JP2016021380A - 有機発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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前記基板の上に順次設けられる下部電極と、発光層を含む有機化合物層と、上部電極と、を有する有機発光装置であって、
前記有機化合物層が前記下部電極を被覆し、
前記上部電極が前記有機化合物層を被覆し、
前記上部電極が、前記基板に設けられた配線接続部と電気的に接続され、
前記有機化合物層の少なくとも一部の領域における膜端の断面の傾きと前記基板の表面とがなす角度をθ1としたときに、下記式(1)及び(2)が満たされることを特徴とする。
(1)tan(θ1)=d1/d2
(2)tan(θ1)≧0.2
(式(1)において、d1は、有機化合物層の膜厚を表し、d2は、有機化合物層の膜端の断面のテーパー幅を表す。)
以下、本発明の有機発光装置の実施形態について説明する。
本発明の有機発光装置の第一の実施形態は、基板と、前記基板の上に順次設けられる下部電極と、発光層を含む有機化合物層と、上部電極と、を有する有機発光装置に関する。本発明において、有機化合物層は下部電極を被覆し、上部電極は有機化合物層を被覆する。本実施形態において、上部電極は、基板に設けられた配線接続部と電気的に接続されている。
(1)tan(θ1)=d1/d2
(2)tan(θ1)≧0.2
(式(1)において、d1は、有機化合物層の膜厚を表し、d2は、有機化合物層の膜端の断面のテーパー幅を表す。)
有機発光素子を駆動させるための駆動回路や配線を設けてもよい。このように、層間絶縁層11と下地基板との間に駆動回路や配線が設けられている場合、層間絶縁層11の所定の領域(例えば、下部電極21や配線接続部24を設ける領域)にコンタクトホール13を設ける。そして、このコンタクトホール13には、層間絶縁層11の上に設けられる電極部材(21、24)と駆動回路・配線とを電気接続させるための導電部材が充填されている。
(1)tan(θ1)=d1/d2
(2)tan(θ1)≧0.2
(3)tan(θ2)=d3/d4
(4)tan(θ2)≧0.2
以下、本発明の有機発光装置の第二の実施形態について説明する。尚、以下の説明においては、第一の実施形態との相違点を中心に説明する。
(5)tan(θ3)=d5/d6
(6)tan(θ3)≧0.2
(7)tan(θ4)=d7/d8
(8)tan(θ4)≧0.2
(式(7)において、d3は、第2の上部電極層の膜厚を表す。また式(7)において、d4は、第1上部電極層の膜端断面のテーパー幅を表す。)
次に、本発明の有機発光装置の製造方法について説明する。
以下、本発明の有機発光装置の製造方法における第一の実施形態について説明する。本発明の有機発光装置の製造方法は、下記に示される製造プロセスを有する。
(A)下部電極に、発光領域を決めるための発光制限領域を設ける工程
(B)下部電極の上に、有機化合物層を形成する工程
(C)有機化合物層の端部をパターニングする工程
(D)有機化合物層の上に上部電極を形成する工程
(C1)有機化合物層を形成する工程を行う前にリフトオフ層を形成する工程
(C2)フォトリソグラフィを用いて、少なくともパッド部分を設ける領域に形成されているリフトオフ層が残留する形でリフトオフ層をパターニングする工程
(C3)有機化合物層の形成工程の後に、リフトオフ層の上に設けられた有機化合物層ごとリフトオフ層を除去する工程
まず有機発光装置を作製するために用いられる基板を作製する(図5(a))。本実施形態(第一の実施形態)で用いられる基板10は、少なくとも層間絶縁層11と、画素分離膜12と、を備える。ここで図5(a)に示される基板10において、層間絶縁膜11の上には下部電極21及び配線接続部24がそれぞれ所定の位置・領域に設けられ、下部電極21及び配線接続部24の端部は、画素分離膜12に被覆されている。また画素分離膜12は、発光画素20に相当する領域及び配線接続部24と上部電極との接触位置においてそれぞれ開口12aが設けられている。尚、図5(a)には図示されていないが、基板10には、有機発光装置の駆動を制御する制御回路が設けられていてもよい。ここで基板10に当該制御回路が含まれている場合、当該制御回路と下部電極21又は配線接続部24との電気接続を確保する目的で層間絶縁層11の一部にコンタクトホール13を設けておく。
次に、基板10の全面にわたってリフトオフ層53を成膜する。リフトオフ層53を形成する際に用いる材料としては、有機化合物層22を溶解させない溶剤に対して溶解性を有する材料であり、例えば、水溶性高分子材料等が好ましい。リフトオフ層53の構成材料として水溶性高分子を用いる場合、リフトオフ層53の成膜方法としては、スピンコートや、ディップコート等の塗布方式が採用され、容易に成膜可能である。
