JP4637831B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法並びに表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法、並びに表示装置及びその製造方法に係り、特に、発光効率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法、並びにこのような有機エレクトロルミネッセンス素子を有する表示装置に関する。

従来のＣＲＴ、ＬＣＤと比較して薄型化、軽量化が可能な表示装置として、近年、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ）を用いた表示装置が大きな注目を集めている。有機エレクトロルミネッセンス素子は、自己発光型であるため、視認性が高い、視野角依存性がない、可撓性を有するフィルム基板を用いることができる、液晶表示装置と比較して薄い・軽い、などの様々な利点がある。さらには、高精細度の表示を実現すべく、有機エレクトロルミネッセンス素子とともに、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を有するアクティブマトリクス型の表示装置の開発が進められている。
従来の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置では、例えば、ガラス基板よりなる絶縁性基板上に、ＩＴＯ（スズをドープした酸化インジウム）等の透明導電膜よりなるアノード電極が形成されている。アノード電極上には、電子と正孔との再結合により光が発生する発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層上には、Ａｌ（アルミニウム）膜やＭｇ（マグネシウム）−Ａｇ（銀）合金膜等よりなるカソード電極が形成されている。こうして、絶縁性基板上に、アノード電極と、有機エレクトロルミネッセンス層と、カソード電極とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。また、アクティブマトリクス型の表示装置においては、有機エレクトロルミネッセンス素子に印加する駆動電圧を制御する薄膜トランジスタ等のスイッチング素子が、絶縁性基板と有機エレクトロルミネッセンス素子との間に形成されている。このような構造を有する表示装置は、有幾エレクトロルミネッセンス層の発光層において発生した光が絶縁性基板側から取り出されるいわゆるボトムエミッション型となっている。
上記の表示装置においてフルカラー化を実現する場合には、画素領域に発光波長の異なる発光層がつくり分けられている。例えば、画素となる領域が開口された蒸着マスクを基板に密着させ、ＲＧＢの各色を形成する発光層を、例えばＲＧＢの順に蒸着マスクを移動して形成することが行われている。
ボトムエミッション型の表示装置の場合、上述のように、有機エレクトロルミネッセンス素子において発生した光は絶縁性基板側から取り出される。このため、絶縁性基板と有機エレクトロルミネッセンス素子との間にスイッチング素子が形成される場合、１画素に占める発光面積がスイッチング素子の存在により実質的に小さくなり、高い発光効率を得ることができないという難点がある。
このような発光効率に関する難点については、スイッチング素子が形成される絶縁性基板側とは反対側、すなわちカソード電極側から発光層において発生した光が取り出されるいわゆるトップエミッション型の構造による解決が試みられている（例えば特許文献１、２を参照）。
特許文献１に開示されたトップエミッション型の表示装置においては、光透過性を有するカソード電極を用い、アノード電極として光反射性を有するＣｒ（クロム）薄膜を用いることにより、発光層で発生した光をカソード電極側へ反射し、カソード電極から光が取り出されている。しかしながら、Ｃｒは光の反射率があまり高くないため、発光層で発生した光を充分にカソード電極側へ反射することはできない。
また、特許文献２に開示されたトップエミッション型の表示装置においては、Ａｌ膜よりなる反射層上にＩＴＯ膜よりなる電極層が直に形成されている。しかしながら、Ａｌ膜とＩＴＯ膜とは電気的接続が良好ではないため、反射層を電極として用いることは困難であった。
このため、反射層下にスイッチング素子を設けると、電極層とスイッチング素子との接続が困難であった。
本発明の目的は、高い発光効率を実現しうる有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法、並びにこのような有機エレクトロルミネッセンス素子を有する表示装置を提供することにある。
特開２００１− ８５１６３号公報 特開平１１−３２９７５３号公報

本発明の一観点によれば、基板上に形成され、光反射性を有する第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に前記第１の導電膜を覆うように形成され、光透過性を有する第２の導電膜とを有するアノード電極と、前記アノード電極上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成され、光透過性を有するカソード電極とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
また、本発明の他の観点によれば、基板上に形成され、光反射性を有する第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に形成され、光透過性を有する第２の導電膜と、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜との間に部分的に形成され、前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれに電気的に接続する第３の導電膜とを有するアノード電極と、前記アノード電極上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成され、光透過性を有するカソード電極とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
また、本発明の更に他の観点によれば、基板上に形成され、光反射性を有する第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に形成され、光透過性を有する絶縁層と、前記絶縁層上に形成され、光透過性を有する第２の導電膜を有するアノード電極と、前記アノード電極上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成され、光透過性を有するカソード電極とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
また、本発明の更に他の観点によれば、基板上に、光反射性を有する第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に前記第１の導電膜を覆うように形成され、光透過性を有する第２の導電膜とを有するアノード電極を形成する工程と、前記第１の導電膜上に、有機エレクトロルミネッセンス層を形成する工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に、光透過性を有するカソード電極を形成する工程とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が提供される。
また、本発明の更に他の観点によれば、基板上に、スイッチング素子を形成する工程と、前記スイッチング素子が形成された前記基板上に、第１の絶縁層を形成する工程と、前記第１の絶縁層上に、光反射性を有する第１の導電膜を形成する工程と、前記第１の導電膜が形成された前記第１の絶縁層上に、前記スイッチング素子の電極上に第１の開口部を有し、光透過性を有する感光性樹脂よりなる第２の絶縁層を形成する工程と、前記第２の絶縁層をマスクとして前記第１の絶縁層をエッチングし、前記スイッチング素子の電極に達する第２の開口部を形成する工程と、前記第２の絶縁層上に、前記第１の開口部及び前記第２の開口部を介して前記スイッチング素子の電極に電気的に接続され、光透過性を有する第２の導電膜を有するアノード電極を形成する工程と、前記アノード電極上に、有機エレクトロルミネッセンス層を形成する工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に、光透過性を有するカソード電極を形成する工程とを有することを特徴とする表示装置の製造方法が提供される。
本発明によれば、基板上に形成され、光反射性を有する第１の導電膜と、第１の導電膜上に第１の導電膜を覆うように形成され、光透過性を有する第２の導電膜とによりアノード電極を構成することにより、有機エレクトロルミネッセンス層において発生した光をカソード電極側から取り出すので、素子特性の劣化を伴うことなく、高い発光効率を実現することができる。
また、本発明によれば、第１の導電膜と第２の導電膜との間に、第１の導電膜及び第２の導電膜のそれぞれに電気的に接続する第３の導電膜を部分的に形成することにより、第１の導電膜と第２の導電膜との間の導通を確保するので、第１の導電膜から有機エレクトロルミネッセンス層に正孔を注入することができる。
また、本発明によれば、基板上に形成され、光反射性を有する第１の導電膜上に、光透過性を有する絶縁層を介して、光透過性を有する第２の導電膜を有するアノード電極を形成し、アノード電極下の第１の導電膜により、有機エレクトロルミネッセンス層において発生した光をカソード電極側から取り出すので、有機エレクトロルミネッセンス層において発生した光をカソード電極側から取り出すので、素子特性の劣化を伴うことなく、高い発光効率を実現することができる。

図１は、本発明の第１実施形態による表示装置の構造を示す概略図である。
図２は、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたボトムエミッション型の表示装置の構造の一例を示す概略図である。
図３は、本発明の第１実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
図４は、本発明の第１実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
図５は、本発明の第２実施形態による表示装置の構造を示す概略図である。
図６は、本発明の第２実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
図７は、本発明の第２実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
図８は、本発明の第３実施形態による表示装置の構造を示す概略図である。
図９は、本発明の第４実施形態による表示装置の構造を示す断面図である。
図１０は、本発明の第５実施形態による表示装置の構造を示す断面図である。
図１１は、有機エレクトロルミネッセンス素子とともにスイッチング素子として薄膜トランジスタを用いたボトムエミッション型の表示装置の構造の一例を示す断面図である。
図１２は、本発明の第５実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
図１３は、本発明の第５実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
図１４は、本発明の第６実施形態による表示装置の構造を示す断面図である
図１５は、本発明の第６実施形態による表示装置の特性を示すグラフである。
図１６は、アノード電極としてＣｒ膜を用いた表示装置の構造を示す断面図である。
図１７は、本発明の第６実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
図１８は、本発明の第６実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
図１９は、本発明の第７実施形態による表示装置の構造を示す断面図である。
図２０は、本発明の第７実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
図２１は、本発明の第７実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
