JP5035010B2

JP5035010B2 - 有機エレクトロルミネッセンス装置およびその製造方法

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Publication number: JP5035010B2
Application number: JP2008039976A
Authority: JP
Inventors: 周一武井; 祐治茅野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: JP2009199868A

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置およびその製造方法に関するものである。

近年、情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、発光層や正孔輸送層等の有機機能層を有する有機エレクトロルミネッセンス（以下「有機ＥＬ」）素子を発光させて表示を行う有機ＥＬ装置が提案されている。

有機ＥＬ装置には、有機ＥＬ素子が放つ光を該素子が形成された基板側とは反対側から取り出す所謂トップエミッション方式と、有機ＥＬ素子が形成された基板側から基板を介して取り出す所謂ボトムエミッション方式の２種類の発光方式がある。この２種類の発光方式を比較すると、トップエミッション方式の有機ＥＬ装置は、画素開口率を上げやすく、表示画面の高精細化・高画質化に有利な構造となっている。

トップエミッション方式の有機ＥＬ装置では、発光層からの光が射出する側の電極（陰極）を光透過性が備わった状態で形成する。具体的には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物）等の透明導電材料を用いる、または、銀やアルミニウム等の金属材料を用いて光透過性を有するほどの薄膜とする、といった方法で形成することにより光透過性の電極（透明陰極）を形成する。

しかしながらこれらの透明陰極は、形成材料自体の物性や、薄く形成される透明陰極の導体断面積の狭さに起因して抵抗値が高い。そのため、有機ＥＬ装置が備える有機ＥＬ素子に流れる電流値が、該素子の配置箇所により変化してしまい、表示画面に発光ムラや輝度ムラ等の表示ムラが発生する課題があった。

そのため、抵抗値の低い材料を用いて導通を補助する補助配線を形成することで、透明陰極と合わさった電極全体の実質的な低抵抗化を実現し、表示ムラを解消することが提案されている。例えば、特許文献１には、有機ＥＬ素子の周囲を囲む隔壁の頂面に、アルミニウムやクロム等の低抵抗値の金属材料を用いて補助配線を形成し、補助配線に重なって全面に透明陰極を形成する構成が示されている。

ところで、有機ＥＬ素子は、有機機能層の形成材料に高分子材料を用いる場合、有機機能層の形成材料を含む液状体（機能液）を所定の位置に塗布・配置し、溶媒を蒸発させることで所望の形成材料の膜（機能膜）を成膜する、湿式塗布法が用いられる。

この湿式塗布法の有効な手段の１つとして液滴吐出法を用いた製造方法が知られている。中でもインクジェット法は、パターニングにマスクが不要、高解像度の塗りわけが可能、インクの損失が少ない、大面積の塗布が容易、といった様々な利点がある。そのため微細なパターン、例えばフルカラー表示を行うための微細なＲＧＢパターン、が塗りわけられた機能膜の形成に適しており、高精細で高品質な有機ＥＬ装置とすることが可能である。

液滴吐出法を用いた製造方法では、それぞれの機能液の配置箇所を区画するため機能液を塗布する領域の周囲に隔壁を設ける。隔壁を設けることで位置精度が向上する上に、塗布された機能液が他の領域に塗布される機能液と混ざり合うことを抑制することができる。パターニングを確実なものとするために、隔壁は機能液に対して撥液性を示すこと、また、機能液を塗布する領域は機能液に対して親液性であることが望ましいとされている。

しかし、液滴吐出法を用いて前述の隔壁上に補助配線を備えた有機ＥＬ装置を製造する場合には、次のような課題が生じる。すなわち、隔壁を設けて液滴吐出法を行う場合には、確実なパターニングのために隔壁の頂面は撥液性に保つ必要があるが、金属材料を用いて補助配線が形成されていると隔壁の頂面が親液性となり、確実なパターニングが困難になるおそれがある。

そこで、あらかじめ上述の補助配線をパターニングして形成した後に、補助配線上に隔壁を形成し、形成された補助配線は、隔壁に形成されるコンタクトホールを介して陰極と接続される構成が提案されている（例えば特許文献２）。このコンタクトホールは、補助配線と陰極との確実な導通を実現するために、補助配線に沿って溝状に延在して形成される。
特開２００３−１２３９８８号公報特開２００２−３１８５５６号公報

前述した有機ＥＬ素子の周囲を囲む隔壁は、隣接する画素同士の光の混色を防ぐという機能も備えている。そのため、通常隔壁は遮光性を備えて形成されており、高精細化した高画質の有機ＥＬ装置とするためには、隔壁を狭く小さくし画素開口率を向上することが望ましい。

トップエミッション方式における補助陰極の機能は陰極の導通補助であるため、導電率を良くするため補助配線を広く大きく形成することが望まれる。しかし、特許文献２記載の方法だと、画素電極の間の領域に補助陰極が配置されている。そのため、補助陰極を広げると、画素電極が小さくなり画素形状が小さくなり有機ＥＬ素子が小型化してしまう。また、補助陰極を十分に覆い隠す隔壁を形成する必要も生じ、結果、画素開口率が低下する。高精細な塗り分けが可能であるという液滴吐出法の特長を活かしきれず不十分である。

