JP5330541B2

JP5330541B2 - 有機ｅｌデバイス

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Publication number: JP5330541B2
Application number: JP2011543074A
Authority: JP
Inventors: 宏杉本; 通園田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: US8872166B2; EP2469986B1; EP2469986A1; JPWO2011064914A1; CN102511199B; WO2011064914A1; CN102511199A; EP2469986A4; US20120181525A1

Description

本発明は、有機ＥＬ発光特性の低下を抑制した有機ＥＬデバイスに関する。

近年、情報処理機器の多様化に伴い、陰極線管（ＣＲＴ）よりも消費電力が少なく、薄型化が可能であるフラットパネルディスプレイに対する需要が高まってきている。低電圧駆動、全固体型、高速応答性、自発光性等の点で優れたフラットパネルディスプレイとしては、有機ＥＬパネルが挙げられる。有機ＥＬパネルは、例えばガラス基板上に薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下「ＴＦＴ」という）が設けられ、その表面を平坦化し且つ絶縁するために平坦化膜が設けられ、さらにその上に、第１電極、有機層、及び第２電極が順に積層された構造を有する。

ところで、平坦化膜は、誘電率や膜厚、平坦化が容易であること、パターン形成や形成されたパターン端部のテーパ角の制御化しやすい点などを鑑みて、アクリル系樹脂やポリイミド系樹脂等の有機樹脂材料で構成されている。特に、ポリイミド系樹脂が有色透明であるのに対して無色透明である点や、コストの点において、アクリル系樹脂はポリイミド系樹脂よりも優れており、平坦化膜として好適に用いられる。

これらの有機樹脂材料は、無機化合物からなる材料に比べて、内部に水分や酸素等を蓄積しやすい。特に、アクリル系樹脂はポリアミド系樹脂よりも吸湿性が高く、より多くの水分を内部に含んでいる。有機樹脂内部の水分を焼成により予め除去することが考えられるが、例えば、アクリル樹脂の場合には耐熱温度が約２５０℃であるために、それ以下の温度で焼成を行っても、内部の水分を除去するには不十分である。そのため、有機樹脂材料で平坦化膜を構成した場合、平坦化膜から水分等が漏出してそのアウトガスが電極や有機層に到達し、電極や有機層の周辺部が損傷を受けて、劣化した部分での輝度が低下する問題がある。

特許文献１には、有機材料からなる平坦化膜の下層及び上層に無機絶縁膜を設けた構成が開示されている。そして、平坦化膜が無機絶縁膜で完全に覆われているので、平坦化膜が有機ＥＬ装置の製造途中に吸湿することを防止することができ、有機層が水分で劣化することを防止可能であると記載されている。

特許文献２には、表示領域内に設けられた平坦化膜分割部によって平坦化膜が画素毎に分割された構成の有機ＥＬパネルが開示されている。そして、この構成によれば、いずれかの画素において平坦化膜から水分が漏出しても、水分は他の画素の平坦化膜に移動することができないので、平坦化膜から漏出する水分が表示領域全体に拡散するのを防止できると記載されている。

特開２００７−１２１５３７号公報特開２００５−１６４８１８号公報

しかしながら、特許文献１の構成の有機ＥＬ装置によれば、一般に有機膜と無機膜との密着性は良好でないため、製造工程や製品使用中に膜剥がれやクラックが生じるおそれがあり、無機絶縁膜に傷（膜剥がれやクラック、また、その他の原因で生じるピンホール等）が発生すると、その部分から平坦化膜の水分が漏出する。つまり、特許文献１の構成の有機ＥＬ装置によれば、アクリル樹脂内部に含まれる水分等が漏出してそのアウトガスにより有機ＥＬ発光特性が低下する問題は十分に解決されない。

また、特許文献２の構成の有機ＥＬパネルによれば、平坦化膜分割部により平坦化膜の内部に含まれる水分が表示領域全体を移動することは防止可能であるものの、分割して形成された平坦化膜のそれぞれは表面が画素電極である無機膜で覆われているので、水分は平坦化膜の内部に含有されたままの状態である。そのため、有機ＥＬパネルを長期にわたって使用した場合には、平坦化膜から漏出する水分により画素電極が損傷を受けることに起因して有機ＥＬ特性が低下することが考えられる。

本発明の目的は、平坦化膜等の有機樹脂の内部に含まれている水分等が、経時に伴って漏出することによる有機ＥＬ発光特性の低下を抑制することである。

本発明の有機ＥＬデバイスは、発光領域とその外側の非発光領域とを有するものであって、基板と、基板上に発光領域及び非発光領域を覆うように設けられた有機樹脂からなる平坦化膜と、平坦化膜上に少なくとも発光領域を覆うように設けられた第１電極と、第１電極上に少なくとも発光領域を覆うように設けられた有機層と、有機層上に発光領域及び非発光領域を覆うように設けられた第２電極と、を備え、非発光領域において、第２電極から平坦化膜まで達すると共に内壁面に少なくとも平坦化膜が露出し、且つ該平坦化膜を貫通したホールが形成されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、非発光領域において第２電極から平坦化膜まで達するホールが形成されており、ホールの内壁面には少なくとも平坦化膜が露出しているので、平坦化膜を構成する有機樹脂に含まれている水分はホールの内壁面から外部に放出される。そのため、平坦化膜を構成する有機樹脂の内部に含まれる水分が有機層や電極に浸み出すのが抑制され、結果として、平坦化膜に含まれる水分によって有機ＥＬ発光特性が低下するのを抑制することができる。

