JP2004103334A

JP2004103334A - 有機ｅｌ装置および電子機器

Info

Publication number: JP2004103334A
Application number: JP2002261815A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kayano; 茅野　祐治; Hidekazu Kobayashi; 小林　英和; Osamu Yokoyama; 横山　修; Satoru Miyashita; 宮下　悟
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】外光による反射を抑えてコントラストを向上させた有機ＥＬ装置を得ること。
【解決手段】有機ＥＬ素子を駆動するための駆動回路３０，３７が配置された基板１１と、駆動回路３０，３７の配置に対応して基板１１上に形成された第１の電極２３と、第１の電極２３上の所定位置に有機薄膜２４を形成するための素子形成領域４０を残し、この素子形成領域４０を囲むように形成されたバンク部２８と、素子形成領域４０内に形成される発光層を含む有機薄膜２４と、バンク部２８および有機薄膜２４上に形成される第２の電極２５とを備える有機ＥＬ装置において、第２の電極２５は透明な導電性材料から構成され、駆動回路３０，３７が形成される基板１１上の位置に形成される可視光を吸収する第１の吸収層１２と、第２の電極２５上に形成される可視光を吸収する第２の吸収層２９とを備える。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を表示素子として用いた有機ＥＬ装置および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報化社会の進展に伴い、持ち運びが可能なパーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、インターネットに接続可能な携帯電話などの携帯される情報処理装置の普及が進行している。これらの情報処理装置に使用される表示装置として、バッテリの寿命を少しでものばすために、省電力型の表示装置が要求され、その研究開発が盛んに行われている。省電力型の携帯型情報処理装置向けの表示装置として、現在、有機ＥＬ装置が特に注目されている。
【０００３】
この有機ＥＬ素子は、蛍光性化合物からなる発光層を陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、発光層に電場を加えると、陰極からの電子と陽極からの正孔とが発光層に注入され、これらが再結合するときに生じるエネルギで、発光層を構成する蛍光性化合物が励起され、この励起された蛍光性化合物が基底状態に戻る時に発光現象を起こすことによって発光層を発光させる素子である。このような有機ＥＬ素子は、自発光、高輝度、直流低電圧駆動および高速応答性などのすぐれた特性を有している。そして、このような有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ装置は、低消費電力で高画質であり、さらに薄型軽量を実現することができると期待されている。
【０００４】
図１２は、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ装置の断面構造を示す図である。ガラスなどの透明基板からなる基板２１１上にＴＦＴなどの能動素子２１２がマトリックス状に形成され、さらにその上に発光素子が形成されている。能動素子２１２と発光素子２２０との間には、下地を平坦化するための絶縁膜２１３が形成されている。
【０００５】
発光素子２２０は、バンク２２６で仕切られた絶縁膜２１３上の開口部に、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などの透明な導電性材料からなる陽極２２５、正孔注入輸送層２２４、発光層２２３、ＬｉＦ層２２２および不透明な金属または合金からなる陰極２２１を順に積層させることによって形成される。なお、バンク２２６は、絶縁膜２１３上にＳｉＯ_２層２２７とアクリルなどの樹脂層２２８とが順に積層されることによって形成されている。このような構造を有する有機ＥＬ装置は、発光素子２２０で発光した光を陰極２２１側から取り出すことはできず、透明な基板２１１側から取り出すので、ボトムエミッション型と呼ばれる。
【０００６】
このような構造を有する有機ＥＬ装置において、有機ＥＬ装置のほとんどが光をよく反射する物質で構成されているので、外部からの光が有機ＥＬ装置によって反射されてしまう。このような現象は、有機ＥＬ装置のコントラストを悪化させてしまう。
【０００７】
そこで、有機ＥＬ装置または有機ＥＬ素子のコントラストを向上させる方法として、従来から種々の方法が提案されている。例えば、基板２１１上に形成される隣り合う陽極２２５間に、絶縁性を有する遮光膜からなるブラックマトリックスを形成したり（例えば、特許文献１〜４参照）、隣り合う画素間に黒色の素子分離構造体を形成したり（例えば、特許文献４参照）、陰極２２１側の表面全面に絶縁性の黒色物質層を形成したり（例えば、特許文献５，６参照）、基板２１１と能動素子との間に光吸収材料を設けたりしている（例えば、特許文献７参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平３−２５０５８３号公報（第３頁）
【特許文献２】
特開平３−２７４６９４号公報（第２〜３頁）
【特許文献３】
特開平１０−２１４０４３号公報（第５〜６頁、第１，５図）
【特許文献４】
特開平１１−２７３８７０号公報（第３頁、第１図）
【特許文献５】
特開２０００−４８９６４号公報（第５頁、第１〜３図）
【特許文献６】
特開２００２−３３１８５号公報（第３，６頁、第３，９図）
【特許文献７】
特表２００２−５０４７３９号公報（第９頁、第３図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの先行技術では、有機ＥＬ装置における一部分の光の反射を抑えることができるが、他の部分における光の反射を効果的に抑制することができていないために、有機ＥＬ装置全体としてのコントラストの向上を図ることができていないという問題点があった。
【００１０】
