JP2009231122A - 有機エレクトロルミネセンス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開口率を高め、しかも平坦化層から発生するガスによる表示品質の低下を防止した、有機エレクトロルミネセンス装置を提供する。
【解決手段】電源配線１０３と、電源配線１０３を覆う有機平坦化層１０と、第１電極１１の上面を露出させる開口部１４ａを有する隔壁１４と、隔壁の開口部１４内に設けられた機能層１５と、機能層１５を覆う第２電極１８とを備えてなる有機ＥＬ装置１である。有機平坦化層１０上には、電源配線１０３の上方に、電源配線１０３に並行して第２電極１８に導通する補助第２電極２８が設けられている。隔壁１４は、電源配線１０３の直上部を覆う無機隔壁１２を有している。無機隔壁１２及び補助第２電極２８には、これら無機隔壁１２及び補助第２電極２８を貫通して電源配線１０３の直上に位置する有機平坦化層１０３に到達する、無機隔壁貫通孔１２ｃが形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、有機エレクトロルミネセンス装置に関する。

従来、基板上に多数の有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）を備えた有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ装置）が知られている。このような有機ＥＬ装置では、特にトップエミッション構造の有機ＥＬパネルとして用いる場合、開口率を高めるべく、画素開口部を形成するための平坦領域を十分に広く確保することが重要となっている。特に、塗布型プロセスであるインクジェット法を用いる場合には、どれだけ平坦化領域を確保できるかが重要になる。

トップエミッション構造の場合、画素開口部を形成する陽極（画素電極）の下方には、通常は駆動素子となるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が配置され、さらにこれに接続するデータ線や走査線も、陽極の下方に配置される。一方、前記ＴＦＴに電流を供給するための電源配線は、前記のデータ線や走査線と同一面上に形成されることから、前記ＴＦＴの側方、つまり画素開口部の側方に配置されることになる。そして、これら電源配線やデータ線、走査線の上には、これらを覆って平坦化層が設けられ、この平坦化層上に、前記陽極が形成されるようになる。
また、トップエミッション構造では、陰極として透明電極を用いている。しかし、透明導電材料は例えばＡｌなどに比べて抵抗値が高いことから、このような透明電極の導電性を高めるため、画素開口部以外の場所に補助陰極を設け、この補助陰極を透明電極に導通させることで、透明電極と補助陰極とからなる陰極の導電性を高めている。

ところで、有機ＥＬパネルが大型化すると、パネルの中央部にも周辺部と同じに均一に電流を供給する必要上、電圧降下による影響を避けるべく、配線抵抗を下げる必要がある。そこで、従来では、配線幅を増やして容量を確保していた。その結果、電源配線や補助陰極を形成する領域が広くなり、画素開口部の形成領域を十分に広く確保するのが困難になってきた。

そこで、特に電源配線と補助陰極とを、画素開口部の非形成領域において上下に並行させることにより、画素開口部の非形成領域を狭くし、相対的に画素開口部の形成領域を十分に広くすることが考えられる。ところが、このように電源配線と補助陰極とを上下に並行させて形成すると、これら配線は互いに対極となることから、これらの間でショートし易いといった問題がある（例えば、特許文献１参照）。そこで、これら配線間の耐圧を確保するべく、これらの間に形成する絶縁層、すなわち平坦化層を十分に厚くする必要がある。
特開２００６−５８８１５号公報

ところが、平坦化層は樹脂材料（有機材料）で形成されることから、内部に溶媒等のガスを発生させる残留物や不純物を多く含有している。したがって、発光層等の機能層を乾燥する工程などで加熱処理を行うと、前記の残留物などがガス化して平坦化層中から外に出ようとする。しかし、このようなガスは、平坦化層上に気密性の高い層、例えば、ＩＴＯ等からなる陽極や珪素酸化物（ＳｉＯ_２）等からなる無機隔壁を形成した後にも、前記したように機能層形成時などに発生する。そのため、発生したガスが外部に排出されず、平坦化層と陽極との間などに蓄積されてしまうことがある。

すると、このようなガスの蓄積がダークスポットを発生させる原因となり、表示品質を低下させてしまうことになる。すなわち、このようなダークスポットは有機ＥＬ装置の製造後も時間とともに成長し、複数の画素を含む領域が非発光領域となってしまうからである。そして、特に前記したように平坦化層を厚くすると、このようなガスの発生に起因する表示品質の低下がより顕著になってしまうおそれがある。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、開口率を高め、しかも平坦化層から発生するガスによる表示品質の低下を防止した、有機エレクトロルミネセンス装置を提供することにある。

