有机EL显示装置 【技术领域】
本发明涉及一种有机EL(Electro Luminescence(电致发光))显示装置。
背景技术
有机EL显示装置构成为,至少一方电极(例如,阳极)、发光材料层(或含有发光材料层的多个有机材料层)和另一方电极(例如,阴极)叠层到基板上的像素区。在基板上2维地配置多个该像素区,以形成显示图像的显示区域(有效显示区域)。在多个像素区的每一者上,夹持着发光材料层的一对电极(例如,上述的阳极和阴极)中的一方,形成为扩展至该多个像素区的公用电极。
在上述像素区的每一个中,借助于从夹持着发光材料层的一对电极中的一方通过该发光材料层并流向该一对电极中的另一方的电流,使该发光材料层发光,在上述显示区域中显示图像。
在有机EL显示装置中,由于上述发光材料层由有机材料形成,故易于因水分等而变质。因此,在该发光材料层的形成中,就不能使用基于光刻技术地选择蚀刻方法。在具备由低分子系的有机材料构成的发光材料层的有机EL显示装置的制造工序中,不使用选择蚀刻的方法,而代之以例如使用汽相沉积阴影掩模(Vapor Deposition ShadowMask),使借助于升华等而气化了的发光材料(有机材料)有选择地附着到预定的部位上,以预定的图形来形成(升华)发光材料层。
在有机EL显示装置的制造工序中,由于在发光材料层形成后不能利用使用蚀刻液的选择蚀刻方法,所以,要求在发光材料层形成之前,在像素区上设置使叠层到发光材料层的两侧的一对电极绝缘的构造物。对于该要求,已知有这样一种方法:在该发光材料层的形成部位上,预先形成已形成了凹陷部分的绝缘膜(堤坝膜(Bank Film)),在该凹陷部分内形成(填充)该发光材料层。
在该情况下,在上述发光材料层的下层形成一方的电极(以下,称为像素电极),而另一方的电极(以下,称为对置电极)被公共地形成在各像素区,因此,一般而言,还覆盖上述发光材料层和堤坝膜的表面而形成该对置电极(参照日本特开平11-329741号公报)。
以往,上述堤坝膜一般使用易于形成的有机材料层(例如,由树脂构成的有机材料层)。由该有机材料构成的堤坝膜的厚度(层厚)形成为约1微米。另一方面,还有人提出了用无机材料形成上述堤坝膜的方案(参照日本特开2001-68267号公报)。
但是,在具备由有机材料构成的堤坝膜的有机EL显示装置(Organic Electroluminescent Display Device,也记述为OLED(OrganicLight-Emitting)Display)中,在该像素的端部上屡屡发生非发光区。
本发明人等探求了该现象的原因,发现由有机材料构成的堤坝膜内的水分或氧等参与了上述的像素的劣化(非发光区的发生)。当有机材料的堤坝膜具有与该发光材料层(呈现电致发光现象的有机材料层)接触的界面时,堤坝膜中的水分或氧等就会从该界面向发光材料层扩散。发光材料层(有机材料层)因其内部的水分或氧等的不可预测的扩散,而必然地承受该电子状态的变化,丧失理想的电场发光特性。
像这样的发光材料层的变质,在与水分或氧等的扩散量多的堤坝膜之间的界面附近是较为显著的。因此,在与堤坝膜接触的像素(由上述有机材料构成的发光区)的端部上会发生上述的非发光区(非发光部分,也叫做Dark Spot)。对于这样的问题,任何可用于堤坝材料的材料中都不可避免地含有0.1%左右的水分。因此,只要用有机材料形成堤坝膜,就难以防止在构成有机EL元件的像素的端部上的非发光区的产生。此外,即便是在堤坝膜和发光材料层之间设置电子输送层或空穴输送层(hole-transporting layer),也不能解决该问题。
