(57)【要約】【課題】基板上のスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層上の第１電極の側面にエッチバック法により高抵抗層を形成する場合の、有機平坦化層のアンダーカット構造の発生を防止し、該構造に起因する第２電極の断線による非発光不良を防止する。【解決手段】有機平坦化層６上の、第１電極８のパターンのない領域に高抵抗層９よりもエッチングレートの小さい無機絶縁層７を形成しておくことにより、高抵抗層９をエッチバックする際に有機平坦化層６が露出してサイドエッチングされるのを防止する。【選択図】図１
2014013717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極からなる有機ＥＬ素子が複数配置された有機ＥＬ装置において、
前記有機平坦化層に接して、少なくとも前記第１電極のパターンのない領域には無機絶縁層が形成されており、
前記第１電極の側面には、前記有機ＥＬ層よりも抵抗が高い高抵抗層が形成されており、
前記高抵抗層が、前記無機絶縁層を露出し、且つ、前記第１電極の側面のみを覆うように形成されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記高抵抗層が、シリコン窒化膜である請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
前記無機絶縁層が、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜である請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
少なくとも、基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極からなる有機ＥＬ素子が複数配置された有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、少なくとも後工程で形成される前記第１電極のパターンのない領域に無機絶縁層を形成する工程と、
前記第１電極を有機ＥＬ素子毎に形成する工程と、
前記基板全面にエッチングレートが前記無機絶縁層よりも大きい高抵抗層を形成する工程と、
前記高抵抗層をドライエッチングによるエッチバック法によって、前記第１電極の側面にのみ残す工程と、
前記第１電極上に有機ＥＬ層、次いで第２電極を形成する工程と、
を上記順序で有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
少なくとも基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極からなる有機ＥＬ素子が複数配置された有機ＥＬ装置において、
前記有機ＥＬ素子として少なくとも互いに発光色の異なる第１、第２の有機ＥＬ素子を有し、
前記第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層は第１電極の側面まで覆っており、
前記第２の有機ＥＬ素子の第１電極の側面は、前記第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層が覆っており、
前記有機平坦化層に接して、少なくとも前記第１電極のパターンのない領域には無機絶縁層が形成されており、
前記第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層が、前記無機絶縁層を露出し、且つ、前記第１の有機ＥＬ素子の第１電極上及びその側面と前記第２の有機ＥＬ素子の第１電極の側面を覆うように形成されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記無機絶縁層が、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
少なくとも基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極からなり、少なくとも互いに発光色の異なる第１、第２の有機ＥＬ素子が複数配置された有機ＥＬ装置において、
基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、少なくとも後工程で形成される、前記第１電極のパターンのない領域に無機絶縁層を形成する工程と、
前記第１電極を有機ＥＬ素子毎に形成する工程と、
前記基板全面にエッチングレートが前記無機絶縁層よりも大きい第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ層をドライエッチングによるエッチバック法によって、少なくとも第１の有機ＥＬ素子の第１電極上及びその側面と第２の有機ＥＬ素子の第１電極の側面に残す工程と、
前記第２の有機ＥＬ素子の第１電極上に第２の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ素子の上に第２電極を形成する工程と、
を上記順序で有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いた有機ＥＬ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネルディスプレイとして、自発光型デバイスである有機ＥＬ表示装置が注目されている。有機ＥＬ表示装置とは、一対の電極と、前記一対の電極の間に配置された有機ＥＬ層とを有する有機ＥＬ素子を表示素子として用いた表示装置である。
【０００３】
