TW200303502A - Electroluminescent display device - Google Patents
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Description
200303502
200303502 五、發明說明（2) 又，針對開關用TFT的第1 TFT3 〇進行說明。 如第5(a)圖所示，在由石英玻瑀、無驗玻璃等所構成 的絕緣性基板10上，形成由鉻（Cr)、顧（Mo)等高熔點金屬 -戶斤構成的兼作閘極電極11的閘極信號線51及保持電容電極 線 54。 ^ 其次，依序形成由閘極絕緣膜1 2 ’以及多晶石夕 (Poly-Si 1 icon，以下稱「P-Si」）膜所構成的主動層 13，在該主動層13，係設置有所謂LDD(Lightly Doped D i η )構造，亦即、在閘極1 1的兩側設置低濃度區 l^D、在其外側設置高濃度區的源極1 3s及汲極1 3d。 • 然後，在整個閘極絕緣膜1 2及主動層1 3上，設置依照 0媒、S i N膜及S i 0艉的順序層積的層間絕緣膜1 5，並在 對應汲極1 3 d所設的接觸孔填充A 1等金屬以設置兼作汲極 k號線5 2的汲極電極。再全面設置例如由有機樹脂構成， 表_面並經平坦的平坦化絕緣膜1 7，在其上，層積有機EL元 件6 0的各有機材料6 2、6 4及陰極6 6。 其-人’利用第5 ( b )圖針對供應電流給有機£ l元件的 區動用TFT，即第2TFT40予以說明。 _第2 T F T 4 0，係於由石英玻璃、無鹼玻璃等構成的絕緣 i*生基板1 0上’設置由Cr、Mo等高熔點金屬構成的閘極電極 4 1 ’並依序形成由閘極絕緣膜1 2，以及p — s丨膜構成的主動 =4 3，在該主動層4 3，係於閘極電極4丨上方設置真性或實 夤^真性的通道4 1 c，和在該通道4丨c的兩側，對其兩側施 以離子摻雜而設置源極43s及汲極43d。
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第6頁 200303502 五、發明說明（3) 然後，在整個閘極絕緣膜1 2及主動層4 3上，形成依照 S i 0媒、S i N膜及S i 0模的順序層積的層間絕緣膜1 5，並在 對應汲極4 3 d設置的接觸孔填充A 1等金屬且配置連接到驅 動電源的驅動電源線5 3。再全面形成例如由有機樹脂構 成，表面並經平坦的平坦化絕緣膜1 7，並在對應該平坦化 絕緣膜1 7及層間絕緣膜1 5的源極4 3 s處形成接觸孔，介該 接觸孔在平坦化絕緣膜1 7上設置和源極4 3 s接觸的由 I TO ( Indium Tin Oxide ··氧化銦錫）構成的第1電極，即 有機EL元件的陽極6卜 有機EL元件6 0的構造，係依照：由ΙΤ0等透明電極構 成的陽極6卜MTDATA(4, 4,，4，，-三（3-曱基苯基苯基胺基三 苯基胺）構成的第1電洞輸送層與TPD(n，η’ -二笨基-η，η’ -二（3 -曱基苯基）-1，Γ -聯苯-4，4 二胺）構成的第2電洞 輸送層所構成的電洞輸送層6 2、由含嗤D f 17定酉同 (Quinacridone)衍生物的Bebq2(雙（1 〇-經基笨并[h ]喹 啉）鈹）構成的發光層63及由Bebq2構成的電子輸送層64所 構成的發光元件層6 5、鎂銦合金構成的第2電極即陰極6 6 的順序層積而成。該陰極6 6，係設置在整個製造第3圖所 示有機EL顯示裝置的基板1 〇上，也就是說設置在整個紙張 上，具有100 0A的膜厚。 又有機EL元件，係從陽極注入的電洞與從陰極注入的 電子在發光層的内部重結合，並激發形成發光層的有機分 子產生激子’ 6玄/放子在輪射純化（d e a c t i v a t i ο η )的過程 從發光層放射出光，該光從透明陽極介透明絕緣基板向外
