JP2003045665A

JP2003045665A - 有機ｅｌ表示装置

Info

Publication number: JP2003045665A
Application number: JP2001227884A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Watanabe; 圭介渡辺; Ichiro Takayama; 一郎高山; Michio Arai; 三千男荒井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電極間の部分的なショート、あるいは近似的
なショート状態を防止し、リーク電流の発生による誤発
光や表示ムラの生じない高品位で歩留まりの良い有機Ｅ
Ｌ表示装置を実現する。【解決手段】基板上に第１の電極と第２の電極とを順
次有し、これらの電極間に少なくとも１層は発光機能を
有する２層以上の有機層を有し、前記第１の電極と接し
て導電性高分子層を有し、この導電性高分子層が異物を
包埋している構成の有機ＥＬ表示装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機ＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）素子及び有機ＥＬ素子を用いた有
機ＥＬディスプレイパネルに関するものであり、さらに
詳細には、製造に伴う異物に起因する素子リークを防止
する手段を提供することで、生産性が高く、耐久性、信
頼性が向上した有機ＥＬディスプレイおよびそれを用い
た有機ＥＬディスプレイパネルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、占有体積の減少の観点からフラッ
トパネルディスプレイヘの要求が高まっており、軽量で
バックライトを必要としないエレクトロルミネッセンス
素子（以下、ＥＬ素子と略す）を用いたデバイスが注目
されている。

【０００３】ＥＬ素子には有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子
がある。このうち有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子と異な
り、２０V程度以下の低電圧で駆動することができると
いう利点を有している。

【０００４】有機ＥＬ素子は、外部から、電子と正孔
（ホール）を注入し、それらの再結合エネルギーによっ
て、発光中心を励起するもので、一般に、錫ドープ酸化
インジウム（ＩＴＯ）などより正孔（ホール）注入電極
上に成膜されたトリフェニルジアミンなどを含む正孔輸
送層と、正孔輸送層上に積層されたアルミキノリノール
錯体（Ａｌｑ3）等の蛍光物質を含む有機発光層と、マ
グネシウムなどの仕事関数の小さな金属電極（電子注入
電極）とを基本構成としている。

【０００５】このような有機ＥＬ素子を用いたディスプ
レイを製造する場合、量産工程においては、不良率をい
かに少なくするかが重要な課題である。すなわち、製造
工程において有機層が不均一に積層されたり、電子注入
電極等の機能性薄膜を積層する際に有機層にダメージを
与えたり、逆に電子注入電極自体に不純物が混入した
り、酸化したりして、輝度ムラ、ドット欠陥等の不良や
品質のバラツキを生じる場合がある。

【０００６】特に、電流リークの発生は重要な問題であ
り、逆方向への電流（リーク電流）があると、クロスト
ークや、輝度ムラ、あるいはドット欠陥等が生じ、量産
製品としては致命的な不良となる。

【０００７】従来の有機ＥＬ素子は、有機層の膜厚が１
００〜２００nm程度であり、このように薄い膜に微細な
異物があると、２０V 程度までの駆動電圧を印加するこ
とで容易にリークが発生してしまう。

【０００８】リーク不良の発生を抑制する手法として、
例えば特開２０００−９１０６７号公報、あるいは、特
願平１１−２３６６９７号公報では、有機ＥＬ材料層の
熱融解によって、リーク発生の要因となり得る異物を包
埋するような処理を行なう方法が公開されている。

【０００９】しかし、有機ＥＬ材料を熱融解すると、有
機材料とＩＴＯとのぬれ性の問題から、ＩＴＯと有機Ｅ
Ｌ材料との界面が不安定になり、その結果、作製した有
機ＥＬディスプレイの表示品質に不良が発生し、信頼性
が低下するといった問題が生じる。

