(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタを備えた第１の基体と、光透過性を有する基板と前記基板に形成された複数の有機ＥＬ素子とを有する第２の基体と、を有し、前記有機ＥＬ素子は陰極と陽極と前記陽極と前記陰極との間に配置された有機ＥＬ層を含む発光層とを含んでなり、前記第１の基体と前記第２の基体とを貼り合わせて前記トランジスタと前記陰極とを電気的に接続させてなる発光装置であって、
前記トランジスタを覆う第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜に形成されている第１の貫通孔を介して前記トランジスタと接続される第１の電極と、
前記第１の電極を覆う第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜に形成されている第２の貫通孔を介して前記第１の電極と接続される第２の電極と、を備え、
前記第２の電極と前記陰極とが接続されることにより前記陰極と前記トランジスタとが電気的に接続されており、
前記複数の有機ＥＬ素子の各々は、前記第２の基体に複数配置されているバンクに仕切られており、
前記発光層は、前記バンクの間に配置されており、
前記陰極は、前記発光層から前記バンクの端部まで覆い、かつ、前記バンクよりも前記第１の基体側に突出するように、前記有機ＥＬ素子毎に個別に形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記有機ＥＬ層から射出された光は透光性を有する前記陽極及び前記基板を介して射出されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第２の電極と前記陰極とが接続されていない前記第１の基体と前記第２の基体との間の少なくとも１部に前記陰極の酸化を防止するための封止手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記封止手段は、少なくとも前記第２の絶縁膜と前記陰極までの間に配置されている接着剤であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記封止手段は、少なくとも前記第２の絶縁膜と前記陰極までの間の間隙に封入されている不活性気体であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光層は、少なくとも前記陽極側に形成されている正孔注入層と、前記正孔注入層の上に形成されている前記有機ＥＬ層と、を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の発光装置を備える電気光学装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の発光装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレクトロルミネッセンス（Electroluminescence：以下、「ＥＬ」と略記する。）ディスプレイ等に適する発光装置の構造及びその製造方法において、極めて光の利用効率の良い発光装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機ＥＬを用いた表示体、特に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で構成した回路により、有機ＥＬ層を駆動する表示体が知られている。例えば、下田氏等の論文（T. Shimoda, H. Ohshima, S. Miyashita, M. Kimura, T. Ozawa, I. Yudasaka, S. Kanbe, H. Kobayashi, R. H. Friend, J. H. Burroughes and C. R. Towns: Proc. 18th Int. Display Research Conf., Asia Display 98, (1998) p. 217.）には、ガラス基板上に低温ポリシリコン（poly-Si）薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)を利用した駆動回路を画素毎に形成し、さらに、配線形成工程、透明電極形成工程、バンク層形成工程、正孔注入層形成工程、有機ＥＬ層形成工程、陰極形成工程等を順に経て有機ＥＬ表示体を形成することが開示されている。
【０００３】
図１６及び図１７に、このような公知技術によって作成される表示体の構成を示す。図１７は、公知技術によって作成される有機ＥＬ表示体の平面図であり、図１６は、図１７に示す平面図上のＢ−Ｂ切断面（屈曲断面）における断面図である。図１６に示すように、ガラス基板１上に、薄膜トランジスタ２、配線層３、透明電極４、バンク層５、正孔注入層６、有機ＥＬ層７、及び陰極８が順次積層されている。
【０００４】
ここで、陰極８は光を透過しない金属によって形成されているので、有機ＥＬ層７からの光は駆動回路が形成されているガラス基板１側から外に取り出される。即ち、有機ＥＬ層７に対して駆動回路側の面が表示面となる。このような表示体では、駆動回路が形成されている領域は光を透過しない為、開口率が低下してしまう。すなわち、図１７に示すように、薄膜トランジスタ２その他の配線（キャパシタ２、配線３及び９）が形成されている領域を避けて有機ＥＬ層７を形成せざるを得なかった。画素領域内にメモリ等、色々な回路を内蔵し表示体の性能や付加価値を上げようとする要求がある場合、或いは高精細な表示体を実現しようとする場合に、光を透過しない回路部分の面積が相対的に大きくなるため、この開口率の低下は顕著な問題になる。
【０００５】
