專利名稱：顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有包括有機層的自發(fā)光型發(fā)光元件的顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，作為代替液晶顯示器的顯示裝置，使用了包括有機層的自發(fā)光型有機發(fā)光元件的有機EL(electroluminescence，電致發(fā)光)顯示器已經(jīng)變得非常實用。有機EL顯示器為自發(fā)光型，因此與液晶顯示器等相比，其具有較寬的視角，并且對高清晰度的高速圖像信號具有充分的應(yīng)答性。到目前為止，對于有機發(fā)光元件來說，已經(jīng)嘗試通過引入諧振器結(jié)構(gòu)和控制發(fā)光層中所產(chǎn)生的光，比如通過提高發(fā)光色的顏色純度或者增加發(fā)光效率來提高其顯示性能 (例如，參見國際專利NO.W001/395M)。例如，在從與襯底相對的表面(頂面)獲取光的頂部發(fā)光系統(tǒng)中，采用了其中經(jīng)由驅(qū)動晶體管在襯底上依次層壓陽極、有機層和陰極的結(jié)構(gòu)； 并且使來自有機層的光在陽極與陰極之間產(chǎn)生多路徑反射。在一般的有機EL顯示器中，例如，發(fā)出紅色光的有機發(fā)光元件、發(fā)出綠色光的有機發(fā)光元件和發(fā)出藍色光的有機發(fā)光元件依次重復(fù)排列在圖像顯示區(qū)域中。這些發(fā)光色隨形成各色有機層的材料的變化而變化。因此，期望當(dāng)形成各個有機發(fā)光元件時，分別形成用于相應(yīng)發(fā)光色的有機層。應(yīng)該注意，在一般的有機EL顯示器中，陽極和有機層被劃分為用于每個有機發(fā)光元件，然而陰極是兩個或者多個(優(yōu)選，全部)有機發(fā)光元件共有的整體。 在此，位于彼此鄰接的相應(yīng)有機發(fā)光元件中的有機層通過絕緣層彼此分離。該絕緣層具有開口，以限定各有機發(fā)光元件中的發(fā)光區(qū)域。例如，通過汽相沉積法來執(zhí)行有機層的形成。此時，使用具有根據(jù)發(fā)光區(qū)域的開口的蔭罩(shadow mask)來執(zhí)行沉積，因此期望限定發(fā)光區(qū)域的絕緣層的開口與蔭罩的開口精確地對齊。但是最近，為了提高全部有機發(fā)光元件的發(fā)光區(qū)域與整個圖像顯示區(qū)域的比值，即數(shù)值孔徑(numerical aperture)，出現(xiàn)了絕緣層變窄并且鄰接的有機發(fā)光元件之間的間距縮小這樣的趨勢。由此，可以預(yù)測，如果上述間距在今后進一步縮小，則將很難利用預(yù)定的有機層充分可靠地填充各個發(fā)光區(qū)域。這是因為存在這樣的顧慮，即可能難以確保絕緣層的開口與蔭罩的開口充分的對準精度，或者難以充分地確保蔭罩自身的加工精度等。當(dāng)絕緣層的開口因制造誤差沒有被有機層可靠充分地填充時，在圖像顯示區(qū)域中的預(yù)定位置處不會得到期望的亮度，并且很難執(zhí)行與被輸入的圖像信號相對應(yīng)的正確的圖像顯示。為了解決上述缺點，例如，可以考慮采用這樣的方法使蔭罩的開口大于絕緣層的開口，并且形成從發(fā)光區(qū)域向絕緣層大大延伸的有機層。這便可以利用預(yù)定的有機層可靠地填充各個發(fā)光區(qū)域。但是在上述情況下，彼此鄰接的有機發(fā)光元件的有機層的末端處于彼此重合的狀態(tài)。因此，位于一個有機層(與另一個有機層的末端重合)中的正孔注入層有可能接觸覆蓋這些有機層的陰極。在此情況下，在陽極與陰極之間經(jīng)由該正孔注入層形成了導(dǎo)電通路，并且有泄露電流經(jīng)過。因此，存在這樣的可能性，即各個有機發(fā)光元件的驅(qū)動控制不可能被充分地執(zhí)行，并且有機EL顯示器中的正常圖像顯示可能會受到干擾。具體而言，當(dāng)泄露電流流經(jīng)發(fā)出不同色光的有機發(fā)光元件之間時，可能會在顯示圖像中引起顏色混合。因此，本發(fā)明已經(jīng)提出了提供具有壁表面的分離膜以包圍各個發(fā)光元件，并且使鄰接發(fā)光元件中的有機層和陰極彼此分離的方法(例如，參見日本未審查專利申請公開號 2010-44894)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，預(yù)計今后將會進一步要求增大其數(shù)值孔徑。因此，期望一種顯示裝置即使在這種情況下，也可以可靠地避免泄露電流的發(fā)生?；谏鲜?，期望提供一種適合增加數(shù)值孔徑，并被允許展示出良好的顯示性能的顯示裝置，及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種顯示裝置，其包括襯底；多個發(fā)光元件，其沿彼此交叉的第一方向和第二方向排列在該襯底上，該發(fā)光元件的每一者具有依次層壓的第一電極層、包括發(fā)光層的有機層和第二電極層；以及分離部，其被配置在沿第一方向彼此鄰接的發(fā)光元件之間的襯底上，該分離部具有兩對或者多對階梯。該發(fā)光元件中的第一電極層彼此分離，以及沿第一方向彼此鄰接的發(fā)光元件中的有機層和第二電極層通過包含在分離部中的階梯彼此分離。在此，優(yōu)選例如，發(fā)出顏色彼此相同的光的發(fā)光元件沿第二方向?qū)R，并且發(fā)出不同顏色的光的發(fā)光元件沿第一方向?qū)R。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種制造顯示裝置的方法，該顯示裝置包括襯底；多個發(fā)光元件，其沿彼此交叉的第一方向和第二方向排列在該襯底上，該發(fā)光元件的每一者具有依次層壓的第一電極層，包括發(fā)光層的有機層和第二電極層；以及分離部，其被配置在沿第一方向彼此鄰接的有機發(fā)光元件之間的襯底上，該分離部具有兩對或者多對階梯。該方法包括如下步驟。(A)在襯底上形成多個彼此鄰接排列的第一電極層。(B)形成填充多個第一電極層之間的間隙的絕緣層，以形成分離部。(C)在該分離部的該絕緣層中形成兩對或者多對階梯。(D)依次形成多個包括發(fā)光層的有機層，以覆蓋整個第一電極層和該分離部的該
