JP2005327674A - 有機エレクトロルミネッセント表示素子、それを有する表示装置、及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
高輝度かつ輝度ムラのない画像表示が可能であり、少ない製造工程により安価に製造することができる有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】
本発明に係る有機ＥＬ表示素子は、基板１１０と、基板１１０上に配設された複数の第１電極１２０と、基板１１０上に第１電極１２０から離間して設けられた補助電極１３０と、複数の第１電極１２０をそれぞれに区画すると共に、補助電極１３０を覆うように設けられ、補助電極１３０に連通したスルーホール１５０が形成された絶縁層１６０と、絶縁層１６０によって区画された第１電極１２０上に設けられた複数の有機層１４０と、絶縁層１６０及び複数の有機層１４０の全体を被覆するように設けられ、補助電極１３０に電気的に接続された第２電極１７０と、を備えたトップエミッション方式の有機ＥＬ表示素子である。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセント表示素子、それを用いた表示装置、及び、その製造方法に関するものである。

近年、情報処理機器の多様化に伴って、従来から一般に使用されている陰極線管（ＣＲＴ）よりも消費電力が少なく、薄型化が可能である平面表示装置に対する需要が高まってきている。そのような平面表示装置として、例えば、液晶表示装置やエレクトロルミネッセント表示装置（以下、「ＥＬ表示装置」と略すことがある。）を挙げることができる。その中でも、有機ＥＬ表示装置は、低電圧駆動、全固体型、高速応答性、自発光性という特徴を有するため、特に研究開発が盛んに行われている。

有機ＥＬ表示装置は、その駆動方式により、パッシブマトリクス方式（以下、「ＰＭ方式」と略すことがある。）と、アクティブマトリクス方式（以下、「ＡＭ方式」と略すことがある。）と、に大別される。

ＰＭ方式の有機ＥＬ表示装置は、線順次駆動であるため、高いパネル輝度を得るためには、表示容量の増大、すなわち走査電極数の増加に伴って、各画素に大きな瞬間電力を印加する必要がある。従って、ＰＭ方式の有機ＥＬ表示装置は消費電力が大きく、また、大電力の印加に伴う発光層の劣化が激しいため、製品としての寿命が短いという問題がある。

一方、ＡＭ方式の有機ＥＬ表示装置では、各画素ごとにＴＦＴが設けられているため、各画素ごとにスイッチングを行うことができる。そのため、ＡＭ方式の有機ＥＬ表示装置では、原理的に走査電極数に制約がなく、ほぼデューティー比１００％のスタティック駆動に近い表示が可能であり、パネル輝度やレスポンスの良好な高画質・大容量表示を実現することができる。また、ＡＭ方式の有機ＥＬ表示装置では、PM方式の有機ＥＬ表示装置のように高いパネル輝度を得るために各画素に大きな電力を印加する必要もなく、より低い駆動電圧、及び、長い製品寿命を実現することができる。このため、近年は、ＡＭ方式の有機ＥＬ表示装置の研究開発が特に盛んに行われている。

図４は、従来の有機ＥＬ表示装置３００の概略断面図である。

有機ＥＬ表示装置３００は、基板３０１と、基板３０１の上に設けられた有機層３０３と、有機層３０３を狭持するように設けられた第１電極３０２と、第２電極３０４と、を有する。

有機ＥＬ表示装置３００では、第１電極３０２は有機層３０３にホールを注入する機能を有し、また、第２電極３０４は有機層３０３に電子を注入する機能を有する。そして、第１電極３０２と、第２電極３０４とからそれぞれ注入されたホールと電子とが有機層３０３で再結合することにより、有機層３０３が発光する仕組みとなっている。また、基板３０１及び第１電極３０２は光透過性に、第２電極３０４は光反射性に構成されており、有機層３０３の発光は第１電極３０２及び基板３０１を透過して有機ＥＬ表示装置３００から取り出される仕組みとなっている（ボトムエミッション方式）。

しかしながら、このようなＡＭ方式の有機ＥＬ表示装置３００では、基板３０１上に、光を透過しないシリコン等で構成されたＴＦＴや電極を配設する必要がある。従って、有機ＥＬ表示装置３００では、画素面積に対する発光面積の割合（開口率）が小さいという問題がある。

特に、各画素の表示性能のばらつきを抑制し、発光材料の劣化による表示性能の劣化を効果的に抑制することができる電流駆動方式の有機ＥＬ表示装置では、電圧駆動方式の有機ＥＬ表示装置と比較して、各画素により多くのＴＦＴを配設する必要がある。従って、電流駆動方式の有機ＥＬ表示装置では、さらに開口率が小さくなるという問題がある。