この問題を解決するには、光を射出する側に駆動回路等が存在しない構造、すなわち、陰極に透明な電極材料を用いるか、陰極が駆動回路側にあるような構造にする必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】T. Shimoda, H. Ohshima, S. Miyashita, M. Kimura, T. Ozawa, I. Yudasaka, S. Kanbe, H. Kobayashi, R. H. Friend, J. H. Burroughes and C. R. Towns: Proc. 18th Int. Display Research Conf., Asia Display 98, (1998) p. 217.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、陰極に透明な材料を用いるのは困難である。これは、電極材料は有機ＥＬ層に用いる有機ＥＬ材料に対し仕事関数を近いものを選ばなければならないという制限があるからである。例えば、陽極に用いる電極材料は有機ＥＬ材料のHOMOレベル、陰極に用いる電極材料は有機EL材料のLUMOレベルに対してそれぞれ仕事関数の近いものを選定する必要がある。ところが、陰極に用いるための、有機EL材料のLUMOレベルに近い透明な電極材料には、現在のところ適当なものがないのである。陰極の膜厚を極めて薄くすることも考えられるが、薄い電極層は耐久性や電流容量の点で欠点があり信頼性上好ましくない。
【０００８】
一方、陰極を駆動回路側に設ける構造の場合、今までは、陰極形成後に有機ＥＬ層を形成し、その上に正孔注入層を形成する必要がある。このとき、有機ＥＬ層を正孔注入層より先に形成する必要があるため、有機ＥＬ層に膜厚の不均一性が生じ発光光量のむらが生じるおそれがある。また、陰極に用いる材料はカルシウムＣａ等酸化し易い材料であるため、陰極を密閉した構造としなければならない。この様な事情から、これまで有機ＥＬ層からの光を駆動回路に対して反対側に取り出すことは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、このような要求に基づいてなされたものであって、ＥＬ層に対し陰極層を駆動回路側に備える発光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明に係る発光装置は、トランジスタを備えた第１の基体と、光透過性を有する基板と基板に形成された複数の有機ＥＬ素子とを有する第２の基体と、を有し、有機ＥＬ素子は陰極と陽極と陽極と陰極との間に配置された有機ＥＬ層を含む発光層とを含んでなり、第１の基体と第２の基体とを貼り合わせてトランジスタと陰極とを電気的に接続させてなる発光装置であって、トランジスタを覆う第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜に形成されている第１の貫通孔を介してトランジスタと接続される第１の電極と、第１の電極を覆う第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜に形成されている第２の貫通孔を介して第１の電極と接続される第２の電極と、を備え、第２の電極と陰極とが接続されることにより陰極とトランジスタとが電気的に接続されており、複数の有機ＥＬ素子の各々は、第２の基体に複数配置されているバンクに仕切られており、発光層は、バンクの間に配置されており、陰極は、発光層からバンクの端部まで覆い、かつ、バンクよりも第１の基体側に突出するように、有機ＥＬ素子毎に個別に形成されていることを特徴とする。
また、有機ＥＬ層から射出された光は透光性を有する陽極及び基板を介して射出されることを特徴とする。
また、第２の電極と陰極とが接続されていない第１の基体と第２の基体との間の少なくとも１部に陰極の酸化を防止するための封止手段を有することを特徴とする。
また、封止手段は、少なくとも第２の絶縁膜と陰極までの間に配置されている接着剤であることを特徴とする。
また封止手段は、少なくとも第２の絶縁膜と陰極までの間の間隙に封入されている不活性気体であることを特徴とする。
また、発光層は、少なくとも陽極側に形成されている正孔注入層と、正孔注入層の上に形成されている有機ＥＬ層と、を備えることを特徴とする。
本発明は、上記本発明に係る発光装置を備える電気光学装置でもある。
本発明は、上記本発明に係る発光装置を備える電子機器でもある。
ここで、本発明において「光透過性」とは、光をほぼ１００％透過する透明な状態の他、ある程度光を減衰しても実用目的を満たす程度に光を透過し得るような状態をも含む。
また、「ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）層」とは、その発光性物質が有機であるか無機（Ｚｎ：Ｓ等）であるかを問わず、電界の印加によって、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子とが再結合する際に再結合エネルギーにより発光させるエレクトロルミネッセンス現象を利用して発光する発光材料で形成された層一般をいう。また「発光層」の層構造として、発光性物質からなるＥＬ層の他、正孔注入（輸送）層および電子注入（輸送）層のいずれかまたは双方を備えていてもよい。具体的には、層構造として、陰極／発光層／陽極の他、陰極／発光層／正孔注入層／陽極、陰極／電子注入層／発光層／陽極、または陰極／電子注入層／発光層／正孔注入層／陽極などの層構造を適用可能である。特に、陽極に透明電極材料を用いるなら、正孔注入層を備えていることが好ましい。
また「駆動回路」とは、電流駆動型のＥＬ層を備える発光基板を駆動する電流を供給可能に構成された回路をいい、例えば、薄膜トランジスタを含んで構成される。発光装置がアクティブマトリックス型等の電気光学装置である場合には、各画素の発光に関与する回路素子の集合体をいう。
また「発光装置」は、光を発する機能を有していれば充分で、必ずしも画像表示機能を要求されるものではない。例えば、照明装置や掲示装置等を含む概念である。
また「露出防止構造」とは、第２の電極が直接酸素に触れることを防止する構造をいい、例えば、第２の電極をパターニングして、接続後に露出部分を接着剤や不活性気体で囲むことが可能な構造にすることをいう。または、他の層を第２の電極上にさらに積層して酸化を防止することも含まれる。
また、「導電性材料」は、導電性が高く、電極間の接続に利用できるものをいうが、例えば異方性導電性ペーストや異方性導電性フィルムを利用可能である。
本発明において、「電気光学装置」とは、上記発光装置に電源等を供給する設備を備え、独立して発光作用を奏することができるように構成された装置をいい、電子機器の部品となりうるもの、例えば照明板、表示体等のユニットをいう。また「電子機器」は上記発光装置を備え取引の対象となりうる装置一般をいい、その構成に限定が無いが、例えば、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、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、タッチパネル付き装置、携帯電話、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置等をいう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の発光装置の一例である第１の実施の形態に係る発光装置の断面図（図２におけるＡ−Ａ切断面）。
