(57)【要約】【課題】異なる材料の複数の層が積層された光共振層を均等に加工することができ、発光素子の発光不良を防止することができるエレクトロルミネッセンス装置を提供する。【解決手段】発光素子の少なくとも一部に配線拡大部２０２が設けられ、発光素子に配線拡大部２０２を覆って光共振層２０１が形成され、光共振層２０１上に配線拡大部２０２に重なる位置を含んで透明電極１１１が形成され、光共振層２０１の配線拡大部２０２と重なる位置に光共振層２０１を貫通して透明電極１１１と配線拡大部２０２とを電気的に接続するコンタクトホール２０４が設けられ、コンタクトホール２０４の平面形状が角を有さない形状であることを特徴とする。【選択図】図３
2008210601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料が異なる複数の層からなる光共振層とエレクトロルミネッセンス発光部とを備えた複数の発光素子が基板上に形成されたエレクトロルミネッセンス装置であって、
前記発光素子の少なくとも一部に配線が設けられ、前記発光素子に前記配線を覆って前記光共振層が形成され、前記光共振層上に前記配線に重なる位置を含んで透明電極が形成され、前記光共振層の前記配線と重なる位置に前記光共振層を貫通して前記透明電極と前記配線とを電気的に接続するコンタクトホールが設けられ、前記コンタクトホールの平面形状が角を有さない形状であることを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
前記コンタクトホールの平面形状は、輪郭が直線部と前記直線部同士を連結する曲線部とによって形成され、前記曲線部は前記コンタクトホールの外側に凸形状であることを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記コンタクトホールの平面形状は、四隅の前記曲線部が円弧によって形成された矩形状であることを特徴とする請求項２記載のエレクトロルミネッセンス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレクトロルミネッセンス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光共振構造を有するエレクトロルミネッセンス装置（以下、ＥＬ装置という）が知られている。このようなＥＬ装置として、有機ＥＬ素子の陽極層と基板との間に、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜が交互に積層された光共振器を備えたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、有機ＥＬ素子で発生する青色光のうち特定の波長のみを、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが積層された下地絶縁膜によって増幅し、有機ＥＬ素子側に反射するものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。これらのＥＬ装置においては、光共振構造として異なる材料によって形成された複数の層が積層された光共振層が用いられている。
【特許文献１】特開２００６−２６９３２４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のＥＬ装置では、光共振層が異なる材料の複数の層によって形成されているため、光共振層を均等に加工することが困難であるという課題がある。図６および図７に示すように、例えば、光共振層３０１の下層に設けられた配線拡大部３０２と光共振層３０１の上層の透明電極２１１とを電気的に接続するために、光共振層３０１にコンタクトホール３０４を形成する場合、光共振層３０１に対してエッチングによる加工が必要となる。
異なる材料の複数の層からなる光共振層３０１に対して、エッチングレートが比較的大きいウェットエッチングによる加工を行った場合、光共振層３０１は各層のエッチングレートの差異によって段差状に加工されるという問題がある。このような段差は、光共振層３０１上に積層される透明電極２１１、絶縁層３０５等に欠陥を生じさせ、発光素子の発光不良の要因となる。
【０００４】
また、光共振層３０１に対してドライエッチングによる加工を行った場合、エッチングレートの差異により生じる段差部に、エッチングの際に発生する残渣が堆積するため、光共振層３０１が段差状に加工されることは防止できる。しかし、図６に示すように、通常、光共振層３０１のコンタクトホール３０４は、平面視で略矩形状に形成されるため、コンタクトホール３０４の角３０４ｃにドライエッチングによる残渣が集積して局部的に残渣が堆積してしまう。このため、図７に示すように、コンタクトホール３０４の角３０４ｃの縁に、例えば、２μｍ〜３μｍ程度の突起部Ｐが形成されてしまうという問題がある。コンタクトホール３０４の縁に突起部Ｐが形成されると、上述の段差と同様に、光共振層３０１上に積層される透明電極２１１、絶縁層３０５等に欠陥を生じ、絶縁層３０５上に形成されている陰極（図示せず）と透明電極２１１の間で電気的にショート状態となり、発光素子の発光不良の要因となる。
【０００５】
