JP5358867B2 - ディスプレイパネル - Google Patents
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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Description
本発明は、ディスプレイパネルに係り、特に、発光素子を用いたディスプレイパネルに関する。
近年、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代替する新たな映像表示方式を利用した表示装置として、液晶パネルを利用した液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）現象を利用したＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰ：Plasma Display Panel）を利用したプラズマディスプレイ等が開発されている。
このうち、ＥＬディスプレイには、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子）に無機化合物を用いた無機ＥＬディスプレイと、有機化合物を用いた有機ＥＬディスプレイとに大別され、カラー化が容易であり、無機ＥＬディスプレイと比較して低電圧での動作が可能であるとの観点から、有機ＥＬディスプレイの開発が進められている。
この有機ＥＬディスプレイに用いられる有機ＥＬディスプレイパネルの駆動方式は、パッシブマトリクス駆動方式と、アクティブマトリクス駆動方式とが挙げられ、アクティブマトリクス駆動方式を採用した有機ＥＬディスプレイパネルは、高コントラストかつ高精細であるため、パッシブマトリクス駆動方式よりも優れている。
従来のアクティブマトリクス駆動方式の有機ＥＬディスプレイパネルにおいては、２つの薄膜トランジスタが画素毎に設けられている（例えば、特許文献１参照）。このようなアクティブマトリクス駆動方式のディスプレイを製造するに際しては、薄膜トランジスタを画素毎にパターニングしたトランジスタアレイ基板を作製した後、そのトランジスタアレイ基板の表面に有機エレクトロルミネッセンス素子を画素毎にパターニングするようになっている。ここで、薄膜トランジスタのパターニングした後に有機エレクトロルミネッセンス素子をパターニングするのは、薄膜トランジスタをパターニングする際の温度が有機エレクトロルミネッセンス素子の耐熱温度を越えてしまうためである。
また、画素毎に薄膜トランジスタがパターニングされているため、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子をマトリクス状にパターニングするに際して薄膜トランジスタに接続する下層側のサブピクセル電極を画素毎に独立するようパターニングする。一方、対向電極は、全ての有機エレクトロルミネッセンス素子に共通電極としてベタ一面に成膜する。
特開平８−３３０６００号公報
また、画素毎に薄膜トランジスタがパターニングされているため、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子をマトリクス状にパターニングするに際して薄膜トランジスタに接続する下層側のサブピクセル電極を画素毎に独立するようパターニングする。一方、対向電極は、全ての有機エレクトロルミネッセンス素子に共通電極としてベタ一面に成膜する。
しかしながら、上述した特許文献１に記載のディスプレイパネルの構造の場合、有機ＥＬ層を液体の状態で塗布して乾燥させて成膜、つまり湿式成膜で電極上に形成しようとすると、電極の周囲に不規則に流れて出てしまい、有機ＥＬ層を所望の厚さで均一に成膜することができない。これに対して、図４に示すように、下地層１０１上の電極１０２の周囲に隔壁１０４を設けることによって、電極１０２の表面に塗布される液体の有機ＥＬ材料に流れを堰き止めることができる。ここで、電極１０２は液体に対して十分な濡れ性がなく、プラズマ処理等の親水化処理を行っても経時的に親水性が低下してしまうため、電極１０２の周囲に親水性のＳｉＮ膜１０３を設けることによって面内に均一な膜厚の有機ＥＬ層を成膜することが可能となる。しかしＳｉＮ膜１０３は線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以下と、下地層１０１の一般的な材料の線膨張係数よりも極端に小さく、製造過程において加熱処理での下地層１０１の熱膨張に耐えきれなくなり、ＳｉＮ膜１０３に亀裂、いわゆるクラック１０５が発生してしまい、ときにはこのクラック１０５が下地層１０１にまで及ぶことがあるといった問題が生じている。
