(57)【要約】【課題】  機能層の上層に形成された対向電極にクラックが発生することを防止して、機能層が水分により劣化することを防止することのできる有機ＥＬ装置およびそれを用いた電子機器を提供すること。【解決手段】  有機ＥＬ装置１は、基板１０上に、画素電極１１、機能層１３、陰極１４、陰極カバー層１５、および樹脂層１６が積層されている。画素電極１１の側面が基板面に対してなすテーパ角αは、２０°以下に設定されている。従って、画素電極１１の側面が形成している段差が機能層１３、陰極１４、陰極カバー層１５および樹脂層１６に反映されているとしても段差形状が緩い。それ故、有機ＥＬ装置１に対して耐湿試験を行っても、陰極１４に過大な応力が加わらないので、陰極１４にクラックが発生することがない。【選択図】    図２
2007095613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、島状に形成された画素電極と、該画素電極の表面側を覆う機能層と、該機能
層上に積層された対向電極とを有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記画素電極の側面が前記基板面に対してなすテーパ角が２０°以下であることを特徴
とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
基板上に、島状に形成された画素電極と、該画素電極の表面側を覆う機能層と、該機能
層上に積層された対向電極とを有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記画素電極の厚さが５０ｎｍ以下であ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３】
請求項１において、前記画素電極の厚さが５０ｎｍ以下であ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４】
請求項１ないし３のいずれかに規定する有機エレクトロルミネッセンス装置を備えてい
ることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置（以下有機ＥＬ装置と称す）、および電
子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置では、図６に示すように、基板１０上に、島状に形成された陽極としての
画素電極１１と、該画素電極１１の表面側を覆う機能層１３と、該機能層１３上に積層さ
れた陰極１４としての対向電極とを有している。ここで、機能層１３は、発光機能を担う
発光層として形成されている。かかる機能層１３は、水分によって劣化しやすいため、陰
極１４の上層には陰極カバー層１５および樹脂層１６が積層されることが多い。このよう
に構成した有機ＥＬ装置において、従来は、上記各層の厚さ、および画素電極１１の側面
が基板面に対してなすテーパ角αが、例えば、以下の条件
画素電極１１・・・・１００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
樹脂層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角α・・・・・・８０°
に設定されている。
【０００３】
なお、別構成の有機ＥＬ装置であるが、基板上に画素電極によって段差が形成されてい
ると、機能層に段差切れが発生するとして、画素電極の側面をテーパ面とする構成、およ
び画素電極の側方に別の金属膜を形成する構成が開示されている（例えば、特許文献１参
照）。
【特許文献１】特開平１０−２９４１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の構成は、あくまで機能層に段差切れが発生すること
を目的としており、以下の問題を解消することはできない。すなわち、有機ＥＬ装置に対
して耐湿試験を行うと、陰極１４に過大な応力が加わってクラックが発生し、このクラッ
クを通って水分が機能層１３に到達する。このような水分は機能層１３を劣化させ、画素
での発光面積が縮小してしまう画素シュリンク現象の原因となる。
【０００５】
かかる問題点について本願発明者は種々検討した結果、陰極１４にクラックを発生させ
る原因となる応力は、画素電極１１の端部によって形成された段差が影響しているという
新たな知見を得たが、例えば、図６に示す各層の厚さ、および画素電極１１の側面が基板
面に対してなすテーパ角αを、以下の条件
画素電極１１・・・・１００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
樹脂層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角α・・・・・・４５０°
にしても、陰極１４にクラックが発生するのを確実に防止することができないという結果
を得ている。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、機能層の上層に形成された対向電極にクラッ
クが発生することを防止して、機能層が水分により劣化することを防止することのできる
有機ＥＬ装置およびそれを用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、基板上に、島状に形成された画素電極と、該
画素電極の表面側を覆う機能層と、該機能層上に積層された対向電極とを有する有機ＥＬ
