説明

有機ELディスプレイおよびその製造方法

【課題】大掛かりな設備を用いることなく、簡易な工程で補助配線と第2電極との良好な電気的接続を確保することが可能な有機ELディスプレイおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】有機ELディスプレイ1は次のように製造する。平坦化層12上に、補助配線13と逆バイアス用配線17Bとを電気的に絶縁されるように形成する。表示領域に画素間絶縁膜15、有機層16を順次形成したのち、平坦化層12上の全面にわたって逆バイアス用電極17を配設する。補助配線14および逆バイアス用配線17Bを通じて有機層16に逆バイアス電圧を印加し、有機層16のうち補助配線14上の領域のみを選択的に除去して、コンタクトホール16Aを形成する。コンタクトホール16Aを埋め込むように第2電極18を形成することで、レーザ光照射装置を用いずに、また精密な位置合わせを行うことなく、補助配線14と第2電極18との電気的接続が確保される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、補助配線が設けられた有機ELディスプレイおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、有機材料の電界発光現象(electro luminescence:EL)を利用した有機EL素子が、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。この有機EL素子を用いた表示装置(有機ELディスプレイ)の駆動方式としては、単純マトリクス方式およびアクティブマトリックス方式が挙げられるが、画素数が多い場合は、アクティブマトリクス方式が適している。
【0003】
アクティブマトリクス方式の有機ELディスプレイでは、基板上に、各画素(有機EL素子)を駆動するための薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタに接続された第1電極と、発光層を含む有機層と、第2電極とがこの順に設けられている。このような有機ELディスプレイでは、各画素の開口率を確保するために、基板と反対側から光を取り出す、いわゆる上面光取り出し構造(以下、上面発光型という)とすることが好ましい。この上面発光型の有機ELディスプレイでは、第2電極が透明または半透明な電極材料で形成される。
【0004】
ところが、上記のような透明電極材料は一般に電気抵抗値が高く、また第2電極は各画素に共通の電極として形成されるため、上面発光型の有機ELディスプレイでは、第2電極において電圧降下を生じ易い。これは、表示性能を著しく低下させる要因となっている。そこで、このような電圧降下の発生を抑制するために、各画素間の領域に補助配線を設ける手法が用いられている。具体的には、基板上の第1電極側に、第1電極とは電気的に絶縁された補助配線が配設され、この補助配線が第2電極と電気的に接続される。
【0005】
ここで、有機層は基板全面に対してベタ塗りで形成される場合が多い。この場合、上記補助配線上にも有機層が形成されることになるため、有機層によって補助配線と第2電極とのコンタクトが悪化してしまう虞がある。なお、マスクを用いて有機層を画素ごとに塗り分けて形成する場合であっても、マスクの位置決め精度やマスク開口の加工精度が悪いと、補助配線上に有機層が成膜されてしまい、第2電極とのコンタクトの悪化に繋がる。
【0006】
そこで、有機層のうち補助配線上の領域にレーザ光を照射することにより、補助配線上の有機層を選択的に除去する手法が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
【特許文献1】特開2005−11810号公報
【特許文献2】特開2006−286493号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1,2の手法では、レーザ光照射設備が必要である。また、照射位置などを厳密に位置合わせしなければならず、タクトタイムの増大や工程の複雑化を招いていた。
【0008】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、大掛かりな設備を用いることなく、簡易な工程で補助配線と第2電極との良好な電気的接続を確保することが可能な有機ELディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の有機ELディスプレイは、それぞれ基板側から順に第1電極、発光層を含む有機層および第2電極を有してなる複数の画素と、これら複数の画素の各周辺領域に配設され、有機層に設けられた接続孔を介して第2電極と導通した補助配線と、基板面において補助配線の形成領域の外周の少なくとも一部に補助配線と離隔して配設された他の補助配線とを備えたものである。
【0010】
本発明の有機ELディスプレイの製造方法は、基板上に第1電極を形成する工程と、基板上の各画素の周辺領域に補助配線を形成する工程と、補助配線と電気的に絶縁されるように他の補助配線を形成する工程と、第1電極および補助配線の上に発光層を含む有機層を形成する工程と、補助配線および他の補助配線を通じて有機層に逆バイアス電圧を印加することにより、有機層の補助配線に対応する領域に接続孔を形成する工程と、有機層上に接続孔を埋め込むように第2電極を形成する工程とを含むものである。
【0011】
本発明の有機ELディスプレイの製造方法では、電気的に絶縁されるように形成した補助配線と他の補助配線とを通じて、有機層に逆バイアス電圧を印加することにより、有機層のうち補助配線上の領域のみが選択的に除去される。このようにして除去された領域を接続孔として、第2電極を埋め込むことにより、補助配線と第2電極との間で良好な電気的接続が確保される。
【発明の効果】
【0012】
