有機ＥＬ装置および電子機器
【課題】 電源線に沿った短絡の連鎖を抑制することが可能な有機ＥＬ装置を提供する。
【解決手段】 画素領域２６において発光層を挟持する陽極および陰極と、その陽極に電流を供給する電源線８とを少なくとも備えてなる有機ＥＬ装置であって、前記陰極の一部分には、陰極の他部分より電気抵抗の高い高抵抗部８０が設けられ、その高抵抗部８０は、格子状に配置された電源線８と平面視において重なるように、画素領域２６のピッチと同期して画素領域２６の周囲に配置されている。
【解決手段】 画素領域２６において発光層を挟持する陽極および陰極と、その陽極に電流を供給する電源線８とを少なくとも備えてなる有機ＥＬ装置であって、前記陰極の一部分には、陰極の他部分より電気抵抗の高い高抵抗部８０が設けられ、その高抵抗部８０は、格子状に配置された電源線８と平面視において重なるように、画素領域２６のピッチと同期して画素領域２６の周囲に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
次世代の表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）が期待されている。
図９は従来の有機ＥＬ装置の説明図であり、図９（ａ）は平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ線における側面断面図である。図９（ａ）に示すように、一般的な有機ＥＬ装置は、複数の有機ＥＬ素子３をマトリクス状に配設して構成されている。具体的には図９（ｂ）に示すように、ガラス基板２の表面に駆動回路部５が形成され、その駆動回路部５の表面に有機ＥＬ素子３が形成されている。有機ＥＬ素子３は、陽極となる画素電極２３と、有機機能層（正孔注入層や発光層６０、電子輸送層等）と、陰極５０とを順次積層して構成されている。そして、画素電極２３および陰極５０によって有機機能層に電流を供給することにより、発光層６０を発光させるようになっている。
【０００３】
駆動回路部５には、基板２の周縁部から画素電極２３に対して電流を供給する電源線８が配設されている。なお図９（ａ）に示すように、複数の有機ＥＬ素子３がマトリクス状に配設されているので、基板中央部の有機ＥＬ素子３では、電源線８の配線抵抗による電圧降下が顕著になる。この配線抵抗による電圧降下を抑制するため、電源線８は格子状に配設されている。そして縦横の電源線８により、各有機ＥＬ素子３に対して電流を供給しうるようになっている。
【特許文献１】特開２００１―２３００８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９（ｂ）に示すように、電源線８は有機ＥＬ素子３の周囲に配設されている。また、有機ＥＬ素子３の陰極５０は基板２の全面に形成されている。有機ＥＬ素子は電流制御型素子であり、充分な輝度を得るため陰極５０には大きな電流が流れるので、矢印５５で示す電源線８と陰極５０との間に短絡が発生するおそれがある。ひとたび短絡が発生すると、その部分に大きな電流が流れ、駆動回路を焼損させるだけでなく、隣接する部分が連鎖的に短絡することになる。そして図９（ａ）に示すように、電源線８が格子状に形成されているので、電源線８に沿った短絡の連鎖が基板全面に拡大するという問題がある。
【０００５】
なお従来の有機ＥＬ装置では、陰極の面抵抗による電圧降下を低減するため、陰極を低抵抗化する傾向にあった（例えば、特許文献１参照）。しかしながらこの構成では、陰極に流れる電流が増加するため、電源線との短絡が発生しやすくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、短絡の連鎖を抑制することが可能な有機ＥＬ装置の提供を目的とする。
また信頼性に優れた電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の有機ＥＬ装置は、第１の電極と、前記第１の電極を駆動する配線と、他の部分よりも電気抵抗の高い高抵抗部を有し、前記高抵抗部の少なくとも一部が前記配線と平面的に重なるように配置された第２の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極によって挟持された発光層と、を有することを特徴とする。
なお「平面的に」とは、電極等の形成面に対して垂直となる方向から見た場合をいう。
この構成によれば、配線と第２の電極との間に短絡が発生して大きな電流が流れても、高抵抗部には大きな電流が流れないので、配線に沿った短絡の連鎖を抑制することができる。また第２の電極の一部分に高抵抗部が形成されているので、有機ＥＬ装置の発光性能を低下させることはない。
【０００８】
また前記配線は、格子状に配設されていてもよい。
この場合でも、配線に沿った短絡の連鎖が平面的に拡大するのを抑制することができる。
【０００９】
また複数の前記発光層が配列形成されるとともに、前記第２の電極は複数の前記高抵抗部を備え、前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層のピッチと同期して、前記発光層の周囲に配置されていることが望ましい。
この構成によれば、短絡の連鎖を最小限に抑制することができる。
【００１０】
また前記高抵抗部は、格子状に配設された前記配線の交差部と平面視において重なるように配置されていることが望ましい。
配線の交差部では、配線が積層されて第２の電極との距離が短くなり、短絡が発生しやすくなっている。そこで上記構成とすることにより、短絡の連鎖を効果的に抑制することができる。
【００１１】
また前記高抵抗部は、前記第２の電極を開口して形成されていることが望ましい。
この構成によれば、第２の電極を薄肉化して高抵抗部を形成する場合と比べて、製造プロセスを簡略化することができる。この場合でも、高抵抗部は発光層の周囲に配置されているので、有機ＥＬ装置の発光性能を低下させることはない。
【００１２】
また複数の前記発光層が配列形成されるとともに、前記第２の電極は複数の前記高抵抗部を備え、前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層のピッチと同期しないように配置されていることが望ましい。
この構成によれば、高抵抗部と発光層との位置合わせを厳密に行う必要がないので、製造プロセスを簡略化することができる。
【００１３】
また前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層の配列方向と交差する方向に整列配置されていることが望ましい。
この構成によれば、高抵抗部と配線とが平面視において重なる機会が多くなるので、短絡の連鎖を最小限に抑制することができる。
【００１４】
また前記第２の電極において、少なくとも前記高抵抗部以外の部分は、正の温度係数を有する材料を含んで構成されていることが望ましい。
この構成によれば、配線と第２の電極との短絡が発生しても、その周囲の温度上昇に伴って電気抵抗を上昇させることが可能になり、短絡の連鎖を効果的に抑制することができる。
【００１５】
一方、本発明の電子機器は、上述した有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、短絡の連鎖を抑制することが可能な有機ＥＬ装置を備えているので、信頼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】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で参照する各図面においては、理解を容易にするために、各構成要素の寸法等を適宜変更して表示している。なお「平面視」とは、基板面に対して垂直となる方向から見ることをいう。
【００１７】
（第１実施形態）
最初に、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置につき、図１ないし図３を用いて説明する。
図１は、一般的な有機ＥＬ装置の側面断面図である。有機ＥＬ装置は、素子基板２と、素子基板２の表面に配設された駆動回路部５と、駆動回路部５の表面の画素領域２６に配設された有機ＥＬ素子３と、有機ＥＬ素子３を封止する封止基板３０とを主として構成されている。この有機ＥＬ素子３は、平面視において矩形状や円形状、長円形状等に形成され、素子基板２上にマトリクス状に整列配置されている。本実施形態では、有機ＥＬ素子３における発光光を素子基板２側から取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を例にして説明する。
【００１８】
（有機ＥＬ装置）
ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置では、発光層６０における発光光を素子基板２側から取り出すので、素子基板２としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラスや石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等を用いることが可能であり、特にガラス基板が好適に用いられる。
【００１９】