【００１０】また、熱融解を行なう為に、有機材料が熱
酸化するという現象が避けられず、有機ＥＬ素子の駆動
電圧が上昇してしまうという問題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、素子
リークを抑制し、かつ、電極と有機ＥＬ層との界面を安
定化して信頼性を高め、かつ、駆動電圧の上昇を抑制し
た有機ＥＬ表示装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明の構成により達成される。（１）基板上に第１の電極と第２の電極とを順次有
し、これらの電極間に少なくとも１層は発光機能を有す
る２層以上の有機層を有し、前記第１の電極と接して導
電性高分子層を有し、この導電性高分子層が異物を包埋
する有機ＥＬ表示装置。（２）パッシブマトリクス駆動方式の有機ＥＬ表示装
置であって、各画素間の抵抗ＲがＲ＞２０ｎ・Ｖｆ(n)／Ｉｆ(n) （ｎは垂直解像度、Ｖｆ(n)は有機ＥＬ素子に入力する
瞬時電圧、Ｉｆ(n)はその時有機ＥＬ素子に流れる電流
値を表す。）を満たす抵抗になるような導電性高分子層
が形成されている上記（１）の有機ＥＬ表示装置。（３）導電性高分子の抵抗率ρは１×１０³ ＜ρ＜１
×１０⁸ Ω・cmである上記（１）または（２）の有機Ｅ
Ｌ表示装置。（４）前記導電性高分子層の膜厚は、１０〜２００nm
である上記（１）〜（３）のいずれかの有機ＥＬ表示装
置。（５）導電性高分子層はポリチオフエンにより形成さ
れている上記（１）〜（４）のいずれかの有機ＥＬ表示
装置。（６）導電性高分子層はポリアニリンにより形成され
ている上記（１）〜（４）のいずれかの有機ＥＬ表示装
置。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬ表示装置は、基
板上に第１の電極と第２の電極とを順次有し、これらの
電極間に少なくとも１層は発光機能を有する２層以上の
有機層を有し、前記第１の電極と接して導電性高分子層
を有し、この導電性高分子層が異物を包埋しているもの
である。

【００１４】また、好ましくはパッシブマトリクス駆動
方式の有機ＥＬ表示装置において、各画素間の抵抗Ｒ
が、Ｒ＞２０ｎ・Ｖｆ(n)／Ｉｆ(n) （ｎは垂直解像度、Ｖｆ(n)は有機ＥＬ素子に入力する
瞬時電圧、Ｉｆ(n)はその時有機ＥＬ素子に流れる電流
値を表す。）を満たす抵抗になるような導電性高分子膜
が形成されているものである。

【００１５】また、好ましくは導電性高分子の抵抗率ρ
は１×１０³ ＜ρ＜１×１０⁸ Ω・cmの範囲である。

【００１６】ここで、第１の電極とは基板上に下部電極
として形成される電極であって、通常、第１の電極は陽
極側、すなわち正孔注入性を有するＩＴＯ等の透明電極
が用いられる。一方、第２の電極は、有機層上に形成さ
れる上部電極であって、通常、陰極、すなわち電子注入
性を有する電子注入電極か、電子注入層と組み合わされ
た陰極が用いられる。また、いわゆる逆積層の場合に
は、第１の電極を陰極側に、第２の電極を陽極側に設定
してもよい。

【００１７】導電性高分子は、例えば、ポリアニリン、
ＰＥＤＯＴ、ポリパラフェニレンビニレン、ポリビニル
カルバゾール等が挙げられるが、特にこれに限定される
ものではなく、上記要件を満たす導電性高分子であれば
いずれのものでも使用可能である。

【００１８】これらのなかでも特に、非水系溶媒に用い
られるポリアニリン等が好ましい。有機ＥＬ素子は水分
や有機溶剤に弱く、素子中にこれら溶媒が僅かでも残留
していると、素子の寿命に影響を与え得る。しかしなが
ら、水に比べて有機溶剤は熱処理により容易に溶媒脱離
が可能である。

【００１９】導電性高分子の薄膜を作成するには、イン
クジェット法、キャスト法、スピンコート法等があり、
それぞれの用途に応じて使い分けられる。例えば、ミリ
メートル以下の微細なパターンを形成する場合にはイン
クジェット法が用いられる。インクジェット法は、例え
ば特開２０００−１０６２７８号公報に記載されている
手法で行うことができる。しかしながら、インクジェッ
ト法は、微細加工には最適であるものの、大面積に均一
に薄膜を形成することは困難である。

