WO2009133680A1 - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
有機ELデバイスは一般的に下記に示すような方法で作成される。
(a)まず、洗浄されたガラス、石英もしくはプラスチック等の支持基板上に陽極(アノード)を形成し、パターニングを行う。陽極は一般的には仕事関数の大きいITO(Indium Tin Oxide)が選ばれる。陽極の形成は通常、スパッタ法により形成される。
(b)その後、正孔(ホール)注入層、有機EL層を形成する。一般的に低分子有機ELの場合、真空蒸着法により形成され、高分子有機ELの場合、スピンコート法もしくはインクジェット法により形成される。インクジェット法は有機ELの塗り分けが必要な場合に選択される。なお、有機EL層を形成する前後に発光効率、寿命を向上するために正孔(ホール)注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を形成する場合もある。高分子有機ELの場合、一般的には正孔注入層および正孔輸送層がインクジェット法により形成される。
(c)その後、Al等の金属からなる陰極(カソード)を真空蒸着等で形成し、封止を行う。
以上の工程によってデバイスが完成する。このようなデバイスは陽極側から光を取り出す構造であるのでボトムエミッションデバイスと呼ばれる。
前記基板上に形成され画素を区画する複数の隔壁と、
前記複数の隔壁の中の一組の隔壁間に第1電極、発光層、第2電極の順に積層され、前記画素を構成する発光部と、
前記第1電極に電圧を印加する画素回路と、
を備え、
前記複数の隔壁の中の少なくとも一部の隔壁は、前記基板上に導電性材料により垂直方向に形成された導電部と、この導電部の側面周囲を絶縁材料で覆った絶縁部とを含み、
前記第1電極及び前記発光部は、前記絶縁部により前記導電部から絶縁され、
前記第2電極は、前記隔壁の上面に露出した前記導電部を被覆して積層され、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続されていることを特徴とする。
また、このような放熱経路が、画素、TFT、配線に隣接して形成されることも、本発明の優れた放熱性を発現できる理由である。
なお、本発明の導電部の幅、厚みなどは、各々の実施の形態に応じて適宜選択される。
従来の表示装置では、第2電極形成後にSiO2、SiNなどの薄膜、封止樹脂を形成し、その後にスペーサーを介して表示装置の上面ガラス基板が貼り付けられることがある。そのスペーサーは、発光部にダメージを与えないように隔壁上に当接される。例えばこのような構成で、表示装置に圧力などの外力が作用すると、従来の技術では隔壁が樹脂で構成されるため、隔壁が外力により変形しやすく、その変形によって第2電極も変形し、クラックが発生することもある。クラックの発生は電気的導通に支障をきたし、ひいては表示装置の画質の劣化ともなりうる。
本発明に係る表示装置における隔壁は、内部に金属を有しているため、上述のような隔壁の変形が発生しにくいため、表示装置の画質の劣化も発生しにくくなる。
前記基板上に形成され画素を区画する複数の隔壁と、
前記複数の隔壁の中の一組の隔壁間に第1電極、発光層、第2電極の順に積層され、前記画素を構成する発光部と、
前記第1電極に電圧を印加する画素回路と、
を備え、
前記複数の隔壁の中の少なくとも一部の隔壁は、前記基板上に導電性材料により垂直方向に形成された導電部と、この導電部の側面周囲を絶縁材料で覆った絶縁部とを含み、
前記第1電極及び前記発光部は、前記絶縁部により前記導電部から絶縁され、
前記第2電極は、前記隔壁の上面に露出した前記導電部を被覆して積層され、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続されていることを特徴とする。
さらに、発光部は、発光により発熱する。上記隔壁が絶縁部のみで形成されている場合には、隔壁の間に形成された発光部による発熱は隔壁の間にこもる。その結果、発光部内の発光層の寿命を短くする。本態様によると、発光部の領域を規制する既存の隔壁の内部に導電部を設けている。これにより、発光部で発生した熱は導電部を伝わってディスプレイの外部に放出されるので、上記導電部は補助配線としての機能に加えて、放熱機能を果たす。その結果、隔壁の間に形成された発光部による発熱が隔壁の間にこもるのを防止し、発光部内の発光層の寿命を延ばすことができる。
前記基板上に形成され画素を区画する複数の隔壁と、
前記複数の隔壁の中の一組の隔壁間に第1電極、発光層、第2電極の順に積層され、前記画素を構成する発光部と、
前記第1電極に電圧を印加する画素回路と、
を備え、
前記複数の隔壁の中の少なくとも一部の隔壁は、長手方向に対して垂直な面の断面形状が、上辺が下辺より短い台形形状であって、前記隔壁は、前記基板上に導電性材料により形成され断面形状が、上辺が下辺より短い台形形状である導電部と、この導電部の側面周囲に形成された絶縁部とを含み、