素子基板２上には、有機ＥＬ素子３の駆動用ＴＦＴ４（駆動素子４）などを含む駆動回路部５が形成されている。なお、駆動回路を備えた半導体素子を素子基板２に実装して有機ＥＬ装置を構成することも可能である。
【００２０】
図２は、画素回路の回路図である。画素領域２６には、画素回路４００が形成されている。画素回路４００は、２個の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」と省略する）４，４０２と、容量素子４１０と、有機ＥＬ素子３とを備えている。このうち、ｐチャネル型のＴＦＴ４のソース電極Ｓは、画素接続点Ｑにおいて電源線Ｌｒ２に接続され、そのドレイン電極Ｄは有機ＥＬ素子３の陽極に接続されている。また、ＴＦＴ４のソース電極Ｓとゲート電極Ｇとの間には、容量素子４１０が設けられている。一方、ＴＦＴ４０２のゲート電極は走査線１０１に接続され、そのソース電極はデータ線１０３に接続され、そのドレイン電極はＴＦＴ４のゲート電極に接続されている。
【００２１】
このような構成において、走査信号Ｙｉがハイレベルになると、ｎチャネル型ＴＦＴ４０２がオン状態となるので、接続点Ｚの電圧が電圧Ｖdataと等しくなる。このとき、容量素子４１０にはＶｄｄｒ−Ｖdataに相当する電荷が蓄積される。次に、走査信号Ｙｉがローレベルになると、ＴＦＴ４０２はオフ状態となる。なおＴＦＴ４のゲート電極における入力インピーダンスは極めて高いので、容量素子４１０における電荷の蓄積状態は変化しない。すなわち、ＴＦＴ４のゲート・ソース間電圧は、電圧Ｖdataが印加されたときの電圧（Ｖｄｄｒ−Ｖdata）に保持される。そして有機ＥＬ素子３に流れる電流Ｉoledは、ＴＦＴ４のゲート・ソース間電圧によって定まるので、有機ＥＬ素子３には電圧Ｖdataに応じた電流Ｉoledが流れる。
【００２２】
このように電流Ｉoledの大きさは、ＴＦＴ４のゲート・ソース間電圧（Ｖｄｄｒ−Ｖdata）によって定まるので、各有機ＥＬ素子３において均一な輝度を得るためには、各画素回路４００に対して同じ電圧Ｖｄｄｒを供給することが重要となる。そこで本実施形態では、電源線を格子状に配設して、配線抵抗に起因する電圧降下を低減する。
図３は、電源線の配線図である。電源線は、素子基板の周縁部に配置された主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢと、第１副電源線Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１と、第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２とを含む。主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、有機ＥＬ素子の発光色に対応して設けられている。発光色毎に主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを設けたのは、発光色毎に発光効率が相違する有機ＥＬ素子に対して、それぞれ適当な電流を供給することにより均一な輝度を得るためである。
【００２３】
第１副電源線Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１は、行方向に平行な配線であり、その一端が主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの一辺と接続されて、他端が画素領域２６に延長されている。一方、第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２は、列方向に平行な配線であり、その一端が主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに接続されて、他端が画素領域２６に延長されている。第１副電源線Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１と第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２とは画素領域内で交差し、同一の主電源線に接続されたもの同士が副電源接続点Ｐ（図中の黒丸）で接続されている。また、第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２と各画素回路４００とが、画素接続点Ｑ（図中の白丸）において接続されている。なお画素接続点Ｑは、第１副電源線Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１または第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２のうち少なくとも一方に設ければよい。
【００２４】
このように、電源線を格子状に配設することによって、配線抵抗を大幅に低減することが可能になる。その結果、主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢにおける電源電圧Ｖｄｄｒ，Ｖｄｄｇ，Ｖｄｄｂを、各画素回路４００に対して均一に供給することが可能になり、輝度ムラおよび色ムラを大幅に改善することができるようになっている。
【００２５】
図１に戻り、ＴＦＴ４の周辺の具体的な構成について説明する。素子基板２の表面には絶縁材料からなる下地保護層２８１が形成され、その上に半導体材料であるシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。そのゲート絶縁層２８２の表面には、ゲート電極２４２が形成されている。このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部によって構成されている。なお前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と対向する領域がチャネル領域２４１ａとされている。一方、ゲート電極２４２およびゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。
【００２６】
またシリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａの一方側には低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられ、チャネル領域２４１ａの他方側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられている。このように、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain ）構造のＴＦＴ４が形成されている。
そして、高濃度ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２および第１層間絶縁層２８３を貫通するコンタクトホール２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、上述した電源線の一部によって構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２および第１層間絶縁層２８３を貫通するコンタクトホール２４４ａを介して、ソース電極２４３と同層に配置されたドレイン電極２４４に接続されている。
【００２７】
上述したソース電極２４３およびドレイン電極２４４、並びに第１層間絶縁層２８３の上層には、アクリル系やポリイミド系等の耐熱性絶縁性樹脂材料などを主体とする平坦化膜２８４が形成されている。この平坦化膜２８４は、ＴＦＴ４やソース電極２４３、ドレイン電極２４４などによる表面の凹凸をなくすために形成されたものである。
【００２８】
そして、平坦化膜２８４の表面には、複数の画素電極２３が形成されている。この画素電極２３は、平坦化膜２８４の表面にマトリクス状に配設されている。画素電極２３は、該平坦化膜２８４に設けられたコンタクトホール２３ａを介して、ドレイン電極２４４に接続されている。すなわち画素電極２３は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄに接続されている。
【００２９】
また、平坦化膜２８４の表面における画素電極２３の周囲には、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる無機隔壁２５が形成されている。さらに無機隔壁２５の表面には、ポリイミド等の有機絶縁材料からなる有機隔壁２２１が形成されている。そして、有機ＥＬ素子３の形成領域に配置された画素電極２３の上方には、無機隔壁２５の側面２５ａおよび有機隔壁２２１の側面２２１ａが配置されている。
【００３０】
そして、無機隔壁２５の側面２５ａおよび有機隔壁２２１の側面２２１ａの内側に、複数の有機機能層が積層されて、有機ＥＬ素子３が構成されている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極（第１の電極）２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入層７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、陰極（第２の電極）５０とを積層して構成されている。