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、隔壁を密着するとともにクラックの発生を防止することが可能なディスプレイパネルを提供することを目的とする。
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るディスプレイパネルは、
絶縁性を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上面に設けられた電極と、
前記電極の周囲に設けられた熱応力緩和膜と、
前記熱応力緩和膜の上面に設けられた隔壁と、
を具備し、
前記絶縁層は感光性樹脂又は熱硬化性樹脂の何れかであり、
前記隔壁は金属であり、
前記絶縁層の線膨張係数は前記隔壁の線膨張係数より大きく、
前記熱応力緩和膜は、線膨張係数の値が前記絶縁層の線膨張係数と前記隔壁の線膨張係数との間の値を有する樹脂であることを特徴とする。
絶縁性を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上面に設けられた電極と、
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前記熱応力緩和膜の上面に設けられた隔壁と、
を具備し、
前記絶縁層は感光性樹脂又は熱硬化性樹脂の何れかであり、
前記隔壁は金属であり、
前記絶縁層の線膨張係数は前記隔壁の線膨張係数より大きく、
前記熱応力緩和膜は、線膨張係数の値が前記絶縁層の線膨張係数と前記隔壁の線膨張係数との間の値を有する樹脂であることを特徴とする。
請求項２に記載の発明に係るディスプレイパネルは、前記隔壁が、銅（線膨張係数：１６〜１７ｐｐｍ／℃）、金（線膨張係数：１３〜１５ｐｐｍ／℃）、ニッケル（線膨張係数：１３〜１４ｐｐｍ／℃）、クロム（線膨張係数：４〜６ｐｐｍ／℃）及びタングステン（線膨張係数：４〜５ｐｐｍ／℃）の何れか、又はこれらの何れかを主成分とする合金であり、
前記熱応力緩和膜は、アクリル樹脂、尿素樹脂、シリカ高充填エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂及びエポキシ樹脂の何れかであって、線膨張係数の値が２０〜５０ｐｐｍ／℃あることを特徴とする。
前記熱応力緩和膜は、アクリル樹脂、尿素樹脂、シリカ高充填エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂及びエポキシ樹脂の何れかであって、線膨張係数の値が２０〜５０ｐｐｍ／℃あることを特徴とする。
請求項３に記載の発明に係るディスプレイパネルは、前記絶縁層が、アクリル系感光性樹脂を有する平坦化膜であり、線膨張係数の値が７０〜８０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明に係るディスプレイパネルは、
前記絶縁層は、コンタクトホールが設けられ、
前記電極は、前記コンタクトホールに設けられた導電体を被覆することによって前記導電体と接続され、
前記熱応力緩和膜は、前記電極の周端及び該電極における前記導電体との接続部を被覆するように設けられていることを特徴とする。
前記絶縁層は、コンタクトホールが設けられ、
前記電極は、前記コンタクトホールに設けられた導電体を被覆することによって前記導電体と接続され、
前記熱応力緩和膜は、前記電極の周端及び該電極における前記導電体との接続部を被覆するように設けられていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明に係るディスプレイパネルは、前記電極が、当該電極の上面に有機ＥＬ層が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、熱履歴によるクラックの発生を防止することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図１から図３を参照しながら、本発明に係るディスプレイパネルについて説明する。
