(57)【要約】【課題】絶縁膜と補助電極の剥離が生じにくい表示装置を提供する。【解決手段】画素毎にパターン形成される下部電極２１と、下部電極２１の周縁を被覆すると共に、下部電極２１の一部を露出する開口部を備える絶縁膜３０と、前記開口部の全面を被覆する有機ＥＬ層２２と、絶縁膜３０と有機ＥＬ層２２とを被覆する上部電極２３と、絶縁膜３０の一部を被覆する補助電極４０と、絶縁膜３０と補助電極４０との間に形成される密着層４１と、から構成されることを特徴とする、表示装置１。【選択図】図１
2012022956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素毎にパターン形成される下部電極と、
前記下部電極の周縁を被覆すると共に、前記下部電極の一部を露出する開口部を備える絶縁膜と、
前記開口部の全面を被覆する有機ＥＬ層と、
前記絶縁膜と前記有機ＥＬ層とを被覆する上部電極と、
前記絶縁膜の一部を被覆する補助電極と、
前記絶縁膜と前記補助電極との間に形成される密着層と、から構成されることを特徴とする、表示装置。
【請求項２】
前記密着層が、ＭｏとＷとを含む薄膜であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記密着層が、ＭｏとＣｒとを含む薄膜であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記密着層が、Ｉｎを含む薄膜であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
画素毎にパターン形成される下部電極と、
前記下部電極の周縁を被覆すると共に、前記下部電極の一部を露出する開口部を備え、前記下部電極の周縁を被覆する領域の一部に凹凸形状が設けられている絶縁膜と、
前記開口部の全面を被覆する有機ＥＬ層と、
前記絶縁膜と前記有機ＥＬ層とを被覆する上部電極と、
前記凹凸形状を被覆する補助電極と、から構成されることを特徴とする、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、有機ＥＬ素子を備える表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置という）に関する研究開発が盛んに行われている。その中でも有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子の開口率が確保しやすいという観点から、基板の反対側から光と取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置が注目を集めている。
【０００３】
ところで、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置においては、光の取り出しという観点から上部電極の透明性を確保することが必須となる。ただし、この透明性を確保する目的で上部電極の構成材料として使用される透明導電材料は、金属材料と比較して抵抗値が大きい。このため、上部電極内において電圧降下が生じやすく、有機ＥＬ素子の発光強度を低下させる原因になっていた。
【０００４】
ここで上部電極の導電性を確保しつつ電圧降下を防止するために、有機ＥＬ素子を区画する絶縁膜上に補助電極を形成することが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８０９７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示される構成では絶縁膜と補助電極との密着性に問題があり、両層の界面において剥離が生じやすくなる。このため、歩留りが低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するものであり、その目的は、絶縁膜と補助電極との剥離が生じにくい表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表示装置は、画素毎にパターン形成される下部電極と、
前記下部電極の周縁を被覆すると共に、前記下部電極の一部を露出する開口部を備える絶縁膜と、
前記開口部の全面を被覆する有機ＥＬ層と、
前記絶縁膜と前記有機ＥＬ層とを被覆する上部電極と、
前記絶縁膜の一部を被覆する補助電極と、
前記絶縁膜と前記補助電極との間に形成される密着層と、から構成されることを特徴とする。
【０００９】