また、有機ＥＬ装置の駆動方式に、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴ）を用いるアクティブマトリクス駆動方式を採用する場合、絶縁層を介して有機ＥＬ素子とＴＦＴとを積層して形成するが、両者の接続に用いるコンタクトホールも、隔壁と平面的に重なる領域に形成することが多い。

例えば、有機ＥＬ素子を配置する面の平坦性を確保するため、駆動素子を覆うように酸化シリコン膜などの平坦化層（絶縁層）を形成するが、平坦化層は数μｍの厚みであることが多く、該コンタクトホール内に形成する電極でコンタクトホールを完全に埋没させることは難しい。そのため、コンタクトホールは有機ＥＬ素子の形成には不向きな領域な凹部として残存する。このようなコンタクトホール由来の凹部を、表示に寄与しない隔壁の下に配置する。

これらのコンタクトホールを隔壁下および隔壁に設けるには、それらを覆い隠し、また形成するのに十分な広さの隔壁が必要となってくる。上述のように隔壁と平面的に重なる領域を拡大すると画素開口率が低下する課題が生じるが、上記文献にはこの課題に対して何ら対策がなされていない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、隔壁でのコンタクトホールの配置を工夫することで、補助配線を用いた良好な導通による表示ムラの解消と画素開口率の拡大を両立する有機ＥＬ装置を提供することを目的とする。また、このような有機ＥＬ装置を液滴吐出法を用いて良好に形成することができる製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の有機ＥＬ装置は、基板と、前記基板の表面の凹凸を略平坦にする平坦化層と、前記平坦化層の上に配置された複数の発光素子と、複数の前記発光素子の周囲を囲んで配置される隔壁と、前記平坦化層と前記隔壁との間であって前記複数の発光画素の間の領域に設けられ、前記発光素子と接続される複数の補助配線と、を備え、前記発光素子は、発光層を含む有機機能層を挟持する第１電極および第２電極を有し、前記第１電極の一部が、前記平坦化層に設けられた第１開口部に埋設されており、前記第２電極の一部が、前記隔壁の前記補助配線と平面的に重なる領域に設けられた複数の第２開口部を介して前記補助配線と接続されており、前記第１開口部と前記第２開口部とは、少なくとも一部が平面的に重なって配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、開口部の形成領域を１つ分にまとめて縮小することができるため、隔壁と重なる領域において開口部が占める領域を小さくすることができる。また、補助配線の形成領域が画素電極の形成領域と平面的に重なるため、画素電極を小型化することなく十分な広さの補助配線を形成することができる。そのため、縮小分に対応するたけ隔壁を狭くすることが可能となる。したがって、補助配線による良好な導通の確保と、隔壁の形成領域の縮小による画素開口率の向上を両立し、高精細な発光が可能な有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記補助配線を配置する領域は、前記第１開口部の形状に対応した凹部を備えており、前記補助配線は、該凹部に平面的に重なり該凹部の底面および側面を覆って設けられていることが望ましい。
この構成によれば、凹部の底面および側面に付きまわる補助配線は、平坦面に形成される場合と比べ形成量が多くなる。そのため、凹部における補助配線の導体断面積を増やすことができ、良好な導通を確保した有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記補助配線は、前記補助配線を配置する領域の形状に対応した凹部を備えており、前記第２電極は、該凹部に平面的に重なり該凹部の底面および側面を覆って設けられていることが望ましい。
この構成によれば、凹部の底面および側面で補助配線と第２電極とが接するため、平坦面で両者が接するよりも接触面積を広げることができ、良好な導通が得られる。したがって、表示ムラのない有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記複数の発光素子は格子状に配置され、前記第１開口部と前記第２開口部とが、前記隔壁の交点と重なる位置に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、隣接する画素間の領域で第１および第２開口部を重ねて形成する場合と比べ、該開口部を形成していない領域の隔壁を狭くすることが可能となるため、画素開口率を広げることができる。

また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、第１電極と第２電極とに挟持された発光層を含む有機機能層を有する複数の発光素子が基板上に配置され、前記有機機能層の形成材料を溶媒に溶解または分散させた機能液を塗布して前記有機機能層を形成する工程を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、前記基板の表面に複数の第１開口部を備える平坦化層を形成する工程と、少なくとも前記第１開口部を覆って複数の前記第１電極を形成する工程と、前記複数の第１電極の間の領域であって前記第１開口部と平面的に重なる領域に、前記発光素子への導通を補助する複数の補助配線を形成する工程と、前記第１電極を露出する複数の画素開口部と、前記第１開口部と平面的に重なる複数の第２開口部と、を備える隔壁を形成する工程と、前記第２開口部を介して前記補助配線と接続する前記第２電極を形成する工程と、を備え、前記補助配線には、前記第１開口部の形状に対応した凹部が形成され、前記第２電極は、前記凹部の底面および側面を覆って形成されることを特徴とする。
この方法によれば、第１開口部の形状を利用し、第１開口部上に積層して形成する各構成要素に凹形状を付与することができる。そのため、凹部を備え導体断面積の広い補助配線を容易且つ確実に形成することができ、導電率の高い補助配線とすることができる。また、補助配線の凹部を含む面で補助陰極と第２電極とを接続させるため、両者の接触面積を広げ、良好な導通を確保することができる。したがって、表示ムラのない高性能な有機ＥＬ装置を製造することが可能となる。

