JP4596976B2 - 有機発光表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、有機発光表示装置に係る。
近年、有機発光表示装置が次世代平面型表示装置として注目されている。この有機発光表示装置は、自発光，広視野角，高速応答特性といった優れた特性を有する。
従来の有機発光素子の構造は、ガラス基板上にＩＴＯ等の第１電極，正孔輸送層，発光層，電子輸送層等からなる有機層、及び低仕事関数の上部電極が形成されて構成され、発光光は透明性を有する第１電極を透過して基板側裏面から取出している。
しかし、単純マトリクスに比べ高精細，大画面化において有利であるアクティブマトリクスを用いた場合、発光光を基板裏側から取出す有機発光表示装置では、開口率が制限される。特に大型のディスプレイにおいては、電源線の電圧降下による画素間の輝度ばらつきを低減するために、電源線の幅を広げる必要があり、開口率が極端に小さくなる。
このような事情から、上部電極を透明化し、発光光の取出しを上部電極側から行う試みがある。上部電極を透明化する場合、上部電極はＩＴＯやＩＺＯ等の酸化インジウムを主成分とした酸化物をスパッタ成膜法により形成する。
このような上部光取出し型の有機発光素子においては、陰極を高エネルギー堆積する際のダメージに対する保護層として、有機発光構造体の上に有機陰極バッファ層を有する下記特許文献１が開示されている。
上部光取出し構造の有機発光素子では、上部電極と有機膜の間に挿入される層は、低透過率あるいは低導電率等の問題から膜厚を薄くする必要があり、上部電極を形成する際に有機膜が酸化することを防止することはできず、発光電圧が上昇することが問題となる。
上記の特許文献１によると、有機のバッファ層は、高エネルギー堆積の際のダメージから保護することはできるものの、バッファ層自体が上部電極形成時に酸化し、発光電圧が上昇することは回避しがたい。
本発明の目的は、上部透明電極形成時に有機膜が酸化することを防止し、低い電圧で発光可能な上部光取出し型有機発光表示装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、基板と、有機発光層と、有機発光層を挟持する上部電極及び下部電極と、を有し、下部電極は基板と有機発光層間に配置され、上部電極は下部電極に対して基板の配置位置とは反対側に配置され、上部電極側から有機発光層の発光光を取出すものであって、有機発光層と上部電極との間に、窒素原子をひとつ以上含む複素環を有する有機材料を主成分とする有機層を有する構成とする。
また、基板と、有機発光層と、有機発光層を挟持する上部電極及び下部電極と、を有し、下部電極は基板と有機発光層間に配置され、上部電極は下部電極に対して基板の配置位置とは反対側に配置され、上部電極側から有機発光層の発光光を取出すものであって、有機発光層と上部電極との間に、仕事関数が５.４ｅＶ 以上の有機材料を主成分とする有機層を有する構成とする。
さらに、有機層と上部電極との間に、融点近傍における生成ギブズエネルギーが−300ｋＪ／mol よりも低い酸化物を主成分とするバッファ層を有する構成とする。
このような表示装置では、上部電極形成時に有機膜酸化を低減することができ、従来構造でみられた発光電圧の上昇を抑制することができる。
本発明の各実施例について図面を用いて説明する。
以下、本発明の有機発光表示装置の実施例について説明する。
図１は本実施例の有機発光表示装置の断面図である。
図１の一実施形態は、基板１１６上に下部電極１１５，正孔注入層１２９，正孔輸送層１２１，有機発光層１２２，電子輸送層１２３，電子注入層１２４，上部電極１２５の順に配置された構造とし、上部電極側から有機発光層の発光光を取出すトップエミッション型の表示装置の構造を示したものであります。下部電極が陽極、上部電極が陰極の構成である。
本発明では、この有機発光層１２２と上部電極１２５との間に、窒素原子をひとつ以上含む複素環を有する有機材料を主成分とする有機層を有することを特徴とする。
その下部電極１１５，正孔注入層１２９，正孔輸送層１２１，有機発光層１２２，電子輸送層１２３，電子注入層１２４，上部電極１２５をまとめて有機発光素子としている。
ここで言う正孔注入層１２９とは、陽極と正孔輸送層の注入障壁を下げるため、適当なイオン化ポテンシャルを有する材料が望ましい。具体的には、鋼フタロシアニン，スターパーストアミン化合物，ポリアニリン，ポリチオフェン等が挙げられるが、これらに限定される訳ではない。また正孔注入層はホール供与性のドーパントがドーピングされていることが望ましい。ホール供与性のドーパントは具体的には２，３，５，６−テトラフルオローテトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ），塩化鉄，ジシアノジグロロキノンが望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
