7A〜図7Cにおいて示した符号は省略している。また、図8A〜図8Cに示す符号と同じ符号は同じ部材を意味する。
図12は、本発明の画層表示装置に使用しうるEL素子及び画素電極の組合せの一例を示す概略構成図である。
図12において、EL素子350は、陰極312と、陽極314と、EL薄膜層340とを有する。例えば、陽極314が画素電極に対応する。
図12では陰極半透明電極とし、陰極側から光を取り出しているが、陽極を透明、陰極を高反射率電極とすることによって陽極側から光を取り出すこともできる。
前記EL薄膜層340は、電子輸送層342と、発光層344と、正孔輸送層346とを有する。電子輸送層342は、陰極312に接続され、正孔輸送層346は、陽極314に接続されている。陽極314と陰極312との間に所定の電圧を印加すると、発光層344が発光する。
ここで、電子輸送層342と発光層344とが1つの層を形成してもよく、また、電子輸送層342と陰極312との間に電子注入層が設けられてもよく、更に、正孔輸送層346と陽極314との間に正孔注入層が設けられてもよい。
図12では、前記光制御素子として、基材側から光を取り出すいわゆる「トップエミッション」の有機EL素子の場合について説明したが、前記光制御素子は、基材と反対側から光を取り出す「ボトムエミッション」の有機EL素子であってもよい。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
図13A〜図13Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
−ゲート電極の形成−
最初に、ガラス基板51上に第一のゲート電極52及び第二のゲート電極53を形成した。具体的には、ガラス基板51上に、DCスパッタリングによりMo膜を平均膜厚が約100nmとなるよう成膜した。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成される第一のゲート電極52及び第二のゲート電極53のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、RIEにより、レジストパターンの形成されていない領域のMo膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、第一のゲート電極52及び第二のゲート電極53を形成した。
−ゲート絶縁層の形成−
次に、ゲート絶縁層54を形成した。具体的には、第一のゲート電極52、第二のゲート電極53及びガラス基板51上に、RFスパッタリングによりSiO膜を平均膜厚が約300nmになるように成膜した。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成されるゲート絶縁層54のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、RIEにより、レジストパターンの形成されていない領域のSiO膜を除去し、この後、レジストパターンも除去することによりゲート絶縁層54を形成した。
−ソース電極及びドレイン電極の形成−
次に、第一のソース電極55及び第二のソース電極57、並びに第一のドレイン電極56及び第二のドレイン電極58を形成した。具体的には、ゲート絶縁層54上にDCスパッタリングにより透明導電膜であるITO膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、ITO膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成される第一のソース電極55及び第二のソース電極57、並びに第一のドレイン電極56及び第二のドレイン電極58のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、RIEにより、レジストパターンの形成されていない領域のITO膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、ITO膜からなる第一のソース電極55及び第二のソース電極57、並びに第一のドレイン電極56及び第二のドレイン電極58を形成した。
−酸化物半導体層の形成−
次に、第一の酸化物半導体層59及び第二の酸化物半導体層60を形成した。具体的には、DCスパッタリングにより、Mg−In系酸化物(InMgO)膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜した。この後、Mg−In系酸化物膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成される第一の酸化物半導体層59及び第二の酸化物半導体層60のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、RIEにより、レジストパターンの形成されていない領域のMg−In系酸化物膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、第一の酸化物半導体層59及び第二の酸化物半導体層60を形成した。これにより、第一のソース電極55と第一のドレイン電極56との間にチャネルが形成されるように第一の酸化物半導体層59が形成された。また、第二のソース電極57と第二のドレイン電極58との間にチャネルが形成されるように第二の酸化物半導体層60が形成された。
−保護層の形成−
次に、第一の保護層61及び第二の保護層62を形成した。具体的には、CVD法によりSiON膜を平均膜厚が約300nmになるように成膜した。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成される第一の保護層61及び第二の保護層62のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、RIEにより、レジストパターンの形成されていない領域のSiON膜を除去し、この後、レジストパターンも除去することにより第一の保護層61及び第二の保護層62を形成した。
−層間絶縁膜の形成−
