JP5163482B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
発光素子は、画素毎に設けられたアノードとなる画素電極と、全画素に共通するように連続して形成されたカソードとなる共通電極と、画素毎に設けられて画素電極と共通電極との間に介装される発光層とを備えている。
そして、発光装置である発光パネルにおいて共通電極にカソード配線を繋ぐための導通部が形成されている(例えば、特許文献1参照。)。
そのため、導通部C部分が発光パネル100の発光領域Rの周囲に占める範囲が大きく、共通電極9eが発光領域Rから大きく張り出してしまうことがあり、近時の電子機器の小型化に対応する発光パネル100(発光装置)の小型化に際して、その導通部Cの大きさが妨げになることがあった。
基板と、
第一電極と、前記第一電極上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第二電極と、を備え、前記基板の一方の面上に形成された複数の発光素子と、
薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ回路部と、
前記基板の前記一方の面上において行方向に沿うように形成され、前記第一電極と前記発光素子毎に電気的接続がなされた複数の第一配線と、
前記複数の発光素子からなる発光領域の外側の第一領域に列方向に沿うように配された複数の第二配線と、を有し、
前記第一配線は、前記第一領域のさらに外側の第二領域から前記発光領域に向けて行方向に沿うとともに、前記複数の第二配線のうちの一方と前記第一領域において交差するように配置され、
前記第二配線は、前記薄膜トランジスタのソース、ドレイン電極と同一メタル材料が用いられたドレインメタル層と、アノードメタル層を有し、
前記第一配線は、前記発光領域及び前記第二領域において前記ドレインメタル層と前記アノードメタル層をパターニングすることによって形成された主線部と、前記第一領域において前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一メタル材料が用いられたゲートメタル層をパターニングすることによって形成され、前記第二配線と絶縁膜を介して絶縁された副線部と、を有するとともに、前記主線部と前記副線部とが繋がれており、
前記第二電極は、前記発光領域より大きく、前記第一領域と重なるように前記発光領域の外周から張り出しており、
前記第二電極は、分割された複数の導通部を介して前記第二配線と電気的接続がなされており、
前記複数の導通部は、前記発光領域の縁と前記第二電極の縁との間の前記第一領域に配されている。
好ましくは、前記第一配線に沿う方向に形成され、前記第一配線と行方向に交互に配された複数の第三配線を有し、
前記複数の導通部は、前記発光領域の外側に延在する前記第一配線の間と、前記発光領域の外側に延在する前記第三配線の間の、少なくとも一方に設けられている。
また、好ましくは、前記複数の導通部のサイズの総和は、前記第二電極と前記第二配線との電気的接続に必要なサイズを有する。
また、好ましくは、前記複数の導通部は一つあたり10000μm2〜22500μm2のサイズを有する。
また、好ましくは、前記複数の導通部は450〜1000箇所に設けられる。
なお、本実施形態においては、発光装置を表示装置であるELパネルに適用し、本発明について説明する。
ELパネル1がフルカラーのディスプレイパネルである場合、R(赤)、G(緑)、B(青)に発光する画素Pが、所定の配列に設けられている。なお、全ての画素Pが同じ色に発光するのであれば、モノカラーのディスプレイパネルとなる。
なお、走査線2、電圧供給線4、信号線3は、それぞれ発光領域Rの外側を引き回されて、ELパネル1の一端の端子部Tに結線されている。
この全てのEL素子9に共通して設けられている後述する第二電極(カソード電極)9eは発光領域Rより大きく、発光領域Rの外周から張り出して備えられている。
この発光領域Rの外側には、発光領域Rの縁とカソード電極9eの縁との間に配され、信号線3に沿う第二配線(カソード配線)20及びカソード配線20とカソード電極9eとの導通部29が形成されている。このカソード配線20も、EL素子1の端子部Tに結線されている。
図中、発光領域Rの右縁に沿って配されているカソード配線20には、各走査線2間に形成された複数の導通部29を介してカソード電極9eが接続されている。また、図中、発光領域Rの左縁に沿って配されているカソード配線20には、各電圧供給線4間に形成された複数の導通部29を介してカソード電極9eが接続されている。
また、この導通部29は一つあたり、100μm×100μm〜150μm×150μmであることが好ましく、例えば、100μm×100μmのサイズを有し、240本の各走査線2と、240本の各電圧供給線4とに対応するように、各配線間に設けられている。
