JP2003297583A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホール注入電極層と配線層との電気的な接続
を良好なものとし、接続不良が生じ難く、膜剥がれや膜
細り等のパターニング時の電触の影響を受けにくく、ホ
ール注入電極の着色現象も防止できる有機ＥＬ表示装置
を提供する。 【解決手段】 一対の電極と、これらの電極間に少なく
とも発光機能を有する有機層とを有する有機ＥＬ表示装
置であって、前記電極のうちホール注入電極ないし陽極
２と、このホール注入電極ないし陽極２に電流を供給す
る配線電極３を有し、この配線電極３が、チタン窒化
物、タンタル窒化物、チタン・タンタル窒化物、チタン
炭化物、タンタル炭化物、またはチタン・タンタル炭化
物のいずれかにより形成されている構成の有機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、情報表示パネル、
自動車用の計器パネル、動画・静止画を表示させるディ
スプレイ等、家電製品、自動車、二輪車電装品に使用さ
れ、有機化合物を用いて構成された有機ＥＬ表示装置の
電極構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機ＥＬ素子が盛んに研究され、
実用化されつつある。これは、錫ドープ酸化インジウム
（ＩＴＯ）などの透明電極（ホール注入電極）上にトリ
フェニルジアミン（ＴＰＤ）などのホール輸送材料を蒸
着により薄膜とし、さらにアルミキノリノール錯体（Ａ
ｌｑ3 ）などの蛍光物質を発光層として積層し、さらに
Ｍｇなどの仕事関数の小さな金属電極（電子注入電極）
を形成した基本構成を有する素子で、１０V 前後の電圧
で数１００から数１００００cd/m² ときわめて高い輝度
が得られることで、家電製品、自動車、二輪車電装品等
のディスプレイとして注目されている。

【０００３】このような有機ＥＬ素子を用いてマトリク
スタイプディスプレイ等の表示装置を構成する場合、電
極の配線構造が問題となる場合がある。すなわち、例え
ば図４に示すようにマトリクスディスプレイの一部分に
注目してみると、基板１上に一画素に対応するＩＴＯ電
極層２が成膜され、さらにその周囲にはパッシベーショ
ン膜４が成膜されている。そして、この上に発光層等を
含有した有機層５が積層され、さらに電子注入電極層６
が成膜される。このような構造が紙面に向かって垂直方
向に連続しており、必要な画素数を有するマトリクス１
ライン分を形成している。

【０００４】このとき、各画素に電流を供給する配線電
極も形成されるが、配線電極が、ＩＴＯ形成工程の前に
すでに形成されている場合がある。このため、ホール注
入電極を成膜しようとすると、配線電極の表面が高抵抗
となってホール注入電極層との接続が悪く、接続不良を
生じたり、十分に各画素を駆動することができなくなっ
てしまう場合がある。また、配線電極パターニング時に
電触を生じて、膜剥がれや、パターン細りを生じる場合
があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ホー
ル注入電極層と配線層との電気的な接続を良好なものと
し、接続不良が生じ難く、膜剥がれや膜細り等のパター
ニング時の電触の影響を受けにくく、ホール注入電極の
着色現象も防止できる有機ＥＬ表示装置を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的は以
下の構成により達成される。 （１） 一対の電極と、これらの電極間に少なくとも発
光機能を有する有機層とを有する有機ＥＬ表示装置であ
って、前記電極のうちホール注入電極ないし陽極と、こ
のホール注入電極ないし陽極に電流を供給する配線電極
を有し、この配線電極が、チタン窒化物、タンタル窒化
物、チタン・タンタル窒化物、チタン炭化物、タンタル
炭化物、またはチタン・タンタル炭化物のいずれかによ
り形成されている有機ＥＬ表示装置。 （２） 前記配線電極の膜厚が５０nm以上である上記
（１）の有機ＥＬ表示装置。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬ表示装置は、一
対の電極と、これらの電極間に少なくとも発光機能を有
する有機層とを有する有機ＥＬ表示装置であって、前記
電極のうちホール注入電極ないし陽極と、このホール注
入電極ないし陽極に電流を供給する配線電極を有し、こ
の配線電極が、チタン窒化物、タンタル窒化物、または
チタン・タンタル窒化物のいずれにより形成されている
ものである。

