JP5330739B2 - Organic EL display device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL display device having a TFT for driving the organic EL element disposed on the organic EL element and a method for producing the same, particularly, to provide an active-type organic EL display device having a high aperture ratio, excellent in definition, brightness and durability, and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The present invention provides the organic EL display device having the organic EL element and a thin film field-effect drive transistor formed on the organic EL element, wherein an electrically conductive etching protective layer 109 which is electrically connected to an upper electrode 34 is disposed between the upper electrode 34 and the thin film field-effect transistor, a protective insulating layer 106 is disposed between the electrically conductive etching protective layer 109 and the thin film field-effect transistor, and the source electrode 105a or the drain electrode 105b of the thin film field-effect transistor and the electrically conductive etching protective layer 109 are electrically connected through a contact hole 108 formed in the protective insulating layer 106, and a method for producing the same. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、有機EL素子上に該有機EL素子を駆動するための薄膜電界効果型トランジスタを配した有機EL表示装置、およびその製造方法に関する。特に、高開口率が得られ、高精細、高輝度、且つ高寿命のアクティブ型有機EL表示装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an organic EL display device in which a thin film field effect transistor for driving the organic EL element is disposed on the organic EL element, and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to an active organic EL display device having a high aperture ratio, high definition, high brightness, and long life and a method for manufacturing the same.

近年、液晶やエレクトロルミネッセンス(ElectroLuminescence:EL)技術等の進歩により、平面薄型画像表示装置(Flat Panel Display:FPD)が実用化されている。特に、電流を通じることによって励起され発光する薄膜材料を用いた有機電界発光素子(以後、「有機EL素子」と記載する場合がある)は、低電圧で高輝度の発光が得られるために、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、TVモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で、デバイスの薄型化、軽量化、小型化、および省電力のなどが期待されている。
これらFPDは、ガラス基板上に設けた非晶質シリコン薄膜や多結晶シリコン薄膜を活性層に用いる電界効果型薄膜トランジスタ(以後の説明で、Thin Film Transistor、もしくはTFTと記載する場合がある)のアクティブマトリクス回路により駆動されている。
2. Description of the Related Art In recent years, flat and thin image display devices (Flat Panel Displays: FPD) have been put into practical use due to advances in liquid crystal and electroluminescence (EL) technologies. In particular, an organic electroluminescent device using a thin film material that emits light when excited by passing an electric current (hereinafter sometimes referred to as “organic EL device”) can emit light with high luminance at a low voltage. Device thinning, lightening, miniaturization, and power saving are expected in a wide range of fields including mobile phone displays, personal digital assistants (PDAs), computer displays, automobile information displays, TV monitors, or general lighting. ing.
These FPDs are active field-effect thin film transistors (hereinafter referred to as “Thin Film Transistor” or “TFT”) that use an amorphous silicon thin film or a polycrystalline silicon thin film provided on a glass substrate as an active layer. It is driven by a matrix circuit.

一方、これらのアクティブ型有機EL表示装置のさらなる高精細、高輝度、且つ高寿命を達成するためには、高開口率が得られるトップエミッション方式が有利であることが知られている。しかし、トップエミッション構造の有機EL素子は、有機層にITO等の透明導電膜を直接ダメージなしに形成することが困難であるために、実用上有用な高効率・高寿命な素子を作製するのは難しい状況である。
別の解決手段として、ボトムエミッション構造の有機EL素子上にTFTを重畳して形成することが開示されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、用いられるTFTは有機半導体から構成されていた。有機半導体からなる有機TFTは、低温での成膜が可能であるので有機EL素子上に有機EL素子を損傷せずに形成することが可能であるが、有機TFTは駆動安定性に問題があり、また保存安定性を高めるために外気および湿度に対して厳重に封止することが必要である等、信頼性に問題があった。また、有機TFTはキャリア移動度が低い為、駆動電流を大きくするためにはTFTのサイズ(チャネル幅)が極めて大きくなる。その為、高精細、高輝度の有機EL表示装置を作製することは困難であった。
On the other hand, in order to achieve further high definition, high brightness, and long life of these active organic EL display devices, it is known that a top emission method capable of obtaining a high aperture ratio is advantageous. However, it is difficult to form a transparent conductive film such as ITO directly on the organic layer without damaging the organic EL element having the top emission structure. Therefore, a highly efficient and long-life element that is practically useful is manufactured. Is a difficult situation.
As another solution, it is disclosed that TFTs are formed so as to overlap each other on an organic EL element having a bottom emission structure (see, for example, Patent Document 1). However, the TFT used was composed of an organic semiconductor. An organic TFT made of an organic semiconductor can be formed on an organic EL element without damaging the organic EL element because it can be formed at a low temperature. However, the organic TFT has a problem in driving stability. In addition, there is a problem in reliability, for example, it is necessary to strictly seal against the outside air and humidity in order to improve storage stability. In addition, since the organic TFT has a low carrier mobility, the size (channel width) of the TFT becomes extremely large in order to increase the drive current. Therefore, it has been difficult to produce a high-definition and high-brightness organic EL display device.

一方、シリコン薄膜を用いるトランジスタの製造は、安定性、動作信頼性が良好であるが、その製造には比較的高温の熱工程を要し、一般的に有機EL素子上に形成する場合、有機EL素子に損傷を与えるため問題があった。
近年、低温での成膜が可能なアモルファス酸化物、例えば、In−Ga−Zn−O系アモルファス酸化物を半導体薄膜を用いるTFTの開発が活発に行われている(例えば、特許文献3、非特許文献1参照)。アモルファス酸化物半導体を用いたTFTは、室温成膜が可能であり、フイルム上に作製が可能であるので、フイルム(フレキシブル)TFTの活性層の材料として最近注目を浴びている。特に、東工大・細野らにより、a−IGZOを用いたTFTは、PEN基板上でも電界効果移動度が約10cm/Vsとガラス上のa−Si系TFTよりも高移動度が報告されて、特にフイルムTFTとして注目されるようになった(例えば、非特許文献2参照)。
On the other hand, the manufacture of a transistor using a silicon thin film has good stability and operational reliability. However, the manufacture requires a relatively high temperature thermal process. There was a problem because the EL element was damaged.
In recent years, active development of TFTs using semiconductor thin films of amorphous oxides that can be formed at low temperatures, such as In—Ga—Zn—O-based amorphous oxides, has been actively carried out (for example, Patent Document 3, Non-Patent Document 3). Patent Document 1). A TFT using an amorphous oxide semiconductor can be formed at room temperature and can be formed on a film, and thus has recently attracted attention as a material for an active layer of a film (flexible) TFT. In particular, Tokyo Institute of Technology, Hosono et al. Reported that a TFT using a-IGZO has a field effect mobility of about 10 cm 2 / Vs even on a PEN substrate, which is higher than that of an a-Si TFT on glass. In particular, it has attracted attention as a film TFT (see, for example, Non-Patent Document 2).

しかし、このa−IGZOを用いたTFTを例えば表示装置の駆動回路として用いる場合、1cm/Vs〜10cm/Vsという移動度では、特性は不十分であり、またOFF電流が高く、ON/OFF比が低いという問題がある。特に有機EL素子を用いた表示装置に用いるためには、さらなる移動度の向上、ON/OFF比の向上が要求される。
特開2005−242028号公報 特開2006−12785号公報 特開2006−165529号公報 IDW/AD’05、845頁−846頁(6、December、2005) NATURE、Vol.432(November 25、2004)、488頁−492頁
However, in the case of using a TFT using the a-IGZO as a drive circuit of a display device, for example, the mobility of 1cm 2 / Vs~10cm 2 / Vs, properties are insufficient, and high OFF current, ON / There is a problem that the OFF ratio is low. In particular, for use in a display device using an organic EL element, further improvement in mobility and improvement in the ON / OFF ratio are required.
JP 2005-242028 A JP 2006-12785 A JP 2006-165529 A IDW / AD'05, pages 845-846 (6, December, 2005) NATURE, Vol. 432 (November 25, 2004), pages 488-492

さらに、ボトムエミッション構造の有機EL素子上にTFTを重畳して形成する場合、有機EL素子とTFTを電気的に接続するためには、有機EL素子とTFTの間に絶縁保護膜を配し、互いに電気的に遮断し、電気的接合が必要な箇所に該絶縁保護膜にコンタクトホールを開け、該コンタクトホールを介して導通される。絶縁保護膜にコンタクトホールを穿つには、エッチング法、あるいは印刷技術を利用した転写法、インクジェット法、マスクによりシャドーパターンを形成して絶縁層を蒸着する方法等が知られている。   Furthermore, in the case where a TFT is formed by overlapping on an organic EL element having a bottom emission structure, in order to electrically connect the organic EL element and the TFT, an insulating protective film is disposed between the organic EL element and the TFT, A contact hole is opened in the insulating protective film at a location where electrical insulation is required and electrical bonding is required, and conduction is established through the contact hole. In order to make a contact hole in the insulating protective film, an etching method, a transfer method using a printing technique, an ink-jet method, a method of forming a shadow pattern with a mask and depositing an insulating layer are known.

例えば、有機EL素子の上部電極の上に、パリレンなどの有機保護膜を介して有機半導体を用いたTFTを具備した有機EL表示装置が開示されている。有機保護膜は、コンタクトホール部分をマスクして化学気相蒸着法を利用して形成することが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、マスキングによる化学気相蒸着法は、高精細のパターンを形成することは困難である。有機半導体を用いたTFTは、駆動電流が小さいため、そもそも高精細画素を形成することが困難であるので、このようなTFTとの組合せで用いられるコンタクトホールの作製手段に過ぎない。高精細の有機EL表示装置のためのコンタクトホール形成手段としては、不適である。   For example, an organic EL display device including a TFT using an organic semiconductor via an organic protective film such as parylene on an upper electrode of an organic EL element is disclosed. It has been proposed that the organic protective film is formed using a chemical vapor deposition method with the contact hole portion masked (see, for example, Patent Document 2). However, chemical vapor deposition by masking is difficult to form a high-definition pattern. Since a TFT using an organic semiconductor has a small driving current, it is difficult to form a high-definition pixel in the first place. Therefore, the TFT is merely a contact hole manufacturing means used in combination with such a TFT. It is not suitable as a contact hole forming means for a high-definition organic EL display device.

高精細にコンタクトホールを設ける手段としてはエッチング法が好ましい。特に、ボトムエミッション構造の有機EL素子上にTFTを重畳して形成する高精細、高輝度の有機EL表示装置を作製するに当たっては、エッチング法によるコンタクトホール形成が好ましい手段であるが、しかしながら、有機EL素子上にTFTを形成する特有の問題が判明した。エッチング法には、ウエットエッチング、ドライエッチング、レーザーアブレーション等が用いられるが、いずれの手法を用いても、有機EL素子の上部電極へダメージを与えることが懸念される。有機EL素子の上部電極は通常有機層へのダメージが少ない熱抵抗加熱による真空蒸着が用いられる。しかしながら、熱抵抗加熱による真空蒸着は、蒸着時のダメージが少ないが、得られる膜は粗密でピンホールを多数含んでいる。そのため、絶縁保護膜のコンタクトホール作製のためのエッチング工程で、該ピンホールを通してエッチング材が上部電極に作用を及ぼしダメージを与える。さらにその損傷が進行すると、有機層へもダメージを与え、有機EL素子の特性が劣化してしまう。
従って、上部電極を含めて有機EL素子に損傷を与えないエッチング法が望まれた。
As a means for providing the contact hole with high definition, an etching method is preferable. In particular, in producing a high-definition, high-brightness organic EL display device in which TFTs are formed by overlapping TFTs on an organic EL element having a bottom emission structure, contact hole formation by an etching method is a preferable means. A unique problem of forming TFTs on EL elements has been found. As the etching method, wet etching, dry etching, laser ablation, or the like is used, but there is a concern that any of the methods may damage the upper electrode of the organic EL element. For the upper electrode of the organic EL element, vacuum deposition by heat resistance heating is generally used with little damage to the organic layer. However, vacuum vapor deposition by heat resistance heating causes little damage during vapor deposition, but the resulting film is dense and contains many pinholes. Therefore, in the etching process for forming the contact hole of the insulating protective film, the etching material acts on the upper electrode through the pinhole and causes damage. When the damage further proceeds, the organic layer is also damaged, and the characteristics of the organic EL element are deteriorated.
Therefore, an etching method that does not damage the organic EL element including the upper electrode is desired.

本発明の目的は、有機EL素子上に該有機EL素子を駆動するためのTFTを配した有機EL表示装置およびその製造方法を提供することにある。特に、高開口率が得られ、高精細、高輝度、且つ高寿命のアクティブ型有機EL表示装置およびその製造方法を提供することにある。特に、有機EL素子上の絶縁保護膜にコンタクトホールを形成する時の有機EL素子へのダメージを低減することにより、高精細、高輝度、且つ高寿命のアクティブ型有機EL表示装置およびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an organic EL display device in which a TFT for driving the organic EL element is disposed on the organic EL element, and a manufacturing method thereof. In particular, it is an object of the present invention to provide an active organic EL display device having a high aperture ratio, high definition, high brightness, and long life and a method for manufacturing the same. In particular, by reducing damage to the organic EL element when forming a contact hole in the insulating protective film on the organic EL element, a high-definition, high-brightness, and long-life active organic EL display device and method for manufacturing the same Is to provide.

本発明の上記課題は下記の手段によって解決された。
<1> 基板上に少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極が順次形成された有機EL素子、及び前記有機EL素子上に形成された前記有機EL素子を駆動するTFTを有する有機EL表示装置であって、前記上部電極と前記TFTの間に前記上部電極と電気的に接している導電性エッチング保護膜を有し、前記導電性エッチング保護膜と前記TFTとの間に保護絶縁膜を有し、前記保護絶縁膜に設けられたコンタクトホールを通して前記TFTのソースまたはドレイン電極と前記導電性エッチング保護膜が電気的に接続していることを特徴とする有機EL表示装置。
<2> 前記コンタクトホールはエッチング材によるエッチングにより形成されたものであり、前記エッチング材による前記上部電極のエッチング速度に対して、前記導電性エッチング保護膜のエッチング速度が遅いことを特徴とする<1>に記載の有機EL表示装置。
<3> 前記コンタクトホールはエッチング材によるエッチングにより形成されたものであり、前記エッチング材による前記保護絶縁膜のエッチング速度に対して、前記導電性エッチング保護膜のエッチング速度が遅いことを特徴とする<1>または<2>に記載の有機EL表示装置。
<4> 前記上部電極が抵抗加熱蒸着法により形成され、前記導電性エッチング保護膜はスパッタ法、イオンプレーティング法、もしくはCVD法により形成されたものであることを特徴とする<1>〜<3>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<5> 前記TFTの活性層が、半導体材料として酸化物半導体、有機半導体、もしくはカーボンナノチューブを含有することを特徴とする<1>〜<4>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<6> 前記TFTの活性層が酸化物半導体を含むことを特徴とする<5>に記載に有機EL表示装置。
<7> 前記酸化物半導体がアモルファス酸化物半導体であることを特徴とする<6>に記載の有機EL表示装置。
<8> 前記下部電極が光透過性電極であることを特徴とする<1>〜<7>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<9> 前記上部電極が光反射性電極であることを特徴とする<8>に記載の有機EL表示装置。
<10> 前記下部電極が陽極、前記上部電極が陰極であることを特徴とする<1>〜<98>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<11> 前記TFTの極性がN型であることを特徴とする<10>に記載の有機EL表示装置。
<12> 前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に抵抗層が電気的に接続して配されていることを特徴とする<1>〜<11>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<13> 前記抵抗層と前記活性層を層状に有し、前記活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、前記抵抗層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と接していることを特徴とする<12>に記載の有機EL表示装置。
<14> 前記抵抗層の膜厚が前記活性層の膜厚より厚いことを特徴とする<13>に記載の有機EL表示装置。
<15> 前記抵抗層と前記活性層の間の電気伝導度が連続的に変化していることを特徴とする<12>〜<14>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<16> 前記活性層と前記抵抗層が酸化物半導体を含むことを特徴とする<12>〜<15>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<17> 前記酸化物半導体がIn、GaおよびZnからなる群より選ばれる少なくとも1種若しくはこれらの複合酸化物を含むことを特徴とする<16>に記載の有機EL表示装置。
<18> 前記酸化物半導体がInおよびZnを含有し、前記抵抗層のZnとInの組成比(Inに対するZnの比率Zn/Inで表す)が前記活性層の組成比Zn/Inより大きいことを特徴とする<17>に記載の有機EL表示装置。
<19> 前記活性層の酸素濃度が前記抵抗層の酸素濃度より低いことを特徴とする<16>〜<18>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<20> 前記活性層の電気伝導度が10−4Scm−1以上10Scm−1未満であることを特徴とする<12>〜<19>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<21> 前記活性層の電気伝導度が10−1Scm−1以上10Scm−1未満であることを特徴とする<20>に記載の有機EL表示装置。
<22> 前記抵抗層の電気伝導度に対する前記活性層の電気伝導度の比率(活性層の電気伝導度/抵抗層の電気伝導度)が、10以上1010以下であることを特徴とする<12>〜<21>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<23> 前記抵抗層の電気伝導度に対する前記活性層の電気伝導度の比率(活性層の電気伝導度/抵抗層の電気伝導度)が、10以上10以下であることを特徴とする<22>に記載の有機EL表示装置。
<24> 前記基板が可撓性樹脂基板であることを特徴とする<1>〜<23>のいずれかに記載の有機EL表示装置。
<25> <1>〜<24>のいずれかに記載の有機EL表示装置の製造方法であって、少なくとも、基板上に少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極を順次形成する有機EL素子部の形成工程、前記上部電極と電気的に接している導電性エッチング保護膜を形成する工程、前記導電性エッチング保護膜の上に保護絶縁膜を形成する工程、エッチング材を作用させ前記保護絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程、及び前記保護絶縁膜の上に薄膜電界効果型トランジスタを形成する工程を有する有機EL表示装置の製造方法であって、薄膜電界効果型トランジスタのソースまたはドレイン電極と前記導電性エッチング保護膜が前記コンタクトホールを通して電気的に接続していることを特徴とすることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
<26> 前記エッチング材による前記上部電極のエッチング速度に対して、前記導電性エッチング保護膜のエッチング速度が遅いことを特徴とする<25>に記載の有機EL表示装置の製造方法。
<27> 前記エッチング材による前記保護絶縁膜のエッチング速度に対して、前記導電性エッチング保護膜のエッチング速度が遅いことを特徴とする<25>または<26>に記載の有機EL表示装置の製造方法。
<28> 前記上部電極を抵抗加熱蒸着法により形成し、前記導電性エッチング保護膜をスパッタ法、イオンプレーティング法、もしくはChemical Vapor Deposition法(CVD)法により形成することを特徴とする<25>〜<27>のいずれかに記載の有機EL表示装置の製造方法。
The above-described problems of the present invention have been solved by the following means.
<1> An organic EL element in which at least a lower electrode, an organic layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode are sequentially formed on a substrate, and a TFT for driving the organic EL element formed on the organic EL element An organic EL display device comprising a conductive etching protective film electrically in contact with the upper electrode between the upper electrode and the TFT, and protecting between the conductive etching protective film and the TFT An organic EL display device comprising an insulating film, wherein the TFT source or drain electrode and the conductive etching protective film are electrically connected through a contact hole provided in the protective insulating film.
<2> The contact hole is formed by etching with an etching material, and the etching rate of the conductive etching protective film is slower than the etching rate of the upper electrode with the etching material <1> The organic EL display device described in 1>.
<3> The contact hole is formed by etching with an etching material, and the etching rate of the conductive etching protective film is slower than the etching rate of the protective insulating film with the etching material. The organic EL display device according to <1> or <2>.
<4> The upper electrode is formed by a resistance heating vapor deposition method, and the conductive etching protective film is formed by a sputtering method, an ion plating method, or a CVD method. The organic EL display device according to any one of 3>.
<5> The organic EL display device according to any one of <1> to <4>, wherein the active layer of the TFT contains an oxide semiconductor, an organic semiconductor, or a carbon nanotube as a semiconductor material.
<6> The organic EL display device according to <5>, wherein the active layer of the TFT includes an oxide semiconductor.
<7> The organic EL display device according to <6>, wherein the oxide semiconductor is an amorphous oxide semiconductor.
<8> The organic EL display device according to any one of <1> to <7>, wherein the lower electrode is a light transmissive electrode.
<9> The organic EL display device according to <8>, wherein the upper electrode is a light reflective electrode.
<10> The organic EL display device according to any one of <1> to <98>, wherein the lower electrode is an anode and the upper electrode is a cathode.
<11> The organic EL display device according to <10>, wherein the TFT has an N-type polarity.
<12> Any one of <1> to <11>, wherein a resistance layer is electrically connected between the active layer and at least one of the source electrode and the drain electrode. The organic EL display device described.
<13> The resistance layer and the active layer are formed in layers, the active layer is in contact with the gate insulating film, and the resistance layer is in contact with at least one of the source electrode and the drain electrode. <12> The organic EL display device according to <12>.
<14> The organic EL display device according to <13>, wherein the resistance layer is thicker than the active layer.
<15> The organic EL display device according to any one of <12> to <14>, wherein electrical conductivity between the resistance layer and the active layer continuously changes.
<16> The organic EL display device according to any one of <12> to <15>, wherein the active layer and the resistance layer include an oxide semiconductor.
<17> The organic EL display device according to <16>, wherein the oxide semiconductor includes at least one selected from the group consisting of In, Ga, and Zn, or a composite oxide thereof.
<18> The oxide semiconductor contains In and Zn, and the composition ratio of Zn and In (represented by the ratio of Zn to In, Zn / In) of the resistance layer is larger than the composition ratio Zn / In of the active layer <22> The organic EL display device according to <17>.
<19> The organic EL display device according to any one of <16> to <18>, wherein an oxygen concentration of the active layer is lower than an oxygen concentration of the resistance layer.
<20> The organic EL display device according to any one of <12> to <19>, wherein the electric conductivity of the active layer is 10 −4 Scm −1 or more and less than 10 2 Scm −1 .
<21> The organic EL display device according to <20>, wherein the electric conductivity of the active layer is 10 −1 Scm −1 or more and less than 10 2 Scm −1 .
<22> The ratio of the electrical conductivity of the active layer to the electrical conductivity of the resistive layer (the electrical conductivity of the active layer / the electrical conductivity of the resistive layer) is from 10 1 to 10 10. The organic EL display device according to any one of <12> to <21>.
<23> The ratio of the electrical conductivity of the active layer to the electrical conductivity of the resistive layer (the electrical conductivity of the active layer / the electrical conductivity of the resistive layer) is 10 2 or more and 10 8 or less. <22> The organic EL display device according to <22>.
<24> The organic EL display device according to any one of <1> to <23>, wherein the substrate is a flexible resin substrate.
<25> A method for manufacturing an organic EL display device according to any one of <1> to <24>, wherein at least a lower electrode, an organic layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode are sequentially formed on a substrate. A step of forming an organic EL element portion, a step of forming a conductive etching protective film in electrical contact with the upper electrode, a step of forming a protective insulating film on the conductive etching protective film, and an etching material A method of manufacturing an organic EL display device, comprising: forming a contact hole in the protective insulating film; and forming a thin film field effect transistor on the protective insulating film, the source of the thin film field effect transistor Alternatively, the drain electrode and the conductive etching protective film are electrically connected through the contact hole. A method for manufacturing an organic EL display device.
<26> The method for manufacturing an organic EL display device according to <25>, wherein the etching rate of the conductive etching protective film is slower than the etching rate of the upper electrode by the etching material.
<27> The method for producing an organic EL display device according to <25> or <26>, wherein the etching rate of the conductive etching protective film is slower than the etching rate of the protective insulating film by the etching material. Method.
<28> The upper electrode is formed by resistance heating vapor deposition, and the conductive etching protective film is formed by sputtering, ion plating, or chemical vapor deposition (CVD) <25> The manufacturing method of the organic electroluminescence display in any one of-<27>.

