有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び電子機器
【課題】各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置において、１画素における開口率の向上と、長寿命化とを実現した有機ＥＬ装置と、その有機ＥＬ装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】基板上に各々の画素に対応して形成された有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを有する有機ＥＬ装置であって、各々の画素領域Ａに対応する画素電極と、画素電極を区画して略矩形状に開口する画素領域Ａを形成する隔壁１７と、少なくとも画素領域Ａに形成された有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂと、有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ上及び隔壁１７上に形成された共通電極と、共通電極の上面または下面に積層され、共通電極の導電性を補助する補助配線２２とを有し、補助配線２２は、画素領域Ａの長辺と交差して画素領域Ａを横断し、画素領域Ａを複数の領域に分断していることを特徴とする有機ＥＬ装置とした。
【解決手段】基板上に各々の画素に対応して形成された有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを有する有機ＥＬ装置であって、各々の画素領域Ａに対応する画素電極と、画素電極を区画して略矩形状に開口する画素領域Ａを形成する隔壁１７と、少なくとも画素領域Ａに形成された有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂと、有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ上及び隔壁１７上に形成された共通電極と、共通電極の上面または下面に積層され、共通電極の導電性を補助する補助配線２２とを有し、補助配線２２は、画素領域Ａの長辺と交差して画素領域Ａを横断し、画素領域Ａを複数の領域に分断していることを特徴とする有機ＥＬ装置とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置は、バックライト等の光源を必要としない自発光素子である。有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ材料からなる発光層を一対の電極で狭持した発光素子を基板に複数設けた構成を備えたもので、発光層からの光の取り出し方向の違いによって、基板から光を取り出すボトムエミッション構造と、対向面から光を取り出すトップエミッション構造とに分類される。
【０００３】
トップエミッション構造の有機ＥＬ装置においては、各画素は、画素電極（第１電極）を区画し、略矩形状の開口部を形成する隔壁によって形成されている。発光層を挟む一対の電極のうち、共通電極（第２電極）は光が射出される側に配置されている。そして、この共通電極は透光性を有する導電材料、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）やＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）等が用いられる。
【０００４】
ＩＴＯ膜やＩＺＯ膜は、金属膜と比べて電気抵抗が大きいため、共通電極内における電圧勾配を引き起こす。このため、共通電極内において電圧が不均一になり、有機ＥＬ装置としての画質を落とす原因となっている。
【０００５】
この共通電極内の電圧不均衡を解消するため、共通電極には、各画素を形成している隔壁上で、共通電極に接する場所に、電気抵抗の小さい補助配線が設置されている。これにより、有機ＥＬ装置の画質低下を防いでいる。（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）
【特許文献１】特開２００１−１９５００８公報
【特許文献２】特開２００３−２８８９９４公報
【特許文献３】特開２００４−２０７２１７公報
【特許文献４】特開２００５−２３５４９１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した有機ＥＬ装置には次に述べる問題がある。
【０００７】
補助配線は画素領域を形成する隔壁上に形成されており、開口部の形成に必要な領域に加え、補助配線の領域と、補助配線の製造マージンに必要な領域とを確保して隔壁を形成しなければならないため、１画素当りの開口率は十分とは言えなかった。特に画素が微細化された有機ＥＬ装置においては、その影響はさらに大きい。
【０００８】
このため、十分な光量を得るために多くの電流を流す必要が生じ、発光層等に大きな負荷がかかり、有機ＥＬ装置の寿命を縮める結果となっていた。
【０００９】
そこで本発明は、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置において、１画素における開口率の向上と、長寿命化を実現した有機ＥＬ装置と、その有機ＥＬ装置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】
【００１０】
本発明は、以下の構成を特徴とする有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び電子機器である。
【００１１】
（１）基板上に、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置であって、前記各々の画素に対応する第１電極と、
前記第１電極を区画して、略矩形状に開口する画素領域を形成する隔壁と、
少なくとも前記画素領域に形成された有機機能層と、
前記有機機能層上及び前記隔壁上に形成された第２電極と、
前記第２電極の上面または下面に積層され、前記第２電極の導電性を補助する補助配線とを有し、前記補助配線は、少なくとも前記画素領域の長辺を横断する形状で配設されていることを特徴とする有機ＥＬ装置である。この構造を有する有機ＥＬ装置では、画素領域上に補助配線を形成するので、隔壁における補助配線の領域と、補助配線の製造マージンを確保するための領域とが不要になり隔壁の幅を狭く形成することができる。これにより、開口部を広く形成し１画素当りの開口率を向上させ、より少ない電流で十分な光量を得ることができるため、有機ＥＬ装置の寿命を延ばすことができる。
【００１２】
（２）基板上に、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記各々の画素に対応する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極を区画して、略矩形状に開口する画素領域を形成する隔壁を形成する工程と、少なくとも前記画素領域に有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上及び前記隔壁上に第２電極を形成する工程と、
前記第２電極の上面または下面に、少なくとも前記画素領域の長辺を横断する形状で補助配線を配設する工程とを有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。この製造方法を用いると、前記補助配線は、隔壁上に形成する場合と比較して、十分な製造マージンを持って配設されるため、製品の歩留まりが向上し、製造コスト低減に繋がる。
【００１３】
（３）前記（２）に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記補助配線を配設する工程は、マスク蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を用いる。マスク蒸着法を用いることにより、フォトリソグラフィ法等の多くの工程を要する製造方法を用いなくて済むため、製造コストが削減できる。また、マスクを用いることで、精度良く前記補助配線を配設することができる。
【００１４】
（４）前記（２）又は（３）に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記有機機能層を形成する工程は、蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を用いる。蒸着法を用いることで、前記隔壁の下部に無機化合物からなる隔壁を形成する必要が無くなるため、製造工程の短縮並びにコスト低減が図れる。
【００１５】
（５）前記（２）から（４）の何れか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記第２電極を形成する工程は、蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を用いる。蒸着法を用いて第２電極を形成することで、第２電極の原料が有機機能層や隔壁に浸透することなく、第２電極を形成することができる。また、有機機能層と、第２電極と、補助配線とを蒸着法により形成するため、有機機能層と、第２電極と、補助配線とを同一の蒸着装置内で形成するため、製造工程の短縮並びに製造コスト低減が図れる。
