JP6633665B2 - 発光装置 - Google Patents
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
以下、発光装置という)に関する。特に、同一の絶縁体上に画素部および画素部に信号を
伝送するための駆動回路を含む装置に関する。また、本発明は電極間に液晶を挟んだ素子
(以下、液晶素子という)を有する装置(以下、液晶表示装置という)に用いることも可
能である。なお、本明細書では発光装置および液晶表示装置をまとめて表示装置と呼ぶ。
は両者の励起を経由して発光(燐光および/または蛍光)するすべての発光性材料を含む
。
を利用した発光素子(以下、EL素子という)を有する発光装置(以下、発光装置という
)の開発が進んでいる。発光装置は、陽極と陰極との間にEL材料からなる薄膜を挟んだ
EL素子を有した構造からなる。
るとEL素子の発光輝度を増加させる必要があるため、信頼性(EL素子の長期寿命)を
確保できないといった不具合が懸念されている。そこで最近では高精細な表示を狙ってア
クティブマトリクス型が注目されている。アクティブマトリクス型の発光装置は、各画素
内に能動素子を設けて入力信号に応じてEL素子を発光させる点に特徴があり、能動素子
としては一般的にTFT(Thin Film Transistor)が用いられている。
1はソース配線、402はゲート配線、403はスイッチング素子として機能するTFT
(以下、スイッチングTFTという)、404はスイッチングTFT403のドレインに
電気的に接続されたコンデンサである。
電気的に接続されている。電流制御TFT405のソースは電流供給線406に電気的に
接続され、ドレインはEL素子407に電気的に接続される。
即ち、電流制御TFT405はEL素子407に流れる電流を制御する素子として機能す
ることになる。
輝度を制御することができる。その結果、発光期間がほぼ1フレーム期間行われ、高精細
な画素部となっても発光輝度を抑えたまま画像を表示することが可能となる。さらに、ア
クティブマトリクス型の利点は、画素部に信号を伝送する駆動回路として、シフトレジス
タやサンプリング回路を同一の基板上にTFTで形成することが可能な点である。これに
より非常にコンパクトな発光装置を作製することが可能となった。
することになり、単純な構造のパッシブマトリクス型に比べて歩留まりを確保することが
困難である。特に駆動回路を同一基板上に形成する場合は動作不良があると画素1ライン
が動作しないといった線状欠陥を引き起こすこともありうる。また、TFTの製造工程が
比較的複雑であるため、パッシブマトリクス型発光装置に比べて製造コストが高くなる可
能性が高い。その場合、アクティブマトリクス型発光装置を表示部に用いた電気器具の単
価が上がってしまうという懸念があった。
、安価な表示装置を提供することを課題とする。また、本発明の表示装置を表示部に用い
た安価な電気器具を提供することを課題とする。
に用いるTFTを全て一導電型TFT(ここではpチャネル型TFTもしくはnチャネル
型TFTのいずれか一方を指す)とし、さらに駆動回路もすべて画素部と同じ導電型のT
FTで形成することを特徴とする。これにより製造工程を大幅に削減し、製造コストを低
減することが可能となる。
する配線)および電流供給線を同時に形成する、即ち同一の面上に同一の導電膜形成する
ことを特徴としている。また、独立に形成された複数のゲート配線を相互に接続する配線
またはソース配線もしくは電流供給線とTFTとを相互に接続する配線(本明細書では接
続配線と呼ぶ)を、電流制御TFTのドレイン配線と同一の面上に同一の導電膜で形成す
ることを特徴としている。
。即ち、一般的な駆動回路はnチャネル型TFTとpチャネル型TFTとを相補的に組み
合わせたCMOS回路を基本に設計されるが、本発明ではpチャネル型TFTもしくはn
チャネル型TFTのみを組み合わせて駆動回路を形成する。
。そのため、歩留まりが向上し、製造コストを低減することが可能である。従って、安価
な表示装置を作製することができる。
いる様々な電気器具を安価な価格で提供することが可能となる。
的なシフトレジスタの代わりに図1に示すようなpチャネル型TFTを用いたデコーダを
用いる。なお、図1はゲート側駆動回路の例である。
ッファ部である。なお、バッファ部とは複数のバッファ(緩衝増幅器)
が集積化された部分を指す。また、バッファとは後段の影響を前段に与えずに駆動を行う
回路を指す。
以下、選択線という)であり、ここではA1、A1バー(A1の極性が反転した信号)、
A2、A2バー(A2の極性が反転した信号)、…An、Anバー(Anの極性が反転し
た信号)を示している。即ち、2n本の選択線が並んでいると考えれば良い。
数が決まる。例えばVGA表示の画素部をもつ場合はゲート配線が480本となるため、
9bit分(n=9に相当する)で合計18本の選択線が必要となる。選択線102は図2
のタイミングチャートに示す信号を伝送する。図2に示すように、A1の周波数を1とす
ると、A2の周波数は2-1倍、A3の周波数は2-2倍、Anの周波数は2-(n-1)倍となる
。
NAND回路、103cは第n段のNANDである。NAND回路はゲート配線の本数分
が必要であり、ここではn個が必要となる。即ち、本発明ではデコーダ100が複数のN
AND回路からなる。
わされてNAND回路を形成している。なお、実際には2n個のTFTがNAND回路1
03に用いられている。また、pチャネル型TFT104〜109の各々のゲートは選択
線102(A1、A1バー、A2、A2バー…An、Anバー)のいずれかに接続されて
いる。
呼ぶ)のいずれかに接続されたゲートを有するpチャネル型TFT104〜106は、互
いに並列に接続されており、共通のソースとして正電源線(VDH)110に接続され、共
通のドレインとして出力線111に接続されている。
また、A1バー、A2バー…Anバー(これらを負の選択線と呼ぶ)のいずれかに接続さ
れたゲートを有するpチャネル型TFT107〜109は、互いに直列に接続されており
、回路端に位置するpチャネル型TFT109のソースが負電源線(VDL)112に接続