本発明の有機ELディスプレイの製造方法によれば、他の補助配線を補助配線と電気的に絶縁されるように形成したのち、これらの補助配線および他の補助配線を通じて有機層に逆バイアス電圧を印加するようにしている。このため、補助配線上に形成された有機層を、レーザ光の照射装置などを用いることなく、また、精密な位置合わせを行うことなく、除去することができる。よって、大掛かりな設備を用いることなく、簡易な工程で、補助配線と第2電極との良好な電気的接続を確保することが可能となる。また、これにより、本発明の有機ELディスプレイでは、第2電極の電圧降下の発生を効果的に抑制することができ、良好な表示品位を保持し易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の一実施の形態に係る有機ELディスプレイ1の断面構造を表すものである。有機ELディスプレイ1は、薄型の有機ELディスプレイとして好適に用いられ、マトリクス状に配設された複数の画素を個別に駆動して表示を行うアクティブマトリクス方式の表示装置である。この有機ELディスプレイ1では、例えばガラスなどよりなる駆動側基板10上に、R(Red:赤)画素としての有機EL素子10R、G(Green:緑)画素としての有機EL素子10G、およびB(Blue:青)画素としての有機EL素子10Bが、順に全体としてマトリクス状に設けられている。駆動側基板10上には、上記有機EL素子10R,10G,10Bのそれぞれを駆動するためのTFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)11を含む画素駆動回路(詳細は後述)と、平坦化層12とが形成されている。この平坦化層12上に、有機EL素子10R,10G,10Bが設けられている。駆動側基板10上の有機EL素子10R,10G,10Bは、保護膜30および接着層31を介して封止側基板20によって封止されている。
【0015】
TFT11は、有機EL素子10R,10G,10Bを、アクティブマトリクス方式により駆動するための駆動素子であり、ボトムゲート型であってもトップゲート型であってもよい。このTFT11のゲートは走査線駆動回路に接続され、ソースおよびドレイン(いずれも図示せず)は、例えば酸化シリコンあるいはPSG(Phospho-Silicate Glass)などよりなる層間絶縁膜11Aを介して設けられた配線層11Bに接続されている。配線層11Bは、例えばアルミニウム(Al)単体もしくはアルミニウム合金による単層膜、チタン(Ti)/アルミニウムの積層膜、もしくはチタン/アルミニウム/チタンの3層膜により構成される。このようなTFT11、層間絶縁膜11Aおよび配線層11B上には、平坦化層12が形成されている。
【0016】
平坦化層12は、TFT11が形成された駆動側基板10の表面を平坦化する共に、有機EL素子10R,10G,10Bの各層の膜厚を均一に形成するためのものである。この平坦化層12は、絶縁材料により構成されており、詳細は後述するが、補助配線14と逆バイアス用配線17Bとを電気的に絶縁させる役割をも果たしている。絶縁材料としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂およびノボラック樹脂等の有機材料、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。このような平坦化層12には、画素ごとにコンタクトホール12aが設けられており、このコンタクトホール12aに後述の第1電極13が埋設されることによって、上記配線層11Bとの電気的接続が確保されている。本実施の形態では、この平坦化層12上に、補助配線14と後述の逆バイアス用配線17Bとが配設されている。
【0017】
有機EL素子10R,10G,10Bでは、例えば、平坦化層12上に、陽極としての第1電極13と補助配線14とが配設され、これらの上に、画素間絶縁膜15、発光層を含む有機層16、逆バイアス用電極17および陰極としての第2電極18がこの順に積層されている。これらのうち有機層16、逆バイアス用電極17および第2電極18は、各画素に共通の層として、全画素にわたって設けられている。
【0018】
第1電極13は、平坦化層12上に画素ごとに配設され、有機層16に正孔を注入する電極として機能するものである。第1電極13は、上述したように上面発光型の場合には、反射層として用いられるため、できるだけ高い反射率を有していることが発光効率を高める上で望ましい。例えば、第1電極13の構成材料としては、銀(Ag)、アルミニウム、モリブデン(Mo)およびクロム(Cr)などの金属元素の単体または合金が挙げられ、厚みは例えば100nm以上500nm以下である。第1電極13は単層構造でもよいし複数の層の積層構造でもよい。
【0019】
補助配線14は、第2電極18における電圧降下を抑制するためのものであり、第1電極13と電気的に絶縁される一方、第2電極18と導通して設けられている。例えば、補助配線14は、平坦化層12上において、第1電極13の周辺領域に配設されている。一方、補助配線14上に設けられた画素間絶縁膜15、有機層16および逆バイアス用電極17には、補助配線14まで貫通してコンタクトホール16Aが設けられ、このコンタクトホール16Aにより、補助配線14と第2電極18とが導通している。このような補助配線14は、詳細は後述するが、各画素同士の間の画素間領域に配設されると共に、マトリクス状に配列した全ての画素領域、すなわち表示領域を取り囲む外周領域に配設されている。これらの補助配線14の形成領域の更に外周領域には逆バイアス用配線17B(図1には図示せず。詳細は後述する。)が配設され、この逆バイアス用配線17Bは、上記外周領域において逆バイアス電極17に接続されている。
【0020】
補助配線14は、第1電極13と異なる導伝材料により構成されてもよいが、好ましくは第1電極13と同一材料により構成されている。補助配線14と第1電極13とが同一材料で構成されることにより、後述する製造工程において補助配線14と第1電極13とを同一工程でパターニング形成することができ、工数の削減につながる。この補助配線14の詳細構成については後述する。
【0021】
画素間絶縁膜15は、第1電極13と第2電極18、第1電極13と補助配線14とをそれぞれ電気的に絶縁させるものである。画素間絶縁膜15は、例えば酸化シリコンあるいはポリイミドなどの絶縁材料により構成されている。この画素間絶縁膜15には、第1電極13に対応して開口部15A、補助配線14に対応して開口部15Bがそれぞれ設けられている。開口部15Aには、有機層16、逆バイアス用電極17および第2電極18がこの順に積層され、開口部15Bには、第2電極18が埋設されている。すなわち、開口部15Aに対応する領域が、有機EL素子10R,10G,10Bにおける発光領域となり、開口部15Bは、上記コンタクトホール16Aの一部として機能している。
【0022】
