JP2005512298A - Ｅｌディスプレイ装置及び該装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、基板と、基板の上に設けられる第１の電極と、第１の電極の上に設けられる第２の電極と、第１の電極の少なくとも１つの上に設けられると共に、第２の電極の２つを分離する少なくとも１つの電気絶縁性の構造体とを有する、エレクトロルミネッセントディスプレイ装置のような装置に関する。この絶縁性の構造体は、該構造体の上面から該構造体の下の第１の電極まで延在する開口を有する。本発明は、更に、このような装置を製造する方法に関する。好ましい一実施形態では、この方法は、犠牲的な構造体の使用を伴い、この犠牲的な構造体により開口が得られ、この犠牲的な構造体の上部が、それぞれの絶縁性の構造体の長さ全体に沿って延在する。
Description
本発明は、基板と、基板の上に設けられる第１の電極と、第１の電極の上に設けられる第２の電極と、第１の電極の少なくとも１つの上に設けられ、第２の電極の２つを分離させる、少なくとも１つの電気絶縁性の構造体とを有する、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイ装置のような装置に関する。本発明は、更に、このような装置を製造する方法に関する。
前述の種類のエレクトロルミネッセントディスプレイ装置は、当技術分野において知られている。このような装置の一実施例が、図１及び図２に示され、それぞれ、ＥＬ装置の断面図及び第２の電極を成膜する前の半完成のＥＬ装置の平面図を示す。この特定の装置はガラス製の透明基板１を有しており、該基板の上に、相対的に幅広の平行なストリップ、この場合、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような導電性の透明材料のアノード２が、例えば、物理的蒸着（ＰＶＤ）法によって成膜される。電気絶縁性の材料の実質的に平行なストリップ３は、アノード２の上に９０度の角度で設けられる。こうした絶縁性の構造体３は、例えば、より低い絶縁性の支持体（base，ベース）即ち支え部（foot，フット）４及び上部のリッジ５を有する。
ＥＬ材料のストリップ６は、例えば、インクジェット印刷又は真空蒸着によって、絶縁性の構造体３の間に成膜される。ＥＬストリップ６は、２つ以上の副層、例えば、下部のホール転送層、発光層、及び上部の電子転送層を有し得る。カソード層７は、ＥＬストリップ６及び絶縁性の構造体４，５の上に成膜される。これらの構造体４及び５の存在のために、カソード７はマスクを使用することなく形成されることができる。言い換えると、カソードは自動位置合わせされる。
第１の段落による装置であり、また図１及び図２に示される装置に類似する装置は、例えば、英国特許出願公開第ＧＢ２３４７０１７号公報に開示される。この特許公報の図１は、ストライプ状の態様で予め定められた間隔において離間されるアノードを備える基板を含む有機ＥＬ装置の部分側面図を示す。カソードのパターニング及び相互絶縁を達成するために、アノードは複数のリブを備えており、そのようなリブの対が、「予め決定された間隔において互いから離間されるように・・・並置される」。
上記に説明された装置のアノード及びカソードを、例えば、共通のコネクタ又はコントローラに電気的に接続することは、多大なスペースを必要とし、それゆえアクティブエリアの損失を結果としてもたらし、及び／又はかなりの大きさの装置を必要とする。
本発明の目的は、上述の装置についてよりコンパクトな設計を可能にすることにある。
この目的のために、本発明は、絶縁性の構造体が、該構造体の上面から該構造体の下の第１の電極まで延在する開口を有することを特徴とする。導電性の材料が、絶縁性の構造体の中に設けられ、及び／又は該構造体の上面にわたって設けられると共に、該構造体の下の第１の電極に接触することが好ましい。
以下により詳細に説明されるであろうが、本発明による装置は、とりわけ、第１の電極及び第２の電極を本装置の片側に位置するコントローラ又はコネクタに接続させるリードの複雑でないルーティングを可能にする。