前記第1電極及び前記発光部は、前記絶縁部により前記導電部から絶縁され、
前記第2電極は、前記隔壁の上面に露出した前記導電部を被覆して積層され、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続されていることを特徴とする。
前記基板上に形成された前記第1電極及び前記導電部を絶縁材料により被覆する工程と、
前記第1電極の上面及び前記導電部の上面から前記絶縁材料を除去し、前記導電部の上面を露出させ、前記導電部の側面周囲を前記絶縁材料で覆った隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、
前記絶縁材料で被覆された隔壁の間に前記第1電極の上方に発光層を形成する工程と、
前記発光層及び前記隔壁の上面に露出した導電部を第2電極で被覆する工程と、
を含み、
前記第1電極には画素回路により電圧が印加され、前記第2電極は、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続される。
前記隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、前記発光層を形成する工程との間に、前記第1電極から前記有機EL層に正孔を注入する正孔注入層を前記第1電極の上面に形成する工程を含むことを特徴とする。
前記第1電極の両側に、前記基板の垂直方向に空洞を持つ中空形状の絶縁部を絶縁材料により形成する工程と、
上方に開放した中空形状の前記絶縁部の中空領域に、導電性材料を充填して導電部を形成し、前記導電部の側面周囲を絶縁部で覆い前記導電部が上面に露出した隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、
前記絶縁材料で被覆された前記隔壁の間に前記第1電極の上面に発光層を形成する工程と、
前記発光層及び前記隔壁の上面に露出した導電部を第2電極で被覆する工程と、
を含み、
前記第1電極には画素回路により電圧が印加され、前記第2電極は、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続されることを特徴とする。
前記隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、前記発光層を形成する工程との間に、前記第1電極から前記有機EL層に正孔を注入する正孔注入層を前記第1電極の上面に形成する工程を含むことを特徴とする。
前記第1電極をマスクする工程と、
前記基板上に形成された前記導電部の表面を酸化して酸化皮膜を形成する工程と、
前記導電部の上面から酸化皮膜を除去し、前記導電部の上面を露出させ、前記導電部の側面周囲が酸化皮膜により絶縁された隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、
前記第1電極から前記マスクを除去する工程と、
前記側面周囲が絶縁された前記隔壁の間であって前記第1電極の上方に発光層を形成する工程と、
前記発光層及び前記隔壁の上面に露出した導電部を第2電極で被覆する工程と、を含み、
前記第1電極には画素回路により電圧が印加され、前記第2電極は、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続されることを特徴とする。
前記基板上に形成され画素を区画する複数の隔壁と、
前記複数の隔壁の中の一組の隔壁間に第1電極、発光層、第2電極の順に積層され、前記画素を構成する発光部と、
を備え、
前記複数の隔壁の中の少なくとも一部の隔壁は、前記基板上に導電性材料により垂直方向に形成された導電部と、この導電部の側面周囲を絶縁材料で覆った絶縁部とを含み、
前記第1電極及び前記発光部は、前記絶縁部により前記導電部から絶縁され、
前記第2電極は、前記隔壁の上面に露出した前記導電部を被覆して積層されていることを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1に係る表示装置100の構成を示す概略断面図である。この表示装置100は、薄膜トランジスタアレイ基板10上に、平面内で画素を区画する複数の隔壁20と、基板10上の隔壁20間に、面に垂直方向に陽極(第1電極)11、正孔注入層12、発光層13、陰極(第2電極)14の順に積層され、画素を構成する、発光部と、を備える。また、一部の隔壁20は、陰極14と電気的に接続された導電部21と、導電部21と陽極11及び発光層13とを電気的に絶縁するように、導電部21の表面の一部である側面を被覆する絶縁部22と、を含む。さらに、薄膜トランジスタアレイ基板10は、ガラス基板1上に形成されたTFT部15と、TFT部15上に形成された平坦化膜16とを含む。また、薄膜トランジスタアレイ基板10のTFT部15と発光部の陽極11とは平坦化膜16に形成したコンタクトホール161を介して電気的に接続されている。
この薄膜トランジスタアレイ基板10は、ベース基板1と、ベース基板1上に設けられたTFTを含むTFT部15と、さらに、TFT部15の上に設けられた平坦化層16とからなる。
