發光裝置、電子設備以及成膜方法

2023-10-16 21:55:49

專利名稱：發光裝置、電子設備以及成膜方法
技術領域：
本發明涉及通過電致發光(electroluminescence)進行發光的發光 裝置、電子設備及適用於它們的製造的優選成膜方法。
背景技術：
作為薄型、輕量的發光源，提供有OLED (organic light emitting diode:有機發光二極體)，即有機EL ( electro luminescent:電致發光) 元件。有機EL元件具有將由有機材料形成的至少一層有機薄膜用像素 電極和對置電極夾持的結構。在該情況下，像素電極例如作為陽極發揮 功能，對置電極作為陰極發揮功能。在電流流至兩者間的同時，電流還 流至上述有機薄膜，由此，該有機薄膜或有機EL元件發光。在該情況 下，由於其發光的強度與有機薄膜中流動的電流的大小對應，所以，關 於該電流的控制，換言之，關於針對像素電極及對置電極各自的電位設 定等，需要給予足夠的注意。
如果排列多個這樣的有機EL元件，並且對其中每個適當控制發光 及非發光，則能夠顯示具有所希望的意義內容的圖像等。
作為該有機EL元件或具備它的圖像顯示裝置，例如已知有專利文 獻l所公開的裝置。特開2001 - 284(M1號公報
但是，在上述那樣的圖像顯示裝置中，除了已經描述的與電流控制 相關的問題之外，還存在與有機EL元件的壽命相關的問題。即，上述 的有機薄膜當然不具有永遠不變地持續發光的性質，在使用時間等經過 了很長時期等情況下，最終會耗盡其壽命而變得不能發光。
但是，關於有機EL元件的壽命，成為最大問題的不是這樣的自然 壽命，而是導致該壽命縮短的因素。該因素的代表是大氣中的水分或氧 的存在。即，如果它們進入到有機薄膜中，則會降低其導電性等、促使其特性劣化，或者降低該有機薄膜與上述電極之間的密接性，造成惡劣 影響。
為了應對這樣的問題，以前利用了所謂"薄膜密封"這一技術。該
技術通過以覆蓋有機EL元件的方式，形成例如氮化矽等在上述氧及水 分等的密封功能方面出色的陶瓷薄膜等，來防止它們進入到該有機EL 元件。
但是，在這樣的薄膜密封技術中存在以下問題。即，如上所述，起 到上述密封功能的材料大多利用氮化矽、氧氮化矽等，其性質為硬度比 較大的材料，因此存在著容易產生裂縫這樣的問題。如果實際產生了裂 縫，則雖然已成膜，但結果會導致通過該裂縫允許水分、氧進入，從而 無法期待該膜的密封功能的充分發揮。
另外，上述專利文獻l公開了這樣的"薄膜密封"技術的一種應用 形式。在該專利文獻1中，"無機鈍化膜"被賦予具有水分阻斷功能(專 利文獻l的
等)。即，該文獻公開的技術的要點如下(以下，[]內 的記載都表示與專利文獻1有關的權利要求項編號或段落編號)。
即，(i),在有機EL元件間形成"設置且…從基板突出的""覆蓋 隔壁的兩個側面的密封膜"(權利要求l)， (ii)以覆蓋上述密封膜的方 式形成上述無機鈍化膜([權利要求l、
)形成。(iv)關於該"隔壁的兩個側面"， 在"隔壁的兩個側面的倒錐形部分"，"認為水分、氧容易通過"(
的表達，形成"覆蓋隔壁的兩個側面的密封 膜，，)，與解決上述問題在邏輯上沒有任何關係。
另外，在專利文獻1的技術中，根據該文獻的[權利要求l]中的記 載，且從前面所述的內容也可以看出，"密封膜"的形成本來就是必須 的，相應地需要多餘的製造步驟，而且還存在成本增高的問題(從實現 "薄膜密封"這一點來說，只要有"無機鈍化膜，，便可)。

發明內容
本發明鑑於上述問題而提出，其課題是提供一種以有機EL元件的 長壽命化為中心，能夠解決上述多個課題的全部或一部分的發光裝置及 電子設備、以及適用於它們的製造的優選成膜方法。
而且，本發明還以解決與之相伴或相關的問題為課題。
為了解決上述課題，本發明的發光裝置具備基板；包含在上述基 板上按順序依次形成的下層側電極、發光功能層以及上層側電極的發光 元件；形成在上述上層側電極上且具有與該上層側電極的直接接點的輔 助電極；和以覆蓋上述輔助電極及上述上層側電極的方式形成、防止水 及氧的至少一方進入上述發光元件的屏障層；上述輔助電極包含一個以 上俯視下沿第一方向延伸的線狀輔助電極，該線狀輔助電極的與上述第 一方向相交的方向的剖面形狀包含錐形形狀。
根據本發明，第一、能夠穩定地進行流至發光功能層的電流控制。 這是因為本發明中，在上層側電極上按照具有和上層側電極的直接接點 的方式形成輔助電極(或線狀輔助電極)。例如，如果上層側電極由具 有較高電阻值的材料製成或者必須由其製成，則輔助電極由具有較低電 阻值的材料製成即可，由此，可實現該上層側電極的電位穩定等。這樣， 能夠非常穩定地進行上述電流控制，因此根據本發明，能夠最佳地進行 上述發光元件的發光強度的控制(以下有時稱為效果[I])。
而且，根據本發明，第二、能夠更好地享受對發光元件的水及氧等 密封功能的發揮。這是因為在本發明中，作為屏障層的基底膜的上述輔
6助電極包含俯視下沿第一方向延伸的線狀輔助電極，同時該線狀輔助電 極的剖面形狀包含錐形形狀。該情況下，該屏障層能夠以具有較平滑的 表面的狀態製成，因此其表面或內部不容易產生裂縫等缺陷。由此，根 據本發明，例如即使該屏障層由硬度比較大的材料製成，也能很好地發 揮其密封功能的實際效果(以下有時稱為效果[IIl )。