係る問題に鑑み、第２電極を光透過性に構成し、第１電極を光反射性に構成することで、光を透過しないＴＦＴや電極が配設された基板とは反対側の第２電極側から有機層の発光を取り出すトップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置が提案されている。

このトップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置によれば、有機層から発光を、光を透過しないＴＦＴや電極が配設された基板を経由せずに取り出すことができるため、ボトムエミッション方式の有機ＥＬ表示装置よりも開口率を大きくすることができ、より高輝度な有機ＥＬ表示装置を実現することができるからである。

トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置では、有機層からの発光を第２電極側から取り出すため、第２電極は、光透過率の高い材料により構成することがより好ましい。そのような第２電極材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等が挙げられる。しかし、ＩＴＯ等の光透過率の高い電極材料は、従来電極材料として用いられてきたＡｇやＡｌ等の金属材料と比較して大きな電気抵抗を有する。そのため、光透過性の高いＩＴＯ等により形成された第２電極は大きな面抵抗を有する。第２電極の面抵抗が大きい場合、第２電極の一部で電圧低下が発生する。従って、大きな電気抵抗を有するＩＴＯ等により形成された第２電極を有する有機ＥＬ表示装置では、第２電極に均一な電圧が印加されず、均一な画像表示をすることができないという問題がある。さらに、このような有機ＥＬ表示装置では、第２電極の面抵抗が高いため、駆動電圧が高いという問題がある。

このような問題に鑑みて、第２電極をＩＴＯ等の透明導電材料からなる主電極と、低抵抗材料からなる補助電極とにより構成したトップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置が提案されている（例えば、特許文献１等）。

図３は、特許文献１に記載されたトップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置２００である。

この有機ＥＬ表示装置２００は、基板２１１上に、電気絶縁膜２６０に埋設されたＴＦＴ２１４と、このＴＦＴ２１４の上方に設けられた平坦化膜２１５と、上部電極２７０および下部電極２２０の間に有機発光媒体２４０を含んで構成した有機ＥＬ素子２０１と、ＴＦＴ２１４および有機ＥＬ表示素子２０１を電気接続するための電気接続部２２３と、を備えたアクティブ駆動型有機ＥＬ表示装置２００である。そして、有機ＥＬ発光素子２０１の発光を、上部電極２７０の側から取り出すと共に、上部電極２７０を低抵抗化するために、上部電極２７０を透明導電材料からなる主電極２７２と、低抵抗材料からなる補助電極２７１とにより構成されている。よって、有機ＥＬ表示装置２００では、上部電極２７０の面抵抗が非常に小さい。従って、画面中央部分の電圧降下が発生することなく、均一な画像表示をすることができる。また、有機ＥＬ表示装置２００を低電圧で駆動することができ、消費電力を低減することができる、と記載されている。
特開２００１−２３００８６号公報

補助電極２７１に好適な低い電気抵抗値を有する材料としては、例えばＡｌやＡｌと、Ｓｃ等の遷移金属との合金等が挙げられる。しかしながら、このような低抵抗材料は光の透過率が低い。よって、このような低抵抗材料により形成された補助電極２７１を有する上部電極２７０は、光透過率が低い。従って、上部電極２７０を経由して有機発光媒体２４０の発光を取り出す有機ＥＬ表示装置２００では、発光の取り出し効率が低く、輝度が小さいという問題がある。

また、有機ＥＬ表示装置２００では、基板２１１上に平坦化膜２１５を形成した後に、補助電極２７１をさらに形成する必要がある。すなわち、有機ＥＬ表示装置２００を製造するためには、平坦化膜２１５を形成した基板２１１上にＡｌ等の補助電極２７１材料をスパッタ法等の成膜技術により成膜する工程と、成膜したＡｌ薄膜をフォトリゾグラフィー技術を用いて所望の形状にパターニングする工程と、をさらに要する。従って、有機ＥＬ表示装置２００は、その製造により多くの工程を有し、製造工程が複雑であり、かつ、製造に高コストを要するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高輝度かつ輝度ムラのない画像表示が可能であり、少ない製造工程により安価に製造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。

本発明に係る有機ＥＬ表示素子は、基板と、
上記基板上に所定配列で配設された複数の第１電極と、
上記基板上に上記複数の第１電極から離間して設けられた補助電極と、
上記複数の第１電極をそれぞれに区画すると共に、上記補助電極を覆うように設けられ、該補助電極に連通したスルーホールが形成された絶縁層と、
各々、上記絶縁層によって区画された上記第１電極上に設けられた複数の有機層と、
上記絶縁層及び上記複数の有機層の全体を被覆するように設けられ、上記スルーホールに埋設された導電材を介して上記補助電極に電気的に接続された第２電極と、
を備え、
上記有機層の発光を上記第２電極側から取り出すトップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセント表示素子である。

