JP4809087B2 - エレクトロルミネッセンス装置、電子機器、およびエレクトロルミネッセンス装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エレクトロルミネッセンス装置、電子機器、およびエレクトロルミネッセンス装置の製造方法に関するものである。

携帯電話機、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの電子機器に使用される表示装置や、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして、有機エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）という）装置が注目されている。この種のＥＬ装置のうち、トップエミッション型のＥＬ装置では、図１０に示すように、基板２０上に、薄膜トランジスタ７、この薄膜トランジスタ７により形成される凹凸を平坦化するアクリル樹脂層などの有機平坦化膜２５、この有機平坦化膜２５の上層に配置された反射層１６、この反射層１６より上層側で薄膜トランジスタ７に電気的に接続する透光性の第１の電極層１１、この第１の電極層１１の上層に配置された有機発光機能層１３、およびこの有機発光機能層１３の上層に配置された第２の電極層１２を備えている。また、反射層１６と第１の電極層１１との層間には、第１の電極層１１を形成するための透光性導電膜をパターニングする際に反射層１６を保護するための保護層１４がシリコン窒化膜により形成されている。さらに、画素１５の境界領域に沿って隔壁５が樹脂層により形成されている。

このような構成のＥＬ装置において、有機平坦化膜２５を構成するアクリル樹脂層は水分を含有しやすいため、ＥＬ装置を製造した後、有機平坦化膜２５の水分が拡散して有機発光機能層１３まで到達し、有機発光機能層１３を劣化させることがある。このような劣化は、ダークスポットの発生などといった点灯不良を発生させるため、好ましくない。

そこで、図１０に示すように、平坦化層２５を保護層１４で完全に塞ぎ、有機平坦化膜２５から有機発光機能層１３への水分の拡散を防止する構成が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１１４６２６号公報

しかしながら、保護層１４は、反射層１６と第１の電極層１１との層間に位置するため、第１の電極層１１、あるいは反射層１６の端部から受ける応力によりクラック１４０が発生しやすく、このようなクラック１４０が保護層に発生すると、有機平坦化膜２５の水分がクラックを介して拡散して有機発光機能層１３まで届き、有機発光機能層１３を劣化させるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、スイッチング素子が形成する凹凸を有機平坦化膜で平坦化した場合でも、有機平坦化膜から有機発光機能層への水分の拡散を防止可能なＥＬ装置、電子機器、およびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、基板上に、有機平坦化膜と、前記有機平坦化膜上に設けられた反射層と、前記反射層を覆うように設けられた保護層と、前記保護層上に設けられた複数の第１の電極と、前記複数の第１の電極の形成位置に対応した複数の開口部を有する隔壁と、前記第１の電極上に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられた第２の電極と、前記第２の電極を覆うように設けられた封止膜と、を備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた発光層を有する発光素子を備えた複数の画素が設けられた発光領域と、前記発光領域より外側に設けられた非発光領域と、を有し、前記有機平坦化膜は、前記発光領域および前記非発光領域に形成され、前記発光領域において、前記保護層は、前記有機平坦化膜の上面が露出しないように前記有機平坦化膜および前記反射層を覆っており、前記非発光領域において、前記有機平坦化膜の上面は、前記隔壁および前記保護層から露出しており、前記封止膜は、前記有機平坦化膜の上面の前記隔壁および前記保護層から露出している部分全体を覆い、かつ前記有機平坦化膜の上面の前記隔壁および前記保護層から露出している部分と接していることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明では、基板上に、有機平坦化膜と、前記有機平坦化膜上に設けられた反射層と、前記反射層を覆うように設けられた保護層と、前記保護層上に設けられた複数の第１の電極と、前記複数の第１の電極の形成位置に対応した複数の開口部を有する隔壁と、少なくとも前記開口部に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられた第２の電極と、前記第２の電極を覆うように設けられた封止膜と、を備え、前記隔壁の最外周よりも内側の領域では、前記保護層は、前記有機平坦化膜の上面が露出しないように前記有機平坦化膜および前記反射層を覆っており、前記隔壁の最外周より外側の領域では、前記有機平坦化膜の上面は、前記保護層から露出しており、前記封止膜は、前記有機平坦化膜の上面の前記隔壁および前記保護層から露出している部分全体を覆い、かつ前記有機平坦化膜の上面の前記隔壁および前記保護層から露出している部分と接していることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明では、基板上に、有機平坦化膜と、前記有機平坦化膜上に設けられた反射層と、前記反射層を覆うように設けられた保護層と、前記保護層上に設けられた複数の第１の電極と、前記第１の電極上に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられた第２の電極と、を備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた発光層を有する発光素子を備えた複数の画素が設けられた発光領域と、前記発光領域より外側に設けられた非発光領域と、を有し、前記有機平坦化膜は、前記発光領域および前記非発光領域に形成され、前記発光領域では、前記保護層は、前記有機平坦化膜の上面が露出しないように前記有機平坦化膜および前記反射層を覆っており、前記非発光領域では、前記有機平坦化膜の上面が前記隔壁および前記保護層から露出していることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明では、基板上に、有機平坦化膜と、前記有機平坦化膜上に設けられた反射層と、前記反射層を覆うように設けられた保護層と、前記保護層上に設けられた複数の第１の電極と、前記複数の第１の電極の形成位置に対応した複数の開口部を有する隔壁と、少なくとも前記開口部に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられた第２の電極と、を備え、前記隔壁の最外周よりも内側の領域では、前記保護層は、前記有機平坦化膜の上面が露出しないように前記有機平坦化膜および前記反射層を覆っており、前記隔壁の最外周より外側の領域では、前記有機平坦化膜の上面が前記保護層から露出していることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明では、スイッチング素子、該スイッチング素子により形成される凹凸を平坦化する有機平坦化膜、該平坦化層の上層に配置された反射層、該反射層の表面側を覆う保護層、該保護層の上層で前記スイッチング素子に電気的に接続する透光性の第１の電極層、該第１の電極層の上層に配置された有機発光機能層、該有機発光機能層の上層に配置された第２の電極層を備えた複数の画素が配置された発光領域と、該発光領域より外周側に位置する非発光領域とを基板上に有するＥＬ装置において、前記有機平坦化膜は、前記発光領域から前記非発光領域内まで一体に形成され、前記非発光領域では、前記有機平坦化膜の上面が前記保護層から露出していることを特徴とする。

