JP2010040510A - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子が複数積層された構成で、コンタクトホールと重畳する領域からの発光を抑制することを課題とする。
【解決手段】 積層型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、第１の電極又は第２の電極が駆動回路と電気的に接続するためのコンタクトホールを有し、コンタクトホールには、第１の電極又は第２の電極と、第２の有機化合物層とがあり、コンタクトホールにある第２の有機化合物層は発光しない。
【選択図】 図３

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。詳しくは、有機化合物層を有する複数の画素を有し、その画素が複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を厚み方向に積層している有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。

近年、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子と記す）を用いたフラットパネルディスプレイが注目されている。特に、有機ＥＬ素子は、駆動電圧が低い、高速応答である、大面積化が比較的容易であるなどの利点により、材料、デバイスの両面から精力的に研究開発が行われている。

特許文献１にはトップエミッション型有機ＥＬ素子を複数積層した構成の多色発光素子を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置が記載されている。また、基板上に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）を用いたアクティブ画素回路が設けられ、この画素回路の上層に層間絶縁膜が備えられている。２層目と３層目の発光素子の、一対の電極の片方が、１層目と２層目の有機化合物層および層間絶縁膜に開けられたコンタクトホールを介してＴＦＴの出力電極にそれぞれ電気的に接続されている。ここで、コンタクトホールとは表示装置を構成する各構成層において、一部を除去して上下の層を電気的に接続するために空けられた貫通孔のことである。

特開２００７−０１２３５９号公報

一般的に有機ＥＬ素子は０．０５μｍ〜０．３０μｍ程度の膜厚（層厚）の有機化合物層を電極間に挟持した構造であるため、発光層から出る光は電極間において光干渉効果の影響を受ける。

特許文献１の表示装置の場合、１層目の有機化合物層に開けられたコンタクトホールはその壁が傾斜している。２層目の有機化合物層はそのコンタクホール内にまで設けられる。そのためコンタクトホールにおける２層目の有機化合物層の膜厚は、画素領域に設けられている膜厚と異なってしまう。

そしてコンタクトホール内の２層目の有機化合物層も電極間に挟まれて配置されているため発光する。即ちコンタクトホール内と画素領域のそれぞれにおいて２層目の有機化合物層の膜厚が異なっているため、即ち干渉効果によって強められる光が異なるため発光色が変化する。

また３層目の発光素子に注目すると、２層目の有機化合物層に開けられたコンタクトホールによって同様の影響を受ける。

よって本発明は、コンタクトホールを有する積層型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、コンタクトホールに第２の素子の構成要素が配置されていてもコンタクトホールにおいて発光させないことを目的とする。

よって本発明は、駆動回路が配置された基体と、複数の画素とを有し、前記画素が前記基体側から順に、第１の電極と、第１の有機化合物層と、第２の電極と、第２の有機化合物層と、第３の電極とを有し、前記第１の電極又は前記第２の電極が前記駆動回路と電気的に接続するためのコンタクトホールを有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記コンタクトホールには、前記基体側から順に、前記第１の電極又は前記第２の電極と、前記第２の有機化合物層とがあり、前記コンタクトホールにある前記第２の有機化合物層は発光しないことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供する。

本発明により、コンタクトホール部における有機化合物層が発光できないので、コンタクトホールに第２の素子の構成要素が配置されていても第２の素子による発光色とは異なる発光色の光が有機エレクトロルミネッセンス表示装置から取り出されない。

第１の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の１画素を示す斜視図 （ａ）第１の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の１画素の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図、（ｃ）（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図 （ａ）第２の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の１画素の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ｂ−Ｃ線に沿って切断した断面図、（ｃ）第２の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の表示領域端部の平面模式図 第２の実施形態に係る他の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の１画素の平面模式図 第２の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を表す図

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置は複数の画素を基体面内に有している。画素は第１および第２の素子を有し、それぞれの素子が互いに積層された、即ち、第２の素子が第１の素子の上に配置されている。素子は有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）である。

第２の素子を駆動する駆動トランジスタが第２の素子の一方の電極（第２の電極）と、第１の素子を構成する第１の有機化合物層に設けられているコンタクトホールを介して接続している。

そしてコンタクトホールにおいても第２の素子の構成要素が設けられているので、何も工夫しないとコンタクトホールにおいて第２の素子が発光する。コンタクトホールには傾斜あるいは段差があり、コンタクトホールに形成された第２の素子の第２の有機化合物層の膜厚が、画素領域に形成された第２の有機化合物層の膜厚と異なっている。このため、コンタクトホールと画素領域とで、光学干渉効果によって強められる光が異なってしまう。このため、第２の素子が発光する際の色純度が低下してしまう。

本発明では、この課題に対して、コンタクトホールにおいて第２の素子が発光するのを防ぐ工夫、より具体的にはコンタクトホールにおいて第２の素子の第２の有機化合物層が発光しないように工夫が施されている。その結果、コンタクトホールに第２の素子の構成要素が層厚方向に配置されていても第２の素子による発光色とは異なる発光色の光が有機エレクトロルミネッセンス表示装置から取り出されない。

コンタクトホールにおいて、第２の素子の第２の有機化合物層を発光させない工夫としては、コンタクトホールにおいて第２の電極と第２の有機化合物層との間に絶縁層を設けることを挙げることができる。ほかには第２の有機化合物層の一部を改質し絶縁化させることを挙げることができる。また、第２の電極をコンタクトホールに設けないことを挙げることもできる。

