(57)【要約】  【課題】  本発明が解決しようとする課題は、寿命の長い有機ＥＬ表示装置を提供することである。  【解決手段】  基板上の画素電極と、前記画素電極を囲む絶縁隔壁と、前記画素電極上の有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上の共通電極と、を有する有機ＥＬ表示装置において前記共通電極は金属酸化物である透明導電膜で構成され、共通電極の上であって、前記絶縁隔壁と重なる位置にＺｎ又Ｍｇを主成分とする不透明な金属で構成された補助電極を備える。但し、補助電極の位置は、共通電極の上でなく、共通電極の下であってもよい。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と、画素電極を囲む画素分離膜と、有機ＥＬ層と、共通電極とが準に積層された有機ＥＬ素子を備え、
前記共通電極側を表示面とする有機ＥＬ表示装置において、
前記共通電極の上面又は下面に接触し、前記画素電極と重なる位置に開口を備えた補助電極を備え、
前記補助電極が、Ｚｎ又はＭｇを主成分とする材料で構成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
複数の画素電極と、有機ＥＬ層と、共通電極とが積層された有機ＥＬ素子を備え、
前記共通電極側を表示面とする有機ＥＬ表示装置において、
前記共通電極の上面又は下面に接触し、前記画素電極同士の隙間と重なる位置に、不透明な補助電極を備え、
前記補助電極が、Ｚｎ又はＭｇを主成分とする材料で構成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記共通電極と前記補助電極とを合わせたシート抵抗は、１０Ωｃｍ以下であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記共通電極は、インジウムＩｎ、亜鉛Ｚｎ又は錫Ｓｎを含む金属酸化物で構成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記補助電極として、抵抗加熱による蒸着、誘導加熱による蒸着、ＥＢによる蒸着、スパッタのいずれかによって成膜することを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トップエミッション型のアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置（ＡＭ−ＯＬＥＤ）の共通電極の低抵抗化技術、特に、補助電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＡＭ−ＯＬＥＤの共通電極は、ボトムエミッション型（ＢＥ型）の場合、アルミニウムのような不透明な金属電極で、トップエミッション型（ＴＥ型）の場合、ＩＺＯやＩＴＯのような透明導電膜で形成される。
【０００３】
ＴＥ型の共通電極は上述の通り透明導電膜であるため抵抗が大きい。そのため、共通電極の電位が面内で一定にならず、電圧勾配が発生し、面内で輝度ムラが発生する。そのため、従来のＴＥ型のＡＭ−ＯＬＥＤでは、特許文献１のように、画素電極の周りに形成される画素分離膜の上に、アルミニウムＡｌによる補助電極を形成することで、シート抵抗を下げてきた。
【０００４】
【特許文献１】特開2007-73323号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアルミニウムによる補助電極は低抵抗であるが、融点があまりにも高い。そのため、蒸着マスクが熱膨張により変形して蒸着精度が低下し、高精細で明るい有機ＥＬ表示装置を実現することができなかった。
【０００６】
また、有機ＥＬ表示装置の素子基板自体の温度も高くなるので、すでに成膜した有機ＥＬ層に対してダメージを与えてしまう。従って、有機ＥＬ表示装置層の寿命低下や、発光効率の低下を招いてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、高精細かつ、長寿命な有機ＥＬ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】
上記課題を解決する手段を複数含むが、代表的なものは次の通りである。
【０００９】
まず、ＴＥ型のＡＭ−ＯＬＥＤにおいて、共通電極を金属酸化物の透明導電膜で構成し、前記共通電極の上面又は下面に接触し、前記画素電極と重なる位置に開口を備えた補助電極を備え、補助電極が、亜鉛Ｚｎ又はマグネシウムＭｇを主成分とする材料で構成されている。
