説明

表示装置、アレイ基板及び表示装置の製造方法

【課題】レーザ光照射による導電路切断の信頼度を高め、これにより、輝点又は滅点として視認された画素が表示品位に与える影響を十分に小さくする。
【解決手段】本発明の方法は、光透過性を有する絶縁基板SUBと、前記絶縁基板SUB上で配列した複数の画素PXとを具備したアクティブマトリクス型表示装置の製造方法であって、前記複数の画素PXの中から輝点又は滅点として視認されるものを選択する工程と、選択した前記画素PXが含み且つ金属又は合金からなる導電路DEに向けて前記絶縁基板SUB側からレーザ光を照射して前記導電路DEを切断する工程とを含み、前記絶縁基板SUBと前記導電路DEとの間であって前記導電路DEを切断すべき位置にアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる修復用光吸収層LAを形成しておくことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置、アレイ基板及び表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置では、駆動電流がばらつくと、輝度むら等の画質不良が生じる。それゆえ、この表示装置でアクティブマトリクス駆動方式を採用した場合には、駆動電流の大きさを制御する駆動制御素子の特性が各画素間でほぼ同一であることが要求される。しかしながら、この表示装置では、通常、駆動制御素子をガラス基板などの絶縁体上に形成するため、その特性にばらつきを生じ易い。
【0003】
以下の特許文献1には、カレントコピー型の回路を画素回路に採用した有機EL表示装置が記載されている。このカレントコピー型の画素回路は、駆動制御素子であるnチャネル電界効果トランジスタ(FET)と、キャパシタと、出力制御スイッチと、映像信号供給制御スイッチと、ダイオード接続スイッチとを含んでいる。
【0004】
駆動制御素子のソースは低電位の第1電源線に接続されており、キャパシタは駆動制御素子のゲートと第1電源線との間に接続されている。出力制御スイッチは駆動制御素子のドレインと有機EL素子の陰極との間に接続されており、有機EL素子の陽極はより高電位の第2電源線に接続されている。映像信号供給制御スイッチは駆動制御素子のドレインと映像信号線との間に接続されており、ダイオード接続スイッチは駆動制御素子のドレインとゲートとの間に接続されている。
【0005】
このカレントコピー型の画素回路を含んだ画素には、書込期間において、映像信号を電流信号Isigとして供給する。書込期間に続く保持期間では、電流Isigとほぼ等しい大きさの駆動電流が、駆動制御素子のドレインとソースとの間に流れる。それゆえ、駆動制御素子の閾値Vthだけでなく移動度や寸法などが駆動電流に与える影響も排除することができる。
【0006】
ところで、アクティブマトリクス駆動方式の表示装置では、画素内での断線や短絡などに起因して、一部の画素が輝点又は滅点として視認されることがある。この場合、輝点又は滅点として視認される画素内の導電路をレーザ光照射によって切断すると、これら画素が表示品位に与える影響を小さくすることができる。
【0007】
しかしながら、レーザ光照射によって金属又は合金からなる導電路を切断することは難しく、輝点又は滅点として視認された画素の一部又は全てにおいて、導電路の側面近傍の部分が切断されないまま残ってしまうことがある。この場合、先の画素が表示品位に与える影響を十分に小さくすることができない。
【特許文献1】米国特許第6373454号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、レーザ光照射による導電路切断の信頼度を高め、これにより、輝点又は滅点として視認された画素が表示品位に与える影響を十分に小さくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第1側面によると、光透過性を有する絶縁基板と、前記絶縁基板上で配列した複数の画素とを具備し、前記複数の画素の各々は、金属又は合金からなる導電路と、絶縁基板と前記導電路との間に介在したアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる修復用光吸収層とを含んだことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置が提供される。
【0010】
本発明の第2側面によると、光透過性を有する絶縁基板と、前記絶縁基板上で配列した複数の画素回路とを具備し、前記複数の画素回路の各々は、金属又は合金からなる導電路と、絶縁基板と前記導電路との間に介在したアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる修復用光吸収層とを含んだことを特徴とするアレイ基板が提供される。
【0011】
