有機ＥＬ素子及びその製造方法
【課題】本発明は、コントラストを改善することが可能な有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】導電層１４と、導電層１４の中央領域の直上に形成される反射電極層１５と、導電層１４の中央領域を取り囲む周辺領域の直上に形成される光吸収絶縁膜１６と、反射電極層１５上に形成される有機ＥＬ層１７と、有機ＥＬ層１７上から光吸収絶縁膜１６上にかけて形成される光透過性電極層１８と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【解決手段】導電層１４と、導電層１４の中央領域の直上に形成される反射電極層１５と、導電層１４の中央領域を取り囲む周辺領域の直上に形成される光吸収絶縁膜１６と、反射電極層１５上に形成される有機ＥＬ層１７と、有機ＥＬ層１７上から光吸収絶縁膜１６上にかけて形成される光透過性電極層１８と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子の開発が行われている。有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に金属電極と、有機発光層を含む有機ＥＬ層と、透明電極とが積層されて構成されている。かかる有機ＥＬ素子は、有機発光層において発光した光を金属電極において反射させて外部に取り出すことによって、有機ＥＬ素子の輝度を向上させている。
【０００３】
なお、有機ＥＬ層の形成後に、金属電極の一部を酸化させる技術が開示されている（下記、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１４４８７９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、反射機能を有する金属電極においては、外光をも反射することになる。例えば、発光領域の周辺に位置する金属表面において外光が多く反射すると、有機ＥＬ素子の外部に、発光層が発光した光以外に反射した多くの外光が取り出されるので、コントラストが低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、コントラストを改善することが可能な有機ＥＬ素子及びその製造方法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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の有機ＥＬ素子は、導電層と、前記導電層の中央領域の直上に形成される反射電極層と、前記導電層の中央領域を取り囲む周辺領域の直上に形成される光吸収絶縁膜と、前記反射電極層上に形成される有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上から前記光吸収絶縁膜上にかけて形成される光透過性電極層と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、前記導電層と間を空けて併設されるコンタクト電極層を備え、前記光吸収絶縁膜は、前記導電層の端部上から前記コンタクト電極層の端部上にかけて形成されることを特徴する。
【０００８】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、前記光吸収絶縁膜の直上に形成される前記光透過性電極層の高さ位置が、前記有機ＥＬ層の直上に形成される前記光透過性電極層の高さ位置よりも低いことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、前記光吸収絶縁膜が、前記反射電極層よりも光反射率の小さい材料からなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、前記光吸収絶縁膜は、酸化銀からなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、導電層上に反射電極層が形成された基板を準備する工程と、前記反射電極層の上面の中央領域を取り囲む周辺領域に対して酸化処理を施し、前記反射電極層の一部に光吸収絶縁膜を形成する工程と、前記反射電極層の中央領域の直上に有機ＥＬ層を形成する工程と、前記有機ＥＬ層上から前記光吸収絶縁膜上にかけて光透過性電極層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、前記反射電極層の中央領域を被覆し、且つ前記反射電極層の周辺領域を露出するように前記反射電極層上にフォトレジストを形成する工程と、を備え、前記反射電極層の周辺領域を露出した状態で、前記反射電極層の周辺領域を酸化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コントラストを改善することができる有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイについて、図面を参照しつつ説明する。図１は、有機ＥＬディスプレイの平面図である。また、図２（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の拡大断面図であって、図２（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子を構成する光吸収絶縁膜の平面図である。
【００１５】
有機ＥＬディスプレイ１は、図１に示すように、テレビ等の家電機器、携帯電話又はコンピュータ機器等の電子機器に用いるものであり、有機ＥＬパネル２と、有機ＥＬパネル２に実装する駆動ＩＣ３とを含んだものである。かかる有機ＥＬパネル２は、平板状の素子基板４と、素子基板４上に形成される複数の画素５とを含んだものである。
【００１６】
素子基板４は、例えばガラス又はプラスチックから成り、素子基板４の中央に位置する表示領域Ｄ１には、マトリックス状に配列された複数の画素５が形成されている。また、素子基板４の端部であって、表示領域Ｄ１の一端に位置する非表示領域Ｄ２には、駆動ＩＣ３が実装されている。
【００１７】
かかる画素５は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、発光領域Ｒ１とコンタクト領域Ｒ２とを含んで構成されており、発光領域Ｒ１に発光可能な有機ＥＬ素子６が設けられている。なお、各画素５は、隔壁７によって仕切られている。また、画素５は、有機ＥＬ素子６を構成する有機材料を選択することによって、発光する色を決定することができる。
【００１８】
また、素子基板４上には、素子基板４に対して対向するように配置された封止基板８が形成されている。封止基板８は透明の基板から成り、例えばガラス又はプラスチックを用いることができる。さらに、素子基板４の表示領域Ｄ１には、表示領域Ｄ１を被覆するようにシール材９が形成されており、素子基板４と隔壁７と封止基板８とシール材９によって複数の画素５を密封している。なお、シール材９は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂又はシリコン樹脂等の光硬化性又は熱硬化性の樹脂を用いることができる。好ましくは、紫外線の照射により硬化する光硬化性のエポキシ樹脂を採用する。
【００１９】
次に、図２（Ａ）に示すように、素子基板４と封止基板８との間に形成される各種層について説明する。素子基板４上には、ＴＦＴ又は電気配線が形成されている回路層１０と、回路層１０上に回路層１０を外部と電気的に絶縁するための窒化珪素等から成る絶縁層１１が形成されている。かかる回路層１０の一部と、後述するコンタクト電極層１２とが電気的に接続されている。また、絶縁層１１上には、回路層１０や絶縁層１１の凹凸を低減するための平坦化膜１３が形成されている。回路層１０は、パターニングされた構造物であるため、その表面が凹凸に形成され、回路層１０上を平坦にしないと、回路層１０上に有機ＥＬ素子６を平らに設けることが困難となる。その結果、有機ＥＬ素子６を構成する各層の厚みを制御することが難しく、有機ＥＬ素子６が所望の色の光を発することができなくなる。これは、有機ＥＬ素子６が発する光の色が、有機ＥＬ素子６を構成する各層の厚みに依存するためである。そのため、回路層１０上に、平坦化膜１３を形成することで、回路層１０上に形成する有機ＥＬ素子６の厚みを制御しやすくしている。かかる平坦化膜１３は、例えばノボラック樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂等の絶縁性を有する有機材料を用いることができる。なお、平坦化膜１３の厚みは、例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定されている。
