JP4011337B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof. - Google Patents

Description

【００１２】
有機発光素子の発光層における分子の励起状態の内７５％は三重項状態であると言われている。従って、有機発光素子内に酸素分子が混入している場合、式１のエネルギー移動により一重項状態の酸素分子が発生し得る。一重項励起状態の酸素分子はイオン的（電荷に偏りがある）性質を有するため、有機化合物に生じている電荷の偏りと反応する可能性が考えられる。
【００１３】
例えば、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと記している）においてメチル基は電子供与性であるため共役環に直接結合している炭素は正に帯電する。下記化１で示すようにイオン的性質を有する一重項酸素が正に帯電する炭素分子があると反応して、下記化２で示すようにカルボン酸と水素ができる可能性がある。その結果、電子輸送性が低下することが予想される。
【００１４】
【化１】

【００１５】
【化２】

【００１６】
勿論、このような結合状態の変化は現象を単純化した考察の一例であるが、有機化合物中に含まれる酸素や水分などの不純物が輝度の低下等、種々の劣化を起こす不純物であることを説明することができる。
【００１７】
有機発光素子を用いた応用例は、当該有機発光素子で画素部を形成したアクティブマトリクス駆動方式の発光装置である。有機発光素子と薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）を組み合わせて画素部が形成されるアクティブマトリクス駆動方式の発光装置は、珪素を主成分とする半導体材料、珪素を成分とする無機絶縁材料及び、ポリイミドやアクリルなどに代表される有機絶縁材料を適宣組み合わせて完成されている。有機発光素子の外部量子効率は依然５０％に満たないので、注入されたキャリアの多くは熱に変換し、発光素子を加熱する。その結果、画素部は熱応力が加えられることになり、画素部を形成する各層に熱応力が働き、その力が大きいとクラック（ひび割れ）が発生してしまう。
【００１８】
絶縁体、半導体、導電体、有機化合物などを組み合わせて成る有機発光素子を用いた発光装置は、それぞれの膜の内部応力や、発熱により発生する熱応力による相互作用を無視することができない。本発明は、このような問題点を解決するための技術であり、有機発光装置の劣化原因を不純物要因と構造要因の二つの側面から捉え、それぞれに対する解決手段を提供するものである。そして、有機発光素子の劣化を抑止して、信頼性の高い発光装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は発光装置の劣化を防止するために、有機発光素子を封止した空間内に残留する水分や酸素の濃度を極力低減させる。また、同時に有機発光素子を形成する有機化合物中に含まれる水分や酸素など、酸素を含む不純物も同時に低減させる。さらに、応力による有機発光素子の劣化を防止する素子構造を採用し、劣化を抑止するものである。
【００２０】
図１は本発明の発光装置の作製方法を説明するフローチャート図を示している。図１（Ａ）はその代表的な一例であり、絶縁膜上に第１の導電膜を形成し、有機発光素子の一方の電極とする第１の電極を形成する。その後、絶縁膜をエッチングし、コンタクトホールを形成する。このコンタクトホールは、アクティブマトリクス駆動する場合において、有機発光装置の一方の電極を能動素子と電気的に接続するために設けるために形成する。従って、パッシブマトリクス駆動の発光装置を作製する場合には適用されない。
【００２１】
そして、第２の導電膜を形成する。そして、第１の電極と接する第２の電極を形成する。また、アクティブマトリクス駆動の発光装置の場合には、第２の導電膜を使って第１及び第２の配線を形成する。
【００２２】
第２の電極、第１及び第２の配線上には、端部が外側に位置するように設けられた絶縁膜を形成する。これは絶縁膜に限定されず導電膜や半導体膜であっても良い。この絶縁膜は、第２の電極、第１及び第２の配線上にあっていわゆる庇を形成する。そして、以降の工程で有機化合物層及び第３の電極を設ける時にマスクとして利用する。
【００２３】
有機化合物層の代表的な作製方法として蒸着法が採用される。有機化合物層を形成するための蒸着装置では、反応室内部の壁面を電解研磨により鏡面化し、ガスの放出量を低減する。反応室に材質はステンレス鋼またはアルミニウムを用いる。内壁からのガス放出を防ぐという目的においては反応室の外側にはヒーターを設けてベーキング処理を行う。ベーキング処理によりガス放出はかなり低減できるが、蒸着時には逆に冷媒で冷却することが好ましい。排気系はターボ分子ポンプとドライポンプを用い、油蒸気による汚染を防止する。また、残留する水分を除去するためにクライオポンプを併設しても良い。
【００２４】
蒸発源は抵抗加熱型を基本とするが、クヌーセンセルを用いても良い。蒸着用材料は反応室に付随するロードロック式の交換室から搬入する。こうして、蒸着用材料の装着時に反応室の大気開放を極力さける。蒸発源は有機物材料が主であるが、蒸着前に反応室内部で昇華精製を行う。その他にも、ゾーン精製法を適用しても良い。
【００２５】
有機化合物層の構造に特に限定されるものはない。正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などを適宣組み合わせて形成する。また、第３の電極も同様に蒸着法で形成する。有機化合層を形成した後に、１×１０^-4Pa以下の圧力で加熱処理を行い、蒸着時に混入した水分などを放出させる加熱処理を行っても良い。
【００２６】
第１の電極を陽極、第３の電極を陰極として適用される材料で形成することにより有機発光素子を形成することができる。或いは、第１の電極を陰極、第３の電極を陽極とすることもできる。陽極を形成する材料は、透明導電性材料が用いられ、インジウム・スズ化合物や酸化亜鉛などを用いることができる。陰極用の材料は、仕事関数の小さいマグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）若しくはカルシウム（Ｃａ）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇをＭｇ：Ａｇ＝１０：１で混合した材料）でなる電極を用いれば良い。他にも、イッテルビウム（Ｙｂ）、ＭｇＡｇＡｌ電極、ＬｉＡｌ電極、また、ＬｉＦＡｌ電極が挙げられる。
【００２７】
その後、紫外線硬化樹脂などを用いてシールパターンを形成し、封止基板を貼り付ける。こうして有機発光素子は密閉空間内に保持されることになる。このような封止の工程は、高純度化した乾燥窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの不活性気体雰囲気中で行う。その結果、密閉空間内にはその気体が充填されることになり、その空間内の水分や酸素などの濃度を十分低減することができる。
【００２８】
しかしながら、このような処置をとったとしても、密閉空間内の水分や酸素を完全になくすことはできない。例えば、有機化合物層やその周辺、封止材の壁面からの脱ガスにより、封止後においても密閉空間内の水分や酸素濃度が増加する可能性がある。その結果、いくら封止を完全なものとしても有機発光素子の劣化を防ぐことができなくなる。
【００２９】
そのため、本発明では封止をした後に加熱及び冷却の温度サイクルを行い、脱ガスを促進すると共に、密閉空間内に設けた乾燥剤にそのガスを吸着させる処理を行う。加熱は脱ガスを促進するために行う。乾燥剤には酸化バリウム（ＢａＯ）を用いる。ＢａＯと水分との反応は、下式で示すように発熱反応であるので、温度を下げ、冷却した方がその反応が促進される。従って、加熱と冷却、または冷却と加熱の温度サイクルを繰り返し、密閉空間内の水分や酸素濃度をさらに低減させる。
【００３０】
【式２】