また、上記密着層に換えて、前記絶縁膜であって前記下部電極の周縁を被覆する領域の一部に凹凸形状を設けて、この凹凸形状を被覆するように補助電極を設ける構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、絶縁膜と補助電極との剥離が生じにくい表示装置を提供することができる。即ち、絶縁膜と補助電極との界面に密着層を形成したり、絶縁膜の表面であって補助電極を設ける領域に凹凸形状を設けたりすることで、絶縁膜と補助電極との剥離を防止することができ、歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の表示装置（有機ＥＬ表示装置）における第１の実施形態を示す断面模式図である。
【図２】図１の表示装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の表示装置（有機ＥＬ表示装置）における第２の実施形態を示す断面模式図である。
【図４】比較例１で作製した表示装置（有機ＥＬ表示装置）を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の表示装置は、有機ＥＬ素子を備える表示装置であって、基本的には、下記（ａ）〜（ｅ）を構成部材として含むものである。
（ａ）画素毎にパターン形成される下部電極
（ｂ）前記下部電極の周縁を被覆すると共に、前記下部電極の一部を露出する開口部を備      える絶縁膜
（ｃ）前記開口部の全面を被覆する有機ＥＬ層
（ｄ）前記絶縁膜と前記有機ＥＬ層とを被覆する上部電極
（ｅ）前記絶縁膜の一部を被覆する補助電極
【００１３】
そして本発明においては、絶縁膜と補助電極とを密着させるための手段が絶縁膜と補助電極との間、又は絶縁膜表面に設けられている。具体的には、絶縁膜と補助電極との間に密着層を設けたり、絶縁膜の表面上であって補助電極が設けられる領域に凹凸形状を設けたりする。
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の表示装置の実施形態について説明する。尚、以下の説明において、特に図示又は記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用することができる。また以下に説明する実施形態は、あくまでも実施形態の一つに過ぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１５】
［実施例１］
図１は、本発明の表示装置（有機ＥＬ表示装置）における第１の実施形態を示す断面模式図である。
【００１６】
図１の表示装置（有機ＥＬ表示装置１）は、基本的には、基板１０と、基板１０上に設けられる有機ＥＬ素子部２０と、基板１０上に設けられ有機ＥＬ素子部２０を画素単位で区画する絶縁膜３０と、絶縁膜３０上に形成される補助電極４０と、から構成される。尚、図１の有機ＥＬ装置１は、１つの画素を単色発光させることが可能である。
【００１７】
図２は、図１の表示装置を示す斜視図である。図２の表示装置（有機ＥＬ表示装置５０）は、基板１０上に、画素５１がマトリックス状に複数配置されることで、有機ＥＬ表示装置の表示領域５２が構成される。尚、図２の画素５１は、図１の有機ＥＬ素子部２０に相当する。尚、図２の有機ＥＬ表示装置５０は、外部取出電極５３から電力を供給することで駆動する。
【００１８】
次に、図１の有機ＥＬ表示装置１の製造プロセスを示しながら、有機ＥＬ表示装置１を構成する各部材について説明する。
【００１９】
基板１０は、ガラス基材等の基材１１と、基材１１上に順次積層して設けられるＴＦＴを含む画素駆動回路１２と平坦化膜１３とからなる部材である。
【００２０】
画素駆動回路１２は、画素ごとにそれぞれ形成される。図１の有機ＥＬ装置１においては、画素１個当り１組の画素駆動回路を記している。ここで画素駆動回路には、例えば、電流制御用ＴＦＴ、駆動制御用ＴＦＴ等の有機ＥＬ素子部２０の駆動を制御するために必要な複数種のＴＦＴが含まれている。
【００２１】
画素駆動回路１２は、半導体プロセスを用いて基板１０上に形成される。ここで画素駆動回路１２には、上述したようにＴＦＴ等のスイッチング素子を含むのでアクティブマトリクス駆動が可能である。
【００２２】
平坦化膜１３は、画素駆動回路１２を形成する際に生じる凹凸を平坦にするために設けられる。また平坦化膜１３には、所定の位置にコンタクトホール１４が設けられている。ここでコンタクトホール１４は、画素駆動回路１２と後述する下部電極２１とを電気接続するために設けられている。
【００２３】