在該發明的發光裝置中，可以構成為上述線狀輔助電極的厚度大於 上述屏障層的厚度。
根據該方式，能更有效地享受本發明涉及的上述效果[i及效果[ni。 這是因為，第一、由於輔助電極的厚度相對較大，即其截面積相對較大， 所以能夠使其電阻值變得更小。由此，參照前面所述的例子可知，能夠 更為穩定地控制上層側電極的電位。
而且，第二、由於屏障層的厚度相對較小，因此能夠防止由於其自 身的內部應力而產生裂縫等。特別是如果該屏障層由硬度比較大的材料 製成，則這樣的擔心會更多，但根據本方式，能夠在很大程度上降低發 生這種情況的可能性。
如上所述，根據本方式，能夠更有效地享受本發明涉及的上述效果i]及效果[ii。
另外，在本發明的發光裝置中，還具備形成於上述基板、將上述上
層側電極以及上述輔助電極設定為規定電位的電源線；和介於上述上層 側電極及上述輔助電極與上述電源線之間，且形成為確保分別與兩者的 至少一部分電接觸的接觸薄膜；上述接觸薄膜的至少上述第一方向的剖 面形狀包含錐形形狀。
根據該方式，能夠更有效地享受本發明涉及的上述效果[I及效果 [II]。這是因為，第一、基於上述接觸薄膜的存在，電源線與線狀輔助 電極之間的電氣流通變得順暢。如果不存在這樣的接觸薄膜，則上層側 電極或輔助電極需要直接與電源線聯絡，該情況下，由於兩者間的膜厚 度的差異(特別是前者一側的膜厚相對較小等)等，會發生物理上的斷 開等。本方式在很大程度上降低了發生這樣的不良情況的可能性。
而且，第二、這樣的接觸薄膜也與上述線狀輔助電極相同，其剖面
7形狀包含錐形形狀。由此，即使上述屏障層以覆蓋該接觸薄膜的方式形 成，其表面或內部也不容易產生裂縫等缺陷。
如上所述，根據本方式，能夠更有效地享受上述效果[i及效果[n。
此外，在本發明的發光裝置中，形成上述錐形形狀的斜邊、與和該 斜邊的一端連接且與該斜邊形成銳角的該錐形形狀的一邊所構成的角
度為20度以上60度以下。
根據該方式，作為線狀輔助電極或接觸薄膜的剖面形狀的錐形形狀 被設定為一種最佳的方式。
另外，上述的上限值及下限值具有以下的意義。首先，上面所述的
"角度"如果超過60度，則上述斜邊與和該斜邊構成"鈍角"的一邊
所成的角度變得接近卯度，這樣，覆蓋在它上面的屏障層以跨越陡峭 階梯差的方式成膜，其表面或內部容易產生裂縫等缺陷。另一方面，上
面所述的"角度"如果小於20度，則線狀輔助電極的剖面面積變得非 常小，從而無法使其電阻值足夠低。
而且，在本發明的發光裝置中，上述屏障層的厚度為30nm以上、 500nm以下。
根據該方式，屏障層的膜厚被設定為一種最佳的方式。
另外，該上限值及下限值具有以下的意義。首先，上面所述的"厚 度"如果超過500nm，則會擔心由於該屏障層自身的內部應力而產生裂 縫等。另一方面，上面所述的"厚度"如果小於30nm，則無法充分密 封水或氧。
另一方面，為了解決上述問題，本發明的電子設備具備上述各種發 光裝置。
由於本發明的電子設備具備上述各種發光裝置，即發揮上述效果1
及效果[II的發光裝置，所以能夠實現它的長壽命化，而且如果該電子 設備具備圖像顯示裝置，則能顯示高品質的圖像。
另一方面，為了解決上述問題，本發明的成膜方法使用了其剖面形狀包含梯形、且以規定間隔排列設置了多個具有規定的高度及長度的梯
形掩模的薄膜形成用掩模，該成膜方法包含在上述薄膜形成用掩模的 背面配置基板的步驟；和在上述梯形掩模間的空隙處露出的上述基板的 表面上，通過堆積規定的物質，形成按上述空隙的數目排列設置了多個、 且其剖面形狀包含錐形形狀的薄膜的薄膜形成步驟。
根據本發明，能夠一舉最佳地形成其剖面形狀包含梯形形狀且以適 當的間隔排列設置了多個的線狀掩模。關於其功能，在後面說明實施方 式時會再次提到。
另外，該成膜方法如果應用於上述線狀輔助電極的形成，則能夠最 佳地製造該線狀輔助電極，這一點自不待言。
在該發明的成膜方法中，上述規定的物質相對所述空隙處露出的所 述基板的整個表面傾斜飛散。
根據該方式，能夠更好地製作剖面形狀所包含的錐形形狀。
此外，本發明的成膜方法中，包括在所述薄膜形成步驟之前，形成 發光元件的步驟，該步驟包括在所述基板上，第一、形成下層側電極的 步驟，第二、形成發光功能層的步驟，第三、形成上層側電極的步驟； 上述薄膜形成步驟包括實施在上述空隙處露出的所述上層側電極的表 面，形成輔助電極作為上述薄膜的步驟；並且，包括在該薄膜形成步驟 之後，在上述輔助電極上進一步形成防止水及氧的至少一方進入到上述 發光元件的屏障層的步驟。
根據該方式，能夠最佳地製造上述的本發明涉及的發光裝置。


圖1是表示本發明的本實施方式涉及的有機EL裝置的概略結構的 俯視圖。
圖2是表示圖1的單位電路P的詳細情況的電路圖。
圖3是面對圖1所示的有機EL裝置的適當破斷面的剖面圖，特別 是基於為了表示輔助電極及與之相關的部件的形成方式而選擇的破斷面的剖面圖。
圖4是圖1所示的有機EL裝置的局部放大俯視圖，特別是為了表 示輔助電極及與之相關的部件的形成方式而選擇的視點所相關的圖。
圖5是輔助電極的剖面圖。
圖6是圖5的比較例1。
圖7是圖5的比較例2。
