(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、および保護層１６が積層されている。画素電極１１と機能層１３との層間には、画素電極１１の端部に外側から被さる段差緩和層１２が形成され、この段差緩和層１２において画素電極１１上に位置する側面が画素電極１１の上面に対してなすテーパ角が２０°以下である。従って、段差緩和層１２の側面が形成している段差が機能層１３、陰極１４など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にクラックが発生することがない。【選択図】    図２
2007095612.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、
前記画素電極と前記機能層との層間には、当該画素電極の端部に外側から被さる段差緩
和層が形成され、
前記段差緩和層において前記画素電極上に位置する側面が当該画素電極の上面に対して
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】
請求項１において、前記段差緩和層は、樹脂層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または２において、前記対向電極の上層には無機物からなるカバー層が形成さ
れ、
当該カバー層と前記対向電極とは、ヤング率が同等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】
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、
前記対向電極の上層にはカバー層が形成され、
当該カバー層と前記対向電極とは、ヤング率が同等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５】
請求項３または４において、前記対向電極はマグネシウム−銀合金であり、前記カバー
層はシリコン酸化膜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６】
請求項１ないし５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５（ａ）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の上層には無機物からなる陰極カバー層１５、および樹脂層からなる樹脂保
護層１６が積層されることが多い。このように構成した有機ＥＬ装置においては、画素電
極１１の端部によって形成された段差が上層側にも反映した状態になっている。
【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。そこで、図５（ｂ）に示すように、画素電極１１と機能層１３との層間に
、画素電極１１の端部に外側から被さる段差緩和層１２を形成し、画素電極１１の端部に
よって形成された段差を上層側に反映しないようにすることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、図５（ｂ）に示す構造では、段差緩和層１２において画素電極１１上に
位置する側面が形成する段差が上層側に反映されてしまい、その結果、陰極１４に応力が
かかり、耐湿試験時に陰極１４にクラックが発生するという問題点がある。
【０００７】
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】
【０００８】
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、前記画素電極と前記機能層との層間には、当該画素電極の端部に外側から
被さる段差緩和層が形成され、前記段差緩和層において前記画素電極上に位置する側面が
当該画素電極の上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。
【０００９】
本発明では、画素電極の端部は段差緩和層で覆われているため、画素電極の端部によっ
て形成された段差が上層側に反映されない。このため、画素電極の端部が形成する段差に
よって対向電極に応力が加わることがない。また、段差緩和層において画素電極上に位置
する側面が画素電極の上面に対してなすテーパ角が２０°以下であるため、段差緩和層の
側面が形成する段差が上層側に反映されているとしても段差形状が緩い。従って、有機Ｅ
Ｌ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。
【００１０】
本発明において、前記段差緩和層は、樹脂層によって構成することが好ましい。前記段
差緩和層が樹脂層であれば、容易に側面のテーパ角を２０°以下にすることができる。
【００１１】
本発明において、前記対向電極の上層にカバー層が形成されている場合、当該カバー層
と前記対向電極とは、ヤング率が同等であることが好ましい。
【００１２】
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エレクトロルミネッセ
ンス装置において、前記対向電極の上層にはカバー層が形成され、当該カバー層と前記対
向電極とは、ヤング率が同等であることを特徴とする。
【００１３】
例えば、前記対向電極はマグネシウム−銀合金であり、前記カバー層はシリコン酸化膜
であることことが好ましい。
【００１４】
本発明では、対向電極の上層には、対向電極とヤング率が同等のカバー層が形成される
ため、対向電極に応力が加わっても、カバー層で吸収できる。従って、有機ＥＬ装置に対
して耐湿試験を行った際、対向電極に応力が加わっても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。
【００１５】
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】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
［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。
【００１８】
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。
【００１９】
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保護層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。
【００２０】
また、本形態の有機ＥＬ装置１では、画素電極１１と機能層１３との層間に、画素電極
１１の端部に外側から被さる段差緩和層１２が形成されている。ここで、段差緩和層１２
は、アクリル樹脂などから構成されている。また、段差緩和層１２において画素電極１１
上に位置する側面は、画素電極１１の上面に対して所定のテーパ角βをもって被さってい
る。
【００２１】
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、および段差緩和層１２
の側面が画素電極１１の上面に対してなすテーパ角βは、以下の条件
画素電極１１・・・・・５０ｎｍ
段差緩和層１２・・２０００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
保護層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角β・・・・・・２０°
に設定されている。すなわち、本形態では、各層の厚さは従来と同等であるが、段差緩和
層１２の側面が画素電極１１の上面に対してなすテーパ角βは２０°以下に設定されてい
る。
【００２２】
このため、本形態によれば、段差緩和層１２の側面が画素電極１１上で形成している段
差が機能層１３、陰極１４、陰極カバー層１５および保護層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１
４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。
【００２３】
例えば、比較例１として、上記各層の厚さ、および段差緩和層１２の側面が画素電極１
１の上面に対してなすテーパ角βを、以下の条件
画素電極１１・・・・・５０ｎｍ
段差緩和層１２・・２０００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
保護層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角β・・・・・・３０°