アモルファス酸化物半導体を用いたTFTは、室温成膜が可能であり、有機EL素子上に有機EL素子に損傷を与えることなく配することができる。特に、In−Ga−Zn−O系酸化物を活性層と用いることにより、電界効果移動度10cm/Vs、ON/OFF比10超の性能を持つTFTを作製することができる。さらに、アモルファス酸化物半導体を含有する活性層と抵抗層とを有し、前記活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に該抵抗層が電気的に接続している構成とすることにより、優れたOFF特性と、高移動度を両立するTFTを形成することが可能となった。特に、前記基板上に、少なくとも前記抵抗層と前記活性層を層状に有し、前記活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、前記抵抗層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と接する構成が有効な手段として見出された。本発明の以後の説明で、活性層と抵抗層とを包含して、「半導体層」と呼ぶことがある。 A TFT using an amorphous oxide semiconductor can be formed at room temperature and can be disposed on the organic EL element without damaging the organic EL element. In particular, by using an In—Ga—Zn—O-based oxide as an active layer, a TFT having a field effect mobility of 10 cm 2 / Vs and an ON / OFF ratio exceeding 10 3 can be manufactured. And an active layer containing an amorphous oxide semiconductor and a resistance layer, wherein the active layer is in contact with the gate insulating film, and the resistance is between the active layer and at least one of the source electrode and the drain electrode. By adopting a structure in which the layers are electrically connected, a TFT having both excellent OFF characteristics and high mobility can be formed. In particular, the substrate has at least the resistance layer and the active layer in layers, the active layer is in contact with the gate insulating film, and the resistance layer is in contact with at least one of the source electrode and the drain electrode. Found as an effective means. In the following description of the present invention, the active layer and the resistance layer may be collectively referred to as “semiconductor layer”.

本発明によると、有機EL素子上に該有機EL素子を駆動するためのTFTを有し、高開口率が得られ、高精細、高輝度、且つ高寿命のアクティブ型有機EL表示装置およびその製造方法を提供することができる。特に本発明に寄れば、有機EL素子とTFTを電気的に接続するコンタクトホールを有機EL素子に損傷を与えることなく作製できる為に、有機EL素子の特性を損なうことがない為、高輝度、且つ高寿命のアクティブ型有機EL表示装置およびその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, an active organic EL display device having a TFT for driving the organic EL element on the organic EL element, having a high aperture ratio, high definition, high luminance, and long life, and its manufacture A method can be provided. In particular, according to the present invention, since the contact hole for electrically connecting the organic EL element and the TFT can be produced without damaging the organic EL element, the characteristics of the organic EL element are not impaired. In addition, it is possible to provide a long-life active organic EL display device and a manufacturing method thereof.

1.有機EL表示装置
本発明の有機EL表示装置は、基板上に少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極が順次形成された有機EL素子、及び前記有機EL素子上に形成された前記有機EL素子を駆動するTFTを有する有機EL表示装置であって、前記上部電極と前記TFTの間に前記上部電極と電気的に接している導電性エッチング保護膜を有し、前記導電性エッチング保護膜と前記TFTとの間に保護絶縁膜を有し、前記保護絶縁膜に設けられたコンタクトホールを通して前記TFTのソースまたはドレイン電極と前記導電性エッチング保護膜が電気的に接続している。TFTが有機EL素子の背面に配置されているので、有機EL素子の発光を取り出す開口部を大きく取ることができる。好ましくは、前記下部電極が光透過性電極であり、前記上部電極が光反射性電極である。
1. Organic EL Display Device The organic EL display device of the present invention is formed on an organic EL element in which at least a lower electrode, an organic layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode are sequentially formed on a substrate, and the organic EL element. An organic EL display device having a TFT for driving the organic EL element, comprising a conductive etching protective film in electrical contact with the upper electrode between the upper electrode and the TFT, and the conductive etching A protective insulating film is provided between the protective film and the TFT, and the source or drain electrode of the TFT and the conductive etching protective film are electrically connected through a contact hole provided in the protective insulating film. Since TFT is arrange | positioned at the back surface of an organic EL element, the opening part which takes out light emission of an organic EL element can be taken large. Preferably, the lower electrode is a light transmissive electrode, and the upper electrode is a light reflective electrode.

1)導電性エッチング保護膜
本発明の有機EL表示装置において、有機EL素子の上部電極上には、導電性エッチング保護膜が形成されている。有機EL素子の上部電極と駆動TFTのソースまたはドレイン電極は、前記導電性エッチング保護膜を介して電気的に接続されている。
導電性エッチング保護膜は、有機EL素子上に形成される保護絶縁膜にコンタクトホールをエッチングにより形成する際に、有機EL素子の上部電極または有機膜への損傷を防止、低減する機能を持っている。よって、導電性エッチング保護膜は、前記保護絶縁膜にコンタクトホールを形成する為のエッチング材に対してのエッチング速度は、有機EL素子の上部電極のエッチング速度よりも遅いことが好ましい。また、より好ましくは、保護絶縁膜のエッチング速度よりも遅いのが好ましい。さらに好ましくは、保護絶縁膜のエッチング速度の1/10以下であることが好ましい。また、有機EL素子の上部電極と駆動TFTのソースまたはドレイン電極は、導電性エッチング保護膜を介して接続されるので、有機EL素子と駆動TFTが電気的に接続されるには、導電性エッチング保護膜は導電性がある必要がある。
好ましい材料としては、Al,Ag,Mo,Cr,Ti,Au,Pt,Ir,In,Sn等の金属、またはそれらの合金、SnO、In、ITO、IZO等の導電性酸化物、PドープSi、BドープSi等の不純物を多量に添加した導電性半導体等がある。特にSnOは、エッチング耐性が良い為に、導電性エッチング保護膜として適している。
膜厚としては、10nm〜10μmが好ましい。10nm以下だとエッチング保護膜としての機能が低下する。10μm以上だと導電性エッチング保護膜を成膜時にプロセス温度が上昇し、有機EL素子に損傷を与える可能性がある。
導電性エッチング保護膜の形成方法については、熱抵抗加熱による真空蒸着よりも、緻密な薄膜が得られる以下の方法が適用できる。電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法等である。特に、大面積可能等の製造性の観点からスパッタ法、イオンプレーティング法、もしくはCVD法が好ましい。
1) Conductive etching protective film In the organic EL display device of the present invention, a conductive etching protective film is formed on the upper electrode of the organic EL element. The upper electrode of the organic EL element and the source or drain electrode of the driving TFT are electrically connected via the conductive etching protective film.
The conductive etching protective film has a function of preventing or reducing damage to the upper electrode of the organic EL element or the organic film when a contact hole is formed in the protective insulating film formed on the organic EL element by etching. Yes. Therefore, it is preferable that the etching rate of the conductive etching protective film with respect to the etching material for forming the contact hole in the protective insulating film is lower than the etching rate of the upper electrode of the organic EL element. More preferably, it is preferably slower than the etching rate of the protective insulating film. More preferably, it is 1/10 or less of the etching rate of the protective insulating film. In addition, since the upper electrode of the organic EL element and the source or drain electrode of the driving TFT are connected via a conductive etching protective film, conductive etching is required to electrically connect the organic EL element and the driving TFT. The protective film needs to be conductive.
Preferred materials, Al, Ag, Mo, Cr , Ti, Au, Pt, Ir, In, metal such as Sn or alloys thereof,, SnO 2, In 2 O 3, ITO, conductive oxides such as IZO There are conductive semiconductors to which a large amount of impurities such as P-doped Si and B-doped Si are added. In particular, SnO 2 is suitable as a conductive etching protective film because it has good etching resistance.
The film thickness is preferably 10 nm to 10 μm. When the thickness is 10 nm or less, the function as an etching protective film is deteriorated. If the thickness is 10 μm or more, the process temperature rises during the formation of the conductive etching protective film, which may damage the organic EL element.
As a method for forming the conductive etching protective film, the following method can be applied in which a dense thin film can be obtained, rather than vacuum deposition by heat resistance heating. Electron beam evaporation method, sputtering method, reactive sputtering method, MBE (molecular beam epitaxy) method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method (high frequency excitation ion plating method), plasma CVD method, laser CVD method , Thermal CVD method, gas source CVD method, etc. In particular, the sputtering method, the ion plating method, or the CVD method is preferable from the viewpoint of manufacturability such as a large area.

2)保護絶縁膜
本発明の有機EL表示装置において、有機EL素子上全体は、保護絶縁膜によって保護されている。保護絶縁膜は、有機EL素子上にTFTを作製する際に、有機EL素子へ与えるダメージを低減する機能と、有機EL素子とTFTとを電気的に絶縁する機能を有する。また、保護絶縁膜は、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであることが更に好ましい。
2) Protective insulating film In the organic EL display device of the present invention, the entire organic EL element is protected by a protective insulating film. The protective insulating film has a function of reducing damage to the organic EL element when a TFT is formed on the organic EL element, and a function of electrically insulating the organic EL element and the TFT. Further, it is more preferable that the protective insulating film has a function of preventing a substance that promotes element deterioration such as moisture and oxygen from entering the element.

その具体例としては、MgO、SiO、SiO、Al、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe、Y、TiO等の金属酸化物、SiN、SiN等の金属窒化物、MgF、LiF、AlF、CaF等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質等が挙げられる。 Specific examples, MgO, SiO, SiO 2, Al 2 O 3, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe 2 O 3, Y 2 O 3, TiO metal oxides such as 2, SiN x, SiN x O metal nitrides such as y , metal fluorides such as MgF 2 , LiF, AlF 3 , and CaF 2 , polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polyimide, polyurea, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polydichlorodifluoroethylene , A copolymer of chlorotrifluoroethylene and dichlorodifluoroethylene, a copolymer obtained by copolymerizing a monomer mixture containing tetrafluoroethylene and at least one comonomer, and a copolymer main chain containing a cyclic structure. Fluorine copolymer, water-absorbing substance with water absorption of 1% or more, water absorption Examples include moisture-proof substances having a rate of 0.1% or less.

保護絶縁膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、又は転写法を適用できる。   The method for forming the protective insulating film is not particularly limited. For example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a reactive sputtering method, an MBE (molecular beam epitaxy) method, a cluster ion beam method, an ion plating method, a plasma polymerization method ( High-frequency excitation ion plating method), plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, gas source CVD method, coating method, printing method, or transfer method can be applied.

保護絶縁膜の膜厚としては10nm〜10μmが好ましい。厚みが10μmを越えると有機EL素子とTFTとを接続する為のコンタクトホールを形成するのが困難となり、10nm未満では保護膜として機能を失うので好ましくない。   The thickness of the protective insulating film is preferably 10 nm to 10 μm. If the thickness exceeds 10 μm, it is difficult to form a contact hole for connecting the organic EL element and the TFT, and if it is less than 10 nm, the function as a protective film is lost.

尚、有機EL素子の上部電極と駆動TFTのソースまたはドレイン電極とは、電気的に接続する必要がある為に、保護絶縁膜にはコンタクトホールを作製する必要がある。コンタクトホールを作製する方法としては、エッチング液によるウエットエッチング法、プラズマを用いたドライエッチング法、レーザーによるエッチング法等がある。   Since the upper electrode of the organic EL element and the source or drain electrode of the driving TFT need to be electrically connected, it is necessary to make a contact hole in the protective insulating film. As a method for forming the contact hole, there are a wet etching method using an etchant, a dry etching method using plasma, an etching method using a laser, and the like.

3)構造
以下に、図面により本発明の有機EL表示装置を詳細に説明する。
図1は本発明の有機EL表示装置の構成を示す概略断面図である。
基板100の上に、順に下部電極30、少なくとも発光層を含む有機層32、及び上部電極34を有する有機EL素子部、導電性エッチング保護膜109、保護絶縁膜106、および少なくともソース電極105a、ドレイン電極105b、活性層104、ゲート絶縁膜103、およびゲート電極102を有するTFT部を有する。導電性エッチング保護膜109は、コンタクトホール108が形成される位置にパターン化されて配置されている。ソース電極105aとドレイン電極105bの一方と導電性エッチング保護層109は、保護絶縁膜106に設けられたコンタクトホール108によって電気的に接続されている。即ち、本構成においてはソース電極とドレイン電極の一方と上部電極は直接電気的に接続されるのではなく、導電性エッチング保護膜を介して接続される。導電性エッチング保護膜はスパッタ法、イオンプレーティング法、もしくはCVD法により形成され、緻密な膜であるため、コンタクトホール作製時のエッチング材の浸透に対してバリアとなり、上部電極や有機層が損傷を受けるのを防止する。
この構成においては、基板および下部電極が透明であり、上部電極が光反射性であって、発光で発生した光は基板を通して外部に取り出される。
3) Structure Hereinafter, the organic EL display device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the organic EL display device of the present invention.
On the substrate 100, the lower electrode 30, the organic EL element portion having at least the organic layer 32 including the light emitting layer, and the upper electrode 34, the conductive etching protective film 109, the protective insulating film 106, and at least the source electrode 105 a, the drain The TFT portion includes the electrode 105 b, the active layer 104, the gate insulating film 103, and the gate electrode 102. The conductive etching protection film 109 is arranged in a pattern at a position where the contact hole 108 is formed. One of the source electrode 105 a and the drain electrode 105 b and the conductive etching protective layer 109 are electrically connected by a contact hole 108 provided in the protective insulating film 106. That is, in this configuration, one of the source electrode and the drain electrode and the upper electrode are not directly electrically connected but are connected via the conductive etching protective film. The conductive etching protective film is formed by sputtering, ion plating, or CVD, and is a dense film. Therefore, it becomes a barrier against penetration of the etching material during contact hole fabrication, and the upper electrode and organic layer are damaged. Prevent receiving.
In this configuration, the substrate and the lower electrode are transparent, the upper electrode is light reflective, and light generated by light emission is extracted outside through the substrate.

図2は比較の有機EL表示装置の構成を示す概略断面図である。
導電性エッチング保護膜を有しない点で図1とは有機EL表示装置の構成が異なっている。ソース電極115aとドレイン電極115bの一方と上部電極44は直接電気的に接続されている。上部電極44は、有機層に損傷を与えないために抵抗加熱蒸着法により形成されるが、得られる層は粗密であってピンホールが多数存在する。そのためコンタクトホール118作製時のエッチング材の浸透に対してバリアとならず、エッチング材が上部電極44や有機層42に浸透し損傷を与え、有機EL表示装置を劣化させる。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a comparative organic EL display device.
The configuration of the organic EL display device is different from that in FIG. 1 in that it does not have a conductive etching protective film. One of the source electrode 115a and the drain electrode 115b and the upper electrode 44 are directly electrically connected. The upper electrode 44 is formed by resistance heating vapor deposition so as not to damage the organic layer, but the obtained layer is dense and has many pinholes. Therefore, it does not serve as a barrier against penetration of the etching material when the contact hole 118 is produced, and the etching material penetrates and damages the upper electrode 44 and the organic layer 42, thereby deteriorating the organic EL display device.

本発明においては、TFTは有機EL素子の光取りだし面とは反対面側の背面に設けられている。後述の用に本発明に用いられるTFTはON/OFF比特性に優れかつ高電流を供給できるので、有機EL素子の高密度配置に対しても十分対応可能な小型化が可能であり、有機EL素子の開口部を広く設けることが可能である。
従って、高信頼、高精細、高輝度、且つ高寿命な有機EL表示装置が提供される。
In the present invention, the TFT is provided on the back surface opposite to the light extraction surface of the organic EL element. The TFT used in the present invention for the purpose described later has excellent ON / OFF ratio characteristics and can supply a high current. Therefore, the TFT can be downsized enough to cope with a high-density arrangement of organic EL elements. It is possible to provide a wide opening of the element.
Therefore, an organic EL display device with high reliability, high definition, high brightness, and long life is provided.

