JPH1140354A

JPH1140354A - 発光素子

Info

Publication number: JPH1140354A
Application number: JP9208337A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Shirasaki; 友之白嵜; Hiroyasu Sadabetto; 裕康定別当
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-12
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: JP3846819B2

Abstract

(57)【要約】【課題】いわゆるダークスポットの成長を抑止して、
製品寿命を長くすることができる発光素子及びその製造
方法を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子１を小領域に分割した発光
部６に分け、発光部６の周囲に隔壁層１ｅを有する非発
光隔壁部７を設ける。透明電極からなるアノード電極１
ｂと低仕事関数電極からなるカソード電極１ｄとの間に
存在するパーティクル（（Ａ）の×印）によって、電極
間が電圧の印加によってショーとし、カソード電極１ｃ
及び被服電極１ｆが欠損し、ピンホール（（Ｂ）の○
印）を生じる。このピンホールから、酸素或いは水分が
侵入し、カソード電極１ｃが酸化していき、いわゆるダ
ークスポットが生じる（（Ｃ）の塗りつぶし領域）。こ
のダークスポットは、時間の経過と共に成長するが、非
発光隔壁部７の隔壁層１ｅによってそれ以上の成長が抑
止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子に関し、
特にいわゆるダークスポットの成長を抑止することがで
きる発光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電極間に有機エレクトロルミ
ネッセンス（ＥＬ）薄膜を電極で挟み込み、これらの電
極間に電圧を印加することで有機ＥＬ薄膜にキャリアを
注入することで発光させる発光素子が知られている。こ
の発光素子は、有機ＥＬ素子と呼ばれている。

【０００３】有機ＥＬ素子は、一般的に、ガラス等で構
成された基板上に、透明電極で形成されたアノード電
極、有機ＥＬ層、さらに低仕事関数電極で構成されたカ
ソード電極が順次形成されてなるものである。この有機
ＥＬ素子の形成プロセスにおいて、パーティクル（小さ
なゴミ、塵、不要物などをいう。以下、同じ）が存在す
ると、特に有機ＥＬ層の形成の直前の電極（アノード電
極）上に存在すると、その上に製膜する有機ＥＬ層とア
ノード電極との界面にパーティクルが存在したままとな
る。

【０００４】このようにパーティクルが存在したまま有
機ＥＬ層が製膜されると次のような問題点が生じる。ま
ず、有機ＥＬ層の層厚は、通常２μｍ以下であるのに対
して、有機ＥＬ層にキャリアを注入するために印加する
電界の強度が通常数千Ｖ／ｍ程度と著しく大きい。この
ため、数μｍφ程度の微少なパーティクルが存在するこ
とによっても電極間ショートが生じやすくなる。この電
極間ショートによってパーティクルが存在した部分のカ
ソード電極及び有機ＥＬ層が欠損し、ピンホールが生じ
てしまう。

【０００５】そして、このピンホールからカソード電極
に酸素や水分が侵入することとなる。ところで、上記の
有機ＥＬ素子において、カソード電極は活性な低仕事関
数電極で形成されるため、容易に酸化を生じやすい。こ
うしてカソード電極が酸化されることによってカソード
電極の仕事関数が著しく増加することとなり、有機ＥＬ
層にキャリアが注入されにくくなる。これにより、有機
ＥＬ素子に、有機ＥＬ層に所定の電圧を印加しても発光
しない部分（以下、ダークスポットという）が生じてし
まう。しかも、カソード電極はピンホールを核として放
射状に酸化されていくため、ダークスポットは、最初に
発生した部分を核として、経時的に面方向に対して放射
状に成長していく。

【０００６】このような問題を解消するために、従来
は、有機ＥＬ素子を樹脂等の封止部材で封入するか、反
対側にさらに基板を設け、基板間にシリコンオイルを介
在させることによって、カソード電極に酸素や水分が侵
入しないようにする手法が用いられていた。しかしなが
ら、これらの封止部材やシリコンオイルによってもカソ
ード電極への酸素や水分の侵入を完全に抑止することは
できず、ダークスポットの成長と止めることができなか
った。

