JP2023019087A - 有機デバイス、画像形成装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置、移動体、および、ウェアラブルデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】有機デバイスの信頼性の向上に有利な技術を提供する。【解決手段】基板の主面の上に、有機機能層を含む複数の画素が配された画素領域と、パッド電極を含む周辺領域と、を含み、前記画素領域および前記周辺領域を覆う封止層が配された有機デバイスであって、前記周辺領域において、前記封止層には、前記パッド電極を露出させるための開口部が設けられ、前記封止層の開口部は、前記封止層の上面から前記パッド電極に向かって延びる第１部分と、前記主面に対する正射影において、外縁が前記第１部分の外縁および前記パッド電極の外縁よりも内側に配され、前記第１部分の下端から前記パッド電極まで開口する第２部分と、を含み、前記パッド電極の上には、前記有機デバイスの外部に配される電極に電気的に接続するための導電粒子が配され、前記導電粒子の直径が、前記第２部分の高さよりも大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、有機デバイス、画像形成装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置、移動体、および、ウェアラブルデバイスに関する。

有機エレクトロルミネッセンス膜を用いた発光装置や、有機光電変換膜を用いた撮像装置など、有機化合物を含む有機機能層を備えた有機デバイスが知られている。有機化合物は、水分によって特性が劣化しやすい。特許文献１には、積層構造の封止層を用いて有機機能層を封止することが示されている。

特開２０１９－１９４９７０号公報

信頼性を向上させるために封止層の膜厚が厚くなると、周辺領域においてパッド電極を露出させるための開口部の段差が大きくなり、パッド電極に配線を接続するためのボンディング工程でボンディング不良が発生する可能性がある。

本発明は、有機デバイスの信頼性の向上に有利な技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る有機デバイスは、基板の主面の上に、有機機能層を含む複数の画素が配された画素領域と、パッド電極を含む周辺領域と、を含み、前記画素領域および前記周辺領域を覆う封止層が配された有機デバイスであって、前記周辺領域において、前記封止層には、前記パッド電極を露出させるための開口部が設けられ、前記封止層の開口部は、前記封止層の上面から前記パッド電極に向かって延びる第１部分と、前記主面に対する正射影において、外縁が前記第１部分の外縁および前記パッド電極の外縁よりも内側に配され、前記第１部分の下端から前記パッド電極まで開口する第２部分と、を含み、前記パッド電極の上には、前記有機デバイスの外部に配される電極に電気的に接続するための導電粒子が配され、前記導電粒子の直径が、前記第２部分の高さよりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、有機デバイスの信頼性の向上に有利な技術を提供することができる。

本実施形態にかかる有機デバイスの平面図。 図１の有機デバイスの断面図。 図１の有機デバイスの断面図。 図１の有機デバイスの断面図。 本実施形態の有機デバイスを用いた画像形成装置の一例を示す図。 本実施形態の有機デバイスを用いた表示装置の一例を示す図。 本実施形態の有機デバイスを用いた光電変換装置の一例を示す図。 本実施形態の有機デバイスを用いた電子機器の一例を示す図。 本実施形態の有機デバイスを用いた表示装置の一例を示す図。 本実施形態の有機デバイスを用いた照明装置の一例を示す図。 本実施形態の有機デバイスを用いた移動体の一例を示す図。 本実施形態の有機デバイスを用いたウェアラブルデバイスの一例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１～３を参照して、本開示の実施形態による有機デバイスについて説明する。図１は、本発明における有機デバイス１００の構造を示す平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ’における有機デバイス１００の断面図である。図３は、図１のＢ－Ｂ’における有機デバイス１００の断面図である。

図１に示されるように、有機デバイス１００は、複数の画素が配された画素領域１０と、パッド電極３０を含む周辺領域２０と、を含む。画素領域１０に配された画素は、有機発光材料や有機光電変換材料を用いた有機機能層２１１を含み、有機デバイス１００は、発光素子を含む発光装置や光電変換素子を含む撮像装置として機能しうる。周辺領域２０は、図１に示されるように、画素領域１０を囲むように配されてもよいし、画素領域１０のうち１つ以上の辺に沿って配されてもよい。周辺領域２０には、画素領域１０を制御するための回路などが配されうる。周辺領域２０に配されるパッド電極３０は、有機デバイス１００と有機デバイス１００の外部との間で信号などを授受するために用いられうる。例えば、パッド電極３０は、有機デバイス１００の中で生成された信号を外部に出力するために用いられてもよいし、有機デバイス１００を制御するための信号を外部から有機デバイス１００に入力するために用いられてもよい。また、例えば、パッド電極３０は、有機デバイス１００を駆動するための電力を供給するために用いられてもよい。パッド電極３０には、例えば、アルミニウムや銀、アルミニウム合金、銀合金、チタン、窒化チタンなどの金属材料が用いられうる。

図２、３に示されるように、有機デバイス１００は、基板２０１の主面２０５の側から絶縁層２０２、封止層３００、および、樹脂層４００が、この順で積層される。画素領域１０において、絶縁層２０２と封止層３００との間には、下部電極２１０、有機機能層２１１、上部電極２１２が配される。換言すると、絶縁層２０２は、有機機能層２１１と基板２０１の主面２０５との間に配される。また、周辺領域２０において、絶縁層２０２、封止層３００、および、樹脂層４００には、パッド電極３０を露出させるためのそれぞれ開口部が設けられている。本明細書において、基板２０１のうち絶縁層２０２、封止層３００、樹脂層４００などが配される側の面を主面２０５と呼ぶ。

絶縁層２０２は、絶縁性を有する材料を用いて形成される。絶縁層２０２は、少なくとも酸素およびシリコンを含む化合物、例えば、シリコン酸化物系の材料など無機系材料を含んでいてもよい。また、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などの有機系材料を用いて形成されていてもよい。本実施形態において、絶縁層２０２は、酸化シリコン（ＳｉＯ_ｘ）を用いて形成される。例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いた化学気相成長法（ＣＶＤ法）によって、絶縁層２０２が形成されてもよい。絶縁層２０２には良好な被覆性が求められるが、ＴＥＯＳは、エトキシ基を介した表面反応によって被覆性に優れた酸化シリコンを得ることができる。また、自然発火性を有するモノシラン（ＳｉＨ_４）ガスを用いて絶縁層２０２を形成する場合と比較して、自然発火性のないＴＥＯＳは安全に取り扱うことができる。絶縁性と平坦化性を確保するために、絶縁層２０２の厚さは０．５μｍ以上かつ５．０μｍ以下であってもよい。

基板２０１には、ガラスや樹脂などの絶縁性基板やアルミニウムやステンレスなどの導電基板、シリコンなどの半導体基板が用いられうる。基板２０１と絶縁層２０２との間には、トランジスタや配線パターンなどの電子回路（不図示）が配される。

絶縁層２０２の上には、画素領域１０において、下部電極２１０が配される。下部電極２１０は、タングステンなどの導電性材料で形成されるプラグ電極（不図示）によって基板２０１と絶縁層２０２との間に配される電子回路に接続される。下部電極２１０は、導電性が高い金属材料であってもよい。下部電極２１０には、例えば、アルミニウムや銀、アルミニウム合金、銀合金、チタン、窒化チタンなどの金属材料が用いられうる。下部電極２１０の電極間の電流リーク低減させるために、下部電極２１０の外縁取り囲むように、絶縁層２１３が配されていてもよい。

