有機ＥＬ表示装置
【課題】 製造プロセスの複雑化や部材費の高騰を回避でき、高精細で視差の少ないアクティブ駆動型の有機ＥＬ表示装置を提供する
【解決手段】 複数の有機ＥＬ素子ＢＵ，ＧＵ，ＲＵをサブピクセルの領域に積層する。積層した有機ＥＬ素子に接続される全てのアクティブ素子（薄膜トランジスタＴＦＴ）を、絶縁基板ＳＵＢとこの絶縁基板に最も近い有機ＥＬ素子ＢＵの層との間に形成する。これにより、製造プロセスでの高熱処理で２層目より上の有機ＥＬ素子ＧＵ，ＲＵがダメージを受けるのを回避でき、有機ＥＬ表示装置の長寿命化を図ることができる。また、有機ＥＬ素子の間の層間を狭いので、視差を著しく小さくすることができる。
【解決手段】 複数の有機ＥＬ素子ＢＵ，ＧＵ，ＲＵをサブピクセルの領域に積層する。積層した有機ＥＬ素子に接続される全てのアクティブ素子（薄膜トランジスタＴＦＴ）を、絶縁基板ＳＵＢとこの絶縁基板に最も近い有機ＥＬ素子ＢＵの層との間に形成する。これにより、製造プロセスでの高熱処理で２層目より上の有機ＥＬ素子ＧＵ，ＲＵがダメージを受けるのを回避でき、有機ＥＬ表示装置の長寿命化を図ることができる。また、有機ＥＬ素子の間の層間を狭いので、視差を著しく小さくすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置に係り、特に絶縁基板上に複数の有機ＥＬ素子を積層したアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネル型の表示装置として液晶表示装置（ＬＣＤ）やプラズマ表示装置（ＰＤＰ）、電界放出型表示装置（ＦＥＤ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）などが実用化ないしは実用化研究段階にある。中でも、有機ＥＬ表示装置は薄型・軽量の自発光型表示装置の典型としてこれからの表示装置として極めて有望な表示装置である。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置には、所謂ボトムエミッション型とトップエミッション型とがある。ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板を好適とする絶縁基板上に、第１の電極または一方の電極としての透明電極（ＩＴＯ等）、電界の印加で発光する有機多層膜（有機発光層とも言う）、第２の電極または他方の電極としての反射性の金属電極を順次積層した発光機構で有機ＥＬ素子が構成される。この有機ＥＬ素子をマトリクス状に多数配列し、それらの積層構造を覆って封止缶と称する他の基板を設け、上記発光構造を外部の雰囲気から遮断している。そして、例えば透明電極を陽極とし、金属電極を陰極として両者の間に電界を印加することで有機多層膜にキャリア（電子と正孔）が注入され、該有機多層膜が発光する。この発光をガラス基板側から外部に出射する構成となっている。
【０００４】
一方、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、上記した一方の電極を反射性を有する金属電極とし、他方の電極をＩＴＯ等の透明電極とし、両者の間に電界を印加することで有機多層膜が発光し、この発光を上記他方の電極側から出射する構成を特徴としている。トップエミッション型では、ボトムエミッション型における封止缶として、ガラス板を好適とする透明板が使用される。
【０００５】
特許文献１には、パッシブ駆動型の有機ＥＬ素子が搭載された二つの絶縁基板を、その有機ＥＬ素子の搭載面が対向する向きに貼り合わせた有機ＥＬ表示装置が開示されている。この有機ＥＬ表示装置では、一方の絶縁基板に赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の二つの単位画素（サブピクセル）と青（Ｂ）の単位画素が空間を介して重なり合うように形成されている。また、特許文献２には、一つの単位画素内において、絶縁基板上に複数の有機ＥＬ素子が積層されたパッシブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置が記載されている。
【特許文献１】特開平０９−８２４７２号公報
【特許文献２】特表平１０−５０３８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術は、二枚の絶縁基板のそれぞれの片面に１層の有機ＥＬ素子を形成し、両絶縁基板の有機ＥＬ素子形成面側を対向させて積層された２層の有機ＥＬ素子とするものである。そのため、一方の絶縁基板上で発光層を色毎に二つの領域に分けて形成するという複雑な製造プロセスが必要である。そのため、色数と同じ層数だけ有機ＥＬ素子を積層することになる。
【０００７】
しかし、特許文献１には、絶縁基板の片面上には１層の有機ＥＬ素子を形成しているので、この技術思想に基づいて有機ＥＬ素子を３層化しようとすると、片面に有機ＥＬ素子を形成した絶縁基板をさらにもう１枚追加するか、二つの絶縁基板の何れか一方の面に有機ＥＬ素子を搭載することになる。しかし、絶縁基板を介して光を取り出すと、絶縁基板の厚みによって大きな視差が発生する。
【０００８】
特許文献２には、一つの絶縁基板上に複数の有機ＥＬ素子が積層された構造が開示されている。上記特許文献１と特許文献２とを考慮すれば、異なる色に発光する有機ＥＬ素子を積層した有機ＥＬ表示装置を構成できる。しかし、このように積層した複数の有機ＥＬ素子をアクティブ駆動することについては、何も開示されておらず、また示唆もされていない。
【０００９】
特許文献２の図２には、積層された有機ＥＬ素子が形成された層毎にデータ線と走査線が引き出された構造が開示されている。つまり、配線は各層で閉じる構成である。特許文献２と一般的なアクティブ駆動型の有機ＥＬ表示装置とを組み合わせようとするならば、特許文献２の考え方を前提とすべきであるので、半導体層やゲート絶縁膜等で構成されるアクティブ素子を各層毎に形成することになる。しかし、そのような構造を実現しようとすると、２層目以降のアクティブ素子を形成する際の高熱プロセスで１層目の有機ＥＬ素子にダメージが生じ、有機ＥＬ表示装置の寿命を低下させる。
【００１０】
また、特許文献２には、各層で配線を引き回し、絶縁基板の周縁部で各層をずらせて端子を露出させる構造が開示されているが、この方法では周縁部に端子用の段差を大面積で確保する必要が生じ、狭額縁化の要求を満たすことが困難になる。また、これに加えて上記段差を乗り越えるＦＰＣ（フレキシブル回路基板）やＷＢ（ワイヤボンディング）等の接合技術を用いる必要が生じるので、製造プロセス数や部材費の面でデメリットが大きい。
【００１１】
本発明は、製造プロセスの複雑化や部材費の高騰を回避でき、高精細で視差の少ないアクティブ駆動型の有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記の目的達成のための手段を複数含む。その代表的な手段の概要を記述すれば以下のとおりである。すなわち、
本発明では、複数積層した有機ＥＬ素子に接続される全てのアクティブ素子を、絶縁基板とこの絶縁基板に最も近い有機ＥＬ素子の層との間に形成する。この手段により、製造プロセスでの高熱処理で２層目より上の有機ＥＬ素子がダメージを受けるのを回避でき有機ＥＬ表示装置の長寿命化を図ることができる。また、有機ＥＬ素子の間の層間を狭くできるので、視差を著しく小さくすることができる。
【００１３】
また、本発明では、アクティブ素子と積層した有機ＥＬ素子とをコンタクトホールで接続する。これにより、配線の引き回し距離が短縮されるので、有機ＥＬ素子間の駆動信号の供給タイミングずれが低減し、各有機ＥＬ素子の輝度むらを抑制できる。また、さらに配線の引き回し領域を低減するためには、そのコンタクトホールを単位画素内に配置することが好ましい。例えば、絶縁基板側から数えて１層目の有機ＥＬ素子の側方に２層目以降の有機ＥＬ素子に接続されたコンタクトホールを備える構造とする。
【００１４】
また、本発明では、所謂ボトムエミッション構造を採用する場合、絶縁基板から最も離れた有機ＥＬ素子の層の外側に反射板を設け、所謂トップエミッション構造を採用する場合は絶縁基板に最も近い有機ＥＬ素子の層の内側に反射板を設ける。また、同一の層に存在する複数の発光層を前面に渡って延在する発光層で構成すれば、従来の塗り分けのための複雑なプロセスを採る必要がなくなり、製造プロセスが簡略化できる。
