JP2005331665A - 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係る有機EL装置は、基板上に、反射層としても機能する画素電極141と、発光層を含む有機機能層140と、透光性を有する共通電極154とを順に積層してなる有機EL素子200を備えており、前記有機機能層140と前記画素電極141の反射面141rとが、前記基板上で凹面状を成しており、前記反射面141rの凹面深さdが、前記有機機能層140の膜厚以上とされている。
【選択図】 図4
Description
そこで、特許文献1では、画素の領域内に凹凸を設けることで光の取り出し効率を高めることが提案されている。また特許文献2では、画素周辺部の反射電極をエッチングする際に反射壁面を形成することで光の取り出し効率を高めることが提案されている。
この構成によれば、凹面状の反射面を具備した反射層上に機能層が配されているので、機能層で発光して等方的に散乱する光のうち、基体の面方向に散乱する成分を、機能層の背面側(基体側)に設けられた反射層によって反射させて取り出し、機能層の層厚方向に散乱する光とともに表示に寄与する光として利用することができる。これにより、明るい表示を得られる電気光学装置とすることができる。また光取り出し効率の向上により、従来と同等の明るさをより小さい電力で得られるようになり、電気光学装置の低消費電力化にも寄与する。
また、本構成では、機能層及び反射面はなだらかな曲面形状の凹面状であるため、画素電極の周縁部にテーパー部を設けた構成のようにテーパー角度の精密な管理が不要であり、また膜の付き回りが良好であるため、製造の容易性に優れ、かつ点欠陥等の生じ難い高信頼性の電気光学装置となる。
この製造方法によれば、上記凹面形状を有する反射層及び機能層を容易に形成することができる。また、絶縁膜表面をなだらかな曲面形状の凹面状に加工するので、その上層に形成される反射層や機能層の膜の付き回りや膜厚の均一性が損なわれることが無く、高歩留まりかつ高効率に信頼性に優れた電気光学装置を製造することができる。
係る製造方法によっても上記絶縁膜表面の凹面形状は良好に形成することができる。すなわち、露光装置の焦点深度以上の膜厚を有する絶縁膜であれば、通常の露光処理によっても絶縁膜はハーフ露光された状態となり、容易かつ高精度に凹面状の加工を施すことができる。
(電気光学装置)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下では、本発明の電気光学装置の一実施の形態として、有機EL素子を画素として基体上に配列してなる有機EL装置(有機エレクトロルミネッセンス装置)を例示して説明する。この有機EL装置は、例えば電子機器等の表示手段として好適に用いることができるものである。
図3は、図2の表示領域4に設けられた画素領域71の断面構成図である。有機EL装置70の画素領域71には、ガラス等の透光性を有する基板201上に、駆動用TFT143が設けられており、駆動用TFT143を覆って形成された複数の絶縁膜を介した基板201上に、有機EL素子200が形成されている。有機EL素子200は、基板201上に立設されたバンク(隔壁部材)150に囲まれる区画領域151内に設けられた有機機能層140を主体としてなり、この有機機能層140を画素電極(第1電極)141と共通電極(第2電極)154との間に挟持した構成を備える。
また、平坦化絶縁膜240の凹部240aに倣って画素電極141にも凹面形状が付与され、さらに画素電極141の凹面形状に倣って有機機能層140も基板201上で凹面状を成している。
共通電極154は、有機機能層140とバンク150の上面、さらにはバンク150の側面部を形成する壁面を覆った状態で基板201上に形成される。この共通電極154を形成するための材料としては透光性導電材料が用いられる。係る透光性導電材料としてはITOが好適であるが、他の透光性導電材料であっても構わない。
有機機能層140に含まれる発光層において生じる光は、発光位置から等方的に散乱するため、従来構成の如く反射層及び有機機能層が平面形状である場合には、基板201の法線方向(図示上方向)に散乱する光は、直接又は反射層で反射した後に表示光として取り出すことが可能であるが、基板201の面方向(図示左右方向)に散乱する光は、そのまま画素外へ放射されてしまうため、表示に寄与する光として取り出すことができなかった。また先の特許文献2に記載の技術では、画素の周縁部にテーパー部を形成し、上記面方向に散乱する光を取り出すようになっているが、テーパー角度の管理が困難である等の製造上の課題を有していた。
また、有機機能層140は全体が曲面形状を成しているため、基板面方向に散乱され、反射面141rで反射されて取り出される光L2は、その発光位置の近傍で反射され、表示光として取り出される。すなわち、有機機能層140の外周部に反射層のテーパー部を設けて光を取り出す構造に比して反射されるまでの経路が短くなっているので、経路中の吸収、散乱等が生じ難く、より大きな光取り出し効率を得ることができる。
なお、有機機能層140の層厚が変更された場合にも、反射面141rの凹面深さdを変更することで良好な光取り出し効率を容易に得ることができる。
次に、本発明に係る電気光学装置の製造方法の一実施形態として、先の実施形態の有機EL装置70を製造する方法について説明する。本実施形態では、液滴吐出ヘッドから所定の液体材料を吐出し、基板上に選択的に配置する液滴吐出法を用いて有機機能層140を形成する場合を挙げて説明する。
まず、有機EL装置70の具体的な製造方法の説明に先立ち、液滴吐出法に用いられる吐出ヘッドの一例について説明する。図5(a)、(b)に示すように吐出ヘッド34は、例えばステンレス製のノズルプレート12と振動板13とを備え、両者を仕切部材(リザーバプレート)14を介して接合したものである。ノズルプレート12と振動板13との間には、仕切部材14によって複数のキャビティ15…とリザーバ16とが形成されており、これらキャビティ15…とリザーバ16とは流路17を介して連通している。
そして、このような状態から圧電素子20への通電を解除すると、圧電素子20と振動板13はともに元の形状に戻る。よって、キャビティ15も元の容積に戻ることから、キャビティ15内部の液体材料の圧力が上昇し、ノズル18から所定量の液体材料の液滴22が吐出される。
次に、上述した液滴吐出ヘッドを用いた有機EL装置(有機エレクトロルミネッセンス装置)の製造方法について説明するが、以下に示す手順や液体材料の材料構成は一例であってこれに限定されるものではない。