本発明に係るＥＬ装置の製造方法では、前記有機平坦化膜を形成する有機平坦化膜形成工程と、前記反射層を形成する反射層形成工程と、前記保護層を形成する保護層形成工程と、前記複数の第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と、前記隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記発光層を形成する発光層形成工程と、を有し、前記隔壁形成工程の後、前記発光層形成工程の前に、前記有機平坦化膜および前記隔壁が含有する水分を当該有機平坦化膜および前記隔壁から脱離させる脱水工程を行うことを特徴とする。
本発明に係るＥＬ装置の製造方法では、前記有機平坦化膜を形成する有機平坦化膜形成工程と、前記反射層を形成する反射層形成工程と、前記保護層を形成する保護層形成工程と、前記第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と、前記発光層を形成する発光層形成工程と、を有し、前記第１の電極層形成工程の後、前記発光層形成工程の前に、前記有機平坦化膜が含有する水分を当該有機平坦化膜から脱離させる脱水工程を行うことを特徴とする。
本発明に係るＥＬ装置の製造方法では、前記有機平坦化膜を形成する有機平坦化膜形成工程と、前記反射層を形成する反射層形成工程と、前記保護層を形成する保護層形成工程と、前記第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と、前記有機発光機能層を形成する有機発光機能層形成工程とを有し、前記第１の電極層形成工程の後、前記有機発光機能層形成工程の前に、前記有機平坦化膜が含有する水分を当該有機平坦化膜から脱離させる脱水工程を行うことを特徴とする。

本発明に係るＥＬ装置を製造するにあたっては、有機平坦化膜形成工程、反射層形成工程、保護層形成工程、第１の電極層形成工程、有機発光機能層形成工程とをこの順に行う。ここで、有機平坦化膜形成工程では、有機平坦化膜を発光領域から外周側の非発光領域まで形成するので、非発光領域では、有機平坦化膜の上面が保護層から露出している。従って、第１の電極層形成工程の後、有機発光機能層形成工程の前に、有機平坦化膜が含有する水分を有機平坦化膜から脱離させる脱水工程を行えば、発光領域内の有機平坦化膜が含む水分は、発光領域から非発光領域に向けて有機平坦化膜内を拡散し、その上面から外部に確実に放出させることができる。それ故、有機平坦化膜が含んでいた水分が有機発光機能層まで拡散して有機発光機能層を劣化させることを確実に防止できる。

本発明において、前記発光領域では、前記有機平坦化膜の下層側に、前記第１の電極と電気的に接続されたトランジスタが設けられ、前記非発光領域では、前記有機平坦化膜の下層側に、前記画素に対する駆動回路が設けられている。
本発明において、前記第２の電極は、前記隔壁の上面および側面を覆うように形成されており、前記第２電極を覆う封止層は、前記有機平坦化膜の露出している部分全体を覆うように形成されていることを特徴とする。
本発明において、前記非発光領域では、例えば、前記有機平坦化膜の下層側に、前記画素に対する駆動回路が形成されている。

本発明に係るＥＬ装置では、前記有機平坦化膜の上層側には、前記画素の境界領域に沿って隔壁が樹脂層により形成されていることがある。このような構成のＥＬ装置を製造するにあたっては、前記有機平坦化膜を形成する有機平坦化膜形成工程と、前記反射層を形成する反射層形成工程と、前記保護層を形成する保護層形成工程と、前記第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と、前記隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記発光層を形成する発光層形成工程と、を有し、前記隔壁形成工程の後、前記発光層形成工程の前に、前記有機平坦化膜および前記隔壁が含有する水分を当該有機平坦化膜および当該隔壁から脱離させる脱水工程を行う。このような構成のＥＬ装置を製造するにあたっては、前記有機平坦化膜を形成する有機平坦化膜形成工程と、前記反射層を形成する反射層形成工程と、前記保護層を形成する保護層形成工程と、前記第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と、前記隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記有機発光機能層を形成する有機発光機能層形成工程とを有し、前記隔壁形成工程の後、前記有機発光機能層形成工程の前に、前記有機平坦化膜および前記隔壁が含有する水分を当該有機平坦化膜および当該隔壁から脱離させる脱水工程を行う。このように構成すると、脱水工程により隔壁が含む水分を放出できる。また、発光領域内の有機平坦化膜が含む水分は、発光領域から非発光領域に向けて有機平坦化膜内を拡散し、その上面から放出させることができる。それ故、有機平坦化膜および隔壁が含んでいた水分が有機発光機能層まで拡散して有機発光機能層を劣化させることを確実に防止できる。また、本発明では、非表示領域を利用して水分の除去を行うため、発光領域内において実質的に発光に寄与する部分の面積が拡大して発光領域内で有機平坦化膜から水分を放出できるような領域が狭くなった場合でも、有機平坦化膜が含有する水分を確実に放出できるという利点がある。

