JP2006172940A - Display and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、表示装置及び表示装置の製造方法に係り、特に、複数の自発光性素子によって構成された表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a display device and a method for manufacturing the display device, and more particularly to a method for manufacturing a display device including a plurality of self-luminous elements.
近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置が注目されている。この有機EL表示装置は、自発光性素子であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。 In recent years, organic electroluminescence (EL) display devices have attracted attention as flat display devices. Since this organic EL display device is a self-luminous element, it has a wide viewing angle, can be thinned without requiring a backlight, has low power consumption, and has a high response speed. ing.
これらの特徴から、有機EL表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機EL表示装置は、アレイ基板として陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む有機活性層を保持した有機EL素子をマトリックス状に配置することにより構成される。 Because of these characteristics, organic EL display devices are attracting attention as potential candidates for next-generation flat display devices that can replace liquid crystal display devices. Such an organic EL display device is configured by arranging organic EL elements holding an organic active layer containing an organic compound having a light emitting function between an anode and a cathode as an array substrate in a matrix.
有機EL表示装置においては、その駆動方式としてパッシブマトリクス型とアクティブマトリクス型が知られている。パッシブマトリクス型においては、両側の電極をストライプ状にパターニングさせる必要から、上側電極に沿って素子分離用スペーサおよびオーバーハング体を配置させる技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
上部電極は、通常、表示エリアにおいて、有機活性層及び隔壁の全体を覆うように配置されている。つまり、上部電極より先の工程で形成した各部は、上部電極によって覆われている。このような構成において、上部電極の一部が損傷を受けると、損傷箇所付近と他の箇所とで有機EL素子の特性が異なり、発光輝度にムラが生ずることがある。 The upper electrode is usually arranged so as to cover the entire organic active layer and partition walls in the display area. That is, each part formed in the process before the upper electrode is covered with the upper electrode. In such a configuration, when a part of the upper electrode is damaged, the characteristics of the organic EL element are different between the damaged portion and other portions, and the light emission luminance may be uneven.
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示性能を向上することができる表示装置及び表示装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a display device and a display device manufacturing method capable of improving display performance.
この発明の第1の様態による表示装置は、
マトリクス状の画素によって構成された表示エリアにおいて、
各画素を分離するとともにその上面に突起を有する隔壁と、
画素毎に配置された画素回路と、
画素回路によって駆動制御される表示素子と、を備え、
前記表示素子は、
画素毎に独立島状に配置された第1電極と、
前記第1電極上に配置された光活性層と、
各画素の前記光活性層を覆うとともに各画素周辺における前記隔壁の上面において少なくとも前記突起の一部を露出するように配置された第2電極と、
を備えたことを特徴とする。
A display device according to a first aspect of the present invention includes:
In a display area composed of matrix-like pixels,
A partition that separates each pixel and has a protrusion on its upper surface;
A pixel circuit arranged for each pixel;
A display element that is driven and controlled by a pixel circuit,
The display element is
A first electrode arranged in an independent island shape for each pixel;
A photoactive layer disposed on the first electrode;
A second electrode arranged to cover the photoactive layer of each pixel and to expose at least a part of the protrusion on the upper surface of the partition wall around each pixel;
It is provided with.
この発明の第2の様態による表示装置の製造方法は、
マトリクス状の画素によって構成された表示エリアを備えた表示装置の製造方法であって、
画素毎に独立島状の第1電極を形成する工程と、
各画素を分離するとともにその上面に突起を有する隔壁を形成する工程と、
前記第1電極上に光活性層を形成する工程と、
表示エリアにおいて各画素の前記光活性層を覆うとともに各画素周辺における前記隔壁の上面において少なくとも前記突起の一部を露出するように第2電極を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする。
The manufacturing method of the display device according to the second aspect of the present invention is as follows:
A method of manufacturing a display device having a display area constituted by matrix-like pixels,
Forming an independent island-shaped first electrode for each pixel;
Separating each pixel and forming a partition having a protrusion on its upper surface;
Forming a photoactive layer on the first electrode;
Forming a second electrode so as to cover the photoactive layer of each pixel in the display area and to expose at least a part of the protrusion on the upper surface of the partition wall around each pixel;
It is provided with.
この発明によれば、表示性能を向上することができる表示装置及び表示装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a display device and a display device manufacturing method capable of improving display performance.
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置及び表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を例にして説明する。 Hereinafter, a display device and a method of manufacturing the display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a self-luminous display device such as an organic EL (electroluminescence) display device will be described as an example of the display device.