図２２は、本発明の第７実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による表示装置及びその製造方法について図１乃至図４を用いて説明する。図１は本実施形態による表示装置の構造を示す概略図、図２は有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたボトムエミッション型の表示装置の構造を示す概略図、図３及び図４は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
まず、本実施形態による表示装置の構造について図１を用いて説明する。図１Ａは本実施形態による表示装置の構造を示す平面図、図１Ｂは図１ＡのＸ−Ｘ′線断面図である。本実施形態による表示装置は、絶縁性基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子を有するパッシブマトリクス型の表示装置である。なお、図１は１画素分の構造を示したものであるが、実際には複数の画素がマトリクス状に配置されている。
図１Ｂに示すように、ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上には、光反射性を有するＡｌ膜よりなる光反射膜１２が形成されている。光反射膜１２上には、光透過性を有するＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４が形成されている。なお、本願明細書において、「光反射性を有する」とは、光の反射率が５０％以上、より好ましくは８０％以上であることを意味する。また、「光透過性を有する」とは、光の透過率が５０％以上、より好ましくは８０％以上であることを意味する。こうして、絶縁性基板１０上に、光反射膜１２と透明導電膜１４とを有するアノード電極１６が形成されている。アノード電極１６上には、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とが順次積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層１８上には、光透過性を有するＡｌ／ＩＴＯ積層膜よりなるカソード電極２０が形成されている。こうして、絶縁性基板１０上に、アノード電極１６と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。
図１Ａに示すように、アノード電極１６は、絶縁性基板１０上に、所定の方向（図１Ａ中上下方向）に延在して形成されている。透明導電膜１４は、光反射膜１２よりも幅広に形成されている。これにより、光反射膜１２は、透明導電膜１４により覆われている。カソード電極２０は、アノード電極１６が形成された絶縁性基板１０上に、アノード電極１６に直交する方向（図１Ａ中左右方向）に延在して形成されている。これらアノード電極１６とカソード電極２０とが交差する領域の両者の間に、交差領域よりも幅広の矩形状に有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成されている。こうして、上記構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された画素領域が構成されている。
本実施形態による表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子において、光反射性を有する光反射膜１２と、光透過性を有する透明導電膜１４とをアノード電極１６が有し、光反射膜１２が透明導電膜１４により覆われていることに主たる特徴がある。
本実施形態による表示装置では、カソード電極２０から電子が有機エレクトロルミネッセンス層１８に注入され、アノード電極１６の透明導電膜１４から正孔が有機エレクトロルミネッセンス層１８に注入される。注入された電子は電子輸送層により発光層に輸送され、注入された正孔は正孔輸送層により発光層に輸送される。こうして発光層に輸送された電子と正孔とが、発光層において再結合することにより発光が生じる。発光層において発生した光は、光反射膜１２によりカソード電極２０側に反射され、光透過性を有するカソード電極２０側から取り出される。
このように、本実施形態による表示装置は、光反射膜１２の存在により、絶縁性基板１０とは反対側のカソード電極２０側から光が取り出されるトップエミッション型となっている。したがって、絶縁性基板１０と有機エレクトロルミネッセンス素子との間に他の素子が形成される場合において、他の素子が形成された領域からも光を取り出すことが可能となる。すなわち、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が他の素子により制限されることはなく、高い発光効率を実現することができる。例えば、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子が形成された絶縁性基板上に層間絶縁膜を介して有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する場合において、スイッチング素子により発光面積が制限されることはなく、高い発光効率を実現することができる。
このようなトップエミッション型の本実施形態による表示装置に対して、図２に示す表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたボトムエミッション型の表示装置である。図２Ａは有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたボトムエミッション型の表示装置の構造を示す平面図、図２Ｂは図２ＡのＸ−Ｘ′線断面図である。なお、図２は１画素分の構造を示したものであるが、実際には複数の画素がマトリクス状に配置されている。
図２に示すように、ガラス基板よりなる絶縁性基板１００上には、ＩＴＯ膜よりなる透明なアノード電極１０２が形成されている。アノード電極１０２上には、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層とが順次積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス層１０４が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層１０４上には、Ａｌ膜やＭｇ−Ａｇ合金膜等よりなるカソード電極１０６が形成されている。こうして、絶縁性基板１００上に、アノード電極１０２と、有機エレクトロルミネッセンス層１０４と、カソード電極１０６とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。
図２に示すボトムエミッション型の表示装置では、有機エレクトロルミネッセンス層１０４において発生した光は、絶縁性基板１００側から取り出される。このため、絶縁性基板１０と有機エレクトロルミネッセンス素子との間にスイッチング素子等の他の素子が形成される場合に、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が他の素子により制限され、本実施形態による表示装置のように高い発光効率を実現することは困難である。
また、本実施形態による表示装置は、アノード電極１６において、Ａｌ膜よりなる光反射膜１２は、その表面が剥き出しにならないように、ＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４により覆われている。これにより、製造工程におけるＩＴＯ膜をパターニングする際に、Ａｌ膜よりなる光反射膜１２が腐食されるのを防止することができる。すなわち、ＩＴＯ膜のパターニングにはアルカリ性の現像液が用いられるため、Ａｌ膜の表面が露出しＡｌ膜及びＩＴＯ膜の両者が現像液に曝されると、電池効果によりＡｌ膜が腐食されることがある。本実施形態による表示装置では、Ａｌ膜よりなる光反射膜１２を覆うようにＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４が形成されているため、かかる電池効果による光反射膜１２の腐食が防止されている。
また、Ａｌ膜よりなる光反射膜１２とＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４との間には、有機エレクトロルミネッセンス素子に対する駆動電圧の印加時の発熱等によりウィスカーが発生する場合がある。このようなウィスカーは電極間の短絡の原因の１つになり得るものである。しかしながら、本実施形態による表示装置では、Ａｌ膜よりなる光反射膜１２を覆うようにＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４が形成されているため、ウィスカーによるアノード電極１６とカソード電極２０との間の短絡を防止することができる。
なお、Ａｌ膜は、従来用いられていたＣｒ膜よりも高い反射率を有しており、有機エレクトロルミネッセンス素子の光反射膜として好適である。その一方、光反射膜としてＡｌ膜を用いる場合、上述のような課題が発生する。本実施形態による表示装置は、Ａｌ膜を覆うようにＩＴＯ膜を形成することにより、腐食や電極間の短絡等の不都合を伴うことなく従来よりも高い発光効率を実現するものである。
さらに、有機エレクトロルミネッセンス層１８は、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に、ＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４上に形成されている。このため、有機エレクトロルミネッセンス層１８として、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の材料及び構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いて高い発光効率を有するトップエミッション型の表示装置を構成することができる。
次に、本実施形態による表示装置の製造方法について図３及び図４を用いて説明する。
まず、ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚１５０ｎｍのＡｌ膜２２を形成する（図３Ａを参照）。
次いで、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、Ａｌ膜２２を所定の形状にパターニングする。こうして、絶縁性基板１０上に、Ａｌ膜２２よりなる光反射膜１２を形成する（図３Ｂを参照）。
次いで、光反射膜１２が形成された絶縁性基板１０上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚７０ｎｍのＩＴＯ膜２４を形成する（図３Ｃを参照）。
次いで、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、ＩＴＯ膜２４を所定の形状にパターニングする。このとき、光反射膜１２の表面が剥き出しにならないように、光反射膜１２を被覆する形状及び大きさにＩＴＯ膜２４をパターニングする。こうして、ＩＴＯ膜２４よりなる透明導電膜１４を形成する（図４Ａを参照）。ＩＴＯ膜２４をパターニングする間、ＩＴＯ膜２４下のＡｌ膜２２よりなる光反射膜１２の表面が露出することはないので、電池効果による光反射膜１２の腐食を防止することができる。
次いで、光反射膜１２と透明導電膜１４とを有するアノード電極１６が形成された絶縁性基板１０上に、例えば真空蒸着法により、所定の大きさに開口された蒸着マスクを介して、例えば膜厚４０ｎｍの２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４’’−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）膜と、例えば膜厚１０ｎｍのα−ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン）膜と、例えば少量のｔ（ｎｐａ）ｐｙ（１，３，６，８−テトラ（Ｎ−ナフチル−Ｎ’−フェニルアミノ）ピレン）をドープした例えば膜厚３０ｎｍのＡｌｑ_３（トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム）膜と、例えば膜厚２０ｎｍのＡｌｑ_３膜と、例えば０．５ｎｍのＬｉＦ膜とを順次形成する。
こうして、２−ＴＮＡＴＡ膜よりなる正孔注入層と、α−ＮＰＤ膜よりなる正孔輸送層と、ｔ（ｎｐａ）ｐｙをドープしたＡｌｑ_３膜よりなる発光層と、Ａｌｑ_３膜よりなる電子輸送層と、ＬｉＦ膜よりなる電子注入層とを有する有機エレクトロルミネッセンス層１８を形成する（図４Ｂを参照）。