そして、複数の導通部29は、450〜1000箇所であることが好ましく、例えば480箇所に設けられ、カソード電極9eとカソード配線20の接続面積は4800000[μm2]となるので、図6に示す従来の導通部Cによる接続面積4500000[μm2]よりも大きくなる。
つまり、ELパネル1において、発光領域Rの外周から張り出すカソード電極9e部分がより狭くなるように、一つあたりのサイズを小さくするように分割した複数の導通部29を発光領域Rの縁に沿って配設することで、表示領域となる発光領域Rのサイズを維持したまま、カソード電極9eをサイズダウンすることができる。
特に、複数の導通部29のサイズの総和が、少なくとも従来の導通部Cのサイズを有するようにして、カソード電極9eとカソード配線20との電気的接続に必要なサイズとすることで、比較的低抵抗な電気的接続を実現することができる。
そして、カソード電極9eをサイズダウンすることによって、ELパネル1を従来のELパネル100よりも小型化することが可能になる。
図3に示すように、1つの画素Pにつき、3つのトランジスタ(スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、保持トランジスタ7)及びキャパシタ8及びEL素子9が設けられている。
駆動トランジスタ6のドレインとソースのうち他方の電極6iが電圧供給線4に接続され、駆動トランジスタ6のゲート6aがキャパシタ8の他方の電極8a及び保持トランジスタ7のドレインとソースのうち一方の電極7hに接続されている。
保持トランジスタ7のドレインとソースのうち他方の電極7iが電圧供給線4及び駆動トランジスタ6の電極6iに接続され、保持トランジスタ7aのゲート7aが走査線2に接続されている。
EL素子9の第一電極(アノード電極)9aがスイッチトランジスタ5の電極5i、キャパシタ8の電極8b及び駆動トランジスタ6の電極6hに接続されている。全てのEL素子9に共通のカソード電極9eは、一定電圧Vcomに保たれ、具体的には接地されている。
また、画素PとなるEL素子9は、隔壁13間において、アノード電極9a、正孔注入層9b、インターレイヤー9c、発光層9d、カソード電極9eが積層されてなる部分である。
なお、駆動トランジスタ6は、画素Pの両側の隔壁13のうち一方の隔壁13の下において画素Pの右側に沿うように形成され、スイッチトランジスタ5と保持トランジスタ7(図3参照)が他方の隔壁13の下において画素Pの左側に沿うように配列されている。
また、キャパシタ8は画素P部分におけるEL素子9の下に形成されている。
このスイッチトランジスタ5は、ゲート電極5a、ゲート絶縁膜11、半導体膜5b、チャネル保護膜5d、不純物半導体膜5f,5g、ドレイン電極5h、ソース電極5i等を有するものである。
ゲート絶縁膜11は、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。このゲート絶縁膜11上であってゲート電極5aに対応する位置に真性な半導体膜5bが形成されており、半導体膜5bがゲート絶縁膜11を挟んでゲート電極5aと相対している。
半導体膜5bは、例えば、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンからなり、この半導体膜5bにチャネルが形成される。また、半導体膜5bの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜5dが形成されている。このチャネル保護膜5dは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜5bの一端部の上には、不純物半導体膜5fが一部チャネル保護膜5dに重なるようにして形成されており、半導体膜5bの他端部の上には、不純物半導体膜5gが一部チャネル保護膜5dに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜5f,5gはそれぞれ半導体膜5bの両端側に互いに離間して形成されている。なお、不純物半導体膜5f,5gはn型半導体であるが、これに限らず、p型半導体であってもよい。
不純物半導体膜5fの上には、ドレイン電極5hが形成されている。不純物半導体膜5gの上には、ソース電極5iが形成されている。ドレイン電極5h,ソース電極5iは、例えば、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなる。
チャネル保護膜5d、ドレイン電極5h及びソース電極5iの上には、保護膜となる絶縁性の層間絶縁膜121が成膜され、チャネル保護膜5d、ドレイン電極5h及びソース電極5iが層間絶縁膜121によって被覆されている。層間絶縁膜121上には層間絶縁膜122が設けられている。そして、スイッチトランジスタ5は、層間絶縁膜121、122によって覆われるようになっている。
この駆動トランジスタ6は、ゲート電極6a、ゲート絶縁膜11、半導体膜6b、チャネル保護膜6d、不純物半導体膜6f,6g、ドレイン電極6h、ソース電極6i等を有するものである。
