(57)【要約】【課題】歩留りが向上された有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することである。【解決手段】ＴＦＴ基板８の平坦化層７上にホール注入電極９が各画素毎に形成され、ホール注入電極９上にＹ方向に沿ってストライプ状に延びる有機層１０が形成されている。各画素の有機層１０間の平坦化層７上にＹ方向に沿ってストライプ状に延びる絶縁性の画素分離膜１１が形成されている。画素分離膜１１の両側面はテーパ状に傾斜している。有機層１０および画素分離膜１１上にＸ方向に沿ってストライプ状に延びる透明導電膜からなる電子注入電極１２が形成されている。画素分離膜のテーパ角度θ、電子注入電極１２の膜厚ｄおよび電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギーＶｂｅは−４．８Ｖｂｅ＋９９≦ｄｃｏｓθ≦ｄを満足するように設定される。【選択図】        図１
2004241160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子と、
前記１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子間または前記１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子の周囲に形成された絶縁性膜とを備え、
各有機エレクトロルミネセンス素子は、第１の電極、有機発光層および第２の電極を含み、
前記第２の電極は、１種類または２種類以上の金属を含む透明導電膜からなり、前記有機発光層上から前記絶縁性膜絶縁性膜上に延びるように形成され、前記有機発光層に接する前記絶縁性膜の側面がテーパ状に傾斜し、
前記絶縁性膜の側面が前記絶縁性膜の下面に対してなす角度θ［ｄｅｇｒｅｅ］、前記第２の電極の膜厚ｄ［Å］および前記第２の電極を構成する主たる金属の結合エネルギーＶｂｅ［ｅＶ／ａｔｏｍ］が、
ｄｃｏｓθ≧−４．８×Ｖｂｅ＋９９  …（１）
上式（１）の関係を満足することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
前記第２の電極は可視光の波長領域で１０％以上の光の透過率を有することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記第２の電極の膜厚は２００Å以下であることを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記第２の電極の膜厚は１００Å以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、
前記基板は、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第１の電極にそれぞれ接続される複数の薄膜トランジスタと、前記複数の薄膜トランジスタを覆うように形成された平坦化層とを備えた基板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記第２の電極は、マグネシウム、カルシウム、銀、アルミニウムおよびスカンジウムよりなる群から選択された１種類または複数種類の金属を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項７】
前記絶縁性膜は樹脂からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項８】
複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子は、互いに交差する第１および第２の方向に沿って配置され、
前記絶縁性膜は、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子間で前記第１の方向に沿ってストライプ状に延び、
前記第２の方向に沿って配置される複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第２の電極は、前記第２の方向にストライプ状に延びる共通の電極であり、
前記絶縁性膜の前記第１の方向に延びる側面がテーパ状に形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高度情報化社会の進展および多様化に伴い、従来から一般に使用されておるＣＲＴ（陰極線管）に比べて消費電力が少なく薄型という表示機器に対する要望が生まれてきた。このような要望に対し、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）を用いたディスプレイが注目されている。有機ＥＬ素子を用いたディスプレイは、低消費電力、高速応答、薄型、軽量、低視野角依存性等の特徴を有し、その潜在能力の高さから現在研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子では、電子注入電極（陰極）とホール注入電極（陽極）とからそれぞれ電子とホールとが発光部内へ注入され、これらの電子およびホールが発光中心で再結合することにより有機分子が励起状態となり、この有機分子が励起状態から基底状態へと戻るときに蛍光を発生する。このような発光現象がディスプレイに応用される。
【０００４】
有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と略記する）は、複数の有機ＥＬ素子を含み、各有機ＥＬ素子が画素を構成する。特に、各画素ごとにＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をスイッチング素子として備えるアクティブ・マトリクス型有機ＥＬ装置は、各画素ごとに表示データを保持できるため、大画面化および高精細化が可能であり、次世代平面表示装置の主役として考えられている。