本発明において、前記隔壁を構成する樹脂層は、前記発光領域から前記非発光領域まで形成されて前記有機平坦化膜に積層している構成を採用してもよい。この場合でも、有機平坦化膜が含む水分は、非発光領域において隔壁内に拡散してから外部に放出することができる。このため、有機平坦化膜が含む水分が発光領域に拡散することによる有機発光機能層の劣化を予防することができる。

本発明において、前記隔壁と前記有機平坦化膜とは同一の樹脂材料からなる構成を採用することができる。

本発明において、前記保護層は、前記画素毎に分離して形成され、隣接する前記保護層の境界領域では、前記有機平坦化膜と前記隔壁とが接している構成を採用してもよい。このように構成すると、有機平坦化膜が含む水分と隔壁が含む水分を同一の工程にて外部に放出することができる。また、有機平坦化膜が含む水分が有機発光機能層に拡散することによる有機発光機能層の劣化を予防することができる。

本発明において、前記複数の画素は、各々所定の色に対応しており、前記第１の電極は、対応する色毎に厚さが相違している構成を採用することができる。このような構成の場合、第１の画素電極を形成する際に複数回の成膜工程およびエッチング工程が行われるので、反射層を保護するという観点から保護層が特に必要となるが、このような場合でも、有機平坦化膜が含んでいた水分は、保護層の非形成領域を介して外部に放出することができる。

本発明を適用したＥＬ装置は、携帯電話機、パーソナルコンピュータやＰＤＡなどの電子機器において表示装置として用いられる。また、本発明を適用したＥＬ装置は、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして用いられる。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明に用いた各図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を相違させてある。

［実施の形態１］
（有機ＥＬ表示装置の全体構成）
図１および図２は、本発明を適用した有機ＥＬ装置の平面図、およびこの有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図である。

図１および図２において、本形態のＥＬ装置１００は、有機発光機能膜に駆動電流が流れることによって発光するＥＬ素子を薄膜トランジスタで駆動制御する有機ＥＬ装置であり、このタイプのＥＬ装置を表示装置として用いた場合、発光素子が自己発光するため、バックライトを必要とせず、また、視野角依存性が少ないなどの利点がある。ここに示すＥＬ装置１００では、基板２０上の略中央領域には、複数の画素１５がマトリクス状に配列された矩形の発光領域１１０と、この発光領域１１０を外周側で囲む矩形枠状の非発光領域１２０とを有しており、非発光領域１２０には、相対向する領域に一対の走査線駆動回路５４が形成され、他の相対向する領域にデータ線駆動回路５１および検査回路５８が形成されている。

発光領域１１０では、複数の走査線６３と、この走査線６３の延設方向に対して交差する方向に延設された複数のデータ線６４と、これらのデータ線６４に並列する複数の共通給電線６５とが形成され、データ線６４と走査線６３との交差点に対応して画素１５が構成されている、データ線６４に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ線駆動回路５１が構成されている。走査線６３に対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査線駆動回路５４が構成されている。画素１５の各々には、走査線６３を介して走査信号がゲート電極に供給される画素スイッチング用の薄膜トランジスタ６と、この薄膜トランジスタ６を介してデータ線６４から供給される画像信号を保持する保持容量３３と、この保持容量３３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電流制御用の薄膜トランジスタ７と、薄膜トランジスタ７を介して共通給電線６５に電気的に接続したときに共通給電線６５から駆動電流が流れ込む有機ＥＬ素子１０とが構成されている。本形態のＥＬ装置１００は、カラー表示用で
あり、各画素１５を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応している。

（発光領域１１０の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るＥＬ装置の要部の断面図、およびこのＥＬ装置に構成された画素３つ分の平面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）の一部を拡大した断面図、および隔壁までを形成した状態の断面図である。なお、図３（ａ）は、図１に丸Ｘで囲った部分の断面に相当し、その一部は、図３（ｂ）のＡ−Ａ′断面を表わしている。また、図４（ａ）では、図３（ａ）に示す駆動回路の薄膜トランジシスタの数を減らして表わしてある。

本形態のＥＬ装置１００を構成するにあたっては、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、素子基板を構成するガラス基板などからなる基板２０上にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる下地保護層２１が形成されている。本形態では、ＥＬ装置１００がトップエミッション型であるため、基板２０は不透明であってもよく、アルミナ等のセラミックス、ステンレス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、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。

発光領域１１０において、下地保護層２１上には、図２を参照して説明した薄膜トランジスタ７などが形成されている。このため、基板２０上には、ゲート絶縁膜２２、層間絶縁膜２３、パッシベーション膜２４が形成されている。

本形態では、ＥＬ装置１００がトップエミッション型であるため、後述する反射層１６および第１の電極層１１の形成領域を平坦化しておく必要がある。そこで、パッシベーション膜２４の上層には、薄膜トランジスタ７により形成された凹凸を平坦化するための有機平坦化膜２５が形成されている。ここで、有機平坦化膜２５は、基板２０上にスピンコート法などで形成された厚いアクリル樹脂などの感光性樹脂からなる。

