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JPH1174073A - アクティブマトリクス型表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置

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Publication number
JPH1174073A
JPH1174073A JP9234921A JP23492197A JPH1174073A JP H1174073 A JPH1174073 A JP H1174073A JP 9234921 A JP9234921 A JP 9234921A JP 23492197 A JP23492197 A JP 23492197A JP H1174073 A JPH1174073 A JP H1174073A
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JP
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film
display device
active matrix
electrode
thin film
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JP9234921A
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Kazuo Yudasaka
一夫 湯田坂
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で薄膜発光素子を水分等から保護
することのできるアクティブマトリクス型表示装置を提
供すること。 【解決手段】 アクティブマトリクス型表示装置１で
は、各画素７に、画素電極４１、該画素電極４１の上層
側に積層された有機半導体膜４３、および該有機半導体
膜４３の上層側に形成された対向電極ｏｐを具備する薄
膜発光素子４０を備えている。対向電極ｏｐの上層には
基板の略全面を覆う保護膜６０が形成されており、この
保護膜６０によって水分や酸素の侵入を防いで薄膜発光
素子４０の劣化を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機半導体膜等の
発光薄膜に駆動電流が流れることによって発光するエレ
クトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子という。）
または発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤ素子とい
う。）などの薄膜発光素子を薄膜トランジスタ（以下、
ＴＦＴという。）で駆動制御するアクティブマトリクス
型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＥＬ素子またはＬＥＤ素子などの電流制
御型発光素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装
置が提案されている。このタイプの表示装置に用いられ
る発光素子はいずれも自己発光するため、液晶表示装置
と違ってバックライトを必要とせず、また、視野角依存
性が少ないなどの利点もある。
【０００３】図４は、このような電荷注入型の有機半導
体薄膜によって発光するＥＬ素子を用いたアクティブマ
トリクス型表示装置のブロック図である。この図に示す
アクティブマトリクス型表示装置１Ａでは、透明基板１
０上に、複数の走査線ｇａｔｅと、該走査線ｇａｔｅの
延設方向に対して交差する方向に延設された複数のデー
タ線ｓｉｇと、該データ線ｓｉｇに並列する複数の共通
給電線ｃｏｍと、データ線ｓｉｇと走査線ｇａｔｅとに
よってマトリクス状に形成された画素７とが構成されて
いる。データ線ｓｉｇおよび走査線ｇａｔｅに対しては
データ側駆動回路３および走査側駆動回路４が構成され
ている。各々の画素７には、走査線ｇａｔｅを介して走
査信号が供給される導通制御回路５０と、この導通制御
回路５０を介してデータ線ｓｉｇから供給される画像信
号に基づいて発光する薄膜発光素子４０とが構成されて
いる。導通制御回路５０は、走査線ｇａｔｅを介して走
査信号がゲート電極に供給される第１のＴＦＴ２０と、
この第１のＴＦＴ２０を介してデータ線ｓｉｇから供給
される画像信号を保持する保持容量ｃａｐと、この保持
容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に
供給される第２のＴＦＴ３０とから構成されている。第
２のＴＦＴ３０と薄膜発光素子４０とは、後述する対向
電極ｏｐと共通給電線ｃｏｍとの間に直列に接続してい
る。この薄膜発光素子４０は、第２のＴＦＴ３０がオン
状態になったときには共通給電線ｃｏｍから駆動電流が
流れ込んで発光するとともに、この発光状態は保持容量
ｃａｐによって所定の期間、保持される。
