JP2005100973A - Light emitting element and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、エレクトロルミネセンス材料を利用した発光素子に係り、特に一対の電極間に有機化合物層を積層させた発光素子の素子構造に関する。 The present invention relates to a light emitting element using an electroluminescent material, and more particularly to an element structure of a light emitting element in which an organic compound layer is laminated between a pair of electrodes.
一対の電極間に主として有機化合物を含む層を介在させて、エレクトロルミネセンス(以下「EL」ともいう。)を発現させる発光素子が注目されている。この発光素子は、一方の電極から注入された正孔と、他方の電極から注入された電子とが再結合して発光中心を励起して、それが基底状態に戻るときに光を放出する現象を利用している。すなわち、この発光素子は、一対の電極間にキャリア輸送特性の異なる有機化合物を積層し、一方の電極からは正孔を注入し、他方の電極からは電子を注入するように形成している。有機化合物への正孔及び電子の注入性は、電極を形成する材料の仕事関数の大小をもって一つの指標とされ、正孔を注入する側の電極には仕事関数が高いことが好ましく、電子を注入する側の電極には仕事関数が低い材料が望まれている。 A light-emitting element that exhibits electroluminescence (hereinafter also referred to as “EL”) by interposing a layer mainly containing an organic compound between a pair of electrodes has attracted attention. In this light-emitting element, the holes injected from one electrode and the electrons injected from the other electrode recombine to excite the emission center and emit light when it returns to the ground state. Is used. That is, this light-emitting element is formed such that organic compounds having different carrier transport properties are stacked between a pair of electrodes, holes are injected from one electrode, and electrons are injected from the other electrode. The injectability of holes and electrons into an organic compound is regarded as one index based on the work function of the material forming the electrode, and the work function of the electrode on the hole injection side is preferably high. A material having a low work function is desired for the electrode on the injection side.
従来、陽極と呼ばれる正孔を注入する側の電極には、仕事関数が約5eVである酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)が用いられ、正孔輸送性の高い有機化合物と接触させていた。また、陰極と呼ばれる電子を注入する側の電極には、仕事関数が低いLiやMgなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属をアルミニウムなどを含ませた材料が用いられ、電子輸送性の高い材料と接触を形成している。 Conventionally, an indium tin oxide (ITO) having a work function of about 5 eV has been used for an electrode called an anode on the side of injecting holes, which has been brought into contact with an organic compound having a high hole transporting property. . In addition, an electrode called a cathode, which is used for injecting electrons, is made of a material having a low work function and containing an alkali metal or alkaline earth metal such as Li or Mg, and has a high electron transporting property. Forming contact.
有機化合物としては、銅フタロシアニン(CuPc)などの正孔注入層、芳香族アミン系材料である4,4’−ビス−[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)などの正孔輸送層、トリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体(Alq3)などの電子注入層若しくは電子輸送層の他に、Alq3やルブレンなどの発光材料や、ホスト材料にキナクリドンなどのゲスト材料が添加された発光層が知られている。 Examples of the organic compound include a hole injection layer such as copper phthalocyanine (CuPc), and 4,4′-bis- [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (α-NPD) which is an aromatic amine material. In addition to a hole transport layer such as tris-8-quinolinolato aluminum complex (Alq 3 ), a light emitting material such as Alq 3 and rubrene, and a guest material such as quinacridone as a host material A light emitting layer to which a material is added is known.
発光素子の特性向上を図るためには、電極から電子及び正孔を効率良く注入し、注入された電荷を効率よく発光層に輸送し、電子と正孔の再結合効率の向上させ、再結合後の発光効率を上げることなどが必要とされている。 In order to improve the characteristics of light-emitting elements, electrons and holes are efficiently injected from the electrode, the injected charges are efficiently transported to the light-emitting layer, the recombination efficiency of electrons and holes is improved, and recombination is performed. There is a need to increase the luminous efficiency later.
しかしながら、従来の有機化合物を無機材料で形成される電極上に積層させた構造の発光素子では、十分な輝度が得られなかった。また、消費電力が高く、輝度の半減寿命が短く安定性に関して改善すべき課題を有している。 However, in a light emitting device having a structure in which a conventional organic compound is stacked on an electrode formed of an inorganic material, sufficient luminance cannot be obtained. In addition, the power consumption is high, the half life of luminance is short, and there are problems to be improved regarding stability.
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、発光特性が良好で、低消費電力で明るく、安定性の高い発光素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a light-emitting element that has good light-emitting characteristics, is bright with low power consumption, and has high stability.
本発明は、正孔を注入する側の電極(陽極)(以下「正孔注入電極」という。)と正孔輸送性の有機化合物を含む層(正孔注入層若しくは正孔輸送層)との間に、トンネル電流が流れる絶縁性または半絶縁性のバリア層を設けた発光素子である。すなわち、ITOに代表される透光性酸化物導電膜と、有機化合物を含む正孔注入層との間に、珪素若しくは酸化珪素と透光性酸化物導電材料を含む薄い絶縁性または半絶縁性のバリア層を介在させた発光素子である。または、珪素若しくは酸化珪素と透光性酸化物導電材料と炭素とを含む薄い絶縁性または半絶縁性のバリア層を介在させた発光素子である。 The present invention comprises an electrode (anode) on the hole injection side (hereinafter referred to as “hole injection electrode”) and a layer containing a hole transporting organic compound (hole injection layer or hole transport layer). It is a light emitting element provided with an insulating or semi-insulating barrier layer through which a tunnel current flows. That is, a thin insulating or semi-insulating material containing silicon or silicon oxide and a light-transmitting oxide conductive material between a light-transmitting oxide conductive film typified by ITO and a hole injection layer containing an organic compound It is a light emitting element in which the barrier layer is interposed. Alternatively, the light-emitting element includes a thin insulating or semi-insulating barrier layer including silicon or silicon oxide, a light-transmitting oxide conductive material, and carbon.
本発明の発光素子の一は、珪素または酸化珪素を含む透光性酸化物導電層で形成された正孔注入電極と、有機化合物で形成された正孔注入層または正孔輸送層との間に、トンネル電流が流れる絶縁性または半絶縁性のバリア層を設けている。 One of the light-emitting elements of the present invention is between a hole injection electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide and a hole injection layer or a hole transport layer formed of an organic compound. In addition, an insulating or semi-insulating barrier layer through which a tunnel current flows is provided.
本発明の発光素子の一は、珪素または酸化珪素を含む透光性酸化物導電層で形成された正孔注入電極と、有機化合物で形成された正孔注入層または正孔輸送層との間に、正孔の注入効率を向上させる絶縁性または半絶縁性のバリア層が設けている。 One of the light-emitting elements of the present invention is between a hole injection electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide and a hole injection layer or a hole transport layer formed of an organic compound. Further, an insulating or semi-insulating barrier layer for improving the hole injection efficiency is provided.
