JP2009231090A - Elパネル及びelパネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ELパネル100は、画素回路のソース電極6iを露出可能とするように離間して設けられた平坦化膜12bを備えており、その離間した平坦化膜12b間に相当する第二開口部12d部分に設けられたバンク13は上面が平坦な安定した形状を有しているので、そのバンク13は、バンク13間に塗布される有機発光材料が含有される液状体を好適に塞き止めることができ、バンク13間に形成されるキャリア輸送層(正孔注入層8b、発光層8c)は安定した膜厚を有することとなって、そのキャリア輸送層の膜厚むらを低減することが可能になる。
【選択図】図5
Description
基板と、
前記基板上に設けられた電極を備える画素回路と、
前記画素回路の上方を被覆し、前記画素回路の電極部分に第一開口部が形成された第一絶縁膜と、
前記第一開口部の周囲の前記第一絶縁膜を露出するように、その第一開口部よりも幅広な第二開口部が形成された第二絶縁膜と、
前記第一開口部における前記画素回路の電極上、前記第一開口部の周囲の前記第一絶縁膜上、及び前記第二絶縁膜上を覆う第一電極と、
前記第一電極上であって、前記第二絶縁膜の前記第二開口部内に設けられた隔壁と、
前記第一電極上であって、前記隔壁間に有機発光材料が溶媒に溶解または分散された液状体が塗布されて乾燥されてなるキャリア輸送層と、
前記キャリア輸送層を覆う第二電極と、
を備えることを特徴とする。
前記隔壁は、前記第二開口部が延在する方向に沿って設けられていることを特徴とする。
前記第二絶縁膜は、前記画素回路の凹凸を抑制する平坦化膜であることを特徴とする。
基板上に形成された画素回路の上方を被覆し、前記画素回路の電極部分に第一開口部を有する第一絶縁膜を形成する工程と、
前記第一開口部及び前記第一開口部の周囲の前記第一絶縁膜を露出させるように、その第一開口部よりも幅広な第二開口部を有する第二絶縁膜を形成する工程と、
前記第一開口部における前記画素回路の電極上、前記第一開口部の周囲の前記第一絶縁膜上、及び前記第二絶縁膜上を覆う第一電極を形成する工程と、
前記第一電極上であって、前記第二絶縁膜の前記第二開口部内に隔壁を形成する工程と、
前記第一電極上であって、前記隔壁間に有機発光材料が溶媒に溶解または分散された液状体を塗布しキャリア輸送層を形成する工程と、
前記キャリア輸送層を覆う第二電極を形成する工程と、
を備えることを特徴とする。
前記隔壁は、前記第一電極上に成膜された隔壁材における前記第二絶縁膜間に相当する部分を残すパターニング後に、焼成されて形成されることを特徴とする。
つまり、このELパネルは、上面が平坦な形状の隔壁であって、有機発光材料が含有される液状体を好適に塞き止めることができる隔壁を備えるので、隔壁間に形成されるキャリア輸送層は安定した膜厚を有することとなって、膜厚むらを低減することができる。
このELパネル100には、複数の走査線2が行方向に沿って互いに略平行となるよう配列され、複数の信号線3が平面視して走査線2と略直交した列方向に沿って互いに略平行となるよう配列されている。また、隣り合う走査線2の間において、電圧供給線4が走査線2に沿って設けられている。これら各走査線2と隣接する二本の信号線3と、各電圧供給線4とによって囲われる範囲が、画素Pに相当する。ここでは、R(赤)を発光する複数の画素P,G(緑)を発光する複数の画素P、B(青)を発光する複数の画素Pが、それぞれ信号線3の配列方向に沿って並んで配列され、且つ走査線の配列方向に沿ってR(赤)を発光する画素P,G(緑)を発光する画素P,B(青)を発光する画素Pの順に配列されている。
また、ELパネル100には、信号線3に沿う方向に延在する隔壁であるバンク13が設けられている。このバンク13によって挟まれた範囲に所定のキャリア輸送層(後述する正孔注入層8b、発光層8c)が設けられて、画素Pの発光領域となる。したがって、バンク13は、R(赤),G(緑),B(青)の各色ごとに画素Pを仕切っている。
