(57)【要約】【課題】外部光取出し効率の改善と単一の駆動電圧で特性改善が図られたフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置、及びその製造方法、表示方法を提供することを目的とする。【解決手段】基板１０１上において陽極１０４及び陰極１１１の間に挟持される発光素子層１１４から成るエレクトロルミネセンス表示部が形成され、エレクトロルミネセンス表示部上において薄膜トランジスタ駆動部１１５が形成され、薄膜トランジスタ駆動部１１５によりエレクトロルミネセンス表示部は駆動され、発光光が基板１０１側から外部に放出する。  【選択図】        図１ｂ
2005283861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上において陽極及び陰極の間に挟持される発光素子層から成るエレクトロルミネセンス表示部が形成され、該エレクトロルミネセンス表示部上において駆動部が形成され、該駆動部により前記エレクトロルミネセンス表示部は駆動され、前記エレクトロルミネセンス表示部からの発光光が前記基板側から外部に放出されることを特徴とするエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２】
前記基板の表面、又は基板にカラーフィルタ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項３】
前記カラーフィルタ層の上に前記陽極が全面に形成されたことを特徴とする請求項１、２に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項４】
前記エレクトロルミネセンス表示部において前記発光素子層と陰極の間に反射層を持つことを特徴とする請求項１〜３に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項５】
前記駆動部はカバー層と駆動層とからなり、前記陰極上に駆動層が形成されていることを特徴とする請求項１〜５に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項６】
前記駆動層は、非晶質シリコン膜で形成された能動層を有していることを特徴とする請求項５に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項７】
前記駆動層は、多結晶シリコン膜で形成された能動層を有していることを特徴とする請求項５に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項８】
前記駆動層は、単結晶シリコン膜で形成された能動層を有していることを特徴とする請求項５に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項９】
前記カバー層表面に絶縁層が形成され、該絶縁層上に前記能動層が形成されたことを特徴とする請求項５〜９に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１０】
前記発光素子層は複数の発光ユニットを有しており、該発光ユニットに対応した絶縁性の凸形状窓部を前記駆動層表面に形成し、この中に陰極が形成されたことを特徴とする請求項５〜９に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１１】
前記反射層と陰極とが当接して重ねられ、接合されたことを特徴とする請求項４〜１０に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１２】
前記基板とカバー層が金属にて形成され、溶接にて封止されたことを特徴とする請求項５〜１１に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１３】
基板上において陽極及び陰極の間に挟持される発光素子層から成るエレクトロルミネセンス表示部を形成する工程と、前記エレクトロルミネセンス表示部を駆動するための駆動部を形成する工程と、前記エレクトロルミネセンス表示部と前記駆動部を接合する工程と、を備えてエレクトロルミネセンス表示装置の製造方法。
【請求項１４】
エレクトロルミネセンス表示部の駆動方式において、発光期間を一定とし、高ピーク発光表示を行い、非発光期間をなくして階調表現をすることを特徴とするエレクトロルミネセンス表示部の駆動方式。
【請求項１５】
エレクトロルミネセンス表示部の駆動方式において、発光期間を一定とし、発光開始時を高ピーク発光として表示を行い、非発光期間をなくして階調表現をすることを特徴とするエレクトロルミネセンス表示部の駆動方式。
【請求項１６】
エレクトロルミネセンス表示部の駆動方式において、輝度発光期間制御パルスを積分した信号により高ピーク発光による表示を行い、非発光期間をなくして階調表現をすることを特徴とするエレクトロルミネセンス表示部の駆動方式。
【請求項１７】