また、上記の構成によれば、ホールが平坦化膜を貫通して形成されているので、ホールの内壁面における平坦化膜の露出面積を大きくすることができ、平坦化膜の内部から外部に水分を逃がすための流路を大きく確保することができる。

本発明の有機ＥＬデバイスは、第１電極は非発光領域の一部をも覆うように設けられており、非発光領域において、第１電極及び平坦化膜を覆うように設けられたエッジカバーをさらに備えたことが好ましい。

本発明は、ホールの内壁面が基板に対して垂直であることが好ましい。

上記の構成によれば、ホールの内壁面が基板に対して垂直であるので、有機ＥＬデバイスの製造工程において、ホールを形成した後に形成する有機層や第２電極等を構成する材料がそれぞれの形成時にホールの内壁に付着するのを抑制することができ、結果として、ホールの内壁で平坦化膜を確実に露出させることができ、平坦化膜の内部から外部に水分を逃がすための流路を確保することができる。

本発明は、平坦化膜の厚さが２〜５μｍであってもよい。

上記の構成によれば、平坦化膜の厚さが２μｍ以上であるので、基板表面の平坦性や電気的絶縁性を十分に確保することができる。

本発明の有機ＥＬデバイスは、発光領域とその外側の非発光領域とを有するものであって、基板と、基板上に発光領域及び非発光領域を覆うように設けられた有機樹脂からなる平坦化膜と、平坦化膜上に少なくとも発光領域及び非発光領域の一部を覆うように設けられた第１電極と、第１電極上に少なくとも発光領域を覆うように設けられた有機層と、有機層上に発光領域及び非発光領域を覆うように設けられた第２電極と、非発光領域において、第１電極及び平坦化膜を覆うように設けられたエッジカバーと、を備え、非発光領域において、第２電極から平坦化膜まで達すると共に内壁面に少なくとも平坦化膜が露出したホールが形成され、ホールの内壁面に露出した平坦化膜は、エッジカバーと同一材料で該エッジカバーと一体に形成された被覆膜で被覆されていることを特徴とする。

本発明は、ホールの形状が平面視で円形であってもよい。

また、ホールの形状が平面視で矩形であってもよい。

上記の構成によれば、ホールの形状が平面視で矩形であるので、円形の場合よりもホールの内壁面の面積を大きくすることができ、水分の流路を大きく確保することができる。

本発明は、平坦化膜がポリイミド系樹脂又はアクリル系樹脂で形成されていてもよい。

本発明の有機ＥＬデバイスは、用途が表示用途であってもよい。

本発明の有機ＥＬデバイスは、非発光領域において第２電極から平坦化膜まで達するホールが形成されており、ホールの内壁面には少なくとも平坦化膜が露出しているので、平坦化膜を構成する有機樹脂に含まれている水分はホールの内壁面から外部に放出される。そのため、平坦化膜を構成する有機樹脂の内部に含まれる水分が有機層や電極に浸み出すのが抑制され、結果として、平坦化膜に含まれる水分によって有機ＥＬ発光特性が低下するのを抑制することができる。

実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の平面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。ホールの形状の変形例を示す図である。（ａ）〜（ｅ）は、実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す説明図である。参考実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、参考実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す説明図である。実施形態３に係る有機ＥＬ表示装置の断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、実施形態３に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す説明図である。

《実施形態１》
（有機ＥＬ表示装置の構成）
図１及び２は、実施形態１の有機ＥＬ表示装置１０を示す。この有機ＥＬ表示装置１０は、例えば、携帯情報機器のディスプレイやフルカラーハイビジョンテレビ等に用いられるものである。

有機ＥＬ表示装置１０は、ＴＦＴ基板１１等の基板と封止部材とが対向するように設けられている。そして、有機ＥＬ表示装置１０が発光を行う発光領域Ｐにおいては、ＴＦＴ基板１１と封止部材との間に構成された空間に、ＴＦＴ基板１１側から、平坦化膜１２、第１電極１３、有機層１４、及び第２電極１５が順に積層された構成を有する。複数の発光領域Ｐはマトリクス状に構成されており、これらの発光領域Ｐが独立に駆動されることによって発光領域Ｐ内に所定の画像表示を行う。なお、各発光領域Ｐの周囲は、発光を行わない非発光領域Ｎを構成している。この有機ＥＬ表示装置１０がＲＧＢフルカラー表示を行う場合、複数の発光領域Ｐは、赤色発光領域Ｐ、緑色発光領域Ｐ、及び青色発光領域Ｐの３種類の発光領域Ｐで構成されている。有機ＥＬ表示装置１０は、例えば、縦４００〜５００ｍｍ、横３００〜４００ｍｍ、及び厚さ１〜３０ｍｍである。また、発光領域Ｐのそれぞれは、例えば縦が約２００μｍ及び横が約５０μｍであり、それらが、例えば縦方向に約１００μｍ、及び横方向に約５０μｍの間隔をあけて配設されている。