まず、基板201に対し、必要に応じてTEOS(テトラエトキシシラン)や酸素ガスなどを原料としてプラズマCVD法により厚さ約200〜500nmのシリコン酸化膜からなる下地絶縁膜215を形成しておく。その後、基板温度を350℃程度に設定して基板201の表面にプラズマCVD法により厚さ約30〜70nmのアモルファスシリコン膜を形成し、公知のフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることで半導体層210を形成する。そしてこの半導体層210を、レーザアニールまたは固相成長法などによる結晶化工程に供することで結晶化してポリシリコン膜とする。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザであってビームの長寸が400mmのラインビームを用いることができ、その出力強度は例えば200mJ/cm2である。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の90%に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
図8(a)に示すように、画素電極141上に形成される正孔注入層140Aは、画素電極141の表面形状に倣う凹面状に形成される。本実施形態のように凹部内に液体材料を配して乾燥固化させる場合、凹んだ部分に液体材料が溜まり易くなるが、同時に液体材料114aには、画素電極141を取り囲む無機バンク149及びバンク150による表面張力も作用し、画素電極141の周縁部側へ液体材料が引き寄せられる。その結果、得られる正孔注入層140Aは概略均一な膜厚を有して画素電極141上に形成され、画素電極141の表面形状に倣う凹面状を成すこととなる。
また、前記前駆体および蛍光色素については、極性溶媒に溶解または分散させて液体材料とし、この液体材料を液滴吐出ヘッド34から吐出するのが好ましい。極性溶媒は、前記前駆体、蛍光色素等を容易に溶解または均一に分散させることができるため、液滴吐出ヘッド34のノズル孔での発光層形成材料中の固型分が付着したり目詰りを起こすのを防止することができる。
このように本実施形態の製造方法によれば、上記反射層141及び有機機能層140の形状によって高効率に光を取り出すことができ、明るい表示を得ることができ、かつ信頼性にも優れた有機EL装置を容易に製造することができる。
上記実施の形態では、感光性樹脂材料を用いて形成した平坦化絶縁膜240をハーフ露光することにより凹部240aを形成する場合について説明したが、上記凹部240aの形成方法は、先の実施形態に限定されず、例えば図9にその工程を示す方法によっても形成できる。
図9は、係る凹部240aの形成方法を示す断面工程図である。本実施形態の場合、図9(a)に示すように、所定の凹部400x及び貫通孔400yが形成されたマスク材400を用いて平坦化絶縁膜240のエッチングを行う。すなわち、いわゆるグレーマスクを用いて平坦化絶縁膜240をパターニングし、図9(b)に示すような凹部240aとコンタクトホール240bとを形成する。
また、この他のグレーマスクを使った実施形態としては、図9のマスク材400を透過光量に濃淡(グラデーション)のあるパターンとして、一括露光することによっても同一の凹部240aとコンタクトホール240bを形成することができる。更には、マスクの一部を回折格子状にすることによって、感光性樹脂である平坦化絶縁膜240に照射する光量を調整し、エッチングによって凹部240aを形成することも可能である。
図10は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視構成図である。
図10に示す映像モニタ1200は、先の実施形態の有機EL装置を備えた表示部1201と、筐体1202と、スピーカ1203等を備えて構成されている。そして、この映像モニタ1200は、先の有機EL装置70により高画質でムラの少ない表示が可能である。
Claims (8)
- 基体上に、第1電極と、発光層を含む機能層と、透光性を有する第2電極とを順に積層してなる発光素子が設けられた電気光学装置であって、
前記機能層の前記基体側に、前記発光層で生じた光を反射させる反射層が設けられ、
前記機能層と前記反射層の反射面とが、前記基体上で凹面状を成しており、
前記反射面の凹面深さが、該機能層の膜厚以上であることを特徴とする電気光学装置。 - 前記第1電極が光反射性を有しており、前記反射層を兼ねていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記発光素子が、前記基体上に設けられた絶縁膜上に設けられており、
前記反射面及び機能層が、前記絶縁膜表面に設けられた凹部に倣う凹面状を成していることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。 - 基体上に、第1電極と、発光層を含む機能層と、透光性を有する第2電極とを順に積層してなる発光素子が設けられた電気光学装置の製造方法であって、
前記基体上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の表面を部分的に除去し、該絶縁膜表面を凹面状に加工する工程と、
前記凹面状に加工された絶縁膜上に反射層を形成する工程と、
前記反射層上に前記機能層を形成する工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記反射層を形成する工程に先立って、
前記基体上に感光性樹脂材料からなる絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜をハーフ露光した後、現像することで該絶縁膜表面を部分的に除去し、該絶縁膜表面を凹面状に加工する工程と
を含むことを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置の製造方法。 - 前記反射層を形成する工程に先立って、前記基体上に感光性材料からなる絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を露光、現像する工程とを含み、
前記絶縁膜を、該絶縁膜の露光に用いる露光装置の焦点深度以上の膜厚にて前記基体上に形成することを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置の製造方法。 - 前記絶縁膜表面を部分的に除去するに際して、
前記絶縁膜上にグレーマスクを形成し、該グレーマスクを介したエッチング処理により該絶縁膜表面を凹面状に加工することを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置の製造方法。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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