(57)【要約】【課題】  陰極と陽極との短絡による発光不良を防ぐことができるとともに、水分の浸入による発光層の劣化が生じにくい信頼性に優れたＥＬ装置を提供する。【解決手段】  画素領域２６と周辺領域とが形成され、発光層２０および第２電極２１が、全ての画素領域２６と周辺領域に連続して配置され、第１電極１９が、各画素領域２６に配置されるとともに、各画素領域２６から各画素領域に対応するコンタクトホール２３上まで延在して配置され、コンタクトホール２３上であって第１電極１９上に、コンタクトホール２３を充填するように絶縁層２４が配置され、コンタクトホール２３および絶縁層２４が、画素領域２６と離間して周辺領域に配置されているＥＬ装置とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１電極と発光層と第２電極とが順に配置され、
前記基板上に前記発光層からの出射光が出射される複数の画素領域と、各画素領域を囲む周辺領域とが形成されたエレクトロルミネッセンス装置であって、
前記発光層および前記第２電極が、全ての前記画素領域と前記周辺領域に連続して配置され、
前記第１電極が、各画素領域に配置されるとともに、前記各画素領域から各画素領域に対応するコンタクトホール上まで延在して配置され、
前記コンタクトホール上であって、前記第１電極上に絶縁層が配置され、
前記コンタクトホールおよび前記絶縁層が、前記画素領域と離間して前記周辺領域に配置されてい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】
基板上に第１電極と発光層と第２電極とが順に配置され、
前記基板上に前記発光層からの出射光が出射される複数の画素領域と、各画素領域を囲む周辺領域とが形成されたエレクトロルミネッセンス装置であって、
前記発光層および前記第２電極が、全ての前記画素領域と前記周辺領域に連続して配置され、
前記第１電極が、各画素領域に配置されるとともに、前記各画素領域から各画素領域に対応するコンタクトホール上まで延在して配置され、
各画素領域を露出する開口を有し、
前記周辺領域に端部が配置されることにより前記画素領域を個別に離間して取り囲み、
前記第１電極の膜厚によって前記第１電極の端部に形成された段差と前記コンタクトホール上の前記第１電極上とを覆って、前記コンタクトホールに充填される、絶縁層が配置されてい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３】
前記画素領域に配置された前記発光層の前記基板側に、前記発光層からの出射光を反射する光反射層が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記光反射層上にパシベーション層を介して前記第１電極が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のエレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記絶縁層が、樹脂層であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス装置を具備する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンス装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）材料などの発光材料からなる発光層を陰極と陽極との間に介在させたＥＬ素子が基板上に配列されたＥＬ装置が提案されている。
【０００３】
このようなＥＬ装置においては、発光層が断絶されることにより陰極と陽極との間で短絡が生じ、陰極と陽極の間に電流が集中して流れて発光層を介する電流がほとんど流れなくなることによって、発光不良が生じる場合があった。
この問題を解決するために、例えば特許文献１には、電極ホールや画素電極の隙間に有機樹脂膜からなる保護部を設けた自発光装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３１２２２３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に記載の技術では、電極ホールに設けられた保護部が吸水した場合に、ＥＬ層に水分が浸入してＥＬ層を劣化させることが問題となっていた。さらに、特許文献１に記載の技術では、画素電極の隙間に設けられた保護部が吸水した場合、保護部を介して複数の画素のＥＬ層に水分が浸入して、複数の画素のＥＬ層の劣化を促すことが問題となっていた。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、陰極と陽極との短絡による発光不良を防ぐことができるとともに、水分の浸入による発光層の劣化が生じにくい信頼性に優れたＥＬ装置およびそのＥＬ装置を備え、発光不良や発光層の劣化による表示欠陥が生じにくい電子機器を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明に係るＥＬ装置は、基板上に第１電極と発光層と第２電極とが順に配置され、前記基板上に前記発光層からの出射光が出射される複数の画素領域と、各画素領域を囲む周辺領域とが形成されたエレクトロルミネッセンス装置であって、前記発光層および前記第２電極が、全ての前記画素領域と前記周辺領域に連続して配置され、前記第１電極が、各画素領域に配置されるとともに、前記各画素領域から各画素領域に対応するコンタクトホール上まで延在して配置され、前記コンタクトホール上であって、前記第１電極上に絶縁層が配置され、前記コンタクトホールおよび前記絶縁層が、前記画素領域と離間して前記周辺領域に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