【００２０】一方、大面積に均一な薄膜を作製する場合
にはスピンコート法が適している。特に、製造コストを
考えると大面積を処理できるスピンコート法が有利であ
る。

【００２１】スピンコート法の場合、例えば、ＥＬデバ
イスとＩＣ等の接合に用いる取出し配線に導電性高分子
が塗布されることがないように、配線の保護をする必要
がある。この配線保護の方法は、例えば、導電性高分子
を塗布後にフォトレジストにてパターン形成を行い、そ
の後ドライエッチングやアッシングを行うことで配線部
分にある不要な導電性高分子を除去すればよい。

【００２２】あるいは、導電性高分子をスピンコートで
塗布する前にシール状のドライレジストを貼付してお
き、導電性高分子を形成後にドライレジストを剥離する
ことでパターニングが可能になる。

【００２３】導電性高分子を表示装置に用いる場合、表
示装置の画素間について素子分離を行なわないと、導電
性高分子の導電性の為に隣り合う画素が電気的に接続さ
れ、目的とする画素以外が点灯するクロストークの問題
が発生する。

【００２４】この、クロストークの問題を解決するため
に、画素間の配線抵抗の制御が重要であり、それは導電
性高分子の導電率と、表示装置の設計ルールに依存す
る。具体的には、パッシブマトリクス駆動方式の有機Ｅ
Ｌ装置において、各画素間の抵抗ＲがＲ＞２０ｎ・Ｖｆ(n)／Ｉｆ(n) ｎ：垂直解像度Ｖｆ(n)：有機ＥＬ素子に入力する瞬時電圧、Ｉｆ(n)：Ｖｆ(n)における有機ＥＬ素子に流れる電流値を満たす抵抗になるような導電性高分子膜を形成すると
よい。

【００２５】本発明者は、上記式を満たす時、Ｓ／Ｎ比
が２０ｄＢ以上となり、十分な画質が得られることを見
出した。Ｓ／Ｎ比が２０ｄＢ以上であれば、８階調以上
のディスプレイ表示が可能となる。例えば、２４０×６
４画素を有するパッシブマトリクスディスプレイを作製
したとき、垂直解像度ｎ＝６４、輝度１００cd／m²を得
るために必要な電流値Ｉｆ(n)＝０．２mA、そのときに
必要な電圧Ｖｆ(n)＝１７V を上式に代入する。

【００２６】このとき、Ｒ＝１．１×１０⁸ Ωとなり、
クロストークを抑制するためには１．１×１０⁸ Ω以上
の抵抗になるような導電性高分子を選択する必要がある
ことがわかる。

【００２７】上記、２４０×６４画素の画素サイズは３
２０μm 角、画素間距離を６０μmとして、導電性高分
子により電気的に接続されている画素間抵抗の計算式は
以下で表される。Ｒ＝（導電性高分子の抵抗率ρ・画素間距離）／（画素
サイズ・導電性高分子膜厚）

【００２８】ここで、画素間の抵抗を上記式で計算した
１．１×１０⁸ Ωを代入し、導電性高分子層の膜厚を５
０nmとして、抵抗率ρを計算すると、抵抗率ρ＝２．９
×１０³ Ω・cmとなる。

【００２９】すなわち、上記ディスプレイにおいて、ク
ロストークの影響を抑制するためには、２．９×１０³
Ω・cm以上の抵抗率を有する導電性高分子を選択しなけ
ればならない。

【００３０】例えば、ポリチオフエン誘導体骨格を有す
る導電性高分子（ＰＥＤＯＴ）の抵抗率は８×１０⁴ Ω
・cm、ポリアニリン誘導体骨格を有する導電性高分子の
抵抗率は１〜６×１０⁶ Ω・cmであり、上記ディスプレ
イに適用可能である。

【００３１】本発明では、導電性高分子の抵抗率ρは、
好ましくは１×１０³ ＜ρ＜１×１０⁸ Ω・cm、より好
ましくは１×１０⁵ ＜ρ＜１×１０⁷ Ω・cmの範囲であ
る。抵抗率が前記範囲より小さくなると、クロストーク
が発生してしまい表示品質に問題が生じてくる。一方、
抵抗率が前記範囲より大きくなると、有機ＥＬ素子に対
して導電性高分子層の抵抗が無視できなくなり、発光特
性が低下してくる。