【００１６】
（６）前記（１）に記載の有機ＥＬ装置又は前記（２）から（５）の何れか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法により製造されてなる有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする電子機器を提供する。この構成によれば、信頼性が高く、発光特性に優れた電子機器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】
【００１７】
以下、図を用いて本発明に関する有機ＥＬ装置１の構成及び有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。なお、本実施形態は、発光層に白色発光の有機ＥＬ材料を用い、対向基板にカラーフィルタを備えることによってフルカラー表示を行う、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置１とその製造方法に関するものである。かかる発明の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００１８】
また、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、ＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００１９】
［有機ＥＬ装置の構成］
図１は本発明における有機ＥＬ装置１の等価回路図である。有機ＥＬ装置１は、Ｘ軸方向に延びる複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向（Ｙ軸方向）に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２と平行に延びる複数の発光用電源配線１０３とを備えている。走査線１０１と信号線１０２との交点付近には、画素領域Ａが設けられている。
【００２０】
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４が電気的に接続されている。また、各信号線１０２には、薄膜トランジスタを備える検査回路１０６が電気的に接続されている。さらに、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０５が電気的に接続されている。
【００２１】
画素領域Ａの各々には、スイッチング用ＴＦＴ１１２、保持容量Ｃ、駆動用ＴＦＴ５、画素電極（第１電極）１４、有機機能層１５、及び共通電極（第２電極）２１により構成される画素回路が設けられている。スイッチング用ＴＦＴ１１２のゲート電極には、走査線１０１が電気的に接続されている。スイッチング用ＴＦＴ１１２は走査線１０１から供給される走査信号に応じてオン状態又はオフ状態となり、スイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から供給される画像信号が保持容量Ｃによって保持されるようになっている。
【００２２】
駆動用ＴＦＴ５のゲート電極はスイッチング用ＴＦＴ１１２及び保持容量Ｃに電気的に接続されており、保持容量Ｃ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ようになっている。画素電極１４は駆動用ＴＦＴ５に電気的に接続されており、駆動用ＴＦＴ５を介して発光用電源配線１０３から駆動電流が供給されるようになっている。有機機能層１５は白色発光層を含む３層からなり、画素電極１４と共通電極２１との間に挟持されている。発光素子である有機ＥＬ素子は、画素電極１４、有機機能層１５及び共通電極２１を含んで構成されている。
【００２３】
有機機能層１５としては、カラーフィルタによって赤色に発光する赤色画素用の有機機能層１５Ｒと、カラーフィルタによって緑色に発光する緑色画素用の有機機能層１５Ｇと、カラーフィルタによって青色に発光する青色画素用の有機機能層１５Ｂとが形成されている。有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５ＢはそれぞれＹ軸方向に沿って略ストライプ状に配置されており、各有機機能層が、有機機能層１５Ｒ、有機機能層１５Ｇ、有機機能層１５Ｂの順にＸ軸方向に周期的に配置されている。有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂはそれぞれ駆動用ＴＦＴ５を介して発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂに電気的に接続されており、発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂは発光用電源回路１３３にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
共通電極２１と発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂとの間には第１静電容量Ｃ１が設けられている。第１静電容量Ｃ１には電荷が蓄積されるようになっており、有機ＥＬ装置１の駆動中に各発光用電源配線１０３を流れる駆動電流の電位が変動した場合に、第１静電容量Ｃ１に蓄積された電荷が各発光用電源配線１０３に放電され、駆動電流の電位変動を抑制するようになっている。
【００２５】
上記構成の有機ＥＬ装置１においては、走査線１０１から走査信号が供給されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量Ｃに保持され、保持容量Ｃに保持された電位に応じて駆動用ＴＦＴ５のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ５のチャネルを介して、発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂから画素電極１４に駆動電流が流れ、更に有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを介して共通電極２１に電流が流れる。このとき、有機機能層１５を流れた電流量に応じた量の発光が有機機能層１５から得られる。
【００２６】
図２は有機ＥＬ装置１の平面図である。有機ＥＬ装置１の平面構造について、図２を用いて説明する。本実施形態の有機ＥＬ装置１は、トップエミッション構造を持つので透明基板、あるいは不透明基板を基体とし、基板２の中央部には発光用電源配線１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）と表示画素部３（図２中一点鎖線の枠内）とが設けられている。表示画素部３の中央部には、複数の画素領域Ａを含む平面視略矩形状の実表示領域４（図中二点鎖線の枠内）が設けられており、実表示領域４の外周に沿って走査線駆動回路１０５、１０５及び検査回路１０６が設けられている。基板２のＸ軸に平行な１辺には、複数の端子１０４が形成された端子部２Ａが設けられている。そして、この１辺に隣接する２辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路１０５、１０５が設けられ、残る１辺に検査回路１０６が設けられている。走査線駆動回路１０５の外側には、走査線駆動回路１０５と電気的に接続される走査線駆動回路用制御信号配線１０５ａと走査線駆動回路用電源配線１０５ｂとが設けられている。
【００２７】
表示画素部３は、中央部の実表示領域４と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域Ｄ（一点鎖線及び二点鎖線の間の領域）とを備えている。実表示領域４には、複数の画素領域Ａがマトリクス状に配置されている。走査線駆動回路１０５、検査回路１０６、走査線駆動回路用制御信号配線１０５ａ及び走査線駆動回路用電源配線１０５ｂは、実表示領域４の周辺領域であるダミー領域Ｄに設けられており、発光用電源配線１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）はダミー領域５の周囲（すなわち表示画素部３の周囲）に設けられている。
【００２８】
発光用電源配線１０３は、走査線駆動回路用制御信号配線１０５ｂ及び検査回路１０６の外側に沿って平面視Ｌ字状に設けられている。赤色画素（Ｒ）に接続される発光用電源配線１０３Ｒは、図２左側の走査線駆動回路用制御信号配線１０５ｂに沿ってＹ軸方向に延在し、走査線駆動回路用電源配線１０５ｂが途切れた位置から図示右側に屈曲して検査回路１０６の外側に沿ってＸ軸方向に延在している。緑色画素（Ｇ）又は青色画素（Ｂ）に接続される発光用電源配線１０３Ｇ又は１０３Ｂは、図示右側の走査線駆動回路用制御信号配線１０５ｂに沿ってＹ軸方向に延在し、走査線駆動回路用電源配線１０５ｂが途切れた位置から図示左側に屈曲して検査回路１０６の外側に沿ってＸ軸方向に延在している。発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂは、表示画素部３の３つの辺を囲むように配置されており、図示略の配線によって画素Ａと電気的に接続されている。