図4に示すように、スイッチトランジスタ5及び駆動トランジスタ6は、信号線3に沿うように配列され、駆動トランジスタ6のゲート−ソース間に設けられたキャパシタが配置され、駆動トランジスタ6の近傍にEL素子8が配置されている。また、走査線2と電圧供給線4の間に、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、キャパシタ7及びEL素子8が配置されている。
駆動トランジスタ6は、図5に示すように、駆動トランジスタ6は、ゲート電極6a、半導体膜6b、チャネル保護膜6d、不純物半導体膜6f,6g、ドレイン電極6h、ソース電極6i等を有するものである。スイッチトランジスタ5は、以下に詳述する駆動トランジスタ6と同様に、ゲート電極5a、半導体膜、チャネル保護膜、不純物半導体膜、ドレイン電極5h、ソース電極5i等を有するものであり、その詳細については省略する。
また、ゲート絶縁膜11には、ゲート電極5aと走査線2とが重なる領域にコンタクトホール11aが形成され、ドレイン電極5hと信号線3とが重なる領域にコンタクトホール11bが形成され、ゲート電極6aとソース電極5iとが重なる領域にコンタクトホール11cが形成されており、コンタクトホール11a〜11c内に導電性のコンタクトプラグ20a〜20cがそれぞれ埋め込まれている。このためコンタクトプラグ20aによってスイッチトランジスタ5のゲート電極5aと走査線2が電気的に導通し、コンタクトプラグ20bによってスイッチトランジスタ5のドレイン電極5hと信号線3が電気的に導通し、コンタクトプラグ20cによってスイッチトランジスタ5のソース電極5iと駆動トランジスタ6のゲート電極6aが電気的に導通する。なお、コンタクトプラグ20a〜20cを設けることなく、走査線2が直接ゲート電極5aと接触し、ドレイン電極5hが信号線3と接触し、ソース電極5iがゲート電極6aと接触してもよい。
信号線3はゲート絶縁膜11と基板10との間に形成されている。なお、図示はしないが、走査線2及び電圧供給線4はゲート絶縁膜11と層間絶縁膜12との間に形成されている。
ゲート絶縁膜11は、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。このゲート絶縁膜11上であってゲート電極6aに対応する位置に真性な半導体膜6bが形成されており、半導体膜6bがゲート絶縁膜11を挟んでゲート電極6aと相対している。
半導体膜6bは、例えば、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンからなる。また、半導体膜6bの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜6dが形成されている。このチャネル保護膜6dは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜6bの一端部の上には、不純物半導体膜6fが一部チャネル保護膜6dに重なるようにして形成されており、半導体膜6bの他端部の上には、不純物半導体膜6gが一部チャネル保護膜6dに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜6f,6gは半導体膜6bの両端側に互いに離間して形成されている。なお、不純物半導体膜6f,6gは、駆動トランジスタ6がn型トランジスタであればn型半導体であり、駆動トランジスタ6がp型トランジスタであればp型半導体となる。
不純物半導体膜6fの上には、ドレイン電極6hが形成されている。不純物半導体膜6gの上には、ソース電極6iが形成されている。ドレイン電極6h,ソース電極6iは、例えば、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなる。
チャネル保護膜6d、ドレイン電極6h及びソース電極6iの上には、絶縁性の保護膜12aと絶縁性の平坦化膜12bとからなる絶縁性の層間絶縁膜12が成膜され、チャネル保護膜6d、ドレイン電極6h及びソース電極6iが層間絶縁膜12によって被覆されている。
また、キャパシタ7の第一容量電極7aは駆動トランジスタ6のゲート電極6aと一体形成されており、キャパシタ7の第二容量電極7bは駆動トランジスタ6のソース電極6iと一体形成されており、第一容量電極7aとゲート電極6a、第二容量電極7bとソース電極6iとは、それぞれ電気的に導通している。