またここで言う正孔輸送層１２１とは、正孔を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。そのため、正孔移動度が高いことが望ましい。また、化学的に安定であることが望ましい。また、ガラス転移温度が高いことが望ましい。具体的には、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−［１，１′−ビフェニル］−４，４′ジアミン（ＴＰＤ）、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、４，４′，４″−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン(TCTA)、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ］ベンゼン（ｐ−ＤＰＡ−ＴＤＡＢ）が望ましい。
また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
またここで言う有機発光層１２２とは、注入された正孔，電子が再結合し、材料固有の波長で発光する層をさす。発光層を形成するホスト材料自体が発光する場合とホストに微量添加したドーバント材料が発光する場合がある。具体的なホスト材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体（ＤＰＶＢｉ），骨格にベンゼン環を有するシロール誘導体(2PSP)，トリフェニルアミン構造を両端に有するオキソジアゾール誘導体（ＥＭ２），フェナンスレン基を有するべリノン誘導体（Ｐ１），トリフェニルアミン構造を両端に有するオリゴチオフェン誘導体（ＢＭＡ−３Ｔ），べリレン誘導体（ｔＢｕ−ＰＴＣ），トリス（８−キノリノール）アルミニウム，ポリバラフェニレンビニレン誘導体，ポリチオフェン誘導体，ポリバラフェニレン誘導体，ポリシラン誘導体，ポリアセチレン誘導体が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
次に、具体的なドーバント材料としては、キナクリドン，クマリン６，ナイルレッド，ルプレン、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ），ジカルバゾール誘導体が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
ここで言う電子輸送層１２３とは、電子を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。そのため、電子移動度が高いことが望ましい。具体的には、トリス（８−キノリノール）アルミニウム，オキサジアゾール誘導体，シロール誘導体，亜鉛ベンゾチアゾール錯体が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えないが、このように窒素原子を１つ以上有する複素環を有する有機材料を用いることが本発明の特徴構成である。
ここで言う電子注入層１２４とは、電子供与性ドーパントがドーピングされている有機化合物であり陰極から電子輸送層への電子注入効率を向上させるために用いる。電子供与性ドーパントは具体的には、リチウム，マグネシウム，カルシウム，ストロンチウム，バリウム，マグネシウム，アルミニウム，アルカリ金属化合物，アルカリ土類金属化合物，希土類金属化合物，アルカリ金属イオンを含有する有機金属錯体，アルカリ土類金属イオンを含有する有機金属錯体，希土類金属イオンを含有する有機金属錯体が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。電子注入層のホスト材料として１２４は具体的には、トリス（８−キノリノール）アルミニウム，オキサジアゾール誘導体，シロール誘導体，亜鉛ベンゾチアゾール錯体が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
上記構成において、電子注入層１２４、或いは正孔注入層１２９を有さない構造も考えられる。また、電子輸送層１２３、或いは正孔輸送層１２１を有さない構造も考えられる。
ここで言う上部電極，下部電極とは、有機発光層を挟む一対の電極のうち、有機発光層と基板の間にある電極を下部電極、有機発光層から基板と反対側にある電極を上部電極としたものである。
