JP2005202285A - 有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線抵抗の低減を実現し、低消費電力化、発熱の抑制、及び輝度の均一化を達成できる有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】 基板Ｇ上に、スイッチング素子と、第１の電極層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂと、第２の電極層３９と、当該第１及び第２の電極層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、３９に挟持された発光機能層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、第１及び第２の電極層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、３９の間に電力を供給する正極及び負極の電源供給層３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ、３７が、スイッチング素子を駆動させる配線層３１、３２とは異なる層に設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器に関する。

従来、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する）装置においては、基板上に複数の回路素子、陽極、正孔注入層や有機ＥＬ物質（発光素子）を含む発光機能層、また、陰極等が積層され、それらを封止基板によって基板との間に挟んで封止した構成を具備しているものがある。
具体的には、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下では、ＴＦＴと略記する）等のスイッチング素子が形成されたガラス基板等の透明基板上に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）等の透明導電材料からなる陽極と、ポリチオフェン誘導体（以下、ＰＥＤＯＴと略記する）のドーピング体からなる正孔注入層と、ポリフルオレン等の発光物質からなる発光層と、Ｃａ等の低仕事関数を有する金属材料や金属化合物からなる陰極とを順次積層したものがある。

このような有機ＥＬ装置においては、陽極や陰極に接続される配線抵抗が大きいと電力供給のための電圧が高くなり、消費電力が増大してしまうという欠点を有していた。また、当該電力供給に伴って発熱が生じてしまうことから、熱に弱い特性を有する有機ＥＬ物質が劣化するという欠点を有していた。また、配線抵抗に起因する電圧降下が生じ、表示領域の端部と中央部では輝度の差が生じ、表示品質を低下させてしまうという欠点を有していた。
従って、有機ＥＬ装置の低消費電力化、発熱の抑制、及び輝度の均一化を達成するには、配線抵抗の低減する技術が求められていた。近年では配線抵抗の低減化を実現する技術として、以下に示す技術が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
特開２００３−１２２２７０号公報 特開２００１−３４５１８５号公報 特開２００２−３１８５５６号公報

しかしながら、特許文献１においては、配線上にメッキを形成するため、パネル作製後にメッキ液に浸漬させる必要があり、水分に非常に弱い性質を有する有機ＥＬ物質の特性が劣化してしまうという問題がある。また、配線上の絶縁膜を除去しなければならないという問題を有している。
また、特許文献２においては、透明電極に隣接して補助電極を設けるために、補助電極の幅が狭く、大画面ディスプレイで配線長が長くなった場合には結果的に配線抵抗が高くなってしまうという問題がある。
また、特許文献３においては、画素電極と同じレイヤで補助配線を設けるために、ディスプレイの性質上画素電極の開口率をできるだけ大きくする際には、結果的に補助配線が相対的に小さく（細く）なってしまうという問題がある。従って、配線抵抗が大きくなってしまい、大型ディスプレイには利用できない技術であった。

また、従来の技術は、上部電極（共通陰極）側の低抵抗化が目的であり、電源線（陽極）側の低抵抗化を目的とした提案が全くなされていない。有機ＥＬ装置のような電流駆動型表示パネルを実現する場合、一方の電極のみを低抵抗化しただけでは、上記の理由から、例えば４０インチを超えるような大型ディスプレイの実現は困難であるという問題を有していた。

本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、配線抵抗の低減を実現し、低消費電力化、発熱の抑制、及び輝度の均一化を達成できる有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の有機ＥＬ装置は、基板上に、スイッチング素子と、第１及び第２の電極層と、当該第１及び第２の電極層に挟持された発光機能層と、を備えた有機ＥＬ装置であって、前記第１及び第２の電極層の間に電力を供給する正極及び負極の電源供給層が、前記スイッチング素子を駆動させる配線層とは異なる層に設けられていることを特徴としている。
このようにすれば、スイッチング素子を駆動させる配線層、例えば、信号線や走査線が形成される層とは異なる導電膜によって電源供給層が形成されるので、電源供給線の幅を広げることが可能となり、配線の低抵抗化を実現することができる。
従って、大型の有機ＥＬ装置（ディスプレイ等）においては、配線抵抗による電圧降下や発熱を抑制し、発光輝度の均一化が可能となり、表示品質の向上を達成できる。