また、有機材料からなる平坦化層上に電極としてＩＴＯやＩＺＯ等の透明酸化物導電層を形成した場合、平坦化層の影響によって透明酸化物導電層の抵抗が増加したり、エッチングによるパターン形成時に後述するサイドエッチングの進行速度が速くなったりするという問題があった。
【００１１】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、外部からの可視光による反射を抑えてコントラストを向上させるなど表示品質を向上させるとともに、電極の電気特性およびパターン形成性を改善した有機ＥＬ装置および電子機器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる有機ＥＬ装置は、対向する電極の間に発光層が形成されてなる有機ＥＬ素子が基板の上に形成されてなる有機ＥＬ装置であって、前記基板上であって、前記一方の電極の一部を覆うように形成されてなる第１の吸収層と、前記電極のうち他方の電極上に形成されてなる第２の吸収層と、を有することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１の吸収層および第２の吸収層によって、基板上に形成される駆動回路で反射される外部からの可視光が吸収され、コントラストを向上できる。
【００１４】
つぎの発明にかかる有機ＥＬ装置は、上記の発明において、前記第１の吸収層は、６００℃以上の融点を有する無機化合物から構成されることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、ＴＦＴなどの駆動回路が第１の吸収層上に高温で形成される場合でも、第１の吸収層は熱的な変化を受けることがない。
【００１６】
つぎの発明にかかる有機ＥＬ装置は、対向する電極の間に発光層が形成されてなる有機ＥＬ素子が基板の上に形成されてなる有機ＥＬ装置であって、前記基板には平坦化層が形成されてなり、前記平坦化層が可視光を吸収する特性を有する材料により形成されてなることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、平坦化層によって、基板上に形成された駆動回路によって反射される外部からの可視光を効果的に吸収し、有機ＥＬ装置のコントラストを高めることができる。
【００１８】
つぎの発明にかかる有機ＥＬ装置は、上記の発明において、前記平坦化層は、少なくとも３μｍの厚さを有することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、平坦化層上に第１の電極を介して形成される発光層を含む有機薄膜の膜厚のばらつきを抑えることができ、その結果、有機ＥＬ装置の表示特性やパネル寿命のばらつきを抑えることができる。
【００２０】
つぎの発明にかかる有機ＥＬ装置は、上記の発明において、前記平坦化層表面の段差は、３００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、平坦化層上に第１の電極を介して形成される発光層を含む有機薄膜の膜厚のばらつきを抑えることができ、その結果、有機ＥＬ装置の表示特性やパネル寿命のばらつきを抑えることができる。
【００２２】
つぎの発明にかかる有機ＥＬ装置は、上記の発明において、前記平坦化層上に、無機材料からなる絶縁層をさらに備えることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、平坦化層が第１の電極に及ぼす抵抗増加などの影響を抑えると共に、第１の電極をフォトリソグラフィによってパターニングする際の第１の電極に生じるサイドエッチを抑制することもできる。
【００２４】
つぎの発明にかかる有機ＥＬ装置は、上記の発明において、前記絶縁層は、３０〜８００ｎｍの厚さを有することを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、平坦化層が第１の電極に抵抗増加などの影響を及ぼすことなく、また、平坦化層との間で発生する応力によるクラックや剥離を起こすことなく絶縁層を形成することができる。
【００２６】
つぎの発明にかかる有機ＥＬ装置は、前記平坦化層と前記絶縁層のうち少なくとも一方が可視光を吸収する特性を有する材料により形成されてなることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、平坦化層と絶縁層のうち少なくとも一方は可視光を吸収する材料によって構成されるようにしたので、駆動回路によって反射される外部からの可視光を抑制することができる。
【００２８】
つぎの発明にかかる有機ＥＬ装置は、上記の発明において、前記基板上の所定の位置にバンクが形成されてなり、前記バンクは、可視光を吸収する材料によって構成されることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、バンク部によっても、外部からの可視光が吸収されるので、有機ＥＬ装置のコントラストが向上し、視認性が改善される。
【００３０】
つぎの発明にかかる電子機器は、上記の発明のいずれか１つに記載の有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、有機ＥＬ装置内で反射される外部からの可視光を吸収し、電子機器の表示品質を向上することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる有機ＥＬ装置および電子機器の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３３】
（第１の実施の形態）
この第１の実施の形態では、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ装置を例に挙げて説明する。図１は、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ装置の配線構造の平面模式図である。この図１では、アクティブマトリックス方式に使用する能動素子として、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を用いる場合を例示している。
【００３４】
この図１に示されるように、有機ＥＬ装置１は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対してほぼ直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３とが、それぞれ配線された構成を有する。そして、走査線１０１と信号線１０２の各交点付近に、すなわちマトリックス状に、画素領域Ａが設けられている。
