(57)【要約】【課題】  有機ＥＬ素子を用いたトップエミッション方式の発光装置において、光出射側にある第２電極における電圧降下を抑制するために第２電極に接続する補助配線を設けるにあたり、逆テーパー状の側部を有する隔壁を用いて補助配線を形成すると、隔壁の逆テーパー状の側部によって第２電極が段切れし、電圧降下を抑制することができない。【解決手段】  基板上に形成された逆テーパー状の側部を有する隔壁と、前記隔壁間に形成された第１電極と、前記隔壁上に形成された第３電極と、前記第１電極上と前記第３電極上の一部に形成された有機層化合物と、前記第３電極上と前記有機化合物層上に形成された第２電極とを備える発光装置において、前記有機化合物層は、前記隔壁よりも厚い膜厚で、前記第１電極の上から前記隔壁の上部の一部にかけて連続して形成されている。【選択図】  図１
2013004373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれた有機化合物層を有する複数の有機ＥＬ素子と、
前記複数の有機ＥＬ素子間に設けられた逆テーパー状の側部を有する隔壁と、
前記隔壁の上部に設けられた第３電極と、
を備える発光装置であって、
前記第１電極と前記第３電極とは同一材料からなる層であって、
前記隔壁の逆テーパー状の側部は、前記隔壁よりも厚い膜厚で前記第１電極の上から前記第３電極の一部にかけて連続して形成された前記有機化合物層で覆われており、
前記第２電極は前記第３電極に接触していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
基板に、
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれた有機化合物層を有する複数の有機ＥＬ素子と、
前記複数の有機ＥＬ素子間に設けられた逆テーパー状の側部を有する隔壁と、
前記隔壁の上部に設けられた第３電極と、
を備える発光装置の製造方法であって、
前記基板の上に、逆テーパー形状の側部を有する複数の隔壁を形成する工程と、
前記複数の隔壁で区画された領域のそれぞれに前記第１電極を形成するとともに、前記複数の隔壁の上部に前記第３電極を形成する工程と、
前記複数の隔壁で区画された領域のそれぞれに前記有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層の上および前記第３電極の上に連続する第２電極を形成する工程と、
を有しており、
前記第１電極と前記第３電極を同一材料で同時に形成し、
前記有機化合物層を前記隔壁よりも厚く形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ素子を備えたトップエミッション方式の発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ素子を用いた発光装置が注目されており、中でも、有機化合物層での発光を回路層が形成された基板とは反対側に取りだす、いわゆるトップエミッション方式の発光装置の開発が盛んである。トップエミッション方式は、開口率を十分に確保でき、有機ＥＬ素子の問題点の一つである寿命という課題に対して有利であることから、有機ＥＬ素子を用いた発光装置には特に好ましい方式と言える。
【０００３】
有機ＥＬ素子とは、一対の電極に挟まれた有機化合物層を有し、電極を介して有機ＥＬ素子に注入された正孔および電子が、有機化合物層内で再結合して光を発する構造をいう。トップエミッション方式においては、有機ＥＬ素子が発する光を出射する側（光出射側）に設けられる電極は、可視光の透過率が高いインジウムスズ酸化物やインジウム亜鉛酸化物等の酸化物導電材料を用いて、複数の有機ＥＬ素子に連続する膜として形成される。ところが、これらの酸化物導電膜は、配線層として用いるには抵抗率が高く、電源供給位置からの距離に応じて電圧降下が生じ、発光ムラが起きてしまう。発光ムラを抑制するため透明導電膜を厚く形成して電極の抵抗を低減しようとすると、可視光の透過率が下がってしまい有機ＥＬ素子が発する光を十分取り出せなくなってしまう。
【０００４】