2.TFT
本発明に用いられるTFTは、少なくとも、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極及びドレイン電極を順次有し、ゲート電極に電圧を印加して、活性層に流れる電流を制御し、ソース電極とドレイン電極間の電流をスイッチングする機能を有するアクテイブ素子である。TFT構造として、スタガ構造及び逆スタガ構造のいずれをも形成することができる。
2. TFT
The TFT used in the present invention has at least a gate electrode, a gate insulating film, an active layer, a source electrode, and a drain electrode in order, applies a voltage to the gate electrode, and controls a current flowing through the active layer, And an active element having a function of switching a current between the drain electrode and the drain electrode. As the TFT structure, either a staggered structure or an inverted staggered structure can be formed.

好ましくは、前記TFTの極性がN型である。
有機EL素子は通常、下部電極をITOを用いた透明陽極、上部電極をAlを用いた光反射性陰極とする構成となる。駆動TFTのソースまたはドレイン電極は、有機EL素子の上部電極つまり陰極と接続することがプロセス上または構造上好ましい。例えば、画素回路を単純な2トランジスタ−1キャパシテイ(2Tr−1C)構成とした場合、TFTのドレイン電極を有機EL素子の陰極と接続し、有機EL素子の陽極をグランドとし、N型TFTを用いると駆動特性において、特に優れた性能が得られる。それは、駆動TFTのゲート電圧が有機EL素子の駆動電圧の影響を受けないので、安定した駆動が可能となるからである。従って、従来、安定化のために4Trなどの補償回路を設ける必要がなくなり、TFT部のダウンサイジングが可能となり、より高精細、高輝度、且つ高寿命な有機EL表示装置の設計が容易になる。
Preferably, the polarity of the TFT is N-type.
The organic EL element usually has a configuration in which the lower electrode is a transparent anode using ITO and the upper electrode is a light-reflective cathode using Al. The source or drain electrode of the driving TFT is preferably connected to the upper electrode, that is, the cathode of the organic EL element in terms of process or structure. For example, when the pixel circuit has a simple 2-transistor-1 capacity (2Tr-1C) configuration, the drain electrode of the TFT is connected to the cathode of the organic EL element, the anode of the organic EL element is grounded, and an N-type TFT is used. Particularly excellent performance is obtained in terms of driving characteristics. This is because the gate voltage of the driving TFT is not affected by the driving voltage of the organic EL element, so that stable driving is possible. Therefore, conventionally, it is not necessary to provide a compensation circuit such as 4Tr for stabilization, downsizing of the TFT portion is possible, and design of an organic EL display device with higher definition, higher luminance, and longer life is facilitated. .

本発明に於ける活性層は有機EL素子上に作製する為に、低温成膜が可能な有機トランジスタ、酸化物半導体、カーボンナノチューブ等が好ましい。特に移動度、駆動安定性の観点から活性層は、酸化物半導体、特にアモルファス酸化物半導体が好ましい。
本発明におけるより好ましいTFTの構成としては、少なくとも、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層および抵抗層からなる半導体層、ソース電極及びドレイン電極を順次有し、前記抵抗層の電気伝導度は、前記活性層の電気伝導度より小さく、かつ前記活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に前記抵抗層が電気的に接続している。
さらに好ましくは、前記基板上に少なくとも前記抵抗層と前記活性層を層状に有し、前記活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、前記抵抗層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と接する。
また、動作安定性の観点から、前記抵抗層の膜厚が前記活性層の膜厚より厚いことが好ましい。より好ましくは、抵抗層の膜厚/活性層の膜厚比が1を越え100以下、さらに好ましくは1を越え10以下である。
活性層の膜厚は、1nm以上100nm以下が好ましく、より好ましくは2.5nm以上30nm以下である。抵抗層の膜厚は、5nm以上500nm以下が好ましく、より好ましくは10nm以上100nm以下である。
また、別の態様として、前記半導体層において前記抵抗層と前記活性層の間の電気伝導度が連続的に変化している態様も好ましい。
好ましくは、前記活性層の酸素濃度が前記抵抗層の酸素濃度より低い。
好ましくは、前記酸化物半導体がIn、GaおよびZnからなる群より選ばれる少なくとも1種若しくはこれらの複合酸化物を含む。より好ましくは、前記酸化物半導体が前記InおよびZnを含有し、前記抵抗層のZnとInの組成比(Inに対するZnの比率Zn/Inで表す)が前記活性層の組成比Zn/Inより大きい。好ましくは、抵抗層のZn/In比が活性層のZn/In比より3%以上大きく、さらに好ましくは、10%以上大きい。
前記抵抗層の電気伝導度に対する前記活性層の電気伝導度の比率(活性層の電気伝導度/抵抗層の電気伝導度)が、好ましくは、10以上1010以下であり、より好ましくは、10以上10以下である。
好ましくは、前記基板が可撓性樹脂基板である。
Since the active layer in the present invention is formed on an organic EL element, an organic transistor, an oxide semiconductor, a carbon nanotube or the like that can be formed at a low temperature is preferable. In particular, from the viewpoint of mobility and driving stability, the active layer is preferably an oxide semiconductor, particularly an amorphous oxide semiconductor.
As a more preferable TFT structure in the present invention, at least a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer composed of an active layer and a resistance layer, a source electrode and a drain electrode are sequentially provided, and the electrical conductivity of the resistance layer is The electrical conductivity of the active layer is smaller than the active layer, the active layer is in contact with the gate insulating film, and the resistive layer is electrically connected between the active layer and at least one of the source electrode and the drain electrode. .
More preferably, the substrate has at least the resistance layer and the active layer in layers, the active layer is in contact with the gate insulating film, and the resistance layer is in contact with at least one of the source electrode and the drain electrode.
From the viewpoint of operational stability, it is preferable that the thickness of the resistance layer is larger than the thickness of the active layer. More preferably, the ratio of the thickness of the resistance layer to the thickness of the active layer is more than 1 and 100 or less, more preferably more than 1 and 10 or less.
The thickness of the active layer is preferably 1 nm to 100 nm, more preferably 2.5 nm to 30 nm. The thickness of the resistance layer is preferably 5 nm or more and 500 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 100 nm or less.
Moreover, as another aspect, the aspect in which the electrical conductivity between the said resistance layer and the said active layer is changing continuously in the said semiconductor layer is also preferable.
Preferably, the oxygen concentration of the active layer is lower than the oxygen concentration of the resistance layer.
Preferably, the oxide semiconductor includes at least one selected from the group consisting of In, Ga, and Zn, or a composite oxide thereof. More preferably, the oxide semiconductor contains In and Zn, and the composition ratio of Zn and In (represented by the ratio of Zn to In, Zn / In) of the resistance layer is greater than the composition ratio Zn / In of the active layer. large. Preferably, the Zn / In ratio of the resistance layer is 3% or more larger than the Zn / In ratio of the active layer, and more preferably 10% or more.
The ratio of the electrical conductivity of the active layer to the electrical conductivity of the resistive layer (the electrical conductivity of the active layer / the electrical conductivity of the resistive layer) is preferably 10 1 or more and 10 10 or less, more preferably 10 2 or more and 10 8 or less.
Preferably, the substrate is a flexible resin substrate.

好ましくは、前記活性層の電気伝導度が10−4Scm−1以上10Scm−1未満である。より好ましくは10−1Scm−1以上10Scm−1未満である。前記抵抗層の電気伝導度は、好ましくは10−2Scm−1以下、より好ましくは10−9Scm−1以上10−3Scm−1未満であり、前記活性層の電気伝導度より小さい。
前記活性層の電気伝導度が10−4Scm−1を下まわると電界効果移動度としては高移動度が得られず、10Scm−1以上ではOFF電流が増加し、良好なON/OFF比が得られないので、好ましくない。
Preferably, the electric conductivity of the active layer is 10 −4 Scm −1 or more and less than 10 2 Scm −1 . More preferably, it is 10 −1 Scm −1 or more and less than 10 2 Scm −1 . The electric conductivity of the resistance layer is preferably 10 −2 Scm −1 or less, more preferably 10 −9 Scm −1 or more and less than 10 −3 Scm −1, which is smaller than the electric conductivity of the active layer.
When the electric conductivity of the active layer is less than 10 −4 Scm −1 , high field effect mobility cannot be obtained, and when it is 10 2 Scm −1 or more, the OFF current increases and good ON / OFF is achieved. Since the ratio cannot be obtained, it is not preferable.

次に、図面を用いて、詳細に本発明におけるより好ましいTFTの構造を説明する。
1)構造
次に、図面を用いて、詳細に本発明におけるTFTの構造を説明する。
図3は、本発明のTFTであって、逆スタガ構造の一例を示す模式図である。基板1がプラスチックフィルムなどの可撓性基板の場合、基板1の一方の面に絶縁層6を配し、その上にゲート電極2、ゲート絶縁膜3、活性層4−1、抵抗層4−2を積層して有し、その表面にソース電極5−1とドレイン電極5−2が設置される。活性層4−1はゲート絶縁膜3に接し、抵抗層4−2はソース電極5−1およびドレイン電極5−2に接する。ゲート電極に電圧が印加されていない状態での活性層4−1の電気伝導度が抵抗層4−2の電気伝導度より大きくなるように、活性層4−1および抵抗層4−2の組成が決定される。ここで、活性層及び抵抗層には、特開2006−165529号公報に開示されている酸化物半導体、例えばIn−Ga−Zn−O系の酸化物半導体を用いる。これらの酸化物半導体は、電子キャリア濃度が高いほど、電子移動度が高くなることが知られている。つまり、電気伝導度が大きいほど、電子移動度が高い。
本発明における構造によれば、TFTがゲート電極に電圧が印加されたONの状態では、チャネルとなる活性層が大きい電気伝導度を有しているため、トランジスタの電界効果移動度は高くなり、高ON電流が得られる。OFFの状態では抵抗層の電気伝導度が小さい為に、抵抗層の抵抗が高いことから、OFF電流が低く保たれるために、ON/OFF比特性が極めて改良される。
Next, a more preferable TFT structure in the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1) Structure Next, the structure of the TFT in the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an inverted stagger structure of the TFT of the present invention. In the case where the substrate 1 is a flexible substrate such as a plastic film, an insulating layer 6 is disposed on one surface of the substrate 1, and a gate electrode 2, a gate insulating film 3, an active layer 4-1, and a resistance layer 4- 2 and a source electrode 5-1 and a drain electrode 5-2 are provided on the surface thereof. The active layer 4-1 is in contact with the gate insulating film 3, and the resistance layer 4-2 is in contact with the source electrode 5-1 and the drain electrode 5-2. The composition of the active layer 4-1 and the resistive layer 4-2 is such that the electrical conductivity of the active layer 4-1 when no voltage is applied to the gate electrode is greater than the electrical conductivity of the resistive layer 4-2. Is determined. Here, for the active layer and the resistance layer, an oxide semiconductor disclosed in JP-A-2006-165529, for example, an In—Ga—Zn—O-based oxide semiconductor is used. These oxide semiconductors are known to have higher electron mobility as the electron carrier concentration is higher. That is, the higher the electric conductivity, the higher the electron mobility.
According to the structure of the present invention, when the TFT is in an ON state where a voltage is applied to the gate electrode, the active layer serving as a channel has a large electric conductivity, so that the field effect mobility of the transistor is high, High ON current can be obtained. Since the electric resistance of the resistance layer is small in the OFF state and the resistance of the resistance layer is high, the OFF current is kept low, so that the ON / OFF ratio characteristics are greatly improved.

図には示してはいないが、本発明の趣旨は、半導体層のゲート絶縁膜近傍における電気伝導度が、半導体層のソース電極及びドレイン電極近傍における電気伝導度より大きくなるように半導体層を設けることにあり、その状態が得られる限りその達成手段は図3に示すような複数の半導体層を設けることだけに留まるものではない。連続的に電気伝導度が変化しても良い。   Although not shown in the figure, the gist of the present invention is that the semiconductor layer is provided so that the electrical conductivity of the semiconductor layer in the vicinity of the gate insulating film is larger than the electrical conductivity of the semiconductor layer in the vicinity of the source electrode and the drain electrode. In particular, as long as the state is obtained, the means for achieving the state is not limited to providing a plurality of semiconductor layers as shown in FIG. The electrical conductivity may change continuously.

図4は、本発明のTFTであって、トップゲート構造の一例を示す模式図である。基板1がプラスチックフィルムなどの可撓性基板の場合、基板11の一方の面に絶縁層16を配し、絶縁層上にソース電極5−11とドレイン電極5−12が設置され、抵抗層4−12、活性層4−11を積層した後、ゲート絶縁膜13、ゲート電極12を配する。逆スタガ型構成におけると同様に、活性層4−11(大電気伝導度層)はゲート絶縁膜13に接し、抵抗層4−12(小電気伝導度層)はソース電極5−11およびドレイン電極5−12に接する。ゲート電極に電圧が印加されていない状態での活性層4−11の電気伝導度が抵抗層4−12の電気伝導度より大きくなるように、活性層4−11および抵抗層4−12の組成が決定される。   FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a top gate structure, which is a TFT of the present invention. When the substrate 1 is a flexible substrate such as a plastic film, an insulating layer 16 is disposed on one surface of the substrate 11, a source electrode 5-11 and a drain electrode 5-12 are provided on the insulating layer, and the resistance layer 4 −12, after the active layer 4-11 is laminated, the gate insulating film 13 and the gate electrode 12 are disposed. As in the inverted staggered configuration, the active layer 4-11 (large electrical conductivity layer) is in contact with the gate insulating film 13, and the resistance layer 4-12 (small electrical conductivity layer) is the source electrode 5-11 and the drain electrode. Contact 5-12. The composition of the active layer 4-11 and the resistive layer 4-12 so that the electrical conductivity of the active layer 4-11 when no voltage is applied to the gate electrode is greater than the electrical conductivity of the resistive layer 4-12. Is determined.

2)電気伝導度
本発明における活性層および抵抗層の電気伝導度について説明する。
電気伝導度とは、物質の電気伝導のしやすさを表す物性値であり、物質のキャリア濃度n、キャリア移動度μ、eを電荷素量とすると物質の電気伝導度σは以下の式で表される。
σ=neμ
活性層又は抵抗層がn型半導体である時はキャリアは電子であり、キャリア濃度とは電子キャリア濃度を、キャリア移動度とは電子移動度を示す。同様に活性層又は抵抗層がp型半導体ではキャリアは正孔であり、キャリア濃度とは、正孔キャリア濃度を、キャリア移動度とは正孔移動度を示す。尚、物質のキャリア濃度とキャリア移動度とは、ホール測定により求めることができる。
<電気伝導度の求め方>
厚みが分かっている膜のシート抵抗を測定することにより、膜の電気伝導度を求めることができる。半導体の電気伝導度は温度より変化するが、本文記載の電気伝導度は、室温(20℃)での電気伝導度を示す。
2) Electric conductivity The electric conductivity of the active layer and the resistance layer in the present invention will be described.
The electrical conductivity is a physical property value indicating the ease of electrical conduction of a substance. When the carrier concentration n and carrier mobility μ and e of the substance are assumed to be elementary charge, the electrical conductivity σ of the substance is expressed by the following equation. expressed.
σ = neμ
When the active layer or the resistance layer is an n-type semiconductor, the carriers are electrons, the carrier concentration indicates the electron carrier concentration, and the carrier mobility indicates the electron mobility. Similarly, when the active layer or the resistance layer is a p-type semiconductor, the carriers are holes, the carrier concentration indicates the hole carrier concentration, and the carrier mobility indicates the hole mobility. The carrier concentration and carrier mobility of the substance can be obtained by Hall measurement.
<How to find electrical conductivity>
By measuring the sheet resistance of a film whose thickness is known, the electrical conductivity of the film can be determined. Although the electrical conductivity of a semiconductor varies with temperature, the electrical conductivity described in the text indicates the electrical conductivity at room temperature (20 ° C.).

3)ゲート絶縁膜
ゲート絶縁膜としては、SiO、SiN、SiON、Al、Y、Ta、又はHfO等の絶縁体、又はそれらの化合物を少なくとも二つ以上含む混晶化合物が用いられる。また、ポリイミドのような高分子絶縁体もゲート絶縁膜として用いることができる。
3) The gate insulating film a gate insulating film, SiO 2, SiN x, SiON , Al 2 O 3, Y 2 O 3, Ta 2 O 5, or at least two insulator such as HfO 2, or a compound thereof The mixed crystal compound containing the above is used. A polymer insulator such as polyimide can also be used as the gate insulating film.

ゲート絶縁膜の膜厚としては10nm〜10μmが好ましい。ゲート絶縁膜はリーク電流を減らす、電圧耐性を上げる為に、ある程度膜厚を厚くする必要がある。しかし、ゲート絶縁膜の膜厚を厚くすると、TFTの駆動電圧の上昇を招く結果となる。その為、ゲート絶縁膜の膜厚は無機絶縁体だと50nm〜1000nm、高分子絶縁体だと0.5μm〜5μmで用いられることが、より好ましい。特に、HfOのような高誘電率絶縁体をゲート絶縁膜に用いると、膜厚を厚くしても、低電圧でのTFT駆動が可能であるので、特に好ましい。 The thickness of the gate insulating film is preferably 10 nm to 10 μm. The gate insulating film needs to be thickened to some extent in order to reduce leakage current and increase voltage resistance. However, increasing the thickness of the gate insulating film results in an increase in the driving voltage of the TFT. Therefore, it is more preferable that the film thickness of the gate insulating film is 50 nm to 1000 nm for an inorganic insulator and 0.5 μm to 5 μm for a polymer insulator. In particular, it is particularly preferable to use a high dielectric constant insulator such as HfO 2 for the gate insulating film because TFT driving at a low voltage is possible even if the film thickness is increased.

4)活性層、抵抗層
本発明に用いられる活性層および抵抗層を構成する半導体層には、酸化物半導体を用いることが好ましい。特にアモルファス酸化物半導体がさらに好ましい。酸化物半導体、特にアモルファス酸化物半導体は、低温で成膜可能である為に、プラスティックのような可撓性のある樹脂基板に作製が可能である。低温で作製可能な良好なアモルファス酸化物半導体としては、特開2006−165529号公報に開示されているような、Inを含む酸化物、InとZnを含む酸化物、In、Ga及びZnを含有する酸化物であり、組成構造としては、InGaO(ZnO)(mは6未満の自然数)のものが好ましいことが知られている。これらは、キャリアが電子のn型半導体である。もちろん、ZnO・Rh、CuGaO、SrCuのようなp型酸化物半導体を半導体層に用いても良い。
4) Active layer and resistance layer It is preferable to use an oxide semiconductor for the semiconductor layer constituting the active layer and the resistance layer used in the present invention. In particular, an amorphous oxide semiconductor is more preferable. An oxide semiconductor, particularly an amorphous oxide semiconductor, can be formed at a low temperature, and thus can be formed over a flexible resin substrate such as a plastic. Good amorphous oxide semiconductors that can be manufactured at low temperatures include oxides containing In, oxides containing In and Zn, In, Ga, and Zn as disclosed in JP-A-2006-165529. It is known that InGaO 3 (ZnO) m (m is a natural number of less than 6) is preferable as the composition structure. These are n-type semiconductors whose carriers are electrons. Needless to say, a p-type oxide semiconductor such as ZnO.Rh 2 O 3 , CuGaO 2 , or SrCu 2 O 2 may be used for the semiconductor layer.

具体的に本発明に係るアモルファス酸化物半導体は、In−Ga−Zn−Oを含み構成され、結晶状態における組成がInGaO(ZnO)(mは6未満の自然数)で表されるアモルファス酸化物半導体が好ましい。特に、InGaZnOがより好ましい。この組成のアモルファス酸化物半導体の特徴としては、電気伝導度が増加するにつれ、電子移動度が増加する傾向を示す。また、電気伝導度を制御するには、成膜中の酸素分圧より制御が可能であることが特開2006−165529に開示されている。
もちろん、半導体層には酸化物半導体だけではなく、Si、Geなどの無機半導体、GaAs等の化合物半導体、ペンタセン、ポリチオフェン等の有機半導体材料にも適応可能である。
Specifically, the amorphous oxide semiconductor according to the present invention includes In—Ga—Zn—O, and the composition in the crystalline state is represented by InGaO 3 (ZnO) m (m is a natural number of less than 6). A physical semiconductor is preferred. In particular, InGaZnO 4 is more preferable. As an amorphous oxide semiconductor having this composition, the electron mobility tends to increase as the electrical conductivity increases. Japanese Patent Laid-Open No. 2006-165529 discloses that the electric conductivity can be controlled by the oxygen partial pressure during film formation.
Of course, the semiconductor layer can be applied not only to oxide semiconductors but also to inorganic semiconductors such as Si and Ge, compound semiconductors such as GaAs, and organic semiconductor materials such as pentacene and polythiophene.