【００２０】
また、平坦化膜１３には、平坦化膜１３を貫通するコンタクトホールＳが形成されている。かかるコンタクトホールＳは、上部よりも下部が幅狭に形成されている。さらにコンタクトホールＳの内周面から平坦化膜１３の上面にかけて、例えば銅又はアルミニウム等の導電材料から成るコンタクト電極層１２が形成されている。
【００２１】
さらに、平坦化膜１３上には、有機ＥＬ素子６が形成されている。有機ＥＬ素子６は、導電層１４と、反射電極層１５と、光吸収絶縁膜１６と、有機ＥＬ層１７と、光透過性電極層１８とを含んで構成されている。
【００２２】
また、有機ＥＬ素子６を被覆するように、表示領域Ｄ１上には保護層１９が形成されている。保護層１９は、有機ＥＬ素子６を封止し、有機ＥＬ素子を水分又は外気から保護するものであって、光透過性の機能を有し、例えば窒化珪素、酸化珪素又は窒化炭化珪素等の無機材料から成る。なお、保護層１９の厚みは、例えば１００ｎｍ以上５μｍ以下に設定されている。
【００２３】
次に、図３に示すように、有機ＥＬ素子６を構成する各層について説明する。導電層１４は、平坦化膜１３上に形成され、コンタクト電極層１２と間を空けて併設されている。また、隣接する導電層１４同士が直接接続されており、導電層１４は、共通電極として機能する。かかる導電層１４は、例えばアルミニウム、銀又は銅等の導電率の高い材料、或いはそれらを主成分とする合金等から成る。なお、導電層１４の厚みは、例えば５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下に設定されている。
【００２４】
反射電極層１５は、導電層１４の中央領域の直上に形成される。ここで、中央領域とは、導電層１４と光透過性電極層１８に挟まれた有機ＥＬ層１７が発光する領域である発光領域Ｒ１をさす。反射電極層１５は、有機ＥＬ層１７が発する光の多くを反射することができる材料から構成され、例えば銀、金又はクロム等の金属材料を用いて形成される。なお、反射電極層１５は、酸化していない状態においては光反射率が高く、酸化した状態においては光反射率の低い材料からなる。
【００２５】
光吸収絶縁膜１６は、有機ＥＬディスプレイ１内に入射する外光を反射しにくい機能を備えており、反射電極層１５よりも光反射率の小さい材料からなる。
【００２６】
ここで、光反射率について説明する。光反射率Ｒとは、ある面に垂直に入射する光束φと反射してきた光束φrの比であり、次式で定義する。
【００２７】
【００２８】
また、光反射率は、例えば一般的な分光光度計を用いて測定することができる。光反射率を測定する場合、測定領域に対し、ある波長範囲の光を垂直に入射させ、反射してきた光の強度を測定し、上式から波長範囲における反射率を求める。測定時には、反射率が既知であるサンプルを用いて補正するようにすれば、異なるサンプルの測定結果を比較することが可能となる。
【００２９】
光吸収絶縁膜１６は、導電層１４の中央領域を取り囲む周辺領域の直上に形成される。周辺領域Ｒ３とは、図２（Ｂ）に示すように、平面視して有機ＥＬ層１７を取り囲む領域のことをいう。すなわち、光吸収絶縁膜１６は、発光領域Ｒ１とコンタクト領域Ｒ２を除いた領域に設けられる。そのため、光吸収絶縁膜１６の一部は、導電層１４とコンタクト電極層１２との間に介在して設けられている。具体的には、断面視して導電層１４の端部上からコンタクト電極層１２の端部上にかけて形成されている。その結果、光吸収絶縁膜１６は、光透過性電極層１８が導電層１４と短絡するのを防止している。
【００３０】
また、光吸収絶縁膜１６が周辺領域Ｒ３に形成されていることで、発光領域Ｒ１の周辺に位置する金属表面において外光が多く反射するのを抑制することができる。そのため、有機ＥＬ素子の外部に反射した外光を取り出されにくくすることができ、ひいては有機ＥＬディスプレイのコントラストを向上させることができる。
【００３１】
さらに、光吸収絶縁膜１６は、電流が流れにくい性質を有し、且つ反射率が低い性質を有する絶縁材料であって、例えば酸化銀、酸化金、酸化銅又は酸化クロム等を用いて形成される。光吸収絶縁膜１６の材料に、反射電極層１５を酸化させた材料を用いることが出来る場合、光吸収絶縁膜１６と反射電極層１５とを一続きに連続して設けることができる。例えば、反射電極層１５が銀から成る場合、光吸収絶縁膜１６を酸化銀とすることができる。
【００３２】
特に、光吸収絶縁膜１６として、可視光線の反射率が金属の中でも優れている銀を酸化させた酸化銀を用いることが好ましい。光吸収絶縁膜１６は、反射電極層１５と一続きに連続して設けることができ、反射率の優れた銀を反射電極層１５に用いることで、発光領域においては有機ＥＬ層１７の発する光が、銀から成る反射電極層１５にて反射し、外部量子効率を向上させることができる。
【００３３】
仮に、光吸収絶縁膜１６に代えて、導電層とコンタクト電極層との間に、例えば、酸化珪素等の無機材料、或いはエポキシ樹脂等の有機材料から成る絶縁構造物を設けた場合、絶縁構造物の端部とその下面との間に隙間が生じていることがある。このような隙間が存在すると、該隙間に起因して導通不良が発生し、画素に滅点不良が発生することがある。本実施形態によれば、光吸収絶縁膜１６が反射電極層１５と一続きに連続した層として形成されるため、別途絶縁構造物を設ける必要が無く、絶縁構造物の隙間に起因して、画素の滅点不良が発生することがない。
【００３４】
有機ＥＬ層の上下に配置される下部電極層の端部と上部電極層の端部との間に、両層の短絡を防止する絶縁構造物を設け、両層の短絡を防止するものに比べて、本実施形態のように、光吸収絶縁膜１６の厚みを薄くすることができ、ひいては有機ＥＬパネルの厚みを薄くすることができる。
【００３５】
有機ＥＬ層１７は、反射電極層１５上に形成される。有機ＥＬ層１７は、図３に示すように、複数の層から成り、下層から正孔注入層１７ａ、正孔輸送層１７ｂ、有機発光層１７ｃ、電子輸送層１７ｄ及び電子注入層１７ｅを含んで構成されている。
【００３６】
正孔注入層１７ａは、例えばα‐ＮＰＤ、ＴＰＤ、酸化ニッケル、酸化チタン、フッ化炭素又はＣｕＰｃ等から成る。正孔注入層１７ａの厚みは、例えば５ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。
【００３７】
また、正孔輸送層１７ｂは、例えばＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、および４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族又は芳香族アミン化合物を用いることができる。また、正孔輸送層１７ｂは、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン又はそれにシアノ基などが結合した誘導体等の複素環化合物を用いることができる。正孔輸送層１７ｂの厚みは、例えば１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定されている。
【００３８】