另一方面,由于用无机材料形成的堤坝膜的内部的水分或氧等的量,与由有机材料构成的堤坝膜的水分和氧等的含有量比较起来极少,故被认为适于抑制上述在像素端部处的非发光区的产生。但是,本发明人等发现,即便是在具备用无机材料形成的堤坝膜的有机EL显示装置中,也会产生上述那样的像素的端部处的非发光区。本发明人等着眼于堤坝膜的形状,将其作为在具备无机材料的堤坝膜的有机EL显示装置中也会产生上述问题的原因。
由有机材料形成的堤坝膜具有被称之为梯形的截面。在该梯形的截面中,堤坝膜的侧壁相对于其底层(background layer)或形成了EL阵列(Electroluminescent Array)的基板的主平面(principal surface)构成斜面。堤坝膜的侧壁对于该底层或基板主平面倾斜的角度(以下,称为圆锥角(Taper angle))处于30到70度的范围内。为此,发光材料层和对置电极,在堤坝膜的端部或像素电极的上表面和堤坝膜的上表面之间的阶梯部分(stepped portion)上不发生间断。也就是说,发光材料层和对置电极沿着堤坝膜的斜面被堆叠,而使得其从像素电极的上表面向堤坝膜的上表面延伸。
另一方面,由无机材料构成的堤坝膜的侧壁,相对于其底层(或基板主平面),以接近90度的角度直立着。为此,由于在像素电极的上表面和堤坝膜的上表面之间产生的陡峻的阶梯部分,从像素电极的上表面向堤坝膜的上表面延伸的发光材料层或对置电极(导体层)在像素的端部(这些层跨越该阶梯部分的部分)位置变薄,或者产生间断。换句话说,在宛如绝壁般地形成的堤坝膜的端部上,未充分地堆叠发光材料层或对置电极。在像这样的阶梯部分位置上的层(膜)的形成不良,也叫做膜厚变薄(Film Thickness Loss)或阶梯部分间断(Step Disconnection,Step Fault)。
从像素电极的上表面到在其端部形成的堤坝膜的上表面,堆叠发光材料层,然后,堆叠对置电极层(导体层)以便于覆盖发光材料层。此时,在从像素电极的上表面陡峭地直立所形成的堤坝膜和像素电极之间的阶梯部分上,上述膜厚变薄或阶梯部分间断将形成在发光材料层上。当像这样地在具有不完善的形状的发光材料层上堆叠成为对置电极的导体层时,在对置电极上也会产生膜厚变薄或阶梯部分间断。为此,在基板的主平面上已完成了EL阵列(显示装置的像素阵列)的阶段,发光材料层没有充分地被对置电极所覆盖,在EL阵列的基板的气氛中所含有的水分或氧等就会从在对置电极中产生的膜厚变薄部分或阶梯部分间断的部分侵入发光材料层,并向其内部扩散。其结果是,与具备有机材料的堤坝膜的有机EL显示装置同样地,在具备无机材料的堤坝膜的有机EL显示装置中,也会在像素的端部(产生上述对置电极的阶梯部分间断的部分)产生非发光区。
此外,在发光材料层中产生的膜厚变薄或阶梯部分间断,也可能使要被发光材料层隔开的像素电极和对置电极异常地接近,并使它们发生短路。为此,也可能使电场集中于像素的端部,进而产生电流的泄漏。在极端的情况下,还可能由于因上述电场集中或电流的泄漏所产生的焦耳热,而在发光材料层中产生空洞,或者发光材料层本身发生炭化。
【发明内容】
本发明就是基于上述情况而发明的,其目的在于提供一种有机EL显示装置,用于抑制起因于堤坝膜的发光区的劣化,而且控制对置电极或发光材料层的形成不良和由此产生的图像显示不良。
本申请所公开的发明的代表性的内容可以简单地概括为如下。
技术方案1
本发明的有机EL显示装置的一个例子(技术方案1),是这样一种有机EL显示装置,包括:
(1)基板;
(2)多个像素区,2维地配置在上述基板的主平面内,每一个像素区至少具有被依次叠层到该基板的主平面的上部的第1电极、发光材料层和第2电极;以及
(3)堤坝膜,形成在上述基板的主平面的上部,使上述多个像素区中的每一个像素区和与之邻接的其他像素区隔离,而且,具有使设置在该多个像素区中的每一个上的上述第1电极的每一个露出来的开口,