【００１０】
また、別の構成としては、ＴＥ型のＡＭ−ＯＬＥＤにおいて、共通電極を金属酸化物の透明導電膜で構成し、共通電極の上面又は下面に接触し、画素電極同士の隙間と重なる位置に不透明な補助電極を備え、前記補助電極が、Ｚｎ又はＭｇを主成分とする材料で構成されている。
【００１１】
図４に、この構成を採用した結果得られる効果を示し、図５に、金属材料の蒸気圧０．０１３Ｐａにおける温度、抵抗率を示す。図５のように、ＺｎやＭｇはＡｌに比べて、半分以下の温度である。マグネシウムＭｇ又は亜鉛Ｚｎを補助電極に用いる場合、メタルマスク温度も基板温度も上昇を５℃以下に抑えられる。メタルマスクの温度上昇はメタルマスクの歪みの原因となる。本発明によれば、温度上昇を抑えることで、蒸着ずれを５μｍ以下にまで低減できた。アルミニウムＡｌを補助電極に用いる場合、メタルマスクの歪みにより、３５±７μｍ以内となるので、マグネシウムＭｇ又は亜鉛Ｚｎを補助電極に用いる場合、アルミニウムＡｌを補助電極に用いた場合に比べて、蒸着ずれを１／５に抑制できることになる。また、この図５の表の抵抗率が示すように、亜鉛ＺｎやマグネシウムＭｇはアルミニウムＡｌの３倍程度の抵抗増加しかないので、実用に耐えることができる。このように、歪みの少ない蒸着マスクで製造できるようになると、バンクの幅を狭くして発光面積を大きくすることができるので、明るい有機ＥＬ表示装置を提供できる。また、発光輝度を抑えれば、有機ＥＬ表示装置の寿命を伸ばすことができる。また、蒸着マスクの歪みを抑えることができるようになることから、例えば、１７インチのような有機ＥＬ表示装置の大画面化も可能になる。また、有機ＥＬ層は高温に弱いので、低温であることで、基板に形成されている有機ＥＬ層の劣化が抑えられる。この作用によっても有機ＥＬ表示装置の寿命を伸ばすことができ、さらに、劣化が少ないことから高品位の画像を提供できる。
【００１２】
また、亜鉛ＺｎやマグネシウムＭｇは、従来のアルミニウムＡｌのように、反射率が高くないので、表示品位の高い有機ＥＬ表示装置が可能である。特に、亜鉛Ｚｎは黒色であるので、顕著にコントラストを向上させることができる。
【００１３】
さらに、補助電極材料に亜鉛Ｚｎを用いた場合、補助電極の幅方向のエッジにおいては、蒸着膜厚のプロファイル（厚みの変化）が極めて薄膜になることから、透明導電膜の持つ酸素により容易に酸化され、ＺｎＯとなり透明化する。この結果、補助電極の多少の蒸着ずれによる影響は目視上、判別ができなくなる程度まで抑えられる。
【００１４】
この共通電極と補助電極とを合わせたシート抵抗を１０Ωｃｍ以下まで下げることで、輝度むらを目視できない程度まで改善できる。
【００１５】
また、共通電極は、シート抵抗と透過率を考慮して、インジウムＩｎ、亜鉛Ｚｎ、錫Ｓｎを含む酸化物で構成するのが好ましい。
【００１６】
さらに、補助電極として、抵抗加熱による蒸着、誘導加熱による蒸着、ＥＢによる蒸着、スパッタのいずれかによって成膜することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、製造プロセスの温度を下げることができるので、有機ＥＬ表示装置の素子寿命を伸ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、実施例を説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子が形成されたＥＬ基板と、その有機ＥＬ素子をカバーする封止基板とを備えている。図１に、本発明を適用したＥＬ基板の有効表示領域の部分上面図を示す。画素電極ＡＤである陽極が一定距離間隔を空けてマトリクス状に配置されている。そしての中央が露出するように画素分離膜ＢＮＫが格子状に形成されている。この画素分離膜ＢＮＫと重なる位置に補助電極ＳＵＰが形成されている。この補助電極ＳＵＰの下に共通電極ＣＤである陰極が表示領域全面に形成されている。
【００２０】
＜層構造＞
図２に、図１のＡ−Ｂ断面図を示す。薄膜トランジスタＴＦＴを含む回路層の上に、反射膜ＲＥＦ、画素電極、画素分離膜ＢＮＫ、有機ＥＬ層ＯＬＥ、補助電極ＳＵＰ、共通電極ＣＤが順に積層された構造である。
【００２１】
薄膜トランジスタＴＦＴのチャネルは、アモルファスシリコンに結晶性を加えた半導体層で、反射膜ＲＥＦはＡｌＳｉ／ＭｏＷの積層膜、画素電極ＰＩＸはＩＴＯ、画素分離膜ＢＮＫはポリイミド又はＳｉＮ、補助電極ＳＵＰはＭｇ又はＺｎ、共通電極ＣＤはＩＺＯで構成されている。