圖8是為了形成本實施方式的輔助電極而使用的掩模的俯視圖。 圖9是圖8的AA'剖面圖。
圖IO是表示圖8所示的掩模的製造步驟的圖(其一)。
圖ll是表示圖8所示的掩模的製造步驟的圖(其二)。
圖12是表示利用圖7及圖8所示的掩模形成輔助電極的一個場面 (其一)的說明圖。
圖13是表示利用圖7及圖8所示的掩模形成輔助電極的一個場面 (其二)的說明圖。
圖14是表示應用了本發明的有機EL裝置的電子設備的立體圖。 圖15是表示應用了本發明的有機EL裝置的另一電子設備的立體圖。
圖16是表示應用了本發明的有機EL裝置的又一電子設備的立體圖。
附圖標記說明7-元件基板，7a-圖像顯示區域，8 -有機EL元 件，13-像素電極，18-發光功能層，5-對置電極，501-輔助電極， W- (輔助電極的)寬度，T-(輔助電極的)厚度，6-(形成錐形 形狀的)角度，40-屏障層(barrier layer), 11 -電路元件薄膜，301 -第一層間絕緣膜，302-第二層間絕緣膜，34-反射層，340-隔壁， 103A、 103B-掃描線驅動電路，106-數據線驅動電路，106A-預充電電路，201-電源線，551-接觸薄膜，701-薄膜形成用掩模，702 -梯 形掩模。
具體實施例方式
以下參照圖1至圖5說明本發明的實施方式。另外，在這些圖以及 後面參照的圖6以後的各附圖中，有時使各部分的尺寸比例與實際部件 適當地有所不同。
圖1是表示本實施方式的有機EL裝置的一個例子的俯視圖。
在該圖1中，有機EL裝置具備元件基板7和在該元件基板7上形 成的各種要素。這裡，各種要素是指有機EL元件8、掃描線3及數據 線6、掃描線驅動電路103A及103B、數據線驅動電路106、預充電電 路106A和對置電極用電源線201。
如圖l所示，元件基板7上具備多個有機EL元件(發光元件)8, 該多個有機EL元件8排列為矩陣狀。有機EL元件8的每一個由像素 電極、發光功能層及對置電極構成。其中，對置電極中設置有用於輔助 其功能的輔助電極。關於該各要素將在後面再次提到。
圖像顯示區域7a是元件基板7上排列有該多個有機EL元件8的 區域。在圖像顯示區域7a中，基於各有機EL元件8各自的發光及非 發光，能夠顯示所希望的圖像。另外，以下將元件基板7的面中除了該 圖像顯示區域7a之外的區域稱為"周邊區域"。
掃描線3及數據線6分別被排列成與排列為矩陣狀的有機EL元件 8的各行及各列對應。更詳細而言，如圖1所示，掃描線3沿著圖中左 右方向延伸，並且與周邊區域上形成的掃描線驅動電路103A及103B 連接。另一方面，數據線6沿著圖中上下方向延伸，並且與周邊區域上 形成的數據線驅動電路106連接。在該各掃描線3及各數據線6的各交 點附近，設置有包含上述有機EL元件8等的單位電路(像素電路)P。
如圖2所示，該單位電路P除了包含上述有機EL元件8之外，還 包含n溝道型第一電晶體68、 p溝道型第二電晶體9及電容元件69。
單位電路P從電流供給線113接受供電。多條電流供給線113與未圖示的電源連接。
而且，p溝道型第二電晶體9的源電極與電流供給線113連接，而 其漏電極與有機EL元件8的像素電極連接。該第二電晶體9的源電極 與柵電極之間設置有電容元件69。另一方面，n溝道型第一電晶體68 的柵電極與掃描線3連接，其源電極與數據線6連接，其漏電極與第二 電晶體9的柵電極連接。
如果掃描線驅動電路103A及103B選擇了與單位電路P對應的掃 描線3，則該單位電路P導通第一電晶體68，將經由數據線6供給的數 據信號保持在內部的電容元件69中。然後，第二電晶體9將與數據信 號的電平對應的電流向有機EL元件8供給。由此，有機EL元件8以 與數據信號的電平對應的亮度進行發光。
元件基板7上的周邊區域中具有預充電電路106A。該預充電電路 106A是用於在向有機EL元件8寫入數據信號的動作之前，將數據線6 設定為規定電位的電路。
而且，對置電極用電源線201 (以下筒稱為"電源線201")大致沿 著元件基板7的外形輪廓線，具有俯視為n字形的形狀。該電源線201 向有機EL元件8的對置電極供給例如接地電平等的電源電壓。
另外，前面以掃描線驅動電路103A及103B、數據線驅動電路106 和預充電電路106A全部形成在元件基板7上為例進行了說明，但根據 情況，也可以將其中的全部或一部分在柔性基板上形成。該情況下，通 過在該柔性基板與元件基板7的兩抵接部分設置適當的端子，能夠實現 兩者間的電氣連接。
俯視時具有上述結構的有機EL裝置具備圖3所示的層疊構造物 250。如圖3所示，該層疊構造物250以元件基板7為基礎，從圖中下 側起依次包含電路元件薄膜ll、第一層間絕緣膜301、反射層34、第二 層間絕緣膜302、像素電極13、發光功能層18、對置電極5、輔助電極 501以及屏障層40。
其中，第一及第二層間絕緣膜301及302 (以下有時簡稱"絕緣膜 301及302")有助於其他剩餘的導電性要素間不發生短路，或者有助於實現這些導電性要素在層疊構造物250中的最佳配置等。上述絕緣膜 301及302可由具有各種厚度的各種絕緣性材料製成，但優選根據各絕 緣膜在層疊構造物250中的配置位置、作用等而選擇適當的厚度及材料。