【００３２】また、導電性高分子層の膜厚は、好ましく
は１０〜２００nm、より好ましくは２０〜１００nmの範
囲となる。この範囲の膜厚とした理由は、異物を埋包す
る能力から考えると、導電性高分子層の膜厚は１０nm以
上必要であり、一方、クロストークおよび発光特性を考
慮すると、２００nm以下が好ましいからである。

【００３３】導電性高分子を形成した後、必要に応じて
加熱処理を行う。導電性高分子は、通常有機溶媒あるい
は水系溶媒に分散しているため、塗布後に溶媒が残存し
やすい。このような有機溶媒や水系溶媒は有機ＥＬ素子
の信頼性を悪化させる要因であり、これら溶媒を除去す
る工程が必要である。加熱処理は通常、１００〜２００
℃程度の温度で加熱を行う。加熱する際の雰囲気は非酸
化性雰囲気が好ましく、Ｎ₂ 、Ａｒ雰囲気等が選択され
る。このとき、雰囲気中の酸素濃度は１％未満であるこ
とが好ましい。１％以上では有機材料の酸化が発生しう
る為である。また、減圧雰囲気、あるいは加圧雰囲気で
も、酸素濃度が充分に低ければ問題は無い。

【００３４】以下の説明では、第１の電極が正孔注入電
極、第２の電極が電子注入電極、導電性高分子層を正孔
注入層とした場合を例示して説明する。

【００３５】正孔注入電極材料は、正孔注入層等へ正孔
を効率よく注入することのできるものが好ましく、仕事
関数４．５eV〜５．５eVの物質が好ましい。具体的に
は、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸
化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ
₂Ｏ₃）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）および酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）のいずれかを主組成としたものが好ましい。これら
の酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよ
い。

【００３６】光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、
通常４００〜７００nmの波長の光に対する光透過率が５
０％以上、さらには８０％以上、特に９０％以上である
ことが好ましい。透過率が低くなりすぎると、発光層か
らの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度を
得難くなってくる。

【００３７】電極の厚さは、５０〜５００nm、特に５０
〜３００nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制
限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心
配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られ
ず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。

【００３８】上記導電性高分子層を有する表示装置を形
成するには、先ず、ガラスなどの絶縁性基板に正孔注入
電極としてＩＴＯを成膜し、フォトリソグラフイー等に
よりパターニングする。

【００３９】次に、ＩＴＯの端部段差を覆い隠すため
に、端部保護層（エッジカバー）を形成する。エッジカ
バーはフォトレジスト、ポリイミド等の有機材料、ある
いはＳｉＯ₂ 等の無機材料のどちらでも適用は可能であ
るが、製造工程の簡便さからはフォトレジストによるも
のが好ましい。

【００４０】この後、ＩＴＯ表面の有機汚染を除去する
ために、ＵＶ／Ｏ₃ 処理等のドライクリーニングを施
す。

【００４１】次に、正孔注入層として、導電性高分子を
形成する。成膜方法に関しては上記の通りである。ま
た、導電性高分子を形成後、必要に応じて加熱処理を行
う。

【００４２】次に、正孔輸送材料を成膜する。正孔輸送
層に用いられる材料は、良好なホール注入性を有する材
料が好ましい。具体的には、芳香族三級アミン、テトラ
アリールペンジジン化合物、ヒドラゾン誘導体、カルバ
ゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導
体、オキサジアゾール誘導体、あるいはポリチオフェ
ン、ポリアニリン誘導体等、ヘキサメチルジシラザン等
のシラン誘導体等がある。

【００４３】発光層は、少なくとも発光機能に関与する
１種、または２種以上の有機化合物薄膜、またはその積
層膜から成る。発光層は、正孔及び電子の注入機能、そ
れらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励起子を生
成させる機能を有する。

【００４４】本発明の有機発光層には公知の、材料が使
用可能である。例えば、キノリノラト錯体が知られてい
る。具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニ
ウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス
（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜鉛、ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）アルミニウムオキシド、ト
リス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メ
チル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノ
ラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラ
ト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）
カルシウム、５，７−ジクロル−８−キノリノラトアル
ミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシ
キノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜鉛（II）−ビス
（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メタン］等が挙げ
られる。