本発明の発光素子の一は、珪素または酸化珪素を含む透光性酸化物導電層で形成された正孔注入電極と、有機化合物で形成された正孔注入層または正孔輸送層とが密接しないように、トンネル電流が流れる絶縁性または半絶縁性のバリア層を設けている。 In a light-emitting element of the present invention, a hole injection electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide and a hole injection layer or a hole transport layer formed of an organic compound are in close contact with each other. In order to prevent this, an insulating or semi-insulating barrier layer through which a tunnel current flows is provided.
本発明の発光素子の一は、珪素または酸化珪素を含む透光性酸化物導電層で形成された正孔注入電極と、有機化合物で形成された正孔注入層または正孔輸送層とが密接しないように、正孔の注入効率を向上させる絶縁性または半絶縁性のバリア層が設けている。 In a light-emitting element of the present invention, a hole injection electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide and a hole injection layer or a hole transport layer formed of an organic compound are in close contact with each other. Therefore, an insulating or semi-insulating barrier layer that improves the hole injection efficiency is provided.
本発明の発光素子の一は、珪素または酸化珪素を含む透光性酸化物導電層で形成された正孔注入電極と、有機化合物で形成された正孔注入層または正孔輸送層との間に、バリア層が設けられている。そのバリア層は正孔注入電極の表面に形成され、珪素または酸化珪素を含んでいる。 One of the light-emitting elements of the present invention is between a hole injection electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide and a hole injection layer or a hole transport layer formed of an organic compound. In addition, a barrier layer is provided. The barrier layer is formed on the surface of the hole injection electrode and contains silicon or silicon oxide.
本発明の発光素子の一は、珪素または酸化珪素を含む透光性酸化物導電層で形成された正孔注入電極と、有機化合物で形成された正孔注入層または正孔輸送層とが密接しないように、正孔注入電極の表面に珪素または酸化珪素を含むバリア層が設けている。 In a light-emitting element of the present invention, a hole injection electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide and a hole injection layer or a hole transport layer formed of an organic compound are in close contact with each other. In order to prevent this, a barrier layer containing silicon or silicon oxide is provided on the surface of the hole injection electrode.
本発明の一は、珪素または酸化珪素を含む透光性酸化物導電層で形成された正孔注入電極の表面に、トンネル電流が流れる絶縁性または半絶縁性のバリア層を形成し、該バリア層上に有機化合物で形成される正孔注入層または正孔輸送層を形成する工程を含んでいる。 According to one aspect of the present invention, an insulating or semi-insulating barrier layer through which a tunnel current flows is formed on the surface of a hole injection electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide. Forming a hole injection layer or a hole transport layer formed of an organic compound on the layer;
本発明の一は、珪素または酸化珪素を含む透光性酸化物導電層で形成された正孔注入電極の表面に、正孔の注入効率を向上させる絶縁性または半絶縁性のバリア層を形成し、該バリア層上に有機化合物で形成される正孔注入層または正孔輸送層を形成する工程を含んでいる。 According to one aspect of the present invention, an insulating or semi-insulating barrier layer that improves hole injection efficiency is formed on the surface of a hole injection electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide. And a step of forming a hole injection layer or a hole transport layer formed of an organic compound on the barrier layer.
本発明の一は、珪素または酸化珪素を含む酸化インジウムスズで形成された正孔注入電極の表面に、酸化インジウムスズを選択的に除去して珪素または酸化珪素を残存させて形成されたバリア層を形成し、該バリア層上に有機化合物で形成される正孔注入層または正孔輸送層を形成する工程を含んでいる。 One aspect of the present invention is a barrier layer formed by selectively removing indium tin oxide and leaving silicon or silicon oxide on the surface of a hole injection electrode formed of silicon or indium tin oxide containing silicon oxide. And forming a hole injection layer or a hole transport layer formed of an organic compound on the barrier layer.
本発明の一は、絶縁表面に珪素または酸化珪素を含む透光性酸化物導電層で形成された正孔注入電極を形成し、その上に感光性の有機樹脂材料を塗布した後、露光処理して非感光部を除去するように現像し、正孔注入電極が露出する開口部を有する有機樹脂層を形成し、加熱処理の後導電層上に有機化合物で形成される正孔注入層を形成する工程を含んでいる。 According to one aspect of the present invention, a hole injection electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide is formed on an insulating surface, and a photosensitive organic resin material is applied thereon, followed by an exposure process. And developing so as to remove the non-photosensitive portion, forming an organic resin layer having an opening through which the hole injection electrode is exposed, and forming a hole injection layer formed of an organic compound on the conductive layer after the heat treatment. Forming.
透光性酸化物導電層は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。好ましくは、正孔注入電極を、その透光性酸化物導電材料と酸化珪素を含むターゲト材をスパッタリング法で形成する。 For the light-transmitting oxide conductive layer, other light-transmitting oxide conductive materials such as indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZO), and zinc oxide added with gallium (GZO) are used. It is possible. Preferably, the hole injection electrode is formed by sputtering a target material containing the light-transmitting oxide conductive material and silicon oxide.
上記のように構成した発光素子は、正孔注入電極と正孔注入層とが直接接しないことにより、正孔注入電極がもつ本来の仕事関数の効果が発現され、正孔注入層に対する正孔注入効率が向上し、発光特性を高めることができる。 In the light emitting device configured as described above, since the hole injection electrode and the hole injection layer are not in direct contact with each other, the effect of the original work function of the hole injection electrode is exhibited, and the hole in the hole injection layer Injection efficiency is improved, and light emission characteristics can be improved.
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する態様において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in the modes described below, the same reference numeral is used in common in different drawings.
発光素子は、透光性酸化物導電層で形成される正孔注入電極と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む電子注入性の電極(陰極)(以下「電子注入電極」という。)との間に、ELを発現する有機化合物を含む層を積層させた素子構造を有している。有機化合物を含む層は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などを含んで積層させることが好ましい。また、正孔注入電極と正孔輸送層との間に正孔注入層を設けても良い。電子注入電極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。正孔注入層と正孔輸送層、及び電子注入層と電子輸送層との区別は必ずしも厳密なものではなく、これらは正孔輸送性(正孔移動度)及び電子輸送性(電子移動度)が特に重要な特性である意味において同じである。また、電子輸送層と発光層の間に正孔ブロック層を設けた構成としても良い。発光層はホスト材料に顔料や金属錯体などのゲスト材料を添加して、発光色を異ならせた構成としても良い。すなわち、発光層は蛍光物質または燐光物質を含ませて形成すれば良い。 The light-emitting element includes a hole-injecting electrode formed of a light-transmitting oxide conductive layer and an electron-injecting electrode (cathode) containing an alkali metal or an alkaline earth metal (hereinafter referred to as “electron-injecting electrode”). It has an element structure in which layers containing an organic compound that expresses EL are stacked. The layer containing an organic compound is preferably stacked including a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and the like. Further, a hole injection layer may be provided between the hole injection electrode and the hole transport layer. An electron injection layer may be provided between the electron injection electrode and the electron transport layer. The distinction between a hole injection layer and a hole transport layer, and an electron injection layer and an electron transport layer is not necessarily strict, and these are hole transportability (hole mobility) and electron transportability (electron mobility). Is the same in the sense that is a particularly important property. Alternatively, a hole blocking layer may be provided between the electron transport layer and the light emitting layer. The light emitting layer may have a configuration in which a guest material such as a pigment or a metal complex is added to the host material to change the emission color. That is, the light emitting layer may be formed by including a fluorescent material or a phosphorescent material.