有機層16は、画素間絶縁膜15の側面および上面と、開口部15Aによって露出した第1電極13の上面とを覆うように形成されている。但し、有機層16は、画素間絶縁膜15の開口部15Bの直上付近において断絶されており、コンタクトホール16Aの一部を構成している。以下、有機層16の具体的な構成について説明する。
【0023】
有機層16は、有機EL素子10R,10G,10Bの発光色にかかわらず同一の積層構造を有している。例えば、第1電極13の側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層および電子輸送層が積層されている。正孔注入層は、正孔注入効率を高めるためのものであり、例えば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(m−MTDATA)あるいは4,4’,4”−トリス(2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(2−TNATA)により構成されている。正孔輸送層は、正孔注入効率を高めるためのものであり、例えば4,4’−ビス(N−1−ナフチル−N−フェニルアミノ)ビフェニル(α−NPD)により構成されている。
【0024】
赤色発光層、緑色発光層および青色発光層はそれぞれ、電界をかけることにより、第1電極13側から注入された正孔の一部と、第2電極18側から注入された電子の一部とを再結合して、赤色、緑色および青色の光を発生するものである。これらの各色発光層はそれぞれ、スチリルアミン誘導体、芳香族アミン誘導体、ぺリレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン系色素、トリフェニルアミン誘導体等の有機材料を含んで構成されている。これら3色の発光層が厚み方向に積層されていることにより、全体として白色の光が第2電極18の上方へ出射するようになっている。
【0025】
電子輸送層は、各色発光層への電子注入効率を高めるためのものであり、例えば8−ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3 )により構成されている。この電子輸送層上に逆バイアス用電極17が配設されている。なお、このような有機層16における電子輸送層と逆バイアス用電極17との間に、電子注入効率を高めるための電子注入層が更に設けられていてもよい。電子注入層の構成材料としては、例えばLi2O、Cs2O、LiFやCaF2等のアルカリ金属酸化物、アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類フッ化物が挙げられる。
【0026】
逆バイアス用電極17は、上記有機層16と同様、画素間絶縁膜15の開口部15Bの直上付近において断絶され、コンタクトホール16Aの一部を構成している。この逆バイアス用電極17は、詳細は後述するが、製造過程において補助配線14上にコンタクトホール16Aを形成し、補助配線14と第2電極18との電気的接続を確保するために設けられるものである。逆バイアス用電極17の構成材料としては、例えばインジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、マグネシウム銀合金(MgAg)およびインジウム亜鉛酸化物(IZO)などの透明あるいは半透明な電極材料などが挙げられる。この逆バイアス用電極17は、逆バイアス電極17と第2電極18の製造工程の簡略化および接続抵抗の観点から、第2電極18と同じ材料を選択することが好ましく、厚みは例えば3nm〜20nmである。なお、逆バイアス用電極17の詳細な構成については後述する。
【0027】
第2電極18は、有機層16に電子を注入する電極として機能するものである。第2電極18の構成材料としては、上面発光型の場合、例えば導電性および光透過性を有する材料、例えばインジウム錫酸化物、酸化亜鉛、マグネシウム銀合金およびインジウム亜鉛酸化物などの透明あるいは半透明な電極材料により構成されている。
【0028】
保護膜30は、透明誘電体からなり、例えば、酸化シリコン(SiO2 ),窒化シリコン(SiN)などにより構成されている。接着層31は、例えば熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂などにより構成されている。
【0029】
封止側基板20は、接着層31と共に有機EL素子10R,10G,10Bを封止するためのものである。封止側基板20は、有機EL素子10R,10G,10Bで発生した光に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。この封止側基板20には、有機EL素子10R,10G,10Bの配置に対応して、赤色、緑色および青色の各色カラーフィルタ(図示せず)が設けられている。これにより、有機EL素子10R,10G,10Bのそれぞれで発生した白色光が3原色の光として取り出されると共に、各層において反射された外光が吸収され、コントラストが改善される。なお、カラーフィルタは、駆動側基板10に設けられていてもよい。また、各色カラーフィルタ同士の間に、ブラックマトリクスが設けられていてもよい。
【0030】
続いて、図2を参照して、補助配線14、逆バイアス用電極17および逆バイアス用配線17Bの詳細構成について説明する。図2は、平坦化層12上における補助配線14および逆バイアス用配線17Bの平面構成と、逆バイアス用電極17および第2電極18の形成領域について模式的に表したものである。なお、図2のI−I線における矢視断面図が図1に対応している。
【0031】
補助配線14は、各有機EL素子10R,10G,10B(ここでは、簡便化のため、いずれも単に画素Pとする)同士の間の画素間領域141と、マトリクス状に配列した全ての画素P(以下、表示領域という)を取り囲む外周領域142とに配設されている。すなわち、補助配線14の平面形状は、基板面において矩形状の枠の内部を格子状に区切ったような形状となっている。この補助配線14の外周領域142を更に外側から取り囲むように、かつ補助配線14から離隔して、逆バイアス用配線17Bが配設されている。
【0032】
逆バイアス用配線17Bは、上記第1電極13および補助配線14と異なる材料により構成されてもよいが、好ましくは上記第1電極13および補助配線14と同一材料により構成されている。後述の製造工程において、第1電極13、補助配線14および逆バイアス用配線17Bを同一工程でパターニング形成することができるからである。
【0033】