【００１５】
また、この種の画素構造を備えた有機ＥＬ表示装置を駆動する方法としては、積層したＲ、Ｇ、Ｂの３層の有機ＥＬ素子を同じフレーム内で駆動すれば従来の１単位画素（例えば、カラーのサブピクセル、副画素）とカラー１画素（カラーピクセル、画素）とが同じものとなり、高精細な表示が実現できる。
【００１６】
また、従来と同様に、面方向に隣接する三つの単位画素を用いて１画素を表現する場合、積層した有機ＥＬ素子の内の一部のみを使用し、所定のタイミングで有機ＥＬ素子の層を切り替えるようにすれば、有機ＥＬ表示装置としての長寿命化を達成できる。その切り替えタイミングの制御方式としては、手動方式と自動方式とが考えられる。自動方式の場合、有機ＥＬ素子に流れる電流の経年変化から輝度低下を推定する等、表示状態を検知して、その表示状態に応じて切り替える方法、あるいは一定の日数をカウントして切り替える方法、フレーム単位で切り替える方法、などがある。切り替える領域の単位としては、フレーム単位の他、ライン単位、画素単位、副画素単位がある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の各手段により、絶縁基板上に複数の有機ＥＬ素子を積層した構造のアクティブ駆動方式の有機ＥＬ表示装置の長寿命化、高精細化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１を説明する概念図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。実施例１は絶縁基板ＳＵＢ側から表示光を出射する所謂ボトムエミッション型の画素表示装置である。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれが単位画素（サブピクセル）に相当し、これら３つの単位画素１カラー画素（ピクセル）を構成する。図１において、紙面の奥に図２に示した絶縁基板（以下、ガラス基板）ＳＵＢがある。このガラス基板ＳＵＢの主面（内面）にアクティブ素子として薄膜トランジスタを用いたアクティブな画素回路が作り込まれている。この画素回路の上層には層間絶縁膜ＩＬが成膜されている。
【００２０】
層間絶縁膜ＩＬの上に、青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵ、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵ、赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵがこの順で積層されている。すなわち、一つの単位画素の領域内に３つの単位画素が配置されることになり、従来の基板面方向にそれぞれの有機ＥＬ素子を配置したものに比べて高精細化が達成される。
【００２１】
図１と図２にはフルカラーの３画素を示してある。各画素の間にはバンクと称する堤を有する。このバンクＢＮＫは各有機ＥＬ素子の有機膜の形成プロセスで、特にその発光層の形成プロセスで領域制限のために利用される。このバンクＢＮＫの領域は表示に利用されない。上記した画素回路を構成する薄膜トランジスタＴＦＴなどはこのバンクＢＮＫで隠される部分に形成されている。
【００２２】
薄膜トランジスタＴＦＴは信号配線ＤＬ、電源配線ＰＬ、走査配線（図示せず）に接続している。薄膜トランジスタＴＦＴは図１では各有機ＥＬ素子に一個、図２では同じく二個ずつ図示したが、詳細は後述する。なお、各有機ＥＬ素子の陽極は陽極コンタクトＡＤＣで薄膜トランジスタＴＦＴに接続している。
【００２３】
図２において、層間絶縁膜ＩＬの上に積層される青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵ、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵ、赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵは、最上層の反射電極ＲＦを除いて同じ層構造となっている。すなわち、層間絶縁膜ＩＬの一部を除去した画素部（画素開口）の青用陽極ＡＤ（Ｂ）の直上に有機膜からなる青用発光層Ｌ（Ｂ）、透明電極からなる青用陰極ＣＤ（Ｂ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｂ)からなる青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵが形成されている。
【００２４】
この青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵの上に、緑用陽極ＡＤ（Ｇ）、有機膜からなる緑用発光層Ｌ（Ｇ）、透明電極からなる緑用陰極ＣＤ（Ｇ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｇ)からなる緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵが形成されている。そして、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵの上に、赤用陽極ＡＤ（Ｒ）、有機膜からなる赤用発光層Ｌ（Ｒ）、透明電極からなる赤用陰極ＣＤ（Ｒ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｒ)からなる赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵが形成されている。そして、最上層に反射層ＲＦが成膜されている。
【００２５】
各有機ＥＬ素子ＢＵ、ＧＵ、ＲＵの陽極であるＡＤ（Ｂ）、ＡＤ（Ｇ）、ＡＤ（Ｒ）は次のようにしてそれぞれの薄膜トランジスタＴＦＴに接続されている。すなわち、最もガラス基板に近い青用陽極ＡＤ（Ｂ）は図２のＣ−Ｃ’断面に示されたように、薄膜トランジスタ形成層の保護膜（パッシべーション膜）ＰＡＳに開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。
【００２６】
同様に、緑用陽極ＡＤ（Ｇ）は、図２のＢ−Ｂ’断面に示されたように、パッシべーション膜ＰＡＳ、層間絶縁膜ＩＬ、青用発光層Ｌ（Ｂ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｂ)に開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。そして、赤用陽極ＡＤ（Ｒ）は、図２のＡ−Ａ’断面に示されたように、パッシベーション膜ＰＡＳ、層間絶縁膜ＩＬ、青用発光層Ｌ（Ｂ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｂ)、緑用発光層Ｌ（Ｇ）、緑用陰極ＣＤ（Ｇ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｇ)に開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。
【００２７】
上記した実施例１の構成において、薄膜トランジスタＴＦＴを形成したガラス基板に、有機ＥＬ発光層としてＭＴＤＡＴＡ（４，４’４”-トリス[-Ｎ-（-３-メチルフェニル）-Ｎ-フェニルアミノ]トリフェニルアミン）を７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニゥム（Ａｌｑ）/アントラセンの共蒸着膜を６０ｎｍ（５％）、Ａｌｑを６０ｎｍ蒸着した。その上に透明陰極材料としてＭｇを０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。その後、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑを６０ｎｍ、Ｍｇを０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。さらに、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/ＤＣＪＴを６０ｎｍ（２％）、ＬｉＦを０．５ｎｍ、アルミニゥムを１００ｎｍ成膜した。