本発明の有機ＥＬ装置は、基板と、前記基板上に設けられた電源配線と、前記電源配線を覆って設けられた有機平坦化層と、前記有機平坦化層上において前記電源配線上を避けた位置に設けられた第１電極と、前記有機平坦化層上において前記第１電極を区画しかつ該第１電極の上面を露出させる開口部を有して設けられた隔壁と、前記隔壁の開口部内に設けられた、少なくとも有機発光層を有してなる機能層と、前記機能層を覆って設けられた第２電極と、を備え、
前記有機平坦化層上には、前記電源配線の上方に、該電源配線に並行して前記第２電極に導通する補助第２電極が設けられ、
前記隔壁は、前記電源配線の直上部を覆うようにして設けられた無機隔壁を有してなり、
前記無機隔壁及び前記補助第２電極には、これら無機隔壁及び補助第２電極を貫通して前記電源配線の直上に位置する前記有機平坦化層に到達する、無機隔壁貫通孔が形成されていることを特徴としている。

この有機エレクトロルミネセンス装置によれば、電源配線の上方に、該電源配線に並行して補助第２電極が設けられているので、これら電源配線や補助陰極が形成される領域、すなわち画素開口部の非形成領域を狭くし、相対的に画素開口部の形成領域を十分に広くすることができる。よって、開口率を高めてより良好な表示が可能になる。
また、機能層形成時などに有機平坦化層からガスが発生しても、このガスは無機隔壁貫通孔を通って無機隔壁や第１電極、さらに補助第２電極の外側に排出される。したがって、有機平坦化層を厚くしても、この有機平坦化層から発生するガスが外部に良好に排出されるため、有機平坦化層から発生するガスに起因してダークスポットが発生し、表示品質が低下してしまう不都合が防止される。
さらに、電源配線の直上に位置する有機平坦化層は、電源配線による凸部を平坦化するといった平坦化層としての機能上、他の部位より厚さが薄くなる。したがって、このように膜厚が相対的に薄くなっていることにより、有機平坦化層内部で発生したガスは、この電源配線の直上部分でより外側に抜け易くなっている。よって、この直上部分に到達するように無機隔壁貫通孔を形成しているので、有機平坦化層内部で発生したガスが有機平坦化層中を通って無機隔壁貫通孔に移動し、より良好に外部に排出されるようになる。
また、このように平坦化層を厚くしても支障がないため、平坦化層を十分に厚くすることにより、電源配線と補助第２電極との間の耐圧を十分に確保することができる。

また、前記有機エレクトロルミネセンス装置においては、前記無機隔壁貫通孔が、前記補助第２電極の長さ方向に沿って溝状に形成されていてもよい。
このようにすれば、無機隔壁貫通孔の開口面積が広くなり、また、無機隔壁貫通孔が広い範囲に亘って開口を有するようになるので、有機平坦化層内部で発生したガスがより良好に排出されるようになり、ダークスポットの発生がより確実に防止される。

また、前記有機エレクトロルミネセンス装置においては、前記無機隔壁貫通孔が、前記補助第２電極の長さ方向に沿って複数形成されていてもよい。
このようにすれば、無機隔壁貫通孔が広い範囲に亘って開口を有するようになるので、有機平坦化層内部で発生したガスがより良好に排出されるようになり、ダークスポットの発生がより確実に防止される。

また、前記有機エレクトロルミネセンス装置においては、前記隔壁は、前記無機隔壁上に設けられ、かつ前記補助第２電極を覆った状態に設けられた有機隔壁を有し、該有機隔壁には、前記補助第２電極と前記第２電極とを導通させるコンタクト部が形成されているのが好ましい。
このようにすれば、第２電極を形成する前において、平坦化層内部で発生したガスや有機隔壁内部で発生したガスが前記コンタクト部を構成するコンタクトホールを通って排出され易くなる。

また、前記有機エレクトロルミネセンス装置においては、前記無機隔壁は親液性を有し、前記有機隔壁は撥液性を有しているのが好ましい。
このようにすれば、隔壁の開口部内に液状材料を配し、乾燥して機能層を形成する際に、有機隔壁によって液状材料が開口部外に流出するのが防止される。また、有機隔壁が撥液性になっているので、有機隔壁の上面部上に配された液状材料が開口部内に流れ落ち、これによって機能層が開口部内に良好に形成されるようになる。
また、無機隔壁は親液性を有しているので、開口部内に配された液状材料が無機隔壁に濡れ拡がるようになり、したがって液状材料で形成される機能層の厚さが開口部内でより均一になる。