前記一対の電極のうち、有機ＥＬ層の下部に形成される電極を第１電極、有機ＥＬ層の上部に形成される電極を第２電極とすると、アクティブマトリクス型表示装置の場合、第１電極は各画素毎に分離するようにパターン形成される。また、第２電極は全画素共通の電極として表示領域全面に形成される。通常、第１電極の上に開口部を有する絶縁性のバンク（隔壁）を形成することが多く、この場合、バンクの開口部のみが発光することになる。一方、第１電極上にバンクを形成しないバンクレス方式も検討されている。バンクレス方式は、第１電極上全てを発光させることができるため発光面積率を大きくできるという利点がある。但しバンクレス方式では、第１電極端部の段差に起因した以下の問題が生じる。有機ＥＬ層は、真空蒸着法を用いて第１電極のパターンを完全に被覆するようにストライプ状或いはドット状にマスク成膜される。この時、第１電極の段差近傍ではシャドー効果により有機ＥＬ層の膜厚が薄くなりやすく、最悪の場合電極間短絡が生じるという問題がある。
【０００４】
上記の電極間短絡を防止する方法として、第１電極の周縁を高抵抗性の膜で被覆する方法として特許文献１に記載のエッチバック法が知られている。エッチバック法とは、第１の層の上部に第２の層を成膜すると、第１の層の段差に倣って第２の層が成膜され、第１の層の段差部近傍における第２の層の膜厚ｄ１が、第１の層の段差部から離れた場所における膜厚ｄ２よりも厚くなることを利用したものである。即ち、第２の層を膜厚ｄ２の分だけ全面エッチングすることで第１の層の段差部近傍にのみ第２の層を残存させる手法である。この時、第２の層のエッチングは異方性を持たせる必要があり、リアクティブイオンエッチング（以下、ＲＩＥ）等のドライエッチングが一般的に用いられる。
【０００５】
ところで、アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置では、各画素毎に駆動用のスイッチング素子（ＴＦＴ、薄膜トランジスタ）回路及び配線層を備えている。駆動用のＴＦＴ回路及び配線層の段差を平坦化し、且つ、配線層と第１電極との間の電気的絶縁を保持するために、ＴＦＴ回路を構成する配線層上には平坦化層が形成される。平坦化層としては、平坦化特性の優れている有機平坦化層を用いるのが一般的であり、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料が塗布法により形成される。有機平坦化層には配線層と第１電極との電気的接続をとるためのコンタクトホールが形成され、第１電極はコンタクトホールを含む有機平坦化層上に形成されている。第１電極は各画素毎にパターン形成されており第１電極が除去された領域は有機平坦化層が最表面に露出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１７２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように有機平坦化層上に形成された高抵抗層に対してエッチバック法を適用した場合、第１電極のパターンのない領域に露出した有機平坦化層がサイドエッチングされアンダーカット構造が発生することが確認された。特にトップエミッション型の表示装置の場合、第２電極を通して発光を取り出すため、第２電極の膜厚を極力薄くして透過率を大きくする必要があり（２０ｎｍ以下）、上記アンダーカット構造によって容易に第２電極の断線が生じることが確認された。第１電極の周縁部全周にわたって第２電極の断線が生じると、第２電極への給電ができなくなり結果として非発光不良となる。
【０００８】
アンダーカット構造が発生するのは、有機平坦化層が高抵抗層よりもエッチングレートが大きいためである。アンダーカット構造を防止するためには、高抵抗層よりもエッチングレートの小さい樹脂を有機平坦化層として選択すればよいが、材料がかなり限定されるため、パターン加工性、平坦化特性、プロセス耐性、コスト面で優れた材料が使用できなくなる問題がある。
【０００９】
本発明は、バンクレス構造の有機ＥＬ装置において、短絡防止のために第１電極の側面にエッチバック法で高抵抗層を設けた場合に発生する、有機平坦化層のサイドエッチに起因する第２電極の断線による非発光不良の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１は、少なくとも基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極からなる有機ＥＬ素子が複数配置された有機ＥＬ装置において、
前記有機平坦化層に接して、少なくとも前記第１電極のパターンのない領域には無機絶縁層が形成されており、
前記第１電極の側面には、前記有機ＥＬ層よりも抵抗が高い高抵抗層が形成されており、
前記高抵抗層が、前記無機絶縁層を露出し、且つ、前記第１電極の側面のみを覆うように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２は、上記第１の発明の製造方法であり、少なくとも、基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極からなる有機ＥＬ素子が複数配置された有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、少なくとも後工程で形成される前記第１電極のパターンのない領域に無機絶縁層を形成する工程と、
前記第１電極を有機ＥＬ素子毎に形成する工程と、
前記基板全面にエッチングレートが前記無機絶縁層よりも大きい高抵抗層を形成する工程と、
前記高抵抗層をドライエッチングによるエッチバック法によって、前記第１電極の側面にのみ残す工程と、
前記第１電極上に有機ＥＬ層、次いで第２電極を形成する工程と、
を上記順序で有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３は、少なくとも基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極からなる有機ＥＬ素子が複数配置された有機ＥＬ装置において、
前記有機ＥＬ素子として少なくとも互いに発光色の異なる第１、第２の有機ＥＬ素子を有し、
