電気光学装置および電子機器
【課題】第１基板と第２基板の間隔の面内ばらつきを低減し、表示品質と歩留まりを向上させる。
【解決手段】駆動トランジスタ２４が形成された第１基板５１と、有機エレクトロルミネッセンス素子２５が形成された第２基板５２を、スペーサー５４を含有する絶縁性接着剤５５で接合する。
【解決手段】駆動トランジスタ２４が形成された第１基板５１と、有機エレクトロルミネッセンス素子２５が形成された第２基板５２を、スペーサー５４を含有する絶縁性接着剤５５で接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置およびそれを備えた電子機器に関する。ここで、「電気光学装置」とは、電気的作用によって発光するあるいは外部からの光の状態を変化させる電気光学素子を備えた装置一般をいい、自ら光を発するものと外部からの光の通過を制御するもの双方を含む。例えば、電気光学素子として、液晶素子、電気泳動素子、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、電界の印加により発生した電子を発光板に当てて発光させる電子放出素子を備えたアクティブマトリクス型の表示装置等をいう。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置として、例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置が知られている。有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、表示装置として先行する液晶表示装置に比べ、薄型軽量、高視野角、高コントラスト等の特徴を有し、さらに、特許文献１に記載されているように、アクティブマトリックス方式で駆動することにより、高精細化、低消費電力化、長寿命化が可能なため、精力的に研究開発が行なわれている。
【０００３】
特に、特許文献２および特許文献３に記載されているように、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された第１基板と、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を制御するための画素回路が形成された第２基板を、有機エレクトロルミネッセンス素子と画素回路が対向するように貼り合わせ、有機エレクトロルミネッセンス素子と画素回路を電気的に接続してなる有機エレクトロルミネッセンス表示装置においては、有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光は、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている第１基板を通過して観察者に視認されるため、画素回路や配線等に遮蔽されることが無いので開口率が飛躍的に向上する。これにより、さらなる低消費電力化、高精細化および長寿命化が可能となり、さらに画素回路と有機エレクトロルミネッセンス素子の設計および製造プロセスを個別に最適化することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４１０４８号公報
【特許文献２】特開平１０−３３３６０１号公報
【特許文献３】特開平１１−３０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２および３に開示された有機エレクトロルミネッセンス表示装置においては、基板の歪みに起因して、第１基板と第２基板の間隔に面内ばらつきが生じ易いという課題が有った。
【０００６】
特に有機エレクトロルミネッセンス素子と画素回路を導電性接着剤により接続した場合、第１基板と第２基板の間隔が小さい場所では、導電性接着剤は押しつぶされるので、電流の流れる方向に対して短くなり、且つ、電流の流れる方向に巣直な面に沿って広がるため、電気抵抗が小さくなる。一方、第１基板と第２基板の間隔が大きい場所では、逆に導電性接着剤の電気抵抗が大きくなる。これにより導電性接着剤の電気抵抗にばらつきが生じるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度がばらつき、輝度むらが生じていた。
【０００７】
また、第１基板と第２基板の間隔が導電性接着剤の厚さより大きな場所では、有機エレクトロルミネッセンス素子と画素回路が電気的に接続出来ず、第１基板と第２基板の間隔が小さ過ぎる場所では、導電性接着剤が著しく横方向に広がることにより、隣り合う画素回路間や隣り合う有機エレクトロルミネッセンス素子間等で短絡を生じ、製造歩留まりを著しく低下させていた。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題を解決する電気光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の本発明は、電気光学素子が形成された第１基板と、画素回路が形成された第２基板を、前記電気光学素子と前記画素回路が対向するように貼り合わせ、前記電気光学素子と前記画素回路を電気的に接続してなる電気光学装置において、前記第１基板と前記第２基板の間にスペーサーを有することを特徴とする電気光学装置である。
【００１０】
請求項１の構成によれば、スペーサーの存在により第１基板と第２基板の間隔を精度良く制御することが可能となり、輝度むらのない電気光学装置を高い歩留まりで得ることが出来る。
【００１１】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは球状または円柱状の粒子であることを特徴とする電気光学装置である。
【００１２】
請求項２の構成によれば、スペーサーの高さがスペーサーの向きに依存しないため、スペーサーを印刷法や散布法などの簡便な方法で配置することが可能となり、且つ、第１基板と第２基板の間隔を高い精度で制御することが可能となる。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、請求項２記載の電気光学装置において、前記第１基板と前記第２基板は、前記スペーサーを含有する絶縁性接着剤により接合されていることを特徴とする電気光学装置である。
【００１４】
請求項３の構成によれば、第１基板と第２基板を接合するための絶縁性接着剤を配置する工程とスペーサーを配置する工程を兼ねることが出来るので製造コストを下げることが可能となる。また、スペーサーは絶縁性接着剤により固定されるので、スペーサーの移動に起因する電気光学素子や画素回路の損傷が皆無となり、製造歩留まりをさらに上げることが出来る。
【００１５】
請求項４記載の本発明は、請求項２記載の電気光学装置において、前記電気光学素子と前記画素回路は導電性接着剤により接続され、前記スペーサーは前記導電性接着剤中に含有されていることを特徴とする電気光学装置である。
【００１６】
請求項４の構成によれば、スペーサーを配置する工程と導電性接着剤を配置する工程を兼ねることが出来るので製造コストを下げることが可能となる。また、スペーサーは導電性接着剤により固定されるので、スペーサーの移動に起因する電気光学素子や画素回路の損傷が皆無となり、製造歩留まりをさらに上げることが可能となる。さらに、スペーサーが導電性接着剤中に存在することにより、導電性接着剤の高さをより精密に制御出来るため、輝度むらをさらに抑制することが可能となる。
【００１７】
請求項５記載の本発明は、請求項４記載の電気光学装置において、前記スペーサーが導電性を有することを特徴とする電気光学装置である。
【００１８】
請求項５の構成によれば、導電性接着剤中にスペーサーを含有する場合であっても電気光学素子と画素回路の接続抵抗の増大を防止することが出来る。これにより、駆動電圧及び消費電力を下げることが可能となる。
【００１９】
請求項６の本発明は、請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは感光性樹脂材料からなり、前記第１基板と前記第２基板の何れか一方あるいは両方の所定の位置に、フォトリソグラフィーを用いて形成されていることを特徴とする電気光学装置である。
【００２０】
請求項６の構成によれば、スペーサーを所望の位置に所望の形状で精度良く形成出来るので、第１基板と第２基板の間隔をさらに高い精度で制御することが可能となる。
【００２１】
請求項７記載の本発明は、請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは、前記第１基板上で前記電気光学素子を囲うように設けられた逆テーパ隔壁であることを特徴とする電気光学装置である。
【００２２】
請求項７の構成によれば、スペーサーを電気光学素子のカソードセパレータとして利用することが可能である。ここで言うカソードセパレータとは、電気光学素子の陰極を蒸着等により製膜した際に、逆テーパ部分で陰極を切断しうる部材である。第１基板上にカソードセパレータを形成することにより、陰極を蒸着する際のマスクが不要となるとともに、基板とマスクの位置合わせ工程を省くことが可能となるが、逆テーパ隔壁がカソードセパレータとスペーサーを兼ねることによりさらに製造工程が短縮され、製造コストを下げることが可能となる。
【００２３】
請求項８記載の本発明は、請求項２記載の電気光学装置において、前記スペーサーはプラスチックを主成分とすることを特徴とする電気光学装置である。
【００２４】