また、前記有機ＥＬ装置においては、前記基板と前記第１の電極層の間に、前記正極及び負極の電源供給層が形成されていることを特徴としている。
このようにすれば、上記と同様の効果を奏する。
また、発光機能層において発光した光が第２の電極層の側から出射する構成においては、基板と第１の電極層の間は発光光が透過しない部位となる。従って、発光光の透過を阻害せずに、発光光を出射させることができる。

また、前記有機ＥＬ装置においては、前記正極の電源供給層と前記負極の電源供給層との間に、絶縁膜が形成されていることを特徴としている。
このようにすれば、正極と負極の電源供給層を各々異なる層によって形成されるので、同一層に正極と負極の電源供給層を形成する場合と比較して、面積を広げることが可能となるので、低抵抗化を達成できる。
特に、負極の電源供給層は、表示領域の略全面に渡ってベタで形成できるので、正極の電源供給層よりも更に低抵抗化を実現できる。従って、大型の有機ＥＬ装置においては、配線抵抗による電圧降下や発熱を抑制し、発光輝度の均一化が可能となり、表示品質の向上を達成できる。

また、前記有機ＥＬ装置においては、前記正極の電源供給層と前記負極の電源供給層は、同一層内に形成されていることを特徴としている。
このようにすれば、絶縁膜を形成する工程を省くことができるので、製造工程の簡素化を図り製造コストの低減を実現できる。
また、上記のように同一層内に形成する場合においては、絶縁膜の平坦化を実現できる範囲内で、電源供給層の膜厚を厚くすることで低抵抗化を実現できる。

また、前記有機ＥＬ装置においては、前記正極の電源供給層が前記基板側に形成され、前記負極の電源供給層が前記第１の電極層側に形成されていることを特徴としている。
ここで、第１の電極層を陽極とし、第２の電極層を陰極とし、そして、陽極側から、正孔注入層、発光素子層、電子注入層及び陰極、の順に積層された一般的な積層構成を有する有機ＥＬ装置においては、陽極に正極の電位を印加する必要があるので、駆動用トランジスタのソース領域に正極の電源供給層を接続しなければならない。
従って、上記特徴点として示したように、正極の電源供給層が負極の電源供給層よりも基板側に形成されているので、駆動用トランジスタのソース領域と正極の電源供給層を容易に接続できる。同様に、陰極に負極の電位を印加する必要があるので、陰極に負極の電源供給層を容易に接続できる。

また、前記有機ＥＬ装置においては、前記発光機能層は、発光波長が異なる発光素子を備え、前記正極及び負極の電源供給層のうち一方は、当該発光素子毎に応じて形成されていることを特徴としている。
このようにすれば、正極と負極の電源供給層が、発光波長が異なる発光素子の各々に対して電力を供給することができるので、当該発光波長が異なる発光素子毎に最大階調の時の供給電圧を異ならせて供給することができる。従って、発光素子の特性を発光波長毎に調整、最適化することが可能となり、色バランス、輝度等を容易に最適化できる。

また、前記有機ＥＬ装置においては、前記正極及び負極の電源供給層と、前記第１及び第２の電極層は、コンタクトホール内の導電部材を介して接続されており、前記コンタクトホールは、前記第１又は第２の電極層に応じて設けられていることを特徴としている。
このようにすれば、正極及び負極の電源供給層と、第１及び第２の電極層との導通を確実に得ることができるので、低抵抗化を実現できる。

また、発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に、スイッチング素子と、第１及び第２の電極層と、当該第１及び第２の電極層に挟持された発光機能層と、を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記第１及び第２の電極層の間に電力を供給する正極及び負極の電源供給層を形成する工程を有し、当該電源供給層を形成する工程は、前記スイッチング素子を駆動させる配線層を形成する工程とは、異ならせて行うことを特徴としている。
このようにすれば、スイッチング素子を駆動させる配線層、例えば、信号線や走査線が形成される層と異なる導電膜によって電源供給層が形成されるので、電源供給線の幅を広げることが可能となり、配線の低抵抗化を実現することができる。
従って、大型の有機ＥＬ装置（ディスプレイ等）においては、配線抵抗による電圧降下や発熱を抑制し、発光輝度の均一化が可能となり、表示品質の向上を達成できる。

また、本発明の電子機器は、先に記載の有機ＥＬ装置を備えることを特徴としている。
ここで電子機器としては、例えば、携帯電話機、移動体情報端末、時計、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置や、ＴＶ（テレビ）などを例示することができる。
従って、本発明によれば、先に記載の有機ＥＬ装置を用いた表示部を備えているので、画像表示品質が向上した表示部を備えた電子機器となる。