有機機能層２１１の上には、上部電極２１２が配される。上部電極２１２は、有機機能層２１１が有機発光材料を含む場合、有機機能層２１１で生じた光を射出させる電極である。また、上部電極２１２は、有機機能層２１１が有機光電変換材料を含む場合、有機機能層２１１に入射する光を透過させる電極である。多くの光を利用するために、上部電極２１２は、光透過性が高い材料が用いられうる。上部電極２１２には、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛などの透明酸化物導電材料が用いられてもよい。また、上部電極２１２には、薄膜の金属電極が用いられてもよい。この場合、例えば、金、白金、銀、アルミニウム、クロム、マグネシウムまたはこれらの合金の薄膜が用いられうる。薄膜の金属電極を用いる場合、高い導電性と金属による光の吸収を抑制とを両立するために、膜厚は、１ｎｍ以上かつ３０ｎｍ以下であってもよい。また、上部電極２１２にマグネシウムを用いる場合、マグネシウムは水分と反応しやすいため、有機機能層２１１と同様に、水分の侵入を抑制する必要がある。

上部電極２１２の上には、封止層３００が配される。本実施形態において、封止層３００は、基板２０１の表面の側から、絶縁層２０２よりも水分透過率が低い水分抑止層３０１、３０３を含む。さらに、封止層３００は、水分抑止層３０１と水分抑止層３０３との間に配され、水分抑止層３０１よりも欠陥密度が低い欠陥抑止層３０２を含む。本実施形態において、封止層３００は、水分透過率が低い水分抑止層３０１、３０３と、被覆性が極めて高く欠陥密度が低い欠陥抑止層３０２と、の積層構造とすることによって、有機機能層２１１を外部の雰囲気中の水分の影響を抑制することができる。

水分抑止層３０１、３０３は、少なくとも窒素およびシリコンを含む化合物を含んでいてもよく、より具体的には、シリコン窒化物系の材料を含みうる。例えば、水分抑止層３０１、３０３は、ＣＶＤ法を用いて形成された窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの所謂、窒化膜であってもよい。ＣＶＤ法で形成された窒化シリコンや酸窒化シリコンを用いた水分抑止層３０１、３０３は、水分透過率が１×１０^－６ｇ／ｍ^２・ｄａｙ程度と極めて低い。水分抑止層３０１、３０３は、窒化シリコンや酸窒化シリコンに限らず、上部電極２１２と同様に光透過性が高く、絶縁層２０２よりも水分透過率が少なくなるように形成されれば、どのような材料を用いてもよい。例えば、水分抑止層３０１、３０３は、水分透過率が１×１０^－５ｇ／ｍ^２・ｄａｙ以下となるように形成されうる。水分抑止層３０１と水分抑止層３０３とは、例えば、両方とも窒化シリコンであるなど同じ材料膜層であってもよいし、一方が窒化シリコンで他方が酸窒化シリコンであるなど異なる材料膜層であってもよい。また、水分抑止層３０１の膜厚と水分抑止層３０３の膜厚とは、互いに同じ膜厚であってもよいし、互いに異なる膜厚であってもよい。

欠陥抑止層３０２は、少なくとも酸素およびアルミニウムを含む化合物を含んでいてもよく、より具体的には、アルミニウム酸化物系の材料を含みうる。例えば、欠陥抑止層３０２は、原子層堆積法（ＡＬＤ法）を用いて形成された酸化アルミニウムであってもよい。真空状態の成膜チャンバ内に水分抑止層３０１を形成した基板２０１を載置し、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを流し、水分抑止層３０１の表面にＴＭＡを１原子層吸着させる。その後、ＴＭＡガスを成膜チャンバから排気する。次に、酸素を供給し、高周波電力を投入することなどによってプラズマを発生させ、水分抑止層３０１の表面に吸着したＴＭＡを酸化させる。続いて、成膜チャンバ内のＯ_２を排気する。これによって、水分抑止層３０１の表面に１原子層の酸化アルミニウムが形成される。これを繰り返し、所望の膜厚の酸化アルミニウムを用いた欠陥抑止層３０２が形成できる。

ＡＬＤ法によって形成された欠陥抑止層３０２は、凹凸部での膜の付き回りが高く、また、被覆性が極めて高いため、スパッタ法やＣＶＤ法などによって成膜した薄膜よりも膜中の欠陥密度が低いという特徴を有する。ＡＬＤ法は、成膜時間が長い。したがって、欠陥抑止層３０２を成膜するタクト時間を短くするために、欠陥抑止層３０２は、数十ｎｍ～数百ｎｍの膜厚であってもよい。例えば、欠陥抑止層３０２の膜厚は、１０ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下であってもよいし、さらに５０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下であってもよい。本実施形態では、欠陥抑止層３０２としてＡＬＤ法を用いて形成された酸化アルミニウムを用いるが、酸化チタンや酸化ジルコニウムなどを用いてもよい。また、形成方法もＡＬＤ法に限られることはなく、凹凸部での膜の付き回りが高く、被覆性が高い欠陥抑止層３０２が形成できればよい。

樹脂層４００には、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などが用いられうる。樹脂層４００には、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂などやそれらの混合材料が用いられてもよい。また、樹脂層４００の表面に撥水性を向上させるための表面処理を施してもよい。例えば、樹脂層４００の表面をエッチング処理することによって粗らしてもよいし、樹脂層４００の表面にフッ素系のガスを用いたプラズマ処理を行うことによって樹脂層４００の表面にフッ素コートを施しても良い。

有機デバイス１００は、封止層３００の上に、カラーフィルタ５００を備えていてもよい。カラーフィルタ５００は、カラーフィルタ５００の下地の平坦化層としても用いられる樹脂層４００の上に配される、赤色透過フィルタ５０１、緑色透過フィルタ５０２、青色透過フィルタ５０３を含みうる。カラーフィルタ５００の上に、さらに、樹脂を用いた平坦化層（不図示）が配されてもよい。カラーフィルタ５００を形成する工程は、材料の塗布と露光・現像とを各色のカラーフィルタごとに繰り返す。図３に示す構成において、樹脂層４００は、カラーフィルタ５００の平坦化層を兼ねるが、樹脂層４００の上に平坦化層（不図示）を形成し、その上にカラーフィルタ５００を形成してもよい。一方、樹脂層４００に平坦化層の機能を兼ねさせることによって、有機デバイス１００を製造する際のプロセスの簡素化とコスト削減とが可能となる。

次に、本実施形態における周辺領域２０に配されたパッド電極３０の周辺の構造について詳しく説明する。周辺領域２０において、絶縁層２０２、封止層３００、および、樹脂層４００には、パッド電極３０を露出させるためのそれぞれ開口部が設けられている。封止層３００に設けられた開口部は、封止層３００の上面３１１からパッド電極３０に向かって延びる部分６０１と、基板２０１の主面２０５に対する正射影において、外縁が部分６０１の外縁およびパッド電極３０の外縁よりも内側に配され、部分６０１の下端３１２からパッド電極３０まで開口する部分６０２と、を含む。これによって、パッド電極３０が露出する。図２、３に示されるように、パッド電極３０の部分６０１の外縁が、基板２０１の主面２０５に対する正射影において、パッド電極３０の外縁よりも外側に配されていてもよい。このように、封止層３００のパッド電極３０を露出させるための開口部は、封止層３００の中に下端３１２を含む段差を備えている。

露出したパッド電極３０の上には、有機デバイス１００の外部に配される電極に電気的に接続するための導電粒子６００が配される。図２、３には１つの導電粒子６００が示されているが、実際には多数の導電粒子が配される。例えば、導電粒子６００は、異方性導電膜（ＡＣＦ）に含まれる粒子であり、ＡＣＦなどを用いて、有機デバイス１００と有機デバイス１００の外部とを電気的に接続するためのフレキシブルケーブルが接続されうる。本実施形態において、この導電粒子６００の直径Ｒが、部分６０２の高さＨよりも大きくなっている。ここで、導電粒子６００の直径Ｒとは、パッド電極３０上に配された、ＡＣＦなどに含まれる複数の導電粒子の平均の直径でありうる。