【００３１】
その後、通電試験を行い、有機発光素子のエージングを行う。この通電試験には２の意味がある。一つは有機発光素子を安定化させると共に、初期不良を検出するために行う。もう一つの目的は脱ガス処理である。有機発光素子が１０００Cd/cm²の輝度で発光するとき、それを光子に換算すると１０¹⁶個/秒・cm²の放出量に相当する。有機発光素子の量子効率を１％と仮定すると、必要な電流密度は１００mA/cm²が要求される。このとき流れる電流によりジュール熱が発生し、有機発光素子は加熱し発熱する。この発熱に伴って有機化合物層に含まれる不純物、特に水分などが放出される場合もある。その水分を乾燥剤に効果的吸着させるために、再度温度サイクルを繰り返しても良い。
【００３２】
図２はこのような作製方法における有機発光素子の温度変化の推移を説明する図である。有機化合物層の形成は室温にておこなう（蒸着による温度上昇についてはここでは無視している）。その後、有機化合物層が変質しない程度の温度で加熱処理を行い、脱水処理または脱酸素処理を行う。第３の電極形成、シールパターン形成、封止板貼り付けも室温にて行う。その後行う温度サイクルは加熱及び冷却を行う。加熱温度は、やはり有機化合物層が変質しない温度を最高温度とするが、脱水処理を目的として、封止板を含めて加熱するので６０℃以上、好ましくは８０℃以上で行うことが望ましい。冷却はＢａＯの反応を促進するために行うものであり、０℃以下、好ましくは−１００℃未満まで冷却するのが望ましい。この加熱と冷却の順番は反対でも良く、複数回繰り返すことが望ましい。こうして密閉空間内の露点を−５０℃以下、好ましくは−８０℃以下とする。通電試験は有機発光素子を発光させながら加熱させ、ここでも積極的に脱水処理を行うことを一つの目的とする。
【００３３】
このような処理により有機発光素子を用いた発光装置の信頼性を高めることができる。また、図１（Ｂ）で示すように、絶縁膜形成〜第３の電極形成までを同様にして行い、その後、ガスバリア性の高いダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜を形成して有機発光素子を覆っても良い。ＤＬＣ膜は短距離秩序的には炭素間の結合として、ＳＰ³結合をもっているが、マクロ的にはアモルファス状の構造となっている。ＤＬＣ膜の組成は炭素が９５〜７０原子％、水素が０．１〜３０原子％であり、非常に硬く絶縁性に優れている。このようなＤＬＣ膜は、また、水蒸気や酸素などのガス透過率が低いという特徴がある。また、微少硬度計による測定で、１５〜２５ＧＰａの硬度を有することが知られている。その結果、外部からの水分の浸入が阻止され、劣化を抑止することができる。従って、その後の温度サイクル処理は敢えて行わない。
【００３４】
また、図１（Ｃ）に示す工程は、絶縁膜成膜〜封止基板貼り付けまでを図１（Ａ）と同様に行うが、この間加熱処理は行わない。その後、温度サイクル処理と通電試験を行う。ここで示す工程は一例であり、本発明はここで示す工程のみに限定されるものではない。本発明は、有機化物層の加熱処理、或いは有機発光装置の温度サイクル処理により封止された密閉空間内の気体の露点を低下させ、有機発光装置の信頼性を向上させることに特徴を有している。
【００３５】
上記本発明により作製される有機発光装置の構成は、第１の絶縁膜上の第１の電極と、前記第１の電極と接する第２の電極と、前記第２の電極上に形成された第２の絶縁膜と、前記第１の電極上の有機化合物層と、前記有機化合物層上の第３の電極とを有し、前記第２の絶縁膜の端部は前記第２の電極の端部の外側に設けられたものであり、前記有機化合物層の端部とが重ならない位置に形成されているものである。
【００３６】
また、他の構成ととして、第１の絶縁膜上の第１の電極と、前記第１の電極の端部と接する第２の電極と、前記第２の電極上に設けられ、該第２の電極の外側に端部が位置する第２の絶縁膜と、前記第１の電極上の有機化合物層と、前記有機化合物層上の第３の電極とを有し、前記有機化合物層の端部は、前記第２の絶縁膜の端部と重ならない位置に形成されているものである。
【００３７】
また、他の構成ととして、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に接続する第２の電極と、前記第１の電極上の有機化合物層と、前記有機化合物層上の第３の電極とを有し、前記有機化合物層と前記第３の電極とは前記第１の配線及び前記第２の配線の内側に設けられているものである。
【００３８】
また、他の構成ととして、第１の絶縁膜上に形成された第１の配線と前記第１の配線上に設けられた第２の絶縁膜と、第２の配線と前記第２の配線上に設けられた第３の絶縁膜と、前記第１の配線と前記第２の配線との間に設けられた第１の電極と、前記第１の配線と接続する第１の電極と、前記第１の電極上の有機化合物層と、前記有機化合物層上の第３の電極とを有し、前記第２の絶縁膜の端部は前記第１の配線の外側に設けられ、前記第３の絶縁膜の端部は前記第２の配線の外側に設けられ、前記有機化合物層と前記第３の電極とは、前記第１の配線及び前記第２の配線の内側に設けられているものである。
【００３９】
また、他の構成として、第１の絶縁膜上に画素部が形成された発光装置において、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、該第１の電極上に設けられた第１の有機化合物層と、該第１の有機化合物層上に設けられた第２の電極と、前記第２の配線と第３の配線との間に設けられた第３の電極と、該第３の電極上に設けられた第２の有機化合物層と、該第２の有機化合物層上に設けられた第４の電極とを有し、前記第２の電極と前記第４の電極とは、前記画素部の外縁部において連結されているものである。
【００４０】
また、他の構成として、第１の絶縁膜上に画素部が形成された発光装置において、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、該第１の電極上に設けられた第１の有機化合物層と、該第１の有機化合物層上に設けられた第２の電極と、前記第１の配線及び第２の配線上に、当該配線の側部より端部が突出した第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜とがそれぞれ設けられ、前記第２の配線と第３の配線との間に設けられた第３の電極と、該第３の電極上に設けられた第２の有機化合物層と、該第２の有機化合物層上に設けられた第４の電極と、前記第３の配線及び第４の配線上に、当該配線の側部より端部が突出した第３の絶縁膜及び第４の絶縁膜とがそれぞれ設けられ、前記第１の有機化合物層は前記第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜の端部と重ならないように設けられ、前記第２の電極と前記第４の電極とは、前記画素部の外縁部において連結されている構造を有している。
【００４１】
また、他の構成として、第１の絶縁膜上に画素部が形成された発光装置において、前記画素部は、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、該第１の電極上に設けられた第１の有機化合物層と、該第１の有機化合物層上に設けられた第２の電極と、前記第２の配線と第３の配線との間に設けられた第３の電極と、該第３の電極上に設けられた第２の有機化合物層と、該第２の有機化合物層上に設けられた第４の電極とを有し、且つ封止材により形成される密閉空間に設けられ、前記密閉空間の酸素及び水分の濃度は２ppm以下とするものである。
【００４２】
また、他の構成として、第１の絶縁膜上に画素部が形成された発光装置において、前記画素部は、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、該第１の電極上に設けられた第１の有機化合物層と、該第１の有機化合物層上に設けられた第２の電極と、前記第２の配線と第３の配線との間に設けられた第３の電極と、該第３の電極上に設けられた第２の有機化合物層と、該第２の有機化合物層上に設けられた第４の電極とを有し、且つ封止材により形成される密閉空間に設けられ、前記密閉空間には窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の気体が充填されていて、前記密閉空間の酸素及び水分の濃度は２ppm以下でとするものである。
【００４３】
このような有機発光素子を用いた画素構造は、有機化合物層が第１の電極上に形成され、それが第１の電極上において他の部材と接触しないことにより応力の影響を受けることがない。そのため、周囲環境の温度変化や自己発熱による熱ストレスで有機発光素子が劣化するのを防いでいる。
【００４４】
以上説明したように、本発明は有機発光装置の劣化原因を、不純物要因と構造要因の二つの側面から捉え、それぞれに対する解決手段を提供している。以下、実施の形態により本発明をより詳細に説明する。
【００４５】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の発光装置の構成を示す。基板２０１は絶縁表面を有し、有機発光素子が形成されて成る画素部２０４、当該画素部２０４のＴＦＴを駆動するための駆動回路部２０３、及び外部回路から信号を入力する端子部２０２が設けられている。画素部２０４及び駆動回路部２０３は封止板２０７で覆われ密閉された空間２０９が形成されている。封止板２０７は基板２０１とシール材２０６で密着されている。密閉された空間２０９には窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の気体が充填され、この気体の露点は−５０℃以下、好ましくは−８０℃以下としている。また、密閉された空間２０９には乾燥剤２０８が設けられ、この空間内の水分を化学吸着することにより、この空間に充填されている気体の露点を前記のように下げている。勿論、露点を下げるためには図１及び図２を用いて説明した作製工程に従う必要があり、温度サイクル処理による脱水処理とＢａＯの反応促進を行うことが必要である。
【００４６】
図３の発光装置は、ＴＦＴを用いて形成されるアクティブマトリクス駆動のものである。画素部２０４における画素２０５は有機発光素子と、それに接続するＴＦＴとを少なくとも有している。有機発光素子はＴＦＴのゲート電極の上層の形成されている絶縁層上に設けられている。
【００４７】
有機発光素子は、絶縁表面上に形成された第１の電極と、有機化合物層と、第２の電極とを有しているが、有機化合物層からそれを形成する封止板までの工程は大気に曝すことなく、閉じられた空間内（或いは、処理室内）で連続して形成することが望ましい。
【００４８】
図４はその目的を達成するための製造装置の一例を示している。搬送室１０１は、ロード室１０４、熱処理室１０５、中間室１０６、成膜室１０７〜１０９とゲート１００ａ〜１００ｆを介して連結されている。熱処理室１０５は図１及び図２で説明した温度サイクル処理を行うところであり、加熱冷却手段１１０が設けられ、真空中及び不活性気体中での処理を可能にしている。
【００４９】
成膜室１０７、１０８は蒸着法により主に低分子の有機化合物からなる被膜を形成するための処理室であり、成膜室１０９はアルカリ金属を含む第３の電極（陰極）を蒸着法により成膜するための処理室となっている。成膜室１０７〜１０９には蒸発源に蒸着用材料を装填する材料交換室１１２〜１１４がゲート１００ｈ〜１００ｊを介して接続されている。材料交換室１１２〜１１４は、成膜室１０７〜１０９を大気開放することなく蒸着用材料を充填するために用いる。
【００５０】
最初、被膜を堆積する基板１０３はロード室１０４に装着され、搬送室１０１にある搬送手段１０２により各処理室に移動する。ロード室１０４、搬送室１０１、熱処理室１０５、中間室１０６、成膜室１０７〜１０９、材料交換室１１２〜１１４は排気手段により減圧状態に保たれている。排気手段は大気圧から１Pa程度をオイルフリーのドライポンプで真空排気し、それ以上の圧力は磁気浮上型のターボ分子ポンプまたは複合分子ポンプにより真空排気する。反応室には水分を除去するためにクライオポンプを併設しても良い。こうして排気手段から主に油などの有機物による汚染を防止している。
【００５１】
これら真空排気される部屋の内壁面は、電解研磨により鏡面処理し、表面積を減らしてガス放出を防いでいる。材質はステンレス鋼またはアルミニウムを用いる。内壁からのガス放出を低減するという目的においては反応室の外側にはヒーターを設けてベーキング処理を行うことが望ましい。ベーキング処理によりガス放出はかなり低減できる。さらにガス放出による不純物汚染を防止するには、蒸着時に冷媒を用いて冷却すると良い。こうして、１×１０^-6Paまでの真空度を実現する。
【００５２】
中間室１０６はスピナー１１１が備えられた塗布室１２６とゲート１００ｇを介して接続されている。塗布室１２６では主に高分子材料から成る有機化合物の被膜をスピンコート法で形成するための処理室であり大気圧でこの処理は行われる。そのため、基板の搬出と搬入は中間室１０６を介して行い、基板が移動する側の部屋と同じ圧力に調節することにより行う。塗布室に供給する高分子系有機材料は、透析法、電気透析法、高速液体クロマトグラフで精製して供給する。精製は供給口で行う。
【００５３】
低分子の有機化合物層の形成は蒸着法により行う。蒸着法は抵抗加熱型であるが、高精度に温度制御し、蒸発量を制御するためにクヌーセンセルを用いても良い。蒸着用材料は反応室に付随する専用の材料交換室から導入する。こうして、反応室の大気開放を極力さける。成膜室を大気開放することにより、内壁には水分をはじめ様々なガスが吸着し、これが真空排気をすることにより再度放出される。吸着したガスの放出が収まり真空度が平衡値に安定するまでの時間は、数十〜数百時間を要する。そのために成膜室の壁をベーキング処理してその時間を短縮させている。しかし、繰り返し大気開放することは効率的な手法ではないので、図４に示すように専用の材料交換室を設けることが望ましい。蒸発源は有機物材料が主であるが、蒸着前に反応室内部で昇華精製を行う。また、ゾーン精製法を適用しても良い。
【００５４】
有機化合物層を形成した後の加熱処理を行う場合には、基板を熱処理室１０５に移動させて行う。そして、第３の電極（陰極）とするアルカリ金属を含む導電膜を形成するためには、基板を成膜室１０９に移動して行う。
【００５５】
一方、ロード室１０４で区切られた封止室１１５は、第３の電極（陰極）の形成まで終了した基板を大気に曝すことなく封止板で封止するための加工を行う。封止室１１５は、排気手段１２２で１×１０^-4Pa以下の減圧に保持されているが、基板を搬入した後、ガス供給手段１２１により、大気圧まで不活性気体を充填する。この排気手段にはターボ分子ポンプやクライオポンプ、或いはチタンゲッタポンプなどを用い、残留する水分の量を極力減少させる。
【００５６】
不活性気体は供給口にある精製器１２４で水分などが除去され、露点を−５０℃以下、好ましくは−８０℃以下として供給する。大気圧になった後はその供給を遮断するが、循環器１２３により処理室内で不活性気体が循環するようになっている。また、封止室１１５には露点計１２５が設置され、不活性気体の露点を常時モニターして不活性気体の純度管理を行っている。
【００５７】
封止板を貼り付けるには、貼り合わせ室１１７にあるディスペンサー１１８でシール材のパターンを描写する。封止室１１５でシール材のパターンが描写された基板と封止板を貼り合わせる際には、高純度の窒素やアルゴンなどの不活性気体を導入し、十分置換して処理室内の酸素濃度を極力低減させた状態で行う。封止材の内側には乾燥剤が設ける。シール材として紫外線硬化樹脂を用いる場合には、ＵＶ照射器１１６を用いる。
【００５８】
封止が終わった基板は、熱処理室１１９にいおいて温度サイクル処理や通電試験を行う。こうして封止された空間内の気体の露点を下げるための処理を行う。こうして図３に示すような封止構造の発光装置を完成させることができる。
【００５９】
図５は発光装置の外観を示す図であり、基板３０１に画素部３０２、走査線側駆動回路３０４、信号線側駆動回路３０３、入出力端子３０６が形成された状態を示している。入出力端子３０６と各駆動回路は配線３０５で接続されている。画素部３０２には、映像信号を入力する信号線が延びる方向に隔壁層を兼ねた配線３０８が形成されている。これらの配線３０８は、信号線や電源線などが含まれるが、ここではその詳細を省略している。また、配線３０７は第３の電極（陰極）と外部入力端子とを接続するための配線であり、その接続方法は以降の実施例にて詳細を説明する。また、必要に応じてＣＰＵ、メモリーなどを形成したＩＣチップがＣＯＧ（Chip on Glass）法などにより素子基板に実装されていても良い。
【００６０】