この有機ＥＬ表示素子は、第２電極はスルーホールに埋設された導電材を介して電気抵抗の小さい補助電極と接続されている。そのため、この有機ＥＬ表示素子では、第２電極の面抵抗を効果的に低下させることができ、第２電極の電圧降下を効果的に抑制することができる。

また、この有機ＥＬ表示素子では、補助電極が有機層の発光を取り出す第２電極側とは反対側の基板上に設けられている。よって、第２電極の光透過性が高く、有機層の発光の高い取り出し効率を実現することができる。また、この有機ＥＬ表示素子では、補助電極を光透過性に構成する必要がなく、Ａｌ等の光を透過しない低い電気抵抗を有する材料を用いて補助電極を形成することができる。従って、より効果的に第２電極の面抵抗を低下することができ、第２電極の電圧降下をより効果的に抑制することができるので、均一な画像表示をすることができる。さらに、この有機ＥＬ表示素子では、補助電極により第２電極の面抵抗を効果的に低下させることができるため、低い駆動電圧を実現することができる。

また、この有機ＥＬ表示素子では、第２電極を絶縁層及び有機層の全体を覆うように設けられている。すなわち、第２電極は面状の電極であり、第２電極を主電極と補助電極により構成する場合のように、パターニングすることを要さない。従って、この有機ＥＬ表示素子は、より少ない製造工程により安価に製造することができる。

また、本発明に係る有機ＥＬ表示素子は、上記第１電極と上記補助電極とが同一材料で形成されているものであっても構わない。

この構成によれば、第１電極と補助電極とを同時に形成することができる。すなわち、基板上に導電性材料を成膜し、導電性材料の薄膜を一連のフォトリゾグラフィー工程によって、第２電極と補助電極との両方を同時にパターニングすることができる。従って、この構成の有機ＥＬ表示素子は、少ない製造工程により安価に製造することができる。

また、本発明に係る有機ＥＬ表示素子は、上記スルーホールは、上記有機層から離隔するように形成されているものであっても構わない。

また、本発明に係る有機ＥＬ表示素子は、上記スルーホールの内壁と、上記有機層及び上記第２電極の接触面と、の最短距離が５μｍ以上であっても構わない。

本発明に係る有機ＥＬ表示素子は、一般的に、基板上を複数の画素に区画する絶縁層を形成した後に有機層が形成される。有機層を有機高分子を含有する有機材料により形成する場合には、有機層の形成方法は、例えば、インクジェット法等により形成することができる。インクジェット法では、有機層が形成される部分とスルーホールとが隣接していると、インクの着弾ズレが発生した場合、インクが飛び散りスルーホールにインクが詰まる場合がある。スルーホールにインクが詰まると補助電極と第２電極とを確実に電気的に接続することができない。しかし、この構成のように、スルーホールと有機層とが離隔されている場合は、インクの着弾精度が悪く、インクが飛び散った場合であっても、スルーホールにインクが詰まることはない。従って、この構成によれば、スルーホールにより第２電極と補助電極とを確実に電気的に接続することができる。

また、有機層を有機低分子を含有する有機材料により形成する場合は、例えば、蒸着法等のドライプロセスにより形成するのが一般的である。蒸着法では、まず有機層を形成しない絶縁層の上部等にマスクを施した後に、有機層を所望の位置に蒸着させることにより有機層を形成する。蒸着法により有機層を形成する場合、有機層とスルーホールが十分に離隔していなければ、絶縁層の上部に施すマスキングの位置ズレが起こると、スルーホールの一部がマスクによって完全に覆われず、スルーホールの内部にも有機材料が蒸着される。よって、第２電極と補助電極とを確実に電気的に接続することができない。しかし、この構成においては、絶縁層の上部を覆うマスキングの位置ズレが発生した場合においても、スルーホールと有機層とが離隔されているため、スルーホールに確実にマスクを施すことができる。よって、スルーホールに有機層の材料が蒸着されることはない。従って、この構成によれば、スルーホールにより第２電極と補助電極とを確実に電気的に接続することができる。尚、より確実な第２電極と補助電極との電気的接続を得るために、スルーホールの内壁と、有機層及び第２電極の接触面と、の最短距離を５μｍ以上に構成することがより好ましい。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、基板と、
上記基板上に所定配列で配設された複数の第１電極と、
上記基板上に上記複数の第１電極から離間して設けられた補助電極と、
上記複数の第１電極をそれぞれに区画すると共に、上記補助電極を覆うように設けられ、該補助電極に連通したスルーホールが形成された絶縁層と、
各々、上記絶縁層によって区画された上記第１電極上に設けられた複数の有機層と、
上記絶縁層及び上記複数の有機層の全体を被覆するように設けられ、上記スルーホールに埋設された導電材を介して上記補助電極に電気的に接続された第２電極と、
を備え、上記有機層の発光を上記第２電極側から取り出すトップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセント表示素子を用いたものである。