このようなＥＬ装置では、前記コンタクトホールおよび前記絶縁層が、前記画素領域と離間して前記周辺領域に配置されているので、例え、コンタクトホールに充填される絶縁層が吸水したとしても、画素領域の発光層に水分が浸入しにくく、絶縁層が吸水した場合の影響の少ないものとなる。
また、コンタクトホール上の第１電極上は、第１電極上の段差が最も大きい部分であり、第１電極上に配置される発光層の断絶は、第１電極上の段差が大きいほど発生しやすい。本発明のＥＬ装置では、前記コンタクトホール上の前記第１電極上に、前記コンタクトホールを充填する絶縁層が配置されているので、前記第１電極上の最も段差が大きい部分が絶縁層によって平坦化される。よって、発光層の断絶に起因する第１電極と第２電極との短絡による発光不良を効果的に防止できる。
したがって、本発明のＥＬ装置は、信頼性に優れたものとなる。
【０００８】
この課題を解決するために、本発明に係るＥＬ装置は、基板上に第１電極と発光層と第２電極とが順に配置され、前記基板上に前記発光層からの出射光が出射される複数の画素領域と、各画素領域を囲む周辺領域とが形成されたエレクトロルミネッセンス装置であって、前記発光層および前記第２電極が、全ての前記画素領域と前記周辺領域に連続して配置され、前記第１電極が、各画素領域に配置されるとともに、前記各画素領域から各画素領域に対応するコンタクトホール上まで延在して配置され、各画素領域を露出する開口を有し、前記周辺領域に端部が配置されることにより前記画素領域を個別に離間して取り囲み、前記第１電極の膜厚によって前記第１電極の端部に形成された段差と前記コンタクトホール上の前記第１電極上とを覆って、前記コンタクトホールに充填される絶縁層が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
このようなＥＬ装置においては、各画素領域を露出する開口を有し、前記周辺領域に端部が配置されることにより前記画素領域を個別に離間して取り囲む絶縁層が配置されているものであるので、例え、絶縁層が吸水したとしても、絶縁層を介して隣接する画素領域の発光層に水分が浸入することがなく、絶縁層が吸水した場合の影響の少ない信頼性に優れたものとなる。
また、このようなＥＬ装置においては、第１電極の膜厚によって前記第１電極の端部に形成された段差と前記コンタクトホール上の前記第１電極上とを覆い、前記コンタクトホールを充填するように絶縁層が配置されているので、前記第１電極上の段差が大きい部分が絶縁層によって平坦化される。よって、発光層の断絶に起因する第１電極と第２電極との短絡による発光不良を効果的に防止でき、信頼性に優れたものとなる。
【００１０】
また、本発明のＥＬ装置では、前記画素領域に配置された前記発光層の前記基板側に、前記発光層からの出射光を反射する光反射層が配置されているものとすることができる。
このようなＥＬ装置とすることで、発光層からの出射光を基板と反対側に向かって効率よく出射するトップエミッション型のＥＬ装置を実現できる。
【００１１】
また、本発明のＥＬ装置では、前記光反射層上にパシベーション層を介して前記第１電極が設けられているものとすることができる。
このようなＥＬ装置とすることで、第１電極のパターニングの際に光反射層がエッチング液に晒されて浸食するのを防止することができ、信頼性の優れたものになる。
また、特に、第１電極を複数回パターニングすることで共振構造を構成する場合には、パシベーション層は光反射層を保護するために不可欠なものとして機能する。
【００１２】
また、本発明のＥＬ装置では、前記絶縁層が、樹脂層であるものとすることができる。
このようなＥＬ装置とすることで、第１電極上の最も段差が大きい部分であるコンタクトホール上の第１電極上を容易に高い信頼性で覆うことができる。
【００１３】
本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載のＥＬ装置を具備することを特徴とする。
このような電子機器によれば、信頼性の高いＥＬ装置を備え、発光不良や発光層の劣化による表示欠陥が生じにくい電子機器を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を例に挙げて説明する。なお、以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示すために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。