そこで、この発明は、異なる材料の複数の層が積層された光共振層を均等に加工することができ、発光素子の発光不良を防止することができるエレクトロルミネッセンス装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明のエレクトロルミネッセンス装置は、材料が異なる複数の層からなる光共振層とエレクトロルミネッセンス発光部とを備えた複数の発光素子が基板上に形成されたエレクトロルミネッセンス装置であって、前記発光素子の少なくとも一部に配線が設けられ、前記発光素子に前記配線を覆って前記光共振層が形成され、前記光共振層上に前記配線に重なる位置を含んで透明電極が形成され、前記光共振層の前記配線と重なる位置に前記光共振層を貫通して前記透明電極と前記配線とを電気的に接続するコンタクトホールが設けられ、前記コンタクトホールの平面形状が角を有さない形状であることを特徴とする。
このように構成することで、光共振層をエッチングしてコンタクトホールを形成する際に、ドライエッチングを採用した場合であっても、コンタクトホールの縁の一部にドライエッチングによる残渣が局部的に堆積することを防止できる。これにより、堆積した残渣によってコンタクトホールの縁に突起部が形成されることを防止できる。さらに、ドライエッチングを採用することができるので、ドライエッチング時に発生する残渣によって光共振層が段差状に加工されることを防止できる。したがって、本発明によれば、光共振層上に積層される透明電極等の欠陥を防止し、発光素子が発光不良を生じることを防止することができる。
【０００７】
また、本発明のエレクトロルミネッセンス装置では、前記コンタクトホールの平面形状は、輪郭が直線部と前記直線部同士を連結する曲線部とによって形成され、前記曲線部は前記コンタクトホールの外側に凸形状であってもよい。
このように構成することで、コンタクトホールの形状を発光素子の形状に合わせて直線部を有する形状とすることができる。これにより、直線部を有する形状の発光素子内に形成するコンタクトホールの平面積を、例えば、円形や楕円形ように曲線のみによって形成する場合よりも大きくすることができる。したがって、透明電極と配線との接触面の電気抵抗をより小さくすることができる。
【０００８】
また、本発明のエレクトロルミネッセンス装置では、前記コンタクトホールの平面形状は、四隅の前記曲線部が円弧によって形成された矩形状であってもよい。
このように構成することで、通常矩形状に形成される発光素子の形状に合わせて、コンタクトホールの形状を四隅が円弧によって形成された矩形状とすることができる。これにより、矩形状の発光素子内に形成するコンタクトホールの平面積をより大きくすることができる。したがって、透明電極と配線との接触面の電気抵抗をより小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
[エレクトロルミネッセンス装置]
図１は、有機ＥＬ装置を示すものであって、特にアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置を模式的に示す図である。この有機ＥＬ装置１は、薄膜トランジスタを用いたアクティブ型の駆動方式を採用している。
図１に示すように、有機ＥＬ装置１は、基板２の上に、回路素子としての薄膜トランジスタを含む回路素子部１４、光共振層２０１、透明電極１１１、有機ＥＬ発光部を含む機能層１１０、電子供給体としての陰極１２、及び封止部３等を順次積層した構造からなる。
【００１０】
基板２としては、例えば、ガラス基板が用いられる。基板２上には、複数の発光素子Ａが配列されている。各発光素子Ａには、透明電極１１１が配置され、その近傍には信号線１３２、電源線１３３、走査線１３１及び図示しない他の透明電極用の走査線等が配置されている。発光素子Ａの平面形状は、図に示す矩形の他に、円形、長円形など任意の形状が適用される。
【００１１】
また、封止部３は、水や酸素の侵入を防いで陰極１２あるいは機能層１１０の酸化を防止するものであり、基板２に塗布される封止樹脂、及び基板２に貼り合わされる封止基板３ｂ等を含む。封止樹脂の材料としては、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等が用いられ、特に、熱硬化樹脂の１種であるエポキシ樹脂が好ましく用いられる。封止樹脂は、基板２の周縁に環状に塗布されており、例えば、マイクロディスペンサ等により塗布される。封止基板３ｂは、ガラス等からなり、基板２と封止基板３ｂとは封止樹脂を介して張り合わされる。
【００１２】
図２は、上記有機ＥＬ装置１の回路構造を示している。図２において、基板２上には、複数の走査線１３１と、走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、信号線１３２に並列に延びる複数の電源線１３３とが配線されている。また、走査線１３１及び信号線１３２の交点毎に上記発光素子Ａが形成されている。
信号線１３２には、例えば、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを含むデータ側駆動回路１０３が接続されている。また、走査線１３１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを含む走査側駆動回路１０４が接続されている。
【００１３】