スペーサーを用いて第１基板と第２基板の間隔を制御する場合、スペーサーを介在させた状態で第１基板と第２基板を圧着する必要があるが、その際にスペーサーと第１基板の接触する部分および、スペーサーと第２基板の接触する部分に応力が集中するため、電気光学素子または画素回路を構成する素子が破壊される可能性がある。請求項６の構成によれば、スペーサーの適度な弾性により、スペーサーと第１基板の接触する部分および、スペーサーと第２基板の接触する部分に集中する応力を緩和することが可能となる。これにより、電気光学素子または画素回路を構成する素子の破壊を防ぐことが出来る。
【００２５】
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項８記載の電気光学装置において、前記スペーサーと前記電気光学素子が、前記第１基板の法線方向に重なる部分を持たないように配置してある事を特徴とする電気光学装置である。
【００２６】
スペーサーを用いて第１基板と第２基板の間隔を制御する場合、スペーサーを介在させた状態で第１基板と第２基板を圧着する必要があるが、その際にスペーサーと第１基板の接触する部分に応力が集中するため、スペーサーと電気光学素子が第１基板の法線方向に重なる部分を持つように配置してあると、電気光学素子が破壊される可能性がある。請求項９の構成によれば、電気光学素子の破壊を防止することが可能となる。
【００２７】
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項９記載の電気光学装置において、前記画素回路を構成する素子と前記スペーサーが、前記第２基板の法線方向に重なる部分を持たないように配置してある事を特徴とする電気光学装置である。
【００２８】
スペーサーを介在させた状態で第１基板と第２基板を圧着する際、スペーサーと第２基板の接触する部分に応力が集中するため、画素回路を構成する素子とスペーサーが第２基板の法線方向に重なる部分を持つように配置してあると、画素回路を構成する素子が破壊される可能性があるが、請求項１０の構成によれば、画素回路を構成する素子の破壊を防止することが可能となる。
【００２９】
請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項１０記載の電気光学装置において、前記画素回路は多結晶シリコン薄膜トランジスタにより構成してあることを特徴とする電気光学装置である。
【００３０】
請求項１１の構成によれば、画素回路表面の凹凸が最小限で済むため、スペーサーを用いた第１基板と第２基板の間隔の制御が容易となるとともに、十分な駆動能力をもつ画素回路を製造することが出来る。
【００３１】
請求項１２記載の本発明は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例に用いた画素回路の回路図。
【図２】本発明の一実施例に用いた第１基板の一画素分の断面図。
【図３】本発明の一実施例に用いた第２基板の一画素分の平面図。
【図４】本発明の一実施例に用いた第２基板の一画素分の断面図。
【図５】本発明の一実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図。
【図６】本発明の一実施例に用いた第１基板の一画素分の断面図。
【図７】本発明の一実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図。
【図８】本発明の一実施例に用いた第１基板の一画素分の断面図。
【図９】本発明の一実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
なお、以下、有機エレクトロルミネッセンス素子（表示装置）を例にとって説明するが、本発明の適用範囲はこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００３５】
図１は本発明の第１の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の回路図である。図１に示してある通り、一つの画素は画素回路２１と有機エレクトロルミネッセンス素子２５からなる。一つの画素回路２１は選択トランジスタ２２と、保持容量２３と、駆動トランジスタ２４と、有機エレクトロルミネッセンス素子２５を備え、選択トランジスタ２２のゲートは走査線２６に、選択トランジスタ２２のソースは信号線２７に、選択トランジスタ２２のドレインは保持容量２３の一方の端子に、保持容量２３の他方の端子は電源線２８に、駆動トランジスタ２４のゲートは選択トランジスタ２２のドレインに、駆動トランジスタ２４のソースは電源線２８に、駆動トランジスタ２４のドレインはエレクトロルミネッセンス素子２５の陰極に、それぞれ接続され、エレクトロルミネッセンス素子２５の陽極は、所定の電位に保たれる。
【００３６】
走査線２６を介して選択トランジスタ２２をＯＮ状態にすると、輝度に対応した電圧が、信号線２７を介して保持容量２３と駆動トランジスタ２４のゲートに印可され、有機エレクトロルミネッセンス素子２５は所望の輝度で発光する。選択トランジスタ２２をＯＦＦ状態にした後も、駆動トランジスタ２４のゲートには、保持容量２３に保持される電圧が印可されるため、有機エレクトロルミネッセンス素子２５は所望の輝度で発光を続ける。
【００３７】
図２は、本発明の第１の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の、第１基板の一画素分の断面図である。図２に示してある通り、第１基板は基板１０上に、透明導電材料からなる陽極１１と、有機発光層１４と、陰極１５と、隔壁１２を有し、陽極１１と、有機発光層１４と、陰極１５が一つの有機エレクトロルミネッセンス素子２５を構成する。
【００３８】
以下に、本実施例における第１基板の製造過程を説明する。
【００３９】
先ず、基板１０として厚さ０．７ｍｍのガラス基板を用意し、基板１０上に陽極１１を形成した。陽極１１としては、有機発光層１４が発する光を基板１０側から取り出すために、透明導電材料であるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用い、スパッタリングにより基板１０上に５０ｎｍ製膜した。
【００４０】
次に、有機発光層１４を正確に区画するための仕切り部材として、隔壁１２を形成した。隔壁１２としては、有機発光材料の溶液を適度にはじくこと、数μｍ程度の厚さで形成出来ること、などが要求される。本実施例では感光性のアクリル樹脂を用い２μｍの厚さで隔壁１２を形成した。
【００４１】
次に、有機発光層１４をインクジェット法により形成した。有機発光層１４の材料としては、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）やポリフルオレン等の高分子系の発光材料が挙げられる。また、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等を積層して有機発光層１４とすることが可能である。本実施例では、発光材料溶液を滴下するに先立って、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）をインクジェット装置により隔壁１２に囲まれた領域に滴下し、正孔注入層を形成した。その後に、赤の画素においてはローダミン１０１をＰＰＶに添加したものを、緑の画素においてはＰＰＶを、青の画素においてはポリジオクチルフルオレンを、それぞれ発光材料として用い、インクジェット装置を用いて隔壁１２に囲まれた領域に滴下し、有機発光層１４を形成した。
【００４２】
次に、陰極材料をマスク越しに蒸着することで陰極１５を形成した。陰極１５の材料としては、有機発光層１４に効率よく電子を注入出来るように、なるべく仕事関数の小さな金属が適しており、例えば、カルシウム、マグネシウム、或いはそれらの合金若しくは化合物等が利用可能である。また、これらの陰極材料が、酸素や水分によりに酸化するのを防ぐため、アルミや銀等の比較的安定な金属を、陰極材料の上に形成することが好ましい。本実施例においては、カルシウムを５０ｎｍの厚さで有機発光層１４の上に蒸着し、さらにその上にアルミを２５０ｎｍの厚さで蒸着し、陰極１５とした。
【００４３】
以上のようにして、第１基板を製造した。なお、本実施例では有機発光層１４として、高分子系の発光材料をインクジェット法により形成したが、Ａｌｑ３（アルミキノリノール錯体）等の低分子系の発光材料を蒸着法等により形成することも可能である。
【００４４】
図３は、本発明の第１の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の、第２基板の一画素分の平面図である。一つの画素回路２１は選択トランジスタ２２と、保持容量２３と、駆動トランジスタ２４からなる。
【００４５】
図４は、図３のＣ−Ｄ断面を描いたものである。基板１０上に形成された駆動トランジスタ２４は、能動層３２と、ソース３３と、ドレイン３４と、ゲート絶縁膜３５と、ゲート電極３６から構成され、駆動トランジスタ２４のソースは電源線２８に、駆動トランジスタ２４のドレインは電極パッド４０を通じて画素電極４２に接続される。
【００４６】
以下に、本実施例における第２基板の製造過程を説明する。なお、本実施例では、請求項１１に記載したとおり、選択トランジスタ２２および駆動トランジスタ２４として、多結晶シリコン薄膜を半導体層とする多結晶シリコン薄膜トランジスタを利用した。
【００４７】
基板１０としては、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラスを用いた。本実施例の場合、有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光は、第１基板側に取り出されるため、基板１０は透明である必要はないが、既存の多結晶シリコン薄膜トランジスタ製造装置をそのまま活用するため、ガラス基板を使用した。
【００４８】
