JP2012043645A - 有機ｅｌ表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】程数や製造コストの増大を招くことなく、各画素の周囲に配置される絶縁層と蒸着マスクとの接触面積を低減し、蒸着マスクから絶縁層への付着物の転写を防止できる有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】基板１０上に形成された第１の絶縁層１１と、第１の絶縁層１１の上にマトリクス状に配設された複数の第１の電極１３と、第１の電極１３の周囲において第１の絶縁層１１に形成され開口１５と、開口１５と重なる領域に配置された第２の絶縁層１２と、第１の電極１３を覆う有機化合物層と、有機化合物層の上に設けられる第２の電極と、を備え、開口１５の内部には第１の電極１３の形成材料が存在せず、第２の絶縁層１２の表面には、第１の絶縁層１１の開口１５を反映した凹部１７であって、基板面に対して垂直方向の凹部１７が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電極間に発光層を含む有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を複数備えた有機ＥＬ表示装置、及びその製造方法に関する。

近年、フラットパネルディスプレイとして、自発光型のデバイスである有機ＥＬ表示装置が注目され、活発に開発されている。

このような有機ＥＬ表示装置の基板上には第１の電極がマトリクス状に複数配設され、各々の第１の電極上には異なる発光色を示す有機化合物層が真空蒸着法により形成される。その際、突出形状の絶縁層の表面に複数の画素開口を備える蒸着マスクを接触させて、各画素に対応するように第１の電極を露出させている。

ところで、上記絶縁層は素子分離機能を有し、画素同士の間隔に対応した幅を有しており、各画素の周辺を囲むように配置されるので、絶縁層と蒸着マスクとの接触面積が広くなる。したがって、蒸着マスクを絶縁層の表面に押し付けて接触させたときに、蒸着マスクに付着している異物等の付着物が絶縁層の表面に転写し易く、蒸着マスクに張力を付与する際に絶縁層の表面が擦れて引っ掻き傷等の損傷を受ける場合がある。絶縁層が損傷すると、この損傷部分から水分が浸入し易くなり、発光寿命が短くなることがある。また、蒸着マスクの付着物が画素開口内の発光部に侵入すると、その内部に形成される有機化合物層が異物周辺で段切れし易く、電極同士で短絡等して発光欠陥となることがある。

このような不具合を解消する方策として、例えば、絶縁層の一部を上方へ突出させてリブを形成し、このリブに蒸着マスクを接触させることにより、蒸着マスクとの接触面積を低減する構造が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−３２２５６４号公報

ところで、絶縁層上に突出したリブを形成するには、絶縁層の形成工程において露光量を部分的に制御するパターン露光や、２回のフォトリソグラフィ工程が必要となる。部分的に露光量を制御するには、例えば２枚のフォトマスクを用いる方法や、ハーフトーンマスクを用いる方法があり、いずれの方法も工程数の増大やフォトマスクのコスト高に起因する製造コストの増大を招くため、生産性の観点で問題があった。

そこで本発明の目的は、工程数や製造コストの増大を招くことなく、各画素の周囲に配置される絶縁層と蒸着マスクとの接触面積を低減し、蒸着マスクから絶縁層への付着物の転写を防止できる有機ＥＬ表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成すべく成された本発明の構成は以下の通りである。

即ち、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、基板上に形成された第１の絶縁層と、
該第１の絶縁層の上にマトリクス状に配設された複数の第１の電極と、
該第１の電極の周囲において前記第１の絶縁層に形成され開口と、
該開口と重なる領域に配置された第２の絶縁層と、
前記第１の電極を覆う有機化合物層と、
該有機化合物層の上に設けられる第２の電極と、
を備え、
前記開口の内部には前記第１の電極の形成材料が存在せず、
該第２の絶縁層の表面には、前記第１の絶縁層の開口を反映した凹部であって、前記基板面に対して垂直方向に凹んだ凹部が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。

また、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板上に第１の絶縁層を形成する工程と、
該第１の絶縁層に開口を形成する工程と、
該第１の絶縁層の上にマトリクス状に複数の第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極の周囲の前記開口と重なる領域に、第２の絶縁層を形成する工程と、
該第２の絶縁層の表面に蒸着マスクを接触させて、前記第１の電極を覆う有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層の上に第２の電極を形成する工程と、
を有し、
前記第１の絶縁層の開口の内部には、前記第１の電極の形成材料が存在しないようにし、
前記第２の絶縁層を形成する工程において、該第２の絶縁層の表面に前記第１の絶縁層の開口を反映した凹部であって、基板面に対して垂直方向に凹んだ凹部を形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