【０００４】図５は、図４に示すアクティブマトリクス
型表示装置に構成されている画素の１つを抜き出して示
す平面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞ
れ、図５のＡ−Ａ′断面図、Ｂ−Ｂ′断面図、およびＣ
−Ｃ′断面図である。
【０００５】このような構成のアクティブマトリクス型
表示装置１Ａでは、図５および図６（Ａ）、（Ｂ）に示
すように、いずれの画素７においても、島状の半導体膜
を利用して同一工程で第１のＴＦＴ２０および第２のＴ
ＦＴ３０が形成されている。第１のＴＦＴ２０は、ゲー
ト電極２１が走査線ｇａｔｅの一部として構成されてい
る。第１のＴＦＴ２０は、ソース・ドレイン領域の一方
に第１の層間絶縁膜５１のコンタクホールを介してデー
タ線ｓｉｇが電気的に接続し、他方にはドレイン電極２
２が電気的に接続している。ドレイン電極２２は、第２
のＴＦＴ３０の形成領域に向けて延設されており、この
延設部分には第２のＴＦＴ３０のゲート電極３１が第１
の層間絶縁膜５１のコンタクトホールを介して電気的に
接続している。第２のＴＦＴ３０のソース・ドレイン領
域の一方には、第１の層間絶縁膜５１のコンタクトホー
ルを介して中継電極３５が電気的に接続し、この中継電
極３５には第２の層間絶縁膜５２のコンタクトホールを
介して薄膜発光素子４０の画素電極４１が電気的に接続
している。
【０００６】画素電極４１は、図５および図６（Ｂ）、
（Ｃ）からわかるように各画素７毎に独立して形成され
ている。画素電極４１の上層側には、有機半導体膜４３
および対向電極ｏｐがこの順に積層されている。対向電
極ｏｐは、少なくとも表示部１１を覆うように形成され
ている。
【０００７】再び、図５および図６（Ａ）において、第
２のＴＦＴ３０のソース・ドレイン領域のもう一方に
は、第１の層間絶縁膜５１のコンタクトホールを介して
共通給電線ｃｏｍが電気的に接続している。共通給電線
ｃｏｍの延設部分３９は、第２のＴＦＴ３０のゲート電
極３１の延設部分３６に対して、第１の層間絶縁膜５１
を誘電体膜として挟んで対向し、保持容量ｃａｐを構成
している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このようなアクティブ
マトリクス型表示装置１Ａは、透明基板１０自体に対向
電極ｏｐが積層されているので、アクティブマトリクス
型液晶表示装置と相違して、対向基板を重ねる必要がな
いという大きな利点がある。しかし、薄膜発光素子４０
は薄い対向電極ｏｐで覆われているだけなので、対向電
極ｏｐを拡散、透過して有機半導体膜４３に水分や酸素
が侵入し、薄膜発光素子４０の発光効率の低下、その駆
動電圧の上昇（しきい値電圧の高電圧側へのシフト）、
信頼性の低下などを発生させるおそれがある。前記水分
や酸素の侵入を防止するため、従来のアクティブマトリ
クス型表示装置１Ａでは、その少なくとも表示部１１を
対向基板で覆い、この対向基板の外周を封止する方法が
とられていた。しかし、この方法は前述の液晶表示装置
に比しての利点を損なうことになる。
【０００９】そこで、本発明の課題は、簡単な構造で薄
膜発光素子を水分等から保護することのできるアクティ
ブマトリクス型表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、基板上に、複数の走査線と、該走査線
と交差する複数のデータ線と、該データ線と前記走査線
とによってマトリクス状に形成された複数の画素からな
る表示部とを有し、該画素の各々は、前記走査線を介し
て走査信号がゲート電極に供給される薄膜トランジスタ
を含む導通制御回路と、画素毎に形成された画素電極、
該画素電極の上層側に積層された発光薄膜、および該発
光薄膜の上層側において少なくとも前記表示部の全面に
形成された対向電極を具備する薄膜発光素子とを備え、
前記データ線から前記導通制御回路を介して供給される
画像信号に基づいて前記薄膜発光素子が発光するアクテ
ィブマトリクス型表示装置において、前記対向電極の上
層側には、少なくとも当該対向電極の形成領域を覆う保
護膜が形成されていることを特徴とする。
【００１１】本発明では、薄膜発光素子の対向電極の上
層側には保護膜が形成されているので、対向電極を拡
散、透過してくる水分等から薄膜発光素子を保護するこ
とができる。従って、薄膜発光素子において、その発光
効率の低下、駆動電圧の上昇（しきい値電圧の高電圧側
へのシフト）、信頼性の低下などが発生するおそれがな
い。また、このような保護膜は、半導体プロセスを利用
して容易に形成できるので、アクティブマトリクス型表
示装置の製造コストを高めることがない。それ故、薄膜
発光素子を用いたアクティブマトリクス型表示装置の利
点である対向基板を被せる必要がないという利点をその
ままにして、アクティブマトリクス型表示装置の信頼性
を向上させることができる。さらに、保護膜で薄膜発光
素子を保護するので、対向電極に用いる材料としては、
薄膜発光素子の発光効率や駆動電圧などの面からその材
質を選択すればよく、薄膜発光素子を保護する性能が高
