JP4813031B2 - LIGHT EMITTING ELEMENT AND ITS MANUFACTURING METHOD, AND LIGHT EMITTING DEVICE USING THE LIGHT EMITTING ELEMENT - Google Patents
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Description
本発明は一対の電極間に複数の層が挟まれた構成を有する発光素子に関し、特にその層の構成に関する。 The present invention relates to a light emitting element having a structure in which a plurality of layers are sandwiched between a pair of electrodes, and more particularly to the structure of the layers.
エレクトロルミネッセンス素子（発光素子）からの発光を利用した発光装置は、表示用または照明用等の装置として注目されている。 A light-emitting device using light emission from an electroluminescence element (light-emitting element) has attracted attention as a device for display or illumination.
発光装置に用いられる発光素子としては、一対の電極間に、発光性またはキャリア輸送性等を有する物質からなる複数の層が挟まれた構成を有するものがよく知られている。 As a light-emitting element used in a light-emitting device, a light-emitting element having a structure in which a plurality of layers made of a substance having a light-emitting property, a carrier transport property, or the like is sandwiched between a pair of electrodes is well known.
このような発光素子では、いずれか一方の電極は陽極として、他方の電極は陰極としてそれぞれ機能し、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子とが再結合して励起状態の分子を形成し、それが基底状態に戻るときに発光する。発光は、一対の電極のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。 In such a light-emitting element, one of the electrodes functions as an anode and the other electrode functions as a cathode, and holes injected from the anode side and electrons injected from the cathode side are recombined and excited. A molecule of state is formed and emits light when it returns to the ground state. Light emission is extracted outside through one or both of the pair of electrodes.
上記のような発光素子の作製工程は、一方の電極を形成した後、その上に複数の層を形成し、さらにその上に他方の電極を形成するものが一般的である。 The manufacturing process of the light emitting element as described above is generally such that after one electrode is formed, a plurality of layers are formed thereon, and the other electrode is further formed thereon.
このような方法で発光素子を作製した場合、複数の層を形成した後の電極形成工程において、該層が損傷し、良好な素子特性を得ることができないことがある。このような現象は、特にスパッタリング法を用いて前記電極を形成した場合に多くみられる。これは、スパッタリング法を用いた電極の形成過程では、高いエネルギーをもった原子が該層を損傷するためと考えられている。 In the case where a light-emitting element is manufactured by such a method, the layer may be damaged in the electrode formation step after forming a plurality of layers, and good element characteristics may not be obtained. Such a phenomenon is often observed particularly when the electrode is formed using a sputtering method. This is considered to be because atoms having high energy damage the layer in the process of forming an electrode using a sputtering method.
そのため、スパッタリング法を用いて前記電極を形成した場合でも損傷を受けにくい素子構造を有する発光素子やその作製方法の開発が行われている。 Therefore, development of a light-emitting element having an element structure which is not easily damaged even when the electrode is formed by a sputtering method and a manufacturing method thereof have been performed.
例えば、特許文献１や特許文献２では、フタロシアニンからなる層を設けることでスパッタリング法による成膜時に起こる有機層の損傷を抑制できることが示されている。また、特許文献３においては、ＡｇＬｉから成る膜を設けることによって、スパッタリング法による成膜時に起こる有機層の損傷を抑制できることも報告されている。 For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 show that by providing a layer made of phthalocyanine, it is possible to suppress damage to the organic layer that occurs during film formation by sputtering. Patent Document 3 also reports that by providing a film made of AgLi, damage to the organic layer that occurs during film formation by sputtering can be suppressed.
しかし、特許文献１や特許文献２に示されたような方法では、電子輸送層と電子注入電極との間にフタロシアニンを含む層を設けるための工程が増加することや、フタロシアニンが長波長領域の光を吸収し易いことに起因し、赤色発光における発光効率が低下してしまう等の問題が考えられる。また特許文献３に示されたような方法では、ＡｇＬｉの膜厚が厚くなると光の透過率が低くなり、発光の外部取り出し効率が悪くなるとの問題が考えられる。 However, in the methods shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, the number of steps for providing a layer containing phthalocyanine between the electron transport layer and the electron injection electrode is increased, or phthalocyanine is in the long wavelength region. Due to the fact that light is easily absorbed, problems such as a reduction in light emission efficiency in red light emission can be considered. Further, in the method as disclosed in Patent Document 3, there is a problem that when the thickness of AgLi is increased, the light transmittance is decreased, and the external extraction efficiency of light emission is deteriorated.
本発明では、スパッタリング法による成膜時に有機物を含む層へ生じる損傷を抑制できる発光素子を提供することを課題とする。また、スパッタリング法による成膜時に有機物を含む層へ生じる損傷を抑制できると共に、電極間のショート（短絡）等も抑制できる発光素子を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a light-emitting element that can suppress damage to a layer containing an organic substance during film formation by sputtering. It is another object of the present invention to provide a light-emitting element that can suppress damage to a layer containing an organic substance during film formation by a sputtering method and can also suppress a short circuit between electrodes.
本発明の発光素子は、スパッタリング法による成膜時に生じ得る有機物を含む層への損傷を抑制できるように、一対の電極間に金属酸化物を含む層を設けたものである。 In the light-emitting element of the present invention, a layer containing a metal oxide is provided between a pair of electrodes so that damage to a layer containing an organic substance that may occur during film formation by a sputtering method can be suppressed.
本発明の発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に有機物を含む層を有し、前記第２の電極と前記有機物を含む層との間には、さらに金属酸化物を含む層を有し、これらの電極および層は、第１の電極よりも第２の電極の方が後に形成されるように積層されていることを特徴としている。 The light-emitting element of the present invention has a layer containing an organic substance between the first electrode and the second electrode, and a metal oxide is further interposed between the second electrode and the layer containing the organic substance. The electrode and the layer are stacked so that the second electrode is formed later than the first electrode.
前記有機物を含む層は、単層でも多層でもよく、好ましくは発光領域が第１の電極および第２の電極から離れた部位に形成されるように、キャリア（電子・正孔）輸送性の高い物質やキャリア注入性の高い物質などを組み合わせて構成されたものである。なお、有機物を含む層は、一部にリチウムやマグネシウム等の金属元素、またはこの他の金属元素を含んでいてもよい。 The layer containing an organic substance may be a single layer or a multilayer, and preferably has a high carrier (electron / hole) transporting property so that the light emitting region is formed at a site away from the first electrode and the second electrode. It is composed of a combination of substances and substances with high carrier injection properties. Note that the layer containing an organic substance may partially contain a metal element such as lithium or magnesium, or another metal element.
また、前記金属酸化物の具体例としては、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等が挙げられ、これらは蒸着法によって形成されることが好ましい。 Specific examples of the metal oxide include molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), tungsten oxide (WOx), and manganese oxide (MnOx). These are preferably formed by vapor deposition.
このように、第２の電極と有機物を含む層との間に金属酸化物からなる層が設けられている構成を有する本発明の発光素子では、第２の電極をスパッタリング法によって形成することが可能である。 As described above, in the light-emitting element of the present invention having the structure in which the layer made of the metal oxide is provided between the second electrode and the layer containing an organic substance, the second electrode can be formed by a sputtering method. Is possible.
従って、第２の電極として、蒸着法よりもスパッタリング法によって成膜する方が容易な物質、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等を用いることが用いることが容易となり、第２の電極を形成するための物質の選択性が広がる。 Therefore, as the second electrode, a material that is easier to form by a sputtering method than an evaporation method, for example, indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon, or indium oxide is 2 to 20%. It is easy to use IZO (Indium Zinc Oxide) mixed with zinc oxide (ZnO), and the selectivity of a material for forming the second electrode is widened.
また、第２の電極と金属酸化物とを含む層との間にスパッタリング法により形成された膜を有する構成の発光素子であっても、上記と同様に、スパッタリング法による成膜に起因した有機物を含む層への損傷を抑制できる。なお、この場合、第２の電極は必ずしもスパッタリング法によって形成されている必要はない。有機物を含む層と金属酸化物を含む層とスパッタリング法により形成された層とが順に積層されている構成を有する発光素子であれば、本発明による効果を得ることができる。 In addition, even in a light-emitting element having a film formed by a sputtering method between a second electrode and a layer containing a metal oxide, an organic substance resulting from film formation by a sputtering method is similar to the above. Damage to the layer containing can be suppressed. In this case, the second electrode is not necessarily formed by a sputtering method. If the light-emitting element has a structure in which a layer containing an organic substance, a layer containing a metal oxide, and a layer formed by a sputtering method are sequentially stacked, the effect of the present invention can be obtained.
本発明により、スパッタリング法による成膜に起因した不良が抑制された発光素子を得ることができる。また、スパッタリング法による成膜に起因した不良が抑制されると共に、電極間のショートが抑制された発光素子を得ることができる。 According to the present invention, a light-emitting element in which defects due to film formation by a sputtering method are suppressed can be obtained. In addition, it is possible to obtain a light-emitting element in which defects due to film formation by sputtering are suppressed and short-circuiting between electrodes is suppressed.
