有機電致發光裝置以及電子設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及利用了有機電致發光材料的發光材料的有機電致發光(以下也稱為有機EL)裝置。
【背景技術】
[0002]作為各種電子設備的顯示裝置，以往提出有將例如利用了有機EL材料的發光元件以平面狀排列在基板上的發光裝置。在專利文獻I中公開有在形成掃描線、柵極電極等的層形成構成電容元件的電容電極的技術。
[0003]專利文獻1:日本特開2007 - 226184號公報
[0004]但是，在如專利文獻I那樣，在形成掃描線、柵極電極等的層形成電容電極的情況下，必須避開掃描線等控制線、柵極電極來形成電容電極，難以確保電容元件的電容。
【發明內容】
[0005]考慮以上情況，本發明的目的在于提供一種即使是高密度的像素也能夠確保電容元件的電容的有機電致發光裝置以及電子設備。
[0006]為了解決上述課題，本發明涉及的有機電致發光裝置的特征在于，具備:第一晶體管；有機電致發光元件，其以與被經由上述第一晶體管供給的電流的大小相應的亮度發光；以及電容元件，其具有與上述第一晶體管的柵極連接的第一電極、第二電極、以及設置在上述第一電極與上述第二電極之間的電介質膜，上述第一電極被與上述第二電極同層地形成，并被配置在隔著上述電介質膜與上述第二電極分離的位置。在上述結構中，通過將第一電極和第二電極形成于同層，并將其配置于在平面方向上隔著電介質分離的位置，來在平面方向上形成電容元件。因此，不尋求多層化地形成電容元件，并能夠確保電容，所以提供沒有亮度的偏差的有機電致發光裝置。
[0007]在本發明的優選的方式中，具備與上述第一晶體管的一方的電流端連接的電源線層，上述第一電極與上述第一晶體管的柵極連接，上述第二電極和與上述第一晶體管連接的電源線層連接，且上述第一電極被配置為俯視時被上述第二電極包圍。在該結構中，由于第一電極與第一晶體管的柵極連接，第二電極和與第一晶體管連接的電源線層連接，所以由第一電極和第二電極構成的電容元件作為保持第一晶體管的一方的電流端和柵極的電位的保持電容發揮功能。并且，由于該電容元件的第一電極被配置為被第二電極包圍，所以不只在平面上的一個方向確保電容，在所有的方向上都確保電容。另外，由于作為第一晶體管的柵極電位部的第一電極被與電源線層連接的第二電極包圍，所以實現第一晶體管的柵極電位的穩定化，并且抑制第一晶體管的柵極電位部與其他的部件的耦合。
[0008]在本發明的優選的方式中，上述電容元件具備第三電極，上述第三電極與上述電源線層連接，并被配置為俯視時被上述第一電極包圍。在該結構中，也由第一電極和第三電極形成電容元件，所以能夠不尋求多層化地進一步確保電容。
[0009]在本發明的優選的方式中，上述電源線層設置在上述第二電極以及上述第三電極的上層，上述第二電極經由第一導通部與上述電源線層連接，上述第三電極經由第二導通部與上述電源線層連接。在該結構中，與將電源線層直接延伸到下層來實現第二電極與第三電極的導通的情況相比，能夠以低電阻實現電源線層與第二電極以及第三電極的導通。
[0010]在本發明的優選的方式中，還具有與上述第一晶體管的柵極連接的電極，該電極被配置在上述第三電極的下層，并被配置在俯視時與上述第三電極的至少一部分重合的位置。在該結構中，由于在第三電極和與第一晶體管的柵極連接的電極之間形成電容元件，所以能夠有效地運用柵極的上層來確保電容。
[0011]在本發明的優選的方式中，還具有與上述第一晶體管的柵極連接的電極，該電極被配置在上述第二電極的下層，并被配置為俯視時與上述第二電極的至少一部分重合。在該結構中，由于在第二電極和與第一晶體管的柵極連接的電極之間形成電容元件，所以能夠有效地運用柵極的上層來確保電容。
[0012]在本發明的優選的方式中，在與上述第一晶體管的柵極連接的電極的下層形成有活性層，在上述活性層注入有雜質。根據該結構，由于在與第一晶體管的柵極連接的電極和活性層之間形成MOS電容的電容元件，所以能夠進行像素的高密度化并能夠確保電容。
[0013]在本發明的優選的方式中，上述電源線層形成于上述第一電極的上層，并被配置為俯視時與上述第一電極重合。在該結構中，由于第一電極被電源線層屏蔽，所以抑制形成在比電源線層靠上層的信號線等與第一電極的耦合。
[0014]在本發明的優選的方式中，上述電容元件和上述第一晶體管被配置為俯視時重合。因此，在第一方向上確保電容元件的電容，并且能夠進行像素的高密度化。
[0015]為了解決上述課題，本發明所涉及的有機電致發光裝置具備:掃描線、信號線、以及與上述掃描線和上述信號線連接的像素電路，上述像素電路具備:第一晶體管，其一方的電流端與電源線層連接；有機電致發光元件，其具有像素電極，且其以與經由上述第一晶體管被供給的電流的大小相應的亮度發光；以及電容元件，其具有與上述第一晶體管的柵極連接的第一電極、第二電極、以及設置在上述第一電極和上述第二電極之間的電介質膜，上述第一電極被與上述第二電極同層地形成，并被配置在隔著上述電介質膜與上述第二電極分離的位置。因此，不尋求多層化地形成電容元件，并能夠確保電容，所以提供沒有亮度的偏差的有機電致發光裝置。
[0016]在本發明的優選的方式中，在上述第一電極與上述信號線之間配置電源線層。因此，利用電源線層的屏蔽效果來抑制信號線與電容電極的耦合。
[0017]在本發明的優選的方式中，在上述第一電極與上述掃描線以及上述信號線之間配置電源線層。因此，通過電源線層的屏蔽效果來抑制掃描線以及信號線與電容電極的耦合。