【０００７】また、例えば、カソード電極がコモン電極
として複数の画素にわたって形成されている有機ＥＬ素
子では、カソード電極の酸化はピンホールが生じた画素
のみならず、隣接する画素にも拡張していくため、発光
しない画素が順次増加していった。このため、１つの画
素のみが発光しないのであればそれを無視して使用を継
続することが可能な高精細の有機ＥＬ素子でも隣接する
画素までが発光できなくなると、使用の継続は事実上で
きなくなっていた。従って、いずれにしても時間の経過
と共にダークスポットが大きくなり、有機ＥＬ素子の視
認性が著しく悪くなるという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消するためになされたものであり、いわ
ゆるダークスポットの成長を抑止して、長期にわたり視
認性が良好な発光素子を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の発光素子は、第１の電極と、この第１の電
極上に形成され、複数の閉領域を形成し、かつ非導電性
の材料によって構成された隔壁部と、この隔壁部によっ
て形成された閉領域の内部に形成され、印加された電圧
に応じて発光する発光層と、前記閉領域の内部の前記発
光層上に形成され、前記隔壁部により互いに離間された
複数の第２の電極と、を備えることを特徴とする。

【００１０】上記発光素子は、例えば、発光層形成前に
存在したパーティクルによって電極間ショートが発生
し、これがためにピンホールが生じ、そこから第２の電
極が酸化し始めても、第２の電極が隔壁部により互いに
離間されているので前記閉領域を越えて他の第２の電極
まで酸化されない。このため、上記発光素子では、いわ
ゆるダークスポットの成長が抑止され、長期にわたり良
好な視認性得ることができる。

【００１１】上記発光素子において、前記発光層及び前
記第２の電極は、前記隔壁部の上にも形成されているも
のとしてもよい

【００１２】上記発光素子において、このように閉領域
を隔壁部により形成することにより発光層及び第２の電
極をパターニングしなくても隣接するそれらと離間して
形成することができる。また、前記複数の閉領域は、一
画素内に形成されていることを好適とする。

【００１３】上記発光素子は、一画素を複数の閉領域に
より分割したので、１つの閉領域を核としてダークスポ
ットが発生しても隣接する閉領域にまで及ばないのでこ
の画素は長期にわたって点灯表示することができる。

【００１４】上記発光素子において、前記隔壁部は、そ
の高さが、前記発光層の高さと前記第２の電極の高さと
の和より大きいことを好適とする。このため、隔壁部で
発光層と第２の電極とを容易に分離することができる。

【００１５】上記発光素子において、前記複数の第２の
電極上に前記複数の第２の電極を互いに接続し、前記複
数の第２の電極材料より高仕事関数の材料を含む第３の
電極が形成すれば、隣接する複数の第２の電極を等電位
にすることができる。

【００１６】上記発光素子において、前記隔壁部によっ
て形成される複数の閉領域は、それぞれ円形、楕円形、
正六角形の少なくとも１つから選択される形状としても
よい。

【００１７】上記発光素子において、前記発光層は、例
えば、有機エレクトロルミネッセンス材料によって構成
されている。

【００１８】上記発光素子において、前記第１の電極
は、導電性を有する透明材料によって構成されており、
前記第２の電極は、前記第１の電極より仕事関数が低い
導電性材料によって構成され、前記隔壁部は、絶縁性を
示し、それ自体が酸素及び水を放出しない材料によって
構成されていることを好適とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。

【００２０】図１は、本発明の実施の形態の有機ＥＬ素
子１の構成を示す図である。この有機ＥＬ素子１は、単
純マトリクス方式のものであり、図示するように、基板
１ａ上に順に形成されたアノード電極１ｂと、有機ＥＬ
層１ｄと、カソード電極１ｃと、被覆電極１ｆとからな
る。アノード電極１ｂは、有機ＥＬ層１ｄに正孔を注入
する電極であり、有機ＥＬ素子１の走査電極（或いは信
号電極）として使用され、実質的に同一幅で互いに平行
に複数形成されている。カソード電極１ｃは、有機ＥＬ
層１ｄに電子を注入する電極であり、有機ＥＬ素子１の
信号電極（或いは走査電極）として使用され、アノード
電極１ｂと直交し、かつ実質的に同一幅で互いに平行に
複数形成されている。被覆電極１ｆは、カソード電極１
ｃの上に形成されている。有機ＥＬ層１ｄの形成前に
は、隔壁層が形成され、後述する発光部と非発光隔壁部
が形成される。なお、これらの電極や各層の構成材料や
厚さについては、後に詳しく説明する。

【００２１】図２は、図１の有機ＥＬ素子１の発光部６
と非発光隔壁部７の１画素５分の構成を模式的に示す図
である。図示するように、有機ＥＬ素子１の各画素５
は、マトリクス状に形成された発光部６と、この発光部
６のマトリクスの間を埋め、発光部６を閉領域とするよ
うに縦横にそれぞれ平行して設けられた非発光隔壁部７
とから構成されている。発光部６は、１辺が２０μｍの
正方形であり、縦横に９個ずつ合計８１個形成されてい
る。発光部６の間の非発光隔壁部７の幅は、４μｍであ
る。すなわち、有機ＥＬ素子１の各画素５は、２２０μ
ｍの正方形である。