いものに限定されないという利点もある。
【００１２】本発明において、前記発光薄膜は、前記対
向電極の下層側に前記有機半導体膜よりも厚く形成され
た絶縁膜で区画されていることが好ましい。薄膜発光素
子を用いたアクティブマトリクス型表示装置では、対向
電極は少なくとも表示部の全面に形成され、データ線と
対向する状態にあるため、このままではデータ線に対し
て大きな容量が寄生することになる。しかるに本発明で
は、データ線と対向電極との間に厚い絶縁膜を介在させ
たので、データ線に容量が寄生することを防止できる。
その結果、データ側駆動回路の負荷を低減できるので、
低消費電力化あるいは表示動作の高速化を図ることがで
きる。また、このような絶縁膜を形成すれば、この絶縁
膜で区画された領域内に発光薄膜をインクジェット法に
より形成する際に、前記絶縁膜を吐出液のはみ出しを防
止するバンク層として利用することができる。
【００１３】本発明において、前記対向電極は、たとえ
ばアルカリ金属含有アルミニウム膜から構成され、この
ような膜で対向電極を構成した場合には、水分などが拡
散、透過していく可能性が高いことから、保護膜を形成
した効果が顕著である。
【００１４】本発明において、前記保護膜は、シリコン
窒化膜などの絶縁膜で構成してもよいが、高融点金属あ
るいはその合金などの導電膜から構成してもよい。ま
た、前記保護膜を純アルミニウム膜、シリコン含有アル
ミニウム膜、銅含有アルミニウム膜などの導電膜から構
成してもよい。さらには、前記保護膜を導電膜と絶縁膜
との２層構造としてもよい。対向電極に積層される保護
膜を導電膜で形成した場合には、対向電極の電気的抵抗
を低下させたのと同様な効果を得ることができる。ま
た、前記の有機半導体膜の形成領域を区画する厚い絶縁
膜を形成した場合にこの絶縁膜が形成する大きな段差に
よって、その上層側に形成される対向電極に断線が発生
させるおそれがあるが、対向電極に積層される保護膜を
導電膜で形成した場合には、かかる導電膜によって冗長
配線構造が形成されるので、対向電極の断線を防止する
ことができる。それ故、アクティブマトリクス型表示装
置において、有機半導体膜の周りに厚い絶縁膜を形成し
て寄生容量などを抑えたとしても、絶縁膜の上層に形成
する対向電極に断線が発生しないので、アクティブマト
リクス型表示装置の表示品質および信頼性を向上するこ
とができる。
【００１５】本発明では、前記導通制御回路は、前記走
査信号がゲート電極に供給される第１のＴＦＴ、および
該第１のＴＦＴを介してゲート電極が前記データ線に接
続する第２のＴＦＴを備え、該第２のＴＦＴと前記薄膜
発光素子は、前記データ線および走査線とは別に構成さ
れた駆動電流供給用の共通給電線と前記対向電極との間
に直列に接続していることが好ましい。すなわち、導通
制御回路を１つＴＦＴと保持容量で構成することも可能
ではあるが、表示品位を高くするという観点からすれば
各画素の導通制御回路を２つのＴＦＴと保持容量で構成
することが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。なお、以下の説明において、図４ない
し図６を参照して説明した要素と共通する部分には同一
の符号を付してある。
【００１７】（全体構成）図１は、アクティブマトリク
ス型表示装置の全体のレイアウトを模式的に示すブロッ
ク図である。図２は、それに構成されている画素の１つ
を抜き出して示す平面図、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
はそれぞれ図２のＡ−Ａ′断面図、Ｂ−Ｂ′断面図、お
よびＣ−Ｃ′断面図である。
【００１８】図１に示すアクティブマトリクス型表示装
置１では、その基体たる透明基板１０の中央部分が表示
部１１とされている。透明基板１０の外周部分のうち、
データ線ｓｉｇの端部には画像信号を出力するデータ側
駆動回路３が構成され、走査線ｇａｔｅの端部には走査
信号を出力する走査側駆動回路４が構成されている。こ
れらの駆動回路３、４では、Ｎ型のＴＦＴとＰ型のＴＦ
Ｔとによって相補型ＴＦＴが構成され、この相補型ＴＦ
Ｔは、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、アナロ
グスイッチ回路などを構成している。表示部１１では、
アクティブマトリクス型液晶表示装置のアクティブマト
リクス基板と同様、透明基板１０上に、複数の走査線ｇ
ａｔｅと、該走査線ｇａｔｅの延設方向に対して交差す
る方向に延設された複数のデータ線ｓｉｇとによって、
複数の画素７がマトリクス状に構成されている。
【００１９】各々の画素７には、走査線ｇａｔｅを介し
て走査信号が供給される導通制御回路５０と、この導通
制御回路５０を介してデータ線ｓｉｇから供給される画
像信号に基づいて発光する薄膜発光素子４０とが構成さ
れている。ここに示す例においては、導通制御回路５０
は、走査線ｇａｔｅを介して走査信号がゲート電極に供
給される第１のＴＦＴ２０と、この第１のＴＦＴ２０を
介してデータ線ｓｉｇから供給される画像信号を保持す