画素は複数の素子を有し、それぞれの素子は個別に発光、非発光の駆動がなされる。画素は少なくとも第１および第２の素子を有している。有機エレクトロルミネッセンス素子は、互いに対向する一対の電極とその間に配置される有機化合物層とを少なくとも構成要素としている。

第１の素子は、少なくとも第１の電極と第１の有機化合物層と第２の電極とから構成されている。第２の素子は、少なくとも第２の電極と第２の有機化合物層と第３の電極とから構成されている。また第２の素子は第１の素子の上に配置されている。そして第２の電極は第１の素子の一対の電極の一方の電極であるとともに、第２の素子の一対の電極の一方の電極でもある。

第２の電極は一方の素子からの発光を他方の素子を介して外に取り出すために透明である。したがって第２の電極は本発明において共通透明電極と呼ぶ。

第１の素子と第２の素子と基体との配置順序は、基体、第１の電極、第１の有機化合物層、第２の電極（共通透明電極）、第２の有機化合物層、第３の電極の順で配置されている。透明とは、可視光（波長帯域３８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下）において５０％以上の透過率を有することをいう。

ここで本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置は基体側から光を取り出す構成にしてもよいし、あるいは第３の電極の上から光を取り出す構成であっても良い。

後者の構成の場合、第３の電極は各素子からの光を透過する透明電極である。一方第１の電極は素子からの光を反射させるため、それ自体が光を反射する電極であっても良いし、あるいは反射層と透明電極との積層体であってもよい。

基体はどのような材質のものでも良い。例えばガラスのような透明な部材でもよいし、あるいは光をほとんど透過させない部材でもよい。

基体には駆動回路として駆動トランジスタを設けていても良い。その場合、基体に設けた駆動トランジスタと第１の素子の第１の電極を絶縁分離する絶縁層が設けられていることが好ましい。駆動トランジスタは素子の発光、非発光を制御するものである。具体的にはＴＦＴ等を挙げることができる。

有機化合物層は単層でも複数層でもよい。複数層の場合、発光層と他の層とから構成されていても良い。他の層とは例えば正孔注入層や正孔輸送層や電子ブロッキング層や正孔ブロッキング層や電子輸送層や正孔輸送層のことである。他の層は適宜選ぶことができる。

発光層は発光材料となる有機化合物層のみから構成されていてもよい。あるいは発光層は主成分であるホスト材料と、副成分でありその素子の発光色となるゲスト材料とを少なくとも有する構成でもよい。画素を構成するそれぞれの素子は異なる色を発することが好ましい。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は画素に更に第３および第４の素子を有していても良い。第３の素子は第１の素子の面内に設けられればよい。そして第４の素子は第２の素子の面内に設けられればよい。その場合第３の素子は第１の電極と第３の化合物層と第４の電極とから少なくとも構成されている。

また第４の素子は第４の電極と第２の有機化合層と第３の電極とから少なくとも構成されている。そして第４の電極は第３の素子と第４の素子のそれぞれの素子の構成要素である一対の電極のうちの一方の電極である。したがって第４の電極は共通透明電極である。

更に第３の有機化合物層は第１の有機化合物層と組成が異なっている。また第４の素子の第２の有機化合物層と第２の素子の第２の有機化合物層とは連続して作成された同一組成で、かつ膜厚の等しい第２の有機化合物層である。

このような構成にすると、第１の素子と第３の素子が面内に配置され、それらの上に第３および第４の素子が互いに同一面内に配置される。そして第１の素子と第３の素子は互いに異なる色を発する素子であり、第２の素子と第４の素子は互いに同じ色を発する素子である。第２の素子と第４の素子はそれぞれ駆動を同じにしても良いし独立して駆動しても良い。

その結果第１の素子と第３の素子と第２、第４の素子が異なる色を発する素子であってよい。例えば第２、第４の素子が青色発光する素子として、また第１の素子と第３の素子の一方が赤色発光する素子で他方が緑色発光する素子としてもよく、その場合これらを有する画素は、フルカラー表示ができる画素である。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、フラットパネルディスプレイとして好ましく用いることができる。

また本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、撮像部と表示部とを少なくとも有する撮像装置の表示部に好ましく用いることができる。撮像装置とは例えばスチルカメラあるいはビデオカメラのことである。撮像装置はデジタルカメラでもよくあるいは撮像した画像をフィルムに記録するフィルムタイプのカメラであってもよい。

以下、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を示す概略斜視図である。図１において表示領域２は複数の画素１が面内にマトリクス状に配置される領域である。

図２（ａ）は、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の１画素の平面模式図である。図２（ａ）に示す１画素が、マトリクス状に配置されることで表示装置を構成する。本実施形態において１画素は４つの素子を有している。

副画素Ｐ１の第１の素子と副画素Ｐ２の第３の素子それぞれの第１の電極２１上に隔壁２３が配されている。第２の電極２２ａ、第４の電極２２ｂがコンタクトホール２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂを介して駆動回路に電気的に接続されている。

２４ａと２４ｂは平坦化層３０に設けられるコンタクトホールである。このそれぞれのコンタクトホール内に、駆動トランジスタと第２の電極２２ａもしくは第４の電極２２ｂを接続する配線がそれぞれ設けられている。２５ａと２５ｂは隔壁２３に設けられるコンタクトホールである。これらのコンタクトホールにはそれぞれ第２の電極２２ａと第４の電極２２ｂが設けられている。２６ａと２６ｂは、第１の有機化合物層３２と第３の有機化合物層３１に設けられるコンタクトホールである。ここには少なくとも第２の電極２２ａ、第４の電極２２ｂが設けられている。