【００３１】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、陽極として機能する画素電極２３は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料によって形成されている。
正孔注入層７０の形成材料としては、特に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔注入層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。
【００３２】
発光層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
【００３３】
陰極５０は、主陰極および補助陰極を積層して構成されている。主陰極として、仕事関数が３．０ｅＶ以下のＣａやＭｇ、ＬｉＦ等の材料を採用することが望ましい。これにより、主陰極に電子注入層としての機能が付与されるので、低電圧で発光層を発光させることができる。また補助陰極は、陰極全体の導電性を高めるとともに、主陰極を酸素や水分等から保護する機能を有している。そのため補助陰極として、導電性に優れたＡｌやＡｕ、Ａｇ等の金属材料を採用することが望ましい。
【００３４】
一方、陰極５０の上方には、ＳｉＯ２等からなる無機封止膜５１が形成されている。その無機封止膜５１の上方に、接着層４０を介して封止基板３０が貼り合わされている。なお、陰極５０の全体を覆う封止キャップを素子基板２の周縁部に固着し、その封止キャップの内側に水分や酸素等を吸収するゲッター剤を配置してもよい。
【００３５】
上述した有機ＥＬ装置では、画像信号がＴＦＴ４を介して所定のタイミングで画素電極２３に印加される。そして、その画素電極２３から注入された正孔と、陰極５０から注入された電子とが、発光層６０で再結合して所定波長の光が放出される。その発光光は、透明材料からなる画素電極２３、駆動回路部５および素子基板２を透過して外部に取り出される。これにより、素子基板２側において画像表示が行われるようになっている。なお、無機隔壁２５は絶縁材料で構成されているので、無機隔壁２５の側面２５ａの内側のみに電流が流れて発光層６０が発光する。そのため、無機隔壁２５の側面２５ａの内側が有機ＥＬ素子３の画素領域２６となっている。
【００３６】
（高抵抗部）
図４は、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。第１実施形態に係る有機ＥＬ装置では、上述した陰極に高抵抗部８０が設けられている。高抵抗部８０は、陰極の他の部分より電気抵抗が高い部分である。高抵抗部８０は、平面視において矩形状に形成され、駆動回路部に埋設された電源線８と平面視において重なるように配置されている。なお電源線８は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置における開口率の低下を防止するため、マトリクス状に配置された画素領域２６の周囲に格子状に配設されている。そこで高抵抗部８０は、複数の画素領域２６のピッチに同期して画素領域２６の周囲に配置されている。すなわち、縦方向または横方向に隣接する画素領域２６の間に、それぞれ高抵抗部８０が形成されている。
【００３７】
図５（ａ）は、図４のＡ−Ａ線における側面断面図である。図５（ａ）に示すように、陰極５０の高抵抗部８０の厚さは、陰極５０の他の部分（以下「低抵抗部」という。）の厚さより、薄く形成されている。具体的には、低抵抗部の厚さが３００〜４００ｎｍ程度であるのに対して、高抵抗部８０の厚さは５０〜１００ｎｍ程度に形成されている。これにより、高抵抗部の電気抵抗を低抵抗部より高くすることができる。なお、陰極５０を構成する主陰極および補助陰極のうち、少なくとも補助陰極の厚さを変化させて、高抵抗部および低抵抗部を構成することが望ましい。導電性に優れた補助陰極の厚さを変化させることにより、高抵抗部８０の電気抵抗を低抵抗部より高くすることができるからである。
【００３８】
また補助陰極は、正の温度係数を有する材料を含んで構成されていることが望ましい。正の温度係数を有する材料とは、温度の上昇に伴って電気抵抗が上昇する材料であり、具体的には金属Ｎｉ等が該当する。この場合、電源線８と陰極との短絡が発生しても、その周囲の温度上昇に伴って電気抵抗を上昇させることができる。したがって、短絡の連鎖を効果的に抑制することができる。
【００３９】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法につき、図５（ａ）を用いて説明する。まず、素子基板の表面に駆動回路部（不図示）を形成する。その駆動回路部の表面に、画素電極２３をマトリクス状に形成する。その画素電極２３の周囲に、無機隔壁２５および有機隔壁２２１を形成する。その無機隔壁２５および有機隔壁２２１の開口部に、正孔注入層７０や発光層６０等の有機機能層を形成する。有機機能層の形成には、インクジェット法等の液相プロセスおよび減圧乾燥を採用することが望ましい。その場合、有機機能層の形成前に、予め画素電極２３の表面に親液処理を施すとともに、有機隔壁２２１の側面および上面に撥液処理を施しておくことが望ましい。
【００４０】
次に、蒸着法やスパッタ法等により陰極５０を形成する。具体的には、まず素子基板の表面全体に主陰極を形成する。次に、主陰極の表面全体に下層補助陰極を形成する。この下層補助陰極の厚さは、積層された主陰極および下層補助陰極により高抵抗部８０を構成しうる厚さとする。次に、高抵抗部８０を遮蔽するハードマスクを用いて蒸着処理を行うことにより、下層補助陰極の表面に上層補助陰極を形成する。この上層補助陰極の厚さは、積層された主陰極、下層補助陰極および上層補助陰極により低抵抗部を構成しうる厚さとする。なお高抵抗部８０を遮蔽するハードマスクについては第２実施形態で詳述する。以上により、高抵抗部８０および低抵抗部を備えた陰極５０が形成される。その後、陰極５０の表面に無機封止膜５１を形成する。
【００４１】
図５（ｂ）は、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の変形例の側面断面図である。この変形例では、陰極５０を開口させて高抵抗部８０が形成されている。その陰極５０の開口には、ＳｉＯ２等の電気絶縁性材料からなる無機封止膜５１が充填される。この高抵抗部８０を形成するには、高抵抗部８０を遮蔽するハードマスクを用いて、素子基板の表面に主陰極および補助陰極を順次形成すればよい。この構成によれば、蒸着処理の回数を低減することができるので、製造プロセスを簡略化することが可能になる。この場合でも、高抵抗部８０は画素領域の周囲に配置されているので、有機ＥＬ素子の発光性能を低下させることはない。
【００４２】
次に、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の作用について説明する。有機ＥＬ素子は電流制御型素子であり、充分な輝度を得るため陰極には大きな電流が流れるので、図９（ｂ）に矢印５５で示す電源線８と陰極５０との間に短絡が発生するおそれがある。ひとたび短絡が発生すると、その部分に大きな電流が流れ、駆動回路を焼損させるだけでなく、隣接する領域が連鎖的に短絡することになる。そして図９（ａ）に示すように、電源線８が格子状に形成されているので、電源線８に沿った短絡の連鎖が基板全面に拡大するおそれがある。
【００４３】
これに対して、図４に示す本実施形態の有機ＥＬ装置では、陰極の一部分に高抵抗部８０が設けられ、その高抵抗部８０は格子状に配置された電源線８と平面視において重なるように配置されている。この構成によれば、電源線８と陰極との間に短絡が発生して大きな電流が流れても、高抵抗部８０には大きな電流が流れないので、電源線８に沿った短絡の連鎖を抑制することができる。しかも、複数の高抵抗部８０が画素領域２６のピッチと同期して画素領域２６の周囲に設けられているので、短絡の連鎖を最小限に抑制することができる。これにより、短絡に伴う異常発熱を防止して、有機ＥＬ装置の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
なお第１実施形態では、縦方向または横方向に隣接する画素領域２６の間にそれぞれ高抵抗部８０を配設した。この場合、縦方向または横方向のいずれか一方向に延設された電源線８と平面視において重なるように、高抵抗部８０が配設されることになる。これに対して、格子状に配設された電源線８の交差部９と平面視において重なるように、高抵抗部を配設してもよい。電源線８の交差部９では、電源線８が積層されて陰極との距離が短くなり、短絡が発生しやすくなっている。そこで、この交差部９と平面視において重なる部分に高抵抗部を配置することにより、短絡の連鎖を効果的に抑制することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置につき、図６および図７を用いて説明する。