【図２】第１の実施の形態に係る発光装置の平面図。
【図３】貼り合わせ工程前における駆動回路基板の断面図。
【図４】貼り合わせ工程前の発光基板の断面図。
【図５】貼り合わせ工程後の発光装置の断面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置の回路図。
【図７】第１の実施の形態に係る発光装置の製造方法を例示する製造工程図。
【図８】本発明の発光装置の一例である第２の実施の形態に係る発光装置における、貼り合わせ工程前の発光基板の断面図。
【図９】第２の実施の形態に係る発光装置における貼り合わせ工程前の駆動回路基板の断面図。
【図１０】貼り合わせ工程後の発光装置の断面図。
【図１１】本発明の発光装置の一例である第３の実施の形態に係る発光装置における貼り合わせ工程前の発光基板の断面図。
【図１２】第３の実施の形態に係る発光装置における駆動回路基板に転写される前の、薄膜トランジスタから構成される駆動回路の断面図。
【図１３】本発明に係る電子機器の一例であるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図。
【図１４】本発明に係る電子機器の一例である携帯電話の構成を示す斜視図。
【図１５】本発明に係る電子機器の一例であるディジタルスチルカメラの背面側の構成を示す斜視図。
【図１６】従来の有機ＥＬ表示体の構造を示す断面図。
【図１７】従来の有機ＥＬ表示体の構造を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、好適な本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
＜発光装置の構造＞
図１に、本発明に係る第１の実施の形態の発光装置１０００の断面図を示す。図２に、当該第１の実施の形態に係る発光装置１０００の平面図を示す。図１は、図２の平面図におけるＡ−Ａ切断面における断面図である。
【００１３】
本第１の実施の形態における発光装置１０００は、画像表示に用いられる有機ＥＬ表示体であり、駆動回路基板１００側の構造と、発光（ＥＬ）基板３００側の構造と、を備えている。
【００１４】
図１に示すように、駆動回路基板１００の層構造は、下層側から、基板１０、半導体薄膜１１（ソース１１２、ドレイン１１３、チャネル１１４）、ゲート絶縁膜１２、ゲート電極層１３、第１保護薄膜１４、配線層１６、第２保護薄膜１７、画素電極層１９の各層を備えて構成されている。
【００１５】
一方、発光基板３００の層構造は、上層側（図面上から：製造時には下層側になる）から、透明基板３０、透明電極層３１、バンク３２で仕切られた画素形成領域内に正孔注入層３３、有機ＥＬ層３４、及び陰極層３６が積層されて構成されている。正孔注入層３３及び有機ＥＬ層３４によって発光層３５が形成されている。
【００１６】
より具体的には、図２の平面図に示すように駆動回路や画素領域が配置されている。図６に、この配置に対応する発光装置１０００の回路図を示す。図２及び図６を参照して判るように、当該発光装置は、電源を供給する電源線（supply line）１６１及び書き込み情報を供給する信号線（signal line）１６３と、走査信号を供給する走査線（scan line）１９３及び保持容量（storage capacitor）Ｃが接続される容量線（capacitor line）１９２と、が交差した領域に、個々の画素領域が設けられている。
【００１７】
半導体薄膜１１は、駆動用薄膜トランジスタ（driving TFT）Ｔ１に係る薄膜１１０、及びスイッチング用薄膜トランジスタ（switching TFT）Ｔ２に係る薄膜１１１にパターニングされている。ゲート電極層１３は、薄膜トランジスタＴ１に係るゲート電極１３１、及び薄膜トランジスタＴ２に係るゲート電極１３２にパターニングされている。また配線層１６は、電源線１６１、ドレイン電極１６２、信号線１６３、及び容量電極１６４にパターニングされている。画素電極層１９は、画素電極１９１、容量線１９２、及び走査線１９３にパターニングされている。
【００１８】
さらに、駆動用薄膜トランジスタＴ１を構成する半導体薄膜１１０のソース１１２は、貫通孔１５１を介して電源線１６１に接続されている。薄膜トランジスタＴ１のドレイン１１３は、貫通孔１５２を介してドレイン電極１６２に接続されている。ドレイン電極１６２は、貫通孔１８１を介して画素電極１９１に接続されている。一方、薄膜トランジスタＴ１のゲート電極１３１は、貫通孔１５４を介して保持容量Ｃに接続され、さらに貫通孔１５５を介してスイッチング用薄膜トランジスタＴ２を構成する半導体薄膜１１１のソース１１２に接続されている。保持容量Ｃは、容量線１９２との間で電荷を蓄積し、この保持容量Ｃの両端に保持される電圧に対応して発光層３５を駆動するための電流が定まるようになっている。さらに、薄膜トランジスタＴ２のドレイン１１３は、貫通孔１５３を介して信号線１６３に接続されている。薄膜トランジスタＴ２のゲート電極１３２は、貫通孔１５６を介して走査線１９３に接続されている。
【００１９】
図１及び図６から判るように、上記構成によれば、駆動回路基板１００において、走査タイミング毎に走査線１９３がオン状態になると、スイッチング用薄膜トランジスタＴ２が導通し、信号線１６３に供給されている電圧が保持容量Ｃに蓄積される。次いで、この電圧に対応した電流が駆動用薄膜トランジスタＴ１を流れるようになるため、この電流が有機ＥＬ素子の陽極側（cathode）、すなわち陽極層３１からが発光層３５、すなわち正孔注入層３３及び有機ＥＬ層３４に流れ込み、電流量に対応する光量で発光する。つまり、信号線１６３において指定された電圧に対応する光量で有機ＥＬ素子が発光するのである。
【００２０】
特に本発明では、発光層３５から発せられた光が、光透過性のある陽極層３１を介して基板３０から射出され、陰極層３６側には射出されない。このため、発光層３５から見て陰極層３６の背後には光を透過しない部材を設けても、すなわち駆動回路が存在していても影響がない。そこで、本実施の形態では、例えば図２の平面図に示すように、平面図上、発光層３５に一部または全部が重複させて薄膜トランジスタＴ１やＴ２、保持容量Ｃ、配線層１６１〜１６４、１９１〜１９３を配置することができるのである。
