(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明の基板と、前記基板の一方の面にストライプ状に形成された第１電極と、前記第１電極の一方の面に対し該第１電極と交差する状態でストライプ状に形成された絶縁材よりなる電極分離隔壁と、前記電極分離隔壁の間に形成された有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料からなる薄膜の発光層と、前記発光層を覆うように、かつ平行なストライプ状に形成された第２電極とを備え、前記第１電極及び第２電極のそれぞれの交差部と、各交差部の間に存在する前記発光層とにより形成された発光素子をマトリックス状に形成した有機ＥＬ表示装置において、
前記電極分離隔壁は、第１電極側に形成された裾部を有する無機材料からなる第１隔壁と、該第１隔壁の頂面に形成された庇部を有する有機材料からなる第２隔壁とから構成され、前記第１隔壁の裾部の張り出し寸法が、前記第２隔壁の庇部の張り出し寸法よりも大きく形成された有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第２隔壁は、その横断面形状が扁平台形状に形成されている請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第１隔壁は、酸化珪素、窒化珪素又は酸化マグネシウムにより形成されている請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記電極分離隔壁の庇部の第１電極からの高さ寸法は、前記発光層の膜厚寸法と第２電極の膜厚寸法の合計膜厚寸法よりも大きく設定されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス材料（以下、単に有機ＥＬ材料という）を利用し、有機ＥＬ材料の薄膜からなる発光層を備えた発光素子をマトリックス状に配置した有機ＥＬ表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の有機ＥＬ表示装置は、第１電極（陽極）と第２電極（陰極）との間に有機ＥＬ層が形成されている。有機ＥＬ層をマトリックス状に配置した構成とするためには、有機ＥＬ層を形成した後に、第２電極を第１電極と交差（一般には直交）する平行なストライプ状に形成する必要がある。しかし、有機ＥＬ材料は水分に弱いため、ウエットプロセスであるフォトリソグラフ法により第２電極を形成することはできず、一般に蒸着法により形成されている。このとき、第２電極と第１電極との絶縁性及び隣接する第２電極同士の絶縁性を確保するため、第２電極と平行に延びる電極分離隔壁を設けることが行われている。
【０００３】
例えば、特開平１０−１０６７４７号公報には、図７に示すような構成の有機ＥＬ表示装置が開示されている。この表示装置では、透明ガラス製の基板１２の上面に対しカラーフィルタ１３及びブラックマトリックス１４を形成する。このカラーフィルタ１３及びブラックマトリックス１４の上面に対しオーバーコート層４１を形成する。その上面に陽極４２を平行に形成する。陽極４２の上面に対し該陽極４２と直交する方向（図７の紙面と垂直方向）に絶縁層４３を形成する。この絶縁層４３の上に逆テーパ状の隔壁４４を形成する。そして、前記陽極４２の上面に有機ＥＬ層４５を形成し、その後に有機ＥＬ層４５の上面に陰極４６を形成する。前記絶縁層４３及び隔壁４４によって陰極４６が分離され、陰極４６と陽極４２との絶縁性を保持しようとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の有機ＥＬ表示装置は、隔壁４４の基端付け根部からの絶縁層４３の幅方向の張り出し寸法Ｗ１が、隔壁４４自体の基端付け根部からの幅方向の張り出し寸法Ｗ２と同じであったので、次の問題が生じる虞があった。すなわち、有機ＥＬ層４５の蒸着による形成工程で、絶縁層４３の端縁と有機ＥＬ層４５の端縁との間に隙間が形成されることがある。すると、陰極４６の蒸着による形成工程において、陰極４６の端縁が前記隙間に侵入するため、陽極４２と陰極４６の短絡が生じる。図７は短絡が生じた状態を示すが、短絡が生じると、陽極４２と陰極４６に電圧を印加したとき、有機ＥＬ層４５による発光が行われず、画像に欠陥が生じることになる。
【０００５】