また、前記有機エレクトロルミネセンス装置においては、前記有機隔壁に、前記無機隔壁貫通孔に連通し、あるいは前記無機隔壁貫通孔を通って前記有機平坦化層に到達する有機隔壁貫通孔が形成されているのが好ましい。
このようにすれば、平坦化層内部で発生したガスが無機隔壁貫通孔を通り、さらに有機隔壁貫通孔を通ることでより排出され易くなる。

また、前記有機エレクトロルミネセンス装置においては、前記有機平坦化層は、アクリル樹脂またはポリイミド樹脂からなり、前記電源配線の直上部の厚さが１μｍ以上に形成されているのが好ましい。
このようにすれば、電源配線と補助第２電極との間の耐圧が良好に確保される。

以下、本発明の有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ装置）について、図面を参照して詳しく説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の有機ＥＬ装置の第１実施形態の、概略構成を示す側断面図であり、図１中符号１は有機ＥＬ装置である。この有機ＥＬ装置１は、基板２上に形成された多数の有機ＥＬ素子３０の機能層１５から射出された光を、有機ＥＬ素子３０が形成された基板２とは反対側の封止基板２０から取り出す、トップエミッション方式のものである。

基板２は、ガラスや石英、樹脂、あるいは金属等の反射性を有する材料からなるもので、その表面（内面）には、例えばＳｉＯ_２（シリコン酸化物）からなる絶縁膜３が形成されている。絶縁膜３上には、個々の有機ＥＬ素子３０に対応して駆動用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）４が設けられている。駆動用ＴＦＴ４は、絶縁膜３上に形成されたポリシリコン等からなる半導体層５と、半導体層５のチャネル領域にゲート絶縁膜（図示略）を介して対向配置されたゲート電極６と、を備えている。そして、ゲート絶縁膜及びゲート電極６を覆って、ＳｉＯ_２やＳｉＮからなる層間絶縁膜７が形成されている。

層間絶縁膜７上にはソース電極８及びドレイン電極９が形成され、それぞれ、コンタクトホール７ａ，７ｂを介して半導体層５のソース領域（図示せず）及びドレイン領域（図示せず）に接続されている。また、ソース電極８は、層間絶縁膜７上に形成された電源配線１０３に接続されている。電源配線１０３は、後述するように画素開口部の開口率を高めるべく、この画素開口部の側方、すなわち前記駆動用ＴＦＴ４の側方に配置されたもので、Ａｌ等によって厚さ０．５μｍ〜１．０μｍ程度に形成されたものである。

これら駆動用ＴＦＴ４及び電源配線１０３を覆って、基板２上を平坦化する平坦化層（有機平坦化層）１０が形成されている。平坦化層１０は、例えば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の耐熱性及び絶縁性を有する有機材料によって形成されている。この平坦化層１０は、前記層間絶縁膜７上において、前記駆動用ＴＦＴ４や電源配線１０３によって形成された凸部を平坦化し、これによって全体の凹凸を小さくするべく、形成されたものである。したがって、このような機能上、平坦化層１０は、特に電源配線１０３の直上に位置する部位１０Ａが、他の部位、すなわち層間絶縁膜７上に直接形成された部位に比べ、厚さが薄くなっている。ただし、後述するようにこの電源配線１０３の直上に補助陰極（補助第２電極）が形成されることから、これら電源配線１０３と補助陰極との間の耐圧を確保するべく、平坦化層１０は、前記の部位１０Ａにおいて、その厚さが１μｍ以上になっているのが好ましい。したがって、本実施形態では、２μｍ〜６μｍ程度に形成されている。

また、この平坦化層１０上には、前記駆動用ＴＦＴ４の直上及びその近傍部に、有機ＥＬ素子３０の陽極である画素電極（第１電極）１１が形成されている。この画素電極１１は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）やＭｏ（モリブデン）等の反射性を有する導電性材料で形成されている。あるいは、仕事関数を調整するため、上層を透明なＩＴＯとし、下層をＡｌ等の反射性導電材料とする、積層構造の電極としてもよい。画素電極１１は、平坦化層１０を貫通してドレイン電極９に到達するコンタクトホール１０ａを介して、ドレイン電極９に接続されている。また、駆動用ＴＦＴ４のゲート電極６は、後述するスイッチング用ＴＦＴ１１２に接続されて、画素信号を保持する保持容量ｃａｐと電気的に接続されている。