に設定した有機ＥＬ装置と、
比較例２として、上記各層の厚さ、および段差緩和層１２の側面が画素電極１１の上面
に対してなすテーパ角βを、以下の条件
画素電極１１・・・・・５０ｎｍ
段差緩和層１２・・２０００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
保護層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角β・・・・・・４５°
に設定した有機ＥＬ装置と、本形態の有機ＥＬ装置とを６０℃、相対湿度９５％の雰囲気
中に放置すると、テーパ角β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β＝２０°  ・・発光面積の収縮＝１０％
テーパ角β＝３０°  ・・発光面積の収縮＝３０％
テーパ角β＝４５°  ・・発光面積の収縮＝４０％
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。
【００２４】
（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、段差緩和層１２の側面のテーパ角β
を小さくするには、ポジタイプの感光性樹脂に対して露光、現像を施して段差緩和層１２
を形成する際、画素電極１１と重なる部分に対してハーフ露光を行い、その露光量を連続
的に変化させるなどの方法で形成できる。
【００２５】
なお、段差緩和層１２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、
保護層１６を順次形成する。
【００２６】
［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
、段差緩和層１２、機能層１３、陰極１４、陰極カバー層１５、および保護層１６の厚さ
、および段差緩和層１２の側面が画素電極１１の上面に対してなすテーパ角βは、以下の
条件
画素電極１１・・・・・５０ｎｍ
段差緩和層１２・・１０００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
保護層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角β・・・・・・２０°
に設定されている。すなわち、本形態では、実施の形態１よりも段差緩和層１２が薄く、
かつ、段差緩和層１２の側面が画素電極１１の上面に対してなすテーパ角βは、実施の形
態１と同様、２０°以下に設定されている。
【００２７】
このため、本形態によれば、段差緩和層１２の側面が画素電極１１上で形成している段
差が機能層１３、陰極１４、陰極カバー層１５および保護層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１
４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。
【００２８】
例えば、比較例３として、上記各層の厚さ、および段差緩和層１２の側面が画素電極１
１の上面に対してなすテーパ角βを、以下の条件
画素電極１１・・・・・５０ｎｍ
段差緩和層１２・・１０００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
保護層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角β・・・・・・３０°
に設定した有機ＥＬ装置と、本形態の有機ＥＬ装置とを６０℃、相対湿度９５％の雰囲気
中に放置すると、テーパ角β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β＝２０°  ・・発光面積の収縮＝１０％
テーパ角β＝３０°  ・・発光面積の収縮＝３０％
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。
【００２９】
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３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
、段差緩和層１２、機能層１３、陰極１４、陰極カバー層１５、および保護層１６の厚さ
、および段差緩和層１２の側面が画素電極１１の上面に対してなすテーパ角βは、以下の
条件
画素電極１１・・・・・５０ｎｍ
段差緩和層１２・・２０００ｎｍ
機能層１３・・・・・１００ｎｍ
陰極１４・・・・・・・１０ｎｍ
陰極カバー層１５・・２００ｎｍ
保護層１６・・・・３０００ｎｍ
テーパ角β・・・・・・４５°
に設定されている。すなわち、本形態では、実施の形態１と違って、段差緩和層１２の側
面が画素電極１１の上面に対してなすテーパ角βは４５°に設定されている。
【００３０】
但し、本形態においては、以下に陰極カバー層１５と陰極１４の材質およびヤング率を
示すように、
陰極１４：マグネシウム−銀合金（ヤング率＝７０ＧＰａ）
陰極カバー層１５：シリコン酸化膜（ヤング率＝７２ＧＰａ）
陰極カバー層１５と陰極１４とは、ヤング率が同等である。
【００３１】
このため、陰極１４に応力が加わっても、かかる応力を陰極カバー層１５で吸収できる
。従って、有機ＥＬ装置１に対して耐湿試験を行った際、陰極１４に応力が加わっても陰
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。
【００３２】
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た場合に
おける発光面積の収縮は１０％である。これに対して、陰極１４および陰極カバー層１５
として以下の材料
比較例４
陰極１４：マグネシウム−銀合金（ヤング率＝７０ＧＰａ）
陰極カバー層１５：シリコン窒化膜（ヤング率＝１５０ＧＰａ）
比較例５
陰極１４：マグネシウム−銀合金（ヤング率＝７０ＧＰａ）
陰極カバー層１５：シリコン酸窒化膜（ヤング率＝１１０ＧＰａ）
を用いた比較例４、５では、有機ＥＬ装置を６０℃、相対湿度９５％の雰囲気中に放置し
た場合における発光面積の収縮が６０％、４０％であった。
【００３３】
［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、２でも
、実施の形態３と同様、陰極１４をマグネシウム−銀合金とし、陰極カバー層１５をシリ
コン酸化膜にして、陰極カバー層１５と陰極１４のヤング率を同等とすることが好ましい
。
【００３４】
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。
【００３５】
［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４（ａ
）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図４（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４（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４
（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４（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図４（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】
【００３６】
【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２に係る有機ＥＬ装置の断面図である。
【図４】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５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、従来および参考例に係る有機ＥＬ装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１・・有機ＥＬ装置、１０・・基板、１１・・画素電極、１２・・段差緩和層、１３・・
機能層、１４・・陰極（対向電極）、１５・・陰極カバー層、１６・・保護層
【図１】
2007095612.tif 000003
【図２】
2007095612.tif 000004
【図３】
2007095612.tif 000005
【図４】
2007095612.tif 000006
【図５】
2007095612.tif 000007