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は有機ＥＬ層を挟んで形成される第１電極及び第２電極の短絡を防止することができる有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、透明の基板と、前記基板の一方の面にストライプ状に形成された第１電極と、前記第１電極の一方の面に対し該第１電極と交差する状態でストライプ状に形成された絶縁材よりなる電極分離隔壁と、前記電極分離隔壁の間に形成された有機エレクトロルミネッセンス材料からなる薄膜の発光層と、前記発光層を覆うように、かつ平行なストライプ状に形成された第２電極とを備え、前記第１電極及び第２電極のそれぞれの交差部と、各交差部の間に存在する前記発光層とにより形成された発光素子をマトリックス状に形成した有機ＥＬ表示装置において、前記電極分離隔壁は、第１電極側に形成された裾部を有する無機材料からなる第１隔壁と、該第１隔壁の頂面に形成された庇部を有する有機材料からなる第２隔壁とから構成され、前記第１隔壁の裾部の張り出し寸法が、前記第２隔壁の庇部の張り出し寸法よりも大きく形成されたことを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、裾部の上面に発光層の左右両端縁がオーバーラップするように蒸着されるとともに、この発光層の上面に第２電極が蒸着される。従って、第１電極と第２電極が短絡するのを確実に防止することができる。仮に、前記発光層の形成幅が小さくなって、第２電極の端縁が裾部の上面に垂れ込んでも第１電極と第２電極は絶縁性の裾部によって隔絶されているので、両電極が短絡することはない。
【００１０】
また、第１隔壁と第２隔壁の材料を相違させて、所望する形状の電極分離隔壁を形成することができる。
【００１３】
また、第１隔壁が無機材料で、第２隔壁が有機材料であるため、両隔壁の形成方法の自由度を向上することができる。又、発光層及び第２電極の形成工程において、例えば酸素プラズマによって第１隔壁の裾部がエッチングされることはないので、陽極と陰極の短絡を防止し、不良品の発生する頻度を低減することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置において、前記第１隔壁は、酸化珪素、窒化珪素又は酸化マグネシウムにより形成されていることを要旨とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、入手し易い材料により第１隔壁を既成の方法で容易に形成することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置において、前記電極分離隔壁の庇部の第１電極からの高さ寸法は、前記発光層の膜厚寸法と第２電極の膜厚寸法の合計膜厚寸法よりも大きく設定されていることを要旨とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、第２電極と電極分離隔壁上に残留している導電性金属層との絶縁距離を確保して、この金属層を介した第２電極相互の短絡を確実に防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、有機ＥＬカラー表示装置１１の透明ガラス製の基板１２の一方の面（図２における上面）には顔料又は蛍光体あるいはこれらを分散した合成樹脂よりなるカラーフィルタ１３と、金属クロムよりなるブラックマトリックス１４が形成されている。前記カラーフィルタ１３及びブラックマトリックス１４の上面に透明な樹脂製のオーバーコート層１５が形成され、カラーフィルタ１３とブラックマトリックス１４の表面の凹凸の平坦化を図っている。そのオーバーコート層１５の上面には複数条の第１電極（陽極）１６が平行なストライプ状に形成されている。第１電極１６はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等からなる。又、オーバーコート層１５の上面には絶縁材よりなる複数条の電極分離隔壁１７が、各第１電極１６と直交する平行なストライプ状に形成されている。この電極分離隔壁１７は、第１電極１６側に位置するように形成された無機材料よりなる裾部１８ａを有する第１隔壁１８と、該第１隔壁１８の頂面に形成された同じく無機材料よりなる庇部１９ａを有する第２隔壁１９とにより構成されている。
【００１８】
前記各第１電極１６上の所定位置には、前記各電極分離隔壁１７の間に位置するように有機エレクトロルミネッセンス材料(ＥＬ材料)からなる発光層としての有機ＥＬ層２０が形成され、各有機ＥＬ層２０は平行なストライプ状に形成されている。各有機ＥＬ層２０の上面には、該有機ＥＬ層２０とほぼ同形状に第２電極（陰極）２１が形成され、各第２電極２１も平行なストライプ状に形成されている。
【００１９】
有機ＥＬ層２０は第１電極１６側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層の５層で構成されている。この有機ＥＬ層２０として、５層に限らず例えば、正孔注入層と電子注入層のうち少なくとも一つが無い構成でもよい。又、正孔輸送層、発光層、電子輸送層という構成でもよい。
そして、有機ＥＬ層２０、該有機ＥＬ層２０を挟んで表裏両側に形成された第１電極１６及び第２電極２１により１個の平面四角形状の画素としての発光素子２２が構成されている。
