JP2010257694A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光ダイオードの絶縁不良が発生するのを抑制することが可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置であって、回路層上に形成され、貫通孔を有し該貫通孔から前記回路層の一部を露出する平坦化膜と、前記平坦化膜上に形成される第１電極層と、前記貫通孔内から前記平坦化膜上にかけて形成され、前記回路層の一部と前記第１電極層とを電気的に接続する親水性のコンタクト電極層と、前記コンタクト電極層上に形成されるとともに、前記貫通孔に起因する窪みを充填する親水性の絶縁体と、前記第１電極層上に形成される発光層と、前記発光層上に形成される第２電極層と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

画像表示装置に関する。

有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）等の電流制御型の発光素子を一対の基板の間に設けた画像表示装置が知られている。かかる画像表示装置では、複数個の画素をマトリックス状に配列して構成されたものが従来から用いられている。

かかる画素には、画素ごとに該画素を駆動する回路層が設けられ、該回路層上に発光素子としての有機発光ダイオードが設けられている。有機発光ダイオードは、回路層上に形成される第１電極層と、第１電極層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２電極層と、から構成されている。なお、発光層は、複数の層から構成されているものが一般的である。

有機発光ダイオードは、第１電極層及び第２電極層に回路層を介して電圧を加え、第１電極層及び第２電極層から有機発光層に正孔及び電子を注入し、有機発光層中で正孔と電子が再結合することで、放出されるエネルギーの一部が有機発光層中の発光分子を励起する。そして、有機発光層は、その励起された発光分子が基底状態に戻るときにエネルギーを放出して光を発する。

なお、回路層と有機発光ダイオードとの間に、貫通孔を有する平坦化膜を介在させ、該貫通孔の内面に沿って第１電極層を形成し、回路層と第１電極層とを接続する技術が開示されている（下記特許文献１参照）。

特開２００１−３１２２２３号公報

特許文献１に開示されている技術では、貫通孔の内面に沿って第１電極層を形成したことから、貫通孔に起因した窪みに樹脂材料からなる絶縁体が充填されている。製造プロセス中に第１電極層の表面が酸化すると、絶縁体と第１電極層との間の接着性が低下し、両者の界面が剥離しやすくなる。その結果、絶縁体の剥離が生じると、絶縁不良が発生する可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みたものであり、有機発光ダイオードの絶縁不良が発生するのを抑制することが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る画像表示装置は、回路層上に形成され、貫通孔を有し該貫通孔から前記回路層の一部を露出する平坦化膜と、前記平坦化膜上に形成される第１電極層と、前記貫通孔内から前記平坦化膜上にかけて形成され、前記コンタクト電極層上に形成されるとともに、前記貫通孔に起因する窪みを充填する親水性の絶縁体と、前記第１電極層上に形成される発光層と、前記発光層上に形成される第２電極層と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の第２の態様に係る画像表示装置は、前記コンタクト電極層は、前記貫通孔から露出する前記回路層の一部と前記第１電極層と直接接続されていることを特徴とする。

また、本発明の第３の態様に係る画像表示装置は、前記貫通孔の内壁面に前記コンタクト電極層が形成されることを特徴とする。

また、本発明の第４の態様に係る画像表示装置は、前記回路層と同一平面上に形成される電源供給ラインを備え、前記電源供給ライン上に前記コンタクト電極層と同一材料からなる配線層が形成されることを特徴とする。

また、本発明の第５の態様に係る画像表示装置は、前記保護電極層と前記絶縁体との間に前記コンタクト電極層が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、有機発光ダイオードの絶縁不良が発生するのを抑制することが可能な画像表示装置を提供することができる。

第１実施形態に係る画像表示装置の平面図である。 表示部を構成する画素の拡大した平面図である。 図２のＡ−Ａの長破線における一画素の拡大断面図である。 画素内の有機発光ダイオードの各層を説明する断面図である。 図５（Ａ），図５（Ｂ），図５（Ｃ）は、第１実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図６（Ａ），図６（Ｂ）は、第１実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図７（Ａ），図７（Ｂ）は、第１実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図８（Ａ），図８（Ｂ）は、第１実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図９（Ａ），図９（Ｂ）は、第１実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図１０（Ａ），図１０（Ｂ）は、第１実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、第１実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 第２実施形態に係る画像表示装置の画素の拡大断面図である。 図１３（Ａ），図１３（Ｂ），図１３（Ｃ）は、第２実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図１４（Ａ），図１４（Ｂ）は、第２実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図１５（Ａ），図１５（Ｂ）は、第２実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図１６（Ａ），図１６（Ｂ）は、第２実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図１７（Ａ），図１７（Ｂ）は、第２実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。 図１８（Ａ），図１８（Ｂ）は、第２実施形態の画像表示装置の製造工程を示す画素の断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
＜画像表示装置の概略構成＞
図１は、第１実施形態に係る画像表示装置１を示す図である。画像表示装置１は、有機発光ダイオードの発光を利用している。