図１から図３を参照しながら、本発明に係るディスプレイパネルについて説明する。
まず始めに、図１を参照しながら、ディスプレイパネル１の平面構成について説明する。
ここで、図１は、ディスプレイパネル１の概略構成を示す平面図である。
本実施形態におけるディスプレイパネル１は、図１に示すように、画素がマトリクス状に配置されている。これらの画素は、略長方形状の１ドットの赤サブピクセルＰと、１ドットの緑サブピクセルＰと、１ドットの青サブピクセルＰとから構成されており、各サブピクセルＰは、画素３において、互いの長手方向（以下、垂直方向）が平行となるように、かつ、長手方向と直交する方向（以下、水平方向）に赤サブピクセルＰ、緑サブピクセルＰ、青サブピクセルＰの順の繰り返しとなるように配列されている。
ここで、図１は、ディスプレイパネル１の概略構成を示す平面図である。
本実施形態におけるディスプレイパネル１は、図１に示すように、画素がマトリクス状に配置されている。これらの画素は、略長方形状の１ドットの赤サブピクセルＰと、１ドットの緑サブピクセルＰと、１ドットの青サブピクセルＰとから構成されており、各サブピクセルＰは、画素３において、互いの長手方向（以下、垂直方向）が平行となるように、かつ、長手方向と直交する方向（以下、水平方向）に赤サブピクセルＰ、緑サブピクセルＰ、青サブピクセルＰの順の繰り返しとなるように配列されている。
このディスプレイパネル１においては、サブピクセルＰに各種の信号を出力するために、複数の走査線Ｘ、信号線Ｙ及び供給線Ｚが設けられている。走査線Ｘ及び供給線Ｚは水平方向に延在し、信号線Ｙは垂直方向に延在している。ここで、ｍドットのサブピクセルＰが水平方向に配列されている場合（但し、ｍは３の倍数）、ｍ本の信号線Ｙが互いに平行となるように設けられ、ｎドットのサブピクセルＰが垂直方向に配列されている場合（但し、ｎは２以上の整数）、ｎ本の走査線Ｘ及びｎ本の供給線Ｚが互いに平行となるように設けられている。また、走査線Ｘと、供給線Ｚとは、水平方向に沿って交互に配列されている。
次に、図２を参照しながら、サブピクセルＰの回路構成について説明する。
ここで、図２は、各サブピクセルＰにおける回路構成を示す等価回路図である。
何れのサブピクセルＰも同様に構成されており、１ドットのサブピクセルＰには、図２に示すように、有機ＥＬ素子２０と、いずれもＮチャネル型アモルファスシリコン薄膜トランジスタであるスイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２及び駆動トランジスタ２３と、キャパシタ２４とが具備されている。これら薄膜トランジスタは、全てポリシリコントランジスタでもよく、Ｐチャネル型、或いはＮチャネル型及びＰチャネル型の組合せでもよい。
ここで、図２は、各サブピクセルＰにおける回路構成を示す等価回路図である。
何れのサブピクセルＰも同様に構成されており、１ドットのサブピクセルＰには、図２に示すように、有機ＥＬ素子２０と、いずれもＮチャネル型アモルファスシリコン薄膜トランジスタであるスイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２及び駆動トランジスタ２３と、キャパシタ２４とが具備されている。これら薄膜トランジスタは、全てポリシリコントランジスタでもよく、Ｐチャネル型、或いはＮチャネル型及びＰチャネル型の組合せでもよい。
有機ＥＬ素子２０は、画素電極としてサブピクセル電極２０ａと、有機ＥＬ層２０ｂ（図３に図示）と、対向電極２０ｃとを有しており、このうち対向電極２０ｃは、金属隔壁Ｗに導通されている。
スイッチトランジスタ２１は、ソース２１ｓと、ドレイン２１ｄと、ゲート２１ｇとを有する。このうち、ソース２１ｓは、信号線Ｙと導通され、ドレイン２１ｄは、有機ＥＬ素子２０のサブピクセル電極２０ａと、駆動トランジスタ２３のソース２３ｓと、キャパシタ２４の電極２４ｂとに導通され、ゲート２１ｇは、保持トランジスタ２２のゲート２２ｇと、走査線Ｘと導通されている。
