JP4016144B2 - 有機発光素子およびその製造方法ならびに表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画素間に補助配線を備えた有機発光素子およびその製造方法ならびにこれを用いた表示装置に関する。
近年、フラットパネルディスプレイの一つとして、有機発光素子を用いた有機発光ディスプレイが注目されている。有機発光ディスプレイは、自発光型であるので視野角が広く、消費電力が低いという特性を有し、また、高精細度の高速ビデオ信号に対しても十分な応答性を有するものと考えられており、実用化に向けて開発が進められている。
有機発光素子としては、例えば、図１６に示したように、基板１１０に、第１電極１１１、発光層を含む有機層１１２および第２電極１１３が順に積層されたものが知られている。また、第２電極１１３は、電圧降下を抑制して画面内の輝度のばらつきを防止するため、低抵抗の補助配線１１３Ａに電気的に接続される場合がある（例えば、特許文献１参照。）。
有機層１１２の材料としては低分子系のものと高分子系のものとがあり、低分子系の有機層１１２の形成には、真空蒸着法が一般に用いられている。真空蒸着法で有機層１１２を形成する場合、図１７に示したように、有機層１１２の形成予定位置に対応して開口部１２１を有する画素塗り分け用マスク１２０を用いて、補助配線１１３Ａが有機層１１２で覆われないようにしている。そののち、基板１１０のほぼ全面に第２電極１１３を形成することにより、補助配線１１３Ａと第２電極１１３とを電気的に接続する。
特開２００１−１９５００８号公報
しかしながら、高精細な有機発光ディスプレイを作製する場合、画素塗り分け用マスク１２０の熱膨脹の影響により、有機層１１２を精度良く形成することが困難となっていた。また、画素塗り分け用マスク１２０に付着しているパーティクルが有機層１１２などに付着すると、ショートの原因となるおそれがあった。このようなことから、画素塗り分け用マスク１２０を用いずに有機層１１２を形成することが望ましいが、その場合、有機層１１２が基板１１０のほぼ全面に形成されるので、補助配線１１３Ａと第２電極１１３の電気的接続が不可能になってしまうという問題があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画素塗り分け用マスクを用いずに補助配線と第２電極との電気的接続を行うことができる有機発光素子およびその製造方法ならびに表示装置を提供することにある。
本発明による有機発光素子は、基板上に能動素子および平坦化層を介して形成され、積層方向における厚みが１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である第１電極と、第１電極と同一の材料により構成され、平坦化層の上に第１電極とは絶縁して形成された補助配線と、第１電極の発光領域に対応する第１の開口部、および、補助配線に対応して設けられ補助配線の側面の少なくとも一部を露出させている第２の開口部を有する絶縁膜と、発光層を含むと共に、基板上において少なくとも第１電極および補助配線を覆う有機層と、この有機層を覆うと共に、補助配線の側面において補助配線に電気的に接続された第２電極とを備えたものである。ここで補助配線の「側面」とは、補助配線の基板に接触する面に交差する面をいう。
本発明による有機発光素子の製造方法は、基板上に能動素子および平坦化層を形成したのち、平坦化層の上に第１電極およびこの第１電極とは絶縁された補助配線を、同一の材料および同一工程で形成する工程と、第１電極および補助配線を形成する工程の後に絶縁膜を形成し、絶縁膜に、第１電極の発光領域に対応する第１の開口部、および、補助配線に対応して補助配線の側面の少なくとも一部を露出させる第２の開口部を形成する工程と、少なくとも第１電極および補助配線の上に、発光層を含む有機層を形成すると共に、補助配線の側面の段差により有機層を途切れさせる工程と、有機層の上に第２電極を形成すると共に、補助配線の側面で第２電極と補助配線とを電気的に接続する工程とを含むものである。
本発明による表示装置は、基板に複数の有機発光素子を有するものであって、有機発光素子は、上記本発明の有機発光素子により構成されたものである。
本発明による有機発光素子および本発明による表示装置では、第１電極および補助電極が、平坦化層の上に同一の材料により形成され、絶縁膜には、補助配線に対応して、補助配線の側面の少なくとも一部を露出させている第２の開口部が設けられており、補助配線の側面で補助配線と第２電極とが電気的に接続されるようにしたので、第２電極のシート抵抗が低下し、第２電極における電圧降下が抑制される。よって、表示画面の周辺部と中央部との輝度のばらつきが抑制される。
本発明による有機発光素子の製造方法では、基板上に能動素子および平坦化層が形成されたのち、平坦化層の上に第１電極およびこの第１電極とは絶縁された補助配線が、同一の材料および同一工程で形成される。第１電極および補助配線が形成された後に絶縁膜が形成され、この絶縁膜に、第１電極の発光領域に対応する第１の開口部、および、補助配線に対応して補助配線の側面の少なくとも一部を露出させる第２の開口部が形成される。続いて、少なくとも第１電極および補助配線の上に、発光層を含む有機層が形成されると共に、補助配線の側面の段差により有機層が途切れる。そののち、有機層の上に第２電極が形成されると共に、補助配線の側面で第２電極と補助配線とが電気的に接続される。
本発明の有機発光素子および本発明の表示装置によれば、第１電極および補助配線が、平坦化層の上に同一の材料により形成され、絶縁膜には、補助配線に対応して補助配線の側面の少なくとも一部を露出させている第２の開口部が設けられ、補助配線の側面で補助配線と第２電極とが電気的に接続されているので、補助配線により第２電極における電圧降下を抑制し、画面内の輝度のばらつきを抑制することができる。よって、表示品質を高めることができる。
