有機発光装置、及びその製造方法
【課題】 発光素子を複数積層した有機発光装置において、コンタクトホールの傾斜部における電極間でのショート発生を低減することを目的とする。
【解決手段】 第１電極、第２電極、第３電極と、第１電極と第２電極に挟まれた少なくとも発光層を含む第１有機化合物層、第２電極と第３電極に挟まれた少なくとも発光層を含む第２有機化合物層と、第１有機化合物層の一部を除去したコンタクトホールを有する有機発光装置において、コンタクトホールの底部における第２有機化合物層の発光層の膜厚をｄ１（ｎｍ）とし、コンタクトホールにおける第１電極と第２電極との間のなす角をθとした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たす。
【解決手段】 第１電極、第２電極、第３電極と、第１電極と第２電極に挟まれた少なくとも発光層を含む第１有機化合物層、第２電極と第３電極に挟まれた少なくとも発光層を含む第２有機化合物層と、第１有機化合物層の一部を除去したコンタクトホールを有する有機発光装置において、コンタクトホールの底部における第２有機化合物層の発光層の膜厚をｄ１（ｎｍ）とし、コンタクトホールにおける第１電極と第２電極との間のなす角をθとした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光装置及びその製造方法に関するものであり、特に、基板上に少なくとも発光層を含む有機化合物層を複数積層した有機発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された有機発光装置においては、絶縁基板上に、Ｒ，Ｇ，Ｂに発光させるための３つの有機ＥＬ素子が積層されている。ここで、各有機ＥＬ素子間、例えば、青色を発光する有機ＥＬ素子の陰極と、緑色に発光する有機ＥＬ素子の陽極とでショートするのを防止するために、該陰極と該陽極との間には透明絶縁層が設けられている。
【０００３】
また、各有機ＥＬ素子の少なくとも一方の電極は、コンタクトホールを介して、基板上のアクティブ素子（ＴＦＴ回路）のソース領域又はドレイン領域に電気的に接続されている。
【０００４】
このような構成にすることによって、従来は１ピクセルを３つのサブピクセルで構成し、それぞれにＲＧＢを割り当てていたものが、特許文献１により１ピクセルをサブピクセルに分けることなく有機ＥＬ素子を積層した構成にすることができた。これにより高精細にすることが可能である。
【０００５】
なお、有機ＥＬ素子とは、一般に、有機材料を上下から電極（陽極および陰極）で挟み込む構造を持つ。そして、有機材料を有する有機化合物層に対して、陽極から正孔が、陰極から電子がそれぞれ注入され、その有機化合物層にて正孔と電子が再結合して発光が生じるようになっている。
【０００６】
このように、複数の有機ＥＬ素子を積層させる構成の有機発光装置で、各有機ＥＬ素子の電極を、コンタクトホールを介してアクティブ素子に電気的に接続させ、有機ＥＬ素子間に電圧を印加して所望の発光状態を得る有機発光装置が知られている。
【特許文献１】特開２００７−１２３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に記載の有機発光装置には、先述したように有機ＥＬ素子の間に透明絶縁膜が別途形成されており、構造が複雑化している。
【０００８】
この構成を簡略化するために、透明絶縁層を排除した構成で、各有機ＥＬを積層した積層型の有機発光装置を鋭意検討した。
【０００９】
以下に、透明絶縁膜を排除した積層型の有機発光装置を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、特許文献１から透明絶縁層を排除した有機発光装置で、２つの有機ＥＬ素子を積層した場合の断面図である。
【００１１】
この積層型の有機発光装置は、絶縁基板１２２上に、ＴＦＴ１２３、絶縁膜である平坦化膜１２５、バンク１２１、第１の有機ＥＬ素子、第２の有機ＥＬ素子が形成されている。なお、第１の有機ＥＬ素子は、第４電極１０４、第１有機化合物層１１１、第２電極１０２からなり、第２の有機ＥＬ素子は、第２電極１０２、第２有機化合物層１１２、第３電極１０３から構成されている。なお、バンクとは隣り合うピクセル同士を分離するために設けられた隔壁のことである。
【００１２】
また、第２電極１０２は、コンタクトホール１２４で第１電極１０１に接続されている。
【００１３】
更に、第１電極１０１は、ＴＦＴ１２３に接続され、配線１５０ｂを通じて電源手段１５１に接続されている。
【００１４】
また、第３電極１０３は、配線１５０ｃを通じ、第４電極１０４は配線１５０ａを通じてそれぞれ電源手段１５１に接続されている。
【００１５】
ここで、上記のような積層型の有機発光装置において、第１、及び第２の有機ＥＬ素子は、電源手段１５１より、電流を供給することにより、発光状態を得ることができる。しかし、第２の有機ＥＬ素子を発光させる際に、正しく動作しない場合が発生するという課題を見出した。
【００１６】
この理由を説明する。まず、コンタクトホール１２４での傾斜部における第２有機化合物層１１２を構成する発光層の膜厚が充分に確保できない場合を想定する。この場合、発光層を挟む上下の層（例えば電子輸送層と正孔輸送層）或いは上下の電極（第２電極１０２と第３電極）が、発光層を介さずに接触する部位を生じ、その結果、所謂ショートが発生してしまうのである。
【００１７】
そのため、本発明は、電極間の透明絶縁膜を排除した積層型の有機発光装置において、コンタクトホールの傾斜部における発光層の膜厚を充分に確保する。これにより、発光層を挟む上下の層や、電極などが、発光層を介さずに電気的に接続する所謂ショートの発生を低減し、発光動作をより確実にした積層型の有機発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために以下の有機発光装置を提供する。
【００１９】
基板と、
前記基板の上に形成された第１電極と、
前記第１電極の上に形成された少なくとも発光層を有する第１有機化合物層と、
前記第１有機化合物層の上に形成された第２電極と、
前記第２電極の上に形成された少なくとも発光層を有する第２有機化合物層と、
前記第２有機化合物層の上に形成されたと第３電極と、
前記第２電極を前記第１電極と電気的に接続するために、前記第１有機化合物層に形成されたコンタクトホールと、を有する有機発光装置において、
前記コンタクトホールの底部における前記第２有機化合物層の発光層の膜厚をｄ１とし、
前記コンタクトホールの傾斜部における前記第１電極と前記第２電極との間のなす角をθした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たすことを特徴とする有機発光装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、電極間の透明絶縁膜を排除した積層型の有機発光装置において、コンタクトホールの傾斜部における発光層の膜厚を充分に確保する。
【００２１】
これにより、発光層を挟む上下の層（例えば電子輸送層と正孔輸送層）や、上下の電極などが電気的に接続するといった所謂ショートの発生を低減し、発光動作をより確実にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、最良の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、本発明の主旨に応じた範囲で適宜、変更することが可能であり、本実施形態に限るものではない。
【００２３】
（有機発光装置）
図１において、有機発光装置の実施の形態を説明する。
【００２４】
本件における、有機ＥＬ素子が積層された積層型の有機発光装置は、絶縁基板１２２、絶縁基板上に形成されたＴＦＴ（トランジスタ）１２３、絶縁基板１２２及びＴＦＴ１２３上に平坦性を確保するための絶縁性の平坦化膜１２５が形成されている。そして、平坦化膜１２５上には第１電極１０１、第１電極１０１上に形成された少なくとも発光層を含む第１有機化合物層１１１が形成されている。
【００２５】
更に、第１電極１０１上の第１有機化合物層１１１の一部を除去したコンタクトホール１２４、第１有機化合物層１１１及びコンタクトホール１２４を覆う第２電極１０２が形成されている。
【００２６】
更に、この第２電極１０２上に形成された少なくとも発光層を含む第２有機化合物層１１２、第２有機化合物層１１２上に形成された第３電極１０３、が形成されている。
【００２７】
なお、有機化合物層の形成方法としては、蒸着法が好適だが、公知の方法であれば特には限定しない。
【００２８】
また、第２電極１０２は、コンタクトホール１２４で第１電極１０１に接続されており、更に、第１電極１０１は、ＴＦＴ１２３に接続され、配線１５０ｂを通じて電源手段１５１に接続されている。
【００２９】
また、第３電極１０３は、配線１５０ｃを通じ、第４電極１０４は配線１５０ａを通じてそれぞれ電源手段１５１に接続されている。
【００３０】
上記構成の有機発光装置において、第１有機化合物層１１１、第２有機化合物層１１２を、電源手段１５１より、電流を供給することにより、所望の発光状態を得ることができる。
【００３１】
これまで説明をしたのは、ＴＦＴ１２３を用いたアクティブ駆動の有機発光装置であるが、ＴＦＴ１２３を用いず、パッシブ駆動の有機発光装置であってもよい。パッシブ駆動の場合も同様にして、第１有機化合物層１１１、第２有機化合物層１１２を、電源手段１５１より、電流を供給することにより、所望の発光状態を得ることができる。
【００３２】
ここで、コンタクトホール１２４の底部における第２有機化合物層１１２の発光層の膜厚をｄ１（ｎｍ）とする。この時、コンタクトホール１２４の傾斜部において、第１電極１０１と第２電極１０２との間のなす角θは、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たす。
【００３３】
このような構成によれば、コンタクトホール１２４の傾斜部で、第２有機化合物層１１２における発光層における上下の層或いは電極（第２電極１０２と第３電極１０３）のショートの発生率を低減することができる。
【００３４】
なお、ここで有機化合物層とは、少なくとも発光層を含み、単層型（発光層）、２層型（発光層／正孔注入層）、３層型（電子輸送層／発光層／正孔輸送層）がある。また、４層型（電子注入層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）、５層型（電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）もあり、上記のいずれを使用することにしてもよい。
【００３５】
ここで発光層におけるショートについて更に説明する。原理的には、発光層が薄い状態とは、所謂発光層を構成する分子がクラスタの状態として存在する場合に、クラスタとクラスタの隙間に発光層を挟む層や電極が入りこみ、発光層を挟む層や電極などが直接接触することによりショートが発生すると考えられる。例えば単層型の場合には、先述したように第２電極１０２と第３電極１０３とが直接接触し、電気的に接続する箇所が発生する。
【００３６】
また、２層型の場合には、正孔注入層と第３電極とが直接接触し、電気的に接続する箇所が発生する。
【００３７】
３層型、４層型、５層型の場合には、電子輸送層と正孔輸送層とが直接接触し、電気的に通電する場合があるのである。
【００３８】
なお、上記は例であり、各層の膜厚次第では、電気的に接続する層は上記の例によらない場合もある。例えば、２層型の場合に、正孔注入層が薄い場合にも、クラスタ状態となり、第２電極と第３電極とが直接接触する場合も考えられる。
【００３９】
以上により、発光層を介さずに、発光層を挟む層や電極が、電気的に接続することが本明細書でいうショートである。
【００４０】
このショートについて、更に以下で説明する。
【００４１】
図２は、先に説明した図１のコンタクトホール１２４を中心に拡大した図である。
【００４２】