【００２２】次に、発光部６と非発光隔壁部７との構成
について、図３（図２のＸ−Ｘ’断面図）を参照して説
明する。図示するように、発光部６は、基板１ａ上にア
ノード電極１ｂ、有機ＥＬ層１ｄ、カソード電極１ｃ、
被覆電極１ｆが順に形成されたものである。一方、非発
光隔壁部７は、基板１ａ上にアノード電極１ｂ、隔壁層
１ｅ、有機ＥＬ層１ｄ、カソード電極１ｃ、被覆電極１
ｆが順に形成されたものである。

【００２３】基板１ａは、透明のガラスまたはプラスチ
ックなどによって構成されており、０．５ｍｍの厚さを
有する。アノード電極１ｂは、発光部６及び非発光隔壁
部７とも一体に形成されたものであり、透明のＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）等によって構成され、２５０ｎｍ
の層厚を有する。

【００２４】隔壁層１ｅは、発光部６を囲むように非発
光隔壁部７にのみ格子状に連続して形成されており、Ｓ
ｉＯ₂、ＳｉＮ_x等の絶縁性を有し、かつ酸素或いは水分
によって酸化されず、それ自体酸素及び水を放出しない
材料からなる。隔壁層１ｅの層厚は、５００ｎｍであ
る。

【００２５】有機ＥＬ層１ｄは、発光部６及び非発光隔
壁部７の両方に後述するように同一プロセスで形成され
るものであり、アノード電極１ｂ或いは隔壁層１ｅ側に
形成された正孔輸送層と、カソード電極１ｃ側に形成さ
れた電子輸送性発光層とからなる。有機ＥＬ層１ｄの層
厚は、正孔輸送層及び電子輸送性発光層との両方を合わ
せて、１００ｎｍである。

【００２６】正孔輸送層は、化１に示すα−ＮＰＤから
なる。

【化１】

【００２７】電子輸送性発光層は、化２に示すＢｅｂｑ
２からなる。

【化２】

【００２８】有機ＥＬ層１ｄは、電極間に電圧を印加
し、電極間を電流が流れて正孔と電子とが再結合するこ
とによって励起されたエネルギーを電子輸送性発光層が
吸収することによって発光する。この有機ＥＬ層１ｄ
は、電子輸送性発光層としてＢｅｂｑ２を用いているこ
とにより、アノード電極１ｂを介して基板１ａ側に緑色
の光を発するものである。

【００２９】カソード電極１ｃは、隔壁層１ｅとの段差
により発光部６と非発光隔壁部７との間で断裂し、各発
光部６のカソード電極１ｃは、隣接する発光部６のカソ
ード電極１ｃと不連続に構成される。カソード電極１ｃ
は、後述するように発光部６と非発光部１２の両方に同
一プロセスで形成されるものであり、有機ＥＬ層１ｄの
電子輸送性発光層に電子が注入されやすくするようにＭ
ｇまたはＭｇ合金等の低仕事関数の導電性材料から構成
されており、２００ｎｍの層厚を有する。

【００３０】被覆電極１ｆは、後述するように発光部６
と非発光部１２の両方に同一プロセスで形成されるもの
であり、Ａｌ等の導電性に極めて影響のなるような酸化
が起こりにくい高仕事関数の導電性材料によって構成さ
れ、隣接する発光部６に跨って連続的にカソード電極１
ｃを覆うように形成されている。この被覆電極１ｆによ
って酸化されやすいＭｇまたはＭｇ合金等の導電性材料
から構成されたカソード電極１ｃの酸化を防ぐものであ
る。被覆電極１ｆは、１０００ｎｍの層厚を有する。

【００３１】なお、以上のようにして構成された有機Ｅ
Ｌ素子１は、樹脂等で構成された封止部材によって封止
されるか、或いは被覆電極１ｆ側にもう１枚基板が設け
られ、両基板の間にシリコンオイルが封入される。これ
により、酸素や水分の侵入を防いでいる。

【００３２】以下、この有機ＥＬ素子１の製造プロセス
について、図４（Ａ）〜図４（Ｅ）を参照して、説明す
る。なお、これらの図は、図２のＸ−Ｘ断面となる部分
を示すものであり、図３に示した部分に対応するもので
ある。