され、もう一方の回路端に位置するpチャネル型TFT107のドレインが出力線111
に接続されている。
(ここではpチャネル型TFT)および並列に接続されたn個の一導電型TFT(ここで
はpチャネル型TFT)を含む。但し、n個のNAND回路103a〜103cにおいて、
pチャネル型TFTと選択線との組み合わせはすべて異なる。即ち、出力線111は必ず
1本しか選択されないようになっており、選択線102には出力線111が端から順番に
選択されていくような信号が入力される。
ァ113a〜113cにより形成されている。但しバッファ113a〜113cはいずれも同
一構造で良い。
116を用いて形成される。デコーダからの出力線111はpチャネル型TFT114(
第1の一導電型TFT)のゲートとして入力される。pチャネル型TFT114は接地電
源線(GND)117をソースとし、ゲート配線118をドレインとする。また、pチャ
ネル型TFT115(第2の一導電型TFT)は接地電源線117をゲートとし、正電源
線(VDH)119をソースとし、ゲート配線118をドレインとして常時オン状態となっ
ている。
ル型TFT114)および第1の一導電型TFTに直列に接続され、且つ、第1の一導電
型TFTのドレインをゲートとする第2の一導電型TFT(pチャネル型TFT115)
を含む。
)をゲートとし、正電源線119をソースとし、ゲート配線118をドレインとする。な
お、接地電源線117は負電源線(但し画素のスイッチング素子として用いるpチャネル
型TFTがオン状態になるような電圧を与える電源線)としても構わない。
T114のチャネル幅(W2とする)との間にはW1<W2の関係がある。なお、チャネ
ル幅とはチャネル長に垂直な方向におけるチャネル形成領域の長さである。
るとき、pチャネル型TFT114はオフ状態(チャネルが形成されていない状態)とな
る。一方でpチャネル型TFT115は常にオン状態(チャネルが形成されている状態)
であるため、ゲート配線118には正電源線119の電圧が加えられる。
状態となる。このとき、pチャネル型TFT114のチャネル幅がpチャネル型TFT1
15のチャネル幅よりも大きいため、ゲート配線118の電位はpチャネル型TFT11
4側の出力に引っ張られ、結果的に接地電源線117の電圧がゲート配線118に加えら
れる。
のスイッチング素子として用いるpチャネル型TFTがオン状態になるような電圧)を出
力し、出力線111に正電圧が加えられているときは常に正電圧(画素のスイッチング素
子として用いるpチャネル型TFTがオフ状態になるような電圧)を出力する。
電圧に引き上げるリセットスイッチとして用いられる。即ち、ゲート配線118の選択期
間が終了したら。リセット信号を入力してゲート配線118に正電圧を加える。但しpチ
ャネル型TFT116は省略することもできる。
。次に、ソース側駆動回路の構成を図3に示す。図3に示すソース側駆動回路はデコーダ
301、ラッチ302およびバッファ303を含む。なお、デコーダ301およびバッフ
ァ303の構成はゲート側駆動回路と同様であるので、ここでの説明は省略する。
2段目のラッチ305からなる。また、第1段目のラッチ304および第2段目のラッチ
305は、各々m個のpチャネル型TFT306a〜306cで形成される複数の単位ユニ
ット307を有する。デコーダ301からの出力線308は単位ユニット307を形成す
るm個のpチャネル型TFT306a〜306cのゲートに入力される。なお、mは任意の
整数である。
ND回路も640個必要となり、選択線は20本(10bit分に相当する)必要となる。
しかし、m=8とすると必要なNAND回路は80個となり、必要な選択線は14本(7
bit分に相当する)となる。即ち、ソース配線の本数をM本とすると、必要なNAND回
路は(M/m)個となる。
2…Vk)309に接続される。即ち、出力線308に負電圧が加えられると一斉にpチ
ャネル型TFT306a〜306cがオン状態となり、各々に対応するビデオ信号が取り込
まれる。また、こうして取り込まれたビデオ信号は、pチャネル型TFT306a〜30
6cの各々に接続されたコンデンサ310a〜310cに保持される。
07bはm個のpチャネル型TFT311a〜311cで形成される。pチャネル型TFT
311a〜311cのゲートはすべてラッチ信号線312に接続され、ラッチ信号線312
に負電圧が加えられると一斉にpチャネル型TFT311a〜311cがオン状態となる。
311a〜311cの各々に接続されたコンデンサ313a〜313cに保持されると同時に
バッファ303へと出力される。そして、図1で説明したようにバッファを介してソース
配線314に出力される。以上のような動作のソース側駆動回路によりソース配線が順番
に選択されることになる。
形成することにより画素部および駆動回路をすべてpチャネル型TFTで形成することが
可能となる。従って、アクティブマトリクス型の表示装置を作製する上でTFT工程の歩
留まりおよびスループットを大幅に向上させることができ、製造コストを低減することが
可能となる。
を外付けのICチップとする場合にも本発明は実施できる。
画素部もすべてpチャネル型TFTで形成する。そこで、本実施例では図1および図3に
示した駆動回路により伝送された信号により画像を表示するための画素部の構造について
説明する。
図5は一画素の断面図を示しており、図6は隣接する二つの画素の上面図を示している。
なお、図5は図6をA−A’で切断した断面図を表し、各図面において同一の箇所には同
一の符号を付してある。また、図6の二つの画素は電流供給線525に対して線対称なの
で、どちらも構造は同一である。
。可視光に対して透明な基板501としてはガラス基板、石英基板、結晶化ガラス基板も
しくはプラスチック基板(プラスチックフィルムも含む)を用いることができる。また、
珪素を含む絶縁膜502としては、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜もしくは窒化珪素膜を用
いることができる。
を含む絶縁膜)の場合もあるし、絶縁物からなる基板(代表的には石英基板)の場合もあ