コンタクトホール１２４の底部における、第２有機化合物層１１２を構成する発光層１１５の膜厚をｄ１とし、コンタクトホール１２４における第１電極１０１と第２電極１０２とのなす角をθとする。そして、傾斜部での第２電極１０２、第３電極１０３間の発光層の膜厚をｄ２とすると、ｄ２＝ｄ１×ｃｏｓθという関係が成り立つ。
【００４３】
この場合、第２有機化合物層１１２を形成する際、コンタクトホールの傾斜部に形成された発光層１１５の膜厚ｄ２は、コンタクトホール１２４の底部に形成された発光層の膜厚ｄ１よりも薄くなる。そのため、コンタクトホール１２４の傾斜部における発光層の膜厚が充分に確保できない場合は、発光層１１５において先述したショートが発生しやすくなる。
【００４４】
そこで、発光層１１５のコンタクトホール１２４の傾斜部における膜厚を、どの程度薄膜化してもショートが発生しないのかを確かめるため、図３に示すような有機ＥＬ素子を用いて実験を行った。
【００４５】
実験に使用した有機ＥＬ素子は、絶縁基板２０１上に次のように構成されている。金属電極２０２、バンク２０３、その上に正孔注入層２０４、正孔輸送層２０５、発光層２０６、電子輸送層２０７、電子注入層２０８、透明電極２０９が順次積層された構成となっている。
【００４６】
このように構成された有機ＥＬ素子のサンプルで、発光層２０６の膜厚を５ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍ、２５ｎｍ、３５ｎｍ、４０ｎｍ、４５ｎｍ、６０ｎｍのものを、それぞれ３サンプルずつ作製した。
【００４７】
また、金属電極２０２、透明電極２０９は配線２１０ａ、２１０ｂで電源回路２１１に接続されており、電源回路２１１によって所望の電流値で通電、及び電圧値で電圧を印加できる仕組みになっている。
【００４８】
サンプルには、４Ｖの電圧を印加して実験を行った。先述した各発光層膜厚でのショートの発生率を図４に示す。
【００４９】
発光層の膜厚が５ｎｍのサンプルでは１００％の確率でショートが発生し、１０ｎｍのサンプルでは３３％の確率でショートが発生し、１５ｎｍ以上のサンプルではショートが発生しなかった。
【００５０】
なお、例として４Ｖの電圧を印加したが、通常の発光電圧３〜７Ｖ程度では、図４に示す発光層膜厚とショートの発生率の関係に大きな変化は見られなかった。
【００５１】
以上によりショートの発生を防ぐには、発光層の膜厚を１５ｎｍ以上の膜厚を確保する必要がある。
【００５２】
この結果を踏まえ、図１に示す有機発光装置を作製する場合、図２に示す第１電極１０１と第２電極１０２とのなす角傾斜角θとした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）の式を満足するような傾斜角θと発光層の膜厚ｄ１を選択する。そうすれば、ｄ２の膜厚を１５ｎｍ以上とすることができる。
【００５３】
このようにすることによって、コンタクトホール１２４の傾斜部で、発光層１１５の膜厚を確保でき、先述したようなショートの発生率を低減することができる。
【００５４】
なお、図１では有機化合物層１１１と有機化合物層１１２とで２つの有機化合物層を用いて説明したが、第１電極１０１よりも下層に、も発光層を有する第３の有機化合物層を形成し、第１電極は第３有機化合物層上に形成された３つの有機化合物層で構成しても良い。
【００５５】
（有機発光装置の製造方法）
これまで、積層型の有機発光装置について説明をしたが、ここからは、有機発光装置の製造方法について図１及び図２を用いて説明をする。
【００５６】
まず、絶縁基板１２２上にＴＦＴ１２３を形成し、絶縁基板１２２とＴＦＴ１２３上に平坦化膜１２５を形成する。この平坦化膜１２５上に第１電極１０１を形成し、第１電極１０１上に形成された少なくとも発光層を含む第１有機化合物層１１１を形成し、第１電極１０１上の第１有機化合物層１１１の一部を除去してコンタクトホール１２４を形成する。
【００５７】
更に、第１有機化合物層１１１及びコンタクトホール１２４を覆う第２電極１０２を形成し、第２電極１０２上に形成された少なくとも発光層１１５を含む第２有機化合物層１１２を形成し、第２有機化合物層１１２上に形成された第３電極１０３を形成する。
【００５８】
そして、コンタクトホール１２４と発光層１１５を形成する際には、コンタクトホール１２４の底部における第２有機化合物層１１２を構成する発光層１１５の膜厚をｄ１（ｎｍ）とする。そして、コンタクトホール１２４における第１電極１０１と第２電極１０２との間のなす角θとした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）となるように傾斜角θ及び発光層の膜厚ｄ１を満足させるように形成する。
【００５９】
このような有機発光装置の製造方法によれば、コンタクトホール１２４の傾斜部における発光層の膜厚を十分に確保できるため、ショート発生率を低減した有機発光装置を製造できる。
【００６０】
また、有機発光装置の製造方法におけるコンタクトホール１２４の形成には、レーザーアブレーション法を用いる。
【００６１】
このレーザーアブレーションのレーザー照射時間は照射パルス幅が１．０Ｅ−１１ｓｅｃ以上、１．０Ｅ−０６ｓｅｃ以下が好ましい。
【００６２】
これにより、コンタクトホール加工端の盛り上がりを低減でき、かつ傾斜角がゆるやかなコンタクトホールを形成することができる。
【００６３】
ここで、レーザーアブレーションのレーザー照射時間は照射パルス幅が１．０Ｅ−１１ｓｅｃ〜１．０Ｅ−０６ｓｅｃで加工したときの状態を、以下で説明する。
【００６４】
パルス幅が１．０Ｅ−０６ｓｅｃ以上では、加工部端面で伝熱の影響が大きく、加工部端部の有機化合物層が大きく盛り上がった形状で加工されてしまう。
【００６５】
また、パルス幅が１．０Ｅ−１１ｓｅｃ以下のパルス幅では、多光子吸収によるアブレーションによって加工されるので、照射部のみの有機化合物層が飛散し、端面の傾斜角が大きくなってしまう。
【００６６】
すなわち、本発明に好適なコンタクトホール１２４を形成するには、パルス幅の調整が重要である。
【００６７】
そのため、適切なパルス幅域を見出すため、図５に示すようなサンプルを作製し、各パルス幅でレーザー照射を行った。
【００６８】
サンプルは、絶縁基板２０１上に金属電極２０２、バンク２０３が形成されており、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順次積層された有機化合物層２２０を構成している。
【００６９】
図６は、レーザー照射後の概略図である。
【００７０】
ここで、有機化合物層２２０の除去された部位の傾斜角度をα、除去の深度をｔ１、除去端部の盛り上がりをｔ２とする。なお、深度ｔ１は、除去前の有機化合物層の膜厚と等しい。
【００７１】
図７では、横軸がパルス幅（ｓｅｃ）、縦軸を傾斜角度α（°）にとり、除去深度に対する盛り上がりの割合ｔ２／ｔ１の関係を示す実験結果である。
【００７２】
図７によると、１．０Ｅ−１１ｓｅｃよりもパルス幅を短くしていくと、コンタクトホールの傾斜角αが急激に大きくなる。傾斜角αが大きくなると、図２の第２有機化合物層１１２の傾斜部における発光層の膜厚ｄ２が極端に薄膜化してしまい、前述のショートの可能性が高くなってしまう。
【００７３】
通常、発光層の膜厚は２０ｎｍ〜３００ｎｍ程度なので、約３０°以下の傾斜角で加工できれば、図２における発光層の膜厚ｄ１が２０ｎｍ程度でも、ｄ２＞１５ｎｍの膜厚が確保できる。そのためには、１．０Ｅ−１１ｓｅｃよりも長いパルス幅が必要である。
【００７４】
一方、パルス幅が１．０Ｅ−０６ｓｅｃよりも大きくすると、傾斜角αは小さく出来るが、盛り上がりの割合ｔ２／ｔ１が急激に増加する。
【００７５】
これは、レーザーアブレーションの現象として、パルス幅が短い時は昇華が起こり、パルス幅が長くなるにつれて、溶融から気化の現象が起こる。そのため、パルス幅が長くなると、溶融した材料が加工部端部で冷却され、固化してしまうので、盛り上がったような形状になってしまう。
【００７６】
ここで、盛り上がりが大きくなると、後工程に形成される第２電極１０２、第３電極１０３の断線の恐れがあるため、盛り上がりを大きくしない方が良い。そのため、レーザー照射の好ましいパルス幅は、１．０Ｅ−１１ｓｅｃ以上、かつ１．０Ｅ−０６ｓｅｃ以下である。
【００７７】
なお、図７中の１．０Ｅ−０３とは１ｍｓｅｃであり、１．０Ｅ−０６とは１μｓｅｃであり、１．０Ｅ−０９とは１ｎｓｅｃであり、１．０Ｅ−１２とは１ｐｓｅｃであり、１．０Ｅ−１５とは１ｆｓｅｃのことである。
【００７８】
（実施例１）
図８に示す図は、有機発光装置の表示領域を上からみた図で、実線で囲まれた部分が１ピクセルに相当している。
【００７９】
図９に示す図は、図８のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’で切断した断面図である。
【００８０】
実施例１における有機発光装置の構成は、まず、絶縁基板３２２上にＴＦＴ３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃや、平坦化膜３２５、配線３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、第１電極３０１ａ、３０１ｂ、第４電極３０４、バンク３２１を有する。
【００８１】
平坦化膜３２５上には、第１有機化合物層３１１、第２電極３０２、第２有機化合物層３１２、第３電極３０３、第３有機化合物層３１３、第５電極３０５が形成されている。
【００８２】
また、第２電極３０２は、コンタクトホール３２４ａで第１電極３０１ａと接続されており、第３電極３０３は、コンタクトホール３２４ｂで第１電極３０１ｂとそれぞれ接続されている。ここで第１電極３０１ａ，３０１ｂは、ＴＦＴ３２３ａ，３２３ｃに電気的に接続されている。
【００８３】
ここで有機化合物層とは、少なくとも発光層を含み、単層型（発光層）、２層型（発光層／正孔注入層）、３層型（電子輸送層／発光層／正孔輸送層）がある。そして、４層型（電子注入層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）、５層型（電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）がある。上記のいずれを使用することにしてもよい。
【００８４】
また、ここで、第１電極３０１ａ、３０１ｂ、第４電極３０４を金属の反射電極にし、第２電極３０２、第３電極３０３を透明電極にすることで、トップエミッション型の有機発光装置とすることができる。
【００８５】
金属の反射電極は可視領域の光の反射率が高いほど、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ等の材料単体、もしくはこれらの合金等がある。
【００８６】
透明電極は、可視領域の光の透過率が高いほど、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、ＩＴＯや、ＩＺＯといった材料がある。
【００８７】
図１０は、本発明の構造を有する有機発光装置の製造方法を表す説明図であり、図９Ａ―Ａ’の断面を元に製造プロセス順に説明した図である。
【００８８】
以下、図１０に基づいて説明する。
【００８９】
（ｉ）図１０（ａ）において、ＴＦＴ基板を作成する。まず、絶縁基板３２２上にＴＦＴ３２３ａ、３２３ｂや、絶縁膜からなる平坦化膜３２５があり、それらの上に第１電極３０１ａ、第４電極３０４、バンク３２１を形成する。
【００９０】
（ｉｉ）図１０（ｂ）において、ＴＦＴ基板上に第１有機化合物層を形成する。第１有機化合物層３１１の形成プロセスは、ＴＦＴ基板上に、正孔注入層、正孔輸送層、青色発光層、電子輸送層、電子注入層の順で形成する。
【００９１】
ちなみに、今回、発光層の膜厚は３０〜４０ｎｍ程度で形成するが、発光層の膜厚に関しては特には限定しない。
【００９２】
また、有機化合物層の形成方法としては、蒸着法が好適だが、本発明の主旨に沿う公知の方法であれば特には限定しない。
【００９３】