ＴＦＴ基板１１は、ＴＦＴ基板本体１１ａ上にＴＦＴ１１ｂや配線１１ｃ等が作り込まれた構成を有する。ＴＦＴ基板本体１１ａ上には、複数の発光領域Ｐが形成されるピッチに対応する所定の間隔（例えば、縦約３００μｍ毎、及び横約１００μｍ毎）で複数のＴＦＴ１１ｂが設けられており、複数のＴＦＴ１１ｂのそれぞれを覆うように、絶縁性の平坦化膜１２が形成されている。

ＴＦＴ基板本体１１ａは、例えば、ガラス等の絶縁性の基板であり、例えば、縦が３２０ｍｍ程度、横が４００ｍｍ程度、及び厚さが０．７ｍｍ程度である。

ＴＦＴ１１ｂは、各発光領域Ｐにおけるスイッチング素子としての機能を有する。ＴＦＴ１１ｂを構成する材料としては、例えば、非晶質シリコンや多結晶シリコン等の無機半導体材料等が挙げられる。

平坦化膜１２は、ＴＦＴ基板１１の段差や凹凸を平坦化して第１電極１３を平坦に形成できるようにする機能を有する。平坦化膜１２を構成する材料としては、例えば、アクリル系樹脂やポリイミド系樹脂、ノボラック系樹脂等の感光性の有機樹脂材料が挙げられる。これらのうち、安価である点や無色透明である点から、アクリル樹脂が好ましい。また、有機ＥＬパネルがボトムエミッション型の構造である場合にはＴＦＴ基板１１に光透過性が要求されるので、アクリル樹脂等の光透過性の材料で構成されていることが好ましい。平坦化膜１２には、複数のＴＦＴ１１ｂのそれぞれに対応するように、コンタクトホール１２ｃが設けられており、これにより、ＴＦＴ基板本体１１ａ表面からＴＦＴ１１ｂまで導通可能となっている。平坦化膜１２は、例えば膜厚が０．５〜５μｍであり、平坦性や電気的絶縁性をより確実に確保する点から、２μｍ以上であることが好ましい。

なお、表面が平坦化膜１２で覆われたＴＦＴ基板１１として、液晶デバイス用の平坦化膜を備えたＴＦＴ基板と共通のものを用いることができる。

第１電極１３は、各発光領域Ｐ毎に独立した島状パターンとなるように設けられている。第１電極１３は、平坦化膜１２上に形成されたコンタクトホール１２ｃを介して、各発光領域Ｐに対応するＴＦＴ１１ｂに導通している。第１電極１３の島状パターンは、少なくとも発光領域Ｐに対応するように形成されていればよいが、発光領域Ｐを囲う非発光領域Ｎにも一部形成されている。非発光領域Ｎにおいては、第１電極１３はエッジカバー１６に覆われている。すなわち、第１電極１３の島状パターンのそれぞれは、周辺部がエッジカバー１６で覆われており、隣り合う第１電極１３の島同士はエッジカバー１６により区画された構成となっている。第１電極１３は、例えば厚さが１００ｎｍ程度である。

第１電極１３は、有機層１４に正孔を注入する陽極としての機能を有する。陽極の材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等が挙げられる。有機ＥＬ表示装置１０が第１電極１３側から光を取り出すボトムエミッション構造の場合には、第１電極１３は光透過性又は光半透過性の材料で構成される。また、有機ＥＬ表示装置１０が第２電極１５側から光を取り出すトップエミッション構造の場合には、第１電極１３は光反射性の材料で構成されている。

エッジカバー１６は、非発光領域Ｎにおいて、第１電極１３の周囲を覆うように第１電極１３上に設けられている。第１電極１３が設けられていない領域においては、エッジカバー１６は平坦化膜１２上に設けられている。つまり、第１電極１３の隣り合う発光領域Ｐの島同士を区画するようにエッジカバー１６が形成されており、これによって第１電極１３の隣り合う島同士が導通するのを防止することができる。エッジカバー１６は、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）、窒化シリコン膜（ＳｉＮ_ｘ）、酸化シリコン膜（ＳｉＯ_ｘ）、窒酸化シリコン膜（ＳｉＮＯ）等の無機絶縁材料や、アクリル系樹脂やポリイミド系樹脂等の有機樹脂で形成されている。エッジカバー１６は、例えば高さが０．５〜２μｍである。

エッジカバー１６には、エッジカバー１６の表面から平坦化膜１２に達し、平坦化膜１２を貫通するホール１７が形成されており、ホール１７の内壁面には、平坦化膜１２が露出している。ホール１７は、内壁面の平坦化膜１２の露出部分から、平坦化膜１２の内部に含まれる水分をホール１７内の空間に放出させる機能を有する。なお、ホール１７内の空間はＴＦＴ基板１１と封止部材との間に構成される空間に通じているので、ホール１７内の空間に放出された水分は、両者の間に構成される空間に設けられた乾燥剤や吸湿剤に吸収される。