【０００８】このように配線電極の構成材料を、チタン
（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）のいずれか１種または２種
の窒化物または炭化物とすることにより、ホール注入電
極、端子電極との接触界面が安定し、良好な電気的接続
状態を維持できる。また、特に配線電極のパターン時
に、すなわち現像時にアルカリ等による電触を抑制し、
膜剥がれやパターン細りを防止することができ、さらに
は透明電極への着色現象も防止することができる。

【０００９】配線電極の構成材料は、 Ｔｉ_xＮ_1-x （１） と表したとき、ｘ＝０．７〜１であることが好ましい。

【００１０】また、 Ｔｉ_xＴａ_yＮ_z （２） と表したとき、ｘ＝０．７〜１、ｙ＝０．７〜１、Ｚ＝
１−（ｘ＋ｙ）＝０〜０．３であることが好ましい。

【００１１】チタン、タンタルに対して炭素または窒素
の含有量が前記範囲より少なくなると電触防止効果が低
下してくる。一方、炭素または窒素の含有量が多くなり
すぎると、抵抗が上昇してくる。

【００１２】また、炭化物よりは窒化物が好ましく、タ
ンタルよりはチタンが好ましい。

【００１３】電極層の好ましい形状としての具体的な長
さや幅は、製造しようとするディスプレイに流れる電流
等の仕様等に応じて適切な値とすればよいが、通常、そ
の長さは５００〜２０００μm 、幅は２０〜１０００μ
m 程度である。

【００１４】配線電極層の膜厚は、ホール注入電極層へ
の十分な電流を供給できる電流容量を確保できる膜厚と
すればよい。また、膜厚が薄すぎると膜抵抗が増加した
り、逆に厚すぎると、応力や段差の違いにより断線の原
因となる。通常膜厚は、好ましくは１００〜１０００n
m、より好ましくは２００〜５００nm程度である。

【００１５】このような配線電極は、蒸着法、スパッタ
法等により形成することができる。その場合、例えば、
蒸着やスパッタの際にマスクを設けて櫛形の領域を形成
してもよいし、成膜された電極層をエッチングしてもよ
い。

【００１６】スパッタ法により配線電極を成膜した場
合、形成された膜は緻密な膜となり、粗な蒸着膜に比較
して膜中への水分の進入等が非常に少なく、化学的安定
性が高く、長寿命の電極構造が得られる。

【００１７】スパッタ時のスパッタガスの圧力は、０．
２〜２Paの範囲が好ましい。スパッタガスは、通常のス
パッタ装置に使用される不活性ガスが使用できる。ま
た、ＴｉＮ膜を成膜する場合、ＴｉＮターゲットを用い
たスパッタや、ＴｉＮターゲットを用いた反応性スパッ
タにより成膜することができる。反応性スパッタでは、
上記不活性ガスに加えてＮ₂、ＮＨ₃等の反応性ガスが使
用可能である。

【００１８】スパッタ法としてはＲＦ電源を用いた高周
波スパッタ法や、ＤＣスパッタ法等の中から好適なスパ
ッタ法を用いて成膜すればよい。スパッタ装置の電力と
しては、好ましくはＤＣスパッタでは、ターゲット面内
平均で０．１〜１０Ｗ／cm²、ＲＦスパッタで１〜１０
Ｗ／cm²の範囲である。また、成膜レートは５〜１００n
m／min 、特に生産性の面から５０nm／min 以上が好ま
しい。

【００１９】配線電極を蒸着法で形成する場合、真空蒸
着の条件は特に限定されないが、１０^-4Pa以下の真空度
とし、蒸着速度は０．１〜５nm／sec 程度、特に生産面
から１nm／sec 以上とすることが好ましい。また、真空
中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で
連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸着するこ
とを防げるため、高特性が得られる。

【００２０】また、本発明では、配線電極層を形成した
後、さらにその上に保護層を形成してもよい。この場合
の保護層としては、配線電極層よりも十分に酸化され難
い金属であればよい。保護層の膜厚としては、好ましく
は５０〜３００nm程度である。保護層は、下地層、電極
層上に、通常、これらと同一な形状、あるいは若干これ
らよりも短く形成される。形成方法は、上記下地層、電
極層に準じればよい。