314307.ptd 第7頁 200303502 五、發明說明（4) f發出光。 在此，針對有機EL元件發光層6 3的製法予以說明。 發光層6 3雖發出各種顏色的光，但其各種顏色的材料 <不同，係利用蒸著法將其各種材料形成在第2電洞輸送層 上。製造時，各種顏色例如以紅（R )、綠（G )、藍（B )的發 光材料順序成島狀的設置在對應的陽極6 1上。 各顯示晝素的發光層6 3，係對應陽極6 1依序反覆形成 R、G、B各種顏色，配列成矩陣狀。蒸著各種顏色的發光 ^材料時，使用開孔成矩陣狀的金屬遮罩蒸著第1種顏 P，再向旁或向下移動該遮罩依序蒸著各種顏色。 ΐ發明内容】 在習知的構造，陰極6 6的A 1層膜厚，考慮到導電性、 防止因發光元件層6 5的厚度會產生段差、遮光性等，而認 為1 0 0 0A就足夠。 但是，如第6 ( a )圖所示，陰極6 6材料的I呂層係由蒸著 .形成，故製成膜的A1層密度薄，容易產生缺陷。例如，在 蒸著上述發光層6 3的製程，係依各種顏色矩陣狀的移動金 '屬遮罩，因此會有碰傷電洞輸送層6 2的情況，在那種狀態 >，蒸著鋁則會因電洞輸送層6 2的缺陷（段差），而在鋁層 也產生缺陷。又，在製膜中也常會因灰塵而在銘上產生針 孔或段差造成的缺陷。 第6 ( b )圖，係顯示因A 1缺陷造成暗點（dark spot)的 標示圖。在此係舉一例在素玻璃（m 〇 t h e r g 1 a s s ) 1 0 1上配 置4片顯示面板1 0 2，各面板的黑點是暗點1 0 3。如第6 ( a )
314307.ptd 第8頁 200303502 五、發明說明（5) 圖所示，若在陰極A 1層出現缺陷部分，則其下的發光元件 層6 5就會接觸外部空氣跑進水分。1個晝素若跑進水分， 則其畫素不僅會變成不良的閃爍缺陷，而且跑進晝素的水 分會陸續影響相鄰晝素，增加變成非發光區的暗點1 〇 3， 最後整片面板會形成無法顯示，故一定要隔絕發光元件層 6 5與外部的接觸。 而且，該A 1層的缺陷，例如即使是0 . 3// m左右的大 小，對發光元件層而言也會出現類似上述的問題，因此和 LCD等顯示裝置比需要1 0至2 0倍的精度管理。 考慮A 1層本身，也可設法利用A 1回焊等來熔融填補孔 的.修理方法。然而，由於形成在陰極A 1層之前的發光元件 層6 5抗熱性差，所以無法加熱整個A 1層，亦即，在過去沒 有修補方法，即使做到發光元件層6 5都是正常，但到形成 陰極後變成不良品，而出現良品率下降的問題。 本發明係針對上述課題而加以研發的電場發光顯示裝 置’具有設在基板上方的第1電極、設在該第1電極上具有 發光層的EL元件、驅動該EL元件的薄膜電晶體，以及設在 上述EL元件上的第2電極，其中藉由將上述第2電極的膜厚 設定在2 0 0 0 A以上而解決問題。 又，其特徵是將上述第2電極的膜厚設定在1 0 0 0 0A以 下。 且，上述第2電極係為鋁層。 並，驅動上述EL元件，從上述第2電極側向上述第1電 極側發光。
314307.ptd 第9頁 200303502 五、發明說明（6) ^一· __ 【實施方式】 針對本發明的EL顯示元件，利用圖1及圖 明。 u z于以詳細說 - 第1圖，係顯示本發明有機EL元件的剖視圖， 一於EL顯示裝置的各顯示晝素、等效電路圖的構㈤皮又對 的第3圖及第4圖的構造實質上相同，故省略說=和已揭示 首先，就開關用TFT的第1TFT30加以說明。。 如第1 ( a )圖所示’在由石英玻璃、無鹼破 象性基板！。上’形成由鉻（Cr)、翻（Mo)等高d:: 成的兼作閘極電極1 1之閘極信號線5丨及保持恭六"蜀構 54〇 .、包令％極線 , 其次，依閘極絕緣膜12，以及多晶矽（P〇ly〜Sili 以下稱「p-Si」）膜的順序形成主動層13，並在該主 13設置所謂的LDD(Light ly Doped Drain)構造。亦即: 车閘極1 1的兩側設置低濃度區1 3LD及在其外側設置高淨产 f區的源極1 3 s及汲極1 3 d。 然後，在整個閘極絕緣膜1 2及主動層1 3上，設置依照 、i 0骐、S i N膜及S i 0媒的順序層積的層間絕緣膜1 5，並在 董0汲極1 3 d設置的接觸孔充填A丨等金屬以設置兼作汲極 4吕號線5 2的汲極電極1 6。再全面設置例如由有機樹脂構成 並平坦表面的平坦化絕緣膜1 7，在其上，形成有機EL元件 6 0的各有機材料6 2、6 4，並層積後述的4 0 0 0 A左右之厚陰 極8 0 〇 其次，揭示本發明有機EL元件的驅動用TFT剖視圖，
