(57)【要約】      （修正有）【課題】有機発光層で発光した光の一部がＴＦＴのチャネル部に入り込んでＴＦＴが誤動作することを効果的に抑えること。【解決手段】発光装置は、基板１上に形成されたＴＦＴ１２と、そのＴＦＴ１２上に第１の絶縁層７を挟んで積層された有機発光体部２１と、その有機発光体部２１とＴＦＴ１２のドレイン電極６ｂとを導電接続するコンタクトホール２２と、を含む発光部を有しており、有機発光体部２１は、ＴＦＴ１２の側からコンタクトホール２２に電気的に接続された第１の電極層８、有機発光層１０、第２の電極層１１が積層されているとともに、発光領域２０がＴＦＴ１２と平面視で重なっておらず、第１の絶縁層７及び第１の電極層８上に有機発光層１０を囲むように第２の絶縁層９が形成されている発光装置であって、第２の絶縁層９は、有機発光層１０で発光した光を吸収する光吸収性を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された薄膜トランジスタと、その薄膜トランジスタ上に第１の絶縁層を挟んで積層された有機発光体部と、その有機発光体部と前記薄膜トランジスタの電極とを導電接続するコンタクトホールと、を含む発光部を有しており、前記有機発光体部は、前記薄膜トランジスタの側から前記コンタクトホールに電気的に接続された第１の電極層、有機発光層、第２の電極層が積層されているとともに、発光領域が前記薄膜トランジスタと平面視で重なっておらず、前記第１の絶縁層及び前記第１の電極層上に前記有機発光層を囲むように第２の絶縁層が形成されている発光装置であって、前記第２の絶縁層は、前記有機発光層で発光した光を吸収する光吸収性を有している発光装置。
【請求項２】
前記第２の絶縁層は、前記有機発光層で発光した光を吸収する光吸収部が前記発光領域以外の部位にある請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記光吸収部は、平面視で前記薄膜トランジスタのチャネル部に重なる部位にある請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記光吸収部は、前記コンタクトホールの部位にある請求項２または請求項３に記載の発光装置。
【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（Electro  Luminescence  ：ＥＬ）あるいは有機ＬＥＤ（Organic  Light  Emitting  diode  ：ＯＬＥＤ)等と称される自発光型の有機電界発光性を有する有機発光層を含む発光部を備えた発光装置であって、有機ＥＬ表示装置、有機ＬＥＤプリンタ（ＯＬＥＤＰ）ヘッド等に適用される発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の有機発光層を有する発光部を備えた発光装置の１例を図５、図６に示す。図５は、発光装置の発光部の断面図であり、図６のＣ１−Ｃ２線における断面図である。図６は、図５の発光装置の３つの発光部の平面図である。図５に示すように、発光装置は、ガラス基板等の透光性を有する基板３１上に形成された薄膜トランジスタ（Thin  Film  Transistor  ：ＴＦＴ）４２と、そのＴＦＴ４２上にアクリル樹脂等から成る第１の絶縁層３７を挟んで積層された有機発光体部５１と、その有機発光体部５１とＴＦＴ１２のドレイン電極36bとを導電接続するコンタクトホール５２と、を含む発光部を有しており、有機発光体部５１は、ＴＦＴ４２の側からコンタクトホール５２に電気的に接続された第１の電極層３８、有機発光層４０、第２の電極層４１が積層されており、第１の絶縁層３７及び第１の電極層３８上に有機発光層４０を囲むようにアクリル樹脂等から成る第２の絶縁層３９が形成されている構成である。
【０００３】
また、図５、図６において、５０は第１の電極層３８及び第２の電極層４１によって有機発光層４０に直接的に電界が印加されて発光する発光領域である。また、第１の電極層３８が陽極であってインジウム錫酸化物（Indium  Tin  Oxide  ：ＩＴＯ）等の透明電極から成り、第２の電極層４１が陰極であってＡｌ−Ｌｉ合金，Ｍｇ−Ａｇ合金等の仕事関数が低く遮光性、光反射性を有する金属、合金から成る場合、有機発光層４０で発光した光は基板３１側から出射される。即ち、発光方向（図５の白抜き矢印で示す方向）が下方（底部方向）であるボトムエミッション型の発光装置となる。一方、第１の電極層３８が陰極であって上記の遮光性、光反射性を有する金属またはそれらの合金から成り、第２の電極層４１が陽極であって透明電極から成る場合、発光方向が上方（頂部方向）であるトップエミッション型の発光装置となる。
【０００４】