本発明の有機発光素子の製造方法によれば、平坦化層の上に第１電極および補助配線を同一の材料および同一工程で形成し、絶縁膜に、補助配線に対応して補助配線の側面の少なくとも一部を露出させる第２の開口部を設け、補助配線の側面の段差により有機層を途切れさせたのち、補助配線の側面で第２電極と補助配線とを電気的に接続するようにしたので、画素塗り分けマスクを使用せずに有機層を形成しても補助配線と第２電極とを電気的に接続することができる。よって、画素塗り分けマスクの位置ずれあるいは熱膨張の影響による有機層の欠け等の成膜不良を防止して、歩留りを向上させることができ、高精細化に極めて有利である。また、画素塗り分けマスクに付着しているダスト等が有機層などに付着してショートの原因となることを防止することができる。更に、第２電極と補助配線とを電気的に接続するための特別な加工を必要とせず、工程数が少なくて済む。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の断面構造を表すものである。この表示装置は、極薄型の有機発光ディスプレイとして用いられるものであり、駆動パネル１０と封止パネル２０とが対向配置され、例えば熱硬化型樹脂よりなる接着層３０により全面が貼り合わせられている。駆動パネル１０は、例えば、ガラスなどの絶縁材料よりなる基板１１の上に、ＴＦＴ１２および平坦化層１３を介して、赤色の光を発生する有機発光素子１０Ｒと、緑色の光を発生する有機発光素子１０Ｇと、青色の光を発生する有機発光素子１０Ｂとが、順に全体としてマトリクス状に設けられている。
ＴＦＴ１２は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各々に対応する能動素子であり、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂはアクティブマトリクス方式により駆動されるようになっている。ＴＦＴ１２のゲート電極（図示せず）は、図示しない走査回路に接続され、ソースおよびドレイン（いずれも図示せず）は、例えば酸化シリコンあるいはＰＳＧ（Phospho-Silicate Glass）などよりなる層間絶縁膜１２Ａを介して設けられた配線１２Ｂに接続されている。配線１２Ｂは、層間絶縁膜１２Ａに設けられた図示しない接続孔を介してＴＦＴ１２のソースおよびドレインに接続され、信号線として用いられる。配線１２Ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）もしくはアルミニウム（Ａｌ）―銅（Ｃｕ）合金により構成されている。なお、ＴＦＴ１２の構成は、特に限定されず、例えば、ボトムゲート型でもトップゲート型でもよい。
平坦化層１３は、ＴＦＴ１２が形成された基板１１の表面を平坦化し、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各層の膜厚を均一に形成するためのものである。平坦化層１３には、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの第１電極１４と配線１２Ｂとを接続する接続孔１３Ａが設けられている。平坦化層１３は、微細な接続孔１３Ａが形成されるため、パターン精度が良い材料により構成されていることが好ましい。平坦化層１３の材料としては、ポリイミド等の有機材料、あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）などの無機材料を用いることができる。
有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、例えば、基板１１の側から、ＴＦＴ１２および平坦化層１３を介して、陽極としての第１電極１４、絶縁膜１５、発光層を含む有機層１６、および陰極としての第２電極１７がこの順に積層されている。また、基板１１には、第１電極１４とは電気的に絶縁された補助配線１８が形成されており、この補助配線１８の側面と第２電極１７とが電気的に接続されている。第２電極１７の上には、必要に応じて、保護膜１９が形成されている。
第１電極１４は、反射層としての機能も兼ねており、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。例えば、第１電極１４を構成する材料としては、白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ）あるいはタングステン（Ｗ）などの金属元素の単体または合金が挙げられ、第１電極１４の積層方向の厚み（以下、単に厚みと言う）は１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下とされることが好ましい。第１電極１４は単層構造でもよいし複数の層の積層構造でもよい。
絶縁膜１５は、第１電極１４と第２電極１７との絶縁性を確保すると共に、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける発光領域の形状を正確に所望の形状とするためのものである。絶縁膜１５は、例えば、膜厚が６００ｎｍ程度であり、酸化シリコンあるいはポリイミドなどの絶縁材料により構成されている。絶縁膜１５は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける発光領域に対応して開口部１５Ａが設けられると共に、補助配線１８に対応して開口部１５Ｂが設けられている。
有機層１６は、第１電極１４、絶縁膜１５および補助配線１８の上に形成されている。有機層１６は、補助配線１８の側面で途切れた断絶部１６Ａを有しており、この断絶部１６Ａで、補助配線１８と第２電極１７とが電気的に接続されている。有機層１６の構成および材料については後述する。
第２電極１７は、例えば、発光層で発生した光に対して半透過性を有する半透過性電極１７Ａと、発光層で発生した光に対して透過性を有する透明電極１７Ｂとが有機層１６の側からこの順に積層された構造を有している。半透過性電極１７Ａは、厚みが１０ｎｍ程度であり、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属または合金により構成されている。本実施の形態では、例えばマグネシウム（Ｍｇ）と銀との合金（ＭｇＡｇ合金）により構成されている。