【０００５】
通常の有機ＥＬ素子では、ガラス基板上に透明導電膜からなるホール注入電極、有機材料からなる発光層および電子注入電極を順に備える。それにより、発光層において発生された光が透明導電膜からなるホール注入電極を透過してガラス基板の裏面側から外部に取り出される。
【０００６】
これに対して、各有機ＥＬ素子の上部の電子注入電極を透明導電膜を用いて形成することにより発光層において発生された光を上面側から取り出す構造が提案されている（例えば、特許文献１または２参照）。発光層により発生された光を上面側から取り出す構造をトップエミッション構造と呼ぶ。
【０００７】
トップエミッション構造の有機ＥＬ装置では、カラーフィルタまたは色変換層を上部の電子注入電極上に配置することができるため、製造が容易になる。また、アクティブ・マトリクス型トップエミッション構造の有機ＥＬ装置では、発光層により発生された光がガラス基板上の複数のＴＦＴにより妨げられることなく外部に取り出される。したがって、画素の開口率（発光部の面積が画素中に占める割合）が向上する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−４３９８０号
【特許文献２】
特開２００１−２３００８６号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のアクティブ・マトリクス型トップエミッション構造の有機ＥＬ装置では、発光層から発生した光を上面側の電子注入電極を透過させて外部に光を取り出すために、電子注入電極の膜厚を薄くする必要がある。それにより、電子注入電極に下地の凹凸による膜切れが生じやすく、歩留まりが低くなる。
【００１０】
本発明の目的は、歩留まりが向上された有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板と、基板上に配置され、１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子と、１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子間または１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子の周囲に形成された絶縁性膜とを備え、各有機エレクトロルミネセンス素子は、第１の電極、有機発光層および第２の電極を含み、第２の電極は、１種類または２種類以上の金属を含む透明導電膜からなり、有機発光層上から絶縁性膜上に延びるように形成され、有機発光層に接する絶縁性膜の側面がテーパ状に傾斜し、絶縁性膜の側面が絶縁性膜の下面に対してなす角度θ［ｄｅｇｒｅｅ］、第２の電極の膜厚ｄ［Å］および第２の電極を構成する主たる金属の結合エネルギーＶｂｅ［ｅＶ／ａｔｏｍ］が、次式（１）の関係を満足することを特徴とする。
【００１２】
ｄｃｏｓθ≧−４．８×Ｖｂｅ＋９９  …（１）
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置においては、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子間または１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の周囲に絶縁性膜が形成されている。また、各有機エレクトロルミネッセンス素子の第２の電極が有機発光層上から絶縁性膜上に延びるように形成され、有機発光層に接する絶縁性膜の側面がテーパ状に傾斜し、絶縁性膜の側面が絶縁性膜の下面に対してなす角度θ、第２の電極を膜厚ｄおよび第２の電極を構成する主たる金属の結合エネルギーＶｂｅが上式（１）の関係を満足する。
【００１３】
それにより、有機発光層と絶縁性膜との間の段差による第２の電極の膜切れが防止される。その結果、有機エレクトロルミネッセンス装置の歩留まりが向上する。
【００１４】
第２の電極は可視光の波長領域で１０％以上の光の透過率を有することが好ましい。ここで、可視光の波長領域は約３８０ｎｍ〜約７８０ｎｍである。それにより、有機発光層において発生された光が第２の電極を透過して外部に十分に取り出される。その結果、実用的な光量を得ることができる。
【００１５】
第２の電極の膜厚は２００Å以下であることが好ましい。それにより、第２の電極が可視光の波長領域で十分な光の透過率を有する。その結果、発光層において発生された光が第２の電極を透過して外部に十分に取り出される。
【００１６】
第２の電極の膜厚は１００Å以上であることが好ましい。それにより、有機発光層と絶縁性膜との間の段差による第２の電極の膜切れが十分に防止され、歩留まりがさらに向上する。また、第２の電極の抵抗が十分に低減され、有機エレクトロルミネッセンス装置の電気的特性が向上する。
【００１７】
有機エレクトロルミネッセンス装置は、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、基板は、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の第１の電極にそれぞれ接続される複数の薄膜トランジスタと、複数の薄膜トランジスタを覆うように形成された平坦化層とを備えた基板であってもよい。
【００１８】
この場合、歩留まりが高いアクティブ・マトリクス型有機エレクトロルミネッセンス装置が実現される。
【００１９】
第２の電極は、マグネシウム、カルシウム、銀、アルミニウムおよびスカンジウムよりなる群から選択された１種類または複数種類の金属を含んでもよい。特に、第２の電極を構成する主たる金属として銀またはアルミニウムを用いることが好ましい。それにより、歩留まりがさらに向上する。