ホール１７は、平面視において、その開口部の形状が例えば円形である。ホール１７は、例えば、ホール深さが約３μｍ及びホール径が約５μｍである。ホール１７の底面には、ＴＦＴ基板１１の表面が露出していてもよいが、製造方法の説明において後述するように、有機層１４や第２電極１５の材料がホール１７の底面に堆積していても構わない。また、ホール１７の壁面は、ＴＦＴ基板１１に対して垂直であることが好ましい。これにより、ホール１７の開口部からホール１７内に他の物質が入ったとき、ホール１７の内壁にそれらが付着するのを抑制することができ、結果として、ホール１７の内壁で平坦化膜１２を確実に露出させることができる。

なお、ホール１７の形状は、図１に示すような平面視で円形の形状に限られない。例えば、図３（ａ）に示すように矩形であってもよい。ホール１７の形状が平面視で矩形であることにより、水分の抜け経路となるホール１７の内壁面の面積を大きくすることができる。また、ホール１７は図３（ｂ）や図３（ｃ）に示すように複数個設けられていてもよく、図３（ｄ）に示すように蛇行した形状であってもよい。このようにホール１７の内壁面の面積を大きくすることにより、有機樹脂内の水分をより外部に放出するための流路を大きく確保することができる。

有機層１４は、少なくとも発光層を備えており、正孔注入側（陽極側）に正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層等が設けられており、電子注入側（陰極側）に電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層等が設けられている。有機層１４は、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層が積層された３層構造であってもよく、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層が積層された５層構造であってもよく、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、及び電子注入層が積層された６層構造であってもよい。

正孔注入層及び正孔輸送層は、陽極から受け取った正孔を効率よく発光層へ注入及び輸送する機能を有する。正孔注入材料としては、例えば銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等が挙げられる。また、正孔輸送材料としては、例えば、４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル）（α−ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物等が挙げられる。正孔注入層及び正孔輸送層は、例えば、厚さがそれぞれ３０ｎｍ程度及び２０ｎｍ程度である。

発光層は、第１電極１３及び第２電極１５に電圧を加えた時に、陽極から正孔が、及び陰極から電子がそれぞれ注入され、これらが再結合することにより光を出射する機能を有する。発光材料としては、例えば、金属オキシノイド化合物（８−ヒドロキシキノリン金属錯体）、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ジフェニルエチレン誘導体、ビニルアセトン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、ブタジエン誘導体、クマリン誘導体、ベンズオキサドール誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサドール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、ローダミン誘導体、フェノキサゾン、キナクリドン誘導体、ルブレン、ポリーＰ−フェニレンビニレン、ポリシラン等が挙げられる。発光層は、例えば、厚さが２０ｎｍ程度である。

電子注入層及び電子輸送層は、陰極から受け取った電子を効率よく発光層へ注入及び輸送する機能を有する。電子輸送材料としては、例えばトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）等が挙げられる。また、電子注入材料としては、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）等が挙げられる。電子輸送層及び電子注入層は、例えば、厚さがそれぞれ３０ｎｍ程度及び１ｎｍ程度である。

第２電極１５は、基板の全面、すなわち、発光領域Ｐにおいては有機層１４、非発光領域Ｎにおいてはエッジカバー１６やエッジカバー１６上に付着した有機層１４の膜を覆うように形成されている。第２電極１５は、例えば厚さが１０〜２００ｎｍ程度である。

第２電極１５は、有機層１４に電子を注入する陰極としての機能を有する。陰極の材料としては、例えば、Ａｇ（銀）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、マンガン（Ｍｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、等の金属材料、又はフッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等の合金等が挙げられる。有機ＥＬ表示装置１０が第１電極１３側から光を取り出すボトムエミッション構造の場合には、第２電極１５は光反射性の材料で構成される。また、有機ＥＬ表示装置１０が第２電極１５側から光を取り出すトップエミッション構造の場合には、第２電極１５は光透過性又は光半透過性の材料で構成されている。なお、第１電極１３が陰極及び第２電極１５が陽極として機能する逆構造型の有機ＥＬ素子であってもよい。その場合、第１電極１３は陰極の材料で、及び第２電極１５は陽極の材料で構成される。

封止部材は、例えばガラス等からなる基板であり、ＴＦＴ基板１１側の表面において非発光領域Ｎに乾燥剤が貼付されている。封止部材は、例えば、縦４００〜５００ｍｍ、横３００〜４００ｍｍ、及び厚さ０．３〜１．１ｍｍである。

ＴＦＴ基板１１と封止部材は、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化エポキシ樹脂等の封止樹脂で貼り合わされている。そして、ＴＦＴ基板１１と封止部材により封止されて構成された空間には、乾燥アルゴン、乾燥窒素等の不活性ガスが充填されている。

ＴＦＴ基板１１や封止部材の外側表面にはそれぞれ偏光板が設けられていてもよい。

（有機ＥＬ表示装置の製造方法）
次に、図４を用いて、実施形態１にかかる有機ＥＬ表示装置１０の製造方法を説明する。この有機ＥＬ表示装置１０の製造方法は、平坦化膜形成工程、第１電極形成工程、エッジカバー形成工程、ホール形成工程、有機層・第２電極形成工程、及び封止工程を備える。なお、ここでは、エッジカバー１６をＳｉＯ_２等の無機絶縁材料で形成する場合の製造方法について説明する。