また、ＥＬ装置１００がトップエミッション型であるため、有機平坦化膜２５の上層には、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる反射層１６が各画素毎に分離して形成されている。反射層１６上層には、シリコン窒化膜からなる保護層１４が各画素毎に形成され、この保護層１４の上層にはＩＴＯ膜などの透光性導電膜からなる第１の電極１１（陽極／画素電極）が各画素毎に分離して形成されている。ここで、第１の電極１１は、図３（ｂ）に示すように、保護膜１４、有機平坦化膜２５およびパッシベーション膜２４に形成されたコンタクトホール１８を介して薄膜トランジスタ７のドレイン電極に電気的に接続されている。

再び図３（ａ）および図４（ａ）において、第１の電極１１の上層側には、高分子材料あるいは低分子材料からなる有機発光機能層１３が各画素に対して共通に形成され、この有機発光機能層１３の上層には薄いカルシウム層やアルミニウム膜などからなる第２の電極層１２（陰極層）が各画素に対して共通に形成され、それにより、各画素１５には、第１の電極１１と第２の電極層１２との間に有機発光機能層１３を挟んだ有機ＥＬ素子１０が構成されている。

第１の電極１１の厚さは、各画素１５が対応する色毎に相違しており、本形態では、第１の電極１１の厚さは、対応する色光の波長に対応して、以下に示す関係
赤色（Ｒ）＞緑色（Ｇ）＞青色（Ｂ）
になっている。このため、第１の電極１１は、それ自身が光共振器の一部を構成し、各画素１５から所定の色光を出射可能にしている。但し、第１の電極１１の厚さを画素１５が対応する色毎に相違させるには、第１の電極１１を形成する際、成膜工程およびエッチング工程を複数回、行うことになるので、エッチングの際、反射層１６を保護するという観
点からすれば、保護層１４の形成は必須である。

有機平坦化膜２５の上層側には、一部が第１の電極１１と重なるように隔壁５が、有機平坦化膜２５と同様、アクリル樹脂層などにより形成されており、かかる隔壁５は、画素１１５の境界領域に沿って形成されている。ここで、保護層１４は、画素毎に分離して形成されているため、隣接する保護層１４の境界領域では、有機平坦化膜２５と隔壁５とが接している。

なお、有機発光機能層１３および第２の電極層１２が水分や酸素により劣化しないように、第２の電極層１２の上層には、シリコン窒化膜などからなる封止膜１９が形成されている。また、基板２０の上面側には、接着層９を介して封止基板８が貼られている。

（非発光領域１２０の構成）
本形態では、非発光領域１２０でも、下地保護膜２１上には、図２を参照して説明した駆動回路５１、５４などを構成する駆動回路用薄膜トランジスタ５０が形成されており、かかる駆動回路用薄膜トランジスタ５０は、薄膜トランジスタ７と同様な構造を有している。このため、非発光領域１２０でも、基板２０上には、ゲート絶縁膜２２、層間絶縁膜２３、パッシベーション膜２４が形成されている。

また、本形態では、発光領域１１０に形成された有機平坦化膜２５は、非発光領域１２０まで一体に形成されている。これに対して、保護層１４は、発光領域１１０のみに形成されている。このため、非発光領域１２０では、有機平坦化膜２５の上面が保護層１４から完全に露出した状態にある。なお、有機平坦化膜２５の側面も保護層１４から完全に露出した状態にある。なお、非発光領域１２０でも、発光領域１１０と同様、封止膜１９が形成され、かつ、有機平坦化膜２５の外周縁は、基板２０の外周縁よりわずかに内側に位置している。このため、非発光領域１２０では、有機平坦化膜２５の上面および側面が封止膜１９で覆われ、かつ、封止基板８で保護された状態にある。

（本形態の主な効果）
図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るＥＬ装置での水分放出領域を示す説明図である。

本形態のＥＬ装置１００を製造するには、図６を参照して後述するように、有機平坦化膜２５を形成する有機平坦化膜形成工程を行った後、反射層１６を形成する反射層形成工程と、保護層１４を形成する保護層形成工程と、第１の電極層１１を形成する第１の電極層形成工程と、隔壁５を形成する隔壁形成工程と、有機発光機能層１３を形成する有機発光機能層形成工程とを順に行っていく。このため、隔壁形成工程の後、有機発光機能層形成工程の前の状態は、図４（ｂ）に示す通りであり、非表示領域１２０において有機平坦化膜２５は上面は完全に開放されている。また、隔壁５も上方が完全に開放されている。さらに、発光領域１１０において、各画素１５内では、隣接する保護層１４の境界領域で有機平坦化膜２５と隔壁５とが接している。

従って、隔壁形成工程の後、図４（ｂ）に示す状態で、所定温度、例えば２００℃の温度で基板２０を減圧する脱水工程（ベーク工程）を行えば、有機平坦化膜２５の上層に反射層１６、保護層１４および第１の電極層１１が形成されている状態でも、有機平坦化膜２５および隔壁５が含有する水分を有機平坦化膜２５および隔壁５から放出できる。

すなわち、隔壁５が含有している水分は、図４（ｂ）に矢印Ｈ１３で示すように放出される。また、非発光領域１２０に形成されている有機平坦化膜２５が含有している水分は、矢印Ｈ１１で示すように放出される。さらに、発光領域１２０に形成されている有機平
坦化膜２５が含有している水分は、矢印Ｈ１０で示すように、有機平坦膜２５内を発光領域１１０から非発光領域１２０に向けて拡散した後、矢印Ｈ１１で示すように、上面から放出される。さらにまた、発光領域１２０に形成されている有機平坦化膜２５が含有している水分は、矢印Ｈ１２で示すように、隔壁５との接触部分を介して隔壁５に拡散した後、矢印Ｈ１３で示すように放出される。それ故、本形態によれば、有機平坦化膜２５が含有している水分は、図５（ａ）、（ｂ）に右上がりの斜線を付した広い領域から放出されるので、有機平坦化膜２５から水分を確実に除去できる。