また、膜厚や材料はそれぞれの機能を有していればよく、本発明の構成として限定されるものではない。
【００９４】
（ｉｉｉ）図１０（ｃ）において、第１電極３０１ａ上の第１有機化合物層３１１にコンタクトホール３２４ａを形成する。
【００９５】
形成方法としてはレーザー加工が好ましく、また、用いるレーザーとしては、赤外〜Ｘ線を発振できるものであればよい。例えば、炭酸ガスレーザー、一酸化炭素レーザー、ＨＦレーザー、要素レーザー、ガラスレーザー、ＹＡＧレーザーがある。更に、ＹＬＦレーザー、アレクサンドライトレーザー、半導体レーザー、色素レーザー、窒素レーザー、エキシマレーザー、Ｘ線レーザー、自由電子レーザーなどが挙げられる。
【００９６】
なお、この中でも、産業用としてもすでに用いられているエキシマレーザー、ＹＡＧレーザーといったものが、安定性、操作性といった点でもより好ましい。
【００９７】
所望の箇所にレーザー照射する方法としては、レーザー光を所望のスポット面積に絞って、固定した基板にレーザー光を走査したり、レーザー光を固定し、基板を動作させたりする方法がある。その他にも、基板と照射光の相対位置を変化させて所望の箇所にレーザー光を照射する方法や、レーザー光を面状にして、所望の加工部のみに光が照射されるようフォトマスクを介して照射させる方法等がある。
【００９８】
図１１は、使用したエキシマレーザーの光学系を示した図である。
【００９９】
エキシマレーザー４０１は、波長２４８ｎｍ、パルス幅２５ｎｓｅｃ、出力５００ｍＪで、５ショットで使用した。
【０１００】
このエキシマレーザー４０１から照射された光は、レーザー光の光路４００に沿って、まず、アッテネータ４０２で強度を調節し、次にホモジナイザー光学系４０３で光強度を均一化する。
【０１０１】
その後、フォトマスク４０４を介して、所望の加工部のみに光が照射されるように光の照射部を限定する。そして、全反射ミラー４０５で光路を曲げ、投影レンズ４０６で縮小、あるいは拡大して水平に設置されたサンプル４０８に照射する。
【０１０２】
サンプル４０８は、減圧されたチャンバー４０９内にとじこめられており、このチャンバー４０９は、チャンバー４０９内に光が透過するよう光路上には石英窓４０７が設置されている。
【０１０３】
上記条件で、有機化合物層３１１を除去した結果、傾斜角１５°程度にする事ができた。
【０１０４】
また、加工面の端部での盛り上がりの割合（図６でいうところｔ２／ｔ１）は０．３程度のコンタクトホール３２４ａを形成することができた。
【０１０５】
（ｉｖ）図１０（ｄ）では、第２電極３０２を形成し、パターニングする。
【０１０６】
形成方法はスパッタ法が好適だが、本発明に沿う公知の方法であれば特には限定しない。
【０１０７】
第２電極３０２のパターニングする手法としては、コンタクトホール３２４ａの形成時と同様に、レーザーアブレーション法により不要な部分を除去しても良いし、所望の箇所のみに電極膜が堆積されるようマスクを介して電極を形成してもよい。
【０１０８】
（ｖ）図１０（ｅ）では、第２有機化合物層３１２を形成する。
【０１０９】
第２有機化合物層３１２を形成させる手段としては、第１有機化合物層３１１を形成する手段と同様なので、説明を省略する。
【０１１０】
次に、図１０には不図示であるが、図９の断面Ｂ−Ｂ’に記載のコンタクトホール３２４ｂを形成した。（図１０はＡ−Ａ’の断面に基づいて工程を説明しているので、図９の断面Ｂ−Ｂ’は不図示となっている。）
コンタクトホール３２４ｂを形成させる方法は、コンタクトホール３２４ａを形成した際の工程と同様にして行った。
【０１１１】
その結果、コンタクトホール３２４ｂにおいても、傾斜角１５°程度の盛り上がりの割合（図６でいうところのｔ２／ｔ１）は０．３程度で、第１有機化合物層３１１、第２有機化合物層３１２を除去することができた。
【０１１２】
（ｖｉ）図１０（ｆ）では、第３電極３０３を形成、及びパターニングした。
【０１１３】
第３電極３０３を形成する手段は、第２電極３０２を形成する手段と同様にして行った。
【０１１４】
（ｖｉｉ）図１０（ｇ）では、第３機層３１３を第２有機化合物層３１２、第１有機化合物層３１１と同様の手段で形成した。
【０１１５】
（ｖｉｉｉ）図１０（ｈ）では、第５電極３０５を第２電極３０２、第３電極３０３と同様の手段で形成した。最後に不図示のキャップガラスにて封止を行い、有機発光装置を得た。
【０１１６】
ここで、第１有機化合物層３１１、第２有機化合物層３１２、第３有機化合物層３１３の発光色をそれぞれ、ＢＧＲにして形成したが、これらの順は、ＢＲＧ、ＲＧＢ、ＲＢＧ、ＧＲＢ、ＧＢＲであってもよい。
【０１１７】
このようにして図９に記載の有機発光装置を作製することができる。
【０１１８】
そして、各有機化合物層に電圧を印加して所望の発光状態を得るが、その方法を、図９を用いて説明する。
【０１１９】
図９の第１有機化合物層３１１においては、第４電極３０４と第２電極３０２に電圧を印加させて発光を得る。ここで、第４電極３０４はＴＦＴ３２３ａ、配線３５０ａを介して電源回路３５１ａと接続されている。第２電極３０２は、コンタクトホール３２４ａで第１電極３０１ａに接続されている。第１電極３０１ａは、ＴＦＴ３２３ｂ、配線３５０ｂを介して電源回路３５１ａに接続され、電流が供給されている。
【０１２０】
第２有機化合物層３１２においては、第２電極３０２と第３電極３０３によって電圧を印加されている。第２電極３０２は、先に述べた方法で電源回路３５１ｂと接続されている。第３電極３０３は、コンタクトホール３２４ｂで第１電極３０１ｂに接続されている。第１電極３０１ｂは、ＴＦＴ３２３ｃ、配線３５０ｃを介して電源回路３５１ｂに接続され、電流が供給されている。
【０１２１】
第３有機化合物層３１３においては、第３電極３０３と第５電極３０５によって電圧を印加されている。第３電極３０３は、先に述べた方法で電源回路３５１ｃと接続され、第５電極３０５は、配線３５０ｄを介して電源回路３５１ｃに接続され、電流が供給されている。
【０１２２】
このような有機発光装置の等価回路図は図１２のようになっている。各有機化合物層の電流供給の方法は上述した通りである。
【０１２３】
以上のような工程で作製された有機発光装置において、各コンタクトホールの傾斜部においてショートの発生率を低減することができる。
【０１２４】
（実施例２）
実施例２では、１ピクセルを２サブピクセルで構成している。これを以下に説明する。
【０１２５】
図１３に示す図は、有機発光装置の表示領域を上からみた拡大図で、太い実線で囲まれた部分が１ピクセルに相当し、点線で区切られた部分がサブピクセルに相当している。すなわち、１ピクセルは、２つのサブピクセルＰ１、Ｐ２から構成されている。
【０１２６】
図１４に示す図は、図１３のＡ―Ａ’、Ｂ―Ｂ’で切断した断面図である。
【０１２７】
実施例２における有機発光装置の構成は、まず、絶縁基板５２２上にＴＦＴ５２３ａ、５２３ｂや、平坦化膜５２５、第４電極５０４ａ、５０４ｂ、第５電極５０５ａ、５０５ｂ、バンク５２１を有するＴＦＴ基板がある。
【０１２８】
その上に、第３有機化合物層５１３、第１電極５０１、第１有機化合物層５１１、第２電極５０２、第２有機化合物層５１２、第３電極５０３が形成されている。
【０１２９】
ここで、サブピクセルＰ１においては、第２電極５０２は、コンタクトホール５２４ａで第１電極５０１と接続され、第１電極５０１は、コンタクトホール５２４ｂで第５電極５０５ａと接続されている。
【０１３０】
そして、第５電極５０５ａはＴＦＴ５２３ａ、配線５５１ｂを通じて、電源回路５５２に接続されている。
【０１３１】
また、第４電極５０４ａは配線５５１ａを通じて電源回路５５２に接続されている。
【０１３２】
また、第３電極５０３は配線５５１ｄを通じて電源回路５５２に接続されている。
【０１３３】
一方、サブピクセルＰ２においては、第２電極５０２は、コンタクトホール５２４ｃで第１電極５０１と接続され、第１電極５０１は、コンタクトホール５２４ｄで第５電極５０５ｂと接続されている。
【０１３４】
また、第１電極５０１はコンタクトホール５２４ｅで、第４電極５０４ｂと接続されている。
【０１３５】
そして、第５電極５０５ｂは、ＴＦＴ５２３ｂ、配線５５１ｃを通じて、電源回路５５２に接続されている。
【０１３６】
また、第４電極５０４ｂは配線５５１ａを通じて電源回路５５２に接続され、第３電極５０３は配線５５１ｄを通じて電源回路５５２に接続されている。
【０１３７】
ここで各有機化合物層の発光色は、実施例１と同様のものを用いたので説明を省略する。
【０１３８】
また、本実施例の有機発光装置は、第１電極５０１、第２電極５０２、第３電極５０３に透明電極を使用し、第４電極５０４ａ、５０４ｂ、第５電極５０５ａ、５０５ｂには金属の反射電極を使用したトップエミッション型の有機発光装置である。
【０１３９】
次に、図１５は、本発明の構造を有する有機発光装置の製造方法を表す説明図であり、図１４Ａ−Ａ’の断面図をもとに製造プロセス順に説明された図である。
【０１４０】
（ｉ）図１５（ａ）において、ＴＦＴ基板を作成する。まず、絶縁基板５２２上にＴＦＴ５２３ａや、平坦化膜５２５があり、それらの上に第４電極５０４ａ、第５電極５０５ａ、バンク５２１が形成する。
【０１４１】
（ｉｉ）図１５（ｂ）において、第３有機化合物層５１３を形成する。第３有機化合物層５１３の形成方法は実施例１と同様にして行う。
【０１４２】
（ｉｉｉ）図１５（ｃ）において、第３有機化合物層５１３の一部を除去し、コンタクトホール５２４ｂを形成する。
【０１４３】
尚、図１４の断面Ｂ−Ｂ’に記載のコンタクトホール５２４ｄ、５２４ｅも同時に形成する。なお、図１５は図１４Ａ−Ａ’の断面に基づいて工程を説明しているので、コンタクトホール５２４ｄ、５２４ｅを形成するための加工の様子は不図示としている。
【０１４４】
また、実施例２では有機化合物層を除去するのにレーザーアブレーション法にて行う。ＹＡＧレーザーを用いて、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの４倍高調波（波長２６６ｎｍ、パルス幅２０ｐｓｅｃ、出力３ｍＪ）のレーザーを用い、１ショットの照射を行った。
【０１４５】
その結果、傾斜角が３０°程度で、盛り上がりの割合（図６でいうところのｔ２／ｔ１）は０．１程度の加工断面で有機化合物層の除去が可能である。
【０１４６】
また、他にもＮｄ：ＹＡＧレーザーで、３倍高調波（波長３３５ｎｍ、パルス幅７ｎｓｅｃ、出力２００ｍＪ）等を用いてもよく、その場合は、傾斜角が１５°程度、盛り上がりの割合が０．３程度の加工断面で、有機化合物層の除去が可能である。
【０１４７】
ここでは照射を１ショットで行ったが、照射を複数回行っても同様の結果が得られる。
【０１４８】
（ｉｖ）図１５（ｄ）において、第１電極５０１を形成する。なお、電極の形成方法は、第１の実施例と同様にして行う。
【０１４９】
（ｖ）図１５（ｅ）において、第１有機化合物層５１１を、第３有機化合物層５１３と同様の手法で形成する。
【０１５０】
（ｖｉ）図１５（ｆ）において、第１有機化合物層５１１の一部を除去しコンタクトホール５２４ａを形成する。除去方法としては、前述の方法と同様にして行う。
【０１５１】
尚、図１４の断面Ｂ−Ｂ’に記載のコンタクトホール５２４ｃも同時に形成する。ここで、図１５は図１４Ａ−Ａ’の断面に基づいて工程を説明しているので、コンタクトホール５２４ｃを形成するための加工の様子は不図示となっている。
【０１５２】
（ｖｉｉ）図１５（ｇ）において、第２電極５０２を第１電極５０１と同様の手法で形成する。
【０１５３】
（ｖｉｉｉ）図１５（ｈ）において、第２有機化合物層５１２を、第３有機化合物層５１３と同様の手法で形成する。
【０１５４】
（ｉｘ）図１５（ｉ）において、第３電極５０３を第１電極５０１と同様の手法で形成する。最後に不図示キャップガラスにて封止を行い、図１４に記載の有機発光装置を得た。
【０１５５】
また、このようにして形成された有機発光装置の等価回路図を図１６に示す。
【０１５６】