以下、図１〜図７を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置１について説明する。ここでは、まず図１から図３を用いて有機ＥＬ装置１の構成を説明した後に、図４と図５を用いて製造方法を説明し、図６および図７を用いて本有機ＥＬ装置の特徴を説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。

図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置１の配線構造を示す模式図である。この有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス方式のもので、複数の走査線１０１と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３とからなる配線構成を有し、走査線１０１と信号線１０２との各交点付近にサブ画素Ｘを形成したものである。本発明の技術的思想に沿えば、ＴＦＴなどを用いるアクティブマトリクスは必須ではなく、単純マトリクス向けの素子基板を用いて本発明を実施し、単純マトリクス駆動しても全く同じ効果が低コストで得られる。

信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１０４が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路１０５が接続されている。

さらに、サブ画素Ｘの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量１１３と、該保持容量１１３によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極（画素電極）２０と、該画素電極２０と共通電極６０との間に挟み込まれた発光層４０が設けられている。

この有機ＥＬ装置１によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極２０に電流が流れ、さらに発光部４０を介して共通電極６０に電流が流れる。発光部４０は、これを流れる電流量に応じて発光する。

図２は、有機ＥＬ装置１の構成を模式的に示す平面図である。図３に示す通り、有機ＥＬ装置１は、光透過性と電気絶縁性とを備える基板１０Ｌと、基板１０Ｌの略中央部分に位置する平面視ほぼ矩形の画素部１３０（図３中一点鎖線枠内）とを備えて構成されている。画素部１３０は、サブ画素Ｘがマトリクス状に配置された実表示領域１４０（図中二点鎖線枠内）と、実表示領域１４０の周囲に配置されたダミー領域１５０（一点鎖線及び二点鎖線の間の領域）とに区画されている。

各々のサブ画素Ｘが備える発光部４０は、発光することで赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）のいずれかの光を取り出すことが可能となっている。これらの各色の光は、発光部４０が直接各色の光を射出してもよく、発光部４０が白色光を射出した後に、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するカラーフィルタを介することで各色の光に変調することとしてもよい。実表示領域１４０においては、図の縦方向に同一色のサブ画素Ｘが配列しており、いわゆるストライプ配置を構成している。実画素領域１４０では、マトリクス状に配置されたサブ画素Ｘが射出するＲＧＢの光を混色させてフルカラー表示を行うことが可能となっている。

実表示領域１４０の図３中両側には、走査線駆動回路１０５が配置されている。この走査線駆動回路１０５は、ダミー領域１５０の下層側に位置して設けられている。また、実表示領域１４０の図３中上方側には検査回路１６０が配置されており、この検査回路１６０はダミー領域１５０の下層側に配置されて設けられている。この検査回路１６０は、有機ＥＬ装置１００の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する検査情報出力手段（図示せず）を備え、製造途中や出荷時における表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。

図３は、有機ＥＬ装置１が備えるサブ画素Ｘ周辺の拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａにおける矢視断面図を示す。

図３（ａ）に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、平面視が角丸矩形の複数のサブ画素Ｘを備えており、マトリクス状に配置した各々のサブ画素Ｘの周囲には、マトリクス状に第２隔壁層３４が形成されている。第２隔壁層３４のマトリクスの交点には、それぞれ平面視略円形の第２コンタクトホール３４Ａが形成されている。

第２隔壁層３４の下には、サブ画素Ｘ間の領域に第２コンタクトホール３４Ａと平面的に重なって帯状の補助配線５０が形成されている。ここでは複数の補助配線５０が図面横方向にストライプ状に配置されている。補助配線５０は、第２コンタクトホール３４Ａを介して、不図示の共通電極と接続されている。また各々のサブ画素Ｘは、第２隔壁層３４の下に画素電極２０を備えており、第２コンタクトホール３４Ａと平面的に重なる領域において、図１に示す駆動用ＴＦＴと接続されている。

本実施形態では、補助配線５０が図面横方向のストライプ状に配置されることとしているが、図面縦方向のストライプ状に配置されることとしても良く、またマトリクス状に配置されることとしても構わない。

図３（ｂ）に示すように、有機ＥＬ装置１は、基板１０Ｌと、基板１０Ｌ上に形成される画素電極２０と、画素電極２０と平面的に重なる開口部を備えた隔壁３０と、隔壁３０に囲まれた領域に形成された発光部４０と、隔壁３０と発光部４０とを覆って上面全面に形成された共通電極６０と、を備えている。画素電極２０と発光部４０と共通電極６０とで有機ＥＬ素子（発光素子）７０を形成している。本実施形態の有機ＥＬ装置１は、有機ＥＬ素子７０で生じる光が、共通電極６０側へ射出されるトップエミッション方式を採用している。