画素電極１１の周縁部上、及びその周囲には、無機隔壁１２と、無機隔壁１２上に形成された有機隔壁１３とからなる隔壁１４が形成されている。隔壁１４には、画素電極１１を有機ＥＬ素子３０ごとに区画し、かつ画素電極１１の上面（基板２と反対側の面）を露出させる開口部（画素開口部）１４ａが形成されている。また、有機隔壁１３の端部（開口部１４ａを規定する部分）は、無機隔壁１２の端部（開口部１４ａを規定する部分）より、開口部１４ａから見て外側となるように形成されている。これによって開口部１４ａ内に露出した隔壁１４には、開口部１４ａ内の有機隔壁１３と無機隔壁１２との境界部分に、無機隔壁１２の上面を露出させた階段状の段差部が形成されている。

無機隔壁１２は、ＳｉＯ_２等の絶縁性の無機材料によって形成されたもので、その表面に親液化処理が施され、濡れ性が向上させられたことにより、親液性を有したものとなっている。有機隔壁１３は、例えば平坦化層１０と同じ有機材料によって形成されたもので、その表面に撥液化処理が施されたことにより、撥液性を有したものとなっている。

無機隔壁１２には、該無機隔壁１２を貫通し、前記平坦化層１０における前記電源配線１０３の直上に位置する部位１０Ａに到達する、開口１２ｂが形成されている。この開口１２ｂは、前記電源配線１０３の長さ方向に沿って溝状に形成されたものである。また、本実施形態では、この開口１２ｂ内に、補助陰極（補助第２電極）２８が形成されている。

補助陰極２８は、Ａｌ等の比抵抗の小さい導電材料によって形成されたもので、前記電源配線１０３の直上に配置され、したがって該電源配線１０３に並行して配設され、すなわち、平面視した状態で全部あるいは一部が電源配線１０３に重ねって形成されたものである。また、この補助陰極２８は、本実施形態では前記開口１２ｂの幅より狭い幅で形成されている。このような構成のもとに、平坦化層１０上に形成された無機隔壁１２及び補助陰極２８には、前記開口１２ｂ内に、無機隔壁１２及び補助陰極２８を貫通して前記平坦化層１０の前記部位１０Ａに到達する無機隔壁貫通孔１２ｃが、補助陰極２８の両側にそれぞれ形成されている。

有機隔壁１３は、無機隔壁貫通孔１２ｃ及び補助陰極２８を覆って形成されたもので、特に無機隔壁貫通孔１２ｃ内において平坦化層１０に接して形成されたものである。ここで、補助陰極２８は、図２に示すように、平面視したときに前記開口部１４ａの周囲に格子状に形成されており、したがって無機隔壁貫通孔１２ｃも、この補助陰極２８に沿ってその両側に溝状に形成されている。

開口部１４ａの内部には、図１に示すように機能層１５が設けられている。機能層１５は、画素電極１１側に形成された正孔注入・輸送層１６と、その上に積層されて形成された発光層（有機発光層）１７と、を備えて形成されたものである。正孔注入・輸送層１６は、例えば、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）の分散液、すなわち、ポリスチレンスルフォン酸を分散媒として、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液等の液状材料を乾燥することによって形成されている。また、発光層１７は、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料により形成されている。特にフルカラー表示を行う場合には、赤色、緑色、青色の各波長域に対応する光を発光する材料が用いられる。

ここで、発光層１７の形成材料としては、例えば、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３などの燐光材料を用いることもできる。

機能層１５上には、機能層１５及び隔壁１４を覆って、有機ＥＬ素子３０の陰極である透明な共通電極（第２電極）１８が設けられている。この共通電極１８は、低仕事関数の金属であるアルカリ金属やアルカリ土類金属によって形成され、あるいは、ＭｇＡｇやＬｉＦ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などによって形成されたものである。この共通電極１８は、前記隔壁１４の有機隔壁１３上において、この有機隔壁１３に形成されたコンタクトホール（コンタクト部）１３ｂを介して、前記補助陰極２８に接続し導通している。
また、共通電極１８上には、光透過性を有する接着層１９を介して、例えば、ガラスや石英等の透明な材料で形成された封止基板２０が貼着されている。

図３は、本実施形態の有機ＥＬ装置１の配線構造を示す模式図である。図３に示すように有機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配線１０３とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１及び信号線１０２の各交点付近に、画素領域Ａを形成したものである。

信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４が接続されている。走査線１０１には、シフトレジスタ及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。また、画素領域Ａの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極６（図１参照）に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１１２と、このスイッチング用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６に供給される駆動用ＴＦＴ４と、この駆動用ＴＦＴ４を介して電源配線１０３に電気的に接続したときに、電源配線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極１１と、この画素電極１１と共通電極１８との間に挟み込まれた機能層１５とが、設けられている。
そして、画素電極１１と共通電極１８と機能層１５とにより、有機ＥＬ素子３０が構成されている。