【００３３】まず、基板１ａ上の全面にスパッタ法で２
５０ｎｍの層厚となるまでＩＴＯの薄膜を堆積させる。
そして、堆積させたＩＴＯのうちの不要部分、すなわち
複数を平行に形成するアノード電極１ｂとなる部分以外
の部分をフォトリソグラフィー法により取り除く。これ
により、基板１ａ上に走査電極となるアノード電極１ｂ
を形成する（工程（Ａ））。

【００３４】次に、工程（Ａ）でアノード電極１ｂを形
成した基板１ａの上にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion）法で５００ｎｍの層厚となるまでＳｉＯ₂を堆積さ
せる。そして、堆積させたＳｉＯ₂のうちの不要部分、
すなわち発光部６となる部分以外の部分をフォトリソグ
ラフィー法により取り除く。これにより、アノード電極
１ｂが形成された基板１ａの上に非発光隔壁部７に設け
られる隔壁層１ｅが形成される（工程（Ｂ））。

【００３５】次に、工程（Ｂ）まででアノード電極１ｂ
及び隔壁層１ｅを形成した基板１ａの上に、５０ｎｍの
層厚となるまで正孔輸送層材料であるα−ＮＰＤを真空
蒸着する。さらに、α−ＮＰＤの真空蒸着が終了した
後、５０ｎｍの層厚となるまで電子輸送性発光層材料で
あるＢｅｂｑ２を真空蒸着する。これにより、発光部６
及び非発光隔壁部７の双方に１００ｎｍの層厚の有機Ｅ
Ｌ層１ｄが不連続的に形成される（工程（Ｃ））。

【００３６】次に、複数を互いに平行に形成するカソー
ド電極１ｃに対応する領域の窓を設けたメタルマスクを
所定の位置に合わせて、２００ｎｍの層厚となるまでＭ
ｇを真空蒸着する。カソード電極１ｃは、隔壁層１ｅに
より発光部６と非発光隔壁部７との間で断裂し、各発光
部６のカソード電極１ｃは、隣接する発光部６のカソー
ド電極１ｃと不連続である。こうしてメタルマスクの窓
の部分にＭｇが真空蒸着され、工程（Ｃ）で形成された
有機ＥＬ層１ｄ上に信号電極となる互いに平行に複数設
けられたカソード電極１ｃが形成される（工程
（Ｄ））。

【００３７】そして、工程（Ｄ）で使用したのと同じメ
タルマスクを位置合わせしたまま、１０００ｎｍの層厚
となるまでＡｌを真空蒸着する。こうして、メタルマス
クの窓の部分にＡｌが真空蒸着され、工程（Ｄ）で形成
されたカソード電極１ｃの上に発光部６と非発光隔壁部
７とを跨いで連続的に被覆電極１ｆが形成される（工程
（Ｅ））。

【００３８】以下、この有機ＥＬ素子１におけるダーク
スポットの成長の過程について、図５（Ａ）〜図５
（Ｄ）を参照して、説明する。これらの図において、上
段は発光部６と非発光隔壁部７とを模式的に平面図で示
すものであり、下段はそれぞれ上段の図のＡ−Ａ’断面
図、Ｂ−Ｂ’断面図、Ｃ−Ｃ’断面図、Ｄ−Ｄ’断面図
である。

【００３９】まず、図５（Ａ）中の×印で示すように、
図の中央の発光部６のアノード電極１ｂとカソード電極
１ｃとの間に、製造プロセス上の問題によってパーティ
クルＰが存在したとする。このようなパーティクルＰが
存在することになった有機ＥＬ素子１の画素５の有機Ｅ
Ｌ層１ｄにキャリアを注入するためには、アノード電極
１ｂとカソード電極１ｃとの間に電圧を印加し、例え
ば、５０００Ｖ／ｍ程度の電界を印加する必要がある。

【００４０】こうしてアノード電極１ｂとカソード電極
１ｃとの間にこのように強度が強い電界を印加すると、
パーティクルＰが導電性であった場合、パーティクルＰ
が存在する部分でアノード電極１ｂとカソード電極１ｃ
との間がショートする。このショートによって生じたエ
ネルギーによって、図５（Ｂ）の下段の断面図に示すよ
うにカソード電極１ｃ、被覆電極１ｆ（及び有機ＥＬ層
１ｄ）が欠損し、上段の平面図に○印で示すピンホール
が生じる。また、パーティクルは、導電性、非導電性で
あるに関わらず、アノード電極１ｂの形成後から被覆電
極１ｆの形成までの間に発生することがある。このパー
ティクルの立体的障害により、有機ＥＬ層１ｄにピンホ
ールが生じ、ピンホールを介してアノード電極１ｂとカ
ソード電極１ｃとの間がショートし、被覆電極１ｆが欠
損し、ピンホールを発生することもある。