請求項１４〜１６に記載された駆動方式の何れかを用いたことを特徴とするエレクトロルミネセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置、及び製造方法、表示方法に関する。特に単一駆動電圧で、光取出し効率の改善、及び高精細度の表示部による色度特性の改善、消費電力の低減、寿命改善、更に、高輝度で高速表示に適した駆動方式の提供によるモニター、ＴＶ等に適したフルカラーの発光が得られる有機エレクトロルミネセンス表示装置、及び製造方法、表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長の異なる発光層を複数個有しているエレクトロルミネセンス駆動表示素子が考案されている。特開２００２−１６４１７０に示されている図１１と同一構造を図４に示す。厚み０．７ｍｍの透明ガラス基板１０の上にＩＴＯ（インジウム―スズ酸化物）をスパッタにより陽極１を形成し、真空蒸着装置により、ＩＴＯ陽極１の上にホール輸送層１１を形成する。このホール輸送層１１の上にホスト層「ＤＰＶＢｉ」にドーパント「ＢＣｚＶＢｉ」を１質量％ドープして蒸着して青色発光層の有機発光材料３ａを形成しその上に「Ａｌｑ３」を蒸着して電子輸送層１２を形成し、陰極２を形成する。同様にホール輸送層１１の上にホスト層「Ａｌｑ３」にドーパント「Ｃｏｕｍａｒｉｎ６」を１質量％ドープしたものを蒸着して緑色発光の有機発光材料３ｂが形成される。この上に「Ａｌｑ３」を蒸着して電子輸送層１２を形成し、陰極２を形成する。更にホール輸送層１１を形成した後、ホスト層「Ａｌｑ３」にドーパント「ＤＣＪＴＢ」を１質量％ドープしたものを蒸着して赤色発光材料３ｃを形成する。その上に「Ａｌｑ３」を蒸着して電子輸送層１２を形成し、陰極２を形成した例を示すが、各ピクセルをストライプ状に形成しているため青＋緑＋赤タイプのフルカラーエレクトロルミネセンス発光部が大きくなる問題があった。
【０００３】
又、エレクトロルミネセンスを駆動する方法として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたアクティブマトリックス方式の駆動方法が高画質な駆動方式として注目されている。これは液晶（ＬＣＤ）におけるマトリックに配置された各画素に画像駆動素子と信号蓄積素子（画素容量）とを集積し、各画素に１種の記憶動作を行わせて液晶を準スタティックに駆動する方式と似たものである。しかしながら薄膜トランジスタを用いて大画面を形成した場合、1)配線パターンの抵抗バラッキにより電源電圧のバラッキを生じる問題点があった。2)駆動用ＴＦＴのオン電流、オフ電流のバラッキにより輝度ムラ、色ムラを生じる問題点があった。3)エレクトロルミネセンス素子の製造上のバラッキにより発光効率のバラッキ、電流バラッキ、寿命バラッキがある問題があった。
【０００４】
従来、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動部を形成し、この上にエレクトロルミネセンス発光素子層を形成し、エレクトロルミネセンス発光素子層の下部に陽極、上部に陰極を形成した場合、上部の陰極「Ａｌ」により下部に光が反射されて基板側より光が放出するが、基板上の薄膜トランジスタ駆動部により光が遮蔽される問題があった。
【０００５】
又、基板上に薄膜トランジスタ駆動部を形成し、この上にエレクトロルミネセンス発光素子層を形成しエレクトロルミネセンス発光素子層の下部に陽極、上部に陰極を形成して基板より反対側に光が放出されるようにするためには、陽極をメタルとしなければならず、陰極を光透過性としなければならないため、特殊な電極材料を使用しなければならない問題があった。
【０００６】
更に、基板上に薄膜トランジスタ駆動部を形成し、この上にエレクトロルミネセンス発光素子層を形成し、エレクトロルミネセンス発光素子層の下部に陰極、上部に陽極を形成して、陰極「Ａｌ」により光が反射して基板の反対側に光が放出されるようにするためにはエレクトロルミネセンス発光素子層の形成後、スパッタにより陽極を形成しなければならないが、スパッタによりエレクトロルミネセンス発光素子層を損傷する問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１６４１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のエレクトロルミネセンス駆動表示素子において、駆動用ＴＦＴにより光が遮断され光の外部取出し効率が悪い問題があった。駆動用ＴＦＴの影響を避けるため光を反対の方向に取出す場合、特殊な電極を用いなければならない問題があった。更に駆動用ＴＦＴの影響を避けるため光を反対の方向へ取出す場合、発光層の上に陽極をスパッタで形成しなければならず発光層が損傷を受ける問題があった。又、複数の駆動電圧が必要で、発光層がストライプ構造のため精細度を上げることができない問題があった。更に、赤色の色度特性が悪く、消費電力の大きい、寿命の短い問題があった。又、駆動用ＴＦＴのオン電流が小さくオフ電流が大きいため高速表示に適さない問題も生じていた。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決し、外部光取出し効率の改善と単一の駆動電圧で特性改善が図られたフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置、及び表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のエレクトロルミネセンス表示装置は、基板上において陽極及び陰極の間に挟持される発光素子層から成るエレクトロルミネセンス表示部が形成され、該エレクトロルミネセンス表示部上において駆動部が形成され、該駆動部により前記エレクトロルミネセンス表示部は駆動され、前記エレクトロルミネセンス表示部からの発光光が前記基板側から外部に放出されることを特徴とする。