次に、パターニングされた有機化合物層22を設けたい領域(発光画素20を設けたい領域)について、レジスト層50及びリフトオフ層53を選択的に除去する。例えば、レジスト層50がポジ型のレジストである場合、図5(c)に示されるように、有機化合物層22を設けたい領域に開口を有するマスク51で露光52することで、発光画素20を少なくとも囲むように露光されたレジスト層50aが形成される。一方、ネガ型のレジストでレジスト層50形成した場合は、開口パターンが反転したマスクを使用すれば同じ形の露光されたレジスト層50aを形成することができる。
次に、露光されたレジスト層50aを現像液で現像することで除去した(図5(d))後に、パターニングされたレジスト層50をマスクとして、ドライエッチングを行う。ドライエッチングの具体的手法は、リフトオフ層53がエッチングできるガスを用いる限り特に限定されない。本実施形態では、リフトオフ層53をエッチングするガス(エッチングガス)として、酸素ガスを使用しているが、これに限定されるものではない。ドライエッチングによるリフトオフ層53の加工が終わったときには、エッチングマスクとして使用されたレジスト層50の一部あるいは全部がドライエッチングによって除去される。図5(e)では、ドライエッチングによるリフトオフ層53の加工が終わったときに、このドライエッチングによってレジスト層50が除去されている様子が示されているが、本工程において、レジスト層50を除去させる必然性はない。ガス種やリフトオフ層の膜厚がレジスト層50よりもずっと薄い場合にはレジスト層50の構成材料であるフォトレジストが残ることもあるが、この場合では、剥離液等を用いて残存するレジスト層50を除去してもよいし、ドライエッチをさらに行ってレジスト層50を除去してもよい。あるいは、そのままレジスト層50を残しておいてもよい。尚、リフトオフ層53上に設けられているレジスト層50を適正な厚さで形成すると、リフトオフ層53のドライエッチングの際にレジスト層50も除去させることもできるので、好ましい。また本工程により、下部電極21が露出する(図5(e))。このとき、次の工程で有機化合物層22となる膜を成膜する前に前処理を行うのが望ましい。例えば、アルゴンプラズマ処理、酸素プラズマ、UV照射処理、加熱処理等を基板10に施し、下部電極21の電荷注入性を整えるとともに、下部電極21の上に生じ得る汚染物等を除去する。
次に、下部電極21の上に、有機化合物層22となる膜を成膜する(図5(f))。本工程で下部電極21等の上に形成される有機化合物層22は、少なくとも発光層を含む一層あるいは複数の層からなる積層体である。ここで有機化合物層22が複数の層からなる場合、発光層以外の層として、具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層等が挙げられる。また有機化合物層22の層構成は、後の工程で形成される上部電極23の特性にもよるが、特に限定されない。ここでいう上部電極23の特性とは、主に上部電極23から注入されるキャリアである。上部電極23が正孔(正電荷のキャリア)を注入する場合は、下部電極21と発光層との間の層は電子を注入・輸送する層であり、上部電極23と発光層との間の層は、正孔を注入・輸送する層である。上部電極23が電子(負電荷のキャリア)を注入する場合は、下部電極21と発光層との間の層は正孔を注入・輸送する層であり、上部電極23と発光層との間の層は、電子を注入・輸送する層である。
次に、リフトオフを行い、リフトオフ層53、及びその上部にある有機化合物膜22を除去する(図5(g))。リフトオフの際には、有機材料への溶解度が小さい水を用いることが好ましい。リフトオフの方法としては水中に浸漬してもよいし、さらに超音波を照射してもよいし、基板10の上に二流体ノズルで水を吹き付けてもよい。このリフトオフ工程の後、有機化合物層22は、発光画素20を囲む形でパターニングされる。またこのリフトオフの際に、配線接続部24が露出される。尚、リフトオフ工程を行った後、より優れた素子特性を得るための追加工程として、水等を用いたリフトオフ工程によって生じ得る残留成分を基板10や有機化合物層22中から除去するために、真空中で基板10をベークする工程を追加することが好ましい。
有機化合物層22の加工の後、有機化合物層22の上に、上部電極23を形成する(図5(h))。ここで上部電極23は、図5(h)に示されるように、基板10の全面にわたって形成される。このため、上部電極23により有機化合物層22の膜端は被覆される。よって本発明では、有機化合物層22の膜端の形状の指標となる図3にて説明されたtan(θ)(tan(θ1))が0.20以上である場合であるため高い耐久性を得ることが可能である。
本発明においては、上部電極23となる電極膜について、膜の端部の断面形状の指標となる図3にて説明されたtan(θ)(tan(θ2))が0.20以上あることが好ましい。tan(θ2)を0.20以上にすることで、上部電極7の膜厚傾斜領域を縮小することができる。tan(θ2)が0.20以上となる端面を得るためには、上部電極23となる電極膜を形成した後、この電極膜を所定の形状に加工(パターニング)する。まず上部電極23の上にレジスト層50を設ける(図5(i))。レジスト層50の形成に使用されるフォトレジストがポジ型のレジストの場合、図5(j)に示されるように、上部電極23を除去したい領域に開口を有するフォトマスク51を使用して、露光光52を基板10に向けて照射する。これにより、露光されたレジスト層50aを得る。ネガ型レジストを用いてレジスト層50を形成している場合は、反転パターンのフォトマスクを用いて露光を行うことで、露光されたレジスト層50aを上記と同じ形状で得られる。