次に、層間絶縁膜63を形成した。具体的には、ポジ型感光性有機材料(スミレジンエクセルCRCシリーズ、住友ベークライト株式会社製)をスピンコートにより塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、所望のパターンを得た。その後、320℃で30分間のポストベークをすることにより、第二のドレイン電極58上にスルーホールを有した層間絶縁膜63を形成した。このように形成された層間絶縁膜63の平均膜厚は、約3μmであった。形成されたスルーホールは、層間絶縁膜63の第二のドレイン電極58と接する面において径が10μm、その反対側の面において径が20μmの順テーパ形状あった。
−接続部材の形成−
次に、接続部材74を形成した。具体的には、前記スルーホールを有した層間絶縁膜63上に、Cuのシードを成膜後、メッキコーティングにより平均膜厚5μmのCu膜を成膜した。さらにCMP処理を実施することにより層間絶縁膜63上のCu膜を除去し、前記スルーホール内のみにCuが充填された接続部材74を形成した。
−第1の隔壁及び第2の隔壁の形成−
次に、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。第1の隔壁71、及び第2の隔壁72は台形状の断面形状であった。台形状である第1の隔壁71の下底の幅は80μm、上底の幅は40μm、傾斜(テーパ)領域は片側20μmであった。また、台形状である第2の隔壁72の下底の幅は20μm、上底の幅は10μm、傾斜(テーパ)領域は片側5μmであった。高さは第1の隔壁71、第2の隔壁72共に1μmであった。また、第1の隔壁と第2の隔壁により形成される開口部の大きさは130μm×50μmであった。
−画素電極の形成−
次に、画素電極73を形成した。具体的には、層間絶縁膜63上にDCスパッタリングにより高反射率電極であるAg−Pd−Cu膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、Ag−Pd−Cu膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、画素電極73のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更にウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域のAg−Pd−Cu膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ag−Pd−Cu膜からなる画素電極73を形成した。平均膜厚は約100nmであった。画素電極73は第1の隔壁71上に片側15μm、第2の隔壁72上に片側3μm被覆する形状となっており、画素電極サイズは160μm×56μmであった。
−有機EL層の形成−
続いて、正孔輸送層77、及び発光層78を形成した。正孔輸送層インクとしては、水を溶媒とする固形分濃度1質量%の3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)溶液を用い、インクジェットにより正孔輸送層77を第1の隔壁71、及び第2の隔壁72が形成する開口部に形成した。また、発光層インクとしては、メシチレンを溶媒とする固形分濃度1質量%の高分子有機EL発光材料溶液を用い、インクジェットにより第1の隔壁71、及び第2の隔壁72が形成する開口部に発光層78を形成した。
−上部電極の形成−
次に、上部電極80を形成した。具体的には、MgAgを真空蒸着することにより、発光層78、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72上に上部電極80を形成した。
−封止層の形成−
次に、封止層81を形成した。具体的には、PECVDによりSiN膜を平均膜厚が約2μmとなるように成膜することにより、上部電極80上に封止層81を形成した。
−貼合せ−
次に、対向基板83との貼合せを行った。具体的には、封止層81の上に、接着層82を形成し、ガラス基板からなる対向基板83を貼り合せた。これにより、図13A〜図13Cに示す構成の有機EL表示装置の表示パネルを作製した。
−駆動回路の接続−
次に、駆動回路を接続した。具体的には、前記表示パネルに不図示の駆動回路を接続し、表示パネルにおいて画像を表示することができるようにした。これにより、有機EL表示装置を作製した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は160μm×56μm、開口率は約61%と良好であり、低消費電力な表示パネルとすることができた。
(比較例1)
図14A〜図14Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
−画素電極の形成−
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜層間絶縁膜63を実施例1と全く同じ方法で形成した。
次に、画素電極73を形成した。具体的には、層間絶縁膜63上にDCスパッタリングにより高反射率電極であるAg−Pd−Cu膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、Ag−Pd−Cu膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、画素電極73のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更にウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域のAg−Pd−Cu膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ag−Pd−Cu膜からなる画素電極73を形成した。平均膜厚は約100nmであった。画素電極サイズは160μm×56μmであった。
−第1の隔壁及び第2の隔壁の形成−
次に、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。第1の隔壁71の幅は80μm、第2の隔壁72の幅は20μm、高さは第1の隔壁71、第2の隔壁72共に1μmであった。また、第1の隔壁と第2の隔壁により形成される開口部の大きさは130μm×50μmであった。
その後、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例1と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は130μm×50μm、開口率は約44%であり、実施例1で作製した有機EL表示パネルと比較して消費電力の大きい表示パネルとなった。
