JP4289332B2 - El表示装置、el表示装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Description
また、当該文献においては、平坦化を用いたトップエミッション構造を有しておらず、マトリクス型のパネルにおいてはアレイ配線によって出射光の取り出し効率が低下するという問題もあった。
更には、表側と裏側の輝度のバランスを調整できない問題や、両面で発光領域が同じパネルでは情報量の変更ができないという問題もあった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、表側と裏側で異なる画像を同時に表示することを実現した両面発光型のEL表示装置と、当該EL表示装置の製造方法と、EL表示装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
即ち、本発明のEL表示装置においては、基板上に、単位画素内の複数のサブ画素毎に形成された第1及び第2画素電極と、当該第1及び第2画素電極に対向する対向電極と、前記第1及び第2画素電極と前記対向電極とによって挟持された発光機能層と、当該発光機能層を封止する封止部材とを具備し、前記第1及び第2画素電極と前記対向電極は、透明導電膜からなり、前記第1画素電極上には、前記発光機能層の出射光を前記封止部材側から取り出す封止側発光領域が形成され、前記第2画素電極上には、前記発光機能層の出射光を前記基板側から取り出す基板側発光領域が形成され、前記封止側発光領域における前記第1画素電極、及び前記基板側発光領域における前記対向電極の各々に隣接する遮光層が形成され、前記封止側発光領域及び前記基板側発光領域における発光機能層が各々独立して発光することを特徴としている。
一方、基板側発光領域においては、第2画素電極と対向電極とによって挟持された発光機能層が発光すると、当該出射光は、遮光層が形成されている対向電極の側に出射することなく、第2画素電極と基板を透過して出射する。
このような封止側発光領域及び基板側発光領域は、サブ画素毎に形成されていると共に、当該封止側発光領域及び基板側発光領域における発光機能層が各々独立して発光するので、サブ画素毎において封止部材側への発光と基板側への発光とを独立して行うことができる。
また、例えば単位画素内に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色で発光するサブ画素を備えている場合には、単位画素においてフルカラー表示を行うことができると共に、当該フルカラー表示を封止部材側と基板側とに各々異ならせて行うことができる。
また、封止側発光領域と基板側発光領域とにおいて独立して発光機能層が発光することから、各領域の輝度バランスを容易に調整することができ、各領域において情報量の変更も容易にできる。
このようにすれば、上記に記載したEL表示装置と同様の効果が得られると共に、遮光層の光反射性によって、発光効率を向上させて高輝度の表示を実現できる。
具体的には、封止側発光領域における発光機能層の出射光は、対向電極と封止部材を透過して出射すると共に、第1画素電極に形成された光反射性の遮光層に反射した後に対向電極と封止部材を透過して出射する。
また、基板側発光領域における発光機能層の出射光は、第2画素電極と基板を透過して出射すると共に、対向電極に形成された光反射性の遮光層に反射した後に第2画素電極と基板を透過して出射する。
従って、遮光層が光反射性を有していることにより、封止側発光領域と基板側発光領域の各々において更に発光効率を向上させることができる。
このようにすれば、上記に記載したEL表示装置と同様の効果が得られると共に、光吸収性を備えた遮光層がブラックマトリクスとして機能し、コントラストの向上を図ることができる。
具体的には、基板側発光領域における対向電極に光吸収性の遮光層が形成されている場合では、当該遮光層が封止部材側から入射する外光を吸収するので、封止部材側に表示を行う画像のコントラストを向上することができる。また、当該遮光層により基板側から入射し発光層を透過する外光を吸収するので、偏向板等を付加することなく、基板側に表示を行う画像のコントラストを向上することができる。
また、封止側発光領域における第1画素電極に光吸収性の遮光層が形成されている場合では、当該遮光層が基板側から入射する外光を吸収するので、基板側に表示を行う画像のコントラストを向上することができる。また、当該遮光層により封止部材側から入射し発光層を透過する外光を吸収するので、偏向板等を付加することなく、封止部材側に表示を行う画像のコントラストを向上することができる。
従って、遮光層が光吸収性を有していることにより、封止側発光領域と基板側発光領域の各々において、コントラストを向上させた表示を行うことができる。
このようにすれば、第1及び第2スイッチング素子のスイッチング動作に応じて、発光機能層を発光させることができる。これにより、封止側発光領域と基板側発光領域との各々において、発光機能層を独立して発光させることができる。
ここで、平坦化層とは、基板上に形成された第1及び第2スイッチング素子や、当該第1及び第2スイッチング素子に接続された配線等、の形状に起因する凹凸部や段差を埋設することで、平坦化を施す層膜である。また、当該平坦化層は、第1及び第2スイッチング素子と、第1及び第2画素電極と、の各々の電気的絶縁性を得るための層間絶縁層としても機能するものである。
このような平坦化層が第1及び第2画素電極と第1及び第2スイッチング素子との間に形成されることによって、第1及び第2画素電極を平坦面上に形成することができる。