【００２２】
＜製造プロセス＞
薄膜トランジスタＴＦＴを備えた基板ＳＵＢの上にスパッタでＡｌＳｉ／ＭｏＷの積層膜を反射膜ＲＥＦとして形成し、ホトリソでパターン加工する。その上にＩＴＯをスパッタで成膜し、ホトリソ工程によって反射膜より一回り大きい画素電極ＡＤをパターン化した後、結晶化する。画素電極ＡＤの中央を露出し、かつ、外縁を囲むように画素分離膜ＢＮＫをポリイミド又はＳｉＮで形成する。この上に有機ＥＬ層を蒸着で形成する。この有機ＥＬ層の上に補助電極ＳＵＰを形成する。この補助電極ＳＵＰは、ＥＢ蒸着（加速電圧１０ｋＶ）でＭｇ又はＺｎを形成する。この際、メタルマスクは３６Ｎｉ−Ｆｅで膜厚３０μｍのものを用い、基板との間のギャップを３５０ｍｍとした。その後、ＩＺＯをスパッタで成膜した。
【実施例２】
【００２３】
図１に、本発明を適用した有機ＥＬ表示装置の有効表示領域の部分上面図を示す。
【００２４】
図３に、本発明を適用した有機ＥＬ表示装置の有効表示領域の部分断面図を示す。
【００２５】
＜層構造＞
図３に、図１のＡ−Ｂ断面図を示す。薄膜トランジスタＴＦＴを含む回路層の上に、反射膜ＲＥＦ、画素電極ＰＩＸ、画素分離膜ＢＮＫ、有機ＥＬ層ＯＬＥ、共通電極ＣＤ、補助電極ＳＵＰが順に積層された構造である。薄膜トランジスタＴＦＴのチャネルは、アモルファスシリコンに結晶性を加えた半導体層で、反射膜ＲＥＦは、ＡｌＳｉ／ＭｏＷの積層膜、画素電極ＡＤはＩＴＯ、画素分離膜ＢＮＫはポリイミド又はＳｉＮ、共通電極ＣＤはＩＺＯ、補助電極ＳＵＰはＭｇ又はＺｎで構成されている。図２との相違点は、補助電極を共通電極の上に形成している点である。
【００２６】
＜製造プロセス＞
薄膜トランジスタＴＦＴを備えた基板ＳＵＢの上にスパッタでＡｌＳｉ／ＭｏＷの積層膜を反射膜として形成し、ホトリソでパターン加工する。その上にＩＴＯをスパッタで成膜し、ホトリソ工程によって反射膜より一回り大きい画素電極ＡＤをパターン化した後、結晶化する。画素電極ＡＤの中央を露出し、かつ、外縁を囲むように画素分離膜ＢＮＫをポリイミド又はＳｉＮで形成する。この上に有機ＥＬ層ＯＬＥを蒸着で形成する。この有機ＥＬ層ＯＬＥの上に共通電極ＣＤとしてＩＺＯを表示領域全面に対してスパッタ成膜する。さらに、補助電極ＳＵＰを形成する。この補助電極ＳＵＰは、メタルマスクを介してＥＢ蒸着（加速電圧１０ｋＶ）でＭｇ又はＺｎを形成する。この際、メタルマスクは、３６Ｎｉ−Ｆｅで膜厚３０μｍのものを用い、基板との間のギャップを３５０ｍｍとした。
【００２７】
＜まとめ＞
これらの実施例のように、画素電極と、画素電極を囲む画素分離膜と、有機ＥＬ層と、共通電極とが積層された有機ＥＬ素子を備え、共通電極側を表示面とするトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置において、共通電極の上面又は下面に接触し、画素電極と重なる位置に開口を備えた補助電極が、Ｚｎ又はＭｇを主成分とする材料で構成されているか、共通電極の上面又は下面に接触し、画素電極同士の隙間と重なる位置に形成された補助電極が、Ｚｎ又はＭｇを主成分とする材料で構成されていることにより、低温プロセスでの補助電極形成が可能となるので、有機ＥＬ層へのダメージを低減でき、有機ＥＬ表示装置の素子寿命を伸ばすことができる。この補助電極は、抵抗加熱による蒸着、誘導加熱による蒸着、ＥＢによる蒸着、スパッタのいずれかによって成膜することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】有効表示領域の部分上面図である。
【図２】有効表示領域の部分断面図である。
【図３】有効表示領域の部分断面図である。
【図４】補助電極による効果である。
【図５】金属材料の蒸気圧０．０１３Ｐａにおける温度、抵抗率である。
【符号の説明】
【００２９】
ＡＤ・・・画素電極、ＣＤ・・・共通電極、ＯＬＥ・・・有機ＥＬ層、ＳＵＰ・・・補助電極。
【図１】
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【図２】
2009026619.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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