其中,
(4)在上述多个像素区中的每一个像素区内,上述发光材料层,形成在上述堤坝膜的上述开口内,且由此扩展至位于该开口边缘的该堤坝膜的侧壁;
(5)设置在上述多个像素区中的每一个像素区上的上述第2电极,与设置在上述多个像素区的其它的像素区上的上述第2电极公共地形成;而且,
(6)上述堤坝膜,由无机材料层构成,其上述侧壁相对于上述基板的主平面以小于85度的角度倾斜。
上述堤坝膜的侧壁的小于85度的倾斜角度,也可以相对于和该堤坝膜接触的上述第1电极的上表面进行规定,来取代在上述(6)中规定的上述基板的主平面。
技术方案2
本发明的有机EL显示装置的一个例子(技术方案2),是这样一种有机EL显示装置,包括:
(1)基板;以及
(7)多个像素区,配置在上述基板的主平面内,分别具有依次叠层到该基板的主平面上的第1电极、堤坝膜、发光材料层、和第2电极,
其中,
(8)上述堤坝膜,使设置在上述多个像素区中的每一个像素区上的上述第1电极和设置在与之相邻的其他像素区上的上述第1电极隔离开来;
(9)上述第2电极,被公共地形成在上述多个像素区;
(10)上述堤坝膜,具有使上述第1电极的上表面的一部分朝向上述发光材料层露出的开口、和位于该开口边缘的侧壁;
(11)上述发光材料层,形成在上述堤坝膜的上述开口内及其周边;并且,
(6)上述堤坝膜,由无机材料层构成,其上述侧壁相对于上述基板的主平面以小于85度的角度倾斜。
上述堤坝膜的侧壁的小于85度的倾斜角度,也可以相对于和该堤坝膜接触的上述第1电极的上表面进行规定,来取代在上述(6)中规定的上述基板的主平面。
技术方案3
在包括由上述技术方案2所规定的结构的本发明的有机EL显示装置中,设置在上述多个像素区的每一者上的上述发光材料层,在上述堤坝膜的表面上,和设置在与之相邻的上述多个像素区的其他像素区上的发光材料层重叠。在向上述多个像素区中的一个和与之相邻的另外的一个上照射相同颜色的光的情况下,也可以是,使发光材料层从该多个像素区中的一个向其他的另一个延伸,并公共地形成在上述像素区。
技术方案4
在包括由上述技术方案1、2和3中的任何一者所规定的结构的本发明的有机EL显示装置中,上述堤坝膜由氮化硅膜(SiNx)形成。
技术方案5
在包括由上述技术方案4所规定的结构的本发明的有机EL显示装置中,上述氮化硅膜(SiNx)的氮组分比x,在距上述基板的主平面较近的该氮化硅膜的下侧和距该基板的主平面较远的该氮化硅膜的上侧(位于与该氮化硅膜的下侧的相反一侧上)是各自不同的,使该下侧的该氮化硅膜的蚀刻速率比该上侧慢。
另一方面,也可以替代上述技术方案5,而在包括由上述技术方案4所规定的结构的本发明的有机EL显示装置中,上述氮化硅膜,由叠层到上述基板的主平面的上部的多个层构成,该多个的层的氮组分比x各自不同,随着接近上述基板的主平面而降低该氮化硅膜的蚀刻速率。
技术方案6
在包括由上述技术方案1和2中的任何一者所规定的结构的本发明的有机EL显示装置中,上述堤坝膜的上述侧壁,形成为从上述第1电极的上表面向上述堤坝膜的上表面延展的曲面。
技术方案7
在包括由上述技术方案1、2和6中的任何一者所规定的结构的本发明的有机EL显示装置中,上述堤坝膜的上述侧壁,在上述第1电极的上表面和上述堤坝膜的上表面之间,相对于上述基板的主平面,部分地以大于或等于85度的角度倾斜。换句话说,上述堤坝膜的侧壁,只要其一部分与该基板的主平面构成小于85度的角度,就可以容许部分地与该基板的主平面构成大于或等于85度的角度。在包括由上述技术方案6所规定的结构的本发明的有机EL显示装置中,如果与上述曲面(上述堤坝膜的侧壁)的某一部分接触的切线或切面和上述基板的主平面构成小于85度的角度,则与上述曲面的其它的部分(上述某一部分以外)接触的其他的切线或其他的切面和该基板的主平面也可以构成大于或等于85度的角度。在技术方案7中,和上述堤坝膜的侧壁、与之接触的上述切线及上述切面中的任何一者构成大于或等于85度的角度的上述基板的主平面,也可以被置换为上述第1电极的上表面。