<活性層及び抵抗層の電気伝導度>
本発明における活性層は、ゲート絶縁膜に近接し、ソース電極及びドレイン電極に近接する抵抗層より高い電気伝導度を有することを特徴とする。
好ましくは、前記ゲート絶縁膜に接した活性層の電気伝導度が前記ソース電極及びドレイン電極に接した抵抗層の電気伝導度より大きく、より好ましくは、前記活性層の電気伝導度の前記抵抗層の電気伝導度に対する比率(活性層の電気伝導度/抵抗層の電気伝導度)は、好ましくは、10以上1010以下であり、より好ましくは、10以上10以下である。好ましくは、前記活性層の電気伝導度が10−4Scm−1以上10Scm−1未満である。より好ましくは10−1Scm−1以上10Scm−1未満である。前記抵抗層の電気伝導度は、好ましくは10−1Scm−1以下、より好ましくは10−9Scm−1以上10−3Scm−1以下である。
<活性層と抵抗層の膜厚>
抵抗層の膜厚が活性層の膜厚より厚いことが好ましい。より好ましくは、抵抗層の膜厚/活性層の膜厚比が1を越え100以下、さらに好ましくは1を越え10以下である。
活性層の膜厚は、1nm以上100nm以下が好ましく、より好ましくは2.5nm以上30nm以下である。抵抗層の膜厚は、5nm以上500nm以下が好ましく、より好ましくは10nm以上100nm以下である。
<Electrical conductivity of active layer and resistance layer>
In the present invention, the active layer is close to the gate insulating film and has a higher electric conductivity than the resistance layer close to the source electrode and the drain electrode.
Preferably, the electrical conductivity of the active layer in contact with the gate insulating film is larger than the electrical conductivity of the resistive layer in contact with the source electrode and the drain electrode, more preferably, the resistive layer having the electrical conductivity of the active layer. The ratio of the electrical conductivity to the electrical conductivity (the electrical conductivity of the active layer / the electrical conductivity of the resistance layer) is preferably 10 1 or more and 10 10 or less, more preferably 10 2 or more and 10 8 or less. Preferably, the electric conductivity of the active layer is 10 −4 Scm −1 or more and less than 10 2 Scm −1 . More preferably, it is 10 −1 Scm −1 or more and less than 10 2 Scm −1 . The electric conductivity of the resistance layer is preferably 10 −1 Scm −1 or less, more preferably 10 −9 Scm −1 or more and 10 −3 Scm −1 or less.
<Thickness of active layer and resistance layer>
The resistance layer is preferably thicker than the active layer. More preferably, the ratio of the thickness of the resistance layer to the thickness of the active layer is more than 1 and 100 or less, more preferably more than 1 and 10 or less.
The thickness of the active layer is preferably 1 nm to 100 nm, more preferably 2.5 nm to 30 nm. The thickness of the resistance layer is preferably 5 nm or more and 500 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 100 nm or less.

上記の構成の活性層と抵抗層からなる半導体層を用いることにより、移動度が10cm/(V・秒)以上の高い移動度のTFTトランジスタで、ON/OFF比が10以上のトランジスタ特性を実現できる。 By using a semiconductor layer composed of the active layer and the resistance layer of the above structure, a TFT transistor mobility 10cm 2 / (V · sec) or more high mobility, ON / OFF ratio of 10 6 or more transistor characteristics Can be realized.

<電気伝導度の調整手段>
本発明における半導体層の電気伝導度は、上述のように前記半導体層の前記ソース電極及びドレイン電極近傍(抵抗層)より前記ゲート絶縁膜近傍(活性層)においてより大きくなるように調整される。
電気伝導度の調整手段としては、半導体層が酸化物半導体である場合は下記の手段を挙げることが出来る。
(1)酸素欠陥による調整
酸化物半導体において、酸素欠陥ができると、キャリア電子が発生し、電気伝導度が大きくなることが知られている。よって、酸素欠陥量を調整することにより、酸化物半導体の電気伝導度を制御することが可能である。酸素欠陥量を制御する具体的な方法としては、成膜中の酸素分圧、成膜後の後処理時の酸素濃度と処理時間等がある。ここでいう後処理とは、具体的に100℃以上の熱処理、酸素プラズマ、UVオゾン処理がある。これらの方法の中でも、生産性の観点から成膜中の酸素分圧を制御する方法が好ましい。成膜中の酸素分圧を調整することにより、酸化物半導体の電気伝導度の制御ができることは、特開2006−165529に開示されており、本手法を利用することができる。
(2)組成比による調整
酸化物半導体の金属組成比を変えることにより、電気伝導度が変化することが知られている。例えば、InGaZn1−XMgにおいて、Mgの比率が増えていくと、電気伝導度が小さくなることが、特開2006−165529号公報に開示されている。また、(In1−X(ZnO)の酸化物系において、Zn/In比が10%以上では、Zn比率が増加するにつれ、電気伝導度が小さくなることが報告されている(「透明導電膜の新展開II」シーエムシー出版、P.34−35)。これら組成比を変える具体的な方法としては、例えば、スパッタによる成膜方法においては、組成比が異なるターゲットを用いる。または、多元のターゲットにより、共スパッタし、そのスパッタレートを個別に調整することにより、膜の組成比を変えることが可能である。
(3)不純物による調整
酸化物半導体に、Li,Na,Mn,Ni,Pd,Cu,Cd,C,N,又はP等の元素を不純物として添加することにより、電子キャリア濃度を減少させること、つまり電気伝導度を小さくすることが可能であることが、特開2006−165529号公報に開示されている。不純物を添加する方法としては、酸化物半導体と不純物元素とを共蒸着により行う、成膜された酸化物半導体膜に不純物元素のイオンをイオンドープ法により行う等がある。
(4)酸化物半導体材料による調整
上記(1)〜(3)においては、同一酸化物半導体系での電気伝導度の調整方法を述べたが、もちろん酸化物半導体材料を変えることにより、電気伝導度を変えることができる。例えば、一般的にSnO系酸化物半導体は、In系酸化物半導体に比べて電気伝導度が小さいことが知られている。このように酸化物半導体材料を変えることにより、電気伝導度の調整が可能である。特に電気伝導度の小さい酸化物材料としては、Al、Ga、ZrO、Y、Ta、MgO、又はHfO等の酸化物絶縁体材料が知られており、これらを用いることも可能である。
電気伝導度を調整する手段としては、上記(1)〜(4)の方法を単独に用いても良いし、組み合わせても良い。
<Measuring means for electrical conductivity>
As described above, the electric conductivity of the semiconductor layer in the present invention is adjusted to be larger in the vicinity of the gate insulating film (active layer) than in the vicinity of the source and drain electrodes (resistance layer) of the semiconductor layer.
As a means for adjusting the electrical conductivity, the following means can be exemplified when the semiconductor layer is an oxide semiconductor.
(1) Adjustment by oxygen defect It is known that when an oxygen defect is formed in an oxide semiconductor, carrier electrons are generated and electric conductivity is increased. Therefore, the electric conductivity of the oxide semiconductor can be controlled by adjusting the amount of oxygen defects. Specific methods for controlling the amount of oxygen defects include oxygen partial pressure during film formation, oxygen concentration and treatment time during post-treatment after film formation, and the like. Specific examples of post-treatment include heat treatment at 100 ° C. or higher, oxygen plasma, and UV ozone treatment. Among these methods, a method of controlling the oxygen partial pressure during film formation is preferable from the viewpoint of productivity. JP-A-2006-165529 discloses that the electrical conductivity of an oxide semiconductor can be controlled by adjusting the oxygen partial pressure during film formation, and this technique can be used.
(2) Adjustment by composition ratio It is known that the electrical conductivity changes by changing the metal composition ratio of an oxide semiconductor. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-165529 discloses that in InGaZn 1-X Mg X O 4 , the electrical conductivity decreases as the Mg ratio increases. In addition, in the oxide system of (In 2 O 3 ) 1-X (ZnO) X , it has been reported that when the Zn / In ratio is 10% or more, the electrical conductivity decreases as the Zn ratio increases. ("New development of transparent conductive film II", CMC Publishing, P.34-35). As specific methods for changing these composition ratios, for example, in a film formation method by sputtering, targets having different composition ratios are used. Alternatively, it is possible to change the composition ratio of the film by co-sputtering with a multi-target and adjusting the sputtering rate individually.
(3) Adjustment by impurities By adding an element such as Li, Na, Mn, Ni, Pd, Cu, Cd, C, N, or P to the oxide semiconductor as an impurity, reducing the electron carrier concentration, That is, it is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-165529 that electric conductivity can be reduced. As a method for adding an impurity, an oxide semiconductor and an impurity element are co-evaporated, an ion of the impurity element is added to the formed oxide semiconductor film by an ion doping method, or the like.
(4) Adjustment by oxide semiconductor material In the above (1) to (3), the method for adjusting the electric conductivity in the same oxide semiconductor system has been described. Of course, the electric conductivity can be changed by changing the oxide semiconductor material. You can change the degree. For example, it is generally known that a SnO 2 oxide semiconductor has a lower electrical conductivity than an In 2 O 3 oxide semiconductor. By changing the oxide semiconductor material in this manner, the electric conductivity can be adjusted. In particular, as an oxide material having low electrical conductivity, oxide insulator materials such as Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , Ta 2 O 3 , MgO, or HfO 3 are known. These can also be used.
As means for adjusting the electrical conductivity, the above methods (1) to (4) may be used alone or in combination.

<半導体層の形成方法>
半導体層の成膜方法は、酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが良い。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法(PLD法)が適している。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。
<Method for forming semiconductor layer>
As a method for forming a semiconductor layer, it is preferable to use a vapor phase film forming method with a polycrystalline sintered body of an oxide semiconductor as a target. Among vapor deposition methods, sputtering and pulsed laser deposition (PLD) are suitable. Furthermore, the sputtering method is preferable from the viewpoint of mass productivity.

例えば、RFマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。酸素流量が多いほど電気伝導度を小さくすることができる。   For example, the film is formed by controlling the degree of vacuum and the oxygen flow rate by RF magnetron sputtering deposition. The greater the oxygen flow rate, the smaller the electrical conductivity.

成膜した膜は、周知のX線回折法によりアモルファス膜であることが確認できる。
また、膜厚は触針式表面形状測定により求めることができる。組成比は、RBS(ラザフォード後方散乱)分析法により求めることができる。
The formed film can be confirmed to be an amorphous film by a known X-ray diffraction method.
The film thickness can be determined by stylus surface shape measurement. The composition ratio can be determined by an RBS (Rutherford backscattering) analysis method.

5)ゲート電極
本発明におけるゲート電極としては、例えば、Al、Mo、Cr、Ta、Ti、Au、Ag等の金属、Al−Nd、APC等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物を好適に挙げられる。
ゲート電極の厚みは、10nm以上1000nm以下とすることが好ましい。
5) Gate electrode Examples of the gate electrode in the present invention include metals such as Al, Mo, Cr, Ta, Ti, Au, and Ag, alloys such as Al-Nd and APC, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, and oxide. Preferable examples include metal oxide conductive films such as indium tin (ITO) and indium zinc oxide (IZO), organic conductive compounds such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, or mixtures thereof.
The thickness of the gate electrode is preferably 10 nm or more and 1000 nm or less.

電極の成膜法は特に限定されることはなく、印刷方式、コ−ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ−ティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式、などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。例えば、ITOを選択する場合には、直流あるいは高周波スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレ−ティング法等に従って行うことができる。またゲート電極の材料として有機導電性化合物を選択する場合には湿式製膜法に従って行うことができる。   The electrode film formation method is not particularly limited, and may be a printing method, a wet method such as a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method, a CVD method, a plasma CVD method, or the like. It can be formed on the substrate according to a method appropriately selected in consideration of suitability with the material from among chemical methods. For example, when ITO is selected, it can be performed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like. When an organic conductive compound is selected as the material for the gate electrode, it can be performed according to a wet film forming method.

6)ソース電極及びドレイン電極
本発明におけるソース電極及びドレイン電極材料として、例えば、Al、Mo、Cr、Ta、Ti、Au、Ag等の金属、Al−Nd、APC等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物を好適に挙げられる。
ソース電極及びドレイン電極の厚みは、10nm以上1000nm以下とすることが好ましい。
6) Source electrode and drain electrode Examples of the source electrode and drain electrode material in the present invention include metals such as Al, Mo, Cr, Ta, Ti, Au, and Ag, alloys such as Al-Nd and APC, tin oxide, and oxidation. Preferred examples include metal oxide conductive films such as zinc, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and zinc indium oxide (IZO), organic conductive compounds such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, or mixtures thereof.
The thickness of the source electrode and the drain electrode is preferably 10 nm or more and 1000 nm or less.

電極の製膜法は特に限定されることはなく、印刷方式、コ−ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ−ティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式、などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。例えば、ITOを選択する場合には、直流あるいは高周波スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレ−ティング法等に従って行うことができる。またソース電極及びドレイン電極の材料として有機導電性化合物を選択する場合には湿式製膜法に従って行うことができる。   The electrode film formation method is not particularly limited, and may be a printing method, a wet method such as a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method, a CVD method, a plasma CVD method, or the like. It can be formed on the substrate according to a method appropriately selected in consideration of suitability with the material from among chemical methods. For example, when ITO is selected, it can be performed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like. Further, when an organic conductive compound is selected as a material for the source electrode and the drain electrode, it can be performed according to a wet film forming method.

7)保護絶縁膜
必要によって、TFT上に保護絶縁膜を設けても良い。保護絶縁膜は、半導体層(活性層および抵抗層)を大気による劣化から保護する目的や、TFT上に作製される電子デバイスとを絶縁する目的がある。
7) Protective insulating film If necessary, a protective insulating film may be provided on the TFT. The protective insulating film has the purpose of protecting the semiconductor layer (the active layer and the resistance layer) from deterioration due to the atmosphere and the purpose of insulating the electronic device manufactured on the TFT.

保護絶縁膜材料の具体例としては、MgO、SiO、SiO、Al、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe、Y、又はTiO等の金属酸化物、SiN、SiN等の金属窒化物、MgF、LiF、AlF、又はCaF等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質等が挙げられる。 Specific examples of the protective insulating film material include metal oxides such as MgO, SiO, SiO 2 , Al 2 O 3 , GeO, NiO, CaO, BaO, Fe 2 O 3 , Y 2 O 3 , or TiO 2 , SiN metal nitrides such as x and SiN x O y , metal fluorides such as MgF 2 , LiF, AlF 3 , and CaF 2 , polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polyimide, polyurea, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoro Copolymer obtained by copolymerizing ethylene, polydichlorodifluoroethylene, a copolymer of chlorotrifluoroethylene and dichlorodifluoroethylene, a monomer mixture containing tetrafluoroethylene and at least one comonomer, and a copolymer main chain Fluorine-containing copolymer having a cyclic structure, water absorption of 1% or less The above water-absorbing substances, moisture-proof substances having a water absorption rate of 0.1% or less, and the like can be mentioned.

保護絶縁膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、又は転写法を適用できる。   The method for forming the protective insulating film is not particularly limited. For example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a reactive sputtering method, an MBE (molecular beam epitaxy) method, a cluster ion beam method, an ion plating method, a plasma polymerization method ( High-frequency excitation ion plating method), plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, gas source CVD method, coating method, printing method, or transfer method can be applied.

8)後処理
必要によって、TFTの後処理として、熱処理を行っても良い。熱処理としては、温度100℃以上で、大気下または窒素雰囲気下で行う。熱処理を行う工程としては、半導体層を成膜後でも良いし、TFT作製工程の最後に行っても良い。熱処理を行うことにより、TFTの特性の面内バラつきが抑制される、駆動安定性が向上する等の効果がある。
8) Post-treatment If necessary, heat treatment may be performed as a post-treatment of the TFT. The heat treatment is performed at a temperature of 100 ° C. or higher in the air or in a nitrogen atmosphere. The heat treatment may be performed after the semiconductor layer is formed or at the end of the TFT manufacturing process. By performing the heat treatment, there are effects such as suppression of in-plane variation in TFT characteristics and improvement in driving stability.

3.有機EL素子
本発明の有機EL素子は基板上に下部電極と上部電極を有し、両電極の間に有機発光層(以下、単に「発光層」と称する場合がある。)を含む有機化合物層を有する。上部電極は、駆動トランジスタのソース電極もしくはドレイン電極に接続されている。発光素子の性質上、下部電極及び上部電極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。下部電極と上部電極は、一方が陽極であり、他方は陰極となる。通常、下部電極は陽極となり、上部電極は陰極なる。
3. Organic EL Element The organic EL element of the present invention has a lower electrode and an upper electrode on a substrate, and an organic compound layer including an organic light emitting layer (hereinafter sometimes simply referred to as “light emitting layer”) between both electrodes. Have The upper electrode is connected to the source electrode or drain electrode of the driving transistor. In view of the properties of the light emitting element, at least one of the lower electrode and the upper electrode is preferably transparent. One of the lower electrode and the upper electrode is an anode, and the other is a cathode. Usually, the lower electrode is an anode and the upper electrode is a cathode.

本発明における有機化合物層の積層の形態としては、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が好ましい。更に、正孔輸送層と陽極との間に正孔注入層、及び/又は発光層と電子輸送層との間に、電子輸送性中間層を有する。また、発光層と正孔輸送層との間に正孔輸送性中間層を、同様に陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。
尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
In the present invention, the organic compound layer is preferably laminated in the order of the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer from the anode side. Further, a hole injection layer is provided between the hole transport layer and the anode, and / or an electron transporting intermediate layer is provided between the light emitting layer and the electron transport layer. Further, a hole transporting intermediate layer may be provided between the light emitting layer and the hole transport layer, and similarly, an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer.
Each layer may be divided into a plurality of secondary layers.

有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、およびスプレー法等いずれによっても好適に形成することができる。   Each layer constituting the organic compound layer can be suitably formed by any of dry film forming methods such as vapor deposition and sputtering, transfer methods, printing methods, coating methods, ink jet methods, and spray methods.

次に、本発明の発光素子を構成する要素について、詳細に説明する。   Next, elements constituting the light emitting device of the present invention will be described in detail.

(基板)
本発明で使用する基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム(YSZ)、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、およびポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
(substrate)
The substrate used in the present invention is preferably a substrate that does not scatter or attenuate light emitted from the organic compound layer. Specific examples include zirconia-stabilized yttrium (YSZ), inorganic materials such as glass, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene phthalate, and polyethylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, and polycycloolefin. , Norbornene resins, and organic materials such as poly (chlorotrifluoroethylene).
For example, when glass is used as the substrate, alkali-free glass is preferably used as the material in order to reduce ions eluted from the glass. Moreover, when using soda-lime glass, it is preferable to use what gave barrier coatings, such as a silica. In the case of an organic material, it is preferable that it is excellent in heat resistance, dimensional stability, solvent resistance, electrical insulation, and workability.

基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、2以上の部材で形成されていてもよい。   There is no restriction | limiting in particular about the shape of a board | substrate, a structure, a magnitude | size, It can select suitably according to the use, purpose, etc. of a light emitting element. In general, the shape of the substrate is preferably a plate shape. The structure of the substrate may be a single layer structure, a laminated structure, may be formed of a single member, or may be formed of two or more members.

基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。   The substrate may be colorless and transparent or colored and transparent, but is preferably colorless and transparent in that it does not scatter or attenuate light emitted from the organic light emitting layer.