補助配線14の上には、上述したように、有機層16(図2には図示せず)が表示領域の全域にわたって形成されている。但し、平坦化層12上において、有機層16は、補助配線14の外周領域142よりも外側、かつ逆バイアス用配線17Bの形成領域よりも内側の領域に設けられている。すなわち、補助配線14は有機層16によって覆われる一方、逆バイアス用配線17Bは有機層16から露出して設けられている。
【0034】
これらの有機層16と、有機層16から露出した逆バイアス用配線17Bの形成領域とを覆うように、逆バイアス用電極17が、平坦化層12の全面(例えば、図2中の一点鎖線で囲った領域)にわたって配設されている。この逆バイアス用電極17上には、第2電極18が、表示領域から、補助配線14の外周領域142よりも外側かつ逆バイアス用配線17Bの形成領域よりも内側の領域にかけて(例えば、図2中の二点鎖線で囲った領域)設けられている。
【0035】
補助配線14および逆バイアス用配線17Bにはそれぞれ、電圧印加用のパッド(第1パッド14Aおよび第2パッド17A)が取り付けられている。これらの第1パッド14Aおよび第2パッド17Aはそれぞれ、後述の製造過程において、補助配線14と逆バイアス用配線17B(逆バイアス用電極17)とを通じて、有機層16に逆バイアス電圧を印加するためのものである。
【0036】
第1パッド14Aは、補助配線14の外周領域142の一部に取り付けられている。この第1パッド14Aは、例えば層間絶縁膜11A上に配線層11Bと共に形成されており、平坦化層12に設けられた開口部分(図示せず)を介して補助配線14と接触している。一方、第1パッド14Aは、例えば平坦化層12の一部(被覆部分12A)によって、逆バイアス用電極17および逆バイアス用配線17Bに対向する部分が被覆されている。このように、補助配線14と第1パッド14Aとは、逆バイアス用電極17および逆バイアス用配線17Bの双方に直に接しないように配設されている。
【0037】
第2パッド17Aは、逆バイアス用配線17の一部に取り付けられている。この第2パッド17Aは、平坦化層12から露出して配設された露出部分17Cを有している。このように、逆バイアス用配線17および第2パッド17Aは、その少なくとも一部において、逆バイアス用電極17に直に接するように配設されている。
【0038】
なお、本実施の形態において、補助配線14は本発明の「補助配線」、逆バイアス用配線17Bは「他の補助配線」、逆バイアス用電極17は「第3電極」にそれぞれ対応している。
【0039】
上記有機ELディスプレイ1は、例えば、次のようにして製造することができる。
【0040】
図3〜図8は有機ELディスプレイ1の製造方法を工程順に表すものである。まず、図3(A)に示したように、駆動側基板10上に、公知の薄膜プロセスにより、TFT11および層間絶縁膜11Aを形成したのち、層間絶縁膜11A上に、上述した材料よりなる配線層11Bを形成する。このとき、例えばスパッタリング法などにより上述した材料による単層膜もしくは積層膜を成膜したのち、例えばリソグラフィ法を用いて配線層11Bをパターニング形成する。この際、同時に、層間絶縁膜11A上に第1パッド14Aを形成しておく。
【0041】
その後、図3(B)に示したように、駆動側基板10の全面に、例えばスピンコート法により上述した材料よりなる平坦化層12を塗布形成したのち、例えばフォトリソグラフィ法を用いて、配線層11Bに対応する領域に開口部12aを形成する。また同時に、第1パッド14Aと補助配線14を接触させるための開口部(図示せず)を形成しておく。
【0042】
続いて、図4(A)に示したように、平坦化層12の上の全面に、金属層13−1を、例えばスパッタリング法により成膜する。金属層13−1は、第1電極13、補助配線14および逆バイアス用配線17B(図4(A),(B)には図示せず)を構成する材料からなる。こののち、図4(B)に示したように、例えばリソグラフィ法を用いて、各画素領域に第1電極13、各第1電極13の外周領域に補助配線14を、それぞれ同時にパターニング形成する。このとき、更に、逆バイアス用配線17Bを、図2に示したように、補助配線14の外周領域に補助配線14から離隔して同時にパターニング形成する。こののち、逆バイアス用配線17Bに第2パッド17Bを取り付ける。これにより、補助配線14と第1パッド14A、逆バイアス用配線17Bと第2パッド17Bとがそれぞれ電気的に接続される。
【0043】
次いで、図5(A)に示したように、形成した第1電極13および補助配線14の上に、上述した材料よりなる画素間絶縁膜15を、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition ;化学的気相成長)法により成膜し、例えばリソグラフィ法を用いて第1電極13および補助配線14に対応する部分をそれぞれ選択的に除去し、開口部15A,15Bを形成する。
【0044】
続いて、図5(B)に示したように、画素間絶縁膜15の上に、表示領域を覆うように例えば真空蒸着法により、上述した材料よりなる有機層16を成膜する。これにより、有機層16は、画素間絶縁膜15の開口部15Aに形成されると共に、開口部15Bに埋設される。なお、このとき、有機層16は、逆バイアス用配線17Bの形成領域よりも内側の領域に形成し、逆バイアス用配線17Bを有機層16から露出させておく。
【0045】
次いで、図6に示したように、平坦化層12上の全面、すなわち有機層16と、平坦化層12上の逆バイアス用配線17Bとを覆うように、例えばスパッタリング法などを用いて、上述した材料よりなる逆バイアス用電極17を形成する。
【0046】
このように、平坦化層12上において、逆バイアス用配線17Bを補助配線14の外周に補助配線14から離隔して形成することにより、補助配線14と逆バイアス用配線17Bとが電気的に絶縁されるようにする。また、第1パッド14Aを、平坦化層12により覆うように形成することにより、第1パッド14Aが、逆バイアス用電極17および逆バイアス用配線17Bの双方に対して電気的に絶縁されるようにする。更に、このとき、全画素領域を覆うように形成した有機層16により、補助配線14と逆バイアス用電極17とは電気的に絶縁される。
【0047】
一方、逆バイアス用配線17Bを、有機層16から露出して形成し、その上に逆バイアス用電極17を平坦化層12上の全面に形成することにより、逆バイアス用配線17Bと逆バイアス用電極17とを電気的に接続する。また、第2パッド17Aを、平坦化層12から露出させて逆バイアス用配線17Bに取り付けることにより、第2パッド17Aの一部を、逆バイアス用電極17と電気的に接続する。