【００１０】
更には前記基板の表面、又は基板にカラーフィルタ層が形成されていることを特徴し、また前記カラーフィルタ層の上に前記陽極が全面に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明より、特殊な電極を用いることなく、また発光層に損傷を与えることなく、光の取出し効率を改善することができる。更には高精細度化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の詳細を説明する。図１（ａ）は本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置の基本的な構成を示す概略図である。図１（ａ）において基板１０１の上にカラーフィルタ１０３を形成し、この上に陽極１０４、発光素子層１１４、陰極１１１、薄膜トランジスタ駆動部１１５を形成する。
【００１３】
図１（ｂ）は本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置の表示部の構成を示す発光ユニット概略図である。
【００１４】
本発明によると図１（ｂ）においてフルカラー有機エレクトロルミネセンス発光ユニット１１６の光は「Ａｌ」反射層１１０により基板１０１側へ反射される。更に、薄膜トランジスタ駆動部１１５が発光ユニット１１６の上部に形成されるため光をさえぎることがないため発光光は基板１０１側から外部へ放出され、光取出し効率をあげることができる点に特徴がある。
【００１５】
図１（ｂ）において基板１０１は厚さ０．７ｍｍガラス基板であり、このガラス基板１０１の上に形成されたブラックストライプ１０２内に青（１０３−１）、赤（１０３−２）、緑（１０３−３）のカラーフィルタ１０３が形成される。カラーフィルタ１０３の上には表示部全面に陽極１０４が形成される。陽極１０４はＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）をスパッタして形成される。基板１０１を真空蒸着装置にセットして、フルカラー有機エレクトロルミネセンス発光ユニット１１６を蒸着行う。フルカラー有機エレクトロルミネセンス発光ユニット１１６（青色発光ユニット１１６−１、赤色発光ユニット１１６−２、緑色発光ユニット１１６−３）の上に「Ａｌ」による反射層１１０が蒸着にて形成される。反射層１１０の上には、陰極１１１、薄膜トランジスタ駆動部１１５が形成される。
【００１６】
図１（ｃ）は本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置の発光ユニットの構成を示す発光層実施例の概略図である。
【００１７】
透明陽極１０４の上に、ＮＢＰを４００Å厚に蒸着しＬＵＭＯ２．４５ｅＶ、ＨＯＭＯ５．４６ｅＶ、エネルギーバンドギャップ３．０ｅＶのホール輸送層１０５を形成する。次いで、このホール輸送層１０５の上にシャドウマスクを用いてＬＵＭＯ２．６ｅＶ、ＨＯＭＯ５．３ｅＶ、エネルギーバンドギャップ２．７ｅＶのホスト層「ＢＡｌｑ」にドーパント「Ｐｅｒｙｌｅｎｅ」を１重量％ドープしたものを、厚さ５００Å蒸着して青色発光の有機発光材料により青色発光層（１２５−１）が形成される。シャドウマスク１をずらしてホスト層「Ａｌｑ３」に赤色ドーパント「ＤＣＪＴＢ」を１重量％ドープしたものを厚さ５００Å蒸着して赤色発光層（１２５−２）が形成される。更に、シャドウマスクをずらしてＬＵＭＯ２．８５ｅＶ、ＨＯＭＯ５．６２ｅＶ、エネルギーバンドギャップ２．７７ｅＶの「Ａｌｑ」に緑色ドーパント「Ｃｏｕｍａｒｉｎ６」を１重量％ドープした緑色発光層（１２５−３）を５００Å蒸着して形成する。青色発光層（１２５−１）、赤色発光層（１２５−２）、緑色発光層（１２５−３）の上にシャドウマスクを用いて青色発光層（１２５−１）、赤色発光層（１２５−２）、緑色発光層（１２５−３）より内側となるように「Ａｌｑ３」を厚さ２００Å蒸着して電子輸送層１０６−１、１０６−２、１０６−３が形成され、この上にＮＢＰを厚さ４００Å蒸着してホール輸送層１０７−１、１０７−２、１０７−３よりなる活効率層１０８−１、１０８−２、１０８−３が形成される。シャドウマスクを用いて青色発光層（１２５−１）と活効率性層１０８−１の上にホスト層「ＢＡｌｑ」に青色ドーパント「Ｐｅｒｙｌｅｎｅ」を１重量％ドープしたものを厚さ５００Å蒸着して青色発光層（１２６−１）を形成する。シャドウマスクをずらして赤色発光層（１２５−２）と活効率層１０８−２の上に青色発光層（１２６−１）と並列にホスト層「Ａｌｑ３」に赤色ドーパント「ＤＣＪＴＢ」を１重量％ドープしたものを厚さ５００Å蒸着して赤色発光層（１２６−２）が形成される。シャドウマスクを更に，ずらして緑色発光層（１２５−３）と活効率層１０８−３の上に青色発光層（１２５−２）、赤色発光層（１２６−２）と並列にＬＵＭＯ２．