下部電極１１５はＥＢ蒸着により成膜したＣｒである。パターン形成はシャドウマスクを用い、膜厚は１００ｎｍとした。下部電極１１５に用いられる陽極材料は、正孔の注入効率を高める仕事関数の大きな導電膜が望ましい。具体的には、モリブデン，ニッケル，クロム等の金属や、これら金属を用いた合金や、ポリシリコン，アモルファスシリコン，錫酸化物，酸化インジウム，インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等の無機材料が挙げられるが、これらの材料に限定されるわけではない。Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2 系導電膜では、スパッタ法において、基板温度を２００℃程度まで高めた条件で作製すると多結晶状態になる。多結晶状態では、結晶粒内と結晶粒界面において、エッチング速度が異なるため、下部電極に用いる場合はアモルファス状態が望ましい。
次に二元同時真空蒸着法にて、膜厚１０ｎｍのＦ４−ＴＣＮＱと銅フタロシアニンの共蒸着膜を形成した。パターン形成はシャドウマスクを用いた。Ｆ４−ＴＣＮＱと銅フタロシアニンのモル比は１：１とした。この共蒸着膜は正孔注入層１２９として機能する。
次に真空蒸着法により膜厚５０ｎｍの４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と略記）を形成した。パターン形成はシャドウマスクを用いた。蒸着領域は下部電極の各辺の１.２倍とした。このα−ＮＰＤ膜は正孔輸送層１２１として機能する。
その上に、二元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下Ａｌｑと略記）とキナクリドン(以下Ｑｃと略記)の共蒸着膜を形成した。蒸着速度を、４０：１に制御して蒸着した。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は、有機発光層１２２として機能する。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
その上に、真空蒸着法により膜厚１０ｎｍのＡｌｑ膜を形成した。Ａｌｑ膜は、電子輸送層１２３として機能する。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
次に電子注入層１２４として、二元同時真空蒸着法にてＬｉをドーピングしたＡｌｑ膜を１０ｎｍ形成した。ＡｌｑとＬｉのモル比は１：１とした。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
上部電極１２５はスパッタリング法により、膜厚１００ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、ＩＺＯ膜と略記）を形成した。同膜は上部電極１２５として機能し、非晶酸化物膜である。ターゲットには、Ｉｎ／(Ｉｎ＋Ｚｎ)＝０.８３ であるターゲットを用いた。成膜条件は、Ａｒ：Ｏ2混合ガスを雰囲気として真空度１Ｐａ、スパッタクリング出力を０.２Ｗ／cm2 とした。Ｉｎ−ＺｎＯ膜からなる上部電極１２５は陽極として機能し、その透過率は８０％であった。この素子は素子１と呼ぶ。
図２は本発明の効果を確かめるために作製した下部光取出し型の表示装置である。
下部電極１１５は、スパッタリング法により、膜厚１００ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、ＩＺＯ膜と略記）を形成した。同膜は下部電極１１５として機能し、非晶酸化物膜である。成膜条件は図１に示す実施例と同様である。下部電極１１５上に、電子注入層124，電子輸送層１２３，有機発光層１２２，正孔輸送層１２１，正孔注入層１２９の順に各層を積層した。つまり図１の構成とは、下部電極１１５から上部電極１２５の間の積層構成が逆に配置されている。
各層の材料，成膜条件，膜厚は図１に示す実施例と同様である。上部電極１２５はＥＢ蒸着により成膜したＡｌである。パターン形成はシャドウマスクを用い、膜厚は１００
ｎｍとした。下部光取出し型表示装置は、上部電極１２５が金属電極であるため上部電極形成時の有機膜酸化による発光電圧の上昇はない。この素子を素子１′と呼ぶ。
ｎｍとした。下部光取出し型表示装置は、上部電極１２５が金属電極であるため上部電極形成時の有機膜酸化による発光電圧の上昇はない。この素子を素子１′と呼ぶ。
この素子１と素子１′の１００ｃｄ／ｍ2発光時の電圧の比は１.３であった。
比較例として、電子注入層１２４としてシアノ基を有するＦ４ＴＣＮＱを用い、その他は上記素子１と同様にして素子２を作製した。また、電子注入層１２４としてF4TCNQを用いる以外は上記の素子１′と同様に下部光取出し型の素子２′を作製した。この素子２と素子２′の１００ｃｄ／ｍ2発光時の電圧の比は２.０であった。