有機発光素子は配線３０８の間に形成され、その構造は図６に示されている。第１の電極３１０は個別電極であり、配線３０８の間に形成されている。その上層には有機化合物層３１１が配線３０８の間に形成され、複数の第１の電極に渡ってストライプ状に連続的に形成されている。第２の電極３１２は、有機化合物層３１１の上層に形成され、同様に配線３０８の間にストライプ状に形成されている。さらに第２の電極３１２は、配線３０８で挟まれない領域、即ち画素部３０２の外側の領域において接続されている。接続部は、第２の電極の一方の端部または、その両端に形成されていても良い。
【００６１】
有機発光素子は、第１の電極３１０、有機化合物層３１１、第２の電極３１２が重なる領域によって定義される。第１の電極３１２はアクティブマトリクス駆動方式の発光装置において、個々に能動素子と接続されている。第２の電極に欠陥が有り、仮に画素部の内側で欠陥があると、線欠陥として認識されてしまう可能性があるが、図６で示すように第２の電極の両端を接続し、共通電極とする構造は、そのような線欠陥が発生する確率を低減させることを可能としている。
【００６２】
以上、説明したように、有機発光素子を封止する空間内に、高純度の不活性気体を充填するのみでなく、封止する前の加熱処理や、封止した後の加熱及び冷却の温度サイクル処理により脱水処理をすることで、不活性気体内に残留する水分を５０ppm 以下、好ましくは１ppm以下として有機発光素子の劣化を低減させることができる。ここでは、アクティブマトリクス駆動方式の発光装置について説明したが、本発明の発光装置の作製方法はパッシブ駆動方式の発光装置にも適用することができる。
【００６３】
【実施例】
[実施例１]
図７（Ａ）はアクティブマトリクス駆動方式の発光装置の画素の構造を示す一例である。画素は能動素子としてＴＦＴが用いられ、スイッチング用ＴＦＴ４３０、電流制御用ＴＦＴ４３２、補助容量４３１が設けられている。配線４１２は映像信号が入力される信号線であり、配線４１４は有機発光素子に対する電源線である。また、４０６は走査線であり、スイッチング用ＴＦＴ４３０のゲート電極と接続している。スイッチング用ＴＦＴ４３０は半導体膜４０３にソースまたはドレイン領域が形成され、一方が配線４１２と接続している。他方は、接続電極４１３により補助容量４３１の一方の電極４０７と接続している。電極４０７は電流制御用ＴＦＴ４３２のゲート電極を兼ねている。電流制御用ＴＦＴ４３２にもソースまたはドレイン領域が形成され、一方が配線４１４と接続している。他方は電極４１５と接続し、電極４１５は画素電極４１１と接続している。画素電極４１１上には有機化合物層や陰極が形成されるがここでは省略して示している。
【００６４】
また、スイッチング用ＴＦＴ４３０はオフ電流を低減するためマルチゲートとなっている。また電流制御用ＴＦＴ４３２は電流駆動能力を高めるため、チャネル幅を広くしている。これらのＴＦＴは、駆動電圧が１０Ｖ以下であればシングルドレイン構造で形成して何ら問題なく動作させることができる。オフ電流をさらに低減させたり、ホットキャリア劣化を防ぎたい場合には、適宣低濃度ドレイン（ＬＤＤ）を設ければ良い。このような構成の画素に対する等価回路を図７（Ｂ）に示している。
【００６５】
図７（Ａ）において示すＡ−Ａ'線、Ｂ−Ｂ'線、Ｃ−Ｃ'線に対応するそれぞれの断面構造図を図８に示す。
【００６６】
図８（Ａ）はＡ−Ａ'線に対応する断面構造図であり、スイッチング用ＴＦＴ４３０、補助容量４３１、電流制御用ＴＦＴ４３２が形成されている様子を示している。これらの素子を形成する土台となる基板４０１は、ガラス基板または有機樹脂基板を採用する。有機樹脂材料はガラス材料と比較して軽量であり、発光装置自体の軽量化に有効に作用する。発光装置を作製する上で適用できるものとしてはポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、アラミドなどの有機樹脂材料を用いることができる。ガラス基板は無アルカリガラスと呼ばれる、バリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスを用いることが望ましい。ガラス基板の厚さは０．５〜１．１ｍｍのものが採用されるが、軽量化を目的とすると厚さは薄くする必要がある。また、さらに軽量化を図るには比重が２．３７ｇ／ｃｃと小さいものを採用することが望ましい。
【００６７】
基板４０１上には、基板からの不純物拡散の防止と、応力制御を目的とした第１絶縁膜４０２を形成する。これは珪素を成分とする絶縁膜で形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂Ｏから作製される窒化酸化珪素膜を２０〜１００ｎｍの厚さで形成する。組成は窒素濃度２０〜３０原子％、酸素濃度２０〜３０原子％とし、引張り応力を持たせる。好ましくは、その上層に絶縁膜４０２ｂとして、ＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏから作製される窒化酸化珪素膜を形成する。この膜の組成は、窒素濃度１〜２０原子％、酸素濃度５５〜６５原子％とし、窒素濃度を減らして内部応力を小さくする。
【００６８】
半導体膜４０３、４０４は結晶構造を有する珪素膜で形成する。代表的な一例は、プラズマＣＶＤ法で作製された非晶質珪素膜をレーザー光の照射によって、或いは加熱処理によって形成された半導体膜である。その厚さは２０〜６０nmとし、上層にはゲート絶縁膜とする第２絶縁膜４０５、ゲート電極４０６、４０７を形成する。ゲート電極４０７は補助容量４３１の一方の電極と繋がっている。
【００６９】
ゲート電極の上層にはＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂から作製される窒化珪素または、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂Ｏから作製される酸化窒化珪素からなる第３絶縁層４０８が形成され保護膜として用いている。さらに平坦化膜として、ポリイミドまたはアクリルなど有機樹脂材料から成る第４絶縁膜４０９が形成されている。
【００７０】
有機樹脂材料で形成される第４絶縁膜上には、窒化珪素などの無機絶縁材料から成る第５絶縁膜４１０を形成している。有機樹脂材料は吸湿性があり、水分を吸蔵する性質を持っている。その水分が再放出されると有機化合物に酸素を供給し、有機発光素子を劣化させる原因となるので、水分の吸蔵及び再放出を防ぐために、第４絶縁膜４０９の上にＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂から作製される窒化珪素、またはＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂Ｏから作製される酸化窒化珪素からなる第５絶縁膜４１０を形成している。或いは、第４絶縁膜４０９を省略して、第５絶縁膜４１０の一層のみで代用することも可能である。
【００７１】
その後、それぞれの半導体膜のソースまたはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成し、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）又は酸化亜鉛などの透明導電膜を１１０nmの厚さにスパッタ法で形成した後、所定の形状（図７で示すような形状）にエッチングして有機発光素子４３３の一方の電極である陽極４１１を形成する。
【００７２】
配線４１２、４１４、接続電極４１３、４１５はチタンとアルミニウムの積層構造とし、合計３００〜５００nmの厚さで形成し、半導体膜とコンタクトを形成する。また、接続電極４１５は陽極４１１と一部が重なるように形成する。
【００７３】
これらの配線又は接続電極上に形成する絶縁膜４１６〜４１９は窒化珪素などで形成する。そして、その端部は配線又は接続電極の外側に位置するように形成する。このような構造は、配線を形成する導電膜の層と、絶縁膜とを積層形成し、レジスト４２０〜４２３のパターンに従ってその両者をエッチングする。その後、そのレジストパターンをそのまま残して、導電膜のみをエッチングすることにより、図８（Ａ）に示すような庇を形成することができる。従って、絶縁膜４１６〜４１９は絶縁膜に限定される必要は必ずしもなく、配線を形成する導電膜とエッチングの選択比がとれる材料であるならば、他の材料を適用することも可能である。
【００７４】
有機化合物層４２４、陰極４２５は蒸着法で形成するので、ここで形成される庇がマスクとなって、陽極４１１上に有機化合物層４２４、陰極４２５を自己整合的に形成することができる。レジスト４２０〜４２３は絶縁膜４１６〜４１９上にそのまま残しておいても良いし、或いは、除去しても良い。
【００７５】
有機化合物層４２４や陰極４２５はウエット処理（薬液によるエッチングや水洗などの処理）を行うことができないので、陽極４１１に合わせて絶縁材料から成る隔壁層を設けて隣接する素子の絶縁分離をする必要があつたが、本発明の画素構造を用いれば、配線とその上の絶縁膜をもって隔壁層の機能を代用することができる。
【００７６】
このように、有機発光素子４３３は、ＩＴＯなどの透明導電性材料で形成する陽極４１１、正孔注入層、正孔輸送層、発光層などを有する有機化合物層４２４、ＭｇＡｇやＬｉＦなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属などの材料を用いて形成する陰極４２５とから成っている。
【００７７】
また、図８（Ｂ）は図７におけるＢ−Ｂ'線に対応した断面構造を示し、図８（Ｃ）はＣ−Ｃ'に対応した断面構造を示している。
【００７８】
入力端子部においては、図１０（Ａ）に示すように、ゲート電極と同じ材料で入力端子４５１が形成されている。その上層に形成される第３絶縁膜４０８、第４絶縁膜４０９、第５絶縁膜４１０は、コンタクトホールをエッチングするときに同時に除去され、その表面を露出させることができる。入力端子４５１には透明導電膜４５２を積層させておくと、ＦＰＣとの接続を形成できる。
【００７９】
有機発光素子４３３の陰極は共通電極となるので、画素部の外側で連結させる。そして、外部から電位を制御できるように、外部入力端子の配線と接続させる。図１０（Ｂ）はその接続構造の一例を示している。配線４５３はゲート電極と同じ層で形成する配線である。その上層に形成される第３絶縁膜４０８、第４絶縁膜４０９、第５絶縁膜４１０は、コンタクトホールをエッチングするときに同時に除去され、その表面を露出させている。有機化合物層４２４は蒸着法で形成するが、そのままでは基板の全面に形成されてしまうため、メタルマスクまたはセラミックマスクなどシャドーマスクを用いて、画素部の領域に合わせて形成する。陰極４２５も同様であるが、マスクのサイズを変更して、画素部の外側の領域まで形成されるようにする。このような処置により図１０（Ｂ）で示す構造を得ることができる。
【００８０】
このように、有機発光素子４３３は陽極上に形成され、しかも周辺に形成する部材から応力を受けることがない。そのため、熱応力などにより有機発光素子が劣化することを防止できる。その後、図１を用いて説明した工程により有機発光素子を封止することで信頼性の高い発光装置を作製することができる。
【００８１】
[実施例２]
実施例１において、図８を用いて説明した有機発光素子の他の構造を図９により説明する。陽極４１１を形成した後に第７絶縁膜を形成する。この絶縁膜は酸化珪素や窒化珪素などで形成する。その後、陽極４１１上の第７絶縁膜をエッチングにより除去するが、このとき図９に示すように陽極４１１の端部が第７絶縁膜と重なるようにする。こうしてパターン形成された第７絶縁膜４４０が形成される。
【００８２】
以降の工程は同様であり、接続電極４１５、絶縁膜４１９などを形成する。有機化合物層４２４、陰極４２５は図９のように形成され、第７絶縁膜４４０を設けることにより陰極４２５と陽極４１１とが端部で接触して短絡することを防止できる。
【００８３】
勿論、本実施例で示す画素構造によっても熱応力による有機発光素子の劣化を防ぐことが可能であり、図１を用いて説明した工程により有機発光素子を封止することで信頼性の高い発光装置を作製することができる。
【００８４】
[実施例３]
実施例１ではトップゲート型のＴＦＴを一例として示したが、ボトムゲート型または逆スタガ型のＴＦＴを用いても同様にスイッチング用ＴＦＴ４３０、電流制御用ＴＦＴ４３２を形成することができる。そして、実施例１と同様に発光装置を形成することができる。
【００８５】
[実施例４]
本発明において適用される有機発光素子は、その構造に限定される事項はない。有機発光素子は透光性の導電膜から成る陽極と、アルカリ金属を含む陰極と、その間に有機化合物から成る層をもって形成される。有機化合物から成る層は一層または複数の層から成っている。各層はその目的と機能により、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などと区別して呼ばれている。これらは、低分子系有機化合物材料または、高分子系有機化合物材料のいずれか、或いは、両者を適宣組み合わせて形成することが可能である。
【００８６】
正孔注入層や正孔輸送層は、正孔の輸送特性に優れる有機化合物材料が選択され、代表的にはフタロシアニン系や芳香族アミン系の材料が採用される。また、電子注入層には電子輸送性の優れる金属鎖体などが用いられている。
【００８７】
図１１に有機発光素子の構造の一例を示す。図１１（Ａ）は低分子有機化合物による有機発光素子の一例であり、窒化珪素または窒化酸化珪素で形成する絶縁膜５０８上に酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）で形成される陽極５００、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）で形成される正孔注入層５０１、芳香族アミン系材料であるＭＴＤＡＴＡ及びα−ＮＰＤで形成される正孔輸送層５０２、５０３、トリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ₃）で形成される電子注入層兼発光層５０４、イッテルビウム（Ｙｂ）から成る陰極５０５が積層されている。Ａｌｑ₃は一重項励起状態からの発光（蛍光）を可能としている。障壁層は感光性の有機樹脂で形成し、その底部の一端が陽極に接し、頂部が陽極の内側に位置する逆テーパー型をもって形成する。陰極５０５までを形成した後、その上から保護絶縁膜を形成し、有機化合物層や陰極が直接雰囲気に触れないように封止する。
【００８８】
輝度を高めるには三重項励起状態からの発光（燐光）を利用することが好ましい。図１１（Ｂ）にそのような素子構造の一例を示す。ＩＴＯで形成される陽極５１０、フタロシアニン系材料であるＣｕＰｃで形成される正孔注入層５１１、芳香族アミン系材料であるα−ＮＰＤで形成される正孔輸送層５１２上にカルバゾール系のＣＢＰ＋Ｉｒ（ｐｐｙ）₃を用いて発光層５１３を形成している。さらにバソキュプロイン(ＢＣＰ)を用いて正孔ブロック層５１４を形成し、Ａｌｑ₃による電子注入層５１５が形成された構造を有している。
【００８９】
上記二つの構造は低分子系有機化合物を用いた例であるが、高分子系有機化合物と低分子系有機化合物を組み合わせた有機発光素子を実現することができる。図１１（Ｃ）はその一例であり、高分子系有機化合物のポリチオフェン誘導体(ＰＥＤＯＴ)により正孔注入層５２１を形成し、α−ＮＰＤによる正孔輸送層５２２、ＣＢＰ＋Ｉｒ（ｐｐｙ）₃による発光層５２３、ＢＣＰによる正孔ブロック層５２４、Ａｌｑ₃による電子注入層５２５が形成されている。正孔注入層をＰＥＤＯＴに変えることにより、正孔注入特性が改善され、発光効率を向上させることができる。
【００９０】
発光層としてトリス−(２−フェニルピリジン)イリジウム（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃と記す）と４,４'−Ｎ,Ｎ'−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと記す）は三重項励起状態からの発光（燐光）を得ることができる有機化合物である。トリプレット化合物は、としては以下の論文に記載の有機化合物が代表的な材料として挙げられる。（１）T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.（２）M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.この論文には次の式で示される有機化合物が開示されている。（３）M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (1999) p.4.（４）T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.
【００９１】
また、上記論文に記載された発光性材料だけでなく、次の分子式で表される発光材料（具体的には金属錯体もしくは有機化合物）を用いることが可能であると考えている。
【００９２】
【化３】