画像表示装置１は、テレビ等の家電機器、携帯電話又はコンピュータ機器等の電子機器に用いるものであり、素子基板２と、素子基板２上に実装される実装回路３とを有している。

素子基板２は、例えば、ガラス、プラスチック、金属又はセラミックからなり、素子基板２の中央に位置する表示部Ｄ１には、複数の画素４がマトリックス状に配列されている。また、素子基板２の端部に位置する実装部Ｄ２には、実装回路３が実装されている。

また、画素４は、赤色、緑色又は青色のいずれかの色を発光することができる。このことは、後述するように有機発光ダイオード５を構成する材料を適宜選択することによって、発光する色を決定することができる。なお、本実施形態においては、画素を赤色、緑色又は青色のいずれかの色を発光するものとしたが、例えば白色又は橙色等の色を発光するようにしてもよい。

画素４は、図２に示すように、発光領域Ｒ１と該発光領域Ｒ１の周囲を取り囲む非発光領域Ｒ２とを含んで構成されており、発光領域Ｒ１に発光可能な有機発光ダイオード５が設けられている。なお、図２は、図１の表示部Ｄ１の一部を拡大した平面図である。

また、各画素４には、隔壁６が設けられている。隔壁６は、断面が上部よりも下部が幅狭の形状であって、後述する絶縁物７上に形成されている。隔壁６上には、後述するように、蒸着法を用いて有機発光ダイオード５を構成する層を塗り分けるのに、蒸着マスクを載置することができる。隔壁６は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素又は酸化窒化ケイ素等の無機絶縁材料、あるいはフェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂等の有機絶縁材料から成る。なお、隔壁６の厚みは、例えば、１μｍ以上４μｍ以下に設定されている。

また、隔壁６にて囲まれる領域に後述する第２電極層１７が形成されている。第２電極層１７は、後述するように蒸着法を用いて表示部Ｄ１全面に形成しようとしたとき、隔壁６によって第２電極層１７が画素４ごとに形成される。隔壁６が上部よりも下部が幅狭になっていることにより、隔壁６の上面には、第２電極層１７と同一材料の膜が被着するものの、隔壁６の側面全てに第２電極層１７が被着しないため、隔壁６の側面で第２電極層１７が不連続となる。

また、素子基板２上には、素子基板２に対して対向するように配置された封止基板８が形成されている。封止基板８は光を透過する基板から成り、例えば、ガラス又はプラスチックを用いることができる。なお、本実施形態においては、素子基板２側から封止基板８側に向けて光が発せられるトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイであるため、封止基板８は光を透過する部材が用いられる。

素子基板２の表示部Ｄ１には、画素４を被覆するように保護膜９が形成されている。保護膜９は、隔壁６をも被覆するように形成されることで、各画素４に酸素又は水分が浸入するのを低減し、各画素４の特性が変化するのを抑制することができる。保護膜９は、例えば、窒化珪素、酸化珪素又は酸化窒化珪素等の無機絶縁材料から成る。さらに、保護膜９上にシール材１０を介して封止基板８が貼り合わされている。なお、保護膜９は、各画素４の特性が変化するのを抑制するために、厚みが１μｍ以上に設定されている。

シール材１０は、接着材としての機能を有し、硬化することによって素子基板２と封止基板８とを固着することができる。かかるシール材１０は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂又はシリコン樹脂等の光硬化性樹脂、あるいは熱硬化性の樹脂を用いることができる。なお、本実施形態においては、紫外線の照射により硬化する光硬化性のエポキシ樹脂を用いる。なお、シール材１０は有機樹脂材料からなり、素子基板２と封止基板８とを強固に接着させるために、厚みが１μｍ以上に設定されている。

次に、図３に示すように、素子基板２と封止基板８との間に形成される各種層について説明する。なお、図３は、図２の長破線におけるＡ−Ａ断面図における一画素の断面図である。

素子基板２上には、ＴＦＴや電気配線等から成る回路層１１が形成されている。さらに、回路層１１上には、回路層１１の所定領域以外が電気的にショートしないように、例えば窒化珪素、酸化珪素又は酸化窒化珪素等から成る絶縁層１２が形成されている。

また、絶縁層１２上には、回路層１１及び絶縁層１２に起因する表面の凹凸を低減するために、平坦化膜１３が形成されている。回路層１１は、複数の電気配線がパターニングされているため、その表面には凹凸が形成される。有機発光ダイオード５を凹凸な面上に形成すると、有機発光ダイオード５を構成する電極層同士が短絡し、有機発光ダイオード５が発光しないことがある。そのため、絶縁層１２上に平坦化膜１３が形成される。

かかる平坦化膜１３は、例えば、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂等の絶縁性を有する有機材料を用いることができる。なお、平坦化膜１３の厚みは、例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定されている。

また、平坦化膜１３には、平坦化膜１３を貫通する貫通孔としてのコンタクトホールＳが形成されている。かかるコンタクトホールＳは、上部よりも下部が幅狭に形成されている。コンタクトホールＳは、各画素４に形成されており、コンタクトホールＳの底部には、回路層１１の一部が露出している。