更具體而言，例如，絕緣膜301及302優選由Si02、 SiN、 SiON 等製成。
電路元件薄膜11包含上述單位電路P中含有的第一電晶體68和第 二電晶體9等。雖然圖中的描繪非常簡略，但該電路元件薄膜ll由構 成上述各種電晶體的半導體層、柵極絕緣膜、柵極金屬等和構成電容元 件69的電極用薄膜(均未圖示)、其他的金屬薄膜構成。其中，在圖3 所示的層疊構造物250中，當然也構造有上述的掃描線3及數據線6， 但省略了其圖示。
另一方面，如圖3所示，上述有機EL元件8的每一個由構成層疊 構造物的上述各種要素中的像素電極13、發光功能層18及對置電極5 構成。
其中，像素電極13在元件基板7上以排列為矩陣形狀的方式形成。 有機EL元件8排列為矩陣狀與如上所述將像素電極13排列為矩陣狀 對應(參照圖l及圖3)。
該像素電極13經由接觸孔360與上述的電路元件薄膜11電連接。 由此，該像素電極13能夠將經由圖2所示的第二電晶體9從電流供給 線113供給的電流施加給發光功能層18。其中，接觸孔360以貫穿第一 及第二層間絕緣膜301及302的方式形成。
這樣的l象素電極13例如由ITO (Indium Tin Oxide,銦錫氧化物) 等具有透光性和導電性的材料製成。
反射層34按照與這樣的像素電極13的形成區域對應的方式，形成 在第一層間絕緣膜301上、第二層間絕緣膜302下。如圖3所示，反射 層34對從發光功能層18發出的光進行反射。該反射光向圖中上方行進。 這樣，本實施方式涉及的有機EL裝置是所謂的頂發射型。另外，根據 這一情況，元件基板7可以由陶瓷、金屬等不透明材料製成(與之相反， 在底發射型的情況下，元件基板7需要由透光性材料製成。)為了更好地發揮上述的反射功能，這樣的反射層34可以由光反射 性能比較高的材料製成。例如可以利用鋁、銀等金屬。
另一方面，如圖3或圖4所示，隔壁(圍堰(bank)) 340形成在上 述的像素電極13中俯視時相鄰的像素電極13間的區域。該隔壁340在 圖3中上下方向的實際高度大致為l~2|im。該隔壁340起到劃分各有 機EL元件8的作用。
這樣的隔壁340優選例如由絕緣性的透明樹脂材料，其中特別是具 有疏液性的材料製成。更具體而言，可以舉出例如含氟系樹脂、或者丙 烯酸樹脂、環氧樹脂或聚醯亞胺等。
另外，在隔壁340由上述各種樹脂材料製成的情況下，其基層可以 使用例如Si02等無機材料製成(即，在該情況下，隔壁340具有下層 側為無機物質、上層側為有機物質這樣的層疊結構)。由此，即使在像 素電極13以上述方式由ITO等製成的情況下，也能提高該^像素電極13 與隔壁340的密接性。
如圖3所示，發光功能層18形成在像素電極13之上。該發光功能 層18至少含有有機發光層，有機發光層由空穴與電子結合進行發光的 有機EL物質構成。在該有機EL物質例如為高分子材料的情況下，該 有機EL物質例如通過液滴塗敷法(噴墨法)，僅向由上述隔壁340劃 分的各空間內(即每個像素)供給。
這樣，根據僅向由隔壁340劃分的空間供給有機EL物質的方式， 如圖4所示，能夠按每種顏色區別設置發光功能層18。圖4中表示了沿 著圖中的橫向方向，含有紅色光、綠色光及藍色光各專用的有機EL物 質的發光功能層18R、 18G及18B以該順序形成的例子。另外，沿著圖 中縱向，分別排列設置了僅排列發光功能層18R的列、僅排列發光功能 層18G的列以及僅排列發光功能層18B的列。
作為構成發光功能層18的其他層，可以包括電子阻擋層、空穴注 入層、空穴運輸層、電子運輸層、電子注入層及空穴阻擋層的一部分或 全部。
如圖3所示，對置電極5與多個有機EL元件8的發光功能層18接
14觸。即，對置電極5按照在多個像素電極13中共用的方式在由隔壁340 劃分的發光功能層18的區域及隔壁340之上伸展。該對置電極5形成 為俯視呈矩形狀(其內部沒有特別的開口、間隙等，所謂的實體)。對 置電極5的周圍與圖l所示的電源線201電連接(其連接形式未圖示)。
在該實施方式中，對置電極5為陰極，像素電極13為陽極，但也 可以與之相反。
這樣的對置電極5例如由ITO (Indium Tin Oxide，銦錫氧化物) 等具有透光性和導電性的材料製成。如上所述，本實施方式涉及的有機 EL裝置為頂發射型，因此該材料選擇幾乎是必須的。
在以上結構的基礎上，本實施方式涉及的有機EL裝置特別具備輔 助電極501及屏障層40。
其中，如圖3所示，輔助電極501形成在位於隔壁340上的對置電 極5的上面。由圖3也可以看出，由於該輔助電極501直接形成在對置 電極5上，所以可以認為輔助電極501的圖中下面(與對置電極5相接 的面)的全體，由與該對置電極5的圖中上面之間的接點的集合構成。 總之，兩者間的電氣通信幾乎是完全的。
該輔助電極501在俯視時的形狀如圖4所示大致為長方形。其中， 該大致長方形的短邊長度與長邊長度相比是非常短的。因此，輔助電極 501具有幾乎可稱為"線狀"的形狀。如圖4所示，這樣的線狀輔助電 極501存在多個，該多個輔助電極501以分別穿過在圖中縱向上鄰接並 列的有機EL元件8之間的區域的方式延伸。並且，同樣如圖4所示， 上述多個輔助電極501的一端到達接觸薄膜551。
