(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素から構成されるアクティブマトリクス方式表示装置において、
第１の基板と、
上記第１の基板の各画素に対応する領域に形成され、ソース電極とドレイン電極とチャンネル領域とを有する少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子と、
上記薄膜トランジスタ素子のソース電極とチャンネル領域とを覆うとともに、上記ドレイン電極の一部又は全部を露出させるように形成された絶縁パシベーション層と、
各画素領域において上記ドレイン電極の露出した部分に電気的に接続された低仕事関数材料層と、
第２の基板と、
上記第２の基板上に形成された導電性の高仕事関数材料層と、
上記低仕事関数材料層と上記高仕事関数材料層との間に形成された活性有機及び／又は高分子ＥＬ層とを備え、
上記低仕事関数材料層及び／又は上記高仕事関数材料層は、官能化双極子を吸着させる化学処理により修飾され、
上記修飾された低仕事関数材料層及び／又は高仕事関数材料層に付加される分子は、下記化１により表される構造を有することを特徴とするアクティブマトリクス方式表示装置。
【化１】
0004536184.tif 000012
【請求項２】
複数の画素から構成されるアクティブマトリクス方式表示装置において、
第１の基板と、
上記第１の基板の各画素に対応する領域に形成され、ソース電極とドレイン電極とチャンネル領域とを有する少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子と、
上記薄膜トランジスタ素子のソース電極とチャンネル領域とを覆うとともに、上記ドレイン電極の一部又は全部を露出させるように形成された絶縁パシベーション層と、
各画素領域において上記ドレイン電極の露出した部分に電気的に接続された低仕事関数材料層と、
第２の基板と、
上記第２の基板上に形成された導電性の高仕事関数材料層と、
上記低仕事関数材料層と上記高仕事関数材料層との間に形成された活性有機及び／又は高分子ＥＬ層とを備え、
上記低仕事関数材料層及び／又は上記高仕事関数材料層は、官能化双極子を吸着させる化学処理により修飾され、
上記修飾された低仕事関数材料層及び／又は高仕事関数材料層に付加される分子は、下記化２に示す構造を有することを特徴とするアクティブマトリクス方式表示装置。
【化２】
0004536184.tif 000013
【請求項３】
複数の画素から構成されるアクティブマトリクス方式表示装置において、
第１の基板と、
上記第１の基板の各画素に対応する領域に形成され、ソース電極とドレイン電極とチャンネル領域とを有する少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子と、
上記薄膜トランジスタ素子のソース電極とチャンネル領域とを覆うとともに、上記ドレイン電極の一部又は全部を露出させるように形成された絶縁パシベーション層と、
各画素領域において上記ドレイン電極の露出した部分に電気的に接続された低仕事関数材料層と、
第２の基板と、
上記第２の基板上に形成された導電性の高仕事関数材料層と、
上記低仕事関数材料層と上記高仕事関数材料層との間に形成された活性有機及び／又は高分子ＥＬ層とを備え、
上記低仕事関数材料層及び／又は上記高仕事関数材料層は、官能化双極子を吸着させる化学処理により修飾され、
上記修飾された低仕事関数材料層及び／又は高仕事関数材料層に付加される分子は、下記化３により表される構造を有することを特徴とするアクティブマトリクス方式表示装置。
【化３】
0004536184.tif 000014
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画素から構成され、第１の基板の各画素に対応する領域に薄膜トランジスタ素子が設けられたアクティブマトリクス方式表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機高分子エレクトロルミネセンス（ＥＬ）物質を用いた発光装置が知られている。この装置は、例えば、１９９０年発行、Ｒ・フレンド、Ａ・ホルムズ、Ｄ・ブラドレイ他著、「ネイチャー」第３４７，５３９号（R.Friend, A.Holmes,D.Bradley et al., Nature347,539（1990））に開示されている。国際特許出願ＷＯ９６／０３０１５ Ａｌ号には、これらの発光装置において特定の色彩を発光するための手法が開示されている。ここでは、共役ポリマを用いた２つの部分が個々に結合した発光素子の製造方法が提唱されている。この発光素子において、各々の高分子層に対して予めストレッチ処理などが行われる。高分子を用いた発光素子、特にダイオードは、電力消費量が少なく、また低駆動電圧で高い輝度を実現できるという利点がある。この発光装置は金属電極、ポリマ電極及び酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）を材料とする透明電極の比較的単純なサンドイッチ構造を有する。また、例えば欧州特許出願番号ＥＰ−０ ８４５ ７７０Ａｌ又は米国特許番号ＵＳ５,７４７,９２８において開示されているように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のようなアクティブマトリクスと発光高分子ＥＬ装置を組み合わせる手法が実現されている。
【０００３】