図４は、有機発光ダイオード５の構成を説明するための断面図である。発光領域Ｒ１に位置する平坦化膜１３上には、有機発光ダイオード５が形成されている。図３及び図４に示すように、有機発光ダイオード５は、第１電極層１４と、第１電極層１４上に形成された電荷注入機能層１５と、第１電極層１４上に形成された発光層１６と、発光層１６上に形成された第２電極層１７と、を含んで構成されている。ここで、発光領域Ｒ１は、第１電極層１４と電荷注入機能層１５が直接接するとともに、第１電極層１４と第２電極層１７との間に電流が流れることで発光する領域のことをいう。

第１電極層１４は、平坦化膜１３上に形成される。第１電極層１４は、例えば、アルミニウム、銀、銅、金、ロジウム又はネオジム等の光高反射金属、あるいはこれらの合金等の光反射率の大きい材料から成る。このように、第１電極層１４を光反射率の大きい材料から構成することにより、トップエミッション型の有機発光ダイオード５においては光取り出し効率を向上させることができる。なお、第１電極層１４の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下に設定されている。

電荷注入機能層１５は、第１電極層１５上に形成される。電荷注入機能層１５は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛の光透過性を有するとともに、電荷注入機能を備えた導電材料を用いて形成される。このように、電荷注入機能層１５は、光透過性の材料であることから、第１電極層１４で反射した光が透過して、画像表示装置の外部に向けて効率良く光を出射することができる。また、電荷注入機能層１５は、電荷注入機能を備えていることから、第１電極層１４から注入される電荷を効率良く発光層１６に向けて注入及び輸送することができる。

そして、発光領域Ｒ１に対応する電荷注入機能層１５上に発光層１６が形成され、その上に第２電極層１７が形成される。なお、発光層１６の一部は、発光領域Ｒ１に位置する電荷注入機能層１５上から非発光領域Ｒ２に位置する絶縁物７の傾斜する側面にかけて形成されている。

発光層１６は、絶縁物７で囲まれる電荷注入機能層１５上に形成され、複数の層から構成されている。本実施形態においては、発光層１６は、正孔注入層１８、正孔輸送層１９、有機発光層２０、電子輸送層２１及び電子注入層２２を順次積層した構成である。また、発光層１６の各層を構成する材料は、発する光の色に応じて、適当な材料が選択される。発光層１６が、例えば、赤色を発する場合について説明する。

この場合、正孔注入層１８は、例えば、酸化ニッケル、酸化チタン、フッ化炭素、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、或いは１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン又はこれにシアノ基などが結合した誘導体等の複素環化合物から成る。正孔注入層１８の厚みは、例えば５ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。

また、正孔輸送層１９は、例えばＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、および４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族又は芳香族アミン化合物を用いることができる。正孔輸送層１９の厚みは、例えば、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層２０は、例えば、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−（フェニルフェノラト）アルミニウム、１，４−フェニレンビス（トリフェニルシラン）、１，３−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン、１，３，５−トリ（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンゼン、ＣＢＰ、Ａｌｑ_３又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料に、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｃ２，Ｎ）イリジウム等の有機金属化合物、或いはＤＣＪＴＢ、クマリン、キナクリドン、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体、或いはオリゴチオフェン誘導体又はペリレン誘導体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。有機発光層２０の厚みは、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。

また、電子輸送層２１は、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエンを用いることができる。電子輸送層２１の厚みは、例えば２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定されている。

また、電子注入層２２は、例えば、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化炭素等を用いることができる。電子注入層２２の厚みは、例えば、０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下に設定されている。

発光層１６上には、第２電極層１７が形成されている。第２電極層１７は、発光層１６の上面側から光を取り出すために、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、錫酸化物等の光透過性を有する導電材料を用いて形成される。また、第２電極層１７が、例えば、マグネシウム、銀、アルミニウム又はカルシウム等の材料から成る場合、その厚みを１００ｎｍ以下にすることによって、光透過性の電極とすることができる。このようにして、第２電極層１７は、発光層１６の発する光が透過する。そして、透過した光は、画像表示装置１の外部に放出される。

発光層１６は、第１電極層１４と第２電極層１７との間に電流が流れ、発光層１６中に注入された正孔と電子とが結合することによって励起されて発光する。そして、発光層１６が発する光が第１電極層１４と第２電極層１７との間で定在波となって共振し、発光する光を強めるために、発光層１６の厚みが調整されている。

また、平坦化膜１３上であって、第１電極層１４及び電荷注入機能層１５と間を空けて第３電極層２３が形成されている。第３電極層２３は、例えば、アルミニウム、銀、銅、金、ロジウム又はネオジム等の金属材料、あるいはこれらの合金等から成る。なお、第３電極層２３は、第１電極層１４と同一材料から構成しても良い。そして、第３電極層２３上からコンタクトホールＳの内壁面にかけてコンタクト電極層２４が形成されている。