【００２８】
こうして作製した有機ＥＬ表示装置に直流電圧６Ｖを印加したところ、８００ｃｄ/ｍ2の白色の発光が得られた。また、各有機ＥＬ素子ＢＵ、ＧＵ、ＲＵの印加電圧を変化させることで、階調表現が実現できた。また、この有機ＥＬ表示装置は、室温における１００ｃｄ/ｍ2の輝度半減時間は１００００時間以上であった。
【００２９】
また、上記した実施例１の構成において、薄膜トランジスタＴＦＴを形成したガラス基板に、有機ＥＬ発光層としてＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニゥム（Ａｌｑ）/アントラセンの共蒸着膜を６０ｎｍ（５％）、Ａｌｑを６０ｎｍ蒸着した。その上に透明陰極材料としてＶ2Ｏ5を０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。その後、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑを６０ｎｍ、Ｖ2Ｏ5を０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。さらに、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/ＤＣＪＴを６０ｎｍ（２％）、Ａｌｑを６０ｎｍ、ＬｉＦを０．５ｎｍ、アルミニゥムを１００ｎｍ成膜した。
【００３０】
こうして作製した有機ＥＬ表示装置に直流電圧６Ｖを印加したところ、１０００ｃｄ/ｍ2の白色の発光が得られた。また、各有機ＥＬ素子ＢＵ、ＧＵ、ＲＵの印加電圧を変化させることで、階調表現が実現できた。また、この有機ＥＬ表示装置は、室温における１００ｃｄ/ｍ2の輝度半減時間は１００００時間以上であった。
【００３１】
さらに、上記した実施例１の構成において、薄膜トランジスタＴＦＴを形成したガラス基板に、有機ＥＬ発光層としてＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/アントラセンを６０ｎｍ（５％）、Ａｌｑを６０ｎｍ蒸着した。その上に透明陰極材料としてＶ2Ｏ5を０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。その後、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/Ｉｒ(ｐｐｙ)を６０ｎｍ（５％）、Ｖ2Ｏ5を０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。さらに、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/ＤＣＭ２/Ｉｒ(ｐｐｙ)を６０ｎｍ（２％）、Ａｌｑを６０ｎｍ、ＬｉＦを０．５ｎｍ、アルミニゥムを１００ｎｍ成膜した。
【００３２】
こうして作製した有機ＥＬ表示装置に直流電圧６Ｖを印加したところ、２０００ｃｄ/ｍ2の白色の発光が得られた。また、各有機ＥＬ素子ＢＵ、ＧＵ、ＲＵの印加電圧を変化させることで、階調表現が実現できた。また、この有機ＥＬ表示装置は、室温における１００ｃｄ/ｍ2の輝度半減時間は１５０００時間以上であった。
【実施例２】
【００３３】
図３は、本発明の実施例２を説明する概念図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。実施例２は絶縁基板ＳＵＢと反対側から表示光を出射する所謂トップエミッション型の画素表示装置である。この有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板ＳＵＢ側から赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵ、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵ、青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵがこの順で積層されている。実施例１と同様に、一つの単位画素の領域内に３つの単位画素が配置され、従来の基板面方向にそれぞれの有機ＥＬ素子を配置したものに比べて高精細化が達成される。
【００３４】
図４において、層間絶縁膜ＩＬの上に積層される赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵ、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵ、青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵは同じ層構造となっている。すなわち、層間絶縁膜ＩＬの一部を除去した画素部（画素開口）の赤用陽極ＡＤ（Ｒ）の直上に有機膜からなる赤用発光層Ｌ（Ｒ）、透明電極からなる赤用陰極ＣＤ（Ｒ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｒ)からなる赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵが形成されている。
【００３５】
この赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵの上に、緑用陽極ＡＤ（Ｇ）、有機膜からなる緑用発光層Ｌ（Ｇ）、透明電極からなる緑用陰極ＣＤ（Ｇ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｇ)からなる緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵが形成されている。そして、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵの上に、青用陽極ＡＤ（Ｂ）、有機膜からなる青用発光層Ｌ（Ｂ）、透明電極からなる青用陰極ＣＤ（Ｂ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｂ)からなる青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵが形成されている。実施例２では、実施例１に示された反射膜を有しない。
【００３６】
各有機ＥＬ素子ＲＵ、ＢＵ、ＧＵの陽極であるＡＤ（Ｒ）、ＡＤ（Ｇ）、ＡＤ（Ｂ）、は次のようにしてそれぞれの薄膜トランジスタＴＦＴに接続されている。すなわち、最もガラス基板に近い赤用陽極ＡＤ（Ｒ）は図４のＣ−Ｃ’断面に示されたように、薄膜トランジスタ形成層の保護膜（パッシベーション膜）ＰＡＳに開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。
【００３７】
同様に、緑用陽極ＡＤ（Ｇ）は、図４のＢ−Ｂ’断面に示されたように、パッシべーション膜ＰＡＳ、層間絶縁膜ＩＬ、赤用発光層Ｌ（Ｒ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｒ)に開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。そして、青用陽極ＡＤ（Ｂ）は、図４のＡ−Ａ’断面に示されたように、パッシべーション膜ＰＡＳ、層間絶縁膜ＩＬ、赤用発光層Ｌ（Ｒ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｒ)、緑用発光層Ｌ（Ｇ）、緑用陰極ＣＤ（Ｇ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｇ)に開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。他の構成は実施例１と同様である。
【００３８】
実施例２の構成に実施例１と同様の材料を用い、同様の膜厚として具体化し、実施例１と同様の駆動条件で駆動したところ、同様の効果が得られた。
【実施例３】
【００３９】