ベース基板1としては、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラスなどのガラス板、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコン系樹脂などのプラスチック板およびプラスチックフィルム、アルミナなどの金属板および金属ホイル等を用いることができる。
TFT部15は、少なくとも半導体層151、ゲート絶縁膜152、ゲート電極153、ソース・ドレイン電極154を含む層から構成される。
また、TFTとしては、一般的に液晶ディスプレイを駆動するために使用される、アモルファスシリコンTFT、低温ポリシリコンTFTでも良いし、有機EL用に現在開発されているマイクロクリスタルシリコンTFT、無機酸化物TFT、有機TFT等どのようなTFTでもよい。本実施の形態に示したTFT部15では、半導体層151よりも基板上方にゲート電極153が存在するトップゲート構造を示したが、この限りではない。ゲート電極が半導体層より基板下側にあるボトムゲート構造でも構わない。
平坦化層16は、TFT部15の上に設けられ、TFT部15の上部の凹凸を平坦化すると共に、TFT部15と発光部とを電気的に絶縁する。平坦化層16には、TFT部15のソース電極と発光部20の陽極11とを接続する接続孔が設けられている。平坦化層16の材料としては、特に限定されないが、ポリイミド、BCB(ジビニルシロキサンベンゾシクロブテン)等の有機材料、あるいは酸化シリコン(SiO2)などの無機材料を用いることができる。
隔壁20は、基板10上の平面内で画素を区画するように設けられている。隔壁20は、例えば、基板10の短辺方向又は長辺方向に沿って互いに平行に延在して設けられていてもよい。あるいは、隔壁20は、基板10上の平面内で格子状に設けられていてもよい。
なお、全ての隔壁ではなく、少なくとも一部の隔壁20について導電部21を備えていれば足りる。一部の隔壁20の導電部21によっても、陰極(第2電極)14の複数箇所に所定の電位を印加することで陰極14での電圧降下を抑えることが十分可能である。
隔壁20の導電部21は、陰極(第2電極)14と電気的に接続されている。すなわち、導電部21は、陰極(第2電極)14の複数箇所にわたって所定の電位を印加する補助配線の機能を有し、陰極14の電圧降下を抑制できる。これによって、透明電極であって高抵抗の陰極14における電圧降下に起因する各画素間の発光の輝度ムラを抑制できる。
隔壁20の絶縁部22は、導電部21と第1電極11及び発光層13とを電気的に絶縁するように、導電部21の表面の一部、例えば側面を被覆するように設けられている。なお、隔壁20の形成にあたって、後述する実施の形態3に示すように、絶縁部22を先に設ける場合には、一組の絶縁物を離間して設けて絶縁部22を構成してもよい。その後、絶縁部22の一組の絶縁物の間に導電体からなる導電部21を設けることで隔壁20を構成できる。
この絶縁部22は、特に限定されないが、ポリイミド、樹脂、BCB(ジビニルシロキサンベンゾシクロブテン)等の有機材料、あるいは酸化シリコン(SiO2)などの無機材料を用いることができる。なお、実施の形態5に示すように、導電部21の表面を酸化して酸化被膜22aを形成して絶縁部を構成してもよい。
発光部は、基板10上の隔壁20間に面に垂直方向に、陽極(第1電極)11、正孔注入層12、発光層13、陰極(第2電極)14の順に積層され、画素を形成する。
なお、ここでは、発光層13と陽極11との間に正孔注入層12を設けているが、これに限られない。正孔注入層を設けない場合であってもよく、あるいは、発光層13と陰極14との間に電子注入層等の電荷注入層を有していてもよい。電子注入層及び正孔注入層は、蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、キャスト法などにより形成できる。
また、この例では、第1電極11が陽極、第2電極14が陰極となる。なお、この場合に限られず、互いに逆の極性の電極、つまり第1電極11を陰極、第2電極14を陽極としてもよい。
陽極(第1電極)11を構成する材料としては、電気伝導性を有すると共に、反射性を有する金属を良好に用いることができる。たとえば、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム、モリブデン、銅、鉄、白金、タングステン、鉛、錫、アンチモン、ストロンチウム、チタン、マンガン、インジウム、亜鉛、バナジウム、タンタル、ニオブ、ランタン、セリウム、ネオジウム、サマリウム、ユーロピウム、パラジウム、銅、ニッケル、コバルト、モリブデン、白金、のうちのいずれかの金属およびこれらの合金およびそれらを積層したものを用いることができる。陽極としては仕事関数が高い方が望ましく、これらの金属単体の仕事関数が低い場合はプラズマオゾン処理等により仕事関数を高めることが可能である。また、上記反射性を有する金属と、例えば仕事関数の高いインジウムスズ酸化物やインジウム亜鉛酸化物などの透明電極とを積層して複数層からなるボトム電極として構成してもよい。
