JP2003317971A - 発光装置およびその作製方法 - Google Patents

発光装置およびその作製方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機化合物層において生じた光の全てが透明
電極である陰極からTFTの方へ取り出されるわけでは
なく、例えば、横方向(基板面と平行な方向)にも発光
されるが、結果的にこの横方向に発光する光は取り出さ
れないため、ロスになっていた。そこで、本発明は、発
光素子において、ある一方向に取り出す発光量を増加さ
せる構造とした発光装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明は、第1の電極18の端部を覆う
絶縁物19の上端部に曲率半径を有する曲面を形成し、
該曲面に合わせて第2の電極23aに中央部から端部に
向かって斜面が形成される。第2の電極23a上に形成
された有機化合物層20からの発光を第2の電極23a
の斜面で反射させて、図1(A)中に示した矢印方向に
おけるトータルの光の取り出し量を増加させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極間に有
機化合物を含む膜(以下、「有機化合物を含む層」と記
す)を設けた素子に電界を加えることで、蛍光又は燐光
が得られる発光素子を用いた発光装置及びその作製方法
に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、画
像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源(照明装
置含む)を指す。また、発光装置にコネクター、例えば
FPC(Flexible printed circuit)もしくはTAB(Tape A
utomated Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier
Package)が取り付けられたモジュール、TABテープやTC
Pの先にプリント配線板が設けられたモジュール、また
は発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積
回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含
むものとする。
【0002】
【従来の技術】薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動
などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発
光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応
用が期待されている。特に、発光素子をマトリクス状に
配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、
視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えら
れている。
【0003】発光素子の発光機構は、一対の電極間に有
機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極か
ら注入された電子および陽極から注入された正孔が有機
化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成
し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを
放出して発光するといわれている。励起状態には一重項
励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を
経ても可能であると考えられている。
【0004】このような発光素子をマトリクス状に配置
して形成された発光装置には、パッシブマトリクス駆動
(単純マトリクス型)とアクティブマトリクス駆動(ア
クティブマトリクス型)といった駆動方法を用いること
が可能である。しかし、画素密度が増えた場合には、画
素(又は1ドット)毎にスイッチが設けられているアク
ティブマトリクス型の方が低電圧駆動できるので有利で
あると考えられている。
【0005】また、発光素子の中心とも言える有機化合
物層(厳密には発光層)となる有機化合物は、低分子系
材料と高分子系(ポリマー系)材料とがそれぞれ研究さ
れているが、低分子系材料よりも取り扱いが容易で耐熱
性の高い高分子系材料が注目されている。
【0006】また、これまでアクティブマトリクス型の
発光装置において、基板上のTFTと電気的に接続され
た電極が陽極として形成され、陽極上に有機化合物層が
形成され、有機化合物層上に陰極が形成される発光素子
を有し、有機化合物層において生じた光を透明電極であ
る陽極からTFTの方へ取り出すという構造であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
基板上のTFTと電気的に接続されたTFT側の電極を
陽極として形成し、陽極上に有機化合物を含む層を形成
し、有機化合物を含む層上に光を通過する電極である陰
極を形成するという構造(以下、上面出射構造とよぶ)
の発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置
を作製する。或いは、第1の電極を陰極として形成し、
陰極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含
む層上に発光を透過する第2の電極からなる陽極を形成
するという構造の発光素子を有するアクティブマトリク
ス型の発光装置を作製する。
【0008】また、有機化合物を含む層において生じた
光の全てが透明電極である陰極を通過して観察者の方へ
取り出されるわけではなく、例えば、横方向(基板面と
平行な方向)にも発光されるが、結果的にこの横方向に
発光する光は取り出されないため、ロスになっていた。
そこで、本発明は、発光素子において、ある一方向に取
り出す発光量を増加させる構造の発光装置およびその作
製方法を提供することを課題とする。
【0009】また、上面出射構造において、透明電極の
膜抵抗が高くなるという問題が生じる。特に、透明電極
の膜厚を薄くした場合、さらに膜抵抗が高くなってしま
う。陽極または陰極となる透明電極の膜抵抗が高くなる
と電圧降下により面内電位分布が不均一になり、発光素
子の輝度にバラツキを生じるといった不具合が生じる。
そこで、本発明は、発光素子における透明電極の膜抵抗
を低下させる構造の発光装置およびその作製方法を提供
することを課題とする。そして、そのような発光装置を
表示部として用いる電気器具を提供することを課題とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1の電極を
形成し、該第1の電極の端部を覆う絶縁物(バンク、隔
壁と呼ばれる)を形成した後、絶縁物の曲面となってい
る側面に接する第2の電極を形成し、凹部形状である第
2の電極上に有機化合物を含む層、および陰極を形成す
る。第2の電極は陽極として機能するとともに横方向の
発光を反射させて、ある一方向(陰極を通過する方向)
に取り出す発光量を増加させるものである。
【0011】従って、斜面となる部分を有する第2の電
極の最表面は、光を反射する金属、例えばアルミニウ
ム、銀などを主成分とする材料とすることが好ましく、
有機化合物を含む層と接する中央部は、仕事関数の大き
い陽極材料、或いは、仕事関数の小さい陰極材料とする
ことが好ましい。
【0012】さらに本発明は、第2の電極の形成と同時
に配線(補助配線)を各画素電極間に配置する絶縁物上
に形成し、陰極となる透明電極の膜抵抗の低抵抗化を図
るというものである。また、上記補助配線を用いて引き
出し配線を形成し、下層に存在する他の配線と接続を行
うことも本発明の特徴としている。
【0013】本明細書で開示する作製方法に関する発明
の構成1は、絶縁表面を有する基板上に、薄膜トランジ
スタのソース領域またはドレイン領域と接続された第1
の電極と、該第1の電極の端部を覆う絶縁物と、該絶縁
物の側面または側面の一部を覆い、且つ、前記第1の電
極と接する第2の電極と、該第2の電極上に接する有機
化合物を含む層と、該層上に接する第3の電極とを有す
る発光素子を複数有することを特徴とする発光装置であ
る。
【0014】さらに、上記構成において、上部電極(第
3の電極)を低抵抗化するために第2の電極と同時に補
助電極を形成することが好ましい。
【0015】また、他の発明の構成2は、絶縁表面を有
する基板上に、薄膜トランジスタのソース領域またはド
レイン領域と接続された第1の電極と、該第1の電極の
端部を覆う絶縁物と、該絶縁物の側面または側面の一部
を覆い、且つ、前記第1の電極と接する第2の電極と、
該第2の電極上に接する有機化合物を含む層と、該層上
に接する第3の電極と、前記絶縁物上に前記第3の電極
と接し、同一電位となる補助電極とを有する発光素子を
複数有し、前記補助電極は、前記第2の電極と同一材料
であることを特徴とする発光装置である。
【0016】また、上記各構成において、前記第1の電
極および前記第2の電極は、同一電位であって、陽極、