本発明に係る有機ＥＬ表示素子は、上述の通り、高輝度かつ輝度ムラのない画像表示が可能であり、かつ、少ない製造工程により安価に製造することができるものである。従って、本発明に係る有機ＥＬ表示素子を用いた有機ＥＬ表示装置もまた、高輝度かつ輝度ムラのない画像表示が可能であり、少ない製造工程により安価に製造することができる。

本発明に係る有機ＥＬ表示素子の製造方法は、基板と、
上記基板上に所定配列で配設された複数の第１電極と、
上記基板上に上記複数の第１電極から離間して設けられた補助電極と、
上記複数の第１電極をそれぞれに区画すると共に、上記補助電極を覆うように設けられ、該補助電極に連通したスルーホールが形成された絶縁層と、
各々、上記絶縁層によって区画された上記第１電極上に設けられた複数の有機層と、
上記絶縁層及び上記複数の有機層の全体を被覆するように設けられ、上記スルーホールに埋設された導電材を介して上記補助電極に電気的に接続された第２電極と、
を備え、上記有機層の発光を上記第２電極側から取り出すトップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセント表示素子を、
上記第２電極と上記補助電極とを同時に同一材料により形成するものである。

本発明に係る有機ＥＬ表示素子の製造方法は、第２電極と補助電極とを同時に同一材料で形成するものである。すなわち、基板上に導電性材料を成膜し、導電性材料の薄膜を一連のフォトリゾグラフィー工程によって、第２電極と補助電極との両方を同時にパターニングすることができる。従って、本発明に係る有機ＥＬ表示素子の製造方法によれば、少ない製造工程により安価に、高輝度かつ輝度ムラのない有機ＥＬ表示素子を製造することができる。

また、本発明に係る有機ＥＬ表示素子の製造方法は、上記有機層をインクジェット法で形成するものであっても構わない。

インクジェット法は、例えば蒸着法等の従来の成膜方法と比較して、必要とする工程が少なく、安価に行えるものである。従って、この構成によれば、少ない製造工程により安価に有機ＥＬ表示素子を製造することができる。

以上説明したように、本発明によれば、第２電極の面抵抗を効果的に抑制することができる補助電極が基板上に設けられているため、高輝度かつ輝度ムラのない画像表示が可能な有機ＥＬ表示素子を実現することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、有機ＥＬ表示素子１００の平面図である。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ部分の概略断面図である。

有機ＥＬ表示素子１００は、基板１１０と、基板１１０上に所定配列で配設された複数の第１電極１２０と、基板１１０上に複数の第１電極１２０から離間して設けられた補助電極１３０と、複数の第１電極１２０をそれぞれに区画すると共に、補助電極１３０を覆うように設けられ、補助電極１３０に連通したスルーホール１５０が形成された絶縁層１６０と、各々、絶縁層１６０によって区画された第１電極１２０上に設けられた複数の有機層１４０と、絶縁層１６０及び複数の有機層１４０の全体を被覆するように設けられた第２電極１７０と、を備えており、有機層１４０の発光を第２電極１７０側から取り出すトップエミッション方式の有機ＥＬ表示素子である。

基板１１０は、絶縁基板１１１と、絶縁基板１１０上に、所定配列で配設された複数の第１電極１２０のそれぞれに接続するように複数設けられたＴＦＴ１１４と、複数のＴＦＴ１１４を相互に接続するソース電極１１２と、ゲート電極１１３と、基板１１０の有機層１４０側を平坦にする平坦化膜１１５と、を有する。

絶縁基板１１１は、例えば、ガラスやプレスティック等の基板により構成することができるが、有機ＥＬ表示素子１００の機械的強度を担保でき、かつ、絶縁性を有する基板であれば、何らこれに限定されるものではない。