従って、ＥＬ装置１００を製造し終えた以降、有機平坦化膜２５が含んでいた水分が有機発光機能層１３まで拡散することがなく、かかる水分の拡散による有機発光機能層１３の劣化を防止することができる。よって、ＥＬ装置１００では、有機発光機能層１３の水分劣化に起因するダークスポットの発生などを防止することができる。

また、本形態では、非表示領域１２０を利用して水分の除去を行うため、発光領域１１０内において実質的に発光に寄与する部分の面積が拡大して発光領域１１０内で有機平坦化膜２５から水分を放出できるような領域が狭くなった場合でも、有機平坦化膜２５が含有する水分を確実に放出できるという利点がある。

（ＥＬ装置の製造方法）
図６（ａ）〜（ｅ）は、本形態のＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。本形態では、まず、図６（ａ）に示すように薄膜トランジシタ７、５０を形成する。その際、薄膜トランジシタ７、５０の能動層を構成する半導体膜については、プラズマＣＶＤ法によりアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールまたは固相成長法などにより結晶化させたポリシリコン膜を用いる。

次に、図６（ｂ）に示す有機平坦化膜形成工程では、スピンコート法により感光性のアクリル樹脂を基板２０の全面に塗布した後、露光、現像し、発光領域１１０および非発光領域１２０に対して有機平坦化膜２５を形成する。その際、有機平坦化膜２５の外周縁は、基板２０の外周縁よりも内側に位置させ、かつ、有機平坦化膜２５には、図３（ｂ）を参照して説明したコンタクトホール１８も形成する。

次に、図６（ｃ）に示す反射層形成工程では、基板２０の全面にアルミニウム膜やアルミニウム合金膜などをスパッタ形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、反射層１６を形成する。

次に、図６（ｄ）に示す保護層形成工程では、基板２０の全面にＣＶＤ法などによりシリコン窒化膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、保護層１４を形成する。その際、保護層１４には、図３（ｂ）を参照して説明したコンタクトホール１８も形成する。

次に、図６（ｅ）に示す第１の電極層形成工程では、各画素に対して、各色に対応する厚さの第１の電極１１を形成する。それには、ＩＴＯ膜の成膜工程およびパターニング工程を複数回、繰り返すが、本形態では、反射層１６が保護層１４で覆われているので、エッチングを複数回、行っても反射層１６を保護することができる。

次に、隔壁形成工程では、スピンコート法により感光性のアクリル樹脂を基板２０の全面に塗布した後、露光、現像し、図４（ｂ）に示すように、発光領域１１０において各画素の境界領域に沿う位置に隔壁５を形成する。

次に、図４（ｂ）に示す状態で、所定温度、例えば２００℃の温度で基板２０を減圧す
る脱水工程（ベーク工程）を行う。その結果、図４（ｂ）を参照して説明したように、隔壁５および有機平坦膜２５が含有していた水分を放出することができる。なお、以上の工程は、一貫して水分のない雰囲気中で行う。

しかる後には、図４（ａ）に示すように、有機発光機能層１３、第２の電極層１２、封止膜１９を順次形成した後、基板２０を接着層９を介して封止基板８と貼り合せる。本形態において、有機発光機能層１３は、低分子材料あるいは高分子材料のいずれであってもよく、高分子材料の場合には、基板２０の所定領域上に液状組成物の液滴を吐出した後、固化させる方法、または基板２０の全面に液状組成物のスピンコート法により塗布した後、パターニングする方法を採用できる。また、低分子材料の場合には、マスクによって基板２０の必要領域に選択的に蒸着する方法や、基板２０の全面に蒸着成膜した後、パターニングする方法を採用することができる。また、有機発光機能層１３は、単層からなる場合と、複数の層からなる場合とがあり、後者の例としては、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などの正孔注入層と、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、または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、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、キナクリドン等をドープした発光層とを積層した構造が挙げられる。

［実施の形態２］
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係るＥＬ装置の要部の断面図、その一部を拡大した断面図、および隔壁までを形成した状態の断面図であり、各々が図３（ａ）、図４（ａ）、（ｂ）に対応する。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの詳細な説明を省略する。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態のＥＬ装置１００も、実施の形態１と同様、トップエミッション型であり、反射層１６および第１の電極層１１の形成領域を平坦化しておく必要がある。従って、基板２０には、薄膜トランジスタ７により形成された凹凸を平坦化するための有機平坦化膜２５が形成されている。有機平坦化膜２５は、厚いアクリル樹脂などの感光性樹脂からなる。有機平坦化膜２５の上層には、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる反射層１６が各画素毎に分離して形成されている。反射層１６上層には、シリコン窒化膜からなる保護層１４が各画素毎に形成され、この保護層１４の上層にはＩＴＯ膜などの透光性導電膜からなる第１の電極１１（陽極／画素電極）が各画素毎に分離して形成されている。第１の電極１１の上層側には、高分子材料あるいは低分子材料からなる有機発光機能層１３が各画素に対して共通に形成され、この有機発光機能層１３の上層には薄いカルシウム層やアルミニウム膜などからなる第２の電極層１２（陰極層）が各画素に対して共通に形成され、それにより、各画素１５には、第１の電極１１と第２の電極層１２との間に有機発光機能層１３を挟んだ有機ＥＬ素子１０が構成されている。本形態でも、第１の電極１１の厚さは、各画素１５が対応する色毎に相違している。また、有機平坦化膜２５の上層側には、一部が第１の電極１１と重なるように隔壁５がアクリル樹脂層などにより形成されており、かかる隔壁５は、画素１１５の境界領域に沿って形成されている。ここで、保護層１４は、画素毎に分離して形成されているため、隣接する保護層１４の境界領域では、有機平坦化膜２５と隔壁５とが接している。なお、有機発光機能層１３および第２の電極層１２が水分や酸素により劣化しないように、第２の電極層１２の上層には、封止膜１９が形成されている。また、基板２０の上面側には、接着層９を介して封止基板８が貼られている。本形態では、非発光領域１２０でも、下地保護膜２１上には、図２を参照して説明した駆動回路５１、５４などを構成する駆動回路用薄膜トランジスタ５０が形成されており、かかる駆動回路用薄膜トランジスタ５０は、薄膜
トランジスタ７と同様な構造を有している。このため、非発光領域１２０でも、基板２０上には、ゲート絶縁膜２２、層間絶縁膜２３、パッシベーション膜２４が形成されている。