図６は、第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。第２実施形態に係る有機ＥＬ装置は、複数の高抵抗部８０が画素領域２６のピッチと同期しないように配置されている点で、第１実施形態と相違している。なお第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の陰極にも、複数の高抵抗部８０が設けられている。この高抵抗部８０は、画素領域２６より面積の大きい矩形状とされ、画素領域２６の配列方向と交差する方向に整列配置されている。すなわち第２実施形態では、複数の高抵抗部８０が、複数の画素領域２６のピッチと同期しないように配置されている。なお第１実施形態と同様に、電源線８は画素領域２６の周辺に、格子状に配設されている。これにより高抵抗部８０は、その少なくとも一部が、駆動回路部に埋設された電源線８と平面視において重なるように配設されている。このように、画素領域２６の配列方向と交差する方向に複数の高抵抗部８０を整列配置することにより、高抵抗部８０と電源線８とが平面視において重なる機会が多くなるので、短絡の連鎖を最小限に抑制することができる。
【００４７】
なお第２実施形態では、高抵抗部８０と画素領域２６とが平面視において重なる部分も多い。しかしながら、島状に形成された高抵抗部の周囲には網目状に低抵抗部が形成されているので、各高抵抗部に対して画素領域の駆動に必要な電流を供給することができる。したがって、有機ＥＬ装置の発光性能を低下させることはない。
【００４８】
第１実施形態と同様に、陰極の高抵抗部８０の厚さは、陰極の低抵抗部の厚さより薄く形成されている。このような陰極を形成するには、まず素子基板の表面全体に主陰極を形成する。次に、主陰極の表面全体に下層補助陰極を形成する。この下層補助陰極の厚さは、積層された主陰極および下層補助陰極により高抵抗部８０を構成しうる厚さとする。次に、高抵抗部８０を遮蔽するハードマスクを用いて、下層補助陰極の表面に上層補助陰極を形成する。この上層補助陰極の厚さは、積層された主陰極、下層補助陰極および上層補助陰極により低抵抗部を構成しうる厚さとする。
【００４９】
図７は、高抵抗部を遮蔽するハードマスクの平面図である。陰極において高抵抗部は島状に形成されるため、ハードマスク８１における高抵抗部の遮蔽部８２は遊離することになる。そこで、複数の遮蔽部８２を細い連結部材８４で連結してハードマスク８１が構成されている。そして、このハードマスク８１を素子基板の表面に配置する。なお第２実施形態では、画素領域のピッチと同期しないように高抵抗部を形成するので、素子基板に対してハードマスク８１を厳密に位置合わせする必要がない。次に、蒸着法やスパッタ法等により上層補助陰極を形成する。この場合、蒸着粒子は遮蔽部８２に遮られて高抵抗部の形成領域に付着せず、低抵抗部の形成領域のみに付着する。なお低抵抗部の形成領域には連結部材８４が配置されているが、ハードマスク８１を素子基板の表面から少し離して配置することにより、蒸着粒子が細い連結部材８４を回り込んで付着する。また連結部材８４の位置において低抵抗部の厚さが若干薄く形成されても、有機ＥＬ装置の発光性能を低下させることはない。さらに高抵抗部の輪郭が鮮明に形成されなくても、有機ＥＬ装置の発光性能に影響を与えることはない。
以上により、図６に示す高抵抗部８０および低抵抗部を備えた陰極が形成される。
【００５０】
図６に示す第２実施形態の有機ＥＬ装置では、高抵抗部の少なくとも一部が、平面視において電源線８と重なるように配設されている。この構成によれば、電源線８と陰極との間に短絡が発生して大きな電流が流れても、高抵抗部８０には大きな電流が流れないので、電源線８に沿った短絡の連鎖を抑制することができる。そして第２実施形態では、画素領域のピッチと同期しないように高抵抗部を配設するので、素子基板に対してハードマスクを厳密に位置合わせする必要がない。したがって、製造プロセスを簡略化することができる。
【００５１】
（電子機器）
図８は、本発明に係る電子機器の一構成例である薄型大画面テレビの斜視構成図である。図８に示す薄型大画面テレビ１２００は、上記実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部１２０１と、筐体１２０２と、スピーカ等の音声出力部１２０３とを主体として構成されている。
【００５２】
このような大画面テレビ１２００では、多数の有機ＥＬ素子がマトリクス状に配設されているので、中央部の有機ＥＬ素子では電源線の配線抵抗による電圧降下が顕著になる。この配線抵抗による電圧降下を抑制するため、大画面テレビ１２００では、電源線が格子状に配設されている。したがって、上記実施形態の有機ＥＬ装置を表示部１２０１に採用することにより、短絡の連鎖が画面全体に拡大するのを抑制することができる。これにより、信頼性に優れた大画面テレビを提供することができる。
【００５３】
なお本発明の有機ＥＬ装置は、電源線が格子状に配設されている場合だけでなく、電源線がストライプ状に配設されている場合にも適用することが可能である。また本発明にいう配線には、電源線だけでなく走査線やデータ線等の制御線も含まれる。そのため、本発明の有機ＥＬ装置は、制御線と陰極との短絡の連鎖を抑制する場合にも適用することが可能である。
【００５４】
したがって、本発明の有機ＥＬ装置を備えた電子機器としては、大画面テレビに限られず、例えばデジタルカメラやパーソナルコンピュータ、小型テレビ、携帯用テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ＰＤＡ、携帯用ゲーム機、ページャ、電子手帳、電卓、時計、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などを挙げることができる。また本発明における有機ＥＬ装置を備えた電子機器として、車載用オーディオ機器や自動車用計器、カーナビゲーション装置等の車載用ディスプレイ、プリンタ用の光書き込みヘッドなどを挙げることもできる。
【００５５】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態ではボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を例にして説明したが、トップエミッション型の有機ＥＬ装置に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】一般的な有機ＥＬ装置の側面断面図である。
【図２】画素回路の回路図である。
【図３】電源線の配線図である。
【図４】第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。
【図５】第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。
【図６】第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。
【図７】高抵抗部を遮蔽するハードマスクの平面図である。
【図８】薄型大画面テレビの斜視構成図である。
【図９】従来の有機ＥＬ装置の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
８‥電源線 ２６‥画素領域 ８０‥高抵抗部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
次世代の表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）が期待されている。
図９は従来の有機ＥＬ装置の説明図であり、図９（ａ）は平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ線における側面断面図である。図９（ａ）に示すように、一般的な有機ＥＬ装置は、複数の有機ＥＬ素子３をマトリクス状に配設して構成されている。具体的には図９（ｂ）に示すように、ガラス基板２の表面に駆動回路部５が形成され、その駆動回路部５の表面に有機ＥＬ素子３が形成されている。有機ＥＬ素子３は、陽極となる画素電極２３と、有機機能層（正孔注入層や発光層６０、電子輸送層等）と、陰極５０とを順次積層して構成されている。そして、画素電極２３および陰極５０によって有機機能層に電流を供給することにより、発光層６０を発光させるようになっている。
【０００３】
駆動回路部５には、基板２の周縁部から画素電極２３に対して電流を供給する電源線８が配設されている。なお図９（ａ）に示すように、複数の有機ＥＬ素子３がマトリクス状に配設されているので、基板中央部の有機ＥＬ素子３では、電源線８の配線抵抗による電圧降下が顕著になる。この配線抵抗による電圧降下を抑制するため、電源線８は格子状に配設されている。そして縦横の電源線８により、各有機ＥＬ素子３に対して電流を供給しうるようになっている。
【特許文献１】特開２００１―２３００８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９（ｂ）に示すように、電源線８は有機ＥＬ素子３の周囲に配設されている。また、有機ＥＬ素子３の陰極５０は基板２の全面に形成されている。有機ＥＬ素子は電流制御型素子であり、充分な輝度を得るため陰極５０には大きな電流が流れるので、矢印５５で示す電源線８と陰極５０との間に短絡が発生するおそれがある。ひとたび短絡が発生すると、その部分に大きな電流が流れ、駆動回路を焼損させるだけでなく、隣接する部分が連鎖的に短絡することになる。そして図９（ａ）に示すように、電源線８が格子状に形成されているので、電源線８に沿った短絡の連鎖が基板全面に拡大するという問題がある。