【００３５】
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオラインおよびアナログスイッチを備えるデータ駆動回路１０４が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査側駆動回路１０５が接続されている。
【００３６】
画素領域Ａのそれぞれには、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用のＴＦＴ１１２と、このスイッチング用のＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持する保持容量ｃａｐと、この保持容量ｃａｐによって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用のＴＦＴ１１３と、この駆動用のＴＦＴ１１３を介して電源線１０３に電気的に接続した時に電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極２３と、この画素電極２３と対向電極２５との間に挟み込まれた機能層１１０とが設けられている。これらの画素電極２３と対向電極２５と機能層１１０によって、発光素子が構成されている。なお、機能層１１０は、後述する発光層を含む有機薄膜に対応している。
【００３７】
このような有機ＥＬ装置の配線構造によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用のＴＦＴ１１２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、この保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用のＴＦＴ１１３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用のＴＦＴ１１３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極２３に電流が流れ、さらに機能層１１０を介して対向電極２５に電流が流れる。機能層１１０は、この流れる電流量に応じて発光し、所望の状態を表示することができる。
【００３８】
図２は、この発明にかかる有機ＥＬ装置の画素領域の構造についての第１の実施の形態を示す断面図である。この有機ＥＬ装置は、基板１１側から光を放出するボトムエミッション型の表示装置であり、透明な基板１１とＴＦＴ３０との間、および透明な基板１１と配線３７との間に可視光を吸収する第１の吸収層１２が形成されている。これらのＴＦＴ３０と配線３７を覆うように複数の層からなる絶縁膜２１，２２が形成され、さらにその上に画素電極２３である透明陽極が形成される。この画素電極２３の所定位置に有機ＥＬ薄膜２４を形成するための素子形成領域４０を残し、この素子形成領域４０を囲むようにしてバンク２８が設けられている。そして、バンク２８によって囲まれた素子形成領域４０には、発光層を含む有機物からなる薄膜２４が形成される。これらの素子が形成された基板１１上に対向電極２５である陰極が、そしてその上に可視光を吸収する第２の吸収層２９が形成されている。すなわち、この第１の実施の形態では、ＴＦＴ３０と配線３７が形成される基板１１上の位置に可視光を吸収する薄膜からなる第１の吸収層１２を形成して、この第１の吸収層１２の上にＴＦＴ３０と配線３７を形成すること、および対向電極２５の表面上に可視光を吸収する第２の吸収層２９を形成することを特徴としている。
【００３９】
基板１１は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置であるので透明な各種のガラス材料を使用することができる。例えば、ガラス材料として、石英ガラス、硼酸塩ガラス、燐酸塩ガラス、燐珪酸ガラス、ケイ酸塩ガラスなどを例として挙げることができる。
【００４０】
第１の吸収層１２は、基板１１上のスイッチング素子であるＴＦＴ３０および配線３７が設けられる領域にスパッタ、蒸着、ＣＶＤ、イオンプレーティングなどの成膜手段によって形成される。例えば、ＴＦＴ３０や配線３７が設けられる箇所にのみ第１の吸収層１２が形成されるようにマスクをしながら成膜を行う方法や、基板１１上の全体に第１の吸収層１２を形成した後に、有機薄膜２４中の発光層からの光が透過する部分をエッチングなどの手段で除去する方法によって形成される。この第１の吸収層１２の厚さは、あまりに薄いと光吸収効果が薄れてしまうので５００〜１０００Åの厚さを有することが望ましいが、最大では５０００Å程度までの厚さであればよい。
【００４１】
また、第１の吸収層１２は、上述したように可視光を吸収することが可能な薄膜からなるものであり、黒色や黒色に近い暗色を有する材料であればよい。第１の吸収層１２を構成する材料を限定するものではないが、特に、光を吸収する黒色または暗色を有し、６００℃以上、好ましくは８００℃以上の融点を有し、加熱処理よって変質しない材料であることが望ましい。これは、ＴＦＴ３０の形成工程において、約４００℃で処理が行われ、この温度状況下でも変質しない材料を用いることが望ましいからである。例えば、Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａの窒化物または珪化物，Ｃｒ_２Ｏ_３，Ｆｅ_３Ｏ_４，Ｖ_２Ｏ_３，またはこれらの混合物などを用いることができる。
【００４２】
下地保護膜２０は、第１の吸収層１２および基板１１上に、ＳｉＯ_２などの無機材料から構成されており、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ、イオンプレーティングなどの成膜手段によって形成される。後の工程で行われる処理で、下地を保護する役目を果たす。
【００４３】
ＴＦＴ３０は、下地保護膜２０を挟んだ第１の吸収層１２上に形成される。まず、下地保護膜２０を挟んだ第１の吸収層１２上にポリシリコン膜３１を形成し、このポリシリコン膜３１の中央部付近にゲート絶縁膜３５、ゲート電極３４を順に形成する。つぎに、ポリシリコン膜３１と基板１１表面を覆うように、第１の層間絶縁膜２１を形成する。つぎに、ポリシリコン膜３１のゲート絶縁膜３５を挟むようにして、ポリシリコン膜３１表面上にソース電極３２とドレイン電極３３を形成する。その後、ポリシリコン膜３１の各電極３２〜３４と基板１１表面を覆うように、第２の層間絶縁膜２２を形成する。なお、上述した各絶縁膜２１，２２の所定位置には、必要な電極を他の電極や配線と電気的に接続するためにコンタクトホールが形成される。