透明電極１７Ｂは、半透過性電極１７Ａの電気抵抗を下げると共に、第２電極１７と補助配線１８との接触面積を増加させて両者の間の接触抵抗を低減するためのものであり、発光層で発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により構成されている。透明電極１７Ｂを構成する材料としては、例えば、インジウム酸化物（ＩｎＯx ），スズ酸化物（ＳｎＯx ）および亜鉛酸化物（ＺｎＯx ）のうちの少なくとも１種により構成されていることが好ましい。具体的には、例えば、インジウムと亜鉛（Ｚｎ）と酸素とを含む化合物（ＩＺＯ）が好ましい。室温で成膜しても良好な導電性および高い透過率を得ることができるからである。透明電極１７Ｂの厚みは、例えば２００ｎｍ程度とすることが好ましい。
補助配線１８は、第２電極１７における電圧降下を抑制するものである。補助配線１８は、例えば、絶縁膜１５の開口部１５Ｂに形成されており、第１電極１４と同一の材料により構成されている。補助配線１８を第１電極１４と同一の材料により構成することにより、後述する製造工程で補助配線１８と第１電極１４とを同一工程で形成することができる。なお、補助配線１８の材料および構成は必ずしも第１電極１４と同一でなくてもよい。
補助配線１８の厚みは、有機層１６の厚みよりも大きいことが好ましい。後述する製造工程において有機層１６を成膜する際に補助配線１８の側面の段差により有機層１６を途切れさせて断絶部１６Ａを形成することができるからである。なお、ここでいう補助配線１８の厚みまたは有機層１６の厚みとは、補助配線１８または有機層１６が複数の層の積層構造を有する場合には、それらの複数の層の合計厚みをいう。
また、補助配線１８の側面は、基板１１に対して垂直または逆テーパ状であることが好ましい。後述する製造工程において、補助配線１８の側面が有機層１６に覆われてしまうのを防ぎ、断絶部１６Ａを形成しやすくすることができるからである。補助配線１８の側面の基板１１の平坦面１１Ａに対するテーパ角θは、例えば９０°ないし１２０°程度とすることが好ましい。テーパ角θがあまりに大きくなると、補助配線１８の側面に第２電極１７を接触させることが困難になるおそれがあるからである。
保護膜１９は、例えば、厚みが５００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、透明誘電体からなるパッシベーション膜である。保護膜１９は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ），窒化シリコン（ＳｉＮ）などにより構成されている。
封止パネル２０は、駆動パネル１０の第２電極１７の側に位置しており、接着層３０と共に有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを封止する封止用基板２１を有している。封止用基板２１は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。封止用基板２１には、例えば、カラーフィルタ２２が設けられており、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光を取り出すと共に、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ並びにその間の配線において反射された外光を吸収し、コントラストを改善するようになっている。
カラーフィルタ２２は、封止用基板２１のどちら側の面に設けられてもよいが、駆動パネル１０の側に設けられることが好ましい。カラーフィルタ２２が表面に露出せず、接着層３０により保護することができるからである。カラーフィルタ２２は、赤色フィルタ２２Ｒ，緑色フィルタ２２Ｇおよび青色フィルタ２２Ｂを有しており、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応して順に配置されている。
赤色フィルタ２２Ｒ，緑色フィルタ２２Ｇおよび青色フィルタ２２Ｂは、それぞれ例えば矩形形状で隙間なく形成されている。これら赤色フィルタ２２Ｒ，緑色フィルタ２２Ｇおよび青色フィルタ２２Ｂは、顔料を混入した樹脂によりそれぞれ構成されており、顔料を選択することにより、目的とする赤，緑あるいは青の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの構成をそれぞれ拡大して表すものである。第１電極１４は、例えば、基板１１の側から、密着層１４Ａ、反射層１４Ｂおよびバリア層１４Ｃがこの順に積層されたものが好ましい。密着層１４Ａは、反射層１４Ｂが平坦化層１３から剥離するのを防止するものである。反射層１４Ｂは、発光層で発生した光を反射させるものである。バリア層１４Ｃは、反射層１４Ｂを構成する銀あるいは銀を含む合金が空気中の酸素あるいは硫黄成分と反応することを防止すると共に、反射層１４Ｂを形成した後の製造工程においても反射層１４Ｂがダメージを受けることを緩和する保護膜としての機能を有している。
密着層１４Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、本実施の形態では例えば２０ｎｍであり、インジウム（Ｉｎ）とスズ（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）とを含む化合物（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）により構成されている。反射層１４Ｂは、例えば、厚みが５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、本実施の形態では例えば２００ｎｍであり、光の吸収損失を小さくして反射率を高めるため、銀（Ａｇ）または銀を含む合金により構成されている。バリア層１４Ｃは、例えば、厚みが１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、ＩＴＯにより構成されている。本実施の形態では、バリア層１４Ｃの厚みは、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに後述する共振器構造を導入するため、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光色により異なっている。