発光層13としては、一層の場合に限られず多層構造であってもよい。また、発光層は、有機発光体を含む有機EL層を含んでもよい。さらに、有機EL層を挟持する電子輸送層と正孔輸送層をさらに含んでもよい。
電子輸送能を有する電子輸送層の具体例としては、特開平5-163488号公報のニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ジフェキノン誘導体、ペリレンテトラカルボキシル誘導体、アントラキノジメタン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリノン誘導体、キノリン錯体誘導体などの化合物を使用することができる。
有機EL層の具体例としては、特開平5-163488号公報に記載のオキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、アンスラセン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、8-ヒドロキシキノリン化合物の金属鎖体、2、2‘-ビピリジン化合物の金属鎖体、シッフ塩とIII族金属との鎖体、オキシン金属鎖体、希土類鎖体などの蛍光物質を使用することができる。有機EL層は蒸着法、スピンコート法、キャスト法などにより形成できる。有機EL層が高分子の場合、インクジェット法等の印刷手段により形成される。
正孔輸送層の具体例としては、特開平5-163488号公報に記載のトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、ブタジエン化合物、ポリスチレン誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体などを使用することができるが、特に好ましくは、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物である。
この実施の形態1に係る表示装置100では、陽極11と発光層13との間に正孔(ホール)注入層12を設けている。この正孔注入層12としては、例えば、銅フタロシアニン、スターバーストアミン化合物、ポリアニリン、ポリチオフェン、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム、等を用いることができる。あるいは、4、4’、4”-トリス(3-メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)等を用いてもよい。
更に、インクジェット法等の印刷手段により有機ELデバイスを構成する場合、一般的に正孔注入層としてPEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)や無機物のWox(タングステン酸化物)、MoOx(モリブデン酸化物)等が使用される。
陰極(第2電極)14は、発光層13で発生した光に対して透明又は半透明である導電性材料により構成されていることが好ましい。陰極14を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、インジウムスズ酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)を用いることができる。
この陰極14は、特に限定されるものではないが、好ましくは対向ターゲット式スパッタ法、DCスパッタ法、RFスパッタ法、マグネトロンスパッタ法、ECRスパッタ法、プラズマアシストの蒸着法等によって形成することができる。トップエミッション型デバイスでは、陰極形成のダメージを有機EL層に与えないためには対向ターゲット式スパッタ法が望ましい。
図4(a)~(h)は、本発明の実施の形態1に係る表示装置100の製造方法の各工程を示す概略断面図である。
(a)まず、TFT基板10上に金属からなる陽極11と、隔壁20の導電部21とを形成する(図4(a))。陽極11および隔壁20の導電部21は同じ金属から構成してもよい。この金属としては、例えばAgを選択してもよい。厚みとしては例えば100~500nmである。
(b)その後、陽極11を覆う領域にのみをマスクするレジスト30を形成する(図4(b))。厚みは1~3μmの範囲である。
(c)続いて、メッキ法を行って、導電部21のみを厚くする(図4(c))。
なお、メッキ法は種々のものが使用できるが、TFT等の駆動回路への影響を考えた場合は、例えば無電界メッキ法が好適である。
(d)その後、レジスト30を除去し、全面にプラズマオゾン処理を行うことで陽極11の仕事関数を高め、発光層13へキャリアを効率よく注入し、結果、表示装置100の性能を向上させることが可能である(図4(d))。