上部電極23を形成した(図5(k))後、有機発光装置を構成する有機発光素子や配線接続部24は、ガラスキャップ等で封止されてもよいし、無機材料からなる封止薄膜で封止されてもよい。好ましくは、無機材料からなる封止薄膜で有機発光素子や配線接続部24を封止する。本実施形態では、上部電極23の上に封止層30(封止薄膜)を形成する(図5(l))。封止層30の構成材料としては、防湿性の高い無機材料、例えば、窒化珪素や酸化珪素(SiO)、酸化アルミニウム(AlO)等があるが、本発明では薄膜による封止が可能であればよく、材料自体及びその組成比は特に限定されない。
次に、本発明の有機発光装置の製造方法の第二の実施形態について説明する。尚、本実施形態では、例えば、図4の有機発光装置2を製造することができる。本発明の有機発光装置の製造方法の第二の実施形態は、下記に示される製造プロセスを有する。
(A)下部電極に発光領域を決めるための発光領域制限部材を形成する工程
(B)下部電極の上に、有機化合物層と、第1の上部電極層と、を連続して形成する工程
(C)有機化合物層と、第1の上部電極層と、を同一の平面パターンでパターニングする工程
(D)第1の上部電極層の上に第2の上部電極層を形成する工程
以下に、有機発光装置2の製造方法と異なる点について説明する。
(C1)第1の上部電極層の上にレジスト層を設ける工程
(C2)レジスト層をフォトリソグラフィにより所定の形状を有するレジストパターンに加工する工程
(C3)レジストパターンを用いて有機化合物層及び第1の上部電極層の一部をエッチングにより除去する工程
まず有機発光装置を作製するために用いられる基板を作製する(図6(a))。本実施形態(第一の実施形態)で用いられる基板10は、少なくとも層間絶縁層11と、画素分離膜12と、を備える。ここで図6(a)に示される基板10において、層間絶縁膜11の上には下部電極21及び配線接続部24がそれぞれ所定の位置・領域に設けられ、下部電極21及び配線接続部24の端部は、発光領域制限部材である画素分離膜12に被覆されている。また画素分離膜12は、発光画素20に相当する領域及び配線接続部24と上部電極23との接触位置においてそれぞれ開口12aが設けられている。尚、図6(a)には図示されていないが、基板10には、有機発光装置の駆動を制御する制御回路が設けられていてもよい。ここで基板10に当該制御回路が含まれている場合、当該制御回路と下部電極21又は配線接続部24の電気接続を確保する目的で層間絶縁層11の一部にコンタクトホール13を設けておく。
基板10を作製した後、基板10の上に有機化合物層を形成する(図6(b))。尚、有機化合物層を形成する際には、第一の実施形態で示したプロセスと同様のプロセスを用いることができる。
有機化合物層22を形成した後、有機化合物層22の上に上部電極23を形成する。尚、本実施形態において形成される上部電極23は、第1の上部電極層26と、第2の上部電極層27と、が積層されてなる積層電極である。ここで上部電極23が陽極である場合、上部電極23からは正電荷のキャリアである正孔が有機化合物層22へ注入され、また上部電極23が陰極である場合、上部電極23からは負電荷のキャリアである電子が有機化合物層22へ注入される。
有機化合物層22及び第1の上部電極層26を、下部電極21を含めた基板10の全面に形成した(図6(c))後、以下に説明する方法で有機化合物層22及び第1の上部電極層26を加工する。まず、ポジレジストからなるレジスト層50を塗布・成膜し(図6(d))、エッチング除去する領域を、フォトマスク51を通して、露光光52による露光(図6(e))及び現像(図6(f))を行い、レジストパターンを形成する。次に、レジストパターンを保護膜とし、このレジストパターンに被覆されずに露出した第1の上部電極層26及び有機化合物層22を、それぞれエッチングによって除去する(図6(g))。次に、レジストパターンを除去して洗浄・乾燥を行うことで、有機化合物層22及び第1の上部電極層26のパターニングが完了する(図6(h))。尚、上記乾燥は、レジストパターンを除去した後で実施される洗浄工程で使用される水の一部が有機化合物層22あるいは下地回路の絶縁層に吸着することがあるためこれを脱離させるためである。
有機化合物層22及び第1の上部電極層26の加工の後、第1の上部電極層26の上に、第2の上部電極層27を形成する(図6(i))。ここで第2の上部電極層27は、図7(i)に示されるように、基板10の全面に亘って形成されるため、第1の上部電極層26は、第2の上部電極層27によって配線接続部24に電気接続される。