【００２９】
発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂの外側には共通電極用配線２１ａが設けられている。共通電極用配線２１ａは、基板２のフレキシブル配線基板１３０が設けられた辺以外の３辺に沿って平面視コ字状に設けられており、発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂの外側を囲むように配置されている。共通電極２１は実表示領域４及び共通電極用配線２１ａが設けられた領域を含む基板２の略全面に設けられており、共通電極２１と共通電極用配線２１ａとが重なる部分において共通電極２１と共通電極用配線２１ａとが電気的に接続されている。
【００３０】
基板２の端子部２Ａには配線基板１３０が電気的に接続されている。配線基板１３０は可撓性を有するプラスチック製の基材を基体としてなり、該基材の基板２側の辺端部に複数の端子１３２ａが設けられている。端子１３２ａには配線１３２が接続されており、配線１３２上に、図１に示したデータ側駆動回路１０４、共通電極用電源回路１３１、及び発光用電源回路１３３を含む制御用ＩＣ１３４が実装されている。
【００３１】
図３は有機ＥＬ装置１の実表示領域４の拡大図である。図３に示すように、画素領域Ａを構成する有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、隔壁１７によって略矩形状に開口された画素電極１４（図示せず）上に形成されている。補助配線２２は、横一列に複数並んだ画素領域Ａの長手方向（Ｙ方向）の中央部と、画素領域Ａの長辺に隣接する隔壁１７とを横断してＸ方向に延在し、画素領域Ａを複数の領域に分断する状態で形成されている。
【００３２】
図４は図３における有機ＥＬ装置１のＸ−Ｘ断面図である。以下図４を用いて、有機ＥＬ装置１の構成を説明する。トップエミッション構造の有機ＥＬ装置１の場合、第２電極２１を介して光を取り出す構成であるので、基板２としてはガラス等の透明基板の他、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、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等が挙げられる。
【００３３】
また、基板２上には駆動用ＴＦＴ５が形成されている。この駆動用ＴＦＴ５は、半導体膜６に形成されたソース領域５ａ、ドレイン領域５ｂ、及びチャネル領域５ｃと、半導体膜６の表面に形成されたゲート絶縁膜７を介してチャネル領域５ｃに対向するゲート電極５ｄとによって構成されている。また、半導体膜６及びゲート絶縁膜７を覆う第１層間絶縁膜８が形成されており、この第１層間絶縁膜８表面と、第１層間絶縁膜８を貫通して半導体膜６に達するコンタクトホール９、１０とに、それぞれドレイン電極１１、ソース電極１２が設置され、これらの電極１１、１２はそれぞれドレイン領域５ｂ、ソース領域５ａに導電接続されている。第１層間絶縁膜８上には、第２層間絶縁膜１３が形成され平坦化されている。
【００３４】
この第２層間絶縁膜１３上には画素電極１４が形成されており、有機ＥＬ素子において陽極として用いられる。画素電極１４の一部は、第２層間絶縁膜１３に貫設されたコンタクトホールに埋設されており、ドレイン電極１１と導電接続されている。
【００３５】
また、画素電極１４の周縁部に一部乗り上げるようにして、有機材料からなる隔壁１７が積層されており、隔壁１７は画素電極１４上で平面視略矩形状に開口する形に設置され、画素領域Ａとなる開口部を形成する。
【００３６】
画素電極１４、当該画素電極１４上に形成された正孔注入／輸送層１８、当該正孔注入／輸送層１８上に形成された白色の発光層１９、当該発光層１９上に形成された電子注入／輸送層２０、及び当該電子注入／輸送層２０上に形成された共通電極（第２電極）２１を備えた有機ＥＬ素子において、正孔注入／輸送層１８、発光層１９、電子注入／輸送層２０は、有機機能層１５を構成している。
【００３７】
有機機能層１５と共通電極２１との間には、補助配線２２が、画素領域Ａの長辺と交差して画素領域Ａを横断するように延びて形成されている。補助配線２２には、電気抵抗の小さい材質が用いられ、後述する共通電極２１内に発生する電位差を防ぐために設置される。本実施形態では、画素領域Ａの長辺と交差して画素領域Ａを横断するように補助配線２２を形成しているので、仮にマスクの位置合わせが不十分である場合等で、補助配線２２の位置ずれが発生しても、発光領域の大きさには影響しない。このずれ幅は画素の長辺の長さの分だけ許容される。このため製造マージンを大きく取ることができ、製品の歩留りは向上し、製造コストも低減することができる。また、隔壁１７の幅を狭く形成することが可能となり、１画素当りの開口率が向上する。
【００３８】
補助配線２２は、画素領域Ａを複数に分割する位置に形成される。すなわち補助配線２２は、画素領域Ａの短辺と重ならないように配置される。短辺と重なってしまうと、発光領域の面積が変わってしまい、表示輝度が不均一になるからである。
【００３９】
有機ＥＬ素子において共通電極２１は、陰極として機能する。共通電極２１の材質としては、透光性と導電性とを持つものが用いられ、例えばＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＸＯ（インジウム・亜鉛酸化物）等が挙げられる。しかし、これらの材質を用いて形成された薄膜は、金属膜と比較して電気抵抗が大きく、大規模な有機ＥＬ装置１においては、共通電極２１内部で電源に近い周辺部と電源から遠い中心部との間で電位差が発生する。このため、上述した通り補助配線２２を設置し、共通電極２１内における電位差の発生を防いでいる。
【００４０】
共通電極２１の表面には、共通電極２１を覆って保護膜２３が設けられている。保護膜２３は、共通電極２１の表面全面を覆って基板２の略全面に設けられており、大気中の酸素や水蒸気による侵食を防いでいる。保護膜２３は、透明性、密着性、耐水性等の面から、珪素酸窒化物等の無機化合物によって形成されていることが望ましい。保護膜２３の表面には、必要に応じて、緩衝層、ガスバリア層（第２保護膜）を含む封止層が設けられる。
【００４１】
なお補助配線２２は、共通電極２１の下面に形成されることを上述したが、共通電極２１の上面に形成されてもよく、その場合には共通電極２１と補助配線２２とを保護膜２３が覆うことになる。
【００４２】
さらに、基板２と対向して対向基板２４が設けられている。この対向基板２４上には、三原色の各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応するカラーフィルタ２５と遮光用のＢＭ（Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘ）パターン２６が形成されている。また、対向基板２４は、基板２側の画素領域Ａとカラーフィルタ２５とが対向するように設けられている。なお、この対向基板２４にはガラス等の透明性を有する基板が使用される。
【００４３】
本実施形態において、画素領域ＡをＲ（赤色に発光する有機機能層）、Ｇ（緑色に発光する有機機能層）、Ｂ（青色に発光する有機機能層）に塗り分けた構成とすることも可能であるが、マスク製作やマスク使用に伴う製造工程増加により、カラーフィルタ２５を使用する方法と比較して製造コストが掛かる。
【００４４】
〔有機ＥＬ装置の製造方法〕
図５は本発明における有機ＥＬ装置１の製造方法を示す工程図である。次に、上記有機ＥＬ装置１の製造方法について、図５を用いて説明する。本実施形態では、基板２上に各種配線や駆動用ＴＦＴ５等を形成する工程、該駆動用ＴＦＴ５上に画素電極１４を形成する工程、当該画素電極１４上に隔壁１７を形成する工程、この隔壁上に有機機能層１５を形成する工程、有機機能層１５上に補助配線２２を形成する工程、有機機能層１５と補助配線２２とを覆う共通電極２１を形成する工程を実施することにより、有機ＥＬ装置１を製造するものである。これら各工程のうち、各種配線や駆動用ＴＦＴ５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説明する。
【００４５】
（１） 画素電極
まず、図５（ａ）に示すように、基板２上に駆動用ＴＦＴ５と、駆動用ＴＦＴ５を覆って第２層間絶縁膜１３が形成されたものを用意する。第２層間絶縁膜１３はドレイン電極１１上に開口部を有して形成されている。この表面に、スパッタ法を用いてアルミニウム、ＩＴＯ、ＩＸＯ等を全面成膜した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いてパターニングすることで、図５（ｂ）に示すような画素電極１４を形成する。なお、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１は、前述したようにトップエミッション構造を持つので、画素電極１４は、透明である必要はなく、適当な導電材料によって形成することができる。