該接觸薄膜551是形成為其一部分與電源線201 (也參照圖1)的 一部分重合的導電性薄膜。輔助電極501形成為其一端與該接觸薄膜 551的一部分相互重合。
接觸薄膜551及電源線201或者接觸薄膜551及輔助電極501與對 置電極5及輔助電極501的關係相同，兩者相互重合的部分幾乎具有完 全的電氣聯絡。另外，雖然在圖4中沒有圖示，但對置電極5也形成為 其一部分與接觸薄膜551的一部分相互重合，兩者間具有幾乎完全的電氣聯絡(如果在圖4上圖示對置電極5，則將其作為如覆蓋該圖整個面 的薄膜而描繪)。
另外，該輔助電極501的剖面形狀如圖3或圖5所示，包含錐形形 狀。該錐形形狀的斜邊和與該斜邊的一端連接的底邊形成的角度e被調 整為20度以上60度以下。
如圖3或圖5所示，屏障層40按照覆蓋元件基板7的整個面的方 式，形成為覆蓋輔助電極501及對置電極5，由於其中的輔助電極501 如上所述具有包含錐形形狀的剖面形狀，所以位於其上的屏障層40的 表面具有比較平滑的表面。另外，該屏障層40具有阻止水及氧進入到 有機EL元件8的功能。
以上所述的輔助電極501優選例如使用電阻值比較低的材料，更具 體而言使用鋁、銀、金、銅等製成。它們的電阻值分別為2.62[m Q/cm、 1.62[ji Q/cm、2.|i Q/cm、1.69卩n/cm]，每一個都非常低。另夕卜， 這樣的材料也能夠適用於上述的接觸薄膜551。
此外，具體規定本實施方式涉及的輔助電極501的形狀的各個數值 優選用以下方式確定。即，優選使其寬度W (參照圖4)為30pm左 右，其厚度T (參照圖5)為300nm左右。另外，實際上從圖4也能看 出，前者的寬度W還與將圖中上下方向上相鄰的有機EL元件8之間 的距離WA設定為怎樣的範圍有關。通常優選釆用在確定了後者的"距 離WA"之後再確定前者的"寬度W"這一順序，如果寬度W為30nm， 則滿足距離WA為50nm左右這一關係(即，可以設定為從輔助電極501 的兩側端到其各自對置的有機EL元件8的端部的多巨離為15nm左右 (=(WA-W)/2 ))。如此使WA>W的理由是因為必須考慮與輔助電極501 的形成過程有關的位置交叉。
另外，上述寬度W及距離WA的具體值的釆用還與將上述角度6 的大小設定為怎樣的範圍有關，關於這一點後面將參照圖7再次提到。
另 一方面，屏障層40優選使用例如具有阻止水及氧進入到有機EL 元件8的功能的材料，具體而言由SiN (氮化矽)、SiON(氮氧化矽)、 Si02 (氧化矽)等製成。而且，本實施方式涉及的屏障層40的厚度Tl (參照圖5 )優選為 30nm以上500nm以下，更優選為lOOnm左右。該厚度Tl如果超過 500nm，則會擔心由於屏障層40自身的內部應力產生裂縫等，如果低 於30nm，則無法充分阻止水或氧。
下面，對上述的有機EL裝置所起的作用效果進行說明。
首先，本實施方式涉及的有機EL裝置中，在電流流至像素電極13 及對置電極5之間的同時，電流流至發光功能層18。由此，發光功能層 18進行發光(參照已經參照圖2進行的說明)。
在產生以上的作用的前提下
(1) 首先，在本實施方式涉及的有機EL裝置中，能夠穩定地進 行流至發光功能層18的電流控制。這基於下述原因。
即，如上所述，由於對置電極5由ITO等製成、由具有比較高的 電阻值的材料製成，所以存在其電位的穩定等比較困難的情況。另一方 面，如上所述，輔助電極501由具有極低的電阻值的鋁、銀等製成。因 此，從電源線201向對置電極5供給電壓的同時，如果也向輔助電極501 供給電壓，則結合在上述對置電極5及輔助電極501之間確保了幾乎完 全的電氣聯絡，能實現對置電極5的電位的穩定等。
這樣，可極為穩定地進行上述電流控制。而且，由此在本實施方式 中，能夠良好地進行有機EL元件8的發光強度的控制。
為了實現該效果，輔助電極501及對置電極5與電源線201之間形 成了接觸薄膜551也起到很大作用。特別在本實施方式這樣以頂發射型 為前提的情況下，為了提高光取出效率，優選使對置電極5的膜厚越薄 越好，但這樣做之後容易發生與電源線201之間的物理斷開。可是，如 果存在本實施方式涉及的接觸薄膜551,則能夠避開這樣的電源線201 與對置電極5之間不導通的不良情況的發生。
(2) 而且，在本實施方式涉及的有機EL裝置中，能夠更好地享受 對有機EL元件8的7JC及氧等阻止功能的發揮。這是由於如上所述，屏
障層40的作為基底膜的輔助電極501在其剖面形狀中包含錐形形狀，因此該屏障層40可形成為其表面具有平滑的狀態。由此，屏障層40的 表面或內部不容易產生裂縫等缺陷，因此能夠很好地發揮其密封功能的 實際效果。
此外，如果上述的接觸薄膜551形成為其剖面形狀(例如輔助電極 501的延伸方向上的剖面形狀)包含錐形形狀，則上述(2)的效果能進 一步起到實效。這是因為在該情況下，屏障層40在跨越該接觸薄膜551 的形成區域和沒有形成該接觸薄膜551的區域的部分，也能以其表面平 滑的狀態製成。
通過參照圖6及圖7所示的比較例，可以更清楚地把握以上所述效 果的實際情況。
首先，在圖6中，輔助電極590的剖面形狀為完全的矩陣狀。在該 情況下，若以覆蓋輔助電極5卯的方式形成屏障層40,則如圖6所示， 該輔助電極50的角部分附近很有可能產生斷絕部分Z。