(f)その後、全面にドライエッチングをかけて隔壁20の導電部21の上部から絶縁物22を除去して、隔壁20の導電部21の側面にのみ絶縁物22が残存する状態にする(図4(f))。なお、ドライエッチング等の異方性のエッチングを使うことで容易に上記の構造を作ることが可能である。この隔壁20の導電部21の側面を覆う絶縁物によって隔壁20の絶縁部22を構成する。これによって、導電部21と、その表面の一部を覆う絶縁部22とによって隔壁20を構成する。
(h)最後に、陰極14を全面に形成する(図4(h))。陰極14は、隔壁の導電部21と電気的に接続される。隔壁20間に区画された範囲内で、面に垂直方向に積層された陽極11、正孔注入層12、発光層13、陰極14によって画素を構成する。なお、陰極14としては、表示装置100の全面から光を取り出すために透明である必要があり、ITOが一般的に使用される。厚みは100~300nmである。隔壁20の導電部21は、陰極14の複数箇所に所定電位を印加する補助配線としての機能を併せ持ち、各画素からの発光の輝度ムラを抑制できる。
以上の工程によって表示装置が完成する。
図7は、この表示装置の概略の回路図である。陰極14は導電部21を介して画素回路17の陰極に接続されている。
尚、本実施の形態1では発光部として有機ELの例を示したが、本発明の適用範囲はこの限りではない。有機EL以外にも電流駆動型の発光素子であればよく、例えば無機ELでもよい。
また、本実施の形態ではベース基板1としてガラス基板の例を示したが、プラスチック等のフレキシブルな基板を使用してもよい。
図5(a)~(f)は、本発明の実施の形態2に係る表示装置100の製造方法の各工程を示す概略断面図である。
(a)まず、TFT基板(図示せず)上に金属からなる陽極11を形成する(図5(a))。この場合に、金属としては、例えばAgを選択してもよい。厚みとしては100~500nmである。
(b)その後、隔壁20の芯となる導電部21を形成する(図5(b))。導電部21は、印刷手段により形成することで、面に垂直方向に比較的厚く形成することが可能であり、厚さ1~3μmにすることが可能である。
尚、印刷手段としてはインクジェット法、ダイコーター法、ディスペンサ描画等が挙げられる。
(c)続いて、有機膜22を全面に塗布する(図5(c))。厚みは1~3μm程度である。
(d)その後、全面にドライエッチングをかけて隔壁の導電部21の上部から有機膜22を除去し、導電部21の側面には有機膜22が残存している状態とする(図5(d))。ドライエッチング等の異方性のエッチングを使うことで容易にこの構造を作ることが可能である。これによって、芯の導電部21と、その表面の一部、ここでは側面を覆う有機膜からなる絶縁部22とからなる隔壁20を構成する。
(e)その後、基板10上の隔壁20間に区画された範囲内に、正孔(ホール)注入層12、発光層13の順にそれぞれ厚さ100nm程度を形成する(図5(e))。なお、隔壁20の導電部21は、隔壁20の絶縁部22によって陽極11、正孔(ホール)注入層12、発光層13と電気的に絶縁されている。
(f)最後に、陰極14を全面に形成する(図5(f))。陰極14は、隔壁の導電部21と電気的に接続される。隔壁20間に区画された範囲内で、面に垂直方向に積層された陽極11、正孔注入層12、発光層13、陰極14によって画素を構成する。隔壁20の導電部21は、陰極14の複数箇所に所定電位を印加する補助配線としての機能を併せ持ち、各画素からの発光の輝度ムラを抑制できる。
以上の工程によって表示装置が完成する。
図6(a)~(e)は、本発明の実施の形態3に係る表示装置の製造方法の各工程を示す概略断面図である。
(a)まず、TFT基板(図示せず)上に金属からなる陽極11を形成する(図6(a))。この陽極11の金属材料には、例えばAgを選択してもよい。厚みとしては100~500nmである。
(b)その後、平面内で上記陽極11を含む画素を区画するように、一組の絶縁物が離間して設けられた、複数組の絶縁物からなる絶縁部22を形成する(図6(b))。
(c)続いて、隔壁の一組の絶縁部22で囲われた領域内に金属からなる導電部21を印刷手段により形成する(図6(c))。印刷手段を用いることで比較的厚く形成することが可能であり、厚さ1~3μmにすることが可能である。また、金属の導電部21を印刷すべき領域が隔壁20の一組の絶縁部22の間として規定されているため、上記実施の形態2よりさらに容易、かつ高歩留りで印刷を行うことができる。尚、印刷手段としてはインクジェット法、ダイコーター法、ディスペンサ描画等が挙げられる。
(d)その後、基板10上の隔壁20間に区画された範囲に、正孔(ホール)注入層12、発光層13の順にそれぞれ厚さ100nm程度を形成する(図6(d))。なお、隔壁20の導電部21は、隔壁20の絶縁部22によって陽極11、正孔(ホール)注入層12、発光層13と電気的に絶縁されている。
(e)最後に、陰極14を全面に形成する(図6(e))。陰極14は、隔壁20の導電部21と電気的に接続される。隔壁20間に区画された範囲内で、面に垂直方向に積層された陽極11、正孔注入層12、発光層13、陰極14によって画素を構成する。隔壁20の導電部21は、陰極14の複数箇所に所定電位を印加する補助配線としての機能を併せ持ち、各画素からの発光の輝度ムラを抑制できる。