前記第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層は第１電極の側面まで覆っており、
前記第２の有機ＥＬ素子の第１電極の側面は、前記第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層が覆っており、
前記有機平坦化層に接して、少なくとも前記第１電極のパターンのない領域には無機絶縁層が形成されており、
前記第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層が、前記無機絶縁層を露出し、且つ、前記第１の有機ＥＬ素子の第１電極上及びその側面と前記第２の有機ＥＬ素子の第１電極の側面を覆うように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４は、少なくとも基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極からなり、少なくとも互いに発光色の異なる第１、第２の有機ＥＬ素子が複数配置された有機ＥＬ装置において、
基板上に形成されたスイッチング素子を覆って平坦化する有機平坦化層の上に、少なくとも後工程で形成される、前記第１電極のパターンのない領域に無機絶縁層を形成する工程と、
前記第１電極を有機ＥＬ素子毎に形成する工程と、
前記基板全面にエッチングレートが前記無機絶縁層よりも大きい第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ層をドライエッチングによるエッチバック法によって、少なくとも第１の有機ＥＬ素子の第１電極上及びその側面と第２の有機ＥＬ素子の第１電極の側面に残す工程と、
前記第２の有機ＥＬ素子の第１電極上に第２の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ素子の上に第２電極を形成する工程と、
を上記順序で有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、第１電極のパターンのない領域に、短絡防止のための高抵抗層よりもエッチングレートの小さい無機絶縁層を設けることにより、高抵抗層をエッチバック法で第１電極の側面に形成する際の、有機平坦化層のサイドエッチが防止される。よって、本発明によれば、第１電極と第２電極との短絡が防止されると同時に、第２電極の断線も防止され、信頼性の高い有機ＥＬ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の有機ＥＬ装置の一実施形態の断面模式図と無機絶縁層の形状を示す平面模式図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ装置の無機絶縁層の形成パターンの他の例を示す断面模式図と無機絶縁層の形状を示す平面模式図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ装置の他の実施形態の断面模式図である。
【図４】図１に示した本発明の有機ＥＬ装置の実施形態の製造工程を示す断面模式図である。
【図５】図１に示した本発明の有機ＥＬ装置の実施形態の製造工程を示す断面模式図である。
【図６】図３に示した本発明の有機ＥＬ装置の実施形態の製造工程を示す断面模式図である。
【図７】図３に示した本発明の有機ＥＬ装置の実施形態の製造工程を示す断面模式図である。
【図８】本発明の有機ＥＬ装置の平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、本明細書において特に図示されない、或いは説明されない部分に関しては、当該技術分野の周知あるいは公知の技術を適用することができる。また、以下に説明する実施形態は一例であって、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１７】
（実施形態１）
図１（ａ）は本発明の有機ＥＬ装置の一実施形態の断面模式図であり、有機ＥＬ素子２素子分の構成を示す。図中、１は基板、２は半導体層、３は絶縁層、４はゲート電極、５は配線層、６は有機平坦化層、７は無機絶縁層、８は第１電極、９は高抵抗層、１０は有機ＥＬ層、１１は第２電極である。図１（ｂ）は、無機絶縁層７の形成パターンを示す平面模式図であり、６ａは有機平坦化層６に設けられた、第１電極８と半導体層２に接続された配線とを接続するためのコンタクトホールであり、７ａは無機絶縁層７に設けられた開口部である。
【００１８】
図８は本発明の有機ＥＬ装置の一実施形態の平面模式図であり、図１（ａ）は図８中のＡ−Ａ’断面に相当する。図中、２０は第２電極１１への給電部、３０は外部回路との接続を図る端子部、４０は有機ＥＬ素子が形成される素子領域を示す。また、１０ａ，１０ｂはそれぞれ、有機ＥＬ層１０であって、互いに異なる色を発光する発光層を備えた有機ＥＬ層であることを示す。
【００１９】
本発明の有機ＥＬ装置は、基板上の素子領域４０内に有機ＥＬ素子が複数配置されており、係る有機ＥＬ素子は第１電極８と有機ＥＬ層１０と第２電極１１とが互いに重複する領域からなる。通常、第１電極８が素子毎に分割して形成され、第２電極１１が全素子に共通に連続して形成される。また、有機ＥＬ層１０は、同じ発光色の有機ＥＬ素子には連続して形成される。尚、図８においては、２色を発光する有機ＥＬ素子を備えた構成を例として示したが、フルカラー表示では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ(青)の３色が一般的である。また、本実施形態では、全面に連続して白色発光の有機ＥＬ層を形成して、黒白表示する表示装置を構成する場合やカラーフィルターと組み合わせてフルカラー表示する表示装置を構成する場合なども含む。
【００２０】