本発明によれば、工程数や製造コストの増大を招くことなく、各画素の周囲に配置される絶縁層と蒸着マスクとの接触面積が低減されるので、蒸着マスクから絶縁層への付着物の転写を防止できる。したがって、蒸着マスクの付着物の転写による絶縁層の表面の擦れや引っ掻き等の損傷を受け難くなり、水分の浸入を防止して電極同士の短絡等を低減することができるという優れた効果を奏する。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一実施形態の製造途中の断面構造を示す模式図である。 本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造途中の平面構造を示す模式図である。 図２のＡ−Ａ’線断面を示す模式図である。 図２のＡ−Ａ’線断面の他の例を示す模式図である。 本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法において、第２の絶縁層上に蒸着マスクを接触させた平面状態を示す説明図である。 本実施形態の有機ＥＬ表示装置の等価回路の一例を示す回路図である。 本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造工程において、基板の裏面側から付勢して基板上の第２の絶縁層の表面を蒸着マスク面に押し当てた状態を示す模式図である。 本実施形態の有機ＥＬ表示装置における第２の絶縁層の凹部及び第１の絶縁層の開口の平面構造を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。なお、説明の都合上から、図面では各層を認識可能な大きさで表しており、図面の縮尺は実際のものとは異なっている。また、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。

本実施形態では、上面発光型のアクティブマトリクス駆動の有機ＥＬ表示装置を例示して、各層の詳細な構成を製造方法の手順に従って説明する。図１は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一実施形態の製造途中の断面構造を示す模式図である。図２は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造途中の平面構造を示す模式図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の基板１０上には、複数の第１の電極１３がマトリクス状に配設されている。各々の第１の電極１３の周囲は第２の絶縁層１２で囲まれており、第２の絶縁層１２に形成された画素開口内の第１の電極１３上に、発光層を含む有機化合物層を備えている。さらに、有機化合物層の上には第１の電極１３と対向するように第２の電極（図示せず）を備えており、これら電極間に有機化合物層を有する有機ＥＬ素子を基板１０上に複数備える。なお、本実施形態のような上面発光型の有機ＥＬ表示装置では、第１の電極１３は反射性を有し、第２の電極は透光性を有している。

ここで図６は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の等価回路の一例を示す回路図である。図６に示すように、基板１０上には互いに直交する位置に電気的に離間して走査線６０及び信号線５０が配設されている。走査線６０及び信号線５０は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＴＦＴ））によって接続されている。第１のＴＦＴ４３のソース電極にはコンデンサ４４と第２のＴＦＴ４２のゲート電極が接続され、ソース電極はコンデンサ４４と共に接地されている。また、第２のＴＦＴ４２のドレイン電極は有機ＥＬ素子４１の第１の電極１３に接続されている。本実施形態のアクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ表示装置では、図６に示すような画素回路ユニットが各画素に対応させて形成され、全画素の数だけが集積されて、マトリクス状に配置された複数の発光画素が形成されている。

次に図１から図６を参照して、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法を製造工程に従って説明する。図３は、図２のＡ−Ａ’線断面を示す模式図である。

まず図３（ａ）に示すように、基板１０上には、ＴＦＴのゲートライン２５、ゲート絶縁層２６及びパッシベーション層（絶縁層）２７が形成されている。ＴＦＴを形成した後の基板表面には配線等の構造に応じた凹凸が存在し、この凹凸を平坦化するため平坦化機能を有する第１の絶縁層（平坦化層）１１が積層される。この第１の絶縁層１１は、ポジ型感光性レジストをスピンコート法によって塗布し、後述する開口１５等の所定の除去すべき領域に露光光を照射することにより形成する。

なお、第１の絶縁層１１は、例えば、ＴＦＴ形成後の基板表面の凹凸が１μｍ程度である場合、２μｍ程度の膜厚で形成される。また、ポジ型感光性レジストとしては、例えば、ポリイミドやポリベンゾオキサゾール等を含有する感光性を有する絶縁性材料を用いるが、これらの材料に限定されない。

次に、少なくとも電気的に接続が必要な第１の電極１３とＴＦＴのドレイン電極とを繋ぐコンタクトホール１６と、第１の電極１３，１３間に相当する領域に線状の開口１５と、を形成するための露光を行なう。次いで、パドル式現像装置にて現像を行った後、レジストを硬化させるためにクリーンベーク炉にて焼成する。これにより、第１の絶縁層１１は、図２に示すように、第１の電極１３とドレイン電極とを電気的に接続可能なコンタクトホール１６を有する。さらに第１の絶縁層１１は、図３（ｂ）に示すように、第１の電極１３，１３間のＴＦＴと第１の電極１３とが電気的に接触しえない領域に該第１の電極１３の配列に沿って線状の開口１５を有する。