【００２１】
＜駆動回路の製造方法＞
次に、図７の製造工程フローチャートを参照して、本発光装置の製造方法について説明する。図７に示すように、この製造方法は、駆動回路基板１００を形成する工程（Ｓ１０〜Ｓ１７）、発光基板３００を形成する工程（Ｓ２０〜２４）、及び両基板を用いて発光装置１０００を製造する工程（Ｓ３０、Ｓ３１）によって構成されている。
【００２２】
この駆動回路基板の形成や発光基板の形成は、別個独立に、例えば異なる工場で実施されてもいいし、同一の製造現場にて順番に実施（例えば駆動回路基板を形成し、その次に発光基板を形成する。またはその逆）してもよい。また、発光装置１０００を製造する工程は、駆動回路基板の形成や発光基板の形成と同じ場所で行っても、異なる場所で行ってもよい。ここでは、便宜上、駆動回路基板の形成から順に説明する。
【００２３】
駆動回路基板１００の製造には、公知の各種製造技術を適用可能である。以下その一例を挙げる。まず駆動回路基板１００の基台となる基板１０上に半導体薄膜１１（１１０、１１１）を形成する（Ｓ１０）。本発明では駆動回路基板側に光透過性のある材料を使用する必要はないため、耐久性、機械的強度等によって基板材料を選択可能である。例えば基板１０には、金属等の導電性物質、シリコン・カーバイトやアルミナ、窒化アルミニウム等のセラミック材料、溶融石英やガラス等の透明または非透明絶縁性物質、シリコンウェーハー等の半導体物質、およびそれを加工したＬＳＩ基板等が使用可能である。
【００２４】
なお、本願出願人が開発した転写技術（例えば、特開平１０−１２５９３１号公報や特開平１１−２６７３３号公報）を利用してガラス基板等に予め別途に形成した半導体装置をフレキシブル基板に転写して駆動回路基板を製造する場合には、基板１０がフレキシブル基板となる。詳しくは第２の実施の形態において述べる。
【００２５】
半導体薄膜１１の材料としてはシリコンやゲルマニウム、シリコン・ゲルマニウムやシリコン・カーバイドやゲルマニウム・カーバイド等を利用可能である。半導体薄膜１１は、ＡＰＣＶＤ法やＬＰＣＶＤ法、ＰＥＣＶＤ法等のＣＶＤ法、或いはスパッタ法等や蒸着法等のＰＶＤ法で形成される。半導体薄膜１１の性能を高めるためには、エキシマレーザ等の高出力レーザを用いて半導体薄膜を多結晶化させてもよい。この半導体薄膜１１は、各薄膜トランジスタ形状にフォトリソグラフィ等でフォトリソグラフィによりパターンを形成した後、ドライエッチング等でエッチングされて形成される。
【００２６】
次いで、ゲート絶縁膜１２を形成する（Ｓ１１）。ゲート絶縁膜１２は、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、平行平板ＲＦ放電プラズマＣＶＤ法等公知の方法によって、ＳｉＯ２を堆積させて所定の厚みに形成される。
【００２７】
引き続いて、ゲート電極層１３（１３１、１３２）を形成する（Ｓ１２）。まず、ゲート絶縁膜１２上にゲート電極なる金属薄膜をＰＶＤ法或いはＣＶＤ法などで堆積する。ゲート電極層の材質は電気抵抗が低く、熱工程に対して安定である事が望まれ、例えばタンタル、タングステン、クロム等の高融点金属がふさわしい。また、イオンドーピングによってソース、ドレインを形成する場合、水素のチャネリングを防止するためにこのゲート電極の膜厚がおよそ７００ｎｍ程度必要になる。ゲート電極層１３形成後に、公知のフォトリソグラフィ法及びエッチング法を適用してゲート電極１３１、１３２の形状にパターニングする。
【００２８】
次に、半導体薄膜１１に不純物導入をしてソース１１２、ドレイン１１３、チャネル１１４の各領域を形成する（Ｓ１３）。この不純物導入ではゲート電極１３１、１３２がイオン注入のマスクとなるので、チャネルはゲート電極下のみに形成される自己整合構造となる。例えば、薄膜トランジスタがｎ型ＭＯＳトランジスタである場合、チャネル１１４にはボロン、ガリウム、インジウムなどのｐ型不純物がドーピングされ、ソース１１２及びドレイン１１３にはリン、ヒ素、アンチモンなどのｎ型不純物が導入される。
【００２９】
次いで、ゲート電極を覆うように第１保護薄膜１４を形成する（Ｓ１４）。第１保護薄膜１４の形成は、ゲート絶縁膜の形成と同様に行う。
【００３０】
次いで、配線層１６（１６１〜１６４）を形成する（Ｓ１５）。その前に、当該配線層１６と半導体薄膜１１やゲート電極１３とを電気的に接続するための貫通孔１５（１５１〜１５５）をゲート絶縁膜１２や第１保護薄膜１４に開孔させる。そして、ＰＶＤ法やＣＶＤ法等の公知の技術を利用して、アルミニウム等の金属で配線層１６を形成し、各配線の形態にパターニングし、電源線１６１、ドレイン電極１６２、信号線１６３、容量電極１６４を形成する。
【００３１】
次いで第２保護薄膜１６を第１保護薄膜１４と同様にして形成してから（Ｓ１６）、配線層１９（１９１〜１９３）を下層のドレイン電極１６２、走査線１９３を電気的に接続するための貫通孔１８（１８１、１８２）を開孔させる。そして、第２の配線層１９をＰＶＤ法やＣＶＤ法等の公知の技術を利用して形成し、画素電極１９１や容量線１９２、走査線１９３の形状にパターニングする（Ｓ１７）。各配線層１９や画素電極層１９は、導電性のある金属材料、例えばアルミニウムリチウム（Ａｌ−Ｌｉ）を０．１μｍ〜１．０μｍ程度積層して形成する。以上の各工程により駆動回路基板１００が形成される。
【００３２】
図３に、このようにして製造された駆動回路基板１００の層構造を示す。なお図３は、図２の平面図における屈曲した切断面Ｂ−Ｂおいて切断した場合の断面図である。
【００３３】
＜発光基板の製造方法＞
次に、さらに図７の製造工程フローチャートを参照して発光基板３００の製造方法を説明する。発光基板３００の製造には、公知の各種製造技術を適用可能である。以下その一例を挙げる。
【００３４】
まず、透明基板３０上に透明電極層３１を形成する（Ｓ２０）。本発明では発光層からの光はこの基板３０を透過して射出されるため、基板３０は光透過性があることが基本であり、その他、耐久性、機械的強度等を考慮して材料を選択する。例えば、溶融石英やガラス等の透明または半透明絶縁性物質を使用可能である。透明電極層３１は、導電性がありかつ光透過性のある材料であって、ＥＬ層３４に用いられる有機ＥＬ材料のHOMOレベルに対してそれぞれ仕事関数の近いもの、例えばＩＴＯ、ネサ等により形成する。透明電極層３１は、各画素領域の共通電極となるように各画素に配置されている発光層３５の全域にわたって共通に形成されている。形成方法は公知の塗布用、スパッタ法等により、０．０５μｍ〜０．２μｍ程度の厚みに調整されている。