基板には、その表面又は裏面に透湿防止層(ガスバリア層)を設けることができる。
透湿防止層(ガスバリア層)の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層(ガスバリア層)は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
The substrate can be provided with a moisture permeation preventing layer (gas barrier layer) on the front surface or the back surface.
As a material for the moisture permeation preventive layer (gas barrier layer), inorganic materials such as silicon nitride and silicon oxide are preferably used. The moisture permeation preventing layer (gas barrier layer) can be formed by, for example, a high frequency sputtering method.
When a thermoplastic substrate is used, a hard coat layer, an undercoat layer, or the like may be further provided as necessary.

(陽極)
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
(anode)
The anode usually has a function as an electrode for supplying holes to the organic compound layer, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., depending on the use and purpose of the light-emitting element. , Can be appropriately selected from known electrode materials. As described above, the anode is usually provided as a transparent anode.

陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとITOとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはITOが好ましい。   Suitable examples of the material for the anode include metals, alloys, metal oxides, conductive compounds, and mixtures thereof. Specific examples of the anode material include conductive metals such as tin oxide doped with antimony and fluorine (ATO, FTO), tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO). Metals such as oxides, gold, silver, chromium, nickel, and mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, polyaniline, polythiophene, polypyrrole, etc. Organic conductive materials, and a laminate of these and ITO. Among these, conductive metal oxides are preferable, and ITO is particularly preferable from the viewpoints of productivity, high conductivity, transparency, and the like.

陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ITOを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。   The anode is composed of, for example, a wet method such as a printing method and a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method, and a chemical method such as a CVD and a plasma CVD method. It can be formed on the substrate according to a method appropriately selected in consideration of suitability with the material to be processed. For example, when ITO is selected as the anode material, the anode can be formed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like.

本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。が、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。   In the organic electroluminescent element of the present invention, the formation position of the anode is not particularly limited and can be appropriately selected according to the use and purpose of the light emitting element. Is preferably formed on the substrate. In this case, the anode may be formed on the entire one surface of the substrate, or may be formed on a part thereof.

なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。   The patterning for forming the anode may be performed by chemical etching such as photolithography, or may be performed by physical etching such as laser, or vacuum deposition or sputtering with a mask overlapped. It may be performed by a lift-off method or a printing method.

陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、10nm〜50μm程度であり、50nm〜20μmが好ましい。   The thickness of the anode can be appropriately selected depending on the material constituting the anode and cannot be generally defined, but is usually about 10 nm to 50 μm, and preferably 50 nm to 20 μm.

陽極の抵抗値としては、10Ω/□以下が好ましく、10Ω/□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。 The resistance value of the anode is preferably 10 3 Ω / □ or less, and more preferably 10 2 Ω / □ or less. When the anode is transparent, it may be colorless and transparent or colored and transparent. In order to take out light emission from the transparent anode side, the transmittance is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more.

なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊(1999)に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ITO又はIZOを使用し、150℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。   The transparent anode is described in detail in the book “New Development of Transparent Electrode Films” published by CMC (1999), supervised by Yutaka Sawada, and the matters described here can be applied to the present invention. In the case of using a plastic substrate having low heat resistance, a transparent anode formed using ITO or IZO at a low temperature of 150 ° C. or lower is preferable.

(陰極)
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
(cathode)
The cathode usually has a function as an electrode for injecting electrons into the organic compound layer, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., depending on the use and purpose of the light-emitting element, It can select suitably from well-known electrode materials.

陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてはアルカリ金属(たとえば、LI、Na、K、Cs等)、アルカリ土類金属(たとえばMg、Ca等)、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、およびイッテルビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、2種以上を好適に併用することができる。   Examples of the material constituting the cathode include metals, alloys, metal oxides, electrically conductive compounds, and mixtures thereof. Specific examples include alkali metals (eg, LI, Na, K, Cs, etc.), alkaline earth metals (eg, Mg, Ca, etc.), gold, silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloys, lithium-aluminum alloys, magnesium. -Rare earth metals such as silver alloys, indium and ytterbium. These may be used alone, but two or more can be suitably used in combination from the viewpoint of achieving both stability and electron injection.

これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと0.01質量%〜10質量%のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物(例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など)をいう。
Among these, as a material constituting the cathode, an alkali metal or an alkaline earth metal is preferable from the viewpoint of electron injecting property, and a material mainly composed of aluminum is preferable from the viewpoint of excellent storage stability.
The material mainly composed of aluminum is aluminum alone, an alloy of aluminum and 0.01% by mass to 10% by mass of alkali metal or alkaline earth metal, or a mixture thereof (for example, lithium-aluminum alloy, magnesium-aluminum alloy). Etc.).

なお、陰極の材料については、特開平2−15595号公報、特開平5−121172号公報に詳述されており、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。   The materials for the cathode are described in detail in JP-A-2-15595 and JP-A-5-121172, and the materials described in these public relations can also be applied in the present invention.

陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。
例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その1種又は2種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
There is no restriction | limiting in particular about the formation method of a cathode, According to a well-known method, it can carry out.
For example, the cathode described above is configured from a wet method such as a printing method or a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method, or a chemical method such as CVD or plasma CVD method. It can be formed according to a method appropriately selected in consideration of suitability with the material. For example, when a metal or the like is selected as the cathode material, one or more of them can be simultaneously or sequentially performed according to a sputtering method or the like.

陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。   Patterning when forming the cathode may be performed by chemical etching such as photolithography, physical etching by laser, or the like, or by vacuum deposition or sputtering with the mask overlaid. It may be performed by a lift-off method or a printing method.

本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を0.1nm〜5nmの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
In the present invention, the cathode formation position is not particularly limited, and may be formed on the entire organic compound layer or a part thereof.
Further, a dielectric layer made of an alkali metal or alkaline earth metal fluoride or oxide may be inserted between the cathode and the organic compound layer with a thickness of 0.1 nm to 5 nm. This dielectric layer can also be regarded as a kind of electron injection layer. The dielectric layer can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like.

陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常10nm〜5μm程度であり、50nm〜1μmが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を1nm〜10nmの厚さに薄く成膜し、更にITOやIZO等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
The thickness of the cathode can be appropriately selected depending on the material constituting the cathode and cannot be generally defined, but is usually about 10 nm to 5 μm, and preferably 50 nm to 1 μm.
Further, the cathode may be transparent or opaque. The transparent cathode can be formed by depositing a thin cathode material to a thickness of 1 nm to 10 nm and further laminating a transparent conductive material such as ITO or IZO.

(有機化合物層)
本発明における有機化合物層について説明する。
本発明の有機EL素子は、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有しており、発光層以外の他の有機化合物層としては、前述したごとく、正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。
(Organic compound layer)
The organic compound layer in the present invention will be described.
The organic EL device of the present invention has at least one organic compound layer including a light emitting layer. As described above, other organic compound layers other than the light emitting layer include a hole transport layer, an electron transport layer, a positive layer, Examples thereof include a hole blocking layer, an electron blocking layer, a hole injection layer, and an electron injection layer.

本発明の有機EL素子において、有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、湿式塗布方式、転写法、印刷法、インクジェット方式等いずれによっても好適に形成することができる。   In the organic EL device of the present invention, each layer constituting the organic compound layer is preferably formed by any of dry film forming methods such as vapor deposition and sputtering, wet coating methods, transfer methods, printing methods, and ink jet methods. Can do.

(発光層)
有機発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光性ドーパントの混合層とした構成でも良い。発光性ドーパントは蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良く、2種以上であっても良い。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は1種であっても2種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
また、発光層は1層であっても2層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
(Light emitting layer)
The organic light emitting layer receives holes from the anode, the hole injection layer, or the hole transport layer when an electric field is applied, receives electrons from the cathode, the electron injection layer, or the electron transport layer, and recombines holes and electrons. It is a layer having a function of providing a field to emit light.
The light emitting layer in the present invention may be composed only of a light emitting material, or may be a mixed layer of a host material and a light emitting dopant. The luminescent dopant may be a fluorescent material or a phosphorescent material, and may be two or more kinds. The host material is preferably a charge transport material. The host material may be one type or two or more types, and examples thereof include a configuration in which an electron transporting host material and a hole transporting host material are mixed. Further, the light emitting layer may include a material that does not have charge transporting properties and does not emit light.
Further, the light emitting layer may be a single layer or two or more layers, and each layer may emit light in different emission colors.

本発明における発光性ドーパントとしては、燐光性発光材料、蛍光性発光材料等いずれもドーパントとして用いることができる。
本発明における発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために2種類以上の発光性ドーパントを含有することができる。本発明における発光性ドーパントは、更に前記ホスト化合物との間で、1.2eV>△Ip>0.2eV、及び1.2eV>△Ea>0.2eVの少なくとも一方の関係を満たすドーパントであることが駆動耐久性の観点で好ましい。
As the luminescent dopant in the present invention, any of phosphorescent luminescent materials and fluorescent luminescent materials can be used as the dopant.
The light emitting layer in the present invention can contain two or more kinds of light emitting dopants in order to improve color purity and to broaden the light emission wavelength region. The luminescent dopant in the present invention is a dopant satisfying at least one of the relations of 1.2 eV>ΔIp> 0.2 eV and 1.2 eV>ΔEa> 0.2 eV with the host compound. Is preferable from the viewpoint of driving durability.

《燐光発光性ドーパント》
前記燐光性の発光性ドーパントとしては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、金、銀、銅、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
《Phosphorescent dopant》
In general, examples of the phosphorescent light-emitting dopant include complexes containing a transition metal atom or a lanthanoid atom.
For example, the transition metal atom is not particularly limited, but preferably includes ruthenium, rhodium, palladium, tungsten, rhenium, osmium, iridium, gold, silver, copper, and platinum, and more preferably rhenium, iridium. And platinum, more preferably iridium and platinum.
Examples of lanthanoid atoms include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium. Among these lanthanoid atoms, neodymium, europium, and gadolinium are preferable.

錯体の配位子としては、例えば、G.Wilkinson等著,Comprehensive Coordination Chemistry, Pergamon Press社1987年発行、H.Yersin著,「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer−Verlag社1987年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社1982年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子(好ましくは塩素配位子)、芳香族炭素環配位子(例えば、好ましくは炭素数5〜30、より好ましくは炭素数6〜30、さらに好ましくは炭素数6〜20であり、特に好ましくは炭素数6〜12であり、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど)、含窒素ヘテロ環配位子(例えば、好ましくは炭素数5〜30、より好ましくは炭素数6〜30、さらに好ましくは炭素数6〜20であり、特に好ましくは炭素数6〜12であり、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど)、ジケトン配位子(例えば、アセチルアセトンなど)、カルボン酸配位子(例えば、好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、さらに好ましくは炭素数2〜16であり、酢酸配位子など)、アルコラト配位子(例えば、好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、さらに好ましくは炭素数6〜20であり、フェノラト配位子など)、シリルオキシ配位子(例えば、好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、さらに好ましくは炭素数3〜20であり、例えば、トリメチルシリルオキシ配位子、ジメチル−tert−ブチルシリルオキシ配位子、トリフェニルシリルオキシ配位子など)、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子、リン配位子(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、さらに好ましくは炭素数3〜20、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えば、トリフェニルフォスフィン配位子など)、チオラト配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、さらに好ましくは炭素数6〜20、例えば、フェニルチオラト配位子など)、フォスフィンオキシド配位子(好ましくは炭素数3〜30、より好ましくは炭素数8〜30、さらに好ましくは炭素数18〜30、例えば、トリフェニルフォスフィンオキシド配位子など)であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、2つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
Examples of the ligand of the complex include G.I. Wilkinson et al., Comprehensive Coordination Chemistry, Pergamon Press, 1987, H.C. Listed by Yersin, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”, published by Springer-Verlag, 1987, Akio Yamamoto, “Organic Metal Chemistry-Fundamentals and Applications,” published by Soukabo 1982, etc. .
The specific ligand is preferably a halogen ligand (preferably a chlorine ligand) or an aromatic carbocyclic ligand (for example, preferably 5 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 6 carbon atoms). 30, more preferably 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, such as a cyclopentadienyl anion, a benzene anion, or a naphthyl anion), a nitrogen-containing heterocyclic ligand (for example, preferably Has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 30 carbon atoms, still more preferably 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, and phenylpyridine, benzoquinoline, quinolinol, bipyridyl, or phenanthroline. Etc.), diketone ligand (for example, acetylacetone, etc.), carboxylic acid ligand (for example, preferably 2-30 carbon atoms, and more) Preferably, it has 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 carbon atoms, such as an acetic acid ligand), an alcoholate ligand (for example, preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms). More preferably, it has 6 to 20 carbon atoms, such as phenolate ligand), silyloxy ligand (for example, preferably 3 to 40 carbon atoms, more preferably 3 to 30 carbon atoms, still more preferably 3 to 3 carbon atoms). 20 such as trimethylsilyloxy ligand, dimethyl-tert-butylsilyloxy ligand, triphenylsilyloxy ligand), carbon monoxide ligand, isonitrile ligand, cyano ligand, Phosphorus ligand (preferably having 3 to 40 carbon atoms, more preferably 3 to 30 carbon atoms, still more preferably 3 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 20 carbon atoms. A rephenylphosphine ligand), a thiolato ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, still more preferably 6 to 20 carbon atoms, such as a phenylthiolato ligand) ), A phosphine oxide ligand (preferably having 3 to 30 carbon atoms, more preferably 8 to 30 carbon atoms, still more preferably 18 to 30 carbon atoms, such as a triphenylphosphine oxide ligand). More preferably, it is a nitrogen-containing heterocyclic ligand.
The complex may have one transition metal atom in the compound, or may be a so-called binuclear complex having two or more. Different metal atoms may be contained at the same time.

これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては、例えば、US6303238B1、US6097147、WO00/57676、WO00/70655、WO01/08230、WO01/39234A2、WO01/41512A1、WO02/02714A2、WO02/15645A1、WO02/44189A1、WO05/19373A2、特開2001−247859、特開2002−302671、特開2002−117978、特開2003−133074、特開2002−235076、特開2003−123982、特開2002−170684、EP1211257、特開2002−226495、特開2002−234894、特開2001−247859、特開2001−298470、特開2002−173674、特開2002−203678、特開2002−203679、特開2004−357791、特開2006−256999、特開2007−19462、特開2007−84635、特開2007−96259等の特許公報に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい発光性ドーパントとしては、Ir錯体、Pt錯体、Cu錯体、Re錯体、W錯体、Rh錯体、Ru錯体、Pd錯体、Os錯体、Eu錯体、Tb錯体、Gd錯体、Dy錯体、およびCe錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ir錯体、Pt錯体、またはRe錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むIr錯体、Pt錯体、またはRe錯体が好ましい。更に、発光効率、駆動耐久性、色度等の観点で、3座以上の多座配位子を含むIr錯体、Pt錯体、またはRe錯体が特に好ましい。   Among these, specific examples of the luminescent dopant include, for example, US6303238B1, US6097147, WO00 / 57676, WO00 / 70655, WO01 / 08230, WO01 / 39234A2, WO01 / 41512A1, WO02 / 02714A2, WO02 / 15645A1, WO02 / 44189A1. , WO 05/19373 A2, JP 2001-247859, JP 2002-302671, JP 2002-117978, JP 2003-133074, JP 2002-235076, JP 2003-123982, JP 2002-170684, EP 12112257, Special JP 2002-226495, JP 2002-234894, JP 2001247478, JP 2001-298470, JP 2002 73674, JP 2002-203678, JP 2002-203679, JP 2004-357799, JP 2006-256999, JP 2007-19462, JP 2007-84635, JP 2007-96259, and the like. Phosphorescent compounds and the like are mentioned. Among them, more preferable luminescent dopants include Ir complex, Pt complex, Cu complex, Re complex, W complex, Rh complex, Ru complex, Pd complex, Os complex, Eu complex, Tb complex. , Gd complex, Dy complex, and Ce complex. Particularly preferred is an Ir complex, a Pt complex, or a Re complex, among which an Ir complex or a Pt complex containing at least one coordination mode of a metal-carbon bond, a metal-nitrogen bond, a metal-oxygen bond, and a metal-sulfur bond. Or a Re complex. Furthermore, from the viewpoints of luminous efficiency, driving durability, chromaticity, etc., an Ir complex, a Pt complex, or a Re complex containing a tridentate or higher polydentate ligand is particularly preferable.

《蛍光発光性ドーパント》
前記蛍光性の発光性ドーパントとしては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物(アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、またはペンタセンなど)、8−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、およびこれらの誘導体などを挙げることができる。
《Fluorescent luminescent dopant》
As the fluorescent light-emitting dopant, generally, benzoxazole, benzimidazole, benzothiazole, styrylbenzene, polyphenyl, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, naphthalimide, coumarin, pyran, perinone, oxadiazole, aldazine, Pyraridin, cyclopentadiene, bisstyrylanthracene, quinacridone, pyrrolopyridine, thiadiazolopyridine, cyclopentadiene, styrylamine, aromatic dimethylidin compounds, condensed polycyclic aromatic compounds (anthracene, phenanthroline, pyrene, perylene, rubrene, or pentacene, etc. ), 8-quinolinol metal complexes, various metal complexes represented by pyromethene complexes and rare earth complexes, polythiophene, polyphenylene, polyphenylene Polymeric compounds such as vinylene, organic silane, and the like, and their derivatives.

これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Among these, specific examples of the luminescent dopant include the following, but are not limited thereto.

発光層中の発光性ドーパントは、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、0.1質量%〜50質量%含有されるが、耐久性、外部量子効率の観点から1質量%〜50質量%含有されることが好ましく、2質量%〜40質量%含有されることがより好ましい。   The light-emitting dopant in the light-emitting layer is contained in an amount of 0.1% by mass to 50% by mass with respect to the total compound mass generally forming the light-emitting layer in the light-emitting layer. To 1 mass% to 50 mass%, and more preferably 2 mass% to 40 mass%.

発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、2nm〜500nmであるのが好ましく、中でも、外部量子効率の観点で、3nm〜200nmであるのがより好ましく、5nm〜100nmであるのが更に好ましい。   Although the thickness of the light emitting layer is not particularly limited, it is usually preferably 2 nm to 500 nm, more preferably 3 nm to 200 nm, and more preferably 5 nm to 100 nm from the viewpoint of external quantum efficiency. More preferably.

<ホスト材料>
本発明に用いられるホスト材料としては、正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料(正孔輸送性ホストと記載する場合がある)及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト化合物(電子輸送性ホストと記載する場合がある)を用いることができる。
<Host material>
As the host material used in the present invention, a hole transporting host material excellent in hole transportability (sometimes referred to as a hole transportable host) and an electron transporting host compound excellent in electron transportability (electron transportability) May be described as a host).

《正孔輸送性ホスト》
本発明に用いられる正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、チオフェン、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及び、それらの誘導体等が挙げられる。
好ましくは、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体であり、より好ましくは、分子内にカルバゾール基を有するものが好ましい。特に、t−ブチル置換カルバゾール基を有する化合物が好ましい。
《Hole-transporting host》
Specific examples of the hole-transporting host used in the present invention include the following materials.
Pyrrole, indole, carbazole, azaindole, azacarbazole, triazole, oxazole, oxadiazole, pyrazole, imidazole, thiophene, polyarylalkane, pyrazoline, pyrazolone, phenylenediamine, arylamine, amino-substituted chalcone, styrylanthracene, fluorenone, hydrazone , Stilbene, silazane, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole), aniline copolymers, thiophene oligomers, polythiophenes, etc. Conductive polymer oligomers, organic silanes, carbon films, and derivatives thereof.
Preferred are indole derivatives, carbazole derivatives, aromatic tertiary amine compounds, and thiophene derivatives, and more preferred are those having a carbazole group in the molecule. In particular, a compound having a t-butyl substituted carbazole group is preferable.

