JP4676321B2 - 有機ｅｌディスプレイ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬディスプレイに係り、特に、接着型(adhesive type)有機ＥＬディスプレイ及びその製造方法に関する。

一般に、接着型有機ＥＬディスプレイは、画素スイッチング素子、画素駆動用素子などが形成されている下板と、有機物が積層されている上板とから構成され、これら上板と下板を互いに接着して電気的に導通させることで、ディスプレイを完成する。

次に、従来技術による接着型有機ＥＬディスプレイの製作過程について説明する。

図１は、一般の接着型有機ＥＬディスプレイを示す断面図であり、薄膜トランジスタを持つ下板と有機ＥＬ素子を持つ上板とが接着されてなるディスプレイを示している。

まず、図１を参照して有機ＥＬディスプレイの下板の製造工程について説明する。

透明基板１上に、多結晶シリコンなどからなる半導体層２を形成し、該半導体層２をパターニングして薄膜トランジスタの形成される領域にのみ残す。

その後、全面にゲート絶縁膜３とゲート電極用導電膜を順に形成し、該ゲート電極用導電膜をパターニングしてゲート電極４を形成する。

続いて、ゲート電極４をマスクとして半導体層２に燐（Ｐ）のような不純物を注入し熱処理して、薄膜トランジスタのソース／ドレーン領域を形成することによって、Ｎ−ＭＯＳ薄膜トランジスタが完成する。

このときに、不純物イオンの注入していない半導体層２は、チャネル領域となる。

その後、全面に層間絶縁膜５を形成し、Ｎ−ＭＯＳ薄膜トランジスタのソース／ドレーン領域が露出されるように層間絶縁膜５とゲート絶縁膜３を選択的に除去する。

最後に、露出されたソース／ドレーン領域にそれぞれ電気的に接続されるように電極ライン６を形成することによって、下板製作を完了する。

一方、図１を参照して有機ＥＬディスプレイの上板の製造工程を説明すると、下記の通りである。

まず、透明基板７上に、ＩＴＯ、ＩＺＯのような仕事関数が高く、透明な伝導性物質からなるアノード８を形成する。

このアノード８上の一部分に、ポリイミド（polyimide）のような絶縁性物質を使って絶縁膜９を形成した後、絶縁膜９上に隔壁１０を形成する。

その後、他の絶縁物質を使って島形のスペーサー１１を画素領域に形成する。

続いて、スペーサー１１を含む全面に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などの有機物１２を順に蒸着する。