【００９３】
【化４】

【００９４】
上記分子式において、Ｍは周期表の８〜１０族に属する元素である。上記論文では、白金、イリジウムが用いられている。また、本発明者はニッケル、コバルトもしくはパラジウムは、白金やイリジウムに比べて安価であるため、ＥＬ表示装置の製造コストを低減する上で好ましいと考えている。特に、ニッケルは錯体を形成しやすいため生産性も高く好ましいと考えられる。いずれにしても、三重項励起状態かからの発光（燐光）は、一重項励起状態からの発光（蛍光）よりも発光効率が高く、同じ発光輝度を得るにも動作電圧（有機発光素子を発光させるに要する電圧）を低くすることが可能である。
【００９５】
フタロシアニン系のＣｕＰｃ、芳香族アミン系のα−ＮＰＤ、ＭＴＤＡＴＡ、カルバゾール系のＣＢＰなどはいずれも分子に酸素が含まれない有機化合物である。このような有機化合物中に酸素または水分が混入することにより結合状態の変化が起こり、正孔輸送特性や発光特性を劣化させる。しかし、このような有機化合物の層の形成において、図１で説明した作製方法で封止をすることによりそのような劣化を防止することができる。また、ここでは有機化合物層の積層構造について説明したが、赤、青、緑に発光する発光層を用いれば、発色の優れた発光装置を得ることもできる。
【００９６】
[実施例５]
本発明の発光装置は、液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広いという特徴がある。従って、様々な電子装置に応用することができる。その様な電子装置として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置などが挙げられる。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、発光装置を用いることが望ましい。それら電子装置の具体例を図１２および図１３に示す。
【００９７】
図１２（Ａ）はディスクトップ型パーソナルコンピュータなどのモニターであり、筐体３３０１、支持台３３０２、表示部３３０３などから成っている。本発明を表示部３３０３に適用してディスクトップ型パーソナルコンピュータなどのモニターを完成させることができる。このモニターはバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも軽量薄型化を図ることができる。
【００９８】
図１２（Ｂ）はビデオカメラであり、本体３３１１、表示部３３１２、音声入力部３３１３、操作スイッチ３３１４、バッテリー３３１５、受像部３３１６等を含む。本発明を表示部３３１２に適用してビデオカメラを完成させることができる。
【００９９】
図１２（Ｃ）はヘッドマウントディスプレイの一部（右片側）であり、本体３３２１、信号ケーブル３３２２、頭部固定バンド３３２３、投影部３３２４、光学系３３２５、表示部３３２６等を含む。本発明を表示部３３２６に適用してヘッドマウントディスプレイを完成させることができる。
【０１００】
図１２（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体３３３１、記録媒体（ＤＶＤ等）３３３２、操作スイッチ３３３３、表示部（ａ）３３３４、表示部（ｂ）３３３５などから成っている。表示部（ａ）３３３４は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）３３３５は主として文字情報を表示するが、本発明をこれら表示部（ａ）３３３４、表示部（ｂ）３３３５に適用して画像再生装置を完成させることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１０１】
図１２（Ｅ）はゴーグル型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体３３４１、表示部３３４２、アーム部３３４３を含む。本発明を表示部３３４２に適用してゴーグル型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）を完成させることができる。
【０１０２】
図１２（Ｆ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体３３５１、筐体３３５２、表示部３３５３、キーボード３３５４等を含む。本発明を表示部３３５３を適用してノート型パーソナルコンピュータを完成させることができる。
【０１０３】
また、上記電子装置はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機発光素子の応答速度は非常に高いため、本発明の発光装置はその用途に適している。
【０１０４】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、省消費電力化のためには発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に本発明の発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１０５】
図１３（Ａ）は携帯電話であり、本体３４０１、音声出力部３４０２、音声入力部３４０３、表示部３４０４、操作スイッチ３４０５、アンテナ３４０６を含む。本発明を表示部３４０４に適用して携帯電話を完成させることができる。なお、表示部３４０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることが出来る。
【０１０６】
図１３（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体３４１１、表示部３４１２、操作スイッチ３４１３、３４１４を含む。本発明を表示部３４１２に適用して音響再生装置を完成させることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部３４１４は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効である。
【０１０７】
図１３（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体３５０１、表示部（Ａ）３５０２、接眼部３５０３、操作スイッチ３５０４、表示部（Ｂ）３５０５、バッテリー３５０６を含む。本発明を表示部（Ａ）３５０２、表示部（Ｂ）３５０５に適用してデジタルカメラを完成させることができる。また、表示部（Ｂ）３５０５を、主に操作用パネルとして用いる場合、黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えることが出来る。
【０１０８】
また、本実施例にて示した電子装置においては、消費電力を低減するための方法としては、外部の明るさを感知するセンサ部を設け、暗い場所で使用する際には、表示部の輝度を落とすなどの機能を付加するなどといった方法が挙げられる。以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、様々な電子装置に適用することが可能である。また、本実施例の電子装置は実施例１〜４のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明では、有機発光素子を封止する空間内に、高純度の不活性気体を充填するのみでなく、封止する前の加熱処理や、封止した後の加熱及び冷却の温度サイクル処理により脱水処理をすることで、不活性気体内に残留する水分を５０ppm 以下、好ましくは１ppm以下として有機発光素子の劣化を低減させることができる。
【０１１０】
また、このように、有機発光層を陽極上に形成し、しかも周辺に形成する部材と接触しない構造とすることにより、熱応力により有機発光素子が劣化することを防止できる。
【０１１１】
以上説明したように、本発明は有機発光装置の劣化原因を、不純物要因と構造要因の二つの側面から捉え、それぞれに適切な対策を施すことにより発光装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の発光装置の作製方法を説明するフローチャート図。
【図２】 本発明の発光装置の作製工程における温度変化を説明する図。
【図３】 本発明の発光装置の構造を説明する断面図。
【図４】 本発明の発光装置の構造を説明する上面図。
【図５】 本発明の発光装置の画素部の構造を説明する図。
【図６】 本発明の発光装置の作製に用いる製造装置の一例を説明する図。
【図７】 本発明の発光装置の画素部における一画素の構造を説明する上面図。
【図８】 本発明の発光装置の画素部における画素の構造を説明する断面図。
【図９】 本発明の有機発光素子の一実施例を説明する断面図。
【図１０】 本発明の発光装置の端子部及び陰極と配線の接続構造を示す断面図。
【図１１】 有機発光素子の構造を説明する図。
【図１２】 本発明の発光装置の応用例を説明する図。
【図１３】 本発明の発光装置の応用例を説明する図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting device using a light emitter or a light emitting element and a manufacturing method thereof. In particular, the present invention relates to a light-emitting device formed using an organic compound for a light-emitting body or a light-emitting element, and a manufacturing method thereof. Note that the light emission referred to in this specification includes fluorescence and phosphorescence, and the present invention includes light emission from either one or both.
[0002]
[Prior art]
A display device using liquid crystal has a structure in which a backlight is used as a representative form and an image is displayed by the light. Liquid crystal display devices have been adopted as video display means in various electronic devices, but have structural disadvantages such as a narrow viewing angle. On the other hand, a display device using a light emitter in a pixel portion has attracted attention as a next-generation display device because it has a wide viewing angle and excellent visibility.
[0003]
The structure of a light emitting device using an organic compound as a light emitter (hereinafter referred to as an organic light emitting device) is a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport formed of an organic compound between a cathode and an anode The structure is a proper combination of a layer, an electron injection layer, and the like. Here, the hole injection layer and the hole transport layer are distinguished from each other, but these are the same in the sense that the hole transport property (hole mobility) is a particularly important characteristic. Here, for convenience, the hole injection layer is a layer on the side in contact with the anode, and the layer on the side in contact with the light-emitting layer is referred to as a hole transport layer for distinction. The layer in contact with the cathode is called an electron injection layer, and the layer in contact with the light emitting 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. A light-emitting element formed by combining these layers exhibits rectification characteristics and is considered to be similar to a diode. In the present specification, these are collectively referred to as an organic compound layer.
[0004]
As organic compounds for forming an organic light emitting device, both low molecular organic compounds and high molecular organic compounds are known. An example of the low molecular weight organic compound is 4,4-bis- [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (hereinafter referred to as α) which is a copper phthalocyanine (CuPc) aromatic amine material as a hole injection layer. -NPD), 4,4 ', 4 "-tris (N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino) triphenylamine (hereinafter referred to as MTDATA), and tris-8-quinolino as the light emitting layer. Latoaluminum complex (Alq _Three ) Etc. are known. Known polymer organic light-emitting materials include polyaniline and polythiophene derivative polyethylenedioxythiophene (PEDOT).
[0005]
From the viewpoint of the diversity of materials, it is said that low molecular weight organic compounds produced by vapor deposition have a great variety compared to high molecular weight organic materials. However, in any case, organic compounds that are purely composed only of basic structural units are rare, and different types of bonds and impurities are mixed in during the production process, and various additives such as pigments may be added. . These materials include materials that deteriorate due to moisture and materials that are easily oxidized. Moisture, oxygen, etc. can be easily mixed from the atmosphere, and handling is necessary.
[0006]
The light emission mechanism is such that electrons injected from the cathode and holes injected from the anode recombine in the light-emitting layer made of a phosphor to form molecular excitons, and light is emitted when the molecular excitons return to the ground state. It is considered as a phenomenon that releases. The excited state includes light emission from a singlet state (fluorescence) and light emission from a triplet state (phosphorescence). The brightness is several thousand to tens of thousands of cd / m. ² Therefore, it is considered that it can be applied to a display device in principle.
[0007]
On the other hand, various deterioration phenomena exist in the organic light emitting device, and are regarded as problems. In particular, when the organic light emitting device is driven for a long time, there is a deterioration phenomenon that the light emission intensity decreases with time. Although this deterioration phenomenon depends on driving conditions such as the voltage applied to the organic light emitting device, the time until the emission intensity is halved to the initial value (half-life) is 500 to 5000 hours at most. It is a big hindrance.
[0008]
As one of the causes of the deterioration of the organic light emitting device, it is known that the deterioration proceeds only by being exposed to the air. One of the causes is considered to be because the alkali metal material forming the cathode reacts with moisture or oxygen. Therefore, not only is the organic light emitting device sealed in a sealed space, but also a countermeasure is taken to prevent deterioration as much as possible by putting a desiccant in the sealed space.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if such a sealing structure is used, the current situation is that deterioration of the organic light emitting device cannot be completely prevented. In view of such a situation, it can be estimated that the deterioration of the organic light emitting element proceeds even with a very small amount of moisture and oxygen. It can also be considered that some other factor is inherent.
[0010]
Since the highest occupied level (HOMO) of the molecular orbital is degenerate, the oxygen molecule is a unique molecule in the ground state and in the triplet state. Usually, the triplet to singlet excitation process is forbidden because it is a forbidden transition (spin forbidden), so that no singlet oxygen molecules are generated. However, a triplet excited state molecule with an energy state higher than the singlet state around the oxygen molecule ( ^Three In the presence of M *), the following energy transfer occurs, which can lead to a reaction in which singlet oxygen molecules are generated.
[0011]
[Formula 1]

[0012]
It is said that 75% of the excited state of molecules in the light emitting layer of the organic light emitting device is a triplet state. Therefore, when oxygen molecules are mixed in the organic light emitting device, singlet oxygen molecules can be generated by the energy transfer of Formula 1. Since oxygen molecules in a singlet excited state have an ionic property (charge is biased), there is a possibility of reacting with the charge bias generated in the organic compound.
[0013]
For example, in bathocuproine (hereinafter referred to as BCP), the methyl group is electron donating, and therefore the carbon directly bonded to the conjugated ring is positively charged. As shown in the following chemical formula 1, there is a possibility that a singlet oxygen having ionic properties reacts with a positively charged carbon molecule to form a carboxylic acid and hydrogen as shown in the chemical formula 2 below. As a result, it is expected that the electron transport property is lowered.
[0014]
[Chemical 1]