（有機ＥＬ装置の第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。
有機ＥＬ装置ＥＸは、スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を所望の階調によって発光するフルカラー表示可能な有機ＥＬ装置である。

図１に示すように、有機ＥＬ装置ＥＸは、複数の走査線（配線層）３１…と、各走査線３１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線（配線層）３２…と、各信号線３２に並列に延びる複数の電源線（正極の電源供給層）３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ…と、がそれぞれ配線された構成を有すると共に、走査線３１…と信号線３２…の各交点付近に、画素領域Ｘ…が設けられている。

信号線３２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線駆動回路１００が接続されている。また、走査線３１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路８０が接続されている。

更に、画素領域Ｘの各々には、走査線３１を介して走査信号がゲート電極に供給される制御用トランジスタ（スイッチング素子）１と、この制御用トランジスタ１を介して信号線３２から共給される画素信号を保持する保持容量（配線層）４と、該保持容量４によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用トランジスタ（スイッチング素子）２と、この駆動用トランジスタ２を介して電源線３６に電気的に接続したときに該電源線３６から駆動電流が流れ込む画素電極（第１の電極）６と、この画素電極６と共通陰極（第２の電極）３９との間に挟み込まれた発光機能層Ｙとが設けられている。発光機能層Ｙにおいては、画素電極６及び共通陰極３９から注入される正孔と電子が結合することで、発光現象が生じるようになっている。また、発光機能層Ｙは、発光色がＲ、Ｇ、Ｂと異なる発光素子を備えており、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの各々は発光機能層Ｙの発光色Ｒ、Ｇ、Ｂに応じて設けられ、発光色（発光波長）が異なる発光素子に対して最大階調時の供給電圧が異なるようになっている。

この有機ＥＬ装置ＥＸによれば、走査線３１が駆動されて制御用トランジスタ１がオン状態になると、そのときの信号線３２の電位が保持容量４に保持され、該保持容量４の状態に応じて、駆動用トランジスタ２のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用トランジスタ２のチャネルを介して、電源線３６から画素電極６に電流が流れ、更に発光機能層Ｙを介して共通陰極３９に電流が流れる。発光機能層Ｙは、これを流れる電流量に応じて発光する。

次に、本実施形態の有機ＥＬ装置ＥＸの具体的な態様を、図２及び図３を参照して説明する。図２は有機ＥＬ装置ＥＸにおける画素領域Ｘの構造を説明するための平面図、図３は有機ＥＬ装置ＥＸの積層構造を説明するための構成図である。

図２に示すように、ガラス基板等の基板Ｇ上に、走査線３１と、当該走査線３１に対して直角に交差する方向に延びる信号線３２が設けられ、当該走査線３１と信号線３２が交差する部分の近傍に制御用トランジスタ１と、駆動用トランジスタ２と保持容量４と、が設けられている。
これらの各部材は、既知の技術によって、成膜、アニール、フォトリソ、イオン打ち込み等の手段によって形成されるものであり、ガラス基板上に下地保護膜、シリコン層、ゲート絶縁膜、複数の配線層や層間絶縁膜、を成膜した後にパターニングすることで、形成されるものである。また、このような積層構造体においては、適宜コンタクトホールが形成されることによって異なる層間において導通が得られ、また、適宜接続線が形成されることによって同一層内において導通が得られている。
また、走査線３１と信号線３２の間には、不図示の第１層間絶縁膜が形成されており非導通状態となっており、各層間を導通させる部分にはコンタクトホールが形成されている。

制御用トランジスタ１は、ゲート電極１１、ソース電極１２、及びドレイン電極１３を備えている。また、駆動用トランジスタ２は、ゲート電極２１、ソース電極２２、及びドレイン電極２３を備えている。また、保持容量４はシリコン材料からなる下電極４１と走査線３１と同一の配線層からなる上電極４２によって構成されている。
ゲート電極１１は走査線３１の一部として形成されていて、ソース電極１２は信号線３２と導通している。ドレイン電極１３は、第１接続線３３を介して駆動用トランジスタ２のゲート電極２１と接続されている。
下電極４１は第２接続線３４を介して後述する電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと導通しており、上電極４２は駆動用トランジスタ２のゲート電極２１と一体で形成され、信号線３２から制御用トランジスタ１及び接続線３３を介して供給される電荷が保持容量４に蓄積される。駆動用トランジスタ２のソース電極２２は、第２接続線３４を介して、下電極４１及び電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと接続されている。駆動用トランジスタ２のドレイン電極２３は第３接続線３５を介して、後述する画素電極６に接続される。
信号線３２や第１、第２、第３接続線３３、３４、３５等の配線層上には、不図示の第２層間絶縁膜が形成され、第２層間絶縁膜には第２及び第３接続線３４、３５上にはコンタクトホールＣ１、Ｃ２が形成されている。