上部電極23を形成した後、有機発光装置を構成する有機発光素子や配線接続部24を封止する(図6(n)、(o))。封止を行う際は、第一の実施形態にて示された方法と同様の方法を採用することができる。
本発明に係る有機発光装置は、装置を構成する有機発光素子の発光の制御のための能動素子をさらに有していてもよい。能動素子はトランジスタ、MIM素子等のスイッチング素子が挙げられる。
次に、本発明の有機発光装置の用途について説明する。本発明の有機発光装置は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。表示装置として、赤緑青など複数の発光色の発光画素からなる表示装置にも用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルターを有する発光装置等の用途がある。カラーフィルターは例えば赤、緑、青の3つの色が透過するフィルターが挙げられる。
図5に示される製造プロセスに従って、図1の有機発光装置1を作製した。
n形シリコン半導体基板を出発材料として、以下の代表的な工程を経て下地駆動回路が形成された回路付基板(以下、基板10という。)を作製した。尚、ここで作製した回路付基板は、Al配線を有する基板であり、またこの回路付基板の作製フローは通常の半導体プロセスに則って実施できる。さらにこの回路付基板の作製フローにおいて、Cu配線を用いたり、トランジスタにダブルゲート等を採用したり、ソース・ドレインとチャネルとの間に低濃度不純物層を挿入したり、というような通常採用される半導体プロセスは適用できるものとする。
1)酸化によるLOCOS(Local Oxidation OF Silicon)の形成
2)イオン注入によるP型ウェル構造の形成
3)酸化によるゲート酸化膜の形成
4)ポリSiゲート電極の形成
5)イオン注入によるソース・ドレイン構造の形成
6)層間絶縁膜の形成及びCMP
7)コンタクトホールの形成
8)タンクステンでコンタクトホールの穴埋め及びCMP
9)Al配線形成
10)6)〜9)を繰り返す
11)層間絶縁膜11の形成及びCMP
12)コンタクトホール13の形成
13)タングステンでコンタクトホール13の穴埋め及びCMP
14)下部電極21を形成
15)必要な場合には、下部電極21の周辺を覆う画素分離膜12を形成
次に、水溶性高分子材料のポリビニルピロリドン(PVP)と水とを混合してPVP水溶液を調製した。次に、スピンコート法により、基板10の上に、調製したPVP水溶液を塗布・成膜した。次に、成膜したPVPからなる膜(PVP膜)を110℃でベークして乾燥させることで、膜厚500nmのリフトオフ層53を形成した(図5(b))。
真空蒸着法により、基板10及び下部電極21の上に有機化合物層22を形成した。ここで、本実施例にて使用した有機化合物を以下に列挙する。
次に、基板10の表面を純水で洗浄することでリフトオフを行った。リフトオフには、窒素ガス(30L/min)と純水(1L/min)とからなる二流体ノズルを使用した。本工程によって、リフトオフ層53の上に形成されている有機化合物層22が除去された。これにより、発光画素を囲むように有機化合物層22がパターニングされ、同時に、この工程によって、配線接続部24の表面が露出された。続いて真空中100℃の条件でベークを行って、基板10を乾燥させた。
次に、真空蒸着法により、基板10の全面に亘ってアルミニウム(Al)を膜厚20nmで成膜してAl膜を形成した。尚、有機化合物層22の膜端はAl膜に被覆されていた。次に、スパッタにより、インジウム亜鉛酸化物(IZO)を膜厚300nmで成膜して透明導電膜を形成した。尚、Al膜と透明導電膜とがこの順で積層されてなる積層電極膜は、上部電極23として機能する(図5(h))。次に、透明導電膜の上に、フォトレジスト材料(AZエレクトロニックマテリアルズ製、製品名「AZ1500」)を塗布しレジスト膜を形成した。次に、レジスト膜に含まれる溶剤を飛ばすことでフォトレジスト層50を形成した(図5(i))。このときフォトレジスト層50の膜厚は1000nmであった。
次に、窒化珪素(SiN)からなる薄膜による封止を行った。具体的には、まず前工程((5)の工程)まで終わった基板10の上に、SiH4及びN2を反応ガスとして用いたCVD成膜により、窒化珪素膜を膜厚2μmで形成した。次に、フォトリソグラフィによって、窒化珪素膜をパターニングして外部接続用のパッド電極を露出させる(不図示)と共に、封止層30を形成した(図5(l))。またこのとき、前工程にてパターニングされた上部電極23となる膜の端部は全て封止層30によって覆われていた。
実施例1において、有機化合物層22を、マスクを用いた真空蒸着法により、発光画素を覆うように成膜し、また上部電極23を、マスクを用いたスパッタ成膜により所定の形状で形成した。これらを除いては実施例1と同様の方法により有機発光装置1を作製した。
実施例1(1)において、画素分離膜12を設ける代わりに、フォトリソグラフィによって下部電極21を各画素のそれぞれにパターニング形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機発光装置1を作製した。