また、有機発光層１７ｃは、赤色の光を発する場合、例えばＣＢＰ、Ａｌｑ３又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にＤＣＪＴＢ、クマリン、キナクリドン、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体、オリゴチオフェン誘導体又はペリレン誘導体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。また、緑色の光を発する場合、例えばＣＢＰ、Ａｌｑ３又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にスチリルアミン、ペルリン、ベンゼン環を有するシロール誘導体、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ペリレン誘導体又はアゾメチン亜鉛錯体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。また、青色の光を発する場合、例えばＣＢＰ又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にスチリルアミン、ペルリン、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジェン、トリフェニルアミン構造とビニル基が結合した化合物、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はベンゼン環を有するシロール誘導体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。なお、発光層１７ｃの厚みは、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。
【００３９】
また、電子輸送層１７ｄは、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、又は４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、又は４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族やアミン化合物を用いることができる。電子輸送層１７ｄの厚みは、例えば２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定されている。
【００４０】
また、電子注入層１７ｅは、例えばフッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化炭素等を用いることができる。電子注入層１７ｅの厚みは、例えば０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下に設定されている。
【００４１】
光透過性電極層１８は、有機ＥＬ層１７上から光吸収絶縁膜１６上にかけて形成される。光透過性電極層１８は、有機ＥＬ層１７から放出される光が透過することができる材料から構成され、例えばインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）又は錫酸化膜や酸化亜鉛等の光透過性を有する導電材料を用いて形成される。また、光透過性電極層１８は、例えばマグネシウム、銀、アルミニウム又はカルシウム等の材料を用いることができ、その厚みを３０ｎｍ程度にすることによって、光透過性の電極とすることができる。その結果、有機ＥＬ層１７から放出された光が、光透過性電極層を透過して、有機ＥＬ素子６から外部に出射される。
【００４２】
また、光吸収絶縁膜１６の直上に形成される光透過性電極層１８の高さ位置は、有機ＥＬ層１７の直上に形成される光透過性電極層１８の高さ位置よりも低く設定されている。つまり、有機ＥＬ層１７が形成されている発光領域Ｒ１は、有機ＥＬ層１７の厚みが存在する。一方、有機ＥＬ層１７が形成されていない発光領域Ｒ１の周囲の周辺領域Ｒ３は、有機ＥＬ層１７の厚みが存在しない。そのため、光透過性電極層１８の高さ位置が、発光領域Ｒ１上よりもと周辺領域Ｒ３上で低くなる。その結果、中央領域に比べて周辺領域において光透過性電極層１８の高さ位置を低くし、周辺領域の有機ＥＬ素子６の近傍にて光を吸収するような構造物を配置しないことで、有機ＥＬ層１７から上方に向けて発する光が構造物によって遮られず、有機ＥＬ素子６の外部に良好に出射される。
【００４３】
また、光吸収絶縁膜１６上には、画素５を取り囲むように隔壁７が形成されている。隔壁７は、隔壁７と光吸収絶縁膜１６との間にその他の層を介在させることなく、光吸収絶縁膜１６上に直接形成されることで、素子基板４と封止基板７との間の距離を短くすることができ、厚みの薄い有機ＥＬパネル２にすることができる。また、隔壁７は、上部よりも下部が幅狭であって、例えばフェノール樹脂、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂等の有機絶縁材料から成る。なお、隔壁７の厚みは、例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定されている。
【００４４】
上述したように本実施形態に係る有機ＥＬ素子６によれば、有機ＥＬ層１７から発する光を反射電極層１５にて上方に向けて反射させることで、効率よく輝度を向上させることができる。また、有機ＥＬ素子６の周囲に外光を多く吸収することができる光吸収絶縁膜１６を設け、コントラストを向上させることができる。さらに、光透過性電極層１８と導電層１４との短絡を厚みが薄い光吸収絶縁膜１６にて防止することができ、有機ＥＬパネルの厚みを薄くすることができる。
【００４５】
以下に、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬディスプレイ１の製造方法について、図４から図７を用いて詳細に説明する。なお、図４から図７は、作製する有機ＥＬディスプレイにおける一つの画素の断面図である。
【００４６】
図４（Ａ）に示すように、回路層１０、絶縁層１１及び平坦化膜１３を上面に積層した素子基板４を準備する。なお、回路層１０及び絶縁層１１は、従来周知のＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタリング法等の薄膜形成技術、エッチング法やフォトリソグラフィー法等の薄膜加工技術を用いて、所定パターンに形成される。また、平坦化膜１３は、例えば従来周知のスピンコート法を用いて、絶縁層１１上に形成する。
【００４７】
次に、平坦化膜１３上に露光マスクを用いて平坦化膜１３を露光し、さらに現像、ベーキング処理を行い、図４（Ｂ）に示すように、回路層１０の一部を露出させて、上部よりも下部が幅狭なコンタクトホールＳを有する平坦化膜１３を形成する。さらに、コンタクトホールＳを形成した平坦化膜１３上に、例えばアルミニウムから成る金属膜を形成する。そして、図４（Ｃ）に示すように、金属膜をパターニングして、導電層１４及びコンタクト電極層１２を形成する。
【００４８】
次に、図５（Ａ）に示すように、例えばスパッタリング法を用いて、導電層１４及びコンタクト電極層１２を被覆するように銀から成る反射電極層１５を形成する。そして、図５（Ｂ）に示すように、反射電極層１５上にフォトレジストＦを形成する。さらに、フォトレジストＦに対して、フォトリソグラフィー法を用いて、周辺領域に対応する箇所を露出させる。そして、図５（Ｃ）に示すように露出した領域を酸化させ、光吸収絶縁膜１６を形成する。酸化させる方法としては、例えば、大気中あるいは酸素雰囲気下において、低圧水銀ランプあるいはエキシマレーザーを用いて、紫外線を照射するという方法がある。例えば、露出した反射電極層１５が膜厚１００ｎｍの銀からなる場合、波長が２５４ｎｍの紫外線を出力１０００Ｊ／ｃｍ２以上３０００Ｊ／ｃｍ２以下程度照射することにより、波長５５０ｎｍの光の反射率を９９％から３０％以下に低下させることができる。フォトリソグラフィー法を用いて紫外線を照射し光吸収絶縁膜１６を形成する方法は、マスクを用いて紫外線を照射し光吸収絶縁膜１６を形成する方法に比べて、より光吸収絶縁膜１６を正確に形成することができる。
【００４９】
まず、反射電極層１５の表面上にマスクを対向配置すると、反射電極層１５の表面とマスクとの間に大きな隙間が生じてしまい、マスクにて反射電極層１５の表面を隙間無く被覆することができない。そして、その隙間に紫外線等が回り込むことによって、光吸収絶縁膜１６を正確に形成することが出来ないため、フォトリソグラフィー法を用いて光吸収絶縁膜１６を形成することが好ましい。
【００５０】
そして、図６（Ａ）に示すように、光吸収絶縁膜１６を形成した後に、パターニングしたフォトレジストを削除する。このようにして、連続した一層から成る反射電極層１５の一部を光吸収絶縁膜１６とすることができ、別途光吸収絶縁膜１６に対応する層を反射電極層１５上に形成する必要が無く、製造工程を単純化することができ、有機ＥＬパネルの厚みを薄くすることができる。また、有機ＥＬ層１７を形成する前に、光吸収絶縁膜１６を形成することができ、酸化処理の工程において有機ＥＬ層１７が酸化されることがなく、ひいては有機ＥＬ素子の製品寿命を長くすることができる。