【０００５】
なお従来の有機ＥＬ装置では、陰極の面抵抗による電圧降下を低減するため、陰極を低抵抗化する傾向にあった（例えば、特許文献１参照）。しかしながらこの構成では、陰極に流れる電流が増加するため、電源線との短絡が発生しやすくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、短絡の連鎖を抑制することが可能な有機ＥＬ装置の提供を目的とする。
また信頼性に優れた電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の有機ＥＬ装置は、第１の電極と、前記第１の電極を駆動する配線と、他の部分よりも電気抵抗の高い高抵抗部を有し、前記高抵抗部の少なくとも一部が前記配線と平面的に重なるように配置された第２の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極によって挟持された発光層と、を有することを特徴とする。
なお「平面的に」とは、電極等の形成面に対して垂直となる方向から見た場合をいう。
この構成によれば、配線と第２の電極との間に短絡が発生して大きな電流が流れても、高抵抗部には大きな電流が流れないので、配線に沿った短絡の連鎖を抑制することができる。また第２の電極の一部分に高抵抗部が形成されているので、有機ＥＬ装置の発光性能を低下させることはない。
【０００８】
また前記配線は、格子状に配設されていてもよい。
この場合でも、配線に沿った短絡の連鎖が平面的に拡大するのを抑制することができる。
【０００９】
また複数の前記発光層が配列形成されるとともに、前記第２の電極は複数の前記高抵抗部を備え、前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層のピッチと同期して、前記発光層の周囲に配置されていることが望ましい。
この構成によれば、短絡の連鎖を最小限に抑制することができる。
【００１０】
また前記高抵抗部は、格子状に配設された前記配線の交差部と平面視において重なるように配置されていることが望ましい。
配線の交差部では、配線が積層されて第２の電極との距離が短くなり、短絡が発生しやすくなっている。そこで上記構成とすることにより、短絡の連鎖を効果的に抑制することができる。
【００１１】
また前記高抵抗部は、前記第２の電極を開口して形成されていることが望ましい。
この構成によれば、第２の電極を薄肉化して高抵抗部を形成する場合と比べて、製造プロセスを簡略化することができる。この場合でも、高抵抗部は発光層の周囲に配置されているので、有機ＥＬ装置の発光性能を低下させることはない。
【００１２】
また複数の前記発光層が配列形成されるとともに、前記第２の電極は複数の前記高抵抗部を備え、前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層のピッチと同期しないように配置されていることが望ましい。
この構成によれば、高抵抗部と発光層との位置合わせを厳密に行う必要がないので、製造プロセスを簡略化することができる。
【００１３】
また前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層の配列方向と交差する方向に整列配置されていることが望ましい。
この構成によれば、高抵抗部と配線とが平面視において重なる機会が多くなるので、短絡の連鎖を最小限に抑制することができる。
【００１４】
また前記第２の電極において、少なくとも前記高抵抗部以外の部分は、正の温度係数を有する材料を含んで構成されていることが望ましい。
この構成によれば、配線と第２の電極との短絡が発生しても、その周囲の温度上昇に伴って電気抵抗を上昇させることが可能になり、短絡の連鎖を効果的に抑制することができる。
【００１５】
一方、本発明の電子機器は、上述した有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、短絡の連鎖を抑制することが可能な有機ＥＬ装置を備えているので、信頼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】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で参照する各図面においては、理解を容易にするために、各構成要素の寸法等を適宜変更して表示している。なお「平面視」とは、基板面に対して垂直となる方向から見ることをいう。
【００１７】
（第１実施形態）
最初に、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置につき、図１ないし図３を用いて説明する。
図１は、一般的な有機ＥＬ装置の側面断面図である。有機ＥＬ装置は、素子基板２と、素子基板２の表面に配設された駆動回路部５と、駆動回路部５の表面の画素領域２６に配設された有機ＥＬ素子３と、有機ＥＬ素子３を封止する封止基板３０とを主として構成されている。この有機ＥＬ素子３は、平面視において矩形状や円形状、長円形状等に形成され、素子基板２上にマトリクス状に整列配置されている。本実施形態では、有機ＥＬ素子３における発光光を素子基板２側から取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を例にして説明する。
【００１８】
（有機ＥＬ装置）
ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置では、発光層６０における発光光を素子基板２側から取り出すので、素子基板２としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラスや石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等を用いることが可能であり、特にガラス基板が好適に用いられる。
【００１９】
素子基板２上には、有機ＥＬ素子３の駆動用ＴＦＴ４（駆動素子４）などを含む駆動回路部５が形成されている。なお、駆動回路を備えた半導体素子を素子基板２に実装して有機ＥＬ装置を構成することも可能である。
【００２０】
図２は、画素回路の回路図である。画素領域２６には、画素回路４００が形成されている。画素回路４００は、２個の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」と省略する）４，４０２と、容量素子４１０と、有機ＥＬ素子３とを備えている。このうち、ｐチャネル型のＴＦＴ４のソース電極Ｓは、画素接続点Ｑにおいて電源線Ｌｒ２に接続され、そのドレイン電極Ｄは有機ＥＬ素子３の陽極に接続されている。また、ＴＦＴ４のソース電極Ｓとゲート電極Ｇとの間には、容量素子４１０が設けられている。一方、ＴＦＴ４０２のゲート電極は走査線１０１に接続され、そのソース電極はデータ線１０３に接続され、そのドレイン電極はＴＦＴ４のゲート電極に接続されている。
【００２１】
このような構成において、走査信号Ｙｉがハイレベルになると、ｎチャネル型ＴＦＴ４０２がオン状態となるので、接続点Ｚの電圧が電圧Ｖdataと等しくなる。このとき、容量素子４１０にはＶｄｄｒ−Ｖdataに相当する電荷が蓄積される。次に、走査信号Ｙｉがローレベルになると、ＴＦＴ４０２はオフ状態となる。なおＴＦＴ４のゲート電極における入力インピーダンスは極めて高いので、容量素子４１０における電荷の蓄積状態は変化しない。すなわち、ＴＦＴ４のゲート・ソース間電圧は、電圧Ｖdataが印加されたときの電圧（Ｖｄｄｒ−Ｖdata）に保持される。そして有機ＥＬ素子３に流れる電流Ｉoledは、ＴＦＴ４のゲート・ソース間電圧によって定まるので、有機ＥＬ素子３には電圧Ｖdataに応じた電流Ｉoledが流れる。
【００２２】
このように電流Ｉoledの大きさは、ＴＦＴ４のゲート・ソース間電圧（Ｖｄｄｒ−Ｖdata）によって定まるので、各有機ＥＬ素子３において均一な輝度を得るためには、各画素回路４００に対して同じ電圧Ｖｄｄｒを供給することが重要となる。そこで本実施形態では、電源線を格子状に配設して、配線抵抗に起因する電圧降下を低減する。
図３は、電源線の配線図である。電源線は、素子基板の周縁部に配置された主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢと、第１副電源線Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１と、第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２とを含む。主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、有機ＥＬ素子の発光色に対応して設けられている。発光色毎に主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを設けたのは、発光色毎に発光効率が相違する有機ＥＬ素子に対して、それぞれ適当な電流を供給することにより均一な輝度を得るためである。