実施例1において、有機化合物層22を形成する際に、電子輸送層の膜厚を55nmとし、電子注入層として、銀と炭酸セシウムとを、炭酸セシウムが銀中に10重量%の濃度で含まれるように共蒸着した膜を膜厚4nmで成膜した。また上部電極23を形成する際に、銀を膜厚16nmで成膜し、さらにスパッタにより、インジウム亜鉛酸化物を膜厚300nmで成膜してなる積層電極膜を形成した。さらに、二酸化窒素(NO2)及びアンモニア(NH3)からなるエッチングガスを用いて、エッチングレートを82nm/minに設定し、10秒間エッチングすることで上記積層電極膜を構成するAgをドライエッチングした。以上を除いては、実施例1と同様の方法により有機発光装置を作製した。
実施例1において、使用する基板10(電極付基板)を、発光画素とこの発光画素に最も近接する配線接続部との距離が20μm以内である基板とした。これ以外は、実施例1と同様の方法により有機発光装置を作製した。
実施例1において、シリコン半導体基板の替わりに、ガラス・樹脂等の透明基板を用いた。またトランジスタを形成する層として、多結晶Si、非晶質Siあるいは酸化物半導体(例えば、IGZO)を用いた。さらに、下部電極21として、ITOからなる層のみからなる透明導電膜とした。また上部電極23として、Alからなる反射電極膜とし、具体的には、真空蒸着法によりAlを膜厚300nmで成膜した。また上部電極23を形成する際に行われる反射電極膜のドライエッチング条件として、塩化ホウ素(BCl3)及び塩素(Cl2)からなるエッチングガスを使用し、エッチングレートを10nm/secの条件とし、エッチング時間を30秒間とした。以上を除いては、実施例1と同様の方法により有機発光装置を作製した。
実施例1において、基板10に配置される発光画素20の配置態様が、2次元配置のマトリックス状(図2(c))となるように、電極付基板(基板10)を形成した以外は、実施例1と同様の方法により、有機発光装置1を作製した。
実施例1において、基板10に配置される発光画素20が、第1副画素20a、第2副画素20b及び第3副画素20cから構成され、発光画素20の配置態様が、2次元配置のマトリックス状(図2(d))となるように、電極付基板(基板10)を形成した。またマスクを用いた真空蒸着成膜により、有機化合物層を構成する各層の膜厚や発光層の構成材料を副画素単位で適宜変更しながら各副画素(20a、20b、20c)を構成する有機化合物層を形成した。以上を除いては、実施例1と同様の方法により有機発光装置を作製した。尚、本実施例において、第1副画素20aは青色副画素として機能し、第2副画素20bは緑色副画素として機能し、第3副画素20cは赤色副画素として機能する。
図6に示される製造プロセスに従って、図4の有機発光装置2を作製した。尚、本実施例では、発光層が赤色発光層である有機発光装置を作製したが、本発明はこれに限定されない。また本実施例にて作製された有機発光装置には発光画素が複数設けられているが、本発明においては、各光画素の配置についても特に限定されない。
実施例1(1)と同様の方法により、n形シリコン半導体基板を出発材料として基板10を作製した。
まず層間絶縁層11(コンタクトホール13が形成されている部分を含む)の全面に、Agを100nmの膜厚で成膜し、次いでAgからなる膜の上にインジウム錫酸化物(ITO)を25nmの膜厚で成膜したことで、積層電極膜を形成した。次に、公知のフォトリソグラフィ法を用いてとAgからなる膜(Ag膜)とITOからなる膜(ITO膜)とからなる積層電極膜をパターニングした。これにより、下部電極21と共に、下部電極21と同一の積層構成である配線接続部24を形成した。尚、これら電極は、コンタクトホール13に充填されるタングステン配線によって基板10の下層にある駆動回路にそれぞれ接続された(不図示)。
実施例1(3)と同様の方法により、有機化合物層22を形成した。
次に、真空蒸着あるいはスパッタにより、有機化合物層22の上に、Alを膜厚15nmで成膜して半透過層を形成した。次に、スパッタにより、半透過層の上に、インジウム亜鉛酸化物を膜厚200nmで成膜して透明電極層を形成した。尚、半透過層と透明電極層とがこの順で積層されてなる積層電極は、第1の上部電極層26として機能する(図6(c))。
次に、第1の上部電極層26の上にポジタイプのフォトレジスト(例えば、AZエレクトロニックマテリアルズ製、製品名「AZ1500」)を塗布しレジスト膜を成膜した。その後このレジスト膜に含まれる溶剤を飛ばすことでレジスト層50を形成した(図6(d))。このときレジスト層50の膜厚は1000nmであった。
次に、スパッタにより、第1の上部電極層26や配線接続部24が設けられている基板10の全面に亘って、インジウム亜鉛酸化物を膜厚200nmで成膜して、第2の上部電極層27となる透明電極層を形成した(図6(i))。次に、この透明電極層を、上記(4)(第1の上部電極層26の加工方法)と同様の方法により、所定の形状にパターニングして第2の上部電極層27を形成した(図6(j)〜(m))。尚、第2の上部電極層27を形成する際に、第2の上部電極層27のパターニングのレイアウトとしては、下記(5a)及び(5b)を満たす必要がある。