特許文献１には、第１電極と、第１電極が露出するように設けられた開口部を有する絶縁層と、第１電極の上に設けられた有機層と、絶縁層の上に選択的に形成された補助配線と、有機層および補助配線の全面を覆う第２電極を備える表示装置が開示されている。補助配線は金属などの低抵抗な材料で構成されており、第２電極と接する部分を有しているため、電源供給位置からの距離に応じて第２電極で生じる電圧降下を補助配線によって低減することができる。ところが、特許文献１の場合、補助電極を絶縁層の上に選択的に形成するための工程が増え、製造コストが増大してしまう。そこで、特許文献２では、逆テーパー状の側部を有する隔壁を基板に設けておき、隔壁の形状を利用して、第１電極と補助電極とを一括して形成する工夫がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１１２１２号公報
【特許文献２】特開２００８−１３０３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献２のように逆テーパー状の側部を有する隔壁を用いて下部電極と補助配線を一括で形成すると、逆テーパー状の側部で第２電極が段切れしたり、薄くなったりして抵抗が高くなってしまう場合がある。その結果、補助配線を設けても第２電極での電圧降下を抑制できなくなり、表示ムラが生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、補助配線を簡便かつ安定して形成し、表示ムラの少ない発光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明に係る発光装置は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれた有機化合物層を有する複数の有機ＥＬ素子と、
前記複数の有機ＥＬ素子間に設けられた逆テーパー状の側部を有する隔壁と、
前記隔壁の上部に設けられた第３電極と、
を備える発光装置であって、
前記第１電極と前記第３電極とは同一材料からなる層であって、
前記隔壁の逆テーパー状の側部は、前記隔壁よりも厚い膜厚で前記第１電極の上から前記第３電極の一部にかけて連続して形成された前記有機化合物層で覆われており、
前記第２電極は前記第３電極に接触していることを特徴とする。
【０００９】
また、本願発明に係る発光装置の製造方法は、基板に、
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれた有機化合物層を有する複数の有機ＥＬ素子と、
前記複数の有機ＥＬ素子間に設けられた逆テーパー状の側部を有する隔壁と、
前記隔壁の上部に設けられた第３電極と、
を備える発光装置の製造方法であって、
前記基板の上に、逆テーパー形状の側部を有する複数の隔壁を形成する工程と、
前記複数の隔壁で区画された領域のそれぞれに前記第１電極を形成するとともに、前記複数の隔壁の上部に前記第３電極を形成する工程と、
前記複数の隔壁で区画された領域のそれぞれに前記有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層の上および前記第３電極の上に連続する第２電極を形成する工程と、
を有しており、
前記第１電極と前記第３電極を同一材料で同時に形成し、
前記有機化合物層を前記隔壁よりも厚く形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
逆テーパー形状の側部を有する隔壁を利用して、補助配線と有機ＥＬ素子の第１電極（基板側の電極）を同時に形成すると共に、隔壁の膜厚よりも厚い有機化合物層によって隔壁の側部を確実に覆うことで、信頼性が高く表示ムラの少ない発光装置を安価で提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の最適な実施形態を示す構成の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は本発明にかかる発光装置の概略断面図である。図１には有機ＥＬ素子１つ分の構造しか示されていないが、同様の構造が、基板１０の上に繰り返し複数形成されている。
【００１４】
基板１０の上には、第１電極１９と有機化合物層１７と第２電極１８からなる複数の有機ＥＬ素子が配置されており、有機ＥＬ素子間には逆テーパー状の側部を有する隔壁１５が配置されている。隔壁の上には補助配線（第３電極）１６が形成されている。
【００１５】