−平坦化膜形成工程−
まず、公知の方法を用いて、絶縁性のＴＦＴ基板本体１１ａにＴＦＴ１１ｂを所定の間隔で複数形成し、さらに、フォトリソグラフィ技術を用いて平坦化膜１２を形成する。具体的には、例えば、表面を清浄化した基板上にスピンコート法を用いてアクリル樹脂を塗布し、さらに８０℃程度で約２０分間プリベークを行ってアクリル樹脂膜とする。このアクリル樹脂膜に、フォトマスクを用いて露光（例えば、露光量が３６０ｍＪ／ｃｍ^２程度）を行い、さらにフォトレジスト現像液として例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を使用して現像することにより、ＴＦＴ１１ｂに導通するコンタクトホール１２ｃを形成する。コンタクトホール１２ｃは、例えば径が約５μｍである。最後に２２０℃程度で約１時間ポストベークを行って、平坦化膜１２とする。

−第１電極形成工程−
次に、図４（ａ）に示すように、第１電極１３を形成する。例えばＩＴＯで第１電極１３を形成する場合、まず、スパッタ法を用いて厚さ１００ｎｍ程度のＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて画素領域に対応するように第１電極１３を形成する。このとき、平坦化膜１２のコンタクトホール１２ｃを通じて第１電極１３がＴＦＴ１１ｂと導通する。

−エッジカバー形成工程−
次に、図４（ｂ）に示すように、非発光領域Ｎにおける第１電極１３の周縁部を覆うようにエッジカバー１６をパターン形成する。まず、スパッタ法等を用いて、無機絶縁材料（例えば、ＳｉＯ_２）膜を１５０ｎｍ程度の厚さに成膜する。これを、フォトリソグラフィ技術を用いて露光、現像を行い、続いて、ドライエッチング（例えば、ＲＦパワーが１０００Ｗ、ガス流量比がＣＦ_４／Ｏ_２＝４２５／７５［ｓｃｃｍ／ｓｃｃｍ］、及びエッチング時間が１５０〜２００秒）を行って、エッジカバー１６を所定のパターンに形成する。

このときのエッジカバー１６のパターンは、非発光領域Ｎにおいて第１電極１３の周縁部を被覆すると共に、非発光領域Ｎの所定の位置においてエッジカバー１６を貫通して平坦化膜１２へ通じるホール１７ａが形成されたパターンとする。

−ホール形成工程−
続いて、図４（ｃ）に示すように、エッジカバー１６にホール１７ａが設けられたパターンをマスクとして、平坦化膜１２をエッチングすることにより、エッジカバー１６から平坦化膜１２に通じるホール１７ｂを形成する。

このとき、例えば反応性イオンエッチング（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ；ＲＩＥ）法等を用いて異方性エッチングを行うことにより、平坦化膜１２をエッチングして形成するホール１７の内壁面がＴＦＴ基板１１に対して垂直になるように形成することができる。このとき、例えば、ＲＦパワーが約１０００Ｗ、Ｏ_２流量が約３００ｓｃｃｍ、バイアス電圧が約５００Ｖ、エッチング時間が約３００秒の条件でエッチングを行う。異方性エッチングを用いて内壁面がＴＦＴ基板１１に対して垂直になるようにホール１７を形成することにより、ホール１７形成後の製造工程において他の物質がホール１７の内壁面に付着するのが抑制されるので、ホール１７の内壁での平坦化膜１２の露出を確実にすることができ、平坦化膜１２の内部から外部に水分を逃がすための流路を確保することができる。

−有機層・第２電極形成工程−
続いて、図４（ｄ）に示すように、抵抗加熱蒸着法やイオンビーム（ＥＢ）蒸着法、インクジェット法等の公知の方法を用いて、所定の発光領域Ｐ（例えば、赤色の発光領域）に所定の有機層１４（例えば、赤色発光有機ＥＬ材料からなる有機層）が設けられるように有機層１４をパターン形成する。このとき、非発光領域Ｎに有機層１４が付着しても、有機ＥＬ表示装置の性能には影響を与えない。また、エッジカバー１６から平坦化膜１２に通じるホール１７の底部に有機層１４の材料が積層された場合でも、この有機層１４ａが有機ＥＬ素子の機能に影響を与えることがなく、有機層１４をパターン形成する必要がないので、製造工程を簡略化することができる。

次いで、図４（ｅ）に示すように、スパッタ法等の公知の方法を用いて有機層１４上に第２電極１５を形成する。このとき、第２電極１５は基板全面に成膜されるように形成する。なお、有機層１４と同様、エッジカバー１６から平坦化膜１２に通じるホール１７の底部に第２電極１５の材料が積層された場合でも、この第２電極１５ａが有機ＥＬ表示装置の性能に影響を与えることがなく、第２電極１５をパターン形成する必要がないので製造工程を簡略化することができる。

−封止工程−
最後に、ＴＦＴ基板１１と封止部材とを対向させて封止樹脂で貼り合わせる。なお、封止ガラスのＴＦＴ基板１１側表面には、予め、非発光領域Ｎとなる領域に凹部が設けて乾燥剤を貼り付けておく。

ＴＦＴ基板１１と封止部材との貼り合わせは、水分濃度と酸素濃度を所定の値以下の条件で行うために、グローブボックスの中で行うことが好ましい。グローブボックス内は、例えば窒素やアルゴン等の不活性ガスで充填されており、水分濃度及び酸素濃度のそれぞれは、好ましくは１０ｐｐｍ以下に制御されており、より好ましくは１ｐｐｍ以下に制御されている。