【００３５】
次いで透明電極層３１上にバンク層３２を形成する。当該バンク層は、各画素において発光層３５や陰極層３６を分離する仕切部材としての役割を果たしている。バンク層３２の材料は、絶縁無機化合物または絶縁有機化合物によって構成され、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、アモルファスシリコン、ポリシリコン、ポリイミドまたはフッ素化合物等を利用可能である。例えば、バンク層３２は、正孔注入層３３やＥＬ層３４等を形成するための薄膜材料液に対する接触角が３０度以下となるようにその親和性が調整される。バンク層３２の厚みは、正孔注入層３３及びＥＬ層３４の形成後の厚みの合計より厚く、かつ、陰極層３６の形成後の厚みをさらに合計した厚みよりは低くなるように調整される。バンク層３２は、上記絶縁化合物を公知のスパッタ法、ＣＶＤ法、各種塗布法（スピンコート、スプレーコード、ロールコート、ダイコート、ディップコート）等で成膜後に、フォトリソグラフィ法等でバンク領域を残して当該化合物を除去することによって形成される。
【００３６】
次いで、正孔注入層３３を形成する（Ｓ２２）。正孔注入層３３の材料としては、正孔の注入機能または電子の障壁となる機能を備えた有機物または無機物を使用する。例えば特開平10-163967号や特開平8-248276号に記載されているものを使用可能である。
【００３７】
さて当該正孔注入層３３や次工程のＥＬ層３４の形成には、公知の種々の方法を利用できるが、インクジェット法を利用することは好ましい。そのために、バンク層３２で囲まれた凹部にこれら層を形成するために薄膜材料液を順次充填して薄膜層を形成していく。インクジェット方式によれば任意の位置に任意の量で流動体を充填することができ、家庭用プリンタに使用されるような小型の装置で充填が可能だからである。例えば、インクジェットヘッドから薄膜材料液をバンク層３２間の凹部に充填し、加熱して溶媒成分を除去する。なおインクジェット方式としてはピエゾジェット方式でも熱による気泡発生による吐出する方法でも静電加圧方式であってもよい。加熱による流動体の変質が無い点でピエゾジェット方式が好ましい。
【００３８】
正孔注入層３３形成後に、同様の方法でＥＬ層３４を形成する（Ｓ２３）。電流を流すことにより発光する材料を使用する。この材料は発光させる色彩に応じて、例えば特開平10-163967号や特開平8-248276号に記載されているものを使用する。具体的には、赤色のＥＬ層の材料としては、シアノポリフェニレンビニレン前駆体、2-1,3',4'-ジヒドロキシフェニル-3,5,7-トリヒドロキシ-1-ベンゾポリリウムパークロレート、ＰＶＫにＤＣＭ１をドーピングしたものなどを用いる。緑色のＥＬ層の材料としては、ポリフェニレンビンレン前駆体、2,3,6,7-テトラヒドロ-11-オキソ-1H、5H、11H-(1)ベンゾピラノ[6,7,8-ij]-キノリジン-10-カルボン酸、ＰＶＫにコータミン６をドーピングしたものなどを用いる。青色のＥＬ層の材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ピラゾリンダイマー、2,3,6,7-テトラヒドロ-9-メチル-11-オキソ-1H、5H、11H-(1)ベンゾピラノ[6,7,8-ij]-キノリジン、ジスチル誘導体、ＰＶＫに1,1,4,4-トリフェニル-1,3-ブタジエンをドーピングしたものなどを用いる。ＥＬ層３４は、十分な光量が得られる厚み、例えば０．０５μｍ〜０．２μｍ程度積層して構成される。
【００３９】
なお、必要に応じて電子注入層をＥＬ層の上に同様の方法で形成してもよい。陰極層から注入された電子を発光層に効率よく伝達するためである。電子注入層の材料としては、例えば特開平10-163967号や特開平8-248276号、特開昭59-194393号に記載されているものを使用可能である。具体的には、ニトロ置換フルオレン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体などを使用可能である。その厚みは電子輸送機能を十分に果たせる程度にする。
【００４０】
次いで、陰極層３６を形成する（Ｓ２４）。本発明では、陰極層に光の透過率を考慮する必要がないので、発光層に用いる有機EL材料のLUMOレベルに対して仕事関数の近いものであればよい。例えば、陰極層の材料としては、カルシウム、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム、アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、その他希土類金属が挙げられる。陰極層の形成には、公知の技術、スパッタ法や蒸着法等を用いる。陰極層形成後にフォトリソグラフィ法とエッチング法とを適用して各画素領域毎に分離する。このとき、図１や図４に示すように、バンク層３２のエッジを覆うように形成することは好ましい。発光層３５に隙間無く接触させることが可能となるからである。
【００４１】
図４に、このようにして形成された発光基板３００の層構造を示す。なお図４は、図２の平面図における屈曲した切断面Ｂ−Ｂおいて切断した場合の断面図である。図４に示すように、ガ透明基板３０の表面全体には、透明電極層３１が成膜され、さらにその透明電極層３１の上面には、絶縁物からなるバンク３２で相互に分離された画素形成領域に透明電極層３１側から、正孔注入層３３、ＥＬ層３４及び陰極層３６が積層されていて、正孔注入層３３及び有機ＥＬ層３４で発光層３５が構成されている。
【００４２】
＜接続工程：Ｓ３０＞
次に、図３に示した駆動回路基板１００と、図４に示した発光基板３００とを、画素電極１９１が形成された側と陰極層３６が形成された側とを向かい合わせて張り合わせる。画素電極１９１と陰極層３６とは電気的に接続されるように、駆動回路基板１００及び発光基板３００の位置合わせを行う。このとき、駆動回路基板１００における画素電極１９１と発光基板３００における陰極層３６との間の導電性を確保するために、異方性導電性ペースト又は異方性導電性フィルムを用いることが好ましい。このような導電性材料を用いることによって、予期せぬ短絡等を避けることができる。本実施の形態によれば、画素電極１９１と陰極層３６とがそれぞれ相対的に突出しているので、位置合わせを正しく行えば、両電極を圧着して確実な電気伝導を確保することが可能である。