または陰極であることを特徴としている。
【0017】また、上記各構成において、前記第2の電
極は、中央部から端部に向かうにつれて曲面を一部有す
る凹部形状となっており、前記有機化合物を含む層から
の発光を反射することを特徴としている。
【0018】また、上記各構成において、前記第2の電
極の中央部は、前記第1の電極と接しており、前記第1
の電極の端部と前記第2の電極の端部との間には、前記
絶縁物を有していることを特徴としている。
【0019】また、上記各構成において、前記第3の電
極は光を透過する導電膜であることを特徴としている。
【0020】また、本発明は、塗布法により高分子から
なる有機化合物膜を形成する際、カバレッジ不良などを
無くすため、各画素間に設けられる絶縁物(バンク、隔
壁、障壁、土手などと呼ばれる)の形状に工夫を加え
る。上記各構成において、前記絶縁物の上端部に第1の
曲率半径を有する曲面を有し、前記絶縁物の下端部に第
2の曲率半径を有する曲面を有しており、前記第1の曲
率半径および前記第2の曲率半径は、0.2μm〜3μ
mであることを特徴としている。また、前記絶縁物のテ
ーパー角度は、35°〜55°とすればよい。
【0021】曲率を持たせることによって段差被覆性を
良好とし、後に形成する有機化合物を含む層などが極め
て薄くとも成膜を可能とする。
【0022】また、上記各構成において、前記第2の電
極は、前記第2の電極の中央部に向かう傾斜面を有し、
傾斜角度(テーパー角度とも呼ぶ)は、30°を超え、
70°未満、さらに好ましくは60°未満であることを
特徴としている。なお、この前記第2の電極の傾斜面で
反射された光が層間で分散したり、迷光とならないよう
に適宜、傾斜角度、有機化合物層の材料および膜厚、ま
たは第3の電極の材料および膜厚を設定することが必要
である。
【0023】また、上記各構成において、前記第3の電
極は光を透過する導電膜、例えば薄い金属膜、透明導電
膜、またはこれらの積層膜であることを特徴としてい
る。
【0024】また、前記第2の電極の段差部分(傾斜部
の上端部)と絶縁物の側面とはほぼ一致しており、段差
被覆性の点から好ましくは、第2の電極の斜面における
傾斜角度と絶縁物の側面における傾斜角度とが同一であ
ることが望ましい。
【0025】また、上記各構成において、前記第2の電
極は陽極であり、前記第3の電極は陰極であることを特
徴としている。或いは、上記各構成において、前記第2
の電極は陰極であり、前記第3の電極は陽極であること
を特徴としている。
【0026】また、上記各構成において、前記有機化合
物を含む層は白色発光する材料であり、封止材に設けら
れたカラーフィルタと組み合わせたことを特徴とする発
光装置、或いは、前記有機化合物を含む層は単色発光す
る材料であり、封止材に設けられた色変換層または着色
層と組み合わせたことを特徴としている。
【0027】また、上記各構成1、2を実現するための
発明の構成は、陽極と、該陽極に接する有機化合物を含
む層と、該有機化合物を含む層に接する陰極とを有する
発光素子を有する発光装置の作製方法であって、薄膜ト
ランジスタのソース領域またはドレイン領域と接続する
第1の電極の端部を覆う絶縁物を形成する工程と、前記
絶縁物の側面および第1の電極に接する第2の電極と、
前記絶縁物上に補助電極とを形成する工程と、前記第1
の電極と接している第2の電極の領域および前記第2の
電極の斜面に接する有機化合物を含む膜を形成する工程
と、該有機化合物を含む膜上に、光を透過する金属薄膜
からなる第3の電極を形成する工程とを有することを特
徴とする発光装置の作製方法である。
【0028】また、上記作製方法に関する構成におい
て、前記第2の電極は陽極であり、前記第3の電極より
も仕事関数が大きい金属層からなることを特徴としてい
る。また、上記作製方法に関する構成において、前記第
2の電極は、アルミニウムを含む第1の金属層と、窒化
チタンまたは窒化タングステンを含む第2の金属層との
積層であることを特徴としている。窒化チタンまたは窒
化タングステンを陽極として使用する際には、仕事関数
を大きくするためにUV照射などの処理を行うことが好
ましい。
【0029】また、上記作製方法に関する構成におい
て、前記第2の電極は、前記第2の電極の中央部に向か
う傾斜面を有し、傾斜角度は、30°を超え、70°未
満であることを特徴としている。
【0030】また、上記作製方法に関する構成におい
て、前記第1の電極の端部を覆う絶縁物は、上端部に曲
率半径を有する曲面を有しており、前記曲率半径は、
0.2μm〜3μmであることを特徴としている。
【0031】なお、EL素子は、電場を加えることで発
生するルミネッセンス(Electro Luminescence)が得ら
れる有機化合物を含む層(以下、EL層と記す)と、陽
極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセ
ンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光
(蛍光)と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光
(リン光)とがあるが、本発明の製造装置および成膜方
法により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた
場合にも適用可能である。
【0032】EL層を有する発光素子(EL素子)は一
対の電極間にEL層が挟まれた構造となっているが、E
L層は通常、積層構造となっている。代表的には、コダ
ック・イーストマン・カンパニーのTangらが提案した
「正孔輸送層/発光層/電子輸送層」という積層構造が
挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、
研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採
用している。
【0033】また、他にも陽極上に正孔注入層/正孔輸
送層/発光層/電子輸送層、または正孔注入層/正孔輸
送層/発光層/電子輸送層/電子注入層の順に積層する
構造も良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピング
しても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料
を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用い
て形成しても良い。なお、本明細書において、陰極と陽
極との間に設けられる全ての層を総称してEL層とい
う。したがって、上記正孔注入層、正孔輸送層、発光
層、電子輸送層及び電子注入層は、全てEL層に含まれ
る。
【0034】また、本発明の発光装置において、画面表
示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方
法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよ
い。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動
方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発
光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号
であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適
宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよ
い。
【0035】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に説明する。
【0036】アクティブマトリクス型発光装置の断面図
(1画素の一部)を図1(A)に示す。ここでは、白色
発光する高分子材料からなる有機化合物を含む層を発光
層に用いた発光素子を一例として説明する。
【0037】図1(A)中、絶縁表面を有する基板10
上に設けられたTFT(pチャネル型TFT)は、白色を発光
するEL層20に流れる電流を制御する素子であり、1
3、14はソース領域またはドレイン領域である。基板
10上には下地絶縁膜11(ここでは、下層を窒化絶縁
膜、上層を酸化絶縁膜)が形成されており、ゲート電極
15と活性層との間には、ゲート絶縁膜12が設けられ
ている。
【0038】なお、絶縁表面を有する基板10としては
ガラス基板、石英基板、プラスチック基板などが挙げら
れるが、EL素子の放熱のために半導体基板を用いても
よい。
【0039】また、16aは窒化珪素膜、窒化酸化珪素
膜からなる層間絶縁膜であり、16bは塗布法で形成さ
れる感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、ア
クリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまた
はベンゾシクロブテン)からなる平坦化絶縁膜、または
無機材料からなる平坦化絶縁膜(塗布シリコン酸化膜、
PSG(リン添加ガラス、BPSG(ボロンとリンを添