ＴＦＴ４２は、基板３１側から、ゲート電極３２、ゲート絶縁膜３３、チャネル部としてのポリシリコン膜３４及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域34aから成る半導体膜、窒化シリコン（ＳｉＮx），酸化シリコン（ＳｉＯ2）等から成る絶縁膜３５、ソース電極36a及びドレイン電極36bが、順次積層された構成を有している。なお、図６において、36aLはソース電極36aにソース信号を伝達するソース信号線であり、32Lはゲート電極３２にゲート信号を伝達するゲート信号線である。各ゲート信号線32Lに入力するゲート信号の電圧を制御することにより、各有機発光層４０の発光強度を制御することができる。また、ソース信号線36aLは電源線として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１２３５４０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、図５、図６に示す従来の発光装置においては、発光領域５０の有機発光層４０で発光した光の一部が第２の絶縁層３９の側に漏れて、ＴＦＴ４２のチャネル部であるポリシリコン膜４に入り込んで光リーク電流が発生しＴＦＴ４２が誤動作するおそれがあった。このような問題点に対処するために、アクリル系樹脂等から成る画素形成層の上に有機発光層を形成して、その画素形成層に遮光材を含有させた有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。しかし、この特許文献１に開示された構成の有機ＥＬ素子においては、平面視で有機発光層に重なる部位に画素形成層があるために、有機発光層で発光した光が画素形成層で遮光されて発光効率が低下する場合があるという問題点があり、さらに有機発光層と平面視で重ならないようにその側方にあるＴＦＴの側に光が漏れやすいという問題点があった。
【０００７】
従って、本発明は上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、有機発光層で発光した光の一部がＴＦＴのチャネル部に入り込んでＴＦＴが誤動作することを効果的に抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発光装置は、基板上に形成された薄膜トランジスタと、その薄膜トランジスタ上に第１の絶縁層を挟んで積層された有機発光体部と、その有機発光体部と前記薄膜トランジスタの電極とを導電接続するコンタクトホールと、を含む発光部を有しており、前記有機発光体部は、前記薄膜トランジスタの側から前記コンタクトホールに電気的に接続された第１の電極層、有機発光層、第２の電極層が積層されているとともに、発光領域が前記薄膜トランジスタと平面視で重なっておらず、前記第１の絶縁層及び前記第１の電極層上に前記有機発光層を囲むように第２の絶縁層が形成されている発光装置であって、前記第２の絶縁層は、前記有機発光層で発光した光を吸収する光吸収性を有している構成である。
【０００９】
本発明の発光装置は、好ましくは、前記第２の絶縁層は、前記有機発光層で発光した光を吸収する光吸収部が前記発光領域以外の部位にある。
【００１０】
また本発明の発光装置は、好ましくは、前記光吸収部は、平面視で前記薄膜トランジスタのチャネル部に重なる部位にある。
【００１１】
また本発明の発光装置は、好ましくは、前記光吸収部は、前記コンタクトホールの部位にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発光装置は、基板上に形成された薄膜トランジスタと、その薄膜トランジスタ上に第１の絶縁層を挟んで積層された有機発光体部と、その有機発光体部と薄膜トランジスタの電極とを導電接続するコンタクトホールと、を含む発光部を有しており、有機発光体部は、薄膜トランジスタの側からコンタクトホールに電気的に接続された第１の電極層、有機発光層、第２の電極層が積層されているとともに、発光領域が薄膜トランジスタと平面視で重なっておらず、第１の絶縁層及び第１の電極層上に有機発光層を囲むように第２の絶縁層が形成されている発光装置であって、第２の絶縁層は、有機発光層で発光した光を吸収する光吸収性を有していることから、有機発光層で発光した光が有機発光層の略側方にある薄膜トランジスタのチャネル部に入り込んで薄膜トランジスタが誤動作することを効果的に抑えることができる。
【００１３】
本発明の発光装置は、好ましくは、第２の絶縁層は、有機発光層で発光した光を吸収する光吸収部が発光領域以外の部位にあることから、有機発光層で発光した光を効率的に吸収することができる。
【００１４】
また本発明の発光装置は、好ましくは、光吸収部は、平面視で薄膜トランジスタのチャネル部に重なる部位にあることから、有機発光層で発光した光が有機発光層の略側方にある薄膜トランジスタのチャネル部に入り込むことをより効果的に抑えることができる。