有機層１６は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光色にかかわらず同一の構造を有しており、例えば、正孔輸送層４１，発光層４２および電子輸送層４３が第１電極１４の側からこの順に積層されている。正孔輸送層４１は、発光層４２への正孔注入効率を高めるためのものである。本実施の形態では、正孔輸送層４１が正孔注入層を兼ねている。発光層４２は、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものであり、絶縁膜１５の開口部１５Ａに対応した領域で発光するようになっている。電子輸送層４３は、発光層４２への電子注入効率を高めるためのものである。
正孔輸送層４１は、例えば、厚みが４０ｎｍ程度であり、４，４′，４″−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）またはα−ナフチルフェニルジアミン（αＮＰＤ）により構成されている。
発光層４２は、白色発光用の発光層であり、例えば、第１電極１４と第２電極１７との間に互いに積層して設けられた赤色発光層４２Ｒ，緑色発光層４２Ｇおよび青色発光層４２Ｂを有している。赤色発光層４２Ｒ，緑色発光層４２Ｇおよび青色発光層４２Ｂは、陽極である第１電極１４の側からこの順に積層されている。赤色発光層４２Ｒは、電界をかけることにより、第１電極１４から正孔輸送層４１を介して注入された正孔の一部と、第２電極１７から電子輸送層４３を介して注入された電子の一部とが再結合して、赤色の光を発生するものである。緑色発光層４２Ｇは、電界をかけることにより、第１電極１４から正孔輸送層４１を介して注入された正孔の一部と、第２電極１７から電子輸送層４３を介して注入された電子の一部とが再結合して、緑色の光を発生するものである。青色発光層４２Ｂは、電界をかけることにより、第１電極１４から正孔輸送層４１を介して注入された正孔の一部と、第２電極１７から電子輸送層４３を介して注入された電子の一部とが再結合して、青色の光を発生するものである。
赤色発光層４２Ｒは、例えば、赤色発光材料，正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種を含んでいる。赤色発光材料は、蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。本実施の形態では、赤色発光層４２Ｒは、例えば、厚みが５ｎｍ程度であり、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニン）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）に２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものにより構成されている。
緑色発光層４２Ｇは、例えば、緑色発光材料，正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種を含んでいる。緑色発光材料は、蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。本実施の形態では、緑色発光層４２Ｇは、例えば、厚みが１０ｎｍ程度であり、ＤＰＶＢｉにクマリン６を５重量％混合したものにより構成されている。
青色発光層４２Ｂは、例えば、青色発光材料，正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種とを含んでいる。青色発光材料は、蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。本実施の形態では、青色発光層４２Ｂは、例えば、厚みが３０ｎｍ程度であり、ＤＰＶＢｉに４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５重量％混合したものにより構成されている。
電子輸送層４３は、例えば、厚みが２０ｎｍ程度であり、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）により構成されている。
半透過性電極１７Ａは、発光層４２で発生した光を第１電極１４の反射層１４Ｂとの間で反射させる半透過性反射層としての機能を兼ねている。すなわち、この有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、第１電極１４の反射層１４Ｂとバリア層１４Ｃとの界面を第１端部Ｐ１、半透過性電極１７Ａの発光層４２側の界面を第２端部Ｐ２とし、有機層１６およびバリア層１４Ｃを共振部として、発光層４２で発生した光を共振させて第２端部Ｐ２の側から取り出す共振器構造を有している。
このように共振器構造を有するようにすれば、発光層４２で発生した光が多重干渉を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用することにより、取り出される光のスペクトルの半値幅が減少し、色純度を向上させることができるので好ましい。また、上述したように有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光色によりバリア層１４Ｃの厚みを調整して、第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離Ｌを異ならせるようにすれば、赤色発光層４２Ｒで生じる赤色の光，緑色発光層４２Ｇで生じる緑色の光および青色発光層４２Ｂで生じる青色の光のうち取り出したい光のみを共振させて第２端部Ｐ２の側から取り出すことができるので好ましい。
更に、封止パネル２０から入射した外光についても多重干渉により減衰させることができ、図１に示したカラーフィルタ２２との組合せにより有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける外光の反射率を極めて小さくすることができるので好ましい。すなわち、カラーフィルタ２２における透過率の高い波長範囲と、共振器構造から取り出す光のスペクトルのピーク波長λとを一致させるようにすることにより、封止パネル２０から入射する外光のうち、取り出す光のスペクトルのピーク波長λに等しい波長を有するもののみがカラーフィルタ２２を透過し、その他の波長の外光が有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに侵入することが防止される。