発光素子Ａには、走査線１３１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の第１の薄膜トランジスタ１２３が設けられている。さらに、この薄膜トランジスタ１２３を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量１３５が設けられている。また、保持容量１３５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駆動用の第２の薄膜トランジスタ１２４と、この薄膜トランジスタ１２４を介して電源線１３３に電気的に接続したときに電源線１３３から駆動電流が流れ込む透明電極１１１（陽極）が設けられている。さらに、透明電極１１１と陰極１２との間に挟み込まれる機能層１１０が設けられている。機能層１１０は、有機ＥＬ素子としての有機ＥＬ発光部を含む。
【００１４】
発光素子Ａでは、走査線１３１が駆動されて第１の薄膜トランジスタ１２３がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量１３５に保持され、この保持容量１３５の状態に応じて、第２の薄膜トランジスタ１２４の導通状態が決まる。また、第２の薄膜トランジスタ１２４のチャネルを介して電源線１３３から透明電極１１１に電流が流れ、さらに機能層１１０を通じて陰極１２に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて、機能層１１０が発光する。
【００１５】
図３は機能層１１０を模式的に表した平面図であり、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。前述したように、有機ＥＬ装置１は、基板２上に、第一の薄膜トランジスタ１２３、第二の薄膜トランジスタ１２４の回路等を含む回路素子部１４が形成されている。回路素子部１４上で発光素子Ａの一部には、図３、図４に示すように、配線拡大部２０２が形成されている。配線拡大部２０２は、例えば金属等の導電材料によって形成される。また、図３、図４においては図示を省略したが、配線拡大部２０２は配線２０３によって、回路素子部１４に形成されたコンタクトホールを介して第一の薄膜トランジスタ１２３のソース領域に電気的に接続されている。配線２０３は配線拡大部２０２と同様の材料によって形成されている。
【００１６】
配線拡大部２０２上には、配線拡大部２０２を覆うように光共振層２０１が設けられている。光共振層２０１は後述するように異なる材料の複数の層によって形成されている。光共振層２０１は機能層１１０の略全面に亘って形成されている。さらに、光共振層２０１上には配線拡大部２０２に重なる位置を含んで透明電極１１１が形成されている。透明電極１１１は、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料によって形成されている。透明電極１１１は、図３に示すように、光共振層２０１と重なるように略同じ領域に形成されている。
【００１７】
光共振層２０１の配線拡大部２０２と重なる位置には、光共振層２０１を貫通するコンタクトホール２０４が設けられている。コンタクトホール２０４は、図３に示すように、平面視略矩形状で、四隅が曲線部２０４ｃによって形成された角を有さない形状に形成されている。四隅の曲線部２０４ｃは、例えば、半径Ｒが５μｍ〜２０μの範囲の円弧によって形成されている。また、コンタクトホール２０４は、例えば、２０μｍ×５０μｍ程度の寸法に形成されている。
【００１８】
透明電極１１１はコンタクトホール２０４を介して配線拡大部２０２と電気的に接続されている。透明電極１１１上には、透明電極１１１を覆うように、例えば、ＳｉＮ等の透明絶縁材料からなる絶縁層２０５が設けられている。絶縁層２０５は、図３に示すように透明電極１１１と重なるように、透明電極１１１と略同じ領域に設けられている。絶縁層２０５のコンタクトホール２０４に重ならない位置には、絶縁層開口部２０６が設けられている。この絶縁層開口部２０６を介して透明電極１１１が有機ＥＬ発光部２０７に直接接して、透明電極１１１が有機ＥＬ発光部２０７の正極としての役割を果たす。
【００１９】
このように、機能層１１０は光共振層２０１および透明電極１１１上に設けられた有機ＥＬ発光部２０７を含んで構成されている。さらに、機能層１１０上には、図１に示すように、陰極１２が形成されている。また、隣接する発光素子Ａの機能層１１０同士の間はバンク部１１２によって区画されている。
【００２０】
光共振層２０１は、図５に示すように材料の異なる複数の第一光共振膜２０１ａおよび第二光共振膜２０１ｂによって形成されている。第一光共振膜２０１ａは、例えば、ＳｉＮによって形成され、第二光共振膜２０１ｂは、例えば、ＳｉＯ２によって形成されている。光共振層２０１は、これら第一光共振膜２０１ａおよび第二光共振膜２０１ｂが交互に複数積層されることによって形成されている。第一光共振膜２０１ａおよび第二光共振膜２０１ｂの膜厚は、例えば、それぞれ約１００ｎｍ程度となっている。
陰極１２は、図１に示すように、透明電極１１１と対になって機能層１１０の有機ＥＬ発光部２０７に電流を流す役割を果たす。この陰極１２は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。
【００２１】