本発明の第3側面によると、光透過性を有する絶縁基板と、前記絶縁基板上で配列した複数の画素とを具備したアクティブマトリクス型表示装置の製造方法であって、前記複数の画素の中から輝点又は滅点として視認されるものを選択する工程と、選択した前記画素が含み且つ金属又は合金からなる導電路に向けて前記絶縁基板側からレーザ光を照射して前記導電路を切断する工程とを含み、前記絶縁基板と前記導電路との間であって前記導電路を切断すべき位置にアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる修復用光吸収層を形成しておくことを特徴とする方法が提供される。
【発明の効果】
【0012】
本発明によると、レーザ光照射による導電路切断の信頼度を高め、これにより、輝点又は滅点として視認された画素が表示品位に与える影響を十分に小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0014】
図1は、本発明の一態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図2は、図1の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す平面図である。図3は、図2に示す構造のIII−III線に沿った断面図である。なお、図3では、表示装置を、その表示面,すなわち前面又は光出射面,が下方を向き、背面が上方を向くように描いている。また、図2には、表示面側から見た画素の構造を描いている。
【0015】
この表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機EL表示装置である。この有機EL表示装置は、例えば、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板SUBを含んでいる。
【0016】
基板SUB上には、図3に示すように、アンダーコート層UCとして、例えば、SiNx層とSiOx層とが順次積層されている。
【0017】
アンダーコート層UC上では、例えばソース及びドレインが形成されたポリシリコン層である半導体層SCが配列している。さらに、アンダーコート層UC上では、アモルファスシリコン又はポリシリコンからなる修復用光吸収層LAが配列している。
【0018】
半導体層SC及び修復用光吸収層LAは、ゲート絶縁膜GIで被覆されている。ゲート絶縁膜GIは、例えばTEOS(tetraethyl orthosilicate)などを用いて形成され得る。
【0019】
ゲート絶縁膜GI上では、ゲートGが配列している。半導体層SCとゲートGとゲート絶縁膜GIとは、トップゲート型のTFTを構成している。この例では、これらTFTは、pチャネルTFTであり、図1及び図2の画素PXが含む駆動制御素子DR及びスイッチSW1乃至SW3として利用している。
【0020】
ゲート絶縁膜GI上には、図1と図2とに示す走査信号線SL1及びSL2並びに図2に示す電極E1がさらに配置されている。走査信号線SL1及びSL2並びに電極E1は、ゲートGと同一の工程で形成可能である。
【0021】
走査信号線SL1及びSL2は、図1及び図2に示すように、各々が画素PXの行方向(X方向)に延びており、画素PXの列方向(Y方向)に交互に配列している。これら走査信号線SL1及びSL2は、走査信号線ドライバYDRに接続されている。
【0022】
電極E1は、駆動制御素子DRのゲートGに接続されている。電極E1は、後述するキャパシタCの一方の電極として利用する。
【0023】
ゲート絶縁膜GI、ゲートG、走査信号線SL1及びSL2、並びに電極E1は、図3に示す層間絶縁膜IIで被覆されている。層間絶縁膜IIは、例えばプラズマCVD法などにより成膜されたSiOxなどからなる。この層間絶縁膜IIのうち電極E1上の部分は、キャパシタCの誘電体層として利用する。
【0024】
層間絶縁膜II上には、図2と図3とに示すソース電極SE及びドレイン電極DE、図1と図2とに示す映像信号線DL及び電源線PSL、並びに図3に示す電極E2が配置されている。これらは、同一工程で形成可能であり、例えば、Mo/Al/Moの三層構造を有している。
【0025】
ソース電極SE及びドレイン電極DEは、層間絶縁膜IIに設けられたコンタクトホールを介してTFTのソース及びドレインに電気的に接続されている。各画素PXにおいて、ソース電極SE及びドレイン電極DEの少なくとも1つは、修復用光吸収層LAと向き合っている。ここでは、一例として、後述する画素電極PEに接続されたドレイン電極DEが修復用光吸収層LAと向き合っていることとする。
【0026】
映像信号線DLは、図1及び図2に示すように、各々がY方向に延びており、X方向に配列している。これら映像信号線DLは、映像信号線ドライバXDRに接続されている。
【0027】
電源線PSLは、この例では、図2に示すように、各々がY方向に延びており、X方向に配列している。