絕緣層。(E)形成第二電極層，以覆蓋該有機層。在此，在形成該有機層和第二電極層的同時，沿第一方向彼此鄰接的發(fā)光元件中的有機層和第二電極層通過包含在該分離部中的階梯彼此分離。在根據(jù)本發(fā)明的上述實施例的顯示裝置和制造該顯示裝置的方法中，沿第一方向彼此鄰接的發(fā)光元件中的第二電極層和有機層通過包含在該分離部中的兩對或者多對階梯彼此分離。因此，避免了沿第一方向彼此鄰接的發(fā)光元件之間的驅(qū)動電流的泄露。在此， 在沿第一方向彼此鄰接的發(fā)光元件是發(fā)出不同顏色的光的元件的情況下，避免顏色發(fā)生轉(zhuǎn)移。根據(jù)本發(fā)明的上述實施例的顯示裝置和制造該顯示裝置的方法，沿第一方向彼此鄰接的發(fā)光元件中的第二電極層和有機層通過包含在該分離部中的兩對或者多對階梯彼此分離。因此，即使當(dāng)有機層因沿第一方向彼此鄰接的發(fā)光元件之間的相互間距變窄而發(fā)生重合時，也可以可靠地阻止第一電極層與第二電極層之間、以及彼此鄰接的第一電極層之間發(fā)生短路。由此，可以在支持發(fā)光元件之間的間距變窄的同時，充分地執(zhí)行各發(fā)光元件的驅(qū)動控制。結(jié)果，可以在確保較高的數(shù)值孔徑的同時，展示出良好的顯示的性能，如發(fā)光亮度分布的均勻性和顏色的分離性。應(yīng)該理解，上面的概括描述和下面的具體描述均為示例性的，并且意在提供對所要求保護的技術(shù)的進一步解釋。


附圖意在提供對本發(fā)明的進一步理解，并且包含在本說明書中，構(gòu)成了本說明書的一部分。這些附圖與說明書一起闡述實施例，并且用以解釋本技術(shù)的原理。圖1是解釋根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置的構(gòu)造的視圖。圖2是解釋圖1所示的像素驅(qū)動電路的示例的視圖。圖3是解釋圖1所示的顯示區(qū)域的構(gòu)造的平面圖。圖4是解釋圖1所示的顯示區(qū)域的構(gòu)造的剖視圖。圖5是解釋圖1所示的顯示區(qū)域的構(gòu)造的另一剖視圖。圖6是解釋圖4所示的元件分離絕緣層中的凹部的構(gòu)造示例的放大剖視圖。圖7是解釋圖4所示的元件分離絕緣層中的凹部的另一構(gòu)造示例的放大剖視圖。圖8是解釋圖4所示的像素驅(qū)動電路形成層的構(gòu)造的平面圖。圖9是解釋圖4所示的有機層的放大剖視圖。圖10是解釋被設(shè)置在圖1的襯底上的第二電極層及其周圍的布線圖案的平面形狀的概要視圖。圖IlA至圖IlD是解釋在制造圖1所示的顯示裝置的方法中的一個步驟的剖視圖。圖12是解釋第一修改例的顯示裝置的主要部分的構(gòu)造的剖視圖。圖13是解釋第二修改例的顯示裝置的主要部分的構(gòu)造的剖視圖。圖14是解釋第三修改例的顯示裝置的主要部分的構(gòu)造的剖視圖。
具體實施例方式下面，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施例(以下僅被稱為實施例)。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的使用了有機發(fā)光元件的顯示裝置的構(gòu)造。該顯示裝置被用作超薄型有機發(fā)光彩色顯示裝置等。在該顯示裝置中，顯示區(qū)域110形成在基板111上。在基板111上的顯示區(qū)域110周圍，例如形成了信號線驅(qū)動電路120(其是圖像顯示用的驅(qū)動器)、掃描線驅(qū)動電路130和電源供給線驅(qū)動電路140。在顯示區(qū)域110中，形成了以矩陣形式二維排列的多個有機發(fā)光元件10(10R、10G 和10B)，和用于驅(qū)動這些有機發(fā)光元件的像素驅(qū)動電路150。在像素驅(qū)動電路150中，多個信號線120A(120A1、120A2、…、120Am、…)沿列方向(Y軸方向)排列，并且多個掃描線 130Α(130Α1...、130Αη)與多個電源供給線140A(140A1、…、140An、…)沿行方向(X軸方向)排列。任一有機發(fā)光元件10RU0G和IOB被設(shè)置為在各信號線120A與各掃描線130A
5之間的交叉點處聯(lián)結(jié)。各信號線120A被連接到信號線驅(qū)動電路120，各掃描線130A被連接到掃描線驅(qū)動電路130，以及各電源供給線140A被連接到電源供給線驅(qū)動電路140。信號線驅(qū)動電路120經(jīng)由信號線120A向所選擇的有機發(fā)光元件10RU0G和IOB 提供信號供給源(未示出)所供給的、并且與亮度信息相對應(yīng)的圖像信號的信號電壓。通過使用移位寄存器等來構(gòu)造掃描線驅(qū)動電路130，該移位寄存器依次轉(zhuǎn)移(傳送)與所輸入的時鐘脈沖同步的啟始脈沖。掃描信號線驅(qū)動電路130在將圖像信號記錄到各有機發(fā)光元件10RU0G和IOB的同時，逐行掃描各有機發(fā)光元件10RU0G和10B，并且依次向各掃描線130A供給掃描信號。