【００４４】
画素電極２３である透明陽極は、画素が形成される所定の位置に、第２の層間絶縁膜２２上に、スパッタや蒸着などの成膜手段によって形成される。この透明陽極は、透明な導電性材料から構成され、例えば、ＩＴＯ，ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などを用いることができる。
【００４５】
バンク２８は、画素電極２３の所定の位置に有機ＥＬ薄膜２４を形成するための素子形成領域４０を残し、この素子形成領域４０を囲むようにして設けられており、隣り合う画素同士を区切る役目をしている。このバンク２８は、基板１１側に位置し、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの無機絶縁材料から構成される無機物バンク層２６と、基板１１から離れて無機物バンク層２６の上位に位置し、アクリル樹脂やポリイミド樹脂などの耐熱性および耐溶媒性のあるレジストから構成され、その表面には、液体をはじく撥液性処理が施されている有機物バンク層２７とが積層されて構成されている。
【００４６】
無機物バンク層２６は、スパッタや蒸着などの成膜手段によって形成され、画素電極（陽極）２３が画素周縁部で対向電極２５とショートを起こさないように設けられている。そのため、図２に示されるように、無機物バンク層２６は、有機物バンク層２７に比べてやや画素電極（陽極）２３の中央側に形成されている。また、有機物バンク層２７は、感光性を有する有機樹脂を基板１１表面上に塗布し、フォトマスクを通してＵＶを照射した後に現像を行うことによって、画素形成領域４０を取り囲むように有機樹脂を残すことによって形成され、画素電極（陽極）２３を取り囲むように開口部を有しており、この開口部の上部は、下部よりも広く形成されている。ただし、有機物バンク層２７の開口部および無機物バンク層２６の開口部は、ともに画素電極（陽極）２３よりも狭く形成されている。
【００４７】
なお、有機物バンク層２７の表面に施される撥液性処理は、例えば、ＣＦ_４プラズマを用いて表面を弗素化させることによって行われる。撥液性処理が施された有機物バンク層２７の表面は、水溶液や有機溶剤などをはじく性質を持つようになる。これにより、インクジェット法で発光層を含む有機薄膜２４を形成する時に、画素形成領域４０の中心から外れたバンク２８にインク化された組成物が滴下された場合でも、有機物バンク層２７の表面で組成物がはじかれ、画素形成領域４０中へと組成物を導くことが可能となる。
【００４８】
陽極２３上には、少なくとも発光層を含む有機薄膜２４が形成される。これらの有機薄膜２４は、スパッタや蒸着などのほかに、インクジェット法や印刷法などの成膜手段によって形成することができる。発光層を構成する材料として、下記の［化１］〜［化５］に示すポリフルオレン系高分子誘導体、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体を例として挙げることができる。また、発光層を赤色に発光させるには、ローダミン、ＤＣＭの誘導体、ナイルレッドなどを上記の発光層を構成する材料に添加し、発光層を緑色に発光させるには、キナクリドン、クマリン６などを上記の発光層を構成する材料に添加し、そして、発光層を青色に発光させるには、ペリレン、テトラフェニルブタジエンなどを上記の発光層を構成する材料に添加する。
【００４９】
【化１】

【００５０】
【化２】

【００５１】
【化３】

【００５２】
【化４】

【００５３】
【化５】

【００５４】
また、有機薄膜２４に正孔注入輸送層が含まれる場合には、正孔注入輸送層を構成する材料として、ポリエチレンジオキシチオフェンなどのポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸などの混合物や、芳香族アミン誘導体（ＴＰＤ、α−ＴＰＤなど）、ＭＴＤＡＴＡ、銅フタロシアニン、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、フェニルアミン誘導体などを例として挙げることができる。
【００５５】
さらに、有機薄膜２４に電子注入輸送層が含まれる場合には、電子注入輸送層を構成する材料として、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、オキサジアゾール誘導体、アントロン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、８−キノリノール誘導体、その他特定の電子伝達性化合物などを用いることができる。
【００５６】
対向電極２５は、バンク２８上および画素形成領域４０に形成された発光層を含む有機薄膜２４上に、スパッタ、蒸着、イオンプレーティングなどの成膜手段によって形成される。対向電極２５は、透明な導電性材料によって形成され、例えば、ＩＴＯ，ＩＺＯなどを用いることができる。透明でない導電性材料、例えば金属光沢を有する金属薄膜を用いると、陰極で外部からの可視光が反射されてしまうため、透明な導電性材料を用いることが望ましい。
【００５７】
さらに、この対向電極２５上には、可視光を吸収する第２の吸収層２９が、スパッタ、蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ、スピンコートやスプレーコートなどの成膜手段によって形成される。この第２の吸収層２９は、可視光を吸収することが可能な薄膜からなるものであり、黒色や黒色に近い暗色を有する材料であればよい。例えば、Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａの窒化物または珪化物，Ｃｒ_２Ｏ_３，Ｆｅ_３Ｏ_４，Ｖ_２Ｏ_３、着色した有機化合物、またはこれらの混合物、またはこれらを積層させたものなどを用いることができる。
【００５８】
このような構成を有する有機ＥＬ素子が、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）ごとに作成され、さらにはこのＲＧＢからなる有機ＥＬ素子を一つの単位として、この単位を基板１１上に複数配列するように形成し、図示しない乾燥剤や脱酸素剤が設けられた封止キャップを有機ＥＬ素子が形成された基板１１上に接着することによって有機ＥＬ装置が作製される。