對於這一點，在本實施方式中如已經說明那樣，由於屏障層40以 覆蓋錐形形狀內的鈍角的方式形成，因此其表面非常平滑。
圖6所示的現象尤其在輔助電極5卯的厚度比屏障層40的厚度大 的情況下(即T>T1成立的情況下)容易發生。但是，上述的(1)及 (2)的效果在這樣的關係成立的情況下會更好地被享受。這是因為， 輔助電極的厚度越大，其電阻值越低，因此能夠更加穩定地進行發光功 能層18的電流控制，屏障層40的厚度越小，越能夠避免由於其自身的 內部應力產生的"裂縫，，(可以作為與前面所述的階梯覆蓋(step coverage)涉及的"裂縫"在原理上不同的對象進行說明)，因此該屏障 層40的密封功能可更好地發揮實際效果。
這樣，圖6那樣的具有包含矩形狀的剖面形狀的輔助電極590顯然 是不利的。
但是，在本實施方式中，由於形成具有包含錐形形狀的剖面形狀的 輔助電極501,所以無須特別擔心產生圖6那樣的斷絕部分Z，能夠使 輔助電極501的厚度大於屏障層40的厚度(其中，在圖5與圖6中， 實際上將兩者的T及Tl分別描繪為相同的大小)。並且由此，如前文所述，能夠享受與它們分別對應的效果。
這樣，在本實施方式中，從更為綜合的觀點出發，也能具有享受上
述的(1)及(2 )的效果的優點。
另外，以上所述的情況要求應該設定圖5的角度e的上限。上述的 角度e為6o度以下的表達具有作為最佳條件進行設定的意義。
接著，在圖7中，雖然輔助電極591的剖面形狀包含錐形形狀，但 其角度6s(參照圖7)比圖5的角度6小。在該情況下，對於享受上述 的(1)及(2 )的效果這一點，可以說該圖7與圖5之間沒有基本的差 別。反而，從能夠更好地享受上述的(2)的效果這一點來說，該圖7 能夠比圖5提供更好的方式。
但雖說如此，卻不能說對上述的(1)的效果沒有任何影響。如果 考慮原樣維持圖5所示的輔助電極501的寬度W，僅減小角度6以實現 角度6s的情況，由於其剖面形狀的面積明顯變小，所以其電阻值增大。 因此，在該情況下，對上述的(1)的效果，即對置電極5的電位穩定 或發光功能層18的電流控制穩定等效果會產生不良影響。
鑑於此，即使將角度設為6s (<6 )，如果仍要維持與以前相同的 剖面面積，則如圖7所示，將增大輔助電極的寬度(從寬度W到寬度 Wl)。但是，這會產生新的問題。即，如果輔助電極的寬度增大，則與 之相伴，還必須增大圖4所示的距離WA。這樣，有機EL元件8之間 的間隔變得更大，難免會降低開口率或影響圖像整體的精細度。
鑑於上述情況，角度e並不是越小越好。
綜上所述，從享受上述的(2)的效果這一點來說，角度6越小越 好，但考慮到享受上述的(1)的效果這一點、及伴隨角度減小而發生 的新問題，則角度減小的程度存在限度。並且，上述的角度6為20度 以上的表達具有作為最佳條件設定的意義。
最實際地發揮上述效果的實施例，在前面所述的各種數值等的範圍 內，例如作為以下兩個組合而分別進行提供。它們分別提供了本實施方 式的最佳實施例之一。輔助電極的寬度W =30 p m 輔助電極的厚度T =310nm 錐形形狀的角度6=45度 輔助電極的材料=鋁 屏障層40的厚度Tl =200nm 屏障層40的材料-SiON
輔助電極的寬度W =30 p m 輔助電極的厚度T =200nm 錐形形狀的角度6=30度 輔助電極的材料=銀 屏障層40的厚度Tl =200nm 屏障層40的材料=SiON
在上述實施例中，實施例2與實施例1相比，之所以能夠減小輔助 電極的厚度，是因為"銀"比"鋁"的電阻值小。此外，實施例2與實 施例l相比，之所以能夠減小角度6也是因為同樣的理由。
無論如何，根據上述實施例1及2，上述本實施方式涉及的作用效 果被確認為得到有效的發揮。
以下對上述的有機EL裝置的製造方法，特別是輔助電極501的成 膜方法進行說明。

首先，參照圖8及圖9對本實施方式的成膜方法所使用的薄膜形成用掩模進行說明。
本實施方式涉及的薄膜形成用掩模701 (以下簡稱"掩模701")如 圖8及圖9所示，其剖面形狀包含梯形，並且具備排列設置有多個具有 規定的高度及長度的梯形掩模702的構造。
更詳細而言，掩模701除了該梯形掩模702之外，還具有框部705。
如圖8所示，框部705大體上具有相框那樣的形狀。其整體的大小 可根據要使用該掩模701形成薄膜的基板的大小來適當決定。
梯形掩模702在圖8中以在該框部705的圖中上邊及下邊之間聯絡 方式延伸。即，該梯形掩模702具有與構成由框部705包圍的大致長方 形的空間的一邊的長度大致相等的長度。如圖8所示，具有上述長度的 梯形掩模702沿著圖中左右方向排列設置有多個。由此，在相鄰的梯形 掩模702之間形成空隙703。
該梯形掩模702如圖9所示，其剖面形狀具有如同將高度X的長方 形與共用該長方形的一邊(作為其底邊)的梯形相接合的形狀。在圖9 中，梯形部分的斜邊702T在圖中下方具有兩個。在剖面中，以上述方 式可看作斜邊702T的稜面702TF如圖8所示，遍及該梯形掩模702的 全部長度而存在。
這樣的掩模701例如可以圖IO及圖ll所示的方式製造。在這些圖 中，掩模701以矽單晶體(110)基板作為母體基板。以此為前提，如 圖IO所示，第一、對該母體基板中的區域751的部分進行第一階段的 蝕刻。由此，形成框部705的外形。接著，第二、對母體基板中的區域 752的部分進行第二階段的蝕刻。由此，形成空隙703及梯形掩模702 的原型。