平坦化膜１３を形成する際には、まず画素駆動回路１２上に、絶縁性の材料を塗布する。具体的には、膜厚１．０μｍ以上１．５μｍ以下のポリイミド樹脂膜を形成する。尚、平坦化膜１３の構成材料は、絶縁性を持ちつつ平坦性を確保できる部材であればよく、上述したポリイミド樹脂に限らずアクリル樹脂等も使用可能である。ここで、平坦化膜１３の膜厚が薄すぎると充分な平坦性を確保できない一方で、平坦化膜１３の膜厚が厚すぎるとコスト増を招く。このため、平坦化膜１３の膜厚は０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲とするのが望ましい。次に、フォトプロセスにより、各画素領域に対応するように、開口径７．０μｍのコンタクトホール１４をパターニング形成する。ここでコンタクトホール１４の開口部は、後述する下部電極２１を形成する際に、ＴＦＴ回路と下部電極２１との電気的接続が良好になるよう、傾斜３０度の順テーパー形状になるように形成する。ここで、コンタクトホール径が小さすぎると、ＴＦＴ回路と下部電極２１との電気的接続の信頼性が低くなる。一方、コンタクトホール径が大きすぎと、画素開口率の低下を招く。このことからコンタクトホール径は、好ましくは、２μｍ以上１５μｍ以下の範囲とする。またコンタクトホール１４が有するテーパーの傾斜角が浅すぎる（小さすぎる）と、コンタクトホール径が大きくなり画素開口率の低下を招き、逆に深すぎる（大きすぎる）と、ＴＦＴ回路と下部電極２１との電気的接続の信頼性が低くなる。このため、テーパーの傾斜角は、好ましくは、１０度から６０度の範囲とする。
【００２４】
有機ＥＬ素子部２０は、下部電極２１と、有機ＥＬ層２２と、上部電極２３とが順次積層して設けられる部材である。尚、有機ＥＬ素子部２０は、その発光色が赤、緑、青のいずれかであって、周期的に配置されている。
【００２５】
下部電極２１は、平坦化膜１３上に各画素領域に対応するようにパターニング形成されている。本発明の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の表示装置であるので、下部電極２１は、金属材料等の導電性があり反射率の高い電極材料から構成される。具体的には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料やこれら金属材料を主成分とする合金が挙げられる。尚、電荷注入性の向上を考慮して、下部電極２１を、導電性があり反射率が高い電極材料からなる層と、光透過性の電極材料からなる層と、を積層した積層電極としてもよい。例えば、反射電極となるＡｇ膜を膜厚１２０ｎｍで形成してから、このＡｇ膜上に透明電極となるＩＴＯ膜をスパッタ法により膜厚１０ｎｍで積層成膜し、フォトプロセスによりパターニングすることで積層電極が形成される。ここでＩＴＯは電子注入性を向上させるためのものであり、有機ＥＬ層２２が正孔注入層を含む場合には必ずしも必要ではない。下部電極２１の膜厚は、薄すぎる場合には充分な光反射性を確保できず、厚すぎる場合にはコスト増を招くため、８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲で形成するのが望ましい。
【００２６】
下部電極２１を形成した後、有機ＥＬ素子部２０を区画する絶縁膜３０を形成する。絶縁膜３０は、例えば、下部電極２１が形成されている基板１０上にポリイミド樹脂を塗布した後、フォトプロセスにより下部電極２１の一部を露出するように開口部をパターニング形成する。このパターニング形成により、下部電極２１の周縁部を絶縁層３０で被覆することができる。ここで絶縁層３０は、絶縁性を有する材料であれば、ポリイミド樹脂に限定されない。絶縁膜３０の膜厚は、例えば、２．０μｍとする。尚、絶縁層３０が薄すぎると被覆不完全による装置自体の信頼性の低下を招く一方で、絶縁層３０が厚すぎるとコスト増を招く。このため、絶縁層３０の膜厚は０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲にするのが望ましい。
【００２７】
絶縁膜３０を所望の形状にパターニングして加工形成した後、この絶縁膜３０上に補助電極４０を設ける。補助電極４０の構成材料としては、導電性が良好な部材であれば特に限定されない。具体的には、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属材料が挙げられる。ここで補助電極４０の膜厚が薄すぎると充分な導電性を確保できない一方で、補助電極４０の膜厚が厚すぎるとコスト増に繋がる。このことから、補助電極４０の膜厚は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが望ましい。補助電極４０は、例えば、Ａｌを膜厚１００ｎｍでスパッタ成膜してからフォトプロセスによるパターニング形成することで、絶縁層３０上に所望の形状に形成される。
【００２８】
ただし、絶縁膜３０上に直接補助電極４０を設けると、絶縁膜３０と補助電極４０との密着性が良好ではないので、設けた補助電極４０が絶縁膜３０上から剥離することがある。このため絶縁膜３０と補助電極４０との密着性を高めるための手段を講じる必要がある。尚、剥離の原因として、補助電極４０が一般的に腐食しやすく、絶縁膜３０との界面で腐食が進み、十分な密着性が得られなくなることが考えられる。本実施形態においては、絶縁膜３０と補助電極４０との間に密着層４１を設けることで絶縁膜３０と補助電極４０との密着性を高めることができる。