以上の工程によって表示装置が完成する。
図8(h)は、本発明の実施の形態4に係る表示装置の概略断面図である。この表示装置では、実施の形態1に係る表示装置と比較すると、導電部21の長手方向の断面形状において、上辺が下辺より短い台形形状としていることを特徴とする。そのため、導電部21の台形形状の側面に沿って絶縁部22を形成すれば、隔壁20も上辺が下辺より短い台形形状となる。即ち、この場合、導電部21は、補助配線としての機能に加えて、隔壁20を形成する際の型としての機能を果たす。これにより、上辺が下辺より短い台形形状の隔壁20を形成する際の生産性を向上させることができる。
(a)実施の形態1と同様に、図4(a)~図4(d)の各工程によって、基板10の上に導電部21と、陽極11とを形成する(図8(a))。
(b)導電部21の頂部に、その頂部の幅よりも狭い幅のレジスト30を形成すると共に、陽極11の上を覆うレジスト30を形成する(図8(b))。
(c)アルゴンプラズマ雰囲気に晒して、導電部21の頂部の角部分から選択的にエッチングする(図8(c))。この場合、導電部21にプラズマ電位に対して、例えば-100Vのバイアス電位を印加することが好ましい。このバイアス電位の印加によって、角部分に電界集中しやすくなり、角部分からの選択的エッチングの進行速度が加速される。なお、この選択的エッチングによって導電部21を台形形状とすることができるが、側面全体を台形の傾斜面とする必要はなく、例えば途中図の図8(c)のように頂部近傍のみを傾斜させた形状でエッチングを止めてもよい。あるいは図8(d)のように導電部21の側面全体が傾斜面となった状態までエッチングを行ってもよい。
(d)エッチングが終わったらレジスト30を除去する(図8(d))。これによって導電部21を上辺が下辺より短い台形形状とすることができる。この台形形状の導電部21は、その側面周囲に絶縁部22を設けて形成する隔壁20の型としての機能を果たす。
(f)その後、全面にドライエッチングをかけて隔壁20の導電部21の上部から絶縁物22を除去して、隔壁20の導電部21の側面にのみ絶縁物22が残存する状態にする(図8(f))。なお、ドライエッチング等の異方性のエッチングを使うことで容易に上記の構造を作ることが可能である。この隔壁20の導電部21の側面を覆う絶縁物によって隔壁20の絶縁部22を構成する。これによって、断面が台形形状の導電部21と、その表面の一部を覆う絶縁部22とによって断面が台形形状の隔壁20を構成する。
なお、絶縁部22は、図8(f)に示すように断面が台形形状の導電部21の側面と同じ傾斜で形成してもよい。あるいは絶縁部22の傾斜を導電部21の側面の傾斜よりも急傾斜とし、隔壁20の頂部の幅と導電部21の頂部の幅を同一にしてもよい。
(h)最後に、陰極14を全面に形成する(図8(h))。陰極14は、隔壁の導電部21と電気的に接続される。隔壁20間に区画された範囲内で、面に垂直方向に積層された陽極11、正孔注入層12、発光層13、陰極14によって画素を構成する。なお、陰極14としては、表示装置の上面から光を取り出すために透明である必要があり、ITOが一般的に使用される。厚みは100~300nmである。隔壁20の導電部21は、陰極14の複数箇所に所定電位を印加する補助配線としての機能を併せ持ち、各画素からの発光の輝度ムラを抑制できる。
以上の工程によって表示装置が完成する。
図9(g)は、本発明の実施の形態5に係る表示装置の概略断面図である。この表示装置では、実施の形態4に係る表示装置と比較すると、絶縁部が、樹脂に代えて導電部21の側面周囲を酸化して得られた酸化被膜22aで構成されている点で相違する。そのため、導電部21の側面周囲を酸化するだけの工程で酸化被膜22aからなる絶縁部が形成され、導電部21の側面周囲を樹脂で覆って絶縁部を形成する必要がないので、隔壁20の形成を極めて簡易な工程で実現できる。
(a)実施の形態4と同様にして、図8(a)~図8(d)の工程によって断面において上辺が下辺より短い台形形状の導電部21を形成する(図9(a))。
(b)導電部21以外の部分をマスクするレジスト30を形成する(図9(b))。
(c)酸素プラズマを照射して導電部21の表面を酸化して、導電部21の表面に酸化被膜22aを形成する(図9(c))。
(d)アルゴン等の不活性ガスイオンなどの選択性のあるドライエッチング法によって導電部21の上方から酸化被膜22aをエッチングする(図9(d))。イオンの照射方向に対して側面よりも相対的に膜厚の薄い頂部の酸化被膜22aが早くエッチングされ、側面の酸化被膜22aを残したまま頂部では導電部21を露出させることができる。
(e)その後、レジスト30を除去して、導電部21の側面を絶縁性の酸化皮膜22aで覆い、頂部に導電部21を露出させた隔壁20を形成する(図9(e))。
