有機エレクトロルミネッセンス装置
【課題】プラズマ表面処理に起因する不具合を防止することで、長期に亘って良好な発光特性を得る有機エレクトロルミネッセンス装置を提供する。
【解決手段】基板Ｐ上に、有機材料から構成される平坦化層２４と、平坦化層２４上に設けられる画素電極４１と、画素電極４１の上端部を覆うように平坦化層２４上に設けられ、平坦化層２４を露出させる第一開口部５１が形成された無機隔壁５０Ｂと、無機バンク５０Ｂ上に形成され、第一開口部５１を介して平坦化層２４に接触する有機隔壁５０Ａと、画素電極４１上に設けられる有機発光層４０と、有機発光層４０上に設けられる陰極５４と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置１である。有機隔壁５０Ａが無機材料から構成される無機保護膜４４で覆われており、無機保護膜４４には有機隔壁５０Ａを露出させる第二開口部５２が形成されている。
【解決手段】基板Ｐ上に、有機材料から構成される平坦化層２４と、平坦化層２４上に設けられる画素電極４１と、画素電極４１の上端部を覆うように平坦化層２４上に設けられ、平坦化層２４を露出させる第一開口部５１が形成された無機隔壁５０Ｂと、無機バンク５０Ｂ上に形成され、第一開口部５１を介して平坦化層２４に接触する有機隔壁５０Ａと、画素電極４１上に設けられる有機発光層４０と、有機発光層４０上に設けられる陰極５４と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置１である。有機隔壁５０Ａが無機材料から構成される無機保護膜４４で覆われており、無機保護膜４４には有機隔壁５０Ａを露出させる第二開口部５２が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バックライト等の光源を必要としない自発光素子を備えた表示装置として、近年、エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機ＥＬ装置（以下、有機ＥＬ装置と称す）が注目されている。有機ＥＬ装置は、各画素領域に対応して設けられた、例えばＴＦＴ素子で構成されるスイッチング素子に電気的に接続された画素電極と陰極との間に有機発光層を挟持した構成となっている。有機ＥＬ装置は前記ＴＦＴ素子を平坦化層で覆うことでな基板面を平坦化し、平坦化層に形成したコンタクトホールを介して画素電極とＴＦＴ素子とが電気的に接続されるようになっている。
また、有機ＥＬ装置は隣接する画素領域間における画素電極の接触、或いは画素電極及び陰極の接触を防止するための隔壁を備えている（例えば、特許文献１参照）。このような隔壁の形成材料としては、上記平坦化層の形成材料と同様のアクリル樹脂やポリイミド等が用いられる。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ装置の製造工程では、前記画素電極上に有機発光層を形成するに先立ち、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）から構成された画素電極表面の汚れを除去する表面洗浄工程としてプラズマ処理を行う。
【特許文献１】特開平５−２７５１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなプラズマ処理を行うと上記の隔壁を構成するアクリル樹脂やポリイミドの一部がエッチングされることでＩＴＯ（画素電極）上に異物が付着し、ＩＴＯ表面が汚染されることで発光特性が低下するおそれがある。
【０００５】
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、プラズマ表面処理に起因する不具合を防止することで、長期に亘って良好な発光特性を得る有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板上に、有機材料から構成される平坦化層と、該平坦化層上に設けられる画素電極と、該画素電極の上端部を覆うように前記平坦化層上に設けられ、該平坦化層を露出させる第一開口部が形成された無機隔壁と、該無機バンク上に形成され、前記第一開口部を介して前記平坦化層に接触する有機隔壁と、前記画素電極上に設けられる有機発光層と、該有機発光層上に設けられる陰極と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記有機隔壁が無機材料から構成される無機保護膜で覆われており、該無機保護膜には前記有機隔壁を露出させる第二開口部が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、例えば有機発光層を形成するに際して、画素電極表面をプラズマ処理により洗浄した場合でも、有機隔壁の表面を覆う無機保護膜によって有機隔壁にプラズマダメージが及ぶことが防止される。よって、有機隔壁の形成材料の一部がプラズマ処理によってエッチングされて、その一部が異物として画素電極表面に付着することで画素電極が汚染されることがない。
また、有機発光層の形成時に平坦化層及びこの平坦化層に第一開口部を介して接触する有機隔壁から発生したアウトガスを、無機保護膜に形成された第二開口部から外部に放出できる。よって、駆動時にアウトガスが発生することがなく、アウトガスに起因する発光不良等の不具合が防止された高信頼性なものとなる。
【０００８】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記第二開口部は前記有機隔壁の上面に対応する位置に形成されるのが好ましい。
この構成によれば、有機隔壁の側面に比べ、画素電極面から第二開口部を離間させた状態にすることができるので、画素電極表面の洗浄工程として上記のプラズマ処理を行った際に第二開口部内に露出する有機隔壁にダメージが及ぶのを抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記第二開口部は平面視した状態で、前記第一開口部に対して少なくとも一部が重なるように形成されるのが好ましい。
この構成によれば、平坦化層中から第一開口部を介して有機隔壁中に放出されたアウトガスは有機隔壁内で発生したアウトガスとともに、平面視第一開口部に重なる位置に形成された第二開口部から外部に良好に放出されるようになる。よって、アウトガスを効率的に外部に放出することができる。
【００１０】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記無機保護膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、ＡｌＮ、及びＡｌ２Ｏ３のいずれかを主体として構成されるのが好ましい。
この構成によれば、上述したようなプラズマ処理を行った際でも、有機隔壁にダメージが及ぶのを良好に防止できる。
【００１１】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記無機保護膜の膜厚が、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるのが好ましい。
この構成によれば、無機保護膜の膜厚が５０ｎｍ以上となっているので、十分なプラズマ耐性を得ることができる。また、無機保護膜の膜厚が２００ｎｍ以下となっているので、膜厚が厚すぎることで無機保護膜に割れが生じてしまうのを抑制できる。
【００１２】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記有機発光層は気相法によって形成されたものであるのが好ましい。
このようにすれば、上述したように洗浄処理による汚染が防止された画素電極上に、例えば蒸着法等の気相法により有機発光層を良好に形成できるので、信頼性が高く良好な発光特性を得るものを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（有機エレクトロルミネッセンス装置）
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と称す）に係る一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態の有機ＥＬ装置の回路構成図、図２は、同有機ＥＬ装置における各画素領域の平面構造を示す図であって陰極や有機発光層を取り除いた状態を示す図である。また図３は、有機ＥＬ装置の断面構成を示す概略図である。
【００１４】
図１に示すように、有機ＥＬ装置１は、複数の走査線３１と、これら走査線３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線３２と、これら信号線３２に並列に延びる複数の共通給電線３３とがそれぞれ配線されたもので、走査線３１及び信号線３２の各交点に画素領域７１が設けられて構成されたものである。
【００１５】