副画素Ｐ１は第１の電極２１と第２の電極２２ａの対向領域である。副画素Ｐ２は第１の電極２１と第４の電極２２ｂの対向領域である。したがって副画素Ｐ１は図２（ａ）中第２の電極２２ａで図示された四角の範囲でありその領域にコンタクトホール２４ａ、２５ａ、２６ａが面内に含まれている。副画素Ｐ２についても同様のことが言える。

図２（ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ図２（ａ）のＡ−Ａ’線およびＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。図２（ｂ）、（Ｃ）において、２１は第１の電極、２２ａ、２２ｂは第２の電極と第４の電極、２３は隔壁、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂはコンタクトホールである。また２７は基体である絶縁性基板、２８はゲート絶縁層、２９は層間絶縁層、３０は平坦化層、３１は第３の有機化合物層、３２は第１の有機化合物層である。また３３は絶縁層、３４は第３の有機化合物層、３５は第３の電極、３６ａ、３６ｂはＴＦＴ画素回路である。

図２（ｂ）のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図の詳細を説明する。図２（ｃ）も同様の構成である。基体２７は、Ｓｉやガラスやプラスティック基板などを用いることができる。基板上には公知のＴＦＴ形成技術により、駆動回路としてＴＦＴ駆動回路３６ａが形成されている。

平坦化層３０はＴＦＴ駆動回路の凹凸により上層の発光素子に短絡等の発光異常が発生することを防ぐために、設けられている。

第１の電極２１を成膜する方法として、蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング法などが好ましく用いら、そのパターニングにはフォトレジスト技術が好ましく用いられる。

各副画素は、トップエミッション型であり、第１の電極２１は、高い反射性を持たせるため、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ，Ｐｔなどの金属や合金等を用いることができる。高い反射性とは、可視光（波長帯域３８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下）において７０％以上の反射率を有することをいう。

また、本発明における第１の電極２１には、電極自身が高い反射性を有する材料からなるものに限らず、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明導電性材料からなる電極下部に高い反射性の薄膜を積層したものも用いることができる。第２の電極２２ａ、第４の電極２２ｂ、第３の電極３５は透明である。

第１の電極２１を形成する際、画素電極の領域とともに、コンタクトホール２４ａを介してＴＦＴ画素回路と接続される領域が形成される。この領域は図中ＲからＰまでの領域である。そして副画素Ｐ１は図中ＲからＳまでの領域である。

第１の電極２１上には、ピクセル領域を規定するとともに電極端での素子の短絡を防止するための隔壁２３が形成される。隔壁２３は、第１の電極２１の端部を覆う領域に形成される。隔壁２３の材料は絶縁体であれば公知材料を広く用いることができるが、アクリル、エポキシ、ポリイミド等の有機材料、ＳｉＮ、ＳＩＯ_２等の無機材料を用いることができる。

隔壁２３は絶縁性を発現するのに十分な厚さがあればよいが、具体的には、０．０１μｍ以上数μｍ以下程度が好ましく用いられる。隔壁はフォトレジスト技術によりパターニングすることができる。また、隔壁２３には、第２の電極２２ａをＴＦＴ駆動回路３６ａと電気的接続するためのコンタクトホール２５ａが設けられている。

上記のように、フォトレジスト技術を用いて作製された基板上に第１の有機化合物層３２を形成する。有機化合物層の成膜方法は、蒸着法やインクジェット法、印刷法などが好ましく用いられる。

有機化合物層は少なくとも発光層を含む層であり、発光層とともにその他の、正孔輸送層や電子輸送層等の有機機能層を積層した構造も好ましく用いられる。発光層材料や正孔輸送層材料、電子輸送層材料は、従来公知の材料を広く用いることができる。

コンタクトホール２６ａは第１の有機化合物層３２に設けられている。コンタクトホール２６ａの形成方法としては、レーザー加工が好ましく、ＹＡＧレーザー（ＳＨＧ、ＴＨＧ含む）、エキシマレーザーなど一般に薄膜加工に使用する公知の手法を用いることができる。これらのレーザー光を数μｍに絞って走査したり、面状光源にしてコンタクトホール部分を透過するマスクを介したりして、第１の有機化合物層３２上に所定のパターンで照射することにより所望の位置にコンタクトホールを形成することが可能である。コンタクトホールの径としては、２μｍ以上１５μｍ以下が好ましい。このレーザー加工は、レーザーアブレーションによる加工であることが好ましい。

レーザーアブレーションとは、レーザー光を固体に照射した場合、レーザー光の照射強度がある大きさ（しきい値）以上になると、固体の表面がエッチングされるプロセスである。レーザー光の照射強度がある大きさ（しきい値）以上になると、固体表面で電子、熱的、光化学的及び力学（機械）的エネルギーに変換される。その結果中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光（光子）が爆発的に放出され、固体の表面がエッチングされる。

第２の電極２２ａはパターニング形成されている。電極材料としては、透過率の高い材料が好ましく、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明導電膜や、ポリアセチレンなどの有機導電膜からなることが好ましい。または、Ａｇ、Ａｌなどの金属材料を１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度の膜厚で形成した金属薄膜でも良い。パターニング方法としては、表示領域の全領域に電極材料を成膜した後に前述のレーザー加工で行うこともできるが、シャドウマスクを用いて選択的に形成するようにしても良い。