保持トランジスタ２２は、ソース２２ｓと、ドレイン２２ｄと、ゲート２２ｇとを有する。このうち、ソース２２ｓは、駆動トランジスタ２３のゲート２３ｇと、キャパシタ２４の電極２４Ａと導通され、ドレイン２２ｄは、駆動トランジスタ２３のドレイン２３ｄと、供給線Ｚと導通され、ゲート２２ｇは、スイッチトランジスタ２１のゲート２１ｇと、走査線Ｘとに導通されている。なお、保持トランジスタ２２のドレイン２２ｄは、駆動トランジスタ２３のドレイン２３ｄと導通せずに走査線Ｘに接続されていてもよい。
駆動トランジスタ２３は、ソース２３ｓと、ドレイン２３ｄと、ゲート２３ｇとを有する。このうち、ソース２３ｓは、有機ＥＬ素子２０のサブピクセル電極２０ａと、スイッチトランジスタ２１のドレイン２１ｄと、キャパシタ２４の電極２４ｂとに導通され、ドレイン２３ｄは、保持トランジスタ２２のドレイン２２ｄと、供給線Ｚとに導通され、ゲート２３ｇは、保持トランジスタ２２のソース２２ｓと、キャパシタ２４の電極２４ａとに導通されている。
なお、図２におけるスイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２及び駆動トランジスタ２３のソースとドレインとの関係は、Ｐチャネル型であれば逆となる。
次に、図３を参照しながら、ディスプレイパネル１の層構造について説明する。
ここで、図３は、図１に示された破断線ＩＩＩ―ＩＩＩに沿って絶縁基板２の厚さ方向に切断した矢視断面図である。
本実施形態におけるディスプレイパネル１には、図３に示すように、絶縁基板２が具備されており、この絶縁基板２の上面には、ゲート絶縁膜３１がベタ一面に成膜されている。また、このゲート絶縁膜３１の上面には、スイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２、駆動トランジスタ２３及びキャパシタ２４が配設されており、これらスイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２、駆動トランジスタ２３及びキャパシタ２４は、共通のトランジスタ保護絶縁膜３２によって被覆されている。
ここで、図３は、図１に示された破断線ＩＩＩ―ＩＩＩに沿って絶縁基板２の厚さ方向に切断した矢視断面図である。
本実施形態におけるディスプレイパネル１には、図３に示すように、絶縁基板２が具備されており、この絶縁基板２の上面には、ゲート絶縁膜３１がベタ一面に成膜されている。また、このゲート絶縁膜３１の上面には、スイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２、駆動トランジスタ２３及びキャパシタ２４が配設されており、これらスイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２、駆動トランジスタ２３及びキャパシタ２４は、共通のトランジスタ保護絶縁膜３２によって被覆されている。
上述したスイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２及び駆動トランジスタ２３は、いずれも逆スタガ構造の薄膜トランジスタであり、このうちスイッチトランジスタ２１は、絶縁基板２の上面に形成されたゲート２１ｇと、ゲート２１ｇの上部に形成されたゲート絶縁膜３１と、ゲート絶縁膜３１を挟んでゲート２１ｇに対向した半導体膜２１ｃと、半導体膜２１ｃの中央部上に形成されたチャネル保護膜２１ｐと、半導体膜２１ｃの両端部上において互いに離間するよう形成され、チャネル保護膜２１ｐに一部重なった不純物半導体膜２１ａ，２１ｂと、不純物半導体膜２１ａの上部に形成されたドレイン２１ｄと、不純物半導体膜２１ｂの上部に形成されたソース２１ｓとを有している。半導体膜２１ｃのチャネル領域の状態に問題がなければ、チャネル保護膜２１ｐはなくてもよい。
また、駆動トランジスタ２３は、絶縁基板２の上面に形成されたゲート２３ｇと、ゲート２３ｇの上部に形成されたゲート絶縁膜３１と、ゲート絶縁膜３１を挟んでゲート２３ｇに対向した半導体膜２３ｃと、半導体膜２３ｃの中央部上に形成されたチャネル保護膜２３ｐと、半導体膜２３ｃの両端部上において互いに離間するよう形成され、チャネル保護膜２３ｐに一部重なった不純物半導体膜２３ａ，２３ｂと、不純物半導体膜２３ａの上に形成されたドレイン２３ｄと、不純物半導体膜２３ｂの上に形成されたソース２３ｓとから構成されている。半導体膜２３ｃのチャネル領域の状態に問題がなければ、チャネル保護膜２３ｐはなくてもよい。なお、スイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２及び駆動トランジスタ２３がポリシリコントランジスタであれば、コプラナ型でもよい。