《電子輸送性ホスト》
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Eaが2.5eV以上3.5eV以下であることが好ましく、2.6eV以上3.4eV以下であることがより好ましく、2.8eV以上3.3eV以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルIpが5.7eV以上7.5eV以下であることが好ましく、5.8eV以上7.0eV以下であることがより好ましく、5.9eV以上6.5eV以下であることが更に好ましい。
《Electron transporting host》
The electron transporting host in the light emitting layer used in the present invention preferably has an electron affinity Ea of 2.5 eV or more and 3.5 eV or less from the viewpoint of improving durability and lowering driving voltage. More preferably, it is 0.4 eV or less, and further preferably 2.8 eV or more and 3.3 eV or less. Further, from the viewpoint of improving durability and reducing driving voltage, the ionization potential Ip is preferably 5.7 eV or more and 7.5 eV or less, more preferably 5.8 eV or more and 7.0 eV or less, and 5.9 eV or more. More preferably, it is 6.5 eV or less.

このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体(他の環と縮合環を形成してもよい)、8−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
Specific examples of such an electron transporting host include the following materials.
Pyridine, pyrimidine, triazine, imidazole, pyrazole, triazole, oxazole, oxadiazol, fluorenone, anthraquinodimethane, anthrone, diphenylquinone, thiopyran dioxide, carbodiimide, fluorenylidenemethane, distyrylpyrazine, Fluorine-substituted aromatic compounds, heterocyclic tetracarboxylic anhydrides such as naphthaleneperylene, phthalocyanines, and derivatives thereof (may form condensed rings with other rings), metal complexes and metals of 8-quinolinol derivatives Examples thereof include various metal complexes represented by metal complexes having phthalocyanine, benzoxazole or benzothiazol as a ligand.

電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体(ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等)、アジン誘導体(ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等)であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物(A)は金属に配位する少なくとも1つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。
Preferred examples of the electron transporting host include metal complexes, azole derivatives (benzimidazole derivatives, imidazopyridine derivatives, etc.), and azine derivatives (pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, etc.). To metal complex compounds are preferred. The metal complex compound (A) is more preferably a metal complex having a ligand having at least one nitrogen atom, oxygen atom or sulfur atom coordinated to the metal.
The metal ion in the metal complex is not particularly limited, but is preferably beryllium ion, magnesium ion, aluminum ion, gallium ion, zinc ion, indium ion, tin ion, platinum ion, or palladium ion, more preferably beryllium ion, Aluminum ion, gallium ion, zinc ion, platinum ion, or palladium ion, and more preferably aluminum ion, zinc ion, or palladium ion.

前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」、Springer−Verlag社、H.Yersin著、1987年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、1982年発行等に記載の配位子が挙げられる。   There are various known ligands contained in the metal complex. For example, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”, Springer-Verlag, H.C. Examples include the ligands described in Yersin, published in 1987, “Organometallic Chemistry: Fundamentals and Applications”, Sakai Hanafusa, Yamamoto Akio, published in 1982, and the like.

前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数3〜15であり、単座配位子であっても2座以上の配位子であっても良い。好ましくは2座以上6座以下の配位子である。また、2座以上6座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子(例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。)、ヒドロキシフェニルアゾール配位子(例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。)、アルコキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシ、2,4,6−トリメチルフェニルオキシ、4−ビフェニルオキシなどが挙げられる。)、
The ligand is preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 3 to 15 carbon atoms, and a monodentate ligand. Alternatively, it may be a bidentate or higher ligand, preferably a bidentate or higher and a hexadentate or lower ligand, or a bidentate or higher and lower 6 or lower ligand and a monodentate mixed ligand. preferable.
Examples of the ligand include an azine ligand (for example, pyridine ligand, bipyridyl ligand, terpyridine ligand, etc.), a hydroxyphenylazole ligand (for example, hydroxyphenylbenzimidazole coordination). And a hydroxyphenyl benzoxazole ligand, a hydroxyphenyl imidazole ligand, a hydroxyphenylimidazopyridine ligand, etc.), an alkoxy ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 carbon atom). To 20, particularly preferably 1 to 10 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy, butoxy, 2-ethylhexyloxy), aryloxy ligands (preferably 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6-20 carbon atoms, particularly preferably 6-12 carbon atoms, for example phenyl Carboxymethyl, 1-naphthyloxy, 2-naphthyloxy, 2,4,6-trimethylphenyl oxy, and 4-biphenyloxy and the like.),

ヘテロアリールオキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなどが挙げられる。)、アルキルチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロアリールチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、および2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、シロキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数3〜25、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。)、芳香族炭化水素アニオン配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜25、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなどが挙げられる。)、芳香族ヘテロ環アニオン配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数2〜25、特に好ましくは炭素数2〜20であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。)、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、またはシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。 Heteroaryloxy ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, and examples thereof include pyridyloxy, pyrazyloxy, pyrimidyloxy, and quinolyloxy. ), An alkylthio ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as methylthio and ethylthio), arylthio ligands (Preferably 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, such as phenylthio), heteroarylthio ligand (preferably 1 carbon atom) To 30, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as pyridylthio , 2-benzimidazolylthio, 2-benzoxazolylthio, 2-benzthiazolylthio, etc.), a siloxy ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 3 to 25 carbon atoms). Particularly preferably, it has 6 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a triphenylsiloxy group, a triethoxysiloxy group, and a triisopropylsiloxy group.), An aromatic hydrocarbon anion ligand (preferably having 6 carbon atoms) To 30, more preferably 6 to 25 carbon atoms, particularly preferably 6 to 20 carbon atoms, such as a phenyl anion, a naphthyl anion, an anthranyl anion, etc.), an aromatic heterocyclic anion ligand (preferably Has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 25 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 20 carbon atoms. Pyrrole anion, pyrazole anion, pyrazole anion, triazole anion, oxazole anion, benzoxazole anion, thiazole anion, benzothiazole anion, thiophene anion, benzothiophene anion, etc.), indolenine anion ligand, etc. , Preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand, aryloxy ligand, heteroaryloxy group, or siloxy ligand, more preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand, aryloxy ligand, siloxy coordination Or an aromatic hydrocarbon anion ligand or an aromatic heterocyclic anion ligand.

金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開2002−235076、特開2004−214179、特開2004−221062、特開2004−221065、特開2004−221068、特開2004−327313等の特許公報に記載の化合物が挙げられる。   Examples of the metal complex electron transporting host include, for example, patents such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-235076, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-214179, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-221106, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-221665, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-221313, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-327313. Examples include compounds described in the publication.

本発明における発光層において、前記ホスト材料の三重項最低励起準位(T1)が、前記燐光発光材料のT1より高いことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。   In the light emitting layer of the present invention, it is preferable in terms of color purity, light emission efficiency, and driving durability that the triplet lowest excitation level (T1) of the host material is higher than T1 of the phosphorescent light emitting material.

また、本発明におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して15質量%以上95質量%以下であることが好ましい。   Further, the content of the host compound in the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of light emission efficiency and driving voltage, it is 15% by mass to 95% by mass with respect to the total compound mass forming the light emitting layer. Preferably there is.

(正孔注入層、正孔輸送層)
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。これらの層に用いる正孔注入材料、正孔輸送材料は、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、等を含有する層であることが好ましい。
(Hole injection layer, hole transport layer)
The hole injection layer and the hole transport layer are layers having a function of receiving holes from the anode or the anode side and transporting them to the cathode side. The hole injection material and the hole transport material used for these layers may be a low molecular compound or a high molecular compound.
Specifically, pyrrole derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styryl Anthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, phthalocyanine compounds, porphyrin compounds, thiophene derivatives, organosilane derivatives, carbon, And the like.

本発明の有機EL素子の正孔注入層あるいは正孔輸送層には、電子受容性ドーパントを含有させることができる。正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用できる。   An electron-accepting dopant can be contained in the hole injection layer or the hole transport layer of the organic EL device of the present invention. As the electron-accepting dopant introduced into the hole-injecting layer or the hole-transporting layer, an inorganic compound or an organic compound can be used as long as it has an electron-accepting property and oxidizes an organic compound.

具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモンなどのハロゲン化金属、五酸化バナジウム、および三酸化モリブデンなどの金属酸化物などが挙げられる。   Specifically, examples of the inorganic compound include metal halides such as ferric chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, and antimony pentachloride, metal oxides such as vanadium pentoxide, and molybdenum trioxide.

有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどを好適に用いることができる。
この他にも、特開平6−212153、特開平11−111463、特開平11−251067、特開2000−196140、特開2000−286054、特開2000−315580、特開2001−102175、特開2001−160493、特開2002−252085、特開2002−56985、特開2003−157981、特開2003−217862、特開2003−229278、特開2004−342614、特開2005−72012、特開2005−166637、特開2005−209643等の特許公報に記載の化合物を好適に用いることが出来る。
In the case of an organic compound, a compound having a nitro group, halogen, cyano group, trifluoromethyl group or the like as a substituent, a quinone compound, an acid anhydride compound, fullerene, or the like can be preferably used.
In addition, JP-A-6-212153, JP-A-11-111463, JP-A-11-251067, JP-A-2000-196140, JP-A-2000-286054, JP-A-2000-315580, JP-A-2001-102175, JP-A-2001-2001. -160493, JP2002-252085, JP2002-56985, JP2003-157981, JP2003-217862, JP2003-229278, JP2004-342614, JP2005-72012, JP20051666667 The compounds described in JP-A-2005-209643 and other patent publications can be suitably used.

このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、p−フルオラニル、p−クロラニル、p−ブロマニル、p−ベンゾキノン、2,6−ジクロロベンゾキノン、2,5−ジクロロベンゾキノン、1,2,4,5−テトラシアノベンゼン、1,4−ジシアノテトラフルオロベンゼン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノン、p−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、o−ジニトロベンゼン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロナフトキノン、1,3−ジニトロナフタレン、1,5−ジニトロナフタレン、9,10−アントラキノン、1,3,6,8−テトラニトロカルバゾール、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,3,5,6−テトラシアノピリジン、またはフラーレンC60が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、p−フルオラニル、p−クロラニル、p−ブロマニル、2,6−ジクロロベンゾキノン、2,5−ジクロロベンゾキノン、2,3−ジクロロナフトキノン、1,2,4,5−テトラシアノベンゼン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノン、または2,3,5,6−テトラシアノピリジンがより好ましく、テトラフルオロテトラシアノキノジメタンが特に好ましい。   Among these, hexacyanobutadiene, hexacyanobenzene, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, tetrafluorotetracyanoquinodimethane, p-fluoranyl, p-chloranil, p-bromanyl, p-benzoquinone, 2,6-dichlorobenzoquinone, 2 , 5-dichlorobenzoquinone, 1,2,4,5-tetracyanobenzene, 1,4-dicyanotetrafluorobenzene, 2,3-dichloro-5,6-dicyanobenzoquinone, p-dinitrobenzene, m-dinitrobenzene, o-dinitrobenzene, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dichloronaphthoquinone, 1,3-dinitronaphthalene, 1,5-dinitronaphthalene, 9,10-anthraquinone, 1,3,6,8-tetranitrocarbazole, 2,4,7-trinitro-9- Luenone, 2,3,5,6-tetracyanopyridine or fullerene C60 is preferred, and hexacyanobutadiene, hexacyanobenzene, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, tetrafluorotetracyanoquinodimethane, p-fluoranyl, p- Chloranil, p-bromanyl, 2,6-dichlorobenzoquinone, 2,5-dichlorobenzoquinone, 2,3-dichloronaphthoquinone, 1,2,4,5-tetracyanobenzene, 2,3-dichloro-5,6-dicyano Benzoquinone or 2,3,5,6-tetracyanopyridine is more preferred, and tetrafluorotetracyanoquinodimethane is particularly preferred.

これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して0.01質量%〜50質量%であることが好ましく、0.05質量%〜20質量%であることが更に好ましく、0.1質量%〜10質量%であることが特に好ましい。
These electron-accepting dopants may be used alone or in combination of two or more.
Although the usage-amount of an electron-accepting dopant changes with kinds of material, it is preferable that it is 0.01 mass%-50 mass% with respect to hole transport layer material, and it is 0.05 mass%-20 mass%. It is further more preferable and it is especially preferable that it is 0.1 mass%-10 mass%.

正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.5nm〜100nmであるのがより好ましく、1nm〜100nmであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
The thicknesses of the hole injection layer and the hole transport layer are each preferably 500 nm or less from the viewpoint of lowering the driving voltage.
The thickness of the hole transport layer is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and still more preferably 10 nm to 100 nm. In addition, the thickness of the hole injection layer is preferably 0.1 nm to 200 nm, more preferably 0.5 nm to 100 nm, and still more preferably 1 nm to 100 nm.
The hole injection layer and the hole transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the materials described above, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. .

(電子注入層、電子輸送層)
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。これらの層に用いる電子注入材料、電子輸送材料は低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
(Electron injection layer, electron transport layer)
The electron injection layer and the electron transport layer are layers having a function of receiving electrons from the cathode or the cathode side and transporting them to the anode side. The electron injection material and the electron transport material used for these layers may be a low molecular compound or a high molecular compound.
Specifically, pyridine derivatives, quinoline derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, phthalazine derivatives, phenanthroline derivatives, triazine derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, fluorenone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone Derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, naphthalene, perylene and other aromatic ring tetracarboxylic acid anhydrides, phthalocyanine derivatives, 8-quinolinol derivative metal complexes, Metal phthalocyanines, various metal complexes represented by metal complexes with benzoxazole and benzothiazole as ligands, organosilane derivatives represented by siloles Body, or the like is preferably a layer containing.

本発明の有機EL素子の電子注入層あるいは電子輸送層には、電子供与性ドーパントを含有させることができる。電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Liなどのアルカリ金属、Mgなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属や還元性有機化合物などが好適に用いられる。金属としては、特に仕事関数が4.2eV以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Cs、La、Sm、Gd、およびYbなどが挙げられる。また、還元性有機化合物としては、例えば、含窒素化合物、含硫黄化合物、含リン化合物などが挙げられる。
この他にも、特開平6−212153、特開2000−196140、特開2003−68468、特開2003−229278、特開2004−342614等の特許公報に記載の材料を用いることが出来る。
The electron injection layer or the electron transport layer of the organic EL device of the present invention can contain an electron donating dopant. The electron donating dopant introduced into the electron injecting layer or the electron transporting layer only needs to have an electron donating property and a property of reducing an organic compound, such as an alkali metal such as Li or an alkaline earth metal such as Mg. Transition metals including rare earth metals and reducing organic compounds are preferably used. As the metal, a metal having a work function of 4.2 eV or less can be preferably used. Specifically, Li, Na, K, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, Cs, La, Sm, Gd , And Yb. Examples of the reducing organic compound include nitrogen-containing compounds, sulfur-containing compounds, and phosphorus-containing compounds.
In addition, materials described in JP-A-6-212153, JP-A-2000-196140, JP-A-2003-68468, JP-A-2003-229278, JP-A-2004-342614, and the like can be used.

これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して0.1質量%〜99質量%であることが好ましく、1.0質量%〜80質量%であることが更に好ましく、2.0質量%〜70質量%であることが特に好ましい。
These electron donating dopants may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the electron donating dopant varies depending on the type of material, but is preferably 0.1% by mass to 99% by mass, and 1.0% by mass to 80% by mass with respect to the electron transport layer material. Is more preferable, and 2.0 mass% to 70 mass% is particularly preferable.

電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.2nm〜100nmであるのがより好ましく、0.5nm〜50nmであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
The thicknesses of the electron injection layer and the electron transport layer are each preferably 500 nm or less from the viewpoint of lowering the driving voltage.
The thickness of the electron transport layer is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and still more preferably 10 nm to 100 nm. In addition, the thickness of the electron injection layer is preferably 0.1 nm to 200 nm, more preferably 0.2 nm to 100 nm, and still more preferably 0.5 nm to 50 nm.
The electron injection layer and the electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.

(正孔ブロック層)
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する化合物の例としては、BAlq等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、BCP等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
(Hole blocking layer)
The hole blocking layer is a layer having a function of preventing holes transported from the anode side to the light emitting layer from passing through to the cathode side. In the present invention, a hole blocking layer can be provided as an organic compound layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side.
Examples of the compound constituting the hole blocking layer include aluminum complexes such as BAlq, triazole derivatives, phenanthroline derivatives such as BCP, and the like.
The thickness of the hole blocking layer is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and still more preferably 10 nm to 100 nm.
The hole blocking layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.

(電子ブロック層)
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
(保護層)
本発明において、有機EL素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO、Al、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe、Y、TiO等の金属酸化物、SiN、SiN等の金属窒化物、MgF、LiF、AlF、CaF等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質等が挙げられる。
(Electronic block layer)
The electron blocking layer is a layer having a function of preventing electrons transported from the cathode side to the light emitting layer from passing through to the anode side. In the present invention, an electron blocking layer can be provided as the organic compound layer adjacent to the light emitting layer on the anode side.
As examples of the compound constituting the electron blocking layer, for example, those mentioned as the hole transport material described above can be applied.
The thickness of the electron blocking layer is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and even more preferably 10 nm to 100 nm.
The hole blocking layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
(Protective layer)
In the present invention, the entire organic EL element may be protected by a protective layer.
As a material contained in the protective layer, any material may be used as long as it has a function of preventing materials that promote device deterioration such as moisture and oxygen from entering the device.
Specific examples thereof include metals such as In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti, and Ni, MgO, SiO, SiO 2 , Al 2 O 3 , GeO, NiO, CaO, BaO, and Fe 2 O. 3 , metal oxides such as Y 2 O 3 , TiO 2 , metal nitrides such as SiN x , SiN x O y , metal fluorides such as MgF 2 , LiF, AlF 3 , CaF 2 , polyethylene, polypropylene, polymethyl Monomer mixture containing methacrylate, polyimide, polyurea, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polydichlorodifluoroethylene, copolymer of chlorotrifluoroethylene and dichlorodifluoroethylene, tetrafluoroethylene and at least one comonomer Copolymer obtained by copolymerization of the copolymer, cyclic to the copolymer main chain Examples thereof include a fluorine-containing copolymer having a structure, a water-absorbing substance having a water absorption of 1% or more, and a moisture-proof substance having a water absorption of 0.1% or less.

保護層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。   The method for forming the protective layer is not particularly limited, and for example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, MBE (molecular beam epitaxy), cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization (high frequency) Excited ion plating method), plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, gas source CVD method, coating method, printing method, transfer method can be applied.

(封止)
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、および酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、およびシリコーンオイル類が挙げられる。
(Sealing)
Furthermore, the organic electroluminescent element of this invention may seal the whole element using a sealing container.
Further, a moisture absorbent or an inert liquid may be sealed in a space between the sealing container and the light emitting element. Although it does not specifically limit as a moisture absorber, For example, barium oxide, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, phosphorus pentoxide, calcium chloride, magnesium chloride, copper chloride Cesium fluoride, niobium fluoride, calcium bromide, vanadium bromide, molecular sieve, zeolite, magnesium oxide, and the like. The inert liquid is not particularly limited, and examples thereof include paraffins, liquid paraffins, fluorinated solvents such as perfluoroalkane, perfluoroamine, and perfluoroether, chlorinated solvents, and silicone oils. Can be mentioned.