この段階で、第２の電極２２ａはコンタクトホール２４ａ、２５ａ、２６ａを介してＴＦＴ駆動回路３６ａに接続された状態になる。

コンタクトホール２５ａ、コンタクトホール２６ａ及び隔壁２３と第２の電極２２ａが重畳する領域にかけて、絶縁層３３が形成されている。図２において、隔壁２３の端部は、それぞれＰ，Ｑの位置に対応する。絶縁層３３は、Ｐ位置、Ｑ位置と同じか、あるいは第１の素子領域側にはみ出して形成されている。図３においては、第２の電極２２ａ上に絶縁層３３が形成されているが、絶縁層３３は、発光素子の２つの電極間に挟まれていれば、第１の電極２１表面、第２の電極２２ａ表面、有機機能層間のいずれに挿入されていてもよい。

絶縁層３３は、１．０×１０^８Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有する絶縁体であれば有機材料、無機材料に関わらず広く用いることができるが、より好ましくは１．０×１０^１２Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有する絶縁体が用いられる。絶縁層３３は絶縁性が保たれるに十分な厚みがあればよいが、具体的には、０．０１μｍ以上数μｍ以下程度が好ましく用いられる。

絶縁層３３の成膜方法は、スピンコート法、ＣＶＤ法、スパッタ法、印刷法、蒸着法などが好ましく用いられる。特にプラズマＣＶＤ法によるプラズマ重合膜や、スパッタ膜は膜厚制御性、均一性の面で優れる。絶縁層３３のパターニング方法としては、レーザー加工技術やシャドウマスクを用いて選択的に形成する方法が好ましく用いられる。

コンタクトホール２５ａ、２６ａ内の絶縁層３３の上、および第２の電極２２ａの上には第２の有機化合物層３４、そして、表示領域２全域に渡って形成されている第３の電極３５がこの順で配置されている。第３の電極３５は、表示領域２全域に渡って形成されているので、上述したように絶縁層３３を設けないと、コンタクトホール内で、第２の有機化合物層３４が発光してしまう。第１の電極２１、第２の電極２２ａ、第３の電極３５はそれぞれ基板上で、駆動回路と接続される。

また、図２では省略しているが、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、素子を大気中の水分や酸素から遮断するための封止構造を具備する形態が好ましく用いられる。

本実施形態では、第１の電極２１と第３の電極３５が短絡されており、第１の電極２１と第３の電極３５とが同電位となる。第２の電極２２ａ、第４の電極２２ｂの電位を変えることにより、それぞれの有機化合物層に電流が流れ発光が得られる。

また、本実施形態では、副画素Ｐ１において、第１の有機化合物層３２と第２の有機化合物層３４を発光ダイオードと捉えたときに、第１の有機化合物層３２と第２の有機化合物層とは電流の流れる方向が平行である構成を採っている。つまり、第２の電極２２ａに電位を与えた場合、第１の電極２１と第３の電極３５とが同電位であるので、第１の有機化合物層３２と第２の有機化合物層３４には互いに逆方向の電圧がかかる。このため、第１の有機化合物層３２が発光する時は、第２の有機化合物層３４は発光しない。

同様に、副画素Ｐ２において、第２の有機化合物層３４と第３の有機化合物層３１には逆方向の電圧がかかるため、第３の有機化合物層３１が発光する時には、第２の有機化合物層３４からは発光しない。

上記のような接続関係にあるため、図３に示す画素で混合色を発光する場合には、第１の電極２１、第２の電極２２ａ、第４の電極２２ｂ、第３の電極３５との間に交流電圧を印加して時分割交流駆動を行う。具体的には、人間が識別できない程度、例えば６０Ｈｚ程度あるいはそれ以上高い周期で、電圧をプラス側とマイナス側とに切り替え制御して、各発光輝度を制御することにより、１画素で任意の混合色の光を表現することができる。

本発明においては、図２（ｂ）、（Ｃ）に示すように、コンタクトホール２５ａ、２６ａ内の第２の電極２２ａと第２の有機化合物層３４の間には、絶縁層３３がパターニング形成されている。そのため第２の素子の一対の電極の間にある第２の有機化合物層３４にキャリアが注入あるいは輸送されなくなる（電極間が高抵抗化されるため）。その結果コンタクトホール２５ａと２６ａとが重畳している（図２（ａ）に示すように面内で同じ位置にある）領域が非発光化処理が行われた状態となる。副画素Ｐ２においても同様である。

ここで非発光化処理とは、素子の発光を得る実効的な電圧が印加された状態で発光が得られないことを意味する。

この結果、積層された発光素子において、コンタクトホールと重畳する領域からの発光を抑制し、色純度の良い有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することができる。

さらに、隔壁２３と重畳する領域も非発光処理された状態となる。副画素Ｐ２においても同様である。この結果、積層された発光素子において、隔壁を通過して干渉の影響を受けた発光も抑制されることになり、色純度のよい有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することができる。また、発光素子を積層構成としているので各副画素の開口率を高くすることができる。

（第２の実施形態）
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、第１の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置と同じく、複数の画素を基体面内に有している。その画素は、２つの副画素からなり、１つの副画素は２つの素子からなる。第１の実施形態と異なる点は、第１の電極と第３の電極が副画素ごとにパターニングされて形成されている点と、第２の電極が表示領域の水平方向に隣り合う副画素間に連続して形成されている点が異なる。以下では、画素内の１つの副画素に着目して説明するが、他方の副画素も同様の構成である。

図３及び図４は、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を表す図である。図３（ａ）は本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の１画素の平面図である。また、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ｂ―Ｃ間の断面図である。また、図３（ｃ）は本発明の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の表示領域端部の平面図である。