次いで、有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成された絶縁性基板１０上に、例えば真空蒸着法及びスパッタ法により、所定の形状に開口されたマスクを介して、例えば膜厚１０ｎｍのＡｌ膜と、例えば膜厚３０ｎｍのＩＴＯ膜とを順次形成し、Ａｌ／ＩＴＯ積層膜を形成する。
こうして、Ａｌ／ＩＴＯ積層膜よりなるカソード電極２０を形成する（図４Ｃを参照）。
こうして、図１に示す表示装置が製造される。
このように、本実施形態によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置において、光反射性を有する光反射膜１２と、光透過性を有する透明導電膜１４とをアノード電極１６が有するので、高い発光効率を有するトップエミッション型の表示装置を実現することができる。
また、光反射膜１２が透明導電膜１４により覆われているので、光反射膜１２の腐食や、光反射膜１２と透明導電膜１４との間に生じるウィスカー等による素子特性の劣化を抑制することができる。
また、有機エレクトロルミネッセンス層１８は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に透明導電膜１４上に形成されるため、有機エレクトロルミネッセンス層１８として、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の材料及び構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による表示装置について図５乃至図７を用いて説明する。図５は本実施形態による表示装置の構造を示す概略図、図６及び図７は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、図１、図３、及び図４に示す第１実施形態による表示装置及びその製造方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、第１実施形態による表示装置と同様に、絶縁性基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子を有するパッシブマトリクス型の表示装置であり、その基本的構成は、第１実施形態による表示装置と同様である。本実施形態による表示装置は、光反射膜１２と、透明導電膜１４との間の導通が確保され、光反射膜１２からの正孔の注入が可能となっている点で、第１実施形態による表示装置と異なっている。
まず、本実施形態による表示装置の構造について図５を用いて説明する。図５Ａは本実施形態による表示装置の構造を示す平面図、図５Ｂは図５ＡのＸ−Ｘ′線断面図である。なお、図５は１画素分の構造を示したものであるが、実際には複数の画素がマトリクス状に配置されている。
図５Ｂに示すように、ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上には、光反射性を有するＡｌ膜よりなる光反射膜１２が形成されている。光反射膜１２の周縁部上には、光反射性を有するＭｏ（モリブデン）膜よりなる介在膜３０が形成されている。周縁部上に介在膜３０が形成された光反射膜１２上には、光透過性を有するＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４が形成されている。介在膜３０は光反射膜１２及び透明導電膜１４のそれぞれに電気的に接続するものであり、この介在膜３０により、透明導電膜１４と光反射膜１２との電気的接続が改善され、両者の間の導通が確保されている。こうして、絶縁性基板１０上に、光反射膜１２と、透明導電膜１４と、両者の電気的接続を改善する介在膜３０とを有するアノード電極３２が形成されている。アノード電極３２上には、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とが順次積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層１８上には、光透過性を有するＡｌ／ＩＴＯ積層膜よりなるカソード電極２０が形成されている。こうして、絶縁性基板１０上に、アノード電極３２と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。
図５Ａに示すように、アノード電極３２は、絶縁性基板１０上に、所定の方向（図５Ａ中上下方向）に延在して形成されている。介在膜３０は、光反射膜１２の周縁部上に枠状に形成されている。透明導電膜１４は、介在膜３０が形成された光反射膜１２よりも幅広に形成されている。これにより、介在膜３０が形成された光反射膜１２は、透明導電膜１４により覆われている。カソード電極２０は、アノード電極１６が形成された絶縁性基板１０上に、アノード電極１６に直交する方向（図５Ａ中左右方向）に延在して形成されている。これらアノード電極３２とカソード電極２０とが交差する領域の両者の間に、交差領域よりも幅広の矩形状に有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成されている。こうして、上記構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された画素領域が構成されている。
本実施形態による表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子において、光反射性を有する光反射膜１２と、光反射膜１２の周縁部上に形成され、光反射膜１２及び光反射膜１２上に形成される透明導電膜１４のそれぞれに電気的に接続し、両者の間の導通を確保するための介在膜３０と、介在膜３０が周縁部上に形成された光反射膜１２上に形成された光透過性を有する透明導電膜１４とをアノード電極３２が有し、光反射膜１２が透明導電膜１４により覆われていることに主たる特徴がある。
Ａｌ膜とＩＴＯ膜とは電気的接続が良好ではないため、第１実施形態による表示装置では、アノード電極１６において、Ａｌ膜よりなる光反射膜１２とＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４との間の導通が充分に確保されない場合がある。
本実施形態による表示装置では、アノード電極３２の周縁部がＡｌ／Ｍｏ／ＩＴＯ構造となっている。このため、Ａｌ膜及びＩＴＯ膜のそれぞれに電気的に接続するＭｏ膜よりなる介在膜３０により、Ａｌ膜よりなる光反射膜１２とＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４との間の電気的接続が改善され、両者の間の導通が確保されている。したがって、光反射膜１２から正孔を有機エレクトロルミネッセンス層１８に注入することができる。また、介在膜３０は光反射膜１２の周縁部上に形成されているため、介在膜３０よりも反射率の高い光反射膜１２により有機エレクトロルミネッセンス層１８の発光層において発生した光をカソード電極２０側に充分に反射することができる。
また、周縁部上に介在膜３０が形成された光反射膜１２を覆うように透明導電膜１４が形成されているため、第１実施形態による表示装置と同様に、光反射膜１２の腐食を防止することができる。また、駆動電圧印加時の発熱等により光反射膜１２と透明導電膜１４との間に生じるウィスカーによるアノード電極３２とカソード電極２０との間の短絡を防止することができる。また、有機エレクトロルミネッセンス層１８には従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
次に、本実施形態による表示装置の製造方法について図６及び図７を用いて説明する。
まず、ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚１５０ｎｍのＡｌ膜２２を形成する。
次いで、Ａｌ膜２２上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚１０ｎｍのＭｏ膜３４を形成する（図６Ａを参照）。
次いで、Ｍｏ膜３４上に、例えばスピンコート法により、レジスト膜３６を形成する。この後、フォトリソグラフィーを用いてレジスト膜３６をパターニングすることにより、Ａｌ膜２２を残存させるべき光反射膜１２の形成予定領域を覆うように、レジスト膜３６を残存させる。このとき、Ｍｏ膜３４を残存させるべき介在膜３０の形成予定領域を覆うレジスト膜３６の周縁部の膜厚が厚く、Ｍｏ膜３４を除去しＡｌ膜２２を残存させるべき領域を覆うレジスト膜３６の周縁部以外の部分の膜厚が薄くなるように、レジスト膜３６を残存させる（図６Ｂを参照）。
上記のレジスト膜３６の膜厚の厚薄の設定は、例えばフォトリソグラフィーに用いるマスクで露光量を調整することに行うことができる。具体的には、例えば、フォトリソグラフィーに用いるマスクにおいて、Ｍｏ膜３４を残存させるべき介在膜３０の形成予定領域を覆うレジスト膜３６を露光する部分を通常の開口にする一方、Ｍｏ膜３４を除去しＡｌ膜２２を残存させるべき領域を覆うレジスト膜３６を露光する部分をスリット状にする。このようなマスクを用いてレジスト膜３６を現像すると、Ｍｏ膜３４を除去しＡｌ膜２２を残存させるべき領域を覆うレジスト膜３６は、介在膜３０の形成予定領域を覆うレジスト膜３６と比較して露光が不十分なものとなる。このように、レジスト膜３６の露光量を部分的に変えて現像することにより、レジスト膜３６の膜厚に厚薄を設けることができる。
次いで、膜厚に厚薄が設けられたレジスト膜３６をマスクとして、例えばウェットエッチングにより、アノード電極３２の形成領域以外の不要なＡｌ膜２２、Ｍｏ膜３４を除去する（図６Ｃを参照）。ウェットエッチングには、例えば、リン酸、硝酸、酢酸、及び水を混合したエッチング液を用いることができる。
次いで、例えばアッシング処理によりレジスト膜３６をエッチバックし、Ｍｏ膜３４を除去しＡｌ膜２２を残存させるべき領域を覆うレジスト膜３６の膜厚の薄い部分を除去して、レジスト膜３６に開口部３８を形成する。一方、介在膜３０の形成予定領域を覆うレジスト膜３６の膜厚の厚い部分は残存させる（図６Ｄを参照）。
次いで、開口部３８が形成されたレジスト膜３６をマスクとして、例えばウェットエッチングにより、開口部３８の底部に露出したＭｏ膜３４を除去する。ウェットエッチングには、図６Ｃにおいて不要なＭｏ膜３４及びＡｌ膜２２を除去した場合と同様に、例えば、例えば、リン酸、硝酸、酢酸、及び水を混合したエッチング液を用いることができる。
次いで、マスクとして用いたレジスト膜３６を除去する。
こうして、Ａｌ膜２２よりなる光反射膜１２と、光反射膜１２の周縁部上に形成されたＭｏ膜３４よりなる介在膜３０とを形成する（図７Ａを参照）。
次いで、光反射膜１２及び介在膜３０が形成された絶縁性基板１０上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚７０ｎｍのＩＴＯ膜２４を形成する（図７Ｂを参照）。
次いで、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、ＩＴＯ膜２４を所定の形状にパターニングする。このとき、介在膜３０が周縁部上に形成された光反射膜１２の表面が剥き出しにならないように、光反射膜１２を被覆する形状及び大きさにＩＴＯ膜２４をパターニングする。こうして、ＩＴＯ膜２４よりなる透明導電膜１４を形成する（図７Ｃを参照）。
以後、図４Ｂ及び図４Ｃに示す第１実施形態による表示装置の製造方法と同様にして有機エレクトロルミネッセンス層１８、カソード電極２０をそれぞれ形成することにより、図５に示す本実施形態による表示装置が製造される。
このように、本実施形態によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置において、光反射性を有する光反射膜１２と、光透過性を有する透明導電膜１４とをアノード電極３２が有するので、高い発光効率を有するトップエミッション型の表示装置を実現することができる。
また、光反射膜１２が透明導電膜１４により覆われているので、光反射膜１２の腐食や、光反射膜１２と透明導電膜１４との間に生じるウィスカー等による素子特性の劣化を抑制することができる。
さらに、光反射膜１２の周縁部上には、光反射膜１２及び光反射膜１２上に形成される透明導電膜１４のそれぞれに電気的に接続し、両者の間の導通を確保するための介在膜３０が形成されているため、光反射膜１２から正孔を有機エレクトロルミネッセンス層１８に注入することができる。