更に、図３に示すように、ガラス基板Ｇ上には、第２層間絶縁膜（ガラス基板Ｇの最表面）と、ＲＧＢに対応した電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと、が形成されている。当該電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂのそれぞれは、コンタクトホールＣ１を介して第２接続線３４と導通している。
また、コンタクトホールＣ２上にも画素電極６と導通させるための導通電極６ａが形成されている。当該導通電極６ａは電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと同一工程で形成されるが、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂとは非導通状態となっている。
ここで、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、走査線３１や信号線３２と異なり、十分に配線抵抗を低減させるように大面積で形成され、本実施形態ではＲＧＢの画素列幅と同じ寸法で形成している。

電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの材料及び構造としては、低抵抗金属を有するものが好ましく、Ａｌ系金属を主体とする合金の単層や、Ａｌ系金属をサンドイッチさせた積層構造が好ましい。Ａｌ合金としては、例えば、ＮｄやＣｕが添加されたＡｌ合金が一般的に知られている。Ａｌ系金属を有する積層構造としては、Ｔｉ系の膜によってサンドイッチさせてバリア性向上やヒロック防止を図った構成を採用することが好ましい。また、走査線３１や信号線３２と同じ材料や構成を採用してもよい。本実施形態では、Ｔｉ／Ａｌ／ＴｉＮの積層構造を採用した。
なお、このような材料を形成する方法としては、スパッタ法に代表される真空成膜法が好適に採用される。また、スパッタ法以外にも、各種金属微粒子を溶媒に分散させた分散液を液滴吐出法によって所定のパターンで形成する方法を採用してもよい。

更に、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ上には第１平坦化膜（絶縁膜）５１が形成され、その上に補助電極（負極の電源供給層）３７が形成されている。第１平坦化膜５１は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂等からなるものであり、露光現像によってパターン形成可能な有機材料が一般的に用いられる。また、後述の第２平坦化膜５２のみによって基板表面の凹凸を充分緩和できるのであれば、第１平坦化膜５１は酸化ケイ素や窒化ケイ素等の無機絶縁材料を採用しても構わない。
また、このような第１平坦化膜５１には、コンタクトホール５１ａが設けられており、補助電極３７と共に形成される導通電極６ｂと、先に記載した導通電極６ａとが接続するようになっている。
補助電極３７は、正極の電源供給層として機能する電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂに対して、負極の電源供給層として機能するものである。このような補助電極３７は、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと異なり、全ての画素領域Ｘに対して共通に形成される。コンタクトホールＣ２上には、画素電極６と導通させるための導通電極６ｂが形成されている。当該導通電極６ｂは補助電極３７と同一工程で形成されるが、補助電極３７とは非導通状態となっている。

更に、補助電極３７上には第２平坦化膜（絶縁膜）５２が形成され、その上に画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂが形成されている。第２平坦化膜５２は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂等からなるものであり、露光現像によってパターン形成可能な有機材料が一般的に用いられる。また、第２平坦化膜５２には、コンタクトホールＣ３、Ｃ４が設けられている。コンタクトホールＣ３を形成することによって導通電極６ｂと各画素電極６が接続するようになっており、また、コンタクトホールＣ４を形成することによって補助電極３７と共通陰極３９が接続するようになっている。
画素電極６の材料としてはＩＴＯを用いるのが一般的であるが、目的に応じて材料を変更してもよい。また、同一材料又は異種材料からなる積層構造を採用してもよい。
また、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを形成する際には、補助電極３７と共通陰極とを導通させるための導通電極３９ａが同時に形成される。

更に、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの上層には、当該画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの境界部分を被覆するように表層絶縁膜７及びバンク８が形成されており、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの主面が露出状態となっている。また、コンタクトホールＣ４上の表層絶縁膜７及びバンク８にも開口部７ａ、８ａが形成されており、共通陰極３９と補助電極３７は、導通電極３９ａを介して導通状態となっている。