【００２０】
第１電極１６及び第２電極２１は、それぞれ複数の平行なストライプ状に形成されるとともに、互いに交差（この実施の形態では直交）する状態に配設されている。このため、発光素子２２は両電極１６，２１の交差部においてカラーフィルタ１３上にマトリックス状に配置されることになる。
【００２１】
有機ＥＬ層２０の膜厚寸法は、通常０．１〜０．２ミクロン程度で、第２電極２１の膜厚寸法は、有機ＥＬ層２０より薄く、有機ＥＬ層２０及び第２電極２１の合計膜厚寸法ｔ１は、最大でも１ミクロン以下である。一方、前記第１隔壁１８の膜厚寸法、つまり第１電極１６から第２隔壁１９までの高さ寸法ｔ２は、１〜２０ミクロン程度である。この実施形態では、前記高さ寸法ｔ２は、前記合計膜厚寸法ｔ１よりも大きく設定されている。
【００２２】
有機ＥＬ層２０及び第２電極２１は一般に真空蒸着法により形成されるため、それらが不要な第２隔壁１９上にも有機ＥＬ層２０及び第２電極２１と同じ金属層が形成されている。
【００２３】
図２に示すように、前記第１隔壁１８の裾部１８ａは、第１電極１６に近づくほど幅方向外側に張り出す円弧状に形成されている。この裾部１８ａの有機ＥＬ層２０側への幅方向の張り出し寸法ｗ１は、第２隔壁１９の庇部１９ａの同方向への張り出し寸法ｗ２よりも大きく設定されている。実際の張り出し寸法の差ｗ１−ｗ２は、例えば０．１〜１０ミクロン、好ましくは０．１〜２ミクロンに設定される。なお、前記第２隔壁１９の横断面は、前記第１電極１６側ほど幅が大きくなる扁平台形（テーパ）状に形成されている。前記第１隔壁１８及び第２隔壁１９は、後述するようにネガ型のフォトレジストにより形成されている。
【００２４】
次に、前記のように構成された有機ＥＬカラー表示装置１１の製造方法を説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、透明ガラス製の基板１２の上面に対しカラーフィルタ１３と、ブラックマトリックス１４を形成する。その後、図３（ｂ）に示すように、カラーフィルタ１３及びブラックマトリックス１４の上面全体にオーバーコート層１５を形成する。オーバーコート層１５は例えば、着色されていない透明なネガ型のフォトレジスト溶液を塗布、硬化させることで形成される。
【００２５】
次に、パターニング工程において、オーバーコート層１５の上に、図３（ｂ）に示すように、発光素子２２を形成すべき位置と対応する箇所に、複数条の第１電極１６を例えばＩＴＯの蒸着によりストライプ状に形成する。
【００２６】
次に、隔壁形成工程により第１電極１６上の所定位置に発光素子２２を形成するための領域を残すようにして電極分離隔壁１７を第１電極１６と直交するストライプ状に形成する。この工程は次のように行われる。図３（ｃ）に示すように、前記オーバーコート層１５及び第１電極１６の上面全域に対し、第１隔壁１８となる窒化珪素膜３１をプラズマＣＶＤ法や真空蒸着法等で形成する。その後、窒化珪素膜３１の上面に第２隔壁１９となる酸化珪素膜３２をスパッタリング法や真空蒸着法等で形成する。さらに、写真製版によりレジストマスク３３を形成する。
【００２７】
次の工程で、図４（ｄ）に示すように、前記レジストマスク３３をマスクとして酸化珪素膜３２のマスクされていない部分をドライエッチングにより除去する。このとき、エッチングの方向を調整することにより、第２隔壁１９の庇部が所望する形状に形成される。
【００２８】
次の工程では、図４（ｅ）に示すように、窒化珪素膜３１をドライエッチング又はウエットエッチングにより円弧状に除去し、第１隔壁１８を形成する。
上記の工程では、第１隔壁１８以外の第２隔壁１９、第１電極１６、オーバーコート層１５が削られないようにエッチング方法やその材料を設定する。
図５（ｆ）に示すように、残っているレジストマスク３３を除去することにより電極分離隔壁１７が形成される。
【００２９】
次に、電極分離隔壁１７が良く乾燥された後、発光層形成工程（有機ＥＬ層形成工程）により図５（ｇ）に示すように、有機ＥＬ層２０が形成される。有機ＥＬ層２０は有機ＥＬ層２０を構成する各層が蒸着により順次形成されることで形成される。有機ＥＬ層２０を形成する際はマスキングなしで蒸着が行われるため、有機ＥＬ層２０を形成する必要のない電極分離隔壁１７上にも有機ＥＬ層が形成される。
【００３０】
次に、第２電極形成工程により、図５（ｇ）に示すように、有機ＥＬ層２０を覆うとともに、第１電極１６と直交する平行なストライプ状の第２電極２１が形成される。第２電極２１はＡｌ（アルミニウム）を蒸着することにより形成される。Ａｌを蒸着する際もマスキングなしで行われるため、第２電極２１を形成する必要のない電極分離隔壁１７上にもＡｌ被膜が形成され、図２に示す状態となる。有機ＥＬ層２０及び第２電極２１は第２隔壁１９の上にも形成されるが、有機ＥＬ層２０のうち表示部として機能する部分は隣接する第１隔壁１８間に位置する平面部分２３であり、第２隔壁１９と対応する部分は表示機能を必要としない。