また、下記に示す、樹脂封止層にて封止する方法も好適に用いられる。
(樹脂封止層)
本発明の機能素子は樹脂封止層により大気との接触により、酸素や水分による素子性能の劣化を抑制することが好ましい。
<素材>
樹脂封止層の樹脂素材としては、特に限定されることはなく、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、ゴム系樹脂、またはエステル系樹脂等を用いることができるが、中でも水分防止機能の点からエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂の中でも熱硬化型エポキシ樹脂、または光硬化型エポキシ樹脂が好ましい。
<作製方法>
樹脂封止層の作製方法は特に限定されることはなく、例えば、樹脂溶液を塗布する方法、樹脂シートを圧着または熱圧着する方法、蒸着やスパッタリング等により乾式重合する方法が挙げられる。
<膜厚み>
樹脂封止層の厚みは1μm以上、1mm以下が好ましい。更に好ましくは5μm以上、100μm以下であり、最も好ましくは10μm以上50μm以下である。これよりも薄いと、第2の基板を装着時に上記無機膜を損傷する恐れがある。またこれよりも厚いと電界発光素子自体の厚みが厚くなり、有機電界発光素子の特徴である薄膜性を損なうことになる。
Moreover, the method of sealing with the resin sealing layer shown below is also used suitably.
(Resin sealing layer)
The functional element of the present invention preferably suppresses deterioration of element performance due to oxygen or moisture by contact with the atmosphere by the resin sealing layer.
<Material>
The resin material for the resin sealing layer is not particularly limited, and an acrylic resin, an epoxy resin, a fluorine resin, a silicon resin, a rubber resin, an ester resin, or the like can be used. An epoxy resin is preferable from the viewpoint of the prevention function. Among the epoxy resins, a thermosetting epoxy resin or a photocurable epoxy resin is preferable.
<Production method>
The method for producing the resin sealing layer is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying a resin solution, a method of pressure bonding or thermocompression bonding of a resin sheet, and a method of dry polymerization by vapor deposition or sputtering.
<Film thickness>
The thickness of the resin sealing layer is preferably 1 μm or more and 1 mm or less. More preferably, they are 5 micrometers or more and 100 micrometers or less, Most preferably, they are 10 micrometers or more and 50 micrometers or less. If it is thinner than this, the inorganic film may be damaged when the second substrate is mounted. On the other hand, if the thickness is larger than this, the thickness of the electroluminescent element itself is increased, and the thin film property that is characteristic of the organic electroluminescent element is impaired.

(封止接着剤)
本発明に用いられる封止接着剤は、端部よりの水分や酸素の侵入を防止する機能を有する。
<素材>
前記封止接着剤の材料としては、前記樹脂封止層で用いる材料と同じものを用いることができる。中でも、水分防止の点からエポキシ系の接着剤が好ましく、中でも光硬化型接着剤あるいは熱硬化型接着剤が好ましい。
(Sealing adhesive)
The sealing adhesive used in the present invention has a function of preventing intrusion of moisture and oxygen from the end portion.
<Material>
As the material of the sealing adhesive, the same material as that used for the resin sealing layer can be used. Among these, epoxy adhesives are preferable from the viewpoint of moisture prevention, and among them, a photocurable adhesive or a thermosetting adhesive is preferable.

また、上記材料にフィラーを添加することも好ましい。
封止剤に添加されているフィラーとしては、SiO、SiO(酸化ケイ素)、SiON(酸窒化ケイ素)またはSiN(窒化ケイ素)等の無機材料が好ましい。フィラーの添加により、封止剤の粘度が上昇し、加工適正が向上し、および耐湿性が向上する。
It is also preferable to add a filler to the above material.
The filler added to the sealant is preferably an inorganic material such as SiO 2 , SiO (silicon oxide), SiON (silicon oxynitride) or SiN (silicon nitride). Addition of the filler increases the viscosity of the sealant, improves processing suitability, and improves moisture resistance.

<乾燥剤>
封止接着剤は乾燥剤を含有しても良い。乾燥剤としては、酸化バリウム、酸化カルシウム、または酸化ストロンチウムが好ましい。
封止接着剤に対する乾燥剤の添加量は、0.01質量%以上20質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは0.05質量%以上15質量%以下である。これよりも少ないと、乾燥剤の添加効果が薄れることになる。またこれよりも多い場合には封止接着剤中に乾燥剤を均一分散させることが困難になり好ましくない。
<封止接着剤の処方>
・ポリマー組成、濃度
封止接着剤としては特に限定されることはなく、前記のものを用いることができる。例えば光硬化型エポキシ系接着剤としては長瀬ケムテック(株)製のXNR5516を挙げることができる。そこに直接前記乾燥剤を添加し、分散せしめれば良い。
・厚み
封止接着剤の塗布厚みは1μm以上1mm以下であることが好ましい。これよりも薄いと封止接着剤を均一に塗れなくなり好ましくない。またこれよりも厚いと、水分が侵入する道筋が広くなり好ましくない。
<封止方法>
本発明においては、上記乾燥剤の入った封止接着剤をディスペンサー等により任意量塗布し、塗布後第2基板を重ねて、硬化させることにより機能素子を得ることができる。
<Drying agent>
The sealing adhesive may contain a desiccant. As the desiccant, barium oxide, calcium oxide, or strontium oxide is preferable.
The amount of the desiccant added to the sealing adhesive is preferably 0.01% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 0.05% by mass or more and 15% by mass or less. If the amount is less than this, the effect of adding the desiccant is diminished. On the other hand, when it is more than this, it becomes difficult to uniformly disperse the desiccant in the sealing adhesive, which is not preferable.
<Prescription of sealing adhesive>
-Polymer composition, density | concentration It does not specifically limit as a sealing adhesive agent, The said thing can be used. For example, XNR5516 manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd. can be cited as a photo-curable epoxy adhesive. What is necessary is just to add and disperse | distribute the said desiccant directly there.
-Thickness The coating thickness of the sealing adhesive is preferably 1 μm or more and 1 mm or less. If it is thinner than this, the sealing adhesive cannot be applied uniformly, which is not preferable. On the other hand, if it is thicker than this, the route through which moisture invades becomes wide, which is not preferable.
<Sealing method>
In the present invention, a functional element can be obtained by applying an arbitrary amount of the sealing adhesive containing the desiccant with a dispenser or the like, and stacking and curing the second substrate after application.

(駆動)
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2ボルト〜15ボルト)、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平2−148687号、同6−301355号、同5−29080号、同7−134558号、同8−234685号、同8−241047号の各公報、特許第2784615号、米国特許5828429号、同6023308号等の特許公報に記載の駆動方法を適用することができる。
(Drive)
The organic electroluminescence device of the present invention emits light by applying a direct current (which may include an alternating current component as necessary) voltage (usually 2 to 15 volts) or a direct current between the anode and the cathode. Can be obtained.
The driving method of the organic electroluminescent device of the present invention is described in JP-A-2-148687, JP-A-6-301355, JP-A-5-29080, JP-A-7-134558, JP-A-8-234658, and JP-A-8-2441047. The driving methods described in patent publications such as each publication, Japanese Patent No. 2784615, US Pat. Nos. 5,828,429 and 6023308 can be applied.

本発明の発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する(例えば微細な凹凸パターンを形成する)、基板・ITO層・有機層の屈折率を制御する、基板・ITO層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。   The light-emitting element of the present invention can improve the light extraction efficiency by various known devices. For example, by processing the substrate surface shape (for example, forming a fine concavo-convex pattern), controlling the refractive index of the substrate / ITO layer / organic layer, controlling the film thickness of the substrate / ITO layer / organic layer, etc. It is possible to improve light extraction efficiency and external quantum efficiency.

本発明の発光素子は、陽極側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式であっても良い。   The light-emitting element of the present invention may be a so-called top emission type in which light emission is extracted from the anode side.

本発明の有機EL素子は、発光効率を向上させるため、複数の発光層の間に電荷発生層が設けた構成をとることができる。
前記電荷発生層は、電界印加時に電荷(正孔及び電子)を発生する機能を有すると共に、発生した電荷を電荷発生層と隣接する層に注入させる機能を有する層である。
The organic EL device of the present invention can have a structure in which a charge generation layer is provided between a plurality of light emitting layers in order to improve luminous efficiency.
The charge generation layer is a layer having a function of generating charges (holes and electrons) when an electric field is applied and a function of injecting the generated charges into a layer adjacent to the charge generation layer.

前記電荷発生層を形成する材料は、上記の機能を有する材料であれば何でもよく、単一化合物で形成されていても、複数の化合物で形成されていてもよい。
具体的には、導電性を有するものであっても、ドープされた有機層のように半導電性を有するものであっても、また、電気絶縁性を有するものであってもよく、特開平11−329748号や、特開2003−272860号や、特開2004−39617号等の特許公報に記載の材料が挙げられる。
更に具体的には、ITO、IZO(インジウム亜鉛酸化物)などの透明導電材料、C60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等などの導電性有機物、Ca、Ag、Al、Mg:Ag合金、Al:Li合金、Mg:Li合金などの金属材料、正孔伝導性材料、電子伝導性材料、及びそれらを混合させたものを用いてもよい。
前記正孔伝導性材料は、例えば2−TNATA、NPDなどの正孔輸送有機材料にF4−TCNQ、TCNQ、FeClなどの電子求引性を有する酸化剤をドープさせたものや、P型導電性高分子、P型半導体などが挙げられ、前記電子伝導性材料は電子輸送有機材料に4.0eV未満の仕事関数を有する金属もしくは金属化合物をドープしたものや、N型導電性高分子、N型半導体が挙げられる。N型半導体としては、N型Si、N型CdS、N型ZnSなどが挙げられ、P型半導体としては、P型Si、P型CdTe、P型CuOなどが挙げられる。
また、前記電荷発生層として、Vなどの電気絶縁性材料を用いることもできる。
The material for forming the charge generation layer may be any material having the above functions, and may be formed of a single compound or a plurality of compounds.
Specifically, it may be a conductive material, a semiconductive material such as a doped organic layer, or an electrically insulating material. Examples thereof include materials described in patent publications such as 11-329748, JP-A No. 2003-272860, and JP-A No. 2004-39617.
More specifically, transparent conductive materials such as ITO and IZO (indium zinc oxide), fullerenes such as C60, conductive organic materials such as oligothiophene, metal phthalocyanines, metal-free phthalocyanines, metal porphyrins, metal-free Conductive organic materials such as porphyrins, metal materials such as Ca, Ag, Al, Mg: Ag alloy, Al: Li alloy, Mg: Li alloy, hole conductive material, electron conductive material, and a mixture thereof May be used.
The hole conductive material is, for example, a material in which a hole transporting organic material such as 2-TNATA or NPD is doped with an oxidant having an electron withdrawing property such as F4-TCNQ, TCNQ, or FeCl 3 , or a P-type conductive material. The electron conductive material includes an electron transporting organic material doped with a metal or a metal compound having a work function of less than 4.0 eV, an N type conductive polymer, N type Type semiconductors. Examples of the N-type semiconductor include N-type Si, N-type CdS, and N-type ZnS. Examples of the P-type semiconductor include P-type Si, P-type CdTe, and P-type CuO.
Further, an electrically insulating material such as V 2 O 5 can be used for the charge generation layer.

前記電荷発生層は、単層でも複数積層させたものでもよい。複数積層させた構造としては、透明伝導材料や金属材料などの導電性を有する材料と正孔伝導性材料、または、電子伝導性材料を積層させた構造、上記の正孔伝導性材料と電子伝導性材料を積層させた構造の層などが挙げられる。   The charge generation layer may be a single layer or a stack of a plurality of layers. A structure in which a plurality of layers are stacked includes a conductive material such as a transparent conductive material and a metal material and a hole conductive material, or a structure in which an electron conductive material is stacked, and the above hole conductive material and electron conductive And a layer having a structure in which a functional material is laminated.

前記電荷発生層は、一般に、可視光の透過率が50%以上になるよう、膜厚・材料を選択することが好ましい。また膜厚は、特に限定されるものではないが、0.5nm〜200nmが好ましく、1nm〜100nmがより好ましく、3nm〜50nmがさらに好ましく、5nm〜30nmが特に好ましい。
電荷発生層の形成方法は、特に限定されるものではなく、前述した有機化合物層の形成方法を用いることができる。
In general, it is preferable to select a film thickness and a material for the charge generation layer so that the visible light transmittance is 50% or more. The film thickness is not particularly limited, but is preferably 0.5 nm to 200 nm, more preferably 1 nm to 100 nm, still more preferably 3 nm to 50 nm, and particularly preferably 5 nm to 30 nm.
The method for forming the charge generation layer is not particularly limited, and the above-described method for forming the organic compound layer can be used.

電荷発生層は前記二層以上の発光層間に形成するが、電荷発生層の陽極側および陰極側には、隣接する層に電荷を注入する機能を有する材料を含んでいても良い。陽極側に隣接する層への電子の注入性を上げるため、例えば、BaO、SrO、LiO、LiCl、LiF、MgF、MgO、CaFなどの電子注入性化合物を電荷発生層の陽極側に積層させてもよい。
以上で挙げられた内容以外にも、特開2003−45676号公報、米国特許第6337492号、同第6107734号、同第6872472号等の特許公報に記載を元にして、電荷発生層の材料を選択することができる。
The charge generation layer is formed between the two or more light emitting layers. The charge generation layer may include a material having a function of injecting charges into adjacent layers on the anode side and the cathode side. In order to improve the electron injection property to the layer adjacent to the anode side, for example, an electron injection compound such as BaO, SrO, Li 2 O, LiCl, LiF, MgF 2 , MgO, and CaF 2 is added to the anode side of the charge generation layer. May be laminated.
In addition to the above-mentioned contents, the charge generation layer material can be selected based on the descriptions in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-45676, US Pat. Nos. 6,337,492, 6,107,734 and 6,872,472. You can choose.

本発明における有機EL素子は、共振器構造を有しても良い。例えば、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明または半透明電極、発光層、および金属電極を重ね合わせて有する。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
別の好ましい態様では、透明基板上に、透明または半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。
共振構造を形成するためには、2つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長の得るのに最適な値となるよう調整される。第一の態様の場合の計算式は特開平9−180883号公報に記載されている。第2の態様の場合の計算式は特開2004−127795号公報に記載されている。
The organic EL element in the present invention may have a resonator structure. For example, a multilayer mirror made of a plurality of laminated films having different refractive indexes, a transparent or translucent electrode, a light emitting layer, and a metal electrode are superimposed on a transparent substrate. The light generated in the light emitting layer resonates repeatedly with the multilayer mirror and the metal electrode as a reflection plate.
In another preferred embodiment, a transparent or translucent electrode and a metal electrode each function as a reflector on a transparent substrate, and light generated in the light emitting layer repeats reflection and resonates between them.
In order to form a resonant structure, the optical path length determined from the effective refractive index of the two reflectors and the refractive index and thickness of each layer between the reflectors is adjusted to an optimum value to obtain the desired resonant wavelength. Is done. The calculation formula in the case of the first embodiment is described in JP-A-9-180883. The calculation formula in the case of the second aspect is described in JP-A-2004-127795.

有機ELディスプレイをフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、2000年9月号、33頁〜37頁に記載されているように、色の3原色(青色(B)、緑色(G)、赤色(R))に対応する光をそれぞれ発光する有機EL素子を基板上に配置する3色発光法、白色発光用の有機EL素子による白色発光をカラーフィルターを通して3原色に分ける白色法、青色発光用の有機EL素子による青色発光を蛍光色素層を通して赤色(R)及び緑色(G)に変換する色変換法、などが知られている。
また、上記方法により得られる異なる発光色の有機EL素子を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色および黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、等である。
For example, as described in “Monthly Display”, September 2000, pages 33 to 37, a method for making an organic EL display of a full color type includes three primary colors (blue (B) and green). (G), red light (R)), a three-color light emitting method in which organic EL elements that emit light corresponding to red (R) are arranged on a substrate, and white light emitted by a white light emitting organic EL element into three primary colors through a color filter. And a color conversion method in which blue light emission by an organic EL element for blue light emission is converted into red (R) and green (G) through a fluorescent dye layer are known.
Moreover, the planar light source of a desired luminescent color can be obtained by using combining the organic EL element of the different luminescent color obtained by the said method. For example, a white light-emitting light source that combines blue and yellow light-emitting elements, a white light-emitting light source that combines blue, green, and red light-emitting elements.

4.有機EL表示装置の画素回路構成
図5は、本発明に用いられるTFT素子を用いたアクティブマトリクス型有機EL表示装置の画素回路の模式図である。本発明における表示装置の回路は、特に図5に示すものに限定されるものではなく、従来公知の回路をそのまま応用することができる。
(応用)
本発明の有機EL表示装置は、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、TVモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で幅広い分野で応用される。
4). Pixel Circuit Configuration of Organic EL Display Device FIG. 5 is a schematic diagram of a pixel circuit of an active matrix organic EL display device using a TFT element used in the present invention. The circuit of the display device in the present invention is not particularly limited to that shown in FIG. 5, and a conventionally known circuit can be applied as it is.
(application)
The organic EL display device of the present invention is applied in a wide range of fields including a mobile phone display, a personal digital assistant (PDA), a computer display, an automobile information display, a TV monitor, or general lighting.

以下に、本発明の有機EL表示装置について、実施例により説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the organic EL display device of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
1.有機EL表示装置の作製
1−1.有機EL表示装置1の作製
図1の構成の有機EL表示装置を作製した。
Example 1
1. 1. Production of organic EL display device 1-1. Production of Organic EL Display Device 1 An organic EL display device having the configuration shown in FIG. 1 was produced.

(有機EL素子部の作製)
1)下部電極の形成
ガラス基板(コーニング社製、品番NO.1737)の上に酸化インジウム錫(以後、ITOと略記)を150nmの厚さで蒸着し、陽極とした。
(Preparation of organic EL element part)
1) Formation of lower electrode Indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO) was vapor-deposited on a glass substrate (Corning, product number: No. 1737) to a thickness of 150 nm to form an anode.

2)有機層の形成
洗浄後、順次、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、および電子注入層を設けた。
2) Formation of organic layer After washing, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer were sequentially provided.

各層の構成は、下記の通りである。各層はいずれも抵抗加熱真空蒸着により設けた。
正孔注入層:4,4’,4’’−トリス(2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(2−TNATAと略記する)および2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(F4−TCNQと略記する)を2−TNATAに対して1質量%含有する層、厚み160nm。
正孔輸送層:N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(α−NPDと略記する)、厚み10nm。
発光層:1,3−bis(carbazol−9−yl)benzene(mCPと略記する)および白金錯体Pt−1をmCPに対して13質量%含有する層、厚み60nm。
正孔ブロック層:bis−(2−methyl−8−quinolinylphenolate)aluminum(BAlqと略記する)、厚み40nm。
電子輸送層:トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム(Alq3と略記する)、厚み10nm。
電子注入層:LiF、厚み1nm。
The configuration of each layer is as follows. Each layer was provided by resistance heating vacuum deposition.
Hole injection layer: 4,4 ′, 4 ″ -tris (2-naphthylphenylamino) triphenylamine (abbreviated as 2-TNATA) and 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8 , 8-tetracyanoquinodimethane (abbreviated as F4-TCNQ), containing 1% by mass with respect to 2-TNATA, thickness 160 nm.
Hole transport layer: N, N′-dinaphthyl-N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (abbreviated as α-NPD), thickness 10 nm.
Light-emitting layer: a layer containing 13% by mass of 1,3-bis (carbazol-9-yl) benzone (abbreviated as mCP) and platinum complex Pt-1 with respect to mCP, thickness 60 nm.
Hole blocking layer: bis- (2-methyl-8-quinolinylphenolate) aluminum (abbreviated as BAlq), thickness 40 nm.
Electron transport layer: Tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum (abbreviated as Alq3), thickness 10 nm.
Electron injection layer: LiF, thickness 1 nm.

3)上部電極
素子サイズが1mm×1mmとなるようにシャドウマスクによりパターニングしてAlを厚み100nmに蒸着し、陰極とした。
3) Upper electrode It patterned by the shadow mask so that element size might be set to 1 mm x 1 mm, and Al was vapor-deposited in thickness of 100 nm, and it was set as the cathode.

以下に実施例に用いた化合物の構造を示す。   The structures of the compounds used in the examples are shown below.

(導電性エッチング保護膜)
上部電極上に、導電性エッチング保護膜として150nmのSnO膜をRFマグネトロンスパッタにより成膜した。パターニングにはシャドウマスクを用いて行い、陰極Al上に0.5mm×0.5mmサイズの導電性エッチング保護膜を形成した。
(Conductive etching protective film)
A 150 nm SnO 2 film was formed on the upper electrode as a conductive etching protective film by RF magnetron sputtering. Patterning was performed using a shadow mask, and a 0.5 mm × 0.5 mm conductive etching protective film was formed on the cathode Al.