(5a)第2の上部電極層27が第1の上部電極層26の少なくとも一部に重なっていること
(5b)第2の上部電極層27が配線接続部24を覆っていること
次に、窒化珪素(SiN)からなる薄膜を用いて有機発光装置を構成する有機発光素子の封止を行った。具体的には、反応ガスとしてSiH4及びN2を用いたCVD成膜により、所定の形状にてパターニングされた第2の上部電極層27まで形成された基板10上に、窒化珪素を膜厚2μmで成膜して封止膜30になる窒化珪素膜を形成した(図6(n))。この後、フォトリソグラフィによって窒化珪素膜をパターニングして外部接続用のパッド電極を露出させた(不図示)。また、このとき、上記(5)にて形成された第2の上部電極層27の端部は、全て窒化珪素からなる封止膜30によって覆った(図6(o))。
実施例8において、有機化合物層22を、マスクを用いた真空蒸着法により、発光画素を覆うように成膜し、また第1の上部電極層26及び第2の上部電極層27を、マスクを用いたスパッタ成膜により所定の形状で形成した。これらを除いては実施例8と同様の方法により有機発光装置2を作製した。
実施例8(1)において、画素分離膜12を設ける代わりに、フォトリソグラフィによって下部電極21を各画素のそれぞれにパターニング形成した以外は、実施例8と同様の方法により有機発光装置2を作製した。
実施例8において、使用する基板10(電極付基板)を、発光画素とこの発光画素に最も近接する配線接続部との距離が20μm以内である基板とした。これ以外は、実施例8と同様の方法により有機発光装置2を作製した。
実施例8において、第1の上部電極層26を、下記(i)又は(ii)とした。
(i)膜厚が15nmであるAgからなる層(半透過Ag層)と膜厚が200nmであるインジウム亜鉛酸化物からなる層(透明電極層)との積層体
(ii)膜厚が215nmであるインジウム亜鉛酸化物からなる層(透明電極層のみからなる層
実施例8において、下部電極21を形成する際に、反射電極であるAg層の形成を省略してITO層のみからなる透明電極として形成した。これ以外は実施例8と同様の方法により有機発光装置2を作製した。
実施例8において、シリコン半導体基板の替わりに、ガラス・樹脂等の透明基板を用いた。またトランジスタを形成する層として、多結晶Si、非晶質Siあるいは酸化物半導体(例えば、IGZO)を用いた。さらに、下部電極21として、ITOからなる層のみからなる透明導電膜、あるいはAgからなる層(半透過膜)とITOからなる層(透明導電膜)とが積層されてなる積層電極膜とした。また第1の上部電極層26を、AlあるいはAgからなる層(反射電極膜)、又はAlあるいはAgからなる膜(反射電極膜)とインジウム亜鉛酸化物からなる層(透明導電膜)で膜厚が215nmからなる積層体とした。これらを除いては、実施例8と同様の方法により、有機発光装置2を作製した。尚、本実施例で作製された有機発光装置は、発光層から出力された光を基板側から取り出す「ボトムエミッション」タイプの有機発光装置である。また本実施例において、第1の上部電極層26の構成材料を、AlやAgからMo、Ti等の他の金属材料に入れ替えてもよい。
実施例8において、シリコン半導体基板の替わりに、ガラス・樹脂等の透明基板を用いた。またトランジスタを形成する層として、多結晶Si、非晶質Siあるいは酸化物半導体(例えば、IGZO)を用いた。さらに、下部電極として、Agからなる層(反射膜)とITOからなる層(透明導電膜)とが積層されてなる積層電極膜とした。また第1の上部電極層26として、下記(i)又は(ii)を選択した。
(i)膜厚が15nmであるAgからなる層(半透過Ag層)と膜厚が200nmであるインジウム亜鉛酸化物からなる層(透明電極層)との積層体
(ii)膜厚が215nmであるインジウム亜鉛酸化物からなる層(透明電極層のみからなる層
実施例8において、基板10に配置される発光画素20の配置態様が、2次元配置のマトリックス状(図2(c))となるように、電極付基板(基板10)を形成した以外は、実施例8と同様の方法により、有機発光装置2を作製した。
基板10に配置される発光画素20が、第1副画素20aと、第2副画素20bと、第3副画素20cとから構成され、発光画素20の配置態様が、2次元配置のマトリックス状(図2(d))となる有機発光装置2を作製した。
実施例8(1)に示されたプロセスに従い、各副画素(20a、20b、20c)を構成する下部電極(21a、21b、21c)及び配線接続部24を備える電極付基板(基板10)を作製した(図7(a))。
実施例8(2)乃至(4)に示されたプロセスに従い、各副画素(20a、20b、20c)を構成する有機化合物層(22a、22b、22c)及び第1の上部電極層(26a、26b、26c)を形成した。尚、各構成部材を形成する際に、使用した有機材料、構成部材の膜厚及び構成部材を形成する位置を副画素ごとに変化させた。