また、図３において図示されていない保持トランジスタ２２も、上述したスイッチトランジスタ２１及び駆動トランジスタ２３と同様に構成され、半導体膜のチャネル幅、チャネル長や、チャネル長に応じたゲート、ソース、ドレインの長さの違いを除けば、同様の構造となっている。
また、図３において図示されていない保持トランジスタ２２も、上述したスイッチトランジスタ２１及び駆動トランジスタ２３と同様に構成され、半導体膜のチャネル幅、チャネル長や、チャネル長に応じたゲート、ソース、ドレインの長さの違いを除けば、同様の構造となっている。
さらに、キャパシタ２４は、絶縁基板２の上面に形成された電極２４ａと、電極２４ａの上部に形成された誘導体として機能するゲート絶縁膜３１と、ゲート絶縁膜３１を挟んで電極２４ａに対向した電極２４ｂとを有している。
上述したスイッチトランジスタ２１のゲート２１ｇ、保持トランジスタ２２のゲート２２ｇ、駆動トランジスタ２３のゲート２３ｇ及びキャパシタ２４の電極２４ａは、例えば、蒸着、スパッタリング等の気相成長法によって絶縁基板２上に成膜された導電性のゲートレイヤー（例えば、ＡｌとＴｉからなる膜）を、フォトリソグラフィー法と、エッチング法とを用いてパターニングすることによって形成されたものである。また、走査線Ｘ及び供給線Ｚは、ゲートレイヤーのパターニングにより、ゲート２１ｇ，２２ｇ，２３ｇと同時に形成されたものであって、ゲート２１ｇ，２２ｇ，２３ｇ及び電極２４ａと共通のゲート絶縁膜３１によって被覆されている。
一方、上述したスイッチトランジスタ２１のドレイン２１ｄ及びソース２１ｓ、保持トランジスタ２２のドレイン２２ｄ及びソース２２ｓ、駆動トランジスタ２３のドレイン２３ｄ及びソース２３ｓ並びにキャパシタ２４の電極２４ｂは、蒸着、スパッタリング等の気相成長法によってゲート絶縁膜３１の上面に成膜された導電性のドレインレイヤー（例えば、Ｃｒ膜にＡｌとＴｉからなる膜を積層したもの）を、フォトリソグラフィー法と、エッチング法とを用いてパターニングすることによって形成されたものである。また、信号線Ｙは、ドレインレイヤーのパターニングによって各ソース２１ｓ，２２ｓ，２３ｓ及びドレイン２１ｄ，２２ｄ，２３ｄと同時に形成されたものであって、ソース２１ｓ，２２ｓ，２３ｓ、電極２４ｂ及びドレイン２１ｄ，２２ｄ，２３ｄと共通のトランジスタ保護絶縁膜３２によって被覆されている。
トランジスタ保護絶縁膜３２の上面には、感光性樹脂或いは熱硬化性樹脂を硬化させた絶縁性を有する平坦化膜３３が１μｍ〜１０μｍの厚さで積層されており、平坦化膜３３の表面が平坦となることにより、スイッチトランジスタ２１、保持トランジスタ２２、駆動トランジスタ２３、キャパシタ２４、走査線Ｘ、信号線Ｙ及び供給線Ｚによる凹凸が解消されるようになっている。また、各サブピクセルＰの駆動トランジスタ２３のソース２３ｓにおける平坦化膜３３及びトランジスタ保護絶縁膜３２には、コンタクトホール９１が穿設されており、このコンタクトホール９１には、導電性パッド９２が埋設されソース２３ｓと接続されている。
ここで、本実施形態における絶縁基板２から平坦化膜３３までの積層構造を、トランジスタアレイパネル５０という。
ここで、本実施形態における絶縁基板２から平坦化膜３３までの積層構造を、トランジスタアレイパネル５０という。
また、平坦化膜３３の上面には、有機ＥＬ素子２０のアノードであるサブピクセル電極２０ａがマトリクス状に配列されている。図１において、矩形状のサブピクセルＰの位置は、サブピクセル電極２０ａ（図３に図示）の位置を表したものである。すなわち、隣接する信号線Ｙの間には、サブピクセル電極２０ａが垂直方向に一列に配列され、走査線Ｘと、その下隣りの供給線Ｚとの間には、サブピクセル電極２０ａが水平方向に一列に配列されるようになっている。また、サブピクセル電極２０ａは、上述した導電性パッド９２を覆っているので駆動トランジスタ２３のソース２３ｓと接続されている。