本発明の発光素子は、一対の電極間に有機物を含む層を有するものである。当該有機物を含む層は、単層または複数の層で構成され、好ましくは電極から離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリア（担体）の再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。 The light-emitting element of the present invention has a layer containing an organic substance between a pair of electrodes. The layer containing an organic substance is composed of a single layer or a plurality of layers, and preferably a light emitting region is formed at a position away from the electrode, that is, recombination of carriers (carriers) is performed at a position away from the electrode. As shown, the layers are formed by combining layers made of a substance having a high carrier injection property and a substance having a high carrier transport property.
本発明の発光素子の一態様について図２を用いて以下に説明する。 One embodiment of the light-emitting element of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本形態において、発光素子２１０は、これを支持するための基板２００上に設けられており、第１の電極２０１と、第１の電極２０１の上に順に積層した第１の層２０２、第２の層２０３、第３の層２０４、第４の層２０５、第５の層２０６と、さらにその上に設けられた第２の電極２０７とから構成されている。なお、本形態では第１の電極２０１は陰極として機能し、第２の電極２０７は陽極として機能するように構成されている。 In this embodiment mode, the light-emitting element 210 is provided over a substrate 200 for supporting the light-emitting element 210, and includes a first electrode 201, a first layer 202 and a second layer sequentially stacked on the first electrode 201. Layer 203, third layer 204, fourth layer 205, and fifth layer 206, and a second electrode 207 provided thereon. Note that in this embodiment mode, the first electrode 201 functions as a cathode, and the second electrode 207 functions as an anode.
基板２００としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子を作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。 As the substrate 200, for example, glass or plastic can be used. Note that other materials may be used as long as the light-emitting element functions as a support in the manufacturing process.
第１の電極２０１は、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などで構成されていることが好ましい。具体的には、元素周期表の１族または２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含むアルミニウムや銀等の合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）が挙げられる。但し、第１の電極２０１と第２の電極２０７との間に、電子注入を促す機能を有する層を当該第１の電極２０１と接して設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、または珪素（Ｓｉ）を含むＩＴＯ等様々な導電性材料を第１の電極２０１として用いることができる。但し、本形態で記載したものに限らず、この他のものを用いてもよい。 The first electrode 201 is preferably made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a low work function (work function of 3.8 eV or less). Specifically, elements belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table of Elements, that is, alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), etc. Examples thereof include alkaline earth metals and alloys (Mg: Ag, Al: Li) such as aluminum and silver containing these. However, by providing a layer having a function of promoting electron injection between the first electrode 201 and the second electrode 207 in contact with the first electrode 201, regardless of the work function, Al, Various conductive materials such as ITO containing Ag, indium tin oxide (ITO), or silicon (Si) can be used as the first electrode 201. However, it is not limited to those described in this embodiment, and other ones may be used.
第１の層２０２は、電子注入性の高い物質、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物からなる層である。また、この他、電子輸送性の高い物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属とを含む構成の層であってもよい。例えばＡｌｑ3とマグネシウム（Ｍｇ）とを含む構成の層であってもよい。 The first layer 202 is made of a material having a high electron-injecting property, for example, an alkali metal or alkaline earth metal compound such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or the like. It is a layer. In addition, a layer including a substance having a high electron transporting property and an alkali metal or an alkaline earth metal may be used. For example, the layer may include Alq 3 and magnesium (Mg).
第２の層２０３は、電子輸送性の高い物質、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）2）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）2）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。但し、本形態で記載したものに限らず、この他のものを用いてもよい。 The second layer 203 is formed using a substance having a high electron transporting property, for example, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10 -Hydroxybenzo [h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), etc., having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton It is a layer made of a metal complex or the like. In addition, bis [2- (2-hydroxyphenyl) -benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) -benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn ( Metal complexes having an oxazole or thiazole ligand such as BTZ) 2 ) can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5 -(P-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-tert-butylphenyl) -4-phenyl-5 (4-Biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2 , 4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and the like can also be used. However, it is not limited to those described in this embodiment, and other ones may be used.
第３の層２０４は、発光性の高い物質を含む層である。例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）や２Ｈ−クロメン−２−オン（略称：クマリン）等の発光性の高い物質とトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）や９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）等のキャリア輸送性の高い物質とを自由に組み合わせて構成される。但し、Ａｌｑ3やＤＮＡは発光性も高い物質であるため、これらの物質を単独で用いた構成とし、第３の層２０４としても構わない。 The third layer 204 is a layer including a substance having a high light-emitting property. For example, a highly luminescent substance such as N, N′-dimethylquinacridone (abbreviation: DMQd) or 2H-chromen-2-one (abbreviation: coumarin) and tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ) or 9 , 10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA) or the like and a material having a high carrier transport property. However, since Alq 3 and DNA are highly luminescent materials, these materials may be used alone, and the third layer 204 may be used.
第４の層２０５は、正孔輸送性の高い物質、例えば４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物からなる層である。但し、本形態で記載したものに限らず、この他の化合物を用いてもよい。 The fourth layer 205 is formed using a substance having a high hole-transport property, such as 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: α-NPD) or 4,4. '-Bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: TPD) and 4,4', 4 ''-tris (N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine (Abbreviation: TDATA), aromatic amine systems such as 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -triphenylamine (abbreviation: MTDATA) (ie, A layer having a benzene ring-nitrogen bond). However, it is not limited to those described in this embodiment, and other compounds may be used.
第５の層２０６は、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物からなる層である。このように金属酸化物を含む層を設けることにより、第２の電極２０７の形成工程にスパッタリング法を用いた場合に生じる有機物を含む層（本形態においては、第１の層から第４の層）の損傷を抑制することができる。なお、本形態において、金属酸化物を含む層は蒸着法によって形成されることが好ましい。また、金属酸化物を含む層は、１０ｎｍ以上の膜厚であることが好ましい。スパッタリング法に起因した損傷を抑制するには、このような膜厚で形成することが有効である。また、金属酸化物としては、本形態で記載したものに限らず、この他のものを用いてもよい。第５の層２０６は、例えば、金属酸化物と、正孔輸送性の高い物質とを含む層であってもよい。正孔輸送性の高い物質としては先に記載したα−ＮＰＤやＴＰＤ等が挙げられる。このように、正孔輸送性の高い物質を含むことによって、より正孔を注入し易くなる。また、第５の層２０６の膜厚を変え、発光性の高い物質を含む層（本形態では第３の層２０４）から第２の電極２０７迄の距離を調節し、良好なスペクトル特性を示す発光を外部に取り出すことが、正孔輸送性の高い物質を含むことによって容易となる。これは、第５の層２０６を厚くすることによって生じ得る駆動電圧の上昇を、正孔輸送性の高い物質を含むことによって低減することができるためである。 The fifth layer 206 is a layer made of a metal oxide such as molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), tungsten oxide (WOx), or manganese oxide (MnOx). is there. By providing a layer including a metal oxide in this manner, a layer including an organic substance generated when a sputtering method is used in the formation process of the second electrode 207 (in this embodiment, the first to fourth layers are included). ) Damage can be suppressed. Note that in this embodiment mode, the layer containing a metal oxide is preferably formed by an evaporation method. The layer containing a metal oxide preferably has a thickness of 10 nm or more. In order to suppress damage caused by the sputtering method, it is effective to form with such a film thickness. Further, the metal oxide is not limited to that described in this embodiment, and other oxides may be used. For example, the fifth layer 206 may be a layer containing a metal oxide and a substance having a high hole-transport property. Examples of the substance having a high hole transporting property include α-NPD and TPD described above. Thus, it becomes easier to inject holes by including a substance having a high hole transporting property. Further, by changing the thickness of the fifth layer 206 and adjusting the distance from the layer containing a highly light-emitting substance (the third layer 204 in this embodiment) to the second electrode 207, favorable spectral characteristics are exhibited. It is easy to extract emitted light to the outside by including a substance having a high hole transporting property. This is because an increase in driving voltage that can be caused by increasing the thickness of the fifth layer 206 can be reduced by including a substance having a high hole-transport property.
さらに、金属酸化物を含む層を１００ｎｍ以上の膜厚で形成した場合には、第１の電極２０１または第２の電極２０７の膜面に形成された突起或いはこれらの電極間に混入した異物等に起因して生じる、第１の電極２０１と第２の電極２０７とのショート（短絡）を抑制することができる。なお、上記金属酸化物は光の透過性が高く、膜厚が厚くなっても十分に発光を取り出すことができる。 Further, in the case where a layer containing a metal oxide is formed with a thickness of 100 nm or more, protrusions formed on the film surface of the first electrode 201 or the second electrode 207 or foreign matters mixed between these electrodes It is possible to suppress a short circuit between the first electrode 201 and the second electrode 207 caused by the above. Note that the above-described metal oxide has high light-transmitting properties, and light emission can be extracted sufficiently even when the film thickness is increased.