また、有機エレクトロルミネッセンス層１８は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に透明導電膜１４上に形成されるため、有機エレクトロルミネッセンス層１８として、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の材料及び構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による表示装置及びその製造方法について図８を用いて説明する。図８は本実施形態による表示装置の構造を示す概略図である。なお、図１及び図５にそれぞれ示す第１及び第２実施形態による表示装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、絶縁性基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された１画素内において、有機エレクトロルミネッセンス層の発光層で発生した光が絶縁性基板とは反対のカソード電極側から取り出される上面発光部と、有機エレクトロルミネッセンス層の発光層で発生した光がカソード電極側及び絶縁性基板側の両側から取り出される両面発光部とを有するパッシブマトリクス型の表示装置である。
以下、本実施形態による表示装置の構造について図８を用いて説明する。図８Ａは本実施形態による表示装置の構造を示す平面図、図８Ｂは図８ＡのＸ−Ｘ′線断面図、図８Ｃは図８ＡのＹ−Ｙ′線断面図である。なお、図８は１画素分の構造を示したものであるが、実際には複数の画素がマトリクス状に配置されている。
図８Ａに示すように、ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上には、第１及び第２実施形態による表示装置と同様に、透明導電膜１４と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とが形成されている。透明導電膜１４とカソード電極２０とが交差した画素領域は、透明導電膜１４の延在方向に直交する境界により、ほぼ等面積の２つの領域に分けられている。境界の一方の側の領域には、透明導電膜１４の下に光反射膜１２が形成され、光反射膜１２と透明導電膜１４とを有するアノード電極３２が形成された上面発光部４０が設けられている。境界の他方の側の領域には、光反射膜１２が形成されておらず、透明導電膜１４よりなるアノード電極４２が形成された両面発光部４４が設けられている。
上面発光部４０は、図８Ｂに示す断面構造を有している。図８Ｂに示す断面構造は、第２実施形態による表示装置と同様の断面構造となっている。すなわち、絶縁性基板１０上には、光反射性を有するＡｌ膜よりなる光反射膜１２が形成されている。光反射膜１２の周縁部上には、光反射性を有するＭｏ膜よりなる介在膜３０が形成されている。周縁部上に介在膜３０が形成された光反射膜１２上には、光透過性を有するＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４が形成されている。介在膜３０は光反射膜１２及び透明導電膜１４のそれぞれに電気的に接続するものであり、この介在膜３０により、透明導電膜１４と光反射膜１２との電気的接続が改善され、両者の間の導通が確保されている。こうして、絶縁性基板１０上に、光反射膜１２と、透明導電膜１４と、両者の電気的接続を改善する介在膜３０とを有するアノード電極３２が形成されている。アノード電極３２上には、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とが順次積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層１８上には、光透過性を有するＡｌ／ＩＴＯ積層膜よりなるカソード電極２０が形成されている。こうして、上面発光部４０における絶縁性基板１０上に、光反射膜１２を有するアノード電極３２と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。上面発光部４０では、有機エレクトロルミネッセンス層１８において発生した光は、光反射膜１２によりカソード電極２０側へ反射され、光透過性を有するカソード電極２０側から取り出される。
両面発光部４４は、図８Ｃに示す断面構造を有している。すなわち、絶縁性基板１０上には、上面発光部４０と共通の透明導電膜１４よりなるアノード電極４２が形成されている。上面発光部４０と異なり、両面発光部４４では、光反射膜１２が形成されておらず、絶縁性基板１０上に透明導電膜１４が直に形成されている。アノード電極４２上には、上面発光部４０と共通の有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層１８上には、上面発光部４０と共通の光透過性を有するカソード電極２０が形成されている。こうして、両面発光部４４における絶縁性基板１０上に、アノード電極４２と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。両面発光部４４では、有機エレクトロルミネッセンス層１８において発生した光は、光反射膜１２が形成されておらず、カソード電極２０側及び絶縁性基板１０側の両側から取り出される。
このように、同一画素内に光反射膜１２が形成された領域と光反射膜１２が形成されていない領域とを設ける、すなわちアノード電極３２、４２に共通の透明導電膜１４とカソード電極２０とが重なる発光領域に光反射膜１２を部分的に形成することにより、上面発光型の領域と両面発光型の領域とを同一画素内に設けてもよい。
なお、本実施形態では、上面発光部４０と両面発光部４４とを互いにほぼ同じ形状のものとしたが、両発光部４０、４４の形状はこれに限定されるものではない。同一画素内において部分的に形成する光反射膜１２の形状を適宜変更することにより両発光部４０、４４の形状を所望の形状とすることができる。これにより、表示装置の用途、機能等に応じて、輝度等の発光特性を所望のものに設定することが可能となる。
また、本実施形態では、上面発光部４０において、第２実施形態による表示装置と同様のアノード電極３２を用いたが、介在膜３０が形成されていない第１実施形態による表示装置と同様のアノード電極１６を上面発光部４０において用いてもよい。
また、本実施形態では、同一画素内において光反射膜１２を部分的に形成したが、マトリクス状に配置された複数の画素について、光反射膜１２が形成された画素と、光反射膜１２が形成されていない画素とを設け、上面発光型の画素と両面発光型の画素とを混在させることもできる。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による表示装置及びその製造方法について図９を用いて説明する。図９は本実施形態による表示装置の構造を示す断面図である。なお、図１、図３、及び図４に示す第１実施形態による表示装置及びその製造方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、第１実施形態による表示装置において、絶縁性基板１０の表面に滑らかな凹凸が形成されていることに主たる特徴がある。
すなわち、図９に示すように、ガラス基板よりなる絶縁基板１０の表面には、滑らかな凹凸が形成されている。滑らかな凹凸が表面に形成された絶縁性基板１０上には、第１実施形態による表示装置と同様に、光反射膜１２と透明導電膜１４とを有するアノード電極１６、有機エレクトロルミネッセンス層１８、及びカソード電極２０とが形成されている。
本実施形態による表示装置では、絶縁性基板１０の表面に形成された滑らかな凹凸により、絶縁性基板１０上に形成されるアノード電極１６、有機エレクトロルミネッセンス層１８、及びカソード電極２０の面積が、凹凸が形成されていない平坦な表面の絶縁性基板１０上に形成される場合と比較して大きくなっている。これにより、更に発光効率を向上することができる。
絶縁性基板１０の表面に凹凸を形成する方法は、以下に述べるような方法を用いることができる。
例えば、硫酸等の溶液を用いて絶縁性基板１０の表面をエッチングすることにより、絶縁性基板１０の表面に凹凸を直接形成することができる。
或いは、絶縁性基板１０を樹脂等でコーティングした後、露光法を用いて樹脂等よりなる所定のパターンを絶縁性基板１０上に形成することにより、絶縁性基板１０の表面に、樹脂等の有無による凹凸を形成することができる。
本実施形態による表示装置は、上記のような手法を用いて絶縁性基板１０の表面に滑らかな凹凸を形成した後、図３Ａ乃至図３Ｃ及び図４Ａ乃至図４Ｃに示す第１実施形態による表示装置の製造方法と同様にして製造することができる。
このように、本実施形態によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される絶縁性基板１０の表面に滑らかな凹凸が形成されているので、更に発光効率を向上することができる。
なお、本実施形態では、第１実施形態による表示装置において、絶縁性基板１０の表面に滑らかな凹凸が形成されている場合について説明したが、第２及び第３実施形態による表示装置についても、上記と同様に絶縁性基板１０の表面に滑らかな凹凸を形成することにより、発光効率を更に向上することができる。
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による表示装置及びその製造方法について図１０乃至図１３を用いて説明する。図１０は本実施形態による表示装置の構造を示す断面図、図１１は有機エレクトロルミネッセンス素子とともにスイッチング素子として薄膜トランジスタを用いたボトムエミッション型の表示装置の構造の一例を示す断面図、図１２及び図１３は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、図５乃至図７に示す第２実施形態による表示装置及びその製造方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、第２実施形態による表示装置と同様の有機エレクトロルミネッセンス素子とともに、スイッチング素子として薄膜トランジスタが設けられており、この薄膜トランジスタにより有機エレクトロルミネッセンス素子に印加する駆動電圧を制御するアクティブマトリクス型の表示装置である。以下、本実施形態による表示装置の構造について図１０を用いて説明する。なお、図１０は１画素分の構造を示したものであるが、実際には複数の画素がマトリクス状に配置されている。
ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上には、シリコン酸化膜よりなるバッファ層４６が形成されている。バッファ層４６上には、ポリシリコン膜よりなるチャネル層４８が形成されている。チャネル層４８上には、シリコン酸化膜よりなるゲート絶縁膜５０を介してゲート電極５２が形成されている。ゲート電極５２の両側のチャネル層４８には、ソース領域５４及びドレイン領域５６が、それぞれ形成されている。こうして、絶縁性基板１０上には、ゲート電極５２、チャネル層４８に形成されたソース領域５４及びドレイン領域５６を有し、有機エレクトロルミネッセンス素子に印加する駆動電圧を制御する薄膜トランジスタが形成されている。
薄膜トランジスタが形成された絶縁性基板１０上には、層間絶縁膜５８が形成されている。層間絶縁膜５８上には、コンタクトホール６０を介してソース領域５４に接続されたソース電極６２と、コンタクトホール６４を介してドレイン領域５６に接続されたドレイン電極６６とがそれぞれ形成されている。
ソース電極６２及びドレイン電極６６が形成された層間絶縁膜５８上には、層間絶縁膜６８が形成されている。層間絶縁膜６８には、ソース電極６２に達するコンタクトホール７０が形成されている。
コンタクトホール７０が形成された層間絶縁膜６８上には、コンタクトホール７０を含む領域に、光反射性を有するＡｌ膜よりなる光反射膜１２が形成されている。光反射膜１２の周縁部上には、光反射性を有するＭｏ膜よりなる介在膜３０が形成されている。周縁部上に介在膜３０が形成された光反射膜１２上には、光透過性を有するＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４が形成されている。介在膜３０は光反射膜１２及び透明導電膜１４のそれぞれに電気的に接続するものであり、介在膜３０により、透明導電膜１４と光反射膜１２との電気的接続が改善され、両者の間の導通が確保されている。こうして、層間絶縁膜６８上に、光反射膜１２と、透明導電膜１４と、両者の間の導通を確保するための介在膜３０とを有するアノード電極３２が形成されている。アノード電極３２は、層間絶縁膜６８に形成されたコンタクトホール７０を介して、薄膜トランジスタのソース電極６２に電気的に接続されている。