このような構成によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用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、保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用ＴＦＴ４のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ４のチャネルを介して、電源配線１０３から画素電極１１に電流が流れ、さらに機能層１５を介して共通電極１８に電流が流れる。すると、機能層１５はこれを流れる電流量に応じて発光する。

このような構成の有機ＥＬ装置１を製造するには、まず、図４（ａ）に示すように、基板２上に絶縁膜３を形成し、絶縁膜３上に駆動用ＴＦＴ４、スイッチング用ＴＦＴ１１２及び前述の配線や回路等を形成する。すなわち、絶縁膜３上にポリシリコン等の半導体層５と、半導体層５を覆うゲート絶縁膜（図示略）とを形成し、その上にゲート電極６を形成する。次いで、半導体層５に不純物をドープしてソース領域、ドレイン領域、及びチャネル領域を形成する。そして、これらを覆って層間絶縁膜７を形成し、さらにフォトリソグラフィ法によって層間絶縁膜７を貫通し、半導体層５のソース領域及びドレイン領域に到達するコンタクトホール７ａ，７ｂを形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、層間絶縁膜７上に電源配線１０３を形成する。次いで、層間絶縁膜７上にソース電極８およびドレイン電極９を形成する。
次いで、図４（ｃ）に示すように、スピンコート法等によってこれらを覆うようにアクリル樹脂等を成膜し、平坦化層１０を形成する。その際、その厚さについては、本実施形態では前記したように電源配線１０３の直上に位置する部位１０Ａにおいて、その厚さが２μｍ程度となるように形成する。このようにして平坦化層１０を形成すると、特に前記の部位１０Ａでは、他の部位、すなわち層間絶縁膜７上に直接形成された部位に比べ、その厚さが薄くなる。
次いで、フォトリソグラフィ法により、平坦化層１０を貫通し、ドレイン電極９に到達するコンタクトホール１０ａを形成する。

次に、図５（ａ）に示すように、平坦化層１０上に画素電極１１を形成し、コンタクトホール１０ａを介してドレイン電極９に接続する。
次いで、図５（ｂ）に示すように、画素電極１１及び平坦化層１０を覆ってＳｉＯ_２等からなる絶縁性の無機材料層１２０を形成する。そして、フォトリソグラフィ法等を用いて無機材料層１２０をパターニングし、画素電極１１を区画するとともに画素電極１１の上部を露出させる開口部１２ａと、無機材料層１２０を貫通して平坦化層１０の前記部位１０Ａに到達する溝状（格子状）の開口１２ｂとを形成し、これによって無機隔壁１２を形成する。
このとき、平坦化層１０は、その内部にガスを発生させる残留物や不純物が多く含まれた状態になっている。また、パターニング後のレジスト剥離時に、用いられたレジスト剥離液にさらされ、したがってこれによってもガスが発生し易くなっている。

次に、図５（ｃ）に示すように、前記無機隔壁１２の開口１２ｂ内に該開口１２ｂの長さ方向に沿って、すなわち、前記電源配線１０３と並行に、補助陰極２８をマスク蒸着法等によって形成する。また、マスク蒸着法に代えて、インクジェット法等の液滴吐出法により、導電性インクを選択的に配し、その後乾燥することにより、補助陰極２８を形成してもよい。その際、開口１２ｂの幅方向全域を補助陰極２８で充填することなく、開口１２ｂの両側部を開口させた状態にする。これにより、この補助陰極２８の両側の開口１２ｂ内を、平坦化層１０の前記部位１０Ａに到達する無機隔壁貫通孔１２ｃとする。

次いで、図５（ｄ）に示すように、画素電極１１、無機隔壁１２、補助陰極２８、及び前記無機隔壁貫通孔１２ｃ内を覆ってスピンコート法等によりアクリル樹脂等を成膜し、有機材料層１３０を形成する。続いて、フォトリソグラフィ法等によって有機材料層１３０をパターニングし、画素電極１１を露出させる開口部１３ａを形成するとともに、補助電極２８の上面の一部を露出させるコンタクトホール１３ｂを形成する。これにより、有機隔壁１３を形成する。
このとき、開口部１３ａについては、無機隔壁１２の開口部１２ａよりも一回り大きく形成する。これにより、無機隔壁１２と有機隔壁１３とを備え、無機隔壁１２の開口部１２ａと有機隔壁１３の開口部１３ａからなる開口部１４ａを有した、隔壁１４が形成される。