また、平坦化膜が形成されることで、スイッチング素子の上方にも発光領域を形成できるので、当該スイッチング素子の上方に積極的に封止側発光領域を設けることができ、開口率が向上する。
本発明によれば、第1画素電極に形成された遮光層と、第1スイッチング素子とが平坦化層を介して平面的に重なり合っているので、基板側発光領域における出射光は、第2画素電極と基板を透過して出射する経路において、第1スイッチング素子によって遮光されずに出射される。従って、基板側発光領域における出射光の取り出し効率を向上させることができる。
一方、従来においては、基板側に出射光を取り出す際に、スイッチング素子やアレイ配線等によって出射光が遮蔽されてしまい、取り出し効率の低下を招いていた。これに対し、本発明によればこのような問題を解決することができる。
ここで、「基板側発光領域を除く領域」とは、例えば封止側発光領域や隔壁が形成されている領域を意味する。
このようにすれば、基板側発光領域における出射光は、第2画素電極と基板を透過して出射する経路において、第1スイッチング素子又は第2スイッチング素子によって遮光されずに出射される。従って、基板側発光領域における出射光の取り出し効率を向上させることができる。
ここで、容量素子は、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子におけるゲート電極とソース電極との間に絶縁膜が介在することで構成されていることが好ましい。
このようにすれば、基板側発光領域における出射光は、第2画素電極と基板を透過して出射する経路において、容量素子によって遮光されずに出射される。従って、基板側発光領域における出射光の取り出し効率を向上させることができる。
本発明によれば、基板側発光領域における出射光が第2画素電極と基板とを透過して出射する経路において、電源線によって遮光されずに出射される。従って、基板側発光領域における出射光の取り出し効率を向上させることができる。
本発明によれば、基板側発光領域における出射光が第2画素電極と基板とを透過して出射する経路において、第1スイッチング素子や第2スイッチング素子によって遮光されずに出射される。従って、基板側発光領域における出射光の取り出し効率を向上させることができる。
一方、従来においては、基板側に出射光を取り出す際に、スイッチング素子やアレイ配線等によって出射光が遮蔽されてしまい、取り出し効率の低下を招いていた。これに対し、本発明によればこのような問題を解決することができる。
このような発光機能層は、封止側発光領域と基板側発光領域とにおいて、共通に形成される。従って、封止側発光領域と基板側発光領域の各々に発光機能層を分けて形成する必要がないので、容易に発光機能層を形成できる。
本発明によれば、封止側発光領域と基板側発光領域との各々に独立して発光機能層が形成されるので、各発光領域において安定した膜厚で発光機能層を形成することができる。
また、封止部材側への発光と基板側への発光とを独立させて行うことができるので、従来の両面発光型のEL表示装置の問題を解決することができる。従来では、EL表示装置の反対側が透けて見えるために、パネルの表側と裏側とにおいて表示画像が反転し、当該表側と裏側とで同時に異なる画像表示を行うことができないという問題があった。これに対して、本発明は、封止側発光領域における第1画素電極と基板側発光領域における対向電極とに遮光層が形成され、更に封止側発光領域と基板側発光領域とにおいて独立して発光機能層が発光するので、EL表示装置の反対側が透けて見えることがなく、また、パネルの表側と裏側とにおいて表示画像が反転することもない。
また、封止側発光領域と基板側発光領域とにおいて独立して発光機能層が発光することから、各領域の輝度バランスを容易に調整することができ、各領域において情報量の変更も容易にできる。
このような封止側発光領域及び基板側発光領域は、サブ画素毎に形成されていると共に、当該封止側発光領域及び基板側発光領域における発光機能層が各々独立して発光するので、サブ画素毎において封止部材側への発光と基板側への発光とを独立して行うことができる。
このようにすれば、対向電極上に遮光層を所定のマスクパターンに応じて蒸着して形成することができる。
従って、本発明の電子機器としては、携帯電話機等の電子機器が挙げられる。このように電子機器の表示部に、本発明のEL表示装置を採用することによって、表側及び裏側の両面で異なる画像を同時に表示できる表示部を備えた電子機器を実現できる。
図1はEL表示装置1の構成を模式的に示す平面図である。
本実施形態のEL表示装置は、電気光学物質の一例である電界発光型物質、中でも有機エレクトロルミネッセンス(EL)材料を用いたものであって、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下では、TFTと略記する)を用いたアクティブマトリクス方式によって有機EL材料を発光駆動させるものである。
そして、特に本実施形態のEL表示装置は、パネルの表側及び裏側から画像表示を行う両面発光型である。換言すれば、トップエミッション型とボトムエミッション型の表示を行う、所謂ダブルエミッション型である。
そして、画素部3においては、発光した出射光が基板20を透過させて画像表示を行うと共に、カバー基板46(後述)を透過させて画像表示を行うようになっている。
ここで、画素部3は、中央部分の実表示領域4(図中二点鎖線枠内)と、実表示領域4の周囲に配置されたダミー領域5(一点鎖線および二点鎖線の間の領域)とに区画されており、実表示領域4には複数の画素が形成され、ダミー領域5の下層側には走査線駆動回路80および検査回路90が形成されている。