その後、電子注入層上にアルミニウムのような仕事関数の低い伝導性物質からなるカソード１３を蒸着することで、上板の製作を完了する。

このようにして製作された下板と上板を互いに組み合わせる。

このときに、上板のスペーサー１１上に形成されたカソード１３と、下板の電極ライン６とを接触させて互いに電気的に導通するようにする。

しかしながら、このように製作される接着型有機ＥＬディスプレイは、次のような問題点があった。

一般に、スペーサーは、隔壁よりも高く、スペーサーの側面角を緩やかに形成しなければならないので、その製作が難しい。

また、シャドウマスク（shadow mask）を用いて有機物を形成する際に、シャドウマスクによりスペーサーが崩れたり損傷する恐れがあった。

また、スペーサーが発光領域に形成されるので、開口率が小さくなるという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、スペーサーのない接着型有機ＥＬディスプレイ及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、工程の単純化、信頼性の向上、高い光効率を実現できる有機ＥＬディスプレイ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、薄膜トランジスタを持つ第１基板と、有機ＥＬ素子を持つと共に発光領域と非発光領域を持つ第２基板とから構成され、前記第１基板の薄膜トランジスタと前記第２基板の有機ＥＬ素子とが電気的に接続される有機ＥＬディスプレイであって、前記第２基板の前記非発光領域に形成された補助電極と、前記補助電極を包含する第２基板全面に形成された第１電極と、前記補助電極が形成された前記第１電極上に形成される少なくとも２つの隔壁と、前記隔壁の上部面の一部及び一側面を覆うように形成され前記隔壁の他側面を露出させる絶縁膜と、前記隔壁及び前記絶縁膜上部に形成され、前記発光領域の第１電極上に形成される発光層と、前記発光層の上部に形成され、前記第１基板の薄膜トランジスタと電気的に接続される第２電極とを備え、前記隔壁が、前記第２電極が形成される上部面に比較して下部面がより狭い構造物であり、前記隔壁の一側面を覆う絶縁膜は、前記補助電極上に隣接して形成された隔壁上で互いに対称に形成される。
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、薄膜トランジスタを持つ第１基板と、有機ＥＬ素子を持つ第２基板とから構成され、前記第１基板の薄膜トランジスタと前記第２基板の有機ＥＬ素子とが電気的に接続される有機ＥＬディスプレイであって、発光領域と非発光領域を持つ第２基板と、前記第２基板上に形成される第１電極と、前記非発光領域の第１電極上に形成される補助電極と、前記補助電極上に形成される隔壁と、前記隔壁の上部面の一部及び一側面を覆うように形成され前記隔壁の他側面を露出させる絶縁膜と、前記発光領域の第１電極上に形成される発光層と、前記発光層を含む第２基板の全面に形成され、前記第１基板の薄膜トランジスタと電気的に接続される第２電極とを備え、前記隔壁が、前記第２電極が形成される上部面に比較して下部面がより狭い構造物であり、前記隔壁の一側面を覆う絶縁膜は、前記補助電極上に隣接して形成された隔壁上で互いに対称に形成される。
さらに、本発明に係る有機ＥＬディスプレイ製造方法は、薄膜トランジスタを持つ第１基板と、有機ＥＬ素子を持つ第２基板とを備える有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、前記第２基板の非発光領域上に補助電極を形成する段階と、前記補助電極上部または下部を含む前記第２基板の全面に、第１電極を形成する段階と、前記補助電極の形成される領域上に、隔壁を形成する段階と、前記隔壁の上部面の一部及び一側面を覆い前記隔壁の他側面を露出させるように絶縁膜を形成する段階と、前記発光領域の第１電極上に発光層を形成する段階と、前記発光層を含む第２基板の全面に、第２電極を形成する段階と、前記第２電極を、前記第１基板の薄膜トランジスタと電気的に接続する段階とを備え、前記隔壁が、前記第２電極が形成される上部面に比較して下部面がより狭い構造物であり、前記隔壁の一側面を覆う絶縁膜は、前記補助電極上に隣接して形成された隔壁上で互いに対称に形成される。

本発明によれば、スペーサーを使用しないので、開口率が確保できるだけでなく、製造工程の単純化、信頼性の向上、光効率の向上が図られるという効果が得られる。

以下、添付の図面に基づき、本発明に係る有機ＥＬディスプレイ及びその製造方法の好適な実施形態について説明する。

図２は、本発明の第１実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。

図２に示すように、本実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイは、ａ−Ｓｉ薄膜トランジスタ３９を持つ第１基板３１と、有機ＥＬ素子を持つ第２基板３２とが接着されてなる。

そして、第１基板３１の薄膜トランジスタの電極と第２基板３２の有機ＥＬ素子の電極は、電気的に接続される。

ここで、第２基板３２上には、補助電極３５、アノードの第１電極３６、隔壁３３、絶縁膜３４、有機発光層３７、カソードの第２電極３８が形成される。

また、第２基板３２の非発光領域には少なくとも２以上の隔壁３３が形成され、隔壁３３の下部（紙面では上側部分）には第１電極３６と補助電極３５が形成される。

その後、絶縁膜３４は、隔壁３３の一部を覆うように形成される。

ここで、ある隔壁３３の一部分を覆う絶縁膜３４と、この隔壁３３と隣接する隔壁３３の一部分を覆う絶縁膜３４は、互いに対称に形成される。

すなわち、絶縁膜３４は、互いに隣接する隔壁３３が向かい合う側面と反対側の側面に形成され、互いに隣接する隔壁３３の間には有機発光層３７が形成される。

このような構造を持つ本発明の第１実施形態による有機ＥＬディスプレイの製造方法を、図４Ａ乃至図４Ｅの工程断面図を参照して説明すると、下記の通りである。

まず、図４Ａに示すように、第２基板３２の非発光領域上に補助電極３５を形成する。

ここで、補助電極３５は、導電性物質からなり、好ましくは、Ａｌ、Ｍｏ、ＡｎＮｄ合金、Ｃｒ、Ｃｕなどからなる。

次いで、図４Ｂに示すように、補助電極３５を含む第２基板３２の全面に、第１電極３６を形成する。

このときに、第１電極３６は、アノードであり、ＩＴＯ、ＩＺＯからなると好ましい。

続いて、図４Ｃに示すように、補助電極３５の形成された第１電極３６上に、少なくとも２以上の隔壁３３を形成する。

ここで、隔壁３３は、図６Ａに示すように、第２電極３８が形成される上部面（紙面では下側の面）に比べて下部面（紙面では上側の面）がより狭い構造物とすることが好ましい。

また、隔壁３３は、図６Ｂに示すように、第２電極３８が形成される上部面に比べて下部面がより狭い第１構造物５０と、第１構造物５０の下部面上に形成され、第１構造物５０の下部面よりも広い面を持つ第２構造物５１とから構成されても良い。

