(57)【要約】【課題】バンクを形成しなくともよい有機ＥＬ表示装置を実現する。【解決手段】画素電極１３が、平坦化膜１２に形成されたコンタクトホール部１８を介してＳＤ配線１０と接続している。画素電極１３の端部のテーパ角θは４０度以下となっている。したがって、有機ＥＬ層１５は画素電極１３の端部において段切れをおこさず、上部電極１９と画素電極１３がショートすることは無い。コンタクトホール部１８においては、３色の有機ＥＬ層１５、１６、１７が重畳して形成されており、有機ＥＬ層１５の段切れによる上部電極１９と画素電極１３のショートを回避することが出来る。これによって、有機ＥＬ表示装置でバンクを省略することが出来、有機ＥＬ表示装置の製造コストを抑えることが出来る。【選択図】図４
2009058897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも第１の色、又は第２の色を発光する有機ＥＬ層と各有機ＥＬ層に対応するＴＦＴがマトリクス状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ層は、樹脂で形成された平坦化膜上に形成された画素電極を覆う下部透明導電膜と透明電極である上部電極の間に挟持され、
前記平坦化膜は、前記ＴＦＴと、前記ＴＦＴと接続する配線を覆っており、前記画素電極と前記配線は前記平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、
前記画素電極の端部にはテーパが形成されており、前記コンタクトホールでは、前記第１の色、および前記第２の色の前記有機ＥＬ層が重畳して形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記テーパは４０度以下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３】
前記配線はＳＤ配線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】
基板上に赤色、又は緑色、または青色を発光する有機ＥＬ層と各有機ＥＬ層に対応するＴＦＴがマトリクス状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ層は、樹脂で形成された平坦化膜上に形成された画素電極を覆う下部透明導電膜と透明電極である上部電極の間に挟持され、
前記平坦化膜は、前記ＴＦＴと、前記ＴＦＴと接続する配線を覆っており、前記画素電極と前記配線は前記平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、
前記画素電極の端部には４０度以下のテーパが形成されており、前記コンタクトホールでは、前記赤色、あるいは前記緑色、あるいは前記青色の前記有機ＥＬ層のうちの複数が重畳して形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層が全て重畳されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層が全て重畳されており、前記青色の前記有機ＥＬ層が他の色の前記有機ＥＬ層に挟持されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層のうちの２層が重畳されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
前記下部透明導電膜はＩＺＯで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項９】
前記下部透明導電膜は抵抗率が１〜１０５オーム・ｃｍであり、膜厚が２０ｎｍ以下であり、基板上の全面に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１０】
前記画素電極はＡｌ−Ｎｉ合金で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１１】
基板上に少なくとも第１の色、又は第２の色を発光する有機ＥＬ層と各有機ＥＬ層に対応するＴＦＴがマトリクス状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ層は、樹脂で形成された平坦化膜上に形成された画素電極と透明電極である上部電極の間に挟持され、
前記平坦化膜は、前記ＴＦＴと、前記ＴＦＴと接続する配線を覆っており、前記画素電極と前記配線は前記平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、
前記画素電極の端部にはテーパが形成されており、前記コンタクトホールでは、前記第１の色、および前記第２の色の前記有機ＥＬ層が重畳して形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項１２】
前記テーパは４０度以下であることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記配線はＳＤ配線であることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１４】
基板上に赤色、又は緑色、または青色を発光する有機ＥＬ層と各有機ＥＬ層に対応するＴＦＴがマトリクス状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ層は、樹脂で形成された平坦化膜上に形成された画素電極と透明電極である上部電極の間に挟持され、
前記平坦化膜は、前記ＴＦＴと、前記ＴＦＴと接続する配線を覆っており、前記画素電極と前記ＳＤ配線は前記平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、