先ず、基板１０上にＰＥＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン薄膜を堆積した後、アモルファスシリコン薄膜にエキシマレーザーを照射することにより厚さ５０ｎｍの多結晶シリコン薄膜を得た。そのようにして形成した多結晶シリコン薄膜を、フォトリソグラフィーとエッチングにより島状にパターニングした。
【００４９】
次に、ＰＥＣＶＤ装置を用いて厚さ７５ｎｍのＳｉＯ2薄膜を製膜し、ゲート絶縁膜３５とした。
【００５０】
ゲート絶縁膜３５を形成した後、イオン注入装置を用いて、多結晶シリコン薄膜の、保持容量２３を形成する領域に燐イオンを注入した。
【００５１】
次に、スパッタリングにより厚さ４００ｎｍのタンタル薄膜を製膜し、このタンタル薄膜をフォトリソグラフィーとエッチングにより所定の形状にパターニングしてゲート電極３６とした。
【００５２】
次に、多結晶シリコン薄膜のソース３３およびドレイン３４を形成する領域に、イオン注入装置を用いて不純物を注入した。なお、選択トランジスタ２２と駆動トランジスタ２４は、双方がｎ型でも、双方がｐ型でも、あるいは一方がｐ型で他方がｎ型であっても駆動回路として機能させることが可能であり、ｎ型のトランジスタを形成する領域には燐イオンを、ｐ型のトランジスタを形成する領域にはボロンイオンを注入するのが好ましい。また、不純物の注入はゲート電極３６をマスクとして自己整合的に行うことが好ましい。
【００５３】
不純物の注入が終わった後、基板全体を摂氏４００度で１時間加熱し、注入した不純物の活性化を図った。
【００５４】
上述のようにして、駆動トランジスタ２４および保持容量２３を形成した。なお、図４に図示されていない選択トランジスタ２２も駆動トランジスタ２４と同じ工程により形成した。
【００５５】
駆動トランジスタ２４、選択トランジスタ２２、および保持容量２３を形成した後、ＰＥＣＶＤ装置を用いて層間絶縁膜３８を製膜し、フォトリソグラフィーとエッチングによりコンタクトホールを形成した。層間絶縁膜３８には厚さ５００ｎｍのＳｉＯ2を用いた。
【００５６】
次に、信号線２７、電源線２８および電極パッド４０を形成した。信号線２７、電源線２８および電極パッド４０には、厚さ８００ｎｍのアルミを用いたが、アルミによりソース３３およびドレイン３４のシリコン薄膜が侵食されないように、アルミの製膜に先立って厚さ５０ｎｍのチタンを製膜し、チタンとアルミの積層膜をフォトリソグラフィーとエッチングによりパターニングした。
【００５７】
次に、第二層間絶縁膜４１を製膜し、コンタクトホールを形成した後、画素電極４２を形成した。第二層間絶縁膜４１には感光性を有するアクリル樹脂を用い、画素電極４２には厚さ５００ｎｍのアルミを用いた。
【００５８】
以上のようにして第２基板を製造した。なお、本実施例では第２基板上に画素回路のみ製造したが、必要に応じて、走査線駆動回路、信号線駆動回路などを集積することが可能である。
【００５９】
次に、上述のようにして製造された第１基板と第２基板を貼り合わせる工程を、図５を参照しつつ説明する。
【００６０】
図５は本発明の第１の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図である。
【００６１】
本実施例では、第１基板５１と第２基板５２を機械的且つ電気的に接続するために導電性接着剤５３を用い、請求項４に記載したとおり、導電性接着剤５３中にスペーサー５４を含有させることで、第１基板５１と第２基板５２の間隔を制御した。
【００６２】
導電性接着剤５３としては、例えば、株式会社スリーボンドの３３００シリーズや、太陽金網株式会社のＣＨＯ−ＢＯＮＤ ＳＶ７１２等の熱硬化型の導電性接着剤が利用可能であるが、導電性接着剤５３中に溶剤が含まれると有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光層に悪影響を与えるため、溶剤を含まない接着剤を用いるのが好ましい。本実施例では株式会社スリーボンドの３３０１Ｂを用いた。この導電性接着剤は、１２０℃で１時間加熱することにより硬化する無溶剤タイプの導電性接着剤である。
【００６３】
スペーサー５４としては、球状のプラスチック粒子に金メッキを施したものを用い、導電性接着剤に１０％の割合で混合した。
【００６４】
スペーサー５４の混入した導電性接着剤５３を、スクリーン印刷機を用いて画素電極４２上に印刷した後、第１基板５１と第２基板５２を、有機エレクトロルミネッセンス素子２５の陰極１５と駆動トランジスタ２４の画素電極４２が対向するように位置合わせし、第１基板５１と第２基板５２を圧着した状態でオーブン内に移し、オーブン内を窒素ガスでパージしながら摂氏１２０度で６０分加熱することで導電性接着剤５３を硬化させた。
【００６５】
導電性接着剤５３が硬化した後、貼り合わされた第１基板５１と第２基板５２を、窒素置換されたグローブボックス中に移し、第１基板５１と第２基板５２の外周部にシール剤（図示せず）を塗布し、第１基板と第２基板で挟まれた空間を完全に密閉した。シール剤としては、二液性常温硬化タイプのエポキシ接着剤を用い、塗布後にグローブボックス中で一昼夜放置することで硬化させた。
【００６６】
上述のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、輝度むらがなく、良好な表示性能を示した。
【００６７】
特に、請求項４に記載したとおり導電性接着剤５３中にスペーサー５４を含有させることで、スペーサー５４を配置する工程と導電性接着剤５３を配置する工程を兼ねることが可能となり、これにより製造コストを下げることが出来た。さらに、スペーサー５４は導電性接着剤５３により固定されるので、スペーサー５４の移動に起因する有機エレクトロルミネッセンス素子２５や画素回路２１の損傷を防止することが出来た。また、スペーサー５４が導電性接着剤５３中に存在することにより、導電性接着剤５３の高さを精密に制御することが出来た。
【００６８】
また、スペーサー５４にメッキを施してあるので、請求項５に記載したとおりスペーサーが導電性を有するため、有機エレクトロルミネッセンス素子２５と画素回路２１の接続抵抗の増大を防止することが出来た。これにより、駆動電圧及び消費電力を下げることが可能となった。
【００６９】
また、請求項８に記載したとおりプラスチックを主成分とするスペーサーを用いたため、スペーサーの適度な弾性により、スペーサー５４と第１基板５１の接触する部分および、スペーサー５４と第２基板５２の接触する部分に集中する応力を緩和出来た。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子２５および画素回路２１を構成する素子が破壊されるの防ぐことが出来た。
【実施例２】
【００７０】
図６は本発明の第２の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の第１基板の断面図である。図６に示してある通り、第１基板は基板１０上に、透明導電材料からなる陽極１１と、有機発光層１４と、陰極１５と、隔壁１２を有し、陽極１１と、有機発光層１４と、陰極１５が一つの有機エレクトロルミネッセンス素子２５を構成する。本実施例における第１基板の構成は第１の実施例と同じであり、その製造工程も第１の実施例と全く同じであるが、有機エレクトロルミネッセンス素子２５を若干小さめに製造してある。
【００７１】
図７は本発明の第２の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図である。本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の回路構成は、第１の実施例と全く同じであり、第２基板には第１の実施例と同じ物を用いた。
【００７２】
本実施例においては、第１基板５１と第２基板５２を電気的且つ機械的に接続するために導電性接着剤５３を用いるとともに、請求項３に記載したとおり、スペーサー５４を含有する絶縁性接着剤５５により第１基板５１と第２基板５２を接合した。
【００７３】
以下、その製造工程について説明する。
【００７４】
前述の如く、本実施例に用いた第１基板５１および第２基板５２は、第１の実施例と全く同じ工程で製造したものである。但し、第１基板５１に関しては、有機エレクトロルミネッセンス素子２５を若干小さめに製造してあり、有機エレクトロルミネッセンス素子２５を避けた位置に、スペーサー５４を含有する絶縁性接着剤５５を、スクリーン印刷機を用いて印刷した。
【００７５】
絶縁性接着剤５５としては熱硬化型のエポキシ接着剤を用いた。また、スペーサー５４としては球状のガラス粒子を用い、絶縁性接着剤５５中に１５％の割合で混合した。
【００７６】
次に、導電性接着剤５３を、スクリーン印刷機を用いて画素電極４２上に印刷した後、第１基板５１と第２基板５２を、有機エレクトロルミネッセンス素子２５の陰極１５と駆動トランジスタ２４の画素電極４２が対向するように位置合わせし、第１基板５１と第２基板５２を圧着した状態でオーブン内に移し、オーブン内を窒素ガスでパージしながら摂氏１２０度で６０分加熱することで導電性接着剤５３および絶縁性接着剤５５を硬化させた。なお、導電性接着剤５３には第１の実施例と同じ物を利用した。
【００７７】
導電性接着剤５３および絶縁性接着剤５５が硬化した後、貼り合わされた第１基板５１と第２基板５２を、窒素置換されたグローブボックス中に移し、第１基板５１と第２基板５２の外周部にシール剤（図示せず）を塗布し、第１基板と第２基板で挟まれた空間を完全に密閉した。シール剤としては、二液性常温硬化タイプのエポキシ接着剤を用い、塗布後にグローブボックス中で一昼夜放置することで硬化させた。
【００７８】