【0028】
電極E2は、電源線PSLに接続されている。電極E2は、キャパシタCの他方の電極として利用する。
【0029】
ソース電極SE、ドレイン電極DE、映像信号線DL、電源線PSL、及び電極E2は、図3に示すパッシベーション膜PSで被覆されている。パッシベーション膜PSは、例えばSiNxなどからなる。
【0030】
パッシベーション膜PS上には、図3に示すように、前面電極として、光透過性の画素電極PEが互いから離間して並置されている。各画素電極PEは、図2及び図3に示すように、パッシベーション膜PSに設けた貫通孔を介して、スイッチSW1のドレイン電極DEに接続されている。
【0031】
画素電極PEは、この例では陽極である。画素電極PEの材料としては、例えば、ITO(indium tin oxide)などの透明導電性酸化物を使用することができる。
【0032】
パッシベーション膜PS上には、さらに、図3に示す隔壁絶縁層PIが配置されている。隔壁絶縁層PIには、画素電極PEに対応した位置に貫通孔が設けられているか、或いは、画素電極PEが形成する列又は行に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層PIには、画素電極PEに対応した位置に貫通孔が設けられていることとする。
【0033】
隔壁絶縁層PIは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層PIは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
【0034】
画素電極PE上には、活性層として、発光層を含んだ有機物層ORGが配置されている。発光層は、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。この有機物層ORGは、発光層に加え、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などもさらに含むことができる。
【0035】
隔壁絶縁層PI及び有機物層ORGは、背面電極である対向電極CEで被覆されている。対向電極CEは、画素PX間で互いに接続された共通電極であり、この例では光反射性の陰極である。対向電極CEは、例えば、パッシベーション膜PSと隔壁絶縁層PIとに設けられたコンタクトホールを介して、映像信号線DLと同一の層上に形成された電極配線(図示せず)に電気的に接続されている。各々の有機EL素子OLEDは、画素電極PE、有機物層ORG及び対向電極CEで構成されている。
【0036】
各画素PXは、有機EL素子OLEDと画素回路とを含んでいる。この例では、画素回路は、図1及び図2に示すように、駆動制御素子DRと、出力制御スイッチSW1と、映像信号供給制御スイッチSW2と、ダイオード接続スイッチSW3と、キャパシタCとを含んでいる。上記の通り、この例では、駆動制御素子DR及びスイッチSW1乃至SW3はpチャネルTFTである。また、この例では、映像信号供給制御スイッチSW2とダイオード接続スイッチSW3とは、駆動制御素子DRのドレインと映像信号線DLと駆動制御素子DRのゲートとの接続状態を、それらが互いに接続された第1状態と、それらが互いから遮断された第2状態との間で切り替えるスイッチ群を構成している。
【0037】
駆動制御素子DRと出力制御スイッチSW1と有機EL素子OLEDとは、第1電源端子ND1と第2電源端子ND2との間で、この順に直列に接続されている。この例では、第1電源端子ND1は高電位電源端子であり、第2電源端子ND2は低電位電源端子である。
【0038】
出力制御スイッチSW1のゲートは、走査信号線SL1に接続されている。映像信号供給制御スイッチSW2は映像信号線DLと駆動制御素子DRのドレインとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線SL2に接続されている。ダイオード接続スイッチSW3は駆動制御素子DRのドレインとゲートとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線SL2に接続されている。キャパシタCは、駆動制御素子DRのゲートと定電位端子ND1’との間に接続されている。
【0039】
なお、この有機EL表示装置のうち絶縁基板SUBから画素電極PEまでの構造がアレイ基板に相当している。アレイ基板は、隔壁絶縁層PIをさらに含むことができる。また、アレイ基板は、映像信号線ドライバXDR及び走査信号線ドライバYDRをさらに含むことができる。
【0040】