る。従って、絶縁体の上とは、絶縁膜の上もしくは絶縁物からなる基板の上を指す。
FT602がpチャネル型TFTで形成されている。
う)503〜505および真性または実質的に真性な半導体からなる領域(以下、チャネ
ル形成領域という)506、507を含む半導体領域を活性層としている。また、電流制
御用TFT602はp型半導体領域508、509およびチャネル形成領域510を含む
半導体領域を活性層としている。
域もしくはドレイン領域となる。また、p型半導体領域508は電流制御用TFT602
のソース領域となり、p型半導体領域509は同TFTのドレイン領域となる。
11に覆われ、その上にはソース配線512、ゲート電極513a、ゲート電極513b、
ドレイン配線514およびゲート電極515が形成されている。これらは同一の材料で同
時に形成される。なお、これらの配線や電極の材料としては、タンタル、タングステン、
モリブデン、ニオブ、チタンもしくはこれら金属の窒化物を用いれば良い。また、これら
金属を組み合わせた合金を用いても良いし、これら金属のシリサイドを用いても良い。
。また、ゲート電極513aおよびゲート電極513bは共通のゲート配線516と一体と
なっており、常に同じ電圧が加えられる。
ション膜であり、その上には層間絶縁膜518が設けられている。層間絶縁膜518とし
ては、珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜を用いる。有機樹脂膜としては、ポリイミド
、ポリアミド、アクリル樹脂もしくはBCB(ベンゾシクロブテン)を用いれば良い。
されている。またこのとき同時に図6に示す配線524も形成されている。なお、透明導
電膜としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウムと酸化スズの化合
物、酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物もしくはこれらにガリウムを添加した化合物から
なる薄膜を用いることができる。
する配線であり、接続配線521はp型半導体領域505とドレイン配線514を電気的
に接続する配線であり、接続配線522はソース領域508と電流供給線(図6参照)5
25を電気的に接続する配線である。
に接続するための配線であり、ソース配線512および電流供給線525を跨ぐようにし
て設けられる。なお、ゲート配線を跨ぐように形成された接続配線により複数に分割して
形成されたソース配線もしくは電流供給線を相互に接続する構造とすることも可能である
。
。画素電極523は電流制御用TFT602のドレイン領域509に電気的に接続されて
いる。なお、図6では画素電極523が電流制御TFT602のドレイン配線であるとも
言える。
配線524は電流供給線525を跨いでゲート配線516を相互に接続している。また、
図6をC−C’で切断した断面図を図7(B)に示す。図7(B)のように接続配線52
2は電流制御用TFT602のp型半導体領域508および電流供給線525を電気的に
接続する。
を形成してアクティブマトリクス型発光装置が完成する。EL層および陰極の形成は公知
の技術を用いても良い。
)を例示したが、本発明はTFT構造に限定されるものではなく、ボトムゲート構造のT
FTにも実施できる。代表的には逆スタガ型TFTに実施することは可能である。
減することが可能となり、安価なアクティブマトリクス型発光装置を生産することが可能
となる。また、それを表示部に用いた電気器具をも安価なものとすることができる。
たアクティブマトリクス型発光装置の作製工程について図8、図9を用いて説明する。
成する。本実施例ではガラス基板801側から50nmの第1の窒化酸化珪素膜、200
nmの第2の窒化酸化珪素膜を順次積層して下地膜802とする。また、第1の窒化酸化
珪素膜の方が第2の窒化酸化珪素膜に比べて窒素の含有量を多くし、ガラス基板801か
らのアルカリ金属の拡散を抑制している。
の厚さに形成する。そして、非晶質珪素膜にレーザー光を照射することにより結晶化させ
、多結晶珪素膜(ポリシリコン膜)803を形成する。なお、非晶質珪素膜の代わりに微
結晶珪素膜もしくは非晶質のシリコンゲルマニウム膜を形成しても良い。また、結晶化方
法はレーザー結晶化法に限定する必要はなく、公知の他の結晶化法を用いることもできる
。
た半導体層804〜806を形成する。なお、804で示される半導体層は、完成時に駆
動回路を形成するTFT(以下、駆動TFTという)の活性層となり、805はスイッチ
ングTFTの活性層、806は電流制御TFTの活性層となる。
7をプラズマCVD法により80nmの厚さに形成する。さらに、ゲート絶縁膜807の
上にスパッタ法によりタングステン膜(図示せず)を350nmの厚さに形成し、パター
ニングしてゲート電極808、809、810aおよび810bを形成する。また同時に、
スイッチングTFTのソース配線812およびドレイン配線813を形成する。もちろん
、ドレイン配線813とゲート電極811は一体形成されている。
ン配線813をマスクとして周期表の13族に属する元素を添加する。
添加方法は公知の手段を用いれば良い。本実施例ではプラズマドーピング法により5×1
019〜1×1021atoms/cm3の濃度でボロンを添加する。こうしてp型の導電型を示す半
導体領域(以下、p型半導体領域という)814〜821が形成される。また、ゲート電
極808、809、810aおよび810bの直下にはチャネル形成領域822〜826が
形成される。
TFTのソース領域として機能し、p型半導体領域815は駆動回路を形成するpチャネ
ル型TFTのドレイン領域として機能する。
化を行う。この活性化はファーネスアニール、レーザーアニールもしくはランプアニール
により行うか、又はそれらを組み合わせて行えば良い。本実施例では500℃4時間の加
熱処理を窒素雰囲気で行う。このとき、窒素雰囲気中の酸素は極力低減しておくことが望
ましい。この活性化工程によりTFTの活性層が形成される。
厚さに形成し、その後、半導体層の水素化処理を行う。水素化処理は公知の水素アニール
