(57)【要約】【課題】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を目的とする。【解決手段】  マトリクス状の画素によって構成された表示エリア１０２において、各画素ＰＸを分離するとともにその上面７０Ｔに突起７１を有する隔壁７０と、画素ＰＸ毎に独立島状に配置された第１電極６０と、第１電極６０上に配置された有機活性層６４と、各画素ＰＸ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た第２電極６６と、を備えたことを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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表示装置。
【請求項２】
前記突起は、前記隔壁とは別の工程で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記突起は、前記隔壁の上面に向かって先細る逆テーパ形状であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光活性層は、有機活性層であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記突起は柱状であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
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表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記隔壁を形成する工程は、
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。
【請求項８】
前記突起は、樹脂材料をフォトリソグラフィプロセスによってパターニングすることにより、前記隔壁の上面に向かって先細る逆テーパ形状に形成する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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【特許文献１】特開平９−３３０７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したアレイ基板を表示エリアで切断したときの構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示したアレイ基板を表示エリアで切断したときの他の構造を概略的に示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程を説明するための図であり、第１電極を形成する工程を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程を説明するための図であり、隔壁を形成する工程を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程を説明するための図であり、突起を形成する工程を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程を説明するための図であり、有機活性層を形成する工程を示す図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程を説明するための図であり、第２電極及びカバーメタルを形成する工程を示す図である。
【図５】図５は、隔壁上に配置された突起の構造を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
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
【図１】
2006172940.tif 000003
【図２】
2006172940.tif 000004
【図３】
2006172940.tif 000005
【図４Ａ】
2006172940.tif 000006
【図４Ｂ】
2006172940.tif 000007
【図４Ｃ】
2006172940.tif 000008
【図４Ｄ】
2006172940.tif 000009
【図４Ｅ】
2006172940.tif 000010
【図５】
2006172940.tif 000011