【００５９】
この第１の実施の形態によれば、ＴＦＴ３０や配線３７が配線される箇所の基板１１とＴＦＴ３０や配線３７との間に第１の吸収層１２を設けたので、ＴＦＴ３０や配線３７によって反射される外部の可視光を抑制することができ、また、対向電極２５を透明としてその上面に第２の吸収層２９を設けたので、対向電極２５によって反射される可視光も抑制することができる。その結果、コントラストが向上し、視認性が改善されるという効果を有する。
【００６０】
（第２の実施の形態）
つぎに、有機ＥＬ装置の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態では、第１の実施の形態における対向電極２５の表面に設けられた第２の吸収層２９に代えて、黒色または暗色の吸収部材を備えることを特徴とする。以下では、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００６１】
図３は、この発明にかかる有機ＥＬ装置の画素領域の構造についての第２の実施の形態を示す断面図である。第１の実施の形態と同じ構成を有するアクティブマトリックス方式の有機ＥＬ装置の対向電極２５上面、より具体的には、バンク２８上面に形成された対向電極２５の上部に、可視光を吸収する吸収部材３９が備えられている。この吸収部材３９は、黒色または暗色で有機薄膜２４や封止キャップの接着性に影響を及ぼさないものであればよく、例えば、黒色または暗色のプラスチック、紙、フィルム状樹脂、セラミックス、布、板などを用いることができる。
【００６２】
この第２の実施の形態によれば、対向電極２５を透明としてその上面に黒色または暗色の吸収部材３９を設けたので、対向電極２５によって反射される可視光を抑制することができる。その結果、コントラストが向上し、視認性が改善されるという効果を有する。また、対向電極２５上に第２の吸収層２９の薄膜を形成する場合よりも、簡易な方法であり、有機ＥＬ装置の製造コストを削減することができる。
【００６３】
（第３の実施の形態）
つぎに、有機ＥＬ装置の第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態では、アクティブマトリックス方式のトップエミッション型の有機ＥＬ装置を例に挙げて説明する。図４は、この発明にかかる有機ＥＬ装置の画素領域の構造についての第３の実施の形態を示す断面図である。有機ＥＬ装置には、基板１１上に形成されたＴＦＴ３０や配線３７を覆うように、可視光を吸収する平坦化層５０が形成され、その上に画素電極２３が形成される。この画素電極２３の所定位置に有機ＥＬ薄膜２４を形成するための素子形成領域４０を残し、この素子形成領域４０を囲むようにしてバンク２８が設けられている。バンク２８によって囲まれた素子形成領域４０には、発光層を含む有機物からなる薄膜２４が形成される。そして、これらの素子が形成された基板１１上に対向電極２５が形成されている。すなわち、この有機ＥＬ装置は、ＴＦＴ３０と配線３７が形成される基板１１と有機ＥＬ素子との間に、可視光を吸収する平坦化層５０を形成することを特徴としている。このような構成を有する有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子側（基板１１と反対側）から光を放出するトップエミッション型の表示装置となる。
【００６４】
基板１１は、従来から有機ＥＬ素子に使用されている基板と同様に、石英ガラス、硼酸塩ガラス、燐酸塩ガラス、燐珪酸ガラス、ケイ酸塩ガラスなどの各種ガラス材料や、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどの各種樹脂材料のほかに、単結晶を含む各種セラミックス材料や各種金属材料などを用いることができる。
【００６５】
ＴＦＴ３０は、基板１１上に形成される。まず、基板１１上に形成されたＳｉＯ_２などからなる下地保護膜２０上にポリシリコン膜３１を形成し、このポリシリコン膜３１の中央部付近にゲート絶縁膜３５、ゲート電極３４を順に形成する。つぎに、ポリシリコン膜３１と基板１１表面を覆うように、第１の層間絶縁膜２１を形成する。つぎに、ポリシリコン膜３１のゲート絶縁膜３５を挟むようにして、ポリシリコン膜３１表面上にソース電極３２とドレイン電極３３を形成する。その後、ポリシリコン膜３１の各電極３２〜３４と基板１１表面を覆うように、第２の層間絶縁膜２２を形成する。なお、上述した各絶縁膜２１，２２の所定位置には、必要な電極を他の電極や配線と電気的に接続するためにコンタクトホールが形成される。
【００６６】
平坦化層５０は、基板１１上に形成されたＴＦＴ３０や配線３７などの上に可視光を吸収する耐熱性の絶縁性材料によって構成される。この平坦化層５０は、例えば、着色したポリイミド樹脂やＢＣＢ樹脂などの耐熱樹脂を用いることができる。この平坦化層５０は基板１１表面から少なくとも３μｍ以上の厚さを有すること、または平坦化層５０の表面の段差が３００ｎｍ以下であることが必要である。
【００６７】
この平坦化層５０の厚さまたは表面の段差の条件は、後述する発光層を含む有機薄膜２４をインクジェット法や印刷法のようなウェットプロセスで作成する場合に極めて重要なものとなる。インクジェット法や印刷法のようなウェットプロセスで有機ＥＬ素子を構成する有機薄膜２４を形成する場合、インク化された有機薄膜２４の組成物を基板１１上の所定位置に滴下し、この滴下した組成物を乾燥させる。この乾燥の過程で滴下した位置にわずかな窪み（すなわち、表面の段差）が存在すると、この窪みに組成物が残留し最後に乾燥することで他の部分よりも膜厚が厚くなり、画素形成領域４０内での輝度にばらつきが生じてしまう。その結果、表示特性の低下やパネル寿命の短縮などの原因となる。このような画素形成領域４０内での輝度のばらつきを抑えるためには、画素形成領域４０内、より一般的には平坦化層５０表面における段差を、３００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下とする必要がある。
【００６８】