上述のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、輝度むらがなく、良好な表示性能を示した。
【００７９】
特に、請求項３に記載したとおり、スペーサー５４を含有する絶縁性接着剤５５により第１基板５１と第２基板５２を接合したことにより、スペーサー５４を配置する工程と絶縁性接着剤５５を配置する工程を兼ねることが出来た。また、スペーサー５４は絶縁性接着剤５５により固定され、スペーサー５４の移動に起因する有機エレクトロルミネッセンス素子２５および画素回路２１の損傷を防止することが出来た。
【００８０】
また、請求項９に記載したとおり、スペーサー５４と有機エレクトロルミネッセンス素子２５が、第１基板５１の法線方向に重なる部分を持たないように配置してあるため、スペーサー５４による有機エレクトロルミネッセンス素子２５の破壊を確実に防止出来た。
【実施例３】
【００８１】
図８は本発明の第３の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置における第１基板の断面図である。なお、本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の回路構成は、第１の実施例と全く同じである。
【００８２】
以下、第１基板の製造工程を説明する。
【００８３】
基板１０上に、第１の実施例と同様にして陽極および隔壁を形成した後、逆テーパ隔壁１３を形成した。この逆テーパ隔壁１３は、第１基板と第２基板間隔を制御するためのスペーサーとして働くのみならず、有機エレクトロルミネッセンス素子２５のカソードセパレータとして機能する部材である。
【００８４】
ここで言うカソードセパレータとは、有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極を蒸着等により製膜した際に、逆テーパ部分で陰極を切断しうる部材である。第１基板上にカソードセパレータを形成することにより、陰極を蒸着する際のマスクが不要となるとともに、基板とマスクの位置合わせ工程を省くことが可能となるが、逆テーパ隔壁１３がカソードセパレータとスペーサーを兼ねることによりさらに製造工程が短縮され、製造コストを下げることが可能となる。
【００８５】
逆テーパ隔壁１３を形成した後、第１の実施例と同様にして、有機発光層１４をインクジェット法により形成し、その上から陰極材料を蒸着した。陰極材料は逆テーパ隔壁１３により画素ごとに分断され、陰極１５が形成された。
【００８６】
以上のようにして第１基板を製造した。なお、有機発光層１４および陰極１５の材料は、第１の実施例と同じ物を用いた。
【００８７】
図９は本発明の第３の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図である。
【００８８】
本実施例においては、第１基板５１と第２基板５２を機械的且つ電気的に接続するために導電性接着剤５３を用い、前述したとおり、逆テーパ隔壁１３をスペーサーとして利用した。
【００８９】
以下、その製造工程について説明する。
【００９０】
本実施例に用いた第２基板５２は、第１の実施例と全く同じ工程で製造したものである。
【００９１】
スクリーン印刷機を用いて、第２基板５２の画素電極４２上に導電性接着剤５３を印刷した後、第１基板５１と第２基板５２を、有機エレクトロルミネッセンス素子２５の陰極１５と駆動トランジスタ２４の画素電極４２が対向するように位置合わせし、第１基板５１と第２基板５２を圧着した状態でオーブン内に移し、オーブン内を窒素ガスでパージしながら摂氏１２０度で６０分加熱することで導電性接着剤５３を硬化させた。なお、導電性接着剤５３には第１の実施例と同じ物を用いた。
【００９２】
導電性接着剤５３が硬化した後、貼り合わされた第１基板５１と第２基板５２を、窒素置換されたグローブボックス中に移し、第１基板５１と第２基板５２の外周部にシール剤（図示せず）を塗布し、第１基板と第２基板で挟まれた空間を完全に密閉した。シール剤としては、二液性常温硬化タイプのエポキシ接着剤を用い、塗布後にグローブボックス中で一昼夜放置することで硬化させた。
【００９３】
上述のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、輝度むらがなく、良好な表示性能を示した。
【００９４】
特に、前述したとおり、逆テーパ隔壁１３がカソードセパレータとスペーサーを兼ねることにより製造工程が大幅に短縮され、製造コストを下げることが出来た。
【００９５】
また、請求項９に記載したとおり、スペーサーとして機能する逆テーパ隔壁１３と有機エレクトロルミネッセンス素子２５が、第１基板５１の法線方向に重なる部分を持たないように配置してあるため、スペーサーによる有機エレクトロルミネッセンス素子２５の破壊を確実に防止出来た。
【００９６】
また、請求項１０に記載したとおり、スペーサーとして機能する逆テーパ隔壁１３と、画素回路２１を構成する素子とが、第１基板５１の法線方向に重なる部分を持たないように配置してあるため、スペーサーにより画素回路２１を構成する素子が破壊されるのを確実に防止出来た。
【００９７】
本発明に係る表示装置は、あらゆる電子機器に適用可能である。例えば、モバイル型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ビューワ、ゲーム機等の携帯情報端末、電子書籍、電子ペーパ、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、例えばアモルファスシリコン薄膜トランジスタや単結晶シリコントランジスタで駆動回路を構成する場合や、低分子型の有機エレクトロルミネッセンス素子を利用する場合にも適用可能である。
【００９９】
また、上記実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、インクジェットプリンター用ヘッド等にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 基板、１１ 陽極、１２ 隔壁、１３ 逆テーパ隔壁、１４ 有機発光層、１５ 陰極、１６ 封止材、１７ 封止基板、１９ 隔壁開口部、２１ 画素回路、２２ 選択トランジスタ、２３ 保持容量、２４ 駆動トランジスタ、２５ 有機エレクトロルミネッセンス素子、２６ 走査線、２７ 信号線、２８ 電源線、３２ 能動層、３３ ソース、３４ ドレイン、３５ ゲート絶縁膜、３６ ゲート電極、３８ 層間絶縁膜、４０ 電極パッド、４１ 第二層間絶縁膜、４２ 画素電極、５１ 第１基板、５２ 第２基板、５３ 導電性接着剤、５４ スペーサー、５５ 絶縁性接着剤。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置およびそれを備えた電子機器に関する。ここで、「電気光学装置」とは、電気的作用によって発光するあるいは外部からの光の状態を変化させる電気光学素子を備えた装置一般をいい、自ら光を発するものと外部からの光の通過を制御するもの双方を含む。例えば、電気光学素子として、液晶素子、電気泳動素子、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、電界の印加により発生した電子を発光板に当てて発光させる電子放出素子を備えたアクティブマトリクス型の表示装置等をいう。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置として、例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置が知られている。有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、表示装置として先行する液晶表示装置に比べ、薄型軽量、高視野角、高コントラスト等の特徴を有し、さらに、特許文献１に記載されているように、アクティブマトリックス方式で駆動することにより、高精細化、低消費電力化、長寿命化が可能なため、精力的に研究開発が行なわれている。
【０００３】
特に、特許文献２および特許文献３に記載されているように、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された第１基板と、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を制御するための画素回路が形成された第２基板を、有機エレクトロルミネッセンス素子と画素回路が対向するように貼り合わせ、有機エレクトロルミネッセンス素子と画素回路を電気的に接続してなる有機エレクトロルミネッセンス表示装置においては、有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光は、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている第１基板を通過して観察者に視認されるため、画素回路や配線等に遮蔽されることが無いので開口率が飛躍的に向上する。これにより、さらなる低消費電力化、高精細化および長寿命化が可能となり、さらに画素回路と有機エレクトロルミネッセンス素子の設計および製造プロセスを個別に最適化することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４１０４８号公報
【特許文献２】特開平１０−３３３６０１号公報
【特許文献３】特開平１１−３０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２および３に開示された有機エレクトロルミネッセンス表示装置においては、基板の歪みに起因して、第１基板と第２基板の間隔に面内ばらつきが生じ易いという課題が有った。