有機化合物を含む層若しくは有機化合物層は、キャリア輸送特性の観点から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などが含まれている。正孔注入層と正孔輸送層との区別は必ずしも厳密なものではない。これらは正孔輸送性(正孔移動度)が特に重要な特性である意味において同じである。便宜上、正孔注入層は陽極に接する側の層であり、正孔注入層に接する層を正孔輸送層と呼んで区別する。電子輸送層、電子注入層についても同様である。陰極に接する層を電子注入層と呼び、電子注入層に接する層を電子輸送層と呼んでいる。発光層は電子輸送層を兼ねる場合もあり、発光性電子輸送層とも呼ばれる。また、発光素子は、有機化合物のみでなく、有機材料と無機材料とを複合化した材料、有機化合物に金属錯体を添加した材料などを用いても、同様な機能を発現するものであれば置換して適用することができる。 The layer containing an organic compound or the organic compound layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like from the viewpoint of carrier transport characteristics. The distinction between a hole injection layer and a hole transport layer is not necessarily strict. These are the same in the sense that hole transportability (hole mobility) is a particularly important characteristic. For convenience, the hole injection layer is a layer in contact with the anode, and the layer in contact with the hole injection layer is referred to as a hole transport layer for distinction. The same applies to the electron transport layer and the electron injection layer. The layer in contact with the cathode is called an electron injection layer, and the layer in contact with the electron injection layer is called an electron transport layer. The light emitting layer may also serve as an electron transport layer, and is also referred to as a light emitting electron transport layer. In addition, a light-emitting element is replaced not only with an organic compound but also with a material in which an organic material and an inorganic material are combined, or a material in which a metal complex is added to an organic compound. And can be applied.
正孔注入電極は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)などから選ばれる透光性酸化物導電層に酸化珪素を1〜10原子%含ませたものを用いる。好ましくは、正孔注入電極の有機化合物層と接する表面において、酸化珪素の濃度を高めておく。酸化珪素の濃度を高めることで、正孔注入電極の表面に絶縁性または半絶縁性のバリア層が形成される。このバリア層は、正孔注入電極と有機化合物層の二つの層の間で、キャリアの移動が可能な程度の厚さとする。 The hole injecting electrode is made of silicon oxide on a light-transmitting oxide conductive layer selected from indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide added with gallium (GZO), and the like. The one containing 1 to 10 atomic% is used. Preferably, the concentration of silicon oxide is increased on the surface of the hole injection electrode in contact with the organic compound layer. By increasing the concentration of silicon oxide, an insulating or semi-insulating barrier layer is formed on the surface of the hole injection electrode. The barrier layer has a thickness such that carriers can move between the two layers of the hole injection electrode and the organic compound layer.
または、トンネル電流により電流が流れる程度の厚さで、酸化珪素、または酸化珪素と透光性酸化物導電層が複合化されたバリア層を設ける。バリア層は、下地である正孔注入電極とは組成の異なるものである。したがって、正孔注入電極と有機化合物層との間に設けても、非ダイオード特性(非整流性)を示す。このバリア層は、正孔注入電極と有機化合物層との間で、キャリアの移動を可能とすると共に、正孔注入電極と有機化合物層とを隔てている。バリア層を設けることで、正孔注入電極と有機化合物層とが直接接しない構造となる。この構造により、正孔注入電極がもつ本来の仕事関数の効果を発現させることができる。すなわち、有機化合物層への正孔注入効率が向上し、発光特性を高めることができる。 Alternatively, a barrier layer in which silicon oxide or a combination of a silicon oxide and a light-transmitting oxide conductive layer is provided with a thickness to which a current flows due to a tunnel current is provided. The barrier layer has a composition different from that of the underlying hole injection electrode. Therefore, even when provided between the hole injection electrode and the organic compound layer, non-diode characteristics (non-rectifying property) are exhibited. The barrier layer enables carrier movement between the hole injection electrode and the organic compound layer, and separates the hole injection electrode and the organic compound layer. By providing the barrier layer, the hole injection electrode and the organic compound layer are not in direct contact with each other. With this structure, the original work function effect of the hole injection electrode can be exhibited. That is, the efficiency of hole injection into the organic compound layer is improved, and the light emission characteristics can be improved.
透光性酸化物導電層から成る正孔注入電極は、当該透光性酸化物導電材料と酸化珪素を含むターゲットを用いたスパッタリング法で形成することができる。ターゲットにおいて、透光性酸化物導電層に対する酸化珪素の含有率は、1乃至20重量%とすれば良く、好ましくは2乃至10重量%とする。酸化珪素の割合を高めると正孔注入電極の抵抗率が高くなるので、この範囲で適宜形成すれば良い。これにより、透光性酸化物導電層中に1乃至10原子%、好ましくは2乃至5原子%の珪素を含む正孔注入電極を得ることができる。勿論、同様な組成を得ることができれば、真空蒸着法で透光性酸化物導電材料と酸化珪素とを共蒸着して形成しても良い。 The hole injection electrode including the light-transmitting oxide conductive layer can be formed by a sputtering method using a target including the light-transmitting oxide conductive material and silicon oxide. In the target, the content of silicon oxide in the light-transmitting oxide conductive layer may be 1 to 20% by weight, preferably 2 to 10% by weight. When the ratio of silicon oxide is increased, the resistivity of the hole injection electrode is increased. Therefore, it may be appropriately formed within this range. Thereby, a hole injection electrode containing 1 to 10 atomic%, preferably 2 to 5 atomic% of silicon in the light-transmitting oxide conductive layer can be obtained. Needless to say, if a similar composition can be obtained, the light-transmitting oxide conductive material and silicon oxide may be co-evaporated by a vacuum evaporation method.