図３（ｂ）で示すように、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、基体１０１上に駆動回路１０２が形成されている。駆動回路１０２上には平坦化層１０３が形成されている。平坦化層１０３上には第１の電極１０４が形成されている。ここで、駆動回路１０２と第１の電極１０４は、平坦化層１０３に形成した第１のコンタクトホール１０５を介して電気的に接続されている。第１のコンタクトホール１０５内の第１の電極１０４上には隔壁１０６が形成されている。隔壁１０６は第１の電極１０４上、及び第２のコンタクトホール１１２上に開口部を設けるように形成されている。

第１の電極１０４上には、第１の有機化合物層１０７が形成されている。第１の有機化合物層１０７上には、第２の電極１０８が形成されている。ここで、第２の電極１０８は、第１のコンタクトホール１０５と第２のコンタクトホール１１２を避ける領域に形成される。また、第２の電極１０８は、図３（ｃ）に示すように、表示領域１０９外で電源線１１３に接続される。第２の電極１０８上には、第２の有機化合物層１１０が形成されている。この第２の有機化合物層１１０は、第１のコンタクトホール１０５上にまで形成されている。第２の有機化合物層１１０上には、第３の電極１１１が形成されている。第３の電極１１１は、平坦化層１０３、及び隔壁１０６に形成された第２コンタクトホール１１２を介して駆動回路１０２に接続されている。

本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、第２の電極１０８、或いは第３の電極１１１のうち少なくとも一方が第１のコンタクトホール１０５と重ならない領域に形成されている。例えば、図３（ａ）に示すように、第２の電極１０８を、第１のコンタクトホール１０５と重ならない領域に形成することができる。或いは、図４（ａ）に示すように、第３の電極１１１を、第１のコンタクトホール１０５と重ならない領域に形成することができる。或いはまた、図４（ｂ）に示すように、第２の電極１０８と第３の電極１１１の両方を、第１のコンタクトホール１０５と重ならない領域に形成することができる。本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、第１のコンタクトホール１０５内にある第１の有機化合物層１０７および第２の有機化合物層１１０が、第１のコンタクトホール１０５の段差部で発光しない。そのため、第１のコンタクトホール１０５の段差部で第２の有機化合物層１１０は発光せず、色純度のよい表示装置を得ることができる。

副画素ごとにパターニングされた第１の電極１０４上に形成される有機化合物層としては、異なる発光色を有する第１の有機化合物層１０７と第３の有機化合物層を副画素ごとに周期的に配列する。例えば、第１の電極１０４上には青色の発光色を有する第１の有機化合物層１０７と緑色の発光色を有する第３の有機化合物層（不図示）とが基体１０１に対して並置され、副画素ごとに第１の有機化合物層１０７と第３の有機化合物層とが周期的に配列される。そして、第１の有機化合物層１０７上に配置される第２の電極１０８が、第３の有機化合物層の基体側と反対側、つまり第３の有機化合物層の上に延在して設けられる。さらに、この第２の電極１０８上に、赤色の発光色を有する第２の有機化合物層１１０が形成され、その上に、副画素ごとにパターニングされた第３の電極１１１が設けられることで、フルカラー表示を行うことができる。

以下に、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を、図５を用いて説明する。図５に示す断面図は、図３（ｂ）に示す断面図と等しい領域を表す断面図である。

まず、図５（ａ）に示すように、基体１０１上に駆動回路１０２を形成する。駆動回路１０２としては、ｐ−Ｓｉ、或いはａ―Ｓｉなどを用いたＴＦＴ回路を形成する。ＴＦＴ回路は、公知のプロセスを用いて形成することができる。

次に、ＴＦＴ回路上に平坦化層１０３を形成する。平坦化層１０３としては、ＳｉＮ、ＳｉＯなどの無機膜、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドなどの樹脂膜をスパッタ法、ＣＶＤ法、スピンコート法などで形成することができる。特に、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置に代表されるように、ＴＦＴ回路上を発光領域として用いる有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、ＴＦＴ回路の表面を平坦化するために、平坦化層１０３の少なくとも一部として樹脂膜を用いることが望ましい。また、平坦化層１０３の表面を平坦化するためには、平坦化層１０３の樹脂膜の膜厚を１μｍ以上とすることが望ましい。

次に、平坦化層１０３に第１のコンタクトホール１０５、第２コンタクトホール１１２を形成する。第１のコンタクトホール１０５、第２のコンタクトホール１１２は、例えばフォトリソグラフィー法を用いて形成することができる。

次に、平坦化層１０３上に第１の電極１０４を形成する。第１の電極１０４は、Ａｌ、Ａｇなどの金属膜、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電性膜などをスパッタ法、真空蒸着法などで成膜し、フォトリソグラフィー法などでパターニングすることで形成する。第１の電極１０４は、第１のコンタクトホール１０５を介して駆動回路１０２と接続される。

次に、第１のコンタクトホール１０５上を覆い、第１の電極１０４に開口部を設けるように、隔壁１０６を形成する。隔壁１０６は、上述した第１の実施形態の隔壁２３と同様の材料、製法を用いることができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、第１の電極１０４上に、少なくとも発光層を含む第１の有機化合物層１０７を形成する。第１の有機化合物層１０７は、第１の実施形態と同様の材料を用いて真空蒸着法、インクジェット法などで形成することができる。第１の有機化合物層１０７としては、発光層の他に、必要に応じてホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層、その他の有機機能層を積層させることができる。ここで、第１の有機化合物層１０７の成膜を真空蒸着法で行う場合には、第１の有機化合物層１０７の成膜領域を、所望の領域に開口部を設けたメタルマスクを用いて規定することができる。

