JP4706401B2 - El素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
実施の形態1によるEL素子の素子構造についてEL素子を用いたマトリックス型表示装置(以下、単に表示装置と称する)を例にとって説明する。図1に示したのは、本実施の形態1を適用したEL素子からなる表示装置のうち、2×2の4画素についての上面図である。これら複数の画素は全く同等のように描かれているが、実際は、画素からの射出される光の色は画素ごとにR、G、Bとわかれていてもよい。図1において示される本実施の形態1にかかわる素子構造は、ガラス、石英等からなる絶縁性基板5上に、走査線1、信号線2と、走査線1と信号線2とで区切られる領域にマトリックス状に配置されて表示装置の表示に寄与する光を射出するための画素3とからなり、画素3には走査線1と信号線2とから入力される走査信号や映像信号を画素3に伝える機能素子である薄膜トランジスタ6が下層に形成されているものである。
表示不良を引き起こすことがあるが、本実施の形態1においては、有機材料膜10の平坦部16に加えて平坦部16の周囲において平坦部16から連なって平坦部16から遠ざかるにつれて有機材料膜10の膜厚が薄くなるような斜面部17a上にEL層12を形成するため、上述の不良を低減することが可能である。さらに、コンタクト開口部4の斜面部17bにおいても平坦部16から遠ざかりコンタクト開口部4の中央に近づくにつれて有機材料膜10の膜厚が薄くなるような斜面が形成されているので、たとえば、EL層12の形成手段として蒸着を用いても、斜面部17b上の膜厚が均一に維持された層を形成することができ、良好な表示特性をえることができる。なお、図示していないが、EL層12は画素ごとに発光色を変えて形成してもよい。
実施の形態1のEL素子においては、平坦化加工に適した有機材料からなる有機材料膜10からの水分漏出によるEL層12の劣化をより確実に防止するために、有機材料膜10を画素ごとに分離独立させることにより、EL素子の周辺から各画素への水分侵入を抑制させた。しかし、図2において示されているように、有機材料膜10の側面とEL層12とが直接接触している箇所、すなわち有機材料膜10の斜面部17aと接触するEL層12の部分があるため、たとえば、有機材料膜10中に水分がわずかに残存している場合には、有機材料膜10の中の水分が斜面部17aを通過してEL層12へ侵入するため、EL層の劣化が起こる可能性がある。
本実施の形態3によるEL素子を用いた表示装置を例にとって説明する。図11は、表示装置のうち、2×2の4画素についての上面図である。これら複数の画素は全く同等のように描かれているが、実際は、画素からの射出される光の色は画素ごとにR、G、Bとわかれていてもよい。図11において示される素子構造は、ガラス、石英等からなる絶縁性基板5上に、走査線1、信号線2と、走査線1と信号線2とで区切られる領域に配置されて表示装置の表示に寄与する光を射出するための画素3とからなり、画素3には走査線1と信号線2とから入力される走査信号や映像信号を画素3に伝える機能素子である薄膜トランジスタ(図示せず)と、画素3の全領域には薄膜トランジスタと接続されて画素3に信号を供給する画素電極7とが下層に形成されているものである。
その後、アノード電極11となる金属材料膜11aをスパッタ法等の成膜手段により成膜した状況を示したのが図14であり、コンタクト開口部4内部はアノード電極11となる金属材料膜11aによって埋められている。その後、コンタクト開口部4と有機材料膜10を被覆するように金属材料膜11aをパターニングすることによりアノード電極11を形成した後、有機材料膜10の平坦部16の上部と斜面部17a、17bの上部と、それらを被覆するアノード電極11の上部とに、EL層12とカソード電極13となるITO膜を形成することにより、図12で示したEL素子が完成することになる。
図17に、本実施の形態4にかかる表示素子の断面構造を示す。図11、図12で示される本実施の形態3の上面図、断面図における構成と同一部分には同一符号を付している。本実施の形態4は本実施の形態3を基にした形態であり、図の説明も本実施の形態3と同一の内容については省略する。本実施の形態4においては、有機材料膜10とアノード電極11との間に絶縁保護膜15が形成されており、アノード電極11と同様に絶縁保護膜15も有機材料膜10を被覆している点が本実施の形態3と異なる。本実施の形態4に示される素子構造により、有機材料膜10からEL層12への水分の伝播が絶縁保護膜15によってさらに阻止されるため、水分によるEL層12の劣化を防止するという効果を奏する。