【００４１】すると、この被覆電極１ｆにできたピンホ
ールから酸素或いは水分が侵入し、図５（Ｃ）に黒く塗
りつぶして示すように、このピンホールを中心として時
間の経過と共に発光部６のカソード電極１ｃが順次酸化
していき、発光部６にダークスポットが拡散的に広がっ
ていく。黒色部は少なくともその厚さ方向の一部が酸化
していることにより、電子注入性が著しく損なわれたカ
ソード電極１ｃのダークスポットに対応する部分であ
る。

【００４２】さらに、時間が経過すると、カソード電極
１ｃの酸化された部分、すなわち発光部６のダークスポ
ットが成長していくが、このダークスポットの成長は、
図５（Ｄ）に示すように、非発光隔壁部７の隔壁層１ｅ
によって抑止され、隣接する発光部６に広がっていかな
い。すなわち、ダークスポットは発光部６のカソード電
極１ｃが連続して成膜されている領域までは成長する
が、非発光隔壁部７の隔壁層１ｅの段差により隣接する
発光部６のカソード電極１ｃは不連続となっているので
酸化されない。従って、ダークスポットの成長は、１つ
の発光部６で抑えられる。

【００４３】つまり、１つのダークスポットの面積は、
最大でも４００μｍ²以下に抑えられ、周囲の非発光隔
壁部７を含めても連続して発光しない部分の面積は、７
８４μｍ²以下となる。発光しない部分の面積は、この
程度であれば、目視してもそれを認識することができな
い。また、１つの画素５において、発光する光量も、ダ
ークスポットが生じても、ダークスポットが生じない場
合の８０／８１としかならないので、目視によって認識
することができない程度である。従って、実用上は、何
らの差し支えとなることがない。

【００４４】以上説明したように、この実施の形態の有
機ＥＬ素子１では、パーティクルの存在などによって有
機ＥＬ層１ｄに発生したピンホールから電極間がショー
トして低仕事関数のカソード電極１ｃが露出し、そこか
らカソード電極１ｃが酸化されても、その酸化は非発光
隔壁部７（隔壁層１ｅ）によって止められる。従って、
いわゆるダークスポットの成長は、パーティクルが存在
した発光部６のみで済むこととなる。従って、ダークス
ポットが生じても、その画素５の発光の差は、目視では
ほとんど識別できず、実用上何らの問題も生じない。こ
のため、有機ＥＬ素子１の長期にわたり良好な視認性を
維持することができる。

【００４５】しかも、この実施の形態の有機ＥＬ素子１
は、隣接する画素において被覆電極１ｆが連続して形成
されているが、１つの画素においてピンホールが生じて
ダークスポットが発生しても、その影響が隣接する画素
に及ぶことがない。

【００４６】上記の実施の形態では、有機ＥＬ素子１の
各画素５の発光部６の形状は、正方形であったが、本発
明はこれに限られない。例えば、図６に示すように、発
光部６’を円形（楕円形でも可）とした構造とし、発光
部６’の周囲に非発光隔壁部７’を設けることによって
角部に生じる応力集中等による欠陥の発生を回避するこ
とができる。

【００４７】また、図７に示すように、発光部６”を正
六角形としてハニカム構造とし、発光部６’の周囲に非
発光隔壁部７”を設けることによって、最密充填構造を
維持しつつ、発光部６”の非発光隔壁部７”に対する割
合を最大にすることができる。

【００４８】なお、図６及び図７に示す有機ＥＬ素子に
おいて、アノード電極、カソード電極、被覆電極、有機
ＥＬ層及び隔壁層を積層する構造及びその製造プロセス
は、上記の実施の形態で示したもの（図３及び図４）と
同一である。

【００４９】上記の実施の形態では、発光部６は、１辺
が２０μｍの正方形であり、その面積は４００μｍ²で
あった。また、非発光隔壁部７の幅は、４μｍであっ
た。しかしながら、これらの面積及び幅は、上記のもの
に限るものではない。但し、一般に、発光部６の面積を
１００００μｍ²以下、非発光隔壁部７の幅を５０μｍ
以下とすることによって、１つの発光部６で生じたダー
クスポット及び非発光隔壁部７の存在が目視では識別で
きないものとなる。