技術もしくはプラズマ水素化技術を用いれば良い。こうして図8(C)の状態が得られる
。
形成する。樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂もしく
はBCB(ベンゾシクロブテン)を用いれば良い。また、無機の絶縁膜を用いても構わな
い。
画素電極836を形成する。本実施例では接続配線829〜835および画素電極836
として酸化インジウムと酸化スズの化合物(Indium Tin Oxide:ITO)からなる導電膜
を用いる。勿論、可視光に対して透明な導電膜であれば如何なる材料を用いても良い。
として機能し、接続配線830は駆動回路を形成するpチャネル型TFTのドレイン配線
として機能する。このように本実施例ではpチャネル型TFTで形成されたPMOS回路
を基本として駆動回路を形成する。
TFT及び電流制御TFTが完成する。本実施例ではすべてのTFTがpチャネル型TF
Tで形成される。但し、スイッチングTFTはゲート電極が活性層を二カ所で横切るよう
に形成されており、二つのチャネル形成領域が直列に接続された構造となっている。この
ような構造とすることでオフ電流値(TFTがオフされた時に流れる電流)を効果的に抑
制することができる。
に起因する窪み)を隠すように樹脂からなる絶縁体837、838を形成する。これは樹
脂からなる絶縁膜を形成した後、パターニングを行って形成すれば良い。このとき、画素
電極836の表面から絶縁体838の頂上まで高さ(d)を300nm以下(好ましくは
200nm以下)とすることが望ましい。なお、この絶縁体837、838は省略するこ
とも可能である。
的で形成する。これによりEL層の劣化を抑制することができる。また、絶縁体838は
コンタクトホールに起因して形成される画素電極の凹部を埋め込む目的で形成する。これ
により後に形成されるEL層の被覆不良を防止し、画素電極と後に形成される陰極の短絡
を防止することができる。
る。本実施例ではEL層839として20nm厚の銅フタロシアニン(正孔注入層)及び
50nm厚のAlq3(発光層)を積層した構造を用いる。勿論、発光層に正孔注入層、
正孔輸送層、電子輸送層もしくは電子注入を組み合わせた公知の他の構造を用いても良い
。
赤色、緑色及び青色に対応する画素ごとに各々赤色の発光層、緑色の発光層及び青色の発
光層を形成する。形成する領域の区別は蒸着時にシャドーマスクを用いて行えば良い。こ
のようにすることでカラー表示が可能となる。
キノリノラトアルミニウム錯体)を用い、キナクリドンもしくはクマリン6をドーパント
として添加する。また、赤色の発光層を形成する時は、発光層の母体材料としてAlq3
を用い、DCJT、DCM1もしくはDCM2をドーパントとして添加する。また、青色
の発光層を形成する時は、発光層の母体材料としてBAlq3(2−メチル−8−キノリ
ノールとフェノール誘導体の混合配位子を持つ5配位の錯体)を用い、ペリレンをドーパ
ントとして添加する。
、高分子系有機EL材料もしくは無機EL材料を用いることが可能である。また、これら
の材料を組み合わせて用いることも可能である。なお、高分子系有機EL材料を用いる場
合は塗布法を用いることもできる。
L素子が形成される。(図9(B))
本実施例ではカバー材842としてガラス基板を用いるが、可撓性のプラスチックフィル
ム、石英基板、プラスチック基板、金属基板、シリコン基板もしくはセラミックス基板を
用いても良い。なお、外気に触れる面に珪素を含む絶縁膜や炭素膜を設けて、酸素および
水の侵入を防止したり、摩擦により付く傷を防止したりすることも有効である。
とができ、PVC(ポリビニルクロライド)、アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂
、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテ
ート)を用いることができる。なお、接着剤841がEL素子から見て観測者側に位置す
る場合は、光を透過する材料であることが必要である。また、接着剤841の内部に吸湿
性物質(好ましくは酸化バリウム)
や酸化防止剤(酸素を吸着する物質)を設けておくとEL素子の劣化を抑制する上で効果
的である。
れにより酸化によるEL材料の劣化をほぼ完全に抑制することができ、EL素子の信頼性
を大幅に向上させることができる。
成の画素部を有する。図10において、1001はソース配線、1002はゲート配線、
1003はスイッチングTFT、1004は電流制御TFT、1005は電流供給線、1
006はEL素子である。本実施例ではスイッチングTFT1003および電流制御TF
T1004がpチャネル型TFTで作製されている。
役割を、電流制御TFT1004のゲート容量で補っている。これは、デジタル駆動によ
り時分割階調表示を行う場合、1フレーム期間(もしくは1フィールド期間)が短いため
、電流制御TFTのゲート容量だけで電荷を保持しうるためである。
数がトータルで5枚(絶縁体837、838を省略すれば4枚)と非常に少なく、高い歩
留まりと低い製造コストを達成することができる。
ても良い。図11において、1101はソース配線、1102はゲート配線、1103は
スイッチングTFT、1104は電流制御TFT、1105は電流供給線、1106はE
L素子である。本実施例ではスイッチングTFT1103および電流制御TFT1104
がpチャネル型TFTで作製されている。
者が層間絶縁膜を挟んで重なるように設けることは有効である。このようにすることで実
質的に配線の占有面積を共通化することができ、画素の有効発光面積を増やすことができ
る。
場合について説明する。説明には図12を用いる。
びドレイン配線1208を形成する。本実施例では、これらの接続配線を、金属膜を用い
て形成する。金属膜としては如何なる材料を用いても良い。本実施例では、アルミニウム
膜をチタン膜で挟んだ三層構造の積層膜を用いる。
このとき、画素電極1209の一部がドレイン配線1208と接するように形成する。こ
れにより電流制御TFTと画素電極とが電気的に接続される。