有機EL表示装置1は、図1に示すように、画像を表示する表示エリア102を有するアレイ基板100を備えている。アレイ基板100の表示エリア102は、マトリクス状に配置された複数の画素PX(R、G、B)によって構成されている。
As shown in FIG. 1, the organic EL display device 1 includes an
また、アレイ基板100は、画素PXの行方向(すなわち図1のY方向)に沿って配置された複数の走査線Ym(m=1、2、…)と、走査線Ymと略直交する方向(すなわち図1のX方向)に沿って配置された複数の信号線Xn(n=1、2、…)と、有機EL素子40の第1電極60側に電源を供給するための電源供給線Pと、を備えている。
Further, the
さらに、アレイ基板100は、表示エリア102の外周に沿った周辺エリア104に、走査線Ymのそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路107と、信号線Xnのそれぞれに映像信号を供給する信号線駆動回路108と、を備えている。すべての走査線Ymは、走査線駆動回路107に接続されている。また、すべての信号線Xnは、信号線駆動回路108に接続されている。
Furthermore, the
各画素PX(R、G、B)は、画素回路及び画素回路によって駆動制御される表示素子を備えている。画素回路は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離しかつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ10と、画素スイッチ10を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ20と、駆動トランジスタ20のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子30とを有している。これら画素スイッチ10及び駆動トランジスタ20は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、半導体層にポリシリコンを用いている。
Each pixel PX (R, G, B) includes a pixel circuit and a display element that is driven and controlled by the pixel circuit. The pixel circuit electrically separates an on pixel and an off pixel and has a function of holding a video signal to the on pixel, and a display element based on a video signal supplied via the pixel switch 10. The driving
表示素子は、自発光素子である有機EL素子40(R、G、B)によって構成されている。すなわち、赤色画素PXRは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Rを備えている。緑色画素PXGは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Gを備えている。青色画素PXBは、主に青色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Bを備えている。
The display element is composed of organic EL elements 40 (R, G, B) which are self-luminous elements. That is, the red pixel PXR includes an
各種有機EL素子40(R、G、B)は、基本的に同一構成であり、図2に示すように、画素毎PXに独立島状に形成された第1電極60と、第1電極60に対向して配置され全画素PXに共通に形成された第2電極66と、これら第1電極60と第2電極66との間に保持された光活性層、ここでは有機活性層64と、によって構成されている。
The various organic EL elements 40 (R, G, B) have basically the same configuration. As shown in FIG. 2, the
画素スイッチ10は、ここでは走査線Ymと信号線Xnとの交差部近傍に配置されている。画素スイッチ10のゲート電極は走査線Ymに接続され、ソース電極は信号線Xnに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子30を構成する一方の電極及び駆動トランジスタ20のゲート電極に接続されている。駆動トランジスタ20のソース電極は蓄積容量素子30を構成する他方の電極及び電源供給線Pに接続され、ドレイン電極は有機EL素子40の第1電極60に接続されている。
Here, the pixel switch 10 is disposed in the vicinity of the intersection between the scanning line Ym and the signal line Xn. The pixel switch 10 has a gate electrode connected to the scanning line Ym, a source electrode connected to the signal line Xn, and a drain electrode connected to one electrode constituting the
図2に示すように、アレイ基板100は、配線基板120上に配置された複数の有機EL素子40を備えている。なお、配線基板120は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ10、駆動トランジスタ20、蓄積容量素子30、走査線駆動回路107、信号線駆動回路108、各種配線(走査線、信号線、電源供給線等)などを備えて構成されたものとする。
As shown in FIG. 2, the
有機EL素子40を構成する第1電極60は、配線基板120表面の絶縁膜(例えば平坦化層)上に配置され、陽極として機能する。
The
有機活性層62は、少なくとも発光層を含んでいる。この有機活性層62は、発光層以外の層として、例えば、各色共通に形成される正孔輸送層を備え、各色画素に形成される発光層と積層した2層構造で構成されても良いし、正孔注入層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などを含んでも良いし、またこれらを機能的に複合した層を含んでもよい。有機活性層62においては、発光層が有機系材料であればよく、発光層以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。 The organic active layer 62 includes at least a light emitting layer. The organic active layer 62 may include a hole transport layer formed in common for each color as a layer other than the light emitting layer, and may have a two-layer structure laminated with a light emitting layer formed in each color pixel. , A hole injection layer, a blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a buffer layer, and the like, or a layer in which these are functionally combined may be included. In the organic active layer 62, the light emitting layer may be an organic material, and layers other than the light emitting layer may be an inorganic material or an organic material. The light-emitting layer is formed of an organic compound having a light-emitting function that emits red, green, or blue light.