上述の発光装置は、通常、異なる仕事関数を有する２つの電極を必要とし、そのうちの少なくとも１つの電極は透明電極である。２つの電極のうち、一方の電極は正孔注入のための高仕事関数陽極（例えば、ＩＴＯ、フッ素ドープされた酸化スズ又は金）であり、他方の電極は、有機物質又は高分子物質への電子輸送のための低仕事関数陰極（例えば、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、バリウム、カルシウム）である。現在、発光素子の透明電極は、必ず、陽極であり、多くの場合、ダイオードを形成する以前に、基板上に成膜される。処理済みの基板上にスパッタリング法によりＩＴＯを成膜する手法が知られているが、このような手法により、活性高分子層又は有機質層が損傷することがある。このような発光装置は、例えば上述の国際特許出願ＷＯ９６／０３０１５ Ａｌ号において開示されているように、通常、異なる２つの層、すなわち電子輸送層及び正孔注入層を有する。また、このような発光素子は、正孔注入層と電子輸送層との間に発光層を有する場合もある。この手法は、例えば、１９９７年発行、アムステルダム、ゴードン・アンド・ブリーチ・サイエンス出版社、Ｓ・ミヤタ及びＨ・Ｓ・ナルワ編、「有機エレクトロルミネセンス物質及び装置」、Ｗ・リース著、「複合ｐ−フェニルビニライト及び酸化アゾールポリマに基づく単層及び異種層高分子発光ダイオード」(Riess,W. "Single-and Heaterolayer Polymeric Light Emitting Diodes Based on Poly(p-phenylene vinylene) and Oxdiazole Polymers" Organic electro-luminescent Materials and Devices, edited by Miyata,S. and Nalwa,H.S.,Gordon and Breach Science Publishers, Amsterdam、（1997）)に紹介されている。その他、高分子基板上に形成される可撓性を有する素子が報告されている。この高分子基板はＩＴＯ及び／又はポリアリニン等の高仕事関数電極により被膜される。この手法は、例えば、１９９２年発行、ヘーガー他著、「ネイチャー」第３５７，５３９号(Heeger et al., Nature 357,477,(1992))において、紹介されている。
【０００４】
薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴという。）を用いたアクティブマトリクス方式液晶表示装置（以下、ＴＦＴ／ＬＣＤという。）は、広く市販されており、その一例として、ノート型コンピュータが挙げられる。ＴＦＴ／ＬＣＤにおいて、各画素素子は薄膜トランジスタにより制御される。ＴＦＴ／ＬＣＤは電子機器の市場、及び、コンピュータシステム及び通信システム等の分野に広く利用されている。ＴＦＴ／ＬＣＤの市場は予想以上に成長しており、その応用分野も急速に拡大している。
【０００５】
数十万のＴＦＴから構成されるマトリクス状の配列において、１つのＴＦＴは電解効果トランジスタ（Field Effect Transistor：以下、ＦＥＴという。）及び画素電極から構成される。画素電極は、ＦＥＴのソース電極又はドレイン電極に接続されており、そのため、実効アパーチャ領域すなわち開口率はＦＥＴの大きさにより減少する。開口率はパネルの明るさを決定するため、開口率が大きいほど、表示パネルの輝度は上昇することになる。
【０００６】
１９６６年には、ワイマー（Weimer）が、表示装置用の切換素子としてのＴＦＴの利用可能性を提唱している。この手法は、例えば、１９６６年発行、ニュージャージー、プレンティス・ホール版、Ｊ・Ｔ・ウォールマーク及びＨ・ジョンソン編、Ｐ・Ｋ・ワイマー著、「電解効果トランジスタ」（Weimer,P.K.1996 Field Effect Transistors, edited by J.T.Wallmark and H.Jhonson, New Jersey, Prentice Hall）において、紹介されている。より詳細な構想は１９７１年に提唱されており、ダイオード又はトランジスタをアクティブマトリクス方式液晶表示装置の切換として用いることが論じられている。この手法は、例えば、Ｒ・フレンド他著、「サイエンス」、ホームページ、ケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー有限会社、www.cdt/bd.co.uk（R.Friend et al., Science, in press; home page, Cambridge Display Technology Ltd;www.cdt/bd.co.uk）に紹介されている。また、液晶素子コンデンサ及びコンデンサ記憶素子の併用が研究報告されている。
【０００７】
この後、水素化アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉ：Ｈという。）を用いたＴＦＴが開発され、ＴＦＴ／ＬＣＤの実現に多大な影響をもたらした。ダンディ・グループ（Dundee group）による研究報告がなされて以来、ａ−Ｓｉ：Ｈを用いたＴＦＴはＴＦＴ／ＬＣＤに適した素子として認識されてきた。この報告は、１９９５年、Ｍ・ブルーニング、Ｅ・ムーンズ、Ｄ・カーエン、Ａ・シャズナー及びＪ・ファイズ著、「ＣＨＥＭ」、第９９，８３６８号（M.Bruening, E.Moons, D.Cahen,A.Shanzer, J.Phys. Chem 99,8368 1995）に紹介されている。現在、ＴＦＴ及びＬＣＤを組み合わせた技術は大きく発展しつつあり、また、その市場は既にかなり大きなものである。
【０００８】
しかしながら、ＴＦＴ／ＬＣＤには、ＴＮ（twisted nematic）型の液晶を利用するためにＬＣＤの視野角がかなり制限され、切換は液晶自身の粘性に大きく依存するため温度により切換速度が非常に異り、また、液晶注入工程においてセルの充填に数時間も要するといった様々な問題がある。