バリア層は、酸化珪素を含む透光性酸化物導電層の表面から、該透光性酸化物導電材料を選択的に除去して形成することができる。すなわち、透光性酸化物導電層に添加されている酸化珪素の成分比を高めることで形成することができる。その形成方法の一は、透光性酸化物導電材料を選択的に除去可能な溶液で表面を処理する方法である。その他にも、水素、酸素、フッ素から選ばれた一種または複数種の気体を用いたプラズマ処理、窒素、アルゴンなどの不活性気体を用いたプラズマ処理などにより、透光性酸化物導電層の表面にバリア層を形成することができる。絶縁性または半絶縁性のバリア層は、珪素若しくは酸化珪素の被膜を、真空蒸着法、スパッタリング法、気相成長法などにより透光性酸化物導電層上に形成したものであっても良い。また、バリア層は、珪素若しくは酸化珪素を含む溶媒をスピン塗布した後に焼成して形成した被膜であっても良い。いずれにしても、バリア層は、珪素若しくは酸化珪素と、透光性酸化物導電材料、または、珪素若しくは酸化珪素と、透光性酸化物導電材料と炭素とが複合化したものであれば良い。 The barrier layer can be formed by selectively removing the light-transmitting oxide conductive material from the surface of the light-transmitting oxide conductive layer containing silicon oxide. That is, it can be formed by increasing the component ratio of silicon oxide added to the translucent oxide conductive layer. One of the formation methods is a method of treating the surface with a solution capable of selectively removing the light-transmitting oxide conductive material. In addition, the surface of the light-transmitting oxide conductive layer can be obtained by plasma treatment using one or more kinds of gases selected from hydrogen, oxygen, and fluorine, and plasma treatment using an inert gas such as nitrogen and argon. A barrier layer can be formed. The insulating or semi-insulating barrier layer may be formed by forming a silicon or silicon oxide film on the light-transmitting oxide conductive layer by a vacuum deposition method, a sputtering method, a vapor phase growth method, or the like. The barrier layer may be a film formed by spin-coating a solvent containing silicon or silicon oxide and then baking. In any case, the barrier layer only needs to be a composite of silicon or silicon oxide and a light-transmitting oxide conductive material, or silicon or silicon oxide, a light-transmitting oxide conductive material, and carbon. .
正孔注入層としては、銅フタロシアニン(CuPc)などの正孔注入層、芳香族アミン系材料である4,4’−ビス−[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)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(MTDATA)などの他に、高分子系有機化合物として、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液)PEDOT/PSS)などを用いても良い。これらは真空蒸着法、スピン塗布法などで形成すれば良い。 Examples of the hole injection layer include a hole injection layer such as copper phthalocyanine (CuPc), and 4,4′-bis- [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (α-) which is an aromatic amine material. In addition to NPD) 4,4 ′, 4 ″ -tris (N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino) triphenylamine (MTDATA), poly (ethylenedioxythiophene) is used as a high molecular organic compound. / Poly (styrenesulfonic acid) aqueous solution) PEDOT / PSS), etc. These may be formed by vacuum deposition, spin coating, or the like.
また、正孔注入層を形成する前に、正孔注入電極を100乃至300℃の温度で加熱処理しても良いし、清浄化し平坦性を高めるために拭浄処理や研磨処理を行っても良い。 In addition, before forming the hole injection layer, the hole injection electrode may be heat-treated at a temperature of 100 to 300 ° C., or may be subjected to a wiping treatment or a polishing treatment in order to clean and improve flatness. good.
バリア層は、透光性酸化物導電層を緻密に作ると形成されにくいことがある。バリア層は、ある程度サブミクロンレベルで粗く作ることが好ましい。すなわち、透光性酸化物導電層のパターニングに際して密着形成するレジスト樹脂や、その上層に有機樹脂層を形成するときに、透光性酸化物導電層の成分である酸化物金属と酸化珪素と炭素系の物質とを複合化することで、バリア層を形成することができる。 The barrier layer may be difficult to form when the light-transmitting oxide conductive layer is densely formed. The barrier layer is preferably made rough to a certain degree of submicron level. That is, when forming a resist resin in close contact with the patterning of the translucent oxide conductive layer, or when forming an organic resin layer thereon, the oxide metal, silicon oxide, and carbon that are components of the translucent oxide conductive layer A barrier layer can be formed by combining a system substance.
上記のように構成した発光素子は、正孔注入電極と有機化合物である正孔注入層若しくは正孔輸送層とが直接的に接しないことで、正孔注入電極がもつ本来の仕事関数の効果が発現される。そして、正孔注入層に対する正孔注入効率を高め、さらにキャリアの有効利用が図られることにより、発光特性を高めることができる。 The light-emitting element configured as described above has the effect of the original work function of the hole injection electrode because the hole injection electrode is not in direct contact with the hole injection layer or hole transport layer, which is an organic compound. Is expressed. And the luminous efficiency can be improved by improving the hole injection efficiency with respect to a positive hole injection layer, and also aiming at effective utilization of a carrier.
図5は従来の透光性酸化物導電層(以下「CTO」ともいう。)と正孔注入層(以下「HIL」ともいう。)との接触を示すバンドモデルを示す。CTOとHILの接触がうまく形成されないと、界面ポテンシャルの影響で正孔注入層のバンドは電子に対して障壁を作る方向に曲がる。その結果、正孔がこの界面近傍に蓄積されるようになる。この時、透光性酸化物導電膜は表面の汚染状態などにより仕事関数が(小さくなる方向に)変化する。このような場合には正孔の注入性が低下し、また注入された正孔が発光に寄与する割合が低下するので、電流効率が低下することとなる。 FIG. 5 shows a band model showing contact between a conventional translucent oxide conductive layer (hereinafter also referred to as “CTO”) and a hole injection layer (hereinafter also referred to as “HIL”). If the contact between CTO and HIL is not well formed, the band of the hole injection layer bends in the direction of creating a barrier against electrons due to the influence of the interface potential. As a result, holes are accumulated near the interface. At this time, the work function of the light-transmitting oxide conductive film changes (in a decreasing direction) due to the surface contamination state or the like. In such a case, the hole injection property is lowered, and the ratio of the injected holes contributing to light emission is lowered, so that the current efficiency is lowered.
図6(A)(B)はCTOとHILとの界面に、珪素または酸化珪素を含む絶縁性または半絶縁性のバリア層が形成された状態を示している。バリア層はキャリアがトンネリング可能な程度の厚さであり、0.5〜5nmの厚さである。このバリア層は、図6(A)に示すようにバンドを平坦化するか、図6(B)に示すように下側に曲げて正孔が蓄積しない方向に作用する。その作用により、正孔の注入性が向上する。また、注入された正孔が発光に寄与する割合を高めることができる。 6A and 6B show a state where an insulating or semi-insulating barrier layer containing silicon or silicon oxide is formed at the interface between CTO and HIL. The barrier layer has such a thickness that carriers can be tunneled, and has a thickness of 0.5 to 5 nm. This barrier layer acts to flatten the band as shown in FIG. 6A or bend downward as shown in FIG. 6B so that holes do not accumulate. Due to this action, the hole injection property is improved. In addition, it is possible to increase the rate at which the injected holes contribute to light emission.