【００２１】なお、上記配線構造を介して電子注入電極
層と接続される端子は、通常、有機ＥＬ表示装置の外部
回路（駆動回路）と接続され、電子注入電極層に駆動電
流を供給する。一般に端子は、基板上の封止板により封
止されている部位以外の露出した部分に形成され、コネ
クタ、接触子（金属）、異方性導電ゴム、あるいは直接
ハンダ付される等して外部回路と接続される。端子は、
Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ａｇ，Ａｕ等の導電材
料により構成される。

【００２２】本発明の電極構造は、マトリクスタイプの
ディスプレイやセグメントタイプのディスプレイ等、種
々の有機ＥＬ構造体を用いたディスプレイに応用するこ
とができる。

【００２３】本発明の配線電極は、例えば図１〜３に示
すように、基板１上に形成された透明電極（ホール注入
電極ないし陽極）２と少なくともその一部で接触し、電
気的に接続されるように形成される。このとき、図１，
２に示すように透明電極２と配線電極との接続部、およ
び／または配線電極の略全体がパッシベーション層（絶
縁層）４で覆われているようにするとよい。ここで、図
１、２は本発明の配線電極３と透明電極２およびパッシ
ベーション層４との関係を示した図であり、図１は第１
の態様を、図２は第２の態様を示している。

【００２４】また、図３はこのような配線電極４が形成
されたマトリクス状のディスプレイの構成例を示す一部
平面図である。図において、基板１上にはストライプ状
にパターニングされたＩＴＯ等の透明電極２が形成され
ており、その透明電極２の長手方向にこれと接するよう
にして配線電極３が形成され、パターニングされてい
る。また。これらの透明電極２の一部と、配線電極３を
覆い、透明電極２上の画素となる発光部分を開口するよ
うにパッシベーション層４が形成、パターニングされて
いる。

【００２５】さらに、このパッシベーション層上には、
前記透明電極２のパターンと直交するように電子注入電
極（図示せず）等を分離、パターニングするための素子
分離構造体７が形成されている。また、図１，２は図３
におけるＢ−Ｂ’一部断面矢視図となっている。

【００２６】次に、本発明の有機ＥＬ表示装置を構成す
る有機ＥＬ構造体について説明する。

【００２７】本発明に用いられる有機ＥＬ構造体は、例
えば図４に示すように基板１上にＩＴＯ等のホール注入
電極２と、その周囲にパッシベーション層４と、１種以
上の有機層５と、電子注入電極６とを有する。この図は
図３におけるＡ−Ａ’一部断面矢視図に相当する。な
お、図において各画素を構成するホール注入電極層を接
続するための配線電極等は省略している。また、有機層
５は、それぞれ少なくとも１層のホール輸送層および発
光層を有し、その上に電子注入電極を有し、さらに最上
層として保護電極を設けてもよい。なお、ホール輸送層
はなくてもよい。さらに、パッシベーション層４の上に
は素子分離構造体７が形成されている。

【００２８】ホール注入電極ないし陽極は、通常基板側
から発光した光を取り出す構成であるため、透明ないし
半透明な電極が好ましい。透明電極としては、ＩＴＯ
（錫ドープ酸化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化
インジウム）、ＺｎＯ、ＳｎＯ ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 等が挙げ
られるが、好ましくはＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウ
ム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）が好まし
い。ＩＴＯは、通常Ｉｎ₂Ｏ₃とＳｎＯとを化学量論組成
で含有するが、Ｏ量は多少これから偏倚していてもよ
い。

【００２９】ホール注入電極は、発光波長帯域、通常３
５０〜８００nm、特に各発光光に対する光透過率が８０
％以上、特に９０％以上であることが好ましい。発光光
はホール注入電極を通って取り出されるため、その透過
率が低くなると、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が得られなくなる傾向がある。
ただし、発光光を取り出す側が８０％以上であればよ
い。

【００３０】ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十
分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは１
０〜５００nm、さらには３０〜３００nm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
剥離、加工性の悪化、膜内応力による障害、光透過性の
低下や、表面の粗さによるリーク等の問題が生じてく
る。逆に厚さが薄すぎると、製造時の膜強度やホール輸
送能力、抵抗値の点で問題がある。