【００４６】
（２）隔壁形成工程
次に、図５（ｃ）に示すように、第２層間絶縁膜１３、画素電極１４上に隔壁１７を形成する。この隔壁１７は、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する有機樹脂を材料として用いることができる。隔壁１７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、第２層間絶縁膜１３、画素電極１４上に塗布し溶剤を乾燥させ、熱処理させることによって形成される。そして、画素領域Ａとなる開口部は、隔壁１７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設けられる。
【００４７】
このようにして隔壁１７まで形成されたものに対して、続いてプラズマ処理を行う。このプラズマ処理は、画素電極１４の電極面１４ａを活性化させるために行われ、主な目的は、画素電極１４の電極面１４ａの表面洗浄、仕事関数の調整等である。
【００４８】
（３）有機機能層形成工程
次に、図５（ｄ）に示すように、画素電極１４、隔壁１７の全面に正孔注入／輸送層１８を形成し、さらにその上に発光層１９を形成し、さらにその上に電子注入／輸送層２０を形成することによって有機機能層を形成する。正孔注入／輸送層１８、発光層１９及び電子注入／輸送層２０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によって形成される。
【００４９】
発光層１９の蒸着材料としては、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ることができ、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。また、電子注入／輸送層２０の蒸着材料としては、ＬｉＦ等のアルカリ金属のフッ化物あるいは酸化物、マグネシウムリチウム合金等を用いることができる。
【００５０】
（４）補助配線形成工程
次に、図５（ｄ）に示すように、補助配線２２をマスク蒸着法によって、複数の画素領域Ａに渡って直線状に横断するように形成する。補助配線２２に用いられる材質は、アルミニウム等の電気抵抗の小さい材質が用いられる。
【００５１】
（５）共通電極形成工程
そして、図５（ｄ）に示すように、電子注入／輸送層２０と補助配線２２とを覆う全面に共通電極２１を形成する。この共通電極２１は、マグネシウム銀、ＩＴＯ、ＩＸＯ等の透光性、導電性を有する材質を用いた蒸着法により形成される。
【００５２】
上記（３）、（４）、（５）の各工程は何れも蒸着法を用いて機能層等の成膜を行っており、同一の装置内で連続して作業できるため、製造工程の短縮と、それに伴う製造コスト削減の効果がある。
【００５３】
［電子機器］
次に、図６を用いて、本発明の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の実施形態について説明する。図６は、本発明の有機ＥＬ装置の一例である図１の有機ＥＬ装置１を携帯電話の表示部に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１３００は、上記実施形態の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。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、かかる構成とすることで、長寿命で発光特性に優れた電子機器を提供できる。
【００５４】
［実施例］
本実施例において作製した有機ＥＬ装置１は、２００ｐｐｉ（Ｐｉｘｅｌ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）の実表示領域４を有するものである。各部のサイズは、図３に示すように、１画素１２７μｍ×１２７μｍ、画素領域Ａ（４６＋４６）μｍ×２２．３μｍ、補助配線２２の幅１５μｍ、画素領域Ａの間隔２０μｍであった。これらの数値を用いて１画素当りの開口率を計算すると、およそ３８．２％であった。
【００５５】
画素電極１４は、アルミニウムをドレイン電極１１と第２層間絶縁膜１３との表面に、全面スパッタにより成膜した後、この薄膜をフォトリソグラフィ法、及びエッチング法によりパターニングすることにより形成した。
【００５６】
有機機能層１５を構成する、正孔注入／輸送層１８、白色の発光層１９、電子注入／輸送層２０は、画素電極１４と隔壁１７との全面に蒸着することにより形成した。
【００５７】
補助配線２２は、マスクを用いてアルミニウムを蒸着することにより形成した。補助配線２２の厚さは４００ｎｍであった。
【００５８】
共通電極２１は、電子注入／輸送層２０上の全面に、ＭｇＡｇを蒸着することにより形成した。
【００５９】
以上の工程により作製された有機ＥＬ装置１において、補助配線２２は横一列に複数並んだ画素領域Ａの長手方向の中央部と、長辺に隣接する隔壁１７とを一直線に横断する状態で設置され、画素領域Ａは補助配線２２を挟んだ２つの領域に分断されていた。
【００６０】
比較例として隔壁２１７上に補助配線２２２が形成された従来構成のものを挙げる。図７は隔壁２１７上に補助配線２２２を形成した場合における有機ＥＬ装置の拡大図である。この比較例も、２００ｐｐｉ（Ｐｉｘｅｌ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）の実表示領域２０４を有する有機ＥＬ装置であり、各部のサイズは次の通りである。１画素１２７μｍ×１２７μｍ、画素領域Ａ７２μｍ×２２．３μｍ、補助配線２２２の幅１５μｍ、画素領域Ａの間隔２０μｍである。またこの比較例では、位置ずれによって補助配線２２２が画素領域Ａに形成されないように、補助配線２２２と画素領域Ａとの間隔２０μｍが、補助配線２２２の製造マージンとして必要である。これらの数値を用いて開口率を計算すると、およそ２９．９％であった。本実施例における開口率はおよそ３８．２％であることから、本実施例を適用することにより、およそ３９．８％−２９．９％＝８．３％開口率が向上した。
【００６１】
本実施例で作製された有機ＥＬ装置１を点灯させたところ、補助配線２２による画素領域Ａの分断の影響はなく外観上問題なかった。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】有機ＥＬ装置１の等価回路図
【図２】有機ＥＬ装置１の平面図
【図３】有機ＥＬ装置１の実表示領域４の拡大図
【図４】図３における有機ＥＬ装置１のＸ−Ｘ断面図
【図５】有機ＥＬ装置１の製造方法を示す工程図
【図６】有機ＥＬ装置１を携帯電話の表示部に適用した例の概略構成図
【図７】従来構成における実表示領域２０４の平面図
【符号の説明】
【００６３】
２…基板、５…駆動用ＴＦＴ、１４…画素電極、１５…有機機能層、１７…隔壁、１８…正孔注入／輸送層、１９…白色の発光層、２０…電子注入／輸送層、２１…共通電極、２２…補助配線、２３…保護膜、２４…対向基板、２５…カラーフィルタ、２６…Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘパターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置は、バックライト等の光源を必要としない自発光素子である。有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ材料からなる発光層を一対の電極で狭持した発光素子を基板に複数設けた構成を備えたもので、発光層からの光の取り出し方向の違いによって、基板から光を取り出すボトムエミッション構造と、対向面から光を取り出すトップエミッション構造とに分類される。
【０００３】
トップエミッション構造の有機ＥＬ装置においては、各画素は、画素電極（第１電極）を区画し、略矩形状の開口部を形成する隔壁によって形成されている。発光層を挟む一対の電極のうち、共通電極（第２電極）は光が射出される側に配置されている。そして、この共通電極は透光性を有する導電材料、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）やＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）等が用いられる。
【０００４】
ＩＴＯ膜やＩＺＯ膜は、金属膜と比べて電気抵抗が大きいため、共通電極内における電圧勾配を引き起こす。このため、共通電極内において電圧が不均一になり、有機ＥＬ装置としての画質を落とす原因となっている。
【０００５】
この共通電極内の電圧不均衡を解消するため、共通電極には、各画素を形成している隔壁上で、共通電極に接する場所に、電気抵抗の小さい補助配線が設置されている。これにより、有機ＥＬ装置の画質低下を防いでいる。（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）