アノード電極３２上には、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とが順次積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層１８上には、光透過性を有するＡｌ／ＩＴＯ積層膜よりなるカソード電極２０が形成されている。こうして、層間絶縁膜６８上に、アノード電極３２と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。
本実施形態による表示装置は、光反射膜１２の存在により、絶縁性基板１０とは反対側のカソード電極２０側から光が取り出されるトップエミッション型となっている。したがって、絶縁性基板１０上に形成された薄膜トランジスタにより発光面積が制限されることはなく、高い発光効率を実現することができる。
このようなトップエミッション型の本実施形態による表示装置に対して、図１１に示す表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子をともにスイッチング素子として薄膜トランスタを用いたボトムエミッション型の表示装置である。なお、図１１は１画素分の構造を示したものであるが、実際には複数の画素がマトリクス状に配置されている。
図１１に示すように、ガラス基板よりなる絶縁性基板１００上には、バッファ層１０８が形成されている。バッファ層１０８上には、チャネル層１１０が形成されている。チャネル層１１０上には、ゲート絶縁膜１１２を介してゲート電極１１４が形成されている。ゲート電極１１４の両側のチャネル層１１０には、ソース領域１１６及びドレイン領域１１８が、それぞれ形成されている。こうして、絶縁性基板１００上には、ゲート電極１１４、チャネル層１１０に形成されたソース領域１１６及びドレイン領域１１８を有する薄膜トランジスタが形成されている。
薄膜トランジスタが形成された絶縁性基板１００上には、層間絶縁膜１２０が形成されている。層間絶縁膜１２０上には、コンタクトホール１２２を介してソース領域１１６に接続されたソース電極１２４と、コンタクトホール１２６を介してドレイン領域１１８に接続されたドレイン電極１２８とがそれぞれ形成されている。
ソース電極１２４及びドレイン電極１２８が形成された層間絶縁膜１２０上には、層間絶縁膜１３０が形成されている。層間絶縁膜１３０には、ソース電極１２４に達するコンタクトホール１３２が形成されている。
コンタクトホール１３２が形成された層間絶縁膜１３０上には、コンタクトホール１３２を含む領域に、ＩＴＯ膜よりなる透明なアノード電極１０２と、有機エレクトロルミネッセンス層１０４と、Ａｌ膜やＭｇ−Ａｇ合金膜等よりなるカソード電極１０６とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。アノード電極１０２は、層間絶縁膜１３０に形成されたコンタクトホール１３２を介して、薄膜トランジスタのソース電極１２４に電気的に接続されている。
図１１に示すボトムエミッション型の表示装置では、有機エレクトロルミネッセンス層１０４において発生した光は、絶縁性基板１００側から取り出される。このため、絶縁性基板１０と有機エレクトロルミネッセンス素子との間に形成された薄膜トランジスタにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が制限され、本実施形態による表示装置のように高い発光効率を実現することは困難である。
また、本実施形態による表示装置は、第２実施形態による表示装置と同様の構造のアノード電極３２を有するため、介在膜３０により、Ａｌ膜よりなる光反射膜１２とＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４との電気的接続が改善され、両者の間の導通が確保されている。これにより、薄膜トランジスタのソース電極６２に電気的に接続された光反射膜１２から正孔を有機エレクトロルミネッセンス層１８に注入することができる。また、周縁部上に介在膜３０が形成された光反射膜１２を覆うように透明導電膜１４が形成されているため、光反射膜１２の腐食を防止することができる。また、駆動電圧印加時の発熱等により光反射膜１２と透明導電膜１４との間に生じるウィスカーによるアノード電極３２とカソード電極２０との間の短絡を防止することができる。また、有機エレクトロルミネッセンス層１８には、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機エレクトロルミネッセンス層と同様の材料及び構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
次に、本実施形態による表示装置の製造方法について図１２及び図１３を用いて説明する。
まず、ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上に、例えばＣＶＤ法により、例えば膜厚３００ｎｍのシリコン酸化膜よりなるバッファ層４６を形成する。
次いで、バッファ層４６上に、例えばＣＶＤ法により、例えば膜厚４０ｎｍのポリシリコン膜を形成する。なお、ポリシリコン膜の代わりにアモルファスシリコン膜を形成し、レーザアニール法等によりこれを結晶化してポリシリコン膜としてもよい。
次いで、フォトリソグラフィー及びドライエッチングにより、ポリシリコン膜をパターニングし、ポリシリコン膜よりなるチャネル層４８を形成する（図１２Ａを参照）。
次いで、チャネル層４８が形成されたバッファ層４６上に、例えばＣＶＤ法により、例えば膜厚１００ｎｍのシリコン酸化膜を形成する。
次いで、例えばスパッタ法により、例えば膜厚３００ｎｍのＡｌＮｄ（アルミニウム−ネオジム合金）膜を形成する。
次いで、フォトリソグラフィー及びドライエッチングにより、シリコン酸化膜及びＡｌＮｄ膜をパターニングし、チャネル層４８上に、シリコン酸化膜よりなるゲート絶縁膜５０と、ＡｌＮｄ膜よりなるゲート電極５２とを形成する。
次いで、ゲート電極５２をマスクとして、例えばイオン注入法によりリンイオンをイオン注入し、ゲート電極５２の両側のチャネル層４８に、ソース領域５４及びドレイン領域５６をそれぞれ形成する。
こうして、絶縁性基板１０上に、ゲート電極５２、チャネル層４８に形成されたソース領域５４及びドレイン領域５６を有する薄膜トランジスタを形成する（図１２Ｂを参照）。
次いで、薄膜トランジスタが形成された絶縁性基板１０上に、例えばＣＶＤ法により、例えば膜厚３００ｎｍのシリコン窒化膜よりなる層間絶縁膜５８を形成する。
次いで、フォトリソグラフィー及びドライエッチングにより、層間絶縁膜５８に、ソース領域５４に達するコンタクトホール６０及びドレイン領域５６に達するコンタクトホール６４をそれぞれ形成する（図１２Ｃを参照）。
次いで、例えばスパッタ法により、コンタクトホール６０、６４が形成された形成された層間絶縁膜５８上に、例えば膜厚１００ｎｍ／１００ｎｍ／１００ｎｍのＴｉ（チタン）／Ａｌ／Ｔｉ膜を形成する。
次いで、フォトリソグラフィー及びドライエッチングにより、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜をパターニングし、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜よりなるソース電極６２及びドレイン電極６６をそれぞれ形成する（図１３Ａを参照）。
次いで、例えばＣＶＤ法により、ソース電極６２及びドレイン電極６６が形成された層間絶縁膜５８上に、例えば膜厚３．０μｍの感光性樹脂よりなる層間絶縁膜６８を形成する。
次いで、リソグラフィーにより、層間絶縁膜６８に、ソース電極６２に達するコンタクトホール７０を形成する（図１３Ｂを参照）。
次いで、コンタクトホール７０が形成された層間絶縁膜６８上に、第２実施形態による表示装置の製造方法と同様にして、コンタクトホール７０を介してソース電極６２に接続するアノード電極３２と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とを形成する（図１３Ｃを参照）。
こうして、図１０に示す本実施形態による表示装置が製造される。
このように、本実施形態によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置において、光反射性を有する光反射膜１２と、光透過性を有する透明導電膜１４とをアノード電極３２が有するので、有機エレクトロルミネッセンス素子下に形成された薄膜トランジスタによる制限を受けずに、高い発光効率を有するトップエミッション型の表示装置を実現することができる。
また、光反射膜１２が透明導電膜１４により覆われているので、光反射膜１２の腐食や、光反射膜１２と透明導電膜１４との間に生じるウィスカー等による素子特性の劣化を抑制することができる。
さらに、光反射膜１２の周縁部上には、光反射膜１２及び光反射膜１２上に形成される透明導電膜１４のそれぞれに電気的に接続し、両者の間の導通を確保するための介在膜３０が形成されているため、薄膜トランジスタのソース電極６２に電気的に接続された光反射膜１２から正孔を有機エレクトロルミネッセンス層１８に注入することができる。
また、有機エレクトロルミネッセンス層１８は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に透明導電膜１４上に形成されるため、有機エレクトロルミネッセンス層１８として、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の材料及び構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
なお、本実施形態においては、層間絶縁膜６８上に、第２実施形態による表示装置と同様の有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されていたが、第１又は第３実施形態による表示装置と同様の有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されていてもよい。なお、第１実施形態による表示装置のように光反射膜１２と透明導電膜１４との間に介在膜３０が形成されていない場合については、ソース電極６２に達するコンタクトホール７０内には光反射膜１２を埋め込まない等の手段により、透明導電膜１４がソース電極６２に直接接続されているようにすることが望ましい。
また、第４実施形態による表示装置において絶縁性基板１０の表面に滑らかな凹凸を形成した場合と同様に、層間絶縁膜６８の表面に滑らかな凹凸を形成し、滑らかな凹凸が形成された層間絶縁膜６８上に有機エレクトロルミネッセンス素子を形成してもよい。
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による表示装置について図１４乃至図１８を用いて説明する。図１４は本実施形態による表示装置の構造を示す断面図、図１５は本実施形態による表示装置の特性を示すグラフ、図１６はアノード電極としてＣｒ膜を用いた表示装置の構造を示す断面図、図１７及び図１８は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、図１、図３及び図４に示す第１実施形態による表示装置及びその製造方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、第１実施形態による表示装置と同様に、絶縁性基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子を有するパッシブマトリクス型の表示装置であり、その基本的構成は、第１実施形態による表示装置と同様である。本実施形態による表示装置は、光反射膜上に光透過性を有する絶縁層を介して透明導電膜よりなるアノード電極が形成されている点で、第１実施形態による表示装置と異なっている。
まず、本実施形態による表示装置の構造について図１４を用いて説明する。なお、図１４は１画素分の構造を示したものであるが、実際には複数の画素がマトリクス状に配置されている。
図１４に示すように、ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上には、光反射性を有するＡｌ膜よりなる光反射膜７２が形成されている。光反射膜７２は、所定の形状を有するものが画素毎に形成されていてもよいし、画素が配列された表示領域の全面に形成されていてもよい。