最後，第三、如圖11所示，對上述梯形掩模702的原型進行第三 階段的蝕刻。這是各向異性蝕刻。如果是溼蝕刻，則作為蝕刻劑最好利 用例如KOH、異丙醇及水的混合物等。無論如何，通過這樣的各向異 性蝕刻，僅進行對上述原型的角部的蝕刻(參照圖11中的陰影部分)， 從而最終形成圖9所示那樣的梯形掩模702。本實施方式涉及的成膜方法可使用以上說明的薄膜形成用掩模，以 如下方式進行實施。

首先，在元件基板7上分別形成電路元件薄膜11、絕緣膜301及 302、反射層34、像素電極13、發光功能層18、隔壁340及對置電極5 (參照圖3)。
其中，在絕緣膜301及302、像素電極13等的成膜中，可適當利用 已知的例如CVD (Chemical Vapor Deposition,化學氣相沉積)法、賊 射法等成膜方法或光刻法等。此時，由於在電路元件薄膜11的成膜中 包含第一電晶體68等的TFT ( Thin Film Transistor,薄膜電晶體)的 製造，所以還進行對該半導體層的摻雜步驟等，而在像素電極13的形 成過程中，為了在絕緣膜301及302中形成接觸孔360，還進行適當的 蝕刻步驟等。
另外，上述隔壁340可通過如下過程製造例如在感光性聚醯亞胺 的塗敷後，經過曝光步驟、顯像步驟，形成其外形形狀(未經加工的隔 壁)後，對該未經加工的隔壁的表面實施大氣壓等離子體處理等處理。 大氣壓等離子體處理是以使隔壁340的表面具有疏液性或疏墨性為目的 而進行的。
此外，對於發光功能層18，在要使用低分子材料製成的情況下可利 用上述的各種成膜方法，在要使用高分子材料製成的情況下可利用噴墨 法(液滴吐出法)等。該情況下，如果如上所述隔壁340的表面具有疏 液性或疏墨性，則能夠將包含有效成分的墨水向該隔壁340所包圍的空 間準確吐出。

對於以上述方式完成了到對置電極5為止的製造的元件基板7，接 著，如圖12所示，進行輔助電極501的形成。另外，以下為了簡單， 將剛才所述的"完成了到對置電極5為止的製造的元件基板7"簡稱為 "元件基板7 (11~5)"。其中，記號"(11 5)"的使用具有以下意圖， 即表示在元件基板7上從電路元件薄膜11到對置電極5已經形成完畢。而且，在圖12中，為了使圖簡化，將該"元件基板7 (11 ~ 5 )，，簡單地 用長方形表示(後面參照的圖13中也是同樣的)。
首先，準備上述的掩模701,在其背面側(在圖12中為上面側)配 置元件基板7 (11 ~ 5 )。在該情況下，能夠從空隙703中觀察到的該元 件基板7(11~5)的部分必須與隔壁340所處的部分對應，正如從圖3、 圖4或圖5所示的地方也可以看出的那樣。在這樣的對位中，可以清楚 地把握將圖4所示的寬度WA設定為比該圖中所示的寬度W大的重要 性。
由此，出現可從空隙703觀察到以覆蓋隔壁340的頂部的方式形成 的對置電極5的表面的狀態。
接著，將完成了這樣的對位的掩模701及元件基板7 (11~5)的一 體物封入到適當的腔室後，設定為規定的溫度，並以貫穿該一體物的規 定軸AX為中心使之旋轉。
接著，對該旋轉的一體物，實施藉助掩模701的成膜處理。作為這 裡所說的成膜處理，除了可以利用上述的濺射法之外，還可以優選利用 作為原料物質的加熱源利用了坩堝加熱、雷射加熱等的PVD (Physical Vapor Deposition,物理氣相沉積)法。由此，在從空隙703露出的元 件基板7 (11 ~ 5 )的部分，堆積了規定的物質(優選已經描述那樣為鋁、 銀等)。
該情況下，該物質例如經過圖12中的箭頭所示的路徑FR1或FR2。 其中，經過路徑FR1的物質到達從空隙703露出的元件基板7 (11 ~ 5 ) 的表面部分。在此特別如圖12所示，由於該路徑FR1掠過梯形掩模702 的斜邊702T(或稜面702TF)，所以，該路徑FR1成為具有該物質是否 能到達空隙703內的界限的意義的路徑。即，經過比該路徑FR1靠圖 中右側的路徑(例如路徑FR2)到達掩模701的物質，被梯形掩模702 遮住其行進，沒有到達空隙703內(參照圖中的虛線箭頭)。
如圖12所示也可以看出，在成為該梯形掩模702的影子部分處不 進行物質的堆積，因此最佳地形成錐形形狀。
結果，如圖12所示，輔助電極501按照上述空隙703的數目排列設置多個，並且作為其剖面形狀包含錐形形狀的薄膜而形成。
另外，在這樣的成膜方法中，本實施方式中特別要注意的是，通過
調整參照圖9而說明的高度x，能夠調整與錐形形狀有關的上述角度e
(參照圖5)或者其寬度W。即，如圖13所明顯示出那樣，如果與圖 12相比增大高度X，則輔助電極501的剖面形狀中的寬度W變小，而 角度6變大(62 (圖13) >61 (圖12))。
綜上所述，根據本實施方式的成膜方法，可以一舉最佳地形成線狀 的輔助電極501，其剖面形狀中包含錐形形狀，且多個該輔助電極501 以適當的間隔排列設置。