【０００６】
特に有機エレクトロルミネッセンス素子と画素回路を導電性接着剤により接続した場合、第１基板と第２基板の間隔が小さい場所では、導電性接着剤は押しつぶされるので、電流の流れる方向に対して短くなり、且つ、電流の流れる方向に巣直な面に沿って広がるため、電気抵抗が小さくなる。一方、第１基板と第２基板の間隔が大きい場所では、逆に導電性接着剤の電気抵抗が大きくなる。これにより導電性接着剤の電気抵抗にばらつきが生じるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度がばらつき、輝度むらが生じていた。
【０００７】
また、第１基板と第２基板の間隔が導電性接着剤の厚さより大きな場所では、有機エレクトロルミネッセンス素子と画素回路が電気的に接続出来ず、第１基板と第２基板の間隔が小さ過ぎる場所では、導電性接着剤が著しく横方向に広がることにより、隣り合う画素回路間や隣り合う有機エレクトロルミネッセンス素子間等で短絡を生じ、製造歩留まりを著しく低下させていた。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題を解決する電気光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の本発明は、電気光学素子が形成された第１基板と、画素回路が形成された第２基板を、前記電気光学素子と前記画素回路が対向するように貼り合わせ、前記電気光学素子と前記画素回路を電気的に接続してなる電気光学装置において、前記第１基板と前記第２基板の間にスペーサーを有することを特徴とする電気光学装置である。
【００１０】
請求項１の構成によれば、スペーサーの存在により第１基板と第２基板の間隔を精度良く制御することが可能となり、輝度むらのない電気光学装置を高い歩留まりで得ることが出来る。
【００１１】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは球状または円柱状の粒子であることを特徴とする電気光学装置である。
【００１２】
請求項２の構成によれば、スペーサーの高さがスペーサーの向きに依存しないため、スペーサーを印刷法や散布法などの簡便な方法で配置することが可能となり、且つ、第１基板と第２基板の間隔を高い精度で制御することが可能となる。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、請求項２記載の電気光学装置において、前記第１基板と前記第２基板は、前記スペーサーを含有する絶縁性接着剤により接合されていることを特徴とする電気光学装置である。
【００１４】
請求項３の構成によれば、第１基板と第２基板を接合するための絶縁性接着剤を配置する工程とスペーサーを配置する工程を兼ねることが出来るので製造コストを下げることが可能となる。また、スペーサーは絶縁性接着剤により固定されるので、スペーサーの移動に起因する電気光学素子や画素回路の損傷が皆無となり、製造歩留まりをさらに上げることが出来る。
【００１５】
請求項４記載の本発明は、請求項２記載の電気光学装置において、前記電気光学素子と前記画素回路は導電性接着剤により接続され、前記スペーサーは前記導電性接着剤中に含有されていることを特徴とする電気光学装置である。
【００１６】
請求項４の構成によれば、スペーサーを配置する工程と導電性接着剤を配置する工程を兼ねることが出来るので製造コストを下げることが可能となる。また、スペーサーは導電性接着剤により固定されるので、スペーサーの移動に起因する電気光学素子や画素回路の損傷が皆無となり、製造歩留まりをさらに上げることが可能となる。さらに、スペーサーが導電性接着剤中に存在することにより、導電性接着剤の高さをより精密に制御出来るため、輝度むらをさらに抑制することが可能となる。
【００１７】
請求項５記載の本発明は、請求項４記載の電気光学装置において、前記スペーサーが導電性を有することを特徴とする電気光学装置である。
【００１８】
請求項５の構成によれば、導電性接着剤中にスペーサーを含有する場合であっても電気光学素子と画素回路の接続抵抗の増大を防止することが出来る。これにより、駆動電圧及び消費電力を下げることが可能となる。
【００１９】
請求項６の本発明は、請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは感光性樹脂材料からなり、前記第１基板と前記第２基板の何れか一方あるいは両方の所定の位置に、フォトリソグラフィーを用いて形成されていることを特徴とする電気光学装置である。
【００２０】
請求項６の構成によれば、スペーサーを所望の位置に所望の形状で精度良く形成出来るので、第１基板と第２基板の間隔をさらに高い精度で制御することが可能となる。
【００２１】
請求項７記載の本発明は、請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは、前記第１基板上で前記電気光学素子を囲うように設けられた逆テーパ隔壁であることを特徴とする電気光学装置である。
【００２２】
請求項７の構成によれば、スペーサーを電気光学素子のカソードセパレータとして利用することが可能である。ここで言うカソードセパレータとは、電気光学素子の陰極を蒸着等により製膜した際に、逆テーパ部分で陰極を切断しうる部材である。第１基板上にカソードセパレータを形成することにより、陰極を蒸着する際のマスクが不要となるとともに、基板とマスクの位置合わせ工程を省くことが可能となるが、逆テーパ隔壁がカソードセパレータとスペーサーを兼ねることによりさらに製造工程が短縮され、製造コストを下げることが可能となる。
【００２３】
請求項８記載の本発明は、請求項２記載の電気光学装置において、前記スペーサーはプラスチックを主成分とすることを特徴とする電気光学装置である。
【００２４】
スペーサーを用いて第１基板と第２基板の間隔を制御する場合、スペーサーを介在させた状態で第１基板と第２基板を圧着する必要があるが、その際にスペーサーと第１基板の接触する部分および、スペーサーと第２基板の接触する部分に応力が集中するため、電気光学素子または画素回路を構成する素子が破壊される可能性がある。請求項６の構成によれば、スペーサーの適度な弾性により、スペーサーと第１基板の接触する部分および、スペーサーと第２基板の接触する部分に集中する応力を緩和することが可能となる。これにより、電気光学素子または画素回路を構成する素子の破壊を防ぐことが出来る。
【００２５】
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項８記載の電気光学装置において、前記スペーサーと前記電気光学素子が、前記第１基板の法線方向に重なる部分を持たないように配置してある事を特徴とする電気光学装置である。
【００２６】
スペーサーを用いて第１基板と第２基板の間隔を制御する場合、スペーサーを介在させた状態で第１基板と第２基板を圧着する必要があるが、その際にスペーサーと第１基板の接触する部分に応力が集中するため、スペーサーと電気光学素子が第１基板の法線方向に重なる部分を持つように配置してあると、電気光学素子が破壊される可能性がある。請求項９の構成によれば、電気光学素子の破壊を防止することが可能となる。
【００２７】
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項９記載の電気光学装置において、前記画素回路を構成する素子と前記スペーサーが、前記第２基板の法線方向に重なる部分を持たないように配置してある事を特徴とする電気光学装置である。
【００２８】
スペーサーを介在させた状態で第１基板と第２基板を圧着する際、スペーサーと第２基板の接触する部分に応力が集中するため、画素回路を構成する素子とスペーサーが第２基板の法線方向に重なる部分を持つように配置してあると、画素回路を構成する素子が破壊される可能性があるが、請求項１０の構成によれば、画素回路を構成する素子の破壊を防止することが可能となる。
【００２９】
請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項１０記載の電気光学装置において、前記画素回路は多結晶シリコン薄膜トランジスタにより構成してあることを特徴とする電気光学装置である。
【００３０】
請求項１１の構成によれば、画素回路表面の凹凸が最小限で済むため、スペーサーを用いた第１基板と第２基板の間隔の制御が容易となるとともに、十分な駆動能力をもつ画素回路を製造することが出来る。
【００３１】
請求項１２記載の本発明は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例に用いた画素回路の回路図。
【図２】本発明の一実施例に用いた第１基板の一画素分の断面図。
【図３】本発明の一実施例に用いた第２基板の一画素分の平面図。
【図４】本発明の一実施例に用いた第２基板の一画素分の断面図。
【図５】本発明の一実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図。
【図６】本発明の一実施例に用いた第１基板の一画素分の断面図。
【図７】本発明の一実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図。
【図８】本発明の一実施例に用いた第１基板の一画素分の断面図。
【図９】本発明の一実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
なお、以下、有機エレクトロルミネッセンス素子（表示装置）を例にとって説明するが、本発明の適用範囲はこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００３５】