この状態の上面図を図13に示す。なお、図13をA−A’で切断した断面図が図12(
B)の断面図に相当する。
の形態で説明したITO等の透明導電膜に比べて配線抵抗の低減およびコンタクト抵抗の
低減を図ることができる。もちろん、駆動回路においても回路間を結ぶ配線をすべて低抵
抗な金属膜で形成することができるため、動作速度の速い駆動回路を形成することが可能
となる。
た後で画素電極1209を形成しているが、この順序を逆にすることもできる。即ち、透
明導電膜からなる画素電極を形成した後に金属膜からなる接続配線およびドレイン配線を
形成しても良い。
、陰極1212を順次形成していく。さらに、接着剤1213を用いてカバー材1214
を形成する。こうして図12(C)に示すアクティブマトリクス型発光装置が完成する。
ティブマトリクス型発光装置を作製する例について説明する。なお、本実施例で用いるこ
とのできるプラスチックとしては、PES(ポリエチレンサルファイル)、PC(ポリカ
ーボネート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)もしくはPEN(ポリエチレンナ
フタレート)を用いることができる。
ただし、本実施例では図14(A)に示すように、ガラス基板801と下地膜802の間
に剥離層1401を形成する。なお、剥離層1401としては半導体膜を用いることが可
能であり、代表的には非晶質珪素膜を用いれば良い。
の接着剤1402として樹脂からなる絶縁膜(代表的にはポリイミド、アクリル樹脂、ポ
リアミドもしくはエポキシ樹脂)を用いる。ただし、後に剥離層1401をフッ化ハロゲ
ンを含むガスでエッチングした際に選択比のとれる材料を用いることが必要である。また
、本実施例では第1の接着剤1402により接着するカバー材1403としてPETフィ
ルムを用いる。
ガス中に晒す。この処理により剥離層1401を選択的に除去することができる。フッ化
ハロゲンとは化学式XFn(Xはフッ素以外のハロゲン、nは整数)で示される物質であ
り、一フッ化塩素(ClF)、三フッ化塩素(ClF3)、一フッ化臭素(BrF)、三
フッ化臭素(BrF3)、一フッ化ヨウ素(IF)もしくは三フッ化ヨウ素(IF3)を用
いることができる。
の選択的なエッチングが可能である。また、このエッチング反応は室温で容易に進行する
ため耐熱性の低いEL素子を形成した後でも処理を行うことが可能である。
が、他のフッ化物(四フッ化炭素(CF4)もしくは三フッ化窒素)であってもプラズマ
状態とすることで本願発明に用いることは可能である。
て窒素を用いる。希釈ガスとしては、アルゴン、ヘリウムもしくはネオンを用いても良い
。流量は共に500sccm(8.35×10-6m3/s)とし、反応圧力は1〜10T
orr(1.3×102〜1.3×103Pa)とすれば良い。また、処理温度は室温(典
型的には20〜27℃)で良い。
しくはプラスチックフィルムからなる基板(貼り合わせ基板)1405を貼り合わせる。
本実施例では貼り合わせ基板1405としてPETフィルムを用いる。応力バランスをと
るためカバー材1403と貼り合わせ基板1405の材料は同一とすることが望ましい。
マトリクス型発光装置が得られる。本実施例はTFTを形成した後でプラスチックフィル
ムを貼り合わせることになるため、プラスチックの耐熱性を考慮してTFTを作製すると
いった制限がない。
報機器の表示部に適している。
ことができる。
両面にDLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜を形成しておくことは有効である。但し
、膜厚が厚すぎると透過率が落ちるので、50nm以下(好ましくは10〜20nm)と
すると良い。また、DLC膜の成膜はスパッタ法もしくはECRプラズマCVD法を用い
れば良い。
m-1くらいに肩をもつラマンスペクトル分布を有する。また、微小硬度計で測定した時に
15〜25Paの硬度を示すという特徴をもつ。また、DLC膜は基板やカバー材に比べ
て硬度が大きく且つ熱伝導率も大きいため、表面保護や熱分散のための保護膜として設け
ておくことが有効である。
ことが可能である。
5(A)は本発明の発光装置の上面図であり、図15(B)はその断面図である。
回路、1504はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配線1505を経てF
PC(フレキシブルプリントサーキット)1506に至り、外部機器へと接続される。図
1のゲート側駆動回路は図15(A)のゲート側駆動回路1504に用いられ、図3のソ
ース側駆動回路は図15(A)のソース側駆動回路1503に用いられ、図5の画素部は
図15(A)の画素部1502に用いられる。このとき画素部1502、ソース側駆動回
路1503及びゲート側駆動回路1504を囲むようにして第1シール材1511、カバ
ー材1512、接着剤1513(図15(B)参照)及び第2シール材1514が設けら
れる。
このとき、点線1500で囲まれた領域が図9(C)の断面図に相当する。従って、ここ
での詳細な説明は省略する。
。配線1505は陰極に所定の電圧を与えるための配線であり、異方導電性フィルム15
15を介してFPC1506に電気的に接続される。さらにEL素子は、第1シール材1
511及びそれによって基板1501に貼り合わされたカバー材1512で囲まれ、接着
剤1513により封入されている。
バリウムで形成すればスペーサ自体に吸湿性をもたせることが可能である。また、スペー
サを設けた場合、スペーサからの圧力を緩和するバッファ層として陰極上に樹脂膜を設け
ることも有効である。
接続される。配線1505は画素部1502、ソース側駆動回路1503及びゲート側駆
動回路1504に送られる信号をFPC1506に伝え、FPC1506により外部機器
と電気的に接続される。
うに第2シール材1514を設け、EL素子を徹底的に外気から遮断する構造となってい
る。こうして図15(B)の断面構造を有する発光装置となる。なお、本実施例の発光装
置は実施例1〜6のいずれの構成を組み合わせて作製しても構わない。
実施例において、1601はスイッチングTFT1602のソース配線、1603はスイ