なお、本実施形態においては、「サブ画素」を「サブピクセル」と称し、RGBの各色サブピクセルから構成される表示領域を「ピクセル」(単位画素)と称してもよい。
図2は、EL表示装置1の実表示領域4における一つのサブ画素の等価回路図である。
図3は、EL表示装置1の実表示領域4における一つのサブ画素を拡大視した拡大平面図である。図4は、図3のA−A´断面における断面図である。
また、データ線102T,102Bには、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路202が接続されている。当該データ線駆動回路202は、データ線102T,102Bの各々に対して、異なるデータ信号を与えることが可能となっている。
このように、走査線101T,101Bやデータ線102T,102Bに信号を付与することが可能となっていることで、EL表示装置1は、後述するようにダブルエミッション方式の表示を行う。
ここで、封止側発光領域73においては、スイッチング用TFT120と、駆動用TFT(第1スイッチング素子)122によって、発光機能層12(後述)が発光駆動する。
また、基板側発光領域74においては、スイッチング用TFT121と、駆動用TFT(第2スイッチング素子)122によって、発光機能層12が発光駆動する。
まず、TFT120において、走査線101Tを介して走査信号がゲート電極に供給されると、データ線102Tのデータ信号は、TFT120のチャネルを介して、保持容量(容量素子)CTに供給される。これにより、TFT120のデータ信号は、保持容量CTによって保持される。そして、TFT120から供給されるデータ信号或いは保持容量CTに保持されたデータ信号がTFT122のゲート電極に供給されると、電源線103の駆動電流は、TFT122のチャネルを介して、画素電極から陰極に流れる。これにより、封止側発光領域73において、画素電極と陰極とにより挟持された発光機能層12は、これを流れる電流量に応じて発光する。
このようなTFT120,121,122,123の動作により、サブ画素Dは基板20側及びカバー基板46側の各々に向けて発光可能となっている。
図3の平面図においては、サブ画素Dを構成する各種配線の積層構造を説明するために、当該各種配線を透過した図となっている。
また、図3に示す各構成要素は、基板20上に形成されるものである。また、各構成要素(配線、TFT、容量素子)の間には、層間絶縁膜が形成されており、電気的絶縁性が得られたものとなっている。また、層間絶縁膜には部分的にコンタクトホールが形成されており、各構成要素間を導通させている。
また、EL表示装置1は、サブ画素D(n),D(n+1)を跨ぐように、発光機能層12の平面パターンとなる発光機能層領域12ARを有している。当該発光機能層領域12ARは、サブ画素D(n)の基板側発光領域74と、サブ画素D(n+1)の封止側発光領域73とに対して、共通に形成されている。また、発光機能層領域12ARは、有機バンク21の平面パターンとなるバンク領域(隔壁)21ARによって囲まれている。また、有機バンク領域21ARは、サブ画素D(n),D(n+1)の各々の中央に形成されており、各サブ画素における封止側発光領域73と基板側発光領域74とを隔離させている。
これに対して、データ線102T,102B、スイッチング用のTFT120,121、及び電源線103は、紙面縦方向に延在し、封止側発光領域73のみに重なっている。また、TFT120,121のチャネル領域は、走査線101T,101Bに重なり合っており、当該走査線101T,101Bを、TFT120,121のゲート電極としている。
ここで、TFT122のドレイン領域41D(後述)は、コンタクトホール44a(後述)を介して、第1画素電極23a(後述)に接続されている。また、TFT123のドレイン領域となる高濃度不純物領域41D(後述)は、コンタクトホール44a(後述)を介して、第2画素電極23b(後述)に接続されている。
また、TFT122のソース領域となる高濃度不純物領域41S(後述)は、コンタクトホール43a(後述)を介して、電源線103に接続されている。また、TFT123のソース領域41S(後述)は、コンタクトホール43a(後述)を介して、電源線103に接続されている。
また、TFT123のゲート電極42は、TFT121のドレイン電極と導通している。ここで、TFT123のゲート電極42の一部は、層間絶縁膜を介して電源線103と対向配置しており、先述の保持容量CBを構成している。従って、保持容量CT,CBは、封止側発光領域73に重なり合っている。
図4に示すように、EL表示装置1は、基板20とカバー基板(封止部材)46との間に、TFT素子部11と、発光機能層12と、封止部13とを備えた構成となっている。また、当該EL表示装置1は、発光機能層12の出射光を封止部13に透過させてカバー基板46の側から取り出す封止側発光領域73と、発光機能層12の出射光をTFT素子部11に透過させて基板20の側から取り出す基板側発光領域74とを備え、封止側発光73aと基板側発光74aとを行うようになっている。
基板20は、基板側発光を行うための透明性基板からなる。透明性基板としては、ガラス基板や樹脂基板等が採用される。ガラス基板は、比較的耐熱性が高いことから、公知の半導体製造工程によってガラス基板上にTFTを容易に形成することが可能となる。一方、樹脂基板は、可撓性を有していることから、フレキシブル性を備えたEL表示装置1を実現するには適した材料である。