信号線３２に対しては、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等を備えるデータ側駆動回路７２が設けられている。一方、走査線３１に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタ等を備える走査側駆動回路７３が設けられている。また、画素領域７１の各々には、走査線３１を介して走査信号（電力）がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）４２と、このスイッチング用ＴＦＴ４２を介して信号線３２から供給される画像信号を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ４３と、この駆動用ＴＦＴ４３を介して共通給電線３３に電気的に接続したときに共通給電線３３から駆動電流が流れ込む画素電極（陽極）４１と、この画素電極４１と陰極５４との間に挟み込まれる有機発光層４０と、が設けられている。そして、前記画素電極４１と陰極５４と、有機発光層４０とによって発光素子が構成されている。
【００１６】
このような構成のもとに、走査線３１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ４２がオンとなると、そのときの信号線３２の電位（電力）が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用ＴＦＴ４３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ４３のチャネルを介して共通給電線３３から画素電極４１に電流（電力）が流れ、さらに有機発光層４０を通じて陰極５４に電流が流れることにより、有機発光層４０は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００１７】
次に、図２に示す画素領域７１の平面構造をみると、画素領域７１は、平面視略矩形状の画素電極４１の四辺が、信号線３２、共通給電線３３、走査線３１及び図示しない他の画素電極用の走査線によって囲まれた配置となっている。画素電極４１はドレイン電極３６に導電接続されることで駆動用ＴＦＴ４３に電気的に接続されたものとなっている。
【００１８】
（断面構造）
また図３に示す画素領域７１の断面構造をみると、基板Ｐ上に駆動用ＴＦＴ４３が設けられており、駆動用ＴＦＴ４３を覆って形成された第一、及び第二層間絶縁膜２３，２４上に発光素子２００が配設されている。この発光素子２００は、基板Ｐ上に立設されたバンク構造（隔壁構造）５０の内部に臨む画素電極４１と、この画素電極４１上に配置される有機発光層４０と、この有機発光層４０を覆う陰極５４とを有して構成される。また、前記バンク構造５０は各画素領域７１を区画した（囲んだ）状態に基板Ｐ上に形成されている。
【００１９】
前記基板Ｐとしては、本実施形態のようなトップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、有機ＥＬ発光素子２００が配設される側から光を外部に取り出す構成であることから、ガラス等の透明基板のほか、不透明基板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等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）等が挙げられる。
【００２０】
基板Ｐ上に設けられる前記駆動用ＴＦＴ４３は、半導体層２１に形成されたソース領域４３、ドレイン領域４３ｂ、及びチャネル領域４３ｃと、半導体層表面に形成されたゲート絶縁膜２２を介してチャネル領域４３ｃに対向するゲート電極１４３Ａとを主体として構成されている。半導体層２１及びゲート絶縁膜２２を覆う第一層間絶縁膜２３が形成されており、この第一層間絶縁膜２３を貫通して半導体層２１に達するコンタクトホール３４，３５内に、それぞれドレイン電極３６、ソース電極３８が埋設され、各々の電極はドレイン領域４３ｂ、ソース領域４３に導電接続されている。第一層間絶縁膜２３の上層には、第二層間絶縁膜２４が形成されており、この第二層間絶縁膜２４に貫設されたコンタクトホール３９に画素電極４１の一部が埋設されている。そして画素電極４１とドレイン電極３６とが導電接続されることで、駆動用ＴＦＴ４３と画素電極４１（発光素子２００）とが電気的に接続されている。なお、前記第一、第二層間絶縁膜２３，２４は前記駆動用ＴＦＴ４３、又は前記ドレイン電極３６、及びソース電極３８によって基板Ｐ上に生じる凹凸を平坦化する平坦化層を兼ねている。
【００２１】
また、バンク構造５０はＳｉＯ２やＳｉＮ等の絶縁性無機材料からなる無機バンク（無機隔壁）５０Ｂと、上記第一、第二層間絶縁膜２３，２４の形成材料と同様にアクリルやポリイミド等の有機材料からなる有機バンク（有機隔壁）５０Ａとの積層構造から構成されている。具体的には、前記無機バンク５０Ｂは画素電極４１の側面及び上端部を覆うように前記第二層間絶縁膜２４上に形成され、画素電極４１の一部（上面）を露出させるとともに、各画素領域７１に対応して配置される画素電極４１間を絶縁している。
【００２２】
また、無機バンク５０Ｂにおける前記画素電極４１を覆わっていない部分には、第一開口部５１が形成されており、この第一開口部５１内に前記第二層間絶縁膜２４が臨まれるようになっている。そして、第二層間絶縁膜２４上に設けられる有機バンク５０Ａの一部が第一開口部５１内に埋設されている。これにより、有機バンク５０Ａは、第一開口部５１を介して第二層間絶縁膜２４と接触した状態となっている。この有機バンク５０Ａの膜厚としては、２〜３μｍ程度に設定するのが望ましい。
【００２３】
また、有機バンク５０Ａの表面を覆うようにして、無機材料、例えばＳｉＮからなる無機保護膜４４が設けられている。なお、無機保護膜４４の膜厚としては、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度に設定するのが望ましい。
【００２４】
無機保護膜４４の形成材料としては、上記のＳｉＮに限定されることはなく、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかを主体とするものを用いてもよい。
【００２５】
そして、無機保護膜４４には、有機バンク５０Ａを露出させる第二開口部５２が形成されている。具体的には、第二開口部５２は有機バンク５０Ａの上面に対応する位置に形成されている。図４は無機保護膜４４に形成された第二開口部５２における平面図を示すものである。図４に示すように、第二開口部５２は画素領域７１の長辺側を区画する有機バンク５０Ａの上面を露出させる長方形形状の孔部となっている。また、第二開口部５２は、平面視した状態で前記第一開口部５１に対して、その一部が重なる位置に形成するのが好ましい（図３参照）。例えば、第二開口部５２の形成領域内に第一開口部５１の形成領域が含まれた状態、すなわち第二開口部５２を第一開口部５１に比べて小さく形成してもよい。
【００２６】
前記バンク構造５０の底部に臨まれる画素電極４１上に有機発光層４０と陰極５４とが積層され、発光素子２００が構成される。本実施形態では、前記有機発光層４０及び前記陰極５４がバンク構造５０（有機バンク５０Ａ）の上面を覆うようにして基板Ｐ全面に形成されている。なお、有機発光層４０は後述するように真空蒸着法（気相法）によって形成されたものである。
【００２７】
本実施形態では、前記有機発光層４０の形成材料としては、白色の蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の低分子材料を用いられ、例えば青色と橙色発光素子を積層した２発光層積層型白色素子や赤色、緑色、及び青色を積層した３発光層積層型白色素子等が用いられる。なお、図示しないものの、有機発光層４０は発光層に加えて、正孔注入／輸送層、及び電子注入／輸送層を含んで構成されている。これら正孔注入／輸送層、発光層及び電子注入／輸送層は、各層に好適な蒸着材料を周知の蒸着法に基づいて蒸着することで形成される。
【００２８】
本実施形態に係る有機ＥＬ装置１は、封止基板２７側から光を取り出す、所謂トップエミッション方式の有機ＥＬ装置である。
そのため、陰極５４は透明材料によって構成される。この陰極５４を形成する透明導電材料としてはインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、アルミニウム薄膜、マグネシウム銀の薄膜等を用いることができる。具体的に本実施形態では、ＩＴＯを用いた。
【００２９】
また、画素電極４１は金属材料等の適宜な導電材料によって形成できる。本実施形態ではＩＴＯを主体として構成されている。なお、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１は、上述したようにトップエミッション方式の有機ＥＬ装置であることから、外部に光を効率的に取り出すことができるように、画素電極４１の下層側には例えばＡｌ等の光反射性を有する反射膜（図示せず）を設けている。
【００３０】
また、前記陰極５４の上層側には陰極保護層４５が形成されている。この陰極保護層４５を設けることで、製造プロセス時に陰極５４が腐食されるのを防止できる。また、陰極保護層４５は陰極５４の酸化も良好に防止できる。陰極保護層４５の形成材料としては、無機化合物、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物等のシリコン化合物が用いられる。
【００３１】
ところで、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、有機発光層４０、陰極５４、及び陰極保護層４５がバンク構造５０の上面、さらにはバンク構造５０の側面部を覆った状態に形成されている。