【００１５】
また本発明の発光装置は、好ましくは、光吸収部は、コンタクトホールの部位にあることから、逆錐形状等の先細り形状のコンタクトホールで光が多重反射して薄膜トランジスタの側に取り込まれることを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の発光装置について実施の形態の１例を示すものであり、発光装置の発光部の断面図であって図２のＡ１−Ａ２線における断面図である。
【図２】図２は、図１の発光装置の３つの発光部の平面図である。
【図３】図３は、本発明の発光装置について実施の形態の他例を示すものであり、発光装置の発光部の断面図であって図４のＢ１−Ｂ２線における断面図である。
【図４】図４は、図３の発光装置の３つの発光部の平面図である。
【図５】図５は、従来の発光装置の１例を示すものであり、発光装置の発光部の断面図であって図６のＣ１−Ｃ２線における断面図である。
【図６】図６は、図５の発光装置の３つの発光部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の発光装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の発光装置の主要な構成部材等を示している。従って、本発明の発光装置は、図に示されていない回路基板、配線導体、制御ＩＣ，ＬＳＩ等の周知の構成部材を備えていてもよい。
【００１８】
図１〜図４は、本発明の発光装置について実施の形態の各種例を示すものである。本発明の発光装置は、ガラス基板等の透光性を有する基板１上に形成されたＴＦＴ１２と、そのＴＦＴ１２上にアクリル樹脂等から成る第１の絶縁層７を挟んで積層された有機発光体部２１と、その有機発光体部２１とＴＦＴ１２のドレイン電極６ｂとを導電接続するコンタクトホール２２と、を含む発光部を有しており、有機発光体部２１は、ＴＦＴ１２の側からコンタクトホール２２に電気的に接続された第１の電極層８、有機発光層１０、第２の電極層１１が積層されているとともに、発光領域２０がＴＦＴ１２と平面視で重なっておらず、第１の絶縁層７及び第１の電極層８上に有機発光層１０を囲むようにアクリル樹脂等から成る第２の絶縁層９が形成されている発光装置であって、第２の絶縁層９は、有機発光層１０で発光した光を吸収する光吸収性を有している構成である。この構成により、有機発光層１０で発光した光が有機発光層１０の略側方にあるＴＦＴ１２のチャネル部であるポリシリコン膜４に入り込んでＴＦＴ１２が誤動作することを効果的に抑えることができる。なお図１、図３において、第２の絶縁層９は発光領域２０を平面視で囲むようにその側方に形成されている。
【００１９】
また、図１、図２において、２０は第１の電極層８及び第２の電極層１１によって有機発光層１０に直接的に電界が印加されて発光する発光領域である。即ち発光領域２０は、有機発光層１０が第１の電極層８と直接的に積層されている部位に相当する。また、第１の電極層８が陽極であってインジウム錫酸化物（Indium  Tin  Oxide  ：ＩＴＯ）等の透明電極から成り、第２の電極層１１が陰極であってＡｌ，Ａｌ−Ｌｉ合金，Ｍｇ，Ｍｇ−Ａｇ合金（Ａｇを５〜１０重量％程度含む），Ｍｇ−Ｃｕ合金（Ｃｕを５〜１０重量％程度含む）等の仕事関数（約４．０Ｖ以下）が低く遮光性、光反射性を有する金属、合金から成る場合、有機発光層１０で発光した光は基板１側から出射される。即ち、発光方向（図１の白抜き矢印で示す方向）が下方（底部方向）であるボトムエミッション型の発光装置となる。一方、第１の電極層８が陰極であって上記の遮光性、光反射性を有する金属またはそれらの合金から成り、第２の電極層１１が陽極であって透明電極から成る場合、発光方向が上方（頂部方向）であるトップエミッション型の発光装置となる。
【００２０】
第１の電極層８または第２の電極層１１に用いられる透明電極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インイジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、リン，ボロンを含むシリコン（Ｓｉ）等の導電性材料であって透光性を有する材料から成る。また第１の絶縁層７及び第２の絶縁層９は、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ樹脂）、ポリシロキサン、ポリシラザン等を用いることができる。ポリシロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合によって骨格構造が形成されたものである。ポリシロキサンは、その酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基、例えばアルキル基、芳香族炭化水素基を有するもの、また酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基を有するものであってもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される材料である。絶縁層として上記の有機材料から成るものを用いると、表面の平坦性を高めることができ、平坦化層とすることが容易である。