次に、画素電極１１の表面を洗浄処理し、続いて、画素電極１１と無機隔壁１２と有機隔壁１３とを形成した側の面に酸素プラズマ処理を行う。これにより、表面に付着した有機物等の汚染物を除去して濡れ性を向上させる。具体的には、基板２を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱し、続いて大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ_２プラズマ処理）を行う。

次いで、撥液化処理を行うことにより、特に有機隔壁１３の上面及び内面の濡れ性を低下させる。具体的には、大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ_４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された基板２を室温まで冷却することで、有機隔壁１３の上面及び側面を撥液化し、その濡れ性を低下させる。
なお、このＣＦ_４プラズマ処理においては、画素電極１１の露出面および無機隔壁１２についても多少の影響を受けるが、画素電極１１の材料である金属等や無機隔壁１２の構成材料であるＳｉＯ_２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、酸素プラズマ処理で濡れ性が向上した面は濡れ性がそのままに保持される。
次に、基板２を、例えば、２００℃程度の温度に加熱してアニール処理を行う。

次いで、図１に示したように、隔壁１４に囲まれた開口部１４ａ内に正孔注入・輸送層１６を形成する。この正孔注入・輸送層１６の形成工程では、スピンコート法や液滴吐出法が採用されるが、本実施形態では、開口部１４ａ内に正孔注入・輸送層１６の形成材料を選択的に配する必要上、特に液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。このインクジェット法により、正孔注入・輸送層１６の形成材料であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの分散液を画素電極１１の露出面上に配し、その後、熱処理（乾燥・焼成処理）を、例えば、２００℃で１０分間程度行うことにより、厚さ２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の正孔注入・輸送層１６を形成する。

次いで、この正孔注入・輸送層１６上に、発光層１７を形成する。この発光層１７の形成工程でも、上記の正孔注入・輸送層１６の形成と同様に、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、インクジェット法により、発光層１７の形成材料を正孔注入・輸送層１６上に吐出し、その後、窒素雰囲気中にて１３０℃で３０分間程度熱処理を行い、隔壁１４に形成された開口部１４ａ内、すなわち画素領域Ａ上に厚さ５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の発光層１７を形成する。なお、発光層１７の形成材料中に用いる溶媒としては、正孔注入・輸送層１６を再溶解させないもの、例えば、キシレンなどが好適に用いられる。また、この発光層１７の形成方法については、正孔注入・輸送層１６の形成の場合と同様に、スピンコート法を採用することもできる。

次いで、発光層１７及び有機隔壁１３を覆ってＭｇＡｇなどの透明導電材料を成膜し、共通電極１８を形成する。この共通電極１８の形成では、正孔注入・輸送層１６や発光層１７の形成とは異なり、真空蒸着法等で行うことにより、画素領域Ａにのみ選択的に形成するのでなく、基板２のほぼ全面に共通電極１８を形成する。そして、これにより、前記有機隔壁１３のコンタクトホール１３ｂ内において、ここに露出する補助陰極２８に共通電極１８を導通させる。
その後、共通電極１８上に接着剤を用いて接着層１９を形成し、さらにこの接着層１９によって封止基板２０を接着し、封止を行う。

本実施形態の有機ＥＬ装置１によれば、前述したように、電源配線１０３の上方に、該電源配線１０３に並行して補助陰極２８を形成しているので、これら電源配線１０３や補助陰極２８が形成される領域、すなわち開口部（画素開口部）１４ａ以外の領域（非形成領域）を狭くし、相対的に開口部１４ａの形成領域を十分に広くすることができる。よって、開口率を高めてより良好な表示を行うことができる。

また、平坦化層１０に通じる無機隔壁貫通孔１２ｃを形成しているので、発光層１７等の機能層１５の形成時、すなわちその熱処理時などに、平坦化層１０からガスが発生しても、このガスは無機隔壁貫通孔１２ｃを通って無機隔壁１２や画素電極１１、補助陰極２８の外側に抜け、さらに有機隔壁１３内を通り抜けて外部に排出される。したがって、平坦化層１０を例えば２μｍ以上に厚くしても、この平坦化層１０から発生するガスが外部に良好に排出されるため、平坦化層１０から発生するガスに起因してダークスポットが発生し、表示品質が低下してしまうといった不都合を防止することができる。

さらに、平坦化層１０の、電源配線１０３の直上に位置する部位１０Ａは、電源配線１０３による凸部を平坦化するといった平坦化層１０としての機能上、他の部位より厚さが薄くなっている。したがって、このように膜厚が相対的に薄くなっていることにより、平坦化層１０の内部で発生したガスは、前記部位１０Ａでより外側に抜け易くなっている。よって、この部位Ａに到達するように無機隔壁貫通孔１２ｃを形成しているので、平坦化層１０の内部で発生したガスが平坦化層１０中を通って無機隔壁貫通孔１２ｃに移動し、ここからより良好に外部に排出されるようになる。
また、このように平坦化層１０を厚くしても支障がないため、平坦化層１０を例えば１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上と十分に厚くすることにより、電源配線１０３と補助陰極２８との間の耐圧を十分に確保することができる。