次に、図３（ｃ）に示すように、コンタクトホール１６及び開口１５を有する第１の絶縁層１１の上の全面に、第１の電極１３を形成する。すると、第１の絶縁層１１の上のみならず、コンタクトホール１６及び開口１５の内部にも第１の電極１３の形成材料が積層される。本実施形態の第１の電極１３は、ＩＴＯからなる透光性導電層間に銀合金からなる反射性金属層を狭持した３層構造（ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ）で形成したが、使用する材料や膜厚等は限定されない。例えば、反射性金属層はアルミニウム合金、銀等であってもよく、また透光性導電層はインジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ））などの他の材料であってもよい。

第１の電極１３の形成後、図３（ｄ）に示す様に、例えばフォトリソグラフィにより形成したレジストパターンをマスクとして用いるエッチングにより、ＩＴＯからなる透光性導電層間に銀合金からなる反射性金属層を狭持する第１の電極１３がパターン形成される。即ち本実施形態では、開口１５の内部も含めて第１の電極１３の形成材料を積層し、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチングにより開口１５の内部の第１の電極１３の形成材料を除去している。これに限定されず、例えば蒸着マスクを用いて第１の電極１３をパターン形成して、開口１５の内部に第１の電極１３の形成材料が堆積されないようにすることも可能である。

その後、第２の絶縁層１２を形成するために、マトリクス状に第１の電極１３が形成された基板上に、スピンコート法によりポジ型感光性レジストが塗布され、所定の除去すべき領域に露光光が照射される。ここでは、少なくとも第１の電極１３の一部を露出させて画素開口を形成するように露光される。次いで、パドル式現像装置にて現像された後、レジストを硬化するためにクリーンベーク炉にて焼成される。これにより、図３（ｅ）に示すように、第１の電極１３の周囲を囲むように素子分離機能を有する第２の絶縁層１２が形成される。この第２の絶縁層１２は、隣接する第１の電極１３，１３間において、第１の絶縁層１１に形成された開口１５を反映した線状の凹部１７を有する。即ち本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、本来、平坦であるべき第１の絶縁層１１に積極的に開口１５を形成することにより、この開口１５と重なる領域に形成される第２の絶縁層１２の表面には、上記開口１５を反映した凹部１７が形成されることになる。

ここで、上記開口１５の内部に第１の電極１３の形成材料が存在しないことの意義は、まず第２の絶縁層１２の凹部１７の深さ及び幅を得やすくするためである。これにより、後述する蒸着マスク１９と第２の絶縁層１２との接触面積を小さくすることが可能となる。仮に開口１５内に第１の電極１３の形成材料が存在する場合、この第１の電極１３の形成材料に相当する分だけ凹部１７の深さ及び幅が減少する。特に高精度な表示においては、第１の電極１３，１３間が狭く設定されるため、形成する開口１５の幅も狭くなり、第１の電極１３の形成材料が開口１５の内部に存在することが問題として顕在化することになる。また、開口１５内に第１の電極１３の形成材料が存在し、かつ第１の電極１３，１３間が狭く設定される場合には、開口１５内での電極間パターン不良による歩留まり低減リスクも懸念される。

また、本実施形態のように、第１の電極１３の形成材料として反射性を有する材料を使用する場合、上記開口１５の内部に第１の電極１３の形成材料が存在しないことにより、その部位での外光反射が生じるのを防止することができる。

尚、第２の絶縁層１２の凹部１７を形成するためには、図１（ａ）に示すように、第１の絶縁層１１の開口１５の幅ｔｘが第１の絶縁層１１の開口１５の深さｄ以上、及び第１の絶縁層１１の開口１５の深さｄが第２の絶縁層１２の膜厚以上であることが好ましい。

また、第１の絶縁層１１に形成された開口１５と重なる領域に形成される第２の絶縁層１２の凹部深さｇは、少なくとも有機化合物層の膜厚以上となるように形成される。この第２の絶縁層１２の凹部１７は第１の絶縁層１１の開口１５が反映された窪みであるため、この凹部深さｇは、第１の絶縁層１１の開口１５の深さｄ、幅ｔｘの組み合わせによって調整することができる。したがって、図３では開口１５が第１の絶縁層１１を貫通しているが、必ずしもその必要性はなく、窪みであってもよい。例えば図４に示すように、開口１５の深さｄは第１の絶縁層１１の約半分程度に設定してもよい。ポジ型感光性レジストを用いて第１の絶縁層１１に所定の深さを有する開口１５を形成するには、例えば、フォトマスク１８の露光開口部スペースを狭めて、貫通させる開口１５よりも照射量を相対的に少なくして、現像液に可溶な深さを調整する方法がある。