一方、図４に示されるように、基板１１上にはＴＦＴ３０や配線３７が形成されており、これらと基板１１との間の段差は通常１．５〜２．０μｍである。そのため、平坦化層５０表面の段差を上記の条件以下に抑えるためには、この段差を埋めるための平坦化層５０を形成する必要がある。そしてさらに、この平坦化層５０表面の段差を３００ｎｍ以下にするためには、平坦化層５０の厚さを３μｍ以上としなければならない。
【００６９】
このように、平坦化層５０の厚さを３μｍ以上または平坦化層５０表面の段差を３００ｎｍ以下とすることによって、インクジェット法や印刷法などのウェットプロセスで有機薄膜２４を形成する場合でも、表示特性やパネル寿命に影響しない程度に画素形成領域４０内における有機薄膜２４の膜厚のばらつきを抑制することが可能となる。
【００７０】
陽極２３は、スパッタ、蒸着、イオンプレーティングなどの成膜手段によって平坦化層５０上に透明な導電性材料を形成した後に、画素が形成される所定の位置に透明な導電性材料が残るようにパターニングすることによって、画素電極として形成される。この透明な導電性材料として、例えば、ＩＴＯ，ＩＺＯなどを用いることができる。なお、この陽極２３は、平坦化層５０に形成されたコンタクトホールを通して、ＴＦＴ３０のドレイン電極３３に電気的に接続されている。
【００７１】
バンク２８は、陽極２３の所定位置に発光層を含む有機薄膜２４を形成するための素子形成領域４０を残し、この素子形成領域４０を囲むようにして設けられており、隣り合う画素同士を区切る役目をしている。このバンク２８は、基板１１側に位置し、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの無機絶縁材料から構成される無機物バンク層２６と、基板１１から離れて無機物バンク層２６の上位に位置し、可視光を吸収するように黒色または暗色に着色されたアクリル樹脂やポリイミド樹脂、ＢＣＢ樹脂などの耐熱性および耐溶媒性のあるレジストから構成される有機物バンク層２７とが積層されて構成されている。可視光を吸収する有機物バンク層２７は、アクリル樹脂やポリイミド樹脂、ＢＣＢ樹脂などに、黒色顔料、赤青黄などの混合顔料、暗色（茶色、臙脂色、紫色などの）の顔料、カーボンブラック、絶縁材料微粒子、染料などを混合することによって得られる。
【００７２】
無機物バンク層２６は、画素電極（陽極）２３と対向電極（陰極）２５との間でショートが起きないように設けられている。そのため、図４に示されるように、無機物バンク層２６は、有機物バンク層２７に比べてやや画素電極（陽極）２３の中央側に形成されている。また、有機物バンク層２７は、画素電極（陽極）２３を取り囲むように開口部を有しており、この開口部の上部は、下部よりも広く形成されている。ただし、有機物バンク層２７の開口部および無機物バンク層２６の開口部は、ともに画素電極（陽極）２３よりも狭く形成されている。
【００７３】
少なくとも発光層を含む有機薄膜２４は、陽極２３上に形成される。この有機薄膜２４は、インクジェット法や印刷法などの他に、スパッタや蒸着などの成膜手段によって形成することができる。発光層を構成する材料として、上述した第１の実施の形態で使用されるものと同じ［化１］〜［化５］に示すポリフルオレン系高分子誘導体、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体を例として挙げることができる。また、発光層を赤色に発光させるには、ローダミン、ＤＣＭの誘導体、ナイルレッドなどを上記の発光層を構成する材料に添加し、発光層を緑色に発光させるには、キナクリドン、クマリン６などを上記の発光層を構成する材料に添加し、そして、発光層を青色に発光させるには、ペリレン、テトラフェニルブタジエンなどを上記の発光層を構成する材料に添加する。
【００７４】
また、有機薄膜２４に正孔注入輸送層が含まれる場合には、正孔注入輸送層を構成する材料として、上述した第１の実施の形態で使用されるものと同じポリエチレンジオキシチオフェンなどのポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸などの混合物や、芳香族アミン誘導体（ＴＰＤ、α−ＴＰＤなど）、ＭＴＤＡＴＡ、銅フタロシアニン、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、フェニルアミン誘導体などを例として挙げることができる。
【００７５】
さらに、有機薄膜２４に電子注入輸送層が含まれる場合には、電子注入輸送層を構成する材料として、上述した第１の実施の形態で使用されるものと同じジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、オキサジアゾール誘導体、アントロン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、８−キノリノール誘導体、その他特定の電子伝達性化合物などを用いることができる。
【００７６】
対向電極２５は、バンク２８上および画素形成領域４０に形成された発光層を含む有機薄膜２４上に、スパッタ、蒸着、イオンプレーティングなどの成膜手段によって形成される。対向電極２５は、透明な導電性材料によって形成され、例えば、ＩＴＯ，ＩＺＯなどを用いることができる。
【００７７】
さらに、この対向電極２５が形成された基板１１上には、保護膜５２として、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ、イオンプレーティングなどの成膜手段によって、酸化珪素，窒化珪素，酸化窒化珪素，Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＺｎＯ，Ｙ_２Ｏ_３，ＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明な無機化合物またはアクリル樹脂，ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂などのうち光透過性の高い有機化合物からなる薄膜が１層以上形成される。用途によっては、この保護膜５２上にガラスやフィルムなどの保護材料をさらに設けてもよい。
【００７８】
このようにして、ＲＧＢの各画素が集まってなる一単位の有機ＥＬ素子が基板１１上に複数配列された有機ＥＬ装置が得られる。
【００７９】
この第３の実施の形態によれば、トップエミッション型の有機ＥＬ装置において、画素電極としての陽極２３を透明とし、基板１１と画素電極２３との間に可視光を吸収するように着色した平坦化層５０を設け、さらに、可視光を吸収するように着色したバンク２８を設けるように構成したので、ＴＦＴ３０や配線３７によって反射される外部の光を抑制することができる。その結果、コントラストが向上し、視認性が改善されるという効果を有する。