314307.ptd 第10頁 200303502 五、發明說明（7) 如第1 ( b)圖所示，在由石英破璃、無鹼玻璃等構成的絕 緣性基板1 0上，設置由鉻（cr)、鉬（Mo)等高熔點金屬構 成的閘極電極4 1，並依序形成構成主動層4 3的閘極絕緣膜 1 2及p - S i膜，在該主動層4 3，於閘極電極4 3上方設置真性 或貫質上真性的通道43c’及在該通道43 c的兩側，對其兩 側施予離子摻雜設置源極4 3 s及汲極4 3 d。 然後，在整個閘極絕緣膜1 2及主動層4 3上，依S i 0 2 膜、S i N膜及S i 0踩的順序層積形成層間絕緣膜1 5，並在對 應〉及極4 3 d設置的接觸孔填充A 1等金屬以配置連接到驅動 電源5 0的驅動電源線5 3。再全面設置例如由有機樹脂構成 並平坦表面的平坦化絕緣膜1 7，並在對應該平坦化絕緣膜 1 7源極4 3 s之處形成接觸孔，介該接觸孔於平坦化絕緣膜 1 7上設置與源極4 3 s接觸的由I T0構成的第1電極，即有機 E L元件的陽極6 1。 有機EL元件6 0的構造’係依照：由I T0等透明電極構 成的陽極61、MTDATA(4，4，4” -三（3 -曱基苯基笨基胺基） 二苯基胺）構成的第1電洞輸送層與TPD(n，η’ -二苯基 - η，η ’ _二（3 -曱基苯基）- 1，1 ’ -聯笨-4，4 ’ -二胺）構成的第 2電洞輸送層所構成的電洞輸送層6 2、由含喹D、f σ定酉同 (Quinacridone)衍生物的Bebq2(雙（10-羥基笨并[h]喹 啉）鈹）構成的發光層63及由Bebcj2構成的電子輸送層64所 構成的發光元件層6 5、錢銦合金構成的第2電極即陰極§ q 的順序層積而成。該陰極8 0，係設置在整個製造第3圖所 示有機EL顯示裝置的基板1 0上’也就是說設置在整個紙張
314307.ptd 第11頁 200303502 五、發明說明（8) " ' ^〜-- + ’具有40〇〇a的膜厚。 電早^ ^ 卩’係從陽極注人的電洞與從陰極8 0注入的 1子 二2層的内部重結合，並激發形成發光層的有機分 坆發光ίί μ;激子在輕射鈍化（deactlvatlon)的過程 部i ^ 該光從透明陽極介透明絕緣基板向外 習知係將陰極的ai層膜厚訂為4°〇°a。在 曰]稱化如弟6圖所示，在a 1層常發生缺^ ^ π ^ JC: ΐ ”庳故膜的密度薄或製Α1層膜V的灰塵大為其 . 尤其疋灰塵需要LCD的1 0至20倍的精度管理。 將由i :w在,·EL元件的形成製程，於發光元〜牛層65上，
或/ (S1)等構成’並於對應各顯示畫素處備有 C?罩載置在陽極61上。然後，將各發光層材 顧:中將金屬遮罩朝一方向移動以堆積各種 .^ ^層材料。由於移動該金屬遮罩容易碰傷有機EL 的：：=的電洞輸送層’且其段差會影響到形成在上層 陰極A 1層，成為常發生缺陷的原因。 輪送 根據本發明，透過將陰極8〇材料的M層膜厚製成2〇〇〇 1 0 0 0 0 A，可以大幅抑制因成膜中超微細灰塵或電洞 層的缺陷所產生的陰極針孔。 將&在此’利用第2圖說明本發明的效果。第2(a)圖，係 辱陰極的厚度製成4 0 0 0A時的暗點標示圖，第2(b)圖，係 1基板内（基板尺寸：3 0 0mmx 4 0 0mm)的暗點數與陰極 嗎厚的相關關係圖。
3l4307.ptd 第12頁 200303502 五、發明說明（9) 第2 (a)圖係舉一例在素玻璃 2 0 2，各面板的黑點為暗點2 0 3。 時（第6 (b ))比暗點銳減，具體上 1 0 0 0 A製成4 0 0 0 A ，平均每片基 1 / 4程度。 這是因為透過增加膜厚，在 生的針孔會在蒸著完成時被填補 孔的發生或然率會減少，不過要 加長，也就會降低產能。 根據第2(b)圖，暗點發生的 增加到2 0 0 0 A時就會急劇下降， A 1層製成比2 0 0 0A厚即可。 然而，金屬的A 1層與下層的 若將A 1層製成太厚則A 1層與有機 增加發生膜剝落的可能性。