有機機能層２１１を水分などから保護するために封止層３００を厚くした場合、周辺領域２０において、パッド電極３０を露出させるための開口部の段差が大きくなる。段差が大きくなると、パッド電極３０に配線を接続させるボンディング工程でボンディング不良が発生する可能性がある。図２、３に示されるように、封止層３００および樹脂層４００によって生じるパッド電極３０を露出させるための開口部の段差は、導電粒子６００の直径Ｒよりも大きいため、封止層３００および樹脂層４００に設けられた開口部の全体が、パッド電極３０の外縁よりも内側に配された場合、ボンディング不良が発生する可能性がある。そこで、開口部に生じる段差が小さくなるように、封止層３００に設ける開口部を広い部分６０１と、部分６０２と、に分け、部分６０２によって生じる段差（高さＨ）を小さくする。これによって、パッド電極３０に配線を接続させるボンディング工程でボンディング不良の発生を抑制することができる。

本実施形態においては、封止層３００の水分抑止層３０１、３０３および欠陥抑止層３０２に部分６０１が開口し、封止層３００のうち水分抑止層３０１および欠陥抑止層３０２に部分６０２が開口する。しかしながら、これに限られることはなく、封止層３００の水分抑止層３０１、３０３および欠陥抑止層３０２に部分６０１が開口し、封止層３００のうち水分抑止層３０１に部分６０２が開口してもよい。また、図２、３に示されるように、基板２０１の主面２０５に対する正射影において、樹脂層４００の開口部の外縁が、部分６０２の外縁よりも外側に配されている。この場合、基板２０１の主面２０５に対する正射影において、樹脂層４００の開口部の外縁が、封止層３００の開口部の部分６０１の外縁と重なるように配されていてもよい。樹脂層４００の開口部の外縁を封止層３００の開口部の部分６０１と揃えることによって、開口部を形成する際のプロセスステップを抑制できる可能性がある。また、樹脂層４００の開口部の外縁が、封止層３００の開口部の部分６０１の外縁よりも外側にあってもよい。

図２、３に示される構成では、封止層３００は、水分抑止層３０１、３０３および欠陥抑止層３０２の３層構造であるが、これに限られることはない。例えば、封止層３００は、１つの材料を用いた１層構造であってもよい。また、例えば、互いに異なる材料を用いた２層構造であってもよい。この場合、上層に開口部の部分６０１が開口し、下層に開口部の部分６０２が開口していてもよい。上層と下層との材料が異なることによって、部分６０１をエッチングする際に下層をエッチストッパとして用いるなど、プロセスが容易になる可能性がある。

また、本実施形態において、基板２０１の主面２０５に対する正射影において、絶縁層２０２の開口部の外縁が、封止層３００の開口部の部分６０２の外縁よりも外側に配されている。換言すると、絶縁層２０２の開口部の外縁を覆うように水分抑止層３０１が形成されている。酸化シリコンを用いた水分透過率が比較的高い絶縁層２０２が、パッド電極３０の周辺において露出せず、水分透過率が低いシリコン窒化物系の材料を用いた水分抑止層３０１によって覆われる。例えば、絶縁層２０２に用いる酸化シリコンの水分透過率は、水分抑止層３０１に用いるシリコン窒化物系の材料と比較して１～３桁ほど高い。これによって、絶縁層２０２を介して水分が有機機能層２１１まで浸透してしまうことが抑制できる。

また、図２、３に示される構成において、封止層３００のパッド電極３０を露出させるための開口部は、封止層３００の中に１つの下端３１２を備える２段構造であるが、これに限られることはない。封止層３００のパッド電極３０を露出させるための開口部は、３段以上の段差を有していてもよい。例えば、部分６０１に、さらに段差が形成されていてもよいし、部分６０２に、さらに段差が形成されていてもよい。これらの段差は、パッド電極３０から封止層３００の上面３１１に向かうにつれて、開口部が段階的に広くなるように配されうる。この場合、段差の段数によらず、基板２０１の主面２０５に対する正射影において、絶縁層２０２の開口部の外縁が、封止層３００の開口部の部分６０２の外縁よりも外側に配されれば、水分が有機機能層２１１まで浸透してしまうことが抑制できる。

また、図２に示されるように、互いに隣り合うパッド電極３０において、一方のパッド電極３０に対応して設けられた部分６０１と、他方のパッド電極に対応して設けられた部分６０１と、が連続して形成されていてもよい。つまり、互いに隣り合うパッド電極３０が、絶縁層２０２と封止層３００のうち水分抑止層３０１および欠陥抑止層３０２とによって分離されていてもよい。これによって、パッド電極３０が連続する方向に生じる段差が常に高さＨになり、ボンディング不良の発生が抑制される。

ここで、有機機能層２１１に関して具体的に説明する。本実施形態における有機機能層２１１は、上述のように、少なくとも有機発光材料、または、有機光電変換材料を含む。有機機能層２１１が有機発光材料を含む場合、有機デバイス１００は発光装置として機能しうる。一方、有機機能層２１１が有機光電変換材料を含む場合、有機デバイス１００は撮像装置として機能しうる。

有機発光材料は、公知の有機発光材料を用いることができる。単体で発光層として機能する発光材料でもよいし、発光層ホスト材料と発光材料との混合層としてもよい。有機発光材料としては、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、アントラセン誘導体、ルブレンなど）、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、スチルベン誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウムなどの有機アルミニウム錯体、イリジウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、銅錯体、ユーロピウム錯体、ルテニウム錯体、及びポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体があげられる。

発光層ホスト材料としては、芳香族炭化水素化合物もしくはその誘導体の他、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体などがあげられる。

有機光電変換材料は、公知の有機材料または有機・無機ハイブリッド材料のいずれかを用いることができる。有機光電変換材料としては、例えば、フラーレン系材料、フタロシアニン系材料、金属錯体系材料、スクアリウム系材料、アミン系材料、インダン系材料、フルオレン系材料などを用いることができる。これらの有機光電変換材料のうち１つで有機機能層２１１が構成されてもよいし、複数の材料で有機機能層２１１が構成されてもよい。また、有機機能層２１１は、これらの材料を用いた層を積層した構成としてもよい。有機・無機ハイブリッド材料としては、例えば、有機・無機ハイブリッド型ペロブスカイト膜を構成するための材料を用いることができる。有機・無機ハイブリッド型ペロブスカイト膜を構成する材料は、一般式ＡＢＸ_３で表わされるものでありうる。ここで、一般式においてＡおよびＢはカチオン材料であり、Ｘはアニオン材料である。有機・無機ハイブリッド材料は、Ａ、ＢあるいはＸの何れかが有機材料であり、Ａ＝ＣＨ_３ＮＨ_３、Ｂ＝Ｐｂ、Ｘ＝ＩであるＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_３を例にあげることができる。

有機機能層２１１と下部電極２１０との間や、有機機能層２１１と上部電極２１２との間に追加の機能層を配してもよい。追加の機能層としては、例えば電荷輸送層、電荷ブロック層があげられる。電荷輸送層の材料としては、正孔や電子の移動度が高い材料を用いることができる。また、電荷ブロック層のうち正孔ブロック層の材料としては、最高占有準位（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ：ＨＯＭＯ）が深い（真空準位に対してエネルギ的に遠い）材料を用いることができる。一方、電荷ブロック層のうち電子ブロック層としは、最高被占有準位（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ：ＬＵＭＯ）が浅い（真空準位に対して近い）材料を用いることができる。ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯは、絶対値の大きさに基づいて、高い、低いとも表現することができる。具体的には、ＨＯＭＯが深いとはＨＯＭＯが高いとも表現できる。その他についても同様である。