【００８０】
（第４の実施の形態）
つぎに、有機ＥＬ装置の第４の実施の形態について説明する。
【００８１】
図６は、第３の実施の形態の平坦化層と透明陽極との積層部分を取り出した図である。この図６に示されるように、ＩＴＯなどからなる透明陽極は、ポリイミド樹脂やＢＣＢ樹脂などからなる平坦化層５０上に直接堆積されている。このように、有機物上に直接に画素電極２３を堆積すると画素電極２３の抵抗が増加してしまい、またフォトリソグラフィを用いて画素電極２３をエッチングすると、図７に示されるように、フォトレジスト６０が被せられている画素電極２３の周縁部Ｓがエッチングされてしまうサイドエッチという現象が起きてしまっていた。そこで、画素電極２３の抵抗の増加を抑制するために、そしてフォトリソグラフィによるエッチング時に画素電極２３のサイドエッチを抑制するために、この第４の実施の形態では、図８に示されるように、有機物からなる平坦化層５０と画素電極２３との間に、ＳｉＯ_２などの無機材料からなる絶縁層５１を形成することを特徴とする。この絶縁層５１の厚さｄは、３０〜８００ｎｍの厚さであることが望ましい。３０ｎｍ以下であると、絶縁層５１上に形成されるＩＴＯなどの画素電極２３に対して、抵抗が増加してしまうなど平坦化層５０が影響を及ぼす可能性があり、８００ｎｍ以上であると、下地の平坦化層５０との間で応力が発生し、絶縁層５１にクラックや剥離が発生する原因となるからである。
【００８２】
以下の説明では、第３の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００８３】
図５は、この発明にかかる有機ＥＬ装置の画素領域の構造についての第４の実施の形態を示す断面図である。第３の実施の形態と同じように、有機ＥＬ装置の基板１１上に形成されたＴＦＴ３０や配線３７を覆うように、平坦化層５０が形成され、その上に絶縁層５１、画素電極２３が順に形成される。この画素電極２３の所定位置に有機ＥＬ薄膜を形成するための素子形成領域４０を残し、この素子形成領域４０を囲むようにして黒色または暗色に着色されたバンク２８が設けられている。そして、バンク２８によって囲まれた素子形成領域４０には、少なくとも発光層を含む有機物からなる薄膜２４が形成される。そして、これらの素子が形成された基板１１上に対向電極２５および保護膜５２が形成されている。
【００８４】
ここで、平坦化層５０と絶縁層５１との組合せとして、（１）着色された平坦化層５０と透明な絶縁層５１、（２）未着色の平坦化層５０と着色された絶縁層５１、（３）着色された平坦化層５０と着色された絶縁層５１の３つのものが考えられる。平坦化層５０を構成する材料としては、第３の実施の形態と同じように、ポリイミド樹脂やＢＣＢ樹脂などの耐熱樹脂を用いることができ、着色する場合には、これらに黒色顔料、赤青黄などの混合顔料、暗色（茶色、臙脂色、紫色などの）の顔料、カーボンブラック、絶縁材料微粒子、染料などを混合すればよい。また、透明な絶縁層５１としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素などを用いることができ、着色された絶縁膜５１としては、Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａの窒化物または珪化物、Ｃｒ_２Ｏ_３，ＦｅＯ，Ｆｅ_３Ｏ_４，Ｖ_２Ｏ_３、またはこれらの混合物を用いることができる。
【００８５】
この第４の実施の形態によれば、トップエミッション型の有機ＥＬ装置において、基板１１と画素電極２３との間に平坦化層５０と絶縁層５１を設け、少なくとも平坦化層５０または絶縁層５１のいずれかが可視光を吸収するように着色されたものとしたので、ＴＦＴ３０や配線３７によって反射される外部の可視光を抑制することができる。その結果、有機ＥＬ装置のコントラストが向上し、視認性が改善されるという効果を有する。
【００８６】
また、平坦化層５０と画素電極２３との間に、絶縁性の無機材料からなる絶縁層５１を形成するように構成したので、平坦化層５０が抵抗の増加などの画素電極２３に与える影響を抑制すると共に、フォトエッチングプロセスにおける画素電極２３のサイドエッチも抑制することができるという効果を有する。
【００８７】
（第５の実施の形態）
この第５の実施の形態では、第１〜第４の実施の形態で説明してきた有機ＥＬ装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
【００８８】
図９〜図１１は、それぞれ、この発明にかかる有機ＥＬ装置を使用した電子機器の例である。図９は、携帯電話の一例を示す斜視図である。１０００は携帯電話本体を示し、そのうち１００１はこの発明の有機ＥＬ装置からなる表示部である。図１０は、腕時計型の電子機器の一例を示す斜視図である。１１００は時計機能を内蔵した時計本体を示し、１１０１はこの発明の有機ＥＬ装置からなる表示部である。そして、図１１は、ワードプロセッサ機やパーソナルコンピュータなどの携帯型情報処理装置の一例を示す斜視図である。この図１１において、１２００は携帯型情報処理装置を示し、１２０２はキーボードなどの入力部、１２０４は演算手段や記憶手段などが格納されている情報処理装置本体部、１２０６はこの発明の有機ＥＬ装置からなる表示部である。
【００８９】
また、このような有機ＥＬ装置を備えた電子機器としては、図９に示される携帯電話、図１０に示される腕時計型の電気機器、図１１に示される携帯型情報処理装置のほかに、例えば、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、ビューファインダ型または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、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末機などの電気光学装置を備える電子危機を挙げることができる。したがって、これらの電子機器における電気的接続構造であっても、この発明が適用可能であることはいうまでもない。
【００９０】