以上の工程により、実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置１０が得られる。

（実施形態１の効果）
実施形態１の有機ＥＬ表示装置１０によれば、非発光領域Ｎにおいて第２電極１５から平坦化膜１２まで達するホール１７が形成されており、ホール１７の内壁面には少なくとも平坦化膜１２が露出しているので、平坦化膜１２を構成する有機樹脂に含まれている水分はホール１７の内壁面から外部に放出される。そのため、平坦化膜１２を構成する有機樹脂の内部に含まれる水分が有機層１４や電極に浸み出すのが抑制され、結果として、平坦化膜１２に含まれる水分によって有機ＥＬ発光特性が低下するのを抑制することができる。

また、ホール１７は平坦化膜１２を貫通するように形成されているので、ホール１７の内壁面における平坦化膜１２の露出面を大きくすることができ、平坦化膜１２の内部の水分を外部に放出するための流路を大きく確保することができる。

さらに、有機ＥＬ表示装置１０の製造工程においては、エッジカバー１６が無機絶縁材料からなる場合には、エッジカバー１６上に形成されたホール１７のパターンをマスクとして平坦化膜１２をエッチングしてホール１７を形成することができ、製造工程を簡素化することが可能である。

《参考実施形態》
次に、参考実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０について説明する。なお、実施形態１の有機ＥＬ表示装置１０と対応する構成については同一の参照符号を用いて表す。

（有機ＥＬ表示装置の構成）
図５は、参考実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０を示す。

有機ＥＬ表示装置１０は、実施形態１と同様に、ＴＦＴ基板１１上に平坦化膜１２、第１電極１３、有機層１４、及び第２電極１５が順に積層された構成を有する。

ＴＦＴ基板１１、平坦化膜１２、第１電極１３、及びエッジカバー１６は、実施形態１と同様の構成であるので説明を省略する。

エッジカバー１６には、エッジカバー１６の表面から平坦化膜１２に達するホール１７が形成されており、ホール１７の内壁面には平坦化膜１２が露出している。ホール１７は、平坦化膜１２を貫通しない深さまで形成されている。ホール１７は、内壁面の平坦化膜１２の露出部分から、平坦化膜１２の内部に含まれる水分をホール１７内の空間に放出させる機能を有する。なお、ホール１７内の空間はＴＦＴ基板１１と封止部材との間に構成される空間に通じているので、ホール１７内の空間に放出された水分は、両者の間に構成される空間に設けられた乾燥剤や吸湿剤に吸収される。

ホール１７は、平面視において、その開口部の形状が例えば円形である。ホール１７は、例えば、ホール１７の深さが約３μｍ及び径が約５μｍである。ホール１７の底面には、平坦化膜１２が露出していてもよいが、有機層１４や第２電極１５の材料がホール１７の底面に堆積していても構わない。

なお、有機層１４、第２電極１５、封止部材、及びＴＦＴ基板１１と封止部材との封止構造も実施形態１と同様の構成であるので説明を省略する。

（有機ＥＬ表示装置の製造方法）
次に、図６を用いて、参考実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０の製造方法を説明する。この製造方法は、実施形態１と同様、平坦化膜形成工程、第１電極形成工程、エッジカバー形成工程、ホール形成工程、有機層・第２電極形成工程、及び封止工程を備える。なお、ここでは、エッジカバー１６をＳｉＯ_２等の有機樹脂で形成する場合の製造方法について説明する。

−平坦化膜形成工程，第１電極形成工程−
まず、実施形態１と同様にして、ＴＦＴ基板１１上に平坦化膜１２を成膜し、コンタクトホール１２ｃを形成した後、それぞれＴＦＴ１１ｂに導通するように発光領域Ｐ毎に第１電極１３をパターン形成する。

−エッジカバー形成工程−
次に、図６（ａ）に示すように、第１電極１３の周縁部を覆うようにして、例えばスピンコート法によるフォトリソグラフィ技術を用いてエッジカバー１６をパターン形成する。

−ホール形成工程−
次いで、図６（ｂ）に示すように、エッジカバー１６及び第１電極１３を覆うようにマスクを配した状態で、エッジカバー１６及び平坦化膜１２を同時にエッチングしてホール１７を形成する。

このとき、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等を用いて異方性エッチングを行うことにより、平坦化膜１２をエッチングして形成するホール１７の内壁面がＴＦＴ基板１１に対して垂直になるように形成することができる。このとき、例えば、ＲＦパワーが約１０００Ｗ、Ｏ_２流量が約３００ｓｃｃｍ、バイアス電圧が約５００Ｖ、エッチング時間が約３００秒の条件でエッチングを行う。異方性エッチングを用いて内壁面がＴＦＴ基板１１に対して垂直になるようにホール１７を形成することにより、ホール１７形成後の製造工程において他の物質がホール１７の内壁面に付着するのが抑制されるので、ホール１７の内壁での平坦化膜１２の露出を確実にすることができ、平坦化膜１２の内部から外部に水分を逃がすための流路を確保することができる。