る保持容量ｃａｐと、この保持容量ｃａｐによって保持
された画像信号がゲート電極に供給される第２のＴＦＴ
３０とから構成されている。第２のＴＦＴ３０と薄膜発
光素子４０とは、詳しくは後述する対向電極ｏｐと共通
給電線ｃｏｍとの間に直列に接続している。
【００２０】このような構成のアクティブマトリクス型
表示装置１では、図２および図３（Ａ）、（Ｂ）に示す
ように、いずれの画素７においても、島状の半導体膜
（シリコン膜）を利用して第１のＴＦＴ２０および第２
のＴＦＴ３０が形成されている。
【００２１】第１のＴＦＴ２０は、ゲート電極２１が走
査線ｇａｔｅの一部として構成されている。第１のＴＦ
Ｔ２０は、ソース・ドレイン領域の一方に第１層間絶縁
膜５１のコンタクホールを介してデータ線ｓｉｇが電気
的に接続し、他方にはドレイン電極２２が電気的に接続
している。ドレイン電極２２は、第２のＴＦＴ３０の形
成領域に向けて延設されており、この延設部分には第２
のＴＦＴ３０のゲート電極３１が第１の層間絶縁膜５１
のコンタクトホールを介して電気的に接続している。
【００２２】第２のＴＦＴ３０のソース・ドレイン領域
の一方には、第１の層間絶縁膜５１のコンタクトホール
を介して、データ線ｓｉｇと同時形成された中継電極３
５が電気的に接続し、この中継電極３５には第２の層間
絶縁膜５２のコンタクトホールを介して薄膜発光素子４
０のＩＴＯ膜からなる透明な画素電極４１が電気的に接
続している。
【００２３】図２および図３（Ｂ）、（Ｃ）からわかる
ように、画素電極４１は各画素７毎に独立して形成され
ている。画素電極４１の上層側には、ポリフェニレンビ
ニレン（ＰＰＶ）などからなる有機半導体膜４３、およ
びリチウムなどのアルカリ金属を含有するアルミニウ
ム、カルシウムなどの金属膜からなる対向電極ｏｐがこ
の順に積層され、薄膜発光素子４０が構成されている。
有機半導体膜４３は各画素７に形成されているが、複数
の画素７に跨がってストライプ状に形成される場合もあ
る。対向電極ｏｐは、表示部１１全体と、少なくとも端
子１２が形成されている部分の周囲を除いた領域に形成
されている。
【００２４】なお、薄膜発光素子４０としては、正孔注
入層を設けて発光効率（正孔注入率）を高めた構造、電
子注入層を設けて発光効率（電子注入率）を高めた構
造、正孔注入層および電子注入層の双方を形成した構造
を採用することもできる。
【００２５】再び、図２および図３（Ａ）において、第
２のＴＦＴ３０のソース・ドレイン領域のもう一方に
は、第１の層間絶縁膜５１のコンタクトホールを介して
共通給電線ｃｏｍが電気的に接続している。共通給電線
ｃｏｍの延設部分３９は、第２のＴＦＴ３０のゲート電
極３１の延設部分３６に対して、第１の層間絶縁膜５１
を誘電体膜として挟んで対向し、保持容量ｃａｐを構成
している。
【００２６】このように構成したアクティブマトリクス
型表示装置１では、走査信号によって選択されて第１の
ＴＦＴ２０がオン状態になると、データ線ｓｉｇからの
画像信号が第１のＴＦＴ２０を介して第２のＴＦＴ３０
のゲート電極３１に印加されるとともに、画像信号が第
１のＴＦＴ２０を介して保持容量ｃａｐに書き込まれ
る。その結果、第２のＴＦＴ３０がオン状態になると、
対向電極ｏｐおよび画素電極４１をそれぞれ負極および
正極として電圧が印加され、印加電圧がしきい値電圧を
越えた領域で有機半導体膜４３に流れる電流（駆動電
流）が急激に増大する。従って、発光素子４０は、エレ
クトロルミネッセンス素子あるいはＬＥＤ素子として発
光し、発光素子４０の光は、対向電極ｏｐに反射されて
透明な画素電極４１および透明基板１０を透過して出射
される。このような発光を行うための駆動電流は、対向
電極ｏｐ、有機半導体膜４３、画素電極４１、第２のＴ
ＦＴ３０、および共通給電線ｃｏｍから構成される電流
経路を流れるため、第２のＴＦＴ３０がオフ状態になる
と、流れなくなる。但し、第２のＴＦＴ３０のゲート電
極は、第１のＴＦＴ２０がオフ状態になっても、保持容
量ｃａｐによって画像信号に相当する電位に保持される
ので、第２のＴＦＴ３０はオン状態のままである。それ
故、発光素子４０には駆動電流が流れ続け、この画素は
点灯状態のままである。この状態は、新たな画像データ
が保持容量ｃａｐに書き込まれて、第２のＴＦＴ３０が
オフ状態になるまで維持される。
【００２７】（薄膜発光素子の保護構造）このように、
薄膜発光素子４０を用いたアクティブマトリクス型表示
装置１は、透明基板１０自体に対向電極ｏｐが積層され
ているので、アクティブマトリクス型液晶表示装置と相
違して、対向基板を重ねる必要がないという大きな利点
がある。しかし、薄膜発光素子４０には、薄い対向電極
ｏｐを拡散、透過して水分や酸素が侵入してくるおそれ
がある。特に、本形態では、薄膜発光素子４０での電子
注入効率を高めてその駆動電圧を下げることを目的に、
対向電極ｏｐとしてリチウムなどのアルカリ金属を含有
するアルミニウム膜が用いられ、このアルカリ金属含有
アルミニウム膜は、純アルミニウムに比較して水分や酸
素を拡散、透過しやすいことが考えられる。すなわち、