実施例8(5)に示されたプロセスに従い、第2の上部電極層27を、各副画素(20a、20b、20c)に共通する電極として形成した(図7(e))。尚、本実施例において、第2の上部電極層27は、実施例8(5)と同様に適宜加工(パターニング)を行ってもよい。
実施例8(6)に示されたプロセスに従い、封止層30を形成した(図7(f))。尚、本実施例において、封止膜30は、実施例8(6)と同様に適宜加工(パターニング)を行ってもよい。
上記の実施例1乃至4、6乃至8、9乃至12及び14乃至16では上部電極側から、実施例5及び13では下部電極側からそれぞれ光を取り出す有機発光装置が得られた。また実施例7及び16では、三色の発光画素(R、G、B)からなるフルカラーディスプレイが得られた。
Claims (22)
- 基板と、
前記基板の上に順次設けられる下部電極と、発光層を含む有機化合物層と、上部電極と、を有する有機発光装置であって、
前記有機化合物層が前記下部電極を被覆し、
前記上部電極が前記有機化合物層を被覆し、
前記上部電極が、前記基板に設けられた配線接続部と電気的に接続され、
前記有機化合物層の少なくとも一部の領域における膜端の断面の傾きと前記基板の表面とがなす角度をθ1としたときに、下記式(1)及び(2)が満たされることを特徴とする、有機発光装置。
(1)tan(θ1)=d1/d2
(2)tan(θ1)≧0.2
(式(1)において、d1は、有機化合物層の膜厚を表し、d2は、有機化合物層の膜端の断面のテーパー幅を表す。) - 前記上部電極の膜端の断面の傾きと前記基板の表面とがなす角度をθ2としたときに、下記式(3)及び(4)が満たされることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光装置。
(3)tan(θ2)=d3/d4
(4)tan(θ2)≧0.2
(式(3)において、d3は、上部電極の膜厚を表し、d4は、上部電極の膜端断面のテーパー幅を表す。) - 前記上部電極が、第1の上部電極層と、第2の上部電極層と、をこの順で有し、
前記有機化合物層の平面パターンが前記第1の上部電極層の平面パターンと略同一であり、
前記第2の上部電極層の少なくとも一部が、前記第1の上部電極層と重なり、
前記第2の上部電極層が、第1の上部電極層と重ならない領域において、前記基板に設けられた配線接続部と電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の有機発光装置。 - 前記第1の上部電極層の膜端の断面の傾きと前記基板の表面とがなす角度をθ3としたときに、下記式(5)及び(6)が満たされることを特徴とする、請求項3に記載の有機発光装置。
(5)tan(θ3)=d5/d6
(6)tan(θ3)≧0.2
(式(5)において、d5は、第1の上部電極層の膜厚を表し、d6は、第1の上部電極層の膜端断面のテーパー幅を表す。) - 前記第2の上部電極層の膜端の断面の傾きと前記基板の表面とがなす角度をθ4としたときに、下記式(7)及び(8)が満たされることを特徴とする、請求項3に記載の有機発光装置。
(7)tan(θ4)=d7/d8
(8)tan(θ4)≧0.2
(式(7)において、d7は、第2の上部電極層の膜厚を表し、d8は、第2の上部電極層の膜端断面のテーパー幅を表す。) - 前記第2の上部電極層が前記第1の上部電極層を覆うように形成されていることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の有機発光装置。
- 前記有機化合物層の膜端断面のテーパー幅、又は前記上部電極の膜端断面のテーパー幅が、5μm以下であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の有機発光装置。
- 前記有機化合物層の膜端の断面のテーパー幅、又は前記第1の上部電極層の膜端の断面のテーパー幅が、5μm以下であることを特徴とする、請求項3乃至6のいずれか一項に記載の有機発光装置。
- 前記上部電極を被覆するように封止層が形成され、
前記封止層の一部に、外部接続端子部を設けるための開口を有することを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機発光装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の有機発光装置と、前記有機発光装置に接続されている能動素子と、を有することを特徴とする、表示装置。
- 画像情報を入力する入力部と、前記画像情報を処理する情報処理部と、画像を表示する表示を有し、
前記表示部は、請求項10に記載の表示装置であることを特徴とする、画像情報処理装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の有機発光装置と、前記有機発光装置に駆動電圧を供給するAC/DCコンバーターと、を有することを特徴とする、照明装置。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の有機発光装置と、放熱板と、を有する照明装置であって、