【００４３】
図５に、このようにして駆動回路基板１００及び発光基板３００を貼り合わせた状態の発光装置１０００全体の断面図を示す。なお図５は、図２の平面図における屈曲した切断面Ｂ−Ｂおいて切断した場合の断面図である。
【００４４】
＜封止工程：Ｓ３１＞
次に、必要に応じて、電気的に接続した駆動回路基板１００と発光基板３００との間に、電気伝導性の無い、かつ、陰極材料に対し不活性な充填材料２０を充填し基板間を封止する。
【００４５】
このような材料２０として例えば、各種接着剤が適当である。接着剤としては、反応性硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の各種硬化型接着剤が挙げられ得る。このような接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等を適用することが可能である。接着剤は、例えば塗布法によって形成される。陰極層も駆動回路基板も光を透過しないため、光以外のエネルギーで硬化する接着剤であることが好ましい。例えば駆動回路基板１００の画素電極１９１以外の領域に適量接着剤を塗布し、画素電極１９１と発光基板３００の陰極層３６との電気的接続を確保しながら発光基板３００全体を接合した後、硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により、前記硬化型接着剤を硬化させる。
【００４６】
接着剤を充填することにより、陰極層を酸化する要因となる酸素を遮断できる。また、接着剤の接着力によって、発光基板と駆動回路基板とをより強固に貼り合わせることが可能となる。接着剤によれば、絶縁性能も高いため、電気的特性に悪影響を与えることもない。
【００４７】
なお、接着剤を利用せずに、駆動回路基板１００と発光基板３００との間に不活性気体を充填して封止してもよい。不活性気体としては、例えばヘリウム、アルゴン等を利用可能である。ただし、陰極層に酸素が作用しなければよいため、駆動回路基板と発光基板との間の真空度を高めてもよい。気体を利用したり真空にしたりする場合には、両基板間の気密性を高めるため、基板端を封止するような構造にする必要がある。不活性気体を充填したり真空にしたりすれば、陰極層を酸化する要因となる酸素が陰極層に作用することを防止可能である。
【００４８】
図５にも示されるように、上記の製造工程によって製造される発光装置１０００において、駆動回路が動作して電流が陰極層３６から発光層３５に流入すると、発光層３５はその電流量に応じた光量で発光するようになる。このとき、陰極層３６には光透過性は無いが、陽極側は透明電極層３１が形成されているので、発光層３５から発せられた光は、透明電極層３１及び基板３０を通じて外部に照射されることになる。
【００４９】
＜実施の形態の利点＞
このように、本第１の実施の形態であれば、駆動回路基板１００と発光基板３００とを別工程で製造するため、歩留まりが向上する。事情に応じて、駆動回路基板１００と発光基板３００とを別々の工場或いは異なった企業においてそれぞれ製造し、最終的に両者を張り合わせるといった製造方法も可能であるから、製造コストの低減を図る上でも極めて有利である。
【００５０】
また本第１の実施の形態によれば、発光層３５から発せられた光は、透明電極層３１及び基板３０を通じて外部に照射されることになる。つまり、基板３０全体が表示面となるが、発光層３５の基板３０側には光を遮る配線等が作り込まれていないから、発光装置としての開口率を極めて高くすることができる。
【００５１】
一方、駆動回路基板１００側の構造については開口率に関与しない為、画素領域全てに回路を配置できる。従って、画素領域内にメモリを始めとする色々な回路を内蔵し、表示体の性能や付加価値を上げることが可能になる。また有機ＥＬは電流駆動素子であることから、表示体のサイズ、或いは精細度の増大に伴い、駆動電流も大きくなる。この場合配線幅を太くする必要が生じるが、この問題にも配線領域を自由に確保可能であるため対応可能である。また駆動回路基板の構成材料が透明である必要もない。
【００５２】
しかも、発光装置１０００の各画素のピッチは、発光基板３０に作り込まれた発光層３５の間のピッチによって決まるものであって、駆動回路基板１００とEL基板３０との張り合わせの際の位置決め精度は、画素ピッチにはなんら影響を与えない。このため、本実施の形態のような張り合わせによる製造方法を採用したとしても、発光装置１０００の画素ピッチの精度が低下するようなことがないのである。
このように、本実施の形態の製造方法によれば、発光装置を極めて効率的に製造することができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
以下では、本発明第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図８乃至図１０は、本発明第２の実施形態を示す図である。図８は張り合わせる前の駆動回路基板６００の断面図、図９は張り合わせる前の発光（ＥＬ）基板７００の断面図、図１０は両者を張り合わせることにより製造された有機ＥＬ表示体である発光装置８００の断面図である。
本実施の形態に係る発光装置８００にといて、具体的な各層の構成（材料）については、上記第１の実施の形態と類似しているため、異なる点を主に説明するものとする。
【００５４】
図８に示すように、駆動回路基板６００において、合成樹脂等の絶縁物からなる基材６０の表面には、後に製造される発光装置８００の画素の位置に対応して、走査線や信号線等の配線６１が形成されている。更に配線６１の表面は保護薄膜６２で覆われている。この保護薄膜６２には配線６１の一部を露出させるための貫通孔６３が開口しており、その貫通孔６３を通じて配線６１の一部と導通がとられるように、配線６４及び画素電極６５が形成されている。特に本実施の形態においては、基材６０が合成樹脂等で構成されている点に特徴がある。
【００５５】
なお、保護薄膜６２の製膜方法、貫通孔６３の開口方法、配線６１、６４、画素電極６５のパターニング方法等については上記第１の実施の形態と同様に考えられる。すなわち、公知の製膜方法やフォトリソ工程が適用可能である。
【００５６】