次に、図1を参照して、本発明の発光素子を利用した発光装置の作製方法について説明する。まず図1(A)に、素子基板100上に形成されているトランジスタ101を示す。トランジスタ101は、後に形成される発光素子に電流を供給するための駆動用トランジスタに相当する。トランジスタ101は第1層間絶縁膜103及び第2層間絶縁膜104で覆われている。またトランジスタ101は、第1層間絶縁膜103及び第2層間絶縁膜104に形成されたコンタクトホールを介して、第2層間絶縁膜104に接して形成された配線105、106と接続されている。
Next, a method for manufacturing a light-emitting device using the light-emitting element of the present invention will be described with reference to FIGS. First, FIG. 1A shows a
また第1層間絶縁膜103は、有機樹脂膜、無機絶縁膜、シロキサン系材料を出発材料として形成されたSi−O結合とSi−CHx結晶を含む絶縁膜等を用いることができる。第2層間絶縁膜104は、水分や酸素が透過しにくい膜で形成する。例えば、RFスパッタ法で形成された窒化珪素膜を用いることができる。その他にもダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜や、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。
As the first
配線105、106が形成されたら、正孔注入電極107を形成する。正孔注入電極107は、透光性酸化物導電膜を用いて形成することが可能である。好ましくは、ITOに酸化珪素が2〜10重量%含まれたターゲットを用いてスパッタリング法で酸化珪素を含む酸化インジウムスズ(以下「ITSO」ともいう。)で正孔注入電極107を形成する。ITSOの他にも、酸化珪素を含み酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透光性酸化物導電膜などの透明導電膜を用いても良い。
When the
正孔注入電極107は、その表面が平坦化されるように、CMP法で研磨処理をしても良い。CMP法を用いた研磨後に、正孔注入電極107の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。また、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄しても良い。このような処理をすることで、正孔注入電極107の突起をなくし、発光素子の短絡不良をなくすことができる。また、正孔注入電極107上に残る異物を効果的に除去することができる。
The
次に、図1(B)に示すように、配線105、106、第2層間絶縁膜104及び正孔注入電極107の一部を覆うように隔壁108を形成する。隔壁108として、有機絶縁膜、無機絶縁膜、シロキサン系材料を出発材料として形成されたSi−O結合とSi−CHx結晶手を含む絶縁膜等を用いることができる。隔壁108は開口部117を有しており、該開口部において正孔注入電極107が一部露出している。
Next, as illustrated in FIG. 1B, a
また隔壁108の開口部における端部は、曲面状に形成することが望ましい。すなわち、隔壁108の開口端部を連続したなだらかな曲面とすることにより、その部分において有機化合物層109の被覆性を向上させることができる。その曲面は、曲率が連続的に変化していても良いが、曲率半径は0.2〜2μmの範囲にあることが望ましい。上記構成により、隔壁108上に形成される有機化合物層109の被覆性を向上させることができる。その結果、正孔注入電極107と有機化合物層109上に形成される電子注入電極がショートするのを防ぐことができる。また有機化合物層109の応力を緩和させることで、発光領域が減少するシュリンクとよばれる不良を低減させることができ、信頼性を高めることができる。
Moreover, it is desirable to form the end part in the opening part of the
なお図1(B)では、ポジ型の感光性のアクリル樹脂を用いて隔壁108を形成した例を示している。この場合において、ネガ型の有機樹脂を用いて形成しても良い。例えばネガ型のアクリルを用いて隔壁108を形成した場合、開口部における断面形状がなだらかな曲面形状となる。この曲面形状は、曲率半径が連続的に変化している形状とすることが好ましい。このとき開口部の上端部及び下端部における曲率半径は、0.2〜2μmとすることが望ましい。
Note that FIG. 1B illustrates an example in which the
また隔壁108は、有機化合物層109を成膜する前に、吸着した水分や酸素等を除去するために真空雰囲気下で加熱する。具体的には、100℃乃至200℃、0.5乃至1時間程度、真空雰囲気下で加熱処理を行う。望ましくは加熱処理における雰囲気を4×10-5Pa以下とし、可能であるならば4×10-6Pa以下とするのが最も望ましい。加熱処理を減圧下で行うことにより、より効果的に吸着した水分や酸素等を除去することができる。そして、有機絶縁膜に真空雰囲気下で加熱処理を施した後に有機化合物層を成膜する時、成膜直前まで真空雰囲気下に保つことで信頼性をより高めることができる。
The
正孔注入電極107を形成してから有機化合物層を形成するまでの間に、紫外線照射または酸素プラズマ処理により、酸化反応が促進されて正孔注入電極107の表面にバリア層を形成することができる。例えば、正孔注入電極107のパターニングに際して密着形成するレジスト樹脂の成分と正孔注入電極107の成分を、紫外線照射または酸素プラズマ処理によりバリア層を形成することができる。正孔注入電極107上に隔壁108を形成するときにも、同様にして正孔注入電極107の表面にバリア層を形成することができる。
Between the formation of the
次に、図1(C)に示すように、正孔注入電極107上に有機化合物層109と電子注入電極110を順に形成する。有機化合物層109は、発光層単独か若しくは発光層を含む複数の層が積層された構成を有している。
Next, as shown in FIG. 1C, an
例えば、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を適宜積層して有機化合物層109を構成することができる。正孔注入層は、イオン化ポテンシャルの小さな材料を用い、金属酸化物、低分子有機化合物、及び高分子系化合物から選択して用いることができる。金属酸化物としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどを用いることができる。低分子有機化合物としては、m−MTDATAに代表されるスターバースト型アミン、CuPcに代表される金属フタロシアニンなどを用いることができる。一方、高分子系化合物材料としては、ポリアニリンやポリチオフェン誘導体などの共役高分子を用いることができる。これらの材料を正孔注入層として用いることにより、正孔注入障壁が低減し、発光層側に形成される有機化合物の層に効率良く正孔が注入することができる。
For example, the
正孔輸送層としては、代表的には芳香族アミンを用いることができる。例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(以下、α−NPDと示す)や、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)−トリフェニルアミン(以下、TDATAと示す)などを用いることができる。一方、高分子材料としては良好な正孔輸送性を示すポリ(ビニルカルバゾール)などを用いてもよい。 As the hole transport layer, typically, an aromatic amine can be used. For example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (hereinafter referred to as α-NPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N -Diphenyl-amino) -triphenylamine (hereinafter referred to as TDATA) and the like can be used. On the other hand, as the polymer material, poly (vinyl carbazole) or the like showing good hole transport properties may be used.