また、隔壁１４の開口部１４ａ内に液状材料を配し、乾燥させて機能層１５を形成する際に、隔壁１４によって開口部１４ａ外部への液状材料の流出を防止することができる。また、開口部１４ａ内の有機隔壁１３と無機隔壁１２との境界部に無機隔壁１２を段差状に露出させているので、この境界部における無機隔壁１２の表面積を拡大して濡れ性を向上することができる。よって、液状材料が乾燥して体積が減少し、液面が有機隔壁１３と無機隔壁１２との境界部に近づくと、無機隔壁１２の濡れ性により液状材料の厚さが均一化され、機能層１５を平坦に形成することができる。

また、開口１２ｂを有する無機隔壁１２を形成した後に、プラズマ処理やアニール処理等により基板２を加熱することで、平坦化層１０の温度が上昇し、平坦化層１０の内部で発生したガスが開口部１２ａから排出されるようになる。したがって、平坦化層１０中の残留物や不純物が減少する。よって、有機ＥＬ素子３０を封止基板２０により封止した後の、平坦化層１０からのガスの発生を良好に防止し、ダークスポットの発生をより良好に防止することができる。

また、無機隔壁貫通孔１２ｃを、補助陰極２８の長さ方向に沿って溝状に形成したので、その開口面積を広くし、さらに、この無機隔壁貫通孔１２ｃを広い範囲に亘って開口させることができる。よって、平坦化層１０の内部で発生したガスをより良好に排出させることができ、ダークスポットの発生をより確実に防止することができる。

＜第２実施形態＞
図６は、本発明の有機ＥＬ装置の第２実施形態の、概略構成を示す要部側断面図である。図６に示した有機ＥＬ装置が図１に示した有機ＥＬ装置１と異なるところは、電源配線１０３上に配置される補助陰極と、無機隔壁貫通孔との位置にある。すなわち、図６に示したように本実施形態では、補助陰極２８は、無機隔壁１２の開口１２ｂの一方の側部側に偏って形成され、その一部が無機隔壁１２上に乗り上がって形成されている。したがって、開口１２ｂの他方の側部側が無機隔壁貫通孔１２ｃとなっており、ここから平坦化層１０内部で発生したガスが、この上に形成された有機隔壁１３を通って外部に排出されるようになっている。
よって、本実施形態の有機ＥＬ装置にあっても、平坦化層１０から発生するガスに起因してダークスポットが発生し、表示品質が低下してしまうといった不都合を防止することができる。

＜第３実施形態＞
図７は、本発明の有機ＥＬ装置の第３実施形態の、概略構成を示す要部側断面図である。図７に示した有機ＥＬ装置が図１に示した有機ＥＬ装置１と異なるところは、電源配線１０３上に配置される補助陰極と、無機隔壁貫通孔との位置、及び有機隔壁１３に有機隔壁貫通孔が形成されている点にある。すなわち、図７に示したように本実施形態では、補助陰極２８は、無機隔壁１２の開口１２ｂの両側部にそれぞれ形成され、それぞれの一部が無機隔壁１２上に乗り上がって形成されている。したがって、開口１２ｂの中央部が無機隔壁貫通孔１２ｃとなっており、ここから平坦化層１０内部で発生したガスが、この上に形成された有機隔壁１３を通って外部に排出されるようになっている。

また、有機隔壁１３には、共通電極１８を補助陰極２８に導通させるためのコンタクホール１３ｂが形成されている。したがって、無機隔壁貫通孔１２ｃは、有機隔壁１３に覆われることなく、コンタクトホール１３ｂ内に露出することになる。つまり、コンタクトホール１３ｂは、前記無機隔壁貫通孔１２ｃに連通し、あるいはこれを通って平坦化層１０に到達する有機隔壁貫通孔となっているのである。
このような有機隔壁貫通孔（コンタクトホール１３ｂ）を形成したことにより、平坦化層１０の内部で発生したガスが無機隔壁貫通孔１２ｃを通り、さらに有機隔壁貫通孔を通ることで、外部により容易に排出されるようになる。
よって、本実施形態の有機ＥＬ装置にあっても、平坦化層１０から発生するガスに起因してダークスポットが発生し、表示品質が低下してしまうといった不都合を防止することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、図１に示した実施形態では、開口１２ｂ内において補助陰極２８を格子状に形成し、この補助陰極２８の両側部を無機隔壁貫通孔１２ｃとしたが、この補助陰極２８中にも複数の貫通孔を形成し、これら貫通孔を前記無機隔壁貫通孔１２ｃと同様に機能させてもよい。