光反射膜７２上には、光透過性を有する感光性樹脂よりなる絶縁層７４が形成されている。絶縁層７４の材料である感光性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂が用いられている。絶縁層７４は、光反射膜７２の表面が剥き出しにならないように、光反射膜７２を覆うように形成されている。
絶縁層７４上には、光透過性を有するＩＴＯの透明導電膜よりなるアノード電極７６が形成されている。アノード電極７６上には、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とが順次積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層１８上には、薄い膜厚で形成され光透過性を有するＡｌ膜と、薄い膜厚で形成され光透過性を有するＡｇ膜と、光透過性を有するＩＴＯ膜よりなる透明導電膜とが順次積層されてなるカソード電極２０が形成されている。こうして、絶縁性基板１０上に、光反射膜７２及び絶縁層７４を介して、アノード電極７６と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。
本実施形態による表示装置では、カソード電極２０から電子が有機エレクトロルミネッセンス層１８に注入され、アノード電極７６から正孔が有機エレクトロルミネッセンス層１８に注入される。注入された電子は電子輸送層により発光層に輸送され、注入された正孔は正孔輸送層により発光層に輸送される。こうして発光層に輸送された電子と正孔とが、発光層において再結合することにより発光が生じる。発光層において発生した光は、アノード電極７６側及びカソード電極２０側に放出される。アノード電極７６側に放出された光は、光透過性を有する絶縁層７４を介して光反射膜７２によりカソード電極２０側に反射され、絶縁層７４、アノード電極７６、及び有機エレクトロルミネッセンス層１８を介して、光透過性を有するカソード電極２０側から取り出される。カソード電極２０側に放出された光は、そのまま光透過性を有するカソード電極２０側から取り出される。こうして、発光層において発生した光が、光透過性を有するカソード電極２０側から取り出される。
このように、本実施形態による表示装置は、透明導電膜よりなるアノード電極７６下に絶縁層７４を介して形成された光反射膜７２の存在により、絶縁性基板１０とは反対側のカソード電極２０側から光が取り出されるトップエミッション型となっている。したがって、第１実施形態による表示装置と同様に、絶縁性基板１０と有機エレクトロルミネッセンス素子との間に他の素子が形成される場合において、他の素子が形成された領域からも光を取り出すことが可能となる。すなわち、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が他の素子により制限されることはなく、高い発光効率を実現することができる。
また、光反射膜７２下に他の素子が形成される場合には、アノード電極７６とカソード電極２０とが重なる発光領域よりも幅広に光反射膜７２を形成してもよい。このように光反射膜７２を幅広に形成することで、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光が他の素子の特性に影響するのを抑制することができる。
なお、アノード電極７６と光反射膜７２との間に形成する光透過性を有する絶縁層７４の膜厚は、１μｍ以上に設定することが望ましい。これは、絶縁層７４の膜厚を１μｍよりも小さく設定すると、光の干渉の影響による減光が絶縁層７４で起きてしまい、充分な発光効率を得ることができない虞があるためである。
図１５は、本実施形態による表示装置及び図１６に示すＣｒ膜よりなるアノード電極を用いた表示装置について、有機エレクトロルミネッセンス層に注入する電流密度を変えて輝度を測定し、両表示装置の特性を比較した結果を示すグラフである。図１５に示すグラフの横軸は有機エレクトロルミネッセンス層に注入した電流密度を示し、縦軸は測定された表示装置の輝度を示している。また、図１５に示すグラフにおいて、●印で示すプロットは本実施形態による表示装置についての測定結果を示し、○印で示すプロットは図１６に示すＣｒ膜よりなるアノード電極を用いた表示装置についての測定結果を示している。
本実施形態による表示装置では、光反射膜７２として膜厚１００ｎｍのＡｌ膜を、絶縁層７４として膜厚３．０μｍのアクリル系樹脂層を、アノード電極７６として膜厚７０ｎｍのＩＴＯ膜を用いた。また、有機エレクトロルミネッセンス層１８として、膜厚１４０ｎｍの２−ＴＮＡＴＡ膜よりなる正孔注入層と、膜厚１０ｎｍのα−ＮＰＤ膜よりなる正孔輸送層と、少量のｔ（ｎｐａ）ｐｙをドープした膜厚３０ｎｍのＡｌｑ_３膜よりなる発光層と、膜厚２０ｎｍのＡｌｑ_３膜よりなる電子輸送層と、０．５ｎｍのＬｉＦ膜よりなる電子注入層とが順次積層されてなるものを用いた。また、カソード電極２０として、膜厚１．５ｎｍのＡｌ膜と、膜厚１５ｎｍのＡｇ膜と、膜厚３５ｎｍのＩＴＯ膜とが順次積層されてなるものを用いた。
本実施形態による表示装置と特性を比較した図１６に示す表示装置は、アノード電極にＣｒ膜を用いたトップエミッション型の表示装置である。図示するように、ガラス基板よりなる絶縁性基板１００上には、Ｃｒ膜よりなるアノード電極１３４が形成されている。アノード電極１３４上には、有機エレクトロルミネッセンス層１０４が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層１０４上には、カソード電極１０６が形成されている。絶縁性基板１００上にアノード電極１３４が直に形成されている点、及びアノード電極１３４にＣｒ膜を用いた点を除いて、有機エレクトロルミネッセンス層１０４、カソード電極１０６の材料及び構造については、特性を比較した本実施形態による表示装置と同様した。
図１５に示すグラフから明らかなように、同一の電流注入密度では、本実施形態による表示装置の方が、図１６に示すアノード電極１３４にＣｒ膜を用いた表示装置の場合の２倍程度の輝度が得られている。したがって、透明導電膜よりなるアノード電極７６下に光透過性を有する絶縁層７４を介して光反射膜７２が形成された本実施形態による表示装置によれば、単にアノード電極にＣｒ膜を用いる場合と比較して、効果的に発光効率を向上することができるといえる。
また、第１実施形態による表示装置と同様に、本実施形態による表示装置では、有機エレクトロルミネッセンス層１８は、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に、透明導電膜よりなるアノード電極７６上に形成されている。このため、有機エレクトロルミネッセンス層１８として、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の材料及び構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いて高い発光効率を有するトップエミッション型の表示装置を構成することができる。
また、本実施形態による表示装置は、透明導電膜よりなるアノード電極７６とＡｌ膜よりなる光反射膜７２との間には絶縁層７４が介在し、光反射膜７２は、その表面が剥き出しにならないように、絶縁層７４により覆われている。したがって、第１実施形態による表示装置と同様に、製造工程におけるＩＴＯ膜をパターニングする際に、Ａｌ膜よりなる光反射膜７２の電池効果による腐食を防止することができる。
さらに、Ａｌ膜よりなる光反射膜７２と透明導電膜よりなるアノード電極７６との間には、絶縁層７４が形成されている。このため、Ａｌ膜上にＩＴＯ膜が直接形成されたアノード電極を用いた場合のように、有機エレクトロルミネッセンス素子に対する駆動電圧の印加時の発熱等により電極間の短絡の原因となるウィスカーが発生することはない。
次に、本実施形態による表示装置の製造方法について図１７及び図１８を用いて説明する。
まず、ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚１５０ｎｍのＡｌ膜を形成する。必要に応じて、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、Ａｌ膜を画素毎に所定の形状にパターニングしてもよい。或いは、画素が配列される表示領域となる絶縁性基板１０の全面に、Ａｌ膜を残存させてもよい。こうして、絶縁性基板１０上に、Ａｌ膜よりなる光反射膜７２を形成する（図１７Ａを参照）。
次いで、光反射膜７２上に、例えばスピンコート法により、例えばアクリル系の感光性樹脂を塗布する。続いて、塗布された感光性樹脂を所定のマスクを用いて露光した後、所定の現像液を用いて露光された感光性樹脂を現像する。こうして、フォトリソグラフィーにより、例えば膜厚３．０μｍの感光性樹脂よりなる絶縁層７４を形成する（図１７Ｂを参照）。ここで、絶縁層７４は、光反射膜７２の表面が剥き出しにならないように、光反射膜７２を覆うように形成する。
本実施形態では、感光性樹脂により絶縁層７４を形成しているため、平坦性の高い表面を有する絶縁層７４を得ることができ、平坦性の高い表面上に、有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。
次いで、絶縁層７４上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚７０ｎｍのＩＴＯ膜７８を形成する（図１７Ｃを参照）。
次いで、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、ＩＴＯ膜７８を所定の形状にパターニングする。こうして、絶縁層７４上に、ＩＴＯ膜７８よりなるアノード電極７６を形成する（図１８Ａを参照）。ＩＴＯ膜７８をパターニングする間、Ａｌ膜よりなる光反射膜７２は絶縁層７４により覆われ、その表面が露出することはない。したがって、電池効果による光反射膜７２の腐食を防止することができる。
次いで、アノード電極７６が形成された絶縁層７４上に、例えば真空蒸着法により、所定の大きさに開口された蒸着マスクを介して、例えば膜厚１４０ｎｍの２−ＴＮＡＴＡ膜と、例えば膜厚１０ｎｍのα−ＮＰＤ膜と、例えば少量のｔ（ｎｐａ）ｐｙをドープした例えば膜厚３０ｎｍのＡｌｑ_３膜と、例えば膜厚２０ｎｍのＡｌｑ_３膜と、例えば０．５ｎｍのＬｉＦ膜とを順次形成する。
こうして、アノード電極７６上に、２−ＴＮＡＴＡ膜よりなる正孔注入層と、α−ＮＰＤ膜よりなる正孔輸送層と、ｔ（ｎｐａ）ｐｙをドープしたＡｌｑ_３膜よりなる発光層と、Ａｌｑ_３膜よりなる電子輸送層と、ＬｉＦ膜よりなる電子注入層とを有する有機エレクトロルミネッセンス層１８を形成する（図１８Ｂを参照）。
次いで、有機エレクトロルミネッセンス層１８上に、例えば真空蒸着法及びスパッタ法により、所定の形状に開口されたマスクを介して、例えば膜厚１．５ｎｍのＡｌ膜と、例えば膜厚１５ｎｍのＡｇ膜と、例えば膜厚３５ｎｍのＩＴＯ膜とを順次形成し、Ａｌ／Ａｇ／ＩＴＯ積層膜を形成する。
こうして、Ａｌ／Ａｇ／ＩＴＯ積層膜よりなるカソード電極２０を形成する（図１８Ｃを参照）。
こうして、図１４に示す表示装置が製造される。
このように、本実施形態によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置において、透明導電膜よりなるアノード電極７６下に、光透過性を有する絶縁層７４を介して光反射性を有する光反射膜７２が形成されているので、高い発光効率を有するトップエミッション型の表示装置を実現することができる。
また、光反射膜７２が絶縁層７４により覆われているので、光反射膜７２の腐食等による素子特性の劣化を抑制することができる。
また、有機エレクトロルミネッセンス層１８は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に透明導電膜よりなるアノード電極７６上に形成されるため、有機エレクトロルミネッセンス層１８として、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の材料及び構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