【特許文献１】特開２００１−１９５００８公報
【特許文献２】特開２００３−２８８９９４公報
【特許文献３】特開２００４−２０７２１７公報
【特許文献４】特開２００５−２３５４９１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した有機ＥＬ装置には次に述べる問題がある。
【０００７】
補助配線は画素領域を形成する隔壁上に形成されており、開口部の形成に必要な領域に加え、補助配線の領域と、補助配線の製造マージンに必要な領域とを確保して隔壁を形成しなければならないため、１画素当りの開口率は十分とは言えなかった。特に画素が微細化された有機ＥＬ装置においては、その影響はさらに大きい。
【０００８】
このため、十分な光量を得るために多くの電流を流す必要が生じ、発光層等に大きな負荷がかかり、有機ＥＬ装置の寿命を縮める結果となっていた。
【０００９】
そこで本発明は、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置において、１画素における開口率の向上と、長寿命化を実現した有機ＥＬ装置と、その有機ＥＬ装置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】
【００１０】
本発明は、以下の構成を特徴とする有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び電子機器である。
【００１１】
（１）基板上に、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置であって、前記各々の画素に対応する第１電極と、
前記第１電極を区画して、略矩形状に開口する画素領域を形成する隔壁と、
少なくとも前記画素領域に形成された有機機能層と、
前記有機機能層上及び前記隔壁上に形成された第２電極と、
前記第２電極の上面または下面に積層され、前記第２電極の導電性を補助する補助配線とを有し、前記補助配線は、少なくとも前記画素領域の長辺を横断する形状で配設されていることを特徴とする有機ＥＬ装置である。この構造を有する有機ＥＬ装置では、画素領域上に補助配線を形成するので、隔壁における補助配線の領域と、補助配線の製造マージンを確保するための領域とが不要になり隔壁の幅を狭く形成することができる。これにより、開口部を広く形成し１画素当りの開口率を向上させ、より少ない電流で十分な光量を得ることができるため、有機ＥＬ装置の寿命を延ばすことができる。
【００１２】
（２）基板上に、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記各々の画素に対応する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極を区画して、略矩形状に開口する画素領域を形成する隔壁を形成する工程と、少なくとも前記画素領域に有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上及び前記隔壁上に第２電極を形成する工程と、
前記第２電極の上面または下面に、少なくとも前記画素領域の長辺を横断する形状で補助配線を配設する工程とを有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。この製造方法を用いると、前記補助配線は、隔壁上に形成する場合と比較して、十分な製造マージンを持って配設されるため、製品の歩留まりが向上し、製造コスト低減に繋がる。
【００１３】
（３）前記（２）に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記補助配線を配設する工程は、マスク蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を用いる。マスク蒸着法を用いることにより、フォトリソグラフィ法等の多くの工程を要する製造方法を用いなくて済むため、製造コストが削減できる。また、マスクを用いることで、精度良く前記補助配線を配設することができる。
【００１４】
（４）前記（２）又は（３）に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記有機機能層を形成する工程は、蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を用いる。蒸着法を用いることで、前記隔壁の下部に無機化合物からなる隔壁を形成する必要が無くなるため、製造工程の短縮並びにコスト低減が図れる。
【００１５】
（５）前記（２）から（４）の何れか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記第２電極を形成する工程は、蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を用いる。蒸着法を用いて第２電極を形成することで、第２電極の原料が有機機能層や隔壁に浸透することなく、第２電極を形成することができる。また、有機機能層と、第２電極と、補助配線とを蒸着法により形成するため、有機機能層と、第２電極と、補助配線とを同一の蒸着装置内で形成するため、製造工程の短縮並びに製造コスト低減が図れる。
【００１６】
（６）前記（１）に記載の有機ＥＬ装置又は前記（２）から（５）の何れか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法により製造されてなる有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする電子機器を提供する。この構成によれば、信頼性が高く、発光特性に優れた電子機器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】
【００１７】
以下、図を用いて本発明に関する有機ＥＬ装置１の構成及び有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。なお、本実施形態は、発光層に白色発光の有機ＥＬ材料を用い、対向基板にカラーフィルタを備えることによってフルカラー表示を行う、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置１とその製造方法に関するものである。かかる発明の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００１８】
また、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、ＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００１９】
［有機ＥＬ装置の構成］
図１は本発明における有機ＥＬ装置１の等価回路図である。有機ＥＬ装置１は、Ｘ軸方向に延びる複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向（Ｙ軸方向）に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２と平行に延びる複数の発光用電源配線１０３とを備えている。走査線１０１と信号線１０２との交点付近には、画素領域Ａが設けられている。
【００２０】
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４が電気的に接続されている。また、各信号線１０２には、薄膜トランジスタを備える検査回路１０６が電気的に接続されている。さらに、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０５が電気的に接続されている。
【００２１】
画素領域Ａの各々には、スイッチング用ＴＦＴ１１２、保持容量Ｃ、駆動用ＴＦＴ５、画素電極（第１電極）１４、有機機能層１５、及び共通電極（第２電極）２１により構成される画素回路が設けられている。スイッチング用ＴＦＴ１１２のゲート電極には、走査線１０１が電気的に接続されている。スイッチング用ＴＦＴ１１２は走査線１０１から供給される走査信号に応じてオン状態又はオフ状態となり、スイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から供給される画像信号が保持容量Ｃによって保持されるようになっている。
【００２２】
駆動用ＴＦＴ５のゲート電極はスイッチング用ＴＦＴ１１２及び保持容量Ｃに電気的に接続されており、保持容量Ｃ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ようになっている。画素電極１４は駆動用ＴＦＴ５に電気的に接続されており、駆動用ＴＦＴ５を介して発光用電源配線１０３から駆動電流が供給されるようになっている。有機機能層１５は白色発光層を含む３層からなり、画素電極１４と共通電極２１との間に挟持されている。発光素子である有機ＥＬ素子は、画素電極１４、有機機能層１５及び共通電極２１を含んで構成されている。
【００２３】