発光層としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(以下、Alq3と示す)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(以下、Almq3と示す)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[η]−キノリナト)ベリリウム(以下、BeBq2と示す)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−(4−ヒドロキシ−ビフェニリル)−アルミニウム(以下、BAlqと示す)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾオキサゾラト]亜鉛(以下、Zn(BOX)2と示す)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾチアゾラト]亜鉛(以下、Zn(BTZ)2と示す)などの金属錯体の他、各種蛍光色素が有効である。また、白金オクタエチルポルフィリン錯体やトリス(フェニルピリジン)イリジウム錯体、トリス(ベンジリデンアセトナート)フェナントレンユーロピウム錯体などのりん光材料も有効である。特にりん光材料は蛍光材料と比較して励起寿命が長いため、レーザー発振に不可欠な、反転分布、すなわち、基底状態にある分子数よりも励起状態にある分子数が多い状態を作り出すことが容易になる。 As the light emitting layer, tris (8-quinolinolato) aluminum (hereinafter referred to as Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (hereinafter referred to as Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [η]). -Quinolinato) beryllium (hereinafter referred to as BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato)-(4-hydroxy-biphenylyl) -aluminum (hereinafter referred to as BAlq), bis [2- (2-hydroxyphenyl) ) -Benzoxazolate] zinc (hereinafter referred to as Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) -benzothiazolate] zinc (hereinafter referred to as Zn (BTZ) 2 ) In addition, various fluorescent dyes are effective. Phosphorescent materials such as platinum octaethylporphyrin complex, tris (phenylpyridine) iridium complex, and tris (benzylideneacetonato) phenanthrene europium complex are also effective. In particular, phosphorescent materials have a longer excitation lifetime than fluorescent materials, so it is easy to create an inversion distribution, that is, a state with more molecules in the excited state than in the ground state, which is essential for laser oscillation. become.
なお、上述した発光層では、発光材料をゲスト材料として添加しても良い。すなわち、発光材料よりもイオン化ポテンシャルが大きく、かつバンドギャップの大きな材料をホストとし、これに上述した発光材料を少量(0.001%から30%程度)混合しても構わない。 Note that in the light-emitting layer described above, a light-emitting material may be added as a guest material. That is, a material having a larger ionization potential and a larger band gap than the light emitting material may be used as a host, and a small amount (about 0.001% to 30%) of the above light emitting material may be mixed therewith.
電子輸送層としては、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム錯体(以下、Alq3と記す)に代表されるような、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体やその混合配位子錯体などが好ましい。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(以下、PBDと示す)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(以下、OXD−7と示す)などのオキサジアゾール誘導体、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(以下、TAZと示す)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(以下、p−EtTAZと示す)などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン(以下、BPhenと示す)、バソキュプロイン(以下、BCPと示す)などのフェナントロリン誘導体を用いることができる。 As the electron transporting layer, a metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton represented by a tris (8-quinolinolato) aluminum complex (hereinafter referred to as Alq 3 ) or a mixed ligand complex thereof is preferable. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (hereinafter referred to as PBD), 1,3-bis [ Oxadiazole derivatives such as 5- (p-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (hereinafter referred to as OXD-7), 3- (4-tert-butyl Phenyl) -4-phenyl-5- (4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (hereinafter referred to as TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl)- Triazole derivatives such as 5- (4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (hereinafter referred to as p-EtTAZ), bathophenanthroline (hereinafter referred to as BPhen), bathocuproin (hereinafter referred to as “p-EtTAZ”) Shown as BCP) can be used phenanthroline derivatives such as.
電子注入層は、フッ化カルシウムやフッ化リチウム、臭化セシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩を使用すればよく、これらの金属元素をその他の金属に含ませた構成、電子輸送材料に含ませた構成としても良い。 The electron injection layer may be made of an alkali metal or alkaline earth metal salt such as calcium fluoride, lithium fluoride or cesium bromide. It is good also as the structure included.
電子注入電極110は、仕事関数の小さい導電膜であれば公知の他の材料を用い、蒸着法で形成することができる。例えば、Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等が望ましい。隔壁108の開口部において、正孔注入電極107と、有機化合物層109と、電子注入電極110とが重なる領域に、発光素子111が形成される。
The
なお電子注入電極110まで形成したら、発光素子111を覆うように保護膜を成膜しても良い。この場合、保護膜は水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい膜で形成する。代表的には、例えばDLC膜、窒化炭素膜、RFスパッタ法で形成された窒化珪素膜等を用いるのが望ましい。また上述した水分や酸素などの物質を透過させにくい膜と、その膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすい膜とを積層させて、保護膜として用いることも可能である。
Note that when the
そして、さらに外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム(ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等)や透光性の封止用基板でパッケージング(封入)することが好ましい。 Then, it is preferably packaged (encapsulated) with a protective film (laminate film, ultraviolet curable resin film, etc.) or a light-transmitting sealing substrate that has high air tightness and little outgassing so as not to be exposed to the outside air.
以上のようにして、素子基板100側に発光素子111からの光を取り出すことのできる発光装置を得ることができる。
As described above, a light-emitting device that can extract light from the light-emitting