【００２１】
ＴＦＴ１２は、基板１側から、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、チャネル部としてのポリシリコン膜４及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域４ａから成る半導体膜、窒化シリコン（ＳｉＮx），酸化シリコン（ＳｉＯ2）等から成る絶縁膜５、ソース電極６ａ及びドレイン電極６ｂが、順次積層された構成を有している。ＴＦＴ１２を構成する半導体は低温ポリシリコン（Low-Temperature  Poly  Silicon  ：ＬＴＰＳ）、アモルファスシリコン、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Indium  Gallium  Zinc  Oxide  ：ＩＧＺＯ）等の酸化物半導体などから成っていてもよい。図１に示すＴＦＴ１２はゲート電極２がチャネル部の下方にあるボトムゲート型のＴＦＴであるが、ゲート電極２がチャネル部の上方にあるトップゲート型のＴＦＴであってもよく、ゲート電極２がチャネル部の下方及び上方の双方にあるダブルゲート型のＴＦＴであってもよい。トップゲート型のＴＦＴ、ダブルゲート型のＴＦＴは、一般に遮光性を有する金属等から成るゲート電極２がチャネル部の上方にあるので、チャネル部に光が入り込むことをより抑えることができ好適である。なお、図２において、6aLはソース電極６ａにソース信号を伝達するソース信号線であり、２Ｌはゲート電極２にゲート信号を伝達するゲート信号線である。各ゲート信号線２Ｌに入力するゲート信号の電圧を制御することにより、各有機発光層１０の発光強度を制御することができる。また、ソース信号線6aLは電源線として機能する。
【００２２】
有機発光層１０は、バックライトが不要な自発光型の有機電界発光性を有するものである。例えば有機発光層１０は数１００ｎｍ程度の厚みを有する積層構造体であり、陰極側から電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極を積層したものである。電極層間の各層の厚みは数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度である。電極層を含む厚みは１μｍ程度である。有機発光層１０の発光層の発光材料としては、低分子蛍光色素材料、蛍光性の高分子材料、金属錯体材料等が採用し得る。
【００２３】
発光層に正孔を注入しやすくするためには発光層のイオン化エネルギーが６．０ｅＶ以下であることがよく、発光層に電子を注入しやすくするためには発光層の電子親和力が２．５ｅＶ以上であることがよい。発光層の発光材料としては、トリス（8-キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体（Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅｎ））、ジトルイルビニルビフェニル（ＤＴＶＢｉ）などがある。高分子材料としては、蛍光性のポリ（p−フェニレンビニレン）、ポリアルキルチオフェン等のπ共役高分子があり、これらの高分子材料は置換基の導入によってキャリア輸送性を制御することができる。電子輸送層の材料としては、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体等が採用し得る。正孔輸送層の材料としては、1,1-ビス（4-ジ-p-アミノフェニル）シクロヘキサン、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体等が採用し得る。正孔輸送層に正孔を注入する正孔注入層の材料としては、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、芳香族ジアミン等が採用し得る。
【００２４】
第１の電極層８、有機発光層１０、第２の電極層１１は、蒸着法、スパッタリング法等の薄膜形成法等によって形成され得る。例えば、第１の電極層８はスパッタリング法等によって形成でき、有機発光層１０は真空蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法等によって形成でき、第２の電極層１１は電子ビーム（Electron  Beam  ：ＥＢ）蒸着法、スパッタリング法等によって形成できる。
【００２５】