なお、本実施形態による表示装置についても、第３実施形態による表示装置の場合と同様に、同一画素内に光反射膜７２が形成された領域と光反射膜７２が形成されていない領域とを設ける、すなわちアノード電極７６とカソード電極２０とが重なる発光領域に光反射膜７２を部分的に形成することにより、上面発光型の領域と両面発光型の領域とを同一画素内に設けてもよい。
また、第４実施形態による表示装置の場合と同様に、絶縁性基板１０の表面に滑らかな凹凸を形成し、滑らかな凹凸が形成された絶縁性基板１０上に、光反射膜７２、絶縁層７４、及び有機エレクトロルミネッセンス素子を形成してもよい。または、絶縁層７４の表面に滑らかな凹凸を形成し、滑らかな凹凸が形成された絶縁層７４上に、有機エレクトロルミネッセンス素子を形成してもよい。絶縁性基板１０又は絶縁層７４の表面に形成された滑らかな凹凸により、第４実施形態による表示装置と同様に、アノード電極７６、有機エレクトロルミネッセンス層１８、及びカソード電極２０の面積が、凹凸が形成されていない平坦な表面の絶縁性基板１０上に形成される場合と比較して大きくなり、更に発光効率を向上することができる。
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による表示装置について図１９乃至図２２を用いて説明する。図１９は本実施形態による表示装置の構造を示す断面図、図２０乃至図２２は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、図１０、図１２乃至図１４、図１７、及び図１８に示す第５及び第６実施形態による表示装置及びその製造方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、第６実施形態による表示装置と同様の有機エレクトロルミネッセンス素子とともに、第５実施形態による表示装置と同様にスイッチング素子として薄膜トランジスタが設けられており、この薄膜トランジスタにより有機エレクトロルミネッセンス素子に印加する駆動電圧を制御するアクティブマトリクス型の表示装置である。以下、本実施形態による表示装置の構造について図１９を用いて説明する。なお、図１９は１画素分の構造を示したものであるが、実際には複数の画素がマトリクス状に配置されている。
ガラス基板よりなる絶縁性基板１０上には、第５実施形態による表示装置と同様に、シリコン酸化膜よりなるバッファ層４６を介して、ゲート電極５２、チャネル層４８に形成されたソース領域５４及びドレイン領域５６を有し、有機エレクトロルミネッセンス素子に印加する駆動電圧を制御する薄膜トランジスタが形成されている。
薄膜トランジスタが形成された絶縁性基板１０上には、層間絶縁膜５８が形成されている。層間絶縁膜５８上には、コンタクトホール６０を介してソース領域５４に接続されたソース電極６２と、コンタクトホール６４を介してドレイン領域５６に接続されたドレイン電極６６とがそれぞれ形成されている。
ソース電極６２及びドレイン電極６６が形成された層間絶縁膜５８上には、層間絶縁膜８０が形成されている。
層間絶縁膜８０上には、光反射性を有するＡｌ膜よりなる光反射膜７２が形成されている。光反射膜７２には、層間絶縁膜８０の薄膜トランジスタ上の領域を露出する開口部８２が形成されている。なお、光反射膜７２に形成された開口部８２は、必ずしも層間絶縁膜８０の薄膜トランジスタが形成された領域を露出するものである必要はなく、少なくとも層間絶縁膜８０のソース電極６２上の領域を露出するものであればよい。このような開口部８２が形成された光反射膜７２は、所定の形状を有するものが画素毎に形成されていてもよいし、画素が配列された表示領域の全面に形成されていてもよい。
光反射膜７２及び開口部８２から露出した層間絶縁膜８０上には、光透過性を有する感光性樹脂よりなる絶縁層７４が形成されている。絶縁層７４の材料である感光性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂が用いられている。絶縁層７４は、光反射膜７２の表面が剥き出しにならないように、光反射膜７２を覆うように形成されている。
絶縁層７４及び層間絶縁膜８０には、ソース電極６２に達するコンタクトホール７０が形成されている。
コンタクトホール７０が形成された絶縁層７４上には、コンタクトホール７０を含む領域に、光透過性を有するＩＴＯの透明導電膜よりなるアノード電極７６が形成されている。アノード電極７６は、絶縁層７４及び層間絶縁膜８０に形成されたコンタクトホール７０を介して、薄膜トランジスタのソース電極６２に電気的に接続されている。
アノード電極７６上には、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とが順次積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス層１８が形成されている。有機エレクトロルミネッセンス層１８上には、薄い膜厚で形成され光透過性を有するＡｌ膜と、薄い膜厚で形成され光透過性を有するＡｇ膜と、光透過性を有するＩＴＯ膜よりなる透明導電膜とが順次積層されてなるカソード電極２０が形成されている。こうして、光反射膜７２上に絶縁層７４を介して、アノード電極７６と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。
本実施形態による表示装置は、透明導電膜よりなるアノード電極７６下に光透過性を有する絶縁層７４を介して形成された光反射膜７２の存在により、絶縁性基板１０とは反対側のカソード電極２０側から光が取り出されるトップエミッション型となっている。したがって、絶縁性基板１０上に形成された薄膜トランジスタにより発光面積が制限されることはなく、高い発光効率を実現することができる。
また、本実施形態による表示装置では、光反射膜７２に少なくとも層間絶縁膜８０のソース電極６２上の領域を露出する開口部８２が形成され、透明導電膜よりなるアノード電極７６がコンタクトホール７０を介してソース電極６２に直に電気的に接続されている。これにより、アノード電極７６との電気的接続を確保することが困難な導電膜を介さずに、薄膜トランジスタのソース電極６２に電気的に接続された光反射膜７２から正孔を有機エレクトロルミネッセンス層１８に注入することができる。また、光反射膜７２を覆うように絶縁層７４が形成されているため、光反射膜７２の腐食を防止することができる。また、有機エレクトロルミネッセンス層１８には、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機エレクトロルミネッセンス層と同様の材料及び構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
なお、画素毎に所定の形状を有する光反射膜７２を画素毎に形成する場合には、アノード電極７６とカソード電極２０とが重なる発光領域よりも幅広に光反射膜７２を形成することが望ましい。このように光反射膜７２を幅広に形成することで、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光が薄膜トランジスタの特性に影響するのを抑制することができる。
次に、本実施形態による表示装置の製造方法について図２０乃至図２２を用いて説明する。
まず、図１２Ａ乃至図１２Ｃ及び図１３Ａに示す第５実施形態による表示装置の製造方法と同様にして、絶縁性基板１０上に、薄膜トランジスタ、ソース電極６２及びドレイン電極６６までを形成する（図２０Ａを参照）。
次いで、例えばＣＶＤ法により、ソース電極６２及びドレイン電極６６が形成された層間絶縁膜５８上に、例えば膜厚３００ｎｍのシリコン酸化膜よりなる層間絶縁膜８０を形成する（図２０Ｂを参照）。なお、層間絶縁膜８０には、シリコン酸化膜のほか、シリコン窒化膜等の無機絶縁膜、樹脂よりなる絶縁膜を用いることができる。
次いで、層間絶縁膜８０上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚１５０ｎｍのＡｌ膜８４を形成する。
次いで、リソグラフィーにより、Ａｌ膜８４を所定の形状にパターニングし、Ａｌ膜８４に、少なくとも層間絶縁膜８０のソース電極６２上の領域を露出する開口部８２を形成する。Ａｌ膜８４は、画素毎に所定の形状を有するようにパターニングしてもよいし、画素が配列される表示領域の全面に残存させてもよい。こうして、Ａｌ膜８４よりなる光反射膜７２を形成する（図２１Ａを参照）。なお、図２１Ａでは、層間絶縁膜８０の薄膜トランジスタ上の領域を露出する開口部８２を光反射膜７２に形成した場合について示している。
次いで、光反射膜７２及び開口部８２から露出する層間絶縁膜８０上に、例えばスピンコート法により感光性樹脂を塗布し、感光性樹脂層８６を形成する（図２１Ｂを参照）。
感光性樹脂層８６を所定のマスクを用いて露光した後、所定の現像液を用いて露光された感光性樹脂層８６を現像し、層間絶縁膜８０のソース電極６２上の領域を露出する開口部８８を感光性樹脂層８６に形成する。こうして、フォトリソグラフィーにより、開口部８８が形成された光透過性を有する感光性樹脂層８６よりなる絶縁層７４を形成する（図２１Ｃを参照）。ここで、絶縁層７４は、光反射膜７２の表面が剥き出しにならないように、光反射膜７２を覆うように形成する。
次いで、例えばドライエッチングにより、開口部８８が形成された絶縁層７４をマスクとして、層間絶縁膜８０に、ソース電極６２に達する開口部９０を形成する。
こうして、層間絶縁膜８０に形成された開口部９０と、絶縁層７４に形成された開口部８８とが接続してなるコンタクトホール７０を形成する（図２２Ａを参照）。なお、コンタクトホール７０には光反射膜７２が露出しないように、光反射膜７２の開口部８２の大きさ、絶縁層７４の開口部８８の大きさ、エッチング条件等を予め適宜設定しておくことが望ましい。これは、次のような理由による。すなわち、コンタクトホール７０に光反射膜７２が露出すると、この後に形成するアノード電極７６と光反射膜７２とが接触し、両者の間に寄生容量が形成されてしまうので、このような寄生容量による素子特性の劣化を回避するためである。
このように、本実施形態による表示装置の製造方法では、絶縁層７４を感光性樹脂により形成し、層間絶縁膜８０をエッチングする際のマスクとしても絶縁層７４を用いるので、少ない工程数でコンタクトホール７０までを形成することができる。なお、絶縁層７４としてシリコン酸化膜等の光透過性を有する無機絶縁膜を用いることもできる。この場合、無機絶縁膜よりなる絶縁層７４を形成する工程に加えて、絶縁層７４及び層間絶縁膜８０にコンタクトホール７０を形成するためのエッチングマスクとして用いるレジスト膜を形成する工程、レジスト膜を除去する工程も必要となる。このため、感光性樹脂により絶縁層７４を形成する場合と比較して工程数が多くなる。
次いで、コンタクトホール７０が形成された絶縁膜７４上に、第６実施形態による表示装置の製造方法と同様にして、コンタクトホール７０を介してソース電極６２に接続するアノード電極７６と、有機エレクトロルミネッセンス層１８と、カソード電極２０とを形成する（図２２Ｂを参照）。
こうして、図１９に示す本実施形態による表示装置が製造される。
このように、本実施形態によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置において、透明導電膜よりなるアノード電極７６下に、光透過性を有する絶縁層７４を介して光反射性を有する光反射膜７２が形成されているので、有機エレクトロルミネッセンス素子下に形成された薄膜トランジスタによる制限を受けずに、高い発光効率を有するトップエミッション型の表示装置を実現することができる。
また、光反射膜７２が絶縁層７４により覆われているので、光反射膜７２の腐食等による素子特性の劣化を抑制することができる。
さらに、有機エレクトロルミネッセンス層１８は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に透明導電膜よりなるアノード電極７６上に形成されるため、有機エレクトロルミネッセンス層１８として、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の材料及び構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
（変形実施形態）