[0015]
[Chemical 2]

[0016]
Of course, such a change in the bonding state is an example of a consideration that simplifies the phenomenon, but it is understood that impurities such as oxygen and moisture contained in the organic compound are impurities that cause various deteriorations such as a decrease in luminance. Can be explained.
[0017]
An application example using an organic light emitting element is an active matrix driving type light emitting device in which a pixel portion is formed by the organic light emitting element. An active matrix driving light-emitting device in which a pixel portion is formed by combining an organic light-emitting element and a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) includes a semiconductor material containing silicon as a main component, an inorganic insulating material containing silicon as a component, and polyimide It is completed by properly combining organic insulating materials such as acrylic and acrylic. Since the external quantum efficiency of the organic light emitting device is still less than 50%, most of the injected carriers are converted into heat and heat the light emitting device. As a result, thermal stress is applied to the pixel portion, and thermal stress acts on each layer forming the pixel portion. If the force is large, cracks (cracks) are generated.
[0018]
A light-emitting device using an organic light-emitting element formed by combining an insulator, a semiconductor, a conductor, an organic compound, or the like cannot ignore the internal stress of each film and the interaction due to the thermal stress generated by heat generation. The present invention is a technique for solving such a problem, and provides a means for solving each of the causes of deterioration of an organic light emitting device from two aspects of an impurity factor and a structural factor. An object of the present invention is to provide a highly reliable light emitting device by suppressing deterioration of an organic light emitting element.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to prevent deterioration of the light emitting device, the present invention reduces the concentration of moisture and oxygen remaining in the space where the organic light emitting element is sealed as much as possible. At the same time, impurities including oxygen such as moisture and oxygen contained in the organic compound forming the organic light emitting element are simultaneously reduced. Furthermore, the element structure which prevents the deterioration of the organic light emitting element due to stress is adopted to suppress the deterioration.
[0020]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a light-emitting device of the present invention. FIG. 1A shows a typical example in which a first conductive film is formed over an insulating film, and a first electrode serving as one electrode of an organic light-emitting element is formed. Thereafter, the insulating film is etched to form contact holes. This contact hole is formed in order to electrically connect one electrode of the organic light emitting device to the active element in the case of active matrix driving. Therefore, the present invention is not applied to the case where a passive matrix driving light emitting device is manufactured.
[0021]
Then, a second conductive film is formed. Then, a second electrode in contact with the first electrode is formed. In the case of an active matrix driving light emitting device, the first and second wirings are formed using the second conductive film.
[0022]
An insulating film is formed on the second electrode and the first and second wirings so that the end portion is located outside. This is not limited to an insulating film, and may be a conductive film or a semiconductor film. This insulating film is on the second electrode and the first and second wirings to form a so-called ridge. Then, it is used as a mask when the organic compound layer and the third electrode are provided in the subsequent steps.
[0023]
A vapor deposition method is employed as a typical method for producing the organic compound layer. In a vapor deposition apparatus for forming an organic compound layer, the wall surface in the reaction chamber is mirror-polished by electrolytic polishing to reduce the amount of gas released. The reaction chamber is made of stainless steel or aluminum. For the purpose of preventing gas emission from the inner wall, a baking process is performed by providing a heater outside the reaction chamber. Although the gas emission can be considerably reduced by the baking treatment, it is preferable to cool with a refrigerant. The exhaust system uses a turbo molecular pump and a dry pump to prevent contamination with oil vapor. Further, a cryopump may be provided in order to remove residual moisture.
[0024]
The evaporation source is basically a resistance heating type, but a Knudsen cell may be used. The material for vapor deposition is carried in from a load lock type exchange chamber attached to the reaction chamber. In this way, the reaction chamber is prevented from being opened to the atmosphere as much as possible when the vapor deposition material is attached. The evaporation source is mainly an organic material, but sublimation purification is performed in the reaction chamber before vapor deposition. In addition, a zone purification method may be applied.
[0025]
There is no particular limitation on the structure of the organic compound layer. A hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and the like are appropriately combined. Similarly, the third electrode is formed by vapor deposition. After forming the organic compound layer, 1 × 10 ^-Four Heat treatment may be performed at a pressure equal to or lower than Pa to release moisture mixed during vapor deposition.
[0026]
An organic light-emitting element can be formed by forming the first electrode with an anode and the third electrode with a material applied as a cathode. Alternatively, the first electrode can be a cathode and the third electrode can be an anode. As a material for forming the anode, a transparent conductive material is used, and an indium / tin compound, zinc oxide, or the like can be used. As the material for the cathode, a material containing magnesium (Mg), lithium (Li), or calcium (Ca) having a small work function is used. An electrode made of MgAg (a material in which Mg and Ag are mixed at Mg: Ag = 10: 1) is preferably used. Other examples include ytterbium (Yb), MgAgAl electrode, LiAl electrode, and LiFAl electrode.
[0027]
Thereafter, a seal pattern is formed using an ultraviolet curable resin or the like, and a sealing substrate is attached. Thus, the organic light emitting element is held in the sealed space. Such a sealing step is performed in an inert gas atmosphere such as highly purified dry nitrogen, helium, argon, krypton, or neon. As a result, the sealed space is filled with the gas, and the concentration of moisture, oxygen, etc. in the space can be sufficiently reduced.
[0028]
However, even if such measures are taken, moisture and oxygen in the sealed space cannot be completely eliminated. For example, degassing from the organic compound layer, its periphery, and the wall surface of the sealing material may increase the moisture and oxygen concentration in the sealed space even after sealing. As a result, deterioration of the organic light emitting device cannot be prevented no matter how complete the sealing is.
[0029]
Therefore, in the present invention, after sealing, a temperature cycle of heating and cooling is performed to promote degassing and to perform a process of adsorbing the gas to a desiccant provided in the sealed space. Heating is performed to promote degassing. Barium oxide (BaO) is used as the desiccant. Since the reaction between BaO and moisture is an exothermic reaction as shown in the following formula, the reaction is promoted when the temperature is lowered and cooled. Therefore, heating and cooling or a temperature cycle of cooling and heating is repeated to further reduce moisture and oxygen concentration in the sealed space.
[0030]
[Formula 2]