(実施例2)
図15A〜図15Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜層間絶縁膜63を実施例1と全く同じ方法で形成した。
次に、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を、実施例1と全く同じ方法で形成した。
−画素電極及び接続部材の形成−
次に、画素電極73、及び接続部材74を形成した。具体的には、層間絶縁膜63上にDCスパッタリングにより高反射率電極であるAg−Pd−Cu膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、Ag−Pd−Cu膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、画素電極73のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更にウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域のAg−Pd−Cu膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ag−Pd−Cu膜からなる画素電極73、及び接続部材74を形成した。平均膜厚は約100nmであった。画素電極73は、第1の隔壁71上に片側15μm、第2の隔壁72上に片側3μm被覆する形状となっており、画素電極サイズは160μm×56μmであった。
続いて第1の隔壁71の一部、及び接続部材74を被覆するように、第3の隔壁75を形成した。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、第3の隔壁75を形成した。第3の隔壁75の幅は91μm、第1の隔壁71と重なる領域の幅は51μmであり、第1の隔壁71の端部から第3の隔壁の端部までの幅は120μmとなった。また、第3の隔壁75の高さは画素電極73上で1μm、第1の隔壁上で0.5μmであった。
その後、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例1と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は105m×56μm、開口率は約41%であり、低消費電力な表示パネルとすることができた。
(比較例2)
図16A〜図16Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜層間絶縁膜63を実施例1と全く同じ方法で形成した。
−画素電極及び接続部材の形成−
次に、画素電極73、及び接続部材74を形成した。具体的には、層間絶縁膜63上にDCスパッタリングにより高反射率電極であるAg−Pd−Cu膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、Ag−Pd−Cu膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、画素電極73のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更にウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域のAg−Pd−Cu膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ag−Pd−Cu膜からなる画素電極73、及び接続部材74を形成した。平均膜厚は約100nmであった。画素電極サイズは160μm×56μmであった。
−第1及び第2の隔壁の形成−
次に、第1及び第2の隔壁71、72を形成した。第1の隔壁71が、接続部材74を被覆するような構造とした。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、第1及び第2の隔壁71、72を形成した。第1の隔壁71の幅は120μm、高さは1μm、第2の隔壁72の幅は20μm、高さは1μmであった。また、第1の隔壁と第2の隔壁とにより形成される開口部の大きさは90μm×50μmであった。
その後、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例1と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は90μm×50μm、開口率は約31%であり、実施例2で作製した有機EL表示パネルと比較して消費電力の大きい表示パネルとなった。
(実施例3)
図17A〜図17Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜第2の保護層62を実施例1と全く同じ方法で形成した。
−第1の隔壁及び第2の隔壁の形成−
次に、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。第1の隔壁71の幅は120μm、第2の隔壁72の幅は20μm、高さは第1の隔壁71、第2の隔壁72共に1μmであった。また、第1の隔壁と第2の隔壁により形成される開口部の大きさは90μm×50μmであった。
−画素電極の形成−
次に、画素電極73を形成した。具体的には、第1の隔壁71、第2の隔壁72、及びドレイン電極58上にDCスパッタリングにより高反射率電極であるAg−Pd−Cu膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、Ag−Pd−Cu膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、画素電極73のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更にウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域のAg−Pd−Cu膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ag−Pd−Cu膜からなる画素電極73を形成した。平均膜厚は約100nmであった。画素電極73は第1の隔壁71上に片側15μm、第2の隔壁72上に片側3μm被覆する形状となっており、画素電極サイズは120μm×56μmであった。