本発明は、更に、ＥＬディスプレイ装置のような装置を製造する方法であって、絶縁性の構造体が、電気絶縁性の構造体の上面から該構造体の下の第１の電極まで延在する開口を備えることを特徴とする方法に関する。導電性の材料が、中間層及び電気絶縁性の構造体の上に成膜され、それゆえ該構造体の下の第１の電極に接触する層を形成することが好ましい。
本装置の設計に関する比較的軽微な調整、及び本装置の生産に用いられるマスクのレイアウトの設計に関する比較的軽微な調整を除いて、生産工程自体、即ち、個別の工程ステップの性質及び順序は、既存の工程から基本的に異なる必要はない。
上記導電性の材料と第１の電極との間の電気接触は、開口の壁の少なくとも一部が、基板の上面と正の角、即ち９０度を超える角度をなす場合か、又は基板の上面に平行な仮想上の平面と正の角をなす場合、強化される。
電気的に絶縁性の材料としてネガ型フォトレジストを用いることによって、負の角度をもつ外壁と、正の角度をもつ内壁、即ち上記開口の壁とを備える絶縁性の構造体を単一のマスクを用いて得ることが可能であることはほぼ確実である。
以下、本発明の複数の実施形態が概略的に示される図面を参照して本発明を説明する。
同一であるディスプレイ装置か、又は同じ機能若しくは実質的に同じ機能を果たす種々の異なるディスプレイ装置の部品は、同じ符号を付されるものとする。図１及び図２は上記に既述されている。
図３は、例えば、０．３〜０．７ｍｍの範囲の膜厚をもつガラス基板１を有する本発明によるディスプレイ装置の部分断面図を示す。実質的に平行なストリップ状のアノード２のパターンが、通例のフォトリソグラフィック工程を用いて、例えば、１００〜３００ｎｍの範囲の膜厚をもつインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような透明導電性の材料の薄膜を成膜させ、該薄膜をフォトレジストパターンを伴う一般に知られるエッジング工程にかけることによって、基板１上に設けられた。
その後、ポジ型フォトレジストのような電気絶縁性ポリマの層が、基板１及びアノード２のアセンブリ上にスピンコートされた。絶縁ストリップ４のパターンは、パターニングされたマスクによって、この層において規定された。これにより、ポリマ層の保持されるべき部分がカバーされ、カバーされない部分は紫外線照射に露光されて、上記の層は作製された。本発明によれば、絶縁ストリップ４のそれぞれについて、 好ましくは同じマスクによって、アノード２が露光された開口が備えられた。
絶縁ストリップ４を形成する工程は、ネガ型フォトレジストにより繰り返された。この目的のために、ネガ型フォトレジストの層が、これまで得られた構造体上に成膜され、他のパターニングされたマスクが、このスピンコートされた層上に配置された。このマスクは、絶縁ストリップ４の開口と部分的に又は完全に位置合わせされたホールを有するネガ型フォトレジストにおける構造体を露光させるために用いられた。このようにして、リッジ５が得られ、このリッジのいずれかの側の壁は、基板１と負の角をなすのに対して、上に述べたように生成された開口８の壁（図４）は、上記基板１及びアノード２に平行な平面と正の角をなす。
この具体的な実施形態の絶縁ストリップ４の間に、５０〜５０００Åの範囲の膜厚をもつホール転送層（ＨＴＬ）６ａと、５〜５０００Åの膜厚をもつ発光層６ｂとが成膜された。このような成膜は、例えば（ディスプレイがいわゆる有機ＬＥＤディスプレイである場合）真空蒸着又は（ディスプレイがポリマＬＥＤディスプレイである場合）インクジェット印刷によって実行されることができる。現代の印刷技法は、材料が成膜されるエリア及びアセンブリがカバーされないままのエリアにわたって正確な制御を提供する。従って、開口における材料の成膜は、容易に避けられることができる。
次に、カソード層が構造体全体にわたって成膜され、リッジ５とリッジ５の上部のリード９との間における自動位置合わせされた平行なカソード７をもたらした。リッジ５の側壁の負の角のために、リード９はカソード７から電気的に絶縁された。対照的に、開口８の壁の正の角は、リード９とアノード２との間に確実な電気接続をもたらした。