【００５１】
次に、反射電極層１５及び光吸収絶縁膜１６上に、隔壁７となりうる有機絶縁材料を被着する。そして、かかる有機絶縁材料に対してフォトマスクを対向配置して、従来周知の薄膜形成技術及び薄膜加工技術を用いて、図６（Ｂ）に示すように、上部よりも下部が幅狭な隔壁７を形成する。かかる隔壁７は、各画素５を取り囲むように形成される。
【００５２】
そして、図６（Ｃ）に示すように、発光領域Ｒ１上に、従来周知の蒸着マスクを用いる蒸着法を用いて有機ＥＬ層１７を形成する。そして、従来周知の蒸着法を用いて、有機ＥＬ層１７上からコンタクト電極層１２の直上に位置する反射電極層１５上にかけて、光透過性電極層１８を形成する。そして、コンタクト電極層１２と光透過性電極層１８とを電気的に接続することができる。このようにして、有機ＥＬ素子６を形成することができる。
【００５３】
さらに、図７（Ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子６を被覆するように、従来周知の薄膜形成技術を用いて、保護層１９を形成する。そして、有機ＥＬ素子が形成された素子基板４に対して、封止基板８を対向配置し、両基板をシール材９を介して接着する。なお、封止基板８をシール材９によって、素子基板４に固定する作業は、例えば窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガス中や、高真空中で行うことによって、素子基板４と封止基板８との間に酸素や水分が含まれるのを抑制することができる。このようにして、有機ＥＬパネル２を作製することができる。そして、有機ＥＬパネル２の非表示領域Ｄ２上に駆動ＩＣ３を実装することで、有機ＥＬディスプレイ１を作製することができる。
【００５４】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５５】
以下に、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイについて、図面を参照しつつ説明する。図８（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の拡大断面図であって、図８（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子を構成する光吸収絶縁膜の平面図である。
【００５６】
上述した本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイは、隔壁７を設け、導電層１４を隣接する画素同士で共通電極として構成であって、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイには、隔壁７を無くして、光透過性電極層１８を隣接する画素同士で共通電極とした構成である。
【００５７】
第２実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイは、隔壁７を無くすことで、隔壁７が有る場合に比べて、発光領域Ｒ１を広くすることができる。その結果、有機ＥＬディスプレイの輝度を向上させることができる。また、隔壁７を無くすことで、製造工程を単純化することができる。さらには、隔壁７を無くしたことで、有機ＥＬパネルの厚みを更に薄くすることができ、有機ＥＬディスプレイの薄型化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの平面図である。
【図２】図２（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る画素の断面図であって、図２（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る画素の光吸収絶縁膜の平面図である。
【図３】有機ＥＬ素子を簡略化した断面図である。
【図４】図４（Ａ），図４（Ｂ），図４（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ディスプレイの製造工程を説明する画素の断面図である。
【図５】図５（Ａ），図５（Ｂ），図５（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ディスプレイの製造工程を説明する画素の断面図である。
【図６】図６（Ａ），図６（Ｂ），図６（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ディスプレイの製造工程を説明する画素の断面図である。
【図７】図７（Ａ），図７（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ディスプレイの製造工程を説明する画素の断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る画素の断面図であって、図８（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る画素の光吸収絶縁膜の平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 有機ＥＬディスプレイ
２ 有機ＥＬパネル
３ 駆動ＩＣ
４ 素子基板
５ 画素
６ 有機ＥＬ素子
７ 隔壁
８ 封止基板
９ シール材
１０ 回路層
１１ 絶縁層
１２ コンタクト電極層
１３ 平坦化膜
１４ 導電層
１５ 反射電極層
１６ 光吸収絶縁膜
１７ 有機ＥＬ層
１８ 光透過性電極層
１９ 保護層
Ｄ１ 表示領域
Ｄ２ 非表示領域
Ｒ１ 発光領域
Ｒ２ コンタクト領域
Ｓ コンタクトホール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子の開発が行われている。有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に金属電極と、有機発光層を含む有機ＥＬ層と、透明電極とが積層されて構成されている。かかる有機ＥＬ素子は、有機発光層において発光した光を金属電極において反射させて外部に取り出すことによって、有機ＥＬ素子の輝度を向上させている。
【０００３】
なお、有機ＥＬ層の形成後に、金属電極の一部を酸化させる技術が開示されている（下記、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１４４８７９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、反射機能を有する金属電極においては、外光をも反射することになる。例えば、発光領域の周辺に位置する金属表面において外光が多く反射すると、有機ＥＬ素子の外部に、発光層が発光した光以外に反射した多くの外光が取り出されるので、コントラストが低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、コントラストを改善することが可能な有機ＥＬ素子及びその製造方法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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の有機ＥＬ素子は、導電層と、前記導電層の中央領域の直上に形成される反射電極層と、前記導電層の中央領域を取り囲む周辺領域の直上に形成される光吸収絶縁膜と、前記反射電極層上に形成される有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上から前記光吸収絶縁膜上にかけて形成される光透過性電極層と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、前記導電層と間を空けて併設されるコンタクト電極層を備え、前記光吸収絶縁膜は、前記導電層の端部上から前記コンタクト電極層の端部上にかけて形成されることを特徴する。