【００４５】また、特開平８−１２６００号公報に記載
のフェニルアントラセン誘導体や特開平８−１２９６９
号公報に記載のテトラアリールエテン誘導体なども好ま
しい。

【００４６】発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであ
ってもよく、このような場合はトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム等を使用することが好ましい。これら
の蛍光性物質を蒸着すればよい。

【００４７】また、発光層は、必要に応じて、少なくと
も１種のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種の電
子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましい。
さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが
好ましい。

【００４８】すなわち、素子の有機発光層中に蛍光物質
を０．１〜１０質量％程度含有していてもかまわない。
蛍光物質の含有は発光効率の向上や、寿命特性の向上、
あるいは発光波長の調整等の目的で混合される。

【００４９】このような蛍光性物質としては、例えば、
特開昭６３−２６４６９２号公報に開示されているよう
な化合物、例えばキナクリドン、ルブレン、スチリル系
色素等の化合物から選択される少なくとも１種が挙げら
れる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム
等の８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする
金属錯体色素などのキノリン誘導体、テトラフェニルブ
タジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２−
フタロペリノン誘導体等が挙げられる。さらには、特開
平８−１２６００号公報に記載のフェニルアントラセン
誘導体、特開平８−１２９６９号公報のテトラアリール
エテン誘導体等を用いることができる。

【００５０】本発明において、有機発光層の厚さはとく
に限定されるものではなく、その好ましい厚さは、形成
方法によっても異なるが、通常、５〜５００nm、さらに
好ましくは、１０〜３００nmである。

【００５１】本発明の有機層には、必要により電子注入
輸送性材料により形成される、電子注入層、電子輸送
層、電子注入輸送層などを設けてもよい。

【００５２】電子注入輸送層は、発光層を兼ねたもので
あってもよく、このような場合は、トリス（8−キノリ
ラト）アルミニウム等を使用することが好ましい。

【００５３】本発明において、有機電子注入層、電子輸
送層に、好ましく使用することができる化合物として
は、たとえば、トリス（8−キノリノラト）アルミニウ
ム（Alq3）などの8−キノリノールないしその誘導体を
配位子とする有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、
ペリレン誘導体、ピリジン誘導俸、ピリミジン誘導体、
キノキサリン誘導体などを挙げることができる。また、
上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラアリールエ
テン誘導体を用いることもできる。

【００５４】これらの有機材料を用いて蒸着法により薄
膜を形成する。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス
状態または結晶粒径が０．２μm 以下の均質な薄膜が得
られる。結晶粒径が０．２μm を超えていると、不均一
な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならな
くなり、電荷の注入効率も著しく低下する。

【００５５】本発明において、有機発光層、正孔注入輸
送層あるいは正孔注入層および正孔輸送層、ならびに、
電子注入輸送層あるいは電子注入層および電子輸送層の
各層を、蒸着によって形成する条件はとくに限定される
ものではないが、１×１０^-4Pa以下で、蒸着速度を０．
０１〜１nm／秒程度とすることが好ましい。各層は、１
×１０^-4Pa以下の減圧下で、連続して、形成されること
が好ましい。１×１０ ^-4Pa以下の減圧下で、連続して、
各層を形成することによって、各層の界面に不純物が吸
着されることを防止することができるから、高特性の有
機EL素子を得ることが可能になるとともに、有機EL素子
の駆動電圧を低下させ、ダークスポットが発生し、成長
することを抑制することができる。

【００５６】本発明において、有機発光層、正孔輸送
層、電子輸送層に、２種以上の化合物を含有させる場合
には、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して、
共蒸着によって、有機発光層、正孔輸送層、電子注入輸
送層、電子注入層あるいは電子輸送層を形成することが
好ましい。

【００５７】各有機層の膜厚は、素子の特性を得るため
に任意の値が選択されるが、素子リークの観点からは、
有機層の総膜厚は１００nm以上が好ましく、導電性高分
子層とそれよりも陰極側に配置される有機層との膜厚の
比は、好ましくは導電性高分子層：有機層＝１：２０〜
３：１、より好ましくは、１：１０〜１：１、更に好ま
しくは、１：３〜１：１である。