【0048】
次に、上記のようにして形成した補助配線14と逆バイアス用配線17B(逆バイアス用電極17)とを通じて、有機層16に逆バイアス電圧を印加する。上述のように、補助配線14および第1パッド14Aは、逆バイアス用電極17および逆バイアス用配線17Bの双方と電気的に絶縁されているため、補助配線14と逆バイアス用配線17Bとの間に互いに独立した電位を与えることが可能である。具体的には、逆バイアス用電極17を形成した駆動側基板10を、例えば0.1〜20%程度の酸素濃度、−60°以下の露点温度雰囲気中に配置し、第1パッド14Aと第2パッド17Aとのそれぞれにプローブコンタクトし、有機層16に逆バイアス電圧が印加されるように電位関係を与える。逆バイアス電圧としては、有機層16の吹き飛びが生じる程度の電圧、例えば50V以上とする。
【0049】
これにより、図7に示したように、全画素にわたって形成された有機層16のうち、補助配線層14上の領域のみが選択的に除去される。このとき同時に、有機層16上に形成した逆バイアス用電極17についても、補助配線14に対応する領域のみ選択的に除去される。このようにして、補助配線14上の領域に、第2電極18との電気的接続を確保するためのコンタクトホール16Aを形成する。
【0050】
続いて、図8に示したように、逆バイアス用電極17上に、表示領域の全域にわたって、上述した材料よりなる第2電極18を、例えばスパッタ法などにより形成する。このとき、第2電極18を、有機層16に設けられたコンタクトホール16Aに埋め込むように形成する。これにより、コンタクトホール16Aにおいて、補助配線14と第2電極18とが電気的に接続される。こののち、第2電極18の上に、上述した材料よりなる保護膜30を形成する。
【0051】
最後に、保護膜30上に例えば熱硬化型樹脂よりなる接着層31を塗布形成したのち、この接着層31の上から封止側基板20を貼り合わせる。そののち、封止側基板20のカラーフィルタと有機EL素子10R,10G,10Bとの相対位置を整合させてから所定の加熱処理を行い、接着層31の熱硬化性樹脂を硬化させる。以上により、図1に示した有機ELディスプレイ1が完成する。
【0052】
本実施の形態の有機ELディスプレイの製造方法では、駆動側基板10の側に補助配線14を第1電極13と共にパターニング形成したのち、表示領域の全域にわたって有機層16を形成する。ここで、補助配線14は、第2電極18の電圧降下を抑制するために配設されるものであるため、後段の工程において形成される第2電極18との電気的接続を確保しなければならない。ところが、上記のように、有機層16を表示領域の全域にわたって形成した場合、補助配線14の表面も有機層16によって覆われることとなり、補助配線14と第2電極18との電気的接続を確保しにくくなる。そこで、従来は、有機層形成後に、補助配線に対応する領域にレーザ光を照射することにより、補助配線上の有機層を除去する手法が用いられていた。しかしながら、このような従来の手法では、レーザ光照射装置などの大掛かりな設備が必要となると共に、補助配線に対応する領域のみに的確にレーザ光を照射しなければならないため、精密な位置合わせを要していた。
【0053】
これに対し、本実施の形態では、有機層16を介して補助配線14と電気的に絶縁されるように、逆バイアス用電極17および逆バイアス用配線17Bを形成し、補助配線14および逆バイアス用配線17Bを通じて、有機層16に逆バイアス電圧を印加する。これにより、有機層16のうち補助配線14上の領域のみが選択的に吹き飛び、除去される。従って、レーザ照射装置などの設備を用いることなく、また精密な位置合わせ工程を経ることなく、補助配線14を有機層16から露出させることができる。ここで、図9に、実施例として、補助配線14と逆バイアス用配線17Bとの間に、酸素濃度20%および露点温度−60°以下の環境下で、50Vの逆バイアス電圧を印加し続けた場合の、印加時間(時間:分:秒)に対する電流値の変化を示す。このように、上記条件下では、電圧印加後、約15分を過ぎた時点を境に電流値が降下し始めた。そして、最終的に約1時間後には、補助配線14上の有機層16が十分に吹き飛んでいることが観察された。
【0054】
以上により、本実施の形態では、大掛かりな設備を用いることなく、簡易な工程で、補助配線14と第2電極18との良好な電気的接続を確保することが可能となる。また、本実施の形態の有機ELディスプレイ1では、第1電極13と第2電極18との間に所定の電圧が印加されると、有機層16の各色発光層に電流が注入され、正孔と電子とが再結合することにより、全体として白色光となって第2電極18の側から出射する。この白色光は、封止側基板20に形成されたカラーフィルタを透過することによって3原色の光として取り出される。ここで、補助配線14と第2電極18との良好な電気的接続が確保されていることで、第2電極18の電圧降下の発生を効果的に抑制することができ、良好な表示品位を保持し易くなる。
【0055】
また、補助配線14と逆バイアス用配線17Bとが同層、例えば平坦化層12上に配設されていることにより、これらの補助配線14および逆バイアス用配線17Bを、同一の薄膜プロセスで形成することができる。よって、より製造工程が簡易となる。
【0056】
以下、本発明の変形例について図面を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0057】
(変形例)
図10は、変形例に係る有機ELディスプレイ2の断面構造を表すものである。有機ELディスプレイ2は、有機ELディスプレイ1と同様、マトリクス状に配設された複数の画素を個別に駆動して表示を行うアクティブマトリクス方式の表示装置である。この有機ELディスプレイ2においても、駆動側基板10上に、R,G,Bの3原色の画素としての有機EL素子10R、10G、10Bが、順に全体としてマトリクス状に設けられている。駆動側基板10上には、TFT11を含む画素駆動回路(詳細は後述)と平坦化層22とが形成され、この平坦化層22上に、有機EL素子10R,10G,10Bが設けられている。
【0058】