次に、図３，図４を用いて、図１の実施形態の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。図３，図４は図１の有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面模式図である。
【００２１】
先ず、基板１上にＴＦＴの半導体層２が形成され、その上方には絶縁層３を介してゲート電極層４が形成され、さらに絶縁層３の上に配線層５が形成され、該配線層５を覆って基板１上の全面に有機平坦化層６が形成され、表面が平坦化される（図３（ａ））。
【００２２】
基板１としては、有機ＥＬ装置を安定に製造することができ、且つ、駆動できるものであれば特に制限なく用いることができる。例えば、ガラス、Ｓｉウエハなどの絶縁性の基板が好適である。半導体層２はアモルファスシリコン、低温ポリシリコン等を用いることができる。絶縁層３は、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁材料を用いることができ、ＣＶＤ法等の真空成膜法により形成される。ゲート電極４としては、公知な方法でパターニング可能な導電性材料を用いることができ、ＭｏＣｒ，ＭｏＷが好適である。また、配線層５としてはＡｌ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｃｒ等の金属材料、もしくはＡｌＳｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＣｕ、ＭｏＷ、ＭｏＣｒ等の合金材料を用いることができる。配線層５の膜厚は材料によって任意に設定すればよいが、配線抵抗を小さくするために０．３μｍ以上が好ましい。配線層５には、半導体層２と後述する第１電極８にそれぞれ接続されるＴＦＴのソース電極やドレイン電極なども含まれる。
【００２３】
有機平坦化層６は、ＴＦＴ等のスイッチング素子や配線層５の段差を平坦化し、有機平坦化層６上に形成される有機ＥＬ素子の配線層５の段差による発光ムラを回避するために形成される。有機平坦化層６には、各有機ＥＬ素子毎に配線層５と電気的にコンタクトをとるためのコンタクトホール６ａがパターン形成される。有機平坦化層６の膜厚は、配線層５を十分に平坦化できる膜厚を設定する必要があり、配線層５の膜厚にも依存するが、配線層５の膜厚が０．５μｍ程度の場合、有機平坦化層６の膜厚は１μｍ乃至３μｍくらいが好ましい。有機平坦化層６としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂材料を用いることができる。有機平坦化層６の形成方法は、各種塗布法を用いることができるが、平坦化特性や膜厚の面内均一性を考慮するとスリットコーティング法が好ましい。
【００２４】
次に有機平坦化層６の上に、無機絶縁層７が形成される（図３（ｂ））。無機絶縁層７は、少なくとも後述の第１電極８のパターンの無い領域に配置し、有機平坦化層６のコンタクトホール６ａ内の配線層５は露出するようにパターン形成すればよい。図１の実施形態では、コンタクトホール６ａ内に開口部７ａを設けて第１電極８と配線層５との接続を図っている。図２は無機絶縁層７を第１電極８のパターンのない領域にのみ形成した形態を示す図であり、図２（ａ）は断面模式図、図２（ｂ）は無機絶縁層７の形状を示す平面模式図である。図２に示すように、無機絶縁層７は、第１電極８のパターンのない領域に有機平坦化層６が露出しないように、第１電極８の周縁部に重ねて該間隙を覆って形成されている。
【００２５】
尚、図１のように無機絶縁層７を広く配置することで、有機平坦化層６の上平面で無機絶縁層７のパターン段差が生じるのを防止でき、且つ無機絶縁層７をパターン形成するためのエッチング工程に有機平坦化層６が曝露されるのを防止することが可能となる。
【００２６】
無機絶縁層７としては、後述する高抵抗層９のエッチバック工程におけるエッチングレートが、高抵抗層９よりも小さい材料であれば任意の無機材料を用いることができる。例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜が挙げられる。無機絶縁層７の膜厚は、高抵抗層９のエッチバック工程の途中で無機絶縁層７が消失して有機平坦化層６が露出しないように、当該工程における無機絶縁層７のエッチングレートを考慮して、無機絶縁層７の膜厚を設定する必要がある。
【００２７】
例えば、高抵抗層９のエッチングレートが２ｎｍ／ｓであり、膜厚１００ｎｍの高抵抗層をエッチングする場合において、オーバーエッチング条件を２０％とすると、無機絶縁層７がエッチングされる時間は１０秒となる。無機絶縁層７のエッチングレートを１ｎｍ／ｓとすると、無機絶縁層７は１０ｎｍエッチングされることとなる。よって無機絶縁層７の膜厚は少なくとも１０ｎｍ以上に設定しておけばよい。
【００２８】
無機絶縁層７のエッチングは、有機平坦化層６へのエッチング量を考慮すると、ウェットエッチングが好ましい。例えば、無機絶縁層７として酸化シリコンを用いる場合、バッファフッ酸（ＢＨＦ）を用いてエッチングすることができる。ＢＨＦに対してポリイミドやアクリル樹脂からなる有機平坦化層６はほとんどエッチングされない。但し、図１に示すように、無機絶縁層７が有機平坦化層６を完全に被覆するように配置するパターンであれば、無機絶縁層７をドライエッチングでパターニングしてもよい。例えば無機絶縁層７としてシリコン酸化膜を用いる場合は、ＳＦ6、ＣＦ4等のガスによるドライエッチングでパターニングすることができる。
【００２９】