図7は、発光色の異なる画素(A)、画素(B)、画素(C)を有する画素部を備えた発光装置の断面図を示している。素子基板100の画素(A)には、トランジスタ101aに接続する発光素子111a、画素(B)にはトランジスタ101bに接続する発光素子111b、画素(C)にはトランジスタ101cに接続する発光素子111cが備えられている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a light emitting device including a pixel portion having pixels (A), pixels (B), and pixels (C) having different emission colors. The pixel (A) of the
トランジスタと発光素子の構成は図1と同様である。トランジスタ101a〜101cと発光素子111a〜111cの間には第1層間絶縁膜と第2層間絶縁膜が形成されている。正孔注入電極107a〜107cは、第2層間絶縁膜104上に形成されている。第2層間絶縁膜104は窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜で形成されている。正孔注入電極107aは、トランジスタ101aと接続している。正孔注入電極107bは、トランジスタ101bと接続している。正孔注入電極107cは、トランジスタ101cと接続している。
The structures of the transistor and the light emitting element are the same as those in FIG. A first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film are formed between the
発光素子111aは、正孔注入電極107aと電子注入電極110との間に有機化合物層109aを挟んで形成されている。発光素子111bは、正孔注入電極107bと電子注入電極110との間に有機化合物層109bを挟んで形成されている。発光素子111cは、正孔注入電極107cと電子注入電極110との間に有機化合物層109cを挟んで形成されている。有機化合物層109の構成は、各画素の発光色に対応して異ならせて形成することができるが、発光層以外の正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子輸送層は共通化させても良い。
The
発光素子111a〜111cに対向して封止基板120を設けている。封止基板120と素子基板100との間には樹脂を充填しておいても良いし、乾燥した不活性気体または減圧状態としても良い。トランジスタ101a〜101cは、薄膜トランジスタで形成することができる。その他にも、単結晶半導体基板やSOI(Silicon On Insulator)基板に形成したMOSトランジスタや、シリコンなどの非晶質半導体膜を使った薄膜トランジスタで形成しても良い。
A sealing
図8は、素子基板10と対向基板11を一体化させた発光装置を示している。図8(A)は外部回路などを除いた発光装置の構成を示す斜視図である。図8(B)はA−A’線の縦断面図、図8(C)はB−B’線の縦断面図である。
FIG. 8 shows a light emitting device in which the
これらの図に示されるように、発光装置は画像表示部12、走査線駆動回路13、データ線駆動回路14、入力端子部15などが備えられた素子基板10と、カラーフィルター18が備えられた対向基板11がシール材19により固着された構成となっている。
As shown in these drawings, the light emitting device includes an
素子基板10にはガラスや石英、プラスチックなどが用いられる。対向基板11にはガラス、石英、プラスチック、金属などが部材として用いられる。基板は板状物、フィルム状物、シート状物のいずれの形態であっても良く、単層構造または積層構造のいずれの構造を有していても良い。ガラスでは市販されている無アルカリガラスなどの透明ガラスが好ましく、表面を酸化珪素膜で被覆したアルカリガラスを適用することもできる。プラスチックを用いる場合には、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルサルフォン(PES)、透光性のポリイミドなどを適用することができる。その他、透光性アルミナ、ZnS焼結体などの透明セラミックを適用することもできる。
The
シール材19は対向基板11の周辺部に沿って形成されるが、素子基板との位置関係においては、層間絶縁膜16を介して走査線駆動回路13やデータ線駆動回路14と重畳して形成されている。層間絶縁膜16はその形成表面を平坦に形成するものであるが、最表面及び側面部は窒化珪素または酸窒化珪素などで形成する。
The sealing
画像表示部12は、走査線駆動回路13やデータ線駆動回路14から延在する走査線とデータ線によりマトリクス態様が形成されている。画素マトリクスは、各所の適宜配列したスイッチング素子群と、そのスイッチング素子群に電気的に接続する有機発光素子群17とから形成されている。走査線駆動回路13は画像表示部12の両側から駆動する構成となっているが、信号遅延が問題にならない場合には片側一方のみとしても良い。
The
素子基板10の外周部分には、入力端子部15が形成され、外部回路から各種信号が入力され、また電源と接続している。また、素子基板10及び対向基板11とシール材19により囲まれた空間には不活性気体が充填され有機発光素子群17の腐食を防いでいる。この空間には酸化バリウムなどの乾燥剤があっても良い。
An
図9は素子基板10の構成をより詳細に示す上面図であり、画像表示部12の2辺を囲む走査線駆動回路13と、他の1辺に隣接するデータ線駆動回路14、入力端子部15の配置を示している。
FIG. 9 is a top view showing the configuration of the
画像表示部12において示す区画化された一画素分の領域23はマトリクス状に配列され、便宜上行配列方向と列配列方向とに区分して見ることができる。第1補助配線20は列配列方向と平行な方向にストライプ状に形成され、その両端部または片端部は画像表示部の外側に延在している。第1補助配線20は一画素分の領域23とは重ならない位置に形成され開口率を損なうことがないように配慮されている。第1補助配線20と電気的に接続する第2補助配線21は行配列方向と平行な方向に延在し、その両端部または片端部において入力端子部15から延びる配線22と電気的に接続している。配線22の電位は有機発光素子の駆動方法により一定電位または交番電位が印加されていても良い。
The partitioned
この補助配線は抵抗率が1×10-5Ωcm以下の材料で形成することが望ましい。補助配線1cm当たりの抵抗値は100Ω以下とすることが望まれる。勿論、補助配線の抵抗値は、形成する材質の他に線幅、厚さにより決まるものである。例えば、画素列間のピッチが200μmで形成されるような場合には、画素電極の幅が概略120μmであるとすると、隔壁層上に形成される第1補助配線の幅は20〜40μmが適当である。これを抵抗率4×10-6Ωcmのアルミニウム合金を用い0.4μmの厚さで形成した場合、線幅20μmでは1cm当たり50Ωとなる。 The auxiliary wiring is preferably formed of a material having a resistivity of 1 × 10 −5 Ωcm or less. The resistance value per 1 cm of the auxiliary wiring is desirably 100Ω or less. Of course, the resistance value of the auxiliary wiring is determined by the line width and thickness in addition to the material to be formed. For example, when the pitch between the pixel columns is formed at 200 μm, if the width of the pixel electrode is approximately 120 μm, the width of the first auxiliary wiring formed on the partition layer is appropriately 20 to 40 μm. It is. When this is formed by using an aluminum alloy having a resistivity of 4 × 10 −6 Ωcm and a thickness of 0.4 μm, it becomes 50 Ω per cm when the line width is 20 μm.
以上のような発光装置は、正孔注入電極と正孔注入層とが直接接しないことにより、正孔注入電極がもつ本来の仕事関数の効果が発現され、正孔注入層に対する正孔注入効率が向上し、発光特性を高めることができる。 In the above light emitting device, the hole injection electrode and the hole injection layer are not in direct contact with each other, so that the original work function effect of the hole injection electrode is exhibited, and the hole injection efficiency with respect to the hole injection layer is improved. Can be improved and the light emission characteristics can be improved.
上記のような発光装置を備えた電子機器として、テレビジョン装置(単にテレビ、またはテレビジョン受信機ともよぶ)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機、PDA等の携帯情報端末、ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、ゲーム機等がある。その一例について、図10を参照して説明する。 As electronic devices including the above light-emitting devices, television devices (also simply referred to as televisions or television receivers), digital cameras, digital video cameras, mobile phones, PDAs and other portable information terminals, game machines, computers Monitor, computer, sound reproduction device such as car audio, game machine and the like. One example thereof will be described with reference to FIG.