[0031]
Thereafter, an energization test is performed to age the organic light emitting element. This energization test has two meanings. One is to stabilize the organic light emitting device and to detect an initial failure. Another purpose is degassing. Organic light emitting device is 1000Cd / cm ² When emitting light with a luminance of 10 ¹⁶ Pieces / sec.cm ² It corresponds to the amount of release. Assuming that the quantum efficiency of the organic light-emitting device is 1%, the required current density is 100 mA / cm. ² Is required. Joule heat is generated by the current flowing at this time, and the organic light emitting element is heated to generate heat. With this heat generation, impurities contained in the organic compound layer, particularly moisture, may be released. In order to effectively adsorb the moisture to the desiccant, the temperature cycle may be repeated.
[0032]
FIG. 2 is a diagram for explaining the transition of the temperature change of the organic light emitting device in such a manufacturing method. The organic compound layer is formed at room temperature (the temperature increase due to vapor deposition is ignored here). Thereafter, heat treatment is performed at a temperature at which the organic compound layer does not change, and dehydration or deoxygenation is performed. Third electrode formation, seal pattern formation, and sealing plate pasting are also performed at room temperature. Subsequent temperature cycles involve heating and cooling. The heating temperature is the maximum temperature at which the organic compound layer does not deteriorate, but it is heated at 60 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher because heating is performed including the sealing plate for the purpose of dehydration. The cooling is performed to promote the reaction of BaO, and it is desirable to cool to 0 ° C. or less, preferably to less than −100 ° C. The order of heating and cooling may be reversed, and it is desirable to repeat a plurality of times. Thus, the dew point in the sealed space is set to −50 ° C. or lower, preferably −80 ° C. or lower. One purpose of the energization test is to heat the organic light-emitting element while emitting light, and to actively perform dehydration treatment here.
[0033]
By such treatment, the reliability of the light emitting device using the organic light emitting element can be improved. As shown in FIG. 1B, the insulating film formation to the third electrode formation are similarly performed, and then a diamond-like carbon (DLC) film having a high gas barrier property is formed to cover the organic light emitting element. May be. DLC films are short-range ordered as bonds between carbons, SP ^Three Although it has a bond, it has an amorphous structure macroscopically. The composition of the DLC film is 95 to 70 atomic% for carbon and 0.1 to 30 atomic% for hydrogen, and is very hard and excellent in insulation. Such a DLC film is also characterized by low gas permeability such as water vapor and oxygen. It is also known to have a hardness of 15 to 25 GPa as measured by a microhardness meter. As a result, moisture can be prevented from entering from the outside, and deterioration can be suppressed. Therefore, the subsequent temperature cycle process is not performed.
[0034]
1C, the process from the formation of the insulating film to the pasting of the sealing substrate is performed in the same manner as in FIG. 1A, but no heat treatment is performed during this process. Thereafter, a temperature cycle process and an energization test are performed. The process shown here is an example, and the present invention is not limited to the process shown here. The present invention is characterized in that the dew point of the gas in the sealed space sealed by the heat treatment of the organic compound layer or the temperature cycle treatment of the organic light emitting device is lowered, and the reliability of the organic light emitting device is improved. ing.
[0035]
The structure of the organic light emitting device manufactured according to the present invention is formed on the first electrode on the first insulating film, the second electrode in contact with the first electrode, and the second electrode. A second insulating film; an organic compound layer on the first electrode; and a third electrode on the organic compound layer, wherein an end of the second insulating film is formed on the second electrode. It is provided outside the end portion and is formed at a position where it does not overlap with the end portion of the organic compound layer.
[0036]
In another configuration, the first electrode on the first insulating film, the second electrode in contact with the end portion of the first electrode, and the second electrode are provided on the second electrode. A second insulating film having an end located outside the electrode, an organic compound layer on the first electrode, and a third electrode on the organic compound layer, and an end of the organic compound layer The portion is formed at a position that does not overlap the end portion of the second insulating film.
[0037]
As another configuration, a first electrode provided between the first wiring and the second wiring, a second electrode connected to the first electrode, and the first electrode An organic compound layer and a third electrode on the organic compound layer, and the organic compound layer and the third electrode are provided inside the first wiring and the second wiring. It is what.
[0038]
As another configuration, the first wiring formed on the first insulating film, the second insulating film provided on the first wiring, the second wiring, and the second wiring A third insulating film provided on the first electrode; a first electrode provided between the first wiring and the second wiring; a first electrode connected to the first wiring; An organic compound layer on the first electrode, and a third electrode on the organic compound layer, and an end of the second insulating film is provided outside the first wiring, 3 is provided outside the second wiring, and the organic compound layer and the third electrode are provided inside the first wiring and the second wiring. Is.
[0039]
As another structure, in a light-emitting device in which a pixel portion is formed over a first insulating film, the first electrode provided between the first wiring and the second wiring, and the first electrode A first organic compound layer provided on the electrode; a second electrode provided on the first organic compound layer; and a second electrode provided between the second wiring and the third wiring. 3 electrode, a second organic compound layer provided on the third electrode, and a fourth electrode provided on the second organic compound layer, and the second electrode The fourth electrode is connected at the outer edge of the pixel portion.
[0040]
As another structure, in a light-emitting device in which a pixel portion is formed over a first insulating film, the first electrode provided between the first wiring and the second wiring, and the first electrode A first organic compound layer provided on the electrode; a second electrode provided on the first organic compound layer; and a side portion of the wiring on the first wiring and the second wiring. A first insulating film and a second insulating film protruding from the end portions, respectively, and a third electrode provided between the second wiring and the third wiring; A second organic compound layer provided on the electrode; a fourth electrode provided on the second organic compound layer; and a side portion of the wiring on the third wiring and the fourth wiring. A third insulating film and a fourth insulating film, each having a protruding end, are provided, and the first organic compound layer is formed of the first insulating film and the second insulating film. Provided so as not to overlap with an end portion, said a second electrode and the fourth electrode has a structure which is connected at the outer edge portion of the pixel portion.
[0041]
As another configuration, in the light-emitting device in which the pixel portion is formed over the first insulating film, the pixel portion includes a first electrode provided between the first wiring and the second wiring. A first organic compound layer provided on the first electrode, a second electrode provided on the first organic compound layer, and between the second wiring and the third wiring. A third electrode provided on the second electrode, a second organic compound layer provided on the third electrode, and a fourth electrode provided on the second organic compound layer, and Provided in a sealed space formed by a sealing material, the concentration of oxygen and moisture in the sealed space is 2 ppm or less.
[0042]
As another configuration, in the light-emitting device in which the pixel portion is formed over the first insulating film, the pixel portion includes a first electrode provided between the first wiring and the second wiring. A first organic compound layer provided on the first electrode, a second electrode provided on the first organic compound layer, and between the second wiring and the third wiring. A third electrode provided on the second electrode, a second organic compound layer provided on the third electrode, and a fourth electrode provided on the second organic compound layer, and Provided in a sealed space formed by a sealing material, and the sealed space is filled with one or plural kinds of gases selected from nitrogen, helium, argon, krypton, and neon, and oxygen and moisture in the sealed space The concentration of is to be 2 ppm or less.
[0043]
In the pixel structure using such an organic light-emitting element, the organic compound layer is formed on the first electrode, and is not affected by stress because it does not contact other members on the first electrode. . For this reason, the organic light emitting device is prevented from being deteriorated due to a temperature change in the surrounding environment or a thermal stress due to self-heating.
[0044]
As described above, the present invention grasps the cause of deterioration of an organic light emitting device from two aspects of an impurity factor and a structural factor, and provides solutions for each. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 3 shows the structure of the light emitting device of the present invention. The substrate 201 has an insulating surface, and is provided with a pixel portion 204 formed with an organic light emitting element, a drive circuit portion 203 for driving a TFT of the pixel portion 204, and a terminal portion 202 for inputting a signal from an external circuit. It has been. The pixel portion 204 and the drive circuit portion 203 are covered with a sealing plate 207 to form a sealed space 209. The sealing plate 207 is in close contact with the substrate 201 and the sealing material 206. The sealed space 209 is filled with one or more kinds of gases selected from nitrogen, helium, argon, krypton, and neon, and the dew point of this gas is −50 ° C. or lower, preferably −80 ° C. or lower. Further, a desiccant 208 is provided in the sealed space 209, and the dew point of the gas filled in the space is lowered as described above by chemically adsorbing moisture in the space. Of course, in order to lower the dew point, it is necessary to follow the manufacturing process described with reference to FIGS. 1 and 2, and it is necessary to perform a dehydration process by a temperature cycle process and promote the reaction of BaO.
[0046]
The light-emitting device of FIG. 3 is an active matrix drive formed using TFTs. The pixel 205 in the pixel portion 204 includes at least an organic light emitting element and a TFT connected to the organic light emitting element. The organic light emitting element is provided on an insulating layer formed on the upper layer of the gate electrode of the TFT.
[0047]
The organic light emitting device has a first electrode, an organic compound layer, and a second electrode formed on the insulating surface. The steps from the organic compound layer to the sealing plate for forming the first electrode are as follows. It is desirable to form it continuously in a closed space (or a processing chamber) without being exposed to the atmosphere.
[0048]
FIG. 4 shows an example of a manufacturing apparatus for achieving the object. The transfer chamber 101 is connected to the load chamber 104, the heat treatment chamber 105, the intermediate chamber 106, and the film formation chambers 107 to 109 via gates 100a to 100f. The heat treatment chamber 105 is a place where the temperature cycle process described with reference to FIGS. 1 and 2 is performed, and a heating / cooling means 110 is provided to enable the treatment in a vacuum and in an inert gas.
[0049]
The film formation chambers 107 and 108 are processing chambers for forming a film mainly composed of a low molecular organic compound by an evaporation method, and the film formation chamber 109 is formed by applying a third electrode (cathode) containing an alkali metal by an evaporation method. It is a processing chamber for film formation. The film forming chambers 107 to 109 are connected to the material exchange chambers 112 to 114 for loading the evaporation material into the evaporation source through the gates 100h to 100j. The material exchange chambers 112 to 114 are used to fill the deposition materials without opening the film formation chambers 107 to 109 to the atmosphere.
[0050]
Initially, the substrate 103 on which the film is deposited is mounted in the load chamber 104 and moved to each processing chamber by the transfer means 102 in the transfer chamber 101. The load chamber 104, the transfer chamber 101, the heat treatment chamber 105, the intermediate chamber 106, the film formation chambers 107 to 109, and the material exchange chambers 112 to 114 are kept in a reduced pressure state by an exhaust means. The exhaust means is evacuated from an atmospheric pressure to about 1 Pa with an oil-free dry pump, and a pressure higher than that is evacuated with a magnetic levitation turbo molecular pump or a composite molecular pump. A cryopump may be provided in the reaction chamber in order to remove moisture. In this way, contamination by organic substances such as oil is mainly prevented from the exhaust means.
[0051]
The inner wall surfaces of these evacuated rooms are mirror-finished by electropolishing to reduce the surface area and prevent gas emission. The material is stainless steel or aluminum. For the purpose of reducing gas emission from the inner wall, it is desirable to perform a baking process by providing a heater outside the reaction chamber. Baking can significantly reduce outgassing. Further, in order to prevent impurity contamination due to outgassing, it is preferable to cool using a refrigerant during vapor deposition. Thus 1 × 10 ^-6 Realizes vacuum up to Pa.
[0052]
The intermediate chamber 106 is connected to a coating chamber 126 provided with a spinner 111 via a gate 100g. The coating chamber 126 is a processing chamber for forming a film of an organic compound mainly made of a polymer material by a spin coating method, and this processing is performed at atmospheric pressure. For this reason, the substrate is carried out and carried in via the intermediate chamber 106, and is adjusted by adjusting the pressure to be the same as the chamber on the side where the substrate moves. The polymer organic material supplied to the coating chamber is purified and supplied by a dialysis method, an electrodialysis method, or a high performance liquid chromatograph. Purification is performed at the supply port.
[0053]
The low molecular organic compound layer is formed by vapor deposition. The vapor deposition method is a resistance heating type, but a Knudsen cell may be used to control the temperature with high accuracy and to control the evaporation amount. The material for vapor deposition is introduced from a dedicated material exchange chamber attached to the reaction chamber. In this way, the opening of the reaction chamber to the atmosphere is avoided as much as possible. By opening the film formation chamber to the atmosphere, various gases including moisture are adsorbed on the inner wall, and these gases are released again by evacuation. It takes several tens to several hundreds of hours until the release of the adsorbed gas is settled and the degree of vacuum is stabilized at the equilibrium value. For this reason, the wall of the film forming chamber is baked to shorten the time. However, since repeated release to the atmosphere is not an efficient method, it is desirable to provide a dedicated material exchange chamber as shown in FIG. The evaporation source is mainly an organic material, but sublimation purification is performed in the reaction chamber before vapor deposition. A zone purification method may also be applied.
[0054]
In the case where heat treatment is performed after the organic compound layer is formed, the substrate is moved to the heat treatment chamber 105. In order to form a conductive film containing an alkali metal as the third electrode (cathode), the substrate is moved to the film formation chamber 109.
[0055]
On the other hand, the sealing chamber 115 partitioned by the load chamber 104 performs processing for sealing the substrate that has been completed up to the formation of the third electrode (cathode) with a sealing plate without being exposed to the atmosphere. The sealing chamber 115 is 1 × 10 1 by the exhaust means 122. ^-Four Although maintained at a reduced pressure of Pa or less, after carrying the substrate, the gas supply means 121 fills the inert gas to atmospheric pressure. A turbo molecular pump, a cryopump, a titanium getter pump, or the like is used as the exhaust means to reduce the amount of remaining water as much as possible.
[0056]
The inert gas is supplied with a dew point of −50 ° C. or lower, preferably −80 ° C. or lower after moisture is removed by the purifier 124 at the supply port. After the atmospheric pressure is reached, the supply is cut off, but an inert gas is circulated in the processing chamber by the circulator 123. In addition, a dew point meter 125 is installed in the sealing chamber 115, and the dew point of the inert gas is constantly monitored to control the purity of the inert gas.
[0057]
In order to attach the sealing plate, a pattern of the sealing material is drawn by the dispenser 118 in the bonding chamber 117. When the sealing plate is bonded to the substrate on which the sealing material pattern is drawn in the sealing chamber 115, an inert gas such as high-purity nitrogen or argon is introduced and sufficiently substituted to reduce the oxygen concentration in the processing chamber. Perform in a state where it is reduced as much as possible. A desiccant is provided inside the sealing material. When an ultraviolet curable resin is used as the sealing material, a UV irradiator 116 is used.
[0058]
After the sealing, the substrate is placed in the heat treatment chamber 119 and subjected to a temperature cycle process and an energization test. A process for reducing the dew point of the gas in the sealed space is performed. Thus, a light emitting device having a sealing structure as shown in FIG. 3 can be completed.