【００３１】
前記電極分離隔壁１７及び第２電極２１は、図５（ｇ）に示すように、絶縁性を有し、かつ水分の遮断性を有する無機材料からなる保護膜３４により封止され、有機ＥＬカラー表示装置１１の製造が終了する。上記保護膜３４はプラズマＣＶＤ法によって形成される。
【００３２】
上記のように構成された有機ＥＬカラー表示装置１１によれば、特定の第１電極１６と第２電極２１の間に電圧が印加されると、電圧が印加された画素のみで発光素子２２中で発光が生じる。この発光は図２の矢印で示したように第１電極１６、オーバーコート層１５及びカラーフィルタ１３を通り任意の色に変換されて基板１２を通って発光する。
【００３３】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）  第２隔壁１９の庇部１９ａの張り出し寸法ｗ２よりも第１隔壁１８の裾部１８ａの張り出し寸法ｗ１を大きくした。このため図２に示すよう裾部１８ａの上面に有機ＥＬ層２０の左右両端縁がオーバーラップするように蒸着されるとともに、この有機ＥＬ層２０の上面に第２電極２１が蒸着される。従って、第１電極１６と第２電極２１が短絡するのを確実に防止することができる。仮に、前記有機ＥＬ層２０の形成幅が小さくなって、第２電極２１の端縁が裾部１８ａの上面に垂れ込んでも第１電極１６と第２電極２１は絶縁性の裾部１８ａによって隔絶されているので、両電極１６，２１が短絡することはない。
【００３４】
（２）  前記第１隔壁１８は例えば絶縁性を有する酸化珪素、窒化珪素、又は酸化マグネシウム等の無機材料により形成されている。このため、有機ＥＬ層２０及び第２電極の形成工程において、例えば酸素プラズマによって裾部１８ａがエッチングされることはないので、不良品の発生する頻度を低減することができる。隔壁１８が有機材料であると、酸素プラズマによって裾部( 絶縁層) がエッチングされて、第１電極１６と第２電極２１とが短絡するおそれがあるが、無機材料にすることによりエッチングが防止される。又、上記の無機材料は入手し易い材料であり、第１及び第２隔壁を既成の製膜方法で容易に形成することができる。
【００３５】
（３）  電極分離隔壁１７が第１隔壁１８と第２隔壁１９により構成されているので、それらの材料を相違させて、所望する形状の電極分離隔壁１７を形成することができる。
【００３６】
（４）  第１隔壁１８と第２隔壁１９が無機材料であるため、有機材料と比較して水分含有率が低く、有機ＥＬ層２０への水分の侵入を低減することができる。
【００３７】
（５）  前記有機ＥＬ層２０及び第２電極２１の合計膜厚寸法ｔ１よりも第１電極１６から第２隔壁１９の庇部１９ａまでの高さ寸法ｔ２を大きく設定している。このため、第２電極２１と前記第２隔壁１９上に残留している導電性金属層との絶縁距離を確保して、この金属層を介した第２電極２１相互の短絡を確実に防止することができる。
【００３８】
（６）  前記第１隔壁１８及び第２隔壁１９を水分の含浸率が極めて低い無機材料により形成したので、有機材料と比較して水分の発生を低減することができる。このため、有機ＥＬ層２０への水分の侵入を防止、その長寿命化を図ることができる。
【００３９】
実施の形態は前記に限らず、例えば次のように構成してもよい。
○  第１隔壁１８を無機材料により、第２隔壁１９を有機材料により形成してもよい。この場合には、第１隔壁が無機材料で、第２隔壁が有機材料であるため、両隔壁１８，１９の形成方法の自由度を向上することができる。
【００４０】
○  図６（ａ）に示すように、第２隔壁１９の横断面形状を第１隔壁１８側ほど幅の狭い逆テーパ状に形成してもよい。又、この別例において第１隔壁１８を無機材料により、第２隔壁１９を有機材料により形成してもよい。
【００４１】
○  図６（ｂ）に示すように、第１隔壁１８の上端面の幅と、第２隔壁１９の庇部１９ａの全幅が同じになるようにしてもよい。又、この別例において第１隔壁１８を無機材料により、第２隔壁１９を有機材料により形成してもよい。
【００４２】
○  図６（ｃ）に示すように、無機材料により第１隔壁と第２隔壁を一体的に形成してもよい。この場合には、構造を簡素化でき、製造工程を減らして作業能率を向上することができる。
【００４３】
○  前記電極分離隔壁１７を例えば絶縁性を有する有機材料により一体に形成してもよい。
〇  レジストとしてフォトレジストや電子線レジストを使用してもよい。
【００４４】
〇  第２電極２１は第１電極１６と直交する構成に限らず、交差する構成であればよい。
○  有機ＥＬ層２０は必ずしも４層構成に限らない。
【００４５】
○  保護膜３４を形成して発光素子２２を封止する代わりに、金属製又はガラス製の封止カバー等で封止する構成としてもよい。
○  オーバーコート層１５の材料として、前記実施形態のもの以外に、酸化珪素、窒化珪素又はそれらの積層構造等がある。