図５は、本発明の実施例３を説明する概念図である。また、図６は、図５のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。実施例３は実施例２における有機発光層Ｌ(Ｒ)、Ｌ(Ｇ)、Ｌ(Ｂ)をマスクを用いた蒸着で形成した点を除いて実施例２と同様である。すなわち、３層構造の赤、緑、青の有機ＥＬ素子ＲＵ、ＢＵ、ＧＵを構成する有機発光層Ｌ(Ｒ)、Ｌ(Ｇ)、Ｌ(Ｂ)は画素の開口部（バンクＢＮＫの間）にのみマスクを用いて有機発光層を蒸着した。その他の構成は実施例２と同様である。
【００４０】
実施例３の構成に実施例２と同様の材料を用い、同様の膜厚として具体化し、実施例２と同様の駆動条件で駆動したところ、同様の効果が得られた。
【００４１】
次に、図７乃至図１０を参照して本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する。この製造プロセスは図７乃至図１０を通して（a）〜（p）を付した順序で処理される。なお、図７乃至図１０は図１のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図に相当する。図７の（a）は、図２に示したガラス基板ＳＵＢに薄膜トランジスタＴＦＴを形成し、保護膜ＰＡＳの上に赤用の透明陽極ＡＤ（Ｒ）をパターニングした背面基板を示す。この背面基板に層間絶縁膜ＩＬを成膜し（図７の（ｂ））、ホトリソグラフィー法で透明陽極の部分（副画素の開口部分）を除去すると共にコンタクトホールを加工する（図７の（ｃ））。
【００４２】
レーザミリング法で有機層を除去することにより、コンタクトホールにＩＴＯを好適とする導電性部材を埋設させる（図７の（d））。この陽極コンタクトは上層に形成される第２、第３の有機ＥＬ素子の陽極にそれぞれの薄膜トランジスタを接続するための電極となる。次に、青（Ｂ）の有機ＥＬ膜となる有機膜Ｌ(Ｂ)を形成する（図７の（ｅ））。この有機膜Ｌ(Ｂ)は、青色用ホール注入層間絶縁膜。ホール輸送層、発光層、電子輸送層をこの順で蒸着しｔ得られる。図８の（f）では、有機膜Ｌ(Ｂ)の上に透明な陰極ＣＤ（Ｂ）を形成する。その後、透明絶縁膜ＴＬ（Ｂ）を成膜する（図８の（g））。次に、緑用の透明陽極ＡＤ（Ｇ）をパターニングし（図８の（h））する。このとき、緑用の透明陽極ＡＤ（Ｇ）は図示しない緑用の薄膜トランジスタの出力電極に接続される。そして、さらに、緑用の有機膜Ｌ（Ｇ）を上記の青の有機膜と同様の手順で形成する（図８の（ｉ））。
【００４３】
緑用の有機膜Ｌ（Ｇ）の上に透明な緑用の陰極ＣＤ（Ｇ）を形成する（図９の（j））。その後、この陰極ＣＤ（Ｇ）から深さ方向に陽極コンタクトＡＤＣに達するコンタクトホールＣＨをレーザミリング法で形成する（図９の（k））。このコンタクトホールＣＨの内壁を含めて透明な絶縁膜ＴＬ（Ｇ）を成膜して（図９の（ｌ））、コンタクトホールＣＨを通して陽極コンタクトＡＤＣに達する赤用の透明な陽極ＡＤ（Ｒ）をパターニングする（図９の（ｍ））。
【００４４】
この赤用の透明な陽極ＡＤ（Ｒ）を覆って赤用の有機膜Ｌ（Ｒ）を形成する（図１０の（ｎ））。この赤用の有機膜Ｌ（Ｒ）も上記の青用および緑用の各有機膜と同様に積層形成する。赤用の有機膜Ｌ（Ｒ）の上層に赤用の透明な陰極ＣＤ(Ｒ)を成膜し（図１０の（ｏ））、最後に反射陰極ＲＦを形成する（図１０の（ｐ））。この反射陰極ＲＦはアルミニュームの蒸着で形成される。なお、陰極ＣＤ(Ｒ)としてアルミニュームを蒸着した反射膜で兼用してもよい。
【００４５】
このような一連のプロセスで前記した実施例１の有機ＥＬ表示装置が得られる。なお、実施例２、実施例３の画素表示装置の製造も、赤、緑、青の有機ＥＬ素子の形成順序が異なるだけで、上記の図７〜図１０での説明と同様である。
【００４６】
図１１は、本発明の有機ＥＬ表示装置の画素の等価回路例の説明図である。図１１において、ＰＸはカラー１画素（カラーピクセル）を示す。各カラーピクセルＰＸは図の上下方向に並んだ３個の副画素（サブピクセル）ＳＰＸで構成される。各サブピクセルＳＰＸは、各色に対応する走査信号配線ＧＬと同じく３本のデータ信号配線ＤＬ、および電源配線ＰＬに接続した第１の薄膜トランジスタＴＦＴ１（スィッチングトランジスタ）と第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２（信号保持トランジスタ）、および保持容量Ｃ、有機ＥＬ発光部ＯＬＥで構成される。なお、図１、図３、図５には図１１の第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２のみをＴＦＴと表示してある。また、図１１は基本的な回路構成であり、本発明の有機ＥＬ表示装置の駆動回路としては、このほかに種々の構成がある。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１を説明する概念図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の実施例２を説明する概念図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。
【図５】本発明の実施例３を説明する概念図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。
【図７】本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する流れ図である。
【図８】本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する図７に続く流れ図である。
【図９】本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する図８に続く流れ図である。
【図１０】本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する図９に続く流れ図である。
【図１１】本発明の有機ＥＬ表示装置の画素の等価回路例の説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
ＳＵＢ・・・層間絶縁膜、ＩＬ・・・、ＢＵ・・・青の有機ＥＬ素子、ＧＵ・・・緑の有機ＥＬ素子、ＲＵ・・・赤の有機ＥＬ素子、ＤＬ・・・データ信号配線、ＧＬ・・・走査信号配線、ＰＬ・・・電源配線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置に係り、特に絶縁基板上に複数の有機ＥＬ素子を積層したアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネル型の表示装置として液晶表示装置（ＬＣＤ）やプラズマ表示装置（ＰＤＰ）、電界放出型表示装置（ＦＥＤ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）などが実用化ないしは実用化研究段階にある。中でも、有機ＥＬ表示装置は薄型・軽量の自発光型表示装置の典型としてこれからの表示装置として極めて有望な表示装置である。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置には、所謂ボトムエミッション型とトップエミッション型とがある。ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板を好適とする絶縁基板上に、第１の電極または一方の電極としての透明電極（ＩＴＯ等）、電界の印加で発光する有機多層膜（有機発光層とも言う）、第２の電極または他方の電極としての反射性の金属電極を順次積層した発光機構で有機ＥＬ素子が構成される。この有機ＥＬ素子をマトリクス状に多数配列し、それらの積層構造を覆って封止缶と称する他の基板を設け、上記発光構造を外部の雰囲気から遮断している。そして、例えば透明電極を陽極とし、金属電極を陰極として両者の間に電界を印加することで有機多層膜にキャリア（電子と正孔）が注入され、該有機多層膜が発光する。この発光をガラス基板側から外部に出射する構成となっている。
【０００４】