このように得られたクロスバー構成において、リード９はカソード７と平行に走り、このカソード７が終端した側と同じ側において終端した。その結果、アノードが終端した側からカソード７が終端した側へ、リードを複雑且つスペースを消費してルーティングさせる必要は無かった。更に、カソード７及びアノード２は両方とも、単一のかなり小さい（狭い）コネクタ及び本装置の片側に位置する可撓フォイル（flexfoil，フレックスフォイル）によってコントローラに接続され得る。
一般に、 各々のリード９は単一の開口８を有してもよく、そのような場合、リード９が単一の特定なアノード２に関連し、さもなければ、各々のリード９が複数の開口８を有してもよく、そのような場合、単一のリード９はアノード２の集まりを駆動させるために用いられることができることに留意されたい。リッジ５が十分に幅広い場合、例えば、１つ又は複数のリード９の中央セクションを取り除くことも可能であり、従って効果的に２つ（又は２つ以上）の平行なリード９が形成され、このようなリードは、オプションとして互い違いに配された対応する数の開口８を通して、対応する数のアノードに接続されることができる。
図５Ａ乃至図５Ｆは、開口８を形成するためのネガティブマスク及びポジティブマスクの幾つかの適切な形状を示しており、このようなマスクによってリード９とアノード２との間における電気接続が更に強化され得る。ネガ型フォトレジストが用いられる場合、上記の形状はマスクにおける開口を表す。ポジ型フォトレジストが用いられている場合、上記の形状はマスクセクション（masksection）を表す。
ネガ型フォトレジストの場合、図５Ａによる形状は６０度の３個の角を有するのに対して、図５Ｂによる形状は２７０度の４個の角を有し、これらは実質上９０度であり、９０度の８個の角を有する形状である。鋭角、即ち９０度以下の角度が、正の勾配（positive slope，ポジティブスロープ）をもつ壁をもたらすことはほぼ確実である。この効果は、おそらくフォトレジストの露光時の干渉効果及び／又は回折効果に起因しており、このことがひいては局所的な露光不足につながる可能性がある。従って、 開口８を形成するためのマスクは、複数の９０度以下の角又は２７０度以上の角を有することが好ましい。
図５Ｃ乃至図５Ｆは、適切な形状の他の実施例、即ち、それぞれ、４個、５個及び３２個の鋭角を有する星型と、１２個の代わりに２４個の鋭角を有する図５Ｂによる十字型の代替例とを示す。
リード９とアノード２との間の電気接続は、アノード２の上にポジ型フォトレジストの小さい液体粒子（droplet，ドロップレット）１０のような構造体を供給することによって、更に強化され得る。図４の線ＶＩ−ＶＩに沿って切られた断面図を示す図６に観察され得るように、このような液体粒子１０は、絶縁性の構造体５の上面とアノード２との間の段差（step，ステップ）の高さを低減し、それゆえ、リード９とこのアノード２との間の電気接続を更に改善する。上記の液体粒子１０は、絶縁性の構造体５を形成するために用いられるべきであるフォトレジストの露光時、光の反射における変化を更に生じさせる。こうした変化は、上記段差のブリッジングを更に容易にするような態様において、絶縁性の構造体５の壁の勾配及び形状に影響を与えるために利用されることが可能である。
図７は、開口８の上部、従ってリード９がリッジ５の長さ全体に沿って延在する、本発明の他の実施形態の製造における４つのステップを示す。
例えば１００ｎｍの膜厚をもつ酸化シリコンのような絶縁性の材料のストライプ４が、ストリップ状のアノード２を備える基板の上に成膜される。ストライプ４それぞれは、後に成膜されるべきであるリード９とアノード２との間における電気接続を可能にするために、ホール又は開口（図示略）を有する。