このようなサブピクセル電極２０ａは、ディスプレイパネル１が有機ＥＬ素子２０の光を基板２を通して表示するボトムエミッション型の場合、気相成長法によって平坦化膜３３の上面に成膜された透明導電性膜（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）等）をフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いてパターニングすることによって形成されるようになっている。ディスプレイパネル１が有機ＥＬ素子２０の光を基板２と反対側から放出して表示するトップエミッション型の場合、サブピクセル電極２０ａは、アルミニウム等の光反射性の金属膜を有することが好ましく、またこの金属膜を覆うようにボトムエミッション型の際に用いる透明導電膜を成膜してもよい。
さらに、平坦化膜３３の上面には、熱応力緩和膜３４と、金属隔壁Ｗとが順次形成されている。このうち、熱応力緩和膜３４は、平坦化膜３３の有する線膨張係数と、金属隔壁Ｗの有する線膨張係数との中間程度の線膨張係数を有する物質からなる。そのため、平坦化膜３３に用いられる物質の線膨張係数と、金属隔壁Ｗに用いられる金属の線膨張係数に応じて適宜選択されるようになっている。また、熱応力緩和膜３４の一部は、サブピクセル電極２０ａの外縁部と重畳しており、平面視して、サブピクセル電極２０ａが熱応力緩和膜３４によって囲繞されるようになっている。このとき、熱応力緩和膜３４は、サブピクセル電極２０ａの周端並びにサブピクセル電極２０ａにおける導電性パッド９２を覆う部分も重畳しているので、パターニングの際のエッチング液や有機ＥＬ層２０ｂを湿式成膜する際に液体がサブピクセル電極２０ａと導電性パッド９２との隙間に浸入することを防止できる。
なお、本実施形態における熱応力緩和膜３４は、アクリル樹脂によって構成されているが、使用される平坦化膜３３の原料と、金属隔壁Ｗの金属との中間程度の線膨張係数を有し、金属隔壁Ｗ及び平坦化膜３３に対する密着性に優れている物質であって、適度の親液性があれば、特に限定されるものではなく、例えば、尿素樹脂（線膨張係数：２０〜３０ｐｐｍ／℃）、シリカ高充填エポキシ樹脂（線膨張係数：２０〜３０ｐｐｍ／℃）、フェノール樹脂（線膨張係数：３０〜４０ｐｐｍ／℃）、メラミン樹脂（線膨張係数：３０〜４０ｐｐｍ／℃）又はエポキシ樹脂（線膨張係数：４０〜５０ｐｐｍ／℃）等であってもよい。
また、本実施形態において適用可能なアクリル樹脂の具体例としては、ＰＣ−４０３（ＪＳＲ社製）や、ＦＰＲ−５１０（ナガセケミカル社製）等が挙げられる。
また、本実施形態において適用可能なアクリル樹脂の具体例としては、ＰＣ−４０３（ＪＳＲ社製）や、ＦＰＲ−５１０（ナガセケミカル社製）等が挙げられる。
一方、金属隔壁Ｗは、銅（線膨張係数：１６〜１７ｐｐｍ／℃）、銀（線膨張係数：１８〜１９ｐｐｍ／℃）、金（線膨張係数：１３〜１５ｐｐｍ／℃）、アルミ（線膨張係数：２２〜２４ｐｐｍ／℃）、ニッケル（線膨張係数：１３〜１４ｐｐｍ／℃）、チタン（線膨張係数：８〜９ｐｐｍ／℃）、クロム（線膨張係数：４〜６ｐｐｍ／℃）、タングステン（線膨張係数：４〜５ｐｐｍ／℃）、又はそれらを主成分とする合金からなり、図１に示すように、垂直方向のサブピクセル電極２０ａの列と、隣接するサブピクセル電極２０ａの列との間において垂直方向に延在しており、平面視して、信号線Ｙと重畳するようになっている。このような金属隔壁Ｗは、金属ナノペーストを硬化させたものであり、トランジスタ２１，２２，２３の各電極、走査線Ｘ、信号線Ｙ及び供給線Ｚよりも厚さ寸法が大きく、補助的な配線として機能するようになっている。また、金属隔壁Ｗは、サブピクセルＰが配列されている画素領域の外側において、互いに接続されている。