前記画素電極の端部には４０度以下のテーパが形成されており、前記コンタクトホールでは、前記赤色、あるいは前記緑色、あるいは前記青色の前記有機ＥＬ層のうちの複数が重畳して形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項１５】
前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層が全て重畳されていることを特徴とする請求項１４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１６】
前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層が全て重畳されており、前記青色の前記有機ＥＬ層が他の色の前記有機ＥＬ層に挟持されていることを特徴とする請求項１４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１７】
前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層のうちの２層が重畳されていることを特徴とする請求項１４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１８】
前記画素電極はＡｌ−Ｎｄ合金で形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、特に有機ＥＬ発光層を備えた有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置には、有機ＥＬ層から発光した光を、有機ＥＬ層等が形成されたガラス基板方向に取り出すボトムエミッション型と、有機ＥＬ層等が形成されたガラス基板と逆の方向に取り出すトップエミッション型とがある。トップエミッション型は有機ＥＬ層の面積を多く取ることが出来るのでディスプレイの明るさを大きくすることが出来るという利点がある。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置では画素電極（下部電極）と上部電極との間に有機ＥＬ層を挟持し、上部電極に一定電圧を印加し、下部電極にデータ信号電圧を印加して有機ＥＬ層の発光を制御することによって画像を形成する。下部電極へのデータ信号電圧の供給は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して行われる。トップエミッション型有機ＥＬ表示装置では、このＴＦＴ等の上にも有機ＥＬ層を形成することが出来るので発光面積を大きくすることが出来る。
【０００４】
有機ＥＬ層は複数の層から形成されている。複数の層の厚さの合計は、有機ＥＬ層の発光する色によって異なるが、１００ｎｍから３００ｎｍである。このように薄い層を上部電極と下部電極で挟むので、有機ＥＬ層の欠陥が存在すると上部電極と下部電極がショートしてしまう。この上部電極と下部電極のショートは下部電極の端部で生じやすい。
【０００５】
端部で生ずる上部電極と下部電極のショートを防止するために、各有機ＥＬ層の間にバンクを設けて下部電極の端部における有機ＥＬ層の段切れを防止している。このバンクはアクリル、ポリイミド等の樹脂で形成される。バンクの形成はホトリソグラフィグラフィで行われるが、このときに、樹脂等のエッチング残り等が生じやすい。エッチング残り等が生ずるとその部分で、有機ＥＬ層の欠陥が生ずる。
【０００６】
「特許文献１」にはバンクをＳｉＮ等の無機膜で形成することによって、樹脂をバンクに用いた場合の問題点を解決する技術が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−９１０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
「特許文献１」に記載の技術では、バンクに無機材料を用いることによって、バンクに樹脂を用いた場合のエッチング残渣等の問題を対策するものであるが、無機材料にしてもバンクは必要である。バンクの形成はホトリソグラフィ工程を必要とし、このホトリソグラフィ工程は有機ＥＬ表示装置の製造コストを押し上げる。
【０００９】
また、バンクが存在すると表面に凹凸が形成されるために、外光の散乱が増加し、コントラストが低下する現象を生ずる。さらに、有機ＥＬ層からの発光が導波光となってバンクから放射され、画像にスメアを生ずるという問題もある。
【００１０】
しかしながら、バンクを省略すると、上部電極と下部電極の間のショートが問題となる。本発明の課題は、バンクを省略しても上部電極と下部電極のショートが生じないような構成の有機ＥＬ表示装置を獲ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置には、上部電極にアノードを配置するトップアノード型と上部電極にカソードを配置するトップカソード型タイプとがある。本発明はトップエミッション型有機ＥＬ表示装置において、トップアノード型、トップカソード型に限らず、金属の画素電極をもちいることによって画素電極の端部に４０度以下のテーパを形成する。ここで、画素電極は有機ＥＬ層の下部電極に相当するものである。これによって、端部における有機ＥＬ層の段切れによる画素電極の端部における上部電極と下部電極のショートを防止することが出来る。
【００１２】
また、本発明は、平坦化膜に形成されたコンタクトホールにおける有機ＥＬ層の段切れによる上部電極と下部電極のショートを防止するために、コンタクトホール部においては、３色の有機ＥＬ層のうちの２層以上を重畳させる。具体的な構成は次のとおりである。
【００１３】