加したガラス)などを含む)、またはこれらの積層膜を
用いる。
【0040】また、ここでは図示しないが、一つの画素
には、他にもTFT(nチャネル型TFTまたはpチャ
ネル型TFT)を一つ、または複数設けている。また、
ここでは、一つのチャネル形成領域を有するTFTを示
したが、特に限定されず、複数のチャネルを有するTF
Tとしてもよい。
【0041】また、18は、薄膜トランジスタのソース
領域またはドレイン領域と接続する第1の電極である。
ここでは、18としてチタン膜と、窒化チタン膜と、ア
ルミニウムを主成分とする膜と、窒化チタン膜とを順に
積層させる。なお、同じ積層構造で電源供給線17も形
成される。上記積層構造は、アルミニウムを主成分とす
る膜を含んでおり、低抵抗な配線とすることができ、ソ
ース配線22なども同時に形成される。
【0042】また、第1の電極18の両端部およびそれ
らの間は絶縁物19(障壁またはバンクとも呼ばれる)
で覆われている。本発明において、この絶縁物19の断
面形状が重要である。絶縁物19の上端部において曲面
を有していない場合、絶縁物19の上端部において凸部
が形成されてしまう成膜不良が発生しやすくなる。そこ
で、本発明は、絶縁物19の上端部に曲率半径を有する
曲面を形成する。なお、曲率半径は、0.2μm〜3μ
mとすることが好ましい。本発明により、絶縁物の形成
後に成膜される有機化合物膜や金属膜のカバレッジを良
好とすることができる。また、絶縁物19の側面におけ
るテーパー角度は、45°±10°とすればよい。
【0043】また、23aは導電膜からなる第2の電
極、即ち、OLEDの陽極(或いは陰極)であり、21
は、導電膜からなる第3の電極、即ち、OLEDの陰極
(或いは陽極)である。
【0044】また、曲率半径を有する曲面を備えた絶縁
物19を形成した後に第2の電極23a、補助電極23
bを形成する。絶縁物19の曲面に沿って第2の電極1
8の凹部形状が形成される。曲面に合わせて第2の電極
に斜面が形成される。また、第2の電極18bの底部表
面を平坦化する処理を行ってもよい。なお、第2の電極
18の曲率半径は、0.2μm〜3μmとすることが好
ましい。本発明により、第2の電極の形成後に成膜され
る有機化合物膜や金属膜のカバレッジを良好とすること
ができる。また、第2の電極18の斜面におけるテーパ
ー角度は、絶縁物19とともに45°±10°とすれば
よい。
【0045】本発明において、有機化合物層20からの
発光を第2の電極18の斜面で反射させて、図1(A)
中に示した矢印方向におけるトータルの光の取り出し量
を増加させることを特徴としている。
【0046】ここでは、第2の電極23aとしてアルミ
ニウムを主成分とする膜と、窒化チタン膜とを順に積層
し、有機化合物を含む層20に接する23aの最上層を
陽極として機能させる。さらに、有機化合物を含む層2
0で発光する光を反射する材料層を第2の電極23aに
用いる。ここでは、窒化チタン膜を100nm以下に薄
くしてアルミニウムを主成分とする膜で発光を反射させ
る。なお、同じ積層構造で補助電極23bも形成され
る。また、ここでは補助電極23bは、導電膜(陰極)
21の低抵抗化を図るために設けているが、導電膜(陰
極)21の電気抵抗値が十分低くければ特に設けなくと
もよい。
【0047】また、白色発光を得るため、有機化合物を
含む層20として、正孔注入層として作用するポリ(エ
チレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン
酸)水溶液(PEDOT/PSS)を全面に塗布、焼成した後、
発光層として作用する発光中心色素(1,1,4,4−
テトラフェニル−1,3−ブタジエン(TPB)、4−
ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルア
ミノ−スチリル)−4H−ピラン(DCM1)、ナイル
レッド、クマリン6など)ドープしたポリビニルカルバ
ゾール(PVK)溶液を全面に塗布、焼成する。なお、
PEDOT/PSSは溶媒に水を用いており、有機溶剤には溶け
ない。従って、PVKをその上から塗布する場合にも、
再溶解する心配はない。また、PEDOT/PSSとPVKは溶
媒が異なるため、成膜室は同一のものを使用しないこと
が好ましい。また、有機化合物を含む層20を単層とす
ることもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール
(PVK)に電子輸送性の1,3,4−オキサジアゾー
ル誘導体(PBD)を分散させてもよい。また、30w
t%のPBDを電子輸送剤として分散し、4種類の色素
(TPB、クマリン6、DCM1、ナイルレッド)を適
当量分散することで白色発光が得られる。
【0048】また、赤色発光する有機化合物を含む膜や
緑色発光する有機化合物を含む膜や青色発光する有機化
合物を含む膜を適宜選択し、重ねて混色させることによ
って全体として白色発光を得ることも可能である。
【0049】また、ここでは発光素子が白色発光する例
を示したが、特に限定されず、それぞれ画素毎に赤色発
光する有機化合物を含む膜や緑色発光する有機化合物を
含む膜や青色発光する有機化合物を含む膜を適宜、選択
的に形成してフルカラー化を実現してもよい。
【0050】また、図1(B)に有機化合物を含む層2
0と導電膜21の界面付近の拡大模式図を示す。ここで
は、陰極バッファ層21cと導電膜21bとの積層を陰
極と呼ぶ。陰極バッファ層21cとして仕事関数の小さ
い薄膜、例えばLiFやCaF 2を蒸着法で膜厚1nm
〜10nm形成した後、最後に21aとしてアルミニウ
ムを主成分とする膜(Al膜、AlLi膜、AlMg膜
など)をスパッタ法または蒸着法により約10nmの膜
厚で形成し、陰極として機能させる。陰極は、有機化合
物を含む層20からの光を通過する膜厚、材料を適宜選
択することが必要である。なお、本明細書中、陰極と
は、仕事関数の小さい材料膜の単層膜だけでなく、仕事
関数の小さい材料薄膜と導電膜との積層膜を含むものと
する。
【0051】第3の電極21としてアルミニウムを主成
分とする膜(Al膜)を用いる構成とすると、有機化合
物を含む層20と接する材料を酸化物以外の材料で形成
することが可能となり、発光装置の信頼性を向上させる
ことができる。なお、Al膜に代えて、第3の電極21
として透明導電膜(ITO(酸化インジウム酸化スズ合
金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―Zn
O)、酸化亜鉛(ZnO)等)を用いてもよい。また、
第3の電極21として薄い金属層(代表的にはMgA
g、MgIn、AlLiなどの合金)と透明導電膜の積
層としてもよい。
【0052】また、第3の電極21としてアルミニウム
を主成分とする膜(Al膜)を用いた場合、特にその上
に酸素を含む保護膜を形成する際、図1(B)に示すよ
うに表面に酸化膜21bが形成されやすくなるが、この
酸化膜21bは、導電膜21全体の透光率を向上させる
とともに劣化の原因となる水分や酸素の侵入をブロック
することができる。また、何らかの原因により、微小な
穴(ピンホールとも呼ばれる)が導電膜21に形成され
た場合、図1(C)に示すように酸素と反応すると体積
が増えて微小な穴を塞ぐことができ、EL層への水分や
酸素の侵入をブロックすることができる。
【0053】また、図示しないが、発光装置の信頼性を
高めるために第3の電極21上に保護膜を形成すること
が好ましい。この保護膜はスパッタ法(DC方式やRF
方式)により得られる窒化珪素または窒化酸化珪素を主
成分とする絶縁膜、または炭素を主成分とする薄膜であ
る。シリコンターゲットを用い、窒素とアルゴンを含む
雰囲気で形成すれば、窒化珪素膜が得られる。また、窒
化シリコンターゲットを用いてもよい。また、保護膜
は、リモートプラズマを用いた成膜装置を用いて形成し
てもよい。また、保護膜に発光を通過させるため、保護
膜の膜厚は、可能な限り薄くすることが好ましい。ま
た、導電膜21としてアルミニウムを主成分とする膜を
用いた場合、保護膜として酸素を含む絶縁膜を用いても
表面に酸化膜が形成され、EL層への水分や酸素の侵入
をブロックすることができる。
【0054】本発明において、前記炭素を主成分とする
薄膜は膜厚3〜50nmのDLC膜(Diamond like Car
bon)であることを特徴としている。DLC膜は短距離
秩序的には炭素間の結合として、SP3結合をもってい
るが、マクロ的にはアモルファス状の構造となってい
る。DLC膜の組成は炭素が70〜95原子%、水素が
5〜30原子%であり、非常に硬く絶縁性に優れてい
る。このようなDLC膜は、また、水蒸気や酸素などの
ガス透過率が低いという特徴がある。また、微少硬度計
による測定で、15〜25GPaの硬度を有することが
知られている。
【0055】DLC膜はプラズマCVD法(代表的に
は、RFプラズマCVD法、マイクロ波CVD法、電子
サイクロトロン共鳴(ECR)CVD法など)、スパッ
タ法などで形成することができる。いずれの成膜方法を
用いても、密着性良くDLC膜を形成することができ
る。DLC膜は基板をカソードに設置して成膜する。ま
たは、負のバイアスを印加して、イオン衝撃をある程度
利用して緻密で硬質な膜を形成できる。