【００５０】上記の実施の形態では、アノード電極１ａ
の厚さは２５０ｎｍ、カソード電極１ｃの厚さは２００
ｎｍ、有機ＥＬ層１ｄの厚さは１００ｎｍ、隔壁層１ｅ
の厚さは５００ｎｍ、被覆電極１ｆの厚さは１０００ｎ
ｍとしていた。しかしながら、これらの厚さは、発光部
６のカソード電極１ｃと非発光隔壁部７のカソード電極
１ｃとが接触しないように、隔壁層１ｅの厚さをカソー
ド電極１ｃの厚さよりも厚くし、隔壁層１ｅの段差によ
り被覆電極１ｆが不連続にならないようにすれば任意の
厚さにすることができる。

【００５１】上記の実施の形態では、隔壁層１ｅの形成
後、有機ＥＬ層１ｄを全体に形成していた。このため、
隔壁層１ｅの上にも有機ＥＬ層１ｄが形成されることと
なっていた。しかしながら、例えば、フォトリソグラフ
ィフィー法を使用することによって、隔壁層１ｅの上に
有機ＥＬ層を形成しないようにしてもよい。但し、この
場合は、発光部６のカソード電極１ｃと非発光隔壁部７
のカソード電極１ｃとが接触しないように、隔壁層１ｅ
の厚さをカソード電極１ｃの厚さと有機ＥＬ層１ｄとの
和よりも厚くする必要がある。

【００５２】上記の実施の形態では、本発明を単純マト
リクス方式の有機ＥＬ素子１の各画素５に適用した場合
について説明したが、アクティブマトリクス方式の有機
ＥＬ素子の各画素にも適用することもできる。以下、こ
の発明に係るアクティブ駆動型電界発光表示装置の詳細
を図面に示す実施形態に基づいて説明する。

【００５３】図８は本実施形態に係る電界発光表示装置
の駆動回路図である。同図に示すように、電界発光素子
としての有機ＥＬ素子１０１が、Ｘ−Ｙマトリクス状に
配置されたそれぞれの画素領域に形成されている。これ
らの画素領域は、複数の走査ラインＸと複数の信号ライ
ンＹとがそれぞれ交差する部分に形成されている。１つ
の画素領域には、走査ラインＸおよび信号ラインＹに接
続された選択トランジスタＱ１と、この選択トランジス
タＱ１に接続されたキャパシタＣｐ１及びゲートが接続
された駆動トランジスタＱ２とが設けられている。この
駆動トランジスタＱ２は、有機ＥＬ素子１０１の一方の
電極（図ではアノード電極）に接続されている。そし
て、選択トランジスタＱ１が走査ラインＸからの選択信
号により選択され、且つ信号ラインＹより駆動信号が出
力されると駆動トランジスタＱ２がオン状態になるよう
に設定されている。なお、駆動トランジスタＱ２は、オ
フ状態では有機ＥＬ素子１０１に比べて充分高抵抗で、
オン状態では有機ＥＬ素子１０１に比べて無視できるほ
ど充分低抵抗となるようにその特性が設定されている。

【００５４】ここで、本実施形態における電界発光表示
装置の更に具体的な構成を、図９および図１０を用いて
説明する。図９は、本実施形態における電界発光表示装
置の１画素部分を示す平面図である。図１０は、図９の
Ｅ−Ｅ’断面図である。図中１００は電界発光表示装置
を示している。

【００５５】本実施形態の電界発光表示装置１００は、
ガラス或いは樹脂フィルムからなる基板１０２の上に例
えばアルミニウム（Ａｌ）でなるゲートメタル膜がパタ
ーニングされてなる、所定方向（Ｘ方向）に沿って平行
かつ等間隔をなす複数の走査ライン１０３と、この走査
ライン１０３に一体的な、選択トランジスタＱ１のゲー
ト電極１０３Ａと、駆動トランジスタＱ２のゲート電極
１０３Ｂと、が形成されている。なお、これらゲート電
極１０３Ａ、１０３Ｂおよび走査ライン１０３の表面に
は、陽極酸化膜１０４が形成されている。また、これら
走査ライン１０３、ゲート電極１０３Ａ、１０３Ｂおよ
び基板１０２の上には、窒化シリコンでなるゲート絶縁
膜１０５が形成されている。さらに、ゲート電極１０３
Ａ、１０３Ｂの上方のゲート絶縁膜１０５Ａ、１０５Ｂ
の上にはそれぞれ、アモルファスシリコン又はポリシリ
コンでなる半導体層１０６Ａ、１０６Ｂがパターン形成
されている。また、それぞれの半導体層１０６Ａ、１０
６Ｂの中央には、チャネル幅方向に沿って形成されたブ
ロッキング層１０７Ａ、１０７Ｂが形成されている。そ
して、半導体層１０６Ａの上には、ブロッキング層１０
７Ａ上でソース側とドレイン側とに分離されたオーミッ
ク層１０８Ａ、１０８Ａが形成されている。さらに、選
択トランジスタＱ１においては、ドレイン側のオーミツ
ク層１０８Ａに横層されて接続する信号ライン１０９Ａ
と、ソース側のオーミック層１０８Ａに積層されて接続
するソース電極１０９Ｂとが形成されている。