TFT素子部11は、発光機能層12をアクティブマトリクス駆動によって発光させるためのTFT122,123を有している。当該TFT122、123の各々は、封止側発光と基板側発光とを各々行うためのスイッチング素子である。そして、当該2つのTFTは、実表示領域4の各サブ画素D内に形成されている。また、TFT122、123の近傍は、シリコン層41、ゲート絶縁層82、ゲート電極42、層間絶縁膜83、ソース電極43(電源線103)、ドレイン電極44、パッシベーション膜84、及び平坦化層85が順次積層された構成となっている。そして、平坦化層85の表面には、後述する画素電極23a、23bが形成されている。
なお、本実施形態においては、基板20上にシリコン層41を形成した構成を採用したが、当該基板20とシリコン層41との間に下地保護層を形成してもよい。このような下地保護層は、基板20からシリコン層41に不純物が拡散するのを防止する、所謂バリア層として機能する層膜であり、その材料としては、SiO2等の無機物を主体とする材料が採用される。
なお、図4に示すシリコン層41は、表示領域内に形成され、画素電極23a、23bに接続されるTFT122、123を構成するものであるが、図1に示した走査線駆動回路80に含まれるPチャネル型及びNチャネル型のTFT(駆動回路用TFT)においても、基本構造はシリコン層41と同様となっている。
ソース電極43及びドレイン電極44の形成方法としては、層間絶縁膜83を覆うように、アルミニウム、クロム、タンタル等の金属膜を200nm〜800nm程度の膜厚で形成した後に、ソース電極43及びドレイン電極44が形成されるべき領域を覆うようにエッチング用マスクを形成し、その後、金属膜をエッチングすることで、ソース電極43及びドレイン電極44を形成する。
画素電極23a、23bの各々は、封止側発光領域73に対応する第1画素電極と、基板側発光領域74に対応する第2画素電極である。当該第1画素電極23a及び第2画素電極23bは、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide(登録商標))(出光興産社製)等の透明性金属等によって形成され、これらの材料の単層構造や2層構造が好適に採用される。
なお、本実施形態においては、遮光層71は光反射性を有するものとなっているが、遮光層71の変形例として光吸収性を有していてもよい。この場合、顔料分散樹脂によって遮光層71が形成されることが好ましい。
また、本実施形態においては、遮光層71とTFT122とが平面的に重なり合っているが、遮光層71とTFT123とが平面的に重なり合ってもよい。
また、本実施形態において、「重なり合っている」とは、両者が完全に一致して重なり合っている状態や、両者の各々の少なくとも一部分が重なり合っている状態を含むことを意味している。
正孔注入/輸送層70は、形成材料として。例えばポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、又はそれらのドーピング体等を用いて形成された層膜である。具体的には、3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に3,4−ポリエチレンジオシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液などを用いて正孔注入/輸送層70を形成することができる。
また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
なお、上述した高分子材料に代えて、従来公知の低分子材料を用いることもできる。また、有機EL層60の膜厚は、100nm程度であることが好ましい。
親液性制御層25は、例えばSiO2などの親液性材料を主体として形成されたものであって、画素電極23a、23bの上方において、正孔注入/輸送層70及び有機EL層60の各々を濡れ広がせるものである。また、当該親液性制御層25は、親液性を付与するためたけでなく、第1画素電極23aと第2画素電極23bの間に形成されている。これにより、遮光層71が形成されることで生じる段差部に親液性制御層25が形成されるので、当該段差部における電流集中や短絡を防ぐようになっている。
また、有機バンク21は、平坦化層85を介してTFT122、123と平面的に重なり合っており、換言すれば、カバー基板46側から見て、有機バンク21がTFT122、123を被覆するようになっている。また、TFT122、123は、封止側発光領域73にはみ出ていない構成となっている。
なお、本実施形態における親液性制御層25の「親液性」とは、少なくとも有機バンク層21を構成するアクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの材料と比べて親液性が高いことを意味するものとする。
この場合、電子注入層を形成するための材料としては、例えばバソクプロインとセシウムの共蒸着膜が好適に採用される。バソクプロインとセシウムの共蒸着膜は、バソクプロインとセシウムを蒸発源とする共蒸着法により形成される。
また、このような材料以外にも、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属のハロゲン化物あるいは酸化物を含む材料を採用してもよい。アルカリ金属としては例えばLi、Na、Csが用いられ、アルカリ土類金属としては例えばCa、Ba、Srが用いられ、希土類金属としては例えばSm、Tb、Erが用いられる。これら金属は、特にフッ化物として用いられ形成されているのが好ましいが、これ以外のハロゲン化物、すなわち塩化物や臭化物としてもよく、また、酸化物としてもよい。このような電子注入層Bの形成材料となる化合物において、LiFなど蒸着が可能なものについては、その化合物を溶媒トラップ法もしくはコールドトラップ法によるガス中蒸着法などにより、粒径が1μm以下の超微粒子に製造することが可能である(例えば「分散・凝集の解明と応用技術,(1992),P.30」参照)。したがって、この超微粒子を分散媒中に均一に分散させて分散液(コロイド)とすることにより、液滴吐出法での塗布、すなわち液相プロセスでの成膜が可能となる。