技术方案8
在具备由上述技术方案1、2中的任何一者所规定的结构的同时,还具备在上述基板的主平面上形成的多个栅极信号线和多个漏极信号线的本发明的有机EL显示装置中,上述多个像素区中的每一个像素区都具有开关元件,该开关元件借助于由上述多个栅极信号线之一所传送的扫描信号,在接通的期间内,从上述多个漏极信号线之一接受视频图像信号;在上述多个像素区中的每一个像素区上,根据上述视频图像信号的电流,通过上述发光材料层流经上述第1电极和上述第2电极之间。
技术方案9
在包括由上述技术方案8所规定的结构的本发明的有机EL显示装置中,上述第2电极还覆盖上述堤坝膜的上表面而公共地形成在上述多个像素区,向该第2电极供给对于上述视频图像信号成为基准的信号。
另外,本发明并不限于以上的结构,在不背离本发明的技术思想的范围内可进行种种的变更。
【附图说明】
图1是表示本发明的有机EL显示装置的像素的一个实施例的剖面图,是沿图3的I-I线的剖面图。
图2是表示本发明的有机EL显示装置的显示部分的一个实施例的等效电路图。
图3是表示本发明的有机EL显示装置的像素的一个实施例的平面图。
图4是沿图3的IV-IV线的剖面图。
图5A到5C是表示本发明的有机EL显示装置的效果的说明图。
图6是表示本发明的有机EL显示装置的制造方法的一个实施例的剖面图。
图7A到7C是表示本发明的有机EL显示装置的像素的另一实施例的剖面图。
图8A到图8D是表示本发明的有机EL显示装置的像素的另一实施例的剖面图。
【具体实施方式】
以下,用附图说明本发明的有机EL显示装置的实施例。
(实施例1)
《显示部分的等效电路》
图2是本发明的有机EL显示装置的显示部分的一个实施例的等效电路图。
在该图中,首先,形成在图中x方向上延伸、在y方向上并行设置的栅极信号线GL,和在y方向上延伸、在x方向上并行设置的漏极信号线DL。
被这些栅极信号线GL和漏极信号线DL围起来的矩形形状的区域成为像素区。这些像素区的集合体则构成显示区域。
在各像素区中,具有根据来自一侧(图中为上侧)的栅极信号线GL的扫描信号被接通的薄膜晶体管TFT,和经由该薄膜晶体管TFT被供给来自一侧的(图中为左侧)的漏极信号线DL的视频图像信号的像素电极PX。在发光材料层中使电子和空穴进行复合以使得像素发光的电流驱动型的有机EL显示装置中,视频图像信号作为电流信号而被供给。此外,也可以是,在基板上设置在图2中未示出的电流供给线,在每一个像素区设置根据视频图像信号进行控制的电流供给用的薄膜晶体管,根据视频图像信号(video signal)的电压,通过电流供给用的薄膜晶体管,从电流供给线向像素电极供给所希望的电流。
该像素电极PX构成为,发光材料层被夹持在该像素电极PX与未有图示的对置电极之间。该发光材料层根据在该像素电极PX和对置电极之间流动的电流而发光。
在这里,对置电极公共地形成在各像素区,供给对上述视频图像信号成为基准的信号。
在这样的结构中,驱动上述显示装置,以使得根据扫描信号的供给依次选择上述各栅极信号线GL中的一个,而另一方面,与上述栅极信号线GL选择的定时一致地向上述各漏极信号线DL中的每一个供给视频图像信号。
《像素的结构》
图3是表示上述像素的一个实施例的平面图。此外,沿图3的I-I线的剖面在图1中表示,沿IV-IV线的剖面在图4中表示。