コンタクト電極層２４は、コンタクトホールＳの内壁面からコンタクトホールＳの底部にかけて形成され、コンタクトホールＳの底部から露出する回路層１１の一部と接続されている。そして、第３電極層２３の直上に位置するコンタクト電極層２４の一部と第２電極層１７とが接続されている。ここで、第２電極層１７は、電荷注入機能層１５の直上から第３電極層２３の直上にかけて絶縁物７を越えて形成されている。また、コンタクト電極層２４は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等の親水性の導電性材料からなる。

また、絶縁物７は、発光領域Ｒ１、およびコンタクト電極層２４と第２電極層１７とが接続されるコンタクト領域Ｒ３を取り囲むように形成されている。つまり、絶縁物７は非発光領域Ｒ２上に形成される。そして、絶縁物７の一部は、コンタクトホールＳに起因した窪みに充填されている。さらに、絶縁物７の一部は、平坦化膜１３と接続されている。かかる絶縁物７は、例えば、フェノール樹脂、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂等の有機絶縁材料、あるいは窒化珪素、酸化珪素又は酸化窒化珪素等の無機絶縁材料からなる。なお、絶縁物７の一部は、導電性の電荷注入機能層１５と第２電極層１７との間に介在させ、両者が短絡するのを防止する機能を有している。仮に、電荷注入機能層１５と第２電極層１７とが短絡すると発光層１６に電流が流れにくくなり、発光層１６が発光しなくなる。

ここで、親水性の材料について説明する。酸化物の一種であるコンタクト電極層２４は、酸化物であって供給結合の物質であり、種類の異なる原子同士の電気陰性度の差又は分子の非対称な立体構造による電荷の偏りの影響に起因し、分子内における正電荷と負電荷の重心が一致せず、極性分子となる。例えば、水は極性分子であって、水に溶けやすく他の極性分子と混ざりやすいため、親水性である。このように、極性分子となる酸化物等は親水性を示す。

本実施形態によれば、コンタクトホールＳに親水性のコンタクト電極層２４を形成し、かかるコンタクト電極層２４上に親水性の絶縁物７を設けたことから、絶縁物７の剥離を効果的に抑制し、有機発光ダイオードの絶縁不良を良好に抑制することが可能な画像表示装置を提供することができる。

＜画像表示装置の製造方法＞
以下に、第１実施形態に係る画像表示装置１の製造方法について、図５〜図１１を用いて詳細に説明する。

まず、素子基板２上に、回路層１１及び絶縁層１２ｘをパターニングして形成された基板を準備する。なお、回路層１１及び絶縁層１２ｘは、従来周知の蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等の薄膜形成技術、フォトリソグラフィー法又はエッチング法等の薄膜加工技術を用いて、所定パターンに形成される。

そして、図５（Ａ）に示すように、回路層１１及び絶縁層１２ｘを被覆するように例えば従来周知のスピンコート法を用いて有機樹脂膜１３ｘを形成する。さらに、図５（Ｂ）に示すように、有機樹脂膜１３ｘ上に露光マスクを用いて有機樹脂膜１３ｘを露光し、さらに現像、ベーキング処理を行い、上部よりも下部が幅狭なコンタクトホールＳを有する平坦化膜１３を形成する。なお、有機樹脂膜１３ｘは、硬化させるとともにコンタクトホールＳを形成した後に平坦化膜１３となる。コンタクトホールＳの底部には、絶縁層１２ｘが露出している。平坦化膜１３を形成する工程では、コンタクトホールＳを形成した後に、回路層１１を絶縁層１２で被覆しておくことで、回路層１１が大気中に晒されるのを防止することができる。

次に、図５（Ｃ）に示すように、平坦化膜１３上に、例えば、アルミニウムとネオジムとの合金を用いた電極金属膜１４ｘを形成する。具体的には、平坦化膜１３及び絶縁層１２に対して、スパッタリング法を用いて電極金属膜１４ｘを形成する。そして、図６（Ａ）に示すように、電極金属膜１４ｘは、薄膜加工技術を用いてパターニングされると、第１電極層１４と第３電極層２３となる。このとき、コンタクトホールＳの内壁面に被着していた第１電極層１４ｘの一部は、取り除かれて、コンタクトホールＳの底部から絶縁層１２が露出した状態となる。なお、電極金属膜１４ｘをパターニングするときに、回路層１１が絶縁層１２で被覆された状態であるため、回路層１１が大気中に晒されて酸化するのを抑制することができる。仮に、コンタクトホールＳの底部から回路層１１が露出している状態で、電極金属膜１４ｘをパターニングすると、電極金属膜１４ｘとともに回路層１１の一部もエッチングされる可能性があり、画素の導通不良が発生するのを抑制することができる。

次に、図６（Ｂ）に示すように、薄膜加工技術を用いて、コンタクトホールＳの底部に位置する絶縁層１２の一部をエッチングし、回路層１１を露出させる。さらに、図７（Ａ）に示すように、薄膜形成技術を用いて、第１電極層１４、第３電極層２３、およびコンタクトホールＳの内壁面から露出する回路層１１にかけて、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる親水性の薄膜金属層１５ｘを形成する。そして、回路層１１の一部と薄膜金属層１５ｘを接続する。なお、薄膜金属層１５ｘを形成した後、薄膜金属層１５ｘの表面に対して、紫外線を照射し、薄膜金属層１５ｘの親水性を向上させてもよい。薄膜金属層１５ｘの表面が親水性であればあるほど、後述するように絶縁物７とコンタクト電極層２４との接着性を効果的に大きくすることができる。