隔壁３０は、画素電極２０と平面的に重なる開口部を備えた第１隔壁層３２と、第１隔壁層３２上に形成された補助配線５０と、補助配線５０と平面的に重なる第２コンタクトホール３４Ａを備える第２隔壁層３４と、を含んでいる。また、発光部４０には、画素電極２０からの正孔の注入を容易にする正孔注入層（有機機能層）４０Ａと、発光層（有機機能層）４０Ｂと、が順に積層されている。

以下の説明においては、基板本体１０の配置している側を下側、共通電極６０が配置している側を上側として、各構成の上下関係、積層関係を示すこととする。以下、各構成要素について順に説明する。

基板１０Ｌは、基板本体１０と、基板本体１０上に形成され配線や駆動素子等を備える素子層１１と、を備える。基板本体１０は、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などが挙げられる。透明基板としては、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の有機高分子（樹脂）を用いることができる。また、光透過性を備えるならば、前記材料を積層または混合して形成された複合材料を用いることもできる。本実施形態では、基板本体１０の材料として上述した不透明のプラスチックフィルムを用いる。

素子層１１は、有機ＥＬ装置１を駆動させるための各種配線や図１に示すスイッチング用ＴＦＴや駆動用ＴＦＴなどの駆動素子、及び無機物または有機物の絶縁膜などを備えている。各種配線や駆動素子はフォトリソグラフィによりパターニングした後エッチングすることにより、また、絶縁膜は蒸着法やスパッタ法など通常知られた方法により適宜形成することができる。なお、基板本体１０が透明材料を用いて形成されている、トップエミッション方式を採用している、などの必要に応じて、基板本体１０側（下側）への光の射出を防ぎ上側に光を射出するため、基板本体１０と画素電極２０との間に例えばアルミニウムなどの金属材料を用いて光反射膜を形成する。

素子層１１の上には、素子層１１に含まれる駆動用ＴＦＴのソース電極と接続される電極２２が形成されている。電極２２も同様に、フォトリソグラフィによりパターニングした後エッチングすることにより形成することができる。

更に素子層１１の上には、電極２２を覆って平坦化層１２が形成されている。平坦化層１２は素子層１１に形成される各構成要素に起因する凹凸を解消し、有機ＥＬ素子を形成するのに適した平坦な面を実現するために設ける。平坦化層１２の形成材料には、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の無機絶縁材料や、硬化性のアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の有機絶縁材料が用いられ、上記のような理由から他の構成要素と比べ相対的に厚めに形成される。本実施形態では、ＳｉＯ_２を用いて約４μｍの厚みで形成されている。

平坦化層１２には、通常知られた方法を用いて電極２２を底部に露出する第１コンタクトホール１２Ａ（第１開口部）が形成されており、平坦化層１２上の第１コンタクトホール１２Ａを含む領域に画素電極２０が形成されている。そのため、第１コンタクトホール１２Ａを介して、電極２２と画素電極２０とは陽極コンタクト部２７で電気的に接続している。画素電極２０の形成材料には、仕事関数が５ｅＶ以上の正孔注入効果が高い材料を用いることが好ましく、このような材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物）等の金属酸化物を挙げることができる。本実施形態の有機ＥＬ装置１はトップエミッション方式の発光方式を採用するため、画素電極２０は透光性を備える必要はなく、光反射性を備える金属材料を用いることも可能である。本実施形態では形成材料にＩＴＯを用い、成膜・パターニング処理にて約３００ｎｍの厚みの画素電極２０が形成されている。

平坦化層１２の厚み、つまり第１コンタクトホール１２Ａの深さに対して、画素電極２０は薄く形成されており、第１コンタクトホール１２Ａは画素電極２０で完全に埋没することがない。そのため、画素電極２０には第１コンタクトホール１２Ａの形状を反映した凹部２０Ａが形成される。

また、平坦化層１２の上には、画素電極２０の端部に一部が乗り上げるように、第１隔壁層３２が形成されている。第１隔壁層３２は画素電極２０に対応する開口部を備えており、該開口部内に画素電極２０が露出している。また、第１隔壁層３２の第１コンタクトホール１２Ａと平面的に重なる領域には、凹部２０Ａの形状に応じた凹部３２Ａが形成されている。第１隔壁層３２は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の無機絶縁材料で形成されており、開口部の位置に対応するマスクを介したエッチング等の公知の方法で形成することができる。本実施形態では、ＳｉＯ_２を用いて形成する。

第１隔壁層３２の上には、第１コンタクトホール１２Ａと平面的に重なる帯状の補助配線５０が形成されている。補助配線５０の第１コンタクトホール１２Ａと平面的に重なる領域には、第１隔壁層３２の凹部３２Ａの底部、側壁部を覆い凹部３２Ａの形状に応じた凹部５０Ａが形成されている。また、補助配線５０は導電性材料で形成されており、不図示の陰極取り出し端子へとつながる陰極コンタクト部へ接続されている。導電性材料としては、金、銀、銅、アルミニウム、クロムといった低抵抗の金属材料を用い、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により形成することができる。