【００３２】
ここで、有機バンク５０Ａの内側面は、断面視テーパ形状をなす傾斜面となっている。この構成により、後述するように蒸着法により形成される有機発光層４０を有機バンク５０Ａの内側面に良好に付着させることができ、有機発光層４０及び有機バンク５０Ａは密着性の高い状態に形成される。さらに、有機発光層４０上に積層して形成される陰極５４も上記テーパ面に沿って形成されることにより断線の発生が防止されたものとなる。
【００３３】
本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、基板Ｐと対向してカラーフィルタ基板２５が設けられている。このカラーフィルタ基板２５は、三原色の各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応するカラーフィルタ２６と遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）パターン２８とから構成されている。また、このカラーフィルタ基板２５は、基板Ｐ側の画素領域７１とカラーフィルタ２６とが対向するように設けられている。
【００３４】
また、カラーフィルタ基板２５上に封止基板２７が設けられている。この封止基板２７は例えばガラス等の透明性を有する材料からなるものである。なお、前記封止基板４８の内面側に凹部を設け、この凹部に水や酸素を吸収するゲッター剤（例えば、ＣａＯ、ＢａＯ等）４４を配置することで有機ＥＬ装置１内部に侵入した水又は酸素を吸収できるようにしてもよい。
【００３５】
ところで、従来の有機ＥＬ装置のように、無機バンクが平坦化層を覆った状態に形成されていると、有機発光層の駆動時に有機材料からなる有機バンクや平坦化層内から発生したアウトガスが発光層に悪影響を及ぼすことで発光不良を招くおそれがある。
【００３６】
一方、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１は、有機発光層４０の形成時に第二層間絶縁膜２４及び有機バンク５０Ａ中からアウトガスが発生する。第二層間絶縁膜２４中から発生したアウトガスは、第一開口部５１を抜けて有機バンク５０Ａ中に入り込み、有機バンク５０Ａ中で発生したアウトガスとともに第二開口部５２から外部に放出される。よって、製造プロセス中にアウトガスが予め外部に放出されたものとなっているので、有機ＥＬ装置を駆動させた際にアウトガスが発生することがなく、アウトガスに起因する発光不良等の不具合の発生を防止できる。
【００３７】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
以下、有機ＥＬ装置１の製造方法について図５，６を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、駆動用ＴＦＴ４３、及び画素電極４１等を形成する工程については、周知の工程と同様なので、これ以降の工程について詳しく説明する。
【００３８】
まず、図５（ａ）に示すように、ガラス基板等の基板Ｐ上に、駆動用ＴＦＴ４３、第一層間絶縁膜２３、第二層間絶縁膜２４を順に形成し、該第二層間絶縁膜２４に形成したコンタクトホール３９を介して、前記駆動用ＴＦＴ４３に対して電気的に接続される画素電極４１を形成した後、前記第二層間絶縁膜２４上に無機バンク５０Ｂを形成する。
【００３９】
無機バンク５０Ｂは、例えばＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等によって第二層間絶縁膜２４、画素電極４１の全面にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＮ等の無機物膜を形成し（本実施形態ではＳｉＯ２を用いた）、この無機膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることで形成する。無機バンク５０Ｂは、第二層間絶縁膜２４上、画素電極４１の周縁部（上端部及び側面部）上のみに設けられ、画素電極４１の中央部に位置する電極面を露出させる。このとき、無機バンク５０Ｂには、前記画素電極４１を覆わない部分に第二層間絶縁膜２４を露出させる第一開口部５１が形成される。
【００４０】
次に、図５（ｂ）に示すように上記無機バンク５０Ｂ上に有機バンク５０Ａを形成する。有機バンク５０Ａは、前記第二層間絶縁膜２４の形成材料と同一の材料、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂を材料として用いることができる。有機バンク５０Ａは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂を溶媒に溶かしたものを、スピンコート、ディップコート等により塗布して形成する。
【００４１】
ところで、上述したように無機バンク５０Ｂには第一開口部５１が形成されており、その内部には第二層間絶縁膜２４が露出しているので、上記有機材料は第一開口部５１内に埋設された状態となる。したがって、有機バンク５０Ａは第一開口部５１を介して第二層間絶縁膜２４に接触した状態に形成される。
【００４２】
そして、有機バンク５０Ａをフォトリソグラフ法によりパターニングして開口を設ける。有機バンク５０Ａの開口は、図３に示したように、無機バンク５０Ｂの開口よりやや広く形成する。このようにして無機バンク５０Ｂ上に有機バンク５０Ａを積層することで、基板Ｐ上にバンク構造５０が形成され、このバンク構造により画素領域７１が区画されるようになる。
【００４３】
（無機保護膜の形成）
次に、図５（ｃ）に示すように有機バンク５０Ａの表面を覆う無機保護膜４４を形成する。具体的には、有機バンク５０Ａの形成領域及び後述する第二開口部５２の形成領域が開口されたマスクを用いて、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等によりＳｉＮからなる無機膜を選択的に成膜することで前記無機保護膜４４を形成できる。この無機保護膜４４には、前記有機バンク５０Ａの上面に対応する位置（図３参照）に第二開口部５２を形成する。なお、上述したようにＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかを主体とする他の無機材料を用いて無機保護膜４４を形成してもよい。
【００４４】
ここで、本実施形態では、第二開口部５２は第一開口部５１に対し、平面視した状態でその一部が重なる位置に形成するのが好ましい。具体的に本実施形態では、第二開口部５２の形成領域内に第一開口部５１の形成領域が含まれた状態に形成した（図３参照）。
【００４５】
この無機保護膜４４の膜厚としては、５０〜２００ｎｍに設定するのが望ましい（本実施形態は５０ｎｍとした）。この理由としては、無機保護膜４４の膜厚が５０ｎｍよりも小さい場合、後述のプラズマ処理に対して十分な耐性を得ることが難しくなるためである。また、無機保護膜４４の膜厚が２００ｎｍ以上になると無機保護膜４４に割れが生じるおそれがあり、これにより後述するプラズマ処理に対して十分な耐性が得られなくなるためである。
【００４６】
続いて、図５（ｄ）に示すようにプラズマ処理を行う。このプラズマ処理は、画素電極４１の電極面を活性化するものであり、画素電極４１の電極面の表面洗浄を主な目的としている。
【００４７】
ところで、プラズマ処理はバンク構造５０に区画された開口領域（画素領域７１）の底部に露出する画素電極４１の表面に対し選択的に行うのが好ましいものの、この場合、画素電極４１の表面のみならず、有機バンク５０Ａの内側面も一部プラズマに曝されてしまう。
【００４８】
有機バンク５０Ａは、上述したようにアクリル樹脂から形成されており、十分なプラズマ耐性を備えているとは言い難い。そのため、上記プラズマ処理によって、その一部が破壊（エッチング）されることで、画素電極４１に異物を付着させ、汚染が生じるおそれがある。
【００４９】
一方、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、上述したように有機バンク５０Ａの表面が無機保護膜４４によって覆われている。ここで、無機材料から構成される無機保護膜４４は、十分なプラズマ耐性を備えているので、この無機保護膜４４によって覆われた有機バンク５０Ａは上記プラズマ処理によって破壊（エッチング）されてしまうことがない。よって、無機保護膜４４下層の有機バンク５０Ａにプラズマダメージが及ぶことがなく、画素電極４１の表面洗浄を良好に行うことができる。
【００５０】
なお、上述したように前記無機保護膜４１には有機隔壁５０Ａを露出させる第二開口部５２が形成されており、この第二開口部５２内に露出する有機バンク５０Ａがプラズマ処理に曝されるおそれがある。しかしながら、本実施形態ではプラズマ処理の影響の少ない有機バンク５０Ａ上面に第二開口部５１を形成しているので、この第二開口部５１内に露出する有機バンク５０Ａがエッチングされるのを防止できる。
【００５１】
（有機発光層の形成工程）