また、本形態でも、実施の形態１と同様、発光領域１１０に形成された有機平坦化膜２５は、非発光領域１２０まで一体に形成されている。これに対して、保護層１４は、発光領域１１０のみに形成されている。このため、有機平坦化膜２５の上面は保護層１４から露出した状態にある。

本形態では、実施の形態１と違って、隔壁５を構成するアクリル樹脂層５′が、発光領域１１０から非発光領域１２０まで形成されて、非発光領域１２０では有機平坦化膜２５に積層している。

また、非発光領域１２０でも、発光領域１１０と同様、封止膜１９が形成され、かつ、有機平坦化膜２５およびアクリル樹脂層５′の外周縁は、基板２０の外周縁よりわずかに内側に位置している。このため、非発光領域１２０では、アクリル樹脂層５′の上面および側面が封止膜１９で覆われ、かつ、有機平坦化膜２５の側面が封止膜１９で覆われている。

このような構成のＥＬ１００を製造する場合にも、実施の形態１と同様、有機平坦化膜２５を形成する有機平坦化膜形成工程を行った後、反射層１６を形成する反射層形成工程と、保護層１４を形成する保護層形成工程と、第１の電極層１１を形成する第１の電極層形成工程と、隔壁５を形成する隔壁形成工程と、有機発光機能層１３を形成する有機発光機能層形成工程とを順に行っていく。このため、隔壁形成工程の後、有機発光機能層形成工程の前の状態は、図７（ｃ）に示す通りであり、非表示領域１２０において有機平坦化膜２５の上面はアクリル樹脂層５′で覆われているが、このアクリル樹脂層５′の上面は完全に開放されている。また、隔壁５も上方が完全に開放されている。さらに、発光領域１１０において、各画素１５内では、隣接する保護層１４の境界領域で有機平坦化膜２５と隔壁５とが接している。

従って、隔壁形成工程の後、図７（ｃ）に示す状態で、所定温度、例えば２００℃の温度で基板２０を減圧する脱水工程（ベーク工程）を行えば、有機平坦化膜２５の上層に反射層１６、保護層１４および第１の電極層１１が形成されている状態でも、有機平坦化膜２５および隔壁５が含有する水分を有機平坦化膜２５および隔壁５から放出できる。すなわち、隔壁５が含有している水分は、矢印Ｈ１３で示すように放出される。また、非発光領域１２０に形成されている有機平坦化膜２５が含有している水分は、矢印Ｈ１５で示すようにアクリル樹脂層５′に拡散した後、矢印Ｈ１３′で示すように、放出される。さらに、発光領域１２０に形成されている有機平坦化膜２５が含有している水分は、矢印Ｈ１０で示すように、有機平坦膜２５内を発光領域１１０から非発光領域１２０に向けて拡散した後、矢印Ｈ１５で示すようにアクリル樹脂層５′に拡散し、しかる後に、矢印Ｈ１３′で示すように放出される。さらにまた、発光領域１２０に形成されている有機平坦化膜２５が含有している水分は、矢印Ｈ１２で示すように、隔壁５との接触部分を介して隔壁５に拡散した後、矢印Ｈ１３に示すように放出される。それ故、本形態によれば、有機平坦化膜２５が含有している水は、図５（ａ）、（ｂ）に右上がりの斜線を付した広い領域から確実に放出される。それ故、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ＥＬ装置１００を製造し終えた以降、有機平坦化膜２５が含んでいた水分が有機発光機能層１３まで拡散することがなく、かかる水分の拡散による有機発光機能層１３の劣化を防止することができる。よって、ＥＬ装置１００では、有機発光機能層１３の水分劣化に起因するダークスポットの発生などを防止することができる。

また、本形態では、非表示領域１２０を利用して水分の除去を行うため、発光領域１１０内において実質的に発光に寄与する部分の面積が拡大して発光領域１１０内で有機平坦化膜２５から水分を放出できるような領域が狭くなった場合でも、有機平坦化膜２５が含有する水分を確実に放出できるという利点がある。

［実施の形態３］
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態３に係るＥＬ装置の要部の断面図、その一部を拡大した断面図、および隔壁までを形成した状態の断面図であり、各々が図３（ａ）、図４（ａ）、（ｂ）に対応する。図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係るＥＬ装置での水分放出領域を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの詳細な説明を省略する。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態のＥＬ装置１００も、実施の形態１と同様、トップエミッション型であり、反射層１６および第１の電極層１１の形成領域を平坦化しておく必要がある。従って、基板２０には、薄膜トランジスタ７により形成された凹凸を平坦化するための有機平坦化膜２５が形成されている。有機平坦化膜２５は、厚いアクリル樹脂などの感光性樹脂からなる。有機平坦化膜２５の上層には、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる反射層１６が各画素毎に分離して形成されている。