当該陰極50は、図1に示す実表示領域4およびダミー領域5の総面積より広い面積を備え、それぞれを覆うように形成されている。陰極50を形成するための材料としては、電子注入効果の大きい材料が好適に用いられる。例えば、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム、リチウム金属、又はこれらの金属化合物である。金属化合物としては、フッ化カルシウム等の金属フッ化物や酸化リチウム等の金属酸化物、アセチルアセトナトカルシウム等の有機金属錯体が該当する。また、これらの材料だけでは、電気抵抗が大きく電極として機能しないため、アルミニウムや金、銀、銅などの金属層やITO、酸化錫などの金属酸化物導電層との積層体と組み合わせて用いてもよい。なお、本実施形態では、フッ化リチウムとマグネシウム金属、ITOの積層体を、透明性が得られる膜厚に調整して用いるものとする。
当該遮光層72は、光反射性を有しており、基板側発光領域74の領域内と有機バンク21の上方に形成されている。このような遮光層72を構成する材料としては、先述の遮光層71と同様に、アルミ(Al)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タングステン(W)等の金属膜が採用される。また、当該遮光層72は、基板側発光領域74と有機バンクを限定して形成されたものであって、封止側発光領域73にははみ出ていない構成となっている。
また、先述の封止側発光領域73内に形成された遮光層71と、基板側発光領域74内の形成された遮光層72との平面的な位置関係について説明すると、遮光層71の端部と遮光層72の端部とが一致している、もしくは、遮光層71の一部分と、遮光層72の一部分とが重なるように形成されている。これにより、EL表示装置1の非発光状態では、封止側から見ても基板側から見ても、実表示領域4の全面が遮光層で覆われた状態となり、表裏光抜けが生じることがない。
また、EL表示装置1の発光状態においては、封止側発光領域73で発光した出射光は封止側発光領域73のみに出射され、基板側発光領域74で発光した出射光は基板側発光領域74のみに出射される。
なお、本実施形態においては、遮光層72は光反射性を有するものとなっているが、遮光層72の変形例として光吸収性を有していてもよい。この場合、顔料分散樹脂によって遮光層72が形成されることが好ましい。
封止部13は、陰極50とカバー基板46との間に形成されるものであり、陰極50側から透明保護膜45Aと接着層45Bとが順次積層されて構成されている。更に、接着層45Bの上方には、カバー基板46が設けられている。
透明保護膜45Aは、出射光を遮蔽することなく透過させると共に、EL表示装置1の外部から侵入する水分や酸素に対するガスバリア性を備えた部材である。この透明保護膜45Aの材料としては、酸化シリコン(SiOx)や窒化シリコン(SiNx)、酸窒化シリコン(SiOxNy)等が採用される。なお、窒化シリコンを採用する場合には、透明性を有する程度に薄膜化する必要がある。
接着層45Bは、透明保護膜45Aにカバー基板46を接着すると共に、カバー基板46の外部からの衝撃を緩衝する緩衝材としての機能を有するものである。
カバー基板46は、基板側発光を行うための透明性基板からなる。透明性基板としては、ガラス基板や樹脂基板等が採用される。また、電気絶縁性を有することが好ましい。
不図示のゲート配線からゲート電極42に電位が付与されると、ゲート電極42の近傍で生じる電界の作用によってソース電極43からドレイン電極44に電流が流れる。即ち、これによってTFT122、123のオン・オフ状態が決まる。
ここで、TFT122がオン状態となる場合では、陰極50と第1画素電極23aとの間に電流が流れ、有機EL層60において電子と正孔が結合することで出射光が生じる。また、その電流量によって発光強度が制御される。そして、出射光は、遮光層71が形成されている第1画素電極23aの側に出射することなく、陰極50とカバー基板46を透過し、封止側発光領域73から出射する。また、遮光層71は光反射性を有しているので、第1画素電極23aの側に発光した出射光は、遮光層71によって反射され、カバー基板46を透過して封止側発光領域73から出射する。このように、TFT122のスイッチング状態によって、封止側発光領域73における発光が制御される。
また、当該封止側発光領域73及び基板側発光領域74は、サブ画素毎に形成され、各サブ画素がR、G、Bの各色を発光するので、EL表示装置1の両面においてフルカラー表示が行われる。
また、例えば単位画素内に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色で発光するサブ画素を備えている場合には、単位画素においてフルカラー表示を行うことができると共に、当該フルカラー表示をカバー基板46側と基板20側とに各々異ならせて行うことができる。
また、封止側発光領域73と基板側発光領域74とにおいて独立して発光機能層12が発光することから、各領域73、74の輝度バランスを容易に調整することができ、各領域73、74において情報量の変更も容易にできる。