次に、図６（ａ）に示すように、画素電極４１、バンク構造５０の全面に有機発光層４０を例えば真空蒸着法により形成する。このとき、上記プラズマ処理による表面洗浄が良好に行われているため、画素電極４１上に有機機能層４０を平坦性が高い状態に形成することができる。また、バンク構造５０を構成する有機バンク５０Ａの内側面は、図２に示したように断面視テーパ形状の傾斜面となっているため、有機発光層４０の形成材料を有機バンク５０Ａの内側面に沿って良好に付着させることができる。本実施形態では、正孔注入／輸送層、発光層、電子注入／輸送層を積層することで有機発光層４０を形成した。なお、正孔注入／輸送層、発光層及び電子注入／輸送層は、上述したような各層に好適な蒸着材料を周知の蒸着法に基づいて蒸着することで形成される。
【００５２】
上記発光層の蒸着材料としては、例えばアントラセンやピレン、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、またはこれら低分子材料に、ルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン誘導体、ＤＣＭ、ＤＣＪ、ペリノン、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ジアザインダセン誘導体等をドープして用いることができる。
【００５３】
また、正孔注入／輸送層の蒸着材料としては、例えばスターバーストアミン、オリゴアミン、トリフェニルアミン系ポリマー等を用いることができる。また、電子注入／輸送層の蒸着材料としては、例えばオキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、フェナンソロリン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン誘導体、ジフェノキノン誘導体、及びヒドロキシキノリン誘導体の金属錯体を用いることができる。
【００５４】
ところで、上記有機発光層４０を形成する真空蒸着のプロセス中に、アクリル樹脂やポリイミド等のような有機材料からなる第二層間絶縁膜２４及び有機バンク５０Ａ中からアウトガスが発生してしまう。この時、第二層間絶縁膜２４中から発生したアウトガスは第一開口部５１を介して接続する有機バンク５０Ａ中に放出される。また、有機バンク５０Ａ中からも同様にアウトガスが発生する。
【００５５】
ここで、有機バンク５０Ａが無機保護膜４４によって完全に覆われた構成の場合、アウトガスの逃げ場がなくなることで、例えばアウトガスが無機保護膜４４を破壊し、上述したようなプラズマ耐性を十分に得られなくなるおそれがある。そこで、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、無機保護膜４４に第二開口部５２を形成することで、第二層間絶縁膜２４及び有機バンク５０Ａ中から発生したアウトガスを外部に確実に放出できる。
【００５６】
また、図３に示したように第二開口部５２及び第一開口部５１が平面視重なっているので、第二開口部５２を通ったアウトガスは、第一開口部５１に平面的に重なる第二開口部５２から良好に外部に放出されるようになり、効率的にアウトガスを外部に放出できる。
【００５７】
次に、図６（ｂ）に示すように前記有機発光層４０を覆うように基板全面に陰極５４を形成する。陰極５４形成工程では、トップエミッション構造を実現するために、例えばイオンプレーティング法等の物理気相成長法により透明なＩＴＯを成膜する。あるいは、アルミニウムの薄膜、マグネシウム銀の薄膜を蒸着法で形成することで陰極５４を形成してもよい。
【００５８】
このとき、有機発光層４０は有機バンク５０Ａの表面に沿って均一な膜厚で形成されていることから、この有機発光層４０上に形成される陰極５４も均一な膜厚で形成することができる。
【００５９】
さらに、図６（ｃ）に示すように酸素や水分の影響による有機ＥＬ素子の劣化を防止するために、陰極５４上に、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物等のシリコン化合物等の無機化合物からなる陰極保護層４５を形成する。
この陰極保護層４５の形成方法としては、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等を例示することができる。
【００６０】
最後に、カラーフィルタ基板２５を重ね合わせ、基板Ｐとカラーフィルタ基板２５とを貼り合わせ、封止樹脂を介して封止基板２７によって封止することにより、図３に示した有機ＥＬ装置１が完成する。
【００６１】
以上述べたように、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、有機発光層４０を形成するに際して、画素電極４１表面をプラズマ処理により洗浄した場合でも、有機バンク５０Ａの表面が無機保護膜４４によって覆われているので、有機バンク５０Ａにプラズマダメージが及ぶことのを防止できる。よって、有機バンク５０Ａの形成材料の一部がプラズマ処理によってエッチングされて、その一部が異物として画素電極４１の表面に付着することで画素電極４１の汚染が生じるのを防止できる。
したがって、画素電極４１上に有機発光層４０が良好に形成されたものとなり、長期に亘り良好な発光特性を得る有機ＥＬ装置１を提供できる。
【００６２】
また、有機発光層４０の形成プロセス時に、第二層間絶縁膜２４及び有機バンク５０Ａから発生したアウトガスを外部に放出することができるので、駆動時にアウトガスに起因した発光不良等の不具合を防止した信頼性の高い有機ＥＬ装置１となる。
【００６３】
なお、本発明に係る有機ＥＬ装置１は、上述した実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、適宜変更が可能である。例えば、図７に示すように有機バンク５０Ａの上面のうち、格子状に形成されている有機バンク５０Ａの各格子点に対応する位置に略長円形状の第二開口部５２を形成してもよい。
この場合、図４に示した構成に比べて、第二開口部５２が画素電極４１から離間した状態となるので、上述したプラズマ処理時に第二開口部５２内に露出している有機バンク５０Ａにプラズマダメージが及ぶ可能性を低減できる。
【００６４】
（電子機器）
次に、本発明の有機ＥＬ装置に係る他の応用例として、有機ＥＬ装置を備えた電子機器について説明する。
図８は、携帯電話の表示部に本発明の有機ＥＬ装置を適用した例についての概略構成図である。同図に示す携帯電話３００は、上記実施形態の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部３０１として備え、複数の操作ボタン３０２、受話口３０３、及び送話口３０４を備えて構成されている。
この携帯電話３００によれば、上述したようにプラズマ処理に起因する画素電極の汚染が防止されるとともに、アウトガスに起因する発光不良の発生が防止されることで、長期間に亘って信頼性の高い表示を得ることができる有機ＥＬ装置１を表示部３０１として備えているので、高品質なものを提供できる。
なお、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。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】有機ＥＬ装置の回路構成を示す図である。
【図２】画素領域の平面構造を示す図である。
【図３】有機ＥＬ装置の断面構成を示す概略図である。
【図４】無機保護膜上に形成された第二開口部における平面構成図である。
【図５】有機ＥＬ装置の製造工程について説明するための図である。
【図６】図４に続く有機ＥＬ装置の製造工程を説明するための図である。
【図７】無機保護膜上に形成された第二開口部の変形例に係る平面構成図である。
【図８】電子機器の一実施形態に係る携帯電話の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
Ｐ…基板、１…有機エレクトロルミネッセンス装置、２４…第二層間絶縁膜（平坦化層）、４０…有機発光層、４１…画素電極、４４…無機保護膜、５０Ａ…有機バンク（有機隔壁）、５０Ｂ…無機バンク（無機隔壁）、５１…第一開口部、５２…第二開口部、５４…陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バックライト等の光源を必要としない自発光素子を備えた表示装置として、近年、エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機ＥＬ装置（以下、有機ＥＬ装置と称す）が注目されている。有機ＥＬ装置は、各画素領域に対応して設けられた、例えばＴＦＴ素子で構成されるスイッチング素子に電気的に接続された画素電極と陰極との間に有機発光層を挟持した構成となっている。有機ＥＬ装置は前記ＴＦＴ素子を平坦化層で覆うことでな基板面を平坦化し、平坦化層に形成したコンタクトホールを介して画素電極とＴＦＴ素子とが電気的に接続されるようになっている。
また、有機ＥＬ装置は隣接する画素領域間における画素電極の接触、或いは画素電極及び陰極の接触を防止するための隔壁を備えている（例えば、特許文献１参照）。このような隔壁の形成材料としては、上記平坦化層の形成材料と同様のアクリル樹脂やポリイミド等が用いられる。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ装置の製造工程では、前記画素電極上に有機発光層を形成するに先立ち、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）から構成された画素電極表面の汚れを除去する表面洗浄工程としてプラズマ処理を行う。