ッチングTFT1602のゲート配線、1604は電流制御TFT、1605はコンデン
サ(省略することも可能)、1606は電流供給線、1607は電源制御TFT、160
8はEL素子、1609は電源制御線とする。このとき、ソース配線1601、ゲート配
線1603、電流供給線1606および電源制御線1608が同一の層に同一の導電膜で
形成される。
ると良い。ただし本実施例では電源制御TFTを電流制御TFTと同一構造のpチャネル
型TFTとする。
08との間に設けているが、電源制御TFT1607とEL素子1608との間に電流制
御TFT1604が設けられた構造としても良い。また、電源制御TFT1607は電流
制御TFT1604と同一構造とするか、同一の活性層で直列させて形成するのが好まし
い。
る。即ち、二つの画素が電流供給線1606を中心に線対称となるように形成されている
点に特徴がある。この場合、電流供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさら
に高精細化することができる。また、図16(B)は、ゲート配線1603と平行に電流
供給線1610を設け、ソース配線1601と平行に電源制御線1611を設けた場合の
例である。
ことが可能である。
お、本実施例において、1701はスイッチングTFT1702のソース配線、1703
はスイッチングTFT1702のゲート配線、1704は電流制御TFT、1705はコ
ンデンサ(省略することも可能)、1706は電流供給線、1707は消去TFT、17
08は消去用ゲート配線、1709はEL素子とする。このとき、ソース配線1701、
ゲート配線1703、電流供給線1706および消去用ゲート配線1708が同一の層に
同一の導電膜で形成される。
良い。ただし本実施例では電源制御TFTを電流制御TFTと同一構造のpチャネル型T
FTとする。また、特願平11−338786号では消去用ゲート配線を消去用ゲート信
号線と呼んでいる。
御TFT1704のゲート電圧を強制的に変化させることができるようになっている。な
お、消去TFT1707はpチャネル型TFTとし、オフ電流を小さくできるようにスイ
ッチング用TFT1702と同一構造とすることが好ましい。
る。即ち、二つの画素が電流供給線1706を中心に線対称となるように形成されている
点に特徴がある。この場合、電流供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさら
に高精細化することができる。また、図17(B)は、ゲート配線1703と平行に電流
供給線1710を設け、ソース配線1701と平行に消去ゲート配線1711を設けた場
合の例である。
ことが可能である。
ではTFTを三つ設けた例を示しているが、四つ乃至六つのTFTを設けても構わない。
本発明は発光装置の画素構造に限定されずに実施することが可能である。
ことが可能である。
する。図18において、1801は搬送室(A)であり、搬送室(A)
1801には搬送機構(A)1802が備えられ、基板1803の搬送が行われる。搬送
室(A)1801は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって遮断されてい
る。各処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構(A)によって行われ
る。
の成膜装置では、搬送室(A)1801の側面に排気ポート1804が設けられ、その下
に排気ポンプが設置される。このような構造とすると排気ポンプのメンテナンスが容易に
なるという利点がある。
なるので、搬送室(A)1801に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ(図示
せず)が備えられている。排気ポンプとしては油回転ポンプ、メカニカルブースターポン
プ、ターボ分子ポンプもしくはクライオポンプが用いられる。
室とも呼ばれる。ストック室1805はゲート1800aにより搬送室(A)1801と
遮断され、ここに基板1803をセットしたキャリア(図示せず)が配置される。また、
ストック室1805は上述の排気ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導入するため
のパージラインを備えている。
。これは後に蒸着法による成膜を行う際に、フェイスダウン方式を行いやすくするためで
ある。フェイスダウン方式とは、基板の素子形成面が下を向いた状態で成膜する方式をい
い、この方式によればゴミの付着などを抑えることができる。
して連結され、搬送機構(B)1807を備えている。また、1808は焼成室(ベーク
室)であり、ゲート1800cを介して搬送室(B)1806と連結している。
ウン方式で搬送されてきた基板はここで一旦フェイスアップ方式に切り替わる。これは次
のスピンコータ室1809での処理がフェイスアップ方式で行えるようにするためである
。また逆に、スピンコータ室1809で処理を終えた基板は再び焼成室1808に戻って
きて焼成され、再び上下を反転させてフェイスダウン方式に切り替わり、ストック室18
05へ戻る。
連結している。スピンコータ室1809はEL材料を含む溶液を基板上に塗布することで
EL材料を含む膜を形成する成膜室であり、主に高分子系(ポリマー系)有機EL材料を
成膜する。このとき、成膜室は常に窒素やアルゴンなどの不活性ガスで充填しておく。特
に、1〜5気圧(好ましくは1.5〜3気圧)の与圧雰囲気化で成膜を行うと、成膜室に
酸素や水が侵入することを効果的に防ぐことができる。
電荷輸送層をも含む。また、公知の如何なる高分子系有機EL材料を用いても良い。発光
層となる代表的な有機EL材料としては、PPV(ポリパラフェニレンビニレン)誘導体
、PVK(ポリビニルカルバゾール)誘導体またはポリフルオレン誘導体が挙げられる。
これはπ共役ポリマーとも呼ばれる。また、電荷注入層としては、PEDOT(ポリチオ
フェン)またはPAni(ポリアニリン)が挙げられる。
理する処理室(以下、前処理室という)であり、前処理室1810はゲート1800eに