次に有機平坦化層６及び無機絶縁層７の上に有機ＥＬ素子毎に第１電極８が形成される（図３（ｃ））。第１電極８は各有機ＥＬ素子毎に電気的に分離するようにパターン形成され、各有機ＥＬ素子の有機平坦化層６のコンタクトホール６ａを含む領域にパターン形成される。第１電極８としては、パターン形成することが可能であれば、公知の導電性材料を用いることができるが、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ等の金属材料やＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明酸化物導電材料、或いはそれらの積層膜を用いるのが好ましい。第１電極８の膜厚は任意に設定することができるが、第１電極８の膜厚が極端に薄くなると（例えば３０ｎｍ）、後述する高抵抗層９が第１電極８を被覆して形成された時における第１電極８の側面と第１電極８における高抵抗層９の膜厚差が小さくなる。そのため、第１電極８の側面に高抵抗層９を残存させるためにかなり均一なエッチング面内分布制御が必要となる。逆に第１電極８の膜厚が厚くなると、その分だけ後述の第２電極１１の断線や電極間短絡の危険性が高くなる。以上のことから、第１電極８の膜厚としては１００ｎｍ乃至５００ｎｍが好ましい。
【００３０】
次に、第１電極８が形成された基板全面に高抵抗層９を形成する（図３（ｄ））。本実施形態で形成される高抵抗層９は、有機ＥＬ層１０が持つ実抵抗に対して１桁以上抵抗の高い材料であれば十分である。ここでいう実抵抗は、電極／高抵抗層／電極という構造の素子の電極間にある電圧を印加し、その場合の電流を測定することで計算することができる。有機ＥＬ層１０の実抵抗は構造や膜厚に依存するため一概には言えないが、有機ＥＬ層１０の実抵抗は通常数ｋΩオーダーであるため、高抵抗層９の実抵抗は数１０ｋΩ以上あれば十分である。高抵抗層９としては、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、パリレン等の絶縁膜や、有機ＥＬ層１０の実抵抗次第ではあるが、アモルファスシリコンやダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の高抵抗性材料も使用できる。
【００３１】
高抵抗層９の成膜方法としては、ＣＶＤ法を用いるのが好ましい。その理由としては、一般的にＣＶＤ法で成膜すると下地の凹凸に倣うように成膜されるため、第１電極８の膜厚とほとんど等しい高抵抗層９の膜厚差を得ることができる。また第１電極８の側面を確実に被覆して高抵抗性を維持することが可能であること、膜厚の制御性が良いこと、等の利点もある。高抵抗層９の材料としては、前述の無機絶縁層７よりもエッチングレートが大きな材料を用いる必要がある。例えば、高抵抗層９としてシリコン窒化膜やアモルファスシリコンを用いる場合、後述するようにＣＦ4やＳＦ6ガスでエッチバックするため、無機絶縁層７は前述のガスでのエッチングレートが小さいシリコン酸化膜を用いる必要がある。また高抵抗層９としてＤＬＣやパリレンを用いる場合は、後述するように酸素ガスでエッチバックするため、無機絶縁層７は酸素ガスでのエッチングレートの小さいシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いることができる。
【００３２】
高抵抗層９の膜厚としては、第１電極８の側面の高抵抗性が維持されるのであれば任意の膜厚を設定することができるが、５０ｎｍ乃至５００ｎｍ程度が好ましい。
【００３３】
次に高抵抗層９が形成された基板１に対してドライエッチングによるエッチバック工程を行い、第１電極８の側面にのみ高抵抗層９を残す（図４（ａ））。高抵抗層９は第１電極８と第２電極１１との短絡を防止するための部材である。この時、高抵抗層９は図４（ａ）に示すように、断面形状において表面が曲率を有する。このように、曲率を有して高抵抗層９が第１電極８の側面を覆うことにより、その上に形成される有機ＥＬ層１０も端部の形状が係る曲率に倣い、第２電極１１が断線しにくくなるという効果も得られる。
【００３４】
当該エッチバック工程におけるドライエッチングは、エッチング異方性の高いリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）法を用いるのが好適である。高抵抗層９として窒化シリコンやアモルファスシリコンを用いる場合は、ＳＦ6、ＣＦ4、ＣＨＦ3等のガスを用いることでエッチングすることができる。また高抵抗層９としてパリレン、ＤＬＣを用いる場合は酸素ガスを用いてエッチングすることができる。但し、オーバーエッチング量が大きくなると第１電極８の側面に残膜させるべき高抵抗層９も徐々に膜減りし、第１電極８の側面が徐々に露出してくるため、オーバーエッチング量は最小限にとどめる必要がある。例えば、第１電極８と高抵抗層９の膜厚が共に１００ｎｍである場合、第１電極８端部における高抵抗層９の成膜後の膜厚はおよそ２００ｎｍである。高抵抗層９の膜厚分布を考慮してオーバーエッチング量を２０％と設定すると、高抵抗層９は全面均一に１２０ｎｍ分だけエッチングされ、結果として第１電極８の側面に残る高抵抗層９の膜厚はおよそ８０ｎｍとなる。よって第１電極８の側面が上方から２０ｎｍ分だけ露出することになる。この程度の段差であれば後述の有機ＥＬ層１０の膜厚よりも十分小さいため問題ないが、露出した第１電極８の側面が５０ｎｍ以上露出すると、第１電極８端部での発光電流集中や電極間短絡の危険性が高くなる。よってオーバーエッチング量は極力小さくする必要があり、成膜時の膜厚分布やエッチングレート分布は厳しく制御する必要がある。
【００３５】
このようにして側面に高抵抗層９が形成された第１電極上には有機ＥＬ層１０が真空蒸着法或いは塗布法を用いて形成される。有機ＥＬ層１０は公知の低分子系、或いは高分子系の材料を選択することができ、必要に応じて発光層以外にホール輸送層、ホール注入層、電子輸送層、電子注入層などの単膜、或いは積層膜を形成することができる。有機ＥＬ層１０の膜厚は、前述のエッチバック工程で露出する第１電極８の端部の段差を考慮すると１００ｎｍ以上であるのが好ましい。
【００３６】