【0056】成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭
化水素系のガス(例えばCH4、C22、C66など)
とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイ
アスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜
する。こうすることにより、緻密で平滑なDLC膜を得
ることができる。なお、このDLC膜は、可視光に対し
て透明もしくは半透明な絶縁膜である。
【0057】本明細書において、可視光に対して透明と
は可視光の透過率が80〜100%であることを指し、
可視光に対して半透明とは可視光の透過率が50〜80
%であることを指す。
【0058】また、ここではトップゲート型TFTを例
として説明したが、TFT構造に関係なく本発明を適用
することが可能であり、例えばボトムゲート型(逆スタ
ガ型)TFTや順スタガ型TFTに適用することが可能
である。
【0059】(実施の形態2)以下に、白色発光素子と
カラーフィルターを組み合わせた方法(以下、カラーフ
ィルター法とよぶ)について図5(A)により説明す
る。
【0060】カラーフィルター法は、白色発光を示す有
機化合物膜を有する発光素子を形成し、得られた白色発
光をカラーフィルターに通すことで赤、緑、青の発光を
得るという方式である。
【0061】白色発光を得るためには、様々な方法があ
るが、ここでは塗布により形成可能な高分子材料からな
る発光層を用いる場合について説明する。この場合、発
光層となる高分子材料への色素ドーピングは溶液調整で
行うことができ、複数の色素をドーピングする共蒸着を
行う蒸着法に比べて極めて容易に得ることができる。
【0062】具体的には、仕事関数の大きい金属(P
t、Cr、W、Ni、Zn、Sn、In)からなる陽極
上に、正孔注入層として作用するポリ(エチレンジオキ
シチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液
(PEDOT/PSS)を全面に塗布、焼成した後、発光層とし
て作用する発光中心色素(1,1,4,4−テトラフェ
ニル−1,3−ブタジエン(TPB)、4−ジシアノメ
チレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノ−スチ
リル)−4H−ピラン(DCM1)、ナイルレッド、ク
マリン6など)ドープしたポリビニルカルバゾール(P
VK)溶液を全面に塗布、焼成した後、仕事関数の小さ
い金属(Li、Mg、Cs)を含む薄膜と、その上に積
層した透明導電膜(ITO(酸化インジウム酸化スズ合
金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―Zn
O)、酸化亜鉛(ZnO)等)との積層からなる陰極を
形成する。なお、PEDOT/PSSは溶媒に水を用いており、
有機溶剤には溶けない。従って、PVKをその上から塗
布する場合にも、再溶解する心配はない。また、PEDOT
/PSSとPVKは溶媒が異なるため、成膜室は同一のも
のを使用しないことが好ましい。
【0063】また、上記例では有機化合物層を積層とし
た例を示したが、有機化合物層を単層とすることもでき
る。例えば、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール
(PVK)に電子輸送性の1,3,4−オキサジアゾー
ル誘導体(PBD)を分散させてもよい。また、30w
t%のPBDを電子輸送剤として分散し、4種類の色素
(TPB、クマリン6、DCM1、ナイルレッド)を適
当量分散することで白色発光が得られる。
【0064】なお、有機化合物膜は、陽極と陰極の間に
形成されており、陽極から注入された正孔と陰極から注
入された電子が有機化合物膜において再結合することに
より、有機化合物膜において、白色発光が得られる。
【0065】また、赤色発光する有機化合物膜や緑色発
光する有機化合物膜や青色発光する有機化合物膜を適宜
選択し、重ねて混色させることによって全体として白色
発光を得ることも可能である。
【0066】以上により形成される有機化合物膜は、全
体として白色発光を得ることができる。
【0067】上記有機化合物膜が白色発光する方向に赤
色発光以外を吸収する着色層(R)、緑色発光以外を吸
収する着色層(G)、青色発光以外を吸収する着色層
(B)をそれぞれ設けたカラーフィルタを形成すること
により、発光素子からの白色発光をそれぞれ分離して、
赤色発光、緑色発光、青色発光として得ることができ
る。また、アクティブマトリクス型の場合には、基板と
カラーフィルターの間にTFTが形成される構造とな
る。
【0068】また、着色層(R,G,B)には、最も単
純なストライプパターンをはじめとして、斜めモザイク
配列、三角モザイク配列、RGBG四画素配列、もしく
はRGBW四画素配列などを用いることができる。
【0069】カラーフィルターを構成する着色層は、顔
料を分散した有機感光材料からなるカラーレジストを用
いて形成される。なお、白色発光の色度座標は(x,y)
=(0.34、0.35)である。白色発光とカラーフ
ィルターを組み合わせれば、フルカラーとしての色再現
性は十分確保することができる。
【0070】なお、この場合には、得られる発光色が異
なっていても、すべて白色発光を示す有機化合物膜で形
成されていることから、発光色ごとに有機化合物膜を塗
り分けて形成する必要がない。また、鏡面反射を防ぐ円
偏光板も特に必要ないものとすることができる。
【0071】次に青色発光性の有機化合物膜を有する青
色発光素子と蛍光性の色変換層を組み合わせることによ
り実現されるCCM法(color changing mediums)につ
いて図5(B)により説明する。
【0072】CCM法は、青色発光素子から出射された
青色発光で蛍光性の色変換層を励起し、それぞれの色変
換層で色変換を行う。具体的には色変換層で青色から赤
色への変換(B→R)、色変換層で青色から緑色への変
換(B→G)、色変換層で青色から青色への変換(B→
B)(なお、青色から青色への変換は行わなくても良
い。)を行い、赤色、緑色及び青色の発光を得るという
ものである。CCM法の場合にも、アクティブマトリク
ス型の場合には、基板と色変換層の間にTFTが形成さ
れる構造となる。
【0073】なお、この場合にも有機化合物膜を塗り分
けて形成する必要がない。また、鏡面反射を防ぐ円偏光
板も特に必要ないものとすることができる。
【0074】また、CCM法を用いる場合には、色変換
層が蛍光性であるため外光により励起され、コントラス
トを低下させる問題があるので、図5(C)に示したよ
うにカラーフィルターを装着するなどしてコントラスト
を上げるようにすると良い。
【0075】また、本実施の形態は、実施の形態1と組
み合わせることが可能である。
【0076】(実施の形態3)ここでは、ELモジュー
ルの全体および乾燥剤の配置に関して図4で説明する。
なお、図4(A)は、ELモジュールの上面図であり、
図4(B)は、断面図の一部である。
【0077】無数のTFTが設けられた基板(TFT基
板とも呼ぶ)には、表示が行われる画素部40と、画素
部の各画素を駆動させる駆動回路41a、41bと、E
L層上に設けられる電極と引き出し配線とを接続する接
続部と、外部回路と接続するためにFPCを貼り付ける
端子部42と、乾燥剤44とが設けられている。また、
図4(A)および図4(B)では一部と重なるように配
置されているが、図4(C)に示すように乾燥剤によっ
て駆動回路の全部が隠れるように配置してもよい。ま
た、EL素子を封止するための基板と、シール材49と
によって密閉する。また、図4(B)は、図4(A)中
における鎖線A−A’で切断した場合の断面図である。
【0078】画素部40には規則的に画素が無数に配置
されており、ここでは図示しないが、X方向にR、G、
Bの順で配置されている。
【0079】また、図4(B)に示すように、約2〜3
0μmの間隔が保たれるようにシール材49によって封
止基板48が貼りつけられており、全ての発光素子は密
閉されている。封止基板48にはサンドブラスト法など
によって凹部が形成されており、その凹部に乾燥剤が配
置されている。なお、シール材49は、駆動回路の一部
と重なるようにして狭額縁化させることが好ましい。シ
ール材49によって封止基板48を貼りつける直前には
真空でアニールを行って脱気を行うことが好ましい。ま
た、封止基板48を貼りつける際には、不活性気体(希
ガスまたは窒素)を含む雰囲気下で行うことが好まし
い。
【0080】また、本実施の形態は、実施の形態1また
は実施の形態2と自由に組み合わせることができる。
【0081】以上の構成でなる本発明について、以下に
示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととす
る。
【0082】(実施例) [実施例1]本実施例では、本発明の発光素子の形成手
順の一例を簡略に図2、および図3を用いて以下に説明
する。
【0083】まず、絶縁表面を有する基板30上に下地
絶縁膜31を形成する。
【0084】下地絶縁膜31は、1層目としてプラズマ
CVD法を用い、SiH4、NH3、及びN2Oを反応ガ
スとして成膜される酸化窒化シリコン膜を10〜200