前記放熱板が、前記照明装置内の熱を外部へ放出する放熱板であることを特徴とする、照明装置。 - 感光体と、前記感光体を帯電させる帯電部と、前記感光体を露光する露光部と、前記感光体に現像材を供給する現像部とを有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記露光部が、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の有機発光装置を有することを特徴とする、画像形成装置。 - 感光体を露光する露光装置であって、
前記露光装置が、複数の有機発光装置を有し、
前記複数の有機発光装置のうち少なくとも一つが、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の有機発光装置であり、
前記複数の有機発光装置が、前記感光体の長軸方向に沿って、一列に配置されていることを特徴とする、露光装置。 - 基板の上に順次設けられる下部電極と、発光層を含む有機化合物層と、上部電極と、を有する有機発光装置の製造方法において、
下部電極に、発光領域を決めるための発光制限領域を設ける工程と、
前記下部電極の上に、有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層をパターニングする工程と、
前記有機化合物層の上に上部電極を形成する工程と、を有し、
前記有機化合物層の膜端の断面の傾きと前記基板の表面とがなす角度をθ1としたときに、下記式(1)及び(2)が満たされることを特徴とする、有機発光装置の製造方法。
(1)tan(θ1)=d1/d2
(2)tan(θ1)≧0.2
(式(1)において、d1は、有機化合物層の膜厚を表し、d2は、有機化合物層の膜端の断面のテーパー幅を表す。) - 前記上部電極を形成する工程が、前記基板に設けられた配線接続部と導通し、前記有機化合物層の膜端を被覆し、かつ前記基板に設けられ前記基板側の導通をとるためのパッド部分と接続するように前記上部電極を設けることを特徴とする、請求項16に記載の有機発光装置の製造方法。
- 前記有機化合物層をパターニングする工程が、
前記有機化合物層を形成する工程を行う前にリフトオフ層を形成する工程と、
フォトリソグラフィを用いて、少なくとも前記パッド部分を設ける領域に形成されているリフトオフ層が残留する形でリフトオフ層をパターニングする工程と、
前記有機化合物層の形成工程の後に、リフトオフ層の上に設けられた有機化合物層ごとリフトオフ層を除去する工程と、を有することを特徴とする、請求項16に記載の有機発光装置の製造方法。 - 前記有機化合物層の端部をパターニングする工程が、
前記有機化合物層を形成する工程を行った後でリフトオフ層を形成する工程と、
フォトリソグラフィを用いて、少なくとも発光領域にあるリフトオフ層及び有機化合物層が残留するようにパターニングを行う工程と、
前記リフトオフ層を除去して前記有機化合物層の表面を露出させる工程と、を有することを特徴とする、請求項16に記載の有機発光装置の製造方法。 - 基板の上に順次設けられる下部電極と、上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に配置される発光層を含む有機化合物層と、を有する有機発光装置の製造方法において、
下部電極に発光領域を決めるための発光領域制限部材を形成する工程と、
前記下部電極の上に、有機化合物層と、第1の上部電極層と、を連続して形成する工程と、
前記有機化合物層及び前記第1の上部電極層をパターニングする工程と、
前記第1の上部電極層の上に第2の上部電極層を形成する工程と、を有し、
前記有機化合物層の平面パターンが、前記第1の上部電極層の平面パターンと略同一であり、
前記第2の上部電極層の少なくとも一部が前記第1の上部電極層と重なっており、
前記第2の上部電極層が、前記第1の上部電極層と重ならない領域において前記基板に設けられた配線接続部と電気的に接続されていることを特徴とする、有機発光装置の製造方法。 - 前記有機化合物層及び前記第1の上部電極層をパターニングする工程が、
前記第1の上部電極層の上にレジストを設ける工程と、
前記レジストをフォトリソグラフィにより所定の形状を有するレジストパターンに加工する工程と、
前記レジストパターンを用いて前記有機化合物層及び前記第1の上部電極層の一部をエッチングにより除去する工程と、からなることを特徴とする、請求項20に記載の有機発光装置の製造方法。 - 前記有機化合物層及び前記第1の上部電極層をパターニングする工程が、
前記有機化合物層となる膜を成膜する前に、前記有機化合物層及び前記第1の上部電極層を除去する領域にリフトオフ層を形成する工程と、
前記有機化合物層と、前記第1の上部電極層と、を連続して形成する工程と、
前記リフトオフ層をエッチングすることで、前記リフトオフ層、並びに前記リフトオフ層の上に設けられた前記有機化合物層及び前記第1の上部電極層を除去する工程と、からなることを特徴とする、請求項20に記載の有機発光装置の製造方法。
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