更に、画素電極６上にはＲ、Ｇ、Ｂの各色に発光する発光素子を有する発光機能層Ｙ（図１参照）が形成されており、その上には複数の画素領域Ｘ全体に渡って共通陰極３９（図１参照）が形成されている。共通陰極３９は、発光層からの光を取り出すために透明でなければならない。そのため、ＩＴＯやＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ／アイ・ゼット・オー）（登録商標））（出光興産社製）が用いられるが、発光機能層Ｙに対する電子注入性が低いため、電子注入層との積層構造としてもよい。

更に、共通陰極３９上には、酸素や水分の影響を遮断するための封止薄膜が形成されている。当該封止薄膜は、無機材料や、有機材料や、無機と有機を組み合わせた材料によって形成される。また、共通陰極３９上や、封止薄膜上には、マイクロレンズや光の進行方向を変換するミラー構造のような光取り出し構造を設けてもよいし、更にガラス、フィルム、プラスチック等からなる保護部材を設けてもよい。

また、上記の構成においては、コンタクトホールＣ３、Ｃ４、５１ａ、開口部７ａ、８ａが形成される位置は、画素電極６の高開口化と、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ及び共通陰極３９と、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ及び補助電極３７との接続抵抗の低抵抗化を図るように配置されることが好ましい。本実施形態では、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの各々の側部に形成した構成を採用したが、これに限定することなく、画素電極６の周囲を囲うようにコンタクトホールＣ３、Ｃ４、５１ａ、開口部７ａ、８ａを形成してもよい。また、必ずしも画素領域Ｘ毎にこれらを設ける必要はない。複数の画素領域Ｘを単位として、当該単位毎にこれらを設けてもよい。また、コンタクトホールＣ３、Ｃ４は非表示領域に形成するのであれば、できるだけ広い面積で接続できるように形成することが好ましい。

本実施形態では画素電極６の下層側に電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂや補助電極３７が形成されているため、基板Ｇ側に光を取り出すことができず、必然的にトップエミッション型のパネルとなる。

上述したように、本実施形態においては、制御用及び駆動用トランジスタ１、２や、走査線３１…と信号線３２…とは異なる層に、補助電極３７と電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂが設けられているので、電源供給線の幅を広げることが可能となり、配線の低抵抗化を実現することができ、発光素子に供給する電流の均一化を図ることができる。従って、低抵抗化された補助電極３７と電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂを経て画素電極６と共通陰極３９の間に電力が供給され、発光機能層Ｙを良好に発光させることができる。そして、例えば、大型の有機ＥＬ装置ＥＸにおいて、当該構成を採用することによって、配線抵抗に起因する電圧降下や発熱を抑制し、発光輝度の均一化が可能となり、表示品質の向上を達成できる。

また、基板Ｇと画素電極６の間に、補助電極３７と電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂが形成されているので、発光機能層Ｙにおいて発光した光が共通陰極３９の側から出射するトップエミッション型の構成においては、発光光の透過を阻害しないので、高輝度の発光光を出射させることができる。

また、補助電極３７と電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂとの間に、第１平坦化膜５１が形成されているので、補助電極３７と電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂを各々異なる層に形成できるので、同一層内に両者を形成する場合と比較して、補助電極３７と電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂのそれぞれの面積を広げることが可能となるので、更に低抵抗化を達成できる。
特に、補助電極３７は、表示領域の略全面に渡ってベタで形成できるので、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂよりも更に低抵抗化を実現できる。従って、大型の有機ＥＬ装置ＥＸにおいては、配線抵抗による電圧降下や発熱を抑制し、発光輝度の均一化が可能となり、表示品質の向上を達成できる。

また、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂが基板Ｇ側に形成され、補助電極３７が画素電極６の側に形成されているので、駆動用トランジスタ２のソース電極２２と電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂとを容易に接続できる。また、共通陰極３９に補助電極３７を容易に接続できる。

また、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂに応じて形成されているので、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと共通陰極３９の間に、発光色が異なる発光素子の各々に対して電力を供給することができるので、当該発光色が異なる発光素子毎に最大階調の時の供給電圧を異ならせて供給することができる。従って、発光素子の特性を発光色毎に調整、最適化することが可能となり、色バランス、輝度等を容易に最適化できる。