装置において、前記画素電極の側面が前記基板面に対してなすテーパ角を２０°以下とす
ることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、画素電極の側面が基板面に対してなすテーパ角が２０°以下であるため、
その上層に形成された機能層や対向電極などに画素電極端部の段差が反映されているとし
ても段差形状が緩い。従って、有機ＥＬ装置に対して耐湿試験を行っても、対向電極に過
大な応力が加わらないので、対向電極にクラックが発生することがない。それ故、対向電
極に発生したクラックを通って水分が機能層まで侵入するということがないので、機能層
が水分で劣化するのを防止できる。よって、機能層の劣化に起因する発光面積の縮小を確
実に防止することができる。
【０００９】
ここで、前記画素電極の厚さは５０ｎｍ以下であることが好ましい。このように構成す
ると、機能層や対向電極などに段差が反映されているとしても段差形状が緩い。従って、
有機ＥＬ装置に対して耐湿試験を行っても、対向電極に過大な応力が加わらないので、対
向電極にクラックが発生するのを確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明の別の形態では、基板上に、島状に形成された画素電極と、該画素電極の
表面側を覆う機能層と、該機能層上に積層された対向電極とを有する有機ＥＬ装置におい
て、前記画素電極の厚さを５０ｎｍ以下とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、画素電極が５０ｎｍ以下と薄いため、その上層に形成された機能層や対向
電極などに画素電極端部の段差が反映されているとしても段差形状が緩い。従って、有機
ＥＬ装置に対して耐湿試験を行っても、対向電極に過大な応力が加わらないので、対向電
極にクラックが発生することがない。それ故、対向電極に発生したクラックを通って水分
が機能層まで侵入するということがないので、機能層が水分で劣化するのを防止できる。
よって、機能層の劣化に起因する発光面積の縮小を確実に防止することができる。
【００１２】
本発明に係る有機ＥＬ装置は、各種表示装置や、複写機その他の画像形成装置などとい
った電子機器に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、本発明が適用されるアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置の電気的構成
を示すブロック図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置に形成され
た画素１つ分の断面図である。
【００１５】
図１に示すように、有機ＥＬ装置１は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して
交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２に並列に延びる複数の電源線
１０３とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１および信号線１０２
の各交点付近に、画素領域１００が設けられている。信号線１０２には、シフトレジスタ
、レベルシフタ、ビデオラインおよびアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４
が接続され、走査線１０１には、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査側駆動
回路１０５が接続されている。画素領域１００の各々には、走査線１０１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薄膜トランジスタ１０７と、このスイッチ
ング用の薄膜トランジスタ１０７を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持す
る保持容量７と、保持容量７によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動
用の薄膜トランジスタ１２３と、この駆動用薄膜トランジスタ１２３を介して電源線１０
３に電気的に接続したときに当該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極１１（陽
極）と、この画素電極１１と陰極１４（対向電極）との間に挟まれた機能層１３とが設け
られている。ここで、画素電極１１、機能層１３および陰極１４は、有機ＥＬ素子５を構
成している。
【００１６】
このような有機ＥＬ装置１の各画素は、具体的には、図２に示すように、基板１０上に
、島状に形成されたＩＴＯ膜からなる画素電極１１と、この画素電極１１の表面側を覆う
機能層１３と、この機能層１３上に積層されたマグネシウム−銀合金からなる陰極１４と
を有している。ここで、機能層１３は、少なくとも発光層を備えており、発光層の下層側
には正孔注入層や正孔輸送層が形成される場合もある。いずれの場合も、機能層１３は、
スチルベン系、カルバゾール系、ヒドラゾーン系、アリールアミン系、オキザディアゾー
ル系、スターバースト系誘導体などからなる低分子の有機材料から構成されているため、
水分によって劣化しやすい。そこで、本形態では、陰極１４の上層には、シリコン酸化膜
、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などの無機物からなる陰極カバー層１５、およびエ