但し、本変形例では、補助配線24が、層間絶縁膜11A上に配線21と共に設けられる一方、逆バイアス用配線17Bが平坦化層12上に配設されている。すなわち、補助配線24と逆バイアス用配線17Bとが互いに異なる層に設けられている。また、逆バイアス用電極17、有機層16、画素間絶縁膜15および平坦化層22を貫通するコンタクトホール26Aが設けられている。このコンタクトホール26Aに、第2電極25が埋設され、補助電極24と電気的に接続されている。配線21は、TFT11と第1電極13とを接続するためのものであり、上記実施の形態における配線層11Bと同様の材料から構成されている。
【0059】
平坦化層22は、上記実施の形態の平坦化層12と同様、TFT11が形成された駆動側基板10の表面を平坦化する共に、有機EL素子10R,10G,10Bの各層の膜厚を均一に形成するためのものである。平坦化層22は、上記平坦化層12と同様の絶縁材料により構成されている。このような平坦化層22には、配線21上にコンタクトホール22a、補助配線24上にコンタクトホール22bをそれぞれ有している。コンタクトホール22aには第1電極13、コンタクトホール22bには第2電極25がそれぞれ埋設されている。なお、コンタクトホール22bは、コンタクトホール26Aの一部を構成している。
【0060】
補助配線24は、第2電極25における電圧降下を抑制するためのものであり、第1電極13と電気的に絶縁される一方、第2電極25と導通して設けられている。平坦化層22上において、この補助配線24の形成領域の更に外周領域には、上記第1の実施の形態と同様、逆バイアス用配線17B(図10には図示せず)が、補助配線24と離隔して配設され、逆バイアス電極17に接続されている。ここで、図11を参照して、補助配線24、逆バイアス用電極17および逆バイアス用配線17Bの詳細構成について説明する。図11は、補助配線24および逆バイアス用配線17Bの平面構成と、逆バイアス用電極17および第2電極18の形成領域について模式的に表したものである。
【0061】
補助配線24は、平坦化層22の下方において、画素P同士の間の画素間領域241と、全ての画素Pによって形成される表示領域を取り囲む外周領域242とに配設されている。すなわち、補助配線24の平面形状は、上記実施の形態の補助配線14と同様、基板面において矩形状の枠の内部を格子状に区切ったような形状となっている。一方、平坦化層22の上方には、この補助配線24の外周領域242を更に外側から取り囲むように、かつ補助配線24から離隔して、逆バイアス用配線17Bが配設されている。
【0062】
逆バイアス用配線17Bは、例えば上記第1電極13と同様の材料により構成され、好ましくは上記第1電極13と同一材料により構成されている。製造工程において、第1電極13および逆バイアス用配線17Bを同一工程でパターニング形成することができるからである。
【0063】
平坦化層22上には、有機層16(図11には図示せず)が表示領域の全域にわたって形成されている。但し、平坦化層22上において、有機層16は、補助配線24の外周領域242よりも外側、かつ逆バイアス用配線17Bの形成領域よりも内側の領域に設けられている。すなわち、補助配線24は有機層16によって覆われる一方、逆バイアス用配線17Bは、有機層16から露出して設けられている。
【0064】
上記実施の形態と同様、逆バイアス用電極17は、平坦化層22の全面(例えば、図11中の一点鎖線で囲った領域)にわたって配設されている。この逆バイアス用電極17上には、第2電極25が、表示領域から、補助配線14の外周領域142よりも外側かつ逆バイアス用配線17Bの形成領域よりも内側の領域にかけて(例えば、図11中の二点鎖線で囲った領域)設けられている。
【0065】
補助配線24および逆バイアス用配線17Bにはそれぞれ、電圧印加用のパッド(第1パッド24Aおよび第2パッド17A)が取り付けられている。これらの第1パッド24Aおよび第2パッド17Aはそれぞれ、製造過程において、補助配線24および逆バイアス用配線17B(逆バイアス用電極17)を通じて有機層16に逆バイアス電圧を印加するためのものである。
【0066】
本変形例では、補助配線24と逆バイアス用配線17Bとが別層に設けられ、すなわち平坦化層22によって隔てられているため、補助配線24および第1パッド24Aと、逆バイアス用電極17および逆バイアス用配線17Bとが直に接しないようになっている。一方、平坦化層22上において、有機層16から露出して配設された逆バイアス用配線17Bと第2パッド17Aとは、その少なくとも一部において、逆バイアス用電極17に直に接している。
【0067】
上記のような構成を有する有機ELディスプレイ2は、例えば上記実施の形態の有機ELディスプレイ1と同様にして作製することができる。但し、駆動側基板10上にTFT11を形成したのち、補助配線24を、層間絶縁膜11A上に配線21と共に例えばスパッタリング法およびリソグラフィ法を用いてパターニング形成するようにする。続いて、平坦化層22を上述の絶縁材料を用いて形成したのち、配線21上の領域と補助配線24上の領域にコンタクトホール22a,22bを形成する。次いで、平坦化層22上に、コンタクトホール22aを埋め込むように第1電極13をパターニング形成したのち、第1電極13および補助配線24に対応する領域にそれぞれ開口部を有する画素間絶縁膜15を形成する。続いて、画素間絶縁膜15上に有機層16、逆バイアス用電極17を順に形成する。
【0068】
ここで、補助配線24および第1パッド24Aと、逆バイアス用電極17および逆バイアス用配線17Bとは、平坦化層22の介在によって、有機層16を間にして電気的に絶縁されており、互いに独立して電位を与えることが可能である。よって、上述したように、第1パッド24Aと第2パッド17Aとにプローブコンタクトすることにより、補助配線24および逆バイアス用配線17Bを通じて有機層16に逆バイアス電圧を印加することができる。このようにして、補助配線24上に形成された有機層16を除去してコンタクトホール26Aを形成する。こののち、逆バイアス用電極17上に、第2電極25をコンタクトホール26Aを埋設することにより、補助配線24と第2電極25との間の電気的接続が確保される。次いで、第2電極25上に保護膜30を形成したのち、上記実施の形態と同様にして、図10に示した有機ELディスプレイ2を完成する。
【0069】
本変形例のように、補助配線24および逆バイアス用配線17Bは、互いに異なる層に配設されていてもよい。すなわち、補助配線24と逆バイアス用配線17Bとが電気的に絶縁で、互いに独立した電位を与えることができるような構成となっていれば、同層に設けられていても別層に設けられていてもよい。このような構成であれば、両者間に逆バイアス電圧を印加することができ、これにより、容易に補助配線24上の有機層16を選択的に除去することが可能となる。