具体的には、封止側発光領域73における発光機能層12の出射光は、陰極50とカバー基板46を透過して出射すると共に、第1画素電極23aに形成された光反射性の遮光層71に反射した後に陰極50と封止部材を透過して出射する。また、基板側発光領域74における発光機能層12の出射光は、第2画素電極23bと基板20を透過して出射すると共に、陰極50に形成された光反射性の遮光層72に反射した後に第2画素電極23bと基板20を透過して出射する。従って、遮光層が光反射性を有していることにより、封止側発光領域73と基板側発光領域74の各々において更に発光効率を向上させることができる。
また、平坦化膜85が形成されることで、TFT122、123の上方にも発光領域を形成できるので、当該TFT122の上方に積極的に封止側発光領域73を設けることができ、開口率が向上する。
一方、従来においては、基板側に出射光を取り出す際に、スイッチング素子やアレイ配線等によって出射光が遮蔽されてしまい、取り出し効率の低下を招いていた。これに対し、本実施形態によればこのような問題を解決することができる。
一方、従来においては、基板20側に出射光を取り出す際に、スイッチング素子やアレイ配線等によって出射光が遮蔽されてしまい、取り出し効率の低下を招いていた。これに対し、本実施形態によればこのような問題を解決することができる。
また、データ線102T,102B、電源線103、TFT120,121、保持容量CT,CBは、封止側発光領域73やバンク領域21に形成されているので、出射光の遮蔽に寄与しない部分に形成することができる。
次に、EL表示装置の変形例1について説明する。
ここでは、上記のEL表示装置1と異なる部分について説明し、同一構成には同一符号を付して説明を簡略化している。
先に記載したEL表示装置1においては、遮光層71、72が光反射性を有していたが、本変形例においては、当該遮光層71、72が光吸収性を有している。
また、封止側発光領域73における第1画素電極23aに光吸収性の遮光層71が形成されている場合では、当該遮光層71が基板20側から入射する外光を吸収するので、基板20側に表示を行う画像のコントラストを向上することができる。
従って、遮光層71、72が光吸収性を有していることにより、ブラックマトリクスとして機能するので、封止側発光領域73と基板側発光領域74の各々において、コントラストを向上させた表示を行うことができる。
次に、EL表示装置の変形例2について説明する。
ここでは、上記のEL表示装置1と異なる部分について説明し、同一構成には同一符号を付して説明を簡略化している。
先に記載したEL表示装置1においては、発光機能層12がサブ画素毎に共通に形成されていたが、本変形例においては、前記封止側発光領域73と前記基板側発光領域74の各々に発光機能層12が形成されている。
次に、図5〜図7を参照して、上記のEL表示装置1の製造方法について説明する。
図5〜図7は、上記の図2に対応する図面であって、EL表示装置1の実表示領域4における一つのサブ画素を拡大視した拡大断面図である。
更に、TFT122、123の上方に層間絶縁膜83を形成した後に、コンタクトホール43a、44aを形成し、ソース電極43及びドレイン電極44を形成する。更に、パッシベーション膜84を全面に形成した後に、ドレイン電極44の一部を露出させる。当該吐出部分は、後に画素電極23a、23bと接触接合される部位である。
このような平坦化層85は、スピンコート法等の塗布法によって塗布された後に、熱処理工程やキュア工程によって形成された層膜である。また、平坦化層85を構成する具体的な材料としては、有機材料を主成分として含む材料が採用され、その中でも、例えば、アクリル樹脂膜を採用することが好ましい。なお、アクリル樹脂以外にも、他の有機材料としてポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂(以下、BCB樹脂と称す)等を採用してもよい。
当該遮光層71は、後に形成される第1画素電極23aの下層に位置する層膜であり、封止側発光領域73に形成されるものである。また、当該遮光層71は、光反射性又は光吸収性のいずれかの性質を有している。当該遮光層71が光反射性を有している場合には、反射光を利用して封止側発光領域において出射させることができるので、発光効率の向上を図ることができる。また、当該遮光層71が光吸収性を有している場合には、ブラックマトリクスとして機能するので、コントラストの向上が実現できる。
ここで、光反射性を有する場合には、アルミ(Al)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タングステン(W)等の金属膜を平坦化層85の全面に形成した後に、フォトリソグラフィ技術やパターニング技術によって、所定のパターンに形成される。
また、光吸収性を有する場合には、顔料分散樹脂を含有する液体材料を平坦化層85の全面に塗布形成した後に、キュア等の工程を経て、フォトリソグラフィ技術やパターニング技術によって、所定のパターンに形成される。
これにより、平坦化層85のコンタクトホール85aを介して第1画素電極23a及び第2画素電極23bの各々が、TFT122、123のドレイン電極44に接触して導通状態となる。また、第1画素電極23a及び第2画素電極23bは、上記のようにITO等の透明性導電膜を利用して形成される。更に、フォトリソグラフィ技術やパターニング技術によって、所定のパターンに形成される。
このような第1画素電極23a及び第2画素電極23bは、サブ画素毎に形成される。これにより、各サブ画素内において、封止側発光と基板側発光とを行うことが可能となる。