第２の絶縁層１２の凹部深さｇは、少なくとも有機化合物層の膜厚以上となる範囲であればよい。その理由について、以下に説明する。

有機ＥＬ表示装置の製造工程では、同一の蒸着マスクを用いて複数の基板を連続して蒸着するため、蒸着マスクと第２の絶縁層１２の表面とが繰り返し接触することになる。複数の有機化合物層を順次積層して形成される有機ＥＬ素子では、第２層以降で蒸着マスクを適用する場合、前の蒸着工程で第２の絶縁層１２の表面に付着した有機化合物が蒸着マスクに押し当てられる。このため、押し当てられた個所の有機化合物が蒸着マスクに転写され、欠陥を誘発する異物となりうる。

本実施形態では、第２の絶縁層１２の凹部深さｇを有機化合物層の厚さよりも深く形成している。このように形成することで、第２の絶縁層１２上の有機化合物が蒸着マスク１９に転写することを低減し、蒸着マスク１９に付着した有機化合物が第２の絶縁層１２へ接触するのを抑制できる。このため、上述のように凹部深さｇは、少なくとも有機化合物層の膜厚以上に設定することが好ましい。

また、第２の絶縁層１２の凹部１７の幅が広いほど、蒸着マスク１９と第２の絶縁層１２との接触面積を低減することができる。このような第２の絶縁層１２の凹部形状は、第１の絶縁層１１に形成される開口１５の幅や深さｄにより調整することが可能である。また、蒸着マスク１９に付着した異物が、例えば第１の電極１３の表面、もしくは第１の電極１３の表面上に形成された有機化合物層を損傷しないように、第２の絶縁層１２の厚さは、蒸着マスク１９に付着する異物よりも厚い方が好ましい。具体的な第２の絶縁層１２の厚さは、０．１μｍ以上が好ましい。

なお、第２の絶縁層１２として感光性レジストを用いたフォトリソグラフィ技術による製造方法について説明したが、絶縁層の材料は１．０×１０⁸Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有する絶縁体であれば、有機材料、無機材料に関わらず広く用いることができる。より好ましくは、第２の絶縁層１２として１．０×１０¹²Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有する絶縁体が用いられる。

さらに、第２の絶縁層１２を形成した後の工程について説明を続ける。まず、真空雰囲気下でベーク処理を行い、Ｏ₂プラズマによって基板の前処理を行なう。次に、真空雰囲気を維持した状態で、第１の電極１３上にホール輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層からなる複数の有機化合物層が順次蒸着される。

特に蒸着マスク１９を用いて、赤色画素、緑色画素、青色画素の発光層を塗分けて形成する工程について、さらに詳細に説明をする。ここで図５を参照して、第１の電極１３上に有機化合物層を蒸着する際に、第２の絶縁層１２上に接触させた状態で用いる蒸着マスク１９の構造を説明する。図５は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法において、第２の絶縁層上に蒸着マスクを接触させた平面状態を示す説明図である。

図５に示すように、蒸着マスク１９は、同色画素が配列する方向に細長い蒸着開口部２０を備えており、このような蒸着開口部２０が同一ピッチでマスク面内に配列形成されている。図１（ｂ）は、図５に示す蒸着マスク１９を基板上の第２の絶縁層１２に接触させて配置した状態の断面構成を示している。

図１を参照して、蒸着マスク１９を用いて赤色発光層を蒸着する場合を説明する。図１（ａ）に示すように、ホール輸送層２２の形成後、赤色発光層を形成する真空チャンバに基板を搬送し、第２の絶縁層１２上に図５の蒸着マスク１９を位置調整して接触させた状態とする。実際には、蒸着マスク１９は第２の絶縁層１２上のホール輸送層２２と接触する。このとき、図１（ｂ）に示すように、蒸着マスク１９と第２の絶縁層１２は、第２の絶縁層１２の凸部のみで接触している。このような状態で赤色画素の第１の電極１１に対応する領域を露出させ、所定の膜厚に到達するまで赤色の発光層２４を蒸着する。緑色の発光層、青色の発光層も同様に成膜する。なお、発光層以外の有機化合物層は、各真空チャンバにて共通層として成膜する。

また図７は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造工程において、基板の裏面側から付勢して基板上の第２の絶縁層の表面を蒸着マスク面に押し当てた状態を示す模式図である。基板に対して蒸着マスク１９を位置調整した後から発光層２４の蒸着を終了するまでの期間に、基板と蒸着マスク１９との相対位置及び接触状態を安定に維持する必要がある。例えば図７に示すように、基板１０の裏面側に配置したバネ式荷重構造体３０等を用いて基板１０の裏面からバネを用いて付勢する構成等を採用することにより、基板上の第２の絶縁層１２の上面を蒸着マスク面に押し当てた状態とすることが好ましい。