有機機能層１５としては、カラーフィルタによって赤色に発光する赤色画素用の有機機能層１５Ｒと、カラーフィルタによって緑色に発光する緑色画素用の有機機能層１５Ｇと、カラーフィルタによって青色に発光する青色画素用の有機機能層１５Ｂとが形成されている。有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５ＢはそれぞれＹ軸方向に沿って略ストライプ状に配置されており、各有機機能層が、有機機能層１５Ｒ、有機機能層１５Ｇ、有機機能層１５Ｂの順にＸ軸方向に周期的に配置されている。有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂはそれぞれ駆動用ＴＦＴ５を介して発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂに電気的に接続されており、発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂは発光用電源回路１３３にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
共通電極２１と発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂとの間には第１静電容量Ｃ１が設けられている。第１静電容量Ｃ１には電荷が蓄積されるようになっており、有機ＥＬ装置１の駆動中に各発光用電源配線１０３を流れる駆動電流の電位が変動した場合に、第１静電容量Ｃ１に蓄積された電荷が各発光用電源配線１０３に放電され、駆動電流の電位変動を抑制するようになっている。
【００２５】
上記構成の有機ＥＬ装置１においては、走査線１０１から走査信号が供給されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量Ｃに保持され、保持容量Ｃに保持された電位に応じて駆動用ＴＦＴ５のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ５のチャネルを介して、発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂから画素電極１４に駆動電流が流れ、更に有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを介して共通電極２１に電流が流れる。このとき、有機機能層１５を流れた電流量に応じた量の発光が有機機能層１５から得られる。
【００２６】
図２は有機ＥＬ装置１の平面図である。有機ＥＬ装置１の平面構造について、図２を用いて説明する。本実施形態の有機ＥＬ装置１は、トップエミッション構造を持つので透明基板、あるいは不透明基板を基体とし、基板２の中央部には発光用電源配線１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）と表示画素部３（図２中一点鎖線の枠内）とが設けられている。表示画素部３の中央部には、複数の画素領域Ａを含む平面視略矩形状の実表示領域４（図中二点鎖線の枠内）が設けられており、実表示領域４の外周に沿って走査線駆動回路１０５、１０５及び検査回路１０６が設けられている。基板２のＸ軸に平行な１辺には、複数の端子１０４が形成された端子部２Ａが設けられている。そして、この１辺に隣接する２辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路１０５、１０５が設けられ、残る１辺に検査回路１０６が設けられている。走査線駆動回路１０５の外側には、走査線駆動回路１０５と電気的に接続される走査線駆動回路用制御信号配線１０５ａと走査線駆動回路用電源配線１０５ｂとが設けられている。
【００２７】
表示画素部３は、中央部の実表示領域４と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域Ｄ（一点鎖線及び二点鎖線の間の領域）とを備えている。実表示領域４には、複数の画素領域Ａがマトリクス状に配置されている。走査線駆動回路１０５、検査回路１０６、走査線駆動回路用制御信号配線１０５ａ及び走査線駆動回路用電源配線１０５ｂは、実表示領域４の周辺領域であるダミー領域Ｄに設けられており、発光用電源配線１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）はダミー領域５の周囲（すなわち表示画素部３の周囲）に設けられている。
【００２８】
発光用電源配線１０３は、走査線駆動回路用制御信号配線１０５ｂ及び検査回路１０６の外側に沿って平面視Ｌ字状に設けられている。赤色画素（Ｒ）に接続される発光用電源配線１０３Ｒは、図２左側の走査線駆動回路用制御信号配線１０５ｂに沿ってＹ軸方向に延在し、走査線駆動回路用電源配線１０５ｂが途切れた位置から図示右側に屈曲して検査回路１０６の外側に沿ってＸ軸方向に延在している。緑色画素（Ｇ）又は青色画素（Ｂ）に接続される発光用電源配線１０３Ｇ又は１０３Ｂは、図示右側の走査線駆動回路用制御信号配線１０５ｂに沿ってＹ軸方向に延在し、走査線駆動回路用電源配線１０５ｂが途切れた位置から図示左側に屈曲して検査回路１０６の外側に沿ってＸ軸方向に延在している。発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂは、表示画素部３の３つの辺を囲むように配置されており、図示略の配線によって画素Ａと電気的に接続されている。
【００２９】
発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂの外側には共通電極用配線２１ａが設けられている。共通電極用配線２１ａは、基板２のフレキシブル配線基板１３０が設けられた辺以外の３辺に沿って平面視コ字状に設けられており、発光用電源配線１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂの外側を囲むように配置されている。共通電極２１は実表示領域４及び共通電極用配線２１ａが設けられた領域を含む基板２の略全面に設けられており、共通電極２１と共通電極用配線２１ａとが重なる部分において共通電極２１と共通電極用配線２１ａとが電気的に接続されている。
【００３０】
基板２の端子部２Ａには配線基板１３０が電気的に接続されている。配線基板１３０は可撓性を有するプラスチック製の基材を基体としてなり、該基材の基板２側の辺端部に複数の端子１３２ａが設けられている。端子１３２ａには配線１３２が接続されており、配線１３２上に、図１に示したデータ側駆動回路１０４、共通電極用電源回路１３１、及び発光用電源回路１３３を含む制御用ＩＣ１３４が実装されている。
【００３１】
図３は有機ＥＬ装置１の実表示領域４の拡大図である。図３に示すように、画素領域Ａを構成する有機機能層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、隔壁１７によって略矩形状に開口された画素電極１４（図示せず）上に形成されている。補助配線２２は、横一列に複数並んだ画素領域Ａの長手方向（Ｙ方向）の中央部と、画素領域Ａの長辺に隣接する隔壁１７とを横断してＸ方向に延在し、画素領域Ａを複数の領域に分断する状態で形成されている。
【００３２】
図４は図３における有機ＥＬ装置１のＸ−Ｘ断面図である。以下図４を用いて、有機ＥＬ装置１の構成を説明する。トップエミッション構造の有機ＥＬ装置１の場合、第２電極２１を介して光を取り出す構成であるので、基板２としてはガラス等の透明基板の他、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、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等が挙げられる。
【００３３】
また、基板２上には駆動用ＴＦＴ５が形成されている。この駆動用ＴＦＴ５は、半導体膜６に形成されたソース領域５ａ、ドレイン領域５ｂ、及びチャネル領域５ｃと、半導体膜６の表面に形成されたゲート絶縁膜７を介してチャネル領域５ｃに対向するゲート電極５ｄとによって構成されている。また、半導体膜６及びゲート絶縁膜７を覆う第１層間絶縁膜８が形成されており、この第１層間絶縁膜８表面と、第１層間絶縁膜８を貫通して半導体膜６に達するコンタクトホール９、１０とに、それぞれドレイン電極１１、ソース電極１２が設置され、これらの電極１１、１２はそれぞれドレイン領域５ｂ、ソース領域５ａに導電接続されている。第１層間絶縁膜８上には、第２層間絶縁膜１３が形成され平坦化されている。
【００３４】
この第２層間絶縁膜１３上には画素電極１４が形成されており、有機ＥＬ素子において陽極として用いられる。画素電極１４の一部は、第２層間絶縁膜１３に貫設されたコンタクトホールに埋設されており、ドレイン電極１１と導電接続されている。
【００３５】
また、画素電極１４の周縁部に一部乗り上げるようにして、有機材料からなる隔壁１７が積層されており、隔壁１７は画素電極１４上で平面視略矩形状に開口する形に設置され、画素領域Ａとなる開口部を形成する。
【００３６】