上述したサブピクセル電極２０ａ及び熱応力緩和膜３４の上面には、単層或いは二層以上の有機化合物含有層からなる有機ＥＬ層２０ｂが積層されている。図３では、有機ＥＬ層２０ｂは、サブピクセル電極２０ａから正孔輸送層２０ｄ、発光層２０ｅと順次積層された二層構造を有し、正孔輸送層２０ｄは、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（Poly(3,4-Ethylene Dioxy Thiophene)）及びドーパントであるＰＳＳ（Poly Styrene Sulfonate）からなり、発光層２０ｅは、ポリフェニレン系或いはポリフルオレン系発光材料等の高分子層からなる。この有機ＥＬ層２０ｂは、サブピクセルＰが赤の場合には、特に、発光層２０ｅが赤色に発光し、サブピクセルＰが緑の場合には、有機ＥＬ層２０ｂが緑色に発光し、サブピクセルＰが青の場合には有機ＥＬ層２０ｂが青色に発光するようになっている。
なお、有機ＥＬ層２０ｂは、サブピクセル電極２０ａから順に正孔輸送層、発光層、電子輸送層となる三層構造であってもよく、サブピクセル電極２０ａから順に発光層、電子輸送層となる二層構造であっても、それ以外であってもよい。
上述した有機ＥＬ層２０ｂは、例えば、インクジェット法等の湿式塗布法によって成膜されるようになっている。この場合、ＰＥＤＯＴ及びＰＳＳを含有する有機化合物含有液を、サブピクセル電極２０ａに塗布させることで正孔輸送層２０ｄを成膜させた後、この正孔輸送層２０ｄの上面に、ポリフェニレン系或いはポリフルオレン系発光材料を含有する有機化合物含有液を塗布することで発光層２０ｅが成膜されるようになっているが、厚膜の金属隔壁Ｗよって隣接するサブピクセル電極２０ａに塗布された有機化合物含有液が金属隔壁Ｗを越えて混入することを防止することが可能なようになっている。
また、有機ＥＬ層２０ｂ及び金属隔壁Ｗの上面には、有機ＥＬ素子２０のカソードである対向電極２０ｃが成膜されている。この対向電極２０ｃは、全てのサブピクセルＰに共通して形成された共通電極であって、ベタ一面に成膜されている。
上述した対向電極２０ｃは、サブピクセル電極２０ａよりも仕事関数の低い材料を含んで形成されており、例えば、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、希土類金属の少なくとも一種を含む単体又は合金を含んで形成されている。
なお、対向電極２０ｃは、上記各種材料の層が積層された積層構造となっていてもよいし、以上の各種材料の層に加えて金属層が堆積した積層構造となっていてもよい。具体的には、有機ＥＬ層２０ｂの上面側に設けられた低仕事関数の高純度のバリウム層と、バリウム層を被覆するように設けられたアルミニウム層とからなる積層構造や、有機ＥＬ層２０ｂ側に設けられたリチウム層と、バリウム層を被覆するように設けられたアルミニウム層とからなる積層構造が挙げられる。
ここで、本実施形態においては、サブピクセル電極２０ａ、有機ＥＬ層２０ｂ、対向電極２０ｃの順に積層されたものを有機ＥＬ素子２０とする。
ここで、本実施形態においては、サブピクセル電極２０ａ、有機ＥＬ層２０ｂ、対向電極２０ｃの順に積層されたものを有機ＥＬ素子２０とする。
さらに、上述した対向電極２０ｃの上面には、封止保護絶縁膜５６が成膜されている。この封止保護絶縁膜５６によって、対向電極２０ｃの上面全体が被覆されることで、対向電極２０ｃの劣化が防止されるようになっている。
なお、本実施形態におけるディスプレイパネル１をトップエミッション型として用いる場合には、対向電極２０ｃ及び封止保護絶縁膜５６を薄膜に形成することより、または対向電極２０ｃ及び封止保護絶縁膜５６に透明な材料を用いることにより、対向電極２０ｃ及び封止保護絶縁膜５６の可視光透過性の向上を図ってもよい。
次に、本発明に係るディスプレイパネルの実施例について説明する。
本実施例におけるディスプレイパネル１は、平坦化膜３３にアクリル系感光性樹脂を、金属隔壁Ｗに銅をそれぞれ用いた。ここで、アクリル系感光性樹脂の一般的な線膨張係数は７０〜８０ｐｐｍ／℃であり、銅の一般的な線膨張係数の値は、１６〜１７ｐｐｍ／℃である。また、熱応力緩和膜３４には、線膨張係数が４０〜５０ｐｐｍ／℃であるエポキシ系樹脂を用いた。
本実施例におけるディスプレイパネル１は、平坦化膜３３にアクリル系感光性樹脂を、金属隔壁Ｗに銅をそれぞれ用いた。ここで、アクリル系感光性樹脂の一般的な線膨張係数は７０〜８０ｐｐｍ／℃であり、銅の一般的な線膨張係数の値は、１６〜１７ｐｐｍ／℃である。また、熱応力緩和膜３４には、線膨張係数が４０〜５０ｐｐｍ／℃であるエポキシ系樹脂を用いた。