そのためには、共振器の第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離Ｌは数１を満たすようにし、共振器の共振波長（取り出される光のスペクトルのピーク波長）と、取り出したい光のスペクトルのピーク波長とを一致させることが好ましい。光学的距離Ｌは、実際には、数１を満たす正の最小値となるように選択することが好ましい。
（数１）
（２Ｌ）／λ＋Φ／（２π）＝ｍ
（式中、Ｌは第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離、Φは第１端部Ｐ１で生じる反射光の位相シフトΦ1 と第２端部Ｐ２で生じる反射光の位相シフトΦ2 との和（Φ＝Φ1 ＋Φ2 ）（ｒａｄ）、λは第２端部Ｐ２の側から取り出したい光のスペクトルのピーク波長、ｍはＬが正となる整数をそれぞれ表す。なお、数１においてＬおよびλは単位が共通すればよいが、例えば（ｎｍ）を単位とする。）
この表示装置は、例えば、次のようにして製造することができる。
図３ないし図１０はこの表示装置の製造方法を工程順に表すものである。まず、図３（Ａ）に示したように、上述した材料よりなる基板１１の上に、ＴＦＴ１２，層間絶縁膜１２Ａおよび配線１２Ｂを形成する。
次に、図３（Ｂ）に示したように、基板１１の全面に、例えばスピンコート法により上述した材料よりなる平坦化層１３を形成し、露光および現像により平坦化層１３を所定の形状にパターニングすると共に接続孔１３Ａを形成する。
続いて、図４（Ａ）に示したように、平坦化層１３の上に、例えば、上述した厚みおよび材料よりなる第１電極１４を形成する。このとき、補助配線１８を第１電極１４と同一工程で形成することが好ましい。
第１電極１４および補助配線１８は、例えば、密着層１４Ａ、反射層１４Ｂおよびバリア層１４Ｃ（いずれも図２参照）を順に形成したのち、例えばリソグラフィ技術を用いて、バリア層１４Ｃ、反射層１４Ｂおよび密着層１４Ａをエッチングすることにより形成することができる。密着層１４Ａおよびバリア層１４Ｃは、例えば直流スパッタリング法により、スパッタガスとして例えばアルゴン（Ａｒ）および酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを用い、圧力は例えば０．４Ｐａ、出力は例えば３００Ｗとして形成する。反射層１４Ｂは、例えば直流スパッタリング法により、スパッタガスとして例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを用い、圧力は例えば０．５Ｐａ、出力は例えば３００Ｗとして形成する。エッチングの際には、バリア層１４Ｃの厚みを、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光色により異ならせる。
そののち、図４（Ｂ）に示したように、基板１１の全面にわたり、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ；化学的気相成長）法により絶縁膜１５を上述した厚みで成膜し、例えばリソグラフィ技術を用いて絶縁膜１５のうち発光領域に対応する部分および補助配線１８に対応する部分を選択的に除去し開口部１５Ａ，１５Ｂを形成する。このとき、開口部１５Ｂを、補助配線１８の側面を露出させるように形成する。
次に、図５に示したように、第１電極１４、絶縁膜１５および補助配線１８の上に、例えば蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる正孔輸送層４１，発光層４２および電子輸送層４３（いずれも図２参照）を順次成膜し、有機層１６を形成する。その際、図６に示したように、形成予定領域に対応して開口５１Ａを有する金属性のエリアマスク５１を用い、基板１１の周囲および図示しない取り出し電極が形成される部分を除いて全面に有機層１６を成膜する。これにより、補助配線１８の上面は有機層１６で覆われるが、補助配線１８の側面の段差により有機層１６が途切れて、断絶部１６Ａが形成される。
続いて、図７に示したように、有機層１６の上に、上述した厚みおよび材料よりなる半透過性電極１７Ａおよび透明電極１７Ｂを順に形成し、第２電極１７を形成する。これにより、有機層１６の断絶部１６Ａにおいて、第２電極１７が補助配線１８に電気的に接続される。
具体的には、まず、半透過性電極１７Ａを、例えば蒸着法により形成する。すなわち、例えば、半透過性電極１７Ａを形成する例えばマグネシウムおよび銀を、例えば別々の抵抗加熱用のボートにマグネシウムを０．１ｇ、銀を０．４ｇずつ充填して、図示しない真空蒸着装置の所定の電極に取り付ける。次いで、図示しない真空蒸着装置内の雰囲気を例えば１．０×１０-4Ｐａまで減圧したのち、各抵抗加熱用のボートに電圧を印加し、加熱して、マグネシウムと銀とを共蒸着させる。マグネシウムと銀との成長速度比は、例えば９：１とする。
そののち、半透過性電極１７Ａの上に、透明電極１７Ｂを成膜する。これにより、補助配線１８と第２電極１７との接触面積を増加させて両者の間の接触抵抗を低減させることができる。透明電極１７Ｂは、直流スパッタリング法などのスパッタリング法により形成することが好ましい。スパッタリング法は真空蒸着法に比べて被覆性が高く、補助配線１８の側面に透明電極１７Ｂを良好に形成することができるからである。スパッタガスとしては例えばアルゴンと酸素との混合ガス（体積比Ａｒ：Ｏ2 ＝１０００：５）を用い、圧力は例えば０．３Ｐａ、出力は例えば４００Ｗとする。
以上により、図１および図２に示した有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが形成される。
次に、図８に示したように、第２電極１７の上に、上述した厚みおよび材料よりなる保護膜１９を形成する。これにより、図１に示した駆動パネル１０が形成される。
また、図９（Ａ）に示したように、例えば、上述した材料よりなる封止用基板２１の上に、赤色フィルタ２２Ｒの材料をスピンコートなどにより塗布し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして焼成することにより赤色フィルタ２２Ｒを形成する。続いて、図９（Ｂ）に示したように、赤色フィルタ２２Ｒと同様にして、青色フィルタ２２Ｂおよび緑色フィルタ２２Ｇを順次形成する。これにより、封止パネル２０が形成される。