【0070】
また、本変形例においては、補助配線24を層間絶縁膜11A上に設け、逆バイアス用配線17Bを平坦化層22上に設けるため、両者が平坦化層22によって絶縁される。よって、上記実施の形態のように、第1パッドを被覆するために平坦化層の一部を引き出して形成する必要がなくなる。
【0071】
(適用例およびモジュール)
以下、上述した実施の形態で説明した有機ELディスプレイ1,2のモジュールおよび適用例について説明する。有機ELディスプレイ1,2は、テレビジョン装置,デジタルスチルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【0072】
(モジュール)
有機ELディスプレイ1,2は、例えば図12に示したようなモジュールとして、後述する適用例1〜5などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、駆動側基板10の一辺に、封止側基板20から露出した領域210を設け、この領域210に後述する信号線駆動回路120および走査線駆動回路130の配線を延長して外部接続端子(図示せず)を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板(FPC;Flexible Printed Circuit)220が設けられていてもよい。
【0073】
駆動側基板10には、例えば、図13に示したように、表示領域110と、映像表示用のドライバである信号線駆動回路120および走査線駆動回路130が形成されている。表示領域110内には画素駆動回路140が形成されている。表示領域110は、有機EL素子10R,10G,10Bを全体としてマトリクス状に配置したものである。
【0074】
画素駆動回路140は、図14に示したように、第1電極13の下層に形成され、駆動トランジスタTr1および書き込みトランジスタTr2と、その間のキャパシタ(保持容量)Csと、第1の電源ライン(Vcc)および第2の電源ライン(GND)の間において駆動トランジスタTr1に直列に接続された有機EL素子10R(または10G,10B)とを有するアクティブ型の駆動回路である。駆動トランジスタTr1および書き込みトランジスタTr2は、一般的な薄膜トランジスタ(TFT(Thin Film Transistor))により構成され、その構成は例えば逆スタガー構造(いわゆるボトムゲート型)でもよいしスタガー構造(トップゲート型)でもよく特に限定されない。
【0075】
画素駆動回路140では、列方向に信号線120Aが複数配置され、行方向に走査線130Aが複数配置されている。各信号線120Aと各走査線130Aとの交差点が、有機EL素子10R,10G,10Bのいずれか一つ(サブピクセル)に対応している。各信号線120Aは、信号線駆動回路120に接続され、この信号線駆動回路120から信号線120Aを介して書き込みトランジスタTr2のソース電極に画像信号が供給されるようになっている。各走査線130Aは走査線駆動回路130に接続され、この走査線駆動回路130から走査線130Aを介して書き込みトランジスタTr2のゲート電極に走査信号が順次供給されるようになっている。
【0076】
(適用例1)
図15は、上記実施の形態の有機ELディスプレイ1,2が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル310およびフィルターガラス320を含む映像表示画面部300を有している。
【0077】
(適用例2)
図16は、上記実施の形態の有機ELディスプレイ1,2が適用されるデジタルスチルカメラの外観を表したものである。このデジタルスチルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部410、表示部420、メニュースイッチ430およびシャッターボタン440を有している。
【0078】
(適用例3)
図17は、上記実施の形態の有機ELディスプレイ1,2が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体510,文字等の入力操作のためのキーボード520および画像を表示する表示部530を有している。
【0079】
(適用例4)
図18は、上記実施の形態の有機ELディスプレイ1,2が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部610,この本体部610の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ620,撮影時のスタート/ストップスイッチ630および表示部640を有している。
【0080】
(適用例5)
図19は、上記実施の形態の有機ELディスプレイ1,2が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740,サブディスプレイ750,ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。
【0081】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、逆バイアス用配線17Bを、補助配線の形成領域を取り囲むように配設された構成を例に挙げて説明したが、逆バイアス用配線17Bの平面構成は、これに限定されない。例えば、基板面内において、矩形状の補助配線の4辺のうち少なくとも1辺に対向して設けられた構成であってもよい。すなわち、補助配線の外周の少なくとも一部に補助配線から離隔して形成されていればよい。
【0082】
また、上記実施の形態では、補助配線14と逆バイアス用配線17Bとを平坦化層12上に形成する場合、第1パッド14Aを平坦化層12の一部(被覆部分12A)により被覆するようにしたが、平坦化層12とは異なる絶縁材料を用いて被覆してもよい。例えば、第1電極13および補助配線14の上に形成される画素間絶縁膜15を形成する際に、画素間絶縁膜15を第1パッド14Aを被覆する位置まで延在させるようにしてもよい。あるいは、被覆部分12Aは、平坦化層12および画素間絶縁膜15のどちらとも異なる絶縁材料により構成してもよい。
【0083】