−有機層・第２電極形成工程，封止工程−
続いて、図６（ｃ）及び（ｄ）に示すように、実施形態１と同様に有機層１４及び第２電極１５を順次形成する。そして、最後に、実施形態１と同様にして、ＴＦＴ基板１１と封止部材とを対向させて封止樹脂で貼り合わせる。こうして、参考実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０が得られる。

（参考実施形態の効果）
参考実施形態の有機ＥＬ表示装置１０によれば、非発光領域Ｎにおいて第２電極１５から平坦化膜１２まで達するホール１７が形成されており、ホール１７の内壁面には少なくとも平坦化膜１２が露出しているので、平坦化膜１２を構成する有機樹脂に含まれている水分はホール１７の内壁面から外部に放出される。そのため、平坦化膜１２を構成する有機樹脂の内部に含まれる水分が有機層１４や電極に浸み出すのが抑制され、結果として、平坦化膜１２に含まれる水分によって有機ＥＬ発光特性が低下するのを抑制することができる。

また、エッジカバー１６が有機樹脂で形成されている場合には、エッジカバー１６の内部にも水分が含まれることとなるが、第２電極１５からエッジカバー１６を貫通して平坦化膜１２に達するホール１７が形成されていることにより、ホール１７の内壁面にはエッジカバー１６の一部が露出することとなるので、そのため、エッジカバー１６を構成する有機樹脂の内部に含まれる水分が有機層１４や電極に浸み出すのが抑制され、結果として、エッジカバー１６に含まれる水分によって有機ＥＬ発光特性が低下するのを抑制することができる。

さらに、参考実施形態の有機ＥＬ表示装置１０の製造工程においては、ホール１７の形成時に平坦化膜１２を貫通する深さよりも浅い深さになるようにホール１７を形成するので、ホール１７を形成するためのエッチング時間を短縮することができる。

また、エッジカバー１６が有機樹脂で形成されている場合には、ホール形成工程において、エッジカバー１６を貫通して平坦化膜１２に達するようにこれらを同時にエッチングしてホール１７を形成することができる。

《実施形態３》
次に、実施形態３に係る有機ＥＬ表示装置１０について説明する。なお、実施形態１の有機ＥＬ表示装置１０と対応する構成については同一の参照符号を用いて表す。

（有機ＥＬ表示装置の構成）
図７は、実施形態３に係る有機ＥＬ表示装置１０を示す。

エッジカバー１６には、エッジカバー１６の表面から平坦化膜１２に達し、平坦化膜１２を貫通するホール１７が形成されており、ホール１７の内壁面には、平坦化膜１２が露出している。平坦化膜１２の露出面には、エッジカバー１６と同一の材料（例えば、無機絶縁材料や有機樹脂）からなる被覆膜１２ａが形成されており、この被覆膜１２ａはエッジカバー１６と一体となっている。ホール１７は、内壁面の平坦化膜１２の露出部分から、平坦化膜１２の内部に含まれる水分をホール１７内の空間に放出させる機能を有する。なお、ホール１７内の空間はＴＦＴ基板１１と封止部材との間に構成される空間に通じているので、ホール１７内の空間に放出された水分は、両者の間に構成される空間に設けられた乾燥剤や吸湿剤に吸収される。

ホール１７は、平面視において、その開口部の形状が例えば円形である。ホール１７は、例えば、ホール深さが約３μｍ及びホール径が約５μｍである。

被覆膜１２ａは、ホール１７の内壁面における平坦化膜１２の露出部分の全面に形成されていてもよく、平坦化膜１２の露出面の一部に形成されていてもよい。被覆膜１２ａは、例えば厚さが約２００ｎｍである。

（有機ＥＬ表示装置の製造方法）
次に、図８を用いて、有機ＥＬ表示装置１０の製造方法を説明する。この有機ＥＬ表示装置１０の製造方法は、平坦化膜形成工程、第１電極形成工程、ホール形成工程、エッジカバー形成工程、有機層・第２電極形成工程、及び封止工程を備える。

−平坦化膜形成工程，第１電極形成工程−
まず、図８（ａ）に示すように、実施形態１と同様にして、ＴＦＴ基板１１上に平坦化膜１２を成膜し、コンタクトホール１２ｃを形成した後、それぞれＴＦＴ１１ｂに導通するように発光領域Ｐ毎に第１電極１３をパターン形成する。

−ホール形成工程−
次に、図８（ｂ）に示すように、非発光領域Ｎにおいて、ホール１７のパターンが形成されたエッチングマスクを用いて平坦化膜１２のエッチングを行い、ホール１７を形成する。このとき、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等を用いて異方性エッチングを行うことにより、平坦化膜１２をエッチングして形成するホール１７の内壁面がＴＦＴ基板１１に対して垂直になるように形成することができる。

−エッジカバー形成工程−
次いで、図８（ｃ）に示すように、非発光領域Ｎにおける第１電極１３の周縁部を覆うようにエッジカバー１６をパターン形成する。まず、スパッタ法等を用いて、無機絶縁材料（例えば、ＳｉＯ_２）膜を１５０ｎｍ程度の厚さに成膜する。これを、フォトリソグラフィ技術を用いて露光、現像を行い、続いて、ドライエッチング（例えば、ＲＦパワーが１０００Ｗ、ガス流量比がＣＦ_４／Ｏ_２＝４２５／７５［ｓｃｃｍ／ｓｃｃｍ］、及びエッチング時間が１５０〜２００秒）を行って、エッジカバー１６を所定のパターンに形成する。