【０００９】
上述したように、フラットパネル表示装置の携帯用電子機器への利用に対する要求は高まりつつあり、そのため、より薄く及びより軽いフラットパネル表示装置が要求されている。このような表示装置を実現するため、多結晶シリコン（以下、ｐｏｌｙ−Ｓｉという。）を材料としたＴＦＴの技術が発展しつつあり、特にシフトレジスタを一体化し、これにより接続線の数を減らしたＴＦＴパネルが提案されている。
【００１０】
最近では、ｐｏｌｙ−Ｓｉ−ＴＦＴを応用した高分子ＥＬ表示装置がケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー（Cambridge Display Technology）により報告された。また、活性駆動素子がｐｏｌｙ−Ｓｉ−ＴＦＴ又はオリゴチオフェンを用いた有機ＴＦＴであることを特徴とする、高分子ＥＬ物質を用いたアクティブマトリクス方式表示装置も報告されている。この手法は、例えば、Ｒ・フレンド他著、「サイエンス」、又はホームページ、ケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー社、www.cdt/bd.co.uk（R.Friend et al., Science, in press; homepage, Cambridge Display Technology Ltd;www.cdt/bd.co.uk）において、紹介されている。これらの研究報告によればＴＦＴはＥＬ素子の形成以前に透明基板上に設けられる。
【００１１】
また、例えば、化学吸着法又は電気化学付着法を用いて、官能化された双極子を付加することにより、金属及び半導体表面の仕事関数を変更する技術が知られている。この手法は、例えば、１９９５年、Ｍ・ブルーニング、Ｅ・ムーンズ、Ｄ・カーエン、Ａ・シャズナー及びＪ・ファイズ著、「ＣＨＥＭ」、第９９，８３６８号（M.Bruening, E.Moons, D.Cahen,A.Shanzer, J.Phys. Chem 99,8368 1995）において、紹介されている。このような修飾はＩＴＯ、ＣｄＴｅ及びＤｄＳといった物質に対して用いられてきた。修飾されたＩＴＯを有する発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下、ＬＥＤという。）素子が、報告されている。この手法は、例えば、１９９７年、F.Nuesch,L. Si-Ahmed, B.Francios, L.Zuppiroli, Adv.Mater. 9,222 において、紹介されている。分析によれば、仕事関数の変化は、付加される分子の双極子モーメント及び分子の濃度に比例し、この分子の誘電率に反比例して変化する。
【００１２】
積層は、熱及び／又は圧力の印加により２つ以上の異なる物質の必要とされる特性を１つの複合層組織に結合する手法としてよく知られている。この手法は、例えば、「ポリマー科学及び技術辞典」、第２版、８，６１７巻（Encycropediaof Polymer Science and Technology 2nd Ed., Vol.8,617 ff）において紹介されている。また、２つの物質層を積層する技術を用いて高分子光電池を製造する技術も提案されている。この技術は、Ｒ・フレンド他著、「ネイチャー」に開示されている。
【００１３】
１９９５年発行、カブレラ、Ａ・メイヤー、Ｄ・ルポ他著、「非線形光学」第９，１６１号（Cabrera, A.Meyer, D.Lupo et al. Nonlinear Optics 9,161（1995））では、電子受容体として４及び４'の位置でトリフルオロスルホン酸塩基を官能基として導入された芳香族、特にスチリル族及び電子供与体として官能基が導入されたエーテル類、トリエーテル類及びアミン類から構成される非線形光学のための２官能性材料が報告されている。これらの材料は、双極子モーメントが高く、可視光線の吸収量が低いことを特徴とする。これら電子受容体グループ及び電子供与体グループに対し、さらに例えばアルキル鎖等の官能基を導入することができ、これにより第２の官能基に対する双極子モーメントの方向を決定することもできる。これら材料を用いたＥＬ素子は、未だ報告されていない。
【００１４】
Ｄ・ブルーア他著、「Ｊ．Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍ」（D.Bloor et al, J.American Chem. Soc）では、ＴＣＮＱから得られ、２５〜３０デバイの双極子モーメントを示すいくつかの分子が報告されている。これらを材料とするＥＬ素子は、未だ報告されていない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
効率的な発光素子に必要とされる低仕事関数陰極材料は、通常、酸素及び水による酸化に対して不安定である。そのため、マトリクス方式の発光素子及び表示装置を完全に密封して水及び酸素から保護する必要がある。この密封は、例えば、米国特許出願番号５，７４７，９２８に開示される表示装置のように、高分子基板上に可撓性を有する素子を形成する必要がある場合には、きわめて困難である。この場合、素子の側面に透明で可撓性を有し且つ完全に不浸透性のバリヤ層を設ける必要があるが、このような特性を有するバリア層を形成するために最適な材料は、未だ報告されていない。
【００１６】
また、適正なコストで高解像度のカラー表示装置を製造するためには、フォトリソグラフィ処理を行う必要があるが、酸化しやすい低仕事関数陰極材料は、このフォトリソグラフィ処理に適合しない。
【００１７】