一方、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、上記した一方の電極を反射性を有する金属電極とし、他方の電極をＩＴＯ等の透明電極とし、両者の間に電界を印加することで有機多層膜が発光し、この発光を上記他方の電極側から出射する構成を特徴としている。トップエミッション型では、ボトムエミッション型における封止缶として、ガラス板を好適とする透明板が使用される。
【０００５】
特許文献１には、パッシブ駆動型の有機ＥＬ素子が搭載された二つの絶縁基板を、その有機ＥＬ素子の搭載面が対向する向きに貼り合わせた有機ＥＬ表示装置が開示されている。この有機ＥＬ表示装置では、一方の絶縁基板に赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の二つの単位画素（サブピクセル）と青（Ｂ）の単位画素が空間を介して重なり合うように形成されている。また、特許文献２には、一つの単位画素内において、絶縁基板上に複数の有機ＥＬ素子が積層されたパッシブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置が記載されている。
【特許文献１】特開平０９−８２４７２号公報
【特許文献２】特表平１０−５０３８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術は、二枚の絶縁基板のそれぞれの片面に１層の有機ＥＬ素子を形成し、両絶縁基板の有機ＥＬ素子形成面側を対向させて積層された２層の有機ＥＬ素子とするものである。そのため、一方の絶縁基板上で発光層を色毎に二つの領域に分けて形成するという複雑な製造プロセスが必要である。そのため、色数と同じ層数だけ有機ＥＬ素子を積層することになる。
【０００７】
しかし、特許文献１には、絶縁基板の片面上には１層の有機ＥＬ素子を形成しているので、この技術思想に基づいて有機ＥＬ素子を３層化しようとすると、片面に有機ＥＬ素子を形成した絶縁基板をさらにもう１枚追加するか、二つの絶縁基板の何れか一方の面に有機ＥＬ素子を搭載することになる。しかし、絶縁基板を介して光を取り出すと、絶縁基板の厚みによって大きな視差が発生する。
【０００８】
特許文献２には、一つの絶縁基板上に複数の有機ＥＬ素子が積層された構造が開示されている。上記特許文献１と特許文献２とを考慮すれば、異なる色に発光する有機ＥＬ素子を積層した有機ＥＬ表示装置を構成できる。しかし、このように積層した複数の有機ＥＬ素子をアクティブ駆動することについては、何も開示されておらず、また示唆もされていない。
【０００９】
特許文献２の図２には、積層された有機ＥＬ素子が形成された層毎にデータ線と走査線が引き出された構造が開示されている。つまり、配線は各層で閉じる構成である。特許文献２と一般的なアクティブ駆動型の有機ＥＬ表示装置とを組み合わせようとするならば、特許文献２の考え方を前提とすべきであるので、半導体層やゲート絶縁膜等で構成されるアクティブ素子を各層毎に形成することになる。しかし、そのような構造を実現しようとすると、２層目以降のアクティブ素子を形成する際の高熱プロセスで１層目の有機ＥＬ素子にダメージが生じ、有機ＥＬ表示装置の寿命を低下させる。
【００１０】
また、特許文献２には、各層で配線を引き回し、絶縁基板の周縁部で各層をずらせて端子を露出させる構造が開示されているが、この方法では周縁部に端子用の段差を大面積で確保する必要が生じ、狭額縁化の要求を満たすことが困難になる。また、これに加えて上記段差を乗り越えるＦＰＣ（フレキシブル回路基板）やＷＢ（ワイヤボンディング）等の接合技術を用いる必要が生じるので、製造プロセス数や部材費の面でデメリットが大きい。
【００１１】
本発明は、製造プロセスの複雑化や部材費の高騰を回避でき、高精細で視差の少ないアクティブ駆動型の有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記の目的達成のための手段を複数含む。その代表的な手段の概要を記述すれば以下のとおりである。すなわち、
本発明では、複数積層した有機ＥＬ素子に接続される全てのアクティブ素子を、絶縁基板とこの絶縁基板に最も近い有機ＥＬ素子の層との間に形成する。この手段により、製造プロセスでの高熱処理で２層目より上の有機ＥＬ素子がダメージを受けるのを回避でき有機ＥＬ表示装置の長寿命化を図ることができる。また、有機ＥＬ素子の間の層間を狭くできるので、視差を著しく小さくすることができる。
【００１３】
また、本発明では、アクティブ素子と積層した有機ＥＬ素子とをコンタクトホールで接続する。これにより、配線の引き回し距離が短縮されるので、有機ＥＬ素子間の駆動信号の供給タイミングずれが低減し、各有機ＥＬ素子の輝度むらを抑制できる。また、さらに配線の引き回し領域を低減するためには、そのコンタクトホールを単位画素内に配置することが好ましい。例えば、絶縁基板側から数えて１層目の有機ＥＬ素子の側方に２層目以降の有機ＥＬ素子に接続されたコンタクトホールを備える構造とする。
【００１４】
また、本発明では、所謂ボトムエミッション構造を採用する場合、絶縁基板から最も離れた有機ＥＬ素子の層の外側に反射板を設け、所謂トップエミッション構造を採用する場合は絶縁基板に最も近い有機ＥＬ素子の層の内側に反射板を設ける。また、同一の層に存在する複数の発光層を前面に渡って延在する発光層で構成すれば、従来の塗り分けのための複雑なプロセスを採る必要がなくなり、製造プロセスが簡略化できる。
【００１５】
また、この種の画素構造を備えた有機ＥＬ表示装置を駆動する方法としては、積層したＲ、Ｇ、Ｂの３層の有機ＥＬ素子を同じフレーム内で駆動すれば従来の１単位画素（例えば、カラーのサブピクセル、副画素）とカラー１画素（カラーピクセル、画素）とが同じものとなり、高精細な表示が実現できる。
【００１６】
また、従来と同様に、面方向に隣接する三つの単位画素を用いて１画素を表現する場合、積層した有機ＥＬ素子の内の一部のみを使用し、所定のタイミングで有機ＥＬ素子の層を切り替えるようにすれば、有機ＥＬ表示装置としての長寿命化を達成できる。その切り替えタイミングの制御方式としては、手動方式と自動方式とが考えられる。自動方式の場合、有機ＥＬ素子に流れる電流の経年変化から輝度低下を推定する等、表示状態を検知して、その表示状態に応じて切り替える方法、あるいは一定の日数をカウントして切り替える方法、フレーム単位で切り替える方法、などがある。切り替える領域の単位としては、フレーム単位の他、ライン単位、画素単位、副画素単位がある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の各手段により、絶縁基板上に複数の有機ＥＬ素子を積層した構造のアクティブ駆動方式の有機ＥＬ表示装置の長寿命化、高精細化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１を説明する概念図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。実施例１は絶縁基板ＳＵＢ側から表示光を出射する所謂ボトムエミッション型の画素表示装置である。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれが単位画素（サブピクセル）に相当し、これら３つの単位画素１カラー画素（ピクセル）を構成する。図１において、紙面の奥に図２に示した絶縁基板（以下、ガラス基板）ＳＵＢがある。このガラス基板ＳＵＢの主面（内面）にアクティブ素子として薄膜トランジスタを用いたアクティブな画素回路が作り込まれている。この画素回路の上層には層間絶縁膜ＩＬが成膜されている。
【００２０】
層間絶縁膜ＩＬの上に、青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵ、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵ、赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵがこの順で積層されている。すなわち、一つの単位画素の領域内に３つの単位画素が配置されることになり、従来の基板面方向にそれぞれの有機ＥＬ素子を配置したものに比べて高精細化が達成される。
【００２１】