【００５６】このソース電極１０９Ｂは、図９に示すよ
うに、駆動トランジスタＱ２のゲート電極１０３Ｂに対
して、ゲート絶縁膜１０５に閉口したコンタクトホール
１１０を介して接続されている。駆動トランジスタＱ２
においては、ソース側のオーミック層１０８Ｂに積層さ
れて接続するＧＮＤ線１１１と、一端がドレイン側のオ
ーミック層１０８Ｂに積層されて接続し、且つ他端が有
機ＥＬ素子１０１の後記するアノード電極１１４に接続
するドレイン電極１１２が形成されている。また、ゲー
ト電極１０３Ｂとゲート絶縁膜１０５とＧＮＤ線１１と
でキャパシタＣｐ１が構成される。

【００５７】次に、有機ＥＬ素子１０１の構成を説明す
る。まず、上註した選択トランジスタＱ１、駆動トラン
ジスタＱ２およびゲート絶縁膜１０５の上に、電界発光
表示装置１００の発光表示領域全域にあって、層間絶縁
膜１１３が堆積されている。そして、上記した駆動トラ
ンジスタＱ２のドレイン電極１１２の端部上の層間絶縁
膜１１３にコンタクトホール１１３Ａが形成されてい
る。なお、本実施形態では、駆動トランジスタＱ２のド
レイン電極１１２の端部は、１画素領域の略中央に位置
するように設定されている。そして、層間絶縁膜１１３
の上に、可視光に対し透過性を示す、例えばＩＴＯでな
るアノード電極１１４が略１画素領域全域に亙って矩形
状に形成されている。すなわち、アノード電極１１４
は、相隣接する信号ライン１０９Ａ、１０９Ａと相隣接
する走査ライン１０３、１０３とで囲まれる領域（１画
素領域）を略覆うように形成されている。このため、選
択トランジスタＱ１と駆動トランジスタＱ２とは、アノ
ード電極１１４で全面的に覆われている。

【００５８】アノード電極１１４上に発光部１２１と非
発光隔壁部１２２とが形成されている。発光部１２１の
アノード電極１１４上には、有機ＥＬ層１１５が、隣接
する発光部１２１の有機ＥＬ層１１５と離間して形成さ
れている。そして、発光部１２１の有機ＥＬ層１１５上
にはＭｇ又はＭｇ合金等の低仕事関数の導電性材料から
なるカソード電極１１６が形成されている。非発光隔壁
部１２２のアノード電極１１４上には、ＳｉＯ２等の絶
縁性材料からなる隔壁層１１７が、１画素全域にわたっ
て発光部１２１を囲むように格子状に連続して形成され
ている。隔壁層１１７の上には、発光部１２１と一括し
て形成された有機ＥＬ層１１５、カソード電極１１６が
順次積層して設けられている。発光部１２１のカソード
電極１１６と非発光隔壁部１２２のカソード電極１１６
上には、Ａｌからなる被覆電極１１８が両部１２１，１
２２を跨って形成されている。被覆電極１１８は基板全
面に形成されてもよく、各走査ラインＸに沿った行方向
の有機ＥＬ素子１０１のカソード電極１１６上を跨るよ
うに形成されてもよい。この場合、被覆電極１１８は、
図８に示す行コモンラインＺに接続することになる。

【００５９】本実施形態においてもダークスポットは、
１つの発光部１２１のカソード電極１１６の酸化により
発生した場合、１つの発光部１２１の面積を超えて成長
しないので、長期にわたり極めて視認性が良好であり、
また、有機ＥＬ素子はその有機ＥＬ層が薄いほど印加電
圧に対する輝度が高くなる傾向があるが、有機ＥＬ層の
ピンホールの発生を解消するために有機ＥＬ層を層厚を
厚くしたりする必要がないので低電圧で高い輝度で発光
することができる。

【００６０】上記の実施の形態では、ドットマトリクス
表示を行う有機ＥＬ素子について説明したが、本発明
は、セグメント表示を行う有機ＥＬ素子の各セグメント
や、ピクト表示を行う有機ＥＬ素子の各ピクトについて
も適用することができる。携帯電話やＰＨＳ等の表示部
のバックライトとして用いる全面発光型の有機ＥＬ素子
にも適用することができる。