アルカル金属含有アルミニウム膜は、純アルミニウム
膜、シリコン含有アルミニウム膜、銅含有アルミニウム
膜に比較して靱性に乏しく、応力がかかったときに破断
しやすいので、クラックなどを介して、水分や酸素が侵
入するおそれがある。また、アルカリ金属含有アルミニ
ウム膜の破断面は柱状組織を示し、組織間を水分や酸素
が拡散、透過しやすいと考えられる。
【００２８】そこで、本形態では、対向電極ｏｐの上層
に純アルミニウムからなる保護膜６０を形成してある。
この純アルミニウムからなる保護膜６０は、多少の応力
では破断しない靱性を有するので、水分や酸素の侵入経
路となるクラックが発生しない。また、純アルミニウム
は、その破断面において、アルカリ金属含有アルミニウ
ム膜のような柱状組織を示しておらず、組織間を水分や
酸素が透過、侵入するおそれもない。それ故、本形態の
アクティブマトリクス型表示装置１は、薄膜発光素子４
０を水分等から保護することができるので、薄膜発光素
子４０に発光効率の低下、駆動電圧の上昇（しきい値電
圧の高電圧側へのシフト）、信頼性の低下などが発生し
ない。また、このような純アルミニウム膜からなる保護
膜６０であれば、半導体プロセスを利用して容易に形成
できるので、アクティブマトリクス型表示装置１の製造
コストを高めることがない。それ故、薄膜発光素子４０
を用いたアクティブマトリクス型表示装置４０の利点で
ある対向基板を被せる必要がないという利点をそのまま
にして、アクティブマトリクス型表示装置１の信頼性を
向上させることができる。
【００２９】また、保護膜６０で薄膜発光素子４０を保
護するので、対向電極ｏｐに用いる材料としては、薄膜
発光素子４０の発光効率や駆動電圧などの面からその材
質を選択すればよく、薄膜発光素子４０を保護する性能
が高いものに限定されないという利点もある。
【００３０】さらに、本形態では、対向電極ｏｐに積層
される保護膜６０を純アルミニウム膜からなる導電膜で
形成したので、対向電極ｏｐの電気的抵抗を低下させた
のと同様な効果を得ることができる。
【００３１】（バンク層の構造）このように構成したア
クティブマトリクス型表示装置１において、本形態で
は、データ線ｓｉｇには大きな容量が寄生することを防
止するため、図１、図２、および図３（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）に示すように、データ線ｓｉｇおよび走査線ｇａ
ｔｅに沿って、レジスト膜あるいはポリイミド膜からな
る厚い絶縁膜（バンク層ｂａｎｋ／左下がりの斜線を広
いピッチで付した領域）を設け、このバンク層ｂａｎｋ
の上層側に対向電極ｏｐを形成してある。このため、デ
ータ線ｓｉｇと対向電極ｏｐとの間には、第２の層間絶
縁膜５２と厚いバンク層ｂａｎｋが介在しているので、
データ線ｓｉｇに寄生する容量が極めて小さい。それ
故、駆動回路３、４の負荷を低減でき、低消費電力化あ
るいは表示動作の高速化を図ることができる。
【００３２】また、図１に示すように、透明基板１０の
周辺領域（表示部１１の外側領域）にもバンク層ｂａｎ
ｋ（形成領域に斜線を付してある。）を形成する。従っ
て、データ側駆動回路３および走査側駆動回路４はいず
れも、バンク層ｂａｎｋによって覆われている。対向電
極ｏｐは少なくとも表示部１１に形成され、駆動回路の
形成領域に形成される必要はない。しかし、対向電極ｏ
ｐは通常、マスクスパッタで形成されるため、合わせ精
度が悪く、対向電極ｏｐと駆動回路とが重なることがあ
る。このように駆動回路の形成領域に対して対向電極ｏ
ｐが重なる状態にあっても、駆動回路の配線層と対向電
極ｏｐとの間にバンク層ｂａｎｋが介在することになる
ので、駆動回路３、４に容量が寄生することを防止でき
る。このため、駆動回路３、４の負荷を低減でき、低消
費電力化あるいは表示動作の高速化を図ることができ
る。
【００３３】さらに、本形態では、画素電極４１の形成
領域のうち、導通制御回路５０の中継電極３５と重なる
領域にもバンク層ｂａｎｋが形成されている。このた
め、中継電極３５と重なる領域には有機半導体膜４３が
形成されない。すなわち、画素電極４１の形成領域のう
ち、平坦な部分のみに有機半導体膜４３が形成されるの
で、有機半導体膜４３は一定の膜厚で形成され、表示む
らを起こさない。また、中継電極３５と重なる領域にバ
ンク層ｂａｎｋがないと、この部分でも対向電極ｏｐと
の間に駆動電流が流れて有機半導体膜４３が発光する。
しかし、この光は中継電極３５と対向電極ｏｐとの間に
挟まれて外に出射されず、表示に寄与しない。かかる表
示に寄与しない部分で流れる駆動電流は、表示という面
からみて無効電流といえる。しかるに本形態では、従来
ならこのような無効電流が流れるはずの部分にバンク層
ｂａｎｋを形成し、そこに駆動電流が流れることを防止
するので、共通給電線ｃｏｍに無駄な電流が流れること
が防止できる。それ故、共通給電線ｃｏｍの幅はその
分、狭くてよい。その結果として、発光面積を増すこと
ができ、輝度、コントラスト比などの表示性能を向上さ
せることができる。
【００３４】ここで、厚いバンク層ｂａｎｋを形成した