保護膜12aは、薄膜トランジスタ(スイッチトランジスタ5及び駆動トランジスタ6)を被覆し、画素回路における駆動トランジスタ6のソース電極6i(第二容量電極7b)部分に第一開口部12cが形成されている。そして、ソース電極6iに接続された第二容量電極7bが保護膜12aの第一開口部12cから露出している。
平坦化膜12bは、薄膜トランジスタ(スイッチトランジスタ5及び駆動トランジスタ6)の上方となる保護膜12a上に設けられており、第一開口部12cの周囲の保護膜12aが露出する第二開口部12dが形成されている。この平坦化膜12bは、凹凸のある薄膜トランジスタ(スイッチトランジスタ5及び駆動トランジスタ6)の上面を覆うことで、そのトランジスタによる凹凸を緩和し、基板10と略平行となる平坦な上面を成すようになっている。そして、平坦化膜12bの上面が、基板10と略平行となる平坦面を有することによって、平坦化膜12b上にEL素子8を好適に形成することが可能になる。
第二開口部12dは、第一開口部12c−第一開口部12cで開口されたソース電極6i(第二容量電極7b)、並びに第一開口部12cの周囲の保護膜12aが露出するよう開口している。
隣接する平坦化膜12b、12b間の互いに対向する第二開口部12d、12d間の距離は30μm〜50μmであり、後述するバンク13となる樹脂の上面が比較的平滑になる程度の距離である。平坦化膜12bの第二開口部12dの側壁は列方向に沿って延びており、平坦化膜12b、12bは、第二開口部12dによって保護膜12a上に互いに離間したストライプ状となって設けられている。
この平坦化膜12b、12b間の第二開口部12dは、平坦化膜12b、12bの上面部12e、12eに対して窪み且つ列方向に沿って長尺な溝状に設けられており、バンク13は、第二開口部12dによって形成された凹部に反射導電層9及び透明画素電極8aを介してその下部が埋設するとともにその上部が平坦化膜12bの上面部12eより突出するように列方向に配列されている。
また、バンク13は、列方向に沿って延在する両側の側壁13b、13bの位置が、バンク13の両側を挟む平坦化膜12b、12bの上面部12e、12e上に位置しないように、つまり、側壁13b、13bの位置が、バンク13を埋設する第二開口部12d、12dの内側になるように埋設されている。このため、バンク13の上面部13cは、側壁13b近傍において、平坦化膜12bの膜厚分上に突出することがなく、比較的平坦になっている。
透明画素電極8aは、反射導電層9上に積層するように形成されている。透明画素電極8aは、例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)又はカドミウム−錫酸化物(CTO)からなる。この透明画素電極8aは、反射導電層9を介して駆動トランジスタ6のソース電極6iと電気的に導通している。透明画素電極8aは、反射導電層9より一回り大きく、反射導電層9の上面及び側面を覆うように形成されている。このため、反射導電層9は、透明画素電極8aをパターニングする際のエッチャントに曝されることがないので電池反応を引き起こして浸食されることはない。
そして、反射導電層9と透明画素電極8aとからなる第一電極である画素電極は、保護膜12aの第一開口部12cにおける画素回路のソース電極6i(第二容量電極7b)と、平坦化膜12bの上面を覆っている。
発光層8cは、例えば、ポリフルオレン系発光材料やポリフェニレンビニレン系発光材料からなり、対向電極8dから供給される電子と、正孔注入層8bから注入される正孔との再結合に伴い発光する有機発光層である。
この正孔注入層8bと発光層8cとでキャリア輸送層を構成している。
この対向電極8dは全ての画素Pに共通した単一の電極であり、複数の画素Pの発光層8cなどの有機化合物膜とともに後述するバンク13を覆っている。
そして、バンク13間における画素電極上に、正孔注入層8bを構成する有機材料が含有される液状体8b0を塗布し、その液状体8b0を乾燥させ成膜させた有機化合物膜が、キャリア輸送層における正孔注入層8bとなる。さらに、バンク13間の正孔注入層8b上に、発光層8cを構成する有機材料が含有される液状体を塗布し、その液状体を乾燥させ成膜させた有機化合物膜が、キャリア輸送層における発光層8cとなる。