第２の電極２０７は、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などで形成されていることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属の窒化物（ＴｉＮ）等を用いることができる。このように、第２の電極２０７はスパッタリング法により成膜可能な導電性材料を用いて形成される。但し、本形態で記載したものに限らず、この他のものを用いてもよい。 The second electrode 207 is preferably formed using a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a high work function (work function of 4.0 eV or more). Specifically, indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon, IZO (Indium Zinc Oxide) in which 2 to 20% zinc oxide (ZnO) is mixed with indium oxide. , Gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd) Alternatively, metal nitride (TiN) or the like can be used. As described above, the second electrode 207 is formed using a conductive material that can be formed by a sputtering method. However, it is not limited to those described in this embodiment, and other ones may be used.
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第１の電極２０１と第２の電極２０７との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である第３の層２０４において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第３の層２０４に発光領域が形成されるような構成となっている。但し、第３の層２０４の全てが発光領域として機能する必要はなく、例えば、第３の層２０４のうち第２の層２０３側または第４の層２０５側にのみ発光領域が形成されるようなものであってもよい。 The light-emitting element of the present invention having the above structure is a third layer that contains a highly light-emitting substance because current flows due to a potential difference generated between the first electrode 201 and the second electrode 207. In the layer 204, holes and electrons recombine to emit light. That is, a light emitting region is formed in the third layer 204. However, it is not necessary that all of the third layer 204 functions as a light emitting region. For example, the light emitting region is formed only on the second layer 203 side or the fourth layer 205 side of the third layer 204. It may be anything.
発光は、第１の電極２０１または第２の電極２０７のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極２０１または第２の電極２０７のいずれか一方または両方は、透光性のある物質で成る。 Light emission is extracted outside through one or both of the first electrode 201 and the second electrode 207. Therefore, one or both of the first electrode 201 and the second electrode 207 is formed of a light-transmitting substance.
第１の電極２０１および第２の電極２０７がいずれも透光性を有する物質からなるものである場合、図２（Ａ）に示すように、発光は第１の電極２０１および第２の電極２０７を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。また、第２の電極２０７のみが透光性を有する物質からなるものである場合、および第１の電極２０１および第２の電極２０７が透光性を有する物質から成り第１の電極２０１側に反射膜が設けられている場合は、図２（Ｂ）に示すように、発光は第２の電極２０７を通って基板と逆側から取り出される。第１の電極２０１のみが透光性を有する物質からなるものである場合、および第１の電極２０１および第２の電極２０７が透光性を有する物質から成り第２の電極２０７側に反射膜が設けられている場合は、図２（Ｃ）に示すように、発光は第１の電極２０１を通って基板側から取り出される。 In the case where both the first electrode 201 and the second electrode 207 are made of a light-transmitting substance, light is emitted from the first electrode 201 and the second electrode 207 as shown in FIG. And is taken out from both the substrate side and the opposite side of the substrate. In addition, when only the second electrode 207 is made of a light-transmitting substance, and the first electrode 201 and the second electrode 207 are made of a light-transmitting substance, the first electrode 201 side In the case where a reflective film is provided, light emission is extracted from the side opposite to the substrate through the second electrode 207 as illustrated in FIG. When only the first electrode 201 is made of a light-transmitting substance, and the first electrode 201 and the second electrode 207 are made of a light-transmitting substance, the reflecting film on the second electrode 207 side Is provided, light emission is extracted from the substrate side through the first electrode 201 as shown in FIG.
なお第１の電極２０１と第２の電極２０７との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極２０１および第２の電極２０７から離れた部位に正孔と電子とが再結合する領域を設けた構成であり、且つ金属酸化物を含む層を有するものであれば、上記以外のものでもよい。つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等から成る層を、金属酸化物を含む層と自由に組み合わせて構成すればよい。また、例えば極薄の酸化珪素膜等からなる層を設けることによってキャリアの再結合部位を制御したものであってもよい。 Note that the structure of the layers provided between the first electrode 201 and the second electrode 207 is not limited to the above. With a configuration in which a region where holes and electrons are recombined is provided at a site away from the first electrode 201 and the second electrode 207 so that quenching caused by the proximity of the light emitting region and the metal is suppressed. As long as it has a layer containing a metal oxide, other than the above may be used. In other words, there is no particular limitation on the layered structure of the layers, and a substance having a high electron-transport property or a substance having a high hole-transport property, a substance having a high electron-injection property, a substance having a high hole-injection property, A layer made of a substance having a high transportability) may be freely combined with a layer containing a metal oxide. Further, for example, a carrier recombination site may be controlled by providing a layer made of an extremely thin silicon oxide film or the like.
なお、上記発光素子は、基板２００上に第１の電極２０１を形成した後、その上に第１の層２０２、第２の層２０３、第３の層２０４、第４の層２０５、第５の層２０６を順に積層し、さらにその上に第２の電極２０７を形成することによって作製される。また、各層の形成方法について特に限定はないが、蒸着法、またはインクジェット法、またはスピンコート法のいずれかで形成することが好ましい。 Note that in the light-emitting element, after the first electrode 201 is formed over the substrate 200, the first layer 202, the second layer 203, the third layer 204, the fourth layer 205, and the fifth layer are formed thereon. These layers 206 are sequentially stacked, and a second electrode 207 is formed thereon. Moreover, although there is no limitation in particular about the formation method of each layer, forming by any of a vapor deposition method, an inkjet method, or a spin coat method is preferable.
上記と異なる構成を有する本発明の発光素子の具体例を図３に示す。図３において、基板３００上には、第１の電極３０１が設けられており、第１の電極３０１の上には、第１の層３０２、第２の層３０３、第３の層３０４、第４の層３０５、第５の層３０６が順に積層して設けられている。さらに第５の層３０６の上には、第２の電極３０７が設けられている。 A specific example of the light-emitting element of the present invention having a different structure from the above is shown in FIG. In FIG. 3, the first electrode 301 is provided over the substrate 300, and the first layer 302, the second layer 303, the third layer 304, and the first electrode 301 are formed over the first electrode 301. A fourth layer 305 and a fifth layer 306 are sequentially stacked. Further, a second electrode 307 is provided over the fifth layer 306.
ここで、第１の層３０２は正孔注入性の高い物質から成り、第２の層３０３は正孔輸送性の高い物質から成り、第３の層３０４は発光体を含むキャリア輸送性の高い物質から成り、第４の層３０５は電子輸送性の高い物質から成る。なお第５の層３０６は、金属酸化物を含む層であり、この他、リチウムやマグネシウム等のアルカリ金属およびアルカリ土類金属等の電子注入性の高い物質を含んでいてもよい。このような構成の発光素子においても、上述のようなスパッタリング法による成膜に起因した有機化合物を含む層の損傷を抑制することができる。このうような構成を有するとき、第１の電極３０１は陽極として、第２の電極３０７は陰極としてそれぞれ機能する。なお、図３で表される発光素子も本発明の発光素子の一態様であり、本発明の発光素子の構成はこれに限定されるものではない。 Here, the first layer 302 is made of a substance having a high hole-injecting property, the second layer 303 is made of a substance having a high hole-transporting property, and the third layer 304 has a high carrier-transporting property including a light emitter. The fourth layer 305 is made of a substance having a high electron transporting property. Note that the fifth layer 306 is a layer including a metal oxide, and may include a substance having a high electron-injecting property such as an alkali metal such as lithium or magnesium and an alkaline earth metal. Even in a light-emitting element having such a structure, damage to a layer containing an organic compound due to film formation by a sputtering method as described above can be suppressed. In such a structure, the first electrode 301 functions as an anode and the second electrode 307 functions as a cathode. Note that the light-emitting element illustrated in FIG. 3 is also an embodiment of the light-emitting element of the present invention, and the structure of the light-emitting element of the present invention is not limited to this.
以上に述べた本発明の発光素子は、スパッタリング法に起因した有機物を含む層の損傷を抑制できるものである。また、金属酸化物を含む層の膜厚を調整することによって電極間のショートも抑制できるものである。さらに、本発明の発光素子を適用した発光装置は、スパッタリング法や電極間のショートに起因した発光素子の不良が抑制されたものとなり、例えば表示装置においては、良好な表示画像を得ることができる。 The light-emitting element of the present invention described above can suppress damage to a layer containing an organic substance due to sputtering. Moreover, the short circuit between electrodes can also be suppressed by adjusting the film thickness of the layer containing a metal oxide. Furthermore, the light-emitting device to which the light-emitting element of the present invention is applied is one in which defects of the light-emitting element due to the sputtering method or short-circuit between electrodes are suppressed. For example, in a display device, a good display image can be obtained. .
また、本形態では、電極をスパッタリング法により形成する場合について述べたが、例えば、電極と金属酸化物を含む層との間にスパッタリング法により成膜された層を有する構成の発光素子であっても、本形態と同様にスパッタリング法に起因した有機物を含む層の損傷を抑制できる効果を得ることができる。いずれにしても、有機物を含む層と金属酸化物を含む層とスパッタリング法により形成した層とが順に積層した構成であって、有機物を含む層を先に、スパッタリング法により形成した層が後に形成される構成の発光素子であれば金属酸化物を含む層を設けることによる効果を得ることができる。 Further, in this embodiment mode, the case where the electrode is formed by a sputtering method has been described; for example, a light-emitting element having a structure in which a layer formed by a sputtering method is provided between an electrode and a layer containing a metal oxide. In the same manner as in the present embodiment, it is possible to obtain an effect of suppressing damage to the layer containing an organic substance resulting from the sputtering method. In any case, a layer containing an organic material, a layer containing a metal oxide, and a layer formed by a sputtering method are sequentially stacked, and a layer formed by a sputtering method is formed after a layer containing an organic material first. If it is a light emitting element of the structure which is made, the effect by providing the layer containing a metal oxide can be acquired.