ポキシ樹脂などからなる樹脂層１６が積層されている。なお、基板１０の表面には、薄膜
トランジスタや光共振器が形成され、その上層側に画素電極１１が形成されることが多い
が、以下の説明では、薄膜トランジスタや光共振器などの図示および説明を省略する。
【００１７】
このように構成した有機ＥＬ装置１において、上記各層の厚さ、および画素電極１１の
側面が基板面に対してなすテーパ角αは、以下の条件
画素電極１１・・・・１００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
樹脂層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角α・・・・・・２０°
に設定されている。すなわち、本形態では、画素電極１１の膜厚は１００ｎｍであり、従
来の画素電極と同様であるが、画素電極１１の側面が基板面に対してなすテーパ角αは２
０°以下に設定されている。
【００１８】
このため、本形態によれば、画素電極１１の側面が形成している段差が機能層１３、陰
極１４、陰極カバー層１５および樹脂層１６に反映されているとしても段差形状が緩い。
従って、有機ＥＬ装置１に対して耐湿試験を行っても、陰極１４に過大な応力が加わらな
いので、陰極１４にクラックが発生することがない。それ故、陰極１４に発生したクラッ
クを通って水分が機能層１３まで侵入するということがないので、機能層１３が水分で劣
化するのを防止できる。よって、機能層１３の劣化に起因する発光面積の縮小を確実に防
止することができる。
【００１９】
例えば、本形態のように画素電極１１の側面が基板面に対してなすテーパ角αを２０°
以下に設定した有機ＥＬ装置、画素電極１１の側面が基板面に対してなすテーパ角αを４
５°になっている有機ＥＬ装置、および画素電極１１の側面が基板面に対してなすテーパ
角αを８０°にした有機ＥＬ装置の各々を６０℃、相対湿度９５％の雰囲気中に放置する
と、テーパ角αと発光面積の収縮度合いとの関係として、以下の結果
テーパ角α＝２０°  ・・発光面積の収縮＝１０％
テーパ角α＝４５°  ・・発光面積の収縮＝４０％
テーパ角α＝８０°  ・・発光面積の収縮＝６０％
が得られた。すなわち、本形態の有機ＥＬ装置では、発光面積が１０％しか収縮しないと
いう結果が得られている。
【００２０】
（製造方法）
このような有機ＥＬ装置１を製造するにあたって、画素電極１１の側面が基板面に対し
てなすテーパ角αを２０°以下にするには、例えば、図３（ａ）〜（ｃ）に示す方法を採
用すればよい。図３（ａ）〜（ｃ）は、側面のテーパ角αが小さな画素電極１１を形成す
るための方法を示す工程図である。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、画素電極１１を形成する際、ＩＴＯ膜の成膜およびパターニ
ングを各々複数回行い、複数のＩＴＯ膜１１１、１１２、１１３を積層するとともに、そ
の大きさを上層側で小さくすればよい。このようにすると、側面のテーパ角αが小さな画
素電極１１を形成できる。
【００２２】
また、図３（ｂ）に示すように、基板１０上にＩＴＯ膜１１０を形成した後、レジスト
マスク１９を形成した状態において、ＩＴＯ膜１１０とレジストマスク１９との密着性を
、例えば、基板１０とＩＴＯ膜１１０との密着性を低くしてウエットエッチングを行えば
よい。このように構成すると、ウエットエッチングの際、ＩＴＯ膜１１０とレジストマス
ク１９との界面でサイドエッチングが進行するので、側面のテーパ角αが小さな画素電極
１１を形成できる。
【００２３】
さらに、図３（ｃ）に示すように、基板１０上にＩＴＯ膜１１０を形成した後、端部に
テーパを備えたレジストマスク１９を形成し、この状態で、酸素含有ガスを用いてドライ
エッチングを行ってもよい。このように構成すると、ＩＴＯ膜１１０とレジストマスク１
９が同時にエッチングされるので、側面のテーパ角αが小さな画素電極１１を形成できる
。
【００２４】
このような画素電極１１を形成した後は、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティ
ング法、さらには、回転塗布法などを用いて、機能層１３、陰極１４、陰極カバー層１５
、樹脂層１６を順次形成する。
【００２５】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置では、図２を参照して説明した画素電極１１
、機能層１３、陰極１４、陰極カバー層１５、および樹脂層１６の厚さ、および画素電極
１１の側面が基板面に対してなすテーパ角αは、以下の条件
画素電極１１・・・・２００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
樹脂層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角α・・・・・・２０°
に設定されている。すなわち、本形態では、画素電極１１の膜厚は２００ｎｍであり、従
来の画素電極と比較して２倍の厚さであるが、画素電極１１の側面が基板面に対してなす
テーパ角αは２０°以下に設定されている。
【００２６】
このため、本形態によれば、画素電極１１の側面が形成している段差が機能層１３、陰
極１４、陰極カバー層１５および樹脂層１６に反映されているとしても段差形状が緩い。
従って、有機ＥＬ装置１に対して耐湿試験を行っても、陰極１４に過大な応力が加わらな
いので、陰極１４にクラックが発生することがない。それ故、陰極１４に発生したクラッ