【００２９】
ここで密着層４１として、好ましくは、下記に示される薄膜が挙げられる。
（ア）ＭｏとＷとを含む薄膜
（イ）ＭｏとＣｒとを含む薄膜
（ウ）Ｉｎを含む薄膜
【００３０】
（ア）は、具体的には、重量比でＭｏ：Ｗ＝６０：４０のモリブデン−タングステン合金薄膜が挙げられる。ここでモリブデン−タングステン合金薄膜は、絶縁膜３０及び補助電極４０に対する密着性がいずれも良好であるため密着層４１として適している。このモリブデン−タングステン合金薄膜は、上記密着性を考慮して、好ましくは、Ｍｏの含有率は５重量％以上９５重量％以下である。
【００３１】
尚、（ア）と同様の理由で、（イ）も密着層４１として適している。ここで（イ）（モリブデン−クロム合金薄膜）において、上記密着性の観点から、好ましくは、Ｍｏの含有率は５重量％以上９５重量％以下である。
【００３２】
（ウ）は、具体的には、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の酸化インジウムを含む薄膜である。（ウ）の薄膜も（ア）、（イ）と同様に絶縁膜３０及び補助電極４０に対する密着性がいずれも良好である。
【００３３】
ここで密着層４１の膜厚が薄すぎると絶縁膜３０と補助電極４０との界面を充分被覆できないため密着性を向上させる効果が薄くなる一方で、密着層４１の膜厚が厚すぎるとコスト増に繋がる。このことから、密着層４１の膜厚は、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下が望ましい。密着層４１は、例えば、モリブデン−タングステン合金を膜厚１０ｎｍでスパッタ成膜してからフォトプロセスによるパターニング形成することで、所望の形状に形成される。
【００３４】
補助電極４０まで形成した後、絶縁膜３０の開口部分、即ち、下部電極２１が露出されている領域に有機ＥＬ層２２を、下部電極２１を被覆するように形成する。
【００３５】
下部電極２１上に形成される有機ＥＬ層２２は、発光層を含む単層又は複数の層からなる積層体である。この積層体の具体的な構成として、下記に示されるものが挙げられる。ただし、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
（１）（下部電極／）発光層（／上部電極）
（２）（下部電極／）発光層／正孔注入層（／上部電極）
（３）（下部電極／）電子輸送層／発光層／正孔輸送層（／上部電極）
（４）（下部電極／）電子注入層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層（／上部電極）
（５）（下部電極／）電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層（／上        部電極）
【００３６】
有機ＥＬ層２２は、メタルマスクを用いた塗り分け蒸着法を用いて順次成膜される。蒸着法に代わる成膜法として、インクジェット塗布等公知の手法を用いてもよい。
【００３７】
有機ＥＬ層２２を構成する各層の構成材料としては、有機発光材料、正孔注入材料、電子注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。
【００３８】
ここで正孔注入材料又は正孔輸送材料に有機発光材料をドーピングしたり、電子注入材料又は電子輸送材料に有機発光材料をドーピングしたりする等により発色の選択の幅を広げるように構成してもよい。また有機ＥＬ層２２を構成する各層は、発光効率の観点からアモルファス膜であることが好ましい。
【００３９】
有機発光材料は、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体を使用できる。しかし、本発明においてはこれらの材料に限定されるものではない。尚、発光層の膜厚は、好ましくは、０．０５μｍ以上０．３μｍ以下であり、より好ましくは、０．０５μｍ以上０．１５μｍ以下である。
【００４０】
また、正孔注入材料・正孔輸送材料としては、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が使用できるが、本発明においてはこれらの材料に限定されるものではない。
【００４１】
電子注入材料・電子輸送材料の例として、アルミに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ3、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等を使用できるが、本発明においてはこれらの材料に限定されるものではない。
【００４２】