[0018]在本發明的優選的方式中，在上述第一電極與上述像素電極之間配置電源線層。因此，通過電源線層的屏蔽效果來抑制像素電極和電容電極的耦合。
[0019]在本發明的優選的方式中，具備貫穿從形成上述第一晶體管的電流端的層到形成上述像素電極的層為止的各層的多個導通孔、以及與上述多個導通孔的每一個連接的多個中繼電極，通過上述多個導通孔和上述多個中繼電極來連接上述第一晶體管的上述另一方的電流端與上述像素電極。因此，與將像素電極延伸到形成了第一晶體管的另一方的電流端的層來實現導通的情況相比，能夠以低電阻實現第一晶體管與像素電極的導通。
[0020]在本發明的優選的方式中，上述電容元件和上述第一晶體管被配置為在上述第一方向的俯視時重合。因此，在第一方向上確保電容元件的電容，并且能夠進行像素的高密度化。
[0021]在本發明的優選的方式中，還具備第二晶體管，該第二晶體管的一方的電流端與上述第一晶體管的柵極連接，另一方的電流端與上述信號線連接，上述信號線和上述第二晶體管被配置為在上述第一方向的俯視時重合。因此，能夠進行像素的高密度化，并且能夠減小信號線與第二晶體管的導通距離，以低電阻實現導通。其結果，通過信號線的向第二晶體管的與入能力提尚。
[0022]在本發明的優選的方式中，還具備:第二晶體管，其一方的電流端與上述第一晶體管的柵極連接，另一方的電流端與上述信號線連接；以及第三晶體管，其一方的電流端與上述第一晶體管的上述另一方的電流端連接，另一方的電流端與上述第二晶體管的上述另一方的電流端連接，上述信號線和上述第三晶體管被配置為在上述第一方向的俯視時重合。因此，能夠進行像素的高密度化，并且能夠減小信號線與第三晶體管的導通距離，以低電阻實現導通。其結果，通過信號線的向第三晶體管的寫入能力提高。
[0023]在本發明的優選的方式中，具備第四晶體管，該第四晶體管的一方的電流端與上述第一晶體管的上述另一方的電流端連接，另一方的電流端與上述像素電極連接，上述信號線與上述第四晶體管被配置為在上述第一方向的俯視時重合。因此，能夠進行像素的高密度化。
[0024]上述的各方式所涉及的有機電致發光裝置例如作為顯示裝置被利用于各種電子設備。具體而言，作為本發明的電子設備的優選例，能夠例示頭部佩戴型的顯示裝置、拍攝裝置的電子式取景器等，但本發明的應用范圍并不限于以上的例示。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明的第一實施方式的發光裝置的俯視圖。
[0026]圖2是像素的電路圖。
[0027]圖3是發光裝置的剖視圖。
[0028]圖4是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0029]圖5是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0030]圖6是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0031]圖7是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0032]圖8是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0033]圖9是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0034]圖10是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0035]圖11是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0036]圖12是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0037]圖13是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0038]圖14是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0039]圖15是第一實施方式的變形例中的形成在基板上的各要素的說明圖。
[0040]圖16是第一實施方式的變形例中的形成在基板上的各要素的說明圖。
[0041]圖17是第一實施方式的變形例中的形成在基板上的各要素的說明圖。
[0042]圖18是本發明的第二實施方式中的發光裝置所使用的像素的電路圖。
[0043]圖19是用于說明基于電流編程方式的驅動的像素的電路圖。
[0044]圖20是發光裝置的剖視圖。