【特許文献１】特開平５−２７５１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなプラズマ処理を行うと上記の隔壁を構成するアクリル樹脂やポリイミドの一部がエッチングされることでＩＴＯ（画素電極）上に異物が付着し、ＩＴＯ表面が汚染されることで発光特性が低下するおそれがある。
【０００５】
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、プラズマ表面処理に起因する不具合を防止することで、長期に亘って良好な発光特性を得る有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板上に、有機材料から構成される平坦化層と、該平坦化層上に設けられる画素電極と、該画素電極の上端部を覆うように前記平坦化層上に設けられ、該平坦化層を露出させる第一開口部が形成された無機隔壁と、該無機バンク上に形成され、前記第一開口部を介して前記平坦化層に接触する有機隔壁と、前記画素電極上に設けられる有機発光層と、該有機発光層上に設けられる陰極と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記有機隔壁が無機材料から構成される無機保護膜で覆われており、該無機保護膜には前記有機隔壁を露出させる第二開口部が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、例えば有機発光層を形成するに際して、画素電極表面をプラズマ処理により洗浄した場合でも、有機隔壁の表面を覆う無機保護膜によって有機隔壁にプラズマダメージが及ぶことが防止される。よって、有機隔壁の形成材料の一部がプラズマ処理によってエッチングされて、その一部が異物として画素電極表面に付着することで画素電極が汚染されることがない。
また、有機発光層の形成時に平坦化層及びこの平坦化層に第一開口部を介して接触する有機隔壁から発生したアウトガスを、無機保護膜に形成された第二開口部から外部に放出できる。よって、駆動時にアウトガスが発生することがなく、アウトガスに起因する発光不良等の不具合が防止された高信頼性なものとなる。
【０００８】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記第二開口部は前記有機隔壁の上面に対応する位置に形成されるのが好ましい。
この構成によれば、有機隔壁の側面に比べ、画素電極面から第二開口部を離間させた状態にすることができるので、画素電極表面の洗浄工程として上記のプラズマ処理を行った際に第二開口部内に露出する有機隔壁にダメージが及ぶのを抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記第二開口部は平面視した状態で、前記第一開口部に対して少なくとも一部が重なるように形成されるのが好ましい。
この構成によれば、平坦化層中から第一開口部を介して有機隔壁中に放出されたアウトガスは有機隔壁内で発生したアウトガスとともに、平面視第一開口部に重なる位置に形成された第二開口部から外部に良好に放出されるようになる。よって、アウトガスを効率的に外部に放出することができる。
【００１０】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記無機保護膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、ＡｌＮ、及びＡｌ２Ｏ３のいずれかを主体として構成されるのが好ましい。
この構成によれば、上述したようなプラズマ処理を行った際でも、有機隔壁にダメージが及ぶのを良好に防止できる。
【００１１】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記無機保護膜の膜厚が、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるのが好ましい。
この構成によれば、無機保護膜の膜厚が５０ｎｍ以上となっているので、十分なプラズマ耐性を得ることができる。また、無機保護膜の膜厚が２００ｎｍ以下となっているので、膜厚が厚すぎることで無機保護膜に割れが生じてしまうのを抑制できる。
【００１２】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記有機発光層は気相法によって形成されたものであるのが好ましい。
このようにすれば、上述したように洗浄処理による汚染が防止された画素電極上に、例えば蒸着法等の気相法により有機発光層を良好に形成できるので、信頼性が高く良好な発光特性を得るものを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（有機エレクトロルミネッセンス装置）
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と称す）に係る一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態の有機ＥＬ装置の回路構成図、図２は、同有機ＥＬ装置における各画素領域の平面構造を示す図であって陰極や有機発光層を取り除いた状態を示す図である。また図３は、有機ＥＬ装置の断面構成を示す概略図である。
【００１４】
図１に示すように、有機ＥＬ装置１は、複数の走査線３１と、これら走査線３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線３２と、これら信号線３２に並列に延びる複数の共通給電線３３とがそれぞれ配線されたもので、走査線３１及び信号線３２の各交点に画素領域７１が設けられて構成されたものである。
【００１５】
信号線３２に対しては、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等を備えるデータ側駆動回路７２が設けられている。一方、走査線３１に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタ等を備える走査側駆動回路７３が設けられている。また、画素領域７１の各々には、走査線３１を介して走査信号（電力）がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）４２と、このスイッチング用ＴＦＴ４２を介して信号線３２から供給される画像信号を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ４３と、この駆動用ＴＦＴ４３を介して共通給電線３３に電気的に接続したときに共通給電線３３から駆動電流が流れ込む画素電極（陽極）４１と、この画素電極４１と陰極５４との間に挟み込まれる有機発光層４０と、が設けられている。そして、前記画素電極４１と陰極５４と、有機発光層４０とによって発光素子が構成されている。
【００１６】
このような構成のもとに、走査線３１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ４２がオンとなると、そのときの信号線３２の電位（電力）が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用ＴＦＴ４３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ４３のチャネルを介して共通給電線３３から画素電極４１に電流（電力）が流れ、さらに有機発光層４０を通じて陰極５４に電流が流れることにより、有機発光層４０は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００１７】
次に、図２に示す画素領域７１の平面構造をみると、画素領域７１は、平面視略矩形状の画素電極４１の四辺が、信号線３２、共通給電線３３、走査線３１及び図示しない他の画素電極用の走査線によって囲まれた配置となっている。画素電極４１はドレイン電極３６に導電接続されることで駆動用ＴＦＴ４３に電気的に接続されたものとなっている。
【００１８】
（断面構造）
また図３に示す画素領域７１の断面構造をみると、基板Ｐ上に駆動用ＴＦＴ４３が設けられており、駆動用ＴＦＴ４３を覆って形成された第一、及び第二層間絶縁膜２３，２４上に発光素子２００が配設されている。この発光素子２００は、基板Ｐ上に立設されたバンク構造（隔壁構造）５０の内部に臨む画素電極４１と、この画素電極４１上に配置される有機発光層４０と、この有機発光層４０を覆う陰極５４とを有して構成される。また、前記バンク構造５０は各画素領域７１を区画した（囲んだ）状態に基板Ｐ上に形成されている。
【００１９】
前記基板Ｐとしては、本実施形態のようなトップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、有機ＥＬ発光素子２００が配設される側から光を外部に取り出す構成であることから、ガラス等の透明基板のほか、不透明基板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等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）等が挙げられる。