【０００８】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、前記光吸収絶縁膜の直上に形成される前記光透過性電極層の高さ位置が、前記有機ＥＬ層の直上に形成される前記光透過性電極層の高さ位置よりも低いことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、前記光吸収絶縁膜が、前記反射電極層よりも光反射率の小さい材料からなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、前記光吸収絶縁膜は、酸化銀からなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、導電層上に反射電極層が形成された基板を準備する工程と、前記反射電極層の上面の中央領域を取り囲む周辺領域に対して酸化処理を施し、前記反射電極層の一部に光吸収絶縁膜を形成する工程と、前記反射電極層の中央領域の直上に有機ＥＬ層を形成する工程と、前記有機ＥＬ層上から前記光吸収絶縁膜上にかけて光透過性電極層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、前記反射電極層の中央領域を被覆し、且つ前記反射電極層の周辺領域を露出するように前記反射電極層上にフォトレジストを形成する工程と、を備え、前記反射電極層の周辺領域を露出した状態で、前記反射電極層の周辺領域を酸化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コントラストを改善することができる有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイについて、図面を参照しつつ説明する。図１は、有機ＥＬディスプレイの平面図である。また、図２（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の拡大断面図であって、図２（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子を構成する光吸収絶縁膜の平面図である。
【００１５】
有機ＥＬディスプレイ１は、図１に示すように、テレビ等の家電機器、携帯電話又はコンピュータ機器等の電子機器に用いるものであり、有機ＥＬパネル２と、有機ＥＬパネル２に実装する駆動ＩＣ３とを含んだものである。かかる有機ＥＬパネル２は、平板状の素子基板４と、素子基板４上に形成される複数の画素５とを含んだものである。
【００１６】
素子基板４は、例えばガラス又はプラスチックから成り、素子基板４の中央に位置する表示領域Ｄ１には、マトリックス状に配列された複数の画素５が形成されている。また、素子基板４の端部であって、表示領域Ｄ１の一端に位置する非表示領域Ｄ２には、駆動ＩＣ３が実装されている。
【００１７】
かかる画素５は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、発光領域Ｒ１とコンタクト領域Ｒ２とを含んで構成されており、発光領域Ｒ１に発光可能な有機ＥＬ素子６が設けられている。なお、各画素５は、隔壁７によって仕切られている。また、画素５は、有機ＥＬ素子６を構成する有機材料を選択することによって、発光する色を決定することができる。
【００１８】
また、素子基板４上には、素子基板４に対して対向するように配置された封止基板８が形成されている。封止基板８は透明の基板から成り、例えばガラス又はプラスチックを用いることができる。さらに、素子基板４の表示領域Ｄ１には、表示領域Ｄ１を被覆するようにシール材９が形成されており、素子基板４と隔壁７と封止基板８とシール材９によって複数の画素５を密封している。なお、シール材９は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂又はシリコン樹脂等の光硬化性又は熱硬化性の樹脂を用いることができる。好ましくは、紫外線の照射により硬化する光硬化性のエポキシ樹脂を採用する。
【００１９】
次に、図２（Ａ）に示すように、素子基板４と封止基板８との間に形成される各種層について説明する。素子基板４上には、ＴＦＴ又は電気配線が形成されている回路層１０と、回路層１０上に回路層１０を外部と電気的に絶縁するための窒化珪素等から成る絶縁層１１が形成されている。かかる回路層１０の一部と、後述するコンタクト電極層１２とが電気的に接続されている。また、絶縁層１１上には、回路層１０や絶縁層１１の凹凸を低減するための平坦化膜１３が形成されている。回路層１０は、パターニングされた構造物であるため、その表面が凹凸に形成され、回路層１０上を平坦にしないと、回路層１０上に有機ＥＬ素子６を平らに設けることが困難となる。その結果、有機ＥＬ素子６を構成する各層の厚みを制御することが難しく、有機ＥＬ素子６が所望の色の光を発することができなくなる。これは、有機ＥＬ素子６が発する光の色が、有機ＥＬ素子６を構成する各層の厚みに依存するためである。そのため、回路層１０上に、平坦化膜１３を形成することで、回路層１０上に形成する有機ＥＬ素子６の厚みを制御しやすくしている。かかる平坦化膜１３は、例えばノボラック樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂等の絶縁性を有する有機材料を用いることができる。なお、平坦化膜１３の厚みは、例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定されている。
【００２０】
また、平坦化膜１３には、平坦化膜１３を貫通するコンタクトホールＳが形成されている。かかるコンタクトホールＳは、上部よりも下部が幅狭に形成されている。さらにコンタクトホールＳの内周面から平坦化膜１３の上面にかけて、例えば銅又はアルミニウム等の導電材料から成るコンタクト電極層１２が形成されている。
【００２１】
さらに、平坦化膜１３上には、有機ＥＬ素子６が形成されている。有機ＥＬ素子６は、導電層１４と、反射電極層１５と、光吸収絶縁膜１６と、有機ＥＬ層１７と、光透過性電極層１８とを含んで構成されている。
【００２２】
また、有機ＥＬ素子６を被覆するように、表示領域Ｄ１上には保護層１９が形成されている。保護層１９は、有機ＥＬ素子６を封止し、有機ＥＬ素子を水分又は外気から保護するものであって、光透過性の機能を有し、例えば窒化珪素、酸化珪素又は窒化炭化珪素等の無機材料から成る。なお、保護層１９の厚みは、例えば１００ｎｍ以上５μｍ以下に設定されている。
【００２３】
次に、図３に示すように、有機ＥＬ素子６を構成する各層について説明する。導電層１４は、平坦化膜１３上に形成され、コンタクト電極層１２と間を空けて併設されている。また、隣接する導電層１４同士が直接接続されており、導電層１４は、共通電極として機能する。かかる導電層１４は、例えばアルミニウム、銀又は銅等の導電率の高い材料、或いはそれらを主成分とする合金等から成る。なお、導電層１４の厚みは、例えば５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下に設定されている。
【００２４】
反射電極層１５は、導電層１４の中央領域の直上に形成される。ここで、中央領域とは、導電層１４と光透過性電極層１８に挟まれた有機ＥＬ層１７が発光する領域である発光領域Ｒ１をさす。反射電極層１５は、有機ＥＬ層１７が発する光の多くを反射することができる材料から構成され、例えば銀、金又はクロム等の金属材料を用いて形成される。なお、反射電極層１５は、酸化していない状態においては光反射率が高く、酸化した状態においては光反射率の低い材料からなる。
【００２５】
光吸収絶縁膜１６は、有機ＥＬディスプレイ１内に入射する外光を反射しにくい機能を備えており、反射電極層１５よりも光反射率の小さい材料からなる。
【００２６】
ここで、光反射率について説明する。光反射率Ｒとは、ある面に垂直に入射する光束φと反射してきた光束φrの比であり、次式で定義する。
【００２７】
【００２８】
また、光反射率は、例えば一般的な分光光度計を用いて測定することができる。光反射率を測定する場合、測定領域に対し、ある波長範囲の光を垂直に入射させ、反射してきた光の強度を測定し、上式から波長範囲における反射率を求める。測定時には、反射率が既知であるサンプルを用いて補正するようにすれば、異なるサンプルの測定結果を比較することが可能となる。
【００２９】