次に、図７（Ｂ）に示すように、薄膜金属層１５ｘを被覆するポジ型のフォトレジストからなる被加工膜Ｒｘを形成する。そして、図８（Ａ）に示すように、後述するように薄膜金属層１５ｘをエッチングする箇所の直上に位置する被加工膜Ｒｘを露光する。なお、露光した後の被加工膜Ｒｘを被加工膜Ｒｙとする。露光する箇所は、第１電極層１４を取り囲む箇所であって、第１電極層１４の外周に位置する被照射部Ｌ１、Ｌ２が対象となる。さらに、露光する箇所は、コンタクトホールＳの内壁面から隣接する画素の第１電極層１４上にまで形成される薄膜金属層１５ｘを分断するために、平坦化膜１３と接する薄膜金属層１５ｘ上に位置する被照射部Ｌ３が対象となる。

次に、図８（Ｂ）に示すように、被加工膜Ｒｙの露光されている被照射部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を現像するとともに、加工孔Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を有する被加工膜Ｒｚから露出する薄膜金属層１５ｘをエッチングする。なお、被照射部Ｌ１が現像されると加工孔Ｈ１となり、被照射部Ｌ２が現像されると加工孔Ｈ２となり、被照射部Ｌ３が現像されると加工孔Ｈ３となる。このとき、薄膜金属層１５ｘは、パターニングされて発光領域Ｒ１に位置する第１電極層１４上に電荷注入機能層１５が形成され、同時にコンタクトホールＳの内壁面から第３電極層２３上にかけてコンタクト電極層２４が形成される。

次に、図９（Ａ）に示すように、残存する被加工膜Ｒｚに対して、例えば、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などの親水性、もしくは水溶性の有機アルカリ現像液を用いて、被加工膜Ｒｚをエッチングする。そして、電荷注入機能層１５、および第３電極層２３上に残存した被加工膜Ｒｚをエッチングし、その後、被加工膜Ｒｚを例えばアミン系レジスト剥離液で剥離する。

次に、電荷注入機能層１５、コンタクト電極層２４、および露出する平坦化膜１３上に、例えば、アクリル樹脂からなる絶縁膜を形成する。そして、図９（Ｂ）に示すように、絶縁膜に対して薄膜加工技術を用いてパターニングし、コンタクト領域Ｒ３を除く非発光領域Ｒ２上に絶縁物７を形成する。このとき、特に、絶縁物７とコンタクト電極層２４との間には、有機アルカリ現像液が浸透するが、絶縁物７とコンタクト電極層２４が親水性の材料同士であり、密着性に優れているため、コンタクト電極層２４と絶縁物７の両者が良好に接着する。このとき、コンタクト電極層２４は酸化物の一種であるため、被加工膜Ｒｚを現像又は剥離する際に、コンタクト電極層２４の表面上にミストなどの付着によって新たに水酸化物あるいは酸化物を形成することがない。このため、絶縁物７形成に際して、安定した表面状態を維持することが出来、パターン不良などの問題が起こりにくい。

次に、図１０（Ａ）に示すように、絶縁物７上に、薄膜形成技術及び薄膜加工技術を用いて、一画素を取り囲むように上部よりも下部が幅狭な隔壁６を形成する。

そして、図１０（Ｂ）に示すように、第１電極層１４上に、例えば、蒸着法を用いて、発光層１６を形成する。具体的には、発光層１６を形成する際は、蒸着マスクを隔壁６上に載置する。そして、各画素４を、赤色、緑色又は青色と発光する色に応じた有機材料を塗り分けることができる。

次に、図１１（Ａ）に示すように、発光層１６上から絶縁物７上にかけて、例えば、マグネシウムと銀との合金からなる第２電極層１７を形成する。第２電極層１７を形成する際は、蒸着マスクを用いずに、表示部Ｄ１全面に第２電極層１７を構成する材料を被着させる。そして、発光層１６上から絶縁物７上を介してコンタクト電極層２４上にまで形成することができる。このようにして、各画素４に有機発光ダイオード５を形成することができる。そして、第２電極層１７とコンタクト電極層２４とを直接接続することにより、第２電極層１７とコンタクト電極層２４とを電気的に接続することができる。

さらに、図１１（Ｂ）に示すように、例えば、スパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて、表示部Ｄ１上に有機発光ダイオード５が劣化しないように保護膜９を形成する。有機発光ダイオード５を保護膜９で被覆することにより、外気から有機発光ダイオード５が晒されるのを防止することができる。

次に、ガラスからなる封止基板８を準備する。そして、封止基板８上に、例えば、ディスペンサ法又はスクリーン印刷法を用いて、未硬化のシール材を塗布する。このようにして、未硬化のシール材が塗布された状態の封止基板８を準備することができる。