その後、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例1と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は120μm×56μm、開口率は約46%であり、低消費電力な表示パネルとすることができた。
(比較例3)
図18A〜図18Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜第2の隔壁72を実施例3と全く同じ方法で形成した。本比較例の有機EL表示装置では、ドレイン電極58を画素電極として利用し、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例3と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は90μm×56μm、開口率は約34%であり、実施例3で作製した有機EL表示パネルと比較して消費電力の大きい表示パネルとなった。
(実施例4)
図19A〜図19Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜第2の保護層62を実施例1と全く同じ方法で形成した。
−層間絶縁膜の形成−
次に、層間絶縁膜63を形成した。具体的には、ポジ型感光性有機材料(スミレジンエクセルCRCシリーズ、住友ベークライト株式会社製)をスピンコートにより塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、所望のパターンを得た。その後、320℃で30分間のポストベークをすることにより、第二のドレイン電極58上にスルーホールを有した層間絶縁膜63を形成した。このように形成された層間絶縁膜63の平均膜厚は、約3μmであった。形成されたスルーホールは、層間絶縁膜63の第二のドレイン電極58と接する面において径が5μm、その反対側の面において径が10μmの順テーパ形状あった。
−接続部材の形成−
次に、接続部材74を形成した。具体的には、前記スルーホールを有した層間絶縁膜63上に、Cuのシードを成膜後、メッキコーティングにより平均膜厚5μmのCu膜を成膜した。さらにCMP処理を実施することにより層間絶縁膜63上のCu膜を除去し、前記スルーホール内のみにCuが充填された接続部材74を形成した。
−第1の隔壁及び第2の隔壁の形成−
次に、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。第1の隔壁71、及び第2の隔壁72は台形状の断面形状であった。台形状である第1の隔壁71、及び第2の隔壁72の下底の幅は20μm、上底の幅は10μm、傾斜(テーパ)領域は片側5μmであった。高さは第1の隔壁71、第2の隔壁72共に1μmであった。また、第1の隔壁と第2の隔壁により形成される開口部の大きさは190μm×50μmであった。
−画素電極の形成−
次に、画素電極73を形成した。具体的には、層間絶縁膜63上にDCスパッタリングにより高反射率電極であるAg−Pd−Cu膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、Ag−Pd−Cu膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、画素電極73のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更にウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域のAg−Pd−Cu膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ag−Pd−Cu膜からなる画素電極73を形成した。平均膜厚は約100nmであった。画素電極73は第1の隔壁71上に片側3μm、第2の隔壁72上に片側3μm被覆する形状となっており、画素電極サイズは196μm×56μmであった。
その後、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例1と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は196μm×56μm、開口率は約75%であり、低消費電力な表示パネルとすることができた。
(比較例4)
図20A〜図20Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
−画素電極の形成−
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜層間絶縁膜63を実施例4と全く同じ方法で形成した。
次に、画素電極73を形成した。具体的には、層間絶縁膜63上にDCスパッタリングにより高反射率電極であるAg−Pd−Cu膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、Ag−Pd−Cu膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、画素電極73のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更にウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域のAg−Pd−Cu膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ag−Pd−Cu膜からなる画素電極73を形成した。平均膜厚は約100nmであった。画素電極サイズは196μm×56μmであった。
−第1の隔壁及び第2の隔壁の形成−
次に、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。第1の隔壁71の幅は80μm、第2の隔壁72の幅は20μm、高さは第1の隔壁71、第2の隔壁72共に1μmであった。また、第1の隔壁と第2の隔壁により形成される開口部の大きさは190μm×50μmであった。