本発明の発光素子の作製方法、並びにその発光素子の特性について説明する。なお、本発明の発光素子の構成および作製方法は、本実施例のものに限定されるものではなく、膜厚や物質等については適宜変更すればよい。 A method for manufacturing a light-emitting element of the present invention and characteristics of the light-emitting element will be described. Note that the structure and manufacturing method of the light-emitting element of the present invention are not limited to those of this embodiment, and the film thickness, material, and the like may be changed as appropriate.
ガラス基板上にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法によって成膜して第１の電極を形成する。なお、成膜時のＩＴＯは非晶質成分を主成分とするものである。 次に、ＩＴＯをエッチングして素子分離した後、２００℃、１時間加熱処理した。さらにポジ型のアクリルを塗布した後露光及び現像して隔壁層を形成した。その後、２２０℃、１時間加熱処理をした。 A first electrode is formed by forming a film of indium tin oxide (ITO) on a glass substrate by a sputtering method. In addition, ITO at the time of film-forming has an amorphous component as a main component. Next, after ITO was etched to separate the elements, heat treatment was performed at 200 ° C. for 1 hour. Further, a positive acrylic was applied, exposed and developed to form a partition layer. Thereafter, heat treatment was performed at 220 ° C. for 1 hour.
次に湿式洗浄後、ＵＶオゾン処理後、１×１０-6Ｐａの真空雰囲気中で１５０℃、３０分間、ＩＴＯが成膜されたガラス基板を処理する。 Next, after the wet cleaning, after the UV ozone treatment, the glass substrate on which ITO is formed is treated at 150 ° C. for 30 minutes in a vacuum atmosphere of 1 × 10 −6 Pa.
次に、４，４’−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）とリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着し、第１の電極の上に、第１の層を形成した。なお、ＢｚＯｓとＬｉの重量比は、１：０．０２となるようにした。また、膜厚は２０ｎｍとなるようにした。 Next, 4,4′-bis (5-methylbenzoxazol-2-yl) stilbene (abbreviation: BzOs) and lithium (Li) were co-evaporated, and the first layer was formed on the first electrode. Formed. The weight ratio between BzOs and Li was set to 1: 0.02. The film thickness was set to 20 nm.
次に、Ａｌｑ3を蒸着し、第１の層の上に第２の層を形成した。膜厚は２０ｎｍとなるようにした。 Next, Alq 3 was deposited to form a second layer on the first layer. The film thickness was set to 20 nm.
次に、Ａｌｑ3とＤＭＱＤとを共蒸着し、第２の層の上に第３の層を形成した。なお、Ａｌｑ3とＤＭＱＤの重量比は、１：０．０１となるようにした。また、膜厚は４０ｎｍとなるようにした。 Next, Alq 3 and DMQD were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The weight ratio of Alq 3 and DMQD was set to 1: 0.01. The film thickness was set to 40 nm.
次に、α−ＮＰＤを蒸着し、第３の層の上に第４の層を形成した。膜厚は４０ｎｍとなるようにした。 Next, α-NPD was deposited to form a fourth layer on the third layer. The film thickness was 40 nm.
以上のようにして、第１の電極の上に、有機物を含む層（第１の層〜第４の層）を形成した。なお、各層を構成する物質については、本実施例に記載したものに限定されず、この他のものを用いてもよい。 As described above, layers containing organic substances (first to fourth layers) were formed on the first electrode. In addition, about the substance which comprises each layer, it is not limited to what was described in the present Example, You may use another thing.
次に、金属酸化物であるモリブデン酸化物を蒸着し、第４の層の上に、第５の層を形成した。膜厚は５０ｎｍとなるようにした。 Next, molybdenum oxide which is a metal oxide was evaporated, and a fifth layer was formed on the fourth layer. The film thickness was set to 50 nm.
次に、ＩＴＯをスパッタリング法により成膜し、第５の層の上に第２の電極を形成した。成膜時（プラズマがたった時）の基板温度は４０〜５０℃である。成膜後のＩＴＯは非晶質成分を主成分とするものである。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。 Next, ITO was formed into a film by the sputtering method, and the 2nd electrode was formed on the 5th layer. The substrate temperature during film formation (when plasma is struck) is 40 to 50 ° C. The ITO after film formation is mainly composed of an amorphous component. The film thickness was set to 110 nm.
以上のようにして作製した本発明の発光素子の素子特性を図１に●で示す。図１は電圧−輝度特性を表し、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ2）を表している。図１より、駆動電圧（１ｃｄ／ｍ2以上の発光が開始する電圧を駆動電圧とする。）は約５．５Ｖであることが分かる。また、図４は電圧−電流特性を表し、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は電流（ｍＡ）を表している。また、図５は輝度（ｃｄ／ｍ2）−電流効率（ｃｄ／Ａ）特性を表し、横軸は輝度、縦軸は電流効率を表している。 The element characteristics of the light-emitting element of the present invention manufactured as described above are indicated by ● in FIG. FIG. 1 shows voltage-luminance characteristics, where the horizontal axis represents voltage (V) and the vertical axis represents luminance (cd / m 2 ). 1 that the drive voltage (the voltage at which light emission of 1 cd / m 2 or more starts) is about 5.5V. FIG. 4 shows voltage-current characteristics, the horizontal axis represents voltage (V), and the vertical axis represents current (mA). FIG. 5 shows luminance (cd / m 2 ) -current efficiency (cd / A) characteristics, where the horizontal axis represents luminance and the vertical axis represents current efficiency.
（比較例１）
実施例１に示した本発明の発光素子に対する比較例について説明する。
(Comparative Example 1)
A comparative example for the light-emitting element of the present invention shown in Example 1 will be described.
本比較例の発光素子は、ＩＴＯから成る第１の電極上に、ＢｚＯｓとＬｉとの混合層（２０ｎｍ）、Ａｌｑ3から成る層（２０ｎｍ）、ＤＭＱＤとＡｌｑ3との混合層（４０ｎｍ）、α−ＮＰＤから成る層（４０ｎｍ）、ＣｕＰＣから成る層（２０ｎｍ）が順に積層され、さらにその上にＩＴＯから成る第２の電極が積層された構成を有するものである。ＩＴＯはいずれも上記と同様にスパッタリング法によって形成されたものである。またＢｚＯｓとＬｉとの重量比は、１：０．０２であり、Ａｌｑ3とＤＭＱＤとの重量比は、１：０．０１である。 The light emitting device of this comparative example has a mixed layer of BzOs and Li (20 nm), a layer of Alq 3 (20 nm), a mixed layer of DMQD and Alq 3 (40 nm) on the first electrode made of ITO. A layer made of α-NPD (40 nm) and a layer made of CuPC (20 nm) are sequentially laminated, and a second electrode made of ITO is further laminated thereon. ITO is formed by sputtering as described above. The weight ratio between BzOs and Li is 1: 0.02, and the weight ratio between Alq 3 and DMQD is 1: 0.01.
本比較例の発光素子の素子特性を図１に▲で示す。図１は電圧−輝度特性を表し、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ2）を表している。図１より、駆動電圧（１ｃｄ／ｍ2以上の発光が開始する電圧を駆動電圧とする。）は約１３Ｖであることが分かる。また、図４は電圧−電流特性を表し、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は電流（ｍＡ）を表している。また、図５は輝度（ｃｄ／ｍ2）−電流効率（ｃｄ／Ａ）特性を表し、横軸は輝度、縦軸は電流効率を表している。なお、素子特性は、第２の電極側から取り出した発光により得られたものである。 The element characteristics of the light emitting element of this comparative example are shown by ▲ in FIG. FIG. 1 shows voltage-luminance characteristics, where the horizontal axis represents voltage (V) and the vertical axis represents luminance (cd / m 2 ). As can be seen from FIG. 1, the drive voltage (the voltage at which light emission of 1 cd / m 2 or more starts is used as the drive voltage) is about 13V. FIG. 4 shows voltage-current characteristics, the horizontal axis represents voltage (V), and the vertical axis represents current (mA). FIG. 5 shows luminance (cd / m 2 ) -current efficiency (cd / A) characteristics, where the horizontal axis represents luminance and the vertical axis represents current efficiency. Note that the element characteristics are obtained by light emission extracted from the second electrode side.
以上に示した実施例１および比較例１の発光素子の素子特性から次のようなことが分かる。ＣｕＰＣを用いた比較例の発光素子では、スパッタリング法によるＩＴＯの成膜工程における素子の一部（有機物を含む層）の損傷に起因し、発光素子の駆動電圧が高く（１３Ｖ）なっているが、本発明の発光素子ではそのような傾向はみられない。つまり、本発明の発光素子では、比較例の発光素子よりも、スパッタリング法に起因した発光素子の不良を抑制できていることが分かる。 The following can be seen from the element characteristics of the light emitting elements of Example 1 and Comparative Example 1 described above. In the light-emitting element of the comparative example using CuPC, the drive voltage of the light-emitting element is high (13 V) due to damage to a part of the element (layer containing organic matter) in the ITO film forming process by the sputtering method. Such a tendency is not observed in the light emitting device of the present invention. That is, it can be seen that the light emitting element of the present invention can suppress the defect of the light emitting element due to the sputtering method, as compared with the light emitting element of the comparative example.