８５ｅＶ、ＨＯＭＯ５．６２ｅＶ、エネルギーバンドギャップ２．７７ｅＶの「Ａｌｑ３」に緑色ドーパント「Ｃｏｕｍａｒｉｎ６」を１重量％ドープした緑色発光層（１２６−３）を５００Å形成する。青色発光層（１２５−１）と青色発光層（１２６−１）、赤色発光層（１２５−２）と赤色発光層（１２６−２）、及び緑色発光層（１２５−３）に緑発光層（１２６−３）は積層されて成り、青色発光層（１２６−１）、赤色発光層（１２６−２）、緑色発光層（１２６−３）の上には、「Ａｌｑ３」を厚さ２００Å蒸着して電子輸送層１０９を形成する。電子輸送層１０９の上にフッ化リチウム「ＬｉＦ」を厚さ５Å蒸着し、「Ａｌ」による反射層１１０を厚さ１５００Å蒸着することにより形成される。更に「Ａｌ」を厚さ１５００Å蒸着された陰極１１１が形成される。
【００１８】
本発明によると特殊な電極材を使用することがなく又、電極形成時発光層を損傷することもない。
【００１９】
ここで本実施例のエレクトロルミネセンス駆動表示部において青色発光層（１２５−１）上に青色発光層（１２６−１）との間に活効率層１０８−１を設け、青色発光層（１２５−１）と青色発光層（１２６−１）のホールと電子の再結合度を上げ、赤色発光層（１２５−２）と赤色発光層（１２６−２）との間に活効率層１０８−２を設け、赤色発光層（１２５−２）と赤色発光層（１２６−２）のホールと電子の再結合度を上げ、更に、緑色発光層（１２５−３）と緑色発光層（１２６−３）の間に活効率層１０８−３を設け、緑色発光層（１２５−３）と緑色発光層（１２６−３）のホールと電子の再結合度を上げたところに特徴がある。
【００２０】
即ち、活効率層１０８−１、活効率層１０８−２と活効率層１０８−３の巾により青色発光層（１２５−１）と青色発光層（１２６−１）、赤色発光層（１２５−２）と赤色発光層（１２６−２）、緑色発光層（１２５−３）と緑色発光層（１２６−３）の光量比を調整できる。シャドウマスクのズレがあり青色発光層（１２５−１）青色発光層（１２６−１）、赤色発光層（１２５−２）赤色発光層（１２６−２）、緑色発光層（１２５−３）緑色発光層（１２６−３）に巾方向のズレが生じても青色発光層、赤色発光層、緑色発光層の発光部は活効率層１８０−１、１０８−２、１０８−３の巾で決まるためシャドウマスクにより発光画素毎の面積、及び発光量を同一にできる。本発明の第１の実施例である図１（ｃ）において発光部の位置を発光層形成のズレと関係なくシャドウマスクによる活効率層１０８−１、１０８−２、１０８−３の位置で決めることができるため各色発光ユニット１１６−１、１１６−２、１１６−３と各カラーフィルタ１０３−１、１０３−２、１０３−３の位置を合わせることができるため白色発光ユニットで照射する場合に比べカラーフィルタ１０３−１、１０３−２、１０３−３による光吸収がないため高出力が得られる。外光をカラーフィルタ１０３−１、１０３−２、１０３−３がカットするため外光でエレクトロルミネセンス発光素子層１２５−１、１２５−２、１２５−３が発光しないためコントラストを上げることができる。赤色発光層の二層化と活効率層により赤色の色度の改善と、活効率層により発光画素の小型化ができるため高精細度化ができる。更に発光層の巾方向のズレによる影響がないため製造上の発光効率のバラッキ、電流バラツキを改善できる。
【００２１】
図１（ｃ）ではブラックストライプ１０２、カラーフィルタ１０３を基板１０１上に上側に形成した例を示したが基板１０１上に下側に形成することもできる。効果は図１（ｃ）と同様である。
【００２２】
図１（ｄ）は本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置の薄膜トランジスタ駆動部１１５の基本的な構成を示す概略図である。
【００２３】
薄膜トランジスタ駆動部１１５はカバー層１１３の上に形成された薄膜トランジスタ駆動層１１２により形成される。より詳細には、図１（ｄ）において１１３は厚さ０．７ｍｍのガラスカバー層であり、このガラスカバー層１１３の上にプラズマＣＶＤ法にて、モノシラン（ＳｉＨ４）またはジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）の熱分解を用いて処理温度３００℃程度で水素を添加して反応を促進して非晶質シリコン膜能動層１１８（膜厚５００Å）が形成される。非晶質シリコン膜能動層１１８の上にゲート絶縁層１３０をＣＶＤ法にてシリコン酸化膜により膜厚１０００Åに形成される。ゲート絶縁層１１６の上にゲート電極１２４を所定の形状にパターンニングして形成する。ゲート電極１２４はＣＶＤ法を用いて形成される。自己整合技術によりゲート電極１２４をマスクにしてホスフィンガス（ＰＨ３）またはジボランガス（Ｂ２Ｈ６）を水素ガスとの混合ガスによりイオンシャワーを照射することで特別な熱処理工程を設けることなく不純物の注入と活性化を同時に行い非晶質シリコン膜能動層１１８上にドレイン領域１２０ａ、ソース領域１１９ｂを形成する。ドレイン領域部１２０ａ、ゲート絶縁層１３０のドレインコンタクトホール１２２ａを形成し、アルミ質の金属によるドレイン電極１２３が形成される。デバイスの全面に層間絶縁膜１１７がＣＶＤ法にてシリコン酸化膜を用いて形成される。ソース領域１１９ｂとコンタクトするソースコンタクトホール１２１ｂが層間絶縁層１１７に形成され、アルミ質の金属によるソースコンタクトホール１２１ｂが有機エレクトロルミネセンス表示部の陰極１１１と接続されている。陰極１１１は「Ａｌ」を層間絶縁層１１７の上に厚さ１５００Å蒸着されて形成される。