【００４６】
○  第１隔壁１８及び第２隔壁１９の材料として、前記実施形態のもの以外に窒化珪素、酸化珪素、酸化マグネシウム、又はそれらの積層構造等がある。
○  前記実施形態において、オーバーコート層１５がフォトレジスト溶液で構成されている場合には、第１隔壁１８を酸化珪素により、第２隔壁１９を窒化珪素により形成してもよい。
【００４７】
○  カラーフィルタを用いないで、ＲＧＢ( 赤、緑、青) の各色に発色するＥＬ発光素子を使った表示装置に具体化してもよい。
前記実施の形態から把握できる技術的思想（発明）について以下に記載する。
【００４８】
（１）  前記発光素子を封止するための保護膜が設けられている。
（２）  前記保護膜はプラズマＣＶＤ法により形成されている。
【００４９】
（３）  前記第２隔壁の庇部は、第１隔壁側ほど幅広となるテーパ状に形成されている。
【００５０】
（４）  前記第２隔壁の庇部は、第１隔壁側ほど幅狭となる逆テーパ状に形成されている。
【００５１】
(５)  透明の基板の一方の面に第１電極をストライプ状に形成するパターニング工程と、
上記行程の後に行われ、前記第１電極の一方の面に対し該第１電極と交差する状態で絶縁材よりなる電極分離隔壁をストライプ状に形成する隔壁形成工程と、
上記隔壁形成工程の後に行われ、前記電極分離隔壁の間に有機ＥＬ材料からなる発光層を薄膜状に形成する発光層形成工程と、
上記発光層形成工程の後に行われ、前記発光層を覆うように第２電極を平行なストライプ状に形成する工程と
を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
前記隔壁形成行程は、前記基板上に電極分離隔壁となる膜を形成した後、前記膜をエッチングすることにより、前記電極分離隔壁の第１電極側と反対側に庇部を形成し、前記電極分離隔壁の第１電極側に前記庇部より張り出し寸法の大きい裾部を形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【００５２】
（６）  前記膜は無機材料により形成されている上記技術思想(５) に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
（７）  前記膜は無機材料により形成された第１膜と、無機材料により形成された第２膜とを積層形成したものであ上記技術思想(５) に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【００５３】
（８）  前記膜は無機材料により形成された第１膜と、有機材料により形成された第２膜とを積層形成したものである上記技術思想(５) に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【００５４】
（９）  前記エッチング工程は、庇部を形成する第１エッチング工程と、裾部を形成する第２エッチング工程とからなる上記技術思想(５) 〜(８) に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【００５５】
技術思想(５) 〜(９) に記載の発明は、本発明の有機ＥＬ表示装置の製造を適正に行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明は、有機ＥＬ層を挟んで形成される第１電極及び第２電極の短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  有機ＥＬ表示装置の一実施形態を示す概略部分斜視図。
【図２】  要部の拡大模式断面図。
【図３】  （ａ），(ｂ)，（ｃ）は、有機ＥＬ表示装置の製造工程における部分模式図。
【図４】  （ｄ），（ｅ）は、有機ＥＬ表示装置の製造工程における部分模式図。
【図５】  （ｆ），（ｇ）は、有機ＥＬ表示装置の製造工程における部分模式図。
【図６】  （ａ），(ｂ)，（ｃ）は、この発明の別の実施の形態を示す要部の模式断面図。
【図７】  従来の有機ＥＬ表示装置の部分模式断面図。
【符号の説明】
１１…有機ＥＬカラー表示装置、１２…基板、１５…オーバーコート層、１６…第１電極、１７…電極分離隔壁、１８…第１隔壁、１８ａ…裾部、１９…第２隔壁、１９ａ…庇部、２０…有機ＥＬ層、２１…第２電極、２２…発光素子、ｗ１…裾部１８ａの張り出し寸法、ｗ２…第２隔壁１９の庇部１９ａの張り出し寸法、ｔ１…有機ＥＬ層２０及び第２電極２１の合計膜厚寸法、ｔ２…第１電極１６から第２隔壁１９までの高さ寸法。
【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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【図７】
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