在图3中,例如,在由玻璃构成的基板SUB1(参照图1、4)的表面的各像素区的比如左上的位置上,形成沿着图中的x方向延伸的由多晶硅层构成的半导体层PS。该半导体层PS,是成为薄膜晶体管TFT的半导体层。
然后,还覆盖该半导体层PS而在该基板SUB1的表面上形成绝缘膜GI(参照图1、4)。该绝缘膜GI,在薄膜晶体管TFT的形成区域中起着栅极绝缘膜的作用。
在该绝缘膜GI的表面上,形成在其x方向上延伸在y方向并行设置的栅极信号线GL。该栅极信号线GL形成为,使得由该栅极信号线GL与后述的漏极信号线DL一起对上述像素区进行分割。
此外,在该栅极信号线GL上形成延伸部分,该延伸部分进行延伸以使得其一部分横过上述半导体层PS的大致中央部分。该延伸部分,作为薄膜晶体管的栅极电极GT而发挥作用。
另外,在该栅极电极GT形成后,以之为掩模,注入杂质离子,以使得在该栅极电极GT的正下方以外的区域的上述半导体层PS的部分被低电阻化。
覆盖栅极信号线GL(栅极电极GT)而在上述基板SUB1的表面上形成绝缘膜IN(参照图1、4)。该绝缘膜IN,在下述漏极信号线DL的形成区域中,相对于栅极信号线GL起着层间绝缘膜的功能。
在绝缘膜IN的表面上,形成在其y方向上延伸在x方向上并行设置的漏极信号线DL。该漏极信号线DL的一部分,延伸到半导体层PS的一个端部上,通过贯通孔TH1与该半导体层PS连接起来,该贯通孔TH1是贯通绝缘膜IN及绝缘膜GI而预先形成的。即,漏极信号线DL的上述延伸部分作为薄膜晶体管TFT的漏极电极SD1而发挥作用。
此外,在上述半导体层PS的另一个端部上,形成通过贯通孔TH2连接起来的源极电极SD2,该贯通孔TH2是贯通绝缘膜IN及绝缘膜GI而预先形成的。该源极电极SD2形成用来与后述的像素电极PX进行连接的延伸部分。
然后,在像这样地形成了漏极信号线DL(漏极电极SD1)、源极电极SD2的基板SUB1的表面上,形成绝缘膜IL(参照图1、4)。
在该绝缘膜IL的上表面上,在各像素区的除极少的周边之外的中央位置上形成像素电极PX,该像素电极PX在其一部分上与源极电极SD2的上述延伸部分连接。另外,该像素电极PX,例如用ITO(IndiumTin Oxide)等的透光性的导电膜形成。用于使来自后述的发光材料层FLR的光向基板SUB1一侧透过。
在像素电极PX的上表面上形成发光材料层FLR。该发光材料层FLR含有通过施加预定的电压而发光的荧光性有机物质,例如由羟基喹啉络合物、恶唑络合物、各种激光器色素、聚对乙烯撑等构成。
此外,该发光材料层FLR也可以形成为,有必要地叠层具有效率良好地向该发光材料层输送从电极注入的空穴的功能的空穴输送层等。
在本说明书中,即使在除上述发光材料层之外还叠层空穴输送层或电子注入层等而形成发光材料层FLR的情形下,包括上述层在内的形态也被叫做发光材料层FLR。
在这里,该发光材料层FLR形成为,借助于堤坝(隔断)膜BNK与相邻的别的像素区的发光材料层FLR划分开。但是,其形成为覆盖该堤坝膜BNK的开口部分(露出像素电极PX的部分),到达侧壁部分,并扩展到表面部分。换句话说,发光材料层FLR形成为覆盖堤坝膜BNK,而且到达其周边。
这是因为,在发光材料层FLR的形成中,预先加大对该掩模(汽相沉积阴影掩模)偏差的宽余量的缘故。
另外,在该情况下,无需赘言,该像素区的发光材料层FLR和与该像素区相邻的别的像素区的发光材料层,可以在堤坝膜BNK的表面上产生彼此重叠的部分。
因为,可以进一步加大发光材料层FLR的形成时的对掩模偏差的宽余量,借此可以使像素间的距离变窄,可以进行高精度的显示。
在这里,上述堤坝膜BNK由诸如SiNx、SiO2等的无机材料构成。其开口的侧壁形成为具有在发光材料层FLR一侧具备扇形展开的倾斜。并且,该倾斜设定为小于85度,优选的是,设定为80度到10度。由该堤坝膜BNK的材料及其侧壁的倾斜所产生的效果,将在后边详细讲述。