このように押し当てた状態としても、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法では、第２の絶縁層１２に凹部１７を有するので、第２の絶縁層１２と蒸着マスク１９との接触面積を小さく設定することができる。したがって、蒸着マスク１９に付着する異物により第２の絶縁層１２が損傷する影響を抑制することができる。

また、基板と蒸着マスク１９の接触状態を安定に維持するための別の手段として、図示は省略するが、基板裏面に磁石を配置して、基板に対して蒸着マスク１９を基板側に磁力により引き寄せる方法を用いてもよい。この場合、蒸着マスク１９は強磁性体で構成する必要があり、例えばインバー材、Ｎｉ、オーステナイト系以外のステンレス鋼等を用いることができる。

なお、例示した蒸着マスク１９の形状は本発明の適用範囲を限定するものではなく、周知の蒸着マスクを広く適用することができる。

その後の工程は、通常の有機ＥＬ表示装置の製造方法と同様の手順で行なう。図示は省略するが、有機化合物層上に例えば半透過性のＡｇ合金薄膜及びＩＺＯからなる透明導電層を積層して第２の電極とする。続いて、透明導電性上に窒化シリコンからなる保護膜を形成する。次に、保護膜上および基板の周縁部上に熱硬化性の樹脂を塗布し、この樹脂上に例えばガラスからなる基板を張り合わせた状態で、加熱することで封止する。

以上のような製造方法により、有機化合物層の発光層で生じた光をＡｇ合金膜を含む第１の電極１１の表面で反射させ、半透過性のＡｇ合金薄膜を含む層で形成された第２の電極から取り出す上面発光型の有機ＥＬ表示装置を得ることができる。

本実施形態の有機ＥＬ表示装置及びその製造方法によれば、隣接する第１の電極間の第１の絶縁層１１に開口１５を設け、この開口１５と重なる領域に第１の電極１３を囲むように第２の絶縁層１２を形成する。これにより、蒸着マスク１９と接触する第２の絶縁層１２の表面には基板垂直方向に凹部１７が形成され、第２の絶縁層１２と蒸着マスク１９とが接触する面積を低減できる。すなわち、工程数および製造コストを増大させることなく、蒸着マスク１９を用いた塗り分け工程において第２の絶縁層１２が擦れや引っ掻き等の損傷を受け難くなり、水分の浸入による電極同士の短絡等やリークを軽減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

例えば、上記の実施形態では、図２の平面構造に示すように開口１５及び凹部１７を直線状に形成している。本発明はこれに限定されず、蒸着マスク１９と第２の絶縁層１２との接触面積を低減することができれば、図８に示すように、開口１５及び凹部１７の形状や長さ、幅は任意に選択できる。

図８は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置における第２の絶縁層の凹部及び第１の絶縁層の開口の平面構造を示す模式図である。図８に示すように、例えば、上記凹部１７が形成される元となる開口１５は、破線状に形成したり（図８（ａ）参照）、格子状に形成してもよく（図８（ｂ）参照）、さらに複数の開口形状を組み合わせて配置してもよい（図８（ｃ）参照）。

なお、ここでは矩形状の開口１５を示しているが、本発明における開口形状およびレイアウトは矩形状に限定されず、例えば、円形状、楕円形状、三角形状などであってもよい。

なお、図８（ｂ）のような格子状の開口１５を形成する場合は、開口１５が第１の電極１３とＴＦＴのドレイン電極とを電気的に接続可能なコンタクトホール１６と連通するように形成してもよい。

また、上記第２の絶縁層１２の凹部１７での外光反射を低減するために、凹部１７と重なる領域に光吸収機能を有する層を形成してもよい。

さらに、上記実施形態ではアクティブマトリクス型の表示装置の例について説明したが、単純マトリクス型の表示装置であっても適用可能である。

以下、実施例を挙げて、本発明に係る有機ＥＬ表示装置及びその製造方法をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、上述したように、説明の都合上から、図面では各層を認識可能な大きさで極端に表しており、図面の縮尺は下記実施例において例示した寸法とは必ずしも一致しない。

〔実施例１〕
図１、図２及び図３を参照して、実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する。図１（ａ）は１画素（ピクセル）領域における断面構造を模式的に示すものであり、全画素に共通の厚さをもつホール輸送層２２を形成した状態を示している。図１（ａ）の断面構造を有する画素がマトリクス状に複数配置されることで、有機ＥＬ表示装置の表示領域が構成される。また、１画素領域には、ｐ１、ｐ２、ｐ３からなる３個の副画素（以下サブピクセルと呼称する）が並列して配置されている。なお、ここで説明する有機ＥＬ表示装置の画素ピッチは１９１μｍとし、サブピクセルは６４μｍ×１９１μｍのサイズとした。