場合には、図３に示すように、このバンク層ｂａｎｋが
形成する大きな段差ｂｂによって、その上層側に形成さ
れる対向電極ｏｐに断線が発生させるおそれがある。し
かるに本形態では、対向電極ｏｐに積層される保護膜６
０を導電膜で形成してあるので、かかる導電膜（保護膜
６０）によって冗長配線構造が構成されている。従っ
て、厚いバンク層ｂａｎｋを形成して寄生容量などを抑
えたとしても、バンク層ｂａｎｋの上層に形成する対向
電極ｏｐに断線が発生しないので、アクティブマトリク
ス型表示装置１の表示品質および信頼性を向上すること
ができる。
【００３５】なお、バンク層ｂａｎｋを黒色のレジスト
によって形成すると、バンク層ｂａｎｋはブラックマト
リクスとして機能し、コントラスト比などの表示の品位
が向上する。すなわち、本形態に係るアクティブマトリ
クス型表示装置１では、対向電極ｏｐが透明基板１０の
表面側において画素７の全面に形成されるため、対向電
極ｏｐでの反射光がコントラスト比を低下させる。しか
るに寄生容量を防止する機能を担うバンク層ｂａｎｋを
黒色のレジストで構成すると、バンク層ｂａｎｋはブラ
ックマトリクスとしても機能し、対向電極ｏｐからの反
射光を遮るので、コントラスト比が向上する。
【００３６】（アクティブマトリクス型表示装置の製造
方法）このように形成したバンク層ｂａｎｋは、有機半
導体膜４３の形成領域を囲むように構成されているの
で、アクティブマトリクス型表示装置の製造工程では、
インクジェットヘッドから吐出した液状の材料（吐出
液）から有機半導体膜４３を形成する際に吐出液をせき
止め、吐出液が側方にはみ出すことを防止する。なお、
以下に説明するアクティブマトリクス型表示装置１の製
造方法において、透明基板１０上に第１のＴＦＴ２０お
よび第２のＴＦＴ３０を製造するまでの工程は、液晶ア
クティブマトリクス型表示装置１のアクティブマトリク
ス基板を製造する工程と略同様であるため、図３
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照してその概略を簡単に説
明する。
【００３７】まず、透明基板１０に対して、必要に応じ
て、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなど
を原料ガスとしてプラズマＣＶＤ法により厚さが約２０
００〜５０００オングストロームのシリコン酸化膜から
なる下地保護膜（図示せず。）を形成した後、下地保護
膜の表面にプラズマＣＶＤ法により厚さが約３００〜７
００オングストロームのアモルファスのシリコン膜から
なる半導体膜を形成する。次にアモルファスのシリコン
膜からなる半導体膜に対して、レーザアニールまたは固
相成長法などの結晶化工程を行い、半導体膜をポリシリ
コン膜に結晶化する。
【００３８】次に、半導体膜をパターニングして島状の
半導体膜とし、その表面に対して、ＴＥＯＳ（テトラエ
トキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズ
マＣＶＤ法により厚さが約６００〜１５００オングスト
ロームのシリコン酸化膜または窒化膜からなるゲート絶
縁膜５７を形成する。
【００３９】次に、アルミニウム、タンタル、モリブデ
ン、チタン、タングステンなどの金属膜からなる導電膜
をスパッタ法により形成した後、パターニングし、ゲー
ト電極２１、３１、およびゲート電極３１の延設部分３
６を形成する（ゲート電極形成工程）。この工程では走
査線ｇａｔｅも形成する。
【００４０】この状態で、高濃度のリンイオンを打ち込
んで、ゲート電極２１、３１に対して自己整合的にソー
ス・ドレイン領域を形成する。なお、不純物が導入され
なかった部分がチャネル領域となる。
【００４１】次に、第１の層間絶縁膜５１を形成した
後、各コンタクトホールを形成し、次に、データ線ｓｉ
ｇ、ドレイン電極２２、共通給電線ｃｏｍ、共通給電線
ｃｏｍの延設部分３９、および中継電極３５を形成す
る。その結果、第１のＴＦＴ２０、第２のＴＦＴ３０、
および保持容量ｃａｐが形成される。
【００４２】次に、第２の層間絶縁膜５２を形成し、こ
の層間絶縁膜には、中継電極３５に相当する部分にコン
タクトホール形成する。次に、第２の層間絶縁膜５２の
表面全体にＩＴＯ膜を形成した後、パターニングし、コ
ンタクトホールを介して第２のＴＦＴ３０のソース・ド
レイン領域に電気的に接続する画素電極４１を画素７毎
に形成する。
【００４３】次に、第２の層間絶縁膜５２の表面側にレ
ジスト層を形成した後、このレジストを走査線ｇａｔｅ
およびデータ線ｓｉｇに沿って残すようにパターニング
し、バンク層ｂａｎｋを形成する。このとき、データ線
ｓｉｇに沿って残すレジスト部分は共通給電線ｃｏｍを
覆うように幅広とする。その結果、発光素子４０の有機
半導体膜４３を形成すべき領域はバンク層ｂａｎｋに囲
まれる。
【００４４】次に、バンク層ｂａｎｋでマトリクス状に
区画された領域内にインクジェット法を利用してＲ、
Ｇ、Ｂに対応する各有機半導体膜４３を形成していく。
それには、バンク層ｂａｎｋの内側領域に対してインク