发光材料层FLR,由于其膜厚形成为比堤坝膜BNK的膜厚更薄,因此,形成为在该堤坝膜BNK的开口部分的侧壁的位置上具有阶梯部分。
在发光材料层FLR和堤坝膜BNK的上表面上,用例如铝等形成各像素区所公用的对置(阴极)电极CT。在该情况下的对置电极CT,也形成为在该堤坝膜BNK的开口部分的侧壁的位置上具有阶梯部分。
然后,在该对置电极CT的上表面上,中间间隔例如高分子树脂薄片PSL而粘贴诸如由玻璃构成的基板SUB2。
通过向像素电极PX和对置电极CT之间的发光材料层FLR提供电流,使该发光材料层FLR发光。该光LT可以通过像素电极PX、基板SUB1来目测。
另外,给上述对置电极CT施加相对于视频图像信号成为基准的电压信号。该视频图像信号是经由上述薄膜晶体管TFT,从漏极信号线DL被施加到上述像素电极PX上的。此外,该薄膜晶体管TFT借助于来自栅极信号线GL的扫描信号而被接通。
《堤坝膜的形状和材料的比较》
如上所述,关于分割实质上的像素区的堤坝膜BNK,如图5A所示,在该像素区的中心一侧设置具有缓慢的倾斜的侧壁,借此,把其后所形成的发光材料层FLR、对置电极CT分别形成为不在上述侧壁的部分上产生阶梯部分间断。
图5B是表示用无机材料形成的具有接近90度的阶梯部分的堤坝膜BNK的剖面。该图也是对图5A所示的本发明的堤坝膜BNK的剖面的一个比较例的说明图。由于图5B所示的堤坝膜BNK的侧壁与像素电极PX(堤坝膜BNK的底层)的面构成近乎垂直的角度(倾斜角)而直立着,因此,发光材料层FLR难以在该侧壁上堆叠,而在堤坝膜BNK的端部位置呈山谷状地产生发光材料层FLR的不连续部分(阶梯部分间断)。上述发光材料层FLR的阶梯部分间断也被在其上表面上形成的对置电极CT的形状所承继。因此,在该发光材料层FLR的产生阶梯部分间断的位置或其附近位置上产生对置电极CT的膜厚变薄或阶梯部分间断的概率变大。
在用平面构造看一个像素时(例如,参照图3),在该像素的端部(例如,在图3中用虚线表示的堤坝膜BNK的轮廓)的极其有限的一部分上产生的发光材料层FLR或对置电极CT的阶梯部分间断(被称之为局部阶梯部分间断),不会妨碍向发光材料层FLR的电流供给(换句话说,有机EL显示装置的图像显示动作)(可以忽略不计)。但是,随着有机EL显示装置的驱动(向发光材料层FLR的电流供给)的进行,要向发光材料层FLR供给的电流就会集中到因发光材料层FLR的阶梯部分间断或膜厚变薄而不能被充分地隔开的对置电极CT和像素电极PX之间。如此,当电流局部集中于发光材料层FLR的产生了阶梯部分间断或膜厚变薄的部分(以下,叫做发光材料层FLR的缺陷区域)时,在该部分上就会产生焦耳热,以该缺陷区域为中心使发光材料层FLR气化而形成空洞,或者使构成发光材料层FLR的有机化合物炭化。
此外,在产生了对置电极CT的阶梯部分间断或膜厚变薄的部分(以下,叫做对置电极CT的缺陷区域)中,其气氛中所含有的(例如,残留在密封盖内的)水分或氧等就会通过该对置电极CT的缺陷区域侵入到发光材料层FLR内。换句话说,对置电极CT的缺陷区域成为水分或氧等侵入发光材料层FLR的入口。因此,侵入到发光材料层FLR的极其有限的区域(像素的端部附近)内的水分或氧等,就会使位于像素的端部的发光材料层FLR变质,而产生非发光区。此外,侵入到发光材料层FLR内的水分或氧等,将根据对发光材料层FLR的电流供给,而扩散至发光材料层FLR,在该层内使非发光区扩展。