封止パネル２０および駆動パネル１０を形成したのち、図１０に示したように、基板１１の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成した側に、熱硬化型樹脂よりなる接着層３０を塗布形成する。塗布は、例えば、スリットノズル型ディスペンサーから樹脂を吐出させて行うようにしてもよく、ロールコートあるいはスクリーン印刷などにより行うようにしてもよい。次いで、図１に示したように、駆動パネル１０と封止パネル２０とを接着層３０を介して貼り合わせる。その際、封止パネル２０のうちカラーフィルタ２２を形成した側の面を、駆動パネル１０と対向させて配置することが好ましい。また、接着層３０に気泡などが混入しないようにすることが好ましい。そののち、封止パネル２０のカラーフィルタ２２と駆動パネル１０の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとの相対位置を整合させてから所定温度で所定時間加熱処理を行い、接着層３０の熱硬化性樹脂を硬化させる。以上により、図１および図２に示した表示装置が完成する。
この表示装置では、例えば、第１電極１４と第２電極１７との間に所定の電圧が印加されると、有機層１６の赤色発光層４２Ｒ，緑色発光層４２Ｇおよび青色発光層４２Ｂに電流が注入され、正孔と電子とが再結合することにより、赤色発光層４２Ｒでは赤色の光、緑色発光層４２Ｇでは緑色の光、青色発光層４２Ｂでは青色の光が発生する。これらの赤色，緑色および青色の光は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離Ｌに応じて、有機発光素子１０Ｒでは赤色の光ｈR のみ、有機発光素子１０Ｇでは緑色の光ｈG のみ、有機発光素子１０Ｂでは青色の光ｈB のみが第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間で多重反射し、第２電極１７を透過して取り出される。ここでは、有機層１６が補助配線１８の側面に断絶部１６Ａを有し、この断絶部１６Ａで補助配線１８と第２電極１７とが電気的に接続されているので、第２電極１７における電圧降下が抑制される。よって、表示画面の周辺部と中央部との輝度のばらつきが抑制される。
このように本実施の形態では、有機層１６が、補助配線１８の側面に断絶部１６Ａを有し、この断絶部１６Ａで補助配線１８と第２電極１７とが電気的に接続されているので、補助配線１８により第２電極１７の電圧降下を抑制し、画面内の輝度のばらつきを抑制することができる。よって、表示品質を高めることができる。
また、本実施の形態では、補助配線１８の側面の段差により有機層１６を途切れさせて断絶部１６Ａを形成したのち、この断絶部１６Ａで第２電極１７と補助配線１８とを電気的に接続するようにしたので、画素塗り分けマスクを使用せずに有機層１６を形成しても補助配線１８と第２電極１７とを電気的に接続することができる。よって、画素塗り分けマスクの位置ずれあるいは熱膨張の影響による有機層１６の欠け等の成膜不良を防止して、歩留りを向上させることができ、高精細化に極めて有利である。また、画素塗り分けマスクに付着しているダスト等が有機層１６などに付着してショートの原因となることを防止することができる。更に、第２電極１７と補助配線１８とを電気的に接続するための特別な加工を必要とせず、工程数が少なくて済む。
（第２の実施の形態）
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の断面構造を表すものである。この表示装置は、補助配線６８が絶縁膜１５の上に設けられていることを除いては、上記第１の実施の形態の表示装置と同一である。よって、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する。
補助配線６８は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）あるいはクロム（Ｃｒ）のような低抵抗の導電性材料を単層あるいは積層構造としたものにより構成されている。補助配線６８の幅および厚みは、画面の寸法あるいは第２電極の材料および厚みなどにより異なる。本実施の形態では、補助配線６８を第１電極１４と異なる構成とすることができ、第１電極１４の材料あるいは厚みに拘束されないので、例えば、第１電極１４よりも補助配線６８の厚みを大きくすることにより第２電極１７のシート抵抗を下げることも可能である。
この表示装置は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、第１の実施の形態において図３（Ａ）ないし図４（Ａ）に示したように、上述した材料よりなる基板１１の上に、ＴＦＴ１２，平坦化層１３および第１電極１４を形成する。
そののち、図１２（Ａ）に示したように、基板１１の全面にわたり、例えばＣＶＤ法により絶縁膜１５を上述した厚みで成膜し、例えばリソグラフィ技術を用いて絶縁膜１５のうち発光領域に対応する部分を選択的に除去し開口部１５Ａを形成する。
続いて、図１２（Ｂ）に示したように、絶縁膜１５の上に、上述した材料よりなる補助配線６８を形成する。
そののち、図１３（Ａ）に示したように、第１の実施の形態と同様にして、第１電極１４、絶縁膜１５および補助配線６８の上に有機層１６を形成すると共に、補助配線６８の側面に断絶部１６Ａを形成する。
続いて、図１３（Ｂ）に示したように、第１の実施の形態と同様にして、有機層１６の上に、上述した厚みおよび材料よりなる半透過性電極１７Ａおよび透明電極１７Ｂを形成する。これにより、有機層１６の断絶部１６Ａにおいて、第２電極１７が補助配線６８に電気的に接続される。
そののち、第１の実施の形態と同様にして、第２電極１７の上に、上述した厚みおよび材料よりなる保護膜１９を形成して駆動パネル１０を形成し、この駆動パネル１０と封止パネル２０とを接着層３０を介して貼り合わせる。以上により、図１１に示した表示装置が完成する。
この表示装置は、第１の実施の形態と同様に作用し、同様の効果を得ることができる。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、補助配線１８，６８の両側の側面に断絶部１６Ａを形成する場合について説明したが、断絶部１６Ａは、補助配線１８，６８の側面の少なくとも一部に形成すればよい。例えば、補助配線１８，６８の片側の側面のみに断絶部１６Ａを形成するようにしてもよい。