このゲート絶縁膜11の上であって、ゲート電極6aに対応する位置に、チャネルが形成される半導体膜6bが、例えば、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンにより形成されている。この半導体膜6bはゲート絶縁膜11を挟んでゲート電極6aと相対している。
半導体膜6bの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜6dが形成されている。このチャネル保護膜6dは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜6bの一端部の上には、不純物半導体膜6fが一部チャネル保護膜6dに重なるようにして形成されており、半導体膜6bの他端部の上には、不純物半導体膜6gが一部チャネル保護膜6dに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜6f,6gはそれぞれ半導体膜6bの両端側に互いに離間して形成されている。なお、不純物半導体膜6f,6gはn型半導体であるが、これに限らず、p型半導体であってもよい。
不純物半導体膜6fの上には、ドレイン電極6hが形成されている。不純物半導体膜6gの上には、ソース電極6iが形成されている。ドレイン電極6h,ソース電極6iは、例えば、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜、AlTiNd合金膜またはMoNb合金膜からなる。
チャネル保護膜6d、ドレイン電極6h及びソース電極6iの上には、保護膜となる絶縁性の層間絶縁膜121が成膜され、チャネル保護膜6d、ドレイン電極6h及びソース電極6iが層間絶縁膜121によって被覆されている。層間絶縁膜121上には層間絶縁膜122が設けられている。そして、駆動トランジスタ6は、層間絶縁膜121、122によって覆われるようになっている。
そして、一方の電極8aは、基板10とゲート絶縁膜11との間に形成され、その電極8aの一端が駆動トランジスタ6のゲート電極6aに重なるように接続されている。この電極8aは透明電極であって、例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)又はカドミウム−錫酸化物(CTO)の少なくともいずれかを含む。
また、他方の電極9aは、EL素子9のアノード電極9aを兼ねてゲート絶縁膜11上に形成されており、スイッチトランジスタ5のソース電極5iと、駆動トランジスタ6のドレイン電極6hに接続されている。
なお、アノード電極9aは一部、スイッチトランジスタ5のソース電極5iと駆動トランジスタ6のドレイン電極6hに接続している。
このカソード電極9eは全ての画素Pに共通した電極であり、発光層9dなどとともに隔壁13を被覆し、発光領域Rよりも広い範囲を覆っている。
また、隔壁13には、カソード配線20に重なる領域にコンタクトホール13aが形成されており、コンタクトホール13a内に成膜されたカソード電極9eがカソード配線20と電気的に接続がなされて、導通部29が形成されている。つまり、この導通部29を介してカソード配線20とカソード電極9eとが電気的に接続されている。
特に、発光領域Rの外側におけるカソード配線20と交差する部分において、走査線2をゲートメタル層で形成し、ドレインメタル上層からなる発光領域R内の走査線2と、ドレインメタル上層とアノードメタル層の2層配線である端子部T側の走査線2とを、ゲートメタル層からなる走査線2で繋ぐことで、走査線2とカソード配線20が絶縁膜を介して離間した状態で交差するようになっている。
特に、発光領域Rの外側におけるカソード配線20と交差する部分において、電圧供給線4をゲートメタル層で形成し、発光領域R内の2層配線の電圧供給線4と、端子部T側の2層配線の電圧供給線4とを、ゲートメタル層からなる電圧供給線4で繋ぐことで、電圧供給線4とカソード配線20が絶縁膜を介して離間した状態で交差するようになっている。
次いで、基板10上にITO等の透明導電膜を堆積してからパターニングして、キャパシタ8の電極8aを形成する。
次いで、ゲート絶縁膜11上にITO膜を堆積し、そのITO膜をアノード電極9aに形状加工する。
次いで、気相成長法によってドレインメタル下層とドレインメタル上層をゲート絶縁膜11等の上に堆積し、フォトリソグラフィー法・エッチング法によってそのドレインメタル層を、スイッチトランジスタ5の電極5h,5i、駆動トランジスタ6の電極6h,6i、保持トランジスタ7のドレイン・ソースに形状加工する。なお、このドレインメタル上層21によって、カソード配線20の一層目と、発光領域R内の走査線2と、発光領域R内の電圧供給線4の一層目と、発光領域R外の走査線2と電圧供給線4の一層目が形成される。
次いで、気相成長法によってアノードメタル層を層間絶縁膜121上などに堆積して、フォトリソグラフィー法・エッチング法によってそのアノードメタル層を、カソード配線20の二層目であるアノードメタル層22や、発光領域R内の電圧供給線4の二層目と、発光領域R外の走査線2と電圧供給線4の二層目に形状加工する。