ここで、第１の有機化合物層１０７は第２のコンタクトホール１１２上には形成せずに、第２のコンタクトホール１１２を露出させる。第２のコンタクトホール１１２を露出させる方法としては、メタルマスクを用いて成膜時に第２のコンタクトホール１１２上を遮蔽しておく方法がある。或いは、第１の有機化合物層１０７を第２のコンタクトホール１１２上にまで形成した後に、レーザーアブレーション法などを用いて第２のコンタクトホール１１２上の第１の有機化合物層１０７を除去することもできる。

次に、図５（ｃ）に示すように第１の有機化合物層１０７上に第２の電極１０８を形成する。第２の電極１０８としては、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜、或いはＡｌ薄膜、Ａｇ薄膜などの金属薄膜を、スパッタ法、真空蒸着法などで形成することができる。第２の電極１０８の成膜領域は、少なくとも第２のコンタクトホール１１２上を避ける領域とする。例えば、第２の電極１０８は、ストライプ状の開口部を有するメタルマスクを用いて、その開口部が第２のコンタクトホール１１２のない領域に対応する位置に合わせることで、本発明の構成を採ることができる。また、第２の電極１０８は、基体１０１上の略全面に形成した後に、不要な領域をレーザーなどで除去することでパターニングすることもできる。そして、第２の電極１０８は、図３（ｃ）に示すように表示領域１０９外で電源線１１３と接続するように形成される。さらに、図３（ｃ）のように、第２の電極１０８は、表示領域１０９の水平方向（Ｘ方向）で隣り合う画素間に渡って連続してあり、垂直方向（Ｙ方向）で隣り合う画素間で離間されて形成されている。さらには、第２の電極１０８はＸ方向に配列された全画素に渡って連続して形成されている。つまり、第２の電極１０８は、表示領域１０９において、第１のコンタクトホール１０５と第２のコンタクトホール１１２が設けられている領域を避けるように、表示領域１０９のＹ方向に離間して設けられるストライプ状の電極である。

次に、図５（ｄ）に示すように、第２の電極１０８上に、少なくとも発光層を含む第２の有機化合物層１１０を形成する。第２の有機化合物層１１０は、第１の有機化合物層１０７と同様の材料、製法、層構成を用いることができる。ここで、第２の有機化合物層１１０の成膜を真空蒸着法で行う場合には、第２の有機化合物層１１０の成膜領域を、所望の領域に開口部を設けたメタルマスクを用いて規定することができる。この第２の有機化合物層１１０は、第１のコンタクトホール１０５上にまで形成される。

ここで、第２の有機化合物層１１０は第２のコンタクトホール１１２上には形成せずに、第２のコンタクトホール１１２を露出させる。第２のコンタクトホール１１２を露出させる方法としては、メタルマスクを用いて第２の有機化合物層１１０の成膜時に第２のコンタクトホール１１２上を遮蔽しておく方法がある。或いは、第２の有機化合物層１１０を第２のコンタクトホール１１２上に形成した後に、レーザーアブレーション法などを用いて第２のコンタクトホール１１２上の第２の有機化合物層１１０を除去することもできる。

さらに、第２のコンタクトホール１１２を露出させる方法としては、第１の有機化合物層１０７、及び第２の有機化合物層１１０を第２のコンタクトホール１１２にまで形成した後に、レーザーアブレーション法などを用いて第１の有機化合物層１０７と第２の有機化合物層１１０を一括して除去することもできる。

次に、図５（ｅ）に示すように、第２の有機化合物層１１０上に第３の電極１１１を形成する。第３の電極１１１は、Ａｌ、Ａｇなどの金属膜、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電性膜などをスパッタ法、真空蒸着法などで成膜する。第３の電極１１１は、所望の領域に開口部を設けたメタルマスクを用いて成膜する、或いは基体１０１の略全面に成膜した後にレーザーなどを用いてパターニングする、などの方法で所望の領域に形成する。ここで、第１の電極１０４、第３の電極１１１の何れか一方は、光を取り出すために透明な電極とすることが望ましい。

更に、有機化合物層を水分などから保護するための封止手段（図示せず）を設けて、有機エレクトロルミネッセンス表示装置が得られる。

本実施形態では、第２の電極１０８は、例えばグランドに落とされ、共通電極として機能する。そして、第１の有機化合物層１０７と第２の有機化合物層１１０を発光ダイオードと捉えたときに、第１の有機化合物層１０７と第２の有機化合物層１１０は電流が流れる方向が互い逆方向である構成を採っている。このため、複数の第１の電極１０４、第３の電極１１１には、ＴＦＴ回路から個別の駆動電圧を印加すると、第１の有機化合物層１０７と第２の有機化合物層１１０とを互いに独立して発光させることが可能となる。また、図３（ａ）における同一画素内の２箇所の第３の電極１１１は、それぞれ個別に電圧を印加しても良いし、１つのＴＦＴ回路に接続して一括で駆動しても良い。

なお、以下に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の実施例を述べる。実施例１乃至３は第１の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の実施例であり、実施例４は第２の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の実施例に対応している。

基体２７としてガラス基板上に低温ポリシリコン形成技術を用いてＴＦＴ駆動回路を作製した。次に駆動回路を平坦化するためにアクリル樹脂からなる平坦化層３０を形成した。平坦化層３０の厚みは２μｍとした。フォトレジスト技術を用いて、平坦化層３０にコンタクトホール２４ａ，２４ｂを形成した。その後、反射層としてアルミニウム合金（ＡｌＮｉＰｄ）を約１００ｎｍスパッタリング法にて形成してパターニングし、さらに、第１の電極２１としてＩＺＯをスパッタリング法にて８０ｎｍ形成してパターニングした。さらに、アクリル樹脂により隔壁２３を形成した。隔壁２３の厚みは１．５μｍとした。フォトレジスト技術を用いて、隔壁２３をパターニングした。その際、コンタクトホールも設けた。