图5C是表示用有机材料形成的堤坝膜BNK的剖面,该图也是对图5A所示的本发明的堤坝膜BNK的剖面的另一个比较例的说明图。由于在构成堤坝膜BNK的有机材料层内含有水分或氧等,故在与之接触的发光材料层FLR中,水分或氧等就会从与该堤坝膜BNK之间的接触界面侵入并向其内部扩散。因此,与参照图5B描述的非发光区的局部发生相比较,在使用了有机材料的堤坝膜BNK的图5C的构造的情况下,发光材料层FLR沿上述接触界面产生变质,非发光区沿像素的端部扩展。
由以上所说明的2个比较例可知,在图5A所示的本实施例的构造的情况下,(1)用SiNx或SiO2等之类的无机材料形成堤坝膜BNK,防止与该堤坝膜BNK接触的发光材料层FLR的变质。
此外,在本实施例的构造的情况下,(2)为了防止在形成堤坝膜BNK的像素的端部的发光材料层FLR的阶梯部分间断或膜厚变薄,以及由其导致的对置电极CT的阶梯部分间断或膜厚变薄,把该堤坝膜BNK的侧壁对像素电极PX(或堤坝膜的底层,图1所示的基板SUB1的主平面)的倾斜角度(圆锥角)限制为小于85度。参照图3所示的像素的平面构造,堤坝膜BNK的侧壁的倾斜角度,也可以被表述为露出像素电极PX的开口部分的侧壁对像素电极PX(导体层)的倾斜角度。
另外,用无机材料层构成堤坝膜BNK,由此,可以获得这样的效果,即:能够较薄地形成其膜厚t,减少来自被设置得与该像素区邻接的别的像素区的杂散光(stray light)(混波(smear))。
顺便地说,在用有机材料层构成堤坝膜BNK的情况下,其厚度为1微米左右,会发生诸如由上述杂散光(混波)所导致的对比度降低等的不利情形。
另外,在把发光材料层FLR的膜厚设为t1,把对置电极CT的膜厚设为t2的情况下,由无机材料层构成的上述堤坝膜BNK的膜厚t满足t≈t1+t2,优选的是t<t1+t2,而且,至少要具有1/2t<t1+t2的关系。采用用无机材料层构成堤坝膜BNK的办法,就可以如上所述地设定该堤坝膜BNK的膜厚。
《制造方法》
图6是表示上述堤坝膜BNK的制造方法的一个实施例。
在由玻璃构成的基板SUB1的表面上,形成像素电极PX(未有图示),然后,例如形成氮化硅膜(SiNx)。在该情况下,例如,氮化硅膜具有其x不同的层的3层结构。该氮化硅膜成为从上述基板SUB1一侧依次形成第1层的蚀刻速率慢的氮化硅膜,第2层的蚀刻速率中等的氮化硅膜,第3层的蚀刻速率快的氮化硅膜的结构。
在用等离子体CVD法(Plasma Enhanced CVD Method)形成上述由3层的氮化硅膜构成的堤坝膜BNK的一个例子中,从第1层的氮化硅膜(基板SUB1的主平面一侧)朝向第3层的氮化硅膜(在其上表面上形成发光材料层FLR和对置电极CT),对供给CVD室(CVDChamber、成膜室)的甲硅烷气体和氨气的比率(流量)进行控制,以使得含于每一者中的氮(N)的比率依次降低。此外,也可以是,用人为地不掺进杂质的硅膜取代氮化硅膜来形成第3层。再有,也可以用2层的氮化硅膜形成堤坝膜BNK。此外,也可以使堤坝膜BNK内所含的氮化硅膜中的至少一个中的氮的含有率比满足化学计量比的氮化硅(也可以表述为Si3N4、...SiNx(x=1.33)还低。例如,即便是用在基板SUB1的主平面一侧形成且具有SiN1.3的组分的第1氮化硅膜、和在该第1氮化硅膜上形成得比第1氮化硅膜更薄且具有SiN0.9的组分的第2氮化硅膜来制作堤坝膜BNK(具有叠层2层的氮化硅膜的结构),其侧壁也以小于85度的角度倾斜。
然后,借助于光刻技术对上述叠层膜进行选择蚀刻,由此,可以在该开口部分的侧壁上形成向上述基板SUB1一侧呈扇形状的倾斜,此外,例如,可采用变更蚀刻液的组分的办法,来得到该角度(小于85度)。
(实施例2)
图7A到图7C,分别是表示堤坝膜BNK的开口部分的侧壁的其他实施例的剖面图。