フォトレジストの犠牲的な構造体１１が、その後、ストライプ４の上に成膜され、例えば、２００ｎｍの膜厚をもつ窒化シリコンの層のような第２の絶縁性の材料の層５と、フォトレジストの厚い層１２とによってカバーされる。この層１２は作製され、層５と一緒に、犠牲的な構造体１１及びアノード２（の一部）を露光させるように、例えばプラズマエッチングによって部分的に取り除かれる。その後、フォトレジストの厚い層１２と、犠牲的な構造体１１とは、例えば、それぞれ、ストリッピング及びエッチングによって完全に取り除かれ、そのため、各々が開口又はむしろ溝（channel，チャネル）８を有するリッジ５を形成する。ホール転送層、発光層、及び電子転送層は、その後、蒸着又はインクジェット印刷によって、リッジ５の間に成膜され、カソード層が構造体全体にわたって成膜される。このカソード層は、本質的に、カソード７及びリード９を形成し、このリード９それぞれが、特定のアノード２と（絶縁性のストライプ４における上記の対応するホール又は開口を通して）接触し、カソード７と平行に走り終端する。
本発明は上記の実施形態に限定されることはなく、請求項の範囲内であれば、多くの態様において変形され得る。例えば、エレクトロルミネッセントディスプレイ装置以外にも、本発明は、例えば、マイクロ電子機械装置又は電子顕微鏡の走査において用いられることができる。
Claims (11)
- 基板と、前記基板の上に設けられる第１の電極と、前記第１の電極の上に設けられる第２の電極と、前記第１の電極の少なくとも１つの上に設けられ、前記第２の電極の２つを分離させる、少なくとも１つの電気絶縁性の構造体とを有する、エレクトロルミネッセントディスプレイ装置のような装置であって、
前記電気絶縁性の構造体が、前記構造体の上面から前記構造体の下の前記第１の電極まで延在する開口を有することを特徴とする装置。 - 導電性の材料が、前記電気絶縁性の構造体の中に設けられるか、及び／又は前記電気絶縁性の構造体の上に設けられ、前記構造体の下の前記第１の電極に接触する、請求項１に記載の装置。
- 前記開口の壁の少なくとも一部が、前記基板の上面と正の角をなすか、又は前記基板の上面に平行な仮想上の平面と正の角をなす、請求項１又は２に記載の装置。
- 複数の実質的に平行な第１の電極と、前記第１の電極と角をなす複数の実質的に平行な第２の電極と、前記第２の電極を分離させる複数の細長い実質的に平行な電気絶縁性の構造体と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられるエレクトロルミネッセント層とを有する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の装置。
- 前記導電性の材料が、少なくともいくつかの前記電気絶縁性の構造体の上部に電気リードを形成し、少なくともいくつかの前記電気リードが、単一の第１の電極に電気的に接続される、請求項４に記載の装置。
- 基板の上に第１の電極を設けるステップと、前記第１の電極の上に少なくとも１つの電気絶縁性の構造体を設けるステップと、前記第１の電極の上であって、前記電気絶縁性の構造体の近傍に中間層を設けるステップとを少なくとも有する、エレクトロルミネッセントディスプレイ装置のような装置を製造する方法であって、
前記電気絶縁性の構造体が、前記電気絶縁性の構造体の上面から前記構造体の下の前記第１の電極まで延在する開口を備えることを特徴とする方法。 - 導電性の材料が、前記中間層及び前記電気絶縁性の構造体の上に成膜され、それゆえ前記構造体の下の前記第１の電極に接触する層を形成する、請求項６に記載の方法。
- 前記開口の壁の少なくとも一部が、前記基板の上面と正の角をなすか、又は前記基板の上面に平行な仮想上の平面と正の角をなす、請求項６又は７に記載の方法。
- 前記電気絶縁性の構造体がフォトレジストを有し、該構造体及び前記開口は、前記開口が形成されるべき複数の鋭角を有するマスクによって形成される、請求項８に記載の方法。
- 前記フォトレジストが、ネガ型フォトレジストである、請求項９に記載の方法。
- 前記開口の少なくとも一部が、犠牲的な構造体によって得られる、請求項６乃至９の何れか１項に記載の方法。
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