通過使用移位寄存器等來構(gòu)造電源供給線驅(qū)動電路140，該移位寄存器依次轉(zhuǎn)移 (傳送)與所輸入的時鐘脈沖同步的起始脈沖。電源供給線驅(qū)動電路140適當(dāng)?shù)叵蚋麟娫垂┙o線140A供給彼此不同的第一電位或者第二電位，這與掃描線驅(qū)動電路130逐行進行的掃描同步。進而選擇后述的驅(qū)動晶體管Trl的導(dǎo)電狀態(tài)或者非導(dǎo)電狀態(tài)。像素驅(qū)動電路150被設(shè)置在基板111與有機發(fā)光元件10之間的階層(后述的像素驅(qū)動電路形成層112)中。圖2示出了像素驅(qū)動電路150的構(gòu)造示例。如圖2所示，像素驅(qū)動電路150是具有驅(qū)動晶體管Trl和記錄晶體管Tr2、被設(shè)置在晶體管Trl與Tr2之間的電容器(保持電容器)，以及有機發(fā)光元件10的有源驅(qū)動電路。有機發(fā)光元件10被連接到串聯(lián)在電源供給線140A與共同電源供給線(GND)之間的驅(qū)動晶體管Trl?？梢酝ㄟ^使用一般的薄膜型晶體管(TFT)來構(gòu)造驅(qū)動晶體管Trl與記錄晶體管Tr2的每一者，并且其結(jié)構(gòu)可以例如是反交疊結(jié)構(gòu)(所謂的底柵型)或者正交疊結(jié)構(gòu)(頂柵型)，并且不特別限于此。記錄晶體管Tr2例如具有被連接到信號線120A的漏電極，并且被供有來自信號線驅(qū)動電路120的圖像信號。此外，記錄晶體管Tr2具有被連接到掃描線130A的柵電極，并且被供有來自掃描線驅(qū)動電路130的掃描信號。此外，記錄晶體管Tr2具有被連接到驅(qū)動晶體管Trl的柵電極的源電極。驅(qū)動晶體管Trl例如具有被連接到電源供給線140A的漏電極，并且通過電源供給線驅(qū)動電路140將該漏電極設(shè)定為第一電位或者第二電位。驅(qū)動晶體管Trl具有被連接到有機發(fā)光元件10的源電極。在驅(qū)動晶體管Trl的柵電極(記錄晶體管Tr2的源電極)與驅(qū)動晶體管Trl的源電極之間形成了保持電容器Cs。圖3示出了顯示區(qū)域110在XY平面上延展的構(gòu)造示例。在此，示出了從上方觀察到的、顯示區(qū)域Iio在移除了第二電極層16、保護膜18和密封襯底19 (下面將被描述) 的狀態(tài)下的平面構(gòu)造。在顯示區(qū)域110中，從整體上來講，有機發(fā)光元件10以矩陣形式依次排列。更具體而言，元件分離絕緣層M以晶格形式設(shè)置，并且有機發(fā)光元件10RU0G和 IOB分別配置在晶格所限定的各個區(qū)域處。有機發(fā)光元件10RU0G和IOB分別包括發(fā)光區(qū)域20，該發(fā)光區(qū)域20具有通過元件分離絕緣層M的開口 MKl所限定的輪廓。有機發(fā)光元件IOR發(fā)出紅色光，有機發(fā)光元件IOG發(fā)出綠色光，并且有機發(fā)光元件IOB發(fā)出藍色光。在此，將發(fā)出相同顏色的光的有機發(fā)光元件10沿Y軸方向排列在一條直線上，并且沿X軸方向依次重復(fù)該條直線。因此，沿X軸方向鄰接的有機發(fā)光元件10RU0G和IOB的結(jié)合便形成了圖片元件(像素)。在元件分離絕緣層M中，嵌入了金屬層17以包圍各有機發(fā)光元件10。金屬層17具有沿X軸方向延伸的部分和沿Y軸延伸的部分，這兩部分以晶格形式形成為一體。另外， 在圖3中，包圍發(fā)光區(qū)域20的矩形虛線表示包含在有機發(fā)光元件10中的第一電極層13 (后述)。另外，元件分離絕緣層M設(shè)有多個開口 24K2，每個開口 MK2形成在沿Y軸方向彼此鄰接的有機發(fā)光元件10之間并與金屬層17重合的區(qū)域中。在開口 MK2所包圍的區(qū)域中， 設(shè)有連接在金屬層17與有機發(fā)光元件10的第二電極層16之間的連接部21 (虛線所包圍的部分)。應(yīng)該注意，沿X方向和沿Y方向排列的有機發(fā)光元件10的數(shù)目被任意設(shè)定，并且不限于圖3所示的數(shù)目。此外，一個像素可以由四個或者更多的有機發(fā)光元件形成，或者可以進一步設(shè)置發(fā)出白色光的有機發(fā)光元件。圖4示出了顯示區(qū)域110沿圖3所示的線IV-IV的)(Z斷面的概要結(jié)構(gòu)。此外，圖 5示出了顯示區(qū)域110沿圖3所示的線V-V的TL斷面的概要結(jié)構(gòu)。如圖4和圖5所示，在顯示區(qū)域110中，在通過在基板111上設(shè)置像素驅(qū)動電路形成層112所形成的襯底11上， 形成了包括有機發(fā)光元件10的發(fā)光元件形成層12。在有機發(fā)光元件10上，依次形成保護膜18和密封襯底19，以覆蓋整體。各個有機發(fā)光元件10是其中從基板111 一側(cè)依次層壓充當(dāng)陽極的第一電極層13、包括發(fā)光層(后述)的有機層14和充當(dāng)陰極的第一電極層16 的元件。有機層14和第一電極層13通過元件分離絕緣層M分離，以用于每個有機發(fā)光元件10。此外，各個有機發(fā)光元件10中的第二電極層16因存在位于間隙區(qū)域VZ中充當(dāng)分離部的絕緣層M，而與沿X軸方向鄰接的其它各有機發(fā)光元件分離(見圖4)。注意，間隙區(qū)域VZ是沿X軸方向彼此鄰接的有機發(fā)光元件10之間的區(qū)域。另一方面，沿Y軸方向彼此鄰接的相應(yīng)有機發(fā)光元件10中的第二電極層16彼此結(jié)合(見圖幻。應(yīng)該注意，在元件分離絕緣層M中，除了與開口 MK2相對應(yīng)的區(qū)域之外，均嵌入了金屬層17。