次に、上述した工程により得られた積層体を有する素子基板２と未硬化のシール材が塗布された封止基板８の両方を用意する。そして、両基板を位置合わせして、両基板を未硬化のシール材を介して貼り合わせる。なお、封止基板８を未硬化のシール材によって、素子基板２に貼り合わせる作業は、例えば窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガス中や、高真空中で行うことによって、素子基板２と封止基板８との間に酸素や水分が含まれるのを抑制することができる。

さらに、未硬化のシール材を硬化させて、素子基板２と封止基板８の両者を固着させることができる。ここで、未硬化のシール材が硬化することにより、シール材１０となる。このようにして、有機ＥＬパネルを作製することができる。そして、素子基板２の非表示領域Ｄ２上に実装回路３を実装することで、画像表示装置１を作製することができる。

本実施形態によれば、絶縁物７とコンタクト電極層２４との接着性を良好に維持することにより、両者の剥離を効果的に抑制することができる。その結果、有機発光ダイオード５の絶縁不良が発生するのを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態に係る画像表示装置１では、第２電極層１７及び回路層１１の両方と直接接続されるコンタクト電極層２４を用いて画素が構成されていた。これに対して、第２実施形態に係る画像表示装置では、第３電極層を平坦化膜上からコンタクトホールＳの底部にまで延在して、第３電極層と回路層とを直接接続する。

＜画像表示装置の構成＞
第２実施形態に係る画像表示装置は、第１実施形態に係る画像表示装置と比較して、画素の構造が変更され、コンタクトホールＳ内に形成される層が変更されたものとなっている。なお、第２実施形態に係る画像表示装置のうち、第１実施形態に係る画像表示装置と同様な部分については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

図１２に示すように、画素４Ｂの断面は、コンタクトホールＳの内壁面にまで平坦化膜１３上から第３電極層２３Ｂが延在され、第３電極層２３Ｂと回路層１１とが直接接続された構成となる。

また、第３電極層２３Ｂ上には、第３電極層２３Ｂの上面に沿って、酸化抑制層２５が形成される。酸化抑制層２５は、例えば、モリブデン、タングステン又はチタン、或いはこれら含有する金属材料からなる。また、酸化抑制層２５の厚みは、例えば、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下に設定されている。酸化抑制層２５は、酸化抑制層２５の下面に位置する第３電極層２３Ｂの上面が酸化するのを抑制する機能を備えている。仮に、回路層１１と接続される第３電極層２３Ｂの上面の酸化が進行しているとすると、第３電極層２３Ｂの電気抵抗が非常に大きくなり、回路層１１と第３電極層２３Ｂとの間の電気特性が悪化する。そのため、酸化抑制層２５を第３電極層２３Ｂの上面に形成し、第３電極層２３Ｂの電気抵抗が大きくなるのを抑制する。

そして、酸化抑制層２５上には、酸化抑制層２５の上面に沿って、コンタクト電極層２４Ｂが形成される。コンタクト電極層２４Ｂは、第２電極層１７と回路層１１とを電気的に接続する。そして、第３電極層２３Ｂと酸化抑制層２５とが導電材料からなるため、回路層１１とコンタクト電極層２４Ｂとが電気的に接続される。

また、非発光領域Ｒ２に位置する第１電極層１４上には、保護金属層２６が形成される。保護金属層２６は、後述する有機発光ダイオード５Ｂの形成する製造プロセスにおいて第１電極層１４を形成後、酸化抑制層２５を形成するまでの間、第１電極層１４の上面が酸化する等のプロセスダメージを受けるのを軽減する機能を備えている。仮に、第１電極層１４の上面の酸化が大きく進行していると、第１電極層１４と第２電極層１７との間に電圧を印加して発光層１５を発光させようとしても、第１電極層１４から電荷注入機能層１５Ｂへの電荷注入効率が低下し、発光層１５の発光輝度が所望する発光輝度と比較して大きくて低下する結果となる。

保護金属層２６は、第１電極層１４との密着性が優れた材料が選択され、保護金属層２６と第１電極層１４との界面における剥離を効果的に抑制することができる。なお、保護金属層２６は、例えば、モリブデン、タングステン又はチタン、或いはそれらを含有する金属材料からなる。また、保護金属層２６の厚みは、例えば、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下に設定されている。

そして、保護金属層２６の上面には、電荷注入機能層１５Ｂの一部が形成される。電荷注入機能層１５Ｂは、発光領域Ｒ１に位置する第１電極層１４上から保護金属層２６上にまで延在されている。電荷注入機能層１５は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等の光透過性を有するとともに、電荷注入機能を備えた導電材料を用いて形成される。

＜画像表示装置の製造方法＞
以下に、第２実施形態に係る画像表示装置１の製造方法について、図５（Ａ）、及び図１３〜図１８を用いて詳細に説明する。なお、第１実施形態に係る画像表示装置の製造方法と異なる工程について説明し、第１実施形態の製造方法と同様な部分について適宜説明を省略する。