各サブピクセルＰ１、Ｐ２はスイッチング用ＴＦＴ６０１ａ、６０１ｂと駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂと電極、有機化合物層、電極からなる有機素子と、コンデンサ６０３ａ、６０３ｂで構成されている。
【０１５７】
ここでスイッチング用ＴＦＴ６０１ａ、６０１ｂのゲート電極はゲート信号線６０５に接続されている。
【０１５８】
また、スイッチング用ＴＦＴ６０１ａ、６０１ｂのソース領域は、ソース信号線６０６ａ、６０６ｂにドレイン領域は駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂのゲート電極に接続されている。
【０１５９】
また、駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂのソース領域は電源回路５５２に、ドレイン領域は有機ＥＬ素子の一方の電極に接続されている。
【０１６０】
また、コンデンサ６０３ａ、６０３ｂは電極のそれぞれが、駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂのゲート電極とＧＮＤとに接続されるように形成されている。
【０１６１】
このように、駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂと有機ＥＬ素子が直列に接続されており、有機ＥＬ素子に流れる電流を駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂで制御する。
【０１６２】
次に、上記構造の有機発光装置の駆動方法について図１７を参照して説明する。
【０１６３】
図１７は電源回路５５２により有機発光装置の駆動波形の一例を示す図である。
【０１６４】
時間ｔ１において、ゲート信号線６０５の電位をＶｇに設定すると、スイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂがＯＮ状態となる。そして、ソース信号線６０６ａ，６０６ｂの電位Ｖｓｉｇ１がスイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂを介してコンデンサ６０３ａ，６０３ｂ及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのゲート容量に充電される。
【０１６５】
時間ｔ２において、ゲート信号線６０５の電位が０［Ｖ］に設定され、スイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ６０３ａ，６０３ｂに充電された電圧が保持される。
【０１６６】
時間ｔ３において、第２電極５０２及び第３電極５０３の電位がＶｃに設定される。
【０１６７】
このとき、電源供給線６０７は０［Ｖ］の状態ので、有機化合物層及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。
【０１６８】
これにより、第３有機化合物層５１３及び第１有機化合物層５１１に第１電極５０１と第２電極５０２から電子が注入されるとともに、第４電極５０４ａ、５０４ｂ及び第１電極５０１からホールが注入される。これにより、電子とホールの再結合により励起された有機分子が基底状態に緩和するときに発光が得られ、この発光光が第３電極５０３側から射出される。
【０１６９】
なお、第２有機化合物層５１２には逆方向電圧が印加されるため発光しない。
【０１７０】
有機化合物層に流れる電流は駆動用ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂで制御され、コンデンサ６０３ａ，６０３ｂに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電流Ｉ１が流れる。この状態は、時間ｔ４まで維持される。
【０１７１】
時間ｔ４において、第４電極５０４ａ、５０４ｂ及び第３電極５０３の電位が０［Ｖ］に設定される。すると、有機化合物層及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電位差が無くなるので、第３有機化合物層５１３及び第１有機化合物層５１１は発光しなくなる。
【０１７２】
続いて、第３有機化合物層５１３を発光させるための信号Ｖｓｉｇ２がソース信号線６０６ａ，６０６ｂに設定される。
【０１７３】
時間ｔ５において、ゲート信号線６０５の電位をＶｇに設定される。スイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂがＯＮ状態となり、ソース信号線６０６ａ，６０６ｂの電位Ｖｓｉｇ２がスイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂを介してコンデンサ６０３ａ，６０３ｂ及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのゲート容量に充電される。
【０１７４】
時間ｔ６において、ゲート信号線６０５の電位が０［Ｖ］に設定され、スイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ６０３ａ，６０３ｂに充電された電圧が保持される。
【０１７５】
時間ｔ７において、電源供給線６０７の電位がＶｃに設定される。このとき、第４電極５０４ａ、５０４ｂ及び第３電極５０３の電位が０［Ｖ］なので、有機化合物層及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。
【０１７６】
これにより、第２有機化合物層５１２に第３電極５０３から電子が注入されると共に、第２電極５０２からホールが注入され、電子とホールの再結合により励起された有機分子が基底状態に緩和する時に発光が得られ、この発光光が第３電極５０３側から放射される。
【０１７７】
なお、第３有機化合物層５１３及び第１有機化合物層５１１には逆方向電圧が印加されるため発光しない。有機化合物層に流れる電流は駆動用ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂで制御され、コンデンサ６０３ａ，６０３ｂに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電流Ｉ２が流れる。この状態は、時間ｔ８まで状態が維持される。
【０１７８】
時間ｔ８において、電源供給線５５２の電位が０［Ｖ］に設定される。
すると、有機化合物層及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電位差が無くなるので、第２有機化合物層５１２は発光しなくなる。
【０１７９】
上述の動作を繰り返すことで、有機化合物層５１１、５１２、５１３を時分割で発光させることができる。なお、図１６では説明されていないが、図１４で説明したように５０５ａ、５０５ｂは第５電極であり、５５１ａ〜５５１ｄは配線である。
【０１８０】
そして電源回路５５２を人間が識別できない程度、例えば６０Ｈｚ程度、或いはそれ以上の高い周期で駆動する。これにより、第３有機化合物層５１３、第１有機化合物層５１１の発光色と、第２有機化合物層５１２の発光色との任意の混合色の光を表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本発明における有機ＥＬ装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１におけるコンタクトホール１２４付近の拡大図である。
【図３】発光層のサンプリングを取得するための有機発光装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】発光層の膜厚とショート発生率を示すグラフである。
【図５】コンタクトホールを形成するための有機素子ＥＬの概略構成を示す模式図である。
【図６】コンタクトホールを形成する際に生じる盛上がりを説明するための模式図である。
【図７】レーザーパルス幅とコンタクトホールの傾斜角度、及び盛り上がりの割合を示すグラフである。
【図８】実施例１にかかる有機発光装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】図８における有機発光装置の断面図である。
【図１０】実施例１にかかる有機発光装置の製造工程を示す模式図である。
【図１１】実施例１で用いるエキシマレーザー光学系の概略構成を示す模式図である。
【図１２】実施例１にかかる有機発光装置の等価回路図である。
【図１３】実施例２にかかる有機発光装置の概略構成を示す模式図である。
【図１４】図１３における有機発光装置の断面図である。
【図１５】実施例２にかかる有機発光装置の製造工程を示す模式図である。
【図１６】実施例２にかかる等価回路図を示す模式図である。
【図１７】実施例２にかかる有機発光装置において電源回路の波形を示す図である。
【符号の説明】
【０１８２】
１０１ 第１電極
１０２ 第２電極
１０３ 第３電極
１０４ 第４電極
１１１ 第１有機化合物層
１１２ 第２有機化合物層
１１５ 発光層
１５０ａ、１５０ｂ、１０５ｃ 配線
１５１ 電源手段
１２１ バンク
１２２ 絶縁基板
１２３ ＴＦＴ
１２４ コンタクトホール
１２５ 平坦化膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光装置及びその製造方法に関するものであり、特に、基板上に少なくとも発光層を含む有機化合物層を複数積層した有機発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された有機発光装置においては、絶縁基板上に、Ｒ，Ｇ，Ｂに発光させるための３つの有機ＥＬ素子が積層されている。ここで、各有機ＥＬ素子間、例えば、青色を発光する有機ＥＬ素子の陰極と、緑色に発光する有機ＥＬ素子の陽極とでショートするのを防止するために、該陰極と該陽極との間には透明絶縁層が設けられている。
【０００３】
また、各有機ＥＬ素子の少なくとも一方の電極は、コンタクトホールを介して、基板上のアクティブ素子（ＴＦＴ回路）のソース領域又はドレイン領域に電気的に接続されている。
【０００４】
このような構成にすることによって、従来は１ピクセルを３つのサブピクセルで構成し、それぞれにＲＧＢを割り当てていたものが、特許文献１により１ピクセルをサブピクセルに分けることなく有機ＥＬ素子を積層した構成にすることができた。これにより高精細にすることが可能である。
【０００５】
なお、有機ＥＬ素子とは、一般に、有機材料を上下から電極（陽極および陰極）で挟み込む構造を持つ。そして、有機材料を有する有機化合物層に対して、陽極から正孔が、陰極から電子がそれぞれ注入され、その有機化合物層にて正孔と電子が再結合して発光が生じるようになっている。
【０００６】
このように、複数の有機ＥＬ素子を積層させる構成の有機発光装置で、各有機ＥＬ素子の電極を、コンタクトホールを介してアクティブ素子に電気的に接続させ、有機ＥＬ素子間に電圧を印加して所望の発光状態を得る有機発光装置が知られている。
【特許文献１】特開２００７−１２３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に記載の有機発光装置には、先述したように有機ＥＬ素子の間に透明絶縁膜が別途形成されており、構造が複雑化している。
【０００８】
この構成を簡略化するために、透明絶縁層を排除した構成で、各有機ＥＬを積層した積層型の有機発光装置を鋭意検討した。
【０００９】
以下に、透明絶縁膜を排除した積層型の有機発光装置を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、特許文献１から透明絶縁層を排除した有機発光装置で、２つの有機ＥＬ素子を積層した場合の断面図である。
【００１１】
この積層型の有機発光装置は、絶縁基板１２２上に、ＴＦＴ１２３、絶縁膜である平坦化膜１２５、バンク１２１、第１の有機ＥＬ素子、第２の有機ＥＬ素子が形成されている。なお、第１の有機ＥＬ素子は、第４電極１０４、第１有機化合物層１１１、第２電極１０２からなり、第２の有機ＥＬ素子は、第２電極１０２、第２有機化合物層１１２、第３電極１０３から構成されている。なお、バンクとは隣り合うピクセル同士を分離するために設けられた隔壁のことである。