ＴＦＴ１１４は、ゲートメタル１１６と、ゲートメタル１１６の上に設けられたゲート絶縁膜１１７と、ゲート絶縁膜１１７によりゲートメタル１１６と絶縁された島状半導体１１８と、島状半導体１１８の周辺部分を覆うように中抜き形状に形成されたＴＦＴ電極１１９とを有する（ボトムゲート構造）。尚、ＴＦＴ１１４は、何らボトムゲート構造のものに限定されるものではなく、また、ＴＦＴ１１４を構成するゲートメタル１１６等の材料は、何ら限定されるものではなく、公知の材料を用いることができる。

第１電極１２０は、基板１１０の上にマトリクス状に配設されており、複数の第１電極１２０の各々は有機ＥＬ表示素子１００の各画素領域を構成する。また、第１電極１２０は、平坦化膜１１５に設けられた電気接続部１２３を介して、ＴＦＴ電極１１９に接続されており、ＴＦＴ１１９から入力される信号に応じて、有機層１４０にホールを注入する機能を有する。

第１電極１２０の材料は、何ら限定されるものではなく、例えば、ＡｇやＡｌ等の金属材料やインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の導電性酸化物等の公知の電極材料を用いることができる。尚、有機層１４０への高いホール注入効率を得るために、第１電極１２０は、ＩＴＯ等の高い仕事関数を有する材料により形成することがより好ましい。また、有機ＥＬ表示素子１００は、発光層１４０の発光を第２電極１７０側から取り出すトップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置であるため、第１電極１２０は、例えば、ＡｇやＡｌ等の光反射性を有する材料により構成することが好ましい。

また、第１電極１２０を、高い導電性と、高い光反射率を有するＡｌ等の金属層と、大きな仕事関数を有するＩＴＯ等の電極層と、を有する多層構造としても勿論構わない。この構成によれば、第１電極１２０は、高い光反射率と高いホール注入効率とを同時に達成でき、より高輝度な有機ＥＬ表示素子１００を実現することができる。

尚、有機ＥＬ表示素子１００では、複数の第１電極１２０のそれぞれは矩形に構成されているが、なんらこれに限定されるものではなく、複数の第１電極１２０のそれぞれは種々の形状を有することができる。

また、有機層１４０をインクジェット法により形成する場合は、第１電極１２０を形成した後に、ＵＶ／Ｏ₃により、第１電極１２０の表面を親液化しておくことがより好ましい。これにより、第１電極１２０と有機層１４０との親和性が向上し、より均一な有機層１４０を形成することができる。よって、欠損のない有機ＥＬ表示装置１００を実現することができる。

絶縁層１６０は、マトリクス状に配列された複数の第１電極１２０をそれぞれに区画すると共に、補助電極１３０を覆うように格子状に設けられている。絶縁層１６０の材料は、何ら限定されるものではないが、加熱による形状・特性等の変化が少ない材料により構成することが好ましい。例えば、絶縁層１６０の材料としては、感光性ポリイミド、アクリル系樹脂、メタリル系樹脂、又は、ノボラック系樹脂等を用いることができる。また、絶縁層１６０は、感光性樹脂を用いることがより好ましい。絶縁層１６０の材料として感光性材料を用いた場合は、絶縁層１６０をフォトリゾグラフィー工程によりパターニングできるため、絶縁層１６０をエッチングや剥離プロセス等を行うことなく容易にパターニングできるからである。

また、有機層１４０をインクジェット法により形成する場合には、絶縁層１６０を發液性（有機層１４０の材料を含んだ液体をはじく性質）を付与しておくことがより好ましい。これにより、有機層１４０の材料を含んだ液滴の着弾ズレを効果的に防止することができる。絶縁層１６０に發液性を付与する方法としては、例えば、酸素プラズマ処理、４フッ化炭素プラズマ処理等が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。

また、絶縁層１６０には、補助電極１３０に連通したスルーホール１５０が設けられている。このスルーホール１５０は、その内壁が有機層１４０と第１電極１２０との接触面から５μｍ以上離間するように設けられている。従って、例えば、インクジェット法により有機層１４０を形成する場合に、有機層１４０の材料を含むインク液滴の着弾ズレが発生しても、スルーホール１５０の内部にインク液滴が詰まることがない。また、例えば、真空蒸着法により有機層１４０を形成する場合に、絶縁層１６０の上部を覆うマスクの位置ズレが発生しても、スルーホール１５０の内部にインク液滴が蒸着されることがない。従って、有機ＥＬ表示素子１００では、より確実な第２電極１７０と補助電極１３０との接続が得られる。