【００２４】
図１（ｅ）は本発明に係る第２の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置の発光ユニットの別な構成を示す発光層実施例の概略図である。
【００２５】
尚，上述した第（ｃ）の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、個々では詳細な説明を省略する。
【００２６】
図１（ｅ）において基板２０１は厚さ０．７ｍｍのステンレス等による金属基板である。金属基板２０１はフォトレジスト塗布、露光、エッチングによりカラーフィルタ部を取り除く、金属基板２０１のエッチングで残った部分がブラックストライプ部２０２として機能する。金属基板２０１のエッチングで除去された部分に印刷、又はインクジェット法等によりカラーフィルタ青色（１０３−１）、カラーフィルタ赤色（１０３−２）、カラーフィルタ緑色（１０３−３）が形成される。透明陽極１０４はカラーフィルタ部１０３、及びブラックストライプ部２０２上に全面にＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）をスパッタして形成される。基板２０１を真空蒸着装置にセットして透明陽極１０４の上に各層を蒸着行う。透明陽極１０４の上は図１（ｃ）と同一の各層が形成される。
【００２７】
ここにおいて金属基板２０１により青色カラーフィルタ１０３−１，赤色カラーフィルタ１０３−２，緑色カラーフィルタ１０３−３とブラックストライプ２０２が同時に形成されたところに特徴がある。図１（ｃ）においてガラス基板１０１を省略できる。外光によりエレクトロルミネセンス発光層が発光しないためコントラストを改善できる。又、金属基板２０１のエッチングで残った部分をブラックストライプ部２０２として透明陽極１０４が全面にＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）をスパッタして形成される。金属基板２０１のブラックストライプ部２０２が透明陽極１０４に接するため透明陽極１０４の電気抵抗を下げることができるため、全面に形成された透明陽極１０４により供給される表示部全体の電源電圧のバラッキを改善できる。
【００２８】
本発明においては特殊な電極材料を使うこともなく、また電極形成方法も従来と同一である。
【００２９】
図１（ｆ）は本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置の発光層の反射層と陰極の接合実施例の概略図である。
【００３０】
尚、上述した第１（ｃ）の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、個々では詳細な説明を省略する。
【００３１】
図１（ｆ）において薄膜トランジスタ駆動層１１２−１、１１２−２、１１２−３の上にＣＶＤ法にてシリコン酸化膜によりΔ形状の窓部を持つ絶縁層１２８（１２８−１、１２８−２、１２８−３、１２８−４）が形成される。絶縁層１２８（１２８−１、１２８−２、１２８−３、１２８−４）の上に「Ａｌ」が厚さ１５００Å蒸着された陰極１１１が形成される。Δ形状の窓部を持つ絶縁層１２８の頂上部により陰極１１１は１１１−１、１１１−２、１１１−３と分離されて形成される。図１（ｂ）、（ｃ）、（ｆ）に示すように基板１０１上に形成された各発光ユニット１１６−１、１１６−２、１１６−３上に形成された電子輸送層１０９の上に「Ａｌ」を厚さ１５００Å蒸着された後エッチングにより形成された反射層１１０−１、１１０−２、１１０−３が形成される。ここにおいて真空装置の中で陰極１１１−１、１１１−２、１１１−３と反射層１１０−１、１１０−２、１１０−３が当接するように合わせ接合して形成されるところに特徴がある。陰極１１１−１、１１１−２、１１１−３と反射層１１０−１、１１０−２、１１０−３が当接するように合わせ接合して形成されるため基板１０１、２０１上にフルカラー有機エレクトロルミネセンス発光層が形成される工程と、カバー層１１３上の薄膜トランジスタ駆動層１１２が形成される工程を分けて行うことができる。各々の層をチェック後接合するため生産性を改善できる。
【００３２】
図１（ｇ）は本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置の薄膜トランジスタ駆動部の別な実施例の概略図である。
【００３３】
尚、上述した図１（ｄ）の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、個々では詳細な説明を省略する。
【００３４】
図１（ｇ）において２１３は厚さ０．７ｍｍのステンレス等の金属カバー層であり、この金属カバー層２１３の上にＣＶＤ法にてシリコン酸化膜により膜厚１０００Åの絶縁層１２９が形成される。絶縁層１２９の上にはプラズマＣＶＤ法にて、モノシラン（ＳｉＨ４）またはジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）の熱分解を用いて処理温度３００℃程度で水素を添加して反応を促進して非晶質シリコン膜１１８（膜厚５００Å）が形成される。以下図１（ｄ）と同様に形成される。非晶質シリコン膜能動層１１８の電子移動度は０．５〜１．０ｃｍ２／Ｖｓとなる。