補助配線１６は、隔壁１５の膜厚よりも薄い層を蒸着法やスパッタリング法などの真空成膜法を用いて基板１０全体に形成した際、隔壁１５の逆テーパー状の側部によって段切れすることを利用して形成される。つまり、逆テーパー状の側部を有する隔壁１５が設けられた基板１０の全体に、前記真空成膜法を用いて電極材料を形成すると、隔壁１５の逆テーパー状の側部によって電気的に分離された電極層が形成される。そこで、隔壁１５の上部に形成される電極層を補助配線１６、隔壁１５によって区切られた領域に形成される電極層を第１電極１９として用いる。従って、補助配線１６と第１電極１９とは同一材料で同時に形成される。その後、第１電極１９ごとに有機化合物層１７が形成される。
【００１６】
引用文献２の実施例および図１によれば、逆テーパー状の側部を有する隔壁を利用する同様の方法で補助配線と第１電極を形成した後、有機化合物層が蒸着法によって形成され、有機化合物層の上には第２電極がスパッタ法にて形成される。ところが、逆テーパー状の側部を有する隔壁の膜厚が、有機化合物層の膜厚（１７０ｎｍ）および第２電極の膜厚（２００ｎｍ）に比べてかなり大きいため、第２電極を隔壁の側部を跨いで連続して形成することは難しい。そのため、第２電極が隔壁によって分離されてしまい、補助配線を設けても低抵抗化できないという問題が生じてしまう。
【００１７】
そこで、本発明では、有機化合物層１７の膜厚を隔壁１５の膜厚以上にして、第１電極１９の上から補助配線１６の一部にかけて連続して形成する。このような構成によれば、逆テーパー状の側部を有機化合物層１７で確実に覆うことができ、その後に基板１０の全体に形成される第２電極１８の膜厚を厚くしなくても、隔壁１５の逆テーパー状の側部で段切れするのを防止することができる。さらに、第１電極と第２電極との間には有機化合物層１７が形成されるため、第１電極と第２電極とが短絡するのを防止することができる。また、隔壁１５の上部の有機化合物層１７で覆われていない領域で、補助配線１６と第２電極１８とを接触させることができる。従って、本発明によれば、第２電極１８による電圧降下を抑制し、信頼性が高く表示ムラが改善された発光装置を提供することができる。
【００１８】
以下、本発明の発光装置を構成する各部材について詳しく説明する。
【００１９】
基板１０はガラス、石英、セラミック等の絶縁基板、あるいはシリコンなどの半導体基板である。回路層１１には発光装置を駆動するためのトランジスタや配線が設けられており、トランジスタの活性層を構成する半導体層や、絶縁層、金属層などを含んでいる。トランジスタの活性層は、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン等の中から、回路構成に応じて、移動度や特性バラツキなどを考慮して適宜選択するとよい。また基板１０と回路層１１との間には、基板１０に含まれる不純物が回路層１１に拡散して回路の不良を引き起こすのを防ぐため、ＳＩＯｘやＳＩＮｘまたはそれらの積層膜からなるアンダーコート層があってもよい。
【００２０】
配線層１２は、回路層１１と有機ＥＬ素子との接続を中継するための層で、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒあるいはそれらの合金、それらの積層構造体からなる。膜厚はパネル設計で要求される抵抗値で決定されるが、好適には１００ｎｍ〜１ｕｍである。また密着性の悪い材料や、熱により他層へ拡散しやすい金属を用いるときは、それぞれ上下に密着層やバリア層として他の金属を設けるとよい。
【００２１】
パッシベーション層１３は、回路層１１の凹凸を平坦化すると共に、前記配線層１２と有機ＥＬ素子とを、コンタクトホール以外の領域で絶縁させるためのものである。パッシベーション層１３には、ＳｉＯｘやＳｉＮｘ、あるいはそれらの積層膜からなる無機パッシベーション層や、ポリイミド等からなる有機パッシベーション層や、それらの積層体によって形成することができる。特に、有機パッシベーション膜は、無機パッシベーションに比べて膜厚を厚く形成しやすいので、回路層１１など下地の凹凸が最終的に光学的なムラとなってしまう場合、その凹凸を平坦化するのに好適である。この場合の有機パッシベーション層の膜厚は、下地の凹凸を十分に平坦化できる膜厚であり、好適には５００ｎｍ〜２ｕｍである。
【００２２】