元件分離絕緣層M被設(shè)置為填充在彼此鄰接的相應(yīng)有機發(fā)光元件10中的第一電極層13以及有機層14之間的間隙中。元件分離絕緣層M由有機材料例如聚酰亞胺制成， 并且在精確地限定有機發(fā)光元件10的發(fā)光區(qū)域20的同時，確保第一電極層13與第二電極層16和金屬層17之間的絕緣。另外，絕緣層M的間隙區(qū)域VZ設(shè)有凹部MG，從而形成兩對階梯。圖6示出了圖 4所示的凹部MG附近的一部分的放大視圖。這里的兩對階梯是通過頂面24TS1與底面 24BS1所形成的階梯和通過頂面24TS2與底面24BS1所形成的階梯。另外，期望元件分離絕緣層M的最高位置處的頂面24TS1和MTS2(元件分離絕緣層M中的最大高度位置)與第一電極層13的表面13S的位置沿厚度方向(Z軸方向)的差值大于有機層14和第二電極層16的總厚度。在凹部MG中，通過頂面24TS1和24TS2與側(cè)壁WSl和WS2所形成的一個或者兩個角度α和β為90°或者更小(優(yōu)選小于90° )。具體而言，如圖6所示，例如，存在凹部24G兩側(cè)上的部分分別具有斷面形狀呈矩形的部分，或者如圖7所示的另一構(gòu)造示例所示，存在凹部24G兩側(cè)上的部分分別具有斷面形狀呈倒梯形的部分。由于上述凹部MG，所以即使當(dāng)通過例如氣相蒸汽法在整個顯示區(qū)域110上沉積形成有機層14和第二電極層16 的材料時，沿X軸方向鄰接的相應(yīng)有機發(fā)光元件10中的有機層14以及第二電極層16也會可靠地彼此分離。這是因為邊緣EGl和EG2處的角度α和β為90°或者更小，因此被沉積的材料不容易聚集在其附近，否則會導(dǎo)致在各邊緣EGl和EG2處、設(shè)置在發(fā)光區(qū)域20中的有機層14還有第二電極層16，與覆蓋頂面24TS1和MTS2、以及底面24BS1之間產(chǎn)生了裂縫。具體而言，當(dāng)凹部24G兩側(cè)上的部分分別具有如圖7所示的倒梯形的斷面形狀時，有機層14和第二電極層16會更加可靠地彼此分離。覆蓋有機發(fā)光元件10的保護膜18由諸如硅氮化物(SiNx)之類的絕緣材料制成。 此外，設(shè)置于在保護膜18上的密封襯底19與保護膜18和粘合層(未示出)一起密封有機發(fā)光元件10，并且該密封襯底19由諸如允許發(fā)光層14C中所產(chǎn)生的光透過其中的透明玻璃之類的材料制成。接著，除了圖4至圖6以外，還參考圖8及圖9，將對襯底11和有機發(fā)光元件10的每一者的具體構(gòu)造進行描述。應(yīng)該注意，有機發(fā)光元件10RU0G和IOB因有機層14的結(jié)構(gòu)而部分不同，但是除此之外，都具有相同的構(gòu)造，因此將對其共同進行描述。圖8示出了其中一個有機發(fā)光元件10中的被設(shè)置在像素驅(qū)動電路形成層112中的像素驅(qū)動電路150的平面構(gòu)造的概要視圖。襯底11是其中在由玻璃、硅(Si)晶片或者樹脂等制成的基板111上設(shè)置包括像素驅(qū)動電路150的像素驅(qū)動電路形成層112的元件。在基板111的表面上，作為驅(qū)動晶體管Trl的柵電極的金屬層211G、作為記錄晶體管Tr2的柵電極的金屬層221G以及信號線 120A的一部分被設(shè)置為第一階層的金屬層。這些金屬層211G和221G，以及信號線120A被由硅氮化物或者硅氧化物等制成的柵極絕緣膜(未示出)覆蓋。在驅(qū)動晶體管Trl中，柵極絕緣膜上的一部分區(qū)域，即與金屬層211G相對應(yīng)的部分，設(shè)有由非結(jié)晶硅等制成的半導(dǎo)體薄膜溝道層(未示出)。在該溝道層上，絕緣溝道保護膜(未示出)被設(shè)置為占據(jù)溝道區(qū)域(其中心區(qū)域)，并且在其兩側(cè)區(qū)域中分別設(shè)有由η型半導(dǎo)體(η型非結(jié)晶硅等制成)形成的漏電極(未示出)和源電極(未示出)。這些漏電極和源電極通過上述溝道保護膜彼此分離，并且沿溝道區(qū)域夾置在其間的相應(yīng)端面彼此分開。此外，充當(dāng)漏布線的金屬層216D和充當(dāng)源布線的金屬層216S被設(shè)置為第二階層的金屬電極，以分別覆蓋漏電極和源電極。金屬層216D和216S分別具有其中依次層壓例如鈦 (Ti)層、鋁(Al)層和鈦層的結(jié)構(gòu)。記錄晶體管Tr2具有與驅(qū)動晶體管Trl相似的結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意，在圖8中，充當(dāng)?shù)谝浑A層的金屬層的金屬層221G、充當(dāng)?shù)诙A層的金屬層的金屬層 226D (漏布線)和金屬層2 ^ (源布線)被示為記錄晶體管Tr2的構(gòu)件。作為第二階層的金屬層，不同于上述的金屬層216D和226D以及金屬層216S和 226S，設(shè)有掃描線130A和電源供給線140A。應(yīng)該注意，在本文中已經(jīng)描述了具有反交疊結(jié)構(gòu)(所謂的底柵型)的驅(qū)動晶體管Trl和記錄晶體管Tr2，但是它們可以具有正交疊結(jié)構(gòu) (所謂的頂柵型)。此外，在除了掃描線130A與電源供給線140A的交叉點以外的區(qū)域中， 信號線120A被設(shè)置為第二階層的金屬層。像素驅(qū)動電路150作為一個整體被由硅氮化物等制成的保護膜(未示出)覆蓋， 并且此外，在其上設(shè)有絕緣性平坦化膜(未示出)。期望平坦化膜具有表面平滑性極高的表面。另外，在平坦化膜和保護膜的一部分區(qū)域中，設(shè)有極小的連接孔124(見圖8)。