(h)最後に、陰極14を全面に形成する(図9(g))。陰極14は、隔壁の導電部21と電気的に接続される。隔壁20間に区画された範囲内で、面に垂直方向に積層された陽極11、正孔注入層12、発光層13、陰極14によって画素を構成する。なお、陰極14としては、表示装置の上面から光を取り出すために透明である必要があり、ITOが一般的に使用される。厚みは100~300nmである。隔壁20の導電部21は、陰極14の複数箇所に所定電位を印加する補助配線としての機能を併せ持ち、各画素からの発光の輝度ムラを抑制できる。
以上の工程によって表示装置が完成する。
例えば、酸化皮膜を形成したい図9の導電部21の側壁部を残して、導電部の頂部、その他の表面酸化させない部分をレジストで被覆し、電解液などの酸化雰囲気中に設置して、導電部21に正電位、電解液に負の電位を印加することで、導電部21の側壁部に酸化皮膜を形成することもできる。この酸化皮膜を形成の後は、前記のレジストを除去すればよい。
10 TFT基板
11 陽極
12 正孔注入層
13 発光層
14 陰極
15 TFT部
16 平坦化層
17 画素回路
20 隔壁
21 導電部
22 絶縁部
22a 酸化被膜
23 給電端
24 画素
30 レジスト
100 表示装置
151 半導体層
152 ゲート絶縁膜
153 ゲート酸化膜
154 ソース・ドレイン電極
161 コンタクト
200 ゲートドライバ
201 ソースドライバ
Claims (21)
- 基板と、
前記基板上に形成され画素を区画する複数の隔壁と、
前記複数の隔壁の中の一組の隔壁間に第1電極、発光層、第2電極の順に積層され、前記画素を構成する発光部と、
前記第1電極に電圧を印加する画素回路と、
を備え、
前記複数の隔壁の中の少なくとも一部の隔壁は、前記基板上に導電性材料により垂直方向に形成された導電部と、この導電部の側面周囲を絶縁材料で覆った絶縁部とを含み、
前記第1電極及び前記発光部は、前記絶縁部により前記導電部から絶縁され、
前記第2電極は、前記隔壁の上面に露出した前記導電部を被覆して積層され、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。 - 前記導電部は、前記隔壁の上面から前記隔壁の内部の下方に伸びた領域を有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記導電部の長手方向に垂直な面の断面積は、前記隔壁の長手方向に垂直な面の断面積の約30%以上を占めることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記隔壁の延在する長手方向に垂直な断面形状は上辺が下辺より短い台形形状であり、前記導電部の長手方向に垂直な断面形状は長方形形状であり、
前記導電部の長方形形状の上辺の長さは、前記隔壁の台形形状の上辺の長さと同一であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記隔壁の延在する長手方向に垂直な断面形状は上辺が下辺より短い台形形状であり、前記導電部の長手方向に垂直な断面形状は上辺が下辺より短い台形形状であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記導電部の台形形状の上辺の長さは、前記隔壁の台形形状の上辺の長さと同一であることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
- 前記隔壁は、前記基板を平面に見た場合、前記基板の短辺方向又は長辺方向に前記基板の端部まで延在するように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記発光層は、有機発光体を含む有機EL層を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記発光層は、前記第1電極から前記有機EL層に正孔を輸送する正孔輸送層、又は、前記第2電極から前記有機EL層に電子を輸送する電子輸送層を含むことを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
- 前記第1電極から前記有機EL層に正孔を注入する正孔注入層を、前記第1電極と前記有機EL層との間に含むことを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
- 基板と、
前記基板上に形成され画素を区画する複数の隔壁と、
前記複数の隔壁の中の一組の隔壁間に第1電極、発光層、第2電極の順に積層され、前記画素を構成する発光部と、
前記第1電極に電圧を印加する画素回路と、
を備え、
前記複数の隔壁の中の少なくとも一部の隔壁は、前記基板上に導電性材料により形成され断面形状が、上辺が下辺より短い台形形状である導電部と、この導電部の側面周囲に形成された絶縁部とを含み、
前記第1電極及び前記発光部は、前記絶縁部により前記導電部から絶縁され、