【００５８】理由は、リークを引き起こす要因となる異
物の発生個所が、ＩＴＯ表面である場合と、それに加え
て陰極側からの異物打ち込みの可能性があるからであ
る。陰極形成方法がスパッタ法や電子銃蒸着の場合、成
膜中に異物を打ち込む可能性があり、これが素子リーク
に影響を与え得る。

【００５９】導電性高分子層の膜厚が薄い場合、ＩＴＯ
表面に存在する異物の包埋能力が不足する事となり、ま
た、その後の有機層の膜厚が薄い場合には、今度は陰極
形成プロセスで打ち込まれる異物によるりークを発生し
てしまう。この点を考慮し、素子リークに強い有機ＥＬ
表示装置を作製するために、上記膜厚範囲が選択され
る。

【００６０】次に、発光効率を高める電子注入層とし
て、好ましくは高抵抗の無機電子注入層を設ける。高抵
抗無機電子注入層としては、ＬｉＦやＬｉ₂Ｏ等の絶縁
性アルカリ金属化合物や、Ｌｉ₂ＭｏＯ₄ 、ＲｕＯ₂ ：
Ｌｉ₂Ｏ等を用いることができる。

【００６１】高抵抗の無機電子注入輸送層は、０．２〜
３０nmの膜厚を有していることが好ましく、０．２〜２
０の膜厚を有していると特に好ましい。高抵抗の無機電
子注入輸送層の膜厚が、０．２nm未満でも、３０nmを超
えていても、電子注入の機能が十分に発揮されなくな
る。

【００６２】この電子注入層の上に、電子注入電極を形
成する。電子注入電極は、通常の金属が使用できる。中
でも導電率や扱いやすさの観点から、Ａｌ、Ａｇ、Ｉ
ｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔから選択
される１種以上の金属元素が好ましい。

【００６３】電子注入電極の形成方法は、スパッタ法、
抵抗加熱蒸着法、エレクトロンビーム蒸着法等がある。
それぞれ長所短所があり、良好な素子特性が得られる点
からは抵抗加熱蒸着法が選ばれ、量産性の観点からはス
パッタ法が選ばれ、目的に沿った形成方法を採用すれば
よい。

【００６４】これら電子注入電極の厚さは、電子を電子
注入輸送層に与えることのできる一定以上の厚さとすれ
ば良く、５０nm以上、好ましくは１００nm以上とすれば
よい。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜
厚は５０〜５００nm程度とすればよい。

【００６５】さらに、有機ＥＬ表示装置を大気中の水分
などから保護するため、保護層を設けると、素子中に発
生する暗点（ダークスポットと呼ぶ）の発生に伴う劣化
を抑制することができる。保護膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ
Ｎ、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂Ｏ₃ 等水分阻止能が高い膜が好ま
しい。

【００６６】保護膜の形成方法としては、蒸着法、スパ
ッタ法、ＣＶＤ法等が考えられるが、低温で形成可能
で、段差被覆性が良好であるプラズマＣＶＤ法が好まし
い。

【００６７】また、有機ＥＬ素子を作製した後、素子を
大気中に曝すことなく保護膜を形成することが好まし
い。保護膜の厚さとしては特に制限されるものではない
が、１００〜５０００nmとするとよい。保護膜の厚さが
これより薄いと水分阻止能が低下し、これより厚いと保
護膜の応力による膜剥離や有機ＥＬ素子の特性に影響を
与えるようになってくる。

【００６８】電子注入電極と保護層とを併せた全体の厚
さとしては、特に制限はないが、通常５０〜５００nm程
度とすればよい。

【００６９】その後、表示装置の劣化を防止するため
に、表示装置を封止板などにより封止する。封止板は、
接着性樹脂を用いて密封をする。封止ガスはＡｒ、Ｈ
ｅ、Ｎ₂等の不活性ガスが好ましい。また、必要に応じ
て乾燥剤を添加する。

【００７０】封止板の材料としては、基板と異なる材料
を用いることも可能であるが、好ましくは基板材料と同
様のもの、あるいは同等の熱膨張係数、機械強度を有す
るものがよい。