下部電極２１０と追加の機能層との界面や、上部電極２１２と追加の機能層の界面に、電荷注入層を形成してもよい。電荷注入層のうち電子注入層は、アルカリ（土類）金属、またはアルカリ（土類）金属化合物の薄膜（例えば、０．５～１ｎｍ）を用いることができる。例えば、電子注入層は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）やフッ化カリウム（ＫＦ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が用いられうる。また、電荷注入層のうち電子注入層は、有機化合物にドナー（電子供与性）ドーパントとして機能する金属または金属化合物を混合する層を用いることができる。電子注入効率を向上させるために、仕事関数の低い金属、または、その化合物をドーパントとして用いてもよい。仕事関数が低い金属として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または、希土類が用いられうる。大気中での取り扱いが比較的容易なアルカリ金属化合物が、電子注入層として用いられてもよい。例えば、アルカリ金属化合物は、セシウム化合物であってもよく、炭酸セシウムは大気中で安定であり、取り扱いが容易である。電子注入層の有機化合物は、電子輸送性の材料であってもよく、公知の材料、例えば、アルミキノリノール錯体やフェナントロリン化合物などを用いることができる。アルカリ金属は水分と反応しやすいため、有機機能層２１１と同様に水分の侵入を抑制する必要がある。

以下、本実施形態の有機デバイス１００の実施例について説明する。本実施例において、有機機能層２１１は、有機発光材料を含む。したがって、有機デバイス１００は、発光装置として機能する。

まず、基板２０１としてシリコン基板を準備した。基板２０１に電子回路（不図示）やパッド電極３０を形成した後、電子回路（不図示）やアルミニウム合金を用いたパッド電極３０が配された基板２０１の表面の上に絶縁層２０２を形成した。本実施例において、絶縁層２０２として、酸化シリコンを１μｍの膜厚で形成した。次いで、パッド電極３０の上に開口を有するマスクパターンを用いて、マスクパターンの開口した部分の絶縁層２０２をエッチングし、パッド電極３０を露出させるエッチングの工程を実施した。まず、所望の開口を有するマスクパターンをレジストの塗布および露光・現像工程を用いて形成した後、ドライエッチング装置で反応性ガスを用いたプラズマエッチングで絶縁層２０２のエッチングを行った。絶縁層２０２のエッチングの後、マスクパターンを剥離液で除去した。

次に、画素領域１０において、絶縁層２０２上に、複数の画素を形成する画素形成の工程を実施した。まず、絶縁層２０２の上に基板２０１の表面の側からアルミニウム合金と酸化インジウム錫が順次積層された下部電極２１０を形成した。下部電極２１０は、上述のように、絶縁層２０２に設けられたプラグ電極によって、絶縁層２０２の基板２０１側に配された電子回路と接続された。

下部電極２１０を形成した後、画素領域１０の下部電極２１０の上に有機発光材料を含む有機機能層２１１を形成した。有機機能層２１１の形成方法として、所望のパターニングの開口を有した蒸着マスクを用いた真空蒸着法を用いることができる。

絶縁層２０２上に、複数の画素を形成する画素形成の工程の後、封止層３００および樹脂層４００をこの順で積層した。まず、基板２０１の全体を覆うように封止層３００を形成した。まず、基板２０１の全面に、水分抑止層３０１として、ＣＶＤ法を用いて窒化シリコンを１５００ｎｍの膜厚で形成した。次いで、基板２０１の全面に水分抑止層３０１を覆うように、欠陥抑止層３０２として、ＡＬＤ法を用いて酸化アルミニウムを１００ｎｍの膜厚で形成した。さらに、基板２０１全面に欠陥抑止層３０２を覆うように、水分抑止層３０３として、ＣＶＤ法を用いて窒化シリコンを５００ｎｍの膜厚で形成した。次いで、基板２０１全面に水分抑止層３０３を覆うように、樹脂層４００として、スピンコート法を用いて４００ｎｍの膜厚で樹脂を塗布した後、高温で焼成した。上述したように、樹脂層４００は、カラーフィルタ５００の下部の平坦化層としても機能する。

次に、画素領域１０において、カラーフィルタ５００を形成した。赤色透過フィルタ５０１、緑色透過フィルタ５０２、青色透過フィルタ５０３は、材料塗布と露光・現像工程を各色のカラーフィルタごとに繰り返した。

カラーフィルタ５００の形成後、パッド電極３０の上の樹脂層４００および封止層３００をエッチングした。まず、基板２０１の主面２０５に対する正射影において、パッド電極３０の外縁よりも外側まで開口を有するマスクパターンをレジストの塗布および露光・現像工程を用いて形成した。次いで、ドライエッチング装置で反応性ガスを用いたプラズマエッチングで水分抑止層３０３のエッチングを行った。水分抑止層３０３のエッチングの後に、マスクパターンを剥離液で除去した。次いで、基板２０１の主面２０５に対する正射影において、パッド電極３０の外縁よりも内側に開口を有するマスクパターンをレジストの塗布および露光・現像工程を用いて形成した。このマスクパターンを用いて、欠陥抑止層３０２および水分抑止層３０１のエッチングを行い、パッド電極３０を露出させた。欠陥抑止層３０２および水分抑止層３０１のエッチングの後に、マスクパターンを剥離液で除去した。

パッド電極３０を露出させた後、パッド電極３０の上には、有機デバイス１００の外部に配される電極に電気的に接続するための導電粒子６００を配した。より具体的には、導電粒子６００を含む異方性導電膜（ＡＣＦ）を圧着した。この際に、封止層３００および樹脂層４００に設けられた開口部の全体がパッド電極３０の外縁よりも内側に配された場合と比較して、ボンディング不良の発生が抑制されていることを確認した。

ここで、本実施形態の有機デバイス１００を画像形成装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置、移動体、および、ウェアラブルデバイスに適用した応用例について図４～１２（ｂ）を用いて説明する。まず、上述の有機デバイス１００の詳細や変形例を示した後に、応用例を説明する。ここでは、有機デバイス１００として、有機機能層２１１に有機発光材料を用いた有機発光素子を例に説明する。

有機発光素子は、基板の上に、絶縁層、第一電極、有機化合物層、第二電極を形成して設けられる。陰極の上には、保護層、カラーフィルタ、マイクロレンズ等を設けてよい。カラーフィルタを設ける場合は、保護層との間に平坦化層を設けてよい。平坦化層はアクリル樹脂等で構成することができる。カラーフィルタとマイクロレンズとの間において、平坦化層を設ける場合も同様である。

基板は、石英、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、金属等が挙げられる。また、基板上には、トランジスタなどのスイッチング素子や配線を備え、その上に絶縁層を備えてもよい。絶縁層としては、第一電極との間に配線が形成可能なように、コンタクトホールを形成可能で、かつ接続しない配線との絶縁を確保できれば、材料は問わない。例えば、ポリイミド等の樹脂、酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いることができる。

電極は、一対の電極を用いることができる。一対の電極は、陽極と陰極であってよい。有機発光素子が発光する方向に電界を印加する場合に、電位が高い電極が陽極であり、他方が陰極である。また、発光層にホールを供給する電極が陽極であり、電子を供給する電極が陰極であるということもできる。

陽極の構成材料としては仕事関数がなるべく大きいものが良い。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン、等の金属単体やこれらを含む混合物、あるいはこれらを組み合わせた合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。またポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。

これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよく、複数の層で構成されていてもよい。

反射電極として用いる場合には、例えばクロム、アルミニウム、銀、チタン、タングステン、モリブデン、又はこれらの合金、積層したものなどを用いることができる。上記の材料にて、電極としての役割を有さない、反射膜として機能することも可能である。また、透明電極として用いる場合には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛などの酸化物透明導電層などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。電極の形成には、フォトリソグラフィ技術を用いることができる。