このように図１の本発明の特徴構成のように、上部電極１２５と有機発光層１２２間に、窒素原子を１つ以上有する複素環を有する有機材料を用いた有機層を設ける、つまり、本発明での上記の窒素原子をひとつ以上含む複素環を有する有機材料を有する有機層とは、上記の電子注入層１２４或いは電子輸送層１２３のことである。
このような有機層を上部透明電極と有機発光層の間に有することにより、上部電極製膜時に生成される酸素ラジカルによる有機膜の酸化が防止され、発光電圧上昇を低減することができる。
このような効果を有する窒素原子を１つ以上有する複素環基としては、上記電子注入層に用いられているキノリンの他に、オキサゾール，オキサジアゾール，チアゾール，トリアジン，カルバゾール，イミダゾール，ピラゾリン，トリアゾール，イソキノリン，キナゾリン，フェナントロリン、などがあげられるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明において、上部電極上に保護層をもうけることができる。ここで言う保護層とは、上部電極上に形成され、大気内Ｈ2Ｏ，Ｏ2が上部電極、或いはその下の有機層に入りこむことを防くことを目的とする。
具体的に、ＳｉＯ2，ＳｉＮX，ＳｉＯxＮy，Ａｌ2Ｏ3等の無機材料やポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリオキシメチレン，ポリビニルクロライド，ポリフツ化ビニリデン，シアノエチルプルラン，ポリメチルメタクリレート，ポリサルフォン，ポリカーボネート，ポリイミド等の有機材料が挙げられるが、これらの材料に限定されるわけではない。
以下、本発明の有機発光表示装置の実施例について説明する。
図３は本実施例の有機発光表示装置の断面図である。本実施例では、下部電極が陰極、上部電極が陽極の構成である。この場合、下部電極１１５，電子注入層１２４，電子輸送層１２３，有機発光層１２２，正孔輸送層１２１，（正孔注入層）上部電極１２５の順に積層される。上記構成において、正孔注入層を有さない構成であるが、電子注入層を有さない構造も考えられる。また、電子輸送層、或いは正孔輸送層を有さない構造も考えられる。
本実施例は、有機発光層１２２と、その有機発光層１２２を挟む上部電極１２５及び下部電極１１５とを有して構成され、上部電極側から有機発光層の発光光を取出すものであり、有機発光層１２２と上部電極１２５との間に、仕事関数が５.４ｅＶ 以上の有機材料を主成分とする有機層を有することを特徴とする。
下部電極１１５はＥＢ蒸着により成膜したＡｌである。パターン形成はシャドウマスクを用い、膜厚は１００ｎｍとした。下部電極に用いられる陰極材料は、電子の注入効率を高める仕事関数の小さな導電膜が望ましい。具体的には、アルミニウム，アルミニウム・ネオジウム合金，マグネシウム・銀合金，アルミニウム・リチウム合金，アルミニウム・カルシウム合金，アルミニウム・マグネシウム合金，金属カルシウム，セリウム化合物等が挙げられるが、これらの材料に限定されるわけではない。
また上部電極１２５に用いられる材料は、酸化インジウムを主原料とする酸化物が上げられる。特にＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2系透明導電膜，Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ 系透明導電膜が望ましい。透明導電膜の製造法は、スパッタ法，対向ターゲット式スパッタ法，ＥＢ蒸着法，イオンプレーティング法等が挙げられる。
次に電子注入層１２４として、二元同時真空蒸着法にてＬｉをドーピングしたＡｌｑ膜を１０ｎｍ形成した。ＡｌｑとＬｉのモル比は１：１とした。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
その上に、真空蒸着法により膜厚１０ｎｍのＡｌｑ膜を形成した。Ａｌｑ膜は、電子輸送層１２３として機能する。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
その上に、二元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下Ａｌｑと略記）とキナクリドン(以下Ｑｃと略記)の共蒸着膜を形成した。蒸着速度を、４０：１に制御して蒸着した。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は、有機発光層１２２として機能する。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