【００７１】封止板は、スペーサーを用いて高さを調整
し、所望の高さに保持してもよい。

【００７２】本発明において、有機ＥＬ構造体を形成す
る基板としては、非晶質基板たとえばガラス、石英な
ど、結晶基板たとえば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、Ｚ
ｎＳ、ＧａＰ、ＩｎＰなどがあげられ、またこれらの結
晶基板に結晶質、非晶質あるいは金属のバッファ層を形
成した基板も用いることができる。また金属基板として
は、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いる
ことができる。さらに、プラスチック等の樹脂材料、可
撓性を有する材料を用いることもできる。基板材料は、
好ましくはガラス基板、樹脂材料である。基板は、光取
り出し側となる場合、上記電極と同様な光透過性を有す
ることが好ましい。

【００７３】ガラス材として、コストの面からアルカリ
ガラスが好ましいが、この他、ソーダ石灰ガラス、鉛ア
ルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラ
ス、シリカガラス等のガラス組成のものも好ましい。特
に、ソーダガラスで、表面処理の無いガラス材が安価に
使用できる。

【００７４】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。

【００７５】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機ＥＬ素子の発光する光に合わせてカラーフィルター
の特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すれば
よい。

【００７６】また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。

【００７７】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。

【００７８】以上の工程にて素子リークが発生し難い有
機ＥＬ表示装置の作製が可能になる。

【００７９】本発明の有機ＥＬ素子は、例えば、図１に
示すように基板１／正孔注入電極２／導電性高分子３／
正孔輸送層４／発光層５／電子注入層６／無機電子注入
輸送層７／電子注入電極８とが順次積層された構成であ
る。また、基板１側に電子注入電極８が形成されている
逆積層としてもよい。積層構成は、要求される性能や仕
様などにより最適な積層構成とすればよい。有機層は、
正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層等が積層され
た複数層構成としてもよいし、発光層に電子注入輸送機
能、正孔輸送機能などを持たせた単層構成としてもよ
い。

【００８０】有機ＥＬ表示装置は、直流駆動やパルス駆
動され、また交流駆動も可能である。印加電圧は、通
常、２〜３０V 程度である。

【００８１】

【実施例】［実施例１］ＩＴＯ付きガラス基板にＵＶ／
Ｏ₃ 洗浄を行った。ここに、導電性高分子として、ポリ
アニリン誘導体（ＰＥＤＯＴ）をスピンコート法により
５０nmの膜厚で塗布し、その後１４０℃にて１０分焼成
した。

【００８２】この基板を真空蒸着装置に導入し槽内を１
×１０^-4 Ｐａ以下まで減圧した。正孔輸送層としてテ
トラアリールペンジジン化合物を７０nm形成し、その
後、テトラアリールベンジジン化合物とアントラセン誘
導体を共蒸着ホストとし、ルブレン、及びスチリルアミ
ン誘導体を加えて、発光層を６０nm形成した。

【００８３】次に、電子注入輸送層ａとして、アントラ
セン誘導体を２０nm、電子注入層ｂとしてトリス（８−
キノリラト）アルミニウムを１０nm形成した。

【００８４】その後、高抵抗無機電子注入層としてＬｉ
₂ＭｏＯ₄ を１nm形成し、次いで電子注入電極としてア
ルミニウム３００nmを蒸着にて形成した。この有機Ｅ
Ｌ表示装置を、乾燥剤を塗布したガラス板を用いて接着
剤で封止した。

【００８５】このようにして作製した有機ＥＬ表示装置
について、電気特性を測定したところ、電流密度１０mA
／cm² における電圧が５．３V 、輝度が６９０cd／m²
となった。

【００８６】この有機ＥＬ表示装置について、表示装置
のＩＴＯ−陰極間リークを測定する為に、逆バイアス電
圧−３０V でのリーク電流を測定したところ１×１０^-7
A／mm² （サンプル数２００点の平均）以下であり、リ
ーク不良は発生しなかった。