本実施例では、実施例１とモリブデン酸化物からなる第５の層の膜厚が異なる発光素子であって、その他の構成は実施例１に示すものと同様のものについて説明する。なお、本実施例に示す発光素子の作製方法についても、実施例１と同様である。従って、作製方法についての説明は省略する。 In this example, a light-emitting element having a different thickness from that of Example 1 in which the fifth layer made of molybdenum oxide is different from that of Example 1 will be described. Note that the method for manufacturing the light-emitting element described in this example is similar to that in Example 1. Therefore, description of the manufacturing method is omitted.
本実施例の発光素子において、モリブデン酸化物からなる第５の層の膜厚は、それぞれ１０ｎｍ（実施例２−１）、１００ｎｍ（実施例２−２）、２００ｎｍ（実施例２−３）である。 In the light emitting element of this example, the film thicknesses of the fifth layer made of molybdenum oxide are 10 nm (Example 2-1), 100 nm (Example 2-2), and 200 nm (Example 2-3), respectively. is there.
本実施例の発光素子の素子特性を図６に示す。図６は電圧−輝度特性を表し、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ2）を表している。図６より、駆動電圧（１ｃｄ／ｍ2以上の発光が開始する電圧を駆動電圧とする。）は、実施例２−１、２−２、２−３で表されるいずれの発光素子においても約５Ｖであることが分かる。また、図７は電圧−電流特性を表し、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は電流（ｍＡ）を表している。また、図８は輝度（ｃｄ／ｍ2）−電流効率（ｃｄ／Ａ）特性を表し、横軸は輝度、縦軸は電流効率を表している。図６〜８より、低電圧印加時は第５の層の膜厚によらず素子特性は同程度であり、また高電圧印加時は膜厚の第５の層の膜厚が厚い発光素子の方が発光輝度が高い傾向を示すことが分かる。このことから、第５の層の膜厚が厚い発光素子の方が、スパッタリング法に起因した損傷を抑制できていることが考えられる。なお、素子特性は、第２の電極側から取り出した発光により得られたものである。 FIG. 6 shows element characteristics of the light-emitting element of this example. FIG. 6 shows voltage-luminance characteristics, where the horizontal axis represents voltage (V) and the vertical axis represents luminance (cd / m 2 ). From FIG. 6, the driving voltage (the voltage at which light emission of 1 cd / m 2 or more starts is used as the driving voltage) is the light emitting element represented by any of Examples 2-1, 2-2, and 2-3. It turns out that it is about 5V. FIG. 7 shows voltage-current characteristics, where the horizontal axis represents voltage (V) and the vertical axis represents current (mA). FIG. 8 shows luminance (cd / m 2 ) -current efficiency (cd / A) characteristics, where the horizontal axis represents luminance and the vertical axis represents current efficiency. 6 to 8, when the low voltage is applied, the device characteristics are almost the same regardless of the thickness of the fifth layer, and when the high voltage is applied, the thickness of the fifth layer is large. It can be seen that the light emission luminance tends to be higher. From this, it is conceivable that the light-emitting element having a thick fifth layer can suppress damage due to the sputtering method. Note that the element characteristics are obtained by light emission extracted from the second electrode side.
以上のように、本実施例に示す発光素子は、金属酸化物を含む層の膜厚を厚くしても、良好な素子特性を得られるものであることが分かる。従って、金属酸化物を含む層の膜厚を厚くすることで、電極間のショートを抑制することができる。さらに、本実施例に示す発光素子は、金属酸化物を含む層の膜厚が厚くても、発光を十分に外部に取り出せるものであることが分かる。 As described above, it can be seen that the light-emitting element described in this example can obtain favorable element characteristics even when the thickness of the layer containing a metal oxide is increased. Therefore, a short circuit between the electrodes can be suppressed by increasing the thickness of the layer containing the metal oxide. Further, it can be seen that the light-emitting element described in this example can extract light emission sufficiently even when the layer containing the metal oxide is thick.
本実施例では、本発明を適用した発光装置の構成について説明する。 In this example, a structure of a light-emitting device to which the present invention is applied will be described.
図９において、点線で囲まれているのは、発光素子１２を駆動するために設けられているトランジスタ１１である。発光素子１２は第１の電極１３と第２の電極１４とこれらの電極に挟まれた発光層１５で構成されている。トランジスタ１１のドレインと第１の電極１３とは、第１層間絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）を貫通している配線１７によって電気的に接続されている。また、発光素子１２は、隔壁層１８によって、隣接して設けられている別の発光素子と分離されている。このような構成を有する本発明の発光装置は、本実施例において、基板１０上に設けられている。 In FIG. 9, a transistor 11 provided for driving the light emitting element 12 is surrounded by a dotted line. The light emitting element 12 includes a first electrode 13, a second electrode 14, and a light emitting layer 15 sandwiched between these electrodes. The drain of the transistor 11 and the first electrode 13 are electrically connected by a wiring 17 penetrating the first interlayer insulating film 16 (16a, 16b, 16c). The light emitting element 12 is separated from another light emitting element provided adjacent thereto by a partition wall layer 18. The light emitting device of the present invention having such a configuration is provided on the substrate 10 in this embodiment.
以上のような構成の発光装置において、発光素子１２は本発明の発光素子であり、特に発光層１５は上述の金属酸化物を含む層を構成要素として含むものである。 In the light emitting device configured as described above, the light emitting element 12 is the light emitting element of the present invention, and in particular, the light emitting layer 15 includes a layer containing the above-described metal oxide as a constituent element.
なお、トランジスタ１１はトップゲート型のものである。但し、トランジスタ１１の構造については、特に限定はなく、例えば図１０（Ａ）に示すような逆スタガ型のものでもよい。また逆スタガ型の場合には、図１０（Ｂ）のようにチャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でもよいし、或いはチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの（チャネルエッチ型）でもよい。なお、２１はゲート電極、２２はゲート絶縁膜、２３は半導体層、２４はｎ型の半導体層、２５は電極、２６は保護膜である。 The transistor 11 is a top gate type. However, the structure of the transistor 11 is not particularly limited, and may be, for example, an inverted staggered type as illustrated in FIG. In the case of an inverted staggered type, a semiconductor film in which a protective film is formed on a semiconductor layer for forming a channel (channel protective type) as shown in FIG. 10B may be used, or a semiconductor layer for forming a channel may be used. A part of which is concave (channel etch type) may be used. Note that 21 is a gate electrode, 22 is a gate insulating film, 23 is a semiconductor layer, 24 is an n-type semiconductor layer, 25 is an electrode, and 26 is a protective film.
また、トランジスタ１１を構成する半導体層は、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよい。また、セミアモルファス等でもよい。 Further, the semiconductor layer included in the transistor 11 may be either crystalline or non-crystalline. Moreover, a semi-amorphous etc. may be sufficient.
なお、セミアモルファスな半導体とは、次のようなものである。非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるものである。また少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶粒を含んでいる。ラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化するために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。所謂微結晶半導体（マイクロクリスタル半導体）とも言われている。珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ4、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることができる。この珪化物気体をＨ2、又は、Ｈ2とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20／ｃｍ3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19／ｃｍ3以下、好ましくは１×１０19／ｃｍ3以下とする。なお、セミアモルファスな半導体を用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の移動度はおよそ１〜１０ｍ2／Ｖｓｅｃとなる。 The semi-amorphous semiconductor is as follows. A semiconductor having an intermediate structure between amorphous and crystalline (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy, has a short-range order, and has a lattice distortion. It contains a crystalline region. Further, at least a part of the region in the film contains crystal grains of 0.5 to 20 nm. The Raman spectrum is shifted to the lower wavenumber side than 520 cm −1 . In X-ray diffraction, diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the Si crystal lattice are observed. In order to terminate dangling bonds (dangling bonds), hydrogen or halogen is contained at least 1 atomic% or more. It is also called a so-called microcrystalline semiconductor (microcrystal semiconductor). A silicide gas is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD). As the silicide gas, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4 or the like can be used. This silicide gas may be diluted with H 2 , or H 2 and one or more kinds of rare gas elements selected from He, Ar, Kr, and Ne. The dilution rate is in the range of 2 to 1000 times. The pressure is generally in the range of 0.1 Pa to 133 Pa, and the power supply frequency is 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature may be 300 ° C. or less, preferably 100 to 250 ° C. As an impurity element in the film, impurities of atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are desirably 1 × 10 20 / cm 3 or less, and in particular, the oxygen concentration is 5 × 10 19 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 / cm 3 or less. Note that the mobility of a TFT (thin film transistor) using a semi-amorphous semiconductor is approximately 1 to 10 m 2 / Vsec.