クを通って水分が機能層１３まで侵入するということがないので、機能層１３が水分で劣
化するのを防止できる。よって、機能層１３の劣化に起因する発光面積の縮小を確実に防
止することができる。例えば、本形態の有機ＥＬ装置を６０℃、相対湿度９５％の雰囲気
中に放置しても、発光面積は１０％しか収縮しないという結果が得られている。
【００２７】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３に係る有機ＥＬ装置に形成された画素１つ分の断面図で
ある。図４に示すように、本形態でも、基板１０上に、ＩＴＯ膜からなる画素電極１１と
、この画素電極１１の表面側を覆う機能層１３と、この機能層１３上に積層されたマグネ
シウム−銀合金からなる陰極１４とを有している。また、陰極１４の上層には、シリコン
酸窒化膜などからなる陰極カバー層１５、およびエポキシ樹脂などからなる樹脂層１６が
積層されている。
【００２８】
このように構成した有機ＥＬ装置１において、本形態では、上記各層の厚さ、および画
素電極１１の側面が基板面に対してなすテーパ角αを、以下の条件
画素電極１１・・・・・５０ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
樹脂層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角α・・・・・・８０°
に設定してある。すなわち、本形態では、画素電極１１の側面が基板面に対してなすテー
パ角αは図７を参照して説明した構成と同様、８０°であるが、画素電極１１の膜厚は５
０ｎｍであり、従来の画素電極と比較して１／２倍の厚さである。
【００２９】
このため、本形態によれば、画素電極１１の側面が形成している段差が機能層１３、陰
極１４、陰極カバー層１５および樹脂層１６に反映されているとしても段差形状が緩い。
従って、有機ＥＬ装置１に対して耐湿試験を行っても、陰極１４に過大な応力が加わらな
いので、陰極１４にクラックが発生することがない。それ故、陰極１４に発生したクラッ
クを通って水分が機能層１３まで侵入するということがないので、機能層１３が水分で劣
化するのを防止できる。よって、機能層１３の劣化に起因する発光面積の縮小を確実に防
止することができる。例えば、本形態の有機ＥＬ装置を６０℃、相対湿度９５％の雰囲気
中に放置しても、発光面積は１０％しか収縮しないという結果が得られている。
【００３０】
［その他の実施の形態］
本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、実施の形態１では、画
素電極１１の厚さを１００ｎｍとしたが、実施の形態３のように、５０ｎｍにしてもよい
。
【００３１】
また、上記形態では、機能層が低分子材料から形成されているので、製造工程では、真
空蒸着法を採用したが、機能層を構成するのに高分子材料を用い、この高分子材料を所定
の溶媒に配合して、インクジェット法などの方法で吐出することにより、機能層を形成し
てもよい。
【００３２】
［電子機器への搭載例］
本発明を適用した有機ＥＬ装置を備えた電子機器の具体例について説明する。図５（ａ
）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図５（ａ）において、符号６００は携帯電
話本体を示し、符号６０１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。図５（ｂ
）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図５
（ｂ）において、符号７００は情報処理装置、符号７０１はキーボードなどの入力部、符
号７０３は情報処理装置本体、符号７０２は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示して
いる。図５（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図５（ｃ）におい
て、符号８００は時計本体を示し、符号８０１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示
している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明が適用される有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置を製造するにあたって、側面のテーパ角が小さな画素電極を形成するための方法を示す工程図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る有機ＥＬ装置の断面図である。
【図５】本発明に係る有機ＥＬ装置が搭載される電子機器の説明図である。
【図６】従来の有機ＥＬ装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・有機ＥＬ装置、１０・・基板、１１・・画素電極、１３・・機能層、１４・・陰極
（対向電極）、１５・・陰極カバー層、１６・・樹脂層
【図１】
2007095613.tif 000003
【図２】
2007095613.tif 000004
【図３】
2007095613.tif 000005
【図４】
2007095613.tif 000006
【図５】
2007095613.tif 000007
【図６】
2007095613.tif 000008