この基板上に、第１の有機化合物層３２として正孔輸送層／赤色発光層／電子輸送層、第３の有機化合物層３１として正孔輸送層／緑色発光層／電子輸送層をシャドウマスクによる真空蒸着法にて形成した。

次に、レーザー加工技術を用いて第１、第３の有機化合物層にコンタクトホールを形成した。

次に、第２の電極２２ａとして、Ａｇを透過性となるように１５ｎｍの厚みでシャドウマスクによる真空蒸着法にて形成した。

次に絶縁層３３として、ＳｉＯ_２を電子ビーム蒸着により２００ｎｍの厚みで形成した。ＳｉＯ_２は、シャドウマスクを用いて隔壁と第２の電極２２ａが重畳する領域にパターニング形成した。

次に、第２の有機化合物層３４として正孔輸送層／青色発光層／電子輸送層を形成し、つづいて第３の電極３５として、Ａｇを１５ｎｍの厚みで真空蒸着法にて形成した。

この表示装置を駆動手段を用いて青色単色になるように駆動した。その結果表示領域から得られる発光色は各画素から得られる発光色と同等であり、青色発光素子がコンタクトホールと重畳する領域、隔壁と重畳する領域からの発光の影響が抑制された色純度のよい表示装置が得られた。

絶縁層３３の作製方法以外は、実施例１と同様に表示装置を作製した。絶縁層３３として、フロロカーボン膜をプラズマＣＶＤ法により２００ｎｍの厚みで形成した。プロセスガスとしてはＣＦ４を用いた。純度の高いプロセスガスを成膜室内に導入し、希薄なガス圧でプラズマ状態にすることで、デポジション種を発生させ、試料表面に堆積させた。

フロロカーボン膜はレーザー加工技術を用いて隔壁２３と第２電極２２ａが重畳する領域にパターニング形成した。

この表示装置を駆動手段を用いて青色単色になるように駆動した。その結果表示領域から得られる発光色は各画素から得られる発光色と同等であり、青色発光素子がコンタクトホールと重曹する領域、隔壁２３と重畳する領域からの発光の影響が抑制された色純度のよい表示装置が得られた。

絶縁層３３の作製方法以外は、実施例１と同様に表示装置を作製した。絶縁層３３として、ＳｉＮ膜をリアクティブスパッタ法により２００ｎｍ形成した。ＳｉＮ膜はレーザー加工技術を用いて隔壁２３と第２電極２２ａが重畳する領域にパターニング形成した。

この表示装置を駆動手段を用いて青色単色になるように駆動した。その結果表示領域から得られる発光色は各画素から得られる発光色と同等であり、青色発光素子がコンタクトホールと重曹する領域、隔壁２３と重畳する領域からの発光の影響が抑制された色純度のよい表示装置が得られた。

以下に、本実施例を図５を用いて説明する。本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、まず、図５（ａ）に示すように、基体１０１としてのガラス基板上に、低温ポリシリコン形成技術を用いて、駆動回路１０２としてＴＦＴ回路を形成する。ＴＦＴ回路上には、エポキシ樹脂をスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングして、平坦化層１０３を形成する。平坦化層１０３の膜厚は２μｍである。平坦化層１０３には、パターニング時に第１のコンタクトホール１０５、第２のコンタクトホール１１２をそれぞれ形成する。

平坦化層１０３上に、第１の電極１０４として、膜厚２００ｎｍのＡｌと膜厚３０ｎｍのＩＺＯとの２層構成の電極を、それぞれスパッタ法で成膜して、フォトリソグラフィー法でパターニングして形成する。第１の電極１０４は、第１のコンタクトホール１０５を介してＴＦＴ回路と電気的に接続するように形成する。

次に、エポキシ樹脂をスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングし、隔壁１０６を形成する。隔壁１０６は第１のコンタクトホール１０５上、及び第１の電極１０４の周囲を覆い、第１の電極１０４の一部、及び第２のコンタクトホール１１２の一部を露出させるようにパターニングする。隔壁１０６の膜厚は０．５μｍである。

次に、図５（ｂ）に示すように、第１の電極１０４の開口部上に、第１の有機化合物層１０７を形成する。第１の有機化合物層１０７は、まず、膜厚５０ｎｍのα―ＮＰＤからなるホール輸送層を、真空蒸着法を用いて基体１０１上の表示領域１０９の略全面に形成する。次に、複数の第１の電極１０４のうち、一つおきの副画素に対応する第１の電極１０４上に、青色発光層としてＰｅｒｙｌｅｎｅをドープしたＢａｌｑを、真空蒸着法を用いて膜厚３０ｎｍで形成する。青色発光層の成膜領域は、メタルマスクを用いて規定する。次に、一つおきの残りの副画素に対応する第１の電極１０４上に、緑色発光層としてＣｏｕｍａｒｉｎ６をドープしたＢａｌｑを、真空蒸着法を用いて膜厚３０ｎｍで形成する。緑色発光層の成膜領域は、メタルマスクを用いて規定する。次に、青色発光層、緑色発光層上に、電子輸送層として、膜厚１０ｎｍのバソフェナントロリン（以下Ｂｐｈｅｎと記す）を、真空蒸着法を用いて基体１０１上の表示領域１０９の略全面に形成する。次に、電子注入層として、Ｃｓ_２ＣＯ_３を０．３ｗｔ％でドープしたＢｐｈｅｎを、真空蒸着法を用いて２０ｎｍの厚さで基体１０１上の表示領域１０９の略全面に形成する。以上の様にして、青色を発光する第１の有機化合物層１０７と緑色を発光する第３の有機化合物層とが、基体１０１に対して並置されて形成される。