基板上に少なくとも第１の色、又は第２の色を発光する有機ＥＬ層と各有機ＥＬ層に対応するＴＦＴがマトリクス状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、前記有機ＥＬ層は、樹脂で形成された平坦化膜上に形成された画素電極を覆う下部透明導電膜と透明電極である上部電極の間に挟持され、前記平坦化膜は、前記ＴＦＴと、前記ＴＦＴと接続する配線を覆っており、前記画素電極と前記配線は前記平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、前記画素電極の端部にはテーパが形成されており、前記コンタクトホールでは、前記第１の色、および前記第２の色の前記有機ＥＬ層が重畳して形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【００１４】
（２）前記テーパは４０度以下であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１５】
（３）前記配線はＳＤ配線であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１６】
（４）基板上に赤色、又は緑色、または青色を発光する有機ＥＬ層と各有機ＥＬ層に対応するＴＦＴがマトリクス状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、前記有機ＥＬ層は、樹脂で形成された平坦化膜上に形成された画素電極を覆う下部透明導電膜と透明電極である上部電極の間に挟持され、前記平坦化膜は、前記ＴＦＴと、前記ＴＦＴと接続する配線を覆っており、前記画素電極と前記配線は前記平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、前記画素電極の端部には４０度以下のテーパが形成されており、前記コンタクトホールでは、前記赤色、あるいは前記緑色、あるいは前記青色の前記有機ＥＬ層のうちの複数が重畳して形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【００１７】
（５）前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層が全て重畳されていることを特徴とする（４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【００１８】
（６）前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層が全て重畳されており、前記青色の前記有機ＥＬ層が他の色の前記有機ＥＬ層に挟持されていることを特徴とする（４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【００１９】
（７）前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層のうちの２層が重畳されていることを特徴とする（４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【００２０】
（８）前記下部透明導電膜はＩＺＯで形成されていることを特徴とする（４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【００２１】
（９）前記下部透明導電膜は抵抗率が１〜１０５オーム・ｃｍであり、膜厚が２０ｎｍ以下であり、基板上の全面に形成されていることを特徴とする（４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【００２２】
（１０）前記画素電極はＡｌ−Ｎｉ合金で形成されていることを特徴とする（４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【００２３】
（１１）基板上に少なくとも第１の色、又は第２の色を発光する有機ＥＬ層と各有機ＥＬ層に対応するＴＦＴがマトリクス状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、前記有機ＥＬ層は、樹脂で形成された平坦化膜上に形成された画素電極と透明電極である上部電極の間に挟持され、前記平坦化膜は、前記ＴＦＴと、前記ＴＦＴと接続する配線を覆っており、前記画素電極と前記配線は前記平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、前記画素電極の端部にはテーパが形成されており、前記コンタクトホールでは、前記第１の色、および前記第２の色の前記有機ＥＬ層が重畳して形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【００２４】
（１２）前記テーパは４０度以下であることを特徴とする（１１）に記載の表示装置。
【００２５】
（１３）前記配線はＳＤ配線であることを特徴とする（１１）に記載の表示装置。
【００２６】
（１４）基板上に赤色、又は緑色、または青色を発光する有機ＥＬ層と各有機ＥＬ層に対応するＴＦＴがマトリクス状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、前記有機ＥＬ層は、樹脂で形成された平坦化膜上に形成された画素電極と透明電極である上部電極の間に挟持され、前記平坦化膜は、前記ＴＦＴと、前記ＴＦＴと接続する配線を覆っており、前記画素電極と前記ＳＤ配線は前記平坦化膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、前記画素電極の端部には４０度以下のテーパが形成されており、前記コンタクトホールでは、前記赤色、あるいは前記緑色、あるいは前記青色の前記有機ＥＬ層のうちの複数が重畳して形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【００２７】