【００１２】
また、第２電極１０２は、コンタクトホール１２４で第１電極１０１に接続されている。
【００１３】
更に、第１電極１０１は、ＴＦＴ１２３に接続され、配線１５０ｂを通じて電源手段１５１に接続されている。
【００１４】
また、第３電極１０３は、配線１５０ｃを通じ、第４電極１０４は配線１５０ａを通じてそれぞれ電源手段１５１に接続されている。
【００１５】
ここで、上記のような積層型の有機発光装置において、第１、及び第２の有機ＥＬ素子は、電源手段１５１より、電流を供給することにより、発光状態を得ることができる。しかし、第２の有機ＥＬ素子を発光させる際に、正しく動作しない場合が発生するという課題を見出した。
【００１６】
この理由を説明する。まず、コンタクトホール１２４での傾斜部における第２有機化合物層１１２を構成する発光層の膜厚が充分に確保できない場合を想定する。この場合、発光層を挟む上下の層（例えば電子輸送層と正孔輸送層）或いは上下の電極（第２電極１０２と第３電極）が、発光層を介さずに接触する部位を生じ、その結果、所謂ショートが発生してしまうのである。
【００１７】
そのため、本発明は、電極間の透明絶縁膜を排除した積層型の有機発光装置において、コンタクトホールの傾斜部における発光層の膜厚を充分に確保する。これにより、発光層を挟む上下の層や、電極などが、発光層を介さずに電気的に接続する所謂ショートの発生を低減し、発光動作をより確実にした積層型の有機発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために以下の有機発光装置を提供する。
【００１９】
基板と、
前記基板の上に形成された第１電極と、
前記第１電極の上に形成された少なくとも発光層を有する第１有機化合物層と、
前記第１有機化合物層の上に形成された第２電極と、
前記第２電極の上に形成された少なくとも発光層を有する第２有機化合物層と、
前記第２有機化合物層の上に形成されたと第３電極と、
前記第２電極を前記第１電極と電気的に接続するために、前記第１有機化合物層に形成されたコンタクトホールと、を有する有機発光装置において、
前記コンタクトホールの底部における前記第２有機化合物層の発光層の膜厚をｄ１とし、
前記コンタクトホールの傾斜部における前記第１電極と前記第２電極との間のなす角をθした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たすことを特徴とする有機発光装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、電極間の透明絶縁膜を排除した積層型の有機発光装置において、コンタクトホールの傾斜部における発光層の膜厚を充分に確保する。
【００２１】
これにより、発光層を挟む上下の層（例えば電子輸送層と正孔輸送層）や、上下の電極などが電気的に接続するといった所謂ショートの発生を低減し、発光動作をより確実にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、最良の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、本発明の主旨に応じた範囲で適宜、変更することが可能であり、本実施形態に限るものではない。
【００２３】
（有機発光装置）
図１において、有機発光装置の実施の形態を説明する。
【００２４】
本件における、有機ＥＬ素子が積層された積層型の有機発光装置は、絶縁基板１２２、絶縁基板上に形成されたＴＦＴ（トランジスタ）１２３、絶縁基板１２２及びＴＦＴ１２３上に平坦性を確保するための絶縁性の平坦化膜１２５が形成されている。そして、平坦化膜１２５上には第１電極１０１、第１電極１０１上に形成された少なくとも発光層を含む第１有機化合物層１１１が形成されている。
【００２５】
更に、第１電極１０１上の第１有機化合物層１１１の一部を除去したコンタクトホール１２４、第１有機化合物層１１１及びコンタクトホール１２４を覆う第２電極１０２が形成されている。
【００２６】
更に、この第２電極１０２上に形成された少なくとも発光層を含む第２有機化合物層１１２、第２有機化合物層１１２上に形成された第３電極１０３、が形成されている。
【００２７】
なお、有機化合物層の形成方法としては、蒸着法が好適だが、公知の方法であれば特には限定しない。
【００２８】
また、第２電極１０２は、コンタクトホール１２４で第１電極１０１に接続されており、更に、第１電極１０１は、ＴＦＴ１２３に接続され、配線１５０ｂを通じて電源手段１５１に接続されている。
【００２９】
また、第３電極１０３は、配線１５０ｃを通じ、第４電極１０４は配線１５０ａを通じてそれぞれ電源手段１５１に接続されている。
【００３０】
上記構成の有機発光装置において、第１有機化合物層１１１、第２有機化合物層１１２を、電源手段１５１より、電流を供給することにより、所望の発光状態を得ることができる。
【００３１】
これまで説明をしたのは、ＴＦＴ１２３を用いたアクティブ駆動の有機発光装置であるが、ＴＦＴ１２３を用いず、パッシブ駆動の有機発光装置であってもよい。パッシブ駆動の場合も同様にして、第１有機化合物層１１１、第２有機化合物層１１２を、電源手段１５１より、電流を供給することにより、所望の発光状態を得ることができる。
【００３２】
ここで、コンタクトホール１２４の底部における第２有機化合物層１１２の発光層の膜厚をｄ１（ｎｍ）とする。この時、コンタクトホール１２４の傾斜部において、第１電極１０１と第２電極１０２との間のなす角θは、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たす。
【００３３】
このような構成によれば、コンタクトホール１２４の傾斜部で、第２有機化合物層１１２における発光層における上下の層或いは電極（第２電極１０２と第３電極１０３）のショートの発生率を低減することができる。
【００３４】
なお、ここで有機化合物層とは、少なくとも発光層を含み、単層型（発光層）、２層型（発光層／正孔注入層）、３層型（電子輸送層／発光層／正孔輸送層）がある。また、４層型（電子注入層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）、５層型（電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）もあり、上記のいずれを使用することにしてもよい。
【００３５】
ここで発光層におけるショートについて更に説明する。原理的には、発光層が薄い状態とは、所謂発光層を構成する分子がクラスタの状態として存在する場合に、クラスタとクラスタの隙間に発光層を挟む層や電極が入りこみ、発光層を挟む層や電極などが直接接触することによりショートが発生すると考えられる。例えば単層型の場合には、先述したように第２電極１０２と第３電極１０３とが直接接触し、電気的に接続する箇所が発生する。
【００３６】
また、２層型の場合には、正孔注入層と第３電極とが直接接触し、電気的に接続する箇所が発生する。
【００３７】
３層型、４層型、５層型の場合には、電子輸送層と正孔輸送層とが直接接触し、電気的に通電する場合があるのである。
【００３８】
なお、上記は例であり、各層の膜厚次第では、電気的に接続する層は上記の例によらない場合もある。例えば、２層型の場合に、正孔注入層が薄い場合にも、クラスタ状態となり、第２電極と第３電極とが直接接触する場合も考えられる。
【００３９】
以上により、発光層を介さずに、発光層を挟む層や電極が、電気的に接続することが本明細書でいうショートである。
【００４０】
このショートについて、更に以下で説明する。
【００４１】
図２は、先に説明した図１のコンタクトホール１２４を中心に拡大した図である。
【００４２】
コンタクトホール１２４の底部における、第２有機化合物層１１２を構成する発光層１１５の膜厚をｄ１とし、コンタクトホール１２４における第１電極１０１と第２電極１０２とのなす角をθとする。そして、傾斜部での第２電極１０２、第３電極１０３間の発光層の膜厚をｄ２とすると、ｄ２＝ｄ１×ｃｏｓθという関係が成り立つ。
【００４３】
この場合、第２有機化合物層１１２を形成する際、コンタクトホールの傾斜部に形成された発光層１１５の膜厚ｄ２は、コンタクトホール１２４の底部に形成された発光層の膜厚ｄ１よりも薄くなる。そのため、コンタクトホール１２４の傾斜部における発光層の膜厚が充分に確保できない場合は、発光層１１５において先述したショートが発生しやすくなる。
【００４４】
そこで、発光層１１５のコンタクトホール１２４の傾斜部における膜厚を、どの程度薄膜化してもショートが発生しないのかを確かめるため、図３に示すような有機ＥＬ素子を用いて実験を行った。
【００４５】
実験に使用した有機ＥＬ素子は、絶縁基板２０１上に次のように構成されている。金属電極２０２、バンク２０３、その上に正孔注入層２０４、正孔輸送層２０５、発光層２０６、電子輸送層２０７、電子注入層２０８、透明電極２０９が順次積層された構成となっている。
【００４６】
このように構成された有機ＥＬ素子のサンプルで、発光層２０６の膜厚を５ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍ、２５ｎｍ、３５ｎｍ、４０ｎｍ、４５ｎｍ、６０ｎｍのものを、それぞれ３サンプルずつ作製した。
【００４７】
また、金属電極２０２、透明電極２０９は配線２１０ａ、２１０ｂで電源回路２１１に接続されており、電源回路２１１によって所望の電流値で通電、及び電圧値で電圧を印加できる仕組みになっている。
【００４８】
サンプルには、４Ｖの電圧を印加して実験を行った。先述した各発光層膜厚でのショートの発生率を図４に示す。
【００４９】
発光層の膜厚が５ｎｍのサンプルでは１００％の確率でショートが発生し、１０ｎｍのサンプルでは３３％の確率でショートが発生し、１５ｎｍ以上のサンプルではショートが発生しなかった。
【００５０】
なお、例として４Ｖの電圧を印加したが、通常の発光電圧３〜７Ｖ程度では、図４に示す発光層膜厚とショートの発生率の関係に大きな変化は見られなかった。
【００５１】
以上によりショートの発生を防ぐには、発光層の膜厚を１５ｎｍ以上の膜厚を確保する必要がある。
【００５２】
この結果を踏まえ、図１に示す有機発光装置を作製する場合、図２に示す第１電極１０１と第２電極１０２とのなす角傾斜角θとした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）の式を満足するような傾斜角θと発光層の膜厚ｄ１を選択する。そうすれば、ｄ２の膜厚を１５ｎｍ以上とすることができる。
【００５３】
このようにすることによって、コンタクトホール１２４の傾斜部で、発光層１１５の膜厚を確保でき、先述したようなショートの発生率を低減することができる。
【００５４】
なお、図１では有機化合物層１１１と有機化合物層１１２とで２つの有機化合物層を用いて説明したが、第１電極１０１よりも下層に、も発光層を有する第３の有機化合物層を形成し、第１電極は第３有機化合物層上に形成された３つの有機化合物層で構成しても良い。
【００５５】
（有機発光装置の製造方法）
これまで、積層型の有機発光装置について説明をしたが、ここからは、有機発光装置の製造方法について図１及び図２を用いて説明をする。
【００５６】
まず、絶縁基板１２２上にＴＦＴ１２３を形成し、絶縁基板１２２とＴＦＴ１２３上に平坦化膜１２５を形成する。この平坦化膜１２５上に第１電極１０１を形成し、第１電極１０１上に形成された少なくとも発光層を含む第１有機化合物層１１１を形成し、第１電極１０１上の第１有機化合物層１１１の一部を除去してコンタクトホール１２４を形成する。
【００５７】
更に、第１有機化合物層１１１及びコンタクトホール１２４を覆う第２電極１０２を形成し、第２電極１０２上に形成された少なくとも発光層１１５を含む第２有機化合物層１１２を形成し、第２有機化合物層１１２上に形成された第３電極１０３を形成する。