期望平坦化膜由圖案精度較高的材料如聚酰亞胺有機材料等制成。連接孔124由第一電極層13 填充，這便與形成驅(qū)動晶體管Trl的源布線的金屬層216S建立了導(dǎo)通。第一電極層13形成在平坦化膜上，并且充當(dāng)反射層，其中該平坦化膜是像素驅(qū)動電路形成層112的最上層。由此，為了增加發(fā)光效率，期望第一電極層13由具有最高反射率的材料制成。具體而言，第一電極層13由高反射率材料如鋁(AL)或者鋁釹合金(AlNd)制成。應(yīng)該注意，鋁在形成元件分離絕緣層M的開口 MKl和MK2的同時，對顯影處理過程中所使用的顯影劑具有較低的抵抗性，因此容易發(fā)生腐蝕。相反地，AlNd對顯影劑具有較高的抵抗性，并且不易發(fā)生腐蝕。因此，推薦第一電極層13是AlNd的單層結(jié)構(gòu)或者包含鋁層和AlNd(Al層(下層)/AlNd層(上層))的雙層結(jié)構(gòu)。具體而言，在Al層(下層)/ ALNd層(上層)的雙層結(jié)構(gòu)的情況下，與AlNd的單層結(jié)構(gòu)相比，其抵抗性降低，因此期望這種情況。第一電極層13的整體厚度例如是大于等于IOOnm且小于等于l，000nm。此外，第一電極層13可以是兩層結(jié)構(gòu)，其上層(與有機層14接觸的層)可以由上述高反射率的材料制成，并且其下層(與像素驅(qū)動電路形成層112的平坦化膜接觸的層)可以由低反射率材料諸如鉬(Mo)或者其化合物(合金)制成。這是因為在與設(shè)有驅(qū)動晶體管Trl和記錄晶體管Tr2的像素驅(qū)動電路形成層112接觸的表面上設(shè)置光吸收率較高的層，可以吸收外部光或者不期望的光，如從有機發(fā)光元件10中露出的光。應(yīng)該注意，如上所述，第一電極層 13被形成為覆蓋平坦化膜的表面，并且填充連接孔124。有機層14毫無間隙地形成在由元件分離絕緣層M所限定的發(fā)光區(qū)域20的整個表面上方。如圖9所示，例如，有機層14具有其中從第一電極層13 —側(cè)依次層壓正孔注入層14A、正孔輸送層14B、發(fā)光層14C和電子輸送層14D的構(gòu)造。但是，可以有選擇地設(shè)置除發(fā)光層14C以外的層。應(yīng)該注意，圖9示出了圖4至圖6所示的有機層14的斷面的放大部分。正孔注入層14A是增加注入效率并防止泄露的緩沖層。正孔輸送層14B意在增加正孔到發(fā)光層14V的輸送效率。發(fā)光層14C產(chǎn)生被施加了電場的光，從而使電子與正孔進行再結(jié)合。電子輸送層14D意在增加電子到發(fā)光層14C的輸送效率。應(yīng)該注意，可以將由 LiF或者Li2O等制成的電子注入層(未示出)設(shè)置在電子輸送層14D與第二電極層16之間。此外，有機層14的構(gòu)造隨有機發(fā)光元件10R、IOG和IOB的發(fā)光色的不同而變化。 有機發(fā)光元件IOR的正孔注入層14A具有例如，大于等于5nm且小于等于300nm的厚度，并且由4，4'，4〃 -三(3-甲基苯基苯胺基)三苯胺(m-MTDATA)或者4，4'，4〃 -三(2-萘基苯胺基)三苯胺Q-TNATA)制成。有機發(fā)光元件IOR的正孔輸送層14B具有例如，大于等于5nm且小于等于300nm的厚度，并且由二 [ (N-萘基)-N-苯基]對二氨基聯(lián)苯(α-NPD) 制成。有機發(fā)光元件IOR的發(fā)光層14C具有例如，大于等于IOnm且小于等于IOOnm的厚度， 并且由混合了 40 %的2，6- 二 [4- [N- (4-甲氧苯基)-N-苯基]氨基苯乙烯基]萘_1，5-碳腈(BSN-BCN)的8-羥基喹啉鋁混合物(Alq3)制成。有機發(fā)光元件IOR的電子輸送層14D 具有例如，大于等于5nm且小于等于300nm的厚度，并且由Alq3制成。有機發(fā)光元件IOG的正孔注入層14A具有例如，大于等于5nm且小于等于300nm 的厚度，并且由m-MTDATA或者2-TNATA制成。有機發(fā)光元件IOG的正孔輸送層14B具有例如，大于等于5nm且小于等于300nm的厚度，并且由α-NPD制成。有機發(fā)光元件IOG的發(fā)光層14C具有例如，大于等于IOnm且小于等于300nm的厚度，并且由混合了 3%的香豆素 6的Ah3制成。有機發(fā)光元件IOG的電子輸送層14D具有例如，大于等于5nm且小于等于 300nm的厚度，并且由制成。有機發(fā)光元件IOB的正孔注入層14A具有例如，大于等于5nm且小于等于300nm 的厚度，并且由m-MTDATA或者2-TNATA制成。有機發(fā)光元件IOB的正孔輸送層14B具有例如，大于等于5nm且小于等于300nm的厚度，并且由α-NPD制成。有機發(fā)光元件IOB的發(fā)光層14C具有例如，大于等于IOnm且小于等于IOOnm的厚度，并且由螺旋(spiro)60制成。 有機發(fā)光元件IOB的電子輸送層14D具有例如，大于等于5nm且小于等于300nm的厚度，并且由Alq3制成。第二電極層16具有，例如大于等于5nm且小于等于50nm的厚度，并且由簡單的物質(zhì)或者金屬元素諸如鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)或者鈉(Na)的合金制成。綜上所述，優(yōu)選鎂和銀的合金(MgAl合金)或者鋁(Al)和鋰(Li) (AlLi合金)。第二電極層16例如通常被設(shè)置為用于所有的有機發(fā)光元件10RU0G和10B，并且被配置為面對各個有機發(fā)光元件 10RU0G和IOB的第一電極層13。