【００１５】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るＥＬ装置について説明する。
図１は、本実施形態に係るＥＬ装置の断面構造を示した断面図である。また、図２は、図１に示すＥＬ装置の平面構造を示した図であり、基板上における絶縁層の配置を説明するための図である。なお、図１は、図２に示す線分Ａ−Ａ’で切断した線視断面図である。また、図２においては、図面を見やすくするために、基板上における絶縁層の配置を説明するために必要な部材のみを示し、他の部材の記載を省略して示している。
【００１６】
図１および図２において、符号１１は基板を示している。本実施形態におけるＥＬ装置は、発光層２０で発生した光が基板１１と反対側に向かって出射するトップエミッション型である。したがって、基板１１として、ガラスなどの光透過性を有する板材のほか、セラミックスや金属のシートなど不透明な板材を採用することができる。
また、図２に示すように、基板１１上には、図１に示す発光層２０からの出射光の出射される複数の画素領域２６がマトリクス状に形成されている。なお、本実施形態においては、図１に示す光反射層１７の形成領域と平面的に重なり合う領域が画素領域２６となっている。さらに、基板１１上には、各画素領域２６を囲む周辺領域２８が形成されている。周辺領域２８は、隣り合う画素領域２６間に位置する中間領域２８ａと、画素領域２６と基板１１の端部１１ａとの間に位置する外周領域２８ｂとからなる。
【００１７】
また、図１において、符号１２は下地層を示している。下地層１２は、例えば酸化珪素（ＳｉＯx）や窒化珪素（ＳｉＮx）などの絶縁材料によって形成された膜体である。
下地層１２の上には、ＴＦＴ３０、４０が設けられている。ＴＦＴ３０、４０は、ゲート電極３１、４１と、ドレイン電極に接続されたドレイン配線３２、４２と、ソース電極に接続されたソース配線３３、４３と、半導体層３４、４４とを備えている。また、符号１３はゲート絶縁膜、符号１４は層間絶縁膜を示している。
【００１８】
ＴＦＴ３０、４０の上には、酸化珪素（ＳｉＯx）や窒化珪素（ＳｉＮx）などの絶縁材料からなる第１パッシベーション層１５がＴＦＴ３０、４０の形状に沿って形成されている。また、第１パッシベーション層１５の上には、ＴＦＴ３０、４０が形成された基板１１上を平坦化する平坦化層１６が設けられている。平坦化層１６としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などの有機樹脂材料を用いることができる。
平坦化層１６が形成された基板１１の表面上には、各画素領域２６に対応する位置に、光反射層１７が形成されている。光反射層１７は、発光層２０からの出射光を反射するものであり、アルミニウムや銀などの単体金属、またはアルミニウムや銀を主成分とする合金といった様々な光反射性を有する材料からなる。
【００１９】
また、平坦化層１６が形成された基板１１の表面上には、第２パッシベーション層１８が表面形状に沿って形成されている。第２パッシベーション層１８は、例えば酸化珪素（ＳｉＯx）や窒化珪素（ＳｉＮx）といった光透過性を有する絶縁材料によって形成される。
【００２０】
第２パッシベーション層１８上には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Iｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）といった光透過性の導電材料からなる画素電極（第１電極）１９が形成されている。画素電極１９は、図１に示すように各画素領域２６に配置されるとともに、各画素領域２６から各画素領域２６に対応するコンタクトホール２３上まで延在して配置されている。
【００２１】
コンタクトホール２３は、第１パッシベーション層１５と平坦化層１６と第２パッシベーション層１８とを貫通して露出されたＴＦＴ４０のドレイン配線４２と、画素電極１９とを電気的に接続するためのものである。本実施形態では、コンタクトホール２３は、図１および図２に示すように、画素領域２６と離間して中間領域２８ａまたは外周領域２８ｂに形成されている。
【００２２】
また、図１および図２に示すように、コンタクトホール２３上の画素電極１９上には、コンタクトホール２３を充填する絶縁層２４が配置されている。絶縁層２４は、画素領域２６と離間して中間領域２８ａまたは外周領域２８ｂに平面視島状に配置されているとともに、各画素領域２６の近傍に形成されたコンタクトホールに付随してそれぞれ独立して形成されている。絶縁層２４としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などの有機樹脂材料を用いることができるが、平坦化層１６と同じ材料を用いることが望ましい。絶縁層２４を平坦化層１６と同じ材料からなるものとする場合、材料を効率よく用いることができる。また、絶縁層２４は、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術や、インクジェット法等の液滴吐出法によって形成することができるが、インクジェット法等の液滴吐出法によって形成した場合、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００２３】