当該工程においては、第1画素電極23aと第2画素電極23bとの間に形成される。当該親液性制御層25は、SiO2などの親液性材料を主体として形成されたものであって、画素電極23a、23bの上方において、正孔注入/輸送層70及び有機EL層60の各々を濡れ広がせるものである。また、当該親液性制御層25は、親液性を付与するためたけでなく、第1画素電極23aと第2画素電極23bの間に形成されることで、遮光層71が形成されることで生じる段差部に親液性制御層25が形成されることとなり、当該段差部における電流集中や短絡を防ぐようになる。
当該工程においては、スピンコート法等の塗布法を利用して行われる。具体的には、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料を溶剤に溶解させて当該溶液を塗布した後に、キュアを行って硬化する。更に、レジスト塗布後にフォトリソグラフィ技術によってレジストを部分的に除去した後に、レジスト開口部の樹脂材料を除去することで、有機バンク21が残留して形成される。なお、有機バンク21の材料として、感光性の樹脂材料を採用すれば、レジスト塗布工程は不要になる。
当該発光機能層12を構成する正孔注入/輸送層70及び有機EL層60の形成方法としては、液体吐出法が好適に用いられる。当該液体吐出法においては、各種材料を好適な溶媒に溶解させた液体材料を微細な領域に正確に吐出して定着させることができるので、フォトリソグラフィが不要になり、材料の無駄が発生せず、製造コストの低減が可能になる。
当該陰極50の形成方法としては、蒸着法が利用される。当該蒸着法を利用することにより、有機EL層60や有機バンク21を含む実表示領域4の全面に陰極50が形成される。
なお、本実施形態においては、有機EL層60上に陰極50を形成しているが、有機EL層60と陰極50との間に電子注入層を形成してもよい。当該電子注入層を形成するには、マスク蒸着法が用いられる。
当該遮光層72の形成方法としては、マスク蒸着法が利用される。当該蒸着法を利用することにより、所定の部位にみに遮光層72を形成することが可能となる。
また、遮光層72は、基板側発光領域74に形成されるものである。また、当該遮光層72は、光反射性又は光吸収性のいずれかの性質を有している。当該遮光層72が光反射性を有している場合には、反射光を利用して基板側発光領域において出射させることができるので、発光効率の向上を図ることができる。また、当該遮光層72が光吸収性を有している場合には、ブラックマトリクスとして機能するので、コントラストの向上が実現できる。
ここで、光反射性を有する場合には、アルミ(Al)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タングステン(W)等の金属膜を平坦化層85の全面に形成した後に、フォトリソグラフィ技術やパターニング技術によって、所定のパターンに形成される。
また、光吸収性を有する場合には、顔料分散樹脂を含有する液体材料を平坦化層85の全面に塗布形成した後に、キュア等の工程を経て、フォトリソグラフィ技術やパターニング技術によって、所定のパターンに形成される。
また、透明保護膜45Aの上方に接着層45Bを配置して、カバー基板46を貼り合わせる(発光機能層を封止する封止部材を形成する工程)ことによって、EL表示装置1が完成となる。
このように形成されたEL表示装置1は、サブ画素内に封止側発光領域73と基板側発光領域74とを備え、両面発光が可能な所謂ダブルエミッション型のEL表示装置となる。
特に、サブ画素毎に第1画素電極23a及び第2画素電極23bを形成し、封止側発光領域73及び基板側発光領域74を形成しているので、当該領域73、74における発光機能層12が各々独立して発光させることができる。
また、マスク蒸着法を利用することにより、基板側発光領域73における陰極50に遮光層72を形成しているので、当該遮光層72を所定のマスクパターンに応じて蒸着して形成することができる。
次に、図8及び図9を参照して、本発明に係る電子機器について説明する。本発明の電子機器の一実施形態たる携帯電話1000は、図8に示す折り畳み状態と、図9に示す使用状態とを備えた折り畳み式の携帯電話であって、本体部1001と、表示体部1002とを有している。
なお、本発明のEL表示装置、及び電子機器は、先に示した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることが可能である。
Claims (12)
- 基板と、前記基板上に形成された複数の単位画素を含む画素部と、前記画素部を覆うように配置された封止部材と、を備え、
前記単位画素は、互いに隣り合うように配置された第1サブ画素と第2サブ画素とを少なくとも有し、
前記第1サブ画素及び前記第2サブ画素の各々は、第1画素電極と、第2画素電極と、当該第1画素電極及び第2画素電極に対向する対向電極と、前記第1画素電極及び第2画素電極と前記対向電極とによって挟持された発光機能層と、前記第1画素電極と電気的に接続された第1スイッチング素子と、前記第2画素電極と電気的に接続された第2スイッチング素子と、前記対向電極の前記封止部材側であって、平面視において少なくとも前記第1画素電極と重なる位置に配置された第1遮光層と、前記第2画素電極の前記基板側であって、平面視において少なくとも前記第2画素電極と重なる位置よりも広い範囲に配置された第2遮光層と、を有し、
前記第1画素電極と前記対向電極とは、透明導電膜からなり、
前記第1画素電極に対応する位置には、前記発光機能層の出射光を前記基板側から取り出す基板側発光領域が形成され、
前記第2画素電極に対応する位置には、前記発光機能層の出射光を前記封止部材側から取り出す封止側発光領域が形成され、