此外，第二電極層16被形成為不僅覆蓋有機層14，而且還覆蓋元件分離絕緣層對。如上所述，彼此鄰接的相應(yīng)有機發(fā)光元件10中的第二電極層16在沿Y軸方向連接的同時，通過間隙區(qū)域VZ的元件分離絕緣層M沿乂軸方向彼此分離。因此，其平面形狀是其縱軸為如圖10所示的Y方向的矩形。圖10示出了設(shè)置在基板111上的第二電極層16 和其周圍的布線圖案的平面形狀的概要視圖。如圖10所示，在該顯示裝置中，分別沿Y方向延伸以通過顯示區(qū)域110的第二電極層16沿X軸方向?qū)R。此外，各個第二電極層16的兩端被連接到共同的布線圖案，并且經(jīng)由襯墊Pl和P2被連接到共同的電源供給線GND (見圖2)。金屬層17與第一電極層13—樣，形成在像素驅(qū)動電路形成層112的表面上，并且充當(dāng)輔助布線，用以補償作為主電極的第二電極層16中的電壓降。金屬層17與第二電極層16在開口 MK2中接觸，并且形成了被電連接到第二電極層16的連接部21 (見圖3及圖 5)。在不存在金屬層17的情況下，由于電壓隨電源(未示出)到各個有機發(fā)光元件 10RU0G和IOB之間的距離而下降，所以被連接到共同的電源供給線GND(見圖2)的第二電極層16的電位在有機發(fā)光元件10RU0G和IOB之間是不恒定的，從而容易發(fā)生顯著的變化。第二電極層16的電位的上述變化會引起顯示區(qū)域110的亮度不均勻，所以上述變化是所不期望的。金屬層17用以在加大顯示區(qū)域110中的屏幕的情況下。將電源到第二電極層16之間的電壓降減至最小，并且避免上述不均勻的發(fā)生。應(yīng)該注意，在上述日本未經(jīng)審查專利申請No. 2010-44894中，發(fā)出同色光的相應(yīng)有機發(fā)光元件中的陰極；Mc也被彼此分離。相反地，在本實施例中，發(fā)出同色光的有機發(fā)光元件10被連接在一起，不容易發(fā)生電壓降。由此，本實施例更適合增加顯示區(qū)域110的屏幕。例如，可以如下所述來制造該顯示裝置。首先，在由上述材料制成的基板111上，形成包括驅(qū)動晶體管Trl和記錄晶體管 Tr2的像素驅(qū)動電路150。具體而言，首先，例如通過濺射法在基板111上形成金屬膜。隨后，例如通過光刻法、干蝕刻法或者濕蝕刻法等使該金屬膜圖案化，因此在基板111上形成了金屬層211G和221G以及一部分信號線120A。接著，用柵極絕緣膜覆蓋整個表面。此外，接著在柵極絕緣膜上形成預(yù)定形狀的溝道保護膜、漏電極和源電極以及金屬層216D和226D， 還有金屬層216S和226S。在此，當(dāng)形成金屬層216D和226D，還有金屬層216S和226S時， 分別形成信號線120A的一部分、掃描線130A和電源供給線140A，作為第二金屬層。此時， 事先形成連接金屬層221G與掃描線130A的連接部、連接金屬層226D與信號線120A的連接部、連接金屬層226S與金屬層211G的連接部。隨后，用保護膜覆蓋全體，這便完成了像素驅(qū)動電路150。此時，在金屬層216S上的保護膜中的預(yù)定位置處，通過干蝕刻法等形成開在形成像素驅(qū)動電路150之后，例如，通過旋涂法等將作為主構(gòu)件的具有聚酰亞胺的光敏性樹脂施加到整個表面。隨后，使該光敏性樹脂經(jīng)受光刻處理，從而形成具有連接孔124的平坦膜。具體而言，例如通過在預(yù)定位置處使用具有開口的掩膜進行選擇性曝光及顯影，而在保護膜中設(shè)置與該開口相通的連接孔124。隨后，可選擇性地?zé)Y(jié)該平坦化膜。 結(jié)果，得到了像素驅(qū)動電路形成層112。此外，形成由上述預(yù)定材料制成的第一電極層13和金屬層17。具體而言，通過例如濺射法在整個表面上方形成由上述材料制成的金屬膜之后，通過使用預(yù)定的掩膜在該層壓膜上形成預(yù)定形狀的抗蝕圖案(未示出)。此外，通過使用該抗蝕圖案作為掩膜，執(zhí)行該金屬膜的選擇性蝕刻。此時，形成第一電極層13，以覆蓋該平坦化膜并填充連接孔124。此外，在平坦化膜的表面上形成金屬層17，以包圍第一電極層13，并且不與信號線120A重合。 期望通過使用與第一電極層13的材料類型相同的材料，同時形成第一電極層13與金屬層 17。隨后，填充彼此鄰接的第一電極層13之間的間隙，并且形成元件分離絕緣層24， 以覆蓋金屬層17。此時，在預(yù)定位置處形成開口 MKl和MK2，并且在間隙區(qū)域VZ中形成沿Y方向延伸的凹部MG。通過例如執(zhí)行多次曝光處理形成凹部MG。具體而言，首先，如圖IlA所示，形成成了元件分離絕緣層M的絕緣膜MZ，以覆蓋設(shè)有第一電極層13和金屬層17的整個像素驅(qū)動電路形成層112。隨后，如圖IlB所示，通過使用光掩膜(photomask) Ml使與發(fā)光區(qū)域20相對應(yīng)的區(qū)域R20曝光。在此，使絕緣膜24A中沿厚度方向的一部分全部曝光。隨后，如圖IlC所示，通過使用光掩膜M2使一部分間隙區(qū)域VZ，即區(qū)域R24G曝光。此時，通過例如控制曝光時間，僅使從絕緣膜MZ的頂面到達預(yù)定厚度處的部分曝光。 在此之后，通過使用預(yù)定的顯影劑執(zhí)行顯影處理，得到包括如圖IlD所示的凹部24G的元件分離絕緣層對，從而除去被曝光部?？商鎿Q地，可以通過使用半色調(diào)掩膜進行曝光處理，來形成凹部MG。在此情況下，使用了設(shè)有與第一發(fā)光區(qū)域20相對應(yīng)的第一曝光部和與凹部 24G相對應(yīng)的第二曝光部的半色調(diào)光掩膜。