最後に、有機ＥＬ層１０の上に、第２電極１１を形成することで有機ＥＬ装置が完成する（図４（ｂ））。第２電極１１は、形成時に有機ＥＬ層１０にダメージを与えない導電性を有する材料であれば、特に限定されることなく用いることができ、例えば、Ａｌ、Ａｇなどの金属材料、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明酸化物導電材料、或いはそれらの積層膜を用いることができる。ここで、有機ＥＬ層１０で発せられた光を外部に出射させるために、第１電極８と第２電極１１の少なくとも一方には、透明或いは半透明の材料を用いる。アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の場合、ＴＦＴ回路基板と反対側から発光光を取り出すトップエミッションタイプであることが好ましく、その場合は第２電極１１を透明或いは半透明の材料を用いる。ここで、可視光に対して８０％以上の透過率を有するものを透明、可視光に対して２０％乃至８０％の透過率を有するものを半透明という。第２電極１１は、蒸着法やスパッタリング等の真空成膜法を用いて形成することができる。
【００３７】
さらに、図１には図示していないが、有機ＥＬ素子は水分によって劣化するため、第２電極１１の上に、有機ＥＬ素子に水分が浸透するのを防ぐための封止構造を設けることが好ましい。封止構造には、シリコン窒化膜などの防湿性の高い封止膜を、単層或いは積層膜で設ける膜封止構成や、ガラス等の防湿性の高い封止基板の周囲を接着剤やガラスフリットで基板１に固定するキャップ封止構成など、公知の構成を採用することができる。この時、基板１の周縁部に有機材料を形成しない領域を設け、有機ＥＬ素子が設けられた領域と封止構成の外側（外部）とが、有機材料によって繋がらないようにしておくことで、外部から水分が浸透する経路を断つことができる。
【００３８】
（実施形態２）
実施形態１においては、高抵抗層９を有機ＥＬ層１０よりも高抵抗の材料を用いて形成する構成について説明したが、第１電極８の側面に設ける高抵抗層９としては、有機ＥＬ層１０を利用することができる。具体的には、図８に示したように、互いに異なる色を発光する複数の有機ＥＬ素子を備えた装置の場合に、第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層を、第２の有機ＥＬ素子の高抵抗層として用いる形態である。この場合、第１の有機ＥＬ素子については、第１電極の側面に高抵抗層が形成されず、本来の有機ＥＬ層で第１電極の側面を覆うため、第１の有機ＥＬ素子としては、より有機ＥＬ層が厚い素子を選択することが望ましい。
【００３９】
図５に本実施形態の有機ＥＬ装置の断面模式図を示す。係る断面模式図は、有機ＥＬ素子２素子分に相当し、図８の平面模式図で示せば、図中のＢ−Ｂ’断面に相当する。また図５の紙面左側が第１の有機ＥＬ素子、右側が第２の有機ＥＬ素子である。図５中、１９は第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ａで形成された高抵抗層を示す。
【００４０】
尚、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色を発光する有機ＥＬ素子を備えた構成の場合には、第１、第２の有機ＥＬ素子に加えて第３の有機ＥＬ素子が構成され、係る第３の有機ＥＬ素子についても、第２の有機ＥＬ素子と同様に、第１電極の側面に高抵抗層を備えている。
【００４１】
図６，図７に本実施形態の有機ＥＬ装置の製造工程を示す。尚、第１電極８を形成するまでは実施形態１と同様であり、説明を省略する。
【００４２】
第１電極８まで形成した基板１の全面に第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ａを成膜する（図６（ａ））。
【００４３】
次に、ドライエッチングによるエッチバック法によって、有機ＥＬ層１０ａをエッチングする。これにより、第１の有機ＥＬ素子の第１電極８上と、該第１電極８の側面と、第１の有機ＥＬ素子以外の有機ＥＬ素子の第１電極８の側面を覆うように有機ＥＬ層１０ａを残す（図６（ｂ））。
【００４４】
次いで、第２の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ｂを成膜する（図６（ｃ））。
【００４５】
有機ＥＬ層１０ｂをエッチングし、第２の有機ＥＬ素子の第１電極８上にのみ有機ＥＬ層１０ｂを残す（図７（ｃ））。第３の有機ＥＬ素子がある場合には、同様にして、第３の有機ＥＬ素子についても、有機ＥＬ層を成膜、エッチングして第３の有機ＥＬ素子の第１電極８上にのみ有機ＥＬ層を残す。
【００４６】
有機ＥＬ層のエッチングはフォトリソグラフィを用いてエッチバックすることができる。有機ＥＬ層は、通常、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などの多層積層構造をしている。そのため、第１有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ａの電子輸送層上に第２有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ｂの正孔輸送層が配置されるなど、キャリアの輸送をブロックする構造となり非常に高い抵抗特性を示すようになる。このように、第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ａを第２の有機ＥＬ素子の第１電極８の側面の高抵抗層として利用することができる。但し、第１の有機ＥＬ素子については、第１電極８の側面に高抵抗層１９が形成できないため、一番膜厚の大きな有機ＥＬ層を第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ａとすることで電極間短絡が発生する確率が小さくなる。
【００４７】