その後、図４Ｄに示すように、隔壁３３の一部分を覆うように絶縁膜３４を形成する。

ここで、絶縁膜３４は、互いに隣接する隔壁３３が向かい合う側面と反対側の側面に形成される。

なお、絶縁膜３４は、有機物や無機物からなり、好ましくは、ポリマーからなると良い。

特に、絶縁膜３４は、感光性ポリイミド（photosensitive Polyimide）、ポリアクリル（Polyacryl）、ノボラック（novolac）系有機絶縁膜などが好ましい。

続いて、図４Ｅに示すように、第１電極３６上に有機発光層３７を形成し、有機発光層３７を含む第２基板３２の上に、カソードの第２電極３８を形成する。

その後、第２電極３８が第１基板３１の薄膜トランジスタと電気的に接続されるように、薄膜トランジスタを持つ第１基板３１と有機ＥＬ素子を持つ第２基板３２とを組み合わせることで、有機ＥＬディスプレイの製作が完了する。

このときに、第１基板３１と第２基板３２は、密封剤（sealant）を使って合着し、第１基板３１と第２基板３２とが合着してなる有機ＥＬディスプレイの内部は、真空となる。

さらに、有機ＥＬディスプレイの内部には、水分及び酸素を吸着させるゲッター（getter）を入れても良い。

ここで、ゲッター材料としては、酸化性が非常に強いバリウムを用いることができる。

図３は、本発明の第２実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。

本発明の第２実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイは、図３に示すように、ｐ−Ｓｉ薄膜トランジスタ４０を持つ第１基板３１と、有機ＥＬ素子を持つ第２基板３２とが接着されてなる。

そして、第１基板３１の薄膜トランジスタの電極と第２基板３２の有機ＥＬ素子の電極とは、電気的に接続される。

ここで、第２基板３２上には、補助電極３５、アノードの第１電極３６、隔壁３３、絶縁膜３４、有機発光層３７、カソードの第２電極３８が形成される。

そして、第２基板３２の非発光領域には、少なくとも２以上の隔壁３３が形成され、隔壁３３の下部には島形の補助電極３５と第１電極３６が形成される。

その後、絶縁膜３４は、隔壁３３の一部分を覆うように形成される。

ここで、ある隔壁３３の一部分を覆う絶縁膜３４と、該隔壁３３と隣接する隔壁３３の一部分を覆う絶縁膜３４とは、互いに対称に形成される。

すなわち、絶縁膜３４は、互いに隣接する隔壁３３が向かい合う側面に形成され、互いに隣接する隔壁３３の間には有機発光層３７が形成されない。

このような構造を有する本発明の第２実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造方法を、図５Ａ乃至図５Ｄの工程断面図を参照して説明すると、下記の通りである。

まず、図５Ａに示すように、第２基板３２上に第１電極３６を形成し、第１電極３６の非発光領域上に島形の補助電極３５を形成する。

ここで、補助電極３５は、導電性物質からなり、好ましくは、Ａｌ、Ｍｏ、ＡｎＮｄ合金、Ｃｒ、Ｃｕなどからなると良い。

また、第１電極３６は、アノードであり、ＩＴＯ、ＩＺＯからなることが好ましい。

続いて、図５Ｂに示すように、補助電極３５上に隔壁３３を形成する。

その後、図５Ｃに示すように、隔壁３３の一部分を覆うように絶縁膜３４を形成する。

ここで、絶縁膜３４は、互いに隣接する隔壁３３が向かい合う側面に形成される。

そして、図５Ｄに示すように、発光領域の第１電極３６上に有機発光層３７を形成する。このとき、互いに隣接する隔壁３３の間には有機発光層３７を形成しない。有機発光層３７を含む第２基板３２の全面に、カソードの第２電極３８を形成する。

続いで、第２電極３８が第１基板３１の薄膜トランジスタと電気的に接続されるように、薄膜トランジスタを持つ第１基板３１と有機ＥＬ素子を持つ第２基板３２とを組み合わせることで、有機ＥＬディスプレイの製作が完了する。

以上説明してきた内容に基づいて本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であるということは、当分野で通常の知識をもつ者にとっては明らかである。したがって、本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載された内容に限定されるのではなく、特許請求の範囲によって定められるべきである。

一般の接着型有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。 本発明の第１実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。 本発明の第２実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。 本発明の第１実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第１実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第１実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第１実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第１実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第２実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第２実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第２実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第２実施形態による接着型有機ＥＬディスプレイの製造工程を示す工程断面図である。 本発明に形成される隔壁の形状を示す図である。 本発明に形成される隔壁の形状を示す図である。

符号の説明

３１ 第１基板
３２ 第２基板
３３ 隔壁
３４ 絶縁膜
３５ 補助電極
３６ 第１電極
３７ 有機発光層
３８ 第２電極
３９ ａ−Ｓｉ薄膜トランジスタ
４０ ｐ−Ｓｉ薄膜トランジスタ

Claims (11)