第１隔壁層３２上には、画素電極２０の周囲を囲んで第２隔壁層３４が形成されている。第２隔壁層３４は、画素電極２０に面する側面の断面形状が順テーパ状に形成されている。そのため、第２隔壁層３４で囲まれた空間は、下部よりも上部が広く開口している。また、第２隔壁層３４には、底部に少なくとも補助配線５０の凹部５０Ａを露出する第２コンタクトホール３４Ａ（第２開口部）が形成されている。第２隔壁層３４は、後述する有機機能層の形成材料を含む液状体（機能液）に対して撥液性を示すように形成されており、例えば含フッ素樹脂や、表面がＣＦ_４プラズマ処理により撥液処理された光硬化性のアクリル樹脂やポリイミド樹脂などで形成されている。

第１隔壁層３２の開口部に露出した画素電極２０上には、画素電極２０からの正孔の注入を容易にする電荷移動層としての正孔注入層４０Ａが形成されている。正孔注入層４０Ａの形成材料は、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）との混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）や、ポリアニリンにイオン性ドーパントを添加したもの（ＰＡＮＩ）等の公知の材料を例示することができる。本実施形態ではＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いる。

正孔注入層４０Ａの上には、発光層４０Ｂが形成されている。発光層４０Ｂの形成材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の高分子発光材料を好適に用いることができる。このような材料としては、ポリフルオレン（ＰＦ）、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリフェニレン（ＰＰ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン、ポリジアルキルフルオレン（ＰＤＡＦ）、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール（ＰＦＢＴ）、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）や、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等のポリシランなどの各誘導体を例示することができる。また、これらの発光材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。

また、正孔注入層４０Ａと発光層４０Ｂとの間に、発光層での発光効率を向上させる機能を備えたインターレイヤ層を形成することとしても良い。インターレイヤ層の形成材料には、例えばアミン系の導電性高分子を用いることができ、正孔注入層４０Ａや発光層４０Ｂと同様の方法を用いて形成することができる。インターレイヤ層を設けると、正孔注入層４０Ａと発光層４０Ｂとの界面での発光層の失活を防止でき、発光効率を上げ有機ＥＬ装置を長寿命化することができる。

発光層４０Ｂの上には、第２隔壁層３４の頂面、側壁を覆って表面全面に共通電極６０が形成されている。共通電極６０は、ＩＴＯ等の透明導電性材料を用いて形成される。または、カルシウム等の仕事関数の低い金属材料を光透過性を有するほどの薄膜として形成することとしても良く、更にはこれらが積層することとしても良い。

共通電極６０は、第２コンタクトホール３４Ａを介して補助陰極コンタクト部５７にて補助陰極５０と接続されており、凹部５０Ａの底部、側壁部を覆って形成されている。また共通電極６０は、補助配線５０を介して、または直接、不図示の陰極取り出し端子へとつながる陰極コンタクト部へ接続されている。画素電極２０、発光部４０および共通電極６０は、有機ＥＬ素子７０を形成している。

このような有機ＥＬ装置１に通電すると、有機ＥＬ素子７０を流れる電流は共通電極６０のみならず補助配線５０にも流れるため、陰極側では全体として実質的な抵抗値が下がり、導電率が上がる。そのため陰極側の抵抗が高いことに起因した電圧降下による輝度ムラがなくなり、高画質な有機ＥＬ装置１となる。

次いで、図４および図５を用い、有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。有機ＥＬ素子は、有機機能層の形成材料に低分子材料を用いるか、又は高分子材料を用いるかによってその製造方法が異なる。低分子材料の場合には、剛直な骨格を有する分子が多く、有機溶媒に対する溶解性が低いものが多い。そのため、例えば真空蒸着法のような気相反応が用いられる。一方で、高分子材料の場合には、有機溶媒に対する溶解性が比較的高いものが多い。そのため、有機機能層の形成材料を含む液状体（機能液）を所定の位置に塗布・配置し、溶媒を蒸発させることで所望の形成材料の膜を成膜する、湿式塗布法が用いられる。本実施形態では、有機機能層の形成材料に高分子材料を用い、湿式塗布法のうちの有効な手段の１つである液滴吐出法、中でも有用なインクジェット法を用いる。なお、以下の製造方法に挙げる各処理条件は一例であり、これに限定するものではない。

まず図４（ａ）に示すように、基板本体１０上に素子層１１、電極２２を順に形成し、更に、画素電極２０を底部に露出する第１コンタクトホール１２Ａを備える平坦化層１２を形成する。これらはいずれも従来公知の方法を用いて形成することができる。

次いで図４（ｂ）に示すように、第１コンタクトホール１２Ａを含む領域に画素電極２０を形成する。画素電極２０は、ＩＴＯ膜を成膜・パターニングすることにより形成することができる。また、画素電極２０は、第１コンタクトホール１２Ａ内で第１コンタクトホール１２Ａの側壁および底面を覆う凹部２０Ａを形成し、陽極コンタクト部２７で電極２２と接続する。