【００３１】このホール注入電極層は蒸着法等によって
も形成できるが、好ましくはスパッタ法により形成する
ことが好ましい。

【００３２】電子注入電極層としては、低仕事関数の物
質が好ましく、例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚ
ｎ、Ｚｒ等の金属元素単体、または安定性を向上させる
ためにそれらを含む２成分、３成分の合金系を用いるこ
とが好ましい。合金系としては、例えばＭｇＡｇ（Ａ
ｇ：０．１〜５０at％）、ＡｌＬｉ（Ｌｉ：０．０１〜
１２at％）、ＩｎＭｇ（Ｍｇ：５０〜８０at％）、Ａｌ
Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜２０at％）、ＬｉＦ等が挙げら
れる。電子注入電極は蒸着法やスパッタ法で形成するこ
とが可能である。

【００３３】電子注入電極層の厚さは、電子注入を十分
行える一定以上の厚さとすれば良く、０．５nm以上、好
ましくは１nm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１〜５００nm程度とすれ
ばよい。電子注入電極層の上には、さらに保護電極を設
けてもよい。

【００３４】保護電極の厚さは、電子注入効率を確保
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは５０nm以
上、さらには１００nm以上、特に１００〜１０００nmの
範囲が好ましい。保護電極層が薄すぎると、その効果が
得られず、また、保護電極層の段差被覆性が低くなって
しまい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一方、
保護電極層が厚すぎると、保護電極層の応力が大きくな
るため、ダークスポットの成長速度が速くなってしま
う。

【００３５】電子注入電極と保護電極とを併せた全体の
厚さとしては、特に制限はないが、通常１００〜１００
０nm程度とすればよい。

【００３６】電極成膜後に、前記保護電極に加えて、Ｓ
ｉＯ_X 等の無機材料、ポリテトラフルオロエチレン（登
録商標テフロン）、塩素を含むフッ化炭素重合体等の有
機材料等を用いた保護膜を形成してもよい。保護膜は透
明でも不透明であってもよく、保護膜の厚さは５０〜１
２００nm程度とする。保護膜は、前記の反応性スパッタ
法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着法、ＰＥＣＶＤ法
等により形成すればよい。

【００３７】さらに、表示装置の有機層や電極の酸化を
防ぐために、表示装置上に封止層を形成することが好ま
しい。封止層は、湿気の侵入を防ぐために、接着性樹脂
層を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、Ａ
ｒ、Ｈｅ、Ｎ₂ 等の不活性ガス等が好ましい。また、こ
の封止ガスの水分含有量は、１００ ppm以下、より好ま
しくは１０ ppm以下、特には１ ppm以下であることが好
ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常
０．１ ppm程度である。

【００３８】封止板の材料としては、好ましくは平板状
であって、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材
料が挙げられるが、特にガラスが好ましい。このような
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、
好ましい。封止板としては、ガラス板以外にも、金属
板、プラスチック板等を用いることもできる。

【００３９】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。スペーサーの材料と
しては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガ
ラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好
ましい。スペーサーは、通常、粒径の揃った粒状物であ
るが、その形状は特に限定されるものではなく、スペー
サーとしての機能に支障のないものであれば種々の形状
であってもよい。その大きさとしては、円換算の直径が
１〜２０μm 、より好ましくは１〜１０μm 、特に２〜
８μm が好ましい。このような直径のものは、粒長１０
０μm 以下程度であることが好ましく、その下限は特に
規制されるものではないが、通常直径と同程度以上であ
る。

【００４０】なお、封止板に凹部を形成した場合には、
スペーサーは使用しても、使用しなくてもよい。使用す
る場合の好ましい大きさとしては、前記範囲でよいが、
特に２〜８μm の範囲が好ましい。

【００４１】スペーサーは、予め封止用接着剤中に混入
されていても、接着時に混入してもよい。封止用接着剤
中におけるスペーサーの含有量は、好ましくは０．０１
〜３０質量％、より好ましくは０．１〜５質量％であ
る。

【００４２】接着剤としては、安定した接着強度が保
て、気密性が良好なものであれば特に限定されるもので
はないが、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ
樹脂接着剤を用いることが好ましい。