また、従来の技術において、効率的な発光素子を実現するためには、基板上に透明陽極材料層を成膜した後、有機及び／又は高分子層に陰極層を成膜する必要があった。このため、低仕事関数陰極材料を化学的処理により修飾することができず、より安定した材料を使用することもできなかった。
【００１８】
さらに、従来の有機及び／又は高分子ＥＬ素子を用いたアクティブマトリクス方式表示装置の製造方法においては、ＥＬ素子を形成する以前に、基板上に不透明のＴＦＴを形成する必要がある。この場合、ＥＬ表示装置において各画素素子はＴＦＴのような互いに異なる素子から構成されるため、各画素素子の電気的特性にばらつきが生じ、画面上の統一性を実現することが困難であるという問題点が生じる。各画素の輝度のばらつきを回避するためには、各画素内又は各画素毎に内部回路を設ける必要がある。ＴＦＴ画素内に回路を追加することにより、開口率は低下する。従来のＴＦＴを用いた表示装置製造技術では、解像度が高められ、又は表示パネルの画素数が増加するにしたがって、開口率は低下する。
【００１９】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、スクリーン上の輝度に関して高い統一性を有すると同時に高開口率を有する解像度の高いアクティブマトリクス方式表示装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明に係るアクティブマトリクス方式表示装置は、複数の画素から構成され、第１の基板と、第１の基板の各画素に対応する領域に形成され、ソース電極とドレイン電極とチャンネル領域とを有する少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子と、薄膜トランジスタ素子のソース電極とチャンネル領域とを覆うとともに、ドレイン電極の一部又は全部を露出させるように形成された絶縁パシベーション層と、各画素領域においてドレイン電極の露出した部分に電気的に接続された低仕事関数材料層と、第２の基板と、第２の基板上に形成された導電性の高仕事関数材料層と、低仕事関数材料層と高仕事関数物材料層との間に形成された活性有機及び／又は高分子ＥＬ層とを備える。そして、低仕事関数材料層及び／又は高仕事関数材料層は、官能化双極子を吸着させる化学処理により修飾され、修飾された低仕事関数材料層及び／又は高仕事関数材料層に付加される分子は、下記式により表される構造を有する。
【００２１】
【化４】
0004536184.tif 000002
【００２２】
また、本発明に係るアクティブマトリクス方式表示装置は、複数の画素から構成され、第１の基板と、第１の基板の各画素に対応する領域に形成され、ソース電極とドレイン電極とチャンネル領域とを有する少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子と、薄膜トランジスタ素子のソース電極とチャンネル領域とを覆うとともに、ドレイン電極の一部又は全部を露出させるように形成された絶縁パシベーション層と、各画素領域においてドレイン電極の露出した部分に電気的に接続された低仕事関数材料層と、第２の基板と、第２の基板上に形成された導電性の高仕事関数材料層と、低仕事関数材料層と高仕事関数物材料層との間に形成された活性有機及び／又は高分子ＥＬ層とを備える。そして、低仕事関数材料層及び／又は高仕事関数材料層は、官能化双極子を吸着させる化学処理により修飾され、修飾された低仕事関数材料層及び／又は高仕事関数材料層に付加される分子は、下記化５に示す構造を有する。
【００２３】
【化５】
0004536184.tif 000003
【００２４】
また、本発明に係るアクティブマトリクス方式表示装置は、複数の画素から構成され、第１の基板と、第１の基板の各画素に対応する領域に形成され、ソース電極とドレイン電極とチャンネル領域とを有する少なくとも１つの薄膜トランジスタ素子と、薄膜トランジスタ素子のソース電極とチャンネル領域とを覆うとともに、ドレイン電極の一部又は全部を露出させるように形成された絶縁パシベーション層と、各画素領域において上記ドレイン電極の露出した部分に電気的に接続された低仕事関数材料層と、第２の基板と、第２の基板上に形成された導電性の高仕事関数材料層と、低仕事関数材料層と高仕事関数材料層との間に形成された活性有機及び／又は高分子ＥＬ層とを備え、低仕事関数材料層及び／又は高仕事関数材料層は、官能化双極子を吸着させる化学処理により修飾され、修飾された低仕事関数材料層及び／又は高仕事関数材料層に付加される分子は、下記化６により表される構造を有することを特徴とするアクティブマトリクス方式表示装置。
【化６】
0004536184.tif 000004
【００２５】
薄膜トランジスタ（thin film transistor:ＴＦＴ）と、発光高分子（light-emitting polymer）とを組み合わせることにより、現在市販されている表示装置において問題とされる視野角の制限及び温度による反応速度の制限を改善することができる。高分子発光素子を用いた従来の表示装置では、解像度を高めると開口率が低下していたが、本発明によれば、高解像度で開口率の高い表示装置が実現される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るアクティブマトリクス方式表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
本発明を適用したアクティブマトリクス方式表示装置（以下、単に表示装置という。）の製造方法の第１の実施の形態を図１を参照して説明する。
【００２８】