より搬送室(A)1801と遮断される。前処理室はEL素子の作製プロセスによって様
々に変えることができるが、ここでは画素電極の表面に紫外光を照射しつつ100〜12
0℃で加熱できるようにする。このような前処理は、EL素子の陽極表面を処理する際に
有効である。
ゲート1800fを介して搬送室(A)1801に連結される。蒸着室1811は内部に
複数の蒸着源を設置できる。また、抵抗加熱または電子ビームにより蒸着源を蒸発させ、
成膜を行うことができる。
電膜であり、仕事関数の小さい金属、代表的には周期表の1族もしくは2族に属する元素
(代表的にはリチウム、マグネシウム、セシウム、カルシウム、カリウム、バリウム、ナ
トリウムもしくはベリリウム)またはそれらに近い仕事関数をもつ金属を蒸着できる。ま
た、低抵抗な導電膜としてアルミニウム、銅もしくは銀を蒸着することもできる。さらに
、透明導電膜として酸化インジウムと酸化スズとの化合物からなる導電膜や酸化インジウ
ムと酸化亜鉛との化合物からなる導電膜を蒸着法により形成することも可能である。
成することが可能である。発光層の代表例としてはAlq3(トリス−8−キノリノラト
アルミニウム錯体)もしくはDSA(ジスチルアリーレン誘導体)があり、電荷注入層の
代表例としてはCuPc(銅フタロシアニン)、LiF(フッ化リチウム)もしくはac
acK(カリウムアセチルアセトネート)があり、電荷輸送層の代表例としてはTPD(
トリフェニルアミン誘導体)もしくはNPD(アントラセン誘導体)が挙げられる。
DCM、キナクリドン等)とを共蒸着することも可能である。蛍光物質としては公知の如
何なる材料を用いても良い。また、EL材料と周期表の1族または2族に属する元素とを
共蒸着して発光層の一部に電荷輸送層または電荷注入層としての役割をもたせることも可
能である。なお、共蒸着とは、同時に蒸着源を加熱し、成膜段階で異なる物質を混合する
蒸着法をいう。
EL材料または導電膜の成膜が行われる。なお、成膜はフェイスダウン方式で行われる。
800gを介して搬送室(A)1501に連結されている。封止室1812では、最終的
にEL素子を密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成されたEL素子
を酸素や水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化
性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形
成する。
以下、紫外光照射機構という)1813が設けられており、この紫外光照射機構1813
から発した紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。封止室18
12の内部は排気ポンプを取り付けることで減圧することも可能であるし、高純度な窒素
ガスや希ガスでパージしつつ与圧とすることも可能である。
14には搬送機構(C)1815が設けられ、封止室1812でEL素子の封入が完了し
た基板を受渡室1814へと搬送する。受渡室1814も排気ポンプを取り付けることで
減圧することが可能である。この受渡室1814は封止室1812を直接外気に晒さない
ようにするための設備であり、ここから基板を取り出す。
入するまで外気に晒さずに済む。このような成膜装置を用いることで信頼性の高い発光装
置を作製することが可能となる。
なく、液晶表示装置に用いることも可能である。ここで本発明の液晶表示装置の外観を図
19(A)に、画素部の断面構造を図19(B)に示す。
2およびソース側駆動回路1903が形成される。このとき、画素部1901には図5の
画素部が用いられ、ゲート側駆動回路1902には図1のゲート側駆動回路が用いられ、
ソース側駆動回路1903には図3のソース側駆動回路が用いられる。
04とソース配線1905が伸び、ゲート配線1904とソース配線1905とが交差部
に画素TFT1906が形成される。また、画素TFT1906には保持容量1907お
よび液晶素子1908が並列に接続される。また、FPC1909から駆動回路の入力端
子までの接続配線1910、1911が設けられている。なお、1912は対向基板であ
る。
1913およびスイッチング素子となるpチャネル型TFT1914は実施例2に従って
作製すれば良い。なお、1915は配向膜、1916は対向基板、1917は遮光膜、1
918は対向電極、1919は配向膜、1920はシール材、1921は樹脂からなるス
ペーサ、1922は液晶である。これらは公知の方法で形成すれば良いし、液晶素子の構
造は本実施例の構造に限定する必要はない。
回路を形成する例を示しているが、nチャネル型TFTのみで形成することも可能である
。その場合、駆動回路では電源線の極性を反転させるといった多少の変更は必要である。
FTのドレインに陰極が接続された構造とすることが好ましい。なお、実施例8〜10に
おいて、スイッチングTFTおよび電流制御TFT以外のTFTが画素内にある場合もす
べてnチャネル型TFTとする。
膜を設け、スイッチング用TFT601および電流制御用TF602を窒化珪素膜もしく
は窒化酸化珪素膜を含むパッシベーション膜517で覆った構成とすることが好ましい。
が窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜で挟まれた構造となり、外部からの水分や可動イオ
ンの侵入を効果的に防ぐことができる。
極523の間に窒化珪素膜もしくはDLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜を設け、さ
らに陰極の上に前述の窒化珪素膜もしくはDLC膜を設けることは好ましい。
り、外部からの水分や可動イオンの侵入を防ぐだけでなく、酸素の侵入をも効果的に防ぐ
ことができる。EL素子中の発光層などの有機材料は酸素によって容易に酸化して劣化す
るため、本実施例のような構造とすることで大幅に信頼性を向上することができる。
て施すことで発光装置全体の信頼性を高めることができる。
ることが可能である。
る。例えば、TV放送等を鑑賞するには対角20〜60インチの本発明の表示装置を筐体