有機ＥＬ層２２、絶縁膜３０及び補助電極４０を被覆するように形成される上部電極２３は、光取り出し側の電極であるので、光透過性を有する材料で構成される電極層である。ここで光透過性を有する材料で構成される電極層とは、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等の透明導電性材料からなる電極層、ポリアセチレン等の有機導電膜、光透過性を有するように膜厚を１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下に薄くした金属薄膜等が挙げられる。
【００４３】
上部電極２３は、例えば、スパッタ法による膜厚３０ｎｍのＩＴＯ膜の全面成膜によって形成される。ここで上部電極２３の膜厚が薄すぎると充分な導電性を確保できない一方で、上部電極２３の膜厚が厚すぎると充分な光透過性を確保できない。このため、上部電極２３の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲が望ましい。
【００４４】
本実施形態の有機ＥＬ表示装置を点灯検査すると、全ての画素で点灯異常がみられないので、本実施形態により、良好な表示特性を示す有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【００４５】
［実施例２］
図３は、本発明の表示装置（有機ＥＬ表示装置）における第２の実施形態を示す断面模式図である。尚、図３において、図１の有機ＥＬ表示装置１と同一の部材については同一の符号を付している。図３の表示装置（有機ＥＬ表示装置２）は、絶縁膜３０と補助電極４０との密着性を高める手段が異なることを除いては、図１の有機ＥＬ表示装置１と同様の構成である。このため、絶縁膜３０と補助電極４０との密着性を高める手段を施す工程以外の工程は、第１の実施形態（実施例１）の有機ＥＬ表示装置の製造工程と同様に行うことができる。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４６】
図３の有機ＥＬ表示装置２は、絶縁膜３０の表面に凹凸形状３０ａが形成され、この凹凸形状３０ａが形成されている面上に補助電極４０が設けられている。
【００４７】
この凹凸形状３０ａも、絶縁膜３０と補助電極４０との密着性を高める手段であるが、その詳細・原理を以下に説明する。
【００４８】
絶縁膜３０の表面に形成される凹凸形状３０ａは、補助電極４０の形成方向に対して形成される一定の高低差（段差）を持つ波状の凹凸形状である。尚、凹凸の高低差は、好ましくは、補助電極４０の膜厚と上部電極２３の膜厚の和よりも小さく、さらには、補助電極４０の膜厚よりも小さいことがより好ましい。凹凸の高低差は、例えば０．３μｍ程度である。ここで凹凸形状３０ａの凹凸の周期は、例えば、絶縁膜３０の開口部の周期に対して１０倍の密度で形成する。尚、凹凸の形状については波状に限定されるものではなく、穴状、うろこ状等界面での接触面積を増やすと共に外部応力を分散できる形態であればよい。また、凹凸の周期は絶縁膜の開口部周期以下であることが好ましく、これにより補助電極４０の絶縁膜３０からの剥離を効果的に抑制することができる。
【００４９】
本実施形態の表示装置（有機ＥＬ表示装置）を点灯検査すると、全ての画素で点灯異常がみられないので、本実施形態により、良好な表示特性を示す有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【００５０】
［比較例１］
図４は、本比較例で作製した表示装置（有機ＥＬ表示装置）を示す断面模式図である。図４の表示装置（有機ＥＬ表示装置１００）は、絶縁膜３０と補助電極４０との密着性を高める手段を設けないことを除いては、図１の有機ＥＬ表示装置１と同様の構成である。このため、絶縁層３０上に密着層４１を形成する工程を省くことを除いては、第１の実施形態（実施例１）の有機ＥＬ表示装置と同様の方法で製造することができる。
【００５１】
本比較例の有機ＥＬ表示装置（有機ＥＬ表示装置１００）を点灯検査したところ、補助電極の剥れに起因する点灯異常が２０％以上の画素で確認された。
【００５２】
以上より、本発明によれば、点灯異常の発生しない良好な表示特性を示す表示装置（有機ＥＬ表示装置）を提供することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１（２）：有機ＥＬ表示装置、１０：基板、１１：基材、１２：画素駆動回路、１３：平坦化膜、１４：コンタクトホール、２０：有機ＥＬ素子部、２１：下部電極、２２：有機ＥＬ層、２３：上部電極、３０：絶縁層、４０：補助電極、４１：密着層
【図１】
2012022956.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012022956.tif 000005
【図４】
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