一方、陰極の構成材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えばリチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体またはこれらを含む混合物が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えばマグネシウム－銀、アルミニウム－リチウム、アルミニウム－マグネシウム、銀－銅、亜鉛－銀等が使用できる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。中でも銀を用いることが好ましく、銀の凝集を低減するため、銀合金とすることがさらに好ましい。銀の凝集が低減できれば、合金の比率は問わない。例えば、銀：他の金属が、１：１、３：１等であってよい。

陰極は、ＩＴＯなどの酸化物導電層を使用してトップエミッション素子としてもよいし、アルミニウム（Ａｌ）などの反射電極を使用してボトムエミッション素子としてもよいし、特に限定されない。陰極の形成方法としては、特に限定されないが、直流及び交流スパッタリング法などを用いると、膜のカバレッジがよく、抵抗を下げやすいためより好ましい。

有機化合物層は、単層で形成されても、複数層で形成されてもよい。複数層を有する場合には、その機能によって、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、と呼ばれてよい。有機化合物層は、主に有機化合物で構成されるが、無機原子、無機化合物を含んでいてもよい。例えば、銅、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、イリジウム、白金、モリブデン、亜鉛等を有してよい。有機化合物層は、第一電極と第二電極との間に配置されてよく、第一電極及び第二電極に接して配されてよい。

陰極の上に、保護層を設けてもよい。例えば、陰極上に吸湿剤を設けたガラスを接着することで、有機化合物層に対する水等の浸入を低減し、表示不良の発生を低減することができる。また、別の実施形態としては、陰極上に窒化ケイ素等のパッシベーション膜を設け、有機化合物層に対する水等の浸入を低減してもよい。例えば、陰極を形成後に真空を破らずに別のチャンバに搬送し、ＣＶＤ法で厚さ２μｍの窒化ケイ素膜を形成することで、保護層としてもよい。ＣＶＤ法の成膜の後で原子堆積法（ＡＬＤ法）を用いた保護層を設けてもよい。ＡＬＤ法による膜の材料は限定されないが、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等であってよい。ＡＬＤ法で形成した膜の上に、さらにＣＶＤ法で窒化ケイ素を形成してよい。ＡＬＤ法による膜は、ＣＶＤ法で形成した膜よりも小さい膜厚であってよい。具体的には、５０％以下、さらには、１０％以下であってよい。

保護層の上にカラーフィルタを設けてもよい。例えば、有機発光素子のサイズを考慮したカラーフィルタを別の基板上に設け、それと有機発光素子を設けた基板と貼り合わせてもよいし、上記で示した保護層上にフォトリソグラフィ技術を用いて、カラーフィルタをパターニングしてもよい。カラーフィルタは、高分子で構成されてよい。

カラーフィルタと保護層との間に平坦化層を有してもよい。平坦化層は、下の層の凹凸を低減する目的で設けられる。目的を制限せずに、材質樹脂層と呼ばれる場合もある。平坦化層は有機化合物で構成されてよく、低分子であっても、高分子であってもよいが、高分子であることが好ましい。

平坦化層は、カラーフィルタの上下に設けられてもよく、その構成材料は同じであっても異なってもよい。具体的には、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等があげられる。

有機発光装置は、その光出射側にマイクロレンズ等の光学部材を有してよい。マイクロレンズは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等で構成されうる。マイクロレンズは、有機発光装置から取り出す光量の増加、取り出す光の方向の制御を目的としてよい。マイクロレンズは、半球の形状を有してよい。半球の形状を有する場合、当該半球に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半球との接点がマイクロレンズの頂点である。マイクロレンズの頂点は、任意の断面図においても同様に決定することができる。つまり、断面図におけるマイクロレンズの半円に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半円との接点がマイクロレンズの頂点である。

また、マイクロレンズの中点を定義することもできる。マイクロレンズの断面において、円弧の形状が終了する点から別の円弧の形状が終了する点までの線分を仮想し、当該線分の中点がマイクロレンズの中点と呼ぶことができる。頂点、中点を判別する断面は、絶縁層に垂直な断面であってよい。

平坦化層の上には、対向基板を有してよい。対向基板は、前述の基板と対応する位置に設けられるため、対向基板と呼ばれる。対向基板の構成材料は、前述の基板と同じであってよい。対向基板は、前述の基板を第一基板とした場合、第二基板であってよい。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層（正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）は、以下に示す方法により形成される。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層は、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ等のドライプロセスを用いることができる。またドライプロセスに代えて、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により層を形成するウェットプロセスを用いることもできる。

ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。

上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。

発光装置は、発光素子に接続されている画素回路を有してよい。画素回路は、第一の発光素子、第二の発光素子をそれぞれ独立に発光制御するアクティブマトリックス型であってよい。アクティブマトリックス型の回路は電圧プログラミングであっても、電流プログラミングであってもよい。駆動回路は、画素毎に画素回路を有する。画素回路は、発光素子、発光素子の発光輝度を制御するトランジスタ、発光タイミングを制御するトランジスタ、発光輝度を制御するトランジスタのゲート電圧を保持する容量、発光素子を介さずにＧＮＤに接続するためのトランジスタを有してよい。

発光装置は、表示領域と、表示領域の周囲に配されている周辺領域とを有する。表示領域には画素回路を有し、周辺領域には表示制御回路を有する。画素回路を構成するトランジスタの移動度は、表示制御回路を構成するトランジスタの移動度よりも小さくてよい。

画素回路を構成するトランジスタの電流電圧特性の傾きは、表示制御回路を構成するトランジスタの電流電圧特性の傾きよりも小さくてよい。電流電圧特性の傾きは、いわゆるＶｇ－Ｉｇ特性により測定できる。

画素回路を構成するトランジスタは、第一の発光素子など、発光素子に接続されているトランジスタである。

有機発光装置は、複数の画素を有する。画素は互いに他と異なる色を発光する副画素を有する。副画素は、例えば、それぞれＲＧＢの発光色を有してよい。

画素は、画素開口とも呼ばれる領域が、発光する。この領域は第一領域と同じである。画素開口は１５μｍ以下であってよく、５μｍ以上であってよい。より具体的には、１１μｍ、９．５μｍ、７．４μｍ、６．４μｍ等であってよい。

副画素間は、１０μｍ以下であってよく、具体的には、８μｍ、７．４μｍ、６．４μｍであってよい。

画素は、平面図において、公知の配置形態をとりうる。例えは、ストライプ配置、デルタ配置、ペンタイル配置、ベイヤー配置であってよい。副画素の平面図における形状は、公知のいずれの形状をとってもよい。例えば、長方形、ひし形等の四角形、六角形、等である。もちろん、正確な図形ではなく、長方形に近い形をしていれば、長方形に含まれる。副画素の形状と、画素配列と、を組み合わせて用いることができる。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、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。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を有する発光装置等の用途がある。

表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された情報を処理する情報処理部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。

また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、赤外線方式でも、静電容量方式でも、抵抗膜方式であっても、電磁誘導方式であってもよく、特に限定されない。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。

次に、図面を参照しながら本実施形態に係る表示装置について説明する。

図４（ａ）、４（ｂ）は、有機発光素子とこの有機発光素子に接続されるトランジスタとを有する表示装置の例を示す断面模式図である。トランジスタは、能動素子の一例である。トランジスタは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であってもよい。

図４（ａ）は、本実施形態に係る表示装置の構成要素である画素の一例である。画素は、副画素８１０を有している。副画素はその発光により、８１０Ｒ、８１０Ｇ、８１０Ｂに分けられている。発光色は、発光層から発光される波長で区別されても、副画素から出社する光がカラーフィルタ等により、選択的透過または色変換が行われてもよい。それぞれの副画素は、層間絶縁層８０１の上に第一電極である反射電極８０２、反射電極８０２の端を覆う絶縁層８０３、第一電極と絶縁層とを覆う有機化合物層８０４、第二電極である透明電極８０５、保護層８０６、カラーフィルタ８０７を有している。