接続電極層１４は配線層１２と第１電極１９を電気的に接続させるための層で、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化、あるいはそれらの合金、あるいはそれらの積層体からなる。インジウムスズ酸化物やインジウム亜鉛酸化は、その後に成膜される第１電極との電気的接続が良好なために最表面に用いる事が好ましい。また接続電極層１４を形成せずに、前記パッシベーション層に開けたコンタクトホールを介して配線層１２と第１電極とを直接接触させてもよい。
【００２３】
基板に設けられる隔壁１５の側部は逆テーパー状になっている。隔壁１５は、プロセス容易性の点で、ネガ型感光性樹脂を用いることが好ましい。ネガ型感光性樹脂を用いると隔壁の側部は逆テーパー形状となり、隔壁１５の側部と基板とのなす角度である逆テーパー角を４５°〜８５°とすることができる。本発明では、隔壁の膜厚を有機化合物層１７の膜厚以下とするが、有機化合物層１７の膜厚を厚くしすぎると有機ＥＬ素子の電極間の抵抗が高くなりすぎて発光効率を低下させてしまうため、隔壁の膜厚は５０ｎｍ〜１ｕｍとするのが好ましい。
【００２４】
第１電極１９および補助配線１６は、第２電極よりも小さい抵抗率を有するのが好ましく、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇ、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化、あるいはそれらの合金、それらの積層体で形成される。トップエミッション方式の発光装置の場合、第１電極１９は、有機化合物層１７にキャリアを注入する役割以外に、有機化合物層１７で発せられ基板側に向かう光を光出射側へ反射する役割を有している。そのため、第１電極１９および補助配線１６を形成する層は、反射率の高いＡｇ合金と有機化合物層１７へのキャリア注入性のよいインジウムスズ酸化物との積層膜が好ましい。また、第１電極１９での反射率を考慮すると、多くの金属で５０ｎｍ以下の膜厚では反射率が大きく落ちることから、第１電極１９および補助配線１６を形成する層の膜厚は、好適には５０ｎｍ〜３００ｎｍである。隔壁１５の逆テーパー状の側部によって電気的に分離される層のうち、隔壁１５の上部に形成される層を補助配線１６、隔壁１５によって区切られている領域に形成される層を第１電極１９として用いる。
【００２５】
隔壁１５で囲まれた領域を有機ＥＬ素子の発光領域として有効に利用するには、基板１０を光出射側から見て、第１電極１９の側部が隔壁１５によって覆われているように形成することが好ましい。このような構成は基板１０に対して９０度以上の入射角で成膜粒子が基板に飛来する成膜方法、具体的には、スパッタ法や複数の蒸着源を備える蒸着装置を用いた蒸着法、基板を蒸着源の周りで回転させながら成膜する蒸着法で実現することができる。
【００２６】
有機化合物層１７は、少なくとも発光層を含んでおり、発光層の他に電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層などの公知の機能層を含んでいてもよい。本発明ではメタルマスクを用いた蒸着法や塗布法などによって、発光層を有機ＥＬ素子ごとに選択的に形成する。有機化合物層１７の成膜面積は隔壁１５で区画された面積よりも広く、第１電極１９から隔壁１５の上部に形成された第３電極の少なくとも一部にかけて連続して有機化合物層１７が形成され、第３電極の残りの部分（有機ＥＬ素子間の一部分）には有機化合物層１７は形成されない。ここで、有機化合物層１７の膜厚は図１に示したように、有機化合物層１７の上部の高さａが、隔壁１５に囲まれた領域において隔壁１５の上部の高さｂ以上となるよう形成すれば、隔壁１５の逆テーパー状の側部を有機化合物層１７で確実に覆うことができる。その結果、後の第２電極１８の成膜工程において、成膜粒子が回り込みにくい隔壁１５の逆テーバー状の側部の影響を受けないため、第２電極を複数の有機ＥＬ素子に連続して形成することができる。加えて、第１電極１９と第２電極１８とが、有機化合物層１７によって離間されるので、第１電極と第２電極との短絡も防止できる。
【００２７】
第２電極１８には、透過率の高いインジウムスズ酸化物やインジウム亜鉛酸化物などの透明導電材料を用いる事が好ましいが、可視光の透過率が６０％以上あれば、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇ等の金属の極薄膜でも構わない。第２電極１８の膜厚は透過率を考慮し、材料に応じて５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲でスパッタ法や蒸着法を用いて形成するのが好ましい。また、第２電極１８は有機化合物層１７が形成されていない隔壁１５の上部で、補助配線１６と電気的に接触している。