【００２０】
基板Ｐ上に設けられる前記駆動用ＴＦＴ４３は、半導体層２１に形成されたソース領域４３、ドレイン領域４３ｂ、及びチャネル領域４３ｃと、半導体層表面に形成されたゲート絶縁膜２２を介してチャネル領域４３ｃに対向するゲート電極１４３Ａとを主体として構成されている。半導体層２１及びゲート絶縁膜２２を覆う第一層間絶縁膜２３が形成されており、この第一層間絶縁膜２３を貫通して半導体層２１に達するコンタクトホール３４，３５内に、それぞれドレイン電極３６、ソース電極３８が埋設され、各々の電極はドレイン領域４３ｂ、ソース領域４３に導電接続されている。第一層間絶縁膜２３の上層には、第二層間絶縁膜２４が形成されており、この第二層間絶縁膜２４に貫設されたコンタクトホール３９に画素電極４１の一部が埋設されている。そして画素電極４１とドレイン電極３６とが導電接続されることで、駆動用ＴＦＴ４３と画素電極４１（発光素子２００）とが電気的に接続されている。なお、前記第一、第二層間絶縁膜２３，２４は前記駆動用ＴＦＴ４３、又は前記ドレイン電極３６、及びソース電極３８によって基板Ｐ上に生じる凹凸を平坦化する平坦化層を兼ねている。
【００２１】
また、バンク構造５０はＳｉＯ２やＳｉＮ等の絶縁性無機材料からなる無機バンク（無機隔壁）５０Ｂと、上記第一、第二層間絶縁膜２３，２４の形成材料と同様にアクリルやポリイミド等の有機材料からなる有機バンク（有機隔壁）５０Ａとの積層構造から構成されている。具体的には、前記無機バンク５０Ｂは画素電極４１の側面及び上端部を覆うように前記第二層間絶縁膜２４上に形成され、画素電極４１の一部（上面）を露出させるとともに、各画素領域７１に対応して配置される画素電極４１間を絶縁している。
【００２２】
また、無機バンク５０Ｂにおける前記画素電極４１を覆わっていない部分には、第一開口部５１が形成されており、この第一開口部５１内に前記第二層間絶縁膜２４が臨まれるようになっている。そして、第二層間絶縁膜２４上に設けられる有機バンク５０Ａの一部が第一開口部５１内に埋設されている。これにより、有機バンク５０Ａは、第一開口部５１を介して第二層間絶縁膜２４と接触した状態となっている。この有機バンク５０Ａの膜厚としては、２〜３μｍ程度に設定するのが望ましい。
【００２３】
また、有機バンク５０Ａの表面を覆うようにして、無機材料、例えばＳｉＮからなる無機保護膜４４が設けられている。なお、無機保護膜４４の膜厚としては、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度に設定するのが望ましい。
【００２４】
無機保護膜４４の形成材料としては、上記のＳｉＮに限定されることはなく、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかを主体とするものを用いてもよい。
【００２５】
そして、無機保護膜４４には、有機バンク５０Ａを露出させる第二開口部５２が形成されている。具体的には、第二開口部５２は有機バンク５０Ａの上面に対応する位置に形成されている。図４は無機保護膜４４に形成された第二開口部５２における平面図を示すものである。図４に示すように、第二開口部５２は画素領域７１の長辺側を区画する有機バンク５０Ａの上面を露出させる長方形形状の孔部となっている。また、第二開口部５２は、平面視した状態で前記第一開口部５１に対して、その一部が重なる位置に形成するのが好ましい（図３参照）。例えば、第二開口部５２の形成領域内に第一開口部５１の形成領域が含まれた状態、すなわち第二開口部５２を第一開口部５１に比べて小さく形成してもよい。
【００２６】
前記バンク構造５０の底部に臨まれる画素電極４１上に有機発光層４０と陰極５４とが積層され、発光素子２００が構成される。本実施形態では、前記有機発光層４０及び前記陰極５４がバンク構造５０（有機バンク５０Ａ）の上面を覆うようにして基板Ｐ全面に形成されている。なお、有機発光層４０は後述するように真空蒸着法（気相法）によって形成されたものである。
【００２７】
本実施形態では、前記有機発光層４０の形成材料としては、白色の蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の低分子材料を用いられ、例えば青色と橙色発光素子を積層した２発光層積層型白色素子や赤色、緑色、及び青色を積層した３発光層積層型白色素子等が用いられる。なお、図示しないものの、有機発光層４０は発光層に加えて、正孔注入／輸送層、及び電子注入／輸送層を含んで構成されている。これら正孔注入／輸送層、発光層及び電子注入／輸送層は、各層に好適な蒸着材料を周知の蒸着法に基づいて蒸着することで形成される。
【００２８】
本実施形態に係る有機ＥＬ装置１は、封止基板２７側から光を取り出す、所謂トップエミッション方式の有機ＥＬ装置である。
そのため、陰極５４は透明材料によって構成される。この陰極５４を形成する透明導電材料としてはインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、アルミニウム薄膜、マグネシウム銀の薄膜等を用いることができる。具体的に本実施形態では、ＩＴＯを用いた。
【００２９】
また、画素電極４１は金属材料等の適宜な導電材料によって形成できる。本実施形態ではＩＴＯを主体として構成されている。なお、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１は、上述したようにトップエミッション方式の有機ＥＬ装置であることから、外部に光を効率的に取り出すことができるように、画素電極４１の下層側には例えばＡｌ等の光反射性を有する反射膜（図示せず）を設けている。
【００３０】
また、前記陰極５４の上層側には陰極保護層４５が形成されている。この陰極保護層４５を設けることで、製造プロセス時に陰極５４が腐食されるのを防止できる。また、陰極保護層４５は陰極５４の酸化も良好に防止できる。陰極保護層４５の形成材料としては、無機化合物、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物等のシリコン化合物が用いられる。
【００３１】
ところで、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、有機発光層４０、陰極５４、及び陰極保護層４５がバンク構造５０の上面、さらにはバンク構造５０の側面部を覆った状態に形成されている。
【００３２】
ここで、有機バンク５０Ａの内側面は、断面視テーパ形状をなす傾斜面となっている。この構成により、後述するように蒸着法により形成される有機発光層４０を有機バンク５０Ａの内側面に良好に付着させることができ、有機発光層４０及び有機バンク５０Ａは密着性の高い状態に形成される。さらに、有機発光層４０上に積層して形成される陰極５４も上記テーパ面に沿って形成されることにより断線の発生が防止されたものとなる。
【００３３】
本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、基板Ｐと対向してカラーフィルタ基板２５が設けられている。このカラーフィルタ基板２５は、三原色の各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応するカラーフィルタ２６と遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）パターン２８とから構成されている。また、このカラーフィルタ基板２５は、基板Ｐ側の画素領域７１とカラーフィルタ２６とが対向するように設けられている。
【００３４】
また、カラーフィルタ基板２５上に封止基板２７が設けられている。この封止基板２７は例えばガラス等の透明性を有する材料からなるものである。なお、前記封止基板４８の内面側に凹部を設け、この凹部に水や酸素を吸収するゲッター剤（例えば、ＣａＯ、ＢａＯ等）４４を配置することで有機ＥＬ装置１内部に侵入した水又は酸素を吸収できるようにしてもよい。
【００３５】
ところで、従来の有機ＥＬ装置のように、無機バンクが平坦化層を覆った状態に形成されていると、有機発光層の駆動時に有機材料からなる有機バンクや平坦化層内から発生したアウトガスが発光層に悪影響を及ぼすことで発光不良を招くおそれがある。
【００３６】
一方、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１は、有機発光層４０の形成時に第二層間絶縁膜２４及び有機バンク５０Ａ中からアウトガスが発生する。第二層間絶縁膜２４中から発生したアウトガスは、第一開口部５１を抜けて有機バンク５０Ａ中に入り込み、有機バンク５０Ａ中で発生したアウトガスとともに第二開口部５２から外部に放出される。よって、製造プロセス中にアウトガスが予め外部に放出されたものとなっているので、有機ＥＬ装置を駆動させた際にアウトガスが発生することがなく、アウトガスに起因する発光不良等の不具合の発生を防止できる。
【００３７】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
以下、有機ＥＬ装置１の製造方法について図５，６を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、駆動用ＴＦＴ４３、及び画素電極４１等を形成する工程については、周知の工程と同様なので、これ以降の工程について詳しく説明する。