図１（ａ）及び図３（ａ）に示すように、基板１０の上には、各サブピクセルに対応してＴＦＴが形成されている。なお、図１ではＴＦＴのゲートライン２５、ゲート絶縁層２６及びパッシベーション層（絶縁層）２７のみしか表されていない。この基板１０上の凹凸を平坦化するために、まず第１の絶縁層１１を基板上に形成する。次に図３（ｂ）に示すように、第１の絶縁層１１には各サブピクセルｐ１，ｐ２，ｐ３の第１の電極１３，１３間に幅ｔｘの線状の開口１５を形成する。ここで第１の絶縁層１１の膜厚は、基板凹凸を十分に平坦化するために２μｍとし、開口１５の深さｄは２μｍ、開口１５の幅ｔｘは２０μｍとする。なお、第１の絶縁層１１に形成される開口１５の平面構成は図２に示す通りである。

上述した第１の絶縁層１１は、スピンコート法によりポリイミドを含むポジ型感光性レジストを塗布し、除去すべき領域に露光光を照射し、その後現像及び焼成工程を行い形成される。ここで除去する領域は、上記開口１５およびＴＦＴのドレイン電極と第１の電極１３とを電気的に導通させるためのコンタクトホール１６、さらに表示領域外の取り出し端子部（図示せず）である。

次いで、図３（ｃ）に示すように、第１の絶縁層１１上の全体に第１の電極１３の形成材料を形成する。ここでは、スパッタリング法により、密着層としてインジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ））からなる導電性酸化材料を２０ｎｍ程度の厚さで形成する。ＩＴＯ上には、スパッタリング法により銀合金を１００ｎｍ程度の厚さで形成する。さらに銀合金膜上には、スパッタリング法によりＩＴＯを１０ｎｍ程度の厚さで形成する。その後、図３（ｄ）に示すように、通常のフォトリソグラフィ技術により形成したレジストパターンをマスクとして用いたエッチングにより、各画素に対応する複数の第１の電極１３のパターンを形成する。

その後、第２の絶縁層１２を形成するために、第１の電極１３が設けられた基板上に、スピンコート法により、ポリイミドを含むポジ型感光性レジストを塗布し、所定の除去すべき領域に露光光を照射する。ここでは、第１の電極１３を露出させ、かつ第１の電極１３の端部を被覆するような画素開口を有する第２の絶縁層１２を形成する。この第２の絶縁層１２は、露光領域以外は前述の第１の絶縁層１１と同様の工程にて形成される。

これにより、図３（ｅ）に示すように第１の電極１３の周囲を囲むように形成された第２の絶縁層１２は、隣接する第１の電極１３，１３間に第１の絶縁層１１の開口１５を反映した線状の凹部１７を有する。ここで第２の絶縁層１２の膜厚は２μｍとし、幅Ｗｘは２５μｍ、凹部の幅ｃｘは１８μｍ、凹部深さｇは約１μｍとなるように形成する。なお、第２の絶縁層１２の幅Ｗｙは１５μｍとした。なお、Ｓ１、Ｓ２の幅は１μｍである。

図１（ａ）のように、上述した基板１０に、真空蒸着法により約８０ｎｍの膜厚を有するホール輸送層２２を表示領域の全面に形成した後、赤色、緑色、青色の各サブピクセルにそれぞれ各色発光層を形成する。図１（ｂ）に示すように、サブピクセルｐ２に発光層を蒸着する際には、サブピクセルｐ２の第１の電極１３を露出する開口部を有する蒸着マスク１９を第２の絶縁層１２の表面（凸部）に堆積したホール輸送層２２と接触させた状態とする。

ただし、第２の絶縁層１２の凹部１７は、その深さｇ（１μｍ）がホール輸送層２２の厚さ（８０ｎｍ）に比べて十分大きいため、蒸着マスク１９とホール輸送層２２は接触しない。

このようにして蒸発物質２３は蒸着マスク１９の開口部を介し、サブピクセルｐ２の第１の電極１３を覆うように蒸着されることで、発光層２４がパターン形成される。なお、蒸着マスク１９と第２の絶縁層１２上のホール輸送層２２との接触面積は、上記凹部１７を形成しない場合に対して約３０％接触面積を低減できる。

その他のサブピクセルｐ１、ｐ２の発光層パターンも同様に蒸着マスク１９を用いて成膜する。その後、電子輸送層および電子注入層を共通層として各真空チャンバにて続けて成膜する。