【００２０】
絶縁性膜は樹脂からなってもよい。この場合、絶縁性膜の側面を上式（１）を満足する角度に容易に加工することができる。
【００２１】
有機エレクトロルミネッセンス装置は、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子は、互いに交差する第１および第２の方向に沿って配置され、絶縁性膜は、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子間で第１の方向に沿ってストライプ状に延び、第２の方向に沿って配置される複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の第２の電極は、第２の方向にストライプ状に延びる共通の電極であり、絶縁性膜の第１の方向に延びる側面がテーパ状に形成されてもよい。
【００２２】
この場合、第１の方向に沿ってストライプ状に延びる絶縁性膜の側面がテーパ状に傾斜し、絶縁性膜の側面が絶縁性膜の下面に対してなす角度θ、第２の電極の膜厚ｄおよび第２の電極を構成する主たる金属の結合エネルギーＶｂｅが上式（１）の関係を満足する。それにより、第２の方向にストライプ状に延びる第２の電極に膜切れが生じることが防止され、歩留まりが向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と呼ぶ）について説明する。
【００２４】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面図である。図１の有機ＥＬ装置は、マトリクス状に配置された複数の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）により構成される。各有機ＥＬ素子が画素を構成する。
【００２５】
ここで、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向は、ガラス基板１の表面に平行な方向であり、Ｚ方向はガラス基板１の表面に垂直な方向である。複数の画素はＸ方向およびＹ方向に沿って配列される。
【００２６】
ガラス基板１上に多結晶シリコン等からなる能動層２が形成され、能動層２上にゲート酸化膜およびゲート電極を有するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３が形成されている。また、能動層２上にはＡｌからなる複数の配線層５ａ，５ｂ，５ｃが形成されている。ＴＦＴ３のドレイン電極は配線層５ａに接続され、ＴＦＴ３のソース電極は配線層５ｂに接続されている。
【００２７】
また、能動層２上のＴＦＴ３を除く領域には層間絶縁膜４が形成され、ＴＦＴ３および層間絶縁膜４を覆うようにポリイミド樹脂等からなる平坦化層７が形成されている。このように、複数のＴＦＴ３および平坦化層７を有するガラス基板１をＴＦＴ基板８と呼ぶ。
【００２８】
ＴＦＴ基板８の平坦化層７上にＭｏ（モリブレン）等の金属からなるホール注入電極（陽極）９が各画素ごとに形成されている。各ホール注入電極９は配線層５ａに接続されている。
【００２９】
ホール注入電極９上には、Ｙ方向に沿ってストライプ状に延びる有機層１０が形成されている。有機層１０は、例えばホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子注入層の積層構造からなる。この場合、発光層は電子輸送性を備えている。
【００３０】
また、各画素の有機層１０間の平坦化層７上にＹ方向に沿ってストライプ状に延びる絶縁性の画素分離膜１１が形成されている。本実施の形態においては、画素分離膜１１が絶縁性膜に相当する。後述するように、画素分離膜１１の両側面はテーパ状に傾斜するように形成されている。
【００３１】
有機層１０および画素分離膜１１上には、Ｘ方向に沿ってストライプ状に延びる透明導電膜からなる電子注入電極（陰極）１２が形成されている。電子注入電極１２の材料としては、例えばＡｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｃ（スカンジウム）等の金属または合金からなる金属薄膜が用いられる。
【００３２】
図２は図１の有機ＥＬ装置における画素分離膜１１および電子注入電極１２の一部の拡大図である。
【００３３】
図２に示すように、画素分離膜１１の側面１１ａは、画素分離膜１１の幅が下端から上端にかけて漸次減少するように傾斜している。以下、画素分離膜１１の側面１１ａが画素分離膜１１の下面に対してなす角度をテーパ角度θと呼ぶ。
【００３４】
本実施の形態では、電子注入電極１２の膜厚をｄ［Å」とし、電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギー［ｅＶ／ａｔｏｍ］をＶｂｅとした場合に、画素分離膜１１のテーパ角度θ［ｄｅｇ］が次式を満足するように設定される。
【００３５】
−４．８×Ｖｂｅ＋９９≦ｄｃｏｓθ≦ｄ  …（１）
画素分離膜１１のテーパ角度θ、電子注入電極１２の膜厚ｄおよび電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギーが上式（１）を満足するように設定することにより、後述するように、有機ＥＬ装置の歩留まりが向上する。
【００３６】
電子注入電極１２が２種類以上の金属により構成される場合には、画素分離膜１１のテーパ角度θ、電子注入電極１２の膜厚ｄおよび主たる金属（組成比が最も大きい金属）の結合エネルギーＶｂｅが上式（１）を満足するように設定する。
【００３７】
特に、画素分離膜１１のテーパ角度θおよび電子注入電極１２の膜厚ｄが次式の関係を満足することがより好ましい。