このとき、スパッタリングの工程において、エッジカバー１６の材料の一部は、平坦化膜１２に設けられたホール１７の内壁面に付着して被覆膜１２ａを形成する。

−有機層・第２電極形成工程，封止工程−
続いて、図８（ｄ）に示すように、実施形態１と同様に有機層１４及び第２電極１５を順次形成する。そして、最後に、実施形態１と同様にして、ＴＦＴ基板１１と封止部材とを対向させて封止樹脂で貼り合わせる。こうして、実施形態３に係る有機ＥＬ表示装置１０が得られる。

（実施形態３の効果）
実施形態３の有機ＥＬ表示装置１０によれば、非発光領域Ｎにおいて第２電極１５から平坦化膜１２まで達するホール１７が形成されており、ホール１７の内壁面には少なくとも平坦化膜１２が露出しているので、平坦化膜１２を構成する有機樹脂に含まれている水分はホール１７の内壁面から外部に放出される。そのため、平坦化膜１２を構成する有機樹脂の内部に含まれる水分が有機層１４や電極に浸み出すのが抑制され、結果として、平坦化膜１２に含まれる水分によって有機ＥＬ発光特性が低下するのを抑制することができる。

また、ホール１７の内壁面に被覆膜１２ａが形成されている場合でも、平坦化膜１２の露出部分から水分が放出されることの妨げにはならず、有機ＥＬ発光特性が低下するのを抑制する効果が十分に得られる。

《その他の実施形態》
実施形態１、３及び参考実施形態では有機ＥＬデバイスが有機ＥＬ表示装置である場合について説明したが、特にこれに限られず、例えば、有機ＥＬデバイスが有機ＥＬ照明装置等であってもよい。

本発明は、有機ＥＬ表示装置等の有機ＥＬデバイスについて有用である。

Ｐ発光領域
Ｎ非発光領域
１０有機ＥＬ表示装置（有機ＥＬデバイス）
１１ＴＦＴ基板（基板）
１２平坦化膜
１２ａ被覆膜
１３第１電極
１４有機層
１５第２電極
１６エッジカバー
１７ホール

Claims

発光領域とその外側の非発光領域とを有する有機ＥＬデバイスであって、
基板と、
上記基板上に上記発光領域及び上記非発光領域を覆うように設けられた有機樹脂からなる平坦化膜と、
上記平坦化膜上に少なくとも上記発光領域を覆うように設けられた第１電極と、
上記第１電極上に少なくとも上記発光領域を覆うように設けられた有機層と、
上記有機層上に上記発光領域及び上記非発光領域を覆うように設けられた第２電極と、
を備え、
上記非発光領域において、上記第２電極から上記平坦化膜まで達すると共に内壁面に少なくとも該平坦化膜が露出し、且つ該平坦化膜を貫通したホールが形成されていることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
請求項１に記載された有機ＥＬデバイスにおいて、
上記第１電極は上記非発光領域の一部をも覆うように設けられており、
上記非発光領域において、上記第１電極及び上記平坦化膜を覆うように設けられたエッジカバーをさらに備えたことを特徴とする有機ＥＬデバイス。
請求項１又は２に記載された有機ＥＬデバイスにおいて、
上記ホールは、その内壁面が上記基板に対して垂直であることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
請求項１〜３のいずれかに記載された有機ＥＬデバイスにおいて、
上記平坦化膜は、その厚さが２〜５μｍであることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
発光領域とその外側の非発光領域とを有する有機ＥＬデバイスであって、
基板と、
上記基板上に上記発光領域及び上記非発光領域を覆うように設けられた有機樹脂からなる平坦化膜と、
上記平坦化膜上に少なくとも上記発光領域及び上記非発光領域の一部を覆うように設けられた第１電極と、
上記第１電極上に少なくとも上記発光領域を覆うように設けられた有機層と、
上記有機層上に上記発光領域及び上記非発光領域を覆うように設けられた第２電極と、
上記非発光領域において、上記第１電極及び上記平坦化膜を覆うように設けられたエッジカバーと、
を備え、
上記非発光領域において、上記第２電極から上記平坦化膜まで達すると共に内壁面に少なくとも該平坦化膜が露出したホールが形成され、
上記ホールの内壁面に露出した上記平坦化膜は、上記エッジカバーと同一材料で該エッジカバーと一体に形成された被覆膜で被覆されていることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
請求項１〜５のいずれかに記載された有機ＥＬデバイスにおいて、
上記ホールは、その形状が平面視で円形であることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
請求項１〜５のいずれかに記載された有機ＥＬデバイスにおいて、
上記ホールは、その形状が平面視で矩形であることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
請求項１〜７のいずれかに記載された有機ＥＬデバイスにおいて、
上記平坦化膜がポリイミド系樹脂又はアクリル系樹脂で形成されていることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
請求項１〜８のいずれかに記載された有機ＥＬデバイスにおいて、
用途が表示用途であることを特徴とする有機ＥＬデバイス。