更に、上記実施の形態等では、有機層16と第2電極との間に、逆バイアス用電極17を設け、この逆バイアス用電極17が逆バイアス用配線17Bと接続された構成を例に挙げて説明したが、逆バイアス用電極17は特に配設されていなくともよい。すなわち、補助配線と逆バイアス用配線17Bとが電気的に絶縁され、有機層16に対して逆バイアス電圧を印加することができるような構成となっていればよい。
【0084】
また、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【0085】
加えて、上記実施の形態等では、有機層16の発光層として赤色発光層,緑色発光層および青色発光層の3層を含む場合について説明したが、白色発光用の発光層の構成はこれに限定されず、橙色発光層および青色発光層、あるいは、青緑色発光層および赤色発光層など、互いに補色関係にある2色の発光層を積層した構造としてもよい。また、上記実施の形態では、3色の層を厚み方向に積層した構成を例に挙げて説明したが、R,G,Bの各画素に対応して、各色発光層を画素ごとに塗り分けて形成するようにしてもよい。
【0086】
また、上記実施の形態等では、第1電極13を陽極、第2電極18,25を陰極とする場合について説明したが、陽極および陰極を逆にして、第1電極13を陰極、第2電極18を陽極としてもよい。この場合、第2電極18の材料としては、金,銀,白金,銅などの単体または合金が好適である。
【図面の簡単な説明】
【0087】
【図1】本発明の一実施の形態に係る有機ELディスプレイの概略構成を表す断面図である。
【図2】図1に示した補助配線および逆バイアス用配線等の平面構成を表す図である。
【図3】図1に示した有機ELディスプレイの製造方法を工程順に表す断面図である。
【図4】図3に続く工程を表す断面図である。
【図5】図4に続く工程を表す断面図である。
【図6】図5に続く工程を表す断面図である。
【図7】図6に続く工程を表す断面図である。
【図8】図7に続く工程を表す断面図である。
【図9】本実施の形態の実施例に係る電流値変化を示す特性図である。
【図10】本発明の変形例に係る有機ELディスプレイの概略構成を表す断面図である。
【図11】図10に示した補助配線および逆バイアス用配線等の平面構成を表す図である。
【図12】本実施の形態の有機ELディスプレイを含むモジュールの概略構成を表す平面図である。
【図13】図12に示したモジュールにおける有機ELディスプレイの駆動回路の構成を表す平面図である。
【図14】図13に示した画素駆動回路の一例を表す等価回路図である。
【図15】本実施の形態の表示装置の適用例1の外観を表す斜視図である。
【図16】本実施の形態の表示装置の適用例2の外観を表す斜視図である。
【図17】本実施の形態の表示装置の適用例3の外観を表す斜視図である。
【図18】本実施の形態の表示装置の適用例4の外観を表す斜視図である。
【図19】本実施の形態の表示装置の適用例5の外観を表す斜視図である。
【符号の説明】
【0088】
10…駆動側基板、11…TFT、11A…層間絶縁膜、11B…配線層、12,22…平坦化膜、13…第1電極、14,24…補助配線、14A,24A…第1パッド、15…画素間絶縁膜、16…有機層、17…逆バイアス用電極、17A…第2パッド、17B…逆バイアス用配線、18,25…第2電極、16A,26A…コンタクトホール、20…封止パネル、30…保護膜、31…接着層。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれ基板側から順に第1電極、発光層を含む有機層、および第2電極を有してなる複数の画素と、
前記複数の画素の各周辺領域に配設され、前記有機層に設けられた接続孔を介して前記第2電極と導通した補助配線と、
基板面において前記補助配線の形成領域の外周の少なくとも一部に、前記補助配線から離隔して配設された他の補助配線と
を備えた有機ELディスプレイ。
【請求項2】
前記複数の画素は基板上にマトリクス状に配設され、
前記補助配線は、前記複数の画素同士の間の画素間領域と、前記複数の画素全体を取り囲む外周領域とに配設されている
請求項1に記載の有機ELディスプレイ。
【請求項3】
前記他の補助配線は、前記補助配線の外周領域を取り囲んで配設されている
請求項2に記載の有機ELディスプレイ。
【請求項4】
前記有機層と前記第2電極との間に、前記他の補助配線の形成領域を覆って配設された第3電極
を備えた請求項1に記載の有機ELディスプレイ。
【請求項5】
前記基板上に、前記複数の画素を駆動するための駆動回路と、この駆動回路を平坦化すると共に絶縁材料により構成された平坦化層とを備え、
前記補助配線および前記他の補助配線は、前記第1電極と共に前記平坦化層上に配設されている
請求項1に記載の有機ELディスプレイ。
【請求項6】
前記基板上に、前記複数の画素を駆動するための駆動回路と、この駆動回路を平坦化すると共に絶縁材料により構成された平坦化層とを備え、
前記補助配線は、前記駆動回路と共に前記基板上に配設されて、前記平坦化層により被覆され、
前記他の補助配線は、前記第1電極と共に前記平坦化層上に配設されている
請求項1に記載の有機ELディスプレイ。
【請求項7】
基板上に画素ごとに第1電極を形成する工程と、
基板上の各画素の周辺領域に補助配線を形成する工程と、
前記補助配線と電気的に絶縁されるように他の補助配線を形成する工程と、
前記第1電極および前記補助配線の上に、発光層を含む有機層を形成する工程と、
前記補助配線および前記他の補助配線を通じて前記有機層に逆バイアス電圧を印加することにより、前記有機層の前記補助配線に対応する領域に接続孔を形成する工程と、
前記有機層上に、前記有機層の接続孔を埋め込むように第2電極を形成する工程と
を含む有機ELディスプレイの製造方法。
【請求項8】
前記有機層および前記他の補助配線を形成したのち、
前記有機層上に、第3電極を前記補助配線と電気的に絶縁されるように、かつ前記他の補助配線と導通するように形成した上で、前記有機層に逆バイアス電圧を印加する
請求項7に記載の有機ELディスプレイの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【公開番号】特開2010−108693(P2010−108693A)
【公開日】平成22年5月13日(2010.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−278233(P2008−278233)
【出願日】平成20年10月29日(2008.10.29)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】