なお、この発光層8cとバンク13を被覆するように対向電極8dが設けられている。
全ての電圧供給線4に所定レベルの電圧が印加された状態で、走査側ドライバによって走査線2に順次オンレベルの電圧が印加されることで、これら走査線2に接続された各スイッチトランジスタ5が順次選択される。
各走査線2が選択されている時に、データ側ドライバによって階調に応じたレベルの電圧が全ての信号線3に印加されると、その選択されている走査線2に対応するスイッチトランジスタ5がオンになっていることから、その階調に応じたレベルの電圧がスイッチトランジスタ5を介して駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加される。
この駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加された電圧レベルに応じて、駆動トランジスタ6におけるソース・ドレイン電流のレベルが定まり、その電圧レベルに応じたレベルのソース・ドレイン電流が電圧供給線4から駆動トランジスタ6に流れ、EL素子8がその電流レベルに応じた明るさで発光する。
その後、その走査線2の選択が解除されると、スイッチトランジスタ5がオフとなるので、駆動トランジスタ6のゲート電極6aの電荷が閉じ込められる。なお、その閉じ込められた電荷はキャパシタ7に蓄えられることとなり、この間、駆動トランジスタ6のゲート電極6a及びソース電極6i間の電圧を保持する。
そして、EL素子8がゲート電極6a及びソース電極6i間の電圧にしたがって発光を継続するようになっている。
更に、チャネル保護膜6dと半導体膜6bを含む基板10上にCVD法等によって、不純物をドープしたシリコン層を形成するとともに所定のパターニングを行って駆動トランジスタ6の不純物半導体膜6f、6gを形成する。
また、不純物半導体膜6f、6gを含む基板10上に気相成長法等によって、例えば、アルミニウムなどのソース−ドレイン導電膜を成膜し、そのソース−ドレイン導電膜上にパターニングされたマスクを用いてエッチングして、スイッチトランジスタ5のドレイン電極5h、ソース電極5i、駆動トランジスタ6のドレイン電極6h、ソース電極6iを形成し、図7(a)に示すように、駆動トランジスタ6を形成する。なお、ソース電極6iと一体に第二容量電極7bを形成することで、キャパシタ7を形成する。
このように、この平坦化膜12b、12b間は、比較的幅の広い溝状の第二開口部12d、12dによって離間しているので、その第二開口部12dにおいて保護膜12aの第一開口部12c部分を露出させることができ、ソース電極6i(第二容量電極7b)を露出可能となっている。つまり、比較例である図10に示すように、対向する第一開口部12c、12c間より幅狭なコンタクトホール12hを形成するのではなく、第一開口部12c、12c間よりも十分広いコンタクトホールによってソース電極6i(第二容量電極7b)を露出させることができるようになっている。このため、図8(a)に示す第二開口部12d、12d間には比較的薄い保護膜12aの段差しかないため、図9(a)に示す第二開口部12d、12d間上に埋設されるバンク13の上面部13cも比較的平坦にできる。
また、平坦化膜12bは、感光性樹脂以外でも、例えば、ナガセケムテックス製SRK762を用いて成膜することができ、この場合、保護膜12a上の全面に成膜した後に、保護膜12aの第二開口部12d部分に対応する位置が開口するレジストマスクを用いてドライエッチングによって、第二開口部12dを形成する。
更に、反射導電層9上にスパッタリング法等によって、例えば、ITOなどの透明電極材料からなる透明導電膜を成膜し、図8(b)に示すように、透明画素電極8aを形成する。
そして、隔壁材13aが感光性樹脂の場合、現像、230℃で2時間焼成してパターニングされたバンク13が形成される。隔壁材13aが例えば、熱硬化性樹脂等の非感光性樹脂の場合、硬化後、フォトリソグラフィでパターニングされたレジストマスクを用いたドライエッチングによってバンク13をパターニング形成すればよい(図9(a)参照)。