【００６１】上記の実施の形態では、有機ＥＬ素子１ｄ
は、α−ＮＰＤからなる正孔輸送層とＢｅｂｑ２からな
る電子輸送性発光層の２層構造で、有機ＥＬ素子１は、
緑色の単色光を発光するものとしていた。しかしなが
ら、有機ＥＬ層１ｄは、正孔輸送層、発光層及び電子輸
送層からなる３層構造のものとしてもよい。また、使用
する有機ＥＬ材料も上記のものに限るものではなく、他
の材料を使用して他の色を発色できるようにしてもよ
い。さらには、例えば、赤、緑、青のそれぞれの波長成
分の光を発する有機ＥＬ層を所定の順序で形成して、マ
ルチカラーまたはフルカラー表示を行うものとしてもよ
い。

【００６２】また、各閉領域の面積を１００００μｍ²
以下とすることによって、本発明の発光素子において最
大限ダークスポットが拡大しても、目視では識別できな
いものとなる。また、隔壁部の幅を５０μｍ以下とする
ことによって、隔壁部の存在が目視では識別できないも
のとなる。

【００６３】また、閉領域の形状を円形または楕円形と
し、分割される発光領域のレイアウトを再密充填構造と
することによって、応力の集中に起因する欠陥の発生を
回避することができる。さらに、閉領域の形状を正六角
形とすることによって、再密充填構造を維持しつつ、隔
壁部に対する発光領域の面積の割合を最大にすることが
でき、明るい表示を得ることができる。

【００６４】また、本発明の発光素子を単純マトリクス
方式の発光素子に適用することによって、１つの画素に
生じたダークスポットが他の画素の領域にまで広がっ
て、他の画素の表示に影響することがない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光素子
では、隔壁部によって閉領域を形成することによって、
ピンホールが生じてもこの閉領域内で第２の電極の酸化
の進行が抑止される。このため、発光素子において、い
わゆるダークスポットの成長が抑止され、長期間にわた
って良好な視認性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の有機ＥＬ素子の構成を示
す図である。

【図２】図１の有機ＥＬ素子の１画素分の構成を模式的
に示す図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ’断面図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は、図１の有機ＥＬ素子の製造
工程を示す図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１の有機ＥＬ素子におけ
るダークスポットの成長の過程を説明する図である。

【図６】本発明の他の実施の形態の有機ＥＬ素子の１画
素分の構成を模式的に示す図である。

【図７】本発明の他の実施の形態の有機ＥＬ素子の１画
素分の構成を模式的に示す図である。

【図８】本発明のさらに他の実施の形態の有機ＥＬ素子
の等価回路の構成を示す図である。

【図９】図８の有機ＥＬ素子の１画素分の構成を模式的
に示す図である。

【図１０】図９のＥ−Ｅ’断面図である。

【符号の説明】

１・・・有機ＥＬ素子、１ａ・・・ガラス基板、１ｂ・・・アノ
ード電極、１ｃ・・・カソード電極、１ｄ・・・有機ＥＬ層、
１ｅ・・・隔壁層、１ｆ・・・被覆電極、５・・・画素、６、
６’、６”・・・発光部、７、７’、７”・・・非発光隔壁部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電極と、この第１の電極上に形成され、複数の閉領域を形成し、
かつ非導電性の材料によって構成された隔壁部と、この隔壁部によって形成された閉領域の内部に形成さ
れ、印加された電圧に応じて発光する発光層と、前記閉領域の内部の前記発光層上に形成され、前記隔壁
部により互いに離間された複数の第２の電極と、を備えることを特徴とする発光素子。
【請求項２】前記発光層及び前記第２の電極は、前記隔
壁部の上にも形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】前記複数の閉領域は、一画素内に形成され
ている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】前記隔壁部は、その高さが前記発光層の高
さと前記第２の電極の高さとの和より大きい、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
の発光素子。
【請求項５】前記複数の第２の電極上に前記複数の第２
の電極を互いに接続し、前記複数の第２の電極材料より
高仕事関数の材料を含む第３の電極が形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
の発光素子。
【請求項６】前記隔壁部によって形成される複数の閉領
域は、それぞれ円形、楕円形、正六角形の少なくとも１
つから選択される形状である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
の発光素子。
【請求項７】前記発光層は、有機エレクトロルミネッセ
ンス材料によって構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載
の発光素子。
【請求項８】前記第１の電極は、導電性を有する透明材
料によって構成されており、前記第２の電極は、前記第１の電極より仕事関数が低い
導電性材料によって構成されており、前記隔壁部は、絶縁性を示し、それ自体が酸素及び水を
放出しない材料によって構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載
の発光素子。