また、例えば、上記実施の形態においては、補助配線１８，６８が単純な線分状の平面形状を有する場合について説明したが、補助配線１８，６８の形状は特に制限されない。例えば、補助配線１８，６８の側面の面積を大きくして第２電極１７との接触面積を増大させる目的で、図１４に示したように穴１８Ａが設けられたもの、あるいは、図１５に示したように側面に切欠き１８Ｂが設けられたものなどが考えられる。なお、穴１８Ａまたは切欠き１８Ｂの形状、数あるいは位置などは特に限定されない。また、穴１８Ａと切欠き１８Ｂとを併用してもよい。
更に、例えば、上記第１の実施の形態では、絶縁膜１５の開口部１５Ｂを、補助配線１８の両側の側面を露出させるように形成する場合について説明したが、絶縁膜１５の開口部１５Ｂは、補助配線１８の側面の少なくとも一部を露出させるように形成すればよい。例えば、開口部１５Ｂを、補助配線１８の片側の側面のみを露出させるように形成してもよい。
加えて、例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、密着層１４Ａおよびバリア層１４Ｃの材料は、上述したＩＴＯに限定されず、例えば、インジウム（Ｉｎ），スズ（Ｓｎ）および亜鉛（Ｚｎ）からなる群のうちの少なくとも１種の元素を含む金属化合物または導電性酸化物、具体的には、ＩＴＯ，ＩＺＯ，酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ），酸化スズ（ＳｎＯ2 ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる群のうちの少なくとも１種でもよい。また、密着層１４Ａの材料は、必ずしも透明である必要はない。
更にまた、例えば、上記実施の形態では、有機発光素子および表示装置の構成を具体的に挙げて説明したが、保護膜１９などの全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。例えば、第２電極１７において、透明電極１７Ｂを省略して半透過性電極１７Ａのみとしてもよい。あるいは、第２電極１７において半透過性電極１７Ａを省略して透明電極１７Ｂのみとしてもよい。このように第２電極１７を透明電極１７Ｂのみにより構成した場合、バリア層１４Ｃを有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで同一の厚みとし、上述した共振器構造を省略してもよい。
加えてまた、上記実施の形態では、第１電極１４が密着層１４Ａ，反射層１４Ｂおよびバリア層１４Ｃを基板１１の側からこの順に形成した構成を有する場合について説明したが、密着層１４Ａおよびバリア層１４Ｃのうちいずれか一方または両方を省略してもよい。
更にまた、上記実施の形態においては、有機層１６の発光層４２として白色発光用の発光層を形成し、上述した共振器構造およびカラーフィルタ２２を用いてカラー表示を行う場合について説明したが、共振器構造を用いずカラーフィルタ２２のみを用いてカラー表示を行うようにしてもよい。また、カラーフィルタ２２の代わりに特定の波長の光のみを透過させる光学フィルタ等を用いてカラー表示を行うようにしてもよい。
加えてまた、上記実施の形態においては、有機層１６の発光層４２として赤色発光層４２Ｒ，緑色発光層４２Ｇおよび青色発光層４２Ｂの３層を含む白色発光用の発光層を形成した場合について説明したが、白色発光用の発光層４２の構成は特に限定されず、橙色発光層および青色発光層、あるいは、青緑色発光層および赤色発光層など、互いに補色関係にある２色の発光層を積層した構造としてもよい。
更にまた、有機層１６の発光層４２は、必ずしも白色発光用の発光層である必要はなく、本発明は、例えば緑色発光層４２Ｇのみを形成した単色の表示装置にも適用可能である。
加えてまた、上記実施の形態においては、駆動パネル１０と封止パネル２０とを接着層３０を介して貼り合わせることにより有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを封止する場合について説明したが、封止方法は特に限定されるものではなく、例えば駆動パネル１０の背面に封止缶を配設することにより封止するようにしてもよい。
更にまた、例えば、上記実施の形態では、第１電極１４を陽極、第２電極１７を陰極とする場合について説明したが、陽極および陰極を逆にして、第１電極１４を陰極、第２電極１７を陽極としてもよい。この場合、第２電極１７の材料としては、金，銀，白金，銅などの単体または合金が好適であるが、第２電極１７の表面に上記実施の形態におけるバリア層１４Ｃと同様な層を設けることによって他の材料を用いることもできる。また、第１電極１４を陰極、第２電極１７を陽極とした場合には、発光層４２において、赤色発光層４２Ｒ，緑色発光層４２Ｇおよび青色発光層４２Ｂが第２電極１７の側からこの順に積層されていることが好ましい。
加えてまた、上記実施の形態では、封止用基板２１にカラーフィルター２２を設ける場合について説明したが、必要に応じて、ブラックマトリクスとしての反射光吸収膜を、赤色フィルタ２２Ｒ，緑色フィルタ２２Ｇおよび青色フィルタ２２Ｂの境界に沿って設けるようにしてもよい。反射光吸収膜は、例えば黒色の着色剤を混入した光学濃度が１以上の黒色の樹脂膜、または薄膜の干渉を利用した薄膜フィルタにより構成することができる。このうち黒色の樹脂膜により構成するようにすれば、安価で容易に形成することができるので好ましい。薄膜フィルタは、例えば、金属，金属窒化物あるいは金属酸化物よりなる薄膜を１層以上積層し、薄膜の干渉を利用して光を減衰させるものである。薄膜フィルタとしては、具体的には、クロムと酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ2 Ｏ3 ）とを交互に積層したものが挙げられる。