光吸収絶縁膜１６は、導電層１４の中央領域を取り囲む周辺領域の直上に形成される。周辺領域Ｒ３とは、図２（Ｂ）に示すように、平面視して有機ＥＬ層１７を取り囲む領域のことをいう。すなわち、光吸収絶縁膜１６は、発光領域Ｒ１とコンタクト領域Ｒ２を除いた領域に設けられる。そのため、光吸収絶縁膜１６の一部は、導電層１４とコンタクト電極層１２との間に介在して設けられている。具体的には、断面視して導電層１４の端部上からコンタクト電極層１２の端部上にかけて形成されている。その結果、光吸収絶縁膜１６は、光透過性電極層１８が導電層１４と短絡するのを防止している。
【００３０】
また、光吸収絶縁膜１６が周辺領域Ｒ３に形成されていることで、発光領域Ｒ１の周辺に位置する金属表面において外光が多く反射するのを抑制することができる。そのため、有機ＥＬ素子の外部に反射した外光を取り出されにくくすることができ、ひいては有機ＥＬディスプレイのコントラストを向上させることができる。
【００３１】
さらに、光吸収絶縁膜１６は、電流が流れにくい性質を有し、且つ反射率が低い性質を有する絶縁材料であって、例えば酸化銀、酸化金、酸化銅又は酸化クロム等を用いて形成される。光吸収絶縁膜１６の材料に、反射電極層１５を酸化させた材料を用いることが出来る場合、光吸収絶縁膜１６と反射電極層１５とを一続きに連続して設けることができる。例えば、反射電極層１５が銀から成る場合、光吸収絶縁膜１６を酸化銀とすることができる。
【００３２】
特に、光吸収絶縁膜１６として、可視光線の反射率が金属の中でも優れている銀を酸化させた酸化銀を用いることが好ましい。光吸収絶縁膜１６は、反射電極層１５と一続きに連続して設けることができ、反射率の優れた銀を反射電極層１５に用いることで、発光領域においては有機ＥＬ層１７の発する光が、銀から成る反射電極層１５にて反射し、外部量子効率を向上させることができる。
【００３３】
仮に、光吸収絶縁膜１６に代えて、導電層とコンタクト電極層との間に、例えば、酸化珪素等の無機材料、或いはエポキシ樹脂等の有機材料から成る絶縁構造物を設けた場合、絶縁構造物の端部とその下面との間に隙間が生じていることがある。このような隙間が存在すると、該隙間に起因して導通不良が発生し、画素に滅点不良が発生することがある。本実施形態によれば、光吸収絶縁膜１６が反射電極層１５と一続きに連続した層として形成されるため、別途絶縁構造物を設ける必要が無く、絶縁構造物の隙間に起因して、画素の滅点不良が発生することがない。
【００３４】
有機ＥＬ層の上下に配置される下部電極層の端部と上部電極層の端部との間に、両層の短絡を防止する絶縁構造物を設け、両層の短絡を防止するものに比べて、本実施形態のように、光吸収絶縁膜１６の厚みを薄くすることができ、ひいては有機ＥＬパネルの厚みを薄くすることができる。
【００３５】
有機ＥＬ層１７は、反射電極層１５上に形成される。有機ＥＬ層１７は、図３に示すように、複数の層から成り、下層から正孔注入層１７ａ、正孔輸送層１７ｂ、有機発光層１７ｃ、電子輸送層１７ｄ及び電子注入層１７ｅを含んで構成されている。
【００３６】
正孔注入層１７ａは、例えばα‐ＮＰＤ、ＴＰＤ、酸化ニッケル、酸化チタン、フッ化炭素又はＣｕＰｃ等から成る。正孔注入層１７ａの厚みは、例えば５ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。
【００３７】
また、正孔輸送層１７ｂは、例えばＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、および４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族又は芳香族アミン化合物を用いることができる。また、正孔輸送層１７ｂは、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン又はそれにシアノ基などが結合した誘導体等の複素環化合物を用いることができる。正孔輸送層１７ｂの厚みは、例えば１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定されている。
【００３８】
また、有機発光層１７ｃは、赤色の光を発する場合、例えばＣＢＰ、Ａｌｑ３又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にＤＣＪＴＢ、クマリン、キナクリドン、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体、オリゴチオフェン誘導体又はペリレン誘導体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。また、緑色の光を発する場合、例えばＣＢＰ、Ａｌｑ３又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にスチリルアミン、ペルリン、ベンゼン環を有するシロール誘導体、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ペリレン誘導体又はアゾメチン亜鉛錯体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。また、青色の光を発する場合、例えばＣＢＰ又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にスチリルアミン、ペルリン、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジェン、トリフェニルアミン構造とビニル基が結合した化合物、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はベンゼン環を有するシロール誘導体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。なお、発光層１７ｃの厚みは、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。
【００３９】
また、電子輸送層１７ｄは、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、又は４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、又は４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族やアミン化合物を用いることができる。電子輸送層１７ｄの厚みは、例えば２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定されている。
【００４０】
また、電子注入層１７ｅは、例えばフッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化炭素等を用いることができる。電子注入層１７ｅの厚みは、例えば０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下に設定されている。
【００４１】
光透過性電極層１８は、有機ＥＬ層１７上から光吸収絶縁膜１６上にかけて形成される。光透過性電極層１８は、有機ＥＬ層１７から放出される光が透過することができる材料から構成され、例えばインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）又は錫酸化膜や酸化亜鉛等の光透過性を有する導電材料を用いて形成される。また、光透過性電極層１８は、例えばマグネシウム、銀、アルミニウム又はカルシウム等の材料を用いることができ、その厚みを３０ｎｍ程度にすることによって、光透過性の電極とすることができる。その結果、有機ＥＬ層１７から放出された光が、光透過性電極層を透過して、有機ＥＬ素子６から外部に出射される。
【００４２】
また、光吸収絶縁膜１６の直上に形成される光透過性電極層１８の高さ位置は、有機ＥＬ層１７の直上に形成される光透過性電極層１８の高さ位置よりも低く設定されている。つまり、有機ＥＬ層１７が形成されている発光領域Ｒ１は、有機ＥＬ層１７の厚みが存在する。一方、有機ＥＬ層１７が形成されていない発光領域Ｒ１の周囲の周辺領域Ｒ３は、有機ＥＬ層１７の厚みが存在しない。そのため、光透過性電極層１８の高さ位置が、発光領域Ｒ１上よりもと周辺領域Ｒ３上で低くなる。その結果、中央領域に比べて周辺領域において光透過性電極層１８の高さ位置を低くし、周辺領域の有機ＥＬ素子６の近傍にて光を吸収するような構造物を配置しないことで、有機ＥＬ層１７から上方に向けて発する光が構造物によって遮られず、有機ＥＬ素子６の外部に良好に出射される。