次に真空蒸着法により膜厚５０ｎｍの４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と略記）を形成した。パターン形成はシャドウマスクを用いた。蒸着領域は下部電極の各辺の１.２倍とした。このα−ＮＰＤ膜は正孔輸送層１２１として機能する。このαＮＰＤ膜の仕事関数は５.５ｅＶである。
上部電極はスパッタリング法により、膜厚１００ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、IZO膜と略記）を形成した。同膜は上部電極１２５として機能し、非晶酸化物膜である。ターゲットには、Ｉｎ／(Ｉｎ＋Ｚｎ)＝０.８３ であるターゲットを用いた。成膜条件は、
Ａｒ：Ｏ2混合ガスを雰囲気として真空度１Ｐａ、スパッタクリング出力を０.２Ｗ／cm2とした。Ｉｎ−ＺｎＯ膜からなる上部電極１２５は陽極として機能し、その透過率は８０％であった。この素子を素子３と呼ぶ。
Ａｒ：Ｏ2混合ガスを雰囲気として真空度１Ｐａ、スパッタクリング出力を０.２Ｗ／cm2とした。Ｉｎ−ＺｎＯ膜からなる上部電極１２５は陽極として機能し、その透過率は８０％であった。この素子を素子３と呼ぶ。
図４は本発明の効果を確かめるために作製した下部光取出し型の表示装置である。下部電極は、スパッタリング法により、膜厚１００ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、ＩＺＯ膜と略記）を形成した。同膜は下部電極１１５として機能し、非晶酸化物膜である。成膜条件は図３に示す実施例と同様である。下部電極上に、正孔輸送層１２１，有機発光層122，電子輸送層１２３，電子注入層１２４の順に各層を積層した。各層の材料，成膜条件、膜厚は図３に示す実施例と同様である。上部電極はＥＢ蒸着により成膜したＡｌである。パターン形成はシャドウマスクを用い、膜厚は１００ｎｍとした。下部光取出し型表示装置は、上部電極が金属電極であるため上部電極形成時の有機膜酸化による発光電圧の上昇はない。この素子を素子３′と呼ぶ。この素子３と素子３′の１００ｃｄ／ｍ2 発光時の電圧の比は１.５であった。
比較例として、上記の素子２に正孔注入層として銅フタロシアニンを追加した以外は素子２と同様に素子を作製した。銅フタロシアニンは真空蒸着法で１０ｎｍ形成した。銅フタロシアニンの仕事関数は５.３ｅＶ であった。パターン形成はシャドウマスクを用いた。この素子を素子４と呼ぶ。また、正孔注入層として銅フタロシアニンを１０ｎｍ形成した以外は素子２′と同様に下部光取出し型素子を作製した。この素子を素子４′とよぶ。この素子４と４′の１００ｃｄ／ｍ2発光時の電圧の比は２.０であった。
このように、仕事関数が５.４ｅＶ 以上の有機層を上部電極と有機発光層の間に配置する。この有機層は正孔注入層１２９或いは正孔輸送層１２１のことである。このような有機層を用いることにより、上部電極製膜時に生成される酸素ラジカルによる有機膜の酸化が防止され、発光電圧上昇を低減することができる。
なお、仕事関数が５.４ｅＶ以上である有機材料としては、上記のαＮＰＤ以外に種々のアリルアミン系化合物から選択することができるが、それに限定されるものではない。
また、本発明において、上部電極上に保護層をもうけることができる。ここで言う保護層とは、上部電極上に形成され、大気内Ｈ2Ｏ，Ｏ2が上部電極、或いはその下の有機層に入りこむことを防くことを目的とする。
具体的に、ＳｉＯ2，ＳｉＮX，ＳｉＯxＮy，Ａｌ2Ｏ3等の無機材料やポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリオキシメチレン，ポリビニルクロライド，ポリフツ化ビニリデン，シアノエチルプルラン，ポリメチルメタクリレート，ポリサルフォン，ポリカーボネート，ポリイミド等の有機材料が挙げられるが、これらの材料に限定されるわけではない。
以下、本発明の有機発光表示装置の他の実施例について説明する。
構成は上部電極と有機層の間にバッファ層があること以外は実施例１と同じである（図５）。バッファ層１２７は、酸化バナジウムをＥＢ蒸着により成膜した。パターン形成はシャドウマスクを用い、膜厚は１５ｎｍとした。この素子を素子５と呼ぶ。
実施例１と同様にこの素子５に対応する下部光取出し型の素子５′を作製した。この素子５と５′の１００ｃｄ／ｍ2 発光時の電圧の比は１.０であった。酸化バナジウムの融点近傍における生成ギブスエネルギーはー１１３６ｋＪ／mol である。このように、有機層と上部電極との間に、融点近傍における生成ギブズエネルギーが−３００ｋＪ／mol よりも低い酸化物を主成分とするバッファ層を有することにより、発光電圧の上昇を抑制することができる。酸化バナジウム以外でも、融点近傍における生成ギブスエネルギーが
−３００ｋＪ／mol 以下である、酸化タングステン，酸化モリブデンを用いることにより、発光電圧の上昇を抑制することができる。