また、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ及び補助電極３７は、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ及び共通陰極３９に対して、コンタクトホールＣ３、Ｃ４内の導電部材を介して接続されているので、確実に導通を得ることが可能となり、低抵抗化を実現できる。

なお、本実施形態では、基板Ｇの側から画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、発光機能層Ｙ、共通陰極３９を配置した構成としたが、これを限定するものではない。基板Ｇの側から共通陰極３９、発光機能層Ｙ、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを配置した、所謂リバース構造を採用してもよい。

また、本実施形態においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の発光機能層Ｙは、所謂ストライプ配列となるように配置しているが、これに限定するものではなく、モザイク配列や、デルタ配列等といった所定の配列で並べて構成させてもよい。

また、本実施形態においては、異なる発光素子毎に応じて、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂを形成しているが、電圧に対する発光素子の発光特性をＲ、Ｇ、Ｂで均一にすることが可能であれば、当該電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、共通化させて、同一電圧を供給するようにしてもよい。Ｒ、Ｇ、Ｂ全て同じような電圧変化量で各色が所望の階調で発光すれば、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂの共通化は可能である。

また、本実施形態においては、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６ＢをＲ、Ｇ、Ｂ毎に設けた構成を採用しているが、共通陰極３９および補助電極３７をＲ、Ｇ、Ｂ毎に設けて電源線を共通としても良い。

（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、図４から図７を参照して、有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
ここで、図４及び図５は、図２に示す画素領域Ｘの平面構造図におけるＡ−Ａ’断面を示す図である。図６及び図７は、図２に示す画素領域Ｘの平面構造図におけるＢ−Ｂ’断面を示す図である。

まず、図４及び図５を参照して説明する。
図４（ａ）に示すように、基板Ｇ（不図示）上にゲート電極２１を含む駆動用トランジスタ２を形成し、当該駆動用トランジスタ２のソース電極２２及びドレイン電極２３に接続される第２接続線３４と第３接続線３５を形成する。更に、当該第２接続線３４及び第３接続線３５を被覆するように第２層間絶縁膜Ｚを形成する。更に、第２層間絶縁膜Ｚに対してコンタクトホールＣ１、Ｃ２を形成し、第２接続線３４と第３接続線３５の一部を露出させる。

次に、図４（ｂ）に示すように、層間絶縁膜Ｚ上に電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと、当該電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと非導通の導通電極６ａを形成する（正極の電源供給層を形成する工程）。ここで、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂのそれぞれは、コンタクトホールＣ１を介して第２接続線３４と接続される。また、導通電極６ａは、コンタクトホールＣ２を介して第２接続線３５と接続される。

次に、図４（ｃ）に示すように、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと、導通電極６ａを覆うように、第１平坦化膜５１を形成する。更に、導通電極６ａを露出させるように、コンタクトホール５１ａを形成する。

次に、図４（ｄ）に示すように、第１平坦化膜５１上に補助電極３７と、当該補助電極３７と非導通の導通電極６ｂを形成する（負極の電源供給層を形成する工程）。ここで、導通電極６ｂは、コンタクトホール５１ａを介して導通電極６ａと接続される。

次に、図５（ａ）に示すように、補助電極３７と、導通電極６ｂを覆うように、第２平坦化膜５２を形成する。更に、補助電極３７及び導通電極６ｂを露出させるように、コンタクトホールＣ３、Ｃ４を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂと、当該画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂと非導通の導通電極３９ａを形成する。ここで、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの各々は、コンタクトホールＣ３を介して導通電極６ｂと接続され、導通電極３９ａはコンタクトホールＣ４を介して補助電極３７と接続される。
これによって、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂと電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、駆動用トランスタ２を介して接続される。

更に、同図に示すように、第２平坦化膜５２と、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂと、導通電極３９ａとを覆うように表層絶縁膜７を形成する。更に、導通電極３９ａの部分における表層絶縁膜７を除去する。なお、ここで、表層絶縁膜７としては、親液性が高い薄膜からなることが好ましく、例えば酸化シリコン膜が採用される。

次に、図５（ｃ）に示すように、第２平坦化膜５２と、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを覆うようにバンク８を形成する。当該バンク８は、例えば、感光性アクリル樹脂等の液体材料を用いてスピンコート、乾燥、露光、現像、焼成というプロセスで形成される。、図のようにバンク８を部分的に除去することによって、導通電極３９ａが露出状態に維持される。