本形態では、実施の形態１と違って、反射層１６上層には、シリコン窒化膜からなる保護層１４が発光領域１１０の全体にわたって形成されている。

保護層１４の上層にはＩＴＯ膜などの透光性導電膜からなる第１の電極１１（陽極／画素電極）が各画素毎に分離して形成されている。第１の電極１１の上層側には、高分子材料あるいは低分子材料からなる有機発光機能層１３が各画素に対して共通に形成され、この有機発光機能層１３の上層には薄いカルシウム層やアルミニウム膜などからなる第２の電極層１２（陰極層）が各画素に対して共通に形成され、それにより、各画素１５には、第１の電極１１と第２の電極層１２との間に有機発光機能層１３を挟んだ有機ＥＬ素子１０が構成されている。本形態でも、第１の電極１１の厚さは、各画素１５が対応する色毎に相違している。

また、有機平坦化膜２５の上層側には、一部が第１の電極１１と重なるように隔壁５がアクリル樹脂層などにより形成されており、かかる隔壁５は、画素１１５の境界領域に沿って形成されている。本形態では、保護層１４が発光領域１１０の全体にわたって形成されているため、実施の形態１と違って、発光領域１１０では有機平坦化膜２５と隔壁５とが接していない。なお、有機発光機能層１３および第２の電極層１２が水分や酸素により劣化しないように、第２の電極層１２の上層には、封止膜１９が形成されている。また、基板２０の上面側には、接着層９を介して封止基板８が貼られている。

本形態では、非発光領域１２０でも、下地保護膜２１上には、図２を参照して説明した駆動回路５１、５４などを構成する駆動回路用薄膜トランジスタ５０が形成されており、かかる駆動回路用薄膜トランジスタ５０は、薄膜トランジスタ７と同様な構造を有している。このため、非発光領域１２０でも、基板２０上には、ゲート絶縁膜２２、層間絶縁膜２３、パッシベーション膜２４が形成されている。

また、本形態でも、実施の形態１と同様、発光領域１１０に形成された有機平坦化膜２５は、非発光領域１２０まで一体に形成されている。これに対して、保護層１４は、発光領域１１０のみに形成されている。このため、有機平坦化膜２５の上面は保護層１４から露出した状態にある。また、非発光領域１２０でも、発光領域１１０と同様、封止膜１９
が形成され、かつ、有機平坦化膜２５の外周縁は、基板２０の外周縁よりわずかに内側に位置している。このため、非発光領域１２０では、有機平坦化膜２５の上面および側面が封止膜１９で覆われている。

このような構成のＥＬ１００を製造する場合にも、実施の形態１と同様、有機平坦化膜２５を形成する有機平坦化膜形成工程を行った後、反射層１６を形成する反射層形成工程と、保護層１４を形成する保護層形成工程と、第１の電極層１１を形成する第１の電極層形成工程と、隔壁５を形成する隔壁形成工程と、有機発光機能層１３を形成する有機発光機能層形成工程とを順に行っていく。このため、隔壁形成工程の後、有機発光機能層形成工程の前の状態は、図８（ｃ）に示す通りであり、非表示領域１２０において有機平坦化膜２５の上面は開放されている。

従って、隔壁形成工程の後、図８（ｃ）に示す状態で、所定温度、例えば２００℃の温度で基板２０を減圧する脱水工程（ベーク工程）を行えば、有機平坦化膜２５の上層に反射層１６、保護層１４および第１の電極層１１が形成されている状態でも、有機平坦化膜２５および隔壁５が含有する水分を有機平坦化膜２５および隔壁５から放出できる。すなわち、隔壁５が含有している水分は、図８（ｃ）に矢印Ｈ１３で示すように放出される。また、非発光領域１２０に形成されている有機平坦化膜２５が含有している水分は、矢印Ｈ１１で示すように放出される。さらに、発光領域１１０に形成されている有機平坦化膜２５が含有している水分は、矢印Ｈ１０で示すように、有機平坦膜２５内を発光領域１１０から非発光領域１２０に向けて拡散した後、矢印Ｈ１１で示すように放出される。

ここで、発光領域１１０では、有機平坦化膜２５が保護層１４で完全に覆われているため、発光領域１１０では、有機平坦化膜２５から水分の放出がない。しかる本形態では、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、非発光領域１２０という広い領域で有機発光機能層１３からの水分の放出を行うことができる。

［その他の実施の形態］
上記形態では、隔壁５を形成した場合を例に説明したが、隔壁５が形成されていない場合にも適用可能である。この場合、有機平坦化膜２５を形成する有機平坦化膜形成工程を行った後、反射層１６を形成する反射層形成工程と、保護層１４を形成する保護層形成工程と、第１の電極層１１を形成する第１の電極層形成工程と、有機発光機能層１３を形成する有機発光機能層形成工程とを順に行うとともに、第１の電極層形成工程の後、有機発光機能層形成工程の前に脱水工程を行えばよい。また、第１の電極層１１を形成する第１の電極層形成工程を行う前に隔壁５を形成する場合にも、第１の電極層形成工程の後、有機発光機能層形成工程の前に脱水工程を行えばよい。