有機ＥＬ層を高抵抗層１９として利用する場合は、酸素ガスでエッチバックするため、無機絶縁層７は酸素ガスでのエッチングレートの小さい窒化シリコン、酸化シリコン等を用いることができる。
【００４８】
上記した本発明の実施形態１，２においては、有機ＥＬ装置として表示装置を例に説明したが、本発明は表示装置に限定されるものではない。
【００４９】
本発明の有機ＥＬ装置はレーザービームプリンタなどの画像形成装置に適用することができる。より具体的には、画像形成装置は、発光装置によって潜像が形成される感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、を備えている。また、本発明の発光装置において、異なる色を発する複数の有機ＥＬ素子を含んでいる場合には、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を有するデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置のディスプレイや電子ビューファインダに使用することができる。その他に、画像形成装置のディスプレイ、携帯電話やスマートフォンなどの携帯情報端末のディスプレイに使用することができる。また、本発明の有機ＥＬ装置は、単色の複数の有機ＥＬ素子と、赤色、緑色、青色のカラーフィルターと、を備える表示装置にも適用される。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
図３，図４に示した工程に従って、図１に示した構成の有機ＥＬ装置を作製した。
【００５１】
先ず、ガラス基板１の上にアモルファスシリコンからなる半導体層２をＣＶＤ法により形成した。膜厚は１００ｎｍとした。その後、半導体層２はフォトリソグラフィ法を用いてパターン形成したフォトレジストをマスクとしてＣＦ4ガスによるＲＩＥによりパターニングした。
【００５２】
次に半導体層２の上に酸化シリコンからなる絶縁層（絶縁層３の一部）をＣＶＤ法により形成した。膜厚は２００ｎｍとした。
【００５３】
次に、絶縁層の上にＭｏＷからなるゲート電極層をスパッタ法により形成した。その後ゲート電極層はフォトレジストをマスクとして、ウェットエッチングによりパターニングしてゲート電極４を形成した。
【００５４】
次に、ゲート電極４の上に再度、酸化シリコンからなる絶縁層（絶縁層３の一部）をＣＶＤ法により形成した。膜厚は３００ｎｍとした。
【００５５】
次に、絶縁層３上にパターン形成したフォトレジストをマスクにしてＣＦ4ガスによるドライエッチングを行い、ソース部とドレイン部に対応する位置の半導体層２を露出させた。
【００５６】
次に、絶縁層３上にＡｌＳｉからなる配線層をスパッタ法により形成した。膜厚は５００ｎｍとした。その後、フォトレジストをマスクにしてＣｌ2ガスによるＲＩＥを行い、ソース電極、ドレイン電極、データ線、電源線等からなる配線層５をパターン形成した。
【００５７】
次に、配線層５の上に感光性ポリイミド樹脂からなる有機平坦化層６をスリットコーティング法により形成した（図３（ａ））。膜厚は２μｍとした。
【００５８】
次に、有機平坦化層６の上に、酸化ケイ素からなる無機絶縁層７をＣＶＤ法により形成した。膜厚は１００ｎｍとした。その後、フォトレジストをマスクとしてＣＦ4ガスによるＲＩＥ（投入パワー４．５ｋＷ、圧力３Ｐａ）を行い、前記有機平坦化層６のコンタクトホール６ａの内側の領域に無機絶縁層７の開口部７ａをパターン形成した（図３（ｂ））。
【００５９】
次に、無機絶縁層７の上にＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯからなる第１電極層をスパッタ法により形成した。膜厚は２０ｎｍ／２００ｎｍ／２０ｎｍとした。その後、フォトレジストをマスクとしてリン酸硝酸水溶液によるウェットエッチングを行い、第１電極８を各有機ＥＬ素子毎にコンタクトホール６ａを含む領域にパターン形成した（図３（ｃ））。
【００６０】
次に、第１電極８の上に窒化シリコンからなる高抵抗層９をＣＶＤ法により形成した（図３（ｄ））。膜厚は３００ｎｍとした。その後、ＣＦ4ガスによるＲＩＥにより高抵抗層９をエッチバックし、第１電極８の側面にのみ高抵抗層９を残した（図４（ａ））。投入パワー３ｋＷ、圧力１０Ｐａの条件における高抵抗層９（窒化シリコン）のエッチングレートは５ｎｍ／ｓｅｃであり、オーバーエッチング設定２０％としてエッチング時間はトータル７２秒とした。該工程における無機絶縁層７（酸化シリコン）のエッチング量は３ｎｍであった。
【００６１】
次に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層から構成される有機ＥＬ層１０を蒸着法により形成した。有機ＥＬ層１０に含まれる発光層は、赤色、緑色、青色を発光する低分子材料を用い、それぞれメタルマスクを用いて図８の如くストライプ状に配列形成した。
【００６２】
次に、Ａｇからなる第２電極１１をスパッタ法によりマスク形成した（図４（ｂ））。形成領域は図８の素子領域４０全面及び第２電極１１への給電部２０を含む領域とした。第２電極１１の膜厚は２０ｎｍとした。最後に、第２電極１１の上に膜厚２０００ｎｍのシリコン窒化膜をＣＶＤ法により成膜して、有機ＥＬ層１０への水分浸入防止用の封止膜とした。
【００６３】
以上のようにして得られた本発明の有機ＥＬ装置に対して、点灯検査を実施した結果、第２電極１１の断線による非発光不良は確認されなかった。
【００６４】
（実施例２）
図６，図７に示した工程に従って、図５に示した構成の有機ＥＬ装置を作製した。
【００６５】
第１電極８を形成するまでの工程は実施例１と同様である。
【００６６】