【００３８】
まず、図５（ａ）に示すように、ガラス基板等の基板Ｐ上に、駆動用ＴＦＴ４３、第一層間絶縁膜２３、第二層間絶縁膜２４を順に形成し、該第二層間絶縁膜２４に形成したコンタクトホール３９を介して、前記駆動用ＴＦＴ４３に対して電気的に接続される画素電極４１を形成した後、前記第二層間絶縁膜２４上に無機バンク５０Ｂを形成する。
【００３９】
無機バンク５０Ｂは、例えばＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等によって第二層間絶縁膜２４、画素電極４１の全面にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＮ等の無機物膜を形成し（本実施形態ではＳｉＯ２を用いた）、この無機膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることで形成する。無機バンク５０Ｂは、第二層間絶縁膜２４上、画素電極４１の周縁部（上端部及び側面部）上のみに設けられ、画素電極４１の中央部に位置する電極面を露出させる。このとき、無機バンク５０Ｂには、前記画素電極４１を覆わない部分に第二層間絶縁膜２４を露出させる第一開口部５１が形成される。
【００４０】
次に、図５（ｂ）に示すように上記無機バンク５０Ｂ上に有機バンク５０Ａを形成する。有機バンク５０Ａは、前記第二層間絶縁膜２４の形成材料と同一の材料、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂を材料として用いることができる。有機バンク５０Ａは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂を溶媒に溶かしたものを、スピンコート、ディップコート等により塗布して形成する。
【００４１】
ところで、上述したように無機バンク５０Ｂには第一開口部５１が形成されており、その内部には第二層間絶縁膜２４が露出しているので、上記有機材料は第一開口部５１内に埋設された状態となる。したがって、有機バンク５０Ａは第一開口部５１を介して第二層間絶縁膜２４に接触した状態に形成される。
【００４２】
そして、有機バンク５０Ａをフォトリソグラフ法によりパターニングして開口を設ける。有機バンク５０Ａの開口は、図３に示したように、無機バンク５０Ｂの開口よりやや広く形成する。このようにして無機バンク５０Ｂ上に有機バンク５０Ａを積層することで、基板Ｐ上にバンク構造５０が形成され、このバンク構造により画素領域７１が区画されるようになる。
【００４３】
（無機保護膜の形成）
次に、図５（ｃ）に示すように有機バンク５０Ａの表面を覆う無機保護膜４４を形成する。具体的には、有機バンク５０Ａの形成領域及び後述する第二開口部５２の形成領域が開口されたマスクを用いて、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等によりＳｉＮからなる無機膜を選択的に成膜することで前記無機保護膜４４を形成できる。この無機保護膜４４には、前記有機バンク５０Ａの上面に対応する位置（図３参照）に第二開口部５２を形成する。なお、上述したようにＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３のいずれかを主体とする他の無機材料を用いて無機保護膜４４を形成してもよい。
【００４４】
ここで、本実施形態では、第二開口部５２は第一開口部５１に対し、平面視した状態でその一部が重なる位置に形成するのが好ましい。具体的に本実施形態では、第二開口部５２の形成領域内に第一開口部５１の形成領域が含まれた状態に形成した（図３参照）。
【００４５】
この無機保護膜４４の膜厚としては、５０〜２００ｎｍに設定するのが望ましい（本実施形態は５０ｎｍとした）。この理由としては、無機保護膜４４の膜厚が５０ｎｍよりも小さい場合、後述のプラズマ処理に対して十分な耐性を得ることが難しくなるためである。また、無機保護膜４４の膜厚が２００ｎｍ以上になると無機保護膜４４に割れが生じるおそれがあり、これにより後述するプラズマ処理に対して十分な耐性が得られなくなるためである。
【００４６】
続いて、図５（ｄ）に示すようにプラズマ処理を行う。このプラズマ処理は、画素電極４１の電極面を活性化するものであり、画素電極４１の電極面の表面洗浄を主な目的としている。
【００４７】
ところで、プラズマ処理はバンク構造５０に区画された開口領域（画素領域７１）の底部に露出する画素電極４１の表面に対し選択的に行うのが好ましいものの、この場合、画素電極４１の表面のみならず、有機バンク５０Ａの内側面も一部プラズマに曝されてしまう。
【００４８】
有機バンク５０Ａは、上述したようにアクリル樹脂から形成されており、十分なプラズマ耐性を備えているとは言い難い。そのため、上記プラズマ処理によって、その一部が破壊（エッチング）されることで、画素電極４１に異物を付着させ、汚染が生じるおそれがある。
【００４９】
一方、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、上述したように有機バンク５０Ａの表面が無機保護膜４４によって覆われている。ここで、無機材料から構成される無機保護膜４４は、十分なプラズマ耐性を備えているので、この無機保護膜４４によって覆われた有機バンク５０Ａは上記プラズマ処理によって破壊（エッチング）されてしまうことがない。よって、無機保護膜４４下層の有機バンク５０Ａにプラズマダメージが及ぶことがなく、画素電極４１の表面洗浄を良好に行うことができる。
【００５０】
なお、上述したように前記無機保護膜４１には有機隔壁５０Ａを露出させる第二開口部５２が形成されており、この第二開口部５２内に露出する有機バンク５０Ａがプラズマ処理に曝されるおそれがある。しかしながら、本実施形態ではプラズマ処理の影響の少ない有機バンク５０Ａ上面に第二開口部５１を形成しているので、この第二開口部５１内に露出する有機バンク５０Ａがエッチングされるのを防止できる。
【００５１】
（有機発光層の形成工程）
次に、図６（ａ）に示すように、画素電極４１、バンク構造５０の全面に有機発光層４０を例えば真空蒸着法により形成する。このとき、上記プラズマ処理による表面洗浄が良好に行われているため、画素電極４１上に有機機能層４０を平坦性が高い状態に形成することができる。また、バンク構造５０を構成する有機バンク５０Ａの内側面は、図２に示したように断面視テーパ形状の傾斜面となっているため、有機発光層４０の形成材料を有機バンク５０Ａの内側面に沿って良好に付着させることができる。本実施形態では、正孔注入／輸送層、発光層、電子注入／輸送層を積層することで有機発光層４０を形成した。なお、正孔注入／輸送層、発光層及び電子注入／輸送層は、上述したような各層に好適な蒸着材料を周知の蒸着法に基づいて蒸着することで形成される。
【００５２】
上記発光層の蒸着材料としては、例えばアントラセンやピレン、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、またはこれら低分子材料に、ルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン誘導体、ＤＣＭ、ＤＣＪ、ペリノン、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ジアザインダセン誘導体等をドープして用いることができる。
【００５３】
また、正孔注入／輸送層の蒸着材料としては、例えばスターバーストアミン、オリゴアミン、トリフェニルアミン系ポリマー等を用いることができる。また、電子注入／輸送層の蒸着材料としては、例えばオキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、フェナンソロリン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン誘導体、ジフェノキノン誘導体、及びヒドロキシキノリン誘導体の金属錯体を用いることができる。
【００５４】
ところで、上記有機発光層４０を形成する真空蒸着のプロセス中に、アクリル樹脂やポリイミド等のような有機材料からなる第二層間絶縁膜２４及び有機バンク５０Ａ中からアウトガスが発生してしまう。この時、第二層間絶縁膜２４中から発生したアウトガスは第一開口部５１を介して接続する有機バンク５０Ａ中に放出される。また、有機バンク５０Ａ中からも同様にアウトガスが発生する。
【００５５】
ここで、有機バンク５０Ａが無機保護膜４４によって完全に覆われた構成の場合、アウトガスの逃げ場がなくなることで、例えばアウトガスが無機保護膜４４を破壊し、上述したようなプラズマ耐性を十分に得られなくなるおそれがある。そこで、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、無機保護膜４４に第二開口部５２を形成することで、第二層間絶縁膜２４及び有機バンク５０Ａ中から発生したアウトガスを外部に確実に放出できる。
【００５６】
また、図３に示したように第二開口部５２及び第一開口部５１が平面視重なっているので、第二開口部５２を通ったアウトガスは、第一開口部５１に平面的に重なる第二開口部５２から良好に外部に放出されるようになり、効率的にアウトガスを外部に放出できる。