【００３８】
１００≦ｄｃｏｓθ≦ｄ  …（２）
画素分離膜１１のテーパ角度θ、電子注入電極１２の膜厚ｄおよび電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギーを上式（２）を満足するように設定することにより、有機ＥＬ装置の歩留まりがさらに向上する。
【００３９】
図３はＡｇからなる金属薄膜についての光の透過率の波長依存性を示す図である。曲線Ｌ１は膜厚１００ÅのＡｇについての光の透過率を示し、曲線Ｌ２は膜厚１５０ÅのＡｇについての光の透過率を示し、曲線Ｌ３は膜厚２００ÅのＡｇについての光の透過率を示す。
【００４０】
図３に示すように、Ａｇの膜厚が２００Åの場合には、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域で光の透過率が９％以上となり、波長３８０ｎｍ〜７５０ｎｍでは１０％以上となっている。特に、人間の目による視認性が高い波長５００ｎｍでの光の透過率は２５％に達している。
【００４１】
Ａｇの膜厚が１５０Åの場合には、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域で光の透過率が１７％以上となっており、波長３８０ｎｍ〜７５０ｎｍでは１９％以上となっている。特に、人間の目による視認性が高い波長５００ｎｍでの光の透過率は４０％に達している。
【００４２】
Ａｇの膜厚が１００Åの場合には、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域で光の透過率が２７％以上となっており、波長３８０ｎｍ〜７５０ｎｍでは２８％以上となっている。特に、人間の目による視認性が高い波長５００ｎｍでの光の透過率が４３％に達している。
【００４３】
トップエミッション構造の有機ＥＬ装置では、実用的な光量を得るためには、電子注入電極１２の光の透過率が１０％以上であることが好ましい。したがって、電子注入電極１２の膜厚は２００Å以下であることが好ましい。
【００４４】
一方、電子注入電極１２の膜厚が１００Åよりも小さいと、下地の凹凸による膜切れが生じ、有機ＥＬ装置の歩留まりが低下するとともに、電子注入電極１２の抵抗が高くなり、有機ＥＬ装置の電気的特性が劣化する。したがって、電子注入電極１２の膜厚は１００Å以上であることが好ましい。
【００４５】
これらの結果、電子注入電極１２の膜厚ｄは、１００Å以上２００Å以下であることが好ましく、１５０Åであることがより好ましい。それにより、図１の有機ＥＬ装置において、有機層１０において発生された光を電子注入電極１２を通して十分に外部に取り出すことができるとともに、歩留まりが向上する。
【００４６】
特に、本実施の形態のようなトップエミッション構造の有機ＥＬ装置では、上部の電子注入電極１１を通して十分な光を取り出すために電子注入電極１１の膜厚を薄くする必要がある。一方、電子注入電極１１の膜厚を薄くすると、膜切れが生じやすく、歩留まりが低下する。したがって、上式（１）の関係をトップエミッション構造の有機ＥＬ装置に適用することにより、十分な光量を得ることができかつ歩留まりを向上させることが可能となる。
【００４７】
次に、図１の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
図１のＴＦＴ基板８上にスパッタ法およびフォトリソグラフィにより各画素ごとに複数のホール注入電極９を形成する。
【００４８】
次に、ＴＦＴ基板８上およびホール注入電極９上に感光性のポリイミド樹脂を塗布することによりポリイミド膜を形成した後、露光および現像を行うことによりＹ方向に沿ってストライプ状に延びる画素分離膜１１を形成する。この場合、露光時に光をポリイミド膜に対して傾斜した角度で照射することにより画素分離膜１１の両側面をテーパ状に傾斜させることができる。
【００４９】
その後、画素分離膜１１間のホール注入電極９上に、例えばホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子注入層の積層構造からなる有機層１０を通電加熱による真空蒸着法を用いて形成する。
【００５０】
その後、有機層１０上および画素分離膜１１上にＸ方向に沿ってストライプ状に延びる電子注入電極１２を通電加熱による真空蒸着法により形成する。
【００５１】
ホール注入層は、例えばＣｕＰｃ（銅フタルシアニン）からなる。ホール輸送層は、例えばＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン；Ｎ，Ｎ’−Ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）からなる。発光層は、例えばＡｌｑ３（トリス（８−ヒドリキシキノリナト）アルミニウム；Ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｕｍ）からなる。また、電子注入層は、例えばＬｉ２Ｏ、ＬｉＦ等からなる。
【００５２】
本実施の形態では、ホール注入電極９が第１の電極に相当し、有機層１０が有機発光層に相当し、電子注入電極１２が第２の電極に相当する。
【００５３】
なお、有機ＥＬ素子の有機層１０の材料としては、種々の公知の有機材料を用いることができる。
【００５４】
また、有機ＥＬ素子の構造は、上記の構造に限定されず、種々の構造を用いることができる。例えば、発光層と電子注入層との間に電子輸送層を設けてもよい。また、ホール輸送層を設けなくてもよい。
【００５５】
さらに、画素分離膜１１の材料としては、ポリイミド樹脂に限定されず、アクリル樹脂等の他の樹脂を用いることもでき、あるいはＳｉＮ等の無機材料を用いることもできる。