絶縁層２４が形成された基板１１の表面上には、発光層２０および第２電極２１が、全ての画素領域２６と中間領域２８ａに連続して配置されている。
発光層２０は、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む複数の機能層を積層した構造となっている。画素電極１９は、発光層２０に電気エネルギーを付与するための陽極として機能する。一方、各発光層２０の表面には、発光層２０の陰極として機能する第２電極２１が形成されている。ただし、画素電極１９が陰極として機能するとともに第２電極２１が陽極として機能する構成としてもよい。
【００２４】
本実施形態における発光層２０は、正孔輸送層と発光機能層と電子輸送層という３種類の機能層を基板１１側から第２電極２１側に向かってこの順番に積層した構造となっている。ただし、発光層２０の構造はこの例示に限定されない。例えば、正孔輸送層と画素電極１９との間に正孔注入層を介在させた構成や、電子輸送層と第２電極２１との間に電子注入層を介在させた構成としてもよい。すなわち、画素電極１９と第２電極２１との間に発光機能層が介在する構成であれば足りる。
【００２５】
第２電極２１は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの光透過性を有する材料によって形成される。第２電極２１の表面上には、全面を覆うように第３パッシベーション層２２が形成されている。第３パッシベーション層２２は、例えば酸化珪素（ＳｉＯx）や窒化珪素（ＳｉＮx）といった光透過性を有する絶縁材料によって形成される。
【００２６】
ここで、上述した本実施形態のＥＬ装置の効果について以下に、対比例を挙げて詳述する。
図５は、対比例に係るＥＬ装置の平面構造を示した図であり、上述した第１実施形態における図２に対応する図である。なお、図５において、図２と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００２７】
図５に示すＥＬ装置が、図２に示すＥＬ装置と異なるところは、基板上における絶縁層の配置のみである。具体的には、図２に示すＥＬ装置では、絶縁層２４が、中間領域２８ａまたは外周領域２８ｂに平面視島状に配置されているとともに、各画素領域２６の近傍に形成されたコンタクトホール２３に付随してそれぞれ独立して形成されている。
これに対し、図５に示すＥＬ装置では、絶縁層２４０が、中間領域２８ａおよび外周領域２８ｂの全面および光反射層１７の形成領域の周縁部と平面的に重なり合う領域上に配置されており、絶縁層２４０に、光反射層１７の中央部と平面的に重なり合う領域である各画素領域２６のみを露出する開口２８０が設けられている点である。
なお、図５に示すＥＬ装置においては、光反射層１７の形成領域の周縁部と平面的に重なり合う領域にも絶縁層２４０が設けられていることにより画素領域２６が開口２８０の形成領域となっている。
【００２８】
図５に示すＥＬ装置では、絶縁層２４０が吸水した場合、水分が画素領域２６の発光層に容易に到達してしまう。また、絶縁層２４０が吸水した部分が絶縁層２４０の全体でなく一部であったとしても、吸水した部分から最も近い画素領域２６だけでなく、その画素領域２６に隣接する画素領域２６の発光層に、絶縁層２４０を介して容易に水分が浸入してしまう。このため、絶縁層２４０が吸水した場合の影響は広い範囲に及ぶ。
【００２９】
これに対し、図２に示すＥＬ装置では、絶縁層２４が、画素領域２６と離間して中間領域２８ａまたは外周領域２８ｂに平面視島状に配置されているとともに、各画素領域２６の近傍に形成されたコンタクトホール２３に付随してそれぞれ独立して形成されているので、例え、絶縁層２４が吸水したとしても、画素領域２６の発光層に水分が浸入しにくいし、絶縁層２４を介して隣接する画素領域２６の発光層に水分が浸入することもない。よって、図２に示すＥＬ装置は、絶縁層２４が吸水した場合の影響が非常に少ない信頼性に優れたものとなる。
【００３０】
また、図２に示すＥＬ装置では、図１に示すように、コンタクトホール２３上であって画素電極１９上に、コンタクトホール２３を充填するように絶縁層２４が配置されているので、画素電極１９上の最も段差が大きい部分が絶縁層２４によって平坦化される。よって、発光層２０の断絶に起因する画素電極１９と第２電極２１との短絡による発光不良を効果的に防止できる。
【００３１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るＥＬ装置について説明する。