平面視において、前記第1サブ画素の前記基板側発光領域と前記第2サブ画素の前記基板側発光領域との間に、前記第1サブ画素の前記封止側発光領域が配置され、前記第1サブ画素の前記封止側発光領域と前記第2サブ画素の前記封止側発光領域との間に、前記第2サブ画素の前記基板側発光領域が配置されており、
前記第1サブ画素の前記第2スイッチング素子及び前記第2サブ画素の前記第1スイッチング素子は、平面視において、前記第1サブ画素の前記基板側発光領域と前記第2サブ画素の前記基板側発光領域との間の位置であって、前記第1サブ画素の前記第2遮光層と、前記第2サブ画素の前記第1遮光層のうちの前記基板側発光領域の外側に形成された部分と、の少なくとも一方と重なる位置に配置されることを特徴とするEL表示装置。 - 前記第1遮光層及び前記第2遮光層のうち、少なくともいずれか一方は、光反射性を有していることを特徴とする請求項1に記載のEL表示装置。
- 前記第1遮光層及び前記第2遮光層のうち、少なくともいずれか一方は、光吸収性を有していることを特徴とする請求項1に記載のEL表示装置。
- 前記第1画素電極及び前記第2画素電極と、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子との間には、平坦化層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のEL表示装置。
- 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の各々は、容量素子に接続されており、
当該容量素子は、前記封止側発光領域に重なり合っていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のEL表示装置。 - 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の各々は、電源線に接続されており、
当該電源線は、前記封止側発光領域に重なり合っていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のEL表示装置。 - 前記発光機能層を区画する隔壁が形成されており、
当該隔壁は、前記平坦化層を介して前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の少なくともいずれかと、平面的に重なり合っていることを特徴とする請求項4に記載のEL表示装置。 - 前記発光機能層は、前記封止側発光領域と前記基板側発光領域において共通に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のEL表示装置。
- 前記発光機能層は、前記封止側発光領域と前記基板側発光領域の各々に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のEL表示装置。
- 基板の上方に、
第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を形成する工程と、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の各々に電気的に接続される第1画素電極及び第2画素電極を形成する工程と、
当該第1画素電極及び第2画素電極の上方に発光機能層を形成する工程と、
前記第1画素電極及び第2画素電極に対向する対向電極を形成する工程と、
前記発光機能層を封止する封止部材を形成する工程と、
前記対向電極の前記封止部材側であって、平面視において少なくとも前記第1画素電極と重なる位置に第1遮光層を形成する工程と、
前記第2画素電極の前記基板側であって、平面視において少なくとも前記第2画素電極と重なる位置よりも広い範囲に第2遮光層を形成する工程と、
を含み、
前記基板上の画素部を構成する単位画素は、互いに隣り合うように配置された第1サブ画素と第2サブ画素とを有し、
前記第1画素電極と前記対向電極とは、透明導電膜からなり、
前記第1画素電極に対応する位置には、前記発光機能層の出射光を前記基板側から取り出す基板側発光領域を形成し、
前記第2画素電極に対応する位置には、前記発光機能層の出射光を前記封止部材側から取り出す封止側発光領域を形成し、
平面視において、前記第1サブ画素の前記基板側発光領域と前記第2サブ画素の前記基板側発光領域との間に、前記第1サブ画素の前記封止側発光領域を配置し、前記第1サブ画素の前記封止側発光領域と前記第2サブ画素の前記封止側発光領域との間に、前記第2サブ画素の前記基板側発光領域を配置し、
前記第1サブ画素の前記第2スイッチング素子及び前記第2サブ画素の前記第1スイッチング素子を、平面視において、前記第1サブ画素の前記基板側発光領域と前記第2サブ画素の前記基板側発光領域との間の位置であって、前記第1サブ画素の前記第2遮光層と、前記第2サブ画素の前記第1遮光層のうちの前記基板側発光領域の外側に形成された部分と、の少なくとも一方と重なる位置に配置することを特徴とするEL表示装置の製造方法。 - マスク蒸着法を利用することにより、前記基板側発光領域における前記対向電極上に前記第2遮光層を形成することを特徴とする請求項10に記載のEL表示装置の製造方法。
- 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のEL表示装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。
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