更に薄膜トランジスタ等から構成される駆動回路６６が画素毎或いは複数の画素毎に配置され、且つ配線６４及び画素電極６５とつながっている。従って、駆動回路は駆動回路基板６００の走査線や信号線等６１及び画素電極６５と接続していることになる。
【００５７】
上記各層の材料及び製造方法については、上記第１の実施の形態と同様に考えられるため（図７：Ｓ１０〜Ｓ１７）、説明を省略する。
【００５８】
一方、図９に示すように、発光基板７００において、合成樹脂等からなる基材７０の表面全体には、透明電極層７１が成膜されている。さらにその透明電極層７１の上面には、絶縁物からなるバンク７２で相互に分離された画素形成領域に透明電極層７１側から、正孔注入層７３、有機ＥＬ層７４及び陰極層７６が積層されている。正孔注入層７３及び有機ＥＬ層７４で発光層７５が構成されている。特に本実施の形態においては、基材７０が合成樹脂から構成されている点にも特徴がある。
【００５９】
なお、他の透明電極層７１、正孔注入層７３、有機ＥＬ層７４、陰極層７６を形成する材料及び製造方法は、上記第１の実施の形態と同様（図７：Ｓ２０〜Ｓ２４）に考えられるため、説明を省略する。
【００６０】
図１０に示すように、本実施の形態に係る発光装置８００は、図８に示した駆動回路基板６００と、図９に示した発光基板７００とを、画素電極６５が形成された側と陰極層７６が形成された側とを内側に向けて張り合わせて構成されている。従って、画素電極６５と陰極層７６とが電気的に接続されるように、駆動回路基板６００及び発光基板７００の位置合わせを行って張り合わせる必要がある。両基板を貼り合わせる工程については、上記第１の実施の形態（図７：Ｓ３０）と同様である。また上記第１の実施の形態と同様に、必要に応じて接着剤を充填したり不活性気体を封入したり真空にしたりする工程（Ｓ７：Ｓ３１）を適用しても良い。
【００６１】
ここで、発光基板７００の代わりに、図１１に示すような構造の発光基板９００を適用してもよい。当該発光基板９００において、合成樹脂等からなる基材９０の表面全体には、透明電極層９１が成膜されており、基材９０はエッチングされている。ここで残った基板部分はバンク９２として働く。バンク９２により相互に分離された画素形成領域に透明電極層９１側から、正孔注入層９３、有機ＥＬ層９４及び陰極層９６が積層されていて、正孔注入層９３及び有機ＥＬ層９４で発光層９５が構成されている。各層の材料及び構成については、上記第１の実施の形態と同様に考えられる。この変形例においても、基材９０は合成樹脂等の材料で構成されている。
【００６２】
また、駆動回路基板６００において、各駆動回路６６を、例えば図１２に示すように、ガラス等の透明基板２００の表面に形成されたものを転写技術により駆動回路基板６００に転写して製造しても良い。すなわち、この製造方法を利用する場合、図１２に示すように、予め転写元基板となるガラス等の透明基板２００上にアモルファスシリコン等からなる剥離層２０１を堆積し、その上に複数の被転写体である薄膜トランジスタから構成される駆動回路６６を形成する。この透明基板２００と駆動回路基板６００をアライメントし、駆動回路６６の領域毎に透明基板２００の、転写させるべき薄膜トランジスタに対応する一部領域にエネルギーを付与し（裏側から光を照射して）、当該薄膜トランジスタを転写先の駆動回路基板６００に転写する。
【００６３】
本第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏する他、特に、駆動回路基板６００における基材６０と発光基板７００における基材７０とが共に合成樹脂等が用いられる点に特徴がある。このような合成樹脂製のプラスチック・フィルムは、温度を加えた時の膨張率が大きく、従来の方法では、有機EL層を形成する際のマスクアライメントが困難であるため使用できないとの認識があった。ところが本発明では、発光装置８００の各画素のピッチは、基板７０に作り込まれた発光層７５のピッチによって決まるものであって、駆動回路基板６００の基材６０と発光基板７００の基材７０との張り合わせの際の位置決め精度は、画素ピッチにはなんら影響を与えない。すなわち、二つの基板上の微小なピッチの位置合わせを行うという目的ために、熱膨張率の低い重量のかさむガラス等の基板を用いる必要が無い。このため本実施の形態のように、合成樹脂等で基板を構成することが可能となり、自由に安価な基板材料を選択できるようになる。
【００６４】
このように、本実施の形態の製造方法によれば、発光装置８００を極めて効率的に製造することができ、結果として大型でフレキシブルな表示体の製造が可能となる。
【００６５】
また本第２の実施の形態によれば、駆動回路基板６００に間隔をおいて配置される複数の薄膜トランジスタ６６を一括して透明基板２００上に集積して製造することができるので、薄膜トランジスタ製造のための材料使用量を相対的に削減し、面積効率を大幅に向上し、多数の薄膜トランジスタ等の回路や素子が分散されて配置される駆動回路基板を効率よく安価に製造することができる。
【００６６】
また本第２の実施の形態によれば、透明基板２００上に集中的に製造した多数の薄膜トランジスタを転写前に選別、排除することが容易に実行可能となり、その結果製品歩留まりを向上することができる。
【００６７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、上述したＥＬ素子駆動回路、及びこの駆動回路によって駆動される発光装置をアクティブマトリクス駆動可能に構成した電気光学装置である有機ＥＬ表示パネルを備えた電子機器の例のいくつかについて説明する。
【００６８】
＜その１：モバイル型コンピュータ＞
まず、本第３の実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネルをモバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図１３は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図１３において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示ユニット１１０６とから構成されている。表示ユニット１１０６は、有機ＥＬ表示パネル１１０１を有している。
【００６９】
＜その２：携帯電話＞