第2電極66は、有機活性層64上に各有機EL素子40に共通に配置される。この第2電極66は、電子注入機能を有する金属材料によって形成され、ここでは、例えばITO(Indium Tin Oxide:インジウム・ティン・オキサイド)やIZO(インジウム・ジンク・オキサイド)などの光透過性を有する導電材料や、バリウム(Ba)などの金属材料を用いて形成され、陰極として機能している。
The
また、アレイ基板100は、表示エリア102において、少なくとも隣接する色毎に画素RX(R、G、B)間を区画する隔壁70を備えている。隔壁70は、各色画素を分離するよう形成することが望ましく、ここでは、隔壁70は、各第1電極60の周縁に沿って格子状に配置され、第1電極60を露出する隔壁の開口形状が矩形となるよう形成されている。この隔壁70は、樹脂材料によって形成される。
In addition, the
このように構成された有機EL素子40では、第1電極60と第2電極66との間に挟持された有機活性層64にホール及び電子を注入し、これらを再結合させることにより励起子を生成し、この励起子の失活時に生じる所定波長の光放出により発光する。ここでは、このEL発光は、アレイ基板100の上面側すなわち第2電極66側から出射され、表示画面を構成する。
In the
ところで、有機EL素子40は、水分に対して弱い一面を有しているが、その水分を十分に排除することは困難である。このため、有機EL素子内の水分の分布を制御し、偏りをなくす必要があり、一般的には、有機EL素子40を気密に封止するとともに内部に吸湿剤を封入している。
Incidentally, the
一方、隔壁70によって分離された各画素の有機EL素子40は、画素毎に配置された第1電極60及び有機活性層64、及び、全画素に共通の第2電極66を備えている。この第2電極66は、通常、表示エリア102内の全域にわたって形成されたベタ膜であり、ある程度の気密性をもって画素間に配置された隔壁70の全体を覆う。
On the other hand, the
しかしながら、第2電極66の一部が損傷すると、損傷箇所付近の気密性が低下し、隔壁70に残存していた水分が発散しやすくなる。このため、損傷箇所付近では、隔壁70の残存水分が低減し、付近の有機EL素子40の劣化を抑制できる。これに対して、第2電極66によって覆われた付近では、隔壁70に残存する水分が発散しにくく、付近の有機EL素子40を劣化させる原因となる。したがって、第2電極66の損傷箇所付近と他の箇所とでは、有機EL素子40の特性に差が生じてしまい、同一の駆動電流を供給した際に発光輝度に差が生じてしまうことになる。
However, if a part of the
そこで、この実施の形態では、図2に示したように、隔壁70の上面70Tに突起71を設け、各有機EL素子40の第2電極66は、各画素の有機活性層64を覆うとともに各画素周辺における隔壁70の上面70Tにおいて少なくとも突起71の一部を露出するように配置されている。このように、積極的に隔壁70と一体の突起71に露出部分を形成したことにより、各画素を囲む隔壁70に残存していた水分が発散しやすくなる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the
このような発散現象は、表示エリア内の全画素で発生し得るため、局部的に有機EL素子の特性が変異することを抑制できる。発散した水分は、有機EL素子40とともに封入された吸湿剤により吸収される。つまり、全画素について、常に同程度の発散現象を発生し得る構造を備えたことにより、全画素での有機EL素子の特性差を低減することができ(発光輝度の差を低減することができ)、表示性能を向上することが可能となる。
Such a divergence phenomenon can occur in all the pixels in the display area, so that local variations in the characteristics of the organic EL element can be suppressed. The diffused water is absorbed by the hygroscopic agent enclosed with the
隔壁70及び第2電極66のより詳細な構造について説明する。すなわち、図2及び図5に示したように、隔壁70は、上面70Tから突出した柱状の突起71を有している。なお、図5では、簡略化のために第2電極など詳細な構成要素については省略している。隔壁70は、略台形上の断面を有しており、突起71が配置される上面70Tの幅W1は、例えば30乃至40μmである。このとき、突起71の底面の幅W2は、上面70Tの幅W1より小さく設定され、例えば5乃至6μmである。このような構成により、隔壁70の上面70T側に段差が形成される。
A more detailed structure of the
第2電極66は、隔壁70の上面70Tを含む表示エリア102内の全体にわたって形成されるが、その一部が上面70Tにおいて突起71により途切れる。つまり、突起71の一部(図2に示した例では突起71の側面71Sの一部)は、第2電極66によって覆われることなく露出する。このように、少なくとも隔壁70とつながった突起71の一部が露出することにより、隔壁70に残存していた水分を突起71を介して間接的に発散させることが可能となる。
The
また、図3に示すように、突起71は、隔壁70の上面70Tに向かって先細る逆テーパ形状であっても良い。つまり、この突起71は、その底面の幅W2がその上面71Tの幅W3より小さく設定された形状を有している。このような構成により、第2電極66は、隔壁70の上面70Tを含む表示エリア102内の全体にわたって形成されるが、その一部が上面70Tにおいて途切れる。つまり、突起71の一部(図3に示した例では突起71の側面71S)及び隔壁70の一部(図3に示した例では上面70Tの一部)は、第2電極66によって覆われることなく露出する。
As shown in FIG. 3, the
このような逆テーパ形状の突起71を採用した場合、図2に示したような形状の突起71を採用した場合と比較して、第2電極66をより途切れやすくすることができ、しかも、第2電極66から露出する露出面積を拡大できる。特に、突起71のみならず隔壁70の一部を露出することができるため、隔壁70に残存していた水分を直接的に発散させることが可能となる。