図１と図２にはフルカラーの３画素を示してある。各画素の間にはバンクと称する堤を有する。このバンクＢＮＫは各有機ＥＬ素子の有機膜の形成プロセスで、特にその発光層の形成プロセスで領域制限のために利用される。このバンクＢＮＫの領域は表示に利用されない。上記した画素回路を構成する薄膜トランジスタＴＦＴなどはこのバンクＢＮＫで隠される部分に形成されている。
【００２２】
薄膜トランジスタＴＦＴは信号配線ＤＬ、電源配線ＰＬ、走査配線（図示せず）に接続している。薄膜トランジスタＴＦＴは図１では各有機ＥＬ素子に一個、図２では同じく二個ずつ図示したが、詳細は後述する。なお、各有機ＥＬ素子の陽極は陽極コンタクトＡＤＣで薄膜トランジスタＴＦＴに接続している。
【００２３】
図２において、層間絶縁膜ＩＬの上に積層される青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵ、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵ、赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵは、最上層の反射電極ＲＦを除いて同じ層構造となっている。すなわち、層間絶縁膜ＩＬの一部を除去した画素部（画素開口）の青用陽極ＡＤ（Ｂ）の直上に有機膜からなる青用発光層Ｌ（Ｂ）、透明電極からなる青用陰極ＣＤ（Ｂ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｂ)からなる青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵが形成されている。
【００２４】
この青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵの上に、緑用陽極ＡＤ（Ｇ）、有機膜からなる緑用発光層Ｌ（Ｇ）、透明電極からなる緑用陰極ＣＤ（Ｇ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｇ)からなる緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵが形成されている。そして、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵの上に、赤用陽極ＡＤ（Ｒ）、有機膜からなる赤用発光層Ｌ（Ｒ）、透明電極からなる赤用陰極ＣＤ（Ｒ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｒ)からなる赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵが形成されている。そして、最上層に反射層ＲＦが成膜されている。
【００２５】
各有機ＥＬ素子ＢＵ、ＧＵ、ＲＵの陽極であるＡＤ（Ｂ）、ＡＤ（Ｇ）、ＡＤ（Ｒ）は次のようにしてそれぞれの薄膜トランジスタＴＦＴに接続されている。すなわち、最もガラス基板に近い青用陽極ＡＤ（Ｂ）は図２のＣ−Ｃ’断面に示されたように、薄膜トランジスタ形成層の保護膜（パッシべーション膜）ＰＡＳに開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。
【００２６】
同様に、緑用陽極ＡＤ（Ｇ）は、図２のＢ−Ｂ’断面に示されたように、パッシべーション膜ＰＡＳ、層間絶縁膜ＩＬ、青用発光層Ｌ（Ｂ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｂ)に開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。そして、赤用陽極ＡＤ（Ｒ）は、図２のＡ−Ａ’断面に示されたように、パッシベーション膜ＰＡＳ、層間絶縁膜ＩＬ、青用発光層Ｌ（Ｂ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｂ)、緑用発光層Ｌ（Ｇ）、緑用陰極ＣＤ（Ｇ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｇ)に開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。
【００２７】
上記した実施例１の構成において、薄膜トランジスタＴＦＴを形成したガラス基板に、有機ＥＬ発光層としてＭＴＤＡＴＡ（４，４’４”-トリス[-Ｎ-（-３-メチルフェニル）-Ｎ-フェニルアミノ]トリフェニルアミン）を７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニゥム（Ａｌｑ）/アントラセンの共蒸着膜を６０ｎｍ（５％）、Ａｌｑを６０ｎｍ蒸着した。その上に透明陰極材料としてＭｇを０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。その後、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑを６０ｎｍ、Ｍｇを０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。さらに、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/ＤＣＪＴを６０ｎｍ（２％）、ＬｉＦを０．５ｎｍ、アルミニゥムを１００ｎｍ成膜した。
【００２８】
こうして作製した有機ＥＬ表示装置に直流電圧６Ｖを印加したところ、８００ｃｄ/ｍ2の白色の発光が得られた。また、各有機ＥＬ素子ＢＵ、ＧＵ、ＲＵの印加電圧を変化させることで、階調表現が実現できた。また、この有機ＥＬ表示装置は、室温における１００ｃｄ/ｍ2の輝度半減時間は１００００時間以上であった。
【００２９】
また、上記した実施例１の構成において、薄膜トランジスタＴＦＴを形成したガラス基板に、有機ＥＬ発光層としてＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニゥム（Ａｌｑ）/アントラセンの共蒸着膜を６０ｎｍ（５％）、Ａｌｑを６０ｎｍ蒸着した。その上に透明陰極材料としてＶ2Ｏ5を０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。その後、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑを６０ｎｍ、Ｖ2Ｏ5を０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。さらに、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/ＤＣＪＴを６０ｎｍ（２％）、Ａｌｑを６０ｎｍ、ＬｉＦを０．５ｎｍ、アルミニゥムを１００ｎｍ成膜した。
【００３０】
こうして作製した有機ＥＬ表示装置に直流電圧６Ｖを印加したところ、１０００ｃｄ/ｍ2の白色の発光が得られた。また、各有機ＥＬ素子ＢＵ、ＧＵ、ＲＵの印加電圧を変化させることで、階調表現が実現できた。また、この有機ＥＬ表示装置は、室温における１００ｃｄ/ｍ2の輝度半減時間は１００００時間以上であった。
【００３１】
さらに、上記した実施例１の構成において、薄膜トランジスタＴＦＴを形成したガラス基板に、有機ＥＬ発光層としてＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/アントラセンを６０ｎｍ（５％）、Ａｌｑを６０ｎｍ蒸着した。その上に透明陰極材料としてＶ2Ｏ5を０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。その後、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/Ｉｒ(ｐｐｙ)を６０ｎｍ（５％）、Ｖ2Ｏ5を０．８ｎｍ、ＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。さらに、ＳｉＮを５０ｎｍ成膜し、ＩＴＯを７０ｎｍ、ＭＴＤＡＴＡを７０ｎｍ、α‐ＮＰＤを１０ｎｍ、Ａｌｑ/ＤＣＭ２/Ｉｒ(ｐｐｙ)を６０ｎｍ（２％）、Ａｌｑを６０ｎｍ、ＬｉＦを０．５ｎｍ、アルミニゥムを１００ｎｍ成膜した。
【００３２】