まず、図１（ａ）に示すように、基板１上に、ソース電極Ｓと、ドレイン電極Ｄと、ギャップ又はチャネル領域Ｃとからなる薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴという。）２をマトリクス状に成膜する。基板１は、透明であってもよく、不透明であってもよい。基板１の材料としては、シリコンウェーハ、透明ガラス又はＰＥＴ、ポリスルホン、シクロアルケンコポリマ又はポリカーボネート等の透明な高分子材料、又は可撓性を有する合成材料等を使用できるが、これらに限定されるものではない。また、基板１の方向に放射された光を反射する反射層を基板１に設けてもよい。
【００２９】
表示装置の各画素には、１つのＴＦＴ、又は、表示装置がカラー表示装置である場合には、複数、例えば３つ又は４つのＴＦＴが割り当てられる。本発明において、ＴＦＴを形成する手法については、従来の手法と同様の手法を用いる。
【００３０】
次に、図１（ｂ）に示すように、無機絶縁物質（例えば、ＳｉＯ2）及び／又は有機絶縁物質（例えば、加硫フォトレジスト）から構成される絶縁パシベーション層３を、ソース領域、すなわちソース電極Ｓ及びギャップ、すなわちチャネル領域Ｃを覆い、かつ、ドレイン領域、すなわちドレイン電極Ｄの少なくとも一部分を露出させるように成膜する。絶縁パシベーション層３は、一般的なリソグラフィック法により形成してもよく、また、その他シャドウマスク蒸着法等により形成してもよい。
【００３１】
続いて、図１（ｃ）に示すように、例えば、真空蒸着法又はスパッタリング法を用いて、陰極層５をマトリクス状に成膜する。陰極層５はＴＦＴにより覆われている領域を覆うとともに、この表示装置における画素領域を規定する。陰極層５の材料としては、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｌｉ、Ａｇ、Ｉｎ又はこれら金属の合金を使用することができるが、これらに限定されるものではない。ここでは、フォトリソグラフィック法に対する耐性を有するＡｌ又はＡｌ合金を用いることが望ましい。
【００３２】
続いて、図１（ｄ）に示すように、酸素又は４フッ化炭素等によるドライエッチング、又は、例えばＨＮＯ3／ＣＨ3／ＣＯＯＨ／Ｈ3ＰＯ4によるウェットエッチングにより、陰極層５を各画素に対応する領域に分割し、画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎを形成する。
【００３３】
図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示すように、各画素に平坦化層４を設け、これにより陰極層５すなわち画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎの表面を平坦化するとよい。この平坦化層４は、例えば、シャドウマスクを用いて陰極物質を蒸着させるか、又は、溶液から得られる有機物質をスピンコーティングすることにより形成できる。また、同様の方法を用いて、陰極層５を成膜する前に平坦化層４を積層する事も可能である。
【００３４】
画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎを形成した後、図１（ｅ）に示すように、１又は複数の複合活性有機及び／又は高分子層６を陰極層、すなわち画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ上に形成する。複合活性有機及び／又は高分子層６の材料としては、従来より用いられている材料を用いることができる。複合活性有機及び／又は高分子層６は、スピンコーティング、トランスファープリンティング、ドクターブレード、カーテンコーティング、スロットダイコーティング又はスクリーン印刷等の手法により形成できる。
【００３５】
次に、図１（ｆ）に示すように、例えば第１の基板と同様の材料からなり、好ましくは光学的透明性を有する第２の基板８上に、例えばＩＴＯ、フッ素ドープされた酸化スズ又は金等を材料とする透明高仕事関数陽極層７を成膜する。
【００３６】
続いて、図１（ｇ）に示すように、リソグラフィ法又はエッチング法により、この透明高仕事関数陽極層７を各画素に対応する領域に分割し、画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎを形成する。なお、透明高仕事関数陽極層７の分割は、オプションであり、表示装置が高解像度を有する場合であっても、必ずしも必要ではない。
【００３７】
続いて、図１（ｈ）に示すように、透明高仕事関数陽極層７又は画素陽極７上に１又は複数の活性有機及び／又は高分子層９を成膜する。活性有機及び／又は高分子層９は、従来より用いられている材料を用いて、スピンコーティング、ドクターブレード、トランスファープリンティング、カーテンコーティング、スロットダイコーティング又はスクリーン印刷の手法により形成される。
【００３８】
上述したように、図１（ｅ）及び図１（ｈ）に示す２つの構造体は、いずれも極めて単純であり、大量生産に適している。
【００３９】
次に、図１（ｉ）に示すように、基板１側に形成された高分子層６と、基板８側に形成された高分子層９を積層し、熱及び／又は圧力を加える。ポリマは通常ガラス転移温度を有し、また、ポリマが液晶ポリマの場合、固相から液晶又は等方性状態に転移する相転移温度を有する。この相転移温度に置いて、ポリマの高分子の粘度が低下する。このようなガラス転移温度又は相転移温度による加熱と同時に、適度な圧力を加えることにより、高分子層６と高分子層９とは、物理的且つ電気的に良好に接続される。すなわち、積層の際には、高分子層６及び高分子層９の少なくともいずれか一方のガラス転移温度又は相転移温度よりも高い温度を加える必要がある。また、この積層工程の間に、又は積層工程の後に、必要に応じてデバイスを密閉する。
【００４０】