這可使得在一次曝光過程中，將與發(fā)光區(qū)域20 相對應(yīng)的第一被曝光部和與凹部24G相對應(yīng)的第二被曝光部轉(zhuǎn)移到后來成了元件分離絕緣層M的絕緣膜。在此，在第二曝光部被用以控制曝光用的光的透過率的同時，第一曝光部允許曝光用的光充分通過其中?？刂频诙毓獠恐械耐高^率可以控制凹部MG的深度。 根據(jù)使用半色條掩膜的上述曝光處理，可以進一步提高其生產(chǎn)率。隨后，通過例如汽相沉積法等依次層壓由預(yù)定材料制成的、并且具有上述預(yù)定厚度的正孔注入層14A、正孔輸送層14B、發(fā)光層14C和電子輸送層14D來形成有機層14，以完全覆蓋第一電極層13的被露出部分。此外，形成面對第一電極層13的第二電極層16，以覆蓋夾置在其間的有機層14，并且也覆蓋連接部21中的金屬層17的整個表面，因此完成了有機發(fā)光元件10。此時，通過凹部24G的邊緣EGl和EG2沿X軸方向劃分有機層14和第二電極層16。隨后，形成由上述材料制成的保護膜18，以覆蓋整體。最后，在保護膜18上形成粘合層，并且繞過夾置在其間的粘合層粘貼密封襯底19。結(jié)果，完成了該顯示裝置。
11
在以此方式得到的顯示裝置中，掃描信號通過記錄晶體管Tr2的柵電極(金屬層 221G)從掃描線驅(qū)動電路130被供給各像素，以及來自信號線驅(qū)動電路120的圖像信號經(jīng)由記錄晶體管Tr2被保持在保持電容器Cs處。另一方面，電源供給線驅(qū)動電路140將高于第二電位的第一電位供給各個電源供給線140A，這與掃描線驅(qū)動電路130逐條執(zhí)行的掃描同步。結(jié)果，選擇了驅(qū)動晶體管Trl的導(dǎo)電狀態(tài)，并且將驅(qū)動電流Id注入到各個有機發(fā)光元件10RU0G和10B，從而發(fā)生了正孔與電子之間的再結(jié)合，導(dǎo)致了發(fā)光。在第一電極層13 與第二電極層16之間發(fā)生了光的多路徑反射，并且當(dāng)光透過第二電極層16、保護膜18和密封襯底19之后，獲取了光。如上所述，在本實施例中，沿X軸方向彼此鄰接的有機層14和彼此鄰接的第二電極層16通過間隙區(qū)域VZ中的元件分離絕緣層M的凹部24G彼此分離。由此，即使在有機層14因不同顏色的有機發(fā)光元件10之間的相互間距變窄而發(fā)生重合時，也可以可靠地避免第一電極層13與第二電極層16之間，以及彼此鄰接的第一電極層13之間發(fā)生短路。換言之，可以在支持有機發(fā)光元件10之間的相互間距變窄的同時，充分地控制各個有機發(fā)光元件10的驅(qū)動。結(jié)果，可以在確保較高的數(shù)值孔徑的同時，展示出良好的顯示性能，如顯示區(qū)域110中發(fā)光亮度分布的均勻性和顏色的分離性。另外，在本實施例中，通過事先在元件分離絕緣層M中形成凹部MG，并且通過沉積預(yù)定的材料，自然而然地形成沿Y軸方向延伸并且沿X軸方向?qū)R的第二電極層16，以覆蓋整個顯示區(qū)域110。因此，可以在不使用高精度圖案化的情況下，在合適的位置處容易地排列彼此可靠分離的第二電極層16。鑒于上述觀點，已經(jīng)通過本實施例描述了本技術(shù)，但是并不限于本實施例，也可以作出各種修改。例如，在上述實施例中，在元件分離絕緣層M中設(shè)有一個凹部MG，并且因此形成了兩對階梯，但是本技術(shù)并不限于該示例。舉例來說，如在圖12所示的第一修改例中，可以在元件分離絕緣層M中形成兩個凹部MGl和MG2，并且可以形成多對階梯。此外，如在圖13所示的第二修改例中，可在元件分離絕緣層M中形成一個或超過一個凸起部
及MT2)。此外，如在圖14所示的第三修改例中，可以在不形成元件分離絕緣層 24的情況下，通過使像素驅(qū)動電路形成層112的平坦化膜、保護膜等凹陷形成兩對或者多對階梯，來執(zhí)行X軸方向的元件分離。應(yīng)該注意，圖14是與上述實施例中的圖4相對應(yīng)的剖視圖。在上述任何一種情況下，都得到了與本實施例中的效果相似的效果。另外，在上述實施例中，發(fā)出相同色的光的發(fā)光元件沿第一方向(Y軸方向)對齊， 并且發(fā)出不同色的光的發(fā)光元件沿第二方向(X軸方向)對齊，但是并不限于本示例。發(fā)出不同色的光的發(fā)光元件可以沿第一方向與第二方向均對齊。此外，第一方向與第二方向并不限于彼此交叉成直角，但是可以彼此交叉成為不同于90°的角度。此外，本技術(shù)并不限于上述實施例中的上述各層的材料、層壓次序或者膜形成方法。例如，已經(jīng)描述了第一電極層13是陽極，并且第二電極層16是陰極的情況下的實施例，但是第一電極層13可以是陰極，并且第二電極層16可以是陽極。此外，已經(jīng)通過使用有機發(fā)光元件10RU0G和IOB的構(gòu)造具體描述了本實施例，但是可以不必全部設(shè)置這些層， 或者可以進一步設(shè)置其它層。例如，可以在第一電極層13與有機層14之間設(shè)置由鉻氧化物(III) (Cr2O3)或者ITO(銦錫氧化物混有銦(In)和錫(Sn)的膜的氧化物)等制成的正孔注入薄膜層。