また、上記形態では、有機発光機能層１３が各画素で共通に形成した例であったが、有機発光機能層１３を画素毎に分離して形成するＥＬ装置に対して本発明を適用してもよい。

［ＥＬ装置の電子機器への使用例］
また、本発明を適用したＥＬ装置１００については、携帯電話機、パーソナルコンピュータやＰＤＡなど、様々な電子機器において表示装置として用いることができる。また、本発明を適用したＥＬ装置１００は、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして用いることもできる。

本発明を適用した有機ＥＬ装置の平面図である。 図１に示す有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るＥＬ装置の要部の断面図、およびこのＥＬ装置に構成された画素３つ分の平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）の一部を拡大した断面図、および隔壁までを形成した状態の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るＥＬ装置での水分放出領域を示す説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本形態のＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係るＥＬ装置の要部の断面図、その一部を拡大した断面図、および隔壁までを形成した状態の断面図である。 本発明の実施の形態３に係るＥＬ装置の要部の断面図、その一部を拡大した断面図、および隔壁までを形成した状態の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係るＥＬ装置での水分放出領域を示す説明図である。 従来のＥＬ装置の説明図である。

符号の説明

５・・隔壁、５′・・隔壁を構成するアクリル層、６、７ 薄膜トランジスタ、１１ 第１の電極層、１３ 有機発光機能層、１２ 第２の電極層、１０ 有機ＥＬ素子、１４ 保護層、１６ 反射層、２０ 基板、２５ 有機平坦化層、１１０・・発光領域、１２０・・非発光領域、５１・・データ線駆動回路、５４・・走査線駆動回路、５８・・検査回路

Claims (10)

1. 基板上に、有機平坦化膜と、
   前記有機平坦化膜上に設けられた反射層と、
   前記反射層を覆うように設けられた保護層と、
   前記保護層上に設けられた複数の第１の電極と、
   前記複数の第１の電極の形成位置に対応した複数の開口部を有する隔壁と、
   前記第１の電極上に設けられた発光層と、
   前記発光層上に設けられた第２の電極と、
   前記第２の電極を覆うように設けられた封止膜と、を備え、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた発光層を有する発光素子を備えた複数の画素が設けられた発光領域と、前記発光領域より外側に設けられた非発光領域と、を有し、
   前記有機平坦化膜は、前記発光領域および前記非発光領域に形成され、
   前記発光領域において、前記保護層は、前記有機平坦化膜の上面が露出しないように前記有機平坦化膜および前記反射層を覆っており、
   前記非発光領域において、前記有機平坦化膜の上面は、前記隔壁および前記保護層から露出しており、
   前記封止膜は、前記有機平坦化膜の上面の前記隔壁および前記保護層から露出している部分全体を覆い、かつ前記有機平坦化膜の上面の前記隔壁および前記保護層から露出している部分と接していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置。
2. 基板上に、有機平坦化膜と、
   前記有機平坦化膜上に設けられた反射層と、
   前記反射層を覆うように設けられた保護層と、
   前記保護層上に設けられた複数の第１の電極と、
   前記複数の第１の電極の形成位置に対応した複数の開口部を有する隔壁と、
   少なくとも前記開口部に設けられた発光層と、
   前記発光層上に設けられた第２の電極と、
   前記第２の電極を覆うように設けられた封止膜と、を備え、
   前記隔壁の最外周よりも内側の領域では、前記保護層は、前記有機平坦化膜の上面が露出しないように前記有機平坦化膜および前記反射層を覆っており、
   前記隔壁の最外周より外側の領域では、前記有機平坦化膜の上面は、前記保護層から露出しており、
   前記封止膜は、前記有機平坦化膜の上面の前記隔壁および前記保護層から露出している部分全体を覆い、かつ前記有機平坦化膜の上面の前記隔壁および前記保護層から露出している部分と接していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置。
3. 前記有機平坦化膜の上層側には、前記画素の境界領域に沿って隔壁が樹脂層により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス装置。
4. 前記隔壁を構成する樹脂層は、前記発光領域から前記非発光領域まで形成されて前記有機平坦化膜に積層していることを特徴とする請求項３に記載のエレクトロルミネッセンス装置。
5. 前記隔壁と前記有機平坦化膜とは同一の樹脂材料からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス装置。
6. 前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた発光層を有する発光素子を備えた複数の画素は、各々所定の色に対応しており、
   前記第１の電極は、対応する色毎に厚さが相違していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセンス装置。
7. 前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた発光層を有する発光素子を備えた複数の画素が設けられた発光領域と、前記発光領域より外側に設けられた非発光領域と、を有し、
   前記発光領域では、前記有機平坦化膜の下層側に、前記第１の電極と電気的に接続されたトランジスタが設けられ、
   前記非発光領域では、前記有機平坦化膜の下層側に、前記画素に対する駆動回路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス装置。
8. 前記第２の電極は、前記隔壁の上面および側面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス装置。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセンス装置を具備することを特徴とする電子機器。
10. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
    前記有機平坦化膜を形成する有機平坦化膜形成工程と、
    前記反射層を形成する反射層形成工程と、
    前記保護層を形成する保護層形成工程と、
    前記複数の第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と、
    前記隔壁を形成する隔壁形成工程と、
    前記発光層を形成する発光層形成工程と、を有し、
    前記隔壁形成工程の後、前記発光層形成工程の前に、前記有機平坦化膜および前記隔壁が含有する水分を当該有機平坦化膜および前記隔壁から脱離させる脱水工程を行うことを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置の製造方法。

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