nm(好ましくは50〜100nm)形成する。ここでは、
膜厚50nmの酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32
%、O=27%、N=24%、H=17%)を形成す
る。次いで、下地絶縁膜の2層目としては、プラズマC
VD法を用い、SiH4及びN2Oを反応ガスとして成膜
される酸化窒化シリコン膜を50〜200nm(好まし
くは100〜150nm)の厚さに積層形成する。ここで
は、膜厚100nmの酸化窒化シリコン膜(組成比Si
=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成す
る。本実施例では下地絶縁膜108として2層構造を用
いるが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた
構造を用いても良い。
【0085】次いで、下地膜上に半導体層を形成する。
TFTの活性層となる半導体層は、非晶質構造を有する
半導体膜を公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、ま
たはプラズマCVD法等)により成膜した後、公知の結
晶化処理(レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッ
ケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等)を行って得られ
た結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成
する。この半導体層の厚さは25〜80nm(好ましく
は30〜60nm)の厚さで形成する。結晶質半導体膜
の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリ
コンゲルマニウム合金などで形成すると良い。
【0086】また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜
を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型の
エキシマレーザーやYAGレーザー、YVO4レーザー
を用いることができる。これらのレーザーを用いる場合
には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学
系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良
い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものである
が、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数
30Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜40
0mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。ま
た、YAGレーザーを用いる場合にはその第2高調波を
用いパルス発振周波数1〜10kHzとし、レーザーエ
ネルギー密度を300〜600mJ/cm2(代表的には35
0〜500mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜1
000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザ
ー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー
光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を80〜98%
として行えばよい。
【0087】次いで、半導体層の表面をフッ酸を含むエ
ッチャントで洗浄し、半導体層を覆うゲート絶縁膜を形
成する。ゲート絶縁膜はプラズマCVD法またはスパッ
タ法を用い、厚さを40〜150nmとしてシリコンを
含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD
法により115nmの厚さで酸化窒化シリコン膜(組成
比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)で
形成する。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化シリコン膜に
限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単
層または積層構造として用いても良い。
【0088】次いで、ゲート絶縁膜の表面を洗浄した
後、ゲート電極を形成する。
【0089】次いで、半導体にp型を付与する不純物元
素(Bなど)、ここではボロンを適宜添加して、ソース
領域及びドレイン領域32を形成する。添加した後、不
純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、ま
たはレーザー光の照射を行う。また、活性化と同時にゲ
ート絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導
体層との界面へのプラズマダメージを回復することがで
きる。特に、室温〜300℃の雰囲気中において、表面
または裏面からYAGレーザーの第2高調波を照射して
不純物元素を活性化させることは非常に有効である。Y
AGレーザーはメンテナンスが少ないため好ましい活性
化手段である。
【0090】次いで、PCVD法により窒化珪素膜、窒
化酸化珪素膜からなる層間絶縁膜33を形成し、塗布法
で形成される感光性または非感光性の有機材料(ポリイ
ミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジ
ストまたはベンゾシクロブテン)からなる平坦化絶縁
膜、または無機材料からなる平坦化絶縁膜(塗布シリコ
ン酸化膜、PSG(リン添加ガラス、BPSG(ボロン
とリンを添加したガラス)などを含む)、またはこれら
の積層膜を用いて層間絶縁膜35を形成する。
【0091】次いで、水素化を行った後、ソース領域、
またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成す
る。次いで、ソース電極(配線)、第1の電極(ドレイ
ン電極)を形成してFET(pチャネル型FET)を完
成させる。
【0092】また、本実施例ではpチャネル型TFTを
用いて説明したが、p型不純物元素に代えてn型不純物
元素(P、As等)を用いることによってnチャネル型
TFTを形成することができることは言うまでもない。
【0093】また、本実施例ではトップゲート型TFT
を例として説明したが、TFT構造に関係なく本発明を
適用することが可能であり、例えばボトムゲート型(逆
スタガ型)TFTや順スタガ型TFTに適用することが
可能である。
【0094】以上の工程で、TFT(ここではドレイン
領域32しか図示しない)、層間絶縁膜33、35、第
1の電極36a〜36dを形成する。(図3(A))
【0095】本実施例では、第1の電極36a〜36d
は、Ti、TiN、TiSiXY、Al、Ag、Ni、
W、WSiX、WNX、WSiXY、Ta、TaNX、T
aSiXY、NbN、Mo、Cr、Pt、Zn、Sn、
In、またはMoから選ばれた元素、または前記元素を
主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とす
る膜またはそれらの積層膜を総膜厚100nm〜800
nmの範囲で用いればよい。
【0096】特に、ドレイン領域32に接する第1の電
極36aは、シリコンとのオーミック接触が形成可能な
材料、代表的にはチタンが好ましく、膜厚10〜100
nmの範囲とすればよい。また、第1の電極36cは、
低抵抗な金属材料、代表的にはAlまたはAgを主成分
とする金属材料が好ましく、膜厚100〜600nmの
範囲とすればよい。なお、第1の電極36bは、第1の
電極36cと第1の電極36aの合金化を防ぐブロッキ
ング層としても機能している。また、第1の電極36d
は、第1の電極36cの酸化防止、腐食防止、またはヒ
ロック等の発生を防止する材料、代表的には窒化金属
(TiN、WNなど)が好ましく、膜厚20〜100n
mの範囲とすればよい。
【0097】また、第1の電極36a〜36dは、他の
配線、例えば、ソース配線34、電源供給線などと同時
に形成する。
【0098】次いで、第1の電極の端部(およびドレイ
ン領域32とのコンタクト部分)を覆う絶縁物(バン
ク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる)を形成する。
(図3(B))絶縁物としては、無機材料(酸化シリコ
ン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど)、感光性ま
たは非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリ
アミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシク
ロブテン)、またはこれらの積層などを用いることがで
きるが、本実施例では感光性の有機樹脂を用いる。例え
ば、絶縁物の材料としてポジ型の感光性アクリルを用い
た場合、絶縁物の上端部のみに曲率半径を有する曲面を
持たせることが好ましい。そして、最終的な、絶縁物の
上端部の曲率半径は、0.2μm〜3μmとすることが
好ましい。また、絶縁物として、感光性の光によってエ
ッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によって
エッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用する
ことができる。
【0099】次いで、第2の電極36e、36fを形成
する。図3(B)に示すように、第2の電極は、中央部
が第1の電極に接し、端部が絶縁物37上、または絶縁
物の側面に位置するように形成する。第2の電極36
e、36fには、絶縁物37の側面に沿って傾斜面が形
成される。また、第2の電極の中央部に向かう傾斜面の
角度(傾斜角度、テーパー角度)は、30°を超え、7
0°未満とし、後に形成する有機化合物を含む層からの
発光を反射させる。
【0100】本実施例では、第2の電極36e、36f
は、Ti、TiN、TiSiXY、Al、Ag、Ni、
W、WSiX、WNX、WSiXY、Ta、TaNX、T
aSiXY、NbN、Mo、Cr、Pt、Zn、Sn、
In、またはMoから選ばれた元素、または前記元素を
主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とす
る膜またはそれらの積層膜を総膜厚100nm〜800
nmの範囲で用いればよい。本実施例では光反射率の高
い材料膜(Al膜)36eと仕事関数の大きい金属薄膜
(TiN膜)37fとの積層としたが、特に限定され
ず、単層または3層以上の積層としてもよい。
【0101】また、後に形成される第3の電極の低抵抗
化を図るため、第2の電極と同時に絶縁物上に補助電極
を形成してもよい。
【0102】次いで、有機化合物を含む層38を蒸着法
または塗布法を用いて選択的に形成する。例えば、蒸着
法を用いる場合、真空度が5×10-3Torr(0.6
65Pa)以下、好ましくは10-4〜10-6Paまで真
空排気された成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵
抗加熱により有機化合物は気化されており、蒸着時にシ
ャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化
された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設
けられた開口部を通って基板に蒸着される。蒸着により
積層することによって発光素子全体として白色を示す有
機化合物を含む層を形成する。
【0103】例えば、Alq3、部分的に赤色発光色素
であるナイルレッドをドープしたAlq3、Alq3、p
−EtTAZ、TPD(芳香族ジアミン)を順次積層す
ることで白色を得ることができる。
【0104】また、スピンコートを用いた塗布法により
有機化合物を含む層を形成する場合、塗布した後、真空
加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層と
して作用するポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポ
リ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)を塗
布、焼成し、その後、発光層として作用する発光中心色
素(1,1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジ
エン(TPB)、4−ジシアノメチレン−2−メチル−
6−(p−ジメチルアミノ−スチリル)−4H−ピラン
(DCM1)、ナイルレッド、クマリン6など)ドープ
したポリビニルカルバゾール(PVK)溶液を塗布、焼
成すればよい。
【0105】また、上記例では有機化合物層を積層とし
た例を示したが、有機化合物層を単層とすることもでき
る。例えば、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール
(PVK)に電子輸送性の1,3,4−オキサジアゾー
ル誘導体(PBD)を分散させてもよい。また、30w
t%のPBDを電子輸送剤として分散し、4種類の色素
(TPB、クマリン6、DCM1、ナイルレッド)を適
当量分散することで白色発光が得られる。また、有機化
合物層として高分子材料からなる層と、低分子材料から
なる層とを積層してもよい。
【0106】次いで、仕事関数の小さい金属(MgA
g、MgIn、AlMg、LiF、AlLi、Ca
2、CaNなどの合金、または周期表の1族もしくは
2族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形
成した膜)を含む薄膜(陰極バッファ層(ここでは図示
しない)と、その上に薄い導電膜(ここではアルミニウ
ム膜)39とを蒸着して積層する。(図2(B))アル
ミニウム膜は水分や酸素をブロッキングする能力が高い
膜であり、発光装置の信頼性を向上させる上で導電膜3
9に好ましい材料である。なお、図2(B)は図2
(A)中の鎖線A−A’の断面を示している。この積層
膜は、発光を通過するのに十分な薄さを有しており、本
実施例では陰極として機能させる。また、薄い導電膜3
9に代えて、透明導電膜(ITO(酸化インジウム酸化
スズ合金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23
ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)等)を用いてもよい。ま
た、導電膜39として、薄い金属膜と透明導電膜との積
層としてもよい。また、陰極の低抵抗化を図るため、導
電膜39上に補助電極を設けてもよい。また、陰極形成
の際には蒸着による抵抗加熱法を用い、蒸着マスクを用
いて選択的に形成すればよい。
【0107】こうして得られる発光素子は、図2(B)
中の矢印方向に白色発光を示し、第2の電極36f、3
6eの傾斜面で横方向の発光を反射して矢印方向の発光
量を増加させることができる。
【0108】以上の工程で第2の電極(導電膜39)ま
でを形成した後は、基板30上に形成された発光素子を
封止するためにシール剤により封止基板(透明基板)を
貼り合わせる。なお、封止基板と発光素子との間隔を確
保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。
そして、シール剤の内側の空間には窒素等の不活性気体
が充填されている。なお、シール剤としてはエポキシ系
樹脂を用いるのが好ましい。また、シール剤はできるだ
け水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
さらに、空間の内部に酸素や水を吸収する効果をもつ物
質(乾燥剤など)を含有させても良い。
【0109】以上のようにして発光素子を空間に封入す
ることにより、発光素子を外部から完全に遮断すること
ができ、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣
化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従っ
て、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【0110】[実施例2]本実施例では、補助電極を形
成する例を図6〜図8を用いて以下に説明する。
【0111】図6(A)は画素の上面図であり、鎖線A
−A’で切断した断面図が図6(B)である。
【0112】本実施例は、絶縁物67を形成するまでの
工程は、実施例1と同一であるため、ここでは省略す
る。図2(B)における絶縁物37が図6(B)中の絶
縁物67に対応している。
【0113】実施例1に従って、絶縁表面を有する基板
上に下地絶縁膜、ドレイン領域62、層間絶縁膜63、
65、第1の電極66a〜66d、絶縁物67を形成す
る。
【0114】次いで、一部に曲面を有する第2の電極6
6e、66fを形成する。次いで、有機化合物を含む層
68を選択的に形成する。本実施例では蒸着マスクを用
いた蒸着法、またはインクジェット法などによって選択
的に有機化合物を含む層68を形成する。
【0115】次いで、絶縁物67上に第2の電極と同時
に補助電極60を選択的に形成する。本実施例では、図
6(A)示すようにY方向に補助電極60を配置する例
を示したが、特に限定されず、図7に示すようにX方向
に補助電極70を配置してもよい。なお、図7中に示す
鎖線鎖線A−A’で切断した断面図は図2(B)と同一
となる。
【0116】また、図8に図7と対応するパネルの外観
図を示す。補助電極(補助配線)70は図8に示すよう
に引き回されており、画素部82とソース側駆動回路8
3との間の領域で引き回し配線87と接するように形成
する。なお、図8において、82は画素部、83はソー
ス側駆動回路、84、85はゲート側駆動回路、86は
電源供給線である。また、第1の電極と同時に形成され