（１５）前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層が全て重畳されていることを特徴とする（１４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【００２８】
（１６）前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層が全て重畳されており、前記青色の前記有機ＥＬ層が他の色の前記有機ＥＬ層に挟持されていることを特徴とする（１４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【００２９】
（１７）前記コンタクトホールでは前記赤色、前記緑色、および前記青色の前記有機ＥＬ層のうちの２層が重畳されていることを特徴とする（１４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【００３０】
（１８）前記画素電極はＡｌ−Ｎｄ合金で形成されていることを特徴とする（１４）に記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、バンクを省略することが出来るので、有機ＥＬ表示装置の製造コストを低減することが出来る。また、本発明によれば、バンクを形成しないため、バンクを形成することのプロセスに起因するエッチング残渣の問題による画素欠陥等を防止することが出来る。
【００３２】
また、本発明によってバンクを形成しなくとも済むため、有機ＥＬ表示装置の表面を平坦にすることが出来る。表面が平坦であれば散乱光が減るため、外光下におけるコントラストを向上することが出来る。さらに、本発明によれば、バンクを無くすことが出来るので、バンク部分からの導波光の出射を防止することが出来、画質を向上させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。
【実施例１】
【００３４】
図１は本発明によるトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置の断面図である。図１において、ガラス基板１上にガラスからの不純物をブロックするための下地膜２が形成されている。この下地膜２はＳｉＮ膜等が一層形成されている場合もあるが、ＳｉＮ膜とＳｉＯ２膜の２層構造となっている場合もある。下地膜２の上にはＴＦＴを構成するための半導体層３が形成され、半導体層３を覆ってゲート絶縁膜４が形成されている。本実施例では、半導体層３はａ−Ｓｉ膜をレーザーアニールによってｐｏｌｙ−Ｓｉ膜に変換している。ゲート絶縁膜４の上にはゲート配線５の一部であるゲート電極５が形成されている。図１のＴＦＴはトップゲート型のＴＦＴである。
【００３５】
ゲート電極５を覆って層間絶縁膜６が形成され、層間絶縁膜６の上にはソース／ドレイン配線（ＳＤ配線１０）が形成されている。なお、この明細書で、ＳＤ配線とは、ＴＦＴのソース領域と接続されるソース配線と、ＴＦＴのドレイン領域と接続されるドレイン配線の双方を言う。ＳＤ配線１０を覆ってＴＦＴ全体を保護するためのパッシベーション膜１１が形成されている。パッシベーション膜１１の上には樹脂による平坦化膜１２が形成されている。平坦化膜１２は２μｍ程度と厚く形成される。ＴＦＴ等が形成された面は凹凸となっている。トップエミッション型有機ＥＬ表示装置ではＴＦＴ等の上にも有機ＥＬ層を形成するが、有機ＥＬ層は平坦な膜の上に形成する必要がある。樹脂を厚く形成することにより、有機ＥＬ層が形成される面を平坦にしている。
【００３６】
平坦化膜１２の上には画素電極１３が形成される。画素電極１３は反射率の良いＡｌ―Ｎｉ合金が使用される。画素電極１３はコンタクトホール１８を介してＳＤ配線１０と接続する。ＳＤ配線１０から画素電極１３にデータ信号が供給され、データ信号に応じた電圧が有機ＥＬ層に印加されることによって画像が形成される。下部電極となる画素電極１３の上には、有機ＥＬ層とコンタクトするための透明導電膜１４であるＩＺＯが被着される。そして、透明導電膜１４の上には複数層からなる有機ＥＬ層が形成される。有機ＥＬ層の上には透明導電膜１４であるＩＺＯからなる上部電極１９が形成される。上部電極１９はＩＺＯによって形成される。
【００３７】
図１の構造は下部電極がアノードで上部電極１９がカソードとなるトップカソード構造である。下部電極はホールを注入する必要があるので仕事関数の比較的小さいＡｌ合金のような金属は不適であるので、Ａｌ―Ｎｉによる画素電極１３の上にＩＺＯ層を被着して仕事関数を上げることによってアノードとしている。
【００３８】
以上のように、本発明ではバンクは形成されていない。バンクを形成しない場合の問題点は図１におけるＥ部およびＨ部である。従来構造のままバンクを形成しない場合のＥ部の問題点を図２に示す。図２において、平坦化膜１２の上に画素電極１３が形成されている。画素電極１３は当該画素部分のみに形成されるのでホトリソグラフィによって、パターニングされ、エッジ部が形成されている。
【００３９】
画素電極１３の上に有機ＥＬ層が蒸着される。蒸着層は総厚でも１００ｎｍから３００ｎｍと薄いため、画素電極１３の端部において図２に示すような段切れを生じやすい。有機ＥＬ層層の上に上部電極１９が形成される。図２に示すように、画素電極１３に端部において、有機ＥＬ層が段切れを生じていると、この段切れ部において上部電極１９と下部電極がショートしてしまう。そうすると有機ＥＬ層には電圧が印加されないことになり、有機ＥＬ層は発光しない。したがって、この画素は欠陥になる。
【００４０】