また、上述した各実施の形態においては、いずれもアクティブマトリックス型の素子としてＴＦＴを備えたアクティブマトリックス型の有機ＥＬ装置を例示してきたが、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）をアクティブマトリックス型の素子として備えた有機ＥＬ装置や、パッシブマトリックス型の有機ＥＬ装置にも同様に適用することが可能である。なお、特許請求の範囲における駆動回路とは、基板１１上に配置されたアクティブマトリックス方式の能動素子とその配線を含む回路構造、および基板上に配置されたパッシブマトリックス方式の配線を含む回路構造をいうものである。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、駆動回路が形成される基板上の位置に形成される可視光を吸収する第１の吸収層と、第２の電極上に形成される可視光を吸収する第２の吸収層とを備え、第２の電極を透明な導電性材料で構成するようにしたので、有機ＥＬ装置における外光を反射する部分がなくなり、コントラストが向上し、視認性が改善されるという効果を有する。
【００９２】
つぎの発明によれば、駆動回路が形成される基板上の位置に形成される可視光を吸収する吸収層と、バンク部上の第２の電極上に配置された可視光を吸収する吸収部材とを備え、第２の電極を透明な導電性材料で構成するように構成したので、有機ＥＬ装置における外光を反射する部分がなくなり、コントラストが向上し、視認性が改善されるという効果を有する。
【００９３】
つぎの発明によれば、可視光を吸収する材料によって平坦化層を構成するようにしたので、有機ＥＬ装置における外光を反射する部分がなくなり、コントラストが向上し、視認性が改善されるという効果を有する。また、平坦化層は少なくとも３μｍの厚さを有するように構成したので、または平坦化層表面の段差が３００ｎｍ以下となるように平坦化層を形成したので、画素形成領域内での発光層を含む有機薄膜の厚さのばらつきを抑えることができる。その結果、画素形成領域内での発光輝度のばらつきを抑制し、有機ＥＬ装置の表示品質を向上することができるという効果を有する。
【００９４】
つぎの発明によれば、平坦化層と透明陽極の間に無機材料からなる絶縁膜を形成するようにしたので、平坦化層の影響によって透明陽極の抵抗が増加したり、透明陽極をエッチングするときのサイドエッチが発生したりする弊害を抑制できるという効果を有する。
【００９５】
つぎの発明によれば、平坦化層と絶縁膜のうち少なくとも一方を、可視光を吸収する材料で構成するようにしたので、有機ＥＬ装置における外光を反射する部分がなくなり、コントラストが向上し、視認性が改善されるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による有機ＥＬ装置の配線構造の平面模式図である。
【図２】この発明による有機ＥＬ装置の第１の実施の形態を示す断面模式図である。
【図３】この発明による有機ＥＬ装置の第２の実施の形態を示す断面模式図である。
【図４】この発明による有機ＥＬ装置の第３の実施の形態を示す断面模式図である。
【図５】この発明による有機ＥＬ装置の第４の実施の形態を示す断面模式図である。
【図６】有機ＥＬ装置の平坦化層と陽極との接合部分の断面模式図である。
【図７】フォト・エッチング後の有機ＥＬ装置の平坦化層と陽極との接合部分の断面模式図である。
【図８】有機ＥＬ装置の平坦化層と陽極との接合部分の第５の実施の形態を示す断面模式図である。
【図９】電子機器の一例を示す図である。
【図１０】電子機器の一例を示す図である。
【図１１】電子機器の一例を示す図である。
【図１２】従来例の有機ＥＬ素子の断面模式図である。
【符号の説明】
１　有機ＥＬ装置
１１　基板
１２　第１の吸収層
２０　下地保護膜
２１　第１の層間絶縁膜
２２　第２の層間絶縁膜
２３　陽極（画素電極）
２４　有機薄膜
２５　陰極（対向電極）
２６　無機物バンク層
２７　有機物バンク層
２８　バンク
２９　第２の吸収層
３０　ＴＦＴ
３１　ポリシリコン膜
３２　ソース電極
３３　ドレイン電極
３４　ゲート電極
３５　ゲート絶縁膜
３７　配線
３９　吸収部材
４０　画素形成領域
５０　平坦化層
５１　絶縁層
５２　保護膜
６０　フォトレジスト
１０１　走査線
１０２　信号線
１０３　電源線
１０４　データ駆動回路
１０５　走査側駆動回路
１１０　機能層
１１２　スイッチング用のＴＦＴ
１１３　駆動用のＴＦＴ

Claims

対向する電極の間に発光層が形成されてなる有機ＥＬ素子が基板の上に形成されてなる有機ＥＬ装置であって、
前記基板上であって、前記一方の電極の一部を覆うように形成されてなる第１の吸収層と、
前記電極のうち他方の電極上に形成されてなる第２の吸収層と、
を有することを特徴とする有機ＥＬ装置。
前記第１の吸収層は、６００℃以上の融点を有する無機化合物から構成されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
対向する電極の間に発光層が形成されてなる有機ＥＬ素子が基板の上に形成されてなる有機ＥＬ装置であって、
前記基板には平坦化層が形成されてなり、前記平坦化層が可視光を吸収する特性を有する材料により形成されてなることを特徴とする有機ＥＬ装置。
前記平坦化層は、少なくとも３μｍの厚さを有することを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
前記平坦化層表面の段差は、３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
前記平坦化層上に、無機材料からなる絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の有機ＥＬ装置。
前記絶縁層は、３０〜８００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置。
前記平坦化層と前記絶縁層のうち少なくとも一方が可視光を吸収する特性を有する材料により形成されてなることを特徴とする請求項６または７に記載の有機ＥＬ装置。
前記基板上の所定の位置にバンクが形成されてなり、前記バンクは、可視光を吸収する材料によって構成されることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１つに記載の有機ＥＬ装置。
請求項１〜９のいずれか１つに記載の有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする電子機器。