有機層１４０は、格子状に形成された絶縁層１６０により区画されたそれぞれの第１電極１２０の上に設けられており、ホール輸送層１４１と発光層１４２とからなる。但し、本発明は何らこの構成に限定されるものではない。すなわち、本発明においては、有機層１４０は、発光層１４２のみからなるものであっても構わない。また、有機層１４０を、発光層１４２と、ホール注入層、ホール輸送層１４１、電子輸送層、及び、電子注入層のうちの１層以上と、により構成しても勿論構わない。

ホール輸送層１４１は、第１電極１２０から注入されたホールを発光層１４２に輸送する機能を有する。ホール輸送層１４１の材料は、高いホール輸送効率を有するものであれば、何ら限定されるものではない。ホール輸送層１４１に好適な材料としては、例えば、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第３級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネート（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン誘導体）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等の高分子材料、ポリ（Ｐ−フェニレンビニレン）前駆体、ポリ（Ｐ−ナフタレンビニレン）前駆体等の高分子材料前駆体が挙げられる。尚、ホール注入層１４１は、単層構造に限られるものではなく、多層構造でも勿論構わない。また、ホール輸送層１４１と発光層１４２との間にホール注入層を設けても勿論構わない。この構成によれば、発光層１４２へのホール注入効率をより高めることができ、高い輝度を有する有機ＥＬ表示素子１００を実現することができる。

発光層１４２は、第１電極１２０から注入され、ホール輸送層１４１を経由して輸送されたホールと、第２電極１７０から注入された電子と、を受け取り、その内部で再結合させることにより、発光する機能を有する。また、発光層１４２は、低分子発光材料を含むものであっても、また、高分子発光材料を含むものであっても構わない。発光層１４２が低分子発光材料を含むものである場合は、真空蒸着法等の方法により成膜することができる。一方、発光層１４２が高分子発光材料を含むものである場合は、インクジェット法等のウエットプロセスにより成膜することができ、高精度かつ大面積基板１１０を有する有機ＥＬ表示素子１００を少ない工程で安価に製造することができるため、より好ましい。発光層１４２の材料は、何ら限定されるものではなく、公知の発光材料を用いることができるが、例えば、ポリ（２―デシルオキシー１、４―フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、ポリ［２、５―ビスー［２―（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］―１、４―フェニルーアルトー１、４―フェニルレン］ジブロマイド（ＰＰＰ−ＮＥｔ３＋）、ポリ[２―（２'―エチルヘキシルオキシ）―５―メトキシー１、４―フェニレンビニレン]（ＭＥＨ−ＰＰＶ）等が挙げられる。

第２電極１７０は、有機層１４０及び絶縁層１６０の上を覆うように面状に形成されており、有機層１４０に電子を注入する機能を有する。第２電極１７０の材料は、特に限定されるものではないが、有機ＥＬ表示素子１００は、第２電極１７０を透過して発光層１４２からの発光を取り出すため、光透過性の高い材料により形成することがより好ましい。また、有機層１４０への高い電子注入効率を達成するため、第２電極１７０は、仕事関数の小さな材料により形成することがより好ましい。このような第２電極１７０の材料としては、例えば、ＣａやＡｌ等が挙げられる。また、第２電極１７０を小さな仕事関数を有するＣａやＡｌからなる金属層と、ＩＴＯ等からなる透明電極層と、により構成しても勿論構わない。この構成によれば、第２電極１７０の高い電子注入効率と、高い光透過率を同時に達成することができ、より高輝度な有機ＥＬ表示素子１００を実現することができる。

第２電極１７０は、絶縁層１６０に設けられたスルーホール１５０の内部にも形成され、補助電極１３０と接続されている。補助電極１３０は、例えばＡｌ等の電気導電性の良い材料により構成されており、マトリクス状に設けられた矩形の第１電極１２０と離間するように、基板１１０上に格子状に設けられている。よって、ＩＴＯ等の比較的電気抵抗の大きな材料により構成された第２電極１７０の面抵抗を低下させることができる。従って、電圧降下による画像表示ムラの発生を効果的に抑制することができ、均一な画像表示をすることができる有機ＥＬ表示素子１００を実現することができる。また、補助電極１３０により第２電極１７０の面抵抗が低下するため、低電圧駆動の有機ＥＬ表示素子１００を実現することができる。尚、有機ＥＬ表示素子１００では、第２電極１７０を絶縁層１６０に設けられたスルーホール１５０の内部にも形成し、補助電極１３０と接続しているが、何らこれに限定されるものではなく、スルーホール１５０に導電剤を埋設し、第２電極１７０と補助電極１３０とを電気的に接続しても勿論構わない。