【００４３】
また、光吸収絶縁膜１６上には、画素５を取り囲むように隔壁７が形成されている。隔壁７は、隔壁７と光吸収絶縁膜１６との間にその他の層を介在させることなく、光吸収絶縁膜１６上に直接形成されることで、素子基板４と封止基板７との間の距離を短くすることができ、厚みの薄い有機ＥＬパネル２にすることができる。また、隔壁７は、上部よりも下部が幅狭であって、例えばフェノール樹脂、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂等の有機絶縁材料から成る。なお、隔壁７の厚みは、例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定されている。
【００４４】
上述したように本実施形態に係る有機ＥＬ素子６によれば、有機ＥＬ層１７から発する光を反射電極層１５にて上方に向けて反射させることで、効率よく輝度を向上させることができる。また、有機ＥＬ素子６の周囲に外光を多く吸収することができる光吸収絶縁膜１６を設け、コントラストを向上させることができる。さらに、光透過性電極層１８と導電層１４との短絡を厚みが薄い光吸収絶縁膜１６にて防止することができ、有機ＥＬパネルの厚みを薄くすることができる。
【００４５】
以下に、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬディスプレイ１の製造方法について、図４から図７を用いて詳細に説明する。なお、図４から図７は、作製する有機ＥＬディスプレイにおける一つの画素の断面図である。
【００４６】
図４（Ａ）に示すように、回路層１０、絶縁層１１及び平坦化膜１３を上面に積層した素子基板４を準備する。なお、回路層１０及び絶縁層１１は、従来周知のＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタリング法等の薄膜形成技術、エッチング法やフォトリソグラフィー法等の薄膜加工技術を用いて、所定パターンに形成される。また、平坦化膜１３は、例えば従来周知のスピンコート法を用いて、絶縁層１１上に形成する。
【００４７】
次に、平坦化膜１３上に露光マスクを用いて平坦化膜１３を露光し、さらに現像、ベーキング処理を行い、図４（Ｂ）に示すように、回路層１０の一部を露出させて、上部よりも下部が幅狭なコンタクトホールＳを有する平坦化膜１３を形成する。さらに、コンタクトホールＳを形成した平坦化膜１３上に、例えばアルミニウムから成る金属膜を形成する。そして、図４（Ｃ）に示すように、金属膜をパターニングして、導電層１４及びコンタクト電極層１２を形成する。
【００４８】
次に、図５（Ａ）に示すように、例えばスパッタリング法を用いて、導電層１４及びコンタクト電極層１２を被覆するように銀から成る反射電極層１５を形成する。そして、図５（Ｂ）に示すように、反射電極層１５上にフォトレジストＦを形成する。さらに、フォトレジストＦに対して、フォトリソグラフィー法を用いて、周辺領域に対応する箇所を露出させる。そして、図５（Ｃ）に示すように露出した領域を酸化させ、光吸収絶縁膜１６を形成する。酸化させる方法としては、例えば、大気中あるいは酸素雰囲気下において、低圧水銀ランプあるいはエキシマレーザーを用いて、紫外線を照射するという方法がある。例えば、露出した反射電極層１５が膜厚１００ｎｍの銀からなる場合、波長が２５４ｎｍの紫外線を出力１０００Ｊ／ｃｍ２以上３０００Ｊ／ｃｍ２以下程度照射することにより、波長５５０ｎｍの光の反射率を９９％から３０％以下に低下させることができる。フォトリソグラフィー法を用いて紫外線を照射し光吸収絶縁膜１６を形成する方法は、マスクを用いて紫外線を照射し光吸収絶縁膜１６を形成する方法に比べて、より光吸収絶縁膜１６を正確に形成することができる。
【００４９】
まず、反射電極層１５の表面上にマスクを対向配置すると、反射電極層１５の表面とマスクとの間に大きな隙間が生じてしまい、マスクにて反射電極層１５の表面を隙間無く被覆することができない。そして、その隙間に紫外線等が回り込むことによって、光吸収絶縁膜１６を正確に形成することが出来ないため、フォトリソグラフィー法を用いて光吸収絶縁膜１６を形成することが好ましい。
【００５０】
そして、図６（Ａ）に示すように、光吸収絶縁膜１６を形成した後に、パターニングしたフォトレジストを削除する。このようにして、連続した一層から成る反射電極層１５の一部を光吸収絶縁膜１６とすることができ、別途光吸収絶縁膜１６に対応する層を反射電極層１５上に形成する必要が無く、製造工程を単純化することができ、有機ＥＬパネルの厚みを薄くすることができる。また、有機ＥＬ層１７を形成する前に、光吸収絶縁膜１６を形成することができ、酸化処理の工程において有機ＥＬ層１７が酸化されることがなく、ひいては有機ＥＬ素子の製品寿命を長くすることができる。
【００５１】
次に、反射電極層１５及び光吸収絶縁膜１６上に、隔壁７となりうる有機絶縁材料を被着する。そして、かかる有機絶縁材料に対してフォトマスクを対向配置して、従来周知の薄膜形成技術及び薄膜加工技術を用いて、図６（Ｂ）に示すように、上部よりも下部が幅狭な隔壁７を形成する。かかる隔壁７は、各画素５を取り囲むように形成される。
【００５２】
そして、図６（Ｃ）に示すように、発光領域Ｒ１上に、従来周知の蒸着マスクを用いる蒸着法を用いて有機ＥＬ層１７を形成する。そして、従来周知の蒸着法を用いて、有機ＥＬ層１７上からコンタクト電極層１２の直上に位置する反射電極層１５上にかけて、光透過性電極層１８を形成する。そして、コンタクト電極層１２と光透過性電極層１８とを電気的に接続することができる。このようにして、有機ＥＬ素子６を形成することができる。
【００５３】
さらに、図７（Ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子６を被覆するように、従来周知の薄膜形成技術を用いて、保護層１９を形成する。そして、有機ＥＬ素子が形成された素子基板４に対して、封止基板８を対向配置し、両基板をシール材９を介して接着する。なお、封止基板８をシール材９によって、素子基板４に固定する作業は、例えば窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガス中や、高真空中で行うことによって、素子基板４と封止基板８との間に酸素や水分が含まれるのを抑制することができる。このようにして、有機ＥＬパネル２を作製することができる。そして、有機ＥＬパネル２の非表示領域Ｄ２上に駆動ＩＣ３を実装することで、有機ＥＬディスプレイ１を作製することができる。
【００５４】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５５】
以下に、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイについて、図面を参照しつつ説明する。図８（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の拡大断面図であって、図８（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子を構成する光吸収絶縁膜の平面図である。
【００５６】
上述した本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイは、隔壁７を設け、導電層１４を隣接する画素同士で共通電極として構成であって、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイには、隔壁７を無くして、光透過性電極層１８を隣接する画素同士で共通電極とした構成である。
【００５７】