【００５８】
そして、コンタクトホール１２４と発光層１１５を形成する際には、コンタクトホール１２４の底部における第２有機化合物層１１２を構成する発光層１１５の膜厚をｄ１（ｎｍ）とする。そして、コンタクトホール１２４における第１電極１０１と第２電極１０２との間のなす角θとした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）となるように傾斜角θ及び発光層の膜厚ｄ１を満足させるように形成する。
【００５９】
このような有機発光装置の製造方法によれば、コンタクトホール１２４の傾斜部における発光層の膜厚を十分に確保できるため、ショート発生率を低減した有機発光装置を製造できる。
【００６０】
また、有機発光装置の製造方法におけるコンタクトホール１２４の形成には、レーザーアブレーション法を用いる。
【００６１】
このレーザーアブレーションのレーザー照射時間は照射パルス幅が１．０Ｅ−１１ｓｅｃ以上、１．０Ｅ−０６ｓｅｃ以下が好ましい。
【００６２】
これにより、コンタクトホール加工端の盛り上がりを低減でき、かつ傾斜角がゆるやかなコンタクトホールを形成することができる。
【００６３】
ここで、レーザーアブレーションのレーザー照射時間は照射パルス幅が１．０Ｅ−１１ｓｅｃ〜１．０Ｅ−０６ｓｅｃで加工したときの状態を、以下で説明する。
【００６４】
パルス幅が１．０Ｅ−０６ｓｅｃ以上では、加工部端面で伝熱の影響が大きく、加工部端部の有機化合物層が大きく盛り上がった形状で加工されてしまう。
【００６５】
また、パルス幅が１．０Ｅ−１１ｓｅｃ以下のパルス幅では、多光子吸収によるアブレーションによって加工されるので、照射部のみの有機化合物層が飛散し、端面の傾斜角が大きくなってしまう。
【００６６】
すなわち、本発明に好適なコンタクトホール１２４を形成するには、パルス幅の調整が重要である。
【００６７】
そのため、適切なパルス幅域を見出すため、図５に示すようなサンプルを作製し、各パルス幅でレーザー照射を行った。
【００６８】
サンプルは、絶縁基板２０１上に金属電極２０２、バンク２０３が形成されており、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順次積層された有機化合物層２２０を構成している。
【００６９】
図６は、レーザー照射後の概略図である。
【００７０】
ここで、有機化合物層２２０の除去された部位の傾斜角度をα、除去の深度をｔ１、除去端部の盛り上がりをｔ２とする。なお、深度ｔ１は、除去前の有機化合物層の膜厚と等しい。
【００７１】
図７では、横軸がパルス幅（ｓｅｃ）、縦軸を傾斜角度α（°）にとり、除去深度に対する盛り上がりの割合ｔ２／ｔ１の関係を示す実験結果である。
【００７２】
図７によると、１．０Ｅ−１１ｓｅｃよりもパルス幅を短くしていくと、コンタクトホールの傾斜角αが急激に大きくなる。傾斜角αが大きくなると、図２の第２有機化合物層１１２の傾斜部における発光層の膜厚ｄ２が極端に薄膜化してしまい、前述のショートの可能性が高くなってしまう。
【００７３】
通常、発光層の膜厚は２０ｎｍ〜３００ｎｍ程度なので、約３０°以下の傾斜角で加工できれば、図２における発光層の膜厚ｄ１が２０ｎｍ程度でも、ｄ２＞１５ｎｍの膜厚が確保できる。そのためには、１．０Ｅ−１１ｓｅｃよりも長いパルス幅が必要である。
【００７４】
一方、パルス幅が１．０Ｅ−０６ｓｅｃよりも大きくすると、傾斜角αは小さく出来るが、盛り上がりの割合ｔ２／ｔ１が急激に増加する。
【００７５】
これは、レーザーアブレーションの現象として、パルス幅が短い時は昇華が起こり、パルス幅が長くなるにつれて、溶融から気化の現象が起こる。そのため、パルス幅が長くなると、溶融した材料が加工部端部で冷却され、固化してしまうので、盛り上がったような形状になってしまう。
【００７６】
ここで、盛り上がりが大きくなると、後工程に形成される第２電極１０２、第３電極１０３の断線の恐れがあるため、盛り上がりを大きくしない方が良い。そのため、レーザー照射の好ましいパルス幅は、１．０Ｅ−１１ｓｅｃ以上、かつ１．０Ｅ−０６ｓｅｃ以下である。
【００７７】
なお、図７中の１．０Ｅ−０３とは１ｍｓｅｃであり、１．０Ｅ−０６とは１μｓｅｃであり、１．０Ｅ−０９とは１ｎｓｅｃであり、１．０Ｅ−１２とは１ｐｓｅｃであり、１．０Ｅ−１５とは１ｆｓｅｃのことである。
【００７８】
（実施例１）
図８に示す図は、有機発光装置の表示領域を上からみた図で、実線で囲まれた部分が１ピクセルに相当している。
【００７９】
図９に示す図は、図８のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’で切断した断面図である。
【００８０】
実施例１における有機発光装置の構成は、まず、絶縁基板３２２上にＴＦＴ３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃや、平坦化膜３２５、配線３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、第１電極３０１ａ、３０１ｂ、第４電極３０４、バンク３２１を有する。
【００８１】
平坦化膜３２５上には、第１有機化合物層３１１、第２電極３０２、第２有機化合物層３１２、第３電極３０３、第３有機化合物層３１３、第５電極３０５が形成されている。
【００８２】
また、第２電極３０２は、コンタクトホール３２４ａで第１電極３０１ａと接続されており、第３電極３０３は、コンタクトホール３２４ｂで第１電極３０１ｂとそれぞれ接続されている。ここで第１電極３０１ａ，３０１ｂは、ＴＦＴ３２３ａ，３２３ｃに電気的に接続されている。
【００８３】
ここで有機化合物層とは、少なくとも発光層を含み、単層型（発光層）、２層型（発光層／正孔注入層）、３層型（電子輸送層／発光層／正孔輸送層）がある。そして、４層型（電子注入層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）、５層型（電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）がある。上記のいずれを使用することにしてもよい。
【００８４】
また、ここで、第１電極３０１ａ、３０１ｂ、第４電極３０４を金属の反射電極にし、第２電極３０２、第３電極３０３を透明電極にすることで、トップエミッション型の有機発光装置とすることができる。
【００８５】
金属の反射電極は可視領域の光の反射率が高いほど、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ等の材料単体、もしくはこれらの合金等がある。
【００８６】
透明電極は、可視領域の光の透過率が高いほど、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、ＩＴＯや、ＩＺＯといった材料がある。
【００８７】
図１０は、本発明の構造を有する有機発光装置の製造方法を表す説明図であり、図９Ａ―Ａ’の断面を元に製造プロセス順に説明した図である。
【００８８】
以下、図１０に基づいて説明する。
【００８９】
（ｉ）図１０（ａ）において、ＴＦＴ基板を作成する。まず、絶縁基板３２２上にＴＦＴ３２３ａ、３２３ｂや、絶縁膜からなる平坦化膜３２５があり、それらの上に第１電極３０１ａ、第４電極３０４、バンク３２１を形成する。
【００９０】
（ｉｉ）図１０（ｂ）において、ＴＦＴ基板上に第１有機化合物層を形成する。第１有機化合物層３１１の形成プロセスは、ＴＦＴ基板上に、正孔注入層、正孔輸送層、青色発光層、電子輸送層、電子注入層の順で形成する。
【００９１】
ちなみに、今回、発光層の膜厚は３０〜４０ｎｍ程度で形成するが、発光層の膜厚に関しては特には限定しない。
【００９２】
また、有機化合物層の形成方法としては、蒸着法が好適だが、本発明の主旨に沿う公知の方法であれば特には限定しない。
【００９３】
また、膜厚や材料はそれぞれの機能を有していればよく、本発明の構成として限定されるものではない。
【００９４】
（ｉｉｉ）図１０（ｃ）において、第１電極３０１ａ上の第１有機化合物層３１１にコンタクトホール３２４ａを形成する。
【００９５】
形成方法としてはレーザー加工が好ましく、また、用いるレーザーとしては、赤外〜Ｘ線を発振できるものであればよい。例えば、炭酸ガスレーザー、一酸化炭素レーザー、ＨＦレーザー、要素レーザー、ガラスレーザー、ＹＡＧレーザーがある。更に、ＹＬＦレーザー、アレクサンドライトレーザー、半導体レーザー、色素レーザー、窒素レーザー、エキシマレーザー、Ｘ線レーザー、自由電子レーザーなどが挙げられる。
【００９６】
なお、この中でも、産業用としてもすでに用いられているエキシマレーザー、ＹＡＧレーザーといったものが、安定性、操作性といった点でもより好ましい。
【００９７】
所望の箇所にレーザー照射する方法としては、レーザー光を所望のスポット面積に絞って、固定した基板にレーザー光を走査したり、レーザー光を固定し、基板を動作させたりする方法がある。その他にも、基板と照射光の相対位置を変化させて所望の箇所にレーザー光を照射する方法や、レーザー光を面状にして、所望の加工部のみに光が照射されるようフォトマスクを介して照射させる方法等がある。
【００９８】
図１１は、使用したエキシマレーザーの光学系を示した図である。
【００９９】
エキシマレーザー４０１は、波長２４８ｎｍ、パルス幅２５ｎｓｅｃ、出力５００ｍＪで、５ショットで使用した。
【０１００】
このエキシマレーザー４０１から照射された光は、レーザー光の光路４００に沿って、まず、アッテネータ４０２で強度を調節し、次にホモジナイザー光学系４０３で光強度を均一化する。
【０１０１】
その後、フォトマスク４０４を介して、所望の加工部のみに光が照射されるように光の照射部を限定する。そして、全反射ミラー４０５で光路を曲げ、投影レンズ４０６で縮小、あるいは拡大して水平に設置されたサンプル４０８に照射する。
【０１０２】
サンプル４０８は、減圧されたチャンバー４０９内にとじこめられており、このチャンバー４０９は、チャンバー４０９内に光が透過するよう光路上には石英窓４０７が設置されている。
【０１０３】
上記条件で、有機化合物層３１１を除去した結果、傾斜角１５°程度にする事ができた。
【０１０４】
また、加工面の端部での盛り上がりの割合（図６でいうところｔ２／ｔ１）は０．３程度のコンタクトホール３２４ａを形成することができた。
【０１０５】
（ｉｖ）図１０（ｄ）では、第２電極３０２を形成し、パターニングする。
【０１０６】
形成方法はスパッタ法が好適だが、本発明に沿う公知の方法であれば特には限定しない。
【０１０７】
第２電極３０２のパターニングする手法としては、コンタクトホール３２４ａの形成時と同様に、レーザーアブレーション法により不要な部分を除去しても良いし、所望の箇所のみに電極膜が堆積されるようマスクを介して電極を形成してもよい。
【０１０８】
（ｖ）図１０（ｅ）では、第２有機化合物層３１２を形成する。
【０１０９】
第２有機化合物層３１２を形成させる手段としては、第１有機化合物層３１１を形成する手段と同様なので、説明を省略する。
【０１１０】
次に、図１０には不図示であるが、図９の断面Ｂ−Ｂ’に記載のコンタクトホール３２４ｂを形成した。（図１０はＡ−Ａ’の断面に基づいて工程を説明しているので、図９の断面Ｂ−Ｂ’は不図示となっている。）
コンタクトホール３２４ｂを形成させる方法は、コンタクトホール３２４ａを形成した際の工程と同様にして行った。
【０１１１】
その結果、コンタクトホール３２４ｂにおいても、傾斜角１５°程度の盛り上がりの割合（図６でいうところのｔ２／ｔ１）は０．３程度で、第１有機化合物層３１１、第２有機化合物層３１２を除去することができた。
【０１１２】
（ｖｉ）図１０（ｆ）では、第３電極３０３を形成、及びパターニングした。
【０１１３】
第３電極３０３を形成する手段は、第２電極３０２を形成する手段と同様にして行った。
【０１１４】
（ｖｉｉ）図１０（ｇ）では、第３機層３１３を第２有機化合物層３１２、第１有機化合物層３１１と同様の手段で形成した。
【０１１５】