層間絶縁層８０１は、その下層または内部にトランジスタ、容量素子を配されていてよい。トランジスタと第一電極は不図示のコンタクトホール等を介して電気的に接続されていてよい。

絶縁層８０３は、バンク、画素分離膜とも呼ばれる。第一電極の端を覆っており、第一電極を囲って配されている。絶縁層の配されていない部分が、有機化合物層８０４と接し、発光領域となる。

有機化合物層８０４は、正孔注入層８４１、正孔輸送層８４２、第一発光層８４３、第二発光層８４４、電子輸送層８４５を有する。

第二電極は、透明電極であっても、反射電極であっても、半透過電極であってもよい。

保護層８０６は、有機化合物層に水分が浸透することを低減する。保護層は、一層のように図示されているが、複数層であってよい。層ごとに無機化合物層、有機化合物層があってよい。

カラーフィルタ８０７は、その色により８０７Ｒ、８０７Ｇ、８０７Ｂに分けられる。カラーフィルタは、不図示の平坦化膜上に形成されてよい。また、カラーフィルタ上に不図示の樹脂保護層を有してよい。また、カラーフィルタは、保護層８０６上に形成されてよい。またはガラス基板等の対向基板上に設けられた後に、貼り合わせられよい。

図４（ｂ）の表示装置８００は、有機発光素子８２６とトランジスタの一例としてＴＦＴ８１８が記載されている。ガラス、シリコン等の基板８１１とその上部に絶縁層８１２が設けられている。絶縁層の上には、ＴＦＴ８１８等の能動素子が配されており、能動素子のゲート電極８１３、ゲート絶縁膜８１４、半導体層８１５が配置されている。ＴＦＴ８１８は、他にも半導体層８１５とドレイン電極８１６とソース電極８１７とで構成されている。ＴＦＴ８１８の上部には絶縁膜８１９が設けられている。絶縁膜に設けられたコンタクトホール８２０を介して有機発光素子８２６を構成する陽極８２１とソース電極８１７とが接続されている。

なお、有機発光素子８２６に含まれる電極（陽極、陰極）とＴＦＴに含まれる電極（ソース電極、ドレイン電極）との電気接続の方式は、図４（ｂ）に示される態様に限られるものではない。つまり陽極又は陰極のうちいずれか一方とＴＦＴソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが電気接続されていればよい。ＴＦＴは、薄膜トランジスタを指す。

図４（ｂ）の表示装置８００では有機化合物層を１つの層の如く図示をしているが、有機化合物層８２２は、複数層であってもよい。陰極８２３の上には有機発光素子の劣化を低減するための第一の保護層８２４や第二の保護層８２５が設けられている。

図４（ｂ）の表示装置８００ではスイッチング素子としてトランジスタを使用しているが、これに代えて他のスイッチング素子として用いてもよい。

また、図４（ｂ）の表示装置８００に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。なお、薄膜トランジスタはＴＦＴ素子とも呼ばれる。

図４（ｂ）の表示装置８００に含まれるトランジスタは、Ｓｉ基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Ｓｉ基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。

本実施形態に係る有機発光素子はスイッチング素子の一例であるＴＦＴにより発光輝度が制御され、有機発光素子を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。なお、本実施形態に係るスイッチング素子は、ＴＦＴに限られず、低温ポリシリコンで形成されているトランジスタ、Ｓｉ基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。基板内にトランジスタを設けるか、ＴＦＴを用いるかは、表示部の大きさによって選択され、例えば０．５インチ程度の大きさであれば、Ｓｉ基板上に有機発光素子を設けてもよい。

図５（ａ）～５（ｃ）は、本実施形態の有機デバイス１００を用いた画像形成装置の一例を表す模式図である。図５（ａ）に示される画像形成装置９２６は、感光体９２７、露光光源９２８、現像部９３１、帯電部９３０、転写器９３２、搬送部９３３（図５（ａ）の構成において、搬送ローラー）、定着器９３５を含む。

露光光源９２８から光９２９が照射され、感光体９２７の表面に静電潜像が形成される。この露光光源９２８に、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００が適用できる。現像部９３１は、現像剤としてトナーなどを含み、露光された感光体９２７に現像剤を付与する現像器として機能しうる。帯電部９３０は、感光体９２７を帯電させる。転写器９３２は、現像された画像を記録媒体９３４に転写する。搬送部９３３は、記録媒体９３４を搬送する。記録媒体９３４は、例えば、紙やフィルムでありうる。定着器９３５は、記録媒体に形成された画像を定着させる。

図５（ｂ）および図６（ｃ）には、露光光源９２８に発光部９３６が長尺状の基板に長手方向に沿って複数配置されている様子を示す模式図である。この発光部９３６に、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００が適用されうる。つまり、画素領域１０に配された複数の画素が、基板の長手方向に沿って配される。方向９３７は、感光体９２７の軸に平行な方向である。この列方向は、感光体９２７が回転する際の軸の方向と同じである。この方向９３７は、感光体９２７の長軸方向と呼ぶこともできる。

図５（ｂ）は、発光部９３６を感光体９２７の長軸方向に沿って配置した形態である。図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示される発光部９３６の配置の変形例であり、第１列と第２列とのそれぞれにおいて発光部９３６が列方向に交互に配置されている形態である。第１列と第２列とでは、行方向に異なる位置に発光部９３６が配置されている。第１列には、複数の発光部９３６が間隔をあけて配され、第２列には、第１列の発光部９３６同士の間隙に対応する位置に発光部９３６が配される。また、行方向にも、複数の発光部９３６が間隔をあけて配されている。図５（ｃ）に示される発光部９３６の配置は、たとえば格子状に配置されている状態、千鳥格子に配置されている状態、あるいは市松模様と言い換えることもできる。

図６は、本実施形態の有機デバイス１００を用いた表示装置の一例を表す模式図である。表示装置１０００は、上部カバー１００１と、下部カバー１００９と、の間に、タッチパネル１００３、表示パネル１００５、フレーム１００６、回路基板１００７、バッテリー１００８を有していてもよい。タッチパネル１００３および表示パネル１００５は、フレキシブルプリント回路ＦＰＣ１００２、１００４が接続されている。回路基板１００７には、トランジスタなどの能動素子が配される。バッテリー１００８は、表示装置１０００が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、この位置に設ける必要はない。表示パネル１００５に、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００が適用できる。表示パネル１００５として機能する有機デバイス１００は、回路基板１００７に配されたトランジスタなどの能動素子と接続され動作する。

図６に示される表示装置１０００は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光し電気信号に光電変換する撮像素子とを有する光電変換装置（撮像装置）の表示部に用いられてもよい。光電変換装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有してもよい。また、表示部は、光電変換装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。光電変換装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってもよい。

図７は、本実施形態の有機デバイス１００を用いた光電変換装置の一例を表す模式図である。光電変換装置１１００は、ビューファインダ１１０１、背面ディスプレイ１１０２、操作部１１０３、筐体１１０４を有してよい。光電変換装置１１００は、撮像装置とも呼ばれうる。表示部であるビューファインダ１１０１に、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００が適用できる。この場合、有機デバイス１００は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示などを表示してもよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性などであってよい。

撮像に適するタイミングはわずかな時間である場合が多いため、少しでも早く情報を表示した方がよい。したがって、有機ＥＬ素子などの有機発光材料を含む有機デバイス１００がビューファインダ１１０１に用いられうる。有機発光材料は応答速度が速いためである。有機発光材料を用いた有機デバイス１００は、表示速度が求められる、これらの装置に、液晶表示装置よりも適している。

光電変換装置１１００は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、光学部を通過した光を受光する筐体１１０４内に収容されている光電変換素子（不図示）に結像する。複数のレンズは、その相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。