また、半導体層が結晶性のも半導体の具体例としては、単結晶または多結晶性の珪素、或いはシリコンゲルマニウム等から成るものが挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。 In addition, specific examples of semiconductors in which the semiconductor layer is crystalline include those made of single crystal or polycrystalline silicon, silicon germanium, or the like. These may be formed by laser crystallization, or may be formed by crystallization by a solid phase growth method using nickel or the like, for example.
なお、半導体層が非晶質の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、トランジスタ１１およびその他のトランジスタ（発光素子を駆動するための回路を構成するトランジスタ）は全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置であることが好ましい。それ以外については、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。 Note that in the case where the semiconductor layer is formed of an amorphous material, for example, amorphous silicon, the transistor 11 and other transistors (transistors constituting a circuit for driving a light emitting element) are all configured by N-channel transistors. It is preferable that the light-emitting device have a structured circuit. Other than that, a light-emitting device having a circuit including any one of an N-channel transistor and a P-channel transistor, or a light-emitting device including a circuit including both transistors may be used.
さらに、第１層間絶縁膜１６は、図９（Ａ）、（Ｃ）に示すように多層でもよいし、または単層でもよい。なお、１６ａは酸化珪素や窒化珪素のような無機物から成り、１６ｂはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１６ｃはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第１層間絶縁膜１６は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機物と有機物のいずれか一で形成されたものでもよい。 Further, the first interlayer insulating film 16 may be a multilayer as shown in FIGS. 9A and 9C, or may be a single layer. Note that 16a is made of an inorganic material such as silicon oxide or silicon nitride, and 16b is acrylic or siloxane (a substance having a skeletal structure composed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O) and containing at least hydrogen as a substituent). It is made of a material having self-flatness such as silicon oxide that can be coated and formed. Further, 16c is made of a silicon nitride film containing argon (Ar). In addition, there is no limitation in particular about the substance which comprises each layer, You may use things other than what was described here. Moreover, you may further combine the layer which consists of substances other than these. As described above, the first interlayer insulating film 16 may be formed using both an inorganic material and an organic material, or may be formed of any one of an inorganic material and an organic material.
隔壁層１８は、エッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ましい。また隔壁層１８は、アクリルやシロキサン、レジスト、酸化珪素等を用いて形成される。なお隔壁層１８は、無機物と有機物のいずれか一で形成されたものでもよいし、または両方を用いて形成されたものでもよい。 The partition layer 18 preferably has a shape in which the radius of curvature continuously changes at the edge portion. The partition layer 18 is formed using acrylic, siloxane, resist, silicon oxide, or the like. The partition wall layer 18 may be formed of any one of an inorganic material and an organic material, or may be formed using both.
なお、図９（Ａ）、（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１６のみがトランジスタ１１と発光素子１２の間に設けられた構成であるが、図９（Ｂ）のように、第１絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ）の他、第２層間絶縁膜１９（１９ａ、１９ｂ）が設けられた構成のものであってもよい。図９（Ｂ）に示す発光装置においては、第１の電極１３は第２層間絶縁膜１９を貫通し、配線１７と接続している。 In FIGS. 9A and 9C, only the first interlayer insulating film 16 is provided between the transistor 11 and the light-emitting element 12. However, as shown in FIG. In addition to the film 16 (16a, 16b), the second interlayer insulating film 19 (19a, 19b) may be provided. In the light emitting device shown in FIG. 9B, the first electrode 13 penetrates through the second interlayer insulating film 19 and is connected to the wiring 17.
第２層間絶縁膜１９は、第１層間絶縁膜１６と同様に、多層でもよいし、または単層でもよい。１９ａはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１９ｂはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第２層間絶縁膜１９は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機物と有機物のいずれか一で形成されたものでもよい。 Similar to the first interlayer insulating film 16, the second interlayer insulating film 19 may be a multilayer or a single layer. 19a is a substance having self-flatness such as acrylic or siloxane (a substance having a skeletal structure composed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O) and having at least hydrogen as a substituent), silicon oxide capable of being coated and formed. Consists of. Further, 19b is made of a silicon nitride film containing argon (Ar). In addition, there is no limitation in particular about the substance which comprises each layer, You may use things other than what was described here. Moreover, you may further combine the layer which consists of substances other than these. As described above, the second interlayer insulating film 19 may be formed using both an inorganic material and an organic material, or may be formed using any one of an inorganic material and an organic material.
発光素子１２において、第１の電極１３および第２の電極１４がいずれも透光性を有する物質で構成されている場合、図９（Ａ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側と第２の電極１４側の両方から発光を取り出すことができる。また、第２の電極１４のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図９（Ｂ）の白抜きの矢印で表されるように、第２の電極１４側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第１の電極１３は反射率の高い材料で構成されているか、または反射率の高い材料から成る膜（反射膜）が第１の電極１３の下方に設けられていることが好ましい。また、第１の電極１３のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図９（Ｃ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第２の電極１４は反射率の高い材料で構成されているか、または反射膜が第２の電極１４の上方に設けられていることが好ましい。 In the light-emitting element 12, when each of the first electrode 13 and the second electrode 14 is formed using a light-transmitting substance, the first electrode 13 and the second electrode 14 are represented by white arrows in FIG. Light emission can be extracted from both the first electrode 13 side and the second electrode 14 side. In addition, in the case where only the second electrode 14 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted only from the second electrode 14 side as represented by a white arrow in FIG. 9B. be able to. In this case, it is preferable that the first electrode 13 is made of a material having a high reflectivity, or a film (reflective film) made of a material having a high reflectivity is provided below the first electrode 13. In addition, in the case where only the first electrode 13 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted only from the first electrode 13 side as represented by a white arrow in FIG. 9C. be able to. In this case, it is preferable that the second electrode 14 is made of a highly reflective material, or a reflective film is provided above the second electrode 14.
また、発光素子１２は、第１の電極１３が陽極として機能し、第２の電極１４が陰極として機能する構成であってもよいし、或いは第１の電極１３が陰極として機能し、第２の電極１４が陽極として機能する構成であってもよい。但し、前者の場合、トランジスタ１１はＰチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ１１はＮチャネル型トランジスタである。 The light-emitting element 12 may have a configuration in which the first electrode 13 functions as an anode and the second electrode 14 functions as a cathode, or the first electrode 13 functions as a cathode, and the second The electrode 14 may function as an anode. However, in the former case, the transistor 11 is a P-channel transistor, and in the latter case, the transistor 11 is an N-channel transistor.
なお、本実施例の発光装置において、発光素子は複数個設けられている（但し、図示していない）。各発光素子の発光波長が発光素子１２の発光波長と同一である場合、発光装置は単色発光のものとなる。また、各発光素子の発光波長が異なる場合、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等複数色の発光が可能な発光装置となる。 In the light emitting device of this embodiment, a plurality of light emitting elements are provided (not shown). When the light emission wavelength of each light emitting element is the same as the light emission wavelength of the light emitting element 12, the light emitting device emits monochromatic light. In addition, when the light emitting wavelengths of the light emitting elements are different, the light emitting device can emit light of a plurality of colors such as red (R), green (G), and blue (B).
上述の発光装置は、各発光素子と電気的に接続されたトランジスタによって、発光・非発光状態を制御するものである。各発光素子の発光・非発光状態を制御することによって、画像表示等が可能である。なお、当該発光装置においては、本発明を適用することによって、発光素子の作製工程において生じ得るスパッタリング法や電極間のショートに起因した素子不良が抑制されており、良好な画像を表示できるものである。 The light-emitting device described above controls a light emitting / non-light emitting state by a transistor electrically connected to each light emitting element. Image display or the like is possible by controlling the light emitting / non-light emitting state of each light emitting element. Note that in this light-emitting device, by applying the present invention, element defects due to a sputtering method or a short circuit between electrodes that can occur in a manufacturing process of a light-emitting element are suppressed, and a good image can be displayed. is there.
本実施例では、本発明を適用した発光装置について、図１１、１２の上面図および図１３の回路図を用いて説明する。 In this example, a light-emitting device to which the present invention is applied will be described with reference to top views of FIGS. 11 and 12 and a circuit diagram of FIG.
図１１は、表示機能を有する発光装置の画素部の上面図である。画素部には、発光素子と、映像信号によって前記発光素子の発光・非発光を決定する駆動用トランジスタ７００１と、前記映像信号の入力を制御するスイッチング用トランジスタ７００２と、前記映像信号に関わらず、前記発光素子を非発光状態にする消去用トランジスタ７００３と、ソース信号線７００４と、第１の走査線７００５と、第２の走査線７００６と、電流供給線７００７とが設けられている。なお本発明の発光素子は７００８において形成される。なお、図１３（Ａ）は、図１１のような画素構成を有する発光装置の画素部の駆動回路図である。 FIG. 11 is a top view of a pixel portion of a light emitting device having a display function. Regardless of the video signal, the pixel portion includes a light emitting element, a driving transistor 7001 that determines light emission / non-light emission of the light emitting element according to a video signal, a switching transistor 7002 that controls input of the video signal, An erasing transistor 7003 for bringing the light emitting element into a non-light emitting state, a source signal line 7004, a first scanning line 7005, a second scanning line 7006, and a current supply line 7007 are provided. Note that the light-emitting element of the present invention is formed at 7008. Note that FIG. 13A is a drive circuit diagram of a pixel portion of a light-emitting device having a pixel configuration as shown in FIG.