第２実施形態に係る有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬディスプレイは、隔壁７を無くすことで、隔壁７が有る場合に比べて、発光領域Ｒ１を広くすることができる。その結果、有機ＥＬディスプレイの輝度を向上させることができる。また、隔壁７を無くすことで、製造工程を単純化することができる。さらには、隔壁７を無くしたことで、有機ＥＬパネルの厚みを更に薄くすることができ、有機ＥＬディスプレイの薄型化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの平面図である。
【図２】図２（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る画素の断面図であって、図２（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る画素の光吸収絶縁膜の平面図である。
【図３】有機ＥＬ素子を簡略化した断面図である。
【図４】図４（Ａ），図４（Ｂ），図４（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ディスプレイの製造工程を説明する画素の断面図である。
【図５】図５（Ａ），図５（Ｂ），図５（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ディスプレイの製造工程を説明する画素の断面図である。
【図６】図６（Ａ），図６（Ｂ），図６（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ディスプレイの製造工程を説明する画素の断面図である。
【図７】図７（Ａ），図７（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ディスプレイの製造工程を説明する画素の断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る画素の断面図であって、図８（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る画素の光吸収絶縁膜の平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 有機ＥＬディスプレイ
２ 有機ＥＬパネル
３ 駆動ＩＣ
４ 素子基板
５ 画素
６ 有機ＥＬ素子
７ 隔壁
８ 封止基板
９ シール材
１０ 回路層
１１ 絶縁層
１２ コンタクト電極層
１３ 平坦化膜
１４ 導電層
１５ 反射電極層
１６ 光吸収絶縁膜
１７ 有機ＥＬ層
１８ 光透過性電極層
１９ 保護層
Ｄ１ 表示領域
Ｄ２ 非表示領域
Ｒ１ 発光領域
Ｒ２ コンタクト領域
Ｓ コンタクトホール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層と、
前記導電層の中央領域の直上に形成される反射電極層と、
前記導電層の中央領域を取り囲む周辺領域の直上に形成される光吸収絶縁膜と、
前記反射電極層上に形成される有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上から前記光吸収絶縁膜上にかけて形成される光透過性電極層と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記導電層と間を空けて併設されるコンタクト電極層を備え、
前記光吸収絶縁膜は、前記導電層の端部上から前記コンタクト電極層の端部上にかけて形成されることを特徴する有機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記光吸収絶縁膜の直上に形成される前記光透過性電極層の高さ位置は、前記有機ＥＬ層の直上に形成される前記光透過性電極層の高さ位置よりも低いことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項４】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記光吸収絶縁膜は、前記反射電極層よりも光反射率の小さい材料からなることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項５】
請求項４に記載の有機ＥＬ素子において、
前記光吸収絶縁膜は、酸化銀からなることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項６】
導電層上に反射電極層が形成された基板を準備する工程と、
前記反射電極層の上面の中央領域を取り囲む周辺領域に対して酸化処理を施し、前記反射電極層の一部に光吸収絶縁膜を形成する工程と、
前記反射電極層の中央領域の直上に有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ層上から前記光吸収絶縁膜上にかけて光透過性電極層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記反射電極層の中央領域を被覆し、且つ前記反射電極層の周辺領域を露出するように前記反射電極層上にフォトレジストを形成する工程と、を備え、
前記反射電極層の周辺領域を露出した状態で、前記反射電極層の周辺領域を酸化することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１】
導電層と、
前記導電層の中央領域の直上に形成される反射電極層と、
前記導電層の中央領域を取り囲む周辺領域の直上に形成される光吸収絶縁膜と、
前記反射電極層上に形成される有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上から前記光吸収絶縁膜上にかけて形成される光透過性電極層と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記導電層と間を空けて併設されるコンタクト電極層を備え、
前記光吸収絶縁膜は、前記導電層の端部上から前記コンタクト電極層の端部上にかけて形成されることを特徴する有機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記光吸収絶縁膜の直上に形成される前記光透過性電極層の高さ位置は、前記有機ＥＬ層の直上に形成される前記光透過性電極層の高さ位置よりも低いことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項４】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記光吸収絶縁膜は、前記反射電極層よりも光反射率の小さい材料からなることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項５】
請求項４に記載の有機ＥＬ素子において、
前記光吸収絶縁膜は、酸化銀からなることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項６】
導電層上に反射電極層が形成された基板を準備する工程と、
前記反射電極層の上面の中央領域を取り囲む周辺領域に対して酸化処理を施し、前記反射電極層の一部に光吸収絶縁膜を形成する工程と、
前記反射電極層の中央領域の直上に有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ層上から前記光吸収絶縁膜上にかけて光透過性電極層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記反射電極層の中央領域を被覆し、且つ前記反射電極層の周辺領域を露出するように前記反射電極層上にフォトレジストを形成する工程と、を備え、
前記反射電極層の周辺領域を露出した状態で、前記反射電極層の周辺領域を酸化することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【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２００９−２６６５９１（Ｐ２００９−２６６５９１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１４３７０（Ｐ２００８−１１４３７０）
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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