バンクを形成しない場合の他の問題点は、図１のＨ部である。従来構造のまま、バンク部を形成しない場合の他の問題点を図３に示す。図３はコンタクトホール部１８の拡大図である。図３において、ＳＤ配線１０の上にパッシベーション膜１１が形成され、その上に平坦化膜１２が形成されている。平坦化膜１２に上には画素電極１３が形成されている。画素電極１３はＳＤ配線１０と接続する必要があるので、パッシベーション膜１１および平坦化膜１２にコンタクトホール１８を形成し画素電極１３とＳＤ配線１０の導通をとっている。
【００４１】
画素電極１３上に有機ＥＬ層が形成され、その上に上部電極１９が形成される。ここで問題となるのは、平坦化膜１２とパッシベーション膜１１に形成されたコンタクトホール１８は２μｍ以上と非常に深いのに対して、有機ＥＬ層の厚さは総厚でも１００ｎｍから３００ｎｍ程度と薄いことである。したがって、図３に示すように、コンタクトホール部１８において、有機ＥＬ層が段切れを起こしやすい。そうすると図３に示すように、画素電極１３と上部電極１９がコンタクトホール部１８においてショートするという現象を生ずる。コンタクトホール部１８でショートするとその画素は欠陥となる。
【００４２】
図１に示すＥ部における問題点に対しては、本実施例では図１に示すように、Ａｌ−Ｎｉ合金である画素電極１３の上にＩＺＯを形成している。そして、Ａｌ−Ｎｉ合金にテーパエッチングをほどこすことによって、有機ＥＬ層の端部での段切れを防止している。また、図１のＨ部における問題点に対しては、本実施例では、有機ＥＬ層を単色１層だけでなく、２層あるいは３層をコンタクトホール部１８に被着して有機ＥＬ層の厚さを大きくすることによって段切れを防止している。
【００４３】
図４は図１の画素電極１３付近を取り出した拡大模式図である。図１と図４とではコンタクトホール１８に対する画素電極１３に位置が逆になっている。図４においては、ガラス基板１上にＳＤ電極が形成された形となっているが、これは図を単純にするためであり、実際には、ＳＤ電極の下には、層間絶縁膜６、ゲート絶縁膜４、下地膜２等が存在している。
【００４４】
図４において、ＳＤ配線１０を覆ってパッシベーション膜１１、平坦化膜１２が形成されている。平坦化膜１２の上には画素電極１３が形成されている。画素電極１３はホトリソグラフィによってパターニングされている。画素電極１３は平坦化膜１２およびパッシベーション膜１１に形成されたコンタクトホール１８を介してＳＤ電極と導通している。画素電極１３の上には透明電極であるＩＺＯが２０ｎｍ程度の厚さに薄くスパッタリングによって被着されている。本実施例はトップカソードであるので、ＩＺＯを画素電極１３として使用すれば、金属であるＡｌ−Ｎｉは不要であるが、画素電極１３の端部をテーパ形状とするために、あえて金属の画素電極１３を用いている。
【００４５】
つまり、ＩＺＯでもテーパエッチングを行うことは出来る。しかしながら、ＩＺＯ等の金属酸化物による透明導電膜１４は硬く脆いために、テーパを形成するとそのテーパ部が破壊してしまい、結局、シャープなエッジとなってしまう。本実施例では粘りのあるＡｌ合金を画素電極１３に使用することによってテーパエッジを安定して形成することが出来る。そして、画素電極１３の上にＩＺＯを薄く形成することによってアノードとしての役割を持たせている。
【００４６】
ＩＺＯ膜の上には有機ＥＬ層を蒸着によって形成し、その上に上部電極１９をＩＺＯによって形成する。コンタクトホール１８に対応する上部電極１９の上には補助電極２０が形成されている。補助電極２０は上部電極１９の導通を補助する役割とコンタクトホール部１８からの導波光の放出を防止する役割をもっている。
【００４７】
画素電極１３にはＡｌ−Ｎｉを使用しているが、これはＡｉ−Ｎｉの反射率が高いことのほかにＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）とのコンタクト抵抗が低いという理由からである。画素電極１３は次のようにして形成される。すなわち、スパッタリング法によって厚さ１２０ｎｍを形成し、ホトレジストを用いてパタンを形成し、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いてエッチングする。
【００４８】
画素電極１３の端部の段差を蒸着膜である有機ＥＬ層が被覆しきれずに、画素電極１３と上部電極１９とがショートしてしまうことを防止するために、画素電極１３の端部のテーパ角θを４０度以下に保った。一般には、ジャストエッチの状態では端部にはテーパがついている。そのテーパを保つためには、エッチング後のリンスをすばやく行う必要がある。大量の水をシャワー状に吹き付けることにより、エッチング液をすばやく除去してテーパ角を保持した。
【００４９】
その上にスパッタリングによって厚さ２０ｎｍのＩＺＯの薄膜を形成した。放電ガスはＡｒに対し体積比で２．５％の酸素を導入し、抵抗率が１０〜３００Ω・ｃｍのＩＺＯ膜に調整した。抵抗値のばらつきはかなり大きいが、有機ＥＬ層の抵抗はこれよりはるかに大きいので、この範囲であれば問題にならない。
【００５０】
ＩＺＯは基板全面に形成し、画素上にも画素間にも、また、端子上にも端子間にも、さらには封止部など、基板表面のあらゆる場所に被着されているが、問題にはならない。図５は端子部の断面図である。図５において、端子配線５０はＳＤ配線１０あるいはゲート配線５を基板端部に引き出したものである。端子部に流れる電流が多い場合は抵抗の小さいＳＤ配線１０が端子配線５０として使用される。端子配線５０を覆ってパッシベーション膜１１、平坦化膜１２が被着され、これらの膜に開口を設ける。この開口部に画素電極１３と同じＡｉ−Ｎｉを被着し、端子の形状にパンターニングする。その後、Ａｉ−Ｎｉ膜を大気から保護するためにＩＺＯを薄く被着する。
【００５１】