【００４３】基板材料としては特に限定するものではな
く、積層する有機ＥＬ構造体の電極の材質等により適宜
決めることができ、例えば、Ａｌ等の金属材料や、ガラ
ス、石英や樹脂等の透明ないし半透明材料、あるいは不
透明であってもよく、この場合はガラス等のほか、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、フェノール樹脂等
の熱硬化性樹脂、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂な
どを用いることができる。

【００４４】次に、有機ＥＬ構造体に設けられる有機物
層について述べる。

【００４５】発光層は、ホール（正孔）および電子の注
入機能、それらの輸送機能、ホール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。発光層には、比較
的電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子
とホールを容易かつバランス良く注入・輸送することが
できる。

【００４６】ホール注入輸送層は、ホール注入電極から
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有するものであり、
電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容
易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホール
を妨げる機能を有するものである。これらの層は、発光
層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再
結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。

【００４７】発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さお
よび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものでは
なく、形成方法によっても異なるが、通常５〜５００nm
程度、特に１０〜３００nmとすることが好ましい。

【００４８】ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度または１／１０〜１０倍程度とすれば
よい。ホールまたは電子の各々の注入層と輸送層とを分
ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は１nm以上とす
るのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上
限は、通常、注入層で５００nm程度、輸送層で５００nm
程度である。このような膜厚については、注入輸送層を
２層設けるときも同じである。

【００４９】有機ＥＬ素子の発光層には、発光機能を有
する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような
蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９
２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、特願平６−１１０５６９号
のフェニルアントラセン誘導体、特願平６−１１４４５
６号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】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は０．０１〜２０質量% 、さらには
０．１〜１５質量% であることが好ましい。ホスト物質
と組み合わせて使用することによって、ホスト物質の発
光波長特性を変化させることができ、長波長に移行した
発光が可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が
向上する。

【００５１】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには８−キノリノールまたはその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９
２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０７３
３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８
７４号等に開示されているものを挙げることができる。

【００５２】具体的には、まず、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］等がある。

【００５３】また、８−キノリノールまたはその誘導体
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム(III)
、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（オルト−
クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（メタークレゾラト）アルミニウム
(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ
−クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル
−８−キノリノラト）（オルト−フェニルフェノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノ
ラト）（メタ−フェニルフェノラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）（２，３−ジメチルフェノ
ラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キ
ノリノラト）（２，６−ジメチルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（３，４−ジメチルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（３，５−ジメ
チルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２，６−ジフェニルフェノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラ
ト）（２，４，６−トリフェニルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（２，３，６−トリメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（２，
３，５，６−テトラメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（１−ナ
フトラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）
（オルト−フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，
４−ジメチル−８−キノリノラト）（メタ−フェニルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジメチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチル−８
−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４−エチ
ル−８−キノリノラト）（パラ−クレゾラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キ
ノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミニウ
ム(III) 、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリ
ノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−６−トリフルオロメチル−８−キノ
リノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(III) 等が
ある。

【００５４】このほか、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス
（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キ
ノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス（４−エチル−
２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス（４−エチル−２−メチル−８−キノ
リノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４
−メトキシキノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス（２−メチル−４−メトキシキノリノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（５−シアノ−２−メチル−
８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス（５−シアノ−２−メチル−８−キノリノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−５−トリフルオ
ロメチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル
−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 等であっても
よい。

【００５５】このほかのホスト物質としては、特願平６
−１１０５６９号に記載のフェニルアントラセン誘導体
や特願平６−１１４４５６号に記載のテトラアリールエ
テン誘導体なども好ましい。

【００５６】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。

【００５７】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く、
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。このような混合層における化合物の含有量
は、０．０１〜２０質量% 、さらには０．１〜１５質量
% とすることが好ましい。

【００５８】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。

【００５９】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
注入輸送層用の化合物および電子注入輸送層用の化合物
の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送層
用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、
例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導
体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。

【００６０】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を用いることが好まし
い。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のも好ましい。

【００６１】ホール注入輸送層用の化合物としては、強
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール輸送
材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチ
リルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を
用いるのが好ましい。