[0045]圖21是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0046]圖22是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0047]圖23是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0048]圖24是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0049]圖25是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0050]圖26是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0051]圖27是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0052]圖28是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0053]圖29是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0054]圖30是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0055]圖31是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0056]圖32是本發明的第三實施方式中的發光裝置的剖視圖。
[0057]圖33是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0058]圖34是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0059]圖35是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0060]圖36是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0061]圖37是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0062]圖38是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0063]圖39是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0064]圖40是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0065]圖41是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0066]圖42是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0067]圖43是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0068]圖44是本發明的第三實施方式中的發光裝置的剖視圖。圖45是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0069]圖46是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0070]圖47是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0071]圖48是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0072]圖49是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0073]圖50是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0074]圖51是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0075]圖52是本發明的第四實施方式中的發光裝置的剖視圖。圖53是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0076]圖54是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0077]圖55是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0078]圖56是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0079]圖57是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0080]圖58是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0081]圖59是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0082]圖60是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0083]圖61是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0084]圖62是形成在基板上的各要素的說明圖。
[0085]圖63是作為電子設備的一個例子的頭部佩戴型的顯示裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0086]第一實施方式
[0087]圖1是本發明的第一實施方式的有機電致發光裝置100的俯視圖。第一實施方式的有機電致發光裝置100是將利用了有機EL材料的發光元件形成在基板10的面上的有機EL裝置。基板10是由硅(Si)等半導體材料形成的板狀部件(半導體基板)，作為形成多個發光元件的基體(基底)來利用。如圖1所例示那樣，基板10的表面被劃分為第一區域12和第二區域14。第一區域12是矩形的區域，第二區域14是包圍第一區域12的矩形框狀的區域。
[0088]在第一區域12形成有在X方向上延伸的多條掃描線22、以及在與X方向交叉的Y方向上延伸的多條信號線26。與多條掃描線22和多條信號線26的各交叉對應地形成像素P (Pd，Pe)。因此，多個像素P遍及X方向以及Y方向排列成矩陣狀。
[0089]在第二區域14設置有驅動電路30、多個安裝端子36、以及保護環38。驅動電路30是驅動各像素P的電路，包括設置于在X方向上隔著第一區域12的各位置上的兩個掃描線驅動電路32、以及設置于第二區域14中的在X方向上延伸的區域的信號線驅動電路34而構成。多個安裝端子36形成在隔著信號線驅動電路34與第一區域12相反的一側的區域內，并經由與基板10接合的柔性的布線基板(圖示省略)與控制電路、電源電路等外部電路(例如安裝在布線基板上的電子電路)電連接。
[0090]通過與多個基板10相當的尺寸的原基板的切斷(切割)來一并地形成多個第一實施方式的有機電致發光裝置100。圖1的保護環38防止切斷原基板時的沖擊、靜電的影響波及到驅動電路30或者各像素P、以及水分從各基板10的端面(原基板的切斷面)的侵入。如圖1所例示那樣，保護環38形成包圍驅動電路30、多個安裝端子36以及第一區域12的環狀(矩形框狀)。
[0091]圖1的第一區域12被劃分為顯示區域16和周邊區域18。顯示區域16是通過各像素P的驅動實際地顯示圖像的區域。周邊區域18是包圍顯示區域16的矩形框狀的區域，在周邊區域18配置有結構與顯示區域16內的各像素P類似，但實際上無助于圖像的顯示的像素P (以下稱為“虛設像素Pd” )。從將與周邊區域18內的虛設像素Pd的表記上的區別明確化的觀點考慮，在以下的說明中，有將顯示區域16內的像素P方便地表記為“顯示像素Pe”的情況。顯示像素Pe是成為發光的最小單位的要素。
[0092]圖2是位于顯示區域16內的各顯示像素Pe的電路圖。如圖2所例示那樣，顯示像素Pe包括發光元件45、驅動晶體管Tdr、選擇晶體管Tsl、以及電容元件C而構成。應予說明，在第一實施方式中，將顯示像素Pe的各晶體管T(Tdr、Tsl)設為P溝道型，但也能夠利用N溝道型的晶體管。
[0093]發光元件45是使包括有機EL材料的發光層的發光功能層46夾在第一電極(陽極)El和第二電極(陰極)E2之間而成的電光元件。第一電極El按每個顯示像素Pe分別獨立地形成，第二電極E2遍及多個像素P地連續。如根據圖2所了解的那樣，發光元件45配置在連結第一電源導電體41和第二電源導電體42的路徑上。第一電源導電體41是被供給高位側的電源電位Vel的電源布線，第二電源導電體42是被供給低位側的電源電位(例如接地電位)Vct的電源布線。
[0094]驅動晶體管Tdr以與發光元件45串聯的方式配置在連結第一電源導電體41和第二電源導電體42的路徑上。具體而言，驅動晶體管Tdr的一對電流端中的一方(源極或者漏極)與第一電源導電體41連接。驅動晶體管Tdr生成與自身的柵極-源極間或者柵極-漏極間的電壓相應的電流量的驅動電流。
[0095]圖2的選擇晶體管Tsl作為控制信號線26和驅動晶體管Tdr的柵極的導通狀態(導通/非導通)的開關發揮功能。選擇晶體管Tsl的柵極與掃描線22連接。另外，電容元件C是使電介質夾在第一電極Cl和第二電極C2之間的靜電電容。第一電極Cl與驅動晶體管Tdr的柵極連接，第二電極C2與第一電源導電體41 (驅動晶體管Tdr的源極)連接。因此，電容元件C保持驅動晶體管Tdr的柵極-源極間或者柵極-漏極間的電壓。
[0096]信號線驅動電路34在各寫入期間(水平掃描期間)針對多條信號線26并列地供給與從外部電路供給的圖像信號按每個顯示像素Pe指定的灰度相應的灰度電位(數據信號)。另一方面，各掃描線驅動電路32通過向各掃描線22供給掃描信號來在各寫入期間依次選擇多條掃描線22的每一條。與掃描線驅動電路32選擇出的掃描線22對應的各顯不像素Pe的選擇晶體管Tsl迀移至導通狀態。因此，經由信號線26和選擇晶體管Tsl向各顯示像素Pe的驅動晶體管Tdr的柵極供給灰度電位，電容元件C保持與灰度電位相應的電壓。因此，與灰度電位相應的驅動電流從驅動晶體管Tdr被供給至發光元件45。如上所述，各發光元件45以與灰度電位相應的亮度發光，由此，圖像信號指定的任意的圖像顯示于顯示區域16。另外，由于即使在寫入期間結束后，與保持于電容元件C的電壓相應的驅動電流被從驅動晶體管Tdr供給至發光元件45，所以各發光元件45維持與灰度電位相應的亮度下的發光。
[0097]以下，對第一實施方式的有機電致發光裝置100的具體的結構進行詳細敘述。應予說明，在以下的說明中參照的各附圖中，為了便于說明，使各要素的尺寸、比例尺與實際的有機電致發光裝置100不同。圖3是有機電致發光裝置100的剖視圖，圖4至圖11是著眼于一個顯示像素Pe來圖示在形成有機電致發光裝置100的各要素的各階段的基板10的表面的狀況的俯視圖。圖12至圖14是著眼于四個顯示像素Pe來圖示基板10的表面的狀況的俯視圖。與包括圖4至圖11的I 一 I’線的剖面對應的剖視