When such a reverse-tapered
隔壁70と突起71とは、同一の樹脂材料を用いて一括して形成してもよいが、隔壁70の上面70Tに部分的に突起71を形成することが困難な場合には、突起71は、隔壁70を形成する工程より後の別工程で形成しても良い。このとき、隔壁70と突起71とは異なる材料を用いて形成しても良い。
The
また突起71は柱状に限らず、画素の各行または各列に沿った長さよりも短い帯状に形成されてもよい。つまり、行方向または列方向で第2電極を分断するものでなければよく、要は、行方向または列方向で連続する箇所を有していればよい。
Further, the
次に、上述したような構成の表示装置の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the display device having the above-described configuration will be described.
まず、金属膜及び絶縁膜の成膜、パターニングなどの処理を繰り返し、縦480画素、横640×3(R、G、B)画素の合計92万画素からなる表示エリア102を有した配線基板120を用意する。そして、図4Aに示すように、配線基板120上の表示エリア102において画素毎に第1電極60を形成する。この第1電極60の形成方法については、一般的はフォトリソグラフィプロセスで形成しても良いし、第1電極のパターンを有するマスクを介したマスクスパッタ法で形成しても良い。
First, a process of forming a metal film and an insulating film, patterning, and the like are repeated, and a
続いて、図4Bに示すように、各画素を分離する隔壁70を形成する。すなわち、感光性樹脂材料例えばアクリルタイプのポジティブトーンのレジストを成膜した後に一般的なフォトリソグラフィプロセスなどでパターニングした後に、220℃で30分間の焼成処理を行う。これにより、各画素を囲むような格子状の隔壁70を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, a
続いて、図4Cに示すように、隔壁70の上面70Tに突起71を形成する。すなわち、隔壁70を形成した配線基板120の主面に感光性樹脂材料例えばアクリルタイプのポジティブトーンのレジストを成膜した後に用いて一般的なフォトリソグラフィプロセスなどでパターニングすることにより、突起71を形成する。
Subsequently, as illustrated in FIG. 4C, a
続いて、図4Dに示すように、各画素内において、第1電極60上に発光層の他にホールバッファ層などを含む有機活性層64を形成する。この有機活性層64として、高分子系材料を選択する場合には、インクジェット方式で塗布することが可能である。また、有機活性層64として、低分子系材料を選択する場合には、画素パターンを有するマスクを介した蒸着法で成膜することが可能である。
4D, an organic
このように、先に説明した隔壁70及び突起71の形成工程がフォトリソグラフィプロセスなどのウエット処理を含む場合には、有機活性層64が水分の影響によりダメージを受けないように、隔壁70及び突起71を有機活性層64より先に形成することが望ましい。なお、隔壁70及び突起71の形成工程がマスクスパッタ法などドライ処理のみの場合には、特に形成順序は問わない。
As described above, when the formation process of the
続いて、図4Eに示すように、表示エリア102において各画素の有機活性層64を覆うとともに各画素周辺における隔壁71の上面70Tにおいて少なくとも突起71の一部を露出する第2電極66を形成する。すなわち、陰極として機能する金属膜としてバリウム(Ba)を10−7Paの真空度において表示エリア102の全域に600オングストロームの膜厚に蒸着し、続けて、カバーメタルとして機能する金属膜としてアルミニウム(Al)を1500乃至3000オングストロームの膜厚で蒸着する。これら第2電極66及びカバーメタルCMは、隔壁70の上面70Tにおいて突起71によって途切れ、突起71の一部を露出する。
4E, a
一方で、アレイ基板100上の表示エリア102を封止するために、封止体の外周に沿って紫外線硬化型のシール材を塗布し、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において、アレイ基板100と封止体とを貼り合わせる。これにより、有機EL素子40は、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封入される。その後、紫外線を照射して、シール材を硬化させる。
On the other hand, in order to seal the
このようにして形成したカラー表示型アクティブマトリクス有機EL表示装置では、同一駆動電流に対して均一な発光輝度が得られ、良好な表示性能が実現できた。しかも、従来方式と比較して輝度半減時間が延び、長期間にわたって製品として十分な性能を維持できることが確認できた。 In the color display type active matrix organic EL display device thus formed, uniform light emission luminance was obtained with respect to the same drive current, and good display performance was realized. In addition, it was confirmed that the luminance half time was extended compared with the conventional method, and that sufficient performance as a product could be maintained over a long period of time.