【００３５】
ここで、本発明の実施形態の実施例である図１（ｇ）において非晶質シリコン膜能動層１１８を用いて金属カバー層２１３上の絶縁層１２９の上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２駆動層２１２が形成される点に特徴がある。
【００３６】
即ち、絶縁層１２９の上にプラズマＣＶＤ法にて、モノシラン（ＳｉＨ４）またはジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）の熱分解を用いて処理温度３００℃程度で水素を添加して反応を促進して非晶質シリコン膜能動層１１８（膜厚５００Å）が形成される。金属カバー層２１３がステンレス等の金属で形成されているため処理温度３００℃でも温度的に問題がない。更に非晶質シリコン膜能動層１１８を溶融再結晶化、又は固相成長させて多結晶シリコン膜を形成できる。具体的には非晶質シリコン膜能動層１１８にレーザーアニール法によってレーザ光を照射することにより、溶融再結晶化法は非晶質シリコン膜能動層１１８の表面だけを加熱溶融させて、再結晶化を図りながら金属カバー層２１３の温度を６００℃以下に保つ方法である。また、固相成長法は非晶質シリコン膜能動層１１８の表面だけを溶融に至らない温度まで加熱し、固相において再結晶化を図りながら金属カバー層２１３の温度を６００℃以下に保つ方法である。前記加熱方法としてはランプ光、レーザ光、電子ビームなどのエネルギービームを照射させる。
【００３７】
低温多結晶シリコン膜能動層２１８（図示せず）が形成された薄膜トランジスタ駆動部２１（図示せず）では電子移動度が１００〜３００ｃｍ２／ＶｓとなるためドライバＩＣを金属カバー層２１３上に形成できるため配線を大幅に省略できる。
【００３８】
更に、絶縁層１２９の上にＭＯＣＶＤ等を用いて、単結晶シリコン膜能動層（図示せず）がエピタキシャル成長温度７００〜８００℃で形成される。単結晶シリコン膜能動層が形成された薄膜トランジスタ駆動部では電子移動度が１０００ｃｍ２／ＶｓとなるためドライバＩＣ、及びモニター駆動回路、カラーＴＶ回路等を金属カバー層２１３の絶縁層１２９の上に形成できるため配線を大幅に省略できるとともに表示装置の薄型化、小型化、生産効率の改善、ローコスト化が可能となる。更に金属カバー層を用いるためガラスカバー層に比べサイズ的制限、温度的制限が少なくなるため大画面用薄型ＭＯＣＶＤ装置を用いて単結晶シリコン膜能動層が形成され、電子移動度が１０００ｃｍ２／Ｖｓとなるため大画面で、高速動画表示を実現できる。多結晶シリコン膜、単結晶シリコン駆動用ＴＦＴはオン電流を大きく、オフ電流を小さくすることができ、更に、オン、オフ電流のバラッキを改善できるため表示部の輝度ムラ、色ムラを改善できる。
【００３９】
本発明においては図１（ｆ）に示したようにフルカラー有機エレクトロルミネセンス発光ユニットと薄膜トランジスタ駆動部を分けて形成できるため図１（ｇ）に示したように同一のフルカラー有機エレクトロルミネセンス発光ユニットに非晶質シリコン膜能動層１１８、或は低温多結晶シリコン膜能動層、単結晶シリコン膜能動層３１８による性能に合わせた駆動層との組み合わせにより最適な表示装置、及びその製造方法を選択することができる。
【００４０】
図１（ｈ）は本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置、及びその製造方法の基本的な構成を示す外形実施例の概略図である。
【００４１】
図１（ｈ）において２０１は厚さ０．７ｍｍのステンレス等の金属基板であり、この金属基板２０１の上に厚さ０．７ｍｍのステンレス等の金属カバー層２１３を溶接にて重ね合わせ形成される。
【００４２】
ここで、本発明の実施形態の実施例である図１（ｈ）において金属基板２０１と金属カバー層２１３が溶接にて重ね合わせて形成される点に特徴がある。金属基板２０１と金属カバー層２１３が溶接にて重ね合わせて形成されることにより（１）厚さ０．７ｍｍの金属の強度を上げ、薄型のエレクトロルミネセンス表示装置を実現ができる。（２）エレクトロルミネセンス表示装置の外囲器が溶接にて重ね合わせて形成されるため耐湿性に優れ有機エレクトロルミネセンス表示部の寿命改善できる。（３）外囲器が溶接にて形成されるため加工が容易でコストダウンできる。
【００４３】
図２（ａ）、（ｂ）は従来のエレクトロルミネセンス表示方法を示す基本的な概略図である。
【００４４】
図２（ａ）に示すように従来の階調表現方法として有機エレクトロルミネセンス表示画素の輝度を制御して階調を表現していた。発光期間は１／６０秒で各画素の点灯時間は同一である。各画素の輝度を５０％、１５％、７０％として階調表現するため、階調表現に乏しく、滑らかな動画表示ができない問題があった。
【００４５】