【００５６】
上記実施の形態では、ＴＦＴ基板８上にホール注入電極９、有機層１０および電子注入電極１２が順に形成されているが、ＴＦＴ基板８上に電子注入電極、有機層およびホール注入電極が順に形成されてもよい。この場合には、ホール注入電極を構成する材料として、可視光領域で１０％以上の光の透過率を有する金属薄膜を用い、画素分離膜のテーパ角度θ、ホール注入電極の膜厚ｄおよびホール注入電極を構成する主たる金属の結合エネルギーを上式（１）の関係を満足するように設定する。
【００５７】
また、上記実施の形態では、本発明をアクティブ・マトリクス型有機ＥＬ装置に適用した場合を説明したが、本発明は、アクティブ・マトリクス型に限定されず、ＴＦＴを有さない単純マトリクス型（パッシブ型）の有機ＥＬ装置にも同様に適用することができる。
【００５８】
さらに、上記のように、本発明は、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置に適用した場合により大きな効果を得ることができるが、本発明を基板の裏面側から光を取り出す構造の有機ＥＬ装置にも適用することもできる。
【００５９】
図４（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の有機ＥＬ装置のＡ−Ａ線断面図である。図４の有機ＥＬ装置は、トップエミッション構造を有し、単一の有機ＥＬ素子により構成される。この有機ＥＬ装置は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いられる。
【００６０】
ガラス基板１０１上にホール注入電極（陽極）１０２が形成されている。金属、合金等からなるホール注入電極１０２上には、有機層１０３が形成されている。有機層１０３は、例えばホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子注入層の積層構造からなる。この場合、発光層は電子輸送性を備えている。
【００６１】
また、有機層１０３の周囲を取り囲むように絶縁性の保護膜１０４が形成されている。本実施の形態においては、保護膜１０４が絶縁性膜に相当する。保護膜１０４の側面（内周面および外周面）はテーパ状に傾斜するように形成されている。
【００６２】
有機層１０３および保護膜１０４上には、透明導電膜からなる電子注入電極（陰極）１０５が形成されている。電子注入電極１０５の材料としては、例えばＡｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｃ（スカンジウム）等の金属または合金からなる金属薄膜が用いられる。
【００６３】
保護膜１０４の側面は、保護膜１０４の幅が下端から上端にかけて漸次減少するように傾斜している。本実施の形態でも、保護膜１０４の側面が保護膜１０４の下面に対してなす角度をテーパ角度θと呼ぶ。
【００６４】
本実施の形態においても、電子注入電極１０５の膜厚をｄ［Å」とし、電子注入電極１０５を構成する金属の結合エネルギー［ｅＶ／ａｔｏｍ］をＶｂｅとした場合に、保護膜１０４のテーパ角度θ［ｄｅｇ］が次式を満足するように設定される。
【００６５】
−４．８×Ｖｂｅ＋９９≦ｄｃｏｓθ≦ｄ  …（１）
保護膜１０４のテーパ角度θ、電子注入電極１０５の膜厚ｄおよび電子注入電極１０５を構成する金属の結合エネルギーが上式（１）を満足するように設定することにより、有機ＥＬ装置の歩留まりが向上する。
【００６６】
電子注入電極１０５が２種類以上の金属により構成される場合には、保護膜１０４のテーパ角度θ、電子注入電極１０５の膜厚ｄおよび主たる金属（組成比が最も大きい金属）の結合エネルギーＶｂｅが上式（１）を満足するように設定する。
【００６７】
特に、保護膜１０４のテーパ角度θおよび電子注入電極１０５の膜厚ｄが次式の関係を満足することがより好ましい。
【００６８】
１００≦ｄｃｏｓθ≦ｄ  …（２）
保護膜１０４のテーパ角度θ、電子注入電極１０５の膜厚ｄおよび電子注入電極１０５を構成する金属の結合エネルギーを上式（２）を満足するように設定することにより、有機ＥＬ装置の歩留まりがさらに向上する。
【００６９】
また、第１の実施の形態と同様に、電子注入電極１０５の膜厚ｄは、１００Å以上２００Å以下であることが好ましく、１５０Åであることがより好ましい。それにより、図４の有機ＥＬ装置において、有機層１０３において発生された光を電子注入電極１０５を通して十分に外部に取り出すことができるとともに、歩留まりが向上する。
【００７０】
さらに、電子注入電極１０５として半透過型金属を用いることにより、マイクロキャビティ効果を積極的に利用することができ、外部取り出し効率の高い構造を有する光源が実現される。
【００７１】
また、ガラス基板１の代わりに金属基板を用いることにより、薄型でかつ剛性の高い光源が実現される。
【００７２】
【実施例】
以下、画素分離膜１１のテーパ角度θおよび電子注入電極１２の材料が異なる複数の有機ＥＬ装置を作製し、歩留まりを測定した。
【００７３】
（実施例１）
実施例１では、電子注入電極１２の材料として膜厚１５０ÅのＭｇを用い、画素分離膜１１の膜厚が異なる複数の有機ＥＬ装置を作製した。Ｍｇの結合エネルギーは１．５ｅＶ／ａｔｏｍである。
【００７４】
図１の構造を有するＴＦＴ基板８上に、膜厚１０００ÅのＭｏからなるホール注入電極９を形成した後、ポリイミド樹脂からなる画素分離膜１１を形成し、電子注入電極９上に有機層１０として膜厚１００ÅのＣｕＰｃからなるホール注入層、膜厚５００ÅのＮＰＢからなるホール輸送層、膜厚５００ÅのＡｌｑ３からなる発光層および膜厚１５ÅのＬｉ２Ｏからなる電子注入層を順に積層した。さらに、有機層１０上および画素分離膜１１上に、膜厚１５０ÅのＭｇからなる電子注入電極１２を形成した。