【００２８】
本構成によれば、隔壁１５の逆テーパー状の側部は有機化合物層１７によって覆われるため、第２電極１８は隔壁１５の逆テーパーの側部で段切れすることがない。さらに、第１電極１９と第２電極１８とが、有機化合物層１７によって離間されるので、第１電極と第２電極１８との短絡を防止することができる。従って、信頼性の高い発光装置の製造が可能になる。
【００２９】
また本構成によれば、第２電極１８は隔壁１５の上部で補助配線１６と電気的に接触するため、電流は第２電極１８と補助配線１６とを流れ、抵抗値が大幅に下がる。これにより第２電極１８の透過率を優先して設計しても、電圧降下を抑制することができ、表示ムラの少なく明るい発光装置の製造が可能になる。
【実施例１】
【００３０】
本実施例では、発光装置として３ｉｎｃｈサイズのＱＶＧＡの表示装置を作製した例を示す。まず、ガラス基板１０の上に多結晶Ｓｉを活性層としたトランジスタを形成して回路層１１を形成した。その上に、スパッタリング法により配線層１２としてＴｉ／ＡｌＳｉ／Ｔｉ（１００ｎｍ／４００ｎｍ／１００ｎｍ）を成膜して、回路層１１に設けられたコンタクトホールを介して回路層と接続させた。配線層１２の上に、パッシベーション層１３を形成し、配線層１２と後に形成する接続配線層１４とを電気的に接続するためのコンタクトホールを形成した。パッシベーション層１３として、まず無機パッシベーション層としてＳｉＮｘを膜厚３００ｎｍ成膜してコンタクトホールをあけた後、その上に有機パッシベーション層としてポリイミドを膜厚１．５ｕｍ成膜した。有機パッシベーション層はスピンコート法を用いて形成し、無機パッシベーション層のコンタクトホールと同一の場所に、フォトリソ法を用いたウェットエッチングプロセスによりコンタクトホールを設けた。
【００３１】
続いて、コンタクトホールを覆うようにインジウムスズ酸化物を４０ｎｍの厚さに成膜して接続電極１４を形成し、有機ＥＬ素子ごとに分割されるようにウェットエッチングプロセスによりパターニングした。接続電極層１４が形成された基板１０の上全体に、隔壁となるネガ型感光性樹脂をベーク後の膜厚が３００ｎｍになるようにスリットコータを用いて成膜した。その後、接続電極１４の一部が露出するようにフォトリソを用いてパターニングし、有機ＥＬ素子の発光領域を区画する隔壁１５を形成した。完成した隔壁の側部は逆テーパー状となっており、逆テーパー角は５３°であった。
【００３２】
次に第１電極１９および補助配線１６を形成する層として、ＡｌＮｄを複数の蒸着源を備える蒸着装置で膜厚１００ｎｍに蒸着した。その後、有機ＥＬ素子ごとに赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）のいずれかの光を発する発光層を含む有機化合物層１７が形成されるよう、メタルマスクを用いて成膜した。メタルマスクは、開口が隔壁１５の開口よりも各辺１０μｍ大きいものを用いた。有機化合物層１７の膜厚は全ての有機ＥＬ素子において、３００〜４２０ｎｍの範囲となるように成膜した。有機化合物層１７の上にスパッタリング法を用いて第２電極としてインジウムスズ酸化膜を１０ｎｍの膜厚で成膜した。第１電極１９および補助配線１６を形成する層の形成工程から第２電極の成膜工程までは、一貫して真空下で行った。
【００３３】
最後に、有機ＥＬ素子を覆うように、紫外線硬化型接着剤を用いてキャップガラスを基板１０と接着して封止を行い、３ｉｎｃｈの表示装置が完成した。
【００３４】
得られた表示装置に全面白の表示をさせたところ、電圧降下によるムラ等がほとんど目立たず、良好な発光を示した。
【００３５】
以上、実施例では表示装置の例を説明したが、本発明は照明器具や液晶パネルのバックライトなど各種発光装置に広く用いることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  基板
１１  回路層
１２  配線層
１３  パッシベーション層
１４  接続電極層
１５  隔壁層
１６  補助配線
１７  有機化合物層
１８  第２電極
１９  第１電極
【図１】
2013004373.tif 000003