この有機EL表示装置で画像を表示する場合、例えば、走査信号線SL1及びSL2の各々を線順次駆動する。そして、或る画素PXに映像信号を書き込む書込期間では、まず、走査信号線ドライバYDRから、先の画素PXが接続された走査信号線SL1にスイッチSW1を開く走査信号を電圧信号として出力し、続いて、先の画素PXが接続された走査信号線SL2にスイッチSW2及びSW3を閉じる走査信号を電圧信号として出力する。この状態で、映像信号線ドライバXDRから、先の画素PXが接続された映像信号線DLに映像信号を電流信号として出力し、駆動制御素子DRのゲート−ソース間電圧を、先の映像信号に対応した大きさに設定する。その後、走査信号線ドライバYDRから、先の画素PXが接続された走査信号線SL2にスイッチSW2及びSW3を開く走査信号を電圧信号として出力し、続いて、先の画素PXが接続された走査信号線SL1にスイッチSW1を閉じる走査信号を電圧信号として出力する。
【0041】
スイッチSW1を閉じている有効表示期間では、有機EL素子OLEDには、駆動制御素子DRのゲート−ソース間電圧に対応した大きさの駆動電流が流れる。有機EL素子OLEDは、駆動電流の大きさに対応した輝度で発光する。
【0042】
この表示装置は、例えば、以下の方法により製造する。
まず、通常の方法により、図1乃至図3に示す構造を作製する。次に、修復工程を実施する。
【0043】
修復工程では、まず、画素PXの中から、輝点又は滅点として視認され得るものを選択する。ここでは、一例として、輝点として視認される画素PXを選択することとする。
【0044】
次に、選択した画素PXにおいて、画素電極PEと接続されたドレイン電極DEを断線させる。具体的には、そのドレイン電極DEと向き合った修復用光吸収層LAに基板SUB側からレーザ光を照射する。
【0045】
修復用光吸収層LAは、ドレイン電極DEと比較して光吸収率がより高い。そのため、修復用光吸収層LAのレーザ光照射部の温度は、速やかに上昇する。
【0046】
修復用光吸収層LAが切断されると、レーザ光はドレイン電極DEに到達可能となる。ドレイン電極DEは、レーザ光照射によって発熱すると共に、修復用光吸収層LAのレーザ光照射部からの熱伝導によって加熱される。それゆえ、ドレイン電極DEのレーザ光照射部は、その全体が十分に高い温度に加熱される。さらに、条件によっては、修復用光吸収層LAのレーザ光照射部でシリコンが気化する。したがって、この方法によると、ドレイン電極DEを高い信頼度で切断することができる。
【0047】
選択した画素PXにおいて先のドレイン電極DEを切断すると、その画素PXが含む有機EL素子OLEDは有効表示期間において発光しない。したがって、この画素PXが輝点として視認されることはない。それゆえ、先の修復を行うと、画像中に輝点が現れるのを防止可能となる。
【0048】
図4は、図2の画素に修復を施した後の構造を概略的に示す平面図である。
上記の通り、本態様では、輝点又は滅点として視認され得る画素PXを選択し、その画素PXにおいてドレイン電極DEを切断する。また、本態様では、そのドレイン電極DEを切断するために、修復用光吸収層LAにレーザ光を照射する。したがって、一部の画素PXでは、ドレイン電極DEが切断され、さらに、このドレイン電極DEの切断位置で修復用光吸収層LAも切断されているか又は開口している。
【0049】
図5は、比較例に係る表示装置の構造を概略的に示す平面図である。図6は、図5の画素に修復を施した後の構造を概略的に示す平面図である。
【0050】
比較例に係る表示装置は、修復用光吸収層ALを省略したこと以外は、図1乃至図3を参照しながら説明した表示装置と同様の構造を有している。この表示装置は修復用光吸収層ALを含んでいないので、先の修復を行うべく、ドレイン電極DEにレーザ光を照射しても、修復用光吸収層LAからドレイン電極DEへの熱伝導や修復用光吸収層LAのレーザ光照射部におけるシリコンの気化は生じない。そのため、特にドレイン電極DEの側面近傍において温度上昇が不十分となる。その結果、図6に示すように、ドレイン電極DEの側面近傍の部分が切断されないまま残ってしまうことがある。この場合、先の画素PXが表示品位に与える影響を十分に小さくすることができない。
【0051】
このように、本態様によると、修復用光吸収層LAを省略した場合と比較して、レーザ光照射によるドレイン電極DEの切断信頼度を高めることができる。したがって、輝点又は滅点として視認された画素PXが表示品位に与える影響を十分に小さくすることができる。
【0052】
上記の修復では、レーザ光の波長は、修復用光吸収層LAの材料に応じて適宜設定する。レーザ光としては、例えば、YAGレーザの第二高調波や第三高調波などを使用することができる。
【0053】
典型的には、ドレイン電極DEを切断すべき位置において、修復用光吸収層LAは、ドレイン電極DEと比較して、ドレイン電極DEの幅方向に平行な寸法がより大きい。こうすると、修復用光吸収層LAの寸法がドレイン電極DEの幅以下である場合と比較して、ドレイン電極DEを切断する信頼性がより高くなる。
【0054】
本態様では、画素電極PEに接続されたドレイン電極DEを切断したが、他のドレイン電極DE又はソース電極SEを切断してもよい。また、1つの画素PXにおいて、複数個所で導電路を切断してもよい。