書き込み期間において第１の走査線７００５が選択されると、第１の走査線７００５にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ７００２がオンになる。そして、ソース信号線７００４に入力されたビデオ信号が、スイッチング用トランジスタ７００２を介して駆動用トランジスタ７００１のゲートに入力さることによって電流供給線７００７から発光素子へ電流が流れ発光する。保持期間では、第１の走査線７００５の電位を制御することでスイッチング用トランジスタ７００２をオフにし、書き込み期間において書き込まれたビデオ信号の電位を保持する。消去期間では、第２の走査線７００６が選択されて消去用トランジスタ７００３がオンになり、駆動用トランジスタ７００１がオフになるため、発光素子に電流が供給されない状態を強制的に作り出すことができる。 When the first scan line 7005 is selected in the writing period, the switching transistor 7002 whose gate is connected to the first scan line 7005 is turned on. Then, when a video signal input to the source signal line 7004 is input to the gate of the driving transistor 7001 through the switching transistor 7002, a current flows from the current supply line 7007 to the light emitting element to emit light. In the holding period, the switching transistor 7002 is turned off by controlling the potential of the first scan line 7005, and the potential of the video signal written in the writing period is held. In the erasing period, the second scanning line 7006 is selected, the erasing transistor 7003 is turned on, and the driving transistor 7001 is turned off, so that a state where no current is supplied to the light-emitting element can be forcibly created.
図１２は、表示機能を有する発光装置の画素部の上面図であり、図１１とは異なる回路構成を有するものである。画素部には、ゲート電位を固定された駆動用トランジスタ７１０１と、前記映像信号の入力を制御するスイッチング用トランジスタ７１０２と、前記映像信号に関わらず前記発光素子を非発光状態にする消去用トランジスタ７１０３と、発光素子への電流の供給を制御する電流制御用トランジスタ７１０４と、ソース信号線７１０５と、第１の走査線７１０６と、第２の走査線７１０７と、電流供給線７１０８と、電源線７１０９とが設けられている。なお本発明の発光素子は７１１０において形成される。図１３（Ｂ）は、図１２のような画素構成を有する発光装置の画素部の駆動回路図である。 FIG. 12 is a top view of a pixel portion of a light emitting device having a display function, and has a circuit configuration different from that in FIG. The pixel portion includes a driving transistor 7101 having a fixed gate potential, a switching transistor 7102 for controlling the input of the video signal, and an erasing transistor 7103 for bringing the light emitting element into a non-light emitting state regardless of the video signal. A current control transistor 7104 for controlling current supply to the light emitting element, a source signal line 7105, a first scanning line 7106, a second scanning line 7107, a current supply line 7108, and a power supply line 7109. And are provided. Note that the light-emitting element of the present invention is formed at 7110. FIG. 13B is a drive circuit diagram of a pixel portion of a light emitting device having the pixel configuration as shown in FIG.
書き込み期間において第１の走査線７１０６が選択されると、第１の走査線７１０６にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ７１０２がオンになる。そして、ソース信号線７１０５に入力されたビデオ信号が、スイッチング用トランジスタ７１０２を介して電流制御用トランジスタ７１０４のゲートに入力さることによって、駆動用トランジスタ７１０１を介し電流供給線７１０８から発光素子へ電流が流れ発光する。なお、駆動用トランジスタ７１０１のゲート電極は電源線７１０９に接続している。保持期間では、第１の走査線７１０６の電位を制御することでスイッチング用トランジスタ７１０２をオフにし、書き込み期間において書き込まれたビデオ信号の電位を保持する。消去期間では、第２の走査線７１０７が選択されて消去用トランジスタ７１０３がオンになり、電流制御用トランジスタ７１０４がオフになるため、発光素子に電流が供給されない状態を強制的に作り出すことができる。 When the first scan line 7106 is selected in the writing period, the switching transistor 7102 whose gate is connected to the first scan line 7106 is turned on. Then, when the video signal input to the source signal line 7105 is input to the gate of the current control transistor 7104 through the switching transistor 7102, current is supplied from the current supply line 7108 to the light emitting element through the driving transistor 7101. Flow light emission. Note that the gate electrode of the driving transistor 7101 is connected to the power supply line 7109. In the holding period, the switching transistor 7102 is turned off by controlling the potential of the first scan line 7106, and the potential of the video signal written in the writing period is held. In the erasing period, the second scanning line 7107 is selected, the erasing transistor 7103 is turned on, and the current control transistor 7104 is turned off, so that a state where no current is supplied to the light-emitting element can be forcibly created. .
上述した発光装置において、各トランジスタの構造については特に限定はない。シングルゲート構造でもよいし、マルチゲート構造でもよい。またＬＤＤ構造でもよいし、ＬＤＤ部とゲート電極とがオーバーラップしたゲートオーバーラップ型ＬＤＤ構造であってもよい。 In the above light-emitting device, there is no particular limitation on the structure of each transistor. A single gate structure or a multi-gate structure may be used. Further, an LDD structure may be used, or a gate overlap type LDD structure in which an LDD portion and a gate electrode overlap each other may be used.
本実施例に示した発光装置は、本発明を適用することにより、スパッタリング法や電極間のショート等に起因した発光素子の不良が抑制されることによって、良好な表示画像を得ることができるようになったものである。 The light-emitting device described in this embodiment can obtain a favorable display image by applying the present invention and suppressing defects in the light-emitting element due to a sputtering method, a short circuit between electrodes, or the like. It has become.
実施例３および実施例４で示したような、本発明を適用した発光装置は、外部入力端子の装着および封止後、各種電子機器に実装される。 The light emitting device to which the present invention is applied as shown in Example 3 and Example 4 is mounted on various electronic devices after the external input terminal is mounted and sealed.
このような本発明を適用した電子機器は、発光素子の不良（損傷）に起因した表示不良が抑制されたものであり、良好な表示画像を得ることができるものである。 Such an electronic apparatus to which the present invention is applied is one in which a display defect due to a defect (damage) of a light emitting element is suppressed, and a good display image can be obtained.
本実施例では、本発明を適用した発光装置およびその発光装置を実装した電子機器について図１４、１５、１６を用いて説明する。但し、図１４、１５、１６に示したものは一実施例であり、発光装置の構成はこれに限定されるものではない。 In this embodiment, a light-emitting device to which the present invention is applied and an electronic device in which the light-emitting device is mounted will be described with reference to FIGS. However, what is shown in FIGS. 14, 15, and 16 is one example, and the structure of the light emitting device is not limited to this.
図１４は封止後の発光装置の断面図である。トランジスタおよび本発明の発光素子とを間に挟むように基板６５００および封止基板６５０１とがシール剤６５０２によって貼り合わされている。また基板６５００の端部には外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６５０３が装着されている。なお、基板６５００と封止基板６５０１とに挟まれた領域には、窒素などの不活性ガスまたは樹脂材料で充填された状態となっている。 FIG. 14 is a cross-sectional view of the light emitting device after sealing. A substrate 6500 and a sealing substrate 6501 are attached to each other with a sealant 6502 so that the transistor and the light-emitting element of the present invention are interposed therebetween. Further, an FPC (flexible printed circuit) 6503 serving as an external input terminal is attached to an end portion of the substrate 6500. Note that a region sandwiched between the substrate 6500 and the sealing substrate 6501 is filled with an inert gas such as nitrogen or a resin material.
図１５は本発明を適用した発光装置を上面からみた模式図である。図１５において、点線で示された６５１０は駆動回路部（ソース側駆動回路）、６５１１は画素部、６５１２は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。画素部６５１１には本発明の発光素子が設けられている。駆動回路部６５１０および６５１２は外部入力端子であるＦＰＣ６５０３と基板６５００上に形成された配線群を介して接続している。ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６５０３からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取ることによってソース側駆動回路６５１０及びゲート側駆動回路６５１２に信号が入力される。またＦＰＣ６５０３にはプリント配線基盤（ＰＷＢ）６５１３が取り付けられている。駆動回路部６５１０には、シフトレジスタ６５１５、スイッチ６５１６、メモリ（ラッチ）６５１７，６５１８が設けられており、駆動回路部６５１２にはシフトレジスタ６５１９、バッファ６５２０が設けられている。なお、これら以外の機能を備えられていてもよい。 FIG. 15 is a schematic view of a light emitting device to which the present invention is applied as viewed from above. In FIG. 15, 6510 indicated by a dotted line is a driver circuit portion (source side driver circuit), 6511 is a pixel portion, and 6512 is a driver circuit portion (gate side driver circuit). The pixel portion 6511 is provided with the light-emitting element of the present invention. The driver circuit portions 6510 and 6512 are connected to an FPC 6503 that is an external input terminal through a wiring group formed on the substrate 6500. By receiving a video signal, a clock signal, a start signal, a reset signal, and the like from an FPC (flexible printed circuit) 6503, signals are input to the source side driver circuit 6510 and the gate side driver circuit 6512. A printed wiring board (PWB) 6513 is attached to the FPC 6503. The driver circuit portion 6510 is provided with a shift register 6515, a switch 6516, and memories (latch) 6517 and 6518, and the driver circuit portion 6512 is provided with a shift register 6519 and a buffer 6520. In addition, you may be provided with functions other than these.