本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。 図１に示した有機発光素子の拡大断面図である。 図１に示した表示装置の製造方法を工程順に表す断面図である。 図３に続く工程を表す断面図である。 図４に続く工程を表す断面図である。 図５に続く工程を表す断面図である。 図６に続く工程を表す断面図である。 図７に続く工程を表す断面図である。 図８に続く工程を表す断面図である。 図９に続く工程を表す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。 図１１に示した表示装置の製造方法を工程順に表す断面図である。 図１２に続く工程を表す断面図である。 図１に示した補助配線の変形例を表す平面図である。 図１に示した補助配線の変形例を表す平面図である。 従来の表示装置の構成を表す平面図である。 従来の画素塗り分け用マスクを表す平面図である。
符号の説明
１０…駆動パネル、１１…基板、１２…ＴＦＴ、１３…平坦化膜、１４…第１電極、１４Ａ…密着層、１４Ｂ…反射層、１４Ｃ…バリア層、１５…絶縁膜、１５Ａ，１５Ｂ…開口部、１６…有機層、１７…第２電極、１７Ａ…半透過性電極、１７Ｂ…透明電極、１８，６８…補助配線、１９…保護膜、２０…封止パネル、２１…封止用基板、２２…カラーフィルタ、３０…接着層、４１…正孔輸送層、４２…発光層、４２Ｒ…赤色発光層、４２Ｇ…緑色発光層、４２Ｂ…青色発光層、４３…電子輸送層、５１…エリアマスク

Claims (13)

  1. 基板上に能動素子および平坦化層を介して形成され、積層方向における厚みが１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である第１電極と、
    前記第１電極と同一の材料により構成され、前記平坦化層の上に前記第１電極とは絶縁して形成された補助配線と、
    前記第１電極の発光領域に対応する第１の開口部、および、前記補助配線に対応して設けられ前記補助配線の側面の少なくとも一部を露出させている第２の開口部を有する絶縁膜と、
    発光層を含むと共に、前記基板上において少なくとも前記第１電極および前記補助配線を覆う有機層と、
    この有機層を覆うと共に、前記補助配線の側面において前記補助配線に電気的に接続された第２電極と
    を備えたことを特徴とする有機発光素子。
  2. 前記補助配線の積層方向における厚みは、前記有機層の積層方向における厚みよりも大きい
    ことを特徴とする請求項１記載の有機発光素子。
  3. 前記補助配線の側面は、前記基板に対して垂直または逆テーパ状である
    ことを特徴とする請求項１または２記載の有機発光素子。
  4. 前記補助配線は、側面に切欠きが設けられている
    ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機発光素子。
  5. 前記発光層は、前記第１電極と前記第２電極との間に互いに積層して設けられた赤色発光層、緑色発光層および青色発光層を有する
    ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
  6. 前記第２電極は、複数の層の積層構造を有する
    ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機発光素子。
  7. 前記第２電極は、透明電極を含む複数の層の積層構造を有する
    ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の有機発光素子。
  8. 前記透明電極は、インジウム酸化物（ＩｎＯｘ），スズ酸化物（ＳｎＯｘ）および亜鉛酸化物（ＺｎＯｘ）のうちの少なくとも１種により構成されている
    ことを特徴とする請求項７記載の有機発光素子。
  9. 基板上に能動素子および平坦化層を形成したのち、前記平坦化層の上に、積層方向における厚みが１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である第１電極およびこの第１電極とは絶縁された補助配線を、同一の材料および同一工程で形成する工程と、
    前記第１電極および前記補助配線を形成する工程の後に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜に、前記第１電極の発光領域に対応する第１の開口部、および、前記補助配線に対応して前記補助配線の側面の少なくとも一部を露出させる第２の開口部を形成する工程と、
    少なくとも前記第１電極および前記補助配線の上に、発光層を含む有機層を形成すると共に、前記補助配線の側面の段差により前記有機層を途切れさせる工程と、
    前記有機層の上に第２電極を形成すると共に、前記補助配線の側面で前記第２電極と前記補助配線とを電気的に接続する工程と
    を含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法。
  10. 前記第２電極として、透明電極を含む複数の層の積層構造を形成する
    ことを特徴とする請求項９記載の有機発光素子の製造方法。
  11. 前記透明電極を、スパッタリング法により形成する
    ことを特徴とする請求項１０記載の有機発光素子の製造方法。
  12. 基板に複数の有機発光素子を有する表示装置であって、
    前記有機発光素子は、
    基板上に能動素子および平坦化層を介して形成され、積層方向における厚みが１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である第１電極と、
    前記第１電極と同一の材料により構成され、前記平坦化層の上に前記第１電極とは絶縁して形成された補助配線と、
    前記第１電極の発光領域に対応する第１の開口部、および、前記補助配線に対応して設けられ前記補助配線の側面の少なくとも一部を露出させている第２の開口部を有する絶縁膜と、
    発光層を含むと共に、前記基板上において少なくとも前記第１電極および前記補助配線を覆う有機層と、
    この有機層を覆うと共に、前記補助配線の側面において前記補助配線に電気的に接続された第２電極と
    を備えたことを特徴とする表示装置。
  13. 前記複数の有機発光素子の各々は前記能動素子を有し、アクティブマトリクス方式により駆動される
    ことを特徴とする請求項１２記載の表示装置。
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