【0055】
本態様では、画素PXに映像信号として電流信号を書き込む構成を採用した場合を例に説明したが、先の技術は、画素PXに映像信号として電圧信号を書き込む構成を採用した場合にも適用可能である。また、本態様では、表示装置として有機EL表示装置を例示したが、先の技術は、液晶表示装置などの他のアクティブマトリクス型表示装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】本発明の一態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。
【図2】図1の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す平面図。
【図3】図2に示す構造のIII−III線に沿った断面図。
【図4】図2の画素に修復を施した後の構造を概略的に示す平面図。
【図5】比較例に係る表示装置の構造を概略的に示す平面図。
【図6】図5の画素に修復を施した後の構造を概略的に示す平面図。
【符号の説明】
【0057】
C…キャパシタ、CE…対向電極、DE…ドレイン電極、DL…映像信号線、DR…駆動制御素子、E1…電極、E2…電極、G…ゲート、GI…ゲート絶縁膜、II…層間絶縁膜、LA…修復用光吸収層、ND1…電源端子、ND1’…定電位端子、ND2…電源端子、OLED…有機EL素子、ORG…有機物層、PE…画素電極、PI…隔壁絶縁層、PS…パッシベーション膜、PSL…電源線、PX…画素、SC…半導体層、SE…ソース電極、SL1…走査信号線、SL2…走査信号線、SUB…絶縁基板、SW1…スイッチ、SW2…スイッチ、SW3…スイッチ、UC…アンダーコート層、XDR…映像信号線ドライバ、YDR…走査信号線ドライバ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光透過性を有する絶縁基板と、前記絶縁基板上で配列した複数の画素とを具備し、前記複数の画素の各々は、金属又は合金からなる導電路と、絶縁基板と前記導電路との間に介在したアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる修復用光吸収層とを含んだことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項2】
前記複数の画素の一部において、前記導電路は前記修復用光吸収層に対応した位置で切断されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記複数の画素の一部において、前記導電路が切断されると共に、前記導電路が切断された位置で前記修復用光吸収層が切断されているか又は開口していることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項4】
前記導電路を切断すべき位置において、前記修復用光吸収層は、前記導電路と比較して、前記導電路の幅方向に平行な寸法がより大きいことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項5】
光透過性を有する絶縁基板と、前記絶縁基板上で配列した複数の画素回路とを具備し、前記複数の画素回路の各々は、金属又は合金からなる導電路と、絶縁基板と前記導電路との間に介在したアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる修復用光吸収層とを含んだことを特徴とするアレイ基板。
【請求項6】
光透過性を有する絶縁基板と、前記絶縁基板上で配列した複数の画素とを具備したアクティブマトリクス型表示装置の製造方法であって、
前記複数の画素の中から輝点又は滅点として視認されるものを選択する工程と、
選択した前記画素が含み且つ金属又は合金からなる導電路に向けて前記絶縁基板側からレーザ光を照射して前記導電路を切断する工程とを含み、
前記絶縁基板と前記導電路との間であって前記導電路を切断すべき位置にアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる修復用光吸収層を形成しておくことを特徴とする方法。

【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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【公開番号】特開2007−155818(P2007−155818A)
【公開日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−346818(P2005−346818)
【出願日】平成17年11月30日(2005.11.30)
【出願人】(302020207)東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Fターム(参考)】