る配線は、電源供給線86、引き回し配線87、ソース
配線である。また、図8においては、ゲート配線と同時
にFPCと接続する端子電極を形成している。
【0117】次いで、実施例1と同様に仕事関数の小さ
い金属(MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、C
aNなどの合金、または周期表の1族もしくは2族に属
する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した
膜)を含む薄膜と、その上に薄い導電膜(ここではアル
ミニウム膜)69とを蒸着して積層する。この積層膜
は、発光を通過するのに十分な薄さを有しており、本実
施例では陰極として機能させる。また、薄い導電膜に代
えて、透明導電膜(ITO(酸化インジウム酸化スズ合
金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―Zn
O)、酸化亜鉛(ZnO)等)を用いてもよい。また、
本実施例では、陰極の低抵抗化を図るため、導電膜69
と接するように絶縁物67上に補助電極60を設ける。
【0118】こうして得られる発光素子は、図6(B)
中の矢印方向に白色発光を示し、第2の電極66e、6
6fの傾斜面で横方向の発光を反射して矢印方向の発光
量を増加させることができる。
【0119】また、本実施例は、補助電極60、70を
形成することによって、陰極の低抵抗化を図っているた
め、画素部のサイズが大きいものにも適用することがで
きる。
【0120】また、本実施例は、実施の形態1乃至3、
実施例1のいずれか一と自由に組み合わせることができ
る。
【0121】[実施例3]本実施例では、アクティブマ
トリクス型発光装置全体の外観図について図9に説明す
る。なお、図9(A)は、発光装置を示す上面図、図9
(B)は図9(A)をA−A’で切断した断面図であ
る。点線で示された901はソース信号線駆動回路、9
02は画素部、903はゲート信号線駆動回路である。
また、904は封止基板、905はシール剤であり、シ
ール剤905で囲まれた内側は、空間907になってい
る。また、930a、930bはメモリ、CPU、D/
Aコンバータ等を備えたICチップであり、基板910
にCOG(chip on glass)方法やワイヤボンディング
方法、或いはTAB(tape automated bonding)方法に
より実装されている。
【0122】なお、908はソース信号線駆動回路90
1及びゲート信号線駆動回路903に入力される信号を
伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC
(フレキシブルプリントサーキット)909からビデオ
信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではFPC
しか図示されていないが、このFPCにはプリント配線
基盤(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書
における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それ
にFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含む
ものとする。
【0123】次に、断面構造について図9(B)を用い
て説明する。基板910上には駆動回路及び画素部が形
成されているが、ここでは、駆動回路としてソース信号
線駆動回路901と画素部902が示されている。
【0124】なお、ソース信号線駆動回路901はnチ
ャネル型TFT923とpチャネル型TFT924とを
組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回
路を形成するTFTは、公知のCMOS回路、PMOS
回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本
実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一
体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではな
く外部に形成することもできる。
【0125】また、画素部902はスイッチング用TF
T911と、電流制御用TFT912とそのドレインに
電気的に接続された第1の電極913を含む複数の画素
により形成される。
【0126】また、第1の電極913の両端には絶縁層
914が形成され、絶縁層914の側面に沿って第2の
電極(陽極)の一部が斜面を有している。この斜面で有
機化合物を含む層915で発光した光を反射させて、図
9中に矢印で示す発光方向の発光量を増大させる。
【0127】また、第2の電極(陽極)上には有機化合
物を含む層915を選択的に形成する。さらに、有機化
合物を含む層915上には第3の電極(陰極)916が
形成される。これにより、第2の電極(陽極)、有機化
合物を含む層915、及び第3の電極(陰極)916か
らなる発光素子918が形成される。ここでは発光素子
918は白色発光とする例であるので着色層931とB
M932からなるカラーフィルター(簡略化のため、こ
こではオーバーコート層は図示しない)が設けている。
【0128】また、絶縁層914上には実施例2に示し
た構成の一部である補助電極917が第2の電極と同時
に形成されており、第3の電極の低抵抗化を実現してい
る。また、第3の電極(陰極)916は全画素に共通の
配線としても機能し、補助電極917および接続配線9
08を経由してFPC909に電気的に接続されてい
る。
【0129】また、基板910上に形成された発光素子
918を封止するためにシール剤905により封止基板
904を貼り合わせる。なお、封止基板904と発光素
子918との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペ
ーサを設けても良い。そして、シール剤905の内側の
空間907には窒素等の不活性気体が充填されている。
なお、シール剤905としてはエポキシ系樹脂を用いる
のが好ましい。また、シール剤905はできるだけ水分
や酸素を透過しない材料であることが望ましい。さら
に、空間907の内部に酸素や水を吸収する効果をもつ
物質を含有させても良い。
【0130】また、本実施例では封止基板904を構成
する材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fi
berglass-Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニル
フロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリル
等からなるプラスチック基板を用いることができる。ま
た、シール剤905を用いて封止基板904を接着した
後、さらに側面(露呈面)を覆うようにシール剤で封止
することも可能である。
【0131】以上のようにして発光素子を空間907に
封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断す
ることができ、外部から水分や酸素といった有機化合物
層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができ
る。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができ
る。
【0132】また、本実施例は実施の形態1乃至3、実
施例1、実施例2と自由に組み合わせることができる。
【0133】[実施例4]本発明を実施することによっ
てOLEDを有するモジュール(アクティブマトリクス
型ELモジュール)を組み込んだ全ての電子機器が完成
される。
【0134】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴ
ーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、プロジ
ェクタ、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯
情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子
書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図10、図
11に示す。
【0135】図10(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004等を含む。
【0136】図10(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6等を含む。
【0137】図10(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205等を含む。
【0138】図10(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3等を含む。
【0139】図10(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。