ジェットヘッドから、有機半導体膜４３を構成するため
の液状の材料（前駆体）を吐出し、それをバンク層ｂａ
ｎｋの内側領域で定着させて有機半導体膜４３を形成す
る。ここで、バンク層ｂａｎｋはレジストから構成され
ているため、撥水性である。これに対して、有機半導体
膜４３の前駆体は親水性の溶媒を用いているため、有機
半導体膜４３の塗布領域はバンク層ｂａｎｋによって確
実に規定され、隣接する画素７にはみ出ることがない。
それ故、有機半導体膜４３などを所定領域内だけに形成
できる。この工程において、インクジェットヘッドから
吐出した前駆体は表面張力の影響で約２μｍないし約４
μｍの厚さに盛り上がるため、バンク層ｂａｎｋは約１
μｍないし約３μｍの厚さが必要である。なお、定着し
た後の有機半導体膜４３の厚さは約０．０５μｍから約
０．２μｍである。なお、予めバンク層ｂａｎｋからな
る隔壁が１μｍ以上の高さであれば、バンク層ｂａｎｋ
が撥水性でなくても、バンク層ｂａｎｋは隔壁として十
分に機能する。かかる厚いバンク層ｂａｎｋを形成して
おけば、インクジェット法に代えて、塗布法で有機半導
体膜４３を形成する場合でもその形成領域を規定でき
る。
【００４５】しかる後には、透明基板１０の略全面に対
向電極ｏｐを形成し、さらに対向電極ｏｐの上層に保護
膜６０を積層する。保護膜６０は、約２０００オングス
トローム〜１μｍの厚さがあれば、充分耐湿性を確保す
ることができる。
【００４６】このような製造方法によれば、インクジェ
ット法を利用して所定の領域にＲ、Ｇ、Ｂに対応する各
有機半導体膜４３を形成していけるので、フルカラーの
アクチィブマトリクス型表示装置１を高い生産性で製造
できる。
【００４７】なお、図１に示すデータ側駆動回路３や走
査側駆動回路４にもＴＦＴが形成されるが、これらのＴ
ＦＴは前記の画素７にＴＦＴを形成していく工程の全部
あるいは一部を援用して行われる。それ故、駆動回路を
構成するＴＦＴも、画素７のＴＦＴと同一の層間に形成
されることになる。また、前記第１のＴＦＴ２０、およ
び第２のＴＦＴ３０については、双方がＮ型、双方がＰ
型、一方がＮ型で他方がＰ型のいずれでもよいが、この
ようないずれの組合せであっても周知の方法でＴＦＴを
形成していけるので、その説明を省略する。
【００４８】［その他の実施の形態］なお、上述の実施
例と同様な方法で形成し、保護膜６０としては、純アル
ミニウム膜以外にも、水分や酸素の透過が少ない導電膜
であれば、シリコン含有アルミニウム膜や銅含有アルミ
ニウム膜の金属膜、あるいはその他の金属を用いること
ができる。また、保護膜６０としては、高融点金属、あ
るいはその合金等を用いることができる。さらに、保護
膜６０としてはシリコン窒化膜などの絶縁膜を用いた場
合にも、薄膜発光素子４０の劣化を防止することができ
る。さらにまた、保護膜６０は絶縁膜と導電膜との二層
構造にしてもよく、この場合には、対向電極ｏｐに対し
て導電膜を積層すれば、前記の冗長配線構造を実現でき
る。いずれの場合でも、保護膜は約２０００オングスト
ローム〜１μｍ程度であれば、充分耐湿性を確保するこ
とができる。
【００４９】また、バンク層ｂａｎｋ（絶縁膜）につい
てはレジスト膜、ポリイミド膜などの有機材料から構成
した場合には厚い膜を容易に形成できるが、バンク層ｂ
ａｎｋ（絶縁膜）をＣＶＤ法あるいはＳＯＧ法で成膜し
たシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜などの無機材
料から構成した場合には、有機半導体膜４３と接触した
状態にあっても有機半導体膜４３の変質を防止すること
ができる。
【００５０】さらに、保持容量ｃａｐについては共通給
電線ｃｏｍとの間に形成した構造の他、走査線ｇａｔｅ
と並列に形成した容量線との間に形成してもよく、ま
た、第１のＴＦＴ２０のドレイン領域と、第２のＴＦＴ
３０のゲート電極３１とを利用した構造でもよい。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアク
ティブマトリクス型表示装置では、薄膜発光素子の対向
電極の上層側には保護膜が形成されているので、薄膜発
光素子を水分等から保護することができる。従って、薄
膜発光素子が劣化するおそれがない。また、このような
保護膜は、半導体プロセスを利用して容易に形成できる
ので、アクティブマトリクス型表示装置の製造コストを
高めることがない。それ故、薄膜発光素子を用いたアク
ティブマトリクス型表示装置の利点である対向基板を被
せる必要がないという利点をそのままにして、アクティ
ブマトリクス型表示装置の信頼性を向上させることがで
きる。さらに、保護膜で薄膜発光素子を保護するので、
対向電極に用いる材料としては、薄膜発光素子の発光効
率や駆動電圧などの面からその材質を選択すればよく、
薄膜発光素子を保護する性能が高いものに限定されない
という利点もある。
【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型表示
装置の全体のレイアウトを模式的に示すブロック図であ
る。