その後の工程は、通常の有機ＥＬ表示装置の製造方法と同様の手順で行なう。図示は省略するが、有機化合物層上に例えば半透過性のＡｇ合金薄膜及びＩＺＯからなる透明導電層を積層して第２の電極とする。続いて、透明導電性上に窒化シリコンからなる保護膜を形成する。次に、保護膜上および基板の周縁部上に、熱硬化性の樹脂を塗布し、この樹脂上に例えばガラスからなる基板を張り合わせた状態で、加熱することで封止する。

このような製造方法により、有機化合物層の発光層で生じた光をＡｇ合金膜を含む第１の電極１１の表面で反射させ、半透過性のＡｇ合金薄膜を含む層で形成された第２の電極１２から取り出す上面発光型の有機ＥＬ表示装置を得ることができる。

実施例１の有機ＥＬ表示装置及びその製造方法によれば、隣接する第１の電極間の第１の絶縁層１１に深さ２μｍ、幅２０μｍの開口１５を設け、この開口１５と重なる領域を含んで第１の電極１３を囲むように第２の絶縁層１２を形成する。さらに、蒸着マスク１９と接触する第２の絶縁層１２の表面は、基板垂直方向に深さ１μｍ、幅１８μｍの凹部１７を有する。これにより、蒸着マスク１９と第２の絶縁層１２上のホール輸送層２２との接触面積は、凹部１７を形成しない場合に比して、約３０％低減できる。

比較例として、第２の絶縁層１２に凹部を形成しない場合と、実施例１の如く凹部１７を形成した場合とで、第２の絶縁層１２上の擦れや引っ掻き傷の数に起因する画素欠陥数を比較した結果、実施例１では欠陥を約２０％低減することができた。

〔実施例２〕
図７を参照して、実施例２の有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する。図７では、サブピクセルに発光層を形成する工程を示している。なお、本実施例で説明する基板は、サイズが６０ｍｍ×４６０ｍｍ×０．５ｍｍｔとし、５×５のパネル領域が設けられえている。各パネル領域において、基板１０上に形成されるＴＦＴ、第１の絶縁層１１、第１の電極１３、第２の絶縁層１２の構造は実施例１と同様とする。

図７に示すように、発光層を蒸着する際には、サブピクセルｐ２の第１の電極１３を露出した開口を有する蒸着マスク１９を位置調整して、第２の絶縁層１２の表面に堆積したホール輸送層２２と接触させた状態とする。特に本実施例では、蒸着マスク１９に対して基板を位置調整した後に、基板の裏面側に配置したバネ式荷重構造体３０の付勢力により基板を蒸着マスク１９に対して押し当てた状態とし、そのまま発光層２４を形成する。なお、基板面内において、バネ荷重の点数は５０点とし、各点の荷重は１０ｇとした。

上記以外の製造方法は、実施例１と同様にして製造した有機ＥＬ表示装置によれば、実施例１と同様に蒸着マスク１９と第２の絶縁層１２上のホール輸送層２２との接触面積を低減することができる。また、基板に対して蒸着マスク１９を位置調整した後から発光層の蒸着を終了するまでの期間に、基板と蒸着マスク１９の相対位置及び接触状態を安定に維持することができる。

比較例として第２の絶縁層１２に凹部を形成しない場合と、実施例２の如く凹部１７を形成した場合とで、基板裏面に上述の荷重を加えた場合の第２の絶縁層１２上の擦れや引っ掻き傷等の数に起因する画素欠陥数を比較した。この結果、本実施例において欠陥を約２０％低減することができた。また、基板内の５×５の全パネル領域で、±１０μｍ以下の良好なマスク蒸着精度を同時に達成することができた。

〔実施例３〕
図８（ｂ）を参照して、実施例３の有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する。図８（ｂ）は３×２サブピクセル領域における平面構造を模式的に示すものであり、マトリクス状に複数配置されることで、有機ＥＬ表示装置の表示領域が構成される。

図８（ｂ）に示す第２の絶縁層１２は、第１の電極１３の周囲の第１の絶縁層１１に格子状の開口１５を形成することで、この開口１５を反映した凹部１７を有するように形成される。この格子状の開口１５は、第１の電極１３とＴＦＴのドレイン電極を電気的に接続可能なコンタクトホール１６と連通するように形成される。

図中Ｘ方向に隣接する第１の電極間の第１の絶縁層１１には深さ２μｍ、幅２０μｍの開口１５を設け、この開口１５と重なる領域に含み第１の電極１３を囲むように第２の絶縁層１２を形成する。これにより、蒸着マスク１９と接触する第２の絶縁層１２の表面は、基板垂直方向に深さ１μｍ、幅Ｃｘ１８μｍの凹部１７を有する。また、図中Ｙ方向に隣接する第１の電極間の第１の絶縁層１１には深さ２μｍ、幅１０μｍの開口１５を設け、この開口１５と重なる領域に含んで第１の電極１３を囲むように第２の絶縁層１２を形成する。これにより、蒸着マスク１９と接触する第２の絶縁層１２の表面は、基板垂直方向に深さ１μｍ、幅Ｃｙ１２μｍの凹部１７を有する。なお、第２の絶縁層１２の膜厚は２μｍである。