【００２３】
第１副電源線Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１は、行方向に平行な配線であり、その一端が主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの一辺と接続されて、他端が画素領域２６に延長されている。一方、第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２は、列方向に平行な配線であり、その一端が主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに接続されて、他端が画素領域２６に延長されている。第１副電源線Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１と第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２とは画素領域内で交差し、同一の主電源線に接続されたもの同士が副電源接続点Ｐ（図中の黒丸）で接続されている。また、第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２と各画素回路４００とが、画素接続点Ｑ（図中の白丸）において接続されている。なお画素接続点Ｑは、第１副電源線Ｌｒ１，Ｌｇ１，Ｌｂ１または第２副電源線Ｌｒ２，Ｌｇ２，Ｌｂ２のうち少なくとも一方に設ければよい。
【００２４】
このように、電源線を格子状に配設することによって、配線抵抗を大幅に低減することが可能になる。その結果、主電源線ＬＲ，ＬＧ，ＬＢにおける電源電圧Ｖｄｄｒ，Ｖｄｄｇ，Ｖｄｄｂを、各画素回路４００に対して均一に供給することが可能になり、輝度ムラおよび色ムラを大幅に改善することができるようになっている。
【００２５】
図１に戻り、ＴＦＴ４の周辺の具体的な構成について説明する。素子基板２の表面には絶縁材料からなる下地保護層２８１が形成され、その上に半導体材料であるシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。そのゲート絶縁層２８２の表面には、ゲート電極２４２が形成されている。このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部によって構成されている。なお前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と対向する領域がチャネル領域２４１ａとされている。一方、ゲート電極２４２およびゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。
【００２６】
またシリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａの一方側には低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられ、チャネル領域２４１ａの他方側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられている。このように、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain ）構造のＴＦＴ４が形成されている。
そして、高濃度ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２および第１層間絶縁層２８３を貫通するコンタクトホール２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、上述した電源線の一部によって構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２および第１層間絶縁層２８３を貫通するコンタクトホール２４４ａを介して、ソース電極２４３と同層に配置されたドレイン電極２４４に接続されている。
【００２７】
上述したソース電極２４３およびドレイン電極２４４、並びに第１層間絶縁層２８３の上層には、アクリル系やポリイミド系等の耐熱性絶縁性樹脂材料などを主体とする平坦化膜２８４が形成されている。この平坦化膜２８４は、ＴＦＴ４やソース電極２４３、ドレイン電極２４４などによる表面の凹凸をなくすために形成されたものである。
【００２８】
そして、平坦化膜２８４の表面には、複数の画素電極２３が形成されている。この画素電極２３は、平坦化膜２８４の表面にマトリクス状に配設されている。画素電極２３は、該平坦化膜２８４に設けられたコンタクトホール２３ａを介して、ドレイン電極２４４に接続されている。すなわち画素電極２３は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄに接続されている。
【００２９】
また、平坦化膜２８４の表面における画素電極２３の周囲には、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる無機隔壁２５が形成されている。さらに無機隔壁２５の表面には、ポリイミド等の有機絶縁材料からなる有機隔壁２２１が形成されている。そして、有機ＥＬ素子３の形成領域に配置された画素電極２３の上方には、無機隔壁２５の側面２５ａおよび有機隔壁２２１の側面２２１ａが配置されている。
【００３０】
そして、無機隔壁２５の側面２５ａおよび有機隔壁２２１の側面２２１ａの内側に、複数の有機機能層が積層されて、有機ＥＬ素子３が構成されている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極（第１の電極）２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入層７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、陰極（第２の電極）５０とを積層して構成されている。
【００３１】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、陽極として機能する画素電極２３は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料によって形成されている。
正孔注入層７０の形成材料としては、特に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔注入層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。
【００３２】
発光層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
【００３３】
陰極５０は、主陰極および補助陰極を積層して構成されている。主陰極として、仕事関数が３．０ｅＶ以下のＣａやＭｇ、ＬｉＦ等の材料を採用することが望ましい。これにより、主陰極に電子注入層としての機能が付与されるので、低電圧で発光層を発光させることができる。また補助陰極は、陰極全体の導電性を高めるとともに、主陰極を酸素や水分等から保護する機能を有している。そのため補助陰極として、導電性に優れたＡｌやＡｕ、Ａｇ等の金属材料を採用することが望ましい。
【００３４】
一方、陰極５０の上方には、ＳｉＯ２等からなる無機封止膜５１が形成されている。その無機封止膜５１の上方に、接着層４０を介して封止基板３０が貼り合わされている。なお、陰極５０の全体を覆う封止キャップを素子基板２の周縁部に固着し、その封止キャップの内側に水分や酸素等を吸収するゲッター剤を配置してもよい。
【００３５】
上述した有機ＥＬ装置では、画像信号がＴＦＴ４を介して所定のタイミングで画素電極２３に印加される。そして、その画素電極２３から注入された正孔と、陰極５０から注入された電子とが、発光層６０で再結合して所定波長の光が放出される。その発光光は、透明材料からなる画素電極２３、駆動回路部５および素子基板２を透過して外部に取り出される。これにより、素子基板２側において画像表示が行われるようになっている。なお、無機隔壁２５は絶縁材料で構成されているので、無機隔壁２５の側面２５ａの内側のみに電流が流れて発光層６０が発光する。そのため、無機隔壁２５の側面２５ａの内側が有機ＥＬ素子３の画素領域２６となっている。
【００３６】
（高抵抗部）
図４は、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。第１実施形態に係る有機ＥＬ装置では、上述した陰極に高抵抗部８０が設けられている。高抵抗部８０は、陰極の他の部分より電気抵抗が高い部分である。高抵抗部８０は、平面視において矩形状に形成され、駆動回路部に埋設された電源線８と平面視において重なるように配置されている。なお電源線８は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置における開口率の低下を防止するため、マトリクス状に配置された画素領域２６の周囲に格子状に配設されている。そこで高抵抗部８０は、複数の画素領域２６のピッチに同期して画素領域２６の周囲に配置されている。すなわち、縦方向または横方向に隣接する画素領域２６の間に、それぞれ高抵抗部８０が形成されている。