この有機ＥＬ表示素子１００では、第２電極１７０の面抵抗を低下させるための補助電極１３０が、基板１１０側に設けられている。よって、補助電極１３０の光透過率が低い場合であっても、第２電極１７０の光透過率は低下せず、発光層１４２からの発光の高い取り出し効率を実現できる。また、このように、補助電極１３０の材料は、光透過率が高い材料に限定されないため、例えば、光透過率は低いが電気抵抗が低いＡｌやＡｇ等の材料を自由に選択することができる。よって、補助電極１３０の電気抵抗をより低くすることができる。従って、第２電極１７０の面抵抗をより効果的に低下させることができ、より均一な画像表示をすることができる有機ＥＬ表示素子１００を実現することができる。また、補助電極１３０が基板１１０側に設けられているため、第２電極１７０を主電極と補助電極とにより構成する場合のように、第２電極１７０をパターニングすることを要さない。従って、この有機ＥＬ表示素子１００は、少ない製造工程により安価に製造することができる。

補助電極１３０の材料としては、電気抵抗が小さい材料であれば何ら限定されるものではなく、例えばＡｌやＡｇ等の金属材料等を用いることができる。また、補助電極１３０を第１電極１２０と同一の材料で形成しても構わない。この構成によれば、第１電極１２０と補助電極１３０とを同時に形成することができる。すなわち、基板上に導電性材料を成膜し、その導電性薄膜をフォトリゾグラフィー技術を用いて、第１電極１２０と補助電極１３０との両方を同時にパターニングすることができる。従って、この構成によれば、有機ＥＬ表示素子１００を、少ない製造工程により安価に製造することができる。

尚、本実施形態では、補助電極１３０は、基板１１０上に格子状に設けられているが、なんらこれに限定されるものではない。例えば、補助電極１３０を、ストライプ状や放射状に形成しても勿論構わない。

以下、有機ＥＬ表示素子１００の製造方法について説明する。

まず、絶縁基板１１１の上に、公知の成膜方法、及び、パターニング方法により、ソース電極１１２、ゲート電極１１３、ＴＦＴ１１４、及び平坦化膜１１５を形成する。

次に、平坦化膜１１５を形成した絶縁基板１１１上に、例えばＡｌ等の導電性材料を、例えばスパッタ法等の公知の成膜方法により成膜し、フォトリゾグラフィー技術を用いて所望の第１電極１２０及び補助電極１３０の形状にパターニングすることにより第１電極１２０と補助電極１３０とを同時に形成する。尚、有機層１４０をインクジェット法により形成する場合は、第１電極１２０を、例えば、ＵＶ／Ｏ₃により、第１電極１２０の表面を親液化しておくことがより好ましい。これにより、第１電極１２０と有機層１４０との親和性が向上し、より均一な有機層１４０を形成することができる。よって、欠損のない有機ＥＬ表示装置１００を実現することができる。

次に、第１電極１２０及び補助電極１３０を形成した絶縁基板１１１上に、絶縁層１６０を形成する。絶縁層１６０の形成方法は、何ら限定されるものではないが、例えば、以下の方法により形成することができる。まず、スピンコート法等の公知の成膜技術により、感光性ポリイミド等からなる薄膜を成膜する。次に、形成したポリイミド等の薄膜を、フォトレジスト塗布、プリベーク、露光、現像、ポストベーク、エッチング、及び、フォトレジスト剥離という一連のフォトレジスト工程により所望の形状にパターニングすることにより絶縁層１１６を形成することができる。尚、有機層１４０をインクジェット法により形成する場合は、例えば、絶縁層１６０の表面を酸素プラズマ処理、４フッ化炭素プラズマ処理等を行うことにより、絶縁層１６０を發液性（有機層１４０の材料を含んだ液体をはじく性質）を付与しておくことがより好ましい。これにより、有機層１４０の材料を含んだ液滴の着弾ズレを効果的に防止することができる。

次に、絶縁層１１６によりマトリクス状に区画されたそれぞれの第１電極１２０上に、例えば、インクジェット法等の公知の成膜技術を用いて、ホール輸送層１４１及び発光層１４２をそれぞれ成膜することにより、有機層１４０を形成する。有機層をインクジェット法を用いて形成することにより、比較的少ない製造工程で安価に有機層１４０を形成することができる。

次に、有機層１４０を形成した基板１１０上に第２電極１７０を形成する。第２電極１７０の形成方法は、何ら限定されるものではなく、スパッタ法等の公知の成膜方法により形成することができる。

このように、この製造方法によれば、第１電極１２０と補助電極１３０とを同時に形成することができる。従って、より少ない製造工程で、安価に有機ＥＬ表示素子１００を製造することができる。