以上の構成では、各発光素子Ａにおいては、基板２側から、回路素子部１４、配線拡大部２０２、光共振層２０１、透明電極１１１、有機ＥＬ発光部２０７及び陰極１２の順に積層されている。そして、このように構成された有機ＥＬ装置１における各発光素子Ａの有機ＥＬ発光部２０７では、陰極１２が有機ＥＬ発光部２０７に直接に接して有機ＥＬ発光部２０７に電子を注入する役割を果たす。電子を注入された有機ＥＬ発光部２０７は発光し、機能層１１０から基板２側に発した光が、光共振層２０１によって増幅され、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の外側に出射されるとともに、機能層１１０から基板２と反対の側に発した光も、陰極１２に反射され、光共振層２０１によって増幅され、回路素子部１４及び基板２を透過し、基板２の外側に出射される。
【００２２】
[有機ＥＬ装置の製造方法]
次に、図３および図４を用いて有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。図３および図４ではコンタクトホール２０４の形成工程中心に説明し、他の工程の説明は省略する。なお、コンタクトホール２０４の形成工程以外の工程については、公知のものを採用することができる。
【００２３】
回路素子部１４上を含んで配線拡大部２０２を覆うように光共振層２０１を形成した後、光共振層２０１上にマスク材を形成し、フォトリソグラフィーによってマスク材をパターニングする。このとき、マスク材には平面視略矩形状で四隅が曲線部によって形成された角を有さない形状のパターンを形成する。次いで、ドライエッチングによって光共振層２０１をエッチングする。これにより、コンタクトホール２０４は平面視略矩形状で四隅が曲線部２０４ｃによって形成された角を有さない形状に形成される。
【００２４】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
図３に示すように、コンタクトホール２０４の形状を平面視略矩形状で、四隅が曲線部２０４ｃによって形成された角を有さない形状に形成したので、光共振層２０１をドライエッチングにより加工して電極コンタクトホール２０４を形成する際に、電極コンタクトホール２０４の四隅にドライエッチングの際に発生する残渣が集積して局所的に堆積することを防止できる。これにより、堆積した残渣によってコンタクトホール２０４の縁に図７に示したような突起部Ｐが形成されることを防止できる。
【００２５】
また、上述のようにドライエッチングを採用することができるので、材料の異なる複数の第一光共振膜２０４ａ、第二光共振膜２０４ｂからなる光共振層２０１のエッチングレートの差異により生じる段差を、ドライエッチング加工時に発生する残渣によって埋め、光共振層２０１が段差状に加工されることを防止できる。したがって、本実施の形態によれば、光共振層２０１に積層される透明電極１１１、絶縁層２０５の欠陥を防止し、絶縁層２０５上に形成されている陰極（図示せず）と透明電極２１１の間での電気的なショート状態を防ぐことが出来、発光素子Ａが発光不良を生じることを防止することができる。
【００２６】
また、コンタクトホール２０４の平面形状が曲線部２０４ｃと直線部２０４ｓとによって略矩形状に形成されているので、平面視略矩形状の発光素子Ａ内に形成するコンタクトホール２０４の平面積を、例えば、円形や楕円形のように曲線のみによって形成する場合と比較して大きくすることができる。したがって、透明電極１１１と配線拡大部２０２との接触面の電気抵抗を小さくすることができる。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、異なる材料の複数の層が積層された光共振層２０１を均等に加工することができ、発光素子Ａの発光不良を防止することができるエレクトロルミネッセンス装置を得ることができる。
【００２８】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上述の実施形態において説明したエレクトロルミネッセンス装置はディスプレイ装置だけではなく、プリンタのラインヘッド等様々な用途の発光デバイスに適用することが可能である。
また、基板としては、ガラス基板の他に、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気光学装置や回路基板に用いられる公知の様々な基板が適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態における有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】同、アクティブマトリクス型有機ＥＬ装置の回路図である。
【図３】同、有機ＥＬ装置の機能層の模式的な平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における光共振層の断面構成図である。
【図６】従来の有機ＥＬ装置の機能層の模式的な平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  有機ＥＬ装置（エレクトロルミネッセンス装置）、２  基板、１１１  透明電極、２０１  光共振層、２０２  配線拡大部、２０４  コンタクトホール、２０４ｃ  曲線部、２０４ｓ  直線部、２０７  有機ＥＬ発光部（エレクトロルミネッセンス発光部）、Ａ  発光素子
【図１】
2008210601.tif 000003
【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】
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【図７】
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