次に、図５（ｄ）に示すように、バンク８全面を覆うように共通陰極３９を形成する。
これによって、共通陰極３９と補助電極３７は導通される。

次に、図６及び図７を参照して説明する。
図６（ａ）に示すように、基板Ｇ（不図示）上に下電極４１と上電極４２を形成する。下電極４１はシリコン材料からなり、当該下電極４１の上層には絶縁膜を介して上電極４２が形成される。ここで、下電極４１は、駆動用トランジスタ２のシリコン膜と同時に形成され、上電極４２は走査線３１と同時に形成される。更に、上電極４２を覆う第１層間絶縁膜を形成した後に、信号線３２を形成し、当該信号線３２を覆うように第２層間絶縁膜Ｚを形成する。

次に、図６（ｂ）に示すように、層間絶縁膜Ｚの上層に、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂを形成する。
次に、図６（ｃ）に示すように、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂを覆うように第１平坦化膜５１を形成する。
次に、図６（ｄ）に示すように、第１平坦化膜５１を覆うように、補助電極３７を形成する。
次に、図７（ａ）に示すように、補助電極３７を覆うように第２平坦化膜５２を形成する。
次に、図７（ｂ）に示すように、第２平坦化膜５２を覆うように画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを形成し、当該画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの境界部に表層絶縁膜７を形成する。
次に、図７（ｃ）に示すように、表層絶縁膜７の位置に対応させてバンク８を形成し、更に発光機能層Ｙを形成する。
次に、図７（ｄ）に示すように、バンク８と発光機能層Ｙの全面を覆うように共通陰極３９を形成する。

また、上記の図４から図７に示した製造工程においては、画素電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの表面に発光機能層Ｙを形成する工程が含まれている。当該発光機能層Ｙはバンク８を形成した後に、液滴吐出法を用いることによって形成される。発光機能層Ｙの具体的な構成は、正孔注入層、発光素子層の積層構造となっている。

正孔注入層を形成するための材料としては、導電性高分子材料が好適に採用され、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール等を採用することができる。
また、発光素子層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を用いることができる。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、例えば、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、キナクリドン等の材料をドープして用いることもできる。
また、本実施形態の有機ＥＬ装置ＥＸは、カラー表示を行うべく構成されている。即ち、光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する各発光素子層が、それぞれ三原色に対応して形成され、発光素子層を構成している。

なお、発光素子層と共通陰極３９との間には、必要に応じて発光素子の上層に電子注入材料を形成してもよい。
当該電子注入層は、光透過性を有する程度の膜厚であることが好ましく、このようにすれば共通陰極３９によって発光光が遮蔽されることがなく、発光強度の低下を防止できる。電子注入層の材料としては、特に限定されることなく、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体等が例示される。具体的には、先の正孔輸送層の形成材料と同様に、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示され、特に２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが好適とされる。

上述したように、有機ＥＬ装置の製造方法においては、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと、補助電極３７を形成する工程を有しており、当該工程は信号線３２を形成する工程や、駆動用トランジスタ２を駆動させる配線層を形成する工程とは異ならせて行われているので、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ及び補助電極３７の幅を広げることが可能となり、配線の低抵抗化を実現することができる。
従って、大型の有機ＥＬ装置ＥＸにおいては、配線抵抗による電圧降下や発熱を抑制し、発光輝度の均一化が可能となり、表示品質の向上を達成できる。
ところで、上述の実施例ではいわゆる高分子型の有機ＥＬ材料を使用した例を示したが、これに限定されるものではなく、低分子型の有機ＥＬ材料を使用しても良いし、場合によっては高分子型と低分子型の有機ＥＬ材料を組み合わせて使用しても良い。

（有機ＥＬ装置の第２実施形態）
次に、図８を参照して、有機ＥＬ装置の第２実施形態について説明する。
本実施形態においては、第１実施形態と異なる部分について説明し、同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。本実施形態と第１実施形態との相違点について概略を説明すると、第１実施形態の電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと補助電極３７は、第１平坦化膜を挟んで異なる層において形成されているが、本実施形態は、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと補助電極３７を同一層内において並列配置している。また、第１実施形態では、第１及び第２平坦化膜５１、５２が必要であったが、本実施形態では第２平坦化膜５２が不要になり、第１平坦化膜５１のみが形成されている。