図１は本発明の第１の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の回路図である。図１に示してある通り、一つの画素は画素回路２１と有機エレクトロルミネッセンス素子２５からなる。一つの画素回路２１は選択トランジスタ２２と、保持容量２３と、駆動トランジスタ２４と、有機エレクトロルミネッセンス素子２５を備え、選択トランジスタ２２のゲートは走査線２６に、選択トランジスタ２２のソースは信号線２７に、選択トランジスタ２２のドレインは保持容量２３の一方の端子に、保持容量２３の他方の端子は電源線２８に、駆動トランジスタ２４のゲートは選択トランジスタ２２のドレインに、駆動トランジスタ２４のソースは電源線２８に、駆動トランジスタ２４のドレインはエレクトロルミネッセンス素子２５の陰極に、それぞれ接続され、エレクトロルミネッセンス素子２５の陽極は、所定の電位に保たれる。
【００３６】
走査線２６を介して選択トランジスタ２２をＯＮ状態にすると、輝度に対応した電圧が、信号線２７を介して保持容量２３と駆動トランジスタ２４のゲートに印可され、有機エレクトロルミネッセンス素子２５は所望の輝度で発光する。選択トランジスタ２２をＯＦＦ状態にした後も、駆動トランジスタ２４のゲートには、保持容量２３に保持される電圧が印可されるため、有機エレクトロルミネッセンス素子２５は所望の輝度で発光を続ける。
【００３７】
図２は、本発明の第１の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の、第１基板の一画素分の断面図である。図２に示してある通り、第１基板は基板１０上に、透明導電材料からなる陽極１１と、有機発光層１４と、陰極１５と、隔壁１２を有し、陽極１１と、有機発光層１４と、陰極１５が一つの有機エレクトロルミネッセンス素子２５を構成する。
【００３８】
以下に、本実施例における第１基板の製造過程を説明する。
【００３９】
先ず、基板１０として厚さ０．７ｍｍのガラス基板を用意し、基板１０上に陽極１１を形成した。陽極１１としては、有機発光層１４が発する光を基板１０側から取り出すために、透明導電材料であるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用い、スパッタリングにより基板１０上に５０ｎｍ製膜した。
【００４０】
次に、有機発光層１４を正確に区画するための仕切り部材として、隔壁１２を形成した。隔壁１２としては、有機発光材料の溶液を適度にはじくこと、数μｍ程度の厚さで形成出来ること、などが要求される。本実施例では感光性のアクリル樹脂を用い２μｍの厚さで隔壁１２を形成した。
【００４１】
次に、有機発光層１４をインクジェット法により形成した。有機発光層１４の材料としては、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）やポリフルオレン等の高分子系の発光材料が挙げられる。また、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等を積層して有機発光層１４とすることが可能である。本実施例では、発光材料溶液を滴下するに先立って、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）をインクジェット装置により隔壁１２に囲まれた領域に滴下し、正孔注入層を形成した。その後に、赤の画素においてはローダミン１０１をＰＰＶに添加したものを、緑の画素においてはＰＰＶを、青の画素においてはポリジオクチルフルオレンを、それぞれ発光材料として用い、インクジェット装置を用いて隔壁１２に囲まれた領域に滴下し、有機発光層１４を形成した。
【００４２】
次に、陰極材料をマスク越しに蒸着することで陰極１５を形成した。陰極１５の材料としては、有機発光層１４に効率よく電子を注入出来るように、なるべく仕事関数の小さな金属が適しており、例えば、カルシウム、マグネシウム、或いはそれらの合金若しくは化合物等が利用可能である。また、これらの陰極材料が、酸素や水分によりに酸化するのを防ぐため、アルミや銀等の比較的安定な金属を、陰極材料の上に形成することが好ましい。本実施例においては、カルシウムを５０ｎｍの厚さで有機発光層１４の上に蒸着し、さらにその上にアルミを２５０ｎｍの厚さで蒸着し、陰極１５とした。
【００４３】
以上のようにして、第１基板を製造した。なお、本実施例では有機発光層１４として、高分子系の発光材料をインクジェット法により形成したが、Ａｌｑ３（アルミキノリノール錯体）等の低分子系の発光材料を蒸着法等により形成することも可能である。
【００４４】
図３は、本発明の第１の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の、第２基板の一画素分の平面図である。一つの画素回路２１は選択トランジスタ２２と、保持容量２３と、駆動トランジスタ２４からなる。
【００４５】
図４は、図３のＣ−Ｄ断面を描いたものである。基板１０上に形成された駆動トランジスタ２４は、能動層３２と、ソース３３と、ドレイン３４と、ゲート絶縁膜３５と、ゲート電極３６から構成され、駆動トランジスタ２４のソースは電源線２８に、駆動トランジスタ２４のドレインは電極パッド４０を通じて画素電極４２に接続される。
【００４６】
以下に、本実施例における第２基板の製造過程を説明する。なお、本実施例では、請求項１１に記載したとおり、選択トランジスタ２２および駆動トランジスタ２４として、多結晶シリコン薄膜を半導体層とする多結晶シリコン薄膜トランジスタを利用した。
【００４７】
基板１０としては、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラスを用いた。本実施例の場合、有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光は、第１基板側に取り出されるため、基板１０は透明である必要はないが、既存の多結晶シリコン薄膜トランジスタ製造装置をそのまま活用するため、ガラス基板を使用した。
【００４８】
先ず、基板１０上にＰＥＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン薄膜を堆積した後、アモルファスシリコン薄膜にエキシマレーザーを照射することにより厚さ５０ｎｍの多結晶シリコン薄膜を得た。そのようにして形成した多結晶シリコン薄膜を、フォトリソグラフィーとエッチングにより島状にパターニングした。
【００４９】
次に、ＰＥＣＶＤ装置を用いて厚さ７５ｎｍのＳｉＯ2薄膜を製膜し、ゲート絶縁膜３５とした。
【００５０】
ゲート絶縁膜３５を形成した後、イオン注入装置を用いて、多結晶シリコン薄膜の、保持容量２３を形成する領域に燐イオンを注入した。
【００５１】
次に、スパッタリングにより厚さ４００ｎｍのタンタル薄膜を製膜し、このタンタル薄膜をフォトリソグラフィーとエッチングにより所定の形状にパターニングしてゲート電極３６とした。
【００５２】
次に、多結晶シリコン薄膜のソース３３およびドレイン３４を形成する領域に、イオン注入装置を用いて不純物を注入した。なお、選択トランジスタ２２と駆動トランジスタ２４は、双方がｎ型でも、双方がｐ型でも、あるいは一方がｐ型で他方がｎ型であっても駆動回路として機能させることが可能であり、ｎ型のトランジスタを形成する領域には燐イオンを、ｐ型のトランジスタを形成する領域にはボロンイオンを注入するのが好ましい。また、不純物の注入はゲート電極３６をマスクとして自己整合的に行うことが好ましい。
【００５３】
不純物の注入が終わった後、基板全体を摂氏４００度で１時間加熱し、注入した不純物の活性化を図った。
【００５４】
上述のようにして、駆動トランジスタ２４および保持容量２３を形成した。なお、図４に図示されていない選択トランジスタ２２も駆動トランジスタ２４と同じ工程により形成した。
【００５５】
駆動トランジスタ２４、選択トランジスタ２２、および保持容量２３を形成した後、ＰＥＣＶＤ装置を用いて層間絶縁膜３８を製膜し、フォトリソグラフィーとエッチングによりコンタクトホールを形成した。層間絶縁膜３８には厚さ５００ｎｍのＳｉＯ2を用いた。
【００５６】
次に、信号線２７、電源線２８および電極パッド４０を形成した。信号線２７、電源線２８および電極パッド４０には、厚さ８００ｎｍのアルミを用いたが、アルミによりソース３３およびドレイン３４のシリコン薄膜が侵食されないように、アルミの製膜に先立って厚さ５０ｎｍのチタンを製膜し、チタンとアルミの積層膜をフォトリソグラフィーとエッチングによりパターニングした。
【００５７】
次に、第二層間絶縁膜４１を製膜し、コンタクトホールを形成した後、画素電極４２を形成した。第二層間絶縁膜４１には感光性を有するアクリル樹脂を用い、画素電極４２には厚さ５００ｎｍのアルミを用いた。
【００５８】
以上のようにして第２基板を製造した。なお、本実施例では第２基板上に画素回路のみ製造したが、必要に応じて、走査線駆動回路、信号線駆動回路などを集積することが可能である。
【００５９】
次に、上述のようにして製造された第１基板と第２基板を貼り合わせる工程を、図５を参照しつつ説明する。
【００６０】
図５は本発明の第１の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図である。
【００６１】
本実施例では、第１基板５１と第２基板５２を機械的且つ電気的に接続するために導電性接着剤５３を用い、請求項４に記載したとおり、導電性接着剤５３中にスペーサー５４を含有させることで、第１基板５１と第２基板５２の間隔を制御した。
【００６２】