に組み込んだディスプレイを用いるとよい。なお、表示装置を筐体に組み込んだディスプ
レイには、パソコン用ディスプレイ、TV放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプ
レイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。
型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音楽再生装
置(カーオーディオ、家庭用オーディオ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム
機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍
)、画像再生装置(記録媒体に記録された画像を再生し、その画像を表示する表示部を備
えた装置)が挙げられる。それら電気器具の具体例を図20、図21に示す。
台2002、表示部2003を含む。本発明の表示装置は表示部2003に用いることが
できる。
03、操作スイッチ2104、バッテリー2105、受像部2106を含む。本発明の表
示装置は表示部2102に用いることができる。
01、信号ケーブル2202、頭部固定バンド2203、表示部2204、光学系220
5、発光装置2206を含む。本発明は発光装置2206に用いることができる。
であり、本体2301、記録媒体(DVD等)2302、操作スイッチ2303、表示部
(a)2304、表示部(b)2305を含む。表示部(a)は主として画像情報を表示
し、表示部(b)は主として文字情報を表示するが、本発明の表示装置はこれら表示部(
a)、(b)に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲ
ーム機器なども含まれる。
02、受像部2403、操作スイッチ2404、表示部2405を含む。本発明の表示装
置は表示部2405に用いることができる。
2503、キーボード2504を含む。本発明の表示装置は表示部2503に用いること
ができる。
光源2602、液晶表示装置2603、偏光ビームスプリッタ2604、リフレクター2
605、2606、スクリーン2607を含む。本発明は液晶表示装置2603に用いる
ことができる。
示装置2703、光学系2704、スクリーン2705を含む。本発明は液晶表示装置2
702に用いることができる。
出力した画像情報を含む光をレンズや光ファイバー等で拡大投影してフロント型若しくは
リア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
ように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音楽再生
装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景
として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
部2803、表示部2804、操作スイッチ2805、アンテナ2806を含む。本発明
の発光装置は表示部2804に用いることができる。なお、表示部2804は黒色の背景
に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。勿論、本発明
の液晶表示装置を表示部2804に用いることも可能である。
、表示部2902、操作スイッチ2903、2904を含む。本発明の発光装置は表示部
2902に用いることができる。また、本実施例では車載用のカーオーディオを示すが、
携帯型や家庭用の音楽再生装置に用いても良い。なお、表示部2904は黒色の背景に白
色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音楽再生装置において
特に有効である。勿論、本発明の液晶表示装置を表示部2804に用いることも可能であ
る。
可能である。また、本実施例の電気器具は実施例1〜14に示したいずれの構成の発光装
置を用いても良い。
Claims (1)
- 第1のプラスチック基板と、
第2のプラスチック基板と、
前記第1のプラスチック基板と前記第2のプラスチック基板の間の、複数の画素と、を有する発光装置であって、
前記画素は、
第1のトランジスタ乃至第3のトランジスタと、
発光素子と、を有し、
前記第1のトランジスタ乃至前記第3のトランジスタは一導電型を有し、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第1の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第3のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートおよび前記第2のトランジスタのゲートは、第2の配線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第3の配線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記発光素子と電気的に接続され、
前記第1の配線は、前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方に第1の信号を伝送することができる機能を有し、
前記第2の配線は、前記第1のトランジスタのゲートおよび前記第2のトランジスタのゲートに第2の信号を伝送することができる機能を有し、
前記第3の配線は、前記第3のトランジスタに流れる電流を供給することができる機能を有し、
前記複数の画素のうち隣接する2つの画素が有する前記第1の配線同士は、第4の配線を介して電気的に接続され、
前記第3の配線は、前記第1の配線及び前記第2の配線と同層に設けられ、且つ、前記第4の配線と異なる層に設けられ、
前記第2の配線は、前記第4の配線と交差していることを特徴とする発光装置。
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