本発明を適用した発光装置を実装した電子機器の一実施例を図１６に示す。 An example of an electronic device in which the light emitting device to which the present invention is applied is mounted is shown in FIG.
図１６は、本発明を適用して作製したノート型のパーソナルコンピュータであり、本体５５２１、筐体５５２２、表示部５５２３、キーボード５５２４などによって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置をパーソナルコンピュータに組み込むことで表示装置を完成できる。 FIG. 16 illustrates a laptop personal computer manufactured by applying the present invention, which includes a main body 5521, a housing 5522, a display portion 5523, a keyboard 5524, and the like. A display device can be completed by incorporating a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention into a personal computer.
なお、本実施例では、ノート型のパーソナルコンピュータについて述べているが、この他に携帯電話やテレビ受像機、カーナビゲイション、或いは照明機器等に本発明の発光素子を有する発光装置を実装しても構わない。 Note that in this embodiment, a laptop personal computer is described; however, in addition to this, a light emitting device having the light emitting element of the present invention is mounted on a mobile phone, a television receiver, a car navigation system, or a lighting device. It doesn't matter.
２００ 基板
２０１ 第１の電極
２０２ 第１の層
２０３ 第２の層
２０４ 第３の層
２０５ 第４の層
２０６ 第５の層
２０７ 第２の電極
２１０ 発光素子
３００ 基板
３０１ 第１の電極
３０２ 第１の層
３０３ 第２の層
３０４ 第３の層
３０５ 第４の層
３０６ 第５の層
３０７ 第２の電極
１０ 基板
１１ トランジスタ
１２ 発光素子
１３ 第１の電極
１４ 第２の電極
１５ 発光層
１６ 絶縁膜
１７ 配線
１８ 隔壁層
１９ 層間絶縁膜
７００１ 駆動用トランジスタ
７００２ スイッチング用トランジスタ
７００３ 消去用トランジスタ
７００４ ソース信号線
７００５ 走査線
７００６ 走査線
７００７ 電流供給線
７１０１ 駆動用トランジスタ
７１０２ スイッチング用トランジスタ
７１０３ 消去用トランジスタ
７１０４ 電流制御用トランジスタ
７１０５ ソース信号線
７１０６ 走査線
７１０７ 走査線
７１０８ 電流供給線
７１０９ 電源線
６５００ 基板
６５０１ 封止基板
６５０２ シール剤
６５０３ ＦＰＣ
６５１１ 画素部
６５１０ ソース側駆動回路
６５１２ ゲート側駆動回路
６５１３ プリント配線基盤（ＰＷＢ）
６５１５ シフトレジスタ
６５１６ スイッチ
６５１７ メモリ（ラッチ）
６５１２ 駆動回路部
６５１９ シフトレジスタ
６５２０ バッファ
５５２１ 本体
５５２２ 筐体
５５２３ 表示部
５５２４ キーボード
200 substrate 201 first electrode 202 first layer 203 second layer 204 third layer 205 fourth layer 206 fifth layer 207 second electrode 210 light emitting element 300 substrate 301 first electrode 302 first Layer 303 second layer 304 third layer 305 fourth layer 306 fifth layer 307 second electrode 10 substrate 11 transistor 12 light emitting element 13 first electrode 14 second electrode 15 light emitting layer 16 insulating film 17 wiring 18 partition layer 19 interlayer insulating film 7001 driving transistor 7002 switching transistor 7003 erasing transistor 7004 source signal line 7005 scanning line 7006 scanning line 7007 current supply line 7101 driving transistor 7102 switching transistor 7103 erasing transistor 7104 current control Transistor 7105 source signal 7106 scanning lines 7107 scanning lines 7108 current supply line 7109 power supply line 6500 substrate 6501 sealing substrate 6502 sealant 6503 FPC
6511 Pixel portion 6510 Source side drive circuit 6512 Gate side drive circuit 6513 Printed wiring board (PWB)
6515 Shift register 6516 Switch 6517 Memory (latch)
6512 Drive circuit portion 6519 Shift register 6520 Buffer 5521 Body 5522 Housing 5523 Display portion 5524 Keyboard
Claims (10)
前記第１の層の上に有機物を含む第２の層を有し、前記有機物は電子輸送性の高い物質であり、
前記第２の層の上にモリブデン酸化物を含む１００ｎｍ以上の層を有し、
前記モリブデン酸化物を含む層の上に第２の電極を有し、
前記第２の電極は、スパッタ法により前記第１の電極よりも後に形成されたものであることを特徴とする発光素子。 A first layer containing a highly luminescent material on the first electrode;
A second layer containing an organic substance on the first layer, the organic substance being a substance having a high electron transporting property;
A layer of 100 nm or more containing molybdenum oxide on the second layer;
A second electrode on the molybdenum oxide layer;
The light emitting element, wherein the second electrode is formed after the first electrode by a sputtering method.
前記モリブデン酸化物を含む層は、前記第２の層の、前記第２の電極側の面を覆うことを特徴とする発光素子。 The light emitting device according to claim 1,
The layer containing molybdenum oxide covers a surface of the second layer on the second electrode side.
前記第１の層の上に有機物を含む第２の層を有し、前記有機物は電子輸送性の高い物質であり、
前記第２の層の上にモリブデン酸化物と電子注入性の高い物質とを含む１００ｎｍ以上の層を有し、
前記モリブデン酸化物と電子注入性の高い物質とを含む層の上に第２の電極を有し、
前記第２の電極は、スパッタ法により前記第１の電極よりも後に形成されたものであることを特徴とする発光素子。 A first layer containing a highly luminescent material on the first electrode;
A second layer containing an organic substance on the first layer, the organic substance being a substance having a high electron transporting property;
A layer of 100 nm or more containing molybdenum oxide and a substance having a high electron-injecting property on the second layer;
A second electrode on the layer containing the molybdenum oxide and the substance having a high electron-injecting property;
The light emitting element, wherein the second electrode is formed after the first electrode by a sputtering method.
前記モリブデン酸化物と電子注入性の高い物質とを含む層は、前記第２の層の、前記第２の電極側の面を覆うことを特徴とする発光素子。 The light emitting device according to claim 3 .
The light-emitting element, wherein the layer containing the molybdenum oxide and the substance having a high electron-injecting property covers a surface of the second layer on the second electrode side.
前記第１の電極の上に発光性の高い物質を含む第１の層を形成し、
前記第１の層の上に有機物を含む第２の層を形成し、前記有機物は電子輸送性の高い物質であり、
前記第２の層の上にモリブデン酸化物を含む１００ｎｍ以上の層を形成し、
前記モリブデン酸化物を含む層の上に第２の電極を形成し、
前記第２の電極はスパッタ法により形成することを特徴とする発光素子の作製方法。 Forming a first electrode;
Forming a first layer containing a highly luminescent material on the first electrode;
A second layer containing an organic substance is formed on the first layer, and the organic substance is a substance having a high electron transporting property;
Forming a layer of 100 nm or more containing molybdenum oxide on the second layer;
Forming a second electrode on the molybdenum oxide layer;
The method for manufacturing a light-emitting element, wherein the second electrode is formed by a sputtering method.
前記モリブデン酸化物を含む層を、前記第２の層の上面を覆って形成することを特徴とする発光素子の作製方法。 In the manufacturing method of the light emitting element of Claim 7 ,
A method for manufacturing a light-emitting element, comprising forming a layer containing molybdenum oxide so as to cover an upper surface of the second layer.
前記第１の電極の上に発光性の高い物質を含む第１の層を形成し、
前記第１の層の上に有機物を含む第２の層を形成し、前記有機物は電子輸送性の高い物質であり、
前記第２の層の上にモリブデン酸化物と電子注入性の高い物質とを含む１００ｎｍ以上の層を形成し、
前記モリブデン酸化物と電子注入性の高い物質とを含む層の上に第２の電極を形成し、
前記第２の電極はスパッタ法により形成することを特徴とする発光素子の作製方法。 Forming a first electrode;
Forming a first layer containing a highly luminescent material on the first electrode;
A second layer containing an organic substance is formed on the first layer, and the organic substance is a substance having a high electron transporting property;
Forming a layer of 100 nm or more containing molybdenum oxide and a substance having a high electron-injecting property on the second layer;
Forming a second electrode on the layer containing the molybdenum oxide and the substance having a high electron-injecting property;
The method for manufacturing a light-emitting element, wherein the second electrode is formed by a sputtering method.
前記モリブデン酸化物と電子注入性の高い物質とを含む層を、前記第２の層の上面を覆って形成することを特徴とする発光素子の作製方法。 In the manufacturing method of the light emitting element of Claim 9 ,
A method for manufacturing a light-emitting element, comprising forming a layer containing the molybdenum oxide and a substance having a high electron-injecting property so as to cover an upper surface of the second layer.
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