図２（ｂ）に示すように従来の別の階調表現方法として有機エレクトロルミネセンス表示画素が発光する時間幅（発光期間）を画素毎に制御して階調を表現していた。画面上に局所的に明るい部分を形成することにより輝度を見かけ上、向上しているが有機エレクトロルミネセンス表示画素が発光しない時間（非発光期間１３１−１、１３１−２、１３１−３）は黒画面が挿入されたのと同じで発光しない時間（非発光期間１３１−１、１３１−２、１３１−３）には画素がないことになり、目の残像効果により画面全体が荒くなる問題があった。
【００４６】
図３（ａ）は本発明に係るエレクトロルミネセンス表示方法を示す基本的な概略図である。
【００４７】
図３（ａ）に示すように本発明の階調表現方法として（１）有機エレクトロルミネセンス表示素子の発光期間は１／６０秒として同一とし、（２）且つピーク輝度を１００％として発光量を制御して階調を表現することにより、画面上に局所的に明るい部分を形成することにより輝度を見かけ上向上して、（３）非発光期間を無くして、階調表現の向上と滑らかな動画表示を可能としたところに特徴がある。
【００４８】
図３（ｂ）に示すように本考案の別の表示方法として有機エレクトロルミネセンス表示画素の発光期間は１／６０秒として同一とし、且つピーク輝度１００％部分の発光中心を１／６０秒の期間中としても、発光量は０．５ｓ、０．１５ｓ、０．７ｓと図３（ａ）と同じになるため効果も図３（ａ）と同一となる。
【００４９】
以上、詳細に説明したように本発明のエレクトロルミネセンス表示装置の表示部は駆動電圧が例えばＤＣ９Ｖと単一の電圧でよいため駆動が容易で回路を省略できる。
【００５０】
更に、図１（ｃ）青色発光層（１２５−１）青色発光層（１２６−１）、赤色発光層（１２５−２）赤色発光層（１２６−２）、緑色発光層（１２５−３）緑色発光層（１２６−３）のドーピング材料を選択することにより個々の駆動電圧を下げ、全体としての駆動電圧、消費電力を下げることができる。
【００５１】
また図４に示す青色、緑色、赤色を単独で個別に発光させて白色とする場合に比べ同じ発光面積にでき、さらにストリップ状発光でなくベタで発光層を形成するため、例えば、発光巾０．５ｍｍ、ピッチ０．５ｍｍととる必要がないため発光面積を１／２に、合わせて１／２の面積で同一の発光量を得ることができるためエレクトロルミネセンス発光ユニットの小型化と高精細度化ができる。また同一電流では６つの発光層により反射層による反射、光取出し効率の改善等により約４倍の発光量を得ることができ、同一の光量では電流を１／４にできるため消費電力を大幅に低減できる。又、電流を１／４にできるため電流バラッキ、寿命バラッキを改善できる。このため従来１０ｍＡ／ｃｍ２の電流が２．５ｍＡ／ｃｍ２で同一の発光量を得ることができるため消費電力の低減と図１（ｄ）に示した非晶質シリコン膜能動層１１８によりオン電流が少なくても十分に発光素子層１１４を駆動できるため輝度ムラ、色ムラを解消し、高速表示を可能とする。薄膜トランジスタ駆動部１１５を非晶質シリコン膜能動層１１８で形成できるため工程の削減によりコストを下げることができる。又、ステンレス金属カバー層２１３の絶縁層１２９上に形成された多結晶シリコンＴＦＴ、単結晶シリコン膜ＴＦＴを用いても薄膜トランジスタ駆動部１１５を形成できる。
【００５２】
以上、説明した様に、本実施形態によれば、図１（ｃ）において構造的に発光ユット（１１６−１）青色発光層（１２５−１）青色発光層（１２６−１）、発光ユニット（１１６―２）赤色発光層（１２５−２）赤色発光層（１２６−２）、発光ユニット層（１１６−３）緑色発光層（１２５−３）緑色発光層（１２６−３）のどれかの層に集中して電圧、電流が加わることがなく、活効率層１０８−２により赤色発光の励起・エネルギーの移動が円滑に行われるため寿命をのばすことが出来る。
【００５３】
尚、ここにおいて上記呼称にて記載材料の正式名称は以下の通りである。
「ＮＢＰ」・・N，N’−Ｄｉ（（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，
Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）
「Ａｌｑ３」・・Ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）
ａｌｕｍｉｎｕｍ
「ＤＣＪＴＢ」・・（（１，１−Ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌ）−（（２，３，６，７−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−１，１，７，７−ｔｅｒｔｒａｍｅｔｈｙｌ−１Ｈ，５Ｈ−ｂｅｎｚｏ［ｉｊ］ｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎ−９−ｙｌ）ｅｔｈｅｎｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ−４−ｙｌｉｄｅｎｅ）ｐｒｏｐａｎｅｄｉｎｉｔｒｉｌｅ．
「Ｃｏｕｍａｒｉｎ６」・・（２−Ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌ）−７−（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）ｃｏｕｍａｒｉｎ．