【００６２】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注
入輸送性化合物の化合物／電子注入輸送機能を有する化
合物の重量比が、１／９９〜９９／１、さらに好ましく
は１０／９０〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０
〜８０／２０程度となるようにすることが好ましい。

【００６３】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが
好ましい。具体的には１〜８５nmとすることが好まし
く、さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすること
が好ましい。

【００６４】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸
発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させ
てコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに
形成する。

【００６５】ホール注入輸送層には、例えば、特開昭６
３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４号公
報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４６８１
号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５−２
９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公報、特
開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００１７２
号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されている各
種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラア
リールベンジシン化合物（トリアリールジアミンないし
トリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級アミン、
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、アミノ基を有するオキサ
ジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの
化合物は、１種のみを用いても、２種以上を併用しても
よい。２種以上を併用するときは、別層にして積層した
り、混合したりすればよい。

【００６６】ホール注入輸送層をホール注入層とホール
輸送層とに分けて設層する場合は、ホール注入輸送層用
の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いるこ
とができる。このとき、ホール注入電極（ＩＴＯ等）側
からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の順に積層す
ることが好ましい。また、ホール注入電極表面には薄膜
性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような
積層順については、ホール注入輸送層を２層以上設ける
ときも同様である。このような積層順とすることによっ
て、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポ
ットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化す
る場合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜
も均一かつピンホールフリーとすることができるため、
ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部
に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変
化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホー
ル注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着
することにより形成することができる。

【００６７】電子注入輸送層には、トリス（８−キノリ
ノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）等の８−キノリノー
ルまたはその誘導体を配位子とする有機金属錯体などの
キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリ
ン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオ
レン誘導体等を用いることができる。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−キノリノラト）アルミニウム等を使用する
ことが好ましい。電子注入輸送層の形成は、発光層と同
様に、蒸着等によればよい。

【００６８】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については、電子注入輸送層を２層以上設け
るときも同様である。

【００６９】ホール注入輸送層、発光層および電子注入
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、
真空蒸着法を用いることが好ましい。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０．１μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μm 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、ホールの注入効率も著し
く低下する。

【００７０】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりする
ことができる。

【００７１】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】蛍光変換フィルター膜は、ＥＬ発光の光を
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。

【００７７】ホール注入輸送層、発光層および電子注入
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、
真空蒸着法を用いることが好ましい。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０．１μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μm 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、ホールの注入効率も著し
く低下する。

【００７８】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりする
ことができる。

【００７９】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。

【００８０】有機ＥＬ素子は、直流駆動やパルス駆動さ
れ、交流駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、
２〜３０V 程度である。

【００８１】

【実施例】次に実施例を示し、本発明をより具体的に説
明する。 ＜実施例１＞ガラス基板上に、ＩＴＯ透明電極（ホール
注入電極）をスパッタ法にて約１００nm成膜した。得ら
れたＩＴＯ薄膜を、フォトリソグラフィーの手法により
パターニング、エッチング処理し、６４×２５６ドット
（画素）のパターンを構成するホール注入電極層を形成
した。

【００８２】次いで、配線電極としてＴｉ_1-xＮ_x をス
パッタ法にて３００nmの膜厚に成膜し、フォトリソグラ
フィーによりパターニングを行った。このときｘを５，
３０としたサンプル１，２を作製した。また、比較サン
プルとして、窒化しないチタン１００％、タンタル１０
０％の比較サンプル１，２も作製した。このときの配線
電極の抵抗率は、サンプル１（Ｎ：５ mol％）で３×１
０^-4 Ωcm、サンプル２（Ｎ：３０ mol％）で３×１０
^-4 Ωcmとなり、配線抵抗としては膜厚を十分取れば問
題のないことがわかった。

【００８３】また、配線抵抗パターニング時、サンプル
１，２には異常が見られなかったが、比較サンプル１，
２では、電触による配線細りが観察され、ＩＴＯの着色
現象が観察された。

【００８４】さらに、発光部分を除いてパッシベーショ
ン膜（ＳｉＯ₂）を成膜（パターニング）した。その
後、各電子注入電極を分離するために素子分離構造体を
形成した。