另外，在上述的成膜方法中，對上述物質的發生源(例如，如果是 利用上述坩堝加熱的蒸鍍方法則為該坩堝，或蒸鍍源的意思)的位置未 設定特別的限制，但在本實施方式中，根據上述的錐形形狀的形成原理， 優選在相對於從空隙703露出的基板7(11~5)的表面部分，該物質斜 穿進入的位置處設置該發生源。但該"斜穿"的程度如果過大，則飛散 的物質幾乎全部被梯形掩模702遮擋，存在成膜效率顯著降低的問題， 因此需要注意這一點。在上述高度X過大的情況下也會產生同樣的問題 (將圖12所示的輔助電極501的大小同圖13中輔助電極501的大小進 行對比也可看出這一點)。

接著，對應用了本發明的有機EL裝置的電子設備進行說明。圖14 是表示將上述實施方式涉及的有機EL裝置利用到圖像顯示裝置中的移 動型個人計算機的結構的立體圖。個人計算機2000具備作為顯示裝置 的有機EL裝置和主體部2010。主體部2010中設置有電源開關2001及 鍵盤2002。
圖15表示應用了上述實施方式的有機EL裝置的可攜式電話。便 攜式電話3000具備多個操作按鈕3001及滾動按鈕3002、以及作為顯 示裝置的有機EL裝置100。通過操作滾動按鈕3002滾動，可拖動在有 機EL裝置上顯示的畫面。
圖16中表示應用了上述實施方式的有機EL裝置的可攜式信息終端(PDA: Personal Digital Assistant,個人數字助理)。《更攜式信息終 端4000具備多個操作按鈕4001及電源開關4002、以及作為顯示裝置的 有機EL裝置。當操作電源開關4002後，通信簿、日程表等各種的信 息在有機EL裝置上顯示。
作為應用上述實施方式的有機EL裝置的電子設備，除了圖14至圖 16所示的設備之外，還可以舉出靜態數位相機、電視機、攝像機、汽車 導航裝置、傳呼機、電子記事本、電子紙、電子計算器、文字處理器、 工作站、可視電話、POS終端、視頻播放器、具有觸控螢幕的設備等。
權利要求
1. 一種發光裝置，其特徵在於，具備基板；包含在所述基板上按順序依次形成的下層側電極、發光功能層以及上層側電極的發光元件；形成在所述上層側電極上且具有與該上層側電極的直接接點的輔助電極；和以覆蓋所述輔助電極及所述上層側電極的方式形成、防止水以及氧的至少一方進入所述發光元件的屏障層；所述輔助電極包含一個以上俯視沿第一方向延伸的線狀輔助電極，該線狀輔助電極的與所述第一方向相交的方向的剖面形狀包含錐形形狀。
2. 根據權利要求l所述的發光裝置，其特徵在於， 所述線狀輔助電極的厚度大於所述屏障層的厚度。
3. 根據權利要求1或2所述的發光裝置，其特徵在於，還包括形成於所述基板、將所述上層側電極以及所述輔助電極設定為規定 電位的電源線；和介於所述上層側電極及所述輔助電極與所述電源線之間，且形成為 被確保分別與兩者的至少一部分電接觸的接觸薄膜；所述接觸薄膜的至少所述第一方向的剖面形狀包含錐形形狀。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的發光裝置，其特徵在於，形成所述錐形形狀的斜邊、與和該斜邊的一端連接且與該斜邊形成 銳角的該錐形形狀的一邊所構成的角度為20度以上60度以下。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的發光裝置，其特徵在於， 所述屏障層的厚度為30nm以上500nm以下。
6. —種電子設備，其特徵在於，具備權利要求1至5中任一項所述 的發光裝置。
7. —種成膜方法，使用了其剖面形狀包含梯形、且以規定間隔排 列設置有多個具有規定的高度及長度的梯形掩模的薄膜形成用掩模，其特徵在於，包括在所述薄膜形成用掩模的背面配置基板的步驟；和通過在所述梯形掩模間的空隙處露出的所述基板的表面，堆積規定 的物質，形成按所述空隙的數目排列設置多個、且其剖面形狀包含錐形 形狀的薄膜的薄膜形成步驟。
8. 根據權利要求7所述的成膜方法，其特徵在於，所述規定的物質相對所述空隙處露出的所述基板的整個表面傾斜 飛散。
9. 根據權利要求7或8所述的成膜方法，其特徵在於，包括在所述薄膜形成步驟之前形成發光元件的步驟，該發光元件形 成步驟包括在所述基板上，第一、形成下層側電極的步驟，第二、形成發光功能層的步驟，第三、形成上層側電極的步驟；所述薄膜形成步驟包括實施在所述空隙處露出的所述上層側電極 的表面，形成輔助電極作為所述薄膜的步驟；並且包括在該薄膜形成步驟之後，在所述輔助電極上進一步形成防止水 及氧的至少一方進入到所述發光元件的屏障層的步驟。
全文摘要
本發明涉及發光裝置、電子設備以及成膜方法。發光裝置具備包含像素電極(13)、發光功能層(18)及對置電極(5)的有機EL元件(8)；形成在對置電極上且具有與該對置電極的直接接點的輔助電極(501)；和以覆蓋輔助電極及對置電極的方式形成、對有機EL元件防止水以及氧的進入的屏障層(40)。並且，輔助電極俯視沿第一方向以線狀延伸，與該第一方向相交的方向的剖面形狀包含錐形形狀。由此，能夠使有機EL元件長壽命化。
文檔編號H01L27/28GK101452947SQ20081018276
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月4日 優先權日2007年12月7日
發明者四谷真一, 新東晉 申請人:精工愛普生株式會社