次に、図５（ｃ）に示すように、第１の有機化合物層１０７と第３の有機化合物層上に膜厚１５ｎｍのＡｇからなる第２の電極１０８を形成する。第２の電極１０８はストライプ状の開口部を有するメタルマスクを用いた真空蒸着法で、第１のコンタクトホール１０５、及び第２のコンタクトホール１１２と重ならない領域にストライプ状に形成する。第２の電極１０８は、図３（ｃ）に示すように、表示領域１０９外でＴＦＴ回路と電気的に接続される。

次に、図５（ｄ）に示すように、第２の電極１０８上に第２の有機化合物層１１０を形成する。第２の有機化合物層１１０としてはまず、電子注入層として、Ｃｓ_２ＣＯ_３を０．３ｗｔ％でドープしたＢｐｈｅｎを、真空蒸着法を用いて２０ｎｍの厚さで基体１０１上の表示領域１０９の略全面に形成する。次に、電子輸送層として、膜厚１０ｎｍのＢｐｈｅｎを、真空蒸着法を用いて基体１０１上の表示領域１０９の略全面に形成する。次に、赤色発光層としてＤＣＭをドープしたｒｕｂｒｅｎｅを、真空蒸着法を用いて膜厚３０ｎｍで表示領域１０９の略全面に形成する。次に、膜厚１０ｎｍのα―ＮＰＤからなるホール輸送層を、真空蒸着法を用いて表示領域１０９の略全面に形成する。次に、ＭｏＯ３を３ｗｔ％ドープしたα―ＮＰＤからなるホール注入層を、真空蒸着法を用いて膜厚３０ｎｍで表示領域１０９の略全面に形成する。以上の様にして、第１のコンタクトホール１０５、第２のコンタクトホール１１２上にまで第２の有機化合物層１１０が形成される。

次に、第２のコンタクトホール１１２上の第１の有機化合物層１０７、及び第２の有機化合物層１１０を除去する。第２のコンタクトホール１１２上の第１の有機化合物層１０７、及び第２の有機化合物層１１０は、パルスレーザーを用いて除去する。パルスレーザーとしては、波長３５５ｎｍ、パルス幅６ｎｓのＮｄ：ＹＡＧレーザーを用いる。パルスレーザーを照射することで、第１の有機化合物層１０７、及び第２の有機化合物層１１０がアブレーションされて、第２のコンタクトホール１１２上から除去される。

次に、図５（ｅ）に示すように、第２の有機化合物層１１０上に膜厚１５ｎｍのＡｇからなる第３の電極１１１を形成する。第３の電極１１１はメタルマスクを用いた真空蒸着法を用いて形成する。第３の電極１１１は、第２のコンタクトホール１１２を介してＴＦＴ回路と電気的に接続される。次に、封止手段（図示せず）を設けて有機エレクトロルミネッセンス表示装置を得ることができる。

以上の様にして製造した有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、大きな段差が形成される第１のコンタクトホール１０５の段差部に有機化合物層が配置されていても、この有機化合物層は発光しない。このために、色純度のよい表示装置を得ることができる。また、共通電極である第２の電極１０８とＴＦＴ回路との接続を表示領域１０９外で行うため、表示領域１０９内に第２の電極１０８とＴＦＴ回路とを接続するためのコンタクトホールを形成する必要が無く、従って、開口率を向上させることができる。この効果は、小型高精細な有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造する際には、より大きくなる。また、第２の電極１０８をストライプ状の形状とすることで、メタルマスクを用いた成膜で、第２の電極１０８を容易に形成することができる。

２１，１０４ 第１の電極
２２ａ，１０８ 第２の電極
２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂ、１０５ コンタクトホール
２７，１０１ 基体
３２，１０７ 第１の有機化合物層
３４，１１０ 第２の有機化合物層
３６ａ、３６ｂ、１０２ 駆動回路

Claims (6)

1. 駆動回路が配置された基体と、
   前記基体の上に配置され、前記基体側から順に、第１の電極と、第１の有機化合物層と、第２の電極と、第２の有機化合物層と、第３の電極とを有する複数の画素と、
   前記第１の電極又は前記第２の電極が前記駆動回路と電気的に接続するためのコンタクトホールと、を有し、
   前記コンタクトホールに、前記基体側から順に、前記第１の電極又は前記第２の電極と、前記第２の有機化合物層とがある有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
   前記コンタクトホールにある前記第２の有機化合物層は発光しない構成になっていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
2. 前記コンタクトホールには、前記基体側から順に、前記第１の電極と、前記第２の有機化合物層とがあり、前記第２の電極と前記第３の電極のうち少なくとも一方は前記コンタクトホールにないことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
3. 前記画素は、前記第１の有機化合物層と前記基体に対して並置される第３の有機化合物層を有し、前記第２の電極と前記第２の有機化合物層が前記第３の有機化合物層の前記基体側と反対側に延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
4. 前記複数の画素が配置される表示領域を有し、前記第２の電極は、前記表示領域の水平方向で隣り合う画素間に渡って連続してあり、前記表示領域の垂直方向で隣り合う画素間で離間されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
5. 前記第２の電極は、前記表示領域の水平方向に配列された全画素に渡って延在していることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
6. 前記コンタクトホールにおいて、前記駆動回路と電気的に接続する前記第２の電極と前記コンタクトホールにある前記第２の有機化合物層との間に絶縁層があることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。

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