導電性接着剤５３としては、例えば、株式会社スリーボンドの３３００シリーズや、太陽金網株式会社のＣＨＯ−ＢＯＮＤ ＳＶ７１２等の熱硬化型の導電性接着剤が利用可能であるが、導電性接着剤５３中に溶剤が含まれると有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光層に悪影響を与えるため、溶剤を含まない接着剤を用いるのが好ましい。本実施例では株式会社スリーボンドの３３０１Ｂを用いた。この導電性接着剤は、１２０℃で１時間加熱することにより硬化する無溶剤タイプの導電性接着剤である。
【００６３】
スペーサー５４としては、球状のプラスチック粒子に金メッキを施したものを用い、導電性接着剤に１０％の割合で混合した。
【００６４】
スペーサー５４の混入した導電性接着剤５３を、スクリーン印刷機を用いて画素電極４２上に印刷した後、第１基板５１と第２基板５２を、有機エレクトロルミネッセンス素子２５の陰極１５と駆動トランジスタ２４の画素電極４２が対向するように位置合わせし、第１基板５１と第２基板５２を圧着した状態でオーブン内に移し、オーブン内を窒素ガスでパージしながら摂氏１２０度で６０分加熱することで導電性接着剤５３を硬化させた。
【００６５】
導電性接着剤５３が硬化した後、貼り合わされた第１基板５１と第２基板５２を、窒素置換されたグローブボックス中に移し、第１基板５１と第２基板５２の外周部にシール剤（図示せず）を塗布し、第１基板と第２基板で挟まれた空間を完全に密閉した。シール剤としては、二液性常温硬化タイプのエポキシ接着剤を用い、塗布後にグローブボックス中で一昼夜放置することで硬化させた。
【００６６】
上述のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、輝度むらがなく、良好な表示性能を示した。
【００６７】
特に、請求項４に記載したとおり導電性接着剤５３中にスペーサー５４を含有させることで、スペーサー５４を配置する工程と導電性接着剤５３を配置する工程を兼ねることが可能となり、これにより製造コストを下げることが出来た。さらに、スペーサー５４は導電性接着剤５３により固定されるので、スペーサー５４の移動に起因する有機エレクトロルミネッセンス素子２５や画素回路２１の損傷を防止することが出来た。また、スペーサー５４が導電性接着剤５３中に存在することにより、導電性接着剤５３の高さを精密に制御することが出来た。
【００６８】
また、スペーサー５４にメッキを施してあるので、請求項５に記載したとおりスペーサーが導電性を有するため、有機エレクトロルミネッセンス素子２５と画素回路２１の接続抵抗の増大を防止することが出来た。これにより、駆動電圧及び消費電力を下げることが可能となった。
【００６９】
また、請求項８に記載したとおりプラスチックを主成分とするスペーサーを用いたため、スペーサーの適度な弾性により、スペーサー５４と第１基板５１の接触する部分および、スペーサー５４と第２基板５２の接触する部分に集中する応力を緩和出来た。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子２５および画素回路２１を構成する素子が破壊されるの防ぐことが出来た。
【実施例２】
【００７０】
図６は本発明の第２の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の第１基板の断面図である。図６に示してある通り、第１基板は基板１０上に、透明導電材料からなる陽極１１と、有機発光層１４と、陰極１５と、隔壁１２を有し、陽極１１と、有機発光層１４と、陰極１５が一つの有機エレクトロルミネッセンス素子２５を構成する。本実施例における第１基板の構成は第１の実施例と同じであり、その製造工程も第１の実施例と全く同じであるが、有機エレクトロルミネッセンス素子２５を若干小さめに製造してある。
【００７１】
図７は本発明の第２の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図である。本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の回路構成は、第１の実施例と全く同じであり、第２基板には第１の実施例と同じ物を用いた。
【００７２】
本実施例においては、第１基板５１と第２基板５２を電気的且つ機械的に接続するために導電性接着剤５３を用いるとともに、請求項３に記載したとおり、スペーサー５４を含有する絶縁性接着剤５５により第１基板５１と第２基板５２を接合した。
【００７３】
以下、その製造工程について説明する。
【００７４】
前述の如く、本実施例に用いた第１基板５１および第２基板５２は、第１の実施例と全く同じ工程で製造したものである。但し、第１基板５１に関しては、有機エレクトロルミネッセンス素子２５を若干小さめに製造してあり、有機エレクトロルミネッセンス素子２５を避けた位置に、スペーサー５４を含有する絶縁性接着剤５５を、スクリーン印刷機を用いて印刷した。
【００７５】
絶縁性接着剤５５としては熱硬化型のエポキシ接着剤を用いた。また、スペーサー５４としては球状のガラス粒子を用い、絶縁性接着剤５５中に１５％の割合で混合した。
【００７６】
次に、導電性接着剤５３を、スクリーン印刷機を用いて画素電極４２上に印刷した後、第１基板５１と第２基板５２を、有機エレクトロルミネッセンス素子２５の陰極１５と駆動トランジスタ２４の画素電極４２が対向するように位置合わせし、第１基板５１と第２基板５２を圧着した状態でオーブン内に移し、オーブン内を窒素ガスでパージしながら摂氏１２０度で６０分加熱することで導電性接着剤５３および絶縁性接着剤５５を硬化させた。なお、導電性接着剤５３には第１の実施例と同じ物を利用した。
【００７７】
導電性接着剤５３および絶縁性接着剤５５が硬化した後、貼り合わされた第１基板５１と第２基板５２を、窒素置換されたグローブボックス中に移し、第１基板５１と第２基板５２の外周部にシール剤（図示せず）を塗布し、第１基板と第２基板で挟まれた空間を完全に密閉した。シール剤としては、二液性常温硬化タイプのエポキシ接着剤を用い、塗布後にグローブボックス中で一昼夜放置することで硬化させた。
【００７８】
上述のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、輝度むらがなく、良好な表示性能を示した。
【００７９】
特に、請求項３に記載したとおり、スペーサー５４を含有する絶縁性接着剤５５により第１基板５１と第２基板５２を接合したことにより、スペーサー５４を配置する工程と絶縁性接着剤５５を配置する工程を兼ねることが出来た。また、スペーサー５４は絶縁性接着剤５５により固定され、スペーサー５４の移動に起因する有機エレクトロルミネッセンス素子２５および画素回路２１の損傷を防止することが出来た。
【００８０】
また、請求項９に記載したとおり、スペーサー５４と有機エレクトロルミネッセンス素子２５が、第１基板５１の法線方向に重なる部分を持たないように配置してあるため、スペーサー５４による有機エレクトロルミネッセンス素子２５の破壊を確実に防止出来た。
【実施例３】
【００８１】
図８は本発明の第３の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置における第１基板の断面図である。なお、本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の回路構成は、第１の実施例と全く同じである。
【００８２】
以下、第１基板の製造工程を説明する。
【００８３】
基板１０上に、第１の実施例と同様にして陽極および隔壁を形成した後、逆テーパ隔壁１３を形成した。この逆テーパ隔壁１３は、第１基板と第２基板間隔を制御するためのスペーサーとして働くのみならず、有機エレクトロルミネッセンス素子２５のカソードセパレータとして機能する部材である。
【００８４】
ここで言うカソードセパレータとは、有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極を蒸着等により製膜した際に、逆テーパ部分で陰極を切断しうる部材である。第１基板上にカソードセパレータを形成することにより、陰極を蒸着する際のマスクが不要となるとともに、基板とマスクの位置合わせ工程を省くことが可能となるが、逆テーパ隔壁１３がカソードセパレータとスペーサーを兼ねることによりさらに製造工程が短縮され、製造コストを下げることが可能となる。
【００８５】
逆テーパ隔壁１３を形成した後、第１の実施例と同様にして、有機発光層１４をインクジェット法により形成し、その上から陰極材料を蒸着した。陰極材料は逆テーパ隔壁１３により画素ごとに分断され、陰極１５が形成された。
【００８６】
以上のようにして第１基板を製造した。なお、有機発光層１４および陰極１５の材料は、第１の実施例と同じ物を用いた。
【００８７】
図９は本発明の第３の実施例である有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面図である。
【００８８】
本実施例においては、第１基板５１と第２基板５２を機械的且つ電気的に接続するために導電性接着剤５３を用い、前述したとおり、逆テーパ隔壁１３をスペーサーとして利用した。
【００８９】
以下、その製造工程について説明する。
【００９０】
本実施例に用いた第２基板５２は、第１の実施例と全く同じ工程で製造したものである。
【００９１】
スクリーン印刷機を用いて、第２基板５２の画素電極４２上に導電性接着剤５３を印刷した後、第１基板５１と第２基板５２を、有機エレクトロルミネッセンス素子２５の陰極１５と駆動トランジスタ２４の画素電極４２が対向するように位置合わせし、第１基板５１と第２基板５２を圧着した状態でオーブン内に移し、オーブン内を窒素ガスでパージしながら摂氏１２０度で６０分加熱することで導電性接着剤５３を硬化させた。なお、導電性接着剤５３には第１の実施例と同じ物を用いた。