また本発明の発光装置は、光吸収部９ｋは、発光領域２０以外の部位にあることが好ましい。この場合、有機発光層１０で発光した光を光吸収部９ｋで効率的に吸収することができる。また、光吸収部９ｋは、第２の絶縁層９における発光領域２０以外のすべての部位にあることが好ましい。この場合、有機発光層１０で発光した光を光吸収部９ｋでより効率的に吸収することができる。
【００２６】
本発明の発光装置は、図１、図２に示すように、第２の絶縁層９は、有機発光層１０で発光した光を吸収する光吸収部９ｋが有機発光層１０を囲むようにその周辺部に形成されており、平面視で光吸収部９ｋの端、輪郭が有機発光層１０の端、輪郭よりも大きいことが好ましい。この場合、有機発光層１０で発光した光が有機発光層１０の略側方にあるＴＦＴ１２の側に漏れることを、最小限の大きさの光吸収部９ｋでもってより効果的に抑えることができる。
【００２７】
また本発明の発光装置は、光吸収部９ｋは、第２の絶縁層９のコンタクトホール２２の部位にあることが好ましい。この場合、逆錐形状等の先細り形状のコンタクトホール２２で光が多重反射してＴＦＴ１２の側に取り込まれることを抑えることができる。
【００２８】
また本発明の発光装置は、光吸収部９ｋは、平面視でＴＦＴ１２のチャネル部に重なる部位にあることが好ましい。この場合、有機発光層１０で発光した光が有機発光層１０の略側方にあるＴＦＴ１２のチャネル部に入り込むことを抑えることができる。
【００２９】
また本発明の発光装置は、図３、図４に示すように、光吸収部９ｋは、第２の絶縁層９全体に相当し第２の絶縁層９全体が光吸収性を有するものであってもよい。この場合、有機発光層１０で発光した光が有機発光層１０の略側方にあるＴＦＴ１２のチャネル部に入り込むことをより有効に抑えることができる。
【００３０】
光吸収部９ｋは、厚み１μｍ程度の第２の絶縁層９をスピンコート法等で形成する際に、予め樹脂ペーストに顔料、染料、金属粒子等を混入させておくことによって形成することができる。光吸収部９ｋは有機発光層１０で発光する光を吸収可能なものであればよく、黒色、褐色、紺色、暗赤色、暗緑色等の暗色系の色調、色合を有しているか、または例えば赤色等の発光スペクトルを大部分吸収し打ち消すことが可能な材料を含んでいればよい。また、図１、図２のように光吸収部９ｋを第２の絶縁層９中に部分的に形成する場合、スピンコート法によって第２の絶縁層９を形成する際に、複数のコーティング工程毎に樹脂レジスト層を区分けするように形成することによって、第２の絶縁層９中に光吸収部９ｋとそれ以外の透光性を有する部位とを区分けして形成することができる。
【００３１】
また光吸収部９ｋは、第２の絶縁層９のＴＦＴ１２側、即ち図１、図３において下層側が上層側よりも光吸収性が高くなるようにしてもよい。あるいは、有機発光層１０に近い部位ほど光吸収性が高くなるようにしてもよい。これらの場合、ＴＦＴ１２側へ漏れる光をより効果的に抑えることができる。
【００３２】
なお、本発明の発光装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の設計的な変更、改良を含んでいてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の発光装置は、例えば図２の主にｘ方向に発光部が行状に並ぶように形成することによって有機ＬＥＤプリンタ（ＯＬＥＤＰ）ヘッドとして構成し得る。また、図２のｘ方向及びｙ方向に発光部が２次元的（平面的に）並ぶように形成することによって有機ＥＬ表示装置として構成し得る。さらに本発明の発光装置及び発光装置を用いた有機ＥＬ表示装置は、各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、照明装置、自動車経路誘導システム（カーナビゲーションシステム）、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、自動車等の乗り物の計器用インジケータ、インスツルメントパネル、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機、医療用表示装置、デジタル表示式腕時計などがある。
【符号の説明】
【００３４】
１  基板
２  ゲート電極
３  ゲート絶縁膜
４  ポリシリコン膜
４ａ  高濃度不純物領域
５  絶縁膜
６ａ  ソース電極
６ｂ  ドレイン電極
７  第１の電極層
８  第１の電極層
９  第２の絶縁層
９ｋ  光吸収部
１０  有機発光層
１１  第２の電極
２０  発光領域
２１  有機発光体部
２２  コンタクトホール
【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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