こうして作製した有機ＥＬ表示装置に直流電圧６Ｖを印加したところ、２０００ｃｄ/ｍ2の白色の発光が得られた。また、各有機ＥＬ素子ＢＵ、ＧＵ、ＲＵの印加電圧を変化させることで、階調表現が実現できた。また、この有機ＥＬ表示装置は、室温における１００ｃｄ/ｍ2の輝度半減時間は１５０００時間以上であった。
【実施例２】
【００３３】
図３は、本発明の実施例２を説明する概念図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。実施例２は絶縁基板ＳＵＢと反対側から表示光を出射する所謂トップエミッション型の画素表示装置である。この有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板ＳＵＢ側から赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵ、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵ、青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵがこの順で積層されている。実施例１と同様に、一つの単位画素の領域内に３つの単位画素が配置され、従来の基板面方向にそれぞれの有機ＥＬ素子を配置したものに比べて高精細化が達成される。
【００３４】
図４において、層間絶縁膜ＩＬの上に積層される赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵ、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵ、青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵは同じ層構造となっている。すなわち、層間絶縁膜ＩＬの一部を除去した画素部（画素開口）の赤用陽極ＡＤ（Ｒ）の直上に有機膜からなる赤用発光層Ｌ（Ｒ）、透明電極からなる赤用陰極ＣＤ（Ｒ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｒ)からなる赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵが形成されている。
【００３５】
この赤（Ｒ）の有機ＥＬ素子ＲＵの上に、緑用陽極ＡＤ（Ｇ）、有機膜からなる緑用発光層Ｌ（Ｇ）、透明電極からなる緑用陰極ＣＤ（Ｇ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｇ)からなる緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵが形成されている。そして、緑（Ｇ）の有機ＥＬ素子ＧＵの上に、青用陽極ＡＤ（Ｂ）、有機膜からなる青用発光層Ｌ（Ｂ）、透明電極からなる青用陰極ＣＤ（Ｂ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｂ)からなる青（Ｂ）の有機ＥＬ素子ＢＵが形成されている。実施例２では、実施例１に示された反射膜を有しない。
【００３６】
各有機ＥＬ素子ＲＵ、ＢＵ、ＧＵの陽極であるＡＤ（Ｒ）、ＡＤ（Ｇ）、ＡＤ（Ｂ）、は次のようにしてそれぞれの薄膜トランジスタＴＦＴに接続されている。すなわち、最もガラス基板に近い赤用陽極ＡＤ（Ｒ）は図４のＣ−Ｃ’断面に示されたように、薄膜トランジスタ形成層の保護膜（パッシベーション膜）ＰＡＳに開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。
【００３７】
同様に、緑用陽極ＡＤ（Ｇ）は、図４のＢ−Ｂ’断面に示されたように、パッシべーション膜ＰＡＳ、層間絶縁膜ＩＬ、赤用発光層Ｌ（Ｒ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｒ)に開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。そして、青用陽極ＡＤ（Ｂ）は、図４のＡ−Ａ’断面に示されたように、パッシべーション膜ＰＡＳ、層間絶縁膜ＩＬ、赤用発光層Ｌ（Ｒ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｒ)、緑用発光層Ｌ（Ｇ）、緑用陰極ＣＤ（Ｇ）、透明絶縁膜ＴＬ(Ｇ)に開けたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴの出力電極に電気的に接続されている。他の構成は実施例１と同様である。
【００３８】
実施例２の構成に実施例１と同様の材料を用い、同様の膜厚として具体化し、実施例１と同様の駆動条件で駆動したところ、同様の効果が得られた。
【実施例３】
【００３９】
図５は、本発明の実施例３を説明する概念図である。また、図６は、図５のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。実施例３は実施例２における有機発光層Ｌ(Ｒ)、Ｌ(Ｇ)、Ｌ(Ｂ)をマスクを用いた蒸着で形成した点を除いて実施例２と同様である。すなわち、３層構造の赤、緑、青の有機ＥＬ素子ＲＵ、ＢＵ、ＧＵを構成する有機発光層Ｌ(Ｒ)、Ｌ(Ｇ)、Ｌ(Ｂ)は画素の開口部（バンクＢＮＫの間）にのみマスクを用いて有機発光層を蒸着した。その他の構成は実施例２と同様である。
【００４０】
実施例３の構成に実施例２と同様の材料を用い、同様の膜厚として具体化し、実施例２と同様の駆動条件で駆動したところ、同様の効果が得られた。
【００４１】
次に、図７乃至図１０を参照して本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する。この製造プロセスは図７乃至図１０を通して（a）〜（p）を付した順序で処理される。なお、図７乃至図１０は図１のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図に相当する。図７の（a）は、図２に示したガラス基板ＳＵＢに薄膜トランジスタＴＦＴを形成し、保護膜ＰＡＳの上に赤用の透明陽極ＡＤ（Ｒ）をパターニングした背面基板を示す。この背面基板に層間絶縁膜ＩＬを成膜し（図７の（ｂ））、ホトリソグラフィー法で透明陽極の部分（副画素の開口部分）を除去すると共にコンタクトホールを加工する（図７の（ｃ））。
【００４２】
レーザミリング法で有機層を除去することにより、コンタクトホールにＩＴＯを好適とする導電性部材を埋設させる（図７の（d））。この陽極コンタクトは上層に形成される第２、第３の有機ＥＬ素子の陽極にそれぞれの薄膜トランジスタを接続するための電極となる。次に、青（Ｂ）の有機ＥＬ膜となる有機膜Ｌ(Ｂ)を形成する（図７の（ｅ））。この有機膜Ｌ(Ｂ)は、青色用ホール注入層間絶縁膜。ホール輸送層、発光層、電子輸送層をこの順で蒸着しｔ得られる。図８の（f）では、有機膜Ｌ(Ｂ)の上に透明な陰極ＣＤ（Ｂ）を形成する。その後、透明絶縁膜ＴＬ（Ｂ）を成膜する（図８の（g））。次に、緑用の透明陽極ＡＤ（Ｇ）をパターニングし（図８の（h））する。このとき、緑用の透明陽極ＡＤ（Ｇ）は図示しない緑用の薄膜トランジスタの出力電極に接続される。そして、さらに、緑用の有機膜Ｌ（Ｇ）を上記の青の有機膜と同様の手順で形成する（図８の（ｉ））。
【００４３】
緑用の有機膜Ｌ（Ｇ）の上に透明な緑用の陰極ＣＤ（Ｇ）を形成する（図９の（j））。その後、この陰極ＣＤ（Ｇ）から深さ方向に陽極コンタクトＡＤＣに達するコンタクトホールＣＨをレーザミリング法で形成する（図９の（k））。このコンタクトホールＣＨの内壁を含めて透明な絶縁膜ＴＬ（Ｇ）を成膜して（図９の（ｌ））、コンタクトホールＣＨを通して陽極コンタクトＡＤＣに達する赤用の透明な陽極ＡＤ（Ｒ）をパターニングする（図９の（ｍ））。
【００４４】
この赤用の透明な陽極ＡＤ（Ｒ）を覆って赤用の有機膜Ｌ（Ｒ）を形成する（図１０の（ｎ））。この赤用の有機膜Ｌ（Ｒ）も上記の青用および緑用の各有機膜と同様に積層形成する。赤用の有機膜Ｌ（Ｒ）の上層に赤用の透明な陰極ＣＤ(Ｒ)を成膜し（図１０の（ｏ））、最後に反射陰極ＲＦを形成する（図１０の（ｐ））。この反射陰極ＲＦはアルミニュームの蒸着で形成される。なお、陰極ＣＤ(Ｒ)としてアルミニュームを蒸着した反射膜で兼用してもよい。