その後、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例1と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は190μm×50μm、開口率は約65%であり、実施例4で作製した有機EL表示パネルと比較して消費電力の大きい表示パネルとなった。
(実施例5)
図21A〜図21Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜層間絶縁膜63を実施例4と全く同じ方法で形成した。
次に、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を、実施例4と全く同じ方法で形成した。
−画素電極及び接続部材の形成−
次に、画素電極73、及び接続部材74を形成した。具体的には、層間絶縁膜63上にDCスパッタリングにより高反射率電極であるAg−Pd−Cu膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、Ag−Pd−Cu膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、画素電極73のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更にウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域のAg−Pd−Cu膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ag−Pd−Cu膜からなる画素電極73、及び接続部材74を形成した。平均膜厚は約100nmであった。画素電極73は、第1の隔壁71上に片側3μm、第2の隔壁72上に片側3μm被覆する形状となっており、画素電極サイズは196μm×56μmであった。
続いて第1の隔壁71の一部、及び接続部材74を被覆するように、第3の隔壁75を形成した。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、第3の隔壁75を形成した。第3の隔壁75の幅は37μm、第1の隔壁71と重なる領域の幅は10μmであり、第1の隔壁71の端部から第3の隔壁の端部までの幅は47μmとなった。また、第3の隔壁75の高さは画素電極73上で1μm、第1の隔壁上で0.5μmであった。
その後、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例4と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は166μm×56μm、開口率は約63%であり、低消費電力な表示パネルとすることができた。
(比較例5)
図22A〜図22Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜層間絶縁膜63を実施例4と全く同じ方法で形成した。
−画素電極及び接続部材の形成−
次に、画素電極73、及び接続部材74を形成した。具体的には、層間絶縁膜63上にDCスパッタリングにより高反射率電極であるAg−Pd−Cu膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜し、この後、Ag−Pd−Cu膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、画素電極73のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更にウェットエッチングによりレジストパターンの形成されていない領域のAg−Pd−Cu膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ag−Pd−Cu膜からなる画素電極73、及び接続部材74を形成した。平均膜厚は約100nmであった。画素電極サイズは196μm×56μmであった。
−第1及び第2の隔壁の形成−
次に、第1及び第2の隔壁71、72を形成した。第1の隔壁71が、接続部材74を被覆するような構造とした。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、第1及び第2の隔壁71、72を形成した。第1の隔壁71の幅は47μm、高さは1μm、第2の隔壁72の幅は20μm、高さは1μmであった。また、第1の隔壁と第2の隔壁により形成される開口部の大きさは163μm×50μmであった。
その後、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例4と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は163μm×50μm、開口率は約55%であり、実施例5で作製した有機EL表示パネルと比較して消費電力の大きい表示パネルとなった。
実施例1〜5、比較例1〜5の有機EL表示装置の画素電極サイズ、発光面積、開口率について、表1に示す。
(実施例6)
実施例1において第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を以下のインクジェットプロセスで形成した以外は実施例1と全く同じ方法で図23A〜図23Cに示す有機EL表示装置を作製した。
−第1の隔壁及び第2の隔壁の形成−
塗布インクとしては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)をγ−ブチロラクトンを用いて質量比で3倍に希釈した塗布インクを用い、インクジェット装置により15回重ね塗りした後、230℃30分間のポストベークをすることにより、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。第1の隔壁71、及び第2の隔壁72は円弧形状であった。第1の隔壁71の幅は80μm、第2の隔壁72の幅は20μm、高さは第1の隔壁71、第2の隔壁72共に1μmであった。
作製した有機EL表示パネルの発光面積は160μm×56μm、開口率は約61%と良好であり、低消費電力な表示パネルとすることができた。
(実施例7)
図13A〜図13Cに示すような、有機EL表示装置を作製した。
ガラス基板51上に第一のゲート電極52〜層間絶縁膜63を実施例1と全く同じ方法で形成した。
−第1の隔壁及び第2の隔壁の形成−