更に、気相成長法により層間絶縁膜122を成膜し、層間絶縁膜122をフォトリソグラフィー法・気相成長法で形状加工することによって層間絶縁膜122にコンタクトホール12a、開口部12cを形成する。
このコンタクトホール12a内には、ドレインメタル上層21とアノードメタル層22とからなるカソード配線20が露出し、層間絶縁膜122の開口部12c内には、アノード電極9aが露出している。
次いで、その感光性樹脂膜をステッパーで露光して、その感光性樹脂膜を現像すると、その感光性樹脂膜が複数の隔壁13に形状加工されて、コンタクトホール13a内にカソード配線20が露出され、開口部13b内にアノード電極9aが露出される。
同様に、インターレイヤー9c、発光層9dの材料が溶解または分散された液体を、液滴吐出機(例えば、インクジェットプリンタ)で順に塗布して固化させることで、インターレイヤー9c、発光層9dをそれぞれ形成する。
こうしてELパネル1が完成する。
特に、分割されてなる小さな導通部29を、各走査線2の間や、各電圧供給線4の間に配設可能なサイズとすることで、より効率的に複数の導通部29を発光領域Rの縁に沿って配設することができ、カソード電極9eのサイズダウンが容易に行える。
そして、カソード電極9eをサイズダウンすることによって、ELパネル1を従来のELパネル100よりも小型化することができる。
2 走査線(セレクト配線)
3 信号線(データ配線)
4 電圧供給線(アノード配線)
5 スイッチトランジスタ
6 駆動トランジスタ
7 保持トランジスタ
8 キャパシタ
9 EL素子(発光素子)
9a アノード電極
9b 正孔注入層
9c インターレイヤー
9d 発光層
9e カソード電極
10 基板
13 隔壁
20 カソード配線
29 導通部
P 画素
R 発光領域
T 端子部
Claims (5)
- 基板と、
第一電極と、前記第一電極上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第二電極と、を備え、前記基板の一方の面上に形成された複数の発光素子と、
薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ回路部と、
前記基板の前記一方の面上において行方向に沿うように形成され、前記第一電極と前記発光素子毎に電気的接続がなされた複数の第一配線と、
前記複数の発光素子からなる発光領域の外側の第一領域に列方向に沿うように配された複数の第二配線と、を有し、
前記第一配線は、前記第一領域のさらに外側の第二領域から前記発光領域に向けて行方向に沿うとともに、前記複数の第二配線のうちの一方と前記第一領域において交差するように配置され、
前記第二配線は、前記薄膜トランジスタのソース、ドレイン電極と同一メタル材料が用いられたドレインメタル層と、アノードメタル層を有し、
前記第一配線は、前記発光領域及び前記第二領域において前記ドレインメタル層と前記アノードメタル層をパターニングすることによって形成された主線部と、前記第一領域において前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一メタル材料が用いられたゲートメタル層をパターニングすることによって形成され、前記第二配線と絶縁膜を介して絶縁された副線部と、を有するとともに、前記主線部と前記副線部とが繋がれており、
前記第二電極は、前記発光領域より大きく、前記第一領域と重なるように前記発光領域の外周から張り出しており、
前記第二電極は、分割された複数の導通部を介して前記第二配線と電気的接続がなされており、
前記複数の導通部は、前記発光領域の縁と前記第二電極の縁との間の前記第一領域に配されていることを特徴とする発光装置。 - 前記第一配線に沿う方向に形成され、前記第一配線と行方向に交互に配された複数の第三配線を有し、
前記複数の導通部は、前記発光領域の外側に延在する前記第一配線の間と、前記発光領域の外側に延在する前記第三配線の間の、少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記複数の導通部のサイズの総和は、前記第二電極と前記第二配線との電気的接続に必要なサイズを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記複数の導通部は一つあたり10000μm2〜22500μm2のサイズを有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の発光装置。
- 前記複数の導通部は450〜1000箇所に設けられることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の発光装置。
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