端子部および端子部間にＩＺＯ膜が被着されているが、ＩＺＯ膜の厚さが１０〜２０ｎｍであり、抵抗率が１〜１０５Ω・ｃｍの範囲であれば、端子部における抵抗が高すぎたり、あるいは、端子部間の抵抗が小さくなって絶縁が保てないというような現象は生じない。この理由から本実施例では薄いＩＺＯを基板全面に被着している。
【００５２】
図４に戻り、薄く被着したＩＺＯの上に、有機ＥＬ層としてホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層をマスク蒸着によって形成する。その後上部電極１９をＩＺＯによって形成し、補助配線２０をコンタクトホール部１８をカバーするように形成した。各膜は次のようにして形成する。すなわち、画素電極１３となるＡｌ−Ｎｉ層は１２０ｎｍ、その上のＩＺＯは２０ｎｍ、ホール輸送層１２０ｎｍを各色共通で形成する。その後、青色部分１７は発光層を４０ｎｍ、緑色部分１６はホール輸送層を６０ｎｍと発光層を４０ｎｍ、赤色部分１５はホール輸送層を１３０ｎｍ、発光層３０ｎｍをそれぞれ形成する。したがって、ホール輸送層の厚さは青色部分１７では１２０ｎｍ、緑色部分１６は１８０ｎｍ、赤色部分１５では２５０ｎｍとなる。その上に各色共通で電子輸送層を１０ｎｍ、電子注入層を６０ｎｍ、上部電極１９であるＩＺＯを３０ｎｍ被着した。
【００５３】
各色毎に別々に形成したホール輸送層と発光層を各色の境界部分で重なりあるように形成し、この有機ＥＬ層の重なり部２１分にコンタクトホール１８を設ける。そうすると、コンタクトホール部１８における有機ＥＬ層が厚くなり、段切れが防止されて上部電極１９と画素電極１３の短絡を防ぐことが出来る。赤色、緑色、青色の有機ＥＬ層を重ねる場合は、中間に青色の有機ＥＬ層をおくと電流が流れにくくなるので、消費電力の増加を防止することが出来る。
【００５４】
有機ＥＬ層を重ねた場合の断面模式図を図６に、平面図を図７に示す。図６はコンタクトホール部１８において、有機ＥＬ層が重なっていることを示している。図６において、有機ＥＬ層が青色だけの場合は厚さが１００ｎｍ程度であり、コンタクトホール１８において容易に段切れを起こすが、３色の有機ＥＬ層が重なると総厚は６００ｎｍ程度になり、段切れを生じない。ちなみに、各色の有機ＥＬ層の厚さは青色が１００ｎｍ程度、緑色が２００ｎｍ程度、赤色が３００ｎｍ程度である。このように、３色の有機ＥＬ層を重ね合わせたことにより、有機ＥＬ層の抵抗が大きくなって、コンタクトホール１８における電流が流れにくくなり、消費電力の増加を抑えることが出来る。なお、有機ＥＬ層は場所によっては３色を重ねることが出来るが、場所によっては２色のみの重なりとなる。この場合でも、１色のみの場合に比較してコンタクトホール１８における段切れの危険ははるかに小さくなる。
【００５５】
図４にもどり、コンタクトホール部１８は有機ＥＬ層を重ねても平坦にできるわけではない。コンタクトホール部１８は平坦ではないために、発光層からの導波光が出射する。有機ＥＬ層からの発光のうち、上部電極１９に向かう光は画像の形成に寄与する。しかし、上部電極１９と平行方向に向かう光は画像形成に寄与しない。上部電極１９と平行方向に向かう光を導波光と称するが、この導波光がコンタクトホール１８において、屈折あるいは反射して視認されることになる。導波光は強度が強く、波長も異なるので、画質を劣化させる。この導波光を外部に出さないようにするために、コンタクトホール部１８に補助配線２０を設置している。
【００５６】
図７は画素電極１３、有機ＥＬ層等の配置を示す平面図である。図７において、画素電極１３および有機ＥＬ層はモザイク状に配置されている。有機ＥＬ層は画素電極１３よりも大きく形成され、コンタクトホール１８が存在する部分では複数の色の有機ＥＬ層が重なっている。コンタクトホール１８３の部分では３色の有機ＥＬ層が重なっており、コンタクトホール１８２の部分では２色の有機ＥＬ層が重なっている。コンタクトホール１８は金属で形成される補助配線２０によって覆われている。
【００５７】
図８は画素部の回路図である。図８において、リセット線ＲＥＳがＨｉｇｈになるとＴ１がＯＮになり、Ｔ２のゲートがＴ２のドレインと同じ電位となって初期化される。この状態でデータ線ＤＡＴＡからの画像信号に応じた電荷がコンデンサＣにチャージされる。制御線ＩＬＵＭがＨｉｇｈになると、Ｔ３がＯＮし、駆動トランジスタＴ２によってコンデンサにチャージした電荷に応じた電流が電源線ＶＳＳから有機ＥＬ層ＯＬＥＤに流れ、画像が形成される。
【００５８】
図９は図８の画素構造を実現する工程図の例である。図９に示す層構造は図１に示した有機ＥＬ表示装置の一般的な層構造とは異なっている。図９（ａ）において、ガラス基板１上にＳＤ配線ＳＤを形成した。ＳＤ配線ＳＤはＭｏを２５０ｎｍスパタリングし、ホトリソグラフィによって配線パタンを形成した。ＳＤ配線と同層で図８におけるコンデンサの片側の電極を形成した。次に図９（ｂ）に示すように、ａ−Ｓｉを５０ｎｍの厚さにＣＶＤによって形成し、レーザーアニールによってｐｏｌｙ−Ｓｉ膜に変換し、ホトリソグラフィによってパタン形成した。
【００５９】
その上にＣＶＤ法により、ＳｉＯ２膜を１００ｎｍ成膜し、続いて図９（ｃ）に示すように、Ｍｏを１５０ｎｍスパッタリングしてホトリソグラフィによってゲート配線パタンＧを形成した。ゲート配線パンタンＧと同層で図８におけるコンデンサの他の電極を形成した。ホウ素をイオンプレーティングにより、ドープし、ＣＶＤ法により、ＳｉＮ膜を３００ｎｍ被着する。その後約５００℃で活性化アニールを行い、さらに４００℃で水素化アニールを行った。
【００６０】
感光性アクリル樹脂を塗付して平坦化した後、コンタクトホール１８のパタンをホトリソグラフィにより形成した。そのまま、ＣＦ４＋Ｈ２プラズマでＳｉＮ、ゲート絶縁膜４をエッチングしてコンタクトホール１８を下の配線まで貫通した。この状態が図９（ｄ）である。