所以 即可，在本實施形態採用的最佳 如上所述在本寶施形態中， 膜，而是還具有作為有機膜保護 有足夠的保護能力，例如在更上 的必要，成膜雖然稍微多花點時 昇。 依據本發明，可大幅降低陰 陰極出現缺陷，係因成膜中 元件層時移動金屬遮罩傷及電洞 _薦_ 2 0 1上配置4片顯示面板 和習知的陰極膜厚1 0 0 0A ，如第2 ( b )圖所示，將 板的暗點數約可降低到 蒸著A 1層的初期階段所產 的關係。當然厚度越厚針 增加厚度蒸著的時間就要 或然率在將膜厚從1 0 0 0 A 之後緩慢的下降，因此， 有機層剛性不同。因此， 層之間會產生膜應力，將 ，A1層製成1 0 0 0 0A以下 膜厚值為4 0 0 0A。 並不是僅將陰極當作導體 層用的特徵。藉由A 1層具 層就沒有另行再設保護層 間，但整體而言產能提 極材料銘層的缺陷。 的超微細灰塵，或製造EL 輸送層所致，它們將影響
314307.ptd 第13頁 200303502 •五、發明說明（ίο) A 1層而造成針孔等缺陷。從該缺陷跑進水分，會從1晝素 簧 的閃爍缺陷變成整個晝面無法顯示的大問題。亦即，即使 是EL元件或TFT沒有異常的製品，也會因最後製程的不 良，而使得成本增加良品率下降。 依據本發明，利用增加鋁膜厚度，可以實現幾乎完全 不受灰塵或電洞輸送層傷痕影響的陰極。 具體上，藉由將陰極厚度製成2 0 0 0 A，可大幅降低暗 點，提高厚度的效果；製成4 0 0 0 A，更有益於降低暗點。 又，由於陰極的膜厚在1 0 0 0 0A以下，故可以抑制剛 異所造成的膜剝落。 ^ 由於A 1容易蒸著且價格便宜，所以一般上被用作電極 材料，然而相反的，它也是種蒸著密度薄且易產生缺陷的 9 材質。不過，依據本發明，因為只要將陰極的A 1層膜厚加 大即可，所以並沒有增加特別的材料與製程，就能降低陰 極的缺陷。 加上，係由陰極側向.陽極側發光的底發射型構造，所 以即使陰極厚也不會影響發光亮度、發光率，而且遮光性 不會變差，所以是種最佳的實施形態。
314307.ptd 第14頁 200303502 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1 ( a )及（b )圖係說明本發明用之剖視圖。 第2 ( a )及（b )圖係說明本發明用之特性圖。 第3圖係說明先前技術用之俯視圖。 第4圖係說明先前技術用之等效電路圖。 第5 ( a )及（b)圖係說明先前技術用之剖視圖。 第6 ( a )及（b )圖係說明先前技術用之特性圖。 10 絕緣性基板 1卜41 閘極電極 12 閘極絕緣膜 13^ 43 主動層 13s' 43s 源極 13d、 43d 汲極 13c、 43c 通道 15 層間絕緣膜 16 汲極電極 17 平坦化絕緣膜 30 第 1TFT 40 第 2TFT 50 驅動電源 51 閘極信號線 52 汲極信號線 53 驅動電源線 54 保持電容電 極（線）55 電容電極 60 有機E L元件 61 陽極（第1電極 ) 62 電洞輸送層 (有機材料） 63 發光層 64 電子輸送層 (有機材料） 65 發光元件層 66^ 80 陰極（第2電極 ) 70 保持電容器 101 > 201 素玻璃 102^ 202 顯示面板 103^ 203 暗點
314307.ptd 第15頁
Claims (1)
- 200303502 六、申請專利範圍 1. 一種電場發光顯示裝置，係具有：設於基板上方的第1 電極；設於該第1電極上具有發光層的EL元件；驅動該 EL元件的薄膜電晶體，以及設於上述EL元件上的第2電 極；其中， 上述第2電極的膜厚設定在2 0 0 0A以上。 2. 如申請專利範圍第1項的電場發光顯示裝置，其特徵 為，上述第2電極的膜厚設定在1 0 0 0 0 A以下。 3. 如申請專利範圍第1項的電場發光顯示裝置，其特徵 為，上述第2電極係為鋁層。 Θ如申請專利範圍第1項的電場發光顯示裝置，其特徵 - 為，驅動上述EL元件，並從上述第2電極側向上述第1 電極側發光。314307.ptd 第16頁
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