このような構成においては、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと補助電極３７が、同一層内に形成されているので、第２平坦化膜５２を形成する工程を省くことができるので、製造工程の簡素化を図り製造コストの低減を実現できる。
また、上記のように同一層内に形成する場合においては、第１平坦化膜５１の平坦化を実現できる範囲内で、電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと補助電極３７の膜厚を厚くすることで低抵抗化を実現できる。従って、表示品質を向上させることができる。

（有機ＥＬ装置の第３実施形態）
次に、有機ＥＬ装置の第３実施形態について説明する。
本実施形態の基本構成は、第１実施形態と殆ど同じであるが、相違点について説明すると、第１実施形態でＲＧＢ毎に設けていた電源線３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂに代わって、３色共通の電源線を設けた構成を採用している。
このようにすれば、発光機能層Ｙに供給する電圧がＲＧＢで同じになるので、更に低抵抗化を施すことができる。

（電子機器）
次に、上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の例について説明する。
図９（ａ）は、テレビの一例を示した斜視図である。図９（ａ）において、符号１０００はテレビ本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。
図９（ｂ）は、ディスクトップ型コンピュータの一例を示した斜視図である。図９（ｂ）において、符号１２００はディスクトップ型コンピュータ、符号１２１０は上記の有機ＥＬ装置を用いた表示部、符号１２２０はＣＰＵやハードディスクを備えた演算部、符号１２３０はキーボードからなる入力部、符号１２４０はマウスからなる入力部を示している。
図９（ａ）、（ｂ）に示す電子機器は、上記実施の形態の有機ＥＬ装置を備えているので、画像表示品質が向上した表示部を備えた電子機器となる。

なお、電子機器としては、上記のテレビやディスクトップ型コンピュータに限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ノート型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。

本発明の第１実施形態に示す有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図。 本発明の第１実施形態に示す有機ＥＬ装置における画素領域の平面構造図。 本発明の第１実施形態に示す有機ＥＬ装置の積層構造を説明するための図。 本発明の第１実施形態に示す有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための図。 本発明の第１実施形態に示す有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための図。 本発明の第１実施形態に示す有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための図。 本発明の第１実施形態に示す有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための図。 本発明の第２実施形態に示す有機ＥＬ装置の積層構造を説明するための図。 本発明の有機ＥＬ装置を備える電子機器を示す図。

符号の説明

１…制御用トランジスタ（スイッチング素子）
２…駆動用トランジスタ（スイッチング素子）
４…保持容量（配線層）
６…画素電極（第１の電極層）
３１…走査線（配線層）
３２…信号線（配線層）
３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ…電源線（正極の電源供給層）
３７…補助電極（負極の電源供給層）
３９…共通陰極（第２の電極層）
５１…第１平坦化膜（絶縁膜）
５２…第２平坦化膜（絶縁膜）
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、５１ａ…コンタクトホール

Claims (9)

1. 基板上に、スイッチング素子と、第１及び第２の電極層と、当該第１及び第２の電極層に挟持された発光機能層と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
   前記第１及び第２の電極層の間に電力を供給する正極及び負極の電源供給層が、前記スイッチング素子を駆動させる配線層とは異なる層に設けられ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装置。
2. 前記基板と前記第１の電極層の間に、前記正極及び負極の電源供給層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
3. 前記正極の電源供給層と前記負極の電源供給層との間に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
4. 前記正極の電源供給層と前記負極の電源供給層は、同一層内に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
5. 前記正極の電源供給層が前記基板側に形成され、前記負極の電源供給層が前記第１の電極層側に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
6. 前記発光機能層は、発光波長が異なる発光素子を備え、
   前記正極及び負極の電源供給層のうち一方は、当該発光素子毎に応じて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
7. 前記正極及び負極の電源供給層と、前記第１及び第２の電極層は、コンタクトホール内の導電部材を介して接続されており、
   前記コンタクトホールは、前記第１又は第２の電極層に応じて設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
8. 基板上に、スイッチング素子と、第１及び第２の電極層と、当該第１及び第２の電極層に挟持された発光機能層と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
   前記第１及び第２の電極層の間に電力を供給する正極及び負極の電源供給層を形成する工程を有し、
   当該電源供給層を形成する工程は、前記スイッチング素子を駆動させる配線層を形成する工程とは、異ならせて行うことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
9. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えることを特徴とする電子機器。
   
   
   
   
   

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