続いて、本発明に係るアクティブマトリクス方式表示装置の製造方法の第２の実施の形態を図２を参照して説明する。
【００４１】
まず、図２（ａ）に示すように、例えば、従来のＴＦＴ液晶表示装置において用いられている基板と同様の材料からなる基板１上に、ＴＦＴ２及び電極１ａをマトリクス状に成膜する。電極１ａは通常ＩＴＯを材料とし、表示装置における画素領域を規定する。基板１上にＴＦＴ２及び電極１ａを形成する手法については、例えば欧州特許出願番号ＥＰ０，８４５，７７０Ａｌに開示されている。
【００４２】
次に、図２（ｂ）に示すように、上述のようにして得られた基板上に、ＴＦＴ２を覆い、ＩＴＯから成る電極１ａの一部を覆わずに、すなわち露出させるように、絶縁パシベーション層３を成膜する。
【００４３】
次に、図２（ｃ）に示すように、陰極層５を成膜し、さらに、図２（ｄ）に示すように、陰極層５を各画素領域に分割して画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎを形成する。画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎは、ＴＦＴ２により覆われている領域を覆うとともに、この表示装置の各画素における活性領域を規定する。
【００４４】
本発明において、各画素領域は各画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎにより規定される。すなわち、この表示装置では、陰極電極が各画素の電極となる。ＴＦＴ２を構成するソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄを絶縁パシベーション層３により被膜すると同時に、ドレイン電極Ｄを画素／陰極領域５ａ、５ｂ・・・５ｎと接続する。このような構造により、解像度が高く、かつ、開口率の高い表示装置が実現できる。
【００４５】
なお、必要に応じて、陰極層５の成膜前又は後に、導電性の材料からなる平坦化層４を成膜し、陰極層５の表面を平坦化する。
【００４６】
図２（ｆ）乃至図２（ｉ）に示す製造工程は図１（ｆ）乃至図１（ｉ）を参照して説明した製造工程と基本的に同様である。すなわち、図２（ｆ）に示すように、例えば基板１と同様な材料から形成された基板８上に透明高仕事関数陽極層７を設け、さらに図２（ｇ）に示すように、必要に応じてこの透明高仕事関数陽極層７を画素に対応する領域に分割して画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎを形成する。続いて、図２（ｈ）に示すように、画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎを覆う高分子層９を成膜する。そして、この高分子層９と、基板１側の高分子層６とを積層した状態で熱及び圧力を加え、高分子層９と高分子層６を物理的及び電気的に接続する。
【００４７】
活性有機層及び／又は高分子層６、９の成膜前に、画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ及び／又は画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎに官能化双極子を吸着させる化学的修飾を行ってもよい。双極子を付加するために用いられる官能基としては、例えば、カルボン酸、ヒドロキシルアミン、チオール、ホスホン酸塩、スルホン酸塩及びアミン等がある。
【００４８】
この化学処理において、画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ及び／又は画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎに付加される分子は、これら電極層に隣接する活性有機及び／又は高分子層６，９の発光又は電荷輸送のための官能基と同じ官能基から選択するとよい。これによりこれら電極層からの電荷担体注入を最適化することができる。
【００４９】
また、修飾された画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ及び／又は画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎに付加された分子は、下記式により表される構造を有する。
【００５０】
Ｒｄ−Ｐ−Ｒａ
Ｐは下記の化７に示すπ結合を有する構造を有する。
【００５１】
【化７】
0004536184.tif 000005
【００５２】
Ｒｄは電子供与体グループを示し、Ｒａは電子受容体グループを示す。ＲｄはＮＲＲ'、ＮＲ'Ｒ''、ＯＲ'及びＳＲ'から選択される。Ｒ、Ｒ'及びＲ''は、各々、Ｈ又はＣｎＨ２ｎＲａｔｔを示し、Ｒａｔｔは、カルボン酸、ヒドロキシルアミン、チオール、ホスホン酸塩、スルホン酸塩及びアミンのいずれか１つ又はＨを示す。ｎの値は０≦ｎ≦２０であり、０≦ｎ≦１０であることが望ましい。Ｒ'及びＲ''は同じ物質であっても、異なる物質であってもよい。但し、Ｒ'及びＲ''の両方がＨであってはならない。
【００５３】
ＲａはＲａｔｔ−ＣnＨoＦp−ＳＯ2−、ＮＯ2、又はＣＯＯＲａｔｔから選択される。ｏ＋ｐ＝２ｎであり、ｎの値は、０≦ｎ≦２０であり、０≦ｎ≦１０であることが望ましい。Ｒａｔｔの一方はＨではない。
【００５４】
また、修飾された画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ及び／又は画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎに付加された分子は、下記の化８に示す構造を有する。
【００５５】
【化８】
0004536184.tif 000006
【００５６】