【００８７】上記製造方法にて、２４０×６４画素を有
する有機ＥＬディスプレイパネルを製造し、表示動作を
行なった結果、クロストークの無い良好な発光状態を得
た。

【００８８】このとき用いた導電性高分子の抵抗率は８
×１０⁴ Ω・cmであった。

【００８９】［実施例２］導電性高分子層としてポリア
ニリン誘導体骨格を有する材料を使用したほかは実施例
１と同様にして有機ＥＬディスプレイを製造した。

【００９０】このようにして作製した有機ＥＬ表示装置
について、電気特性を測定したところ、電流密度１０mA
／cm² における電圧が５．８V 、輝度が６００cd／m²
となった。

【００９１】この有機ＥＬ表示装置について、表示装置
のＩＴＯ−陰極間リークを測定する為に、逆バイアス電
圧−３０Ｖでのリーク電流を測定したところ１×１０^-9
A／mm² （サンプル数２００点の平均）以下であり、リ
ーク不良は発生しなかった。

【００９２】上記製造方法にて、２４０×６４画素を有
する有機ＥＬディスプレイパネルを製造し、表示動作を
行なった結果、クロストークの無い良好な発光状態を得
た。

【００９３】このとき用いた導電性高分子の抵抗率は
１．２×１０⁶ Ω・cmであった。

【００９４】［実施例３］導電性高分子層としてポリア
ニリン誘導体骨格を有する材料を使用したほかは実施例
１と同様にして有機ＥＬディスプレイを製造した。

【００９５】このようにして作製した有機ＥＬ表示装置
について、電気特性を測定したところ、電流密度１０mA
／cm² における電圧が６．９V 、輝度が６９０cd／m²
となった。

【００９６】この有機ＥＬ表示装置につＶ）て、表示装
置のＩＴＯ−陰極間リークを測定する為に、逆バイアス
電圧−３０V でのリーク電流を測定したところ１×１０
^-8Ａ／mm² （サンプル数２００点の平均）以下であり、
リーク不良は発生しなかった。

【００９７】上記製造方法にて、２４０×６４画素を有
する有機ＥＬディスプレイパネルを製造し、表示動作を
行なった結果、クロストークの無い良好な発光状態を得
た。このとき用いた導電性高分子の抵抗率は５×１０⁵
Ω・cmであった。

【００９８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電極間の
部分的なショート、あるいは近似的なショート状態を防
止し、リーク電流の発生による誤発光や表示ムラの生じ
ない高品位で歩留まりのよい有機ＥＬ表示装置を実現す
ることができる。

【００９９】また、多階調の表示が可能となり、十分な
画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ素子の概略断面図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２正孔注入電極（第１の電極）３導電性高分子層４正孔輸送層５発光層６電子注入層７無機高抵抗電子注入層８電子注入電極（第２の電極）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒井三千男東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB11 AB17 AB18 BA06 CB01 CB04 DA01 DB03 EB00 5C094 AA09 AA25 AA31 AA42 AA43 BA27 CA19 DA13 DA14 EA05 EA10 EB02 FA01 FA02 FB01 FB12 FB20 GB10 JA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に第１の電極と第２の電極とを順
次有し、これらの電極間に少なくとも１層は発光機能を有する２
層以上の有機層を有し、前記第１の電極と接して導電性高分子層を有し、この導
電性高分子層が異物を包埋する有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】パッシブマトリクス駆動方式の有機ＥＬ
表示装置であって、各画素間の抵抗ＲがＲ＞２０ｎ・Ｖｆ(n)／Ｉｆ(n) （ｎは垂直解像度、Ｖｆ(n)は有機ＥＬ素子に入力する
瞬時電圧、Ｉｆ(n)はその時有機ＥＬ素子に流れる電流
値を表す。）を満たす抵抗になるような導電性高分子層
が形成されている請求項１の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】導電性高分子の抵抗率ρは１×１０³ ＜
ρ＜１×１０⁸ Ω・cmである請求項１または２の有機Ｅ
Ｌ表示装置。
【請求項４】前記導電性高分子層の膜厚は、１０〜２
００nmである請求項１〜３のいずれかの有機ＥＬ表示装
置。
【請求項５】導電性高分子層はポリチオフエンにより
形成されている請求項１〜４のいずれかの有機ＥＬ表示
装置。
【請求項６】導電性高分子層はポリアニリンにより形
成されている請求項１〜４のいずれかの有機ＥＬ表示装
置。