次に、有機ＥＬ表示パネルを、携帯電話の表示部に適用した例について説明する。図１４は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図１４において、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、受話口１２０４、送話口１２０６とともに、上述した有機ＥＬ表示パネル１２０１を備えるものである。
【００７０】
＜その３：ディジタルスチルカメラ＞
さらに、有機ＥＬ表示パネルをファインダに用いたディジタルスチルカメラについて説明する。図１５は、ディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図であるが、外部機器との接続についても簡易的に示すものである。
【００７１】
通常のカメラは、被写体の光像によってフィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号を生成するものである。ここで、ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース１３０２の背面には、上述した有機ＥＬ表示パネル１３０１が設けられ、ＣＤＤによる撮像信号に基づいて、表示を行う構成となっている。このため有機ＥＬ表示パネル１３０１は、被写体を表示するファインダとして機能する。また、ケース１３０２の観察側（図１５においては裏面側）には、光学レンズやＣＤＤなどを含んだ受光ユニット１３０４が設けられている。
【００７２】
ここで、撮影者が有機ＥＬ表示パネル１３０１に表示された被写体像を確認して、シャツボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＤＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００にあっては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図１５に示されるように、前者のビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、また、後者のデータ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作によって、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成となっている。
【００７３】
なお、電子機器としては、図１３のパーソナルコンピュータや、図１４の携帯電話、図１５のディジタルスチルカメラの他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、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、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、上述した表示装置が適用可能なのは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上説明したように、本発明によれば、駆動回路が配設された駆動回路基板と発光層等が形成された発光基板とを張り合わせることにより発光装置を製造するようにしたため、発光装置を極めて効率的に製造することができるという効果がある。
特に、本発明によれば、大型でフレキシブルな表示体の製造が可能となる。
【符号の説明】
【００７５】
１０…基板、１１…半導体薄膜（薄膜トランジスタ）、１２…ゲート絶縁膜、１３…ゲート電極層、１４…保護薄膜、１５…貫通孔、１６…配線層、１７…保護薄膜、１８…貫通孔、１９…画素電極層（配線層）、２０…充填材料、３０…透明（発光）基板、３１…透明電極層（陽極層）、３２…バンク、３３…正孔注入層、３４…有機ＥＬ層、３５…発光層、３６…陰極層、６０…基材、６１…配線、６２…保護薄膜、６３…貫通孔、６４…配線、６５…画素電極、６６…駆動回路（薄膜トランジスタ）、７０…基材、７１…透明電極層、７２…バンク、７３…正孔注入層、７４…有機ＥＬ層、７５…発光層、７６…陰極層、９０…基材、９１…透明電極層、９２…バンク、９３…正孔注入層、９４…有機ＥＬ層、９５…発光層、９６…陰極層、１００…駆動回路基板、１１０…半導体薄膜、１１１…半導体薄膜、１１２…ソース、１１３…ドレイン、１１４…チャネル、１３１…ゲート電極、１３２…ゲート電極、１５１…貫通孔、１５２…貫通孔、１５３…貫通孔、１５４…貫通孔、１５５…貫通孔、１５６…貫通孔、１６１…電源線、１６２…ドレイン電極、１６３…信号線、１６４…容量電極、１８１…貫通孔、１９１…画素電極、１９２…容量線、１９３…走査線、２００…透明基板、２０１…剥離層、３００…発光基板、６００…駆動回路基板、７００…発光基板、８００…発光装置、９００…発光基板、１０００…発光装置、１１００…パーソナルコンピュータ、１１０１…表示パネル、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…携帯電話、１２０１…表示パネル、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…ディジタルスチルカメラ、１３０１…表示パネル、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャツボタン、１３０８…回路基板、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニタ、１４４０…パーソナルコンピュータ
【図１】
0004895235.tif 000002
【図２】
0004895235.tif 000003
【図３】
0004895235.tif 000004
【図４】
0004895235.tif 000005
【図５】
0004895235.tif 000006
【図６】
0004895235.tif 000007
【図７】
0004895235.tif 000008
【図８】
0004895235.tif 000009
【図９】
0004895235.tif 000010
【図１０】
0004895235.tif 000011
【図１１】
0004895235.tif 000012
【図１２】
0004895235.tif 000013
【図１３】
0004895235.tif 000014
【図１４】
0004895235.tif 000015
【図１５】
0004895235.tif 000016
【図１６】
0004895235.tif 000017
【図１７】
0004895235.tif 000018