【００６１】
この上に、図４で説明した画素電極１３のＡｌ−Ｎｉ合金をスパッタリングし、ホトリソグラフィによって画素パタンを形成した。この上に抵抗率を制御したＩＺＯ膜を製膜して完成した。この状態が図９（ｅ）である。ホトリソグラフィ工程は全部で５回である。このようにして形成した画素回路のアノードに正、上部電極１９のカソードに負の電圧を印加することによって電流が流れ、有機ＥＬ層が発光した。
【００６２】
有機ＥＬ層は複数の層から成っているが、構成は次のとおりである。
【００６３】
電子輸送層としては電子輸送性を示し、アルカリ金属と共蒸着することにより電荷移動錯体化しやすいものであれば特に限定は無く、例えばトリス（８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４-メチル-８-キノリノラート）アルミニウム、ビス（２-メチル−８−キノリノラート）−４−フェニルフェノラート−アルミニウム、ビス[２-[２-ヒドロキシフェニル]ベンゾオキサゾラート]亜鉛などの金属錯体や２−（４−ビフェニリル）−５−（４−tert−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，３−ビス[５−(ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル)−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル]ベンゼン等を用いることができる。
【００６４】
電子注入層は電子輸送層に用いた物質に対して電子供与性を示す材料を共蒸着して形成した、例えば、リチウム、セシウムなどのアルカリ金属、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属、さらには希土類金属等の金属類、あるいはそれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物等から選択して電子供与性を示す物質として用いてもかまわない。
【００６５】
ホール輸送層は、例えば、テトラアリールベンジシン化合物（トリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体、銅フタロシアニン誘導体等を用いることができる。
【００６６】
発光層材料としては電子、ホールの輸送能力を有するホスト材料に、それらの再結合により蛍光もしくはりん光を発するドーパントを添加したもので共蒸着により発光層として形成できるものであれば特に限定は無く、例えば、ホストとしてはトリス（８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メタン］のような錯体、アントラセン誘導体、カルバゾール誘導体、等であっても良い。
【００６７】
また、ドーパントとしてはホスト中で電子とホールを捉えて再結合させ発光するものであって、例えば赤ではピラン誘導体、緑ではクマリン誘導体、青ではアントラセン誘導体などの蛍光を発光する物質やもしくはイリジウム錯体、ピリジナート誘導体などりん光を発する物質であっても良い。
【００６８】
最上層は光を取り出すために透明導電膜１４であればよく本実施例ではＩＺＯとしたがＩＴＯであっても構わない。
【実施例２】
【００６９】
図１０は本発明の第２の実施例を示す画素部の断面図である。実施例１は画素電極１３がアノードで、上部電極１９がカソードである、いわゆるトップカソードの場合であるが、本実施例は画素電極１３がカソードで、上部電極１９がアノードである、いわゆるトップアノードの場合である。
【００７０】
図１０はガラス基板１上に形成されたＴＦＴからコンタクトホール１８を通して画素電極１３および有機ＥＬ層に電流を供給する構成の有機ＥＬ表示装置において、コンタクトホール部１８から上部電極１９までを表したものである。省略されているＴＦＴ回路部分は、図９に示したものとほぼ同じであるが、実施例１ではトップカソード構造であったので、ＴＦＴはホウ素をドープしたｐ−ＭＯＳとしたが、本実施例のトップアノード構造ではリンをドープしたｎ−ＭＯＳとした。
【００７１】
画素電極１３は反射率の高いＡｌ−Ｎｄ合金を用いた。スパッタリングによって、厚さ１５０ｎｍの薄膜を形成し、ホトレジストを用いてパタンを形成し、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いてエッチングして画素電極１３を形成した。実施例１と同様、画素電極１３の端部はテーパ形状を４０度以下とした。
【００７２】
Ａｌの表面は通常１０ｎｍ程度の自然酸化膜によって覆われており、有機ＥＬ層のカソード電極として用いるには、この酸化膜を除去する必要がある。本実施例では逆スパッタリングによってこの自然酸化膜を除去する。自然酸化膜を除去した後、ＬｉＦを０．５ｎｍ蒸着し、この上に有機ＥＬ層を順に、電子輸送層、発光層、ホール輸送層をマスク蒸着によって被着した。その後アノードである上部電極１９としてＩＺＯを形成し、補助配線２０をコンタクトホール１８をカバーするように形成した。
【００７３】
最後に端子部の保護を目的としてスパッタリングにより、厚さ２０ｎｍのＩＺＯ薄膜を被着した。放電ガスはＡｒに対し、体積比で２．５％の酸素を導入し、抵抗率を１０〜３００Ω・ｃｍに調整した。このようなＩＺＯ膜であれば、基板全面に被着しても、端子部の抵抗、端子間の絶縁は問題ない程度に出来ることは実施例１と同様である。
【００７４】
有機ＥＬ層の厚さは、青色が電子輸送層２０ｎｍ、発光層４０ｎｍ、緑色が電子輸送層２５ｎｍ、発光層１００ｎｍ、赤色が電子輸送層２０ｎｍ、発光層６０ｎｍとした。これらの各層はコンタクトホール１８上で重なりあうようなマスクを用いて蒸着した。重ねる順番としては、中央に青を置くと、バンド構造上、電流が流れにくくなるので、無駄な消費電力を抑制することが出来る。ホール輸送層は各色共通で６０ｎｍとした。