次いで図４（ｃ）に示すように、画素電極２０を露出する開口部を備えた第１隔壁層３２を形成する。第１隔壁層３２は、凹部２０Ａ内で凹部２０Ａの側壁および底面を覆う凹部３２Ａを形成する。

次いで図４（ｄ）に示すように、従来公知の方法により導電性材料を用いて補助配線５０を形成する。補助配線５０は、凹部３２Ａ内で凹部３２Ａの側壁および底面を覆って形成され、表面には凹部３２Ａの形状を反映した凹部５０Ａを形成する。

次いで図５（ａ）に示すように、第１隔壁層３２の上に樹脂材料を用いて第２コンタクトホール３４Ａを備える第２隔壁層３４を形成する。第２隔壁層３４は、先に第２コンタクトホール３４Ａを備えない形状の隔壁を形成した後にエッチングにより第２コンタクトホール３４Ａを掘って形成しても良く、例えば光硬化性樹脂を用いて、第２コンタクトホール３４Ａを遮光するマスクを介して露光することでパターニングを行い、第２隔壁層３４の形成と同時に第２コンタクトホール３４Ａを形成することとしても良い。第２コンタクトホール３４Ａは、少なくとも一部が第１コンタクトホール１２Ａと平面的に重なって補助配線５０を露出するように形成されている。

第２隔壁層３４を形成した後に、全体をＯ_２ガス下でプラズマ処理を行い、次いで、ＣＦ_４ガス下でプラズマ処理を行う。まずＯ_２プラズマ処理により、画素電極２０、補助配線５０、第１隔壁層３２および第２隔壁層３４の表面は不純物が除去されて親液化され、次いでＣＦ_４プラズマ処理により、第２隔壁層３４の表面が撥液化される。ＣＦ_４プラズマ処理では有機物が撥液化されるため、第２隔壁層３４の表面を選択的に撥液化することができる。

次いで図５（ｂ）に示すように、液滴吐出法に用いる液滴吐出ヘッド３０１から、正孔注入層４０Ａや発光層４０Ｂの形成材料を溶媒に溶解又は分散させた液状体（機能液Ｌ）を塗布し、まず画素電極２０上に正孔注入層４０Ａを形成した上で、次いで発光層４０Ｂを形成する。

まず、正孔注入層４０Ａの形成材料を含む機能液Ｌ１を塗布し、乾燥および焼成することにより正孔注入層４０Ａを形成する。塗布時にこれらを溶かしておく溶媒としては、水、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−イミダゾリノン等の極性溶媒を例示することができる。画素電極２０の表面は親液処理されているため機能液Ｌ１は良好に濡れ広がり、確実に正孔注入層４０Ａを形成することができる。また、第２隔壁層３４の表面が撥液処理されているため、第２隔壁層３４の頭頂部に機能液Ｌ１が留まらず、確実な塗りわけが可能となる。

次いで発光層４０Ｂの形成材料を含む機能液Ｌ２を塗布し、乾燥およびアニール処理して、正孔注入層４０Ａの上に発光層４０Ｂを形成する。発光層４０Ｂの形成材料を含む機能液の溶媒には、水、メタノール、エタノール等の水と相溶性のあるアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルイミダゾリン（ＤＭＩ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、２，３−ジヒドロベンゾフラン、等が挙げられ、これらの溶媒を２種以上適宜混合したものであっても良い。また、これらの溶媒にシクロヘキシルベンゼン等を適宜加えて粘度を調整しても構わない。第２隔壁層３４の頭頂部は撥液処理されているため第２隔壁層３４の頭頂部に機能液が留まらず、確実に塗りわけがなされる。

次いで図５（ｃ）に示すように、真空蒸着法にて基板１０Ｌの上面全面に共通電極６０を形成する。形成される共通電極６０は、補助配線５０と接して導通することで全体として陰極として機能する。以上のようにして製造を行って有機ＥＬ素子７０を形成し、有機ＥＬ装置１が完成する。

このように第１コンタクトホール１２Ａと第２コンタクトホール３４Ａとが平面的に少なくとも一部が重なる配置となることで、コンタクトホールの占める領域を小さくすることができる。さらに、第１コンタクトホール１２Ａの形成領域が平面的に第２コンタクトホール３４Ａの形成領域内に含まれるように、または、第２コンタクトホール３４Ａの形成領域が平面的に第１コンタクトホール１２Ａの形成領域内に含まれるように、それぞれのコンタクトホールを配置することにより、コンタクトホールの占める領域を１つ分にまとめて縮小することができる。そのため、隔壁３０と重なる領域においてコンタクトホールが占める領域を小さくすることができ、縮小分は隔壁３０を狭くすることが可能となるため、画素開口率を広げることができる。

このように形成された有機ＥＬ装置１の特徴部分について、図６および図７を用いて補足する。

図６（ａ）には、本実施形態の有機ＥＬ装置１の特徴部分であるコンタクトホール付近の拡大断面図が示してある。また図６（ｂ）には比較のために、補助配線５０および第２コンタクトホール３４Ａを、第１コンタクトホール１２Ａと重ねずに形成する場合に予想される構造を示す拡大断面図を示す。