更に、バンク13間の正孔注入層8b上に、発光層8cを構成する有機材料(例えば、ポリフルオレン系発光材料)が含有される液状体をノズルプリント方式で塗布し、その液状体を乾燥させ成膜させることで、図9(b)に示すように、キャリア輸送層における発光層8cを形成する。
こうしてELパネル100が製造される。
そのため、上面に深く窪んだ陥没部14bを有する隔壁材14aをパターニングすると、上面部が窪んでいるバンク14が形成されてしまうことがある。特に、隔壁材14aに生じた陥没部14bの大きさや深さ、また、バンクをパターニングする際の基準位置に応じて、形成されるバンク14の形状が異なってしまい、安定した所定形状のバンクが形成され難いという問題もある。
具体的には、歪なバンク14の形状に起因して、液状体の塗れ広がり方が異なってしまうことでキャリア輸送層に膜厚むらが生じてしまったり、各画素Pに塗布される液状体の量が異なってしまい画素Pごとのキャリア輸送層の膜厚に差が生じてしまったりする不具合が発生し、その不具合が発光むらとなって顕在化してしまうことがある。
従って、このELパネル100は、ほぼ安定した形状のバンク13を備えることができるので、バンク13間に形成されるキャリア輸送層(正孔注入層8b、発光層8c)は安定した膜厚を有することとなって、そのキャリア輸送層の膜厚むらを低減することができ、キャリア輸送層の膜厚むらに起因する発光むらを低減することができる。
6 駆動トランジスタ(画素回路)
6a ゲート電極
6i ソース電極
7 キャパシタ(画素回路)
7a 第一容量電極
7b 第二容量電極
8 EL素子
9 反射導電層(第一電極)
8a 透明画素電極(第一電極)
8b 正孔注入層(キャリア輸送層)
8c 発光層(キャリア輸送層)
8d 対向電極(第二電極)
10 基板
12 層間絶縁膜
12a 保護膜(第一絶縁膜)
12b 平坦化膜(第二絶縁膜)
12c 第一開口部
12d 第二開口部
13 バンク(隔壁)
13a 隔壁材
100 ELパネル
P 画素
Claims (5)
- 基板と、
前記基板上に設けられた電極を備える画素回路と、
前記画素回路の上方を被覆し、前記画素回路の電極部分に第一開口部が形成された第一絶縁膜と、
前記第一開口部の周囲の前記第一絶縁膜を露出するように、その第一開口部よりも幅広な第二開口部が形成された第二絶縁膜と、
前記第一開口部における前記画素回路の電極上、前記第一開口部の周囲の前記第一絶縁膜上、及び前記第二絶縁膜上を覆う第一電極と、
前記第一電極上であって、前記第二絶縁膜の前記第二開口部内に設けられた隔壁と、
前記第一電極上であって、前記隔壁間に有機発光材料が溶媒に溶解または分散された液状体が塗布されて乾燥されてなるキャリア輸送層と、
前記キャリア輸送層を覆う第二電極と、
を備えることを特徴とするELパネル。 - 前記隔壁は、前記第二開口部が延在する方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項1に記載のELパネル。
- 前記第二絶縁膜は、前記画素回路の凹凸を抑制する平坦化膜であることを特徴とする請求項1又は2に記載のELパネル。
- 基板上に形成された画素回路の上方を被覆し、前記画素回路の電極部分に第一開口部を有する第一絶縁膜を形成する工程と、
前記第一開口部及び前記第一開口部の周囲の前記第一絶縁膜を露出させるように、その第一開口部よりも幅広な第二開口部を有する第二絶縁膜を形成する工程と、
前記第一開口部における前記画素回路の電極上、前記第一開口部の周囲の前記第一絶縁膜上、及び前記第二絶縁膜上を覆う第一電極を形成する工程と、
前記第一電極上であって、前記第二絶縁膜の前記第二開口部内に隔壁を形成する工程と、
前記第一電極上であって、前記隔壁間に有機発光材料が溶媒に溶解または分散された液状体を塗布しキャリア輸送層を形成する工程と、
前記キャリア輸送層を覆う第二電極を形成する工程と、
を備えることを特徴とするELパネルの製造方法。 - 前記隔壁は、前記第一電極上に成膜された隔壁材における前記第二絶縁膜間に相当する部分を残すパターニング後に、焼成されて形成されることを特徴とする請求項4に記載のELパネルの製造方法。
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