本実施の形態5にかかるEL素子の素子構造について表示装置を例にして説明する。図19に示すのは、表示装置のうち、2×2の4画素についての上面図であり、これら複数の画素は全く同等のように描かれているが、実際は、画素からの射出される光の色は画素ごとにR、G、Bとわかれていてもよい。図19において示される素子構造は、ガラス、石英等からなる絶縁性基板5上に、走査線1、配線保護膜9に被覆された信号線2と、走査線1と信号線2とで区切られる領域にマトリックス状に配置されて表示装置の表示に寄与する光を射出するための画素3とからなり、画素3には走査線1と信号線2とから入力される走査信号や映像信号を画素3に伝える機能素子である薄膜トランジスタ(図示せず)と、薄膜トランジスタと接続されて画素3に信号を供給する画素電極7とが下層に形成されているものである。
6 薄膜トランジスタ
7 薄膜トランジスタの画素電極、8 薄膜トランジスタの信号電極
9 配線保護膜、10 有機材料膜、11 アノード電極、12 EL層
13 カソード電極、14 レジスト、15 絶縁保護膜、16 平坦部
17a、17b、17c 斜面部
18a、18b 間隙
19 露出部、20 有機材料膜端部
Claims (7)
- 絶縁性基板上に形成され、マトリックス状に配置された複数の画素および各画素に形成された薄膜トランジスタを有するE L 素子であって、前記画素は、平坦部と前記平坦部の周囲において前記平坦部に連なって前記平坦部から遠ざかるにつれてそれ自身の膜厚が薄くなるような斜面をなす斜面部とを有する有機材料膜と、前記有機材料膜の少なくとも平坦部上に形成され、前記薄膜トランジスタと接続されるアノード電極と、前記平坦部上であって前記アノード電極上に形成された自発光性材料膜とを有し、
前記有機材料膜は、前記アノード電極により被覆されて、画素ごとに独立に形成されていることを特徴とするE L 素子。 - 前記有機材料膜は、酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜により被覆され、かつ、前記酸化シリコン膜もしくは前記窒化シリコン膜は前記アノード電極により被覆されていることを特徴とする請求項1に記載のE L 素子。
- 前記自発光材料膜は、前記斜面部も被覆していることを特徴とする請求項1に記載のE L 素子。
- 前記自発光材料膜は、複数の画素にわたって同一レイヤーで形成されていることを特徴とする請求項3に記載のE L 素子。
- 絶縁性基板上に画素電極と接続された薄膜トランジスタを有する画素をマトリックス状に形成する工程と、
前記画素電極上に配線保護膜を形成後、前記配線保護膜上に有機材料膜を形成する工程と、
前記画素電極の表面を露出させるように、前記配線保護膜または前記有機材料膜の少なくとも一方にコンタクト開口部を形成する工程と、
前記画素周辺部の前記有機材料膜を除去し、前記画素ごとに平坦部と前記平坦部の周囲に前記平坦部に連なって前記平坦部から遠ざかるにつれて前記有機材料膜の膜厚が薄くなるような斜面部を有する形状に前記有機材料膜を加工する工程と、
前記有機材料膜を加工する工程の後に、前記コンタクト開口部を介して前記画素電極と接続されるよう、かつ、前記有機材料膜を被覆するように前記有機材料膜上にアノード電極を形成する工程と、
前記有機材料膜の前記平坦部の上部および前記斜面部の上部と前記アノード電極の上部とに自発光性材料膜を形成する工程とを有するE L 素子の製造方法。 - 有機材料膜を加工する工程とアノード電極を形成する工程との間に絶縁保護膜を形成する工程を有し、コンタクト開口部を形成する工程においては、画素電極の表面が露出するように配線保護膜と前記絶縁保護膜とに前記コンタクト開口部を設ける工程を有することを特徴とする請求項5 に記載のE L 素子の製造方法。
- 絶縁性基板上に画素電極と接続された薄膜トランジスタを有する画素をマトリックス状に形成する工程と、
前記画素電極上に配線保護膜を形成後、前記画素電極上の前記配線保護膜を除去した後に、前記画素電極上に有機材料膜を形成する工程と、
前記画素周辺部の前記有機材料膜を除去し、前記画素ごとに平坦部と前記平坦部の周囲に前記平坦部に連なって前記平坦部から遠ざかるにつれて前記有機材料膜の膜厚が薄くなるような斜面部を有する形状に前記有機材料膜を加工することにより、前記画素電極の少なくとも一部に前記有機材料膜によって被覆されない露出部を形成する工程と、
前記露出部を介して前記画素電極と接続されるように、かつ、前記平坦部と前記斜面部とを被覆するようにアノード電極を形成する工程と、
前記アノード電極の上部に自発光性材料膜を形成する工程とを有するE L素子の製造方法。
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