【図２】図１に示すアクティブマトリクス型表示装置に
構成されている画素の１つを抜き出して示す平面図であ
る。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図２のＡ
−Ａ′断面図、Ｂ−Ｂ′断面図、およびＣ−Ｃ′断面図
である。
【図４】従来のアクティブマトリクス型表示装置の全体
のレイアウトを模式的に示すブロック図である。
【図５】図４に示すアクティブマトリクス型表示装置に
構成されている画素の１つを抜き出して示す平面図であ
る。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図５のＡ
−Ａ′断面図、Ｂ−Ｂ′断面図、およびＣ−Ｃ′断面図
である。
【符号の説明】
１ アクティブマトリクス型表示装置 ２ 表示部 ３ データ側駆動回路 ４ 走査側駆動回路 ７ 画素 １０ 透明基板 １２ 端子 ２０ 第１のＴＦＴ ２１ 第１のＴＦＴのゲート電極 ３０ 第２のＴＦＴ ３１ 第２のＴＦＴのゲート電極 ４０ 発光素子 ４１ 画素電極 ４３ 有機半導体 ６０ 保護膜 ｂａｎｋ バンク層（絶縁膜） ｃａｐ 保持容量 ｃｏｍ 共通給電線 ｇａｔｅ 走査線 ｏｐ 対向電極 ｓｉｇ データ線

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に、複数の走査線と、該走査線に
    交差する複数のデータ線と、該データ線と前記走査線と
    によってマトリクス状に形成された複数の画素からなる
    表示部とを有し、該画素の各々は、前記走査線を介して
    走査信号がゲート電極に供給される薄膜トランジスタを
    含む導通制御回路と、画素毎に形成された画素電極、該
    画素電極の上層側に積層された発光薄膜、および該発光
    薄膜の上層側において少なくとも前記表示部の全面に形
    成された対向電極を具備する薄膜発光素子とを備え、前
    記データ線から前記導通制御回路を介して供給される画
    像信号に基づいて前記薄膜発光素子が発光するアクティ
    ブマトリクス型表示装置において、 前記対向電極の上層側には、少なくとも当該対向電極の
    形成領域を覆う保護膜が形成されていることを特徴とす
    るアクティブマトリクス型表示装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記発光薄膜は、前
    記対向電極の下層側に前記発光薄膜よりも厚く形成され
    た絶縁膜で区画されていることを特徴とするアクティブ
    マトリクス型表示装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記対向電
    極は、アルカリ金属含有アルミニウム膜から構成されて
    いることを特徴とするアクティブマトリクス型表示装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
    前記保護膜は、絶縁膜から構成されていることを特徴と
    するアクティブマトリクス型表示装置。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
    前記保護膜は、シリコン窒化膜から構成されていること
    を特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
    前記保護膜は、高融点金属あるいはその合金から構成さ
    れていることを特徴とするアクティブマトリクス型表示
    装置。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
    前記保護膜は、純アルミニウム膜、シリコン含有アルミ
    ニウム膜、および銅含有アルミニウム膜のうちのいずれ
    かのアルミニウム膜から構成されていることを特徴とす
    るアクティブマトリクス型表示装置。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
    前記保護膜は、導電膜と絶縁膜の２層構造になっている
    ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
  9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかにおいて、
    前記導通制御回路は、前記走査信号がゲート電極に供給
    される第１の薄膜トランジスタ、および該第１の薄膜ト
    ランジスタを介してゲート電極が前記データ線に接続す
    る第２の薄膜トランジスタを備え、該第２の薄膜トラン
    ジスタと前記薄膜発光素子は、前記データ線および走査
    線とは別に構成された駆動電流供給用の共通給電線と前
    記対向電極との間に直列に接続していることを特徴とす
    るアクティブマトリクス型表示装置。
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