【００７５】
このようにして形成した有機ＥＬ表示装置の画素電極１３であるカソードに負、上部電極１９であるアノードに正の電圧を印加することによって電流が流れ、有機ＥＬ層が発光した。本実施例で説明した画素の平面配置は実施例１と同様に、各色がモザイク状に配列したものである。
【００７６】
実施例１および実施例２では透明導電膜１４としてＩＺＯを用いているが、透明導電膜１４はＩＺＯに限る必要はない。透明導電膜１４としてＩＴＯ（Ｉｎ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）、あるいはＡＴＯ（Ｓｂ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等を使用することも可能である。また、実施例１および実施例２においては、画素がモザイク状に配列している場合について説明した。しかし、本発明はモザイク状の画素配置のみでなく、他の画素配置の場合にも適用できることはいうまでもない。
【００７７】
図１１は各色の画素がストライプ状に形成された場合である。図１１においては、画素電極１３は画素毎に形成されるが、有機ＥＬ層は色毎にストライプ状に蒸着される。有機ＥＬ層は画素電極１３よりも大きく形成されている。図１１において、青のストライプ幅が大きいのは、青の発光効率が他の色よりも小さいために、面積で補償するためである。
【００７８】
図１１において、２色の有機ＥＬ層がサイドにおいて互いに重なって形成されている。図１１の配置では３色ではなく、２色が重なる配置となっている。各色有機ＥＬ層が重なった部分にコンタクトホール１８が形成されている。このコンタクトホール１８を覆って補助配線２０が縦方向に形成されている。補助配線２０は導波光がコンタクトホール部１８から出射するのを防止する。
【００７９】
図１２は各色の画素がストライプ状に形成された場合の他の例である。画素電極１３と有機ＥＬ層、コンタクトホール１８の配置の関係は図１１と同様である。図１２においては、補助配線２０が横方向に延びている。補助配線２０が横方向に延びている場合でも、大部分のコンタクトホール１８は覆うことが出来るが、一部のコンタクトホール１８は覆われていない。一部の覆われていないコンタクトホール１８の画質への影響は軽微である。
【００８０】
図１１および図１２においては、コンタクトホール１８における有機ＥＬ層は２色分の重なりである。しかし、有機ＥＬ層は蒸着で形成するため、コンタクトホール部１８のみに３色の有機ＥＬ層が重なるように蒸着マスクを設計することは可能である。したがって、ストライプタイプの画素配置であっても３色の有機ＥＬ層をコンタクトホール部１８で重ねることは出来る。
【００８１】
以上にように、本発明によれば、バンクを形成しなくとも、有機ＥＬ層の段切れに起因する上部電極１９と画素電極１３のショートは防止することが出来る。したがって、有機ＥＬ表示装置の製造コスト押さえ、かつバンクを形成するプロセスに伴うエッチング残渣の問題、バンクから発生する導波光の問題等を除去することが出来る。
【００８２】
以上の説明では、有機ＥＬ層は赤、緑、または青の発光を行なうものとして説明した。しかしながら、有機ＥＬ表示装置では、有機ＥＬ層を3色分用意せずに、例えば、２色分の有機ＥＬ層を用意して、カラーフィルタを用いることによってフルカラーを表示することも出来る。この場合においても、コンタクトホールの部分において、２色分の有機ＥＬ層を重畳することによってコンタクトホール部での段切れを防止できる。この場合も金属で形成された下部電極にはテーパを形成することが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の表示装置の断面図である。
【図２】従来技術でバンクを省略したときの問題を示す模式図である。
【図３】従来技術でバンクを省略したときの他の問題を示す模式図である。
【図４】実施例１の要部断面図である。
【図５】実施例１の端子部の断面図である。
【図６】実施例１のコンタクトホール部の断面図である。
【図７】実施例１における画素の配置図である。
【図８】画素の駆動回路である。
【図９】画素の駆動回路に対応するプロセス図である。
【図１０】実施例２の断面図である。
【図１１】画素配置の他の例である。
【図１２】画素配置のさらに他の例である。
【符号の説明】
【００８４】
１…ガラス基板、  ２…下地膜、  ３…半導体層、  ４…ゲート絶縁膜、  ５…ゲート配線、  ６…層間絶縁膜、  １０…ＳＤ配線、  １１…パッシベーション膜、  １２…平坦化膜、  １３…画素電極、  １４…透明導電膜、  １５…赤色有機ＥＬ層、  １６…緑色有機ＥＬ層、  １７…青色有機ＥＬ層、  １８…コンタクトホール、  １９…上部電極、  ２０…補助電極、  ２１…有機ＥＬ層の重畳部、  ５０…端子配線。
【図１】
2009058897.tif 000003
【図２】
2009058897.tif 000004
【図３】
2009058897.tif 000005
【図４】
2009058897.tif 000006
【図５】
2009058897.tif 000007
【図６】
2009058897.tif 000008
【図７】
2009058897.tif 000009
【図８】
2009058897.tif 000010
【図９】
2009058897.tif 000011
【図１０】
2009058897.tif 000012
【図１１】
2009058897.tif 000013
【図１２】
2009058897.tif 000014