図６（ａ）に示すように、有機ＥＬ装置１が備える補助配線５０は、凹部３２Ａに沿って形成されており、更に、共通電極６０は補助配線５０の凹部５０Ａに沿って形成されている。そのため、図６（ｂ）のように平坦な箇所に形成する場合と比べ、補助配線５０の平面視面積を変えずに導体断面積を広くすることができ、更には凹部５０Ａにおいて補助配線５０と共通電極６０との接触面積を広くすることができる。そのため、より確実で効率的な導通を実現することができる。

また、凹部３２Ａ、５０Ａは、下層に配置されている第１コンタクトホール１２Ａの形状を反映したものとなっている。第１コンタクトホール１２Ａ上に補助配線５０および第２コンタクトホール３４Ａを重ねて配置することで、容易に上記効果を得られる構成となっている。

図７は、第２コンタクトホール３４Ａの配置を説明するための平面図であり、図７（ａ）は本実施形態の有機ＥＬ装置１を示し、図７（ｂ）は変形例を示す。

図７（ａ）に示すように、第２コンタクトホール３４Ａは、マトリクス状に形成された第２隔壁層３４の交点に配置されている。該交点付近は、隣接するサブ画素間の領域と比べると第２隔壁層３４が広く形成されているため、第２コンタクトホール３４Ａ、更には第２コンタクトホール３４Ａと平面的に重なって形成されている第１コンタクトホール１２Ａを確実に覆い隠すことができる。更には、符号３４Ｂ，３４Ｃで示すような隣接する画素間の領域に第２コンタクトホールを形成する場合と比べ、該コンタクトホールを形成していない領域の第２隔壁層３４を狭くすることが可能となるため、画素開口率を広げることができる。または、画素開口率を維持したまま確実な導通を確保するために平面視面積が広いコンタクトホールを形成することができる。

図７（ｂ）には第２コンタクトホールの配置の変形例を示す。図７（ｂ）には、サブ画素Ｘがマトリクス配置ではなくデルタ配置をした例を示しているが、図７（ａ）と同様、第２コンタクトホール３４Ａを第２隔壁層３４の交点に配置することで良好な画素開口率を広げることが可能となる。

以上のような構成の有機ＥＬ装置によれば、コンタクトホールの占める領域を１つ分にまとめて縮小することができるため、隔壁３０と重なる領域においてコンタクトホールが占める領域を小さくすることができ、縮小分に対応する隔壁３０を狭くすることが可能となる。また、補助配線５０の形成領域が画素電極２０の形成領域と平面的に重なるため、画素電極２０を小型化することなく十分な広さの補助配線５０を形成することができる。そのため、補助配線５０による良好な導通の確保と、隔壁３０の形成領域の縮小による画素開口率の向上を両立し、高精細な発光が可能な有機ＥＬ装置１とすることができる。

また、本実施形態では、補助配線５０を配置する第１隔壁層３２は、第１コンタクトホール１２Ａの形状に対応した凹部３２Ａを備えており、補助配線５０は、該凹部３２Ａに平面的に重なり該凹部の底面および側面を覆って設けられている。凹部３２Ａの底面および側面に付きまわる補助配線５０は、平坦面に形成される場合と比べ形成量が多くなり、凹部３２Ａにおける補助配線５０の導体断面積を増やすことができるため、良好な導通を確保した有機ＥＬ装置１とすることができる。

また、本実施形態では、補助配線５０は、第１隔壁層３２の形状に対応した凹部５０Ａを備えており、共通電極６０は、凹部５０Ａに平面的に重なり該凹部の底面および側面を覆って設けられている。凹部５０Ａの底面および側面で補助配線５０と共通電極６０とが接するため、平坦面で接するよりも両者の接触面積を広げることができ、良好な導通が得られる。したがって、表示ムラのない有機ＥＬ装置１とすることができる。

また、本実施形態では、第１コンタクトホール１２Ａと第２コンタクトホール３４Ａとが、第２隔壁層３４の交点と重なる位置に設けられている。そのため、隣接する画素間の領域に両コンタクトホールを形成する場合と比べ、両コンタクトホールを形成していない領域の第２隔壁層３４を狭くすることが可能となるため、有機ＥＬ装置１の画素開口率を広げることができる。

また、本発明の有機ＥＬ装置１の製造方法によれば、画素電極２０の接続に用いる第１コンタクトホール１２Ａの形状を利用し、第１コンタクトホール１２Ａ上に積層して形成する各構成要素に凹形状を付与することができる。そのため、凹部５０Ａを備え、導体断面積の広い補助配線５０を容易且つ確実に形成することができ、導電率の高い補助配線５０とすることができる。また、凹部５０Ａを含む補助陰極コンタクト部５７で接する補助配線５０と共通電極６０との接触面積を広げ、良好な導通を確保することができる。したがって、表示ムラのない高性能な有機ＥＬ装置を製造することが可能となる。

なお、本実施形態においては、第２コンタクトホール３４Ａは、平面視略円形のドット状としたが、これに限らず楕円形、方形、矩形、多角形等の設計に合わせた形状とすることができる。