その場合、開口１２ｂの幅方向の全域に補助陰極２８を形成し、この補助陰極２８中に形成した複数の貫通孔のみを、無機隔壁貫通孔１２ｃとして機能させてもよい。このようにしても、貫通孔（無機隔壁貫通孔１２ｃ）が広い範囲に亘って開口を有するようになるので、平坦化層１０の内部で発生したガスをより良好に排出することができ、したがってダークスポットの発生をより確実に防止することができる。

また、前記実施形態では、無機隔壁１２の開口１２ｂ内に少なくとも補助陰極２８の一部を形成するようにしたが、開口１２ｂ内に形成することなく、無機隔壁１２上に補助陰極２８を形成するようにしてもよい。このように構成すれば、前記開口１２ｂが本発明の無機隔壁貫通孔１２ｃとしてそのまま機能するようになる。

また、前記実施形態ではトップエミッション方式の有機ＥＬ装置について説明したが、本発明を前記実施形態とは反対側から光を取り出すボトムエミッション方式の有機ＥＬ装置に適用できることは言うまでもない。
また、ＴＦＴなどを用いるアクティブマトリクスではなく、単純マトリクス向けの素子基板を用いて本発明を実施し、単純マトリクス駆動しても全く同じ効果が低コストで得られる。

本発明の有機ＥＬ装置の第１実施形態の概略構成を示す側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る貫通孔の開口の配置を示す模式平面図である。 本発明の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の有機ＥＬ装置の製造工程説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の有機ＥＬ装置の製造工程説明図である。 本発明の有機ＥＬ装置の第２実施形態を示す要部側断面図である。 本発明の有機ＥＬ装置の第３実施形態を示す要部側断面図である。

符号の説明

１…有機ＥＬ装置、２…基板、１０…平坦化層（有機平坦化層）、１１…画素電極（第１電極）、１２…無機隔壁、１２ａ…開口部、１２ｂ…開口、１２ｃ…無機隔壁貫通孔、１３…有機隔壁、１３ａ…開口部、１３ｂ…コンタクトホール（コンタクト部、有機隔壁貫通孔）、１４…隔壁、１４ａ…開口部、１５…機能層、１７…発光層（有機発光層）、１８…共通電極（第２電極）、２８…補助陰極（補助第２電極）、１０３…電源配線

Claims (7)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられた電源配線と、
   前記電源配線を覆って設けられた有機平坦化層と、
   前記有機平坦化層上において前記電源配線上を避けた位置に設けられた第１電極と、
   前記有機平坦化層上において前記第１電極を区画しかつ該第１電極の上面を露出させる開口部を有して設けられた隔壁と、
   前記隔壁の開口部内に設けられた、少なくとも有機発光層を有してなる機能層と、
   前記機能層を覆って設けられた第２電極と、を備え、
   前記有機平坦化層上には、前記電源配線の上方に、該電源配線に並行して前記第２電極に導通する補助第２電極が設けられ、
   前記隔壁は、前記電源配線の直上部を覆うようにして設けられた無機隔壁を有してなり、
   前記無機隔壁及び前記補助第２電極には、これら無機隔壁及び補助第２電極を貫通して前記電源配線の直上に位置する前記有機平坦化層に到達する、無機隔壁貫通孔が形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス装置。
2. 前記無機隔壁貫通孔は、前記補助第２電極の長さ方向に沿って溝状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス装置。
3. 前記無機隔壁貫通孔は、前記補助第２電極の長さ方向に沿って複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス装置。
4. 前記隔壁は、前記無機隔壁上に設けられ、かつ前記補助第２電極を覆った状態に設けられた有機隔壁を有し、該有機隔壁には、前記補助第２電極と前記第２電極とを導通させるコンタクト部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネセンス装置。
5. 前記無機隔壁は親液性を有し、前記有機隔壁は撥液性を有していることを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネセンス装置。
6. 前記有機隔壁には、前記無機隔壁貫通孔に連通し、あるいは前記無機隔壁貫通孔を通って前記有機平坦化層に到達する有機隔壁貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネセンス装置。
7. 前記有機平坦化層は、アクリル樹脂またはポリイミド樹脂からなり、前記電源配線の直上部の厚さが１μｍ以上に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネセンス装置。

Images