【００５７】
次に、図６（ｂ）に示すように前記有機発光層４０を覆うように基板全面に陰極５４を形成する。陰極５４形成工程では、トップエミッション構造を実現するために、例えばイオンプレーティング法等の物理気相成長法により透明なＩＴＯを成膜する。あるいは、アルミニウムの薄膜、マグネシウム銀の薄膜を蒸着法で形成することで陰極５４を形成してもよい。
【００５８】
このとき、有機発光層４０は有機バンク５０Ａの表面に沿って均一な膜厚で形成されていることから、この有機発光層４０上に形成される陰極５４も均一な膜厚で形成することができる。
【００５９】
さらに、図６（ｃ）に示すように酸素や水分の影響による有機ＥＬ素子の劣化を防止するために、陰極５４上に、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物等のシリコン化合物等の無機化合物からなる陰極保護層４５を形成する。
この陰極保護層４５の形成方法としては、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等を例示することができる。
【００６０】
最後に、カラーフィルタ基板２５を重ね合わせ、基板Ｐとカラーフィルタ基板２５とを貼り合わせ、封止樹脂を介して封止基板２７によって封止することにより、図３に示した有機ＥＬ装置１が完成する。
【００６１】
以上述べたように、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、有機発光層４０を形成するに際して、画素電極４１表面をプラズマ処理により洗浄した場合でも、有機バンク５０Ａの表面が無機保護膜４４によって覆われているので、有機バンク５０Ａにプラズマダメージが及ぶことのを防止できる。よって、有機バンク５０Ａの形成材料の一部がプラズマ処理によってエッチングされて、その一部が異物として画素電極４１の表面に付着することで画素電極４１の汚染が生じるのを防止できる。
したがって、画素電極４１上に有機発光層４０が良好に形成されたものとなり、長期に亘り良好な発光特性を得る有機ＥＬ装置１を提供できる。
【００６２】
また、有機発光層４０の形成プロセス時に、第二層間絶縁膜２４及び有機バンク５０Ａから発生したアウトガスを外部に放出することができるので、駆動時にアウトガスに起因した発光不良等の不具合を防止した信頼性の高い有機ＥＬ装置１となる。
【００６３】
なお、本発明に係る有機ＥＬ装置１は、上述した実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、適宜変更が可能である。例えば、図７に示すように有機バンク５０Ａの上面のうち、格子状に形成されている有機バンク５０Ａの各格子点に対応する位置に略長円形状の第二開口部５２を形成してもよい。
この場合、図４に示した構成に比べて、第二開口部５２が画素電極４１から離間した状態となるので、上述したプラズマ処理時に第二開口部５２内に露出している有機バンク５０Ａにプラズマダメージが及ぶ可能性を低減できる。
【００６４】
（電子機器）
次に、本発明の有機ＥＬ装置に係る他の応用例として、有機ＥＬ装置を備えた電子機器について説明する。
図８は、携帯電話の表示部に本発明の有機ＥＬ装置を適用した例についての概略構成図である。同図に示す携帯電話３００は、上記実施形態の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部３０１として備え、複数の操作ボタン３０２、受話口３０３、及び送話口３０４を備えて構成されている。
この携帯電話３００によれば、上述したようにプラズマ処理に起因する画素電極の汚染が防止されるとともに、アウトガスに起因する発光不良の発生が防止されることで、長期間に亘って信頼性の高い表示を得ることができる有機ＥＬ装置１を表示部３０１として備えているので、高品質なものを提供できる。
なお、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。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】有機ＥＬ装置の回路構成を示す図である。
【図２】画素領域の平面構造を示す図である。
【図３】有機ＥＬ装置の断面構成を示す概略図である。
【図４】無機保護膜上に形成された第二開口部における平面構成図である。
【図５】有機ＥＬ装置の製造工程について説明するための図である。
【図６】図４に続く有機ＥＬ装置の製造工程を説明するための図である。
【図７】無機保護膜上に形成された第二開口部の変形例に係る平面構成図である。
【図８】電子機器の一実施形態に係る携帯電話の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
Ｐ…基板、１…有機エレクトロルミネッセンス装置、２４…第二層間絶縁膜（平坦化層）、４０…有機発光層、４１…画素電極、４４…無機保護膜、５０Ａ…有機バンク（有機隔壁）、５０Ｂ…無機バンク（無機隔壁）、５１…第一開口部、５２…第二開口部、５４…陰極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、有機材料から構成される平坦化層と、該平坦化層上に設けられる画素電極と、該画素電極の上端部を覆うように前記平坦化層上に設けられ、該平坦化層を露出させる第一開口部が形成された無機隔壁と、該無機バンク上に形成され、前記第一開口部を介して前記平坦化層に接触する有機隔壁と、前記画素電極上に設けられる有機発光層と、該有機発光層上に設けられる陰極と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記有機隔壁が無機材料から構成される無機保護膜で覆われており、
該無機保護膜には前記有機隔壁を露出させる第二開口部が形成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。
【請求項２】
前記第二開口部は前記有機隔壁の上面に対応する位置に形成され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。
【請求項３】
前記第二開口部は平面視した状態で、前記第一開口部に対して少なくとも一部が重なるように形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記無機保護膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、ＡｌＮ、及びＡｌ２Ｏ３のいずれかを主体として構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記無機保護膜の膜厚が、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記有機発光層は気相法によって形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１】
基板上に、有機材料から構成される平坦化層と、該平坦化層上に設けられる画素電極と、該画素電極の上端部を覆うように前記平坦化層上に設けられ、該平坦化層を露出させる第一開口部が形成された無機隔壁と、該無機バンク上に形成され、前記第一開口部を介して前記平坦化層に接触する有機隔壁と、前記画素電極上に設けられる有機発光層と、該有機発光層上に設けられる陰極と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記有機隔壁が無機材料から構成される無機保護膜で覆われており、
該無機保護膜には前記有機隔壁を露出させる第二開口部が形成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。
【請求項２】
前記第二開口部は前記有機隔壁の上面に対応する位置に形成され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。
【請求項３】
前記第二開口部は平面視した状態で、前記第一開口部に対して少なくとも一部が重なるように形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記無機保護膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、ＡｌＮ、及びＡｌ２Ｏ３のいずれかを主体として構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記無機保護膜の膜厚が、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記有機発光層は気相法によって形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２７０１１８（Ｐ２００８−２７０１１８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１５１３８（Ｐ２００７−１１５１３８）
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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