有機デバイス１００、は、電子機器の表示部に適用されてもよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイなどが挙げられる。

図８は、本実施形態の有機デバイス１００を用いた電子機器の一例を表す模式図である。電子機器１２００は、表示部１２０１と、操作部１２０２と、筐体１２０３を有する。筐体１２０３には、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、通信部、を有してよい。操作部１２０２は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部１２０２は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する携帯機器は通信機器ということもできる。表示部１２０１に、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００が適用できる。

図９（ａ）、９（ｂ）は、本実施形態の有機デバイス１００を用いた表示装置の一例を表す模式図である。図９（ａ）は、テレビモニタやＰＣモニタなどの表示装置である。表示装置１３００は、額縁１３０１を有し表示部１３０２を有する。表示部１３０２に、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００、が適用できる。表示装置１３００は、額縁１３０１と表示部１３０２とを支える土台１３０３を有していてもよい。土台１３０３は、図９（ａ）の形態に限られない。例えば、額縁１３０１の下辺が土台１３０３を兼ねていてもよい。また、額縁１３０１および表示部１３０２は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、５０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下であってよい。

図９（ｂ）は、本実施形態の有機デバイス１００を用いた表示装置の他の例を表す模式図である。図９（ｂ）の表示装置１３１０は、折り曲げ可能に構成されており、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置１３１０は、第１表示部１３１１、第２表示部１３１２、筐体１３１３、屈曲点１３１４を有する。第１表示部１３１１と第２表示部１３１２とには、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００が適用できる。第１表示部１３１１と第２表示部１３１２とは、つなぎ目のない１枚の表示装置であってよい。第１表示部１３１１と第２表示部１３１２とは、屈曲点で分けることができる。第１表示部１３１１と第２表示部１３１２とは、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第１表示部と第２表示部とで１つの画像を表示してもよい。

図１０は、本実施形態の有機デバイス１００を用いた照明装置の一例を表す模式図である。照明装置１４００は、筐体１４０１と、光源１４０２と、回路基板１４０３と、光学フィルム１４０４と、光拡散部１４０５と、を有していてもよい。光源１４０２には、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００が適用できる。光学フィルム１４０４は光源の演色性を向上させるフィルタであってよい。光拡散部１４０５は、ライトアップなど、光源の光を効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。照明装置１４００は、光学フィルム１４０４と光拡散部１４０５との両方を有していてもよいし、何れか一方のみを有していてもよい。

照明装置１４００は例えば室内を照明する装置である。照明装置１４００は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。それらを調光する調光回路を有してよい。照明装置１４００は、光源１４０２として機能する有機デバイス１００に接続される電源回路を有していてもよい。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、白とは色温度が４２００Ｋで昼白色とは色温度が５０００Ｋである。また、照明装置１４００は、カラーフィルタを有してもよい。また、照明装置１４００は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコンなどが挙げられる。

図１１は、本実施形態の有機デバイス１００を用いた車両用の灯具の一例であるテールランプを有する自動車の模式図である。自動車１５００は、テールランプ１５０１を有し、ブレーキ操作などを行った際に、テールランプ１５０１を点灯する形態であってもよい。本実施形態の有機デバイス１００は、車両用の灯具としてヘッドランプに用いられてもよい。自動車は移動体の一例であり、移動体は船舶やドローン、航空機、鉄道車両、産業用ロボットなどであってもよい。移動体は、機体とそれに設けられた灯具を有してよい。灯具は機体の現在位置を知らせるものであってもよい。

テールランプ１５０１に、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００が適用できる。テールランプ１５０１は、テールランプ１５０１として機能する有機デバイス１００を保護する保護部材を有してよい。保護部材は、ある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネートなどで構成されてもよい。また、保護部材は、ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体などを混ぜてよい。

自動車１５００は、車体１５０３、それに取り付けられている窓１５０２を有してもよい。窓は、自動車の前後を確認するための窓であってもよいし、透明なディスプレイであってもよい。当該透明なディスプレイは、有機機能層２１１に有機発光材料を含む有機デバイス１００が用いられてもよい。この場合、有機デバイス１００が有する電極などの構成材料は透明な部材で構成される。

図１２（ａ）、１２（ｂ）を参照して、上述の有機デバイス１００のさらなる適用例について説明する。有機デバイス１００は、例えばスマートグラス、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、スマートコンタクトのようなウェアラブルデバイスとして装着可能なシステムに適用できる。このような適用例に使用される撮像表示装置は、可視光を光電変換可能な撮像装置と、可視光を発光可能な発光装置とを有する。

図１２（ａ）は、１つの適用例に係る眼鏡１６００（スマートグラス）を説明する。眼鏡１６００のレンズ１６０１の表面側に、ＣＭＯＳセンサやＳＰＡＤのような撮像装置１６０２が設けられている。また、レンズ１６０１の裏面側には、上述した有機デバイス１００が設けられている。

眼鏡１６００は、制御装置１６０３をさらに備える。制御装置１６０３は、撮像装置１６０２と各実施形態に係る有機デバイス１００に電力を供給する電源として機能する。また、制御装置１６０３は、撮像装置１６０２と有機デバイス１００の動作を制御する。レンズ１６０１には、撮像装置１６０２に光を集光するための光学系が形成されている。

図１２（ｂ）は、１つの適用例に係る眼鏡１６１０（スマートグラス）を説明する。眼鏡１６１０は、制御装置１６１２を有しており、制御装置１６１２に、撮像装置１６０２に相当する撮像装置と、有機デバイス１００が搭載される。レンズ１６１１には、制御装置１６１２内の撮像装置と、有機デバイス１００からの発光を投影するための光学系が形成されており、レンズ１６１１には画像が投影される。制御装置１６１２は、撮像装置および有機デバイス１００に電力を供給する電源として機能するとともに、撮像装置および有機デバイス１００の動作を制御する。制御装置１６１２は、装着者の視線を検知する視線検知部を有してもよい。視線の検知は赤外線を用いてよい。赤外発光部は、表示画像を注視しているユーザーの眼球に対して、赤外光を発する。発せられた赤外光の眼球からの反射光を、受光素子を有する撮像部が検出することで眼球の撮像画像が得られる。平面視における赤外発光部から表示部への光を低減する低減手段を有することで、画像品位の低下を低減する。

赤外光の撮像により得られた眼球の撮像画像から表示画像に対するユーザーの視線を検出する。眼球の撮像画像を用いた視線検出には任意の公知の手法が適用できる。一例として、角膜での照射光の反射によるプルキニエ像に基づく視線検出方法を用いることができる。

より具体的には、瞳孔角膜反射法に基づく視線検出処理が行われる。瞳孔角膜反射法を用いて、眼球の撮像画像に含まれる瞳孔の像とプルキニエ像とに基づいて、眼球の向き（回転角度）を表す視線ベクトルが算出されることにより、ユーザーの視線が検出される。

本発明の一実施形態に係る有機デバイス１００は、受光素子を有する撮像装置を有し、撮像装置からのユーザーの視線情報に基づいて表示画像を制御してよい。

具体的には、有機デバイス１００は、視線情報に基づいて、ユーザーが注視する第１視界領域と、第１視界領域以外の第２視界領域とを決定する。第１視界領域、第２視界領域は、有機デバイス１００の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを受信してもよい。有機デバイス１００の表示領域において、第１視界領域の表示解像度を第２視界領域の表示解像度よりも高く制御してもよい。つまり、第２視界領域の解像度を第１視界領域よりも低くしてよい。

また、表示領域は、第１表示領域、第１表示領域とは異なる第２表示領域とを有し、視線情報に基づいて、第１表示領域および第２表示領域から優先度が高い領域が決定される。第１表示領域、第２表示領域は、有機デバイス１００の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを受信してもよい。優先度の高い領域の解像度を、優先度が高い領域以外の領域の解像度よりも高く制御してよい。つまり優先度が相対的に低い領域の解像度を低くしてよい。