上述のように、有機ＥＬ表示素子１００は、高輝度かつ輝度ムラのない画像表示が可能であり、少ない製造工程により安価に製造することができるものである。従って、有機ＥＬ表示素子１００を用いた有機ＥＬ表示装置もまた、高輝度かつ輝度ムラのない画像表示が可能であり、少ない製造工程により安価に製造することができる。

本実施形態においては、各画素ごとにＴＦＴ１１４を有するアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示素子に関するものであるが、本発明は、なんらこれに限定されるものではなく、パッシブマトリクス方式の有機ＥＬ表示素子にも勿論適用することができるものである。

有機ＥＬ表示素子１００の平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ部分の概略断面図である。 特許文献１に記載されたトップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置２００である。 従来の有機ＥＬ表示装置３００の概略断面図である。

符号の説明

１００、２０１ 有機ＥＬ表示素子
１１０、２１１、３０１ 基板
１１１ 絶縁基板
１１２ ソース電極
１１３ ゲート電極
１１４ ＴＦＴ
１１５、２１５ 平坦化膜
１１６ ゲートメタル
１１７ ゲート絶縁層
１１８ 島状半導体
１１９ ＴＦＴ電極
１２０、３０２ 第１電極
１２３、２２３ 電気接続部
１３０、２７１ 補助電極
１４０、３０３ 有機層
１４１ ホール注入層
１４２ 発光層
１５０ スルーホール
１６０ 絶縁層
１７０、３０４ 第２電極
２００、３００ 有機ＥＬ表示装置
２１４ ＴＦＴ
２２０ 下部電極
２４０ 有機発光媒体
２６０ 電気絶縁膜
２７０ 上部電極
２７２ 主電極

Claims (7)

1. 基板と、
   上記基板上に所定配列で配設された複数の第１電極と、
   上記基板上に上記複数の第１電極から離間して設けられた補助電極と、
   上記複数の第１電極をそれぞれに区画すると共に、上記補助電極を覆うように設けられ、該補助電極に連通したスルーホールが形成された絶縁層と、
   各々、上記絶縁層によって区画された上記第１電極上に設けられた複数の有機層と、
   上記絶縁層及び上記複数の有機層の全体を被覆するように設けられ、上記スルーホールに埋設された導電材を介して上記補助電極に電気的に接続された第２電極と、
   を備え、
   上記有機層の発光を上記第２電極側から取り出すトップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセント表示素子。
2. 請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセント表示素子において、
   上記第１電極と上記補助電極とが同一材料で形成されている有機エレクトロルミネッセント表示素子。
3. 請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセント表示素子において、
   上記スルーホールは、上記有機層から離隔するように形成されている有機エレクトロルミネッセント表示素子。
4. 請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセント表示素子において、
   上記スルーホールの内壁と、上記有機層及び上記第２電極の接触面と、の最短距離が５μｍ以上である有機エレクトロルミネッセント表示素子。
5. 基板と、
   上記基板上に所定配列で配設された複数の第１電極と、
   上記基板上に上記複数の第１電極から離間して設けられた補助電極と、
   上記複数の第１電極をそれぞれに区画すると共に、上記補助電極を覆うように設けられ、該補助電極に連通したスルーホールが形成された絶縁層と、
   各々、上記絶縁層によって区画された上記第１電極上に設けられた複数の有機層と、
   上記絶縁層及び上記複数の有機層の全体を被覆するように設けられ、上記スルーホールに埋設された導電材を介して上記補助電極に電気的に接続された第２電極と、
   を備え、
   上記有機層の発光を上記第２電極側から取り出すトップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセント表示素子を用いた有機エレクトロルミネッセント表示装置。
6. 基板と、
   上記基板上に所定配列で配設された複数の第１電極と、
   上記基板上に上記複数の第１電極から離間して設けられた補助電極と、
   上記複数の第１電極をそれぞれに区画すると共に、上記補助電極を覆うように設けられ、該補助電極に連通したスルーホールが形成された絶縁層と、
   各々、上記絶縁層によって区画された上記第１電極上に設けられた複数の有機層と、
   上記絶縁層及び上記複数の有機層の全体を被覆するように設けられ、上記スルーホールに埋設された導電材を介して上記補助電極に電気的に接続された第２電極と、
   を備え、上記有機層の発光を上記第２電極側から取り出すトップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセント表示素子の製造方法であって、
   上記第２電極と上記補助電極とを同時に同一材料により形成する有機エレクトロルミネッセント表示素子の製造方法。
7. 請求項６に記載された有機エレクトロルミネッセント表示素子の製造方法において、
   上記有機層をインクジェット法で形成する有機エレクトロルミネッセント表示素子の製造方法。

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