「ＢＡｌｑ」・・（１，１’−Ｂｉｓｐｈｅｎｙｌ−４−Ｏｌａｔｏ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｐｌａｔｅ−Ｎ１，０８）Ａｌｕｍｉｎｕｍ．
活効率層１０８−１、活効率層１０８−２と活効率層１０８−３巾により青色発光層（１２５−１）青色発光層（１２６−１）、赤色発光層（１２５−２）赤色発光層（１２６−２）と、緑色発光層（１２５−３）、緑色発光層（１２６−３）の光量比を調整できる。シャドウマスクのズレがあり青色発光層（１２５−１）青色発光層（１２６−１）、赤色発光層（１２５−２）赤色発光層（１２６−２）、緑色発光層（１２５−３）、緑色発光層（１２６−３）に巾方向のズレが生じても青色発光層、赤色発光層、緑色発光層の発光部は活効率層の巾で決まるため発光画素毎の発光量を同一にできる。
【００５４】
以上、説明した様に、本実施形態によれば、図１（ｃ）、図１（ｅ）において活効率層の働きとして（１）積層された複数の発光ユニットのホールと電子の再結合率を向上する。（２）発光ユニット間に挿入することにより駆動電圧の整合をとり。（３）巾の調整により発光面積、発光量の調整ができる。（４）発光ユニット内にあるため湿度の影響が少ない。（５）表示部を並置しても活効率層どうしが接触しないため電位的に安定である。（６）位置をコントロールすることにより発光位置の調整ができるなどの特徴がある。
【００５５】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨にもとづいて種々の変形をすることが可能であり、それらは本発明の範囲から除外するものではない。
【００５６】
本発明ではｎタイプＴＦＴについて説明したがｐタイプＴＦＴをもちいても良い。又、前記駆動層の能動層の例として非晶質シリコン膜、多結晶シリコン膜、単結晶シリコン膜による例を示したがこれらを混載した能動層としてもよい。又、発光ユニットとして各カラーフィルタ層に対応した色の発光ユニットを用いた例について説明を行ったが各カラーフィルタ層に対応した白色発光ユニットを備えた表示装置でもよい。この場合図１（ｂ）に示した発光ユニット１１６−１、１１６−２、１１６−３を同時に図１（ｄ）に示す薄膜トランジスタ駆動部１１５で駆動することにより得られる。
【００５７】
又、本発明の前記基板とカバー層が金属、プラスチックで形成され、屈曲させて表示面を１８０°以上の角度で見えるようにすることもできる。  
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１ａ】本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置の基本的な構成を示す概略図である。
【図１ｂ】本発明に係る第１の実施形態の発光ユニットの概略図である。
【図１ｃ】本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置の発光ユニットの構成を示す発光層実施例の概略図である。
【図１ｄ】本発明に係る第１の実施形態の薄膜トランジスタ駆動部の概略図である。
【図１ｅ】本発明に係る第１の実施形態の発光ユニットの別な構成を示す発光層実施例の概略図である。
【図１ｆ】本発明に係る第１の実施形態の発光層の反射層と陰極の接合実施例の概略図である。
【図１ｇ】本発明に係る第１の実施形態の薄膜トランジスタ駆動部の別な実施例を示す概略図である。
【図１ｈ】本発明に係る第１の実施形態であるフルカラー有機エレクトロルミネセンス表示装置の外形実施例の概略図である。
【図２ａ】従来の表示方法を示す概略図である。
【図２ｂ】従来の他の表示方法を示す概略図である。
【図３ａ】本発明に係るフルカラー有機エレクトロルミネセス表示装置の駆動方式を示す概略図である。
【図３ｂ】本発明に係るフルカラー有機エレクトロルミネセス表示装置の他の駆動方式を示す概略図である。
【図４】従来のエレクトロルミネセンス素子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０１：基板
１０３：カラーフィルタ
１０４：陽極
１２５−１，１２５−２，１２５−３，１２６−１、１２６−２、１２６−３：発光層
１１０：反射層
１１１：陰極
１１２−１，１１２−２，１１２−３：薄膜トランジスタ駆動層
１１３：カバー層
１１４：発光素子層
１１５：薄膜トランジスタ駆動部
１１６−１，１１６−２，１１６−３：発光ユニット
１１７：層間絶縁層
１１８：非晶質シリコン膜
【図１ａ】
2005283861.tif 000003
【図１ｂ】
2005283861.tif 000004
【図１ｃ】
2005283861.tif 000005
【図１ｄ】
2005283861.tif 000006
【図１ｅ】
2005283861.tif 000007
【図１ｆ】
2005283861.tif 000008
【図１ｇ】
2005283861.tif 000009
【図１ｈ】
2005283861.tif 000010
【図２ａ】
2005283861.tif 000011
【図２ｂ】
2005283861.tif 000012
【図３ａ】
2005283861.tif 000013
【図３ｂ】
2005283861.tif 000014
【図４】
2005283861.tif 000015