なお、第１視界領域や優先度が高い領域の決定には、ＡＩを用いてもよい。ＡＩは、眼球の画像と当該画像の眼球が実際に視ていた方向とを教師データとして、眼球の画像から視線の角度、視線の先の目的物までの距離を推定するよう構成されたモデルであってよい。ＡＩプログラムは、有機デバイス１００が有しても、撮像装置が有しても、外部装置が有してもよい。外部装置が有する場合は、通信を介して、有機デバイス１００に伝えられる。

視認検知に基づいて表示制御する場合、外部を撮像する撮像装置を更に有するスマートグラスに好ましく適用できる。スマートグラスは、撮像した外部情報をリアルタイムで表示することができる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神および範囲から離脱することなく、様々な変更および変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１０：画素領域、２０：周辺領域、３０：パッド電極、１００：有機デバイス、２０１：基板、２０５：主面、２１１：有機機能層、３００：封止層、６００：導電粒子、６０１，６０２：部分、Ｈ：高さ、Ｒ：直径

Claims (25)

1. 基板の主面の上に、有機機能層を含む複数の画素が配された画素領域と、パッド電極を含む周辺領域と、を含み、前記画素領域および前記周辺領域を覆う封止層が配された有機デバイスであって、
   前記周辺領域において、前記封止層には、前記パッド電極を露出させるための開口部が設けられ、
   前記封止層の開口部は、前記封止層の上面から前記パッド電極に向かって延びる第１部分と、前記主面に対する正射影において、外縁が前記第１部分の外縁および前記パッド電極の外縁よりも内側に配され、前記第１部分の下端から前記パッド電極まで開口する第２部分と、を含み、
   前記パッド電極の上には、前記有機デバイスの外部に配される電極に電気的に接続するための導電粒子が配され、
   前記導電粒子の直径が、前記第２部分の高さよりも大きいことを特徴とする有機デバイス。
2. 前記第１部分の外縁が、前記主面に対する正射影において、前記パッド電極の外縁よりも外側に配されていることを特徴とする請求項１に記載の有機デバイス。
3. 前記導電粒子が、異方性導電膜に含まれる粒子であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機デバイス。
4. 前記封止層が、第１層と、前記第１層と前記主面との間に配され、前記第１層とは異なる材料を用いた第２層と、を含み、
   前記第１層に前記第１部分が開口し、前記第２層に前記第２部分が開口していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の有機デバイス。
5. 前記封止層が、前記第２層と前記主面との間に配され、前記第２層とは異なる材料を用いた第３層をさらに含み、
   前記第２層および前記第３層に、前記第２部分が開口していることを特徴とする請求項４に記載の有機デバイス。
6. 前記第２層が、前記第１層および前記第３層よりも欠陥密度が低い層であることを特徴とする請求項５に記載の有機デバイス。
7. 前記第１層と前記第３層とが、同じ材料を用いていることを特徴とする請求項５または６に記載の有機デバイス。
8. 前記画素領域および前記周辺領域を覆う絶縁層がさらに配され、
   前記画素領域において、前記有機機能層と前記主面との間に、前記絶縁層が配され、
   前記周辺領域において、
   前記封止層と前記主面との間に、前記絶縁層が配され、
   前記絶縁層には、前記パッド電極を露出させるための開口部が設けられ、
   前記主面に対する正射影において、前記絶縁層の開口部の外縁が、前記第２部分の外縁よりも外側に配されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の有機デバイス。
9. 前記画素領域および前記周辺領域を覆う絶縁層がさらに配され、
   前記画素領域において、前記有機機能層と前記主面との間に、前記絶縁層が配され、
   前記周辺領域において、
   前記封止層と前記主面との間に、前記絶縁層が配され、
   前記絶縁層には、前記パッド電極を露出させるための開口部が設けられ、
   前記主面に対する正射影において、前記絶縁層の開口部の外縁が、前記第２部分の外縁よりも外側に配され、
   前記第３層の水分透過率が、前記絶縁層の水分透過率よりも低いことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の有機デバイス。
10. 前記パッド電極は、互いに隣り合う第１パッド電極と第２パッド電極とを含み、
    前記第１パッド電極に対応して設けられた前記第１部分と、前記第２パッド電極に対応して設けられた前記第１部分と、が連続して形成されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の有機デバイス。
11. 前記封止層の上に樹脂層がさらに配され、
    前記周辺領域において、前記樹脂層には前記パッド電極を露出させるための開口部が設けられ、
    前記主面に対する正射影において、前記樹脂層の開口部の外縁が、前記第２部分の外縁よりも外側に配されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の有機デバイス。
12. 前記主面に対する正射影において、前記樹脂層の開口部の外縁が、前記第１部分の外縁に重なるように配されていることを特徴とする請求項１１に記載の有機デバイス。
13. 前記画素領域において、前記封止層の上に配されたカラーフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の有機デバイス。
14. 前記有機機能層が、有機発光材料を含むことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の有機デバイス。
15. 前記有機機能層が、有機光電変換材料を含むことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の有機デバイス。
16. 前記複数の画素が、前記基板の長手方向に沿って配されていることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の有機デバイス。
17. 感光体と、前記感光体を露光するための露光光源と、露光された前記感光体に現像剤を付与する現像器と、前記現像器に現像された像を記録媒体に転写する転写器とを有し、
    前記露光光源が請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の有機デバイスを有することを特徴とする画像形成装置。
18. 請求項１乃至１６の何れか１項に記載の有機デバイスと、前記有機デバイス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。
19. 複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、画像を表示する表示部と、を有し、
    前記表示部は、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部であり、かつ、請求項１乃至１６の何れか１項に記載の有機デバイスを有することを特徴とする光電変換装置。
20. 表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有し、
    前記表示部は、請求項１乃至１６の何れか１項に記載の有機デバイスを有することを特徴とする電子機器。
21. 光源と、光拡散部および光学フィルムの少なくとも一方と、を有する照明装置であって、
    前記光源は、請求項１乃至１６の何れか１項に記載の有機デバイスを有することを特徴とする照明装置。
22. 機体と、前記機体に設けられている灯具と、を有する移動体であって、
    前記灯具は、請求項１乃至１６の何れか１項に記載の有機デバイスを有することを特徴とする移動体。
23. 画像を表示するための表示装置を有するウェアラブルデバイスであって、
    前記表示装置は、請求項１乃至１６の何れか１項に記載の有機デバイスを有することを特徴とするウェアラブルデバイス。
24. 基板の主面の上に、有機機能層を含む複数の画素が配された画素領域と、パッド電極を含む周辺領域と、を含む有機デバイスの製造方法であって、
    前記複数の画素および前記パッド電極を形成する工程と、
    前記複数の画素および前記パッド電極を覆うように封止層を形成する工程と、
    前記封止層に、前記パッド電極を露出させるための開口部を設ける工程と、
    前記パッド電極の上に、前記有機デバイスの外部に配される電極に接続するための導電粒子を配する工程と、
    を含み、
    前記開口部を設ける工程は、
    前記封止層の上面から前記パッド電極に向かって延びる第１部分をエッチングする工程と、
    前記主面に対する正射影において、外縁が前記第１部分の外縁および前記パッド電極の外縁よりも内側に配され、前記第１部分の下端から前記パッド電極まで開口する第２部分をエッチングする工程と、
    を含み、
    前記導電粒子の直径が、前記第２部分の高さよりも大きいことを特徴とする製造方法。
25. 前記導電粒子を配する工程が、前記導電粒子を含む異方性導電膜を圧着する工程を含むことを特徴とする請求項２４に記載の製造方法。

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