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、絶縁性基板１０としてガラス基板を用いる場合について説明したが、絶縁性基板１０はガラス基板に限定されるものではない。例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムを絶縁性基板１０として用いてもよい。樹脂フィルムを絶縁性基板１０として用いることにより、可撓性を有するフレキシブルな表示装置を実現することができる。また、トップエミッション型の表示装置のみを構成する場合にあっては、絶縁性基板１０は必ずしもガラス基板等のように光透過性を有するものである必要はない。但し、第３実施形態による表示装置の場合のように、同一基板上に上面発光部４０と両面発光部４４とを設ける場合にあっては、光透過性を有する基板を絶縁性基板１０として用いる必要がある。
また、上記実施形態では、光反射膜１２の周縁部上に介在膜３０が形成されている場合について説明したが、介在膜３０は必ずしも光反射膜１２の周縁部上に形成されている必要はなく、光反射膜１２の所定の領域上に部分的に形成されていればよい。
また、上記実施形態では、有機エレクトロルミネンセンス層１８の発光層において発生した光をカソード電極２０側へ反射するための光反射膜１２、７２としてＡｌ膜を用いる場合について説明したが、光反射膜１２、７２はＡｌ膜に限定されるものではない。光反射膜１２、７２としては、Ａｌ又はＡｌを主成分とする合金のほか、例えば、Ａｇ、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｔｉ、Ｗ（タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｃ（炭素）、又は少なくともこれらのうちのいずれかを主成分とする合金よりなる光反射性を有する導電膜を用いることができる。
また、上記実施形態では、Ａｌ膜よりなる光反射膜１２とＩＴＯ膜よりなる透明導電膜１４との電気的接続を改善し、両者の間の導通を確保するための介在膜３０としてＭｏ膜を用いる場合について説明したが、介在膜３０はＭｏ膜に限定されるものではない。介在膜３０としては、Ｍｏ又はＭｏを主成分とする合金のほか、例えば、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｒ、又は少なくともこれらのうちのいずれかを主成分とする合金等の高融点金属よりなる導電膜を用いることができる。
また、上記実施形態では、光反射膜１２上に形成する透明導電膜１４、アノード電極７６としてＩＴＯ膜を用いる場合について説明したが、透明導電膜１４、アノード電極７６はＩＴＯ膜に限定されるものではない。透明導電膜１４としては、ＩＴＯ膜のほか、例えば、ＩＺＯ（亜鉛をドープした酸化インジウム）膜、ＺｎＯ（酸化亜鉛）膜等の光透過性を有する導電膜を用いることができる。
また、上記実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス層１８として、２−ＴＮＡＴＡ膜よりなる正孔注入層と、α−ＮＰＤ膜よりなる正孔輸送層と、ｔ（ｎｐａ）ｐｙをドープしたＡｌｑ_３膜よりなる発光層と、Ａｌｑ_３膜よりなる電子輸送層と、ＬｉＦ膜よりなる電子注入層とが順次積層されてなるものを用いる場合について説明したが、有機エレクトロルミネッセンス層１８の構造及び材料は、これに限定されるものではない。有機エレクトロルミネッセンス層１８の構造には、発光層のみの単層構造、正孔輸送層と発光層または発光層と電子輸送層の２層構造、正孔輸送層と発光層と電子輸送層との３層構造を適用することができる。また、有機エレクトロルミネッセンス層１８を構成する正孔注入層、正孔輸送層、発光層と、電子輸送層、電子注入層の材料には、あらゆる有機エレクトロルミネッセンス材料を用いることができる。
また、上記実施形態では、カソード電極２０としてＡｌ／ＩＴＯ積層膜、Ａｌ／Ａｇ／ＩＴＯ積層膜を用いる場合について説明したが、カソード電極２０はＡｌ／ＩＴＯ積層膜、Ａｌ／Ａｇ／ＩＴＯ積層膜に限定されるものではない。カソード電極２０としては、Ａｌ／ＩＴＯ積層膜、Ａｌ／Ａｇ／ＩＴＯ積層膜のほか、例えば、ＩＴＯ単膜、ＩＺＯ膜、ＺｎＯ膜、Ａｌ単膜、Ａｇ単膜又はこれらの積層膜等の光透過性を有する導電膜を用いることができる。なお、Ａｌ膜、Ａｇ膜等をカソード電極２０として用いる場合には、光透過性を有するように、これらの膜を薄く形成する必要がある。
また、上記実施形態では、絶縁層７４として感光性樹脂よりなるものを用いる場合について説明したが、絶縁層７４は、光透過性を有するものであれば、感光性樹脂よりなるものに限定されるものではない。絶縁層７４としては、感光性樹脂よりなるものほか、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン窒化酸化膜等の光透過性を有する無機絶縁膜を用いることができる。また、絶縁層７４は、光透過性を有するものであれば無色である必要はなく、絶縁層７４として、ポリイミド等の有色樹脂よりなるものを用いることもできる。
また、上記実施形態では、薄膜トランジスタとしてトップゲート型のものを用いる場合について説明したが、薄膜トランジスタとしてはボトムゲート型のものを用いてもよい。また、チャネル層４８にポリシリコン膜を用いる場合について説明したが、チャネル層４８にはアモルファスシリコン膜を用いてもよい。
また、上記実施形態では、スイッチング素子として薄膜トランジスタを用いる場合について説明したが、他のスイッチング素子を用いてもよい。例えば、二端子素子であるダイオードを利用したＭＩＭ（金属−絶縁膜−金属）構造のスイッチング素子を用いてもよい。

本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法並びに表示装置は、発光効率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法、並びにこのような有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置を実現する。したがって、表示特性に優れるとともに、低消費電力な表示装置への応用に有用である。

Claims (13)

1. 基板上に形成され、光反射性を有する第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に形成され、光透過性を有する第２の導電膜と、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜との間に部分的に形成され、前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれに電気的に接続する第３の導電膜とを有するアノード電極と、
   前記アノード電極上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層と、
   前記有機エレクトロルミネセンス層上に形成され、光透過性を有するカソード電極と
   を有し、
   前記第２の導電膜は、前記第１の導電膜を覆うように形成さ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素子。
2. 請求の範囲第１項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第３の導電膜は前記第１の導電膜の周縁部上に形成されている
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 請求の範囲第１項または第２項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネセンス素子において、
   前記第３の導電膜は、高融点金属よりなる
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 請求の範囲第３項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   前記第３の導電膜は、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｒ、又は少なくともこれらのうちのいずれかを主成分とする合金よりなる
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
5. 請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   前記第１の導電膜は、前記アノード電極と前記カソード電極とが重なる発光領域に部分的に形成されている
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネセンス素子において、
   前記基板又は絶縁層の表面に、凹凸が形成されている
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。
7. 請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネセンス素子において、
   前記第１の導電膜は、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｄ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ、または少なくともこれらのうちのいずれかを主成分とする合金よりなる
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   前記第２の導電膜は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、又はＺｎＯよりなる
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を画素領域に有する
   ことを特徴とする表示装置。
10. 請求の範囲第９項記載の表示装置において、
    前記基板上に形成され、前記有機エレクトロルミネセンス素子に印加する駆動電圧を制御するスイッチング素子を更に有する
    ことを特徴とする表示装置。
11. 基板上に、光反射性を有する第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に前記第１の導電膜を覆うように形成され、光透過性を有する第２の導電膜とを有するアノード電極を形成する工程と、
    前記第１の導電膜上に、有機エレクトロルミネッセンス層を形成する工程と、
    前記有機エレクトロルミネセンス層上に、光透過性を有するカソード電極を形成する工程と
    を有し、
    前記アノード電極を形成する工程では、前記第２の導電膜を形成する前に、前記第１の導電膜上に、前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜のそれぞれに電気的に接続する第３の導電膜を部分的に形成するとともに、
    前記アノード電極を形成する工程は、前記第１の導電膜上に前記第３の導電膜を形成する工程と、前記第３の導電膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜の膜厚に厚薄を部分的に設ける工程と、膜厚に厚薄が設けられた前期レジスト膜をマスクとして、前記第３の導電膜及び前記第１の導電膜をエッチングする工程と、前記レジスト膜の膜厚の薄い部分を除去して前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、前記開口部が形成された前記レジスト膜をマスクとして、前記開口部の底部に露出した前記第３の導電膜をエッチングすることにより、前記第１の導電膜上に前記第３の導電膜を部分的に形成する工程とを有する
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
12. 請求の範囲第１１項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
    前記レジスト膜の膜厚に厚薄を部分的に設ける工程では、前記レジスト膜の露出量を部分的に変えることにより、前記レジスト膜の膜厚に厚薄を設ける
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
13. 請求の範囲第１１項または第１２項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法において、
    前記第３の導電膜を部分的に形成する工程では、前記第１の導電膜の周縁部上に前記第３の導電膜を形成する
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。

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