（ｖｉｉｉ）図１０（ｈ）では、第５電極３０５を第２電極３０２、第３電極３０３と同様の手段で形成した。最後に不図示のキャップガラスにて封止を行い、有機発光装置を得た。
【０１１６】
ここで、第１有機化合物層３１１、第２有機化合物層３１２、第３有機化合物層３１３の発光色をそれぞれ、ＢＧＲにして形成したが、これらの順は、ＢＲＧ、ＲＧＢ、ＲＢＧ、ＧＲＢ、ＧＢＲであってもよい。
【０１１７】
このようにして図９に記載の有機発光装置を作製することができる。
【０１１８】
そして、各有機化合物層に電圧を印加して所望の発光状態を得るが、その方法を、図９を用いて説明する。
【０１１９】
図９の第１有機化合物層３１１においては、第４電極３０４と第２電極３０２に電圧を印加させて発光を得る。ここで、第４電極３０４はＴＦＴ３２３ａ、配線３５０ａを介して電源回路３５１ａと接続されている。第２電極３０２は、コンタクトホール３２４ａで第１電極３０１ａに接続されている。第１電極３０１ａは、ＴＦＴ３２３ｂ、配線３５０ｂを介して電源回路３５１ａに接続され、電流が供給されている。
【０１２０】
第２有機化合物層３１２においては、第２電極３０２と第３電極３０３によって電圧を印加されている。第２電極３０２は、先に述べた方法で電源回路３５１ｂと接続されている。第３電極３０３は、コンタクトホール３２４ｂで第１電極３０１ｂに接続されている。第１電極３０１ｂは、ＴＦＴ３２３ｃ、配線３５０ｃを介して電源回路３５１ｂに接続され、電流が供給されている。
【０１２１】
第３有機化合物層３１３においては、第３電極３０３と第５電極３０５によって電圧を印加されている。第３電極３０３は、先に述べた方法で電源回路３５１ｃと接続され、第５電極３０５は、配線３５０ｄを介して電源回路３５１ｃに接続され、電流が供給されている。
【０１２２】
このような有機発光装置の等価回路図は図１２のようになっている。各有機化合物層の電流供給の方法は上述した通りである。
【０１２３】
以上のような工程で作製された有機発光装置において、各コンタクトホールの傾斜部においてショートの発生率を低減することができる。
【０１２４】
（実施例２）
実施例２では、１ピクセルを２サブピクセルで構成している。これを以下に説明する。
【０１２５】
図１３に示す図は、有機発光装置の表示領域を上からみた拡大図で、太い実線で囲まれた部分が１ピクセルに相当し、点線で区切られた部分がサブピクセルに相当している。すなわち、１ピクセルは、２つのサブピクセルＰ１、Ｐ２から構成されている。
【０１２６】
図１４に示す図は、図１３のＡ―Ａ’、Ｂ―Ｂ’で切断した断面図である。
【０１２７】
実施例２における有機発光装置の構成は、まず、絶縁基板５２２上にＴＦＴ５２３ａ、５２３ｂや、平坦化膜５２５、第４電極５０４ａ、５０４ｂ、第５電極５０５ａ、５０５ｂ、バンク５２１を有するＴＦＴ基板がある。
【０１２８】
その上に、第３有機化合物層５１３、第１電極５０１、第１有機化合物層５１１、第２電極５０２、第２有機化合物層５１２、第３電極５０３が形成されている。
【０１２９】
ここで、サブピクセルＰ１においては、第２電極５０２は、コンタクトホール５２４ａで第１電極５０１と接続され、第１電極５０１は、コンタクトホール５２４ｂで第５電極５０５ａと接続されている。
【０１３０】
そして、第５電極５０５ａはＴＦＴ５２３ａ、配線５５１ｂを通じて、電源回路５５２に接続されている。
【０１３１】
また、第４電極５０４ａは配線５５１ａを通じて電源回路５５２に接続されている。
【０１３２】
また、第３電極５０３は配線５５１ｄを通じて電源回路５５２に接続されている。
【０１３３】
一方、サブピクセルＰ２においては、第２電極５０２は、コンタクトホール５２４ｃで第１電極５０１と接続され、第１電極５０１は、コンタクトホール５２４ｄで第５電極５０５ｂと接続されている。
【０１３４】
また、第１電極５０１はコンタクトホール５２４ｅで、第４電極５０４ｂと接続されている。
【０１３５】
そして、第５電極５０５ｂは、ＴＦＴ５２３ｂ、配線５５１ｃを通じて、電源回路５５２に接続されている。
【０１３６】
また、第４電極５０４ｂは配線５５１ａを通じて電源回路５５２に接続され、第３電極５０３は配線５５１ｄを通じて電源回路５５２に接続されている。
【０１３７】
ここで各有機化合物層の発光色は、実施例１と同様のものを用いたので説明を省略する。
【０１３８】
また、本実施例の有機発光装置は、第１電極５０１、第２電極５０２、第３電極５０３に透明電極を使用し、第４電極５０４ａ、５０４ｂ、第５電極５０５ａ、５０５ｂには金属の反射電極を使用したトップエミッション型の有機発光装置である。
【０１３９】
次に、図１５は、本発明の構造を有する有機発光装置の製造方法を表す説明図であり、図１４Ａ−Ａ’の断面図をもとに製造プロセス順に説明された図である。
【０１４０】
（ｉ）図１５（ａ）において、ＴＦＴ基板を作成する。まず、絶縁基板５２２上にＴＦＴ５２３ａや、平坦化膜５２５があり、それらの上に第４電極５０４ａ、第５電極５０５ａ、バンク５２１が形成する。
【０１４１】
（ｉｉ）図１５（ｂ）において、第３有機化合物層５１３を形成する。第３有機化合物層５１３の形成方法は実施例１と同様にして行う。
【０１４２】
（ｉｉｉ）図１５（ｃ）において、第３有機化合物層５１３の一部を除去し、コンタクトホール５２４ｂを形成する。
【０１４３】
尚、図１４の断面Ｂ−Ｂ’に記載のコンタクトホール５２４ｄ、５２４ｅも同時に形成する。なお、図１５は図１４Ａ−Ａ’の断面に基づいて工程を説明しているので、コンタクトホール５２４ｄ、５２４ｅを形成するための加工の様子は不図示としている。
【０１４４】
また、実施例２では有機化合物層を除去するのにレーザーアブレーション法にて行う。ＹＡＧレーザーを用いて、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの４倍高調波（波長２６６ｎｍ、パルス幅２０ｐｓｅｃ、出力３ｍＪ）のレーザーを用い、１ショットの照射を行った。
【０１４５】
その結果、傾斜角が３０°程度で、盛り上がりの割合（図６でいうところのｔ２／ｔ１）は０．１程度の加工断面で有機化合物層の除去が可能である。
【０１４６】
また、他にもＮｄ：ＹＡＧレーザーで、３倍高調波（波長３３５ｎｍ、パルス幅７ｎｓｅｃ、出力２００ｍＪ）等を用いてもよく、その場合は、傾斜角が１５°程度、盛り上がりの割合が０．３程度の加工断面で、有機化合物層の除去が可能である。
【０１４７】
ここでは照射を１ショットで行ったが、照射を複数回行っても同様の結果が得られる。
【０１４８】
（ｉｖ）図１５（ｄ）において、第１電極５０１を形成する。なお、電極の形成方法は、第１の実施例と同様にして行う。
【０１４９】
（ｖ）図１５（ｅ）において、第１有機化合物層５１１を、第３有機化合物層５１３と同様の手法で形成する。
【０１５０】
（ｖｉ）図１５（ｆ）において、第１有機化合物層５１１の一部を除去しコンタクトホール５２４ａを形成する。除去方法としては、前述の方法と同様にして行う。
【０１５１】
尚、図１４の断面Ｂ−Ｂ’に記載のコンタクトホール５２４ｃも同時に形成する。ここで、図１５は図１４Ａ−Ａ’の断面に基づいて工程を説明しているので、コンタクトホール５２４ｃを形成するための加工の様子は不図示となっている。
【０１５２】
（ｖｉｉ）図１５（ｇ）において、第２電極５０２を第１電極５０１と同様の手法で形成する。
【０１５３】
（ｖｉｉｉ）図１５（ｈ）において、第２有機化合物層５１２を、第３有機化合物層５１３と同様の手法で形成する。
【０１５４】
（ｉｘ）図１５（ｉ）において、第３電極５０３を第１電極５０１と同様の手法で形成する。最後に不図示キャップガラスにて封止を行い、図１４に記載の有機発光装置を得た。
【０１５５】
また、このようにして形成された有機発光装置の等価回路図を図１６に示す。
【０１５６】
各サブピクセルＰ１、Ｐ２はスイッチング用ＴＦＴ６０１ａ、６０１ｂと駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂと電極、有機化合物層、電極からなる有機素子と、コンデンサ６０３ａ、６０３ｂで構成されている。
【０１５７】
ここでスイッチング用ＴＦＴ６０１ａ、６０１ｂのゲート電極はゲート信号線６０５に接続されている。
【０１５８】
また、スイッチング用ＴＦＴ６０１ａ、６０１ｂのソース領域は、ソース信号線６０６ａ、６０６ｂにドレイン領域は駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂのゲート電極に接続されている。
【０１５９】
また、駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂのソース領域は電源回路５５２に、ドレイン領域は有機ＥＬ素子の一方の電極に接続されている。
【０１６０】
また、コンデンサ６０３ａ、６０３ｂは電極のそれぞれが、駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂのゲート電極とＧＮＤとに接続されるように形成されている。
【０１６１】
このように、駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂと有機ＥＬ素子が直列に接続されており、有機ＥＬ素子に流れる電流を駆動用ＴＦＴ６０２ａ、６０２ｂで制御する。
【０１６２】
次に、上記構造の有機発光装置の駆動方法について図１７を参照して説明する。
【０１６３】
図１７は電源回路５５２により有機発光装置の駆動波形の一例を示す図である。
【０１６４】
時間ｔ１において、ゲート信号線６０５の電位をＶｇに設定すると、スイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂがＯＮ状態となる。そして、ソース信号線６０６ａ，６０６ｂの電位Ｖｓｉｇ１がスイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂを介してコンデンサ６０３ａ，６０３ｂ及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのゲート容量に充電される。
【０１６５】
時間ｔ２において、ゲート信号線６０５の電位が０［Ｖ］に設定され、スイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ６０３ａ，６０３ｂに充電された電圧が保持される。
【０１６６】
時間ｔ３において、第２電極５０２及び第３電極５０３の電位がＶｃに設定される。
【０１６７】
このとき、電源供給線６０７は０［Ｖ］の状態ので、有機化合物層及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。
【０１６８】
これにより、第３有機化合物層５１３及び第１有機化合物層５１１に第１電極５０１と第２電極５０２から電子が注入されるとともに、第４電極５０４ａ、５０４ｂ及び第１電極５０１からホールが注入される。これにより、電子とホールの再結合により励起された有機分子が基底状態に緩和するときに発光が得られ、この発光光が第３電極５０３側から射出される。
【０１６９】
なお、第２有機化合物層５１２には逆方向電圧が印加されるため発光しない。
【０１７０】
有機化合物層に流れる電流は駆動用ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂで制御され、コンデンサ６０３ａ，６０３ｂに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電流Ｉ１が流れる。この状態は、時間ｔ４まで維持される。
【０１７１】
時間ｔ４において、第４電極５０４ａ、５０４ｂ及び第３電極５０３の電位が０［Ｖ］に設定される。すると、有機化合物層及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電位差が無くなるので、第３有機化合物層５１３及び第１有機化合物層５１１は発光しなくなる。
【０１７２】
続いて、第３有機化合物層５１３を発光させるための信号Ｖｓｉｇ２がソース信号線６０６ａ，６０６ｂに設定される。