図３は、本実施形態に係るＥＬ装置の断面構造を示した断面図である。また、図４は、図３に示すＥＬ装置の平面構造を示した図であり、基板上における絶縁層の配置を説明するための図である。なお、図３は、図４に示す線分Ｂ−Ｂ’で切断した線視断面図である。また、図４においては、図面を見やすくするために、基板上における絶縁層の配置を説明するために必要な部材のみを示し、他の部材の記載を省略して示している。
なお、図３および図４において、図１および図２と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００３２】
図３および図４に示すＥＬ装置が、図１および図２に示すＥＬ装置と異なるところは、基板上における絶縁層の配置のみである。
本実施形態のＥＬ装置では、図３および図４に示すように、絶縁層２５が、各画素領域２７を露出する開口２５ｂを有し、中間領域２８ａに（または中間領域２８ａと外周領域２８ｂとに）端部２５ａが配置されることにより複数の画素領域２７を個別に離間して取り囲み、図３に示すように、画素電極１９の膜厚によって画素電極１９の端部に形成された段差と、光反射層１７の膜厚によって光反射層１７の端部に形成された段差と、コンタクトホール２３上の画素電極１９上とを覆い、且つ、コンタクトホール２３に充填された構成としている。
なお、図３および図４に示すように、本実施形態のＥＬ装置においては、光反射層１７の形成領域の周縁部と平面的に重なり合う領域にも絶縁層２５が設けられていることにより画素領域２７が開口２５ｂの形成領域となっている。
【００３３】
図３および図４に示すＥＬ装置では、絶縁層２５が、各画素領域２７を露出する開口２５ｂを有し、周辺領域２８に端部２５ａが配置されることにより複数の画素領域２７を個別に離間して取り囲んでそれぞれ独立して形成されているので、例え、絶縁層２５が吸水したとしても、絶縁層２５を介して隣接する画素領域２７の発光層に水分が浸入することはない。よって、絶縁層２５が吸水した場合の影響が非常に少ない信頼性に優れたＥＬ装置となる。
また、図３および図４に示すＥＬ装置においては、絶縁層２５が、画素電極１９の膜厚によって画素電極１９の端部に形成された段差と、光反射層１７の膜厚によって光反射層１７の端部に形成された段差と、コンタクトホール２３上の画素電極１９上とを覆い、コンタクトホール２３に充填されているので、画素電極１９上の段差が大きい部分が絶縁層２５によって平坦化される。よって、発光層２０の断絶に起因する画素電極１９と第２電極２１との短絡による発光不良を効果的に防止でき、信頼性に優れたものとなる。
【００３４】
なお、上述した実施形態には様々な変形を加えることができる。
例えば、上述した実施形態においては、光反射層１７が形成されたものを例に挙げて説明したが、光反射層１７はなくてもよい。
【００３５】
＜電子機器＞
次に、本発明に係る発光装置を利用した電子機器について説明する。
図６は、図１に示すＥＬ装置を表示装置として適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機１０００は、複数の操作ボタン１００１およびスクロールボタン１００２、ならびに表示装置としてのＥＬ装置１００４を備える。
【００３６】
なお、本発明に係る発光装置が適用される電子機器としては、図６に示したもののほか、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
また、本発明に係る発光装置の用途は画像の表示に限定されない。例えば、液晶パネルのバックライトとして本発明の発光装置を利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本実施形態に係るＥＬ装置の断面構造を示した断面図である。
【図２】図２は、図１に示すＥＬ装置の平面構造を示した図であり、基板上における絶縁層の配置を説明するための図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るＥＬ装置の断面構造を示した断面図である。
【図４】図４は、図３に示すＥＬ装置の平面構造を示した図であり、基板上における絶縁層の配置を説明するための図である。
【図５】図５は、対比例に係るＥＬ装置の平面構造を示した図であり、上述した第１実施形態における図２に対応する図である。
【図６】本発明に係る電子機器の一例を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１…基板、１２…下地層、１３…ゲート絶縁膜、１４…層間絶縁膜、１５…第１パッシベーション層、１６…平坦化層、１７…光反射層、１８…第２パッシベーション層、１９…画素電極（第１電極）、２０…発光層、２１…第２電極、２２…第３パッシベーション層、２３…コンタクトホール、２４、２５、２４０…絶縁層、２５ａ…端部、２５ｂ、２８０…開口、２６、２７…画素領域、２８…周辺領域、２８ａ…中間領域、２８ｂ…外周領域、３０、４０…ＴＦＴ、３１、４１…ゲート電極、３２、４２…ドレイン配線、３３、４３…ソース配線。
【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】
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