Ｒａｔｔ又はＲａｔｔ1はカルボン酸、ヒドロキシルアミン、チオール、ホスホン酸塩、スルホン酸塩及びアミンを示す。
【００５７】
また、修飾された画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ及び／又は画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎに付加された分子は、下記の化９に示す構造を有する。
【００５８】
【化９】
0004536184.tif 000007
【００５９】
Ｄは下記の化１０において（１）乃至（３）に示す化学組織で表される。
【００６０】
【化１０】
0004536184.tif 000008
【００６１】
Ｒ'及びＲ''は各々、Ｈ又はＣｎＨ２ｎＲａｔｔを示し、Ｒａｔｔは、カルボン酸、ヒドロキシルアミン、チオール、ホスホン酸塩、スルホン酸塩及びアミンのいずれか１つ又はＨを示す。ｎの値は０≦ｎ≦２０であり、０≦ｎ≦１０であることが望ましい。Ｒ'及びＲ''は同じ物質であっても、異なる物質であってもよいが、Ｒ'及びＲ''の両方がＨであってはならない。
【００６２】
このように、画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ及び／又は画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎを修飾した後、複合活性有機及び／又は高分子層６、９を成膜する。複合活性有機及び／又は高分子層６、９は、望ましくは、修飾された画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ及び／又は画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎに隣接して形成される。この複合活性有機及び／又は高分子層６、９の形成には、スピンコーティング、ドクターブレード、トランスファープリンティング、カーテンコーティング、スロットダイコーティング又はスクリーン印刷等の手法が用いられる。
【００６３】
このように画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ及び画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎをそれぞれ別個に積層することにより、電荷担体注入を最適化するための化学的修飾を行うことができる。有機層の上に一方の電極を直接成膜する手法では、このような化学的修飾を行うことができない。さらに、ポリマにコーティングされた積層構造を陰極側と陽極側についてそれぞれ別個に形成することにより、製造工程を簡略化でき、製造コストを削減できる。また、この手法は、密封処理を行うためのさらなる積層工程にも対応できる。
【００６４】
画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎ及び画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎの修飾、特に通常不安定な陰極とアルミニウム又はアルミニウム合金等の安定した電極材料とを置換することにより、安定した効率的な表示装置を製造することができる。従来の技術では、陰極材料の安定性と電子注入の効率のいずれか一方を犠牲にする必要があったが、本発明によれば、安定した陰極材料を用いるとともに、電子注入の効率が高い表示装置を実現できる。また、本発明によれば、密封に関する制約が緩く、構造化のための標準的なリソグラフィック処理に対応できる材料を用いた効率的な有機発光素子及び表示装置が実現できる。
【００６５】
また、積層工程を分離することにより、表示装置の不透明基板側に高解像度の表示装置に必要なＴＦＴを成膜した後に発光素子を形成することができ、これにより従来より高い開口率を有する表示装置を実現できる。
【００６６】
【実施例】
実施例１
対角寸法３．４３ｃｍ（１．３５インチ）、５１３，０００画素（１０６８×４８０）のＴＦＴパネルに、例えば、図１（ｃ）に示す陰極層５に対応する膜厚５０ｎｍのアルミニウム電極を真空蒸着法により形成した。このＴＦＴパネルをフォトレジスト膜によりコーディングし、さらに、１０-3トルの圧力下で、データライン領域及びゲートライン領域のみに対して、フォトリソグラフィック処理及び酸素によるドライエッチング処理を行った。この時のエッチング速度は、１００ｎｍ／ｍｉｎとした。
【００６７】
次に、濃度２０ミリグラム／ミリリットルでＰ−キシレン中に溶解させた分子量４０００のポリオクチルフルオレンを上述のようにして得た基板上にスピンコーティングした。スピンコーティングは１００ｒｐｍで４秒間、３０００ｒｐｍで３０秒間行い、図１（ｄ）に示す画素陰極５ａ、５ｂ等に対応するアルミニウム電極上に膜厚７０ｎｍの複合活性有機及び／又は高分子層６を成膜した。
【００６８】
厚さ０．７ミリメートルのコーンニング７０５９ガラスを用いた基板８上に、ＩＴＯを材料とする膜厚５０ｎｍの陽極層７を成膜した。さらにリソグラフィック技術を用いて、陽極層７を画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎに分割した。この上にポリオクチルフルオレンを材料とする膜厚７０ｎｍの複合活性有機及び／又は高分子層９を成膜した。
【００６９】
次に、図１（ｅ）に示す基板を温度１８０度のホットプレート上に載置し、３分間同温度で放置した。さらに、図１（ｈ）に示す基板を、複合活性有機及び／又は高分子層６及び９を対向させて重ね合わせ、３分間加熱した。そして、この温度を保ったままの状態で、重ね合わされた両基板に対し、１ｋｇ重の圧力を加えた。
【００７０】
上述の熱及び圧力を１０分間加えた後、装置全体を０．５℃／ｍｉｎの速度で冷却した。