【００３７】
図５（ａ）は、図４のＡ−Ａ線における側面断面図である。図５（ａ）に示すように、陰極５０の高抵抗部８０の厚さは、陰極５０の他の部分（以下「低抵抗部」という。）の厚さより、薄く形成されている。具体的には、低抵抗部の厚さが３００〜４００ｎｍ程度であるのに対して、高抵抗部８０の厚さは５０〜１００ｎｍ程度に形成されている。これにより、高抵抗部の電気抵抗を低抵抗部より高くすることができる。なお、陰極５０を構成する主陰極および補助陰極のうち、少なくとも補助陰極の厚さを変化させて、高抵抗部および低抵抗部を構成することが望ましい。導電性に優れた補助陰極の厚さを変化させることにより、高抵抗部８０の電気抵抗を低抵抗部より高くすることができるからである。
【００３８】
また補助陰極は、正の温度係数を有する材料を含んで構成されていることが望ましい。正の温度係数を有する材料とは、温度の上昇に伴って電気抵抗が上昇する材料であり、具体的には金属Ｎｉ等が該当する。この場合、電源線８と陰極との短絡が発生しても、その周囲の温度上昇に伴って電気抵抗を上昇させることができる。したがって、短絡の連鎖を効果的に抑制することができる。
【００３９】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法につき、図５（ａ）を用いて説明する。まず、素子基板の表面に駆動回路部（不図示）を形成する。その駆動回路部の表面に、画素電極２３をマトリクス状に形成する。その画素電極２３の周囲に、無機隔壁２５および有機隔壁２２１を形成する。その無機隔壁２５および有機隔壁２２１の開口部に、正孔注入層７０や発光層６０等の有機機能層を形成する。有機機能層の形成には、インクジェット法等の液相プロセスおよび減圧乾燥を採用することが望ましい。その場合、有機機能層の形成前に、予め画素電極２３の表面に親液処理を施すとともに、有機隔壁２２１の側面および上面に撥液処理を施しておくことが望ましい。
【００４０】
次に、蒸着法やスパッタ法等により陰極５０を形成する。具体的には、まず素子基板の表面全体に主陰極を形成する。次に、主陰極の表面全体に下層補助陰極を形成する。この下層補助陰極の厚さは、積層された主陰極および下層補助陰極により高抵抗部８０を構成しうる厚さとする。次に、高抵抗部８０を遮蔽するハードマスクを用いて蒸着処理を行うことにより、下層補助陰極の表面に上層補助陰極を形成する。この上層補助陰極の厚さは、積層された主陰極、下層補助陰極および上層補助陰極により低抵抗部を構成しうる厚さとする。なお高抵抗部８０を遮蔽するハードマスクについては第２実施形態で詳述する。以上により、高抵抗部８０および低抵抗部を備えた陰極５０が形成される。その後、陰極５０の表面に無機封止膜５１を形成する。
【００４１】
図５（ｂ）は、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の変形例の側面断面図である。この変形例では、陰極５０を開口させて高抵抗部８０が形成されている。その陰極５０の開口には、ＳｉＯ２等の電気絶縁性材料からなる無機封止膜５１が充填される。この高抵抗部８０を形成するには、高抵抗部８０を遮蔽するハードマスクを用いて、素子基板の表面に主陰極および補助陰極を順次形成すればよい。この構成によれば、蒸着処理の回数を低減することができるので、製造プロセスを簡略化することが可能になる。この場合でも、高抵抗部８０は画素領域の周囲に配置されているので、有機ＥＬ素子の発光性能を低下させることはない。
【００４２】
次に、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の作用について説明する。有機ＥＬ素子は電流制御型素子であり、充分な輝度を得るため陰極には大きな電流が流れるので、図９（ｂ）に矢印５５で示す電源線８と陰極５０との間に短絡が発生するおそれがある。ひとたび短絡が発生すると、その部分に大きな電流が流れ、駆動回路を焼損させるだけでなく、隣接する領域が連鎖的に短絡することになる。そして図９（ａ）に示すように、電源線８が格子状に形成されているので、電源線８に沿った短絡の連鎖が基板全面に拡大するおそれがある。
【００４３】
これに対して、図４に示す本実施形態の有機ＥＬ装置では、陰極の一部分に高抵抗部８０が設けられ、その高抵抗部８０は格子状に配置された電源線８と平面視において重なるように配置されている。この構成によれば、電源線８と陰極との間に短絡が発生して大きな電流が流れても、高抵抗部８０には大きな電流が流れないので、電源線８に沿った短絡の連鎖を抑制することができる。しかも、複数の高抵抗部８０が画素領域２６のピッチと同期して画素領域２６の周囲に設けられているので、短絡の連鎖を最小限に抑制することができる。これにより、短絡に伴う異常発熱を防止して、有機ＥＬ装置の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
なお第１実施形態では、縦方向または横方向に隣接する画素領域２６の間にそれぞれ高抵抗部８０を配設した。この場合、縦方向または横方向のいずれか一方向に延設された電源線８と平面視において重なるように、高抵抗部８０が配設されることになる。これに対して、格子状に配設された電源線８の交差部９と平面視において重なるように、高抵抗部を配設してもよい。電源線８の交差部９では、電源線８が積層されて陰極との距離が短くなり、短絡が発生しやすくなっている。そこで、この交差部９と平面視において重なる部分に高抵抗部を配置することにより、短絡の連鎖を効果的に抑制することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置につき、図６および図７を用いて説明する。
図６は、第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。第２実施形態に係る有機ＥＬ装置は、複数の高抵抗部８０が画素領域２６のピッチと同期しないように配置されている点で、第１実施形態と相違している。なお第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の陰極にも、複数の高抵抗部８０が設けられている。この高抵抗部８０は、画素領域２６より面積の大きい矩形状とされ、画素領域２６の配列方向と交差する方向に整列配置されている。すなわち第２実施形態では、複数の高抵抗部８０が、複数の画素領域２６のピッチと同期しないように配置されている。なお第１実施形態と同様に、電源線８は画素領域２６の周辺に、格子状に配設されている。これにより高抵抗部８０は、その少なくとも一部が、駆動回路部に埋設された電源線８と平面視において重なるように配設されている。このように、画素領域２６の配列方向と交差する方向に複数の高抵抗部８０を整列配置することにより、高抵抗部８０と電源線８とが平面視において重なる機会が多くなるので、短絡の連鎖を最小限に抑制することができる。
【００４７】
なお第２実施形態では、高抵抗部８０と画素領域２６とが平面視において重なる部分も多い。しかしながら、島状に形成された高抵抗部の周囲には網目状に低抵抗部が形成されているので、各高抵抗部に対して画素領域の駆動に必要な電流を供給することができる。したがって、有機ＥＬ装置の発光性能を低下させることはない。
【００４８】
第１実施形態と同様に、陰極の高抵抗部８０の厚さは、陰極の低抵抗部の厚さより薄く形成されている。このような陰極を形成するには、まず素子基板の表面全体に主陰極を形成する。次に、主陰極の表面全体に下層補助陰極を形成する。この下層補助陰極の厚さは、積層された主陰極および下層補助陰極により高抵抗部８０を構成しうる厚さとする。次に、高抵抗部８０を遮蔽するハードマスクを用いて、下層補助陰極の表面に上層補助陰極を形成する。この上層補助陰極の厚さは、積層された主陰極、下層補助陰極および上層補助陰極により低抵抗部を構成しうる厚さとする。
【００４９】
図７は、高抵抗部を遮蔽するハードマスクの平面図である。陰極において高抵抗部は島状に形成されるため、ハードマスク８１における高抵抗部の遮蔽部８２は遊離することになる。そこで、複数の遮蔽部８２を細い連結部材８４で連結してハードマスク８１が構成されている。そして、このハードマスク８１を素子基板の表面に配置する。なお第２実施形態では、画素領域のピッチと同期しないように高抵抗部を形成するので、素子基板に対してハードマスク８１を厳密に位置合わせする必要がない。次に、蒸着法やスパッタ法等により上層補助陰極を形成する。この場合、蒸着粒子は遮蔽部８２に遮られて高抵抗部の形成領域に付着せず、低抵抗部の形成領域のみに付着する。なお低抵抗部の形成領域には連結部材８４が配置されているが、ハードマスク８１を素子基板の表面から少し離して配置することにより、蒸着粒子が細い連結部材８４を回り込んで付着する。また連結部材８４の位置において低抵抗部の厚さが若干薄く形成されても、有機ＥＬ装置の発光性能を低下させることはない。さらに高抵抗部の輪郭が鮮明に形成されなくても、有機ＥＬ装置の発光性能に影響を与えることはない。
以上により、図６に示す高抵抗部８０および低抵抗部を備えた陰極が形成される。
【００５０】