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the gist of the invention in the stage of implementation. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
例えば、上述した実施の形態では、突起71は、隔壁70とは別の工程で形成したが、これに限らず、突起71は隔壁70の一部であって、同一材料を用いて同時に形成しても良い。
For example, in the above-described embodiment, the
1…有機EL表示装置、10…画素スイッチ、20…駆動トランジスタ、30…蓄積容量素子、40…有機EL素子、60…第1電極、64…有機活性層、66…第2電極、70…隔壁、71…突起、100…アレイ基板、102…表示エリア、120…配線基板、PX…画素、CM…カバーメタル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic EL display apparatus, 10 ... Pixel switch, 20 ... Drive transistor, 30 ... Storage capacitor element, 40 ... Organic EL element, 60 ... 1st electrode, 64 ... Organic active layer, 66 ... 2nd electrode, 70 ...
Claims (8)
各画素を分離するとともにその上面に突起を有する隔壁と、
画素毎に配置された画素回路と、
画素回路によって駆動制御される表示素子と、を備え、
前記表示素子は、
画素毎に独立島状に配置された第1電極と、
前記第1電極上に配置された光活性層と、
各画素の前記光活性層を覆うとともに各画素周辺における前記隔壁の上面において少なくとも前記突起の一部を露出するように配置された第2電極と、
を備えたことを特徴とする表示装置。 In a display area composed of matrix-like pixels,
A partition that separates each pixel and has a protrusion on its upper surface;
A pixel circuit arranged for each pixel;
A display element that is driven and controlled by a pixel circuit,
The display element is
A first electrode arranged in an independent island shape for each pixel;
A photoactive layer disposed on the first electrode;
A second electrode arranged to cover the photoactive layer of each pixel and to expose at least a part of the protrusion on the upper surface of the partition wall around each pixel;
A display device comprising:
画素毎に独立島状の第1電極を形成する工程と、
各画素を分離するとともにその上面に突起を有する隔壁を形成する工程と、
前記第1電極上に光活性層を形成する工程と、
表示エリアにおいて各画素の前記光活性層を覆うとともに各画素周辺における前記隔壁の上面において少なくとも前記突起の一部を露出するように第2電極を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。 A method of manufacturing a display device having a display area constituted by matrix-like pixels,
Forming an independent island-shaped first electrode for each pixel;
Separating each pixel and forming a partition having a protrusion on its upper surface;
Forming a photoactive layer on the first electrode;
Forming a second electrode so as to cover the photoactive layer of each pixel in the display area and to expose at least a part of the protrusion on the upper surface of the partition wall around each pixel;
A method for manufacturing a display device, comprising:
各画素の周辺を囲むような隔壁本体を形成する工程と、
隔壁本体の上面に突起を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項6に記載の表示装置の製造方法。 The step of forming the partition wall includes
Forming a partition wall body surrounding the periphery of each pixel;
And a step of forming a protrusion on the upper surface of the partition wall main body.
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- 2004-12-16 JP JP2004364733A patent/JP2006172940A/en active Pending
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