【００７５】
ホール注入電極９はＲＦ（高周波）スパッタにより形成した。スパッタガスとしてはＡｒガスを用い、成膜時の圧力を１．５×１０−１Ｐａとし、高周波出力を２００Ｗとした。ホール注入電極９および有機層１０は、通電加熱による真空蒸着法を用いて形成し、成膜時の圧力を４．０×１０−１Ｐａとした。画素分離膜１１は、上記実施の形態で説明した方法により形成した。
【００７６】
画素分離膜１１のテーパ角度θが異なる複数の有機ＥＬ装置について歩留まりを測定した。この場合、ダークスポット（非発光点）およびエッジ部分での非発光領域がない画素を良品とし、有機ＥＬ装置内の各画素の良品および不良品を目視で判定し、有機ＥＬ装置内の全画素のうち良品の画素の割合を歩留まりとして算出した。
【００７７】
また、画素分離膜１１のテーパ角度θと電子注入電極１２の膜厚ｄとから上式（１），（２）におけるｄｃｏｓθの値を算出した。本実施例では、画素分離膜１１のテーパ角度θは２０度、３０度、４０度、５０度、６０度および８０度である。
【００７８】
表１および図５に実施例１における画素分離膜１１のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す。
【００７９】
【表１】
2004241160.tif 000003
【００８０】
表１および図５に示すように、画素分離膜１１のテーパ角度θが２０度〜５０度の場合に歩留まりが９４〜９６％と高くなっている。画素分離膜１１のテーパ角度θが６０度の場合に歩留まりが３０％と低下している。画素分離膜１１のテーパ角度θが８０度の場合に歩留まりが２％とさらに低下している。
【００８１】
表１および図５からｄｃｏｓθの値が９３Å以上の場合に歩留まりの低下がなく、ｄｃｏｓθの値が９３Åよりも小さくなると歩留まりが急激に低下することがわかる。すなわち、歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値は９３Åである。したがって、結合エネルギーが１．５ｅＶ／ａｔｏｍのＭｇからなる電子注入電極１２を用いた場合には、９３［Å］≦ｄｃｏｓθであることが好ましい。
【００８２】
（実施例２）
実施例２では、電子注入電極１２の材料として膜厚１５０ÅのＣａを用いた点を除いて、実施例１と同様の方法および同様の条件で画素分離膜１１のテーパ角度θが異なる複数の有機ＥＬ装置を作製した。Ｃａの結合エネルギーは１．７ｅＶ／ａｔｏｍである。
【００８３】
複数の有機ＥＬ装置について歩留まりを測定し、画素分離膜１１のテーパ角度θと電子注入電極１２の膜厚ｄとからｄｃｏｓθの値を算出した。画素分離膜１１のテーパ角度θは２０度、３０度、４０度、５０度、６０度および８０度である。
【００８４】
表２および図６に実施例２における画素分離膜１１のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す。
【００８５】
【表２】
2004241160.tif 000004
【００８６】
表２および図６に示すように、画素分離膜１１のテーパ角度θが２０度〜５０度の場合に歩留まりが９３〜９５％と高くなっている。画素分離膜１１のテーパ角度θが６０度の場合には歩留まりが２８％と低下し、画素分離膜１１のテーパ角度θが８０度の場合には歩留まりが２％とさらに低下している。
【００８７】
図６からｄｃｏｓθの値が８８Å以上の場合に歩留まりの低下がなく、ｄｃｏｓθの値が８８Åよりも小さくなると歩留まりが急激に低下することがわかる。すなわち、歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値は８８Åである。したがって、結合エネルギーが１．７ｅＶ／ａｔｏｍのＣａからなる電子注入電極１２を用いた場合には、８８［Å］≦ｄｃｏｓθであることが好ましい。
【００８８】
（実施例３）
実施例３では、電子注入電極１２の材料として膜厚１５０ÅのＡｇを用いた点を除いて、実施例１と同様の方法および同様の条件で画素分離膜１１のテーパ角度θが異なる複数の有機ＥＬ装置を作製した。Ａｇの結合エネルギーは３．０ｅＶ／ａｔｏｍである。
【００８９】
複数の有機ＥＬ装置について歩留まりを測定し、画素分離膜１１のテーパ角度θと電子注入電極１２の膜厚ｄとからｄｃｏｓθの値を算出した。画素分離膜１１のテーパ角度θは２０度、３０度、４０度、５０度、６０度および８０度である。
【００９０】
表３および図７に実施例３における画素分離膜１１のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す。
【００９１】
【表３】
2004241160.tif 000005
【００９２】
表３および図７に示すように、画素分離膜１１のテーパ角度θが２０度〜５０度の場合に歩留まりが９４〜９９％と高くなっている。画素分離膜１１のテーパ角度θが６０度の場合には歩留まりが３１％と低下し、画素分離膜１１のテーパ角度θが８０度の場合には歩留まりが２％とさらに低下している。
【００９３】
図７からｄｃｏｓθの値が８６Å以上の場合に歩留まりの低下がなく、ｄｃｏｓθの値が８６Åよりも小さくなると歩留まりが急激に低下することがわかる。すなわち、歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値は８６Åである。したがって、結合エネルギーが３．０ｅＶ／ａｔｏｍのＡｇからなる電子注入電極１２を用いた場合には、８６［Å］≦ｄｃｏｓθであることが好ましい。
【００９４】
（実施例４）
実施例４では、電子注入電極１２の材料として膜厚１５０ÅのＡｌを用いた点を除いて、実施例１と同様の方法および同様の条件で画素分離膜１１のテーパ角度θが異なる複数の有機ＥＬ装置を作製した。ただし、電子注入電極１２下の電子注入層としては膜厚１５ÅのＬｉＦを用いた。Ａｌの結合エネルギーは３．４ｅＶ／ａｔｏｍである。