另外，已經(jīng)描述了通過使用半透過性反射層來構(gòu)造第二電極層16的情況下的實施例，但是第二電極層16可以具有其中從第一電極層13—側(cè)依次層壓半透過性反射層和透明電極的結(jié)構(gòu)。該透明電極被用以降低半透過性反射層的電阻，并且該透明電極由對發(fā)光層中所產(chǎn)生的光具有充分透光性的導(dǎo)電材料制成。作為形成透明電極的材料，例如，優(yōu)選包括ITO或者銦、鋅(Zn)和氧氣的化合物。這是因為即使在室溫下形成上述膜，使用上述材料也可以得到良好的導(dǎo)電性。該透明電極的厚度可以是例如大于等于30nm且小于等于 l，000nm。在此情況下，可以形成這樣一種諧振器結(jié)構(gòu)，即設(shè)置半透過性反射層作為一端， 并且繞過夾置在其間的透明電極，在與該半透過性電極相對的位置處設(shè)置另一端，并且該透明電極充當(dāng)諧振部。此外，當(dāng)設(shè)有上述諧振器結(jié)構(gòu)時，可以利用保護膜18來覆蓋有機發(fā)光元件10RU0G和10B，并且該保護膜18可以由具有與形成該透明電極的材料具有大約相同水平的折射率的材料制成，這便可以允許保護膜18充當(dāng)諧振部的一部分，因此是所期望的。另外，已經(jīng)描述了有源矩陣顯示裝置的情況下的各個實施例等，但是本技術(shù)也可適用于無源矩陣顯示裝置。此外，用于有源矩陣驅(qū)動的像素驅(qū)動電路的構(gòu)造并不限于上述各個實施例等，可以有選擇地添加電容元件或者晶體管。在此情況下，根據(jù)像素驅(qū)動電路的變化，可以添加不同于上述信號線驅(qū)動電路120和掃描線驅(qū)動電路130的、期望的驅(qū)動電路，本申請包含于2010年8月17日向日本特許廳遞交的日本在先專利申請 JP2010-182470涉及的主題，在此通過引用將其全部內(nèi)容包含在本說明書中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離所附權(quán)利要求的范圍及其等同范圍的前提下，取決于設(shè)計要求及其他因素，可以進行各種改變、組合、子組合以及替換。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其包括襯底；多個發(fā)光元件，其沿彼此交叉的第一方向和第二方向排列在所述襯底上，所述發(fā)光元件的每一者具有依次層壓的第一電極層、包括發(fā)光層的有機層和第二電極層；以及分離部，其被配置在沿所述第一方向彼此鄰接的所述發(fā)光元件之間的所述襯底上，所述分離部具有兩對或者多對階梯，其中所述發(fā)光元件中的所述第一電極層彼此分離，并且沿所述第一方向彼此鄰接的所述發(fā)光元件中的所述有機層和所述第二電極層通過包含在所述分離部中的所述階梯彼此分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中根據(jù)所述發(fā)光元件沿所述第二方向的對齊方式來配置所述第二電極層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中沿所述第一方向?qū)R的所述發(fā)光元件被構(gòu)造為發(fā)出顏色彼此不同的光。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中沿所述第二方向?qū)R的所述發(fā)光元件被構(gòu)造為發(fā)出顏色彼此相同的光。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中沿所述第二方向彼此鄰接的所述發(fā)光元件中的所述第二電極層彼此結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中沿所述第二方向彼此鄰接的所述發(fā)光元件中的所述第二電極層以相同的階層彼此結(jié)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中所述階梯通過凹凸部分形成，所述凹凸部分被形成為絕緣層的一部分，以使彼此鄰接的所述第一電極層彼此分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中所述絕緣層的所述凹凸部分具有交叉成為銳角的膜表面和壁表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中所述絕緣層在其各個最外面的邊緣處，具有交叉成為銳角的膜表面和壁表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中所述絕緣層的膜表面的位置與所述第一電極層的膜表面的位置沿厚度方向的最大間距大于所述有機層和所述第二電極層的總厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中所述發(fā)光元件包括多個紅色發(fā)光元件、多個綠色發(fā)光元件和多個藍色發(fā)光元件，其中所述紅色發(fā)光元件、所述綠色發(fā)光元件和所述藍色發(fā)光元件沿所述第一方向依次重復(fù)排列。
12.一種制造顯示裝置的方法，其包括在襯底上形成多個彼此分開排列的第一電極層；形成填充所述多個第一電極層之間的間隙的絕緣層，以形成分離部；在所述分離部的所述絕緣層中形成兩對或者多對階梯；依次形成多個包括發(fā)光層的有機層，以覆蓋整個所述第一電極層和所述分離部的所述絕緣層；以及形成第二電極層，以覆蓋所述有機層。
全文摘要
本發(fā)明涉及顯示裝置及其制造方法，該顯示裝置包括襯底；多個發(fā)光元件，其沿彼此交叉的第一方向和第二方向排列在該襯底上，該發(fā)光元件的每一者具有依次層壓的第一電極層、包括發(fā)光層的有機層和第二電極層；以及分離部，其被配置在沿第一方向彼此鄰接的該發(fā)光元件之間的襯底上，該分離部具有兩對或者多對階梯。該發(fā)光元件中的第一電極層彼此分離，并且沿第一方向彼此鄰接的發(fā)光元件中的有機層和第二電極層通過包含在該分離部中的該階梯彼此分離。
文檔編號H01L51/52GK102376747SQ20111023551
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者佐川裕志 申請人:索尼公司