前記第2電極は、前記隔壁の上面に露出した前記導電部を被覆して積層され、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。 - 前記絶縁部は、前記導電部の側面周囲を酸化して得られた酸化皮膜で構成されることを特徴とする請求項11に記載の表示装置。
- 基板上に、第1電極及びこの第1電極の両側に導電性材料による導電部を形成する工程と、
前記基板上に形成された前記第1電極及び前記導電部を絶縁材料により被覆する工程と、
前記第1電極の上面及び前記導電部の上面から前記絶縁材料を除去し、前記導電部の上面を露出させ、前記導電部の側面周囲を前記絶縁材料で覆った隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、
前記絶縁材料で被覆された隔壁の間に前記第1電極の上方に発光層を形成する工程と、
前記発光層及び前記隔壁の上面に露出した前記導電部を第2電極で被覆する工程と、
を含み、
前記第1電極には画素回路により電圧が印加され、前記第2電極は、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続される表示装置の製造方法。 - 前記基板上に前記第1電極及び前記導電部を形成する工程は、まず前記第1電極を形成し、次に前記導電部を形成することを特徴とする請求項13に記載の表示装置の製造方法。
- 前記基板上に前記第1電極及び前記導電部を形成する工程は、前記第1電極の形成と前記導電部の形成とを同一工程にて行うことを特徴とする請求項13に記載の表示装置の製造方法。
- 前記発光層は、有機発光体を含む有機EL層を含み、
前記隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、前記発光層を形成する工程との間に、前記第1電極から前記有機EL層に正孔を注入する正孔注入層を前記第1電極の上面に形成する工程を含むことを特徴とする請求項13に記載の表示装置の製造方法。 - 基板上に、第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の両側に、前記基板の垂直方向に空洞を持つ中空形状の絶縁部を絶縁材料により形成する工程と、
上方に開放した中空形状の前記絶縁部の中空領域に、導電性材料を充填して導電部を形成し、前記導電部の側面周囲を絶縁部で覆い、前記導電部が上面に露出した隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、
前記絶縁材料で被覆された前記隔壁の間に前記第1電極の上面に発光層を形成する工程と、
前記発光層及び前記隔壁の上面に露出した導電部を第2電極で被覆する工程と、
を含み、
前記第1電極には画素回路により電圧が印加され、前記第2電極は、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続される表示装置の製造方法。 - 前記発光層は、有機発光体を含む有機EL層を含み、
前記隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、前記発光層を形成する工程との間に、前記第1電極から前記有機EL層に正孔を注入する正孔注入層を前記第1電極の上面に形成する工程を含むことを特徴とする請求項17に記載の表示装置の製造方法。 - 前記隔壁の断面形状は上辺が下辺より短い台形形状であり、前記導電部の断面形状は上辺が下辺より短い台形形状であることを特徴とする請求項13に記載の表示装置の製造方法。
- 基板上に、第1電極及びこの第1電極の両側に、断面形状が、上辺が下辺より短い台形形状の導電部を導電性材料による形成する工程と、
前記第1電極をマスクする工程と、
前記基盤上に形成された前記導電部の表面を酸化して酸化皮膜を形成する工程と、
前記導電部の上面から酸化皮膜を除去し、前記導電部の上面を露出させ、前記導電部の側面周囲が酸化皮膜により絶縁された隔壁を前記第1電極の両側に形成する工程と、
前記第1電極から前記マスクを除去する工程と、
前記側面周囲が絶縁された前記隔壁の間であって前記第1電極の上方に発光層を形成する工程と、
前記発光層及び前記隔壁の上面に露出した導電部を第2電極で被覆する工程と、
を含み、
前記第1電極には画素回路により電圧が印加され、前記第2電極は、前記導電部を介して前記画素回路と電気的に接続される表示装置の製造方法。 - 基板と、
前記基板上に形成され画素を区画する複数の隔壁と、
前記複数の隔壁の中の一組の隔壁間に第1電極、発光層、第2電極の順に積層され、前記画素を構成する発光部と、
を備え、
前記複数の隔壁の中の少なくとも一部の隔壁は、前記基板上に導電性材料により垂直方向に形成された導電部と、この導電部の側面周囲を絶縁材料で覆った絶縁部とを含み、
前記第1電極及び前記発光部は、前記絶縁部により前記導電部から絶縁され、
前記第2電極は、前記隔壁の上面に露出した前記導電部を被覆して積層されていることを特徴とする表示パネル。
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