【0140】図10(F)はデジタルカメラであり、本
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。
【0141】図11(A)は携帯電話であり、本体29
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ290
6、画像入力部(CCD、イメージセンサ等)2907
等を含む。
【0142】図11(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒
体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006
等を含む。
【0143】図11(C)はディスプレイであり、本体
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。
【0144】ちなみに図11(C)に示すディスプレイ
は中小型または大型のもの、例えば5〜20インチの画
面サイズのものである。また、このようなサイズの表示
部を形成するためには、基板の一辺が1mのものを用
い、多面取りを行って量産することが好ましい。中小型
または大型のものとする場合、実施例2または実施例3
に示した補助電極を形成することが好ましい。
【0145】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用すること
が可能である。また、本実施例の電子機器は実施の形態
1乃至3、実施例1乃至3のどのような組み合わせから
なる構成を用いても実現することができる。
【0146】
【発明の効果】本発明により、有機化合物を含む層から
の発光のうち、横方向(基板面と平行な方向)の発光を
第2の電極の段差部分に形成された斜面で反射させて、
ある一方向(第3の電極を通過する方向)に取り出すト
ータルの発光量を増加させることができる。即ち、迷光
などの発光のロスが少ない発光装置を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1を示す図。
【図2】 実施例1を示す図。
【図3】 実施例1を示す図。
【図4】 実施の形態3を示す図。
【図5】 実施の形態2を示す図。
【図6】 実施例2を示す図。
【図7】 実施例2を示す図。
【図8】 実施例2を示す図。
【図9】 実施例3を示す図。
【図10】 電子機器の一例を示す図。
【図11】 電子機器の一例を示す図。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 33/22 H05B 33/22 Z Fターム(参考) 3K007 AB03 AB17 BB01 BB06 CB01 CC01 DB03

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁表面を有する基板上に、薄膜トランジ
    スタと、該薄膜トランジスタのソース領域またはドレイ
    ン領域と接続された第1の電極と、 該第1の電極の端部を覆う絶縁物と、 該絶縁物の側面を覆い、且つ、前記第1の電極と接する
    第2の電極と、 該第2の電極上に接する有機化合物を含む層と、該層上
    に接する第3の電極とを有する発光素子を複数有するこ
    とを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項2】絶縁表面を有する基板上に、薄膜トランジ
    スタと、該薄膜トランジスタのソース領域またはドレイ
    ン領域と接続された第1の電極と、 該第1の電極の端部を覆う絶縁物と、 該絶縁物の側面を覆い、且つ、前記第1の電極と接する
    第2の電極と、 該第2の電極上に接する有機化合物を含む層と、該層上
    に接する第3の電極と、 前記絶縁物上に前記第3の電極と接し、同一電位となる
    補助電極とを有する発光素子を複数有し、 前記補助電極は、前記第2の電極と同一材料であること
    を特徴とする発光装置。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2において、前記第
    1の電極および前記第2の電極は、同一電位であって、
    陽極、または陰極であることを特徴とする発光装置。
  4. 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか一において、前
    記第2の電極は、中央部から端部に向かうにつれて曲面
    を一部有する凹部形状となっており、前記有機化合物を
    含む層からの発光を反射することを特徴とする発光装
    置。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4のいずれか一において、前
    記第2の電極の中央部は、前記第1の電極と接してお
    り、前記第1の電極の端部と前記第2の電極の端部との
    間には、前記絶縁物を有していることを特徴とする発光
    装置。
  6. 【請求項6】請求項1乃至5のいずれか一において、前
    記第3の電極は光を透過する導電膜であることを特徴と
    する発光装置。
  7. 【請求項7】請求項1乃至6のいずれか一において、前
    記第1の電極の端部を覆う絶縁物は、上端部に曲率半径
    を有する曲面を有しており、前記曲率半径は、0.2μ
    m〜3μmであることを特徴とする発光装置。
  8. 【請求項8】請求項1乃至7のいずれか一において、前
    記第1の電極の端部を覆う絶縁物は、上端部に第1の曲
    率半径を有する曲面を有し、前記絶縁物の下端部に第2
    の曲率半径を有する曲面を有しており、前記第1の曲率
    半径および前記第2の曲率半径は、0.2μm〜3μm
    であることを特徴とする発光装置。
  9. 【請求項9】請求項1乃至8のいずれか一において、前
    記第2の電極は、前記第2の電極の中央部に向かう傾斜
    面を有し、傾斜角度は、30°を超え、70°未満であ
    ることを特徴とする発光装置。
  10. 【請求項10】請求項1乃至9のいずれか一において、
    前記有機化合物を含む層は、赤色発光する材料、緑色発
    光する材料、もしくは青色発光する材料であることを特
    徴とする発光装置。
  11. 【請求項11】請求項1乃至9のいずれか一において、
    前記有機化合物を含む層は白色発光する材料であり、封
    止材に設けられたカラーフィルタと組み合わせたことを
    特徴とする発光装置。
  12. 【請求項12】請求項1乃至9のいずれか一において、
    前記有機化合物を含む層は単色発光する材料であり、封
    止材に設けられた色変換層または着色層と組み合わせた
    ことを特徴とする発光装置。
  13. 【請求項13】請求項1乃至12のいずれか一におい
    て、前記発光装置は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、
    ゴーグル型ディスプレイ、カーナビゲーション、パーソ
    ナルコンピュータ、DVDプレーヤー、電子遊技機器、
    または携帯情報端末であることを特徴とする発光装置。
  14. 【請求項14】陽極と、該陽極に接する有機化合物を含
    む層と、該有機化合物を含む層に接する陰極とを有する
    発光素子を有する発光装置の作製方法であって、薄膜ト
    ランジスタのソース領域またはドレイン領域と接続する
    第1の電極の端部を覆う絶縁物を形成する工程と、前記
    絶縁物の側面および第1の電極に接する第2の電極と、
    前記絶縁物上に補助電極とを形成する工程と、前記第1
    の電極と接している第2の電極の領域および前記第2の
    電極の斜面に接する有機化合物を含む膜を形成する工程
    と、該有機化合物を含む膜上に、光を透過する金属薄膜
    からなる第3の電極を形成する工程とを有することを特
    徴とする発光装置の作製方法。
  15. 【請求項15】請求項14において、前記第2の電極は
    陽極であり、前記第3の電極よりも仕事関数が大きい金
    属層からなることを特徴とする発光装置の作製方法。
  16. 【請求項16】請求項14または請求項15において、
    前記第2の電極は、アルミニウムを含む第1の金属層
    と、窒化チタンまたは窒化タングステンを含む第2の金
    属層との積層であることを特徴とする発光装置の作製方
    法。
  17. 【請求項17】請求項14乃至16のいずれか一におい
    て、前記第2の電極は、前記第2の電極の中央部に向か
    う傾斜面を有し、傾斜角度は、30°を超え、70°未
    満であることを特徴とする発光装置の作製方法。
  18. 【請求項18】請求項14乃至17のいずれか一におい
    て、前記第1の電極の端部を覆う絶縁物は、上端部に曲
    率半径を有する曲面を有しており、前記曲率半径は、
    0.2μm〜3μmであることを特徴とする発光装置の
    作製方法。
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