【００７１】
そして、積層した素子を水分及び酸素から保護するために、エポキシ樹脂により密封した。
【００７２】
以上の手順により、輝度１０Ｃｄ／ｍ2、駆動電圧１５ボルト以下、対角寸法３．４３ｃｍ（１．３５インチ）、５１３，０００画素（１０６８×４８０）のＴＦＴ／ＬＣＤ表示装置が得られた。
【００７３】
実施例２
図３（ａ）〜（ｊ）に示すように、実施例１の手順を以下のように変更し、ＴＦＴ／ＬＣＤ表示装置を製造した。
【００７４】
図３（ｄ）に示す画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎに対応するアルミニウム電極のエッチング工程と図３（ｆ）に示すポリオクチルフルオレンを材料とした複合活性有機及び／又は高分子層６の成膜工程との間に、図３（ｅ）に示すように、ＴＦＴパネルを下記の化１１に示す化学組成を有する、アセトニトリルとエチルアルコールを混合した濃度５ｍｇ／ｍｌの溶媒を入れたビーカ１０に５分間浸した。
【００７５】
【化１１】
0004536184.tif 000009
【００７６】
続いて、ＴＦＴパネルをエタノールですすぎ、温度５０℃で５分間空気乾燥させたのち、図３（ｆ）に示すように複合活性有機及び／又は高分子層６を成膜した。その後の製造工程は、図３（ｇ）乃至図３（ｊ）に示すように、実施例１と同様である。
【００７７】
以上の手順により、輝度５０Ｃｄ／ｍ2、駆動電圧１５ボルト以下、対角寸法３．４３ｃｍ（１．３５インチ）、５１３，０００画素（１０６８×４８０）のＴＦＴ／ＬＣＤ表示装置が得られた。
【００７８】
実施例３
図４（ａ）〜（ｋ）に示すように、実施例１の手順を以下のように変更し、ＴＦＴ／ＬＣＤ表示装置を製造した。
【００７９】
図４（ｄ）に示す画素陰極５ａ、５ｂ・・・５ｎに対応するアルミニウム電極のエッチング工程と図４（ｆ）に示すポリオクチルフルオレンを材料とした複合活性有機及び／又は高分子層６の成膜工程との間に、図４（ｅ）に示すように、ＴＦＴパネルを下記の化１２に示す化学組成を有する、アセトニトリルとエチルアルコールを混合した濃度５ｍｇ／ｍｌの溶媒を入れたビーカ１０に５分間浸した。
【００８０】
【化１２】
0004536184.tif 000010
【００８１】
続いて、ＴＦＴパネルをエタノールですすぎ、温度５０℃で５分間空気乾燥させたのち、図４（ｆ）に示すように複合活性有機及び／又は高分子層６を成膜した。
【００８２】
次に、図４（ｇ）に示すように、ＩＴＯを材料とする陽極層７を基板８上に成膜し、該陽極層７を図４（ｈ）に示すように、画素陽極７ａ、７ｂ・・・７ｎに分割した。上述のようにして得たＴＦＴパネルを、図４（ｉ）に示すように、下記の化１３に示す化学組成を有する、アセトニトリルとエチルアルコールを混合した濃度５ｍｇ／ｍｌの溶媒を入れたビーカ１１に５分間浸した。
【００８３】
【化１３】
0004536184.tif 000011
【００８４】
次にＴＦＴパネルをエタノールですすぎ、温度５０℃で５分間空気乾燥させたのち、図４（ｊ）に示すように複合活性有機及び／又は高分子層９を成膜した。その後の製造工程は図４（ｋ）に示すように、実施例１に記載の製造工程と同様である。
【００８５】
以上の手順により、輝度１００Ｃｄ／ｍ2、駆動電圧１５ボルト以下、対角寸法３．４３ｃｍ（１．３５インチ）、５１３，０００画素（１０６８×４８０）のＴＦＴ／ＬＣＤ表示装置が得られた。
【００８６】
【発明の効果】
本発明に係るアクティブマトリックス方式表示装置の製造方法は、第１の基板上にＴＦＴ素子を形成し、ドレイン電極の一部又は全部が露出するように絶縁パシベーション層を成膜し、ＴＦＴ素子の少なくとも一部を覆うように陰極材料層を成膜し、陰極材料層上に活性有機及び／又は高分子エレクトロルミネセンス材料層を成膜し、第２の基板に陽極層を成膜し、陽極層上に第２の活性有機及び／又は高分子エレクトロルミネセンス材料層を成膜し、第１の活性有機及び／又は高分子層６及び第２の活性有機及び／又は高分子層とを積層し、一定時間熱及び／又は圧力を印加する。これにより、高解像度を有する開口率の高いアクティブマトリックス方式表示装置が実現できる。
【００８７】
また、本発明に係るアクティブマトリックス方式表示装置は、第１の基板と、ＴＦＴ素子と、ドレイン電極の一部又は全部を露出させるように形成された絶縁パシベーション層と、低仕事関数材料層と、第２の基板と、第２の基板上に形成された高仕事関数材料層と、低仕事関数材料層と高仕事関数材料層との間に形成された活性有機及び／又は高分子ＥＬ層とを備える。これにより、高解像度を有する開口率の高いアクティブマトリックス方式表示装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用したアクティブマトリクス方式表示装置の製造工程を示す図である。
【図２】  本発明を適用したアクティブマトリクス方式表示装置の製造工程において、化学的修飾を行う場合の製造工程を示す図である。
【図３】  陰極層に対して、化学的修飾を行う場合のＴＦＴ／ＬＣＤ表示装置の製造工程を示す図である。
【図４】  陰極層及び陽極層に対して、化学的修飾を行う場合のＴＦＴ／ＬＣＤ表示装置の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１  基板、２  ＴＦＴ、３  絶縁パシベーション層、４  平坦化層、５  陰極層、６  活性有機及び／又は高分子層、７  陽極層、８  基板、９  活性有機及び／又は高分子層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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