まず、図５（Ａ）に示すように、回路層１１及び絶縁層１２ｘを被覆するように例えば従来周知のスピンコート法を用いて有機樹脂膜１３ｘを形成した基板を準備する。

次に、図１３（Ａ）に示すように、有機樹脂膜１３ｘに対して、薄膜加工技術を用いてコンタクトホールＳを有する平坦化膜１３を形成する。このとき、コンタクトホールＳの底部には、回路層１１が露出している。本実施形態に係る平坦化膜１３を形成する工程では、コンタクトホールＳを形成する際に、有機樹脂膜１３ｘ及び絶縁層１２ｘを貫通して、コンタクトホールＳを形成する。

次に、図１３（Ｂ）に示すように、平坦化膜１３上に、例えばアルミ二ウムとネオジムとの合金を用いた第１電極層１４を形成するともに、コンタクトホールＳの内壁面から平坦化膜１３上にかけて第３電極層２３Ｂを形成する。第３電極層２３Ｂと第１電極層１４とは、分離されている。なお、第１電極層１４と第３電極層２３Ｂとは、薄膜形成技術及び薄膜加工技術を用いて、一層の金属膜がパターニングされて同時に形成される。つまり、第１電極層１４と第３電極層２３Ｂとは同じ材料から構成される。

次に、図１３（Ｃ）に示すように、薄膜形成技術を用いて、露出する平坦化膜１３、第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂ上に沿って、例えばモリブデンからなる保護金属膜２６ｘを形成する。そして、製造工程中において、第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂの上面が酸化するのを抑制する。また、保護金属膜２６ｘは、第１電極層１４、第３電極層２３Ｂと同時に、薄膜形成技術を用いて形成してもよい。このときは、第１電極層１４、第３電極層２３Ｂを例えばスパッタ法によって成膜した後、真空中で保護金属膜２６ｘを成膜することが出来るので、第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂの上面の酸化はさらに抑制される。

次に、図１４（Ａ）に示すように、保護金属膜２６ｘをパターニングするために、保護金属膜２６ｘ上にフォトレジストからなる被加工膜ＲＢを形成する。被加工膜ＲＢは、保護金属膜２６ｘ上であって、非発光領域Ｒ２に形成される。そして、図１４（Ｂ）に示すように、被加工膜ＲＢで被覆されていない保護金属膜２６ｘに対して、例えばドライエッチングにてエッチングし、第１電極層１４の上面の一部を露出させる。このとき、平坦化膜１３上に直接被着した保護金属膜２６ｘの一部についてもエッチングされる。このようにして、保護金属膜２６ｘをパターニングして、非発光領域Ｒ２に位置する第１電極層１４上に保護金属層２６を形成し、第３電極層２３Ｂ上に酸化抑制層２５を形成することができる。

また、図１３（Ｂ）で示した第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂのパターニングおよび図１４（Ｂ）で示した保護金属膜２６ｘのパターニングは、例えばハーフトーン技術により、同一のフォトマスクを用いて形成することも可能である。なお、ハーフトーン技術とは、光が透過しやすい領域と、光が透過しにくい領域と、光が透過しない領域を備えたフォトマスクを用いて、レジストパターンの厚みを意図的に調整することが可能な技術である。

そして、ハーフトーン技術を用いた実施法を述べる。まず、保護金属膜２６ｘは、第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂを同時に、薄膜形成技術を用いて形成してもよい。このときは、第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂを例えばスパッタ法によって成膜した後、真空中で保護金属膜２６ｘを成膜することが出来るので、第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂの上面の酸化はさらに抑制される。その後、ハーフトーン技術により、保護金属膜２６ｘのレジストパターンを、第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂのレジストパターンより厚い膜厚で形成する。その後、第１電極層１４、第３電極層２３Ｂ及び保護金属膜２６ｘの一部を例えばウェットエッチングで除去する。その後、例えば酸素アッシングなどにより、第一電極層１４及び第３電極層２３Ｂのレジストパターンを除去する。このとき、保護金属膜２６ｘのレジストパターンは、第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂのレジストパターンより膜厚が厚いため、まだレジストパターンは保持されている。その後、例えばドライエッチングにより保護金属膜２６ｘをパターニングする。

次に、図１５（Ａ）に示すように、被発光領域Ｒ２に残存する被加工膜ＲＢに対して、薄膜加工技術を用いて、被加工膜ＲＢを取り除く。このとき、第３電極層２３Ｂの上面は、酸化抑制層２５にて被覆されていることにより酸化が抑制される。なお、第３電極層２３Ｂの上面は、保護金属膜２６ｘを形成してから常に酸化が抑制された状態が維持されている。