その結果、平坦化膜３３と金属隔壁Ｗとの中間程度の線膨張係数を有する熱応力緩和膜３４により、平坦化膜３３と金属隔壁Ｗとの間に生ずる線膨張圧縮を緩和することで、熱履歴による平坦化膜３３におけるクラックの発生を軽減することが判明した。平坦化膜のような有機絶縁膜の線膨張係数は大きく、金属隔壁Ｗのような金属の線膨張係数は小さいので、平坦化膜３３上に直接金属隔壁Ｗを形成すると、線膨張係数が大きく異なるために加熱または冷却による平坦化膜３３と金属隔壁Ｗとの界面での伸び応力や縮み応力の不均衡により金属隔壁Ｗが剥離しやすいといった問題を生じるが、中間の線膨張係数を有する熱応力緩和膜３４を介在させることで互いの界面での応力の不均衡の程度を小さくして金属隔壁Ｗの剥離を解消するだけでなく、熱応力緩和膜３４自体にクラックが生じにくくなるので、平坦化膜３３にクラックが生じることもない。また熱応力緩和膜３４が有機ＥＬ層２０ｂとなる液体との親和性もよいので、良好に成膜できるといった効果をもたらす。
以上より、本実施形態におけるディスプレイパネル１によれば、絶縁性を有する平坦化膜３３と、平坦化膜３３の上面に設けられたサブピクセル電極２０ａと、サブピクセル電極２０ａの周囲に設けられた熱応力緩和膜３４と、熱応力緩和膜３４の上面に設けられた金属隔壁Ｗとを具備し、熱応力緩和膜３４の線膨張係数が、平坦化膜３３の線膨張係数と金属隔壁Ｗの線膨張係数との間の値であるので、製造工程における加熱冷却処理に伴う平坦化膜３３の伸縮を抑制することが可能となり、これによって、熱履歴による平坦化膜３３のクラックの発生を防止することができる。
１ ディスプレイパネル
２０ａ サブピクセル電極
２０ｂ 有機ＥＬ層
３３ 平坦化膜
３４ 熱応力緩和膜
９１ コンタクトホール
９２ 導電性パッド
Ｗ 金属隔壁
２０ａ サブピクセル電極
２０ｂ 有機ＥＬ層
３３ 平坦化膜
３４ 熱応力緩和膜
９１ コンタクトホール
９２ 導電性パッド
Ｗ 金属隔壁
Claims (5)
- 絶縁性を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上面に設けられた電極と、
前記電極の周囲に設けられた熱応力緩和膜と、
前記熱応力緩和膜の上面に設けられた隔壁と、
を具備し、
前記絶縁層は感光性樹脂又は熱硬化性樹脂の何れかであり、
前記隔壁は金属であり、
前記絶縁層の線膨張係数は前記隔壁の線膨張係数より大きく、
前記熱応力緩和膜は、線膨張係数の値が前記絶縁層の線膨張係数と前記隔壁の線膨張係数との間の値を有する樹脂であることを特徴とするディスプレイパネル。 - 前記隔壁は、銅（線膨張係数：１６〜１７ｐｐｍ／℃）、金（線膨張係数：１３〜１５ｐｐｍ／℃）、ニッケル（線膨張係数：１３〜１４ｐｐｍ／℃）、クロム（線膨張係数：４〜６ｐｐｍ／℃）及びタングステン（線膨張係数：４〜５ｐｐｍ／℃）の何れか、又はこれらの何れかを主成分とする合金であり、
前記熱応力緩和膜は、アクリル樹脂、尿素樹脂、シリカ高充填エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂及びエポキシ樹脂の何れかであって、線膨張係数の値が２０〜５０ｐｐｍ／℃あることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネル。 - 前記絶縁層は、アクリル系感光性樹脂を有する平坦化膜であり、線膨張係数の値が７０〜８０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のディスプレイパネル。
- 前記絶縁層は、コンタクトホールが設けられ、
前記電極は、前記コンタクトホールに設けられた導電体を被覆することによって前記導電体と接続され、
前記熱応力緩和膜は、前記電極の周端及び該電極における前記導電体との接続部を被覆するように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のディスプレイパネル。 - 前記電極は、当該電極の上面に有機ＥＬ層が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のディスプレイパネル。
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