次に、第１電極８の上にホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層から構成される第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ａを蒸着法により形成した（図６（ａ））。第１の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ａに含まれる発光層は、赤色を発光する低分子材料を用いた、膜厚は６００ｎｍとした。この時、有機ＥＬ層１０ａは、第１電極８の端部近傍に膜厚方向で８００ｎｍ程度堆積していると推定される。その後、フォトリソグラフィ法を用いて第１の有機ＥＬ素子以外の有機ＥＬ層１０ａをＯ2ガスによるＲＩＥによって除去するが、この時、第２及び第３の有機ＥＬ素子の第１電極８の側面にも有機ＥＬ層１０ａを残すようにエッチバックした（図６（ｂ））。投入パワー２ｋＷ、圧力１０Ｐａの条件における有機ＥＬ層１０ａのエッチングレートは４ｎｍ／ｓｅｃであり、オーバーエッチング設定２０％としてエッチング時間はトータル１８０秒とした。該工程における無機絶縁層７（酸化シリコン）のエッチング量は１ｎｍ以下であった。
【００６７】
このようにして、第１の有機ＥＬ素子の第１電極８上と側面に有機ＥＬ層１０ａを形成すると同時に、第２、第３の有機ＥＬ素子の第１電極８の側面にも有機ＥＬ層１０ａと同じ材料からなる高抵抗層１９を形成した。
【００６８】
次に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層から構成される第２の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層１０ｂを蒸着法により形成した（図６（ｃ））。有機ＥＬ層１０ｂに含まれる発光層は、緑色を発光する低分子材料を用い、メタルマスクを用いてストライプ状に配列形成した（図７（ａ））。
【００６９】
次に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層から構成される第３の有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層（不図示）を蒸着法により形成した。有機ＥＬ層に含まれる発光層は、青色を発光する低分子材料を用い、メタルマスクを用いてストライプ状に配列形成した。
【００７０】
次に、Ａｇからなる第２電極１１をスパッタ法によりマスク形成した（図７（ｂ））。形成領域は図８の素子領域４０全面及び第２電極１１への給電部２０を含む領域とした。第２電極１１の膜厚は２０ｎｍとした。最後に、第２電極１１の上に膜厚２０００ｎｍのシリコン窒化膜をＣＶＤ法により成膜して、有機ＥＬ層への水分浸入防止用の封止膜とした。
【００７１】
以上のようにして得られた本発明の有機ＥＬ装置に対して、点灯検査を実施した結果、第２電極１１の断線による非発光不良は確認されなかった。
【００７２】
（比較例）
無機絶縁層７を形成しない以外は実施例１と同様の製造工程で有機ＥＬ装置を作製した。
【００７３】
有機平坦化層６のパターン形成までは実施例１と同等の方法により形成した。
【００７４】
次に、有機平坦化層６の上にＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯからなる第１電極層をスパッタ法により形成した。膜厚は２０ｎｍ／２００ｎｍ／２０ｎｍとし、フォトレジストをマスクとしてリン酸硝酸水溶液によるウェットエッチングを行い、第１電極８を各画素毎にコンタクトホールを含む領域にパターン形成した。
【００７５】
次に、第１電極８の上に窒化シリコンからなる高抵抗層９をＣＶＤ法により形成した。膜厚は３００ｎｍとした。その後、ＣＦ4ガスによるＲＩＥにより高抵抗層９をエッチバックし、第１電極８の側面にのみ高抵抗層９を残した。投入パワー３ｋＷ、圧力１０Ｐａの条件における高抵抗層９（窒化シリコン）のエッチングレートは５ｎｍ／ｓｅｃであり、オーバーエッチング設定２０％としてエッチング時間はトータル７２秒とした。該工程における有機平坦化層６（ポリイミド樹脂）のエッチング量は８４ｎｍであった。
【００７６】
次に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層から構成される有機ＥＬ層１０を蒸着法により形成した。有機ＥＬ層１０に含まれる発光層は、Ｒ、Ｇ、Ｂを発光する低分子材料を用い、それぞれメタルマスクを用いてストライプ状に配列形成した。
【００７７】
次に、Ａｇからなる第２電極１１をスパッタ法によりマスク形成した。形成領域は図８の素子領域４０全面及び第２電極１１への給電部２０を含む領域とした。第２電極１１の膜厚は２０ｎｍとした。最後に、第２電極１１の上に膜厚２０００ｎｍのシリコン窒化膜をＣＶＤ法により成膜して、有機ＥＬ層１０への水分浸入防止用の封止膜とした。
【００７８】
以上のようにして得られた有機ＥＬ装置に対して点灯検査を実施した結果、非発光不良が多発しており、非発光不良の有機ＥＬ素子の断面ＳＥＭ観察を行った結果、有機平坦化層６のアンダーカット構造による第２電極１１の断線が確認された。
【００７９】
本発明の有機ＥＬ装置では、有機平坦化層の上に無機絶縁層を設けることで、エッチバック法を用いて第１電極の側面に高抵抗層を形成する場合に生じるアンダーカット構造を防止し、第２電極の断線による非発光不良を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００８０】
１：基板、６：有機平坦化層、７：無機絶縁層、８：第１電極、９，１９：高抵抗層、１０，１０ａ，１０ｂ：有機ＥＬ層、１１：第２電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014013717.tif 000008
【図７】
2014013717.tif 000009
【図８】
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