【００９２】
導電性接着剤５３が硬化した後、貼り合わされた第１基板５１と第２基板５２を、窒素置換されたグローブボックス中に移し、第１基板５１と第２基板５２の外周部にシール剤（図示せず）を塗布し、第１基板と第２基板で挟まれた空間を完全に密閉した。シール剤としては、二液性常温硬化タイプのエポキシ接着剤を用い、塗布後にグローブボックス中で一昼夜放置することで硬化させた。
【００９３】
上述のようにして得られた有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、輝度むらがなく、良好な表示性能を示した。
【００９４】
特に、前述したとおり、逆テーパ隔壁１３がカソードセパレータとスペーサーを兼ねることにより製造工程が大幅に短縮され、製造コストを下げることが出来た。
【００９５】
また、請求項９に記載したとおり、スペーサーとして機能する逆テーパ隔壁１３と有機エレクトロルミネッセンス素子２５が、第１基板５１の法線方向に重なる部分を持たないように配置してあるため、スペーサーによる有機エレクトロルミネッセンス素子２５の破壊を確実に防止出来た。
【００９６】
また、請求項１０に記載したとおり、スペーサーとして機能する逆テーパ隔壁１３と、画素回路２１を構成する素子とが、第１基板５１の法線方向に重なる部分を持たないように配置してあるため、スペーサーにより画素回路２１を構成する素子が破壊されるのを確実に防止出来た。
【００９７】
本発明に係る表示装置は、あらゆる電子機器に適用可能である。例えば、モバイル型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ビューワ、ゲーム機等の携帯情報端末、電子書籍、電子ペーパ、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、例えばアモルファスシリコン薄膜トランジスタや単結晶シリコントランジスタで駆動回路を構成する場合や、低分子型の有機エレクトロルミネッセンス素子を利用する場合にも適用可能である。
【００９９】
また、上記実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、インクジェットプリンター用ヘッド等にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０ 基板、１１ 陽極、１２ 隔壁、１３ 逆テーパ隔壁、１４ 有機発光層、１５ 陰極、１６ 封止材、１７ 封止基板、１９ 隔壁開口部、２１ 画素回路、２２ 選択トランジスタ、２３ 保持容量、２４ 駆動トランジスタ、２５ 有機エレクトロルミネッセンス素子、２６ 走査線、２７ 信号線、２８ 電源線、３２ 能動層、３３ ソース、３４ ドレイン、３５ ゲート絶縁膜、３６ ゲート電極、３８ 層間絶縁膜、４０ 電極パッド、４１ 第二層間絶縁膜、４２ 画素電極、５１ 第１基板、５２ 第２基板、５３ 導電性接着剤、５４ スペーサー、５５ 絶縁性接着剤。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学素子が形成された第１基板と、画素回路が形成された第２基板を、前記電気光学素子と前記画素回路が対向するように貼り合わせ、前記電気光学素子と前記画素回路を電気的に接続してなる電気光学装置において、前記第１基板と前記第２基板の間にスペーサーを有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは球状または円柱状の粒子であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の電気光学装置において、前記第１基板と前記第２基板は、前記スペーサーを含有する絶縁性接着剤により接合されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の電気光学装置において、前記電気光学素子と前記画素回路は導電性接着剤により接続され、前記スペーサーは前記導電性接着剤中に含有されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項４記載の電気光学装置において、前記スペーサーが導電性を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは感光性樹脂材料からなり、フォトリソグラフィーを用いて前記第１基板と前記第２基板の何れか一方あるいは両方の所定の位置に形成してあることを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは、前記第１基板上で前記電気光学素子を囲うように設けられた逆テーパ隔壁であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項２記載の電気光学装置において、前記スペーサーはプラスチックを主成分とすることを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８記載の電気光学装置において、前記スペーサーと前記電気光学素子が、前記第１基板の法線方向に重なる部分を持たないように配置してある事を特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９記載の電気光学装置において、前記画素回路を構成する素子と前記スペーサーが、前記第２基板の法線方向に重なる部分を持たないように配置してある事を特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０記載の電気光学装置において、前記画素回路は多結晶シリコン薄膜トランジスタにより構成してあることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
電気光学素子が形成された第１基板と、画素回路が形成された第２基板を、前記電気光学素子と前記画素回路が対向するように貼り合わせ、前記電気光学素子と前記画素回路を電気的に接続してなる電気光学装置において、前記第１基板と前記第２基板の間にスペーサーを有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは球状または円柱状の粒子であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の電気光学装置において、前記第１基板と前記第２基板は、前記スペーサーを含有する絶縁性接着剤により接合されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の電気光学装置において、前記電気光学素子と前記画素回路は導電性接着剤により接続され、前記スペーサーは前記導電性接着剤中に含有されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項４記載の電気光学装置において、前記スペーサーが導電性を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは感光性樹脂材料からなり、フォトリソグラフィーを用いて前記第１基板と前記第２基板の何れか一方あるいは両方の所定の位置に形成してあることを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項１記載の電気光学装置において、前記スペーサーは、前記第１基板上で前記電気光学素子を囲うように設けられた逆テーパ隔壁であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項２記載の電気光学装置において、前記スペーサーはプラスチックを主成分とすることを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８記載の電気光学装置において、前記スペーサーと前記電気光学素子が、前記第１基板の法線方向に重なる部分を持たないように配置してある事を特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９記載の電気光学装置において、前記画素回路を構成する素子と前記スペーサーが、前記第２基板の法線方向に重なる部分を持たないように配置してある事を特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０記載の電気光学装置において、前記画素回路は多結晶シリコン薄膜トランジスタにより構成してあることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２８２８３（Ｐ２０１１−２８２８３Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０５２１２（Ｐ２０１０−２０５２１２）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【分割の表示】特願２００４−１２０３２０（Ｐ２００４−１２０３２０）の分割
【原出願日】平成１６年４月１５日（２００４．４．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【分割の表示】特願２００４−１２０３２０（Ｐ２００４−１２０３２０）の分割
【原出願日】平成１６年４月１５日（２００４．４．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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