[0059]
FIG. 5 is a diagram illustrating the appearance of a light-emitting device, in which a pixel portion 302, a scanning line side driver circuit 304, a signal line side driver circuit 303, and an input / output terminal 306 are formed on a substrate 301. The input / output terminal 306 and each drive circuit are connected by a wiring 305. In the pixel portion 302, a wiring 308 that also serves as a partition layer is formed in a direction in which a signal line for inputting a video signal extends. These wirings 308 include signal lines, power supply lines, and the like, but details thereof are omitted here. The wiring 307 is a wiring for connecting the third electrode (cathode) and the external input terminal, and the connection method will be described in detail in the following embodiments. Further, an IC chip on which a CPU, a memory, and the like are formed may be mounted on the element substrate by a COG (Chip on Glass) method or the like as necessary.
[0060]
The organic light emitting device is formed between the wirings 308, and its structure is shown in FIG. The first electrode 310 is an individual electrode and is formed between the wirings 308. On the upper layer, an organic compound layer 311 is formed between the wirings 308, and is continuously formed in a stripe shape over the plurality of first electrodes. The second electrode 312 is formed in an upper layer of the organic compound layer 311 and is similarly formed in a stripe shape between the wirings 308. Further, the second electrode 312 is connected in a region not sandwiched between the wirings 308, that is, a region outside the pixel portion 302. The connecting portion may be formed at one end of the second electrode or at both ends thereof.
[0061]
The organic light emitting element is defined by a region where the first electrode 310, the organic compound layer 311, and the second electrode 312 overlap. The first electrode 312 is individually connected to an active element in the active matrix driving type light emitting device. If there is a defect in the second electrode and there is a defect inside the pixel portion, it may be recognized as a line defect, but both ends of the second electrode are connected as shown in FIG. The structure as an electrode makes it possible to reduce the probability that such a line defect will occur.
[0062]
As described above, the space for sealing the organic light emitting element is not only filled with a high-purity inert gas, but also heat treatment before sealing, and heating and cooling temperatures after sealing. By performing the dehydration process by the cycle process, the moisture remaining in the inert gas can be reduced to 50 ppm or less, preferably 1 ppm or less, and deterioration of the organic light emitting device can be reduced. Although the active matrix light-emitting device is described here, the method for manufacturing a light-emitting device of the present invention can also be applied to a passive-drive light-emitting device.
[0063]
【Example】
[Example 1]
FIG. 7A illustrates an example of a pixel structure of an active matrix light-emitting device. The pixel uses a TFT as an active element, and is provided with a switching TFT 430, a current control TFT 432, and an auxiliary capacitor 431. The wiring 412 is a signal line to which a video signal is input, and the wiring 414 is a power supply line for the organic light emitting element. A scanning line 406 is connected to the gate electrode of the switching TFT 430. In the switching TFT 430, a source or drain region is formed in the semiconductor film 403, and one of them is connected to the wiring 412. The other is connected to one electrode 407 of the auxiliary capacitor 431 by a connection electrode 413. The electrode 407 also serves as the gate electrode of the current control TFT 432. A source or drain region is also formed in the current control TFT 432, and one is connected to the wiring 414. The other is connected to the electrode 415, and the electrode 415 is connected to the pixel electrode 411. Although an organic compound layer and a cathode are formed on the pixel electrode 411, they are not shown here.
[0064]
The switching TFT 430 is a multi-gate in order to reduce off current. In addition, the channel width of the current control TFT 432 is increased in order to increase the current driving capability. These TFTs can be formed with a single drain structure and operated without any problem if the driving voltage is 10 V or less. In order to further reduce the off-current or prevent hot carrier deterioration, a low-concentration drain (LDD) may be provided. An equivalent circuit for the pixel having such a structure is illustrated in FIG.
[0065]
FIG. 8 shows a cross-sectional structure diagram corresponding to the AA ′ line, the BB ′ line, and the CC ′ line shown in FIG.
[0066]
FIG. 8A is a cross-sectional structure diagram corresponding to the line AA ′, and shows a state where a switching TFT 430, an auxiliary capacitor 431, and a current control TFT 432 are formed. A glass substrate or an organic resin substrate is used as the substrate 401 that forms a base for forming these elements. The organic resin material is lighter than the glass material, and effectively works to reduce the weight of the light emitting device itself. An organic resin material such as polyimide, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), or aramid can be used as a light-emitting device. It is desirable to use barium borosilicate glass or alumino borosilicate glass called non-alkali glass for the glass substrate. A glass substrate having a thickness of 0.5 to 1.1 mm is employed, but it is necessary to reduce the thickness in order to reduce the weight. Further, in order to further reduce the weight, it is desirable to employ a specific gravity as small as 2.37 g / cc.
[0067]
A first insulating film 402 is formed on the substrate 401 for the purpose of preventing impurity diffusion from the substrate and controlling stress. This is formed of an insulating film containing silicon as a component. For example, using a plasma CVD method, SiH _Four , NH _Three , N ₂ A silicon nitride oxide film made of O is formed to a thickness of 20 to 100 nm. The composition has a nitrogen concentration of 20 to 30 atomic% and an oxygen concentration of 20 to 30 atomic%, and has a tensile stress. Preferably, as an insulating film 402b on the upper layer, SiH _Four , N ₂ A silicon nitride oxide film made of O is formed. The composition of this film is such that the nitrogen concentration is 1 to 20 atomic% and the oxygen concentration is 55 to 65 atomic%, and the internal stress is reduced by reducing the nitrogen concentration.
[0068]
The semiconductor films 403 and 404 are formed using a silicon film having a crystal structure. A typical example is a semiconductor film formed by irradiating an amorphous silicon film manufactured by a plasma CVD method with laser light or by heat treatment. The thickness is 20 to 60 nm, and a second insulating film 405 and gate electrodes 406 and 407 that are gate insulating films are formed on the upper layer. The gate electrode 407 is connected to one electrode of the auxiliary capacitor 431.
[0069]
The upper layer of the gate electrode is SiH _Four , NH _Three , N ₂ Silicon nitride or SiH made from _Four , NH _Three , N ₂ A third insulating layer 408 made of silicon oxynitride made of O is formed and used as a protective film. Further, a fourth insulating film 409 made of an organic resin material such as polyimide or acrylic is formed as a planarizing film.
[0070]
A fifth insulating film 410 made of an inorganic insulating material such as silicon nitride is formed on the fourth insulating film formed of an organic resin material. Organic resin materials are hygroscopic and have the property of absorbing moisture. When the moisture is re-released, oxygen is supplied to the organic compound and the organic light emitting device is deteriorated. Therefore, in order to prevent moisture occlusion and re-release, SiH is formed on the fourth insulating film 409. _Four , NH _Three , N ₂ Silicon nitride or SiH made from _Four , NH _Three , N ₂ A fifth insulating film 410 made of silicon oxynitride made of O is formed. Alternatively, it is possible to omit the fourth insulating film 409 and substitute only one layer of the fifth insulating film 410.
[0071]
Thereafter, contact holes reaching the source or drain regions of the respective semiconductor films are formed, a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide) or zinc oxide is formed to a thickness of 110 nm by sputtering, and then a predetermined shape is formed. An anode 411 which is one electrode of the organic light emitting element 433 is formed by etching into a shape as shown in FIG.
[0072]
The wirings 412 and 414 and the connection electrodes 413 and 415 have a laminated structure of titanium and aluminum, are formed with a total thickness of 300 to 500 nm, and form a semiconductor film and a contact. Further, the connection electrode 415 is formed so as to partially overlap the anode 411.
[0073]
The insulating films 416 to 419 formed over these wirings or connection electrodes are formed using silicon nitride or the like. And the edge part is formed so that it may be located in the outer side of wiring or a connection electrode. In such a structure, a conductive film layer for forming a wiring and an insulating film are stacked and etched according to a pattern of resists 420 to 423. After that, by leaving the resist pattern as it is and etching only the conductive film, a ridge as shown in FIG. 8A can be formed. Therefore, the insulating films 416 to 419 are not necessarily limited to insulating films, and other materials can be used as long as the selection ratio between the conductive film for forming the wiring and the etching can be obtained.
[0074]
Since the organic compound layer 424 and the cathode 425 are formed by an evaporation method, the organic compound layer 424 and the cathode 425 can be formed on the anode 411 in a self-aligned manner using the soot formed here as a mask. The resists 420 to 423 may be left as they are on the insulating films 416 to 419 or may be removed.
[0075]
Since the organic compound layer 424 and the cathode 425 cannot be wet-processed (such as chemical etching or water washing), it is necessary to provide a partition layer made of an insulating material in accordance with the anode 411 to isolate and isolate adjacent elements. However, if the pixel structure of the present invention is used, the function of the partition layer can be substituted with the wiring and the insulating film thereon.
[0076]
As described above, the organic light emitting element 433 includes an anode 411 formed of a transparent conductive material such as ITO, an organic compound layer 424 having a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and the like, and an alkali metal such as MgAg and LiF. Alternatively, the cathode 425 is formed using a material such as an alkaline earth metal.
[0077]
8B shows a cross-sectional structure corresponding to the line BB ′ in FIG. 7, and FIG. 8C shows a cross-sectional structure corresponding to the line CC ′.
[0078]
In the input terminal portion, as shown in FIG. 10A, an input terminal 451 is formed of the same material as the gate electrode. The third insulating film 408, the fourth insulating film 409, and the fifth insulating film 410 formed thereon can be removed at the same time when the contact hole is etched, and the surface thereof can be exposed. When a transparent conductive film 452 is stacked on the input terminal 451, connection with the FPC can be formed.
[0079]
Since the cathode of the organic light emitting element 433 serves as a common electrode, it is connected outside the pixel portion. And it connects with the wiring of an external input terminal so that an electric potential can be controlled from the outside. FIG. 10B shows an example of the connection structure. The wiring 453 is a wiring formed in the same layer as the gate electrode. The third insulating film 408, the fourth insulating film 409, and the fifth insulating film 410 formed thereon are simultaneously removed when the contact holes are etched to expose their surfaces. The organic compound layer 424 is formed by a vapor deposition method. However, since the organic compound layer 424 is formed as it is over the entire surface of the substrate, a shadow mask such as a metal mask or a ceramic mask is used to form the organic compound layer 424 in accordance with the region of the pixel portion. The cathode 425 is similar, but the size of the mask is changed so that the region outside the pixel portion is formed. By such treatment, the structure shown in FIG. 10B can be obtained.
[0080]
Thus, the organic light emitting element 433 is formed on the anode and is not subjected to stress from the members formed in the periphery. Therefore, it is possible to prevent the organic light emitting element from deteriorating due to thermal stress or the like. Then, a highly reliable light-emitting device can be manufactured by sealing the organic light-emitting element through the process described with reference to FIGS.
[0081]
[Example 2]
In Example 1, another structure of the organic light emitting device described with reference to FIG. 8 will be described with reference to FIG. After forming the anode 411, a seventh insulating film is formed. This insulating film is formed of silicon oxide or silicon nitride. Thereafter, the seventh insulating film on the anode 411 is removed by etching. At this time, as shown in FIG. 9, the end of the anode 411 is overlapped with the seventh insulating film. Thus, a patterned seventh insulating film 440 is formed.
[0082]
The subsequent steps are the same, and a connection electrode 415, an insulating film 419, and the like are formed. The organic compound layer 424 and the cathode 425 are formed as shown in FIG. 9. By providing the seventh insulating film 440, it is possible to prevent the cathode 425 and the anode 411 from coming into contact with each other at an end portion and short-circuiting.
[0083]
Of course, the pixel structure shown in this embodiment can prevent deterioration of the organic light emitting element due to thermal stress, and the organic light emitting element is sealed by the process described with reference to FIG. A device can be made.
[0084]
[Example 3]
Although the top gate type TFT is shown as an example in Embodiment 1, the switching TFT 430 and the current control TFT 432 can be formed in the same manner even when a bottom gate type or an inverted stagger type TFT is used. A light emitting device can be formed in the same manner as in Example 1.
[0085]
[Example 4]
The organic light emitting device applied in the present invention is not limited to the structure. An organic light-emitting element is formed with an anode made of a light-transmitting conductive film, a cathode containing an alkali metal, and a layer made of an organic compound therebetween. The layer made of an organic compound is composed of one layer or a plurality of layers. Each layer is referred to as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, or the like depending on its purpose and function. These can be formed by either a low molecular organic compound material, a high molecular organic compound material, or a combination of both.
[0086]
For the hole injection layer and the hole transport layer, an organic compound material having excellent hole transport properties is selected, and typically, a phthalocyanine-based or aromatic amine-based material is employed. In addition, a metal chain having an excellent electron transport property is used for the electron injection layer.
[0087]
FIG. 11 shows an example of the structure of the organic light emitting device. FIG. 11A illustrates an example of an organic light-emitting element using a low-molecular organic compound, which includes an anode 500 formed of indium tin oxide (ITO) and copper phthalocyanine (ITO) over an insulating film 508 formed of silicon nitride or silicon nitride oxide. Hole injection layer 501 formed of CuPc), hole transport layers 502 and 503 formed of MTDATA and α-NPD which are aromatic amine-based materials, tris-8-quinolinolato aluminum complex (Alq _Three ) And the cathode 505 made of ytterbium (Yb). Alq _Three Enables light emission (fluorescence) from a singlet excited state. The barrier layer is formed of a photosensitive organic resin, and has a reverse taper type in which one end of the bottom is in contact with the anode and the top is located inside the anode. After forming up to the cathode 505, a protective insulating film is formed thereon, and the organic compound layer and the cathode are sealed so as not to directly touch the atmosphere.
[0088]
In order to increase luminance, it is preferable to use light emission (phosphorescence) from a triplet excited state. FIG. 11B shows an example of such an element structure. On the anode 510 formed of ITO, the hole injection layer 511 formed of CuPc which is a phthalocyanine-based material, and the hole transport layer 512 formed of α-NPD which is an aromatic amine-based material, a carbazole-based CBP + Ir ( ppy) _Three The light emitting layer 513 is formed using Further, a hole blocking layer 514 is formed using bathocuproine (BCP), and Alq _Three The electron injection layer 515 is formed.
[0089]
The above two structures are examples using a low molecular weight organic compound, but an organic light emitting device combining a high molecular weight organic compound and a low molecular weight organic compound can be realized. FIG. 11C shows an example, in which a hole injection layer 521 is formed using a polymer organic compound polythiophene derivative (PEDOT), a hole transport layer 522 using α-NPD, and CBP + Ir (ppy). _Three Emitting layer 523 by BCP, hole blocking layer 524 by BCP, Alq _Three An electron injection layer 525 is formed. By changing the hole injection layer to PEDOT, the hole injection characteristics can be improved and the light emission efficiency can be improved.
[0090]
Tris- (2-phenylpyridine) iridium (hereinafter Ir (ppy)) as the light emitting layer _Three And 4,4′-N, N′-dicarbazole-biphenyl (hereinafter referred to as CBP) are organic compounds that can emit light (phosphorescence) from a triplet excited state. Examples of the triplet compound include organic compounds described in the following papers as typical materials. (1) T. Tsutsui, C. Adachi, S. Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed. K. Honda, (Elsevier Sci. Pub., Tokyo, 1991) p.437. (2) MABaldo, DFO ' Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, METhompson, SRForrest, Nature 395 (1998) p.151. This paper discloses an organic compound represented by the following formula. (3) MABaldo, S. Lamansky, PEBurrrows, METhompson, SRForrest, Appl. Phys. Lett., 75 (1999) p. 4. (4) T. Tsutsui, M.-J. Yang, M. Yahiro, K. Nakamura, T. Watanabe, T. tsuji, Y. Fukuda, T. Wakimoto, S. Mayaguchi, Jpn. Appl. Phys., 38 (12B) (1999) L1502.
[0091]
In addition to the light-emitting material described in the above paper, it is considered possible to use a light-emitting material represented by the following molecular formula (specifically, a metal complex or an organic compound).
[0092]
[Chemical 3]