【０１７３】
時間ｔ５において、ゲート信号線６０５の電位をＶｇに設定される。スイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂがＯＮ状態となり、ソース信号線６０６ａ，６０６ｂの電位Ｖｓｉｇ２がスイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂを介してコンデンサ６０３ａ，６０３ｂ及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのゲート容量に充電される。
【０１７４】
時間ｔ６において、ゲート信号線６０５の電位が０［Ｖ］に設定され、スイッチングＴＦＴ６０１ａ，６０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ６０３ａ，６０３ｂに充電された電圧が保持される。
【０１７５】
時間ｔ７において、電源供給線６０７の電位がＶｃに設定される。このとき、第４電極５０４ａ、５０４ｂ及び第３電極５０３の電位が０［Ｖ］なので、有機化合物層及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。
【０１７６】
これにより、第２有機化合物層５１２に第３電極５０３から電子が注入されると共に、第２電極５０２からホールが注入され、電子とホールの再結合により励起された有機分子が基底状態に緩和する時に発光が得られ、この発光光が第３電極５０３側から放射される。
【０１７７】
なお、第３有機化合物層５１３及び第１有機化合物層５１１には逆方向電圧が印加されるため発光しない。有機化合物層に流れる電流は駆動用ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂで制御され、コンデンサ６０３ａ，６０３ｂに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電流Ｉ２が流れる。この状態は、時間ｔ８まで状態が維持される。
【０１７８】
時間ｔ８において、電源供給線５５２の電位が０［Ｖ］に設定される。
すると、有機化合物層及び駆動ＴＦＴ６０２ａ，６０２ｂのソースドレイン間に電位差が無くなるので、第２有機化合物層５１２は発光しなくなる。
【０１７９】
上述の動作を繰り返すことで、有機化合物層５１１、５１２、５１３を時分割で発光させることができる。なお、図１６では説明されていないが、図１４で説明したように５０５ａ、５０５ｂは第５電極であり、５５１ａ〜５５１ｄは配線である。
【０１８０】
そして電源回路５５２を人間が識別できない程度、例えば６０Ｈｚ程度、或いはそれ以上の高い周期で駆動する。これにより、第３有機化合物層５１３、第１有機化合物層５１１の発光色と、第２有機化合物層５１２の発光色との任意の混合色の光を表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本発明における有機ＥＬ装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１におけるコンタクトホール１２４付近の拡大図である。
【図３】発光層のサンプリングを取得するための有機発光装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】発光層の膜厚とショート発生率を示すグラフである。
【図５】コンタクトホールを形成するための有機素子ＥＬの概略構成を示す模式図である。
【図６】コンタクトホールを形成する際に生じる盛上がりを説明するための模式図である。
【図７】レーザーパルス幅とコンタクトホールの傾斜角度、及び盛り上がりの割合を示すグラフである。
【図８】実施例１にかかる有機発光装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】図８における有機発光装置の断面図である。
【図１０】実施例１にかかる有機発光装置の製造工程を示す模式図である。
【図１１】実施例１で用いるエキシマレーザー光学系の概略構成を示す模式図である。
【図１２】実施例１にかかる有機発光装置の等価回路図である。
【図１３】実施例２にかかる有機発光装置の概略構成を示す模式図である。
【図１４】図１３における有機発光装置の断面図である。
【図１５】実施例２にかかる有機発光装置の製造工程を示す模式図である。
【図１６】実施例２にかかる等価回路図を示す模式図である。
【図１７】実施例２にかかる有機発光装置において電源回路の波形を示す図である。
【符号の説明】
【０１８２】
１０１ 第１電極
１０２ 第２電極
１０３ 第３電極
１０４ 第４電極
１１１ 第１有機化合物層
１１２ 第２有機化合物層
１１５ 発光層
１５０ａ、１５０ｂ、１０５ｃ 配線
１５１ 電源手段
１２１ バンク
１２２ 絶縁基板
１２３ ＴＦＴ
１２４ コンタクトホール
１２５ 平坦化膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に形成された第１電極と、
前記第１電極の上に形成された少なくとも発光層を有する第１有機化合物層と、
前記第１有機化合物層の上に形成された第２電極と、
前記第２電極の上に形成された少なくとも発光層を有する第２有機化合物層と、
前記第２有機化合物層の上に形成されたと第３電極と、
前記第２電極を前記第１電極と電気的に接続するために、前記第１有機化合物層に形成されたコンタクトホールと、を有する有機発光装置において、
前記コンタクトホールの底部における前記第２有機化合物層の発光層の膜厚をｄ１とし、
前記コンタクトホールの傾斜部における前記第１電極と前記第２電極との間のなす角をθした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たすことを特徴とする有機発光装置。
【請求項２】
前記第１電極と前記第１有機化合物層の間には、該第１有機化合物層とは異なる第３有機化合物層が設けられており、
前記コンタクトホールは、前記第１有機化合物層及び第３有機化合物層に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
【請求項３】
前記基板にはトランジスタが形成されており、前記第２電極は前記第１電極を介して前記トランジスタと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
【請求項４】
基板の上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に少なくとも発光層を含む第１有機化合物層を形成する工程と、
前記第１有機化合物層にコンタクトホールを形成する工程と、
前記第１有機化合物層及び前記コンタクトホールを覆うように第２電極を形成する工程と、
前記第２電極の上に少なくとも発光層を含む第２有機化合物層を形成する工程と、
前記第２有機化合物層の上に第３電極を形成する工程とを有する有機発光装置の製造方法において、
前記コンタクトホールの底部における前記第２有機化合物層の発光層の膜厚をｄ１とし、前記コンタクトホールの傾斜部における前記第１電極と前記第２電極との間のなす角をθとしたとき、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たすように、
前記コンタクトホール及び前記第２有機化合物層を形成することを特徴とする有機発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１有機化合物層の形成の後に、前記第１有機化合物層の上に第４電極を形成する工程と、
前記第４電極の上に第３有機化合物層を形成する工程とを有し、
前記コンタクトホールを形成する際には、第１有機化合物層及び第３有機化合物層に形成することを特徴とする請求項４に記載の有機発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記コンタクトホールを形成する工程では、レーザーアブレーション法を用い、レーザーの照射パルス幅が１．０Ｅ−１１ｓｅｃ以上で１．０Ｅ−０６ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の有機発光装置の製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に形成された第１電極と、
前記第１電極の上に形成された少なくとも発光層を有する第１有機化合物層と、
前記第１有機化合物層の上に形成された第２電極と、
前記第２電極の上に形成された少なくとも発光層を有する第２有機化合物層と、
前記第２有機化合物層の上に形成されたと第３電極と、
前記第２電極を前記第１電極と電気的に接続するために、前記第１有機化合物層に形成されたコンタクトホールと、を有する有機発光装置において、
前記コンタクトホールの底部における前記第２有機化合物層の発光層の膜厚をｄ１とし、
前記コンタクトホールの傾斜部における前記第１電極と前記第２電極との間のなす角をθした時、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たすことを特徴とする有機発光装置。
【請求項２】
前記第１電極と前記第１有機化合物層の間には、該第１有機化合物層とは異なる第３有機化合物層が設けられており、
前記コンタクトホールは、前記第１有機化合物層及び第３有機化合物層に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
【請求項３】
前記基板にはトランジスタが形成されており、前記第２電極は前記第１電極を介して前記トランジスタと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
【請求項４】
基板の上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に少なくとも発光層を含む第１有機化合物層を形成する工程と、
前記第１有機化合物層にコンタクトホールを形成する工程と、
前記第１有機化合物層及び前記コンタクトホールを覆うように第２電極を形成する工程と、
前記第２電極の上に少なくとも発光層を含む第２有機化合物層を形成する工程と、
前記第２有機化合物層の上に第３電極を形成する工程とを有する有機発光装置の製造方法において、
前記コンタクトホールの底部における前記第２有機化合物層の発光層の膜厚をｄ１とし、前記コンタクトホールの傾斜部における前記第１電極と前記第２電極との間のなす角をθとしたとき、θ≦ｃｏｓ−１（１５／ｄ１）を満たすように、
前記コンタクトホール及び前記第２有機化合物層を形成することを特徴とする有機発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１有機化合物層の形成の後に、前記第１有機化合物層の上に第４電極を形成する工程と、
前記第４電極の上に第３有機化合物層を形成する工程とを有し、
前記コンタクトホールを形成する際には、第１有機化合物層及び第３有機化合物層に形成することを特徴とする請求項４に記載の有機発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記コンタクトホールを形成する工程では、レーザーアブレーション法を用い、レーザーの照射パルス幅が１．０Ｅ−１１ｓｅｃ以上で１．０Ｅ−０６ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の有機発光装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−１２３４９８（Ｐ２０１０−１２３４９８Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９８１７６（Ｐ２００８−２９８１７６）
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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