画素電極１４、当該画素電極１４上に形成された正孔注入／輸送層１８、当該正孔注入／輸送層１８上に形成された白色の発光層１９、当該発光層１９上に形成された電子注入／輸送層２０、及び当該電子注入／輸送層２０上に形成された共通電極（第２電極）２１を備えた有機ＥＬ素子において、正孔注入／輸送層１８、発光層１９、電子注入／輸送層２０は、有機機能層１５を構成している。
【００３７】
有機機能層１５と共通電極２１との間には、補助配線２２が、画素領域Ａの長辺と交差して画素領域Ａを横断するように延びて形成されている。補助配線２２には、電気抵抗の小さい材質が用いられ、後述する共通電極２１内に発生する電位差を防ぐために設置される。本実施形態では、画素領域Ａの長辺と交差して画素領域Ａを横断するように補助配線２２を形成しているので、仮にマスクの位置合わせが不十分である場合等で、補助配線２２の位置ずれが発生しても、発光領域の大きさには影響しない。このずれ幅は画素の長辺の長さの分だけ許容される。このため製造マージンを大きく取ることができ、製品の歩留りは向上し、製造コストも低減することができる。また、隔壁１７の幅を狭く形成することが可能となり、１画素当りの開口率が向上する。
【００３８】
補助配線２２は、画素領域Ａを複数に分割する位置に形成される。すなわち補助配線２２は、画素領域Ａの短辺と重ならないように配置される。短辺と重なってしまうと、発光領域の面積が変わってしまい、表示輝度が不均一になるからである。
【００３９】
有機ＥＬ素子において共通電極２１は、陰極として機能する。共通電極２１の材質としては、透光性と導電性とを持つものが用いられ、例えばＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＸＯ（インジウム・亜鉛酸化物）等が挙げられる。しかし、これらの材質を用いて形成された薄膜は、金属膜と比較して電気抵抗が大きく、大規模な有機ＥＬ装置１においては、共通電極２１内部で電源に近い周辺部と電源から遠い中心部との間で電位差が発生する。このため、上述した通り補助配線２２を設置し、共通電極２１内における電位差の発生を防いでいる。
【００４０】
共通電極２１の表面には、共通電極２１を覆って保護膜２３が設けられている。保護膜２３は、共通電極２１の表面全面を覆って基板２の略全面に設けられており、大気中の酸素や水蒸気による侵食を防いでいる。保護膜２３は、透明性、密着性、耐水性等の面から、珪素酸窒化物等の無機化合物によって形成されていることが望ましい。保護膜２３の表面には、必要に応じて、緩衝層、ガスバリア層（第２保護膜）を含む封止層が設けられる。
【００４１】
なお補助配線２２は、共通電極２１の下面に形成されることを上述したが、共通電極２１の上面に形成されてもよく、その場合には共通電極２１と補助配線２２とを保護膜２３が覆うことになる。
【００４２】
さらに、基板２と対向して対向基板２４が設けられている。この対向基板２４上には、三原色の各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応するカラーフィルタ２５と遮光用のＢＭ（Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘ）パターン２６が形成されている。また、対向基板２４は、基板２側の画素領域Ａとカラーフィルタ２５とが対向するように設けられている。なお、この対向基板２４にはガラス等の透明性を有する基板が使用される。
【００４３】
本実施形態において、画素領域ＡをＲ（赤色に発光する有機機能層）、Ｇ（緑色に発光する有機機能層）、Ｂ（青色に発光する有機機能層）に塗り分けた構成とすることも可能であるが、マスク製作やマスク使用に伴う製造工程増加により、カラーフィルタ２５を使用する方法と比較して製造コストが掛かる。
【００４４】
〔有機ＥＬ装置の製造方法〕
図５は本発明における有機ＥＬ装置１の製造方法を示す工程図である。次に、上記有機ＥＬ装置１の製造方法について、図５を用いて説明する。本実施形態では、基板２上に各種配線や駆動用ＴＦＴ５等を形成する工程、該駆動用ＴＦＴ５上に画素電極１４を形成する工程、当該画素電極１４上に隔壁１７を形成する工程、この隔壁上に有機機能層１５を形成する工程、有機機能層１５上に補助配線２２を形成する工程、有機機能層１５と補助配線２２とを覆う共通電極２１を形成する工程を実施することにより、有機ＥＬ装置１を製造するものである。これら各工程のうち、各種配線や駆動用ＴＦＴ５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説明する。
【００４５】
（１） 画素電極
まず、図５（ａ）に示すように、基板２上に駆動用ＴＦＴ５と、駆動用ＴＦＴ５を覆って第２層間絶縁膜１３が形成されたものを用意する。第２層間絶縁膜１３はドレイン電極１１上に開口部を有して形成されている。この表面に、スパッタ法を用いてアルミニウム、ＩＴＯ、ＩＸＯ等を全面成膜した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いてパターニングすることで、図５（ｂ）に示すような画素電極１４を形成する。なお、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１は、前述したようにトップエミッション構造を持つので、画素電極１４は、透明である必要はなく、適当な導電材料によって形成することができる。
【００４６】
（２）隔壁形成工程
次に、図５（ｃ）に示すように、第２層間絶縁膜１３、画素電極１４上に隔壁１７を形成する。この隔壁１７は、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する有機樹脂を材料として用いることができる。隔壁１７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、第２層間絶縁膜１３、画素電極１４上に塗布し溶剤を乾燥させ、熱処理させることによって形成される。そして、画素領域Ａとなる開口部は、隔壁１７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設けられる。
【００４７】
このようにして隔壁１７まで形成されたものに対して、続いてプラズマ処理を行う。このプラズマ処理は、画素電極１４の電極面１４ａを活性化させるために行われ、主な目的は、画素電極１４の電極面１４ａの表面洗浄、仕事関数の調整等である。
【００４８】
（３）有機機能層形成工程
次に、図５（ｄ）に示すように、画素電極１４、隔壁１７の全面に正孔注入／輸送層１８を形成し、さらにその上に発光層１９を形成し、さらにその上に電子注入／輸送層２０を形成することによって有機機能層を形成する。正孔注入／輸送層１８、発光層１９及び電子注入／輸送層２０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によって形成される。
【００４９】
発光層１９の蒸着材料としては、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ることができ、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。また、電子注入／輸送層２０の蒸着材料としては、ＬｉＦ等のアルカリ金属のフッ化物あるいは酸化物、マグネシウムリチウム合金等を用いることができる。
【００５０】
（４）補助配線形成工程
次に、図５（ｄ）に示すように、補助配線２２をマスク蒸着法によって、複数の画素領域Ａに渡って直線状に横断するように形成する。補助配線２２に用いられる材質は、アルミニウム等の電気抵抗の小さい材質が用いられる。
【００５１】
（５）共通電極形成工程
そして、図５（ｄ）に示すように、電子注入／輸送層２０と補助配線２２とを覆う全面に共通電極２１を形成する。この共通電極２１は、マグネシウム銀、ＩＴＯ、ＩＸＯ等の透光性、導電性を有する材質を用いた蒸着法により形成される。
【００５２】
上記（３）、（４）、（５）の各工程は何れも蒸着法を用いて機能層等の成膜を行っており、同一の装置内で連続して作業できるため、製造工程の短縮と、それに伴う製造コスト削減の効果がある。
【００５３】
［電子機器］
次に、図６を用いて、本発明の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の実施形態について説明する。図６は、本発明の有機ＥＬ装置の一例である図１の有機ＥＬ装置１を携帯電話の表示部に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１３００は、上記実施形態の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。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、かかる構成とすることで、長寿命で発光特性に優れた電子機器を提供できる。
【００５４】
［実施例］