[0093]
[Formula 4]

[0094]
In the above molecular formula, M is an element belonging to groups 8 to 10 of the periodic table. In the above paper, platinum and iridium are used. Further, the present inventor believes that nickel, cobalt, or palladium is preferable in terms of reducing the manufacturing cost of the EL display device because it is cheaper than platinum or iridium. In particular, nickel is considered preferable because it is easy to form a complex and has high productivity. In any case, light emission from the triplet excited state (phosphorescence) has higher luminous efficiency than light emission from the singlet excited state (fluorescence), and the operating voltage (light emission from the organic light emitting element) can be obtained with the same light emission luminance. The voltage required for making it low) can be lowered.
[0095]
Phthalocyanine-based CuPc, aromatic amine-based α-NPD, MTDATA, carbazole-based CBP, and the like are all organic compounds that do not contain oxygen. When oxygen or moisture is mixed into such an organic compound, the bonding state changes, and hole transport characteristics and light emission characteristics are deteriorated. However, in the formation of such an organic compound layer, such deterioration can be prevented by sealing with the manufacturing method described in FIG. In addition, although the laminated structure of the organic compound layer has been described here, a light emitting device with excellent color development can be obtained by using a light emitting layer that emits red, blue, and green light.
[0096]
[Example 5]
The light-emitting device of the present invention is characterized by excellent visibility in a bright place as compared with a liquid crystal display device and a wide viewing angle. Therefore, it can be applied to various electronic devices. Such electronic devices include video cameras, digital cameras, goggle type display devices (head mounted displays), navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), notebook personal computers, game machines, portable information terminals ( A mobile computer, a mobile phone, a portable game machine, an electronic book, or the like), an image reproducing device including a recording medium, and the like. In particular, a portable information terminal that is often viewed from an oblique direction emphasizes the wide viewing angle, and thus it is desirable to use a light emitting device. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
[0097]
FIG. 12A illustrates a monitor such as a desktop personal computer, which includes a housing 3301, a support base 3302, a display portion 3303, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3303 to complete a monitor such as a desktop personal computer. This monitor does not require a backlight and can be lighter and thinner than a liquid crystal display device.
[0098]
FIG. 12B illustrates a video camera, which includes a main body 3311, a display portion 3312, an audio input portion 3313, operation switches 3314, a battery 3315, an image receiving portion 3316, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3312 to complete a video camera.
[0099]
FIG. 12C illustrates a part of the head mounted display (on the right side), which includes a main body 3321, a signal cable 3322, a head fixing band 3323, a projection unit 3324, an optical system 3325, a display unit 3326, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3326 to complete a head mounted display.
[0100]
FIG. 12D illustrates an image reproduction device (specifically, a DVD reproduction device) provided with a recording medium, which includes a main body 3331, a recording medium (DVD or the like) 3332, an operation switch 3333, a display unit (a) 3334, and a display unit. (B) 3335 or the like. The display unit (a) 3334 mainly displays image information, and the display unit (b) 3335 mainly displays character information. The present invention is applied to the display unit (a) 3334 and the display unit (b) 3335. An image reproducing apparatus can be completed. Note that an image reproducing device provided with a recording medium includes a home game machine and the like.
[0101]
FIG. 12E illustrates a goggle type display device (head mounted display), which includes a main body 3341, a display portion 3342, and an arm portion 3343. The present invention can be applied to the display portion 3342 to complete a goggle type display device (head mounted display).
[0102]
FIG. 12F illustrates a laptop personal computer, which includes a main body 3351, a housing 3352, a display portion 3353, a keyboard 3354, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3353 and a notebook personal computer can be completed.
[0103]
In addition, the electronic devices often display information distributed through electronic communication lines such as the Internet and CATV (cable television), and in particular, opportunities for displaying moving image information are increasing. Since the response speed of the organic light emitting element is very high, the light emitting device of the present invention is suitable for the application.
[0104]
In addition, since the light emitting portion of the light emitting device consumes power, it is desirable to display information so that the light emitting portion is reduced as much as possible in order to save power. Therefore, when the light-emitting device of the present invention is used in a display unit mainly including character information such as a portable information terminal, particularly a mobile phone or a sound reproduction device, the character information is formed by the light-emitting part with the non-light-emitting part as the background. It is desirable to drive as follows.
[0105]
FIG. 13A illustrates a mobile phone, which includes a main body 3401, an audio output portion 3402, an audio input portion 3403, a display portion 3404, operation switches 3405, and an antenna 3406. The present invention can be applied to the display portion 3404 to complete a mobile phone. Note that the display portion 3404 can reduce power consumption of the mobile phone by displaying white characters on a black background.
[0106]
FIG. 13B illustrates a sound reproduction device, specifically a car audio, which includes a main body 3411, a display portion 3412, and operation switches 3413 and 3414. The present invention can be applied to the display portion 3412 to complete the sound reproducing device. Moreover, although the vehicle-mounted audio is shown in the present embodiment, it may be used for a portable or household sound reproducing device. Note that the display portion 3414 can reduce power consumption by displaying white characters on a black background. This is particularly effective in a portable sound reproducing apparatus.
[0107]
FIG. 13C illustrates a digital camera, which includes a main body 3501, a display portion (A) 3502, an eyepiece portion 3503, an operation switch 3504, a display portion (B) 3505, and a battery 3506. The present invention can be applied to the display portion (A) 3502 and the display portion (B) 3505 to complete a digital camera. In the case where the display portion (B) 3505 is mainly used as an operation panel, power consumption can be suppressed by displaying white characters on a black background.
[0108]
In the electronic device shown in this embodiment, as a method for reducing power consumption, a sensor unit that senses external brightness is provided, and when used in a dark place, the luminance of the display unit is reduced. For example, a method of adding a function such as dropping a function. As described above, the applicable range of the present invention is so wide that the present invention can be applied to various electronic devices. Further, the electronic apparatus of the present embodiment can be realized by using a configuration including any combination of the first to fourth embodiments.
[0109]
【The invention's effect】
In the present invention, the space for sealing the organic light emitting element is not only filled with a high-purity inert gas, but also by heat treatment before sealing, and temperature cycle processing of heating and cooling after sealing. By performing the dehydration treatment, the moisture remaining in the inert gas can be reduced to 50 ppm or less, preferably 1 ppm or less, and deterioration of the organic light emitting device can be reduced.
[0110]
Moreover, the organic light emitting element can be prevented from being deteriorated due to thermal stress by forming the organic light emitting layer on the anode and not having contact with members formed in the periphery.
[0111]
As described above, the present invention can improve the reliability of a light-emitting device by grasping the cause of deterioration of the organic light-emitting device from two aspects of an impurity factor and a structural factor, and taking appropriate measures for each.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a light-emitting device of the present invention.
FIGS. 2A and 2B illustrate temperature change in a manufacturing process of a light-emitting device of the present invention. FIGS.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a light-emitting device of the present invention.
FIG. 4 is a top view illustrating a structure of a light-emitting device of the present invention.
FIG 5 illustrates a structure of a pixel portion of a light-emitting device of the present invention.
6A and 6B illustrate an example of a manufacturing apparatus used for manufacturing a light-emitting device of the present invention.
7 is a top view illustrating a structure of one pixel in a pixel portion of a light-emitting device of the present invention. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the structure of a pixel in a pixel portion of a light-emitting device of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the organic light-emitting element of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a connection structure between a terminal portion and a cathode and a wiring of a light emitting device of the present invention.
FIG. 11 illustrates a structure of an organic light emitting element.
FIG. 12 illustrates an application example of a light-emitting device of the present invention.
FIG. 13 illustrates an application example of a light-emitting device of the present invention.

Claims (16)

Having an electrode and wiring formed on the insulating surface;
A first stacked structure in which a first organic compound layer and a first conductive layer are sequentially stacked is formed on the electrode,
The electrode and the wiring are in contact with each other,
An insulating ridge is formed on the wiring,
A second stacked structure in which a second organic compound layer and a second conductive layer are sequentially stacked is formed above the insulating ridge.
The light emitting device, wherein the first stacked structure and the second stacked structure are insulated and separated. An insulating film formed above the thin film transistor; a contact hole formed in the insulating film; an electrode and a wiring formed on the insulating film;
A first stacked structure in which a first organic compound layer and a first conductive layer are sequentially stacked is formed on the electrode,
The wiring is electrically connected to the thin film transistor through the contact hole,
An insulating ridge is formed on the wiring,
A second stacked structure in which a second organic compound layer and a second conductive layer are sequentially stacked is formed above the insulating ridge.
The light emitting device, wherein the first stacked structure and the second stacked structure are insulated and separated. The light-emitting device according to claim 2, wherein the electrode and the wiring are in contact with each other. 3. The light emitting device according to claim 2, wherein the electrode and the wiring are not in contact with each other. In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light emitting device, wherein the electrode is a transparent electrode. In claim 5,
The material for the transparent electrode is ITO or zinc oxide. In any one of Claims 1 thru | or 6,
The light emitting device, wherein the second stacked structure is formed in contact with the insulating ridge. In any one of Claims 1 thru | or 6,
A resist is formed in contact with the insulating ridge,
The light emitting device, wherein the second laminated structure is formed on and in contact with the resist. Forming an electrode on an insulating surface;
Forming a first conductive film on the insulating surface and the electrode;
Forming an insulating film on the first conductive film;
Forming a resist on the insulating film;
Etching the insulating film and the first conductive film using the resist as a mask to form a first stacked structure in which an insulating layer is formed on the first wiring in contact with the electrode;
Etching the first wiring in the first stacked structure forms a second stacked structure in which an insulating ridge is formed on the second wiring in contact with the electrode;
Removing the resist;
A first organic compound layer and a first conductive layer are sequentially stacked on the electrode by sequentially stacking an organic compound film and a conductive film on the electrode and the insulating ridge. 3 and a fourth laminated structure in which a second organic compound layer and a second conductive layer are sequentially laminated above the insulating ridges,
A method for manufacturing a light-emitting device, wherein the third stacked structure and the fourth stacked structure are insulated and separated. Forming an electrode on an insulating surface;
Forming a first conductive film on the insulating surface and the electrode;
Forming an insulating film on the first conductive film;
Forming a resist on the insulating film;
Etching the insulating film and the first conductive film using the resist as a mask to form a first stacked structure in which an insulating layer is formed on the first wiring in contact with the electrode;
Etching the first wiring in the first stacked structure forms a second stacked structure in which an insulating ridge is formed on the second wiring in contact with the electrode;
A third stacked structure in which a first organic compound layer and a first conductive layer are sequentially stacked on the electrode by sequentially stacking an organic compound film and a conductive film on the electrode and the resist. And a fourth stacked structure in which a second organic compound layer and a second conductive layer are sequentially stacked above the insulating ridge,
A method for manufacturing a light-emitting device, wherein the third stacked structure and the fourth stacked structure are insulated and separated. Forming an electrode on the first insulating film having a contact hole formed on the thin film transistor;
Forming a first conductive film on the first insulating film and the electrode;
Forming a second insulating film on the first conductive film;
Forming a resist on the second insulating film;
By etching the second insulating film and the first conductive film using the resist as a mask, an insulating layer is formed on the first wiring electrically connected to the thin film transistor through the contact hole Forming a first laminated structure,
By etching the first wiring in the first stacked structure, an insulating ridge is formed on the second wiring electrically connected to the thin film transistor through the contact hole. 2 laminated structure,
Removing the resist;
A first organic compound layer and a first conductive layer are sequentially stacked on the electrode by sequentially stacking an organic compound film and a conductive film on the electrode and the insulating ridge. 3 and a fourth laminated structure in which a second organic compound layer and a second conductive layer are sequentially laminated above the insulating ridges,
A method for manufacturing a light-emitting device, wherein the third stacked structure and the fourth stacked structure are insulated and separated. Forming an electrode on the first insulating film having a contact hole formed on the thin film transistor;
Forming a first conductive film on the first insulating film and the electrode;
Forming a second insulating film on the first conductive film;
Forming a resist on the second insulating film;
By etching the second insulating film and the first conductive film using the resist as a mask, an insulating layer is formed on the first wiring electrically connected to the thin film transistor through the contact hole Forming a first laminated structure,
By etching the first wiring in the first stacked structure, an insulating ridge is formed on the second wiring electrically connected to the thin film transistor through the contact hole. 2 laminated structure,
A third stack in which a first organic compound layer and a first conductive layer are sequentially stacked on the electrode by sequentially stacking an organic compound film and a conductive film on the electrode and the resist. Forming a structure and a fourth stacked structure in which a second organic compound layer and a second conductive layer are sequentially stacked above the insulating ridge,
A method for manufacturing a light-emitting device, wherein the third stacked structure and the fourth stacked structure are insulated and separated. The method for manufacturing a light-emitting device according to claim 11, wherein the electrode and the wiring are formed in contact with each other. The method for manufacturing a light-emitting device according to claim 11, wherein the electrode and the wiring are not in contact with each other. In any one of claims 9 to 14,
The method for manufacturing a light-emitting device, wherein the electrode is a transparent electrode. In claim 15,
A method for manufacturing a light-emitting device, wherein the material of the transparent electrode is ITO or zinc oxide.

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