【００８５】ＩＴＯ透明電極、下地層、電極層等が形成
されている基板の表面をＵＶ／Ｏ₃洗浄した後、例えば
特開平１０−２２３３７６号公報に示されているよう
な、有機層の遮蔽機能のあるひさし構造を有する素子分
離構造体を形成し、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定
して、槽内を１×１０^-4Pa以下まで減圧した。４，
４’，４”−トリス（−Ｎ−（３−メチルフェニル）−
Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下、ｍ−
ＭＴＤＡＴＡ）を蒸着速度０．２nm／sec.で４０nmの厚
さに蒸着し、ホール注入層とし、次いで減圧状態を保っ
たまま、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル
−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（以下、
ＴＰＤ）を蒸着速度０．２nm／sec.で３５nmの厚さに蒸
着し、ホール輸送層とした。さらに、減圧を保ったま
ま、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、
Ａｌｑ3 ）を蒸着速度０．２nm／sec.で５０nmの厚さに
蒸着して、電子注入輸送・発光層とした。

【００８６】次いで、減圧を保ったまま、このＥＬ素子
構造体基板を真空蒸着装置からスパッタ装置に移し、ス
パッタ圧力１．０PaにてＡｌＬｉ電子注入電極（Ｌｉ濃
度：７．２at％）を５０nmの厚さに成膜した。その際ス
パッタガスにはＡｒを用い、投入電力は１００Ｗ、ター
ゲットの大きさは４インチ径、基板とターゲットの距離
は９０mmとした。さらに、減圧を保ったまま、このＥＬ
素子基板を他のスパッタ装置に移し、Ａｌターゲットを
用いたＤＣスパッタ法により、スパッタ圧力０．３Paに
てＡｌ保護電極を２００nmの厚さに成膜した。この時ス
パッタガスにはＡｒを用い、投入電力は５００Ｗ、ター
ゲットの大きさは４インチ径、基板とターゲットの距離
は９０mmとした。

【００８７】最後にガラス封止板を貼り合わせ、図１、
４に示すような電極構造を有する有機ＥＬ表示装置とし
た。

【００８８】得られた各有機ＥＬ表示装置を、大気中で
直流電圧を印加し、１０mA／cm² の定電流密度で連続駆
動させたところ、良好な発光特性を示した。

【００８９】＜実施例２＞実施例１において、Ｔｉの代
わりにＴａを用いた。その他は実施例１と同様にして有
機ＥＬ表示装置を得た。

【００９０】得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同
様にして評価したところ、ほぼ同様な結果が得られた。
また、実施例１，２において、窒素の代わりに炭素を用
いてもほぼ同様の結果が得られた。

【００９１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子注入
電極層と電極層との電気的な接続を良好なものとし、接
続不良が生じ難く、かつ接続抵抗の小さな有機ＥＬ表示
装置、および有機ＥＬ表示装置の製造方法を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の態様である配線電極層とホール
注入電極層との関係を模式的に表した一部概略断面図で
ある。

【図２】本発明の第２の態様である配線電極層とホール
注入電極層との関係を模式的に表した一部概略断面図で
ある。

【図３】有機ＥＬ構造体を有する表示装置の一部を概念
的に表した平面図である。

【図４】有機ＥＬ構造体を有する表示装置の一部を表し
た概略断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ ホール注入電極層 ３ 配線電極 ４ 有機層 ５ 電子注入電極層 ６ パッシベーション層 ７ 素子分離構造体

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 AB04 AB05 AB15 BA06 BB01 CC00 CC04 DB03 5C094 AA46 AA53 BA01 BA27 CA19 DA13 EA04 EA10 FA02 FB12 FB20 HA08 JA08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極と、これらの電極間に少なく
   とも発光機能を有する有機層とを有する有機ＥＬ表示装
   置であって、 前記電極のうちホール注入電極ないし陽極と、このホー
   ル注入電極ないし陽極に電流を供給する配線電極を有
   し、 この配線電極が、チタン窒化物、タンタル窒化物、チタ
   ン・タンタル窒化物、チタン炭化物、タンタル炭化物、
   またはチタン・タンタル炭化物のいずれかにより形成さ
   れている有機ＥＬ表示装置。
2. 【請求項２】 前記配線電極の膜厚が５０nm以上である
   請求項１の有機ＥＬ表示装置。