【００９５】
複数の有機ＥＬ装置について歩留まりを測定し、画素分離膜１１のテーパ角度θと電子注入電極１２の膜厚ｄとからｄｃｏｓθの値を算出した。画素分離膜１１のテーパ角度θは２０度、３０度、４０度、５０度、６０度および８０度である。
【００９６】
表４および図８に実施例４における画素分離膜１１のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す。
【００９７】
【表４】
2004241160.tif 000006
【００９８】
表４および図８に示すように、画素分離膜１１のテーパ角度θが２０度〜５０度の場合に歩留まりが９６〜９９％と高くなっている。画素分離膜１１のテーパ角度θが６０度の場合には歩留まりが３８％と低下し、画素分離膜１１のテーパ角度θが８０度の場合には歩留まりが５％とさらに低下している。
【００９９】
図８からｄｃｏｓθの値が８４Å以上の場合に歩留まりの低下がなく、ｄｃｏｓθの値が８４Åよりも小さくなると歩留まりが急激に低下することがわかる。すなわち、歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値は８４Åである。したがって、結合エネルギーが３．４ｅＶ／ａｔｏｍのＡｌからなる電子注入電極１２を用いた場合には、８４［Å］≦ｄｃｏｓθであることが好ましい。
【０１００】
（実施例５）
実施例５では、電子注入電極１２の材料として膜厚１５０ÅのＳｃを用いた点を除いて、実施例１と同様の方法および同様の条件で画素分離膜１１のテーパ角度θが異なる複数の有機ＥＬ装置を作製した。Ｓｃの結合エネルギーは３．９ｅＶ／ａｔｏｍである。
【０１０１】
複数の有機ＥＬ装置について歩留まりを測定し、画素分離膜１１のテーパ角度θと電子注入電極１２の膜厚ｄとからｄｃｏｓθの値を算出した。画素分離膜１１のテーパ角度θは２０度、３０度、４０度、５０度、６０度および８０度である。
【０１０２】
表５および図９に実施例５における画素分離膜１１のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す。
【０１０３】
【表５】
2004241160.tif 000007
【０１０４】
表５および図９に示すように、画素分離膜１１のテーパ角度θが２０度〜５０度の場合に歩留まりが９３〜９６％と高くなっている。画素分離膜１１のテーパ角度θが６０度の場合には歩留まりが４３％と低下し、画素分離膜１１のテーパ角度θが８０度の場合には歩留まりが２％とさらに低下している。
【０１０５】
図９からｄｃｏｓθの値が７８Å以上の場合に歩留まりの低下がなく、ｄｃｏｓθの値が７８Åよりも小さくなると歩留まりが急激に低下することがわかる。すなわち、歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値は７８Åである。したがって、結合エネルギーが３．９ｅＶ／ａｔｏｍのＳｃからなる電子注入電極１２を用いた場合には、７８［Å］≦ｄｃｏｓθであることが好ましい。
【０１０６】
（評価）
上記の実施例１，２，３，４，５の結果から、電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギーと歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値との関係を求めた。
【０１０７】
表６に電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギーと歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値との関係を示す。
【０１０８】
【表６】
2004241160.tif 000008
【０１０９】
また、表６の関係をグラフにプロットした。図１０は電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギーと歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値との関係を示すグラフである。図１０の横軸は電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギー［ｅＶ／ａｔｏｍ］を示し、縦軸はｄｃｏｓθの値［Å］を示す。
【０１１０】
電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギーをｘとし、ｄｃｏｓθの値をｙとすると、表６および図１０の結果から次式の関係が得られる。
【０１１１】
ｙ＝−４．８ｘ＋９９  …（３）
上式（３）におけるｙの値は歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値を表すので、歩留まりの低下が生じないための条件として次式が得られる。
【０１１２】
ｙ≧−４．８ｘ＋９９  …（４）
電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギーをＶｂｅとした場合、上式（４）から次式の関係が得られる。
【０１１３】
−４．８×Ｖｂｅ＋９９≦ｄｃｏｓθ≦ｄ  …（１）
上記実施例１〜５の結果から上式（１）を満足するように画素分離膜１１のテーパ角度θ、電子注入電極１２の膜厚ｄおよび電子注入電極１２を構成する金属の結合エネルギーＶｂｅを設定することにより歩留まりが向上する。また、より高い歩留まりを得るためには、電子注入電極１２を構成する主たる金属としてＡｇまたＡｌを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面図である。