−３００ｋＪ／mol 以下である、酸化タングステン，酸化モリブデンを用いることにより、発光電圧の上昇を抑制することができる。
以下、本発明の有機発光表示装置の他の実施例について説明する。構成は上部電極と有機層の間にバッファ層があること以外は実施例２と同じである（図６）。
バッファ層１２７は、酸化バナジウムをＥＢ蒸着により成膜した。パターン形成はシャドウマスクを用い、膜厚は１５ｎｍとした。この素子を素子６と呼ぶ。
実施例２と同様にこの素子６に対応する下部光取出し型の素子６′を作製した。この素子６と６′の１００ｃｄ／ｍ2発光時の電圧の比は１.０であった。また、酸化バナジウム以外でも、融点近傍における生成ギブスエネルギーがー３００ｋＪ／mol 以下である、酸化タングステン，酸化モリブデンを用いることにより、発光電圧の上昇を抑制することができる。
図７には実施例１の有機発光表示装置をアクティブ駆動する有機発光表示装置の断面図を示した。
以下、この実施例の有機発光表示装置の製造方法について説明する。
ガラス基板１１６上に減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ法）を用いて膜厚５０ｎｍのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成する。次に、膜全面をレーザアニールした。これにより、ａ−Ｓｉが結晶化され、多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）となった。次に、ｐ−
Ｓｉ膜を、ドライエッチングでパターン化し、第１トランジスタ１０１の活性層１０３，第２トランジスタ１０２の活性層１０３′、及び容量下部電極１０５を形成した。
Ｓｉ膜を、ドライエッチングでパターン化し、第１トランジスタ１０１の活性層１０３，第２トランジスタ１０２の活性層１０３′、及び容量下部電極１０５を形成した。
次に、プラズマ増強化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ法）を用いゲート絶縁膜１１７として膜厚１００ｎｍのＳｉＯ2膜を形成した。
次に、ゲート電極１０７，１０７′として膜厚５０ｎｍのＴｉＷ膜をスパッタリング法により作製し、バターニングした。併せて、走査線１０６、及び容量上部電極１０８もバターニングした。
次に、イオン注入法によりゲート絶縁膜１１７の上部から、パターン化されたｐ−Ｓｉ層にＮイオンを注入した。上部にゲート電極がある領域にはＮイオンが注入されず、活性層１０３及び１０３′となる。
次に、基板１１６を不活性Ｎ2雰囲気下で、加熱活性化処理を行い、ドーピングが有効に行われるようにした。その上に、第１層間絶縁膜１１８として窒化シリコン(ＳｉＮX)膜を成膜した。膜厚は２００ｎｍである。
次に、活性層１０３及び１０３′の両端上部のゲート絶縁膜１１７及び第１層間絶縁膜１１８に、コンタクト正孔を形成した。さらに、第２トランジスタのゲート電極１０７′上部の第１層間絶縁膜１１８にコンタクト正孔を形成した。
その上に、スパッタリング法にて膜厚５００ｎｍのＡｌ膜を形成する。ホトリソグラフィ工程により信号線１０９，電源線１１０を形成する。また、第１トランジスタ１０１のソース電極１１２及びドレイン電極１１３，第２トランジスタ１０２のソース電極112′及びドレイン電極１１３′を形成する。
容量下部電極１０５と第１トランジスタ１０１のドレイン電極１１３を接続する。また、第１トランジスタ１０１のソース電極１１２と信号線１０９を接続する。
また、第１トランジスタのドレイン電極１１３を第２トランジスタのゲート電極107′に接続する。また、第２トランジスタのドレイン電極１１３′を電源線１１０に接続する。また、容量上部電極１０８を電源線１１０に接続する。
次に、第２層間絶縁膜１１９としてＳｉＮX 膜を成膜した。膜厚は５００ｎｍである。第２トランジスタのドレイン電極１１２′上部にコンタクト正孔を設ける。その上にスパッタリング法を用いて、厚さ１５０ｎｍのＣｒ膜を形成し、ホトリソグラフィ法を用いて下部電極１１５を形成する。
次に、第３層間絶縁膜１２０として、スピンコート法を用い、ＪＳＲ社製ポジ型感光性保護膜（ＰＣ４５２）を形成し、ベーク処理を行った。
ＰＣ４５２で形成された第３層間絶縁膜１２０の膜厚は１μｍで、下部電極１１５のエッジを３μｍ覆った。
次に、画素となる有機発光素子の構造を図１を用いて説明する。下部電極１１５まで形成したガラス基板１１６をアセトン，純水の順に、それぞれ超音波洗浄を３分間行った。洗浄後、スピン乾燥させた。
次に二元同時真空蒸着法にて、膜厚１０ｎｍのＦ４−ＴＣＮＱと銅フタロシアニンの共蒸着膜を形成した。パターン形成はシャドウマスクを用いた。Ｆ４−ＴＣＮＱと銅フタロシアニンのモル比は１：１とした。この共蒸着膜は正孔注入層１２９として機能する。