上記以外は実施例１と同様の製造方法により形成される有機ＥＬ表示装置によれば、凹部を形成しない場合に比して、蒸着マスク１９と第２の絶縁層１２上のホール輸送層２２との接触面積を約６０％低減することができる。

比較例として第２の絶縁層１２に凹部を形成しない場合と、実施例３の如く凹部１７を形成した場合とで、第２の絶縁層１２上の擦れや引っ掻き傷等の数に起因する画素欠陥数を比較した結果、本実施例では欠陥を約５０％低減することができた。

１０ 基板、１１ 第１の絶縁層、１２ 第２の絶縁層、１３ 第１の電極、１５ 開口、１７ 凹部、１９ 蒸着マスク、２０ 蒸着マスクの蒸着開口部、３０ バネ式荷重構造体

Claims (11)

1. 基板上に形成された第１の絶縁層と、
   該第１の絶縁層の上にマトリクス状に配設された複数の第１の電極と、
   該第１の電極の周囲において前記第１の絶縁層に形成され開口と、
   該開口と重なる領域に配置された第２の絶縁層と、
   前記第１の電極を覆う有機化合物層と、
   該有機化合物層の上に設けられる第２の電極と、
   を備え、
   前記開口の内部には前記第１の電極の形成材料が存在せず、
   前記第２の絶縁層の表面には、前記第１の絶縁層の開口を反映した凹部であって、前記基板面に対して垂直方向に凹んだ凹部が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 基板上に薄膜トランジスタを有し、該薄膜トランジスタの上に前記第１の絶縁層を備え、
   前記第１の絶縁層は、前記薄膜トランジスタと前記第１の電極とが電気的に接触しえない領域に前記開口を有し、かつ前記薄膜トランジスタと前記第１の電極を電気的に導通させるコンタクトホールを備えていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記第１の絶縁層の開口は、前記コンタクトホールと連通していることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記第２の絶縁層の凹部深さは、前記有機化合物層の膜厚以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 前記第１の絶縁層の開口の幅が該開口の深さ以上であること、及び前記第１の絶縁層の開口の深さが前記第２の絶縁層の膜厚以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
6. 前記第１の絶縁層の開口は直線状、破線状、格子状またはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
7. 前記第２の絶縁層の凹部と重なる領域に、光吸収機能を有する層が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
8. 基板上に第１の絶縁層を形成する工程と、
   該第１の絶縁層に開口を形成する工程と、
   該第１の絶縁層の上にマトリクス状に複数の第１の電極を形成する工程と、
   前記第１の電極の周囲の前記開口と重なる領域に、素子分離機能を有する第２の絶縁層を形成する工程と、
   該第２の絶縁層の表面に蒸着マスクを接触させて、前記第１の電極を覆う有機化合物層を形成する工程と、
   前記有機化合物層の上に第２の電極を形成する工程と、
   を有し、
   前記第１の絶縁層の開口の内部には、前記第１の電極の形成材料が存在しないようにし、
   前記第２の絶縁層を形成する工程において、該第２の絶縁層の表面に前記第１の絶縁層の開口を反映した凹部であって、基板面に対して垂直方向に凹んだ凹部を形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
9. 基板上に薄膜トランジスタを形成する工程を有し、
   前記第１の絶縁層を形成する工程において、
   前記薄膜トランジスタと前記第１の電極とが電気的に接触しえない領域に前記開口を形成する工程と、前記薄膜トランジスタと前記第１の電極とを電気的に導通させるコンタクトホールを形成する工程とを、同時に実施し、前記第１の絶縁層に前記開口と前記コンタクトホールと連通させて形成することを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
10. 前記有機化合物層を形成する工程において、
    前記第２の絶縁層の表面に前記蒸着マスクを接触させ、該蒸着マスクの蒸着開口部を介して前記第１の電極の上に有機化合物層を形成する際に、前記基板の裏面から付勢力を与えて、前記第２の絶縁層の表面を前記蒸着マスクに押し当てた状態にすることを特徴とする請求項８または９に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
11. 前記有機化合物層を形成する工程において、
    前記第２の絶縁層の表面に前記蒸着マスクを接触させ、該蒸着マスクの蒸着開口部を介して前記第１の電極の上に有機化合物層を形成する際に、前記蒸着マスクを基板側に磁力により引き寄せて前記第２の絶縁層の表面に前記蒸着マスク面を押し当てた状態にすることを特徴とする請求項８または９に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

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