図６に示す第２実施形態の有機ＥＬ装置では、高抵抗部の少なくとも一部が、平面視において電源線８と重なるように配設されている。この構成によれば、電源線８と陰極との間に短絡が発生して大きな電流が流れても、高抵抗部８０には大きな電流が流れないので、電源線８に沿った短絡の連鎖を抑制することができる。そして第２実施形態では、画素領域のピッチと同期しないように高抵抗部を配設するので、素子基板に対してハードマスクを厳密に位置合わせする必要がない。したがって、製造プロセスを簡略化することができる。
【００５１】
（電子機器）
図８は、本発明に係る電子機器の一構成例である薄型大画面テレビの斜視構成図である。図８に示す薄型大画面テレビ１２００は、上記実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部１２０１と、筐体１２０２と、スピーカ等の音声出力部１２０３とを主体として構成されている。
【００５２】
このような大画面テレビ１２００では、多数の有機ＥＬ素子がマトリクス状に配設されているので、中央部の有機ＥＬ素子では電源線の配線抵抗による電圧降下が顕著になる。この配線抵抗による電圧降下を抑制するため、大画面テレビ１２００では、電源線が格子状に配設されている。したがって、上記実施形態の有機ＥＬ装置を表示部１２０１に採用することにより、短絡の連鎖が画面全体に拡大するのを抑制することができる。これにより、信頼性に優れた大画面テレビを提供することができる。
【００５３】
なお本発明の有機ＥＬ装置は、電源線が格子状に配設されている場合だけでなく、電源線がストライプ状に配設されている場合にも適用することが可能である。また本発明にいう配線には、電源線だけでなく走査線やデータ線等の制御線も含まれる。そのため、本発明の有機ＥＬ装置は、制御線と陰極との短絡の連鎖を抑制する場合にも適用することが可能である。
【００５４】
したがって、本発明の有機ＥＬ装置を備えた電子機器としては、大画面テレビに限られず、例えばデジタルカメラやパーソナルコンピュータ、小型テレビ、携帯用テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ＰＤＡ、携帯用ゲーム機、ページャ、電子手帳、電卓、時計、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などを挙げることができる。また本発明における有機ＥＬ装置を備えた電子機器として、車載用オーディオ機器や自動車用計器、カーナビゲーション装置等の車載用ディスプレイ、プリンタ用の光書き込みヘッドなどを挙げることもできる。
【００５５】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態ではボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を例にして説明したが、トップエミッション型の有機ＥＬ装置に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】一般的な有機ＥＬ装置の側面断面図である。
【図２】画素回路の回路図である。
【図３】電源線の配線図である。
【図４】第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。
【図５】第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。
【図６】第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。
【図７】高抵抗部を遮蔽するハードマスクの平面図である。
【図８】薄型大画面テレビの斜視構成図である。
【図９】従来の有機ＥＬ装置の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
８‥電源線 ２６‥画素領域 ８０‥高抵抗部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
前記第１の電極を駆動する配線と、
他の部分よりも電気抵抗の高い高抵抗部を有し、前記高抵抗部の少なくとも一部が前記配線と平面的に重なるように配置された第２の電極と、
前記第１の電極および前記第２の電極によって挟持された発光層と、
を有することを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記配線は、格子状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
複数の前記発光層が配列形成されるとともに、前記第２の電極は複数の前記高抵抗部を備え、
前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層のピッチと同期して、前記発光層の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記高抵抗部は、格子状に配設された前記配線の交差部と平面的に重なるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記高抵抗部は、前記第２の電極を開口して形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
複数の前記発光層が配列形成されるとともに、前記第２の電極は複数の前記高抵抗部を備え、
前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層のピッチと同期しないように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層の配列方向と交差する方向に整列配置されていることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項８】
前記第２の電極において、少なくとも前記高抵抗部以外の部分は、正の温度係数を有する材料を含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
第１の電極と、
前記第１の電極を駆動する配線と、
他の部分よりも電気抵抗の高い高抵抗部を有し、前記高抵抗部の少なくとも一部が前記配線と平面的に重なるように配置された第２の電極と、
前記第１の電極および前記第２の電極によって挟持された発光層と、
を有することを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記配線は、格子状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
複数の前記発光層が配列形成されるとともに、前記第２の電極は複数の前記高抵抗部を備え、
前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層のピッチと同期して、前記発光層の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記高抵抗部は、格子状に配設された前記配線の交差部と平面的に重なるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記高抵抗部は、前記第２の電極を開口して形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
複数の前記発光層が配列形成されるとともに、前記第２の電極は複数の前記高抵抗部を備え、
前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層のピッチと同期しないように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
前記複数の高抵抗部は、前記複数の発光層の配列方向と交差する方向に整列配置されていることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項８】
前記第２の電極において、少なくとも前記高抵抗部以外の部分は、正の温度係数を有する材料を含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の有機ＥＬ装置を備えた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８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２５２９９０（Ｐ２００６−２５２９９０Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６８６９３（Ｐ２００５−６８６９３）
【出願日】平成１７年３月１１日（２００５．３．１１）
【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１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１１日（２００５．３．１１）
【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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