次に真空蒸着法により膜厚５０ｎｍの４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と略記）を形成した。パターン形成はシャドウマスクを用いた。蒸着領域は下部電極の各辺の１.２ 倍とした。このα−ＮＰＤ膜は正孔輸送層１２１として機能する。
その上に、二元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下Ａｌｑと略記）とキナクリドン(以下Ｑｃと略記)の共蒸着膜を形成した。蒸着速度を、４０：１に制御して蒸着した。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は、有機発光層１２２として機能する。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
その上に、真空蒸着法により膜厚１０ｎｍのＡｌｑ膜を形成した。Ａｌｑ膜は、電子輸送層１２３として機能する。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
次に電子注入層１２４として、二元同時真空蒸着法にてＬｉをドーピングしたＡｌｑ膜を１０ｎｍ形成した。ＡｌｑとＬｉのモル比は１：１とした。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
次に、スパッタリング法により、膜厚１００ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、ＩＺＯ膜と略記）を形成した。同膜は上部電極１２５として機能し、非晶酸化物膜である。ターゲットには、Ｉｎ／(Ｉｎ＋Ｚｎ)＝０.８３ であるターゲットを用いた。成膜条件は、Ａｒ：Ｏ2混合ガスを雰囲気として真空度１Ｐａ、スパッタクリング出力を０.２Ｗ／cm2 とした。Ｉｎ−ＺｎＯ膜からなる上部電極１２５は陽極として機能し、その透過率は８０％であった。
次に、スパッタング法により、膜厚５０ｎｍのＳｉＯxＮy膜を形成した。同膜は保護層１２６として機能する。このような装置においても発光電圧上昇を抑制することができる。
上記の素子３，素子５，素子６も画素部以下を図７と同様な構造とすることにより、アクティブ駆動型有機発光装置とすることができ、発光電圧上昇を抑制することができる。
本発明を用いれば、高効率の薄型自発光表示装置が実現可能であり、テレビや各種情報端末等の表示装置に利用可能である。
１０１…第１トランジスタ、１０２…第２トランジスタ、１０３…活性層、１０４…容量、１０５…容量下部電極、１０６…走査線、１０７…ゲート電極、１０８…容量上部電極、１０９…信号線、１１０…電源線、１１２，１１２′…ソース電極、１１３…ドレイン電極、１１４…給電点、１１５…下部電極、１１６…基板、１１７…ゲート絶縁膜、
１１８…第１層間絶縁膜、１１９…第２層間絶縁膜、１２０…第３層間絶縁膜、１２１…正孔輸送層、１２２…有機発光層、１２３…電子輸送層、１２４…電子注入層、１２５…上部電極、１２６…保護層、１２７…バッファ層、１２８…補助電極、１２９…正孔注入層、１３６…平坦化層、２００…反射電極。
１１８…第１層間絶縁膜、１１９…第２層間絶縁膜、１２０…第３層間絶縁膜、１２１…正孔輸送層、１２２…有機発光層、１２３…電子輸送層、１２４…電子注入層、１２５…上部電極、１２６…保護層、１２７…バッファ層、１２８…補助電極、１２９…正孔注入層、１３６…平坦化層、２００…反射電極。
Claims (2)
- 基板と、
有機発光層と、
前記有機発光層を挟持する上部電極及び下部電極と、を有し、
前記下部電極は、前記基板と前記有機発光層間に配置され、
前記上部電極は、前記下部電極に対して前記基板の配置位置とは反対側に配置され、
前記上部電極側から前記有機発光層の発光光を取出すものであって、
前記有機発光層と前記上部電極との間に、窒素原子をひとつ以上含む複素環を有する有機材料を主成分とする電子注入層または電子輸送層である有機層を有し、
前記有機層と前記上部電極との間に、酸化バナジウム，酸化タングステンまたは酸化モリブデンであるバッファ層を有することを特徴とする有機発光表示装置。 - 請求項１に記載の有機発光表示装置であって、
前記有機層の窒素原子をひとつ以上含む複素環基は、キノリン，オキサゾール，チアゾール，トリアジン，カルバゾール，イミダゾール，ピラゾリン，トリアゾール，イソキノリン，キナゾリン，フェナントロリンのいずれかであることを特徴とする有機発光表示装置。
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