如上所述,即便是使堤坝膜BNK的开口部分的侧壁相对于基板SUB1的主平面(或者如图1或图4所示,与堤坝膜BNK接触的像素电极PX的上表面)以小于85度的角度进行倾斜,根据湿法蚀刻或干法蚀刻的条件,有时,堤坝膜BNK的侧壁相对于基板SUB1的主平面构成大于或等于85度的角度。在图7A到图7C中的任何一者中,堤坝膜BNK的侧壁在邻接堤坝膜BNK的上表面的区域中都与基板SUB1的主平面构成大于或等于85度的角度。在图7C中,堤坝膜BNK的侧壁与基板SUB1的主平面构成接近100度的角度,并朝向堤坝膜BNK的开口弯回。但是,图7A到图7C所示的堤坝膜BNK的侧壁中的任何一者,在与该基板SUB1的主平面接触的一端以及与堤坝膜BNK的上表面接触的另一端之间,都具有与基板SUB1的主平面构成小于85度的角度的区域。
如上所述,仅使堤坝膜BNK的侧壁的一部分与基板SUB1的主平面构成小于85度的角度,就可以抑制形成(堆叠)在其上部的发光材料层(有机材料层)FLR和对置电极(阴极层)CT在基板SUB1的主平面(像素电极PX的上表面)与堤坝膜BNK的上表面之间的阶梯部分位置上发生间断的概率。在用由多种有机材料构成的多层膜(例如,电致发光材料层和将之夹在中间的电子注入层及空穴注入层)形成上述发光材料层的情况下,基板SUB1的主平面(像素电极PX的上表面)与堤坝膜BNK的上表面之间的堤坝膜BNK的侧壁和基板SUB1的主平面(像素电极PX的上表面)构成小于85度的角度的区域,可以大于或等于侧壁的一半。换句话说,从基板SUB1的主平面到堤坝膜BNK的上表面的堤坝膜BNK的侧壁,不必一律与基板SUB1的主平面(像素电极PX的上表面)构成小于85度的角度,可以部分地构成大于或等于85度的角度。
因此,如图7A到图7C中的每一者所示,从上述侧壁的基板SUB1一侧的端部到堤坝膜BNK的表面为止,可以部分地具有约90度或大于或等于90度的陡峻的斜面。这是因为,这些陡峻的斜面,由于其高度(对从基板SUB1主平面到堤坝膜BNK上表面的距离的比率)比较低,所以,在覆盖该部分的导电层中产生阶梯部分间断的概率极其小的缘故。
总之,从上述侧壁的基板SUB1一侧的端部到堤坝膜BNK的表面为止,在其一部分上具有小于85度的倾斜角即可。
(实施例3)
图8A到图8D是分别表示堤坝膜BNK的开口部分的侧壁的其他实施例的剖面图。
如上所述,由于利用堤坝膜BNK的各层的蚀刻速率的不同来形成堤坝膜BNK的开口部分的侧壁的斜面,所以,形成为正交面(Straight flat face)的情况是不多见的,而且往往形成为如图8A到图8D所示地具有曲面。在图8A和图8D中,堤坝膜BNK的侧面的与基板SUB1的主平面接触的部分(或与该部分接触的切线或切面)和基板SUB1的主平面构成大于或等于85度的角度。在图8B和图8D中,堤坝膜BNK的侧面的堤坝膜BNK上表面附近的部分(或与该部分接触的切线或切面)和基板SUB1的主平面构成大于或等于85度的角度。在图8C中,堤坝膜BNK的侧面的中央部分(或与该中央部分接触的切线或切面)和基板SUB1的主平面构成大于或等于85度的角度。
即便是在该情况下,如果从上述侧壁的基板SUB1一侧的端部到堤坝膜BNK的表面(被电极CT等覆盖的上表面)为止,在一部分上具有小于85度的斜面,就可以抑制发光材料层FLR的劣化,或跨越基板SUB1的主平面和堤坝膜BNK的上表面之间的阶梯部分而堆叠的电极CT等的薄膜的破损。
另外,在上述的各个实施例中,对置电极CT由例如铝等的非透光性的导电层构成。但是,无需赘言,也可以由诸如ITO等的透光性的导电膜来构成,从该对置电极CT一侧取出来自发光材料层FLR的光。在该情况下,也可以考虑由非透光性的导电层构成像素电极PX。
由以上的说明可知,根据本发明的有机EL显示装置,可以防止对置电极的阶梯部分间断。