【００４５】
このような一連のプロセスで前記した実施例１の有機ＥＬ表示装置が得られる。なお、実施例２、実施例３の画素表示装置の製造も、赤、緑、青の有機ＥＬ素子の形成順序が異なるだけで、上記の図７〜図１０での説明と同様である。
【００４６】
図１１は、本発明の有機ＥＬ表示装置の画素の等価回路例の説明図である。図１１において、ＰＸはカラー１画素（カラーピクセル）を示す。各カラーピクセルＰＸは図の上下方向に並んだ３個の副画素（サブピクセル）ＳＰＸで構成される。各サブピクセルＳＰＸは、各色に対応する走査信号配線ＧＬと同じく３本のデータ信号配線ＤＬ、および電源配線ＰＬに接続した第１の薄膜トランジスタＴＦＴ１（スィッチングトランジスタ）と第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２（信号保持トランジスタ）、および保持容量Ｃ、有機ＥＬ発光部ＯＬＥで構成される。なお、図１、図３、図５には図１１の第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２のみをＴＦＴと表示してある。また、図１１は基本的な回路構成であり、本発明の有機ＥＬ表示装置の駆動回路としては、このほかに種々の構成がある。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１を説明する概念図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の実施例２を説明する概念図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。
【図５】本発明の実施例３を説明する概念図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線にそれぞれ沿って切断した断面図である。
【図７】本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する流れ図である。
【図８】本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する図７に続く流れ図である。
【図９】本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する図８に続く流れ図である。
【図１０】本発明の実施例１で説明した有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの一例を説明する図９に続く流れ図である。
【図１１】本発明の有機ＥＬ表示装置の画素の等価回路例の説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
ＳＵＢ・・・層間絶縁膜、ＩＬ・・・、ＢＵ・・・青の有機ＥＬ素子、ＧＵ・・・緑の有機ＥＬ素子、ＲＵ・・・赤の有機ＥＬ素子、ＤＬ・・・データ信号配線、ＧＬ・・・走査信号配線、ＰＬ・・・電源配線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の主面に形成された第１の有機ＥＬ素子と、前記第１の有機ＥＬ素子の上に積層して形成された第２の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置であって、
前記第１の有機ＥＬ素子と第２の有機ＥＬ素子を駆動するために流される電流は、それぞれ異なるアクティブ素子である第１のアクティブ素子と第２のアクティブ素子により制御されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第１および第２のアクティブ素子は、前記第１の有機ＥＬ素子と前記絶縁基板の間に形成されており、
前記第１および第２の有機ＥＬ素子と、前記第１および第２のアクティブ素子は、それぞれ第１および第２のコンタクトホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第２の有機ＥＬ素子と前記第２のアクティブ素子を接続する前記第２のコンタクトホールは、前記第１の有機ＥＬ素子の側方に絶縁膜を介して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１および第２のコンタクトホールは、同一の単位画素内に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記積層して形成された有機ＥＬ素子の同じ層の有機ＥＬ素子は、同じ材料の発光層を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記発光層は、全ての単位画素に渡って平面状に広く存在していることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記有機ＥＬ素子は、積層方向に隣接する複数の単位画素で一つの主画素が構成され、
前記主画素を構成する前記単位画素で発光する層が変化することを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
前記第２の有機ＥＬ素子の上に第３の有機ＥＬ素子を有し、
積層された第１乃至第３の有機ＥＬ素子によって前記一つの主画素が構成されていることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１】
絶縁基板の主面に形成された第１の有機ＥＬ素子と、前記第１の有機ＥＬ素子の上に積層して形成された第２の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置であって、
前記第１の有機ＥＬ素子と第２の有機ＥＬ素子を駆動するために流される電流は、それぞれ異なるアクティブ素子である第１のアクティブ素子と第２のアクティブ素子により制御されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第１および第２のアクティブ素子は、前記第１の有機ＥＬ素子と前記絶縁基板の間に形成されており、
前記第１および第２の有機ＥＬ素子と、前記第１および第２のアクティブ素子は、それぞれ第１および第２のコンタクトホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第２の有機ＥＬ素子と前記第２のアクティブ素子を接続する前記第２のコンタクトホールは、前記第１の有機ＥＬ素子の側方に絶縁膜を介して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１および第２のコンタクトホールは、同一の単位画素内に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記積層して形成された有機ＥＬ素子の同じ層の有機ＥＬ素子は、同じ材料の発光層を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記発光層は、全ての単位画素に渡って平面状に広く存在していることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記有機ＥＬ素子は、積層方向に隣接する複数の単位画素で一つの主画素が構成され、
前記主画素を構成する前記単位画素で発光する層が変化することを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
前記第２の有機ＥＬ素子の上に第３の有機ＥＬ素子を有し、
積層された第１乃至第３の有機ＥＬ素子によって前記一つの主画素が構成されていることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１２３５９（Ｐ２００７−１２３５９Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８９７０３（Ｐ２００５−１８９７０３）
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
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