次に、第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。材料としては、感光性ポリイミド溶液(DL−1000、東レ社製)に撥液性を有するフッ素樹脂を添加した塗布液を用い、スピンコート、プリベーク、露光装置による露光、現像、及び230℃30分間のポストベークをすることにより、撥液性を有する第1の隔壁71、及び第2の隔壁72を形成した。第1の隔壁71、及び第2の隔壁72は台形状の断面形状であった。台形状である第1の隔壁71の下底の幅は80μm、上底の幅は20μm、傾斜(テーパ)領域は片側30μmであった。また、台形状である第2の隔壁72の下底の幅は20μm、上底の幅は5μm、傾斜(テーパ)領域は片側7.5μmであった。高さは第1の隔壁71、第2の隔壁72共に1μmであった。また、第1の隔壁と第2の隔壁により形成される開口部の大きさは130μm×50μmであった。
−画素電極及び接続部材の形成−
次に、画素電極73、及び接続部材74を形成した。具体的には、UVオゾン処理によって、第1の隔壁71及び第2の隔壁72の表面は撥液性、層間絶縁膜63の表面は親液性の状態とした後、層間絶縁膜63上にナノAgインク(アルバック製Ag1teH)を用いて、インクジェットプロセスにより画素電極73、及び接続部材74を形成した。画素電極73の平均膜厚は約100nmであった。画素電極73は、第1の隔壁71上に片側25μm、第2の隔壁72上に片側5μm被覆する形状となっており、画素電極サイズは180μm×60μmであった。
その後、正孔輸送層77〜対向基板83、及び駆動回路を実施例1と全く同じ方法で形成した。作製した有機EL表示パネルの発光面積は180μm×60μm、開口率は約73%であり、低消費電力な表示パネルとすることができた。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 基板と、
前記基板上にマトリックス状に配置された複数の電界効果型トランジスタと、
前記電界効果トランジスタ上方に所定の方向に形成された複数の第1の隔壁と、
前記複数の第1の隔壁と交差するように形成された複数の第2の隔壁と、
前記第1の隔壁と前記第2の隔壁とにより形成された開口部、並びに、前記第1の隔壁の幅方向の端部上、及び、前記第2の隔壁の幅方向の端部上に形成され、前記電界効果型トランジスタに含まれるソース電極又はドレイン電極と接続された複数の画素電極と、
前記画素電極上に形成され、前記電界効果型トランジスタによって駆動される光制御素子と、
を有することを特徴とする画像表示装置である。
<2> 前記画素電極が、前記電界効果型トランジスタ上に形成された層間絶縁膜上に形成されており、
前記画素電極が、前記層間絶縁膜を貫通する接続部材を介して前記ソース電極又は前記ドレイン電極と接続されている前記<1>に記載の画像表示装置である。
<3> 更に、前記画素電極を介して前記接続部材を被覆する第3の隔壁を有する前記<2>に記載の画像表示装置である。
<4> 前記第1の隔壁及び前記第2の隔壁が、前記電界効果型トランジスタ上に形成されている前記<1>から<3>のいずれかに記載の画像表示装置である。
<5> 前記光制御素子が、エレクトロルミネッセンス素子を有する前記<1>から<4>のいずれかに記載の画像表示装置である。
<6> 前記光制御素子が、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する前記<1>から<4>のいずれかに記載の画像表示装置である。
11 基材
12 ゲート電極
13 ゲート絶縁層
14 ソース電極
15 ドレイン電極
16 活性層
22 ゲート電極
23 ゲート絶縁層
24 ソース電極
25 ドレイン電極
26 活性層
27 保護層
28 層間絶縁膜
30 第1の隔壁
31 第2の隔壁
32 画素電極
33 接続部材
34 正孔輸送層
35 発光層
36 陰極
37 第3の隔壁
51 第一のガラス基板
52 第一のゲート電極
53 第二のゲート電極
54 ゲート絶縁層
55 第一のソース電極
56 第一のドレイン電極
57 第二のソース電極
58 第二のドレイン電極
59 第一の酸化物半導体層
60 第二の酸化物半導体層
61 第一の保護層
62 第二の保護層
63 層間絶縁膜
71 第1の隔壁
72 第2の隔壁
73 画素電極
74 接続部材
75 第3の隔壁
77 正孔輸送層
78 発光層
80 上部電極
81 封止層
82 接着層
83 対向基板
特開2013−168478号公報

Claims (6)

  1. 基板と、
    前記基板上にマトリックス状に配置された複数の電界効果型トランジスタと、
    前記電界効果トランジスタ上方に所定の方向に形成された複数の第1の隔壁と、
    前記複数の第1の隔壁と交差するように形成された複数の第2の隔壁と、
    前記第1の隔壁と前記第2の隔壁とにより形成された開口部、並びに、前記第1の隔壁の幅方向の端部上、及び、前記第2の隔壁の幅方向の端部上に形成され、前記電界効果型トランジスタに含まれるソース電極又はドレイン電極と接続された複数の画素電極と、
    前記画素電極上に形成され、前記電界効果型トランジスタによって駆動される光制御素子と、
    を有することを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記画素電極が、前記電界効果型トランジスタ上に形成された層間絶縁膜上に形成されており、
    前記画素電極が、前記層間絶縁膜を貫通する接続部材を介して前記ソース電極又は前記ドレイン電極と接続されている請求項1に記載の画像表示装置。
  3. 更に、前記画素電極を介して前記接続部材を被覆する第3の隔壁を有する請求項2に記載の画像表示装置。
  4. 前記第1の隔壁及び前記第2の隔壁が、前記電界効果型トランジスタ上に形成されている請求項1から3のいずれかに記載の画像表示装置。
  5. 前記光制御素子が、エレクトロルミネッセンス素子を有する請求項1から4のいずれかに記載の画像表示装置。
  6. 前記光制御素子が、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する請求項1から4のいずれかに記載の画像表示装置。
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