本実施例において作製した有機ＥＬ装置１は、２００ｐｐｉ（Ｐｉｘｅｌ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）の実表示領域４を有するものである。各部のサイズは、図３に示すように、１画素１２７μｍ×１２７μｍ、画素領域Ａ（４６＋４６）μｍ×２２．３μｍ、補助配線２２の幅１５μｍ、画素領域Ａの間隔２０μｍであった。これらの数値を用いて１画素当りの開口率を計算すると、およそ３８．２％であった。
【００５５】
画素電極１４は、アルミニウムをドレイン電極１１と第２層間絶縁膜１３との表面に、全面スパッタにより成膜した後、この薄膜をフォトリソグラフィ法、及びエッチング法によりパターニングすることにより形成した。
【００５６】
有機機能層１５を構成する、正孔注入／輸送層１８、白色の発光層１９、電子注入／輸送層２０は、画素電極１４と隔壁１７との全面に蒸着することにより形成した。
【００５７】
補助配線２２は、マスクを用いてアルミニウムを蒸着することにより形成した。補助配線２２の厚さは４００ｎｍであった。
【００５８】
共通電極２１は、電子注入／輸送層２０上の全面に、ＭｇＡｇを蒸着することにより形成した。
【００５９】
以上の工程により作製された有機ＥＬ装置１において、補助配線２２は横一列に複数並んだ画素領域Ａの長手方向の中央部と、長辺に隣接する隔壁１７とを一直線に横断する状態で設置され、画素領域Ａは補助配線２２を挟んだ２つの領域に分断されていた。
【００６０】
比較例として隔壁２１７上に補助配線２２２が形成された従来構成のものを挙げる。図７は隔壁２１７上に補助配線２２２を形成した場合における有機ＥＬ装置の拡大図である。この比較例も、２００ｐｐｉ（Ｐｉｘｅｌ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）の実表示領域２０４を有する有機ＥＬ装置であり、各部のサイズは次の通りである。１画素１２７μｍ×１２７μｍ、画素領域Ａ７２μｍ×２２．３μｍ、補助配線２２２の幅１５μｍ、画素領域Ａの間隔２０μｍである。またこの比較例では、位置ずれによって補助配線２２２が画素領域Ａに形成されないように、補助配線２２２と画素領域Ａとの間隔２０μｍが、補助配線２２２の製造マージンとして必要である。これらの数値を用いて開口率を計算すると、およそ２９．９％であった。本実施例における開口率はおよそ３８．２％であることから、本実施例を適用することにより、およそ３９．８％−２９．９％＝８．３％開口率が向上した。
【００６１】
本実施例で作製された有機ＥＬ装置１を点灯させたところ、補助配線２２による画素領域Ａの分断の影響はなく外観上問題なかった。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】有機ＥＬ装置１の等価回路図
【図２】有機ＥＬ装置１の平面図
【図３】有機ＥＬ装置１の実表示領域４の拡大図
【図４】図３における有機ＥＬ装置１のＸ−Ｘ断面図
【図５】有機ＥＬ装置１の製造方法を示す工程図
【図６】有機ＥＬ装置１を携帯電話の表示部に適用した例の概略構成図
【図７】従来構成における実表示領域２０４の平面図
【符号の説明】
【００６３】
２…基板、５…駆動用ＴＦＴ、１４…画素電極、１５…有機機能層、１７…隔壁、１８…正孔注入／輸送層、１９…白色の発光層、２０…電子注入／輸送層、２１…共通電極、２２…補助配線、２３…保護膜、２４…対向基板、２５…カラーフィルタ、２６…Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置であって、前記各々の画素に対応する第１電極と、
前記第１電極を区画して、略矩形状に開口する画素領域を形成する隔壁と、
少なくとも前記画素領域に形成された有機機能層と、
前記有機機能層上及び前記隔壁上に形成された第２電極と、
前記第２電極の上面または下面に積層され、前記第２電極の導電性を補助する補助配線とを有し、
前記補助配線は、前記画素領域の長辺と交差して画素領域を横断し、前記画素領域を複数の領域に分断していることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
基板上に、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記各々の画素に対応する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極を区画して、略矩形状に開口する画素領域を形成する隔壁を形成する工程と、少なくとも前記画素領域に有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上及び前記隔壁上に第２電極を形成する工程とを有し、
前記第２電極の上面または下面に、前記画素領域の長辺と交差して画素領域を横断し、前記画素領域を、複数の領域に分断する補助配線を形成する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記補助配線を配設する工程は、マスク蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記有機機能層を形成する工程は、蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
請求項２から４の何れか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記第２電極を形成する工程は、蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の有機ＥＬ装置又は請求項２から５の何れか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法により製造されてなる有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基板上に、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置であって、前記各々の画素に対応する第１電極と、
前記第１電極を区画して、略矩形状に開口する画素領域を形成する隔壁と、
少なくとも前記画素領域に形成された有機機能層と、
前記有機機能層上及び前記隔壁上に形成された第２電極と、
前記第２電極の上面または下面に積層され、前記第２電極の導電性を補助する補助配線とを有し、
前記補助配線は、前記画素領域の長辺と交差して画素領域を横断し、前記画素領域を複数の領域に分断していることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
基板上に、各々の画素に対応して形成された有機機能層を有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記各々の画素に対応する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極を区画して、略矩形状に開口する画素領域を形成する隔壁を形成する工程と、少なくとも前記画素領域に有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上及び前記隔壁上に第２電極を形成する工程とを有し、
前記第２電極の上面または下面に、前記画素領域の長辺と交差して画素領域を横断し、前記画素領域を、複数の領域に分断する補助配線を形成する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記補助配線を配設する工程は、マスク蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記有機機能層を形成する工程は、蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
請求項２から４の何れか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記第２電極を形成する工程は、蒸着法を用いて行うことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の有機ＥＬ装置又は請求項２から５の何れか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法により製造されてなる有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１９２４７７（Ｐ２００８−１９２４７７Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６４５１（Ｐ２００７−２６４５１）
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【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８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【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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