また、第２コンタクトホール３４Ａの平面視面積が大きいほど、補助配線５０と共通電極６０との接触面積が確保されるため良好な導通を確保することができるが、その際には第２コンタクトホール３４Ａは、補助配線５０の延在方向と平行な方向に平面視形状を変更させると無駄なく補助配線５０を露出させることができ好ましい。

［電子機器］
次に、本発明の電子機器の実施形態について説明する。図８は、本発明の有機ＥＬ装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。図８に示す携帯電話１３００は、本発明の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。これにより、本発明の有機ＥＬ装置により構成された表示品質に優れる表示部を具備した携帯電話１３００を提供することができる。

上記各実施の形態の有機ＥＬ装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができる。かかる構成とすることで、表示品質が高く、信頼性に優れた表示部を備えた電子機器を提供できる。

更には、上記各実施の形態の有機ＥＬ装置をラインヘッドとして用いることができ、該ラインヘッドを光源として備えた画像形成装置（光プリンタ）として好適に用いることができる。このようにすると、輝度ムラが無く露光不良の生じ難い光プリンタとすることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

本実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。本実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図である。本実施形態に係る有機ＥＬ装置が備えるサブ画素周辺の拡大図である。本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図である。本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図である。本発明の有機ＥＬ装置の特徴部分を説明する拡大断面図である。本発明の有機ＥＬ装置の特徴部分を説明する平面図である。本発明の有機ＥＬ装置を備える電子機器を示す概略図である。

符号の説明

１…有機エレクトロルミネッセンス装置、１０…基板本体（基板）、１２…平坦化層、１２Ａ…第１コンタクトホール（第１開口部）、２０…画素電極（第１電極）、２０Ａ，３２Ａ，５０Ａ…凹部、３０…隔壁、３２…第１隔壁層、３４…第２隔壁層、３４Ａ…第２コンタクトホール（第２開口部）、４０Ａ…正孔注入層（有機機能層）、４０Ｂ…発光層（有機機能層）、５０…補助配線、６０…共通電極（第２電極）、７０…発光素子、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２…機能液、

Claims

基板と、
前記基板の表面の凹凸を略平坦にする平坦化層と、
前記平坦化層の上に配置された複数の発光素子と、
複数の前記発光素子の周囲を囲んで配置される隔壁と、
前記平坦化層と前記隔壁との間であって前記複数の発光素子の間の領域に設けられ、前記発光素子と接続される複数の補助配線と、を備え、
前記発光素子は、発光層を含む有機機能層を挟持する第１電極および第２電極を有し、
前記隔壁は、前記第１電極と前記第２電極とに挟持された第１隔壁層を有し、
前記第１電極の一部が、前記平坦化層に設けられた第１開口部に埋設されており、
前記第１隔壁層が、前記第１電極の上であって前記第１開口部と平面的に重なる領域に設けられ、
前記補助配線が、前記第１隔壁層の上であって前記第１開口部と平面的に重なる領域に設けられ、上面に前記第１開口部の形状に対応した凹部が形成されており、
前記第２電極の一部が、前記隔壁の前記補助配線と平面的に重なる領域に設けられた複数の第２開口部を介して前記補助配線と接続されており、
前記第１開口部と前記第２開口部と前記凹部とは、少なくとも一部が平面的に重なり、前記隔壁の交点と重なる位置に配置されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
前記補助配線を配置する領域には、前記第１開口部の形状に対応した凹部が設けられており、
前記補助配線は、該凹部に平面的に重なり該凹部の底面および側面を覆って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
前記補助配線は、前記補助配線を配置する領域の形状に対応した凹部を備えており、
前記第２電極は、該凹部に平面的に重なり該凹部の底面および側面を覆って設けられていることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
前記複数の発光素子は格子状に配置され、
前記第１開口部と前記第２開口部とが、前記隔壁の交点と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
第１電極と第２電極とに挟持された発光層を含む有機機能層を有する複数の発光素子が基板上に配置され、
前記有機機能層の形成材料を溶媒に溶解または分散させた機能液を塗布して前記有機機能層を形成する工程を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記基板の表面に複数の第１開口部を備える平坦化層を形成する工程と、
少なくとも前記第１開口部を覆って複数の前記第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上であって前記第１開口部と平面的に重なる領域に、第１隔壁層を形成する工程と、
前記複数の第１電極の間の領域であり前記第１隔壁層の上であって、前記第１開口部と平面的に重なる領域に、前記発光素子への導通を補助する複数の補助配線を形成する工程と、
前記第１電極を露出する複数の画素開口部と、前記第１開口部と平面的に重なる複数の第２開口部と、を備える隔壁を形成する工程と、
前記第２開口部を介して前記補助配線と接続する前記第２電極を形成する工程と、を備え、
前記第１開口部と前記第２開口部とは、前記隔壁の交点と重なる位置に設けられ、
前記補助配線には、前記第１開口部の形状に対応した凹部が形成され、
前記第２電極は、前記凹部の底面および側面を覆って形成されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。