図10(A)に示す携帯情報端末は、本体201の一部に表示部202等を含んでいる。表示部202を本実施の形態の発光装置で構成することにより、明るい表示部を構成することができ、携帯情報端末の低消費電力化を図ることができる。
A portable information terminal illustrated in FIG. 10A includes a
図10(B)に示すデジタルビデオカメラは、本体203に表示部204が組みこまれている。表示部204を本実施の形態の発光装置で構成することにより、明るい表示部を構成することができ、デジタルビデオカメラの低消費電力化を図ることができる。
In the digital video camera shown in FIG. 10B, a
図10(C)に示す携帯電話機は、本体205に表示部206が組みこまれている。表示部206を本実施の形態の発光装置で構成することにより、明るい表示部を構成することができ、携帯電話機の低消費電力化を図ることができ、長時間利用することが可能となる。
In the cellular phone illustrated in FIG. 10C, a
図10(D)に示すゲーム機は、本体207に表示部208が組みこまれている。このゲーム機は無線通信によりインターネット回線に接続して、ゲームソフトなどのプログラムをダウンロードしたり、他のゲーム機と相互に通信して様々な情報を取得することができる。表示部208を本実施の形態の発光装置で構成することにより、明るい表示部を構成することができ、ゲーム機の低消費電力化を図ることができ、長時間利用することが可能となる。
In the game machine shown in FIG. 10D, a
図10(E)に示すコンピュータは、本体209と表示部210を含んでいる。表示部210を本実施の形態の発光装置で構成することにより、明るい画面を構成することができ、コンピュータの消費電力を低減することができる。
A computer illustrated in FIG. 10E includes a
図10(F)に示すテレビジョン装置は、本体211に表示部212が備えられている。表示部212を本実施の形態の発光装置で構成することにより、明るい画面を構成することができ、テレビジョン装置の消費電力を低減し、発熱を抑えることができる。
A television device illustrated in FIG. 10F includes a
本実施例で作製した発光装置について図1を参照して説明する。第1層間絶縁膜103は、酸窒化珪素膜で形成し、プラズマCVD法で30nmの第1酸窒化珪素膜と、200nmの第2酸窒化珪素膜を積層させて合計230nmとした。第2層間絶縁膜104は、窒化珪素膜で形成し、珪素をターゲットとして用いスパッタリング法で100nmの厚さに形成した。
A light-emitting device manufactured in this example will be described with reference to FIGS. The first
正孔注入電極107は、組成比が酸化インジウム(In2O3)85重量%、酸化スズ(SnO2)10重量%、酸化珪素(SiO2)5重量%のターゲット(934×158mm)を用い、スパッタガスとしてArを120SCCM、酸素を5SCCM導入して、圧力を0.26Pa、直流電力を3.3kW投入してスパッタリングにより110nmの厚さでITSO膜を形成した。ITSO膜は光露光プロセスを経て所定の形状にパターニングして正孔注入電極107を形成した。フォトレジストマスクを剥離した後、オーブンを用い200℃で60分の熱処理を行った。
The
隔壁108は、感光性のアクリル樹脂を用いて1500nmの厚さに形成した。アクリル樹脂をスピン塗布後、雰囲気温度を85℃、処理時間を170秒として焼成を行った。その後、光露光プロセスを経て所定の形状にパターニングすることにより隔壁108を形成した。その後、オーブンを用い220℃で60分の熱処理を行った。
The
その後、水銀ランプを光源として用い紫外線(UV)照射処理を行った。そして、減圧下で150℃、30分の加熱処理を行い有機化合物層の成膜を行った。有機化合物層109は、正孔注入層としてCuPc(20nm)、正孔輸送層としてα−NPD(40nm)、発光層としてAlq3:DMQd(375nm)(DMQd:キナクリドン誘導体)、電子輸送層としてAlq3(375nm)を形成した。
Thereafter, an ultraviolet (UV) irradiation treatment was performed using a mercury lamp as a light source. Then, an organic compound layer was formed by heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes under reduced pressure. The
電子注入電極110として、フッ化カルシウム(CaF2)を1nmの厚さで形成し、さらに200nmのAl膜を積層させて発光素子111を形成した。
As the
(比較例)
比較例として、正孔注入電極107をITOで形成した発光装置を作製した。有機化合物層109、電子注入電極110は実施例1と同様な構成とした。
(Comparative example)
As a comparative example, a light emitting device in which the
図2は本実施例と比較例の発光装置の表示検査結果を示している。この発光装置は112200画素(1画素のサイズは32×140μm)を有し、全画素に通電して発光させたときの電流に対する輝度を評価している。図2で示すように、正孔注入電極にITSOを用いた本実施例の試料の方が、電流に対する輝度の比(電流効率)が大幅に高くなっている。 FIG. 2 shows the display inspection results of the light emitting devices of this example and the comparative example. This light emitting device has 112200 pixels (the size of one pixel is 32 × 140 μm), and evaluates the luminance with respect to the current when all the pixels are energized to emit light. As shown in FIG. 2, the ratio of luminance to current (current efficiency) is significantly higher in the sample of this example using ITSO as the hole injection electrode.
図3は同様に作製した他の試料の結果であり、本実施例と比較例の発光装置の表示検査結果を示している。図3で示す表は、作製ロット番号、基板から取り出したパネルの位置、電流、輝度について示しているが、どの試料を比較しても、正孔注入電極にITSOを用いた本実施例の試料の方が、電流に対する輝度の比(電流効率)が高くなっている。図4は16個の試料について電流に対する輝度の割合(任意目盛)を表しているが、全ての試料において正孔注入電極にITSOを用いた本実施例の試料の方が、ITOを用いた比較例の試料よりも平均で1.47倍高い結果が得られている。 FIG. 3 shows the results of other samples produced in the same manner, and shows the display inspection results of the light emitting devices of this example and the comparative example. The table shown in FIG. 3 shows the production lot number, the position of the panel taken out from the substrate, the current, and the luminance. The sample of this example using ITSO as the hole injection electrode, regardless of which sample is compared. The ratio of luminance to current (current efficiency) is higher. FIG. 4 shows the ratio of luminance to current (arbitrary scale) for 16 samples, but the samples of this example using ITSO as the hole injection electrode in all samples were compared using ITO. Results that are 1.47 times higher on average than the example samples are obtained.
以上のように、本発明の発光装置によれば、高い電流効率を得ることができる。 As described above, according to the light emitting device of the present invention, high current efficiency can be obtained.
10 素子基板
11 対向基板
12 画像表示部
13 走査線駆動回路
14 データ線駆動回路
15 入力端子部
16 層間絶縁膜
17 有機発光素子群
18 カラーフィルター
19 シール材
20 第1補助配線
21 第2補助配線
22 配線
23 領域
100 素子基板
101 トランジスタ
101a トランジスタ
101b トランジスタ
101c トランジスタ
103 層間絶縁膜
104 層間絶縁膜
105 配線
105 配線
107 正孔注入電極
107a 正孔注入電極
107b 正孔注入電極
107c 正孔注入電極
108 隔壁
109 有機化合物層
109a 有機化合物層
109b 有機化合物層
109c 有機化合物層
110 電子注入電極
111 発光素子
111a 発光素子
111b 発光素子
111c 発光素子
117 開口部
120 封止基板
201 本体
202 表示部
203 本体
204 表示部
205 本体
206 表示部
207 本体
208 表示部
209 本体
210 表示部
211 本体
212 表示部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
A conductive layer of a light-transmitting oxide conductive layer containing silicon or silicon oxide is formed on an insulating surface, a photosensitive organic resin material is applied on the conductive layer, and then exposed to remove non-photosensitive portions. And developing an organic resin layer having an opening through which the conductive layer is exposed, and forming a hole injection layer formed of an organic compound on the conductive layer after the heat treatment. A method for manufacturing a light-emitting element.
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