【図２】図１の有機ＥＬ装置における画素分離膜および電子注入電極の一部の拡大図である。
【図３】Ａｇからなる金属薄膜についての光の透過率の波長依存性を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的平面図およびＡ−Ａ線断面図である。
【図５】実施例１における画素分離膜のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す図である。
【図６】実施例２における画素分離膜のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す図である。
【図７】実施例３における画素分離膜のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す図である。
【図８】実施例４における画素分離膜のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す図である。
【図９】実施例５における画素分離膜のテーパ角度θ、ｄｃｏｓθの値および歩留まりの関係の測定結果を示す図である。
【図１０】電子注入電極を構成する金属の結合エネルギーと歩留まりの低下が生じないｄｃｏｓθの最小値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１，１０１  ガラス基板
２  能動層
３  ＴＦＴ
４  層間絶縁膜
５ａ，５ｂ，５ｃ  配線層
７  平坦化層
８  ＴＦＴ基板
９，１０２  ホール注入電極
１０，１０３  有機層
１１  画素分離膜
１２，１０５  電子注入電極
１０４  保護膜
θ  テーパ角度
ｄ  膜厚
【図１】
2004241160.tif 000009
【図２】
2004241160.tif 000010
【図３】
2004241160.tif 000011
【図４】
2004241160.tif 000012
【図５】
2004241160.tif 000013
【図６】
2004241160.tif 000014
【図７】
2004241160.tif 000015
【図８】
2004241160.tif 000016
【図９】
2004241160.tif 000017
【図１０】
2004241160.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月26日(2004.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子と、
前記１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子間または前記１または複数の有機エレクトロルミネセンス素子の周囲に形成された絶縁性膜とを備え、
各有機エレクトロルミネセンス素子は、第１の電極、有機発光層および第２の電極を含み、
前記第２の電極は、１種類または２種類以上の金属を含む透明導電膜からなり、前記有機発光層上から前記絶縁性膜上に延びるように形成され、前記有機発光層に接する前記絶縁性膜の側面がテーパ状に傾斜し、
前記絶縁性膜の側面が前記絶縁性膜の下面に対してなす角度θ［ｄｅｇｒｅｅ］、前記第２の電極の膜厚ｄ［Å］および前記第２の電極を構成する主たる金属の結合エネルギーＶbe［ｅＶ／ａｔｏｍ］が、
ｄｃｏｓθ≧−４．８×Ｖbe＋９９  …（１）
上式（１）の関係を満足することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
前記第２の電極は可視光の波長領域で１０％以上の光の透過率を有することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記第２の電極の膜厚は２００Å以下であることを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記第２の電極の膜厚は１００Å以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、
前記基板は、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第１の電極にそれぞれ接続される複数の薄膜トランジスタと、前記複数の薄膜トランジスタを覆うように形成された平坦化層とを備えた基板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記第２の電極は、マグネシウム、カルシウム、銀、アルミニウムおよびスカンジウムよりなる群から選択された１種類または複数種類の金属を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項７】
前記絶縁性膜は樹脂からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項８】
複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子は、互いに交差する第１および第２の方向に沿って配置され、
前記絶縁性膜は、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子間で前記第１の方向に沿ってストライプ状に延び、
前記第２の方向に沿って配置される複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第２の電極は、前記第２の方向にストライプ状に延びる共通の電極であり、
前記絶縁性膜の前記第１の方向に延びる側面がテーパ状に形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。