次に、図１５（Ｂ）に示すように、表示部Ｄ１を被覆するように、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる電荷注入機能膜１５Ｂｘを形成する。電荷注入機能膜１５Ｂｘは、保護金属膜２７、第１電極層１４、露出する平坦化膜１３、および酸化抑制層２５上に連続するように形成される。そして、薄膜加工技術を用いて、平面視して第１電極層１４及び第３電極層２３Ｂと重なる領域に電荷注入機能膜１５Ｂｘを残すように、電荷注入機能膜１５Ｂｘをパターニングする。その結果、図１６（Ａ）に示すように、平面視して第１電極層１４と重なる領域に電荷注入機能層１５Ｂを形成し、平面視して第３電極層２３Ｂと重なる領域にコンタクト電極層２４Ｂを形成することができる。なお、電荷注入機能層１５Ｂとコンタクト電極層２４Ｂとは、薄膜形成技術及び薄膜加工技術を用いて、一層の膜からパターニングされて同時に形成される。つまり、電荷注入機能層１５Ｂとコンタクト電極層２４Ｂとは同じ材料から構成される。

次に、図１６（Ｂ）に示すように、第１実施形態に係る製造工程と同様にして、薄膜形成技術及び薄膜加工技術を用いて、コンタクト領域Ｒ３を除く非発光領域Ｒ２上に絶縁物７を形成する。そして、図１７（Ａ）に示すように、絶縁物７上に、薄膜形成技術及び薄膜加工技術を用いて、一画素を取り囲むように上部よりも下部が幅狭な隔壁６を形成する。

さらに、図１７（Ｂ）に示すように、第１電極層１４上に、例えば、蒸着法を用いて、発光層１６を形成する。具体的には、発光層１６を形成する際は、蒸着マスクを隔壁６上に載置する。そして、各画素４Ｂを、赤色、緑色又は青色と発光する色に応じた有機材料を塗り分けることができる。

次に、図１８（Ａ）に示すように、発光層１６上から絶縁物７上にかけて、例えば、マグネシウムと銀との合金からなる第２電極層１７を形成する。第２電極層１７を形成する際は、蒸着マスクを用いずに、表示部Ｄ１全面に第２電極層１７を構成する材料を被着させる。そして、発光層１６上から絶縁物７上を介してコンタクト電極層２４Ｂ上にまで形成することができる。このようにして、各画素４に有機発光ダイオード５を形成することができる。そして、第２電極層１７とコンタクト電極層２４Ｂとを直接接続することにより、第２電極層１７とコンタクト電極層２４Ｂとを電気的に接続することができる。

さらに、図１８（Ｂ）に示すように、例えば、スパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて、表示部Ｄ１上に有機発光ダイオード５が劣化しないように保護膜９を形成する。有機発光ダイオード５を保護膜９で被覆することにより、外気から有機発光ダイオード５が晒されるのを防止することができる。

次に、第１実施形態の製造工程と同様にして、有機ＥＬパネルを作製することができる。そして、素子基板２の非表示領域Ｄ２上に実装回路３を実装することで、画像表示装置１を作製することができる。

なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上述した実施形態においては、トップエミッションの画像表示装置について説明したが、本発明の作用効果を奏するのであれば、ボトムエミッションの画像表示装置であっても構わない。また、隔壁を有さないトップエミッション構造であって、且つ第２電極層が全画素で共通電極となるカソードコモンの画像表示装置であってもよい。

１ 画像表示装置
２ 素子基板
３ 実装回路
４ 画素
５ 有機発光ダイオード
６ 隔壁
７ 絶縁物
８ 封止基板
９ 保護膜
１０ シール材
１１ 回路層
１２ 絶縁層
１３ 平坦化膜
１４ 第１電極層
１５ 電荷注入機能層
１６ 発光層
１７ 第２電極層
１８ 正孔注入層
１９ 正孔輸送層
２０ 有機発光層
２１ 電子輸送層
２２ 電子注入層
２３ 第３電極層
２４ コンタクト電極層
２５ 酸化抑制層
２６ 保護金属層
Ｄ１ 表示部
Ｄ２ 実装部
Ｒ１ 発光領域
Ｒ２ 非発光領域
Ｒ３コンタクト領域
Ｓ コンタクトホール

Claims (5)

1. 回路層上に形成され、貫通孔を有し該貫通孔から前記回路層の一部を露出する平坦化膜と、
   前記平坦化膜上に形成される第１電極層と、
   前記貫通孔内から前記平坦化膜上にかけて形成され、前記回路層の一部と前記第１電極層とを電気的に接続する親水性のコンタクト電極層と、
   前記コンタクト電極層上に形成されるとともに、前記貫通孔に起因する窪みを充填する親水性の絶縁体と、
   前記第１電極層上に形成される発光層と、
   前記発光層上に形成される第２電極層と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記コンタクト電極層は、前記貫通孔から露出する前記回路層の一部と前記第１電極層と直接接続されていることを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項２に記載の画像表示装置であって、
   前記貫通孔の内壁面に前記コンタクト電極層が形成されることを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像表示装置であって、
   前記回路層と同一平面上に形成される電源供給ラインを備え、
   前記電源供給ライン上に前記コンタクト電極層と同一材料からなる配線層が形成されることを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像表示装置であって、
   前記第１電極層と前記発光層との間に前記コンタクト電極層と同一材料からなる電荷注入機能層が介在されていることを特徴とする画像表示装置。
   
   
   
   

Images