1. 薄膜トランジスタを持つ第１基板と、有機ＥＬ素子を持つと共に発光領域と非発光領域を持つ第２基板とから構成され、前記第１基板の薄膜トランジスタと前記第２基板の有機ＥＬ素子とが電気的に接続される有機ＥＬディスプレイであって、
   前記第２基板の前記非発光領域に形成された補助電極と、
   前記補助電極を包含する第２基板全面に形成された第１電極と、
   前記補助電極が形成された前記第１電極上に形成される少なくとも２つの隔壁と、
   前記隔壁の上部面の一部及び一側面を覆うように形成され前記隔壁の他側面を露出させる絶縁膜と、
   前記隔壁及び前記絶縁膜上部に形成され、前記発光領域の第１電極上に形成される発光層と、
   前記発光層の上部に形成され、前記第１基板の薄膜トランジスタと電気的に接続される第２電極と、
   を備え、
   前記隔壁が、前記第２電極が形成される上部面に比較して下部面がより狭い構造物であり、
   前記隔壁の一側面を覆う絶縁膜は、前記補助電極上に隣接して形成された隔壁上で互いに対称に形成される
   ことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
2. 前記第１電極がアノードであり、前記第２電極がカソードであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
3. 前記補助電極が、Ａｌ、Ｍｏ、ＡｎＮｄ合金、Ｃｒ、Ｃｕのうち少なくとも１つからなり、前記第１電極は、ＩＴＯ、ＩＺＯのうち少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
4. 前記隔壁と当該隔壁と隣接した隔壁との間の前記非発光領域には、基板／補助電極／第１電極／有機発光層／第２電極が積層された構造が形成されることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬディスプレイ。
5. 前記隔壁が、
   前記第２電極が形成される上部面に比べて下部面がより狭い第１構造物と、
   前記第１構造物の下部面側に形成され、前記第１構造物の下部面よりも広い面を持つ第２構造物と、
   から構成されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
6. 前記絶縁膜は、感光性ポリイミド（photosensitive Polyimide）、ポリアクリル（Polyacryl）、ノボラック（novolac）系有機絶縁膜のうち少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
7. 薄膜トランジスタを持つ第１基板と、有機ＥＬ素子を持つ第２基板とから構成され、前記第１基板の薄膜トランジスタと前記第２基板の有機ＥＬ素子とが電気的に接続される有機ＥＬディスプレイであって、
   発光領域と非発光領域を持つ第２基板と、
   前記第２基板上に形成される第１電極と、
   前記非発光領域の第１電極上に形成される補助電極と、
   前記補助電極上に形成される隔壁と、
   前記隔壁の上部面の一部及び一側面を覆うように形成され前記隔壁の他側面を露出させる絶縁膜と、
   前記発光領域の第１電極上に形成される発光層と、
   前記発光層を含む第２基板の全面に形成され、前記第１基板の薄膜トランジスタと電気的に接続される第２電極と、
   を備え、
   前記隔壁が、前記第２電極が形成される上部面に比較して下部面がより狭い構造物であり、
   前記隔壁の一側面を覆う絶縁膜は、前記補助電極上に隣接して形成された隔壁上で互いに対称に形成される
   ことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
8. 前記非発光領域に形成された隔壁と隔壁の間には、発光層上に第２電極が形成されることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬディスプレイ。
9. 薄膜トランジスタを持つ第１基板と、有機ＥＬ素子を持つ第２基板とを備える有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、
   前記第２基板の非発光領域上に補助電極を形成する段階と、
   前記補助電極上部または下部を含む前記第２基板の全面に、第１電極を形成する段階と、
   前記補助電極の形成される領域上に、隔壁を形成する段階と、
   前記隔壁の上部面の一部及び一側面を覆い前記隔壁の他側面を露出させるように絶縁膜を形成する段階と、
   前記発光領域の第１電極上に発光層を形成する段階と、
   前記発光層を含む第２基板の全面に、第２電極を形成する段階と、
   前記第２電極を、前記第１基板の薄膜トランジスタと電気的に接続する段階と、
   を備え、
   前記隔壁が、前記第２電極が形成される上部面に比較して下部面がより狭い構造物であり、
   前記隔壁の一側面を覆う絶縁膜は、前記補助電極上に隣接して形成された隔壁上で互いに対称に形成される
   ことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ製造方法。
10. 前記補助電極上部に第１電極を形成する場合に、前記絶縁膜は、互いに隣接する隔壁が向かい合う側面と反対側の側面に形成し、互いに隣接する隔壁の間に発光層を形成することを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬディスプレイ製造方法。
11. 前記補助電極下部に第１電極を形成する場合に、前記絶縁膜は、互いに隣接する隔壁が向かい合う側面に形成し、互いに隣接する隔壁の間には発光層を形成しないことを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬディスプレイ製造方法。

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