(保護絶縁膜)
保護絶縁膜として500nmのSiON膜をイオンプレーティング法により成膜した。
(コンタクトホールの形成)
保護絶縁膜上にレジストを塗布して、マスク露光することにより、コンタクトホールを形成する場所以外にレジストを形成した。
レジスト形成後、バッファード・フッ酸を用いて、保護絶縁膜をエッチングし、コンタクトホールを形成した。その後、レジストを除去した。
(Protective insulating film)
A 500 nm SiON film was formed as a protective insulating film by an ion plating method.
(Formation of contact holes)
A resist was applied on the protective insulating film, and mask exposure was performed to form a resist at a place other than the place where the contact hole was formed.
After forming the resist, the protective insulating film was etched using buffered hydrofluoric acid to form contact holes. Thereafter, the resist was removed.

(TFT部の作製)
1)ソース電極及びドレイン電極
ソース電極及びドレイン電極としてMoを40nmおよびITOを40nmの厚みにRFマグネトロンスパッタにて、蒸着した。尚、ソース電極およびドレイン電極のパターニングには、リフトオフ法を用いた。この際、チャネル長(L)=50μm、チャネル幅(W)=250μmとなるようにソース・ドレイン電極のギャップを形成した。尚、有機EL素子の上部電極(陰極)と接続されている導電性エッチング保護膜とドレイン電極とがコンタクトホールを介して電気的に接続される構成とした。
(Production of TFT part)
1) Source electrode and drain electrode As a source electrode and a drain electrode, Mo was deposited to a thickness of 40 nm and ITO to a thickness of 40 nm by RF magnetron sputtering. A lift-off method was used for patterning the source electrode and the drain electrode. At this time, the gap between the source and drain electrodes was formed so that the channel length (L) = 50 μm and the channel width (W) = 250 μm. The conductive etching protective film connected to the upper electrode (cathode) of the organic EL element and the drain electrode are electrically connected via a contact hole.

2)活性層
InGaZnOの組成を有する多結晶焼結体をターゲットとして、RFマグネトロンスパッタ真空蒸着法により、IGZOの厚み50nmの蒸着層を設けた。活性層の電気伝導度は5.7×10−3Scm−1であった。パターニングには、シャドウマスクを用いた。
2) Active layer Using a polycrystalline sintered body having a composition of InGaZnO 4 as a target, an IGZO deposited layer having a thickness of 50 nm was provided by RF magnetron sputtering vacuum deposition. The electric conductivity of the active layer was 5.7 × 10 −3 Scm −1 . A shadow mask was used for patterning.

3)ゲート絶縁膜
SiOをRFマグネトロンスパッタ真空蒸着法にて200nm形成し、ゲート絶縁膜を設けた。パターニングには、シャドウマスクを用いた。
4)ゲート電極
Moの厚み100nmの蒸着層を形成した。パターニングには、フォトリソエッチング法を用いた。
3) Gate insulating film SiO 2 was formed to 200 nm by RF magnetron sputtering vacuum deposition, and a gate insulating film was provided. A shadow mask was used for patterning.
4) Gate electrode A deposited layer of Mo having a thickness of 100 nm was formed. Photolithographic etching was used for patterning.

1−2.比較の有機EL表示装置Aの作製
有機EL表示装置1において、導電性エッチング保護膜を除いて、その他は同様にして比較の有機EL表示装置Aを作製した。
1-2. Production of Comparative Organic EL Display Device A A comparative organic EL display device A was produced in the same manner as in the organic EL display device 1 except for the conductive etching protective film.

1−3.有機EL表示装置Bの作製
実施例1の有機EL表示装置1において、TFTの活性層を有機半導体であるペンタセンに変更し、厚み50nmに蒸着した。それ以外は有機EL表示装置1と同様にして、有機EL表示装置Bを作製した。
1-3. Production of Organic EL Display Device B In the organic EL display device 1 of Example 1, the active layer of the TFT was changed to pentacene, which is an organic semiconductor, and evaporated to a thickness of 50 nm. Other than that was carried out similarly to the organic EL display apparatus 1, and produced the organic EL display apparatus B. FIG.

2.性能評価
得られた有機EL表示装置1および比較の有機EL表示装置Aに、有機EL素子部に1.0mA/cmの電流が流れるように駆動TFTのゲート電圧、ソース・ドレイン電圧を調節した結果、有機EL表示装置1および比較の有機EL表示装置Aは良好な青色発光を示し、有機EL表示装置1では、160cd/mの発光輝度が得られたが、比較の有機EL表示装置Aでは、85cd/mの発光輝度しか得られなかった。有機EL表示装置Bでは、150cd/mと有機EL表示装置1と同等の発光輝度が得られた。
2. Performance Evaluation In the obtained organic EL display device 1 and the comparative organic EL display device A, the gate voltage and source / drain voltage of the driving TFT were adjusted so that a current of 1.0 mA / cm 2 would flow in the organic EL element portion. As a result, the organic EL display device 1 and the comparative organic EL display device A exhibited good blue light emission. In the organic EL display device 1, an emission luminance of 160 cd / m 2 was obtained, but the comparative organic EL display device A Then, only an emission luminance of 85 cd / m 2 was obtained. In the organic EL display device B, a light emission luminance of 150 cd / m 2 and equivalent to that of the organic EL display device 1 was obtained.

実施例2
1.有機EL表示装置2の作製
実施例1の有機EL表示装置1において、活性層を下記の活性層と抵抗層の2層構成に変更した。ソース電極およびドレイン電極に近い層を抵抗層、ゲート絶縁膜に近い層を活性層とした。その他は実施例1の有機EL表示装置1と同様にして本発明の有機EL表示装置2を作製した。
抵抗層:RFマグネトロンスパッタ真空蒸着法により、IGZOを厚み40nmに蒸着した。Ar流量およびO流量を調整して、電気伝導度は1.0×10−4Scm−1であった。
活性層:RFマグネトロンスパッタ真空蒸着法により、IGZOを10nmに蒸着した。Ar流量およびO流量を調整して、電気伝導度が2.6×10−1Scm−1であった。
Example 2
1. Production of Organic EL Display Device 2 In the organic EL display device 1 of Example 1, the active layer was changed to the following two-layer configuration of an active layer and a resistance layer. A layer near the source electrode and the drain electrode was a resistance layer, and a layer near the gate insulating film was an active layer. Otherwise, the organic EL display device 2 of the present invention was produced in the same manner as the organic EL display device 1 of Example 1.
Resistance layer: IGZO was deposited to a thickness of 40 nm by RF magnetron sputtering vacuum deposition. The electric conductivity was 1.0 × 10 −4 Scm −1 by adjusting the Ar flow rate and the O 2 flow rate.
Active layer: IGZO was deposited to 10 nm by RF magnetron sputtering vacuum deposition. The electric conductivity was 2.6 × 10 −1 Scm −1 by adjusting the Ar flow rate and the O 2 flow rate.

2.性能評価
実施例1と同様に、有機EL素子部に1.0mA/cmの電流が流れるように駆動TFTのゲート電圧、ソース・ドレイン電圧を調整した場合、有機EL表示装置2は、有機EL表示装置1と同様に160cd/mの発光輝度を得た。駆動TFTのゲート電極に14V、有機EL素子の陽極に20V印加した時の、発光輝度は、230cd/mであり、有機EL表示装置1の175cd/mよりも予想外に高い輝度を示した。
2. Performance Evaluation As in Example 1, when the gate voltage and source / drain voltage of the driving TFT are adjusted so that a current of 1.0 mA / cm 2 flows in the organic EL element part, the organic EL display device 2 As with the display device 1, an emission luminance of 160 cd / m 2 was obtained. 14V to the gate electrode of the driving TFT, when the 20V applied to the anode of the organic EL element, emission luminance is 230cd / m 2, shows a brightness unexpectedly high than 175cd / m 2 of the organic EL display device 1 It was.

実施例3
1.有機EL表示装置3の作製
実施例2の有機EL表示装置2において、ガラス基板を両面にバリア層としてSiONを厚み40nm有するPEN基板に変更し、その他は有機EL表示装置2と同様にして本発明の有機EL表示装置3を作製した。
Example 3
1. Production of Organic EL Display Device 3 In the organic EL display device 2 of Example 2, the glass substrate is changed to a PEN substrate having a SiON thickness of 40 nm on both sides as a barrier layer, and the others are the same as the organic EL display device 2 in the present invention. The organic EL display device 3 was produced.

2.性能評価
有機EL素子部に1.0mA/cmの電流が流れるように駆動TFTのゲート電圧、ソース・ドレイン電圧を調整した場合、有機EL表示装置3は、150cd/mの発光輝度を得た。また、駆動TFTのゲート電極に14V、有機EL素子の陽極に20V印加した時の、発光輝度は、210cd/mであり、フレキシブル基板上でも有機EL表示装置2と同様な発光輝度を得た。
2. Performance Evaluation When the gate voltage and source / drain voltage of the driving TFT are adjusted so that a current of 1.0 mA / cm 2 flows in the organic EL element part, the organic EL display device 3 obtains an emission luminance of 150 cd / m 2. It was. In addition, when 14V was applied to the gate electrode of the driving TFT and 20V was applied to the anode of the organic EL element, the emission luminance was 210 cd / m 2 , and the same emission luminance as that of the organic EL display device 2 was obtained even on the flexible substrate. .

実施例4
1.有機EL表示装置4〜6の作製
実施例1〜3における有機EL表示装置1〜3において、導電性エッチング保護膜を以下に変更し、それぞれ有機EL表示装置4〜6を作製した。
(導電性エッチング保護膜)
導電性エッチング保護膜として150nmのITO膜をイオンプレーティング法により成膜した。パターニングにはシャドウマスクを用いて行い、陰極Al上に0.5mm×0.5mmサイズの導電性エッチング保護膜を形成した。
Example 4
1. Production of Organic EL Display Devices 4 to 6 In the organic EL display devices 1 to 3 in Examples 1 to 3, the conductive etching protective film was changed to the following to produce organic EL display devices 4 to 6, respectively.
(Conductive etching protective film)
An ITO film with a thickness of 150 nm was formed by an ion plating method as a conductive etching protective film. Patterning was performed using a shadow mask, and a 0.5 mm × 0.5 mm conductive etching protective film was formed on the cathode Al.

2.性能評価
有機EL素子部に1.0mA/cmの電流が流れるように駆動TFTのゲート電圧、ソース・ドレイン電圧を調整した場合、有機EL表示装置4および有機EL表示装置5は、共に150cd/mの発光輝度を得た。また、有機EL表示装置6においても、130cd/mの発光輝度を得た。これらは、比較例の有機EL表示装置Aよりも高い輝度を示した。
2. Performance Evaluation When the gate voltage and source / drain voltage of the driving TFT are adjusted so that a current of 1.0 mA / cm 2 flows in the organic EL element part, both the organic EL display device 4 and the organic EL display device 5 are 150 cd / An emission luminance of m 2 was obtained. In addition, in the organic EL display device 6, a light emission luminance of 130 cd / m 2 was obtained. These showed higher luminance than the organic EL display device A of the comparative example.

本発明の有機EL表示装置の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the organic electroluminescent display apparatus of this invention. 比較の有機EL表示装置の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a comparative organic electroluminescence display. 本発明に用いられるTFTの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of TFT used for this invention. 本発明に用いられる別の態様のTFTの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of TFT of another aspect used for this invention. 本発明の有機EL表示装置の画素回路の模式図である。It is a schematic diagram of the pixel circuit of the organic EL display device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,11,100,110:基板
6,16:絶縁層
2,12,102,112:ゲート電極
3,13,103,113:ゲート絶縁膜
4,104,114:活性層
4−2,4−12:抵抗層
4−1,4−11:活性層
5−1,5−11,105a,115a:ソース電極
5−2,5−12,105b,115b:ドレイン電極
30,40:下部電極
32,42:有機層
34,44:上部電極
106,116:保護絶縁膜
36,46:絶縁膜
108,118:コンタクトホール
109:導電性エッチング保護膜
1, 11, 100, 110: Substrate 6, 16: Insulating layers 2, 12, 102, 112: Gate electrodes 3, 13, 103, 113: Gate insulating films 4, 104, 114: Active layers 4-2, 4- 12: resistance layers 4-1, 4-11: active layers 5-1, 5-11, 105a, 115a: source electrodes 5-2, 5-12, 105b, 115b: drain electrodes 30, 40: lower electrode 32, 42: Organic layer 34, 44: Upper electrode 106, 116: Protective insulating film 36, 46: Insulating film 108, 118: Contact hole 109: Conductive etching protective film

Claims (28)

基板上に少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極が順次形成された有機EL素子、及びソース電極、ドレイン電極、及び活性層を含み、前記有機EL素子上に形成された前記有機EL素子を駆動する薄膜電界効果型トランジスタを有する有機EL表示装置であって、前記上部電極と前記薄膜電界効果型トランジスタの間に前記上部電極と電気的に接している導電性エッチング保護膜を有し、前記導電性エッチング保護膜と前記薄膜電界効果型トランジスタとの間に保護絶縁膜を有し、前記保護絶縁膜に設けられたコンタクトホールを通して前記薄膜電界効果型トランジスタのソースまたはドレイン電極と前記導電性エッチング保護膜が電気的に接続しており、前記導電性エッチング保護膜は、前記コンタクトホール部を含む前記上部電極表面の一部の上に形成されることを特徴とする有機EL表示装置。 At least a lower electrode on a substrate, an organic layer including at least a light emitting layer, and an organic EL element and an upper electrode are sequentially formed,及Beauty source electrode, the drain electrode, and includes an active layer, it is formed before SL on the organic EL device An organic EL display device having a thin film field effect transistor for driving the organic EL element, the conductive etching protection being in electrical contact with the upper electrode between the upper electrode and the thin film field effect transistor A source or drain of the thin-film field-effect transistor through a contact hole provided in the protective insulating film, having a protective insulating film between the conductive etching protective film and the thin-film field-effect transistor the conductive etching protective film and the electrode are electrically connected, the conductive etching protective film, the contact holes The organic EL display device comprising that you are formed on a portion of the upper electrode surfaces, including parts. 前記コンタクトホールはエッチング材によるエッチングにより形成されたものであり、前記エッチング材による前記上部電極のエッチング速度に対して、前記導電性エッチング保護膜のエッチング速度が遅いことを特徴とする請求項1に記載の有機EL表示装置。   The contact hole is formed by etching with an etching material, and the etching rate of the conductive etching protective film is slower than the etching rate of the upper electrode by the etching material. The organic EL display device described. 前記コンタクトホールはエッチング材によるエッチングにより形成されたものであり、前記エッチング材による前記保護絶縁膜のエッチング速度に対して、前記導電性エッチング保護膜のエッチング速度が遅いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機EL表示装置。   2. The contact hole is formed by etching with an etching material, and the etching rate of the conductive etching protective film is slower than the etching rate of the protective insulating film with the etching material. Alternatively, the organic EL display device according to claim 2. 前記上部電極が抵抗加熱蒸着法により形成され、前記導電性エッチング保護膜はスパッタ法、イオンプレーティング法、もしくはChemical Vapor Deposition法(CVD法)により形成されたものであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The upper electrode is formed by a resistance heating vapor deposition method, and the conductive etching protective film is formed by a sputtering method, an ion plating method, or a Chemical Vapor Deposition method (CVD method). The organic EL display device according to any one of claims 1 to 3. 前記薄膜電界効果型トランジスタの活性層が、半導体材料として酸化物半導体、有機半導体、もしくはカーボンナノチューブを含有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display according to any one of claims 1 to 4, wherein the active layer of the thin film field effect transistor contains an oxide semiconductor, an organic semiconductor, or a carbon nanotube as a semiconductor material. apparatus. 前記薄膜電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体を含むことを特徴とする請求項5に記載に有機EL表示装置。   6. The organic EL display device according to claim 5, wherein the active layer of the thin film field effect transistor includes an oxide semiconductor. 前記酸化物半導体がアモルファス酸化物半導体であることを特徴とする請求項6に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 6, wherein the oxide semiconductor is an amorphous oxide semiconductor. 前記下部電極が光透過性電極であることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 1, wherein the lower electrode is a light transmissive electrode. 前記上部電極が光反射性電極であることを特徴とする請求項8に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 8, wherein the upper electrode is a light reflective electrode. 前記下部電極が陽極、前記上部電極が陰極であることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to any one of claims 1 to 9, wherein the lower electrode is an anode, and the upper electrode is a cathode. 前記薄膜電界効果型トランジスタの極性がN型であることを特徴とする請求項10に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 10, wherein the thin film field effect transistor has an N-type polarity. 前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に抵抗層が電気的に接続して配されていることを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   12. The resistance layer according to claim 1, wherein a resistance layer is electrically connected between the active layer and at least one of the source electrode and the drain electrode. Organic EL display device. 前記抵抗層と前記活性層を層状に有し、前記活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、前記抵抗層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と接していることを特徴とする請求項12に記載の有機EL表示装置。   13. The resistance layer and the active layer are formed in layers, the active layer is in contact with the gate insulating film, and the resistance layer is in contact with at least one of the source electrode and the drain electrode. The organic EL display device described in 1. 前記抵抗層の膜厚が前記活性層の膜厚より厚いことを特徴とする請求項13に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 13, wherein the thickness of the resistance layer is larger than the thickness of the active layer. 前記抵抗層と前記活性層の間の電気伝導度が連続的に変化していることを特徴とする請求項12〜請求項14のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   15. The organic EL display device according to claim 12, wherein electrical conductivity between the resistance layer and the active layer continuously changes. 前記活性層と前記抵抗層が酸化物半導体を含むことを特徴とする請求項12〜請求項15のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 12, wherein the active layer and the resistance layer include an oxide semiconductor. 前記酸化物半導体がIn、GaおよびZnからなる群より選ばれる少なくとも1種若しくはこれらの複合酸化物を含むことを特徴とする請求項16に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 16, wherein the oxide semiconductor includes at least one selected from the group consisting of In, Ga, and Zn, or a composite oxide thereof. 前記酸化物半導体がInおよびZnを含有し、前記抵抗層のZnとInの組成比(Inに対するZnの比率Zn/Inで表す)が前記活性層の組成比Zn/Inより大きいことを特徴とする請求項17に記載の有機EL表示装置。   The oxide semiconductor contains In and Zn, and the composition ratio of Zn and In of the resistance layer (the ratio of Zn to In, Zn / In) is larger than the composition ratio Zn / In of the active layer, The organic EL display device according to claim 17. 前記活性層の酸素濃度が前記抵抗層の酸素濃度より低いことを特徴とする請求項16〜請求項18のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 16, wherein an oxygen concentration of the active layer is lower than an oxygen concentration of the resistance layer. 前記活性層の電気伝導度が10−4Scm−1以上102Scm−1未満であることを特徴とする請求項12〜請求項19のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   20. The organic EL display device according to claim 12, wherein the active layer has an electric conductivity of 10 −4 Scm −1 or more and less than 102 Scm −1. 前記活性層の電気伝導度が10−1Scm−1以上102Scm−1未満であることを特徴とする請求項20に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 20, wherein the electric conductivity of the active layer is 10-1 Scm-1 or more and less than 102 Scm-1. 前記抵抗層の電気伝導度に対する前記活性層の電気伝導度の比率(活性層の電気伝導度/抵抗層の電気伝導度)が、101以上1010以下であることを特徴とする請求項12〜請求項21のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The ratio of the electrical conductivity of the active layer to the electrical conductivity of the resistive layer (the electrical conductivity of the active layer / the electrical conductivity of the resistive layer) is 101 or more and 1010 or less. Item 22. The organic EL display device according to any one of items 21. 前記抵抗層の電気伝導度に対する前記活性層の電気伝導度の比率(活性層の電気伝導度/抵抗層の電気伝導度)が、102以上108以下であることを特徴とする請求項22に記載の有機EL表示装置。   23. The ratio of the electrical conductivity of the active layer to the electrical conductivity of the resistive layer (the electrical conductivity of the active layer / the electrical conductivity of the resistive layer) is 102 or more and 108 or less. Organic EL display device. 前記基板が可撓性樹脂基板であることを特徴とする請求項1〜請求項23のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to any one of claims 1 to 23, wherein the substrate is a flexible resin substrate. 請求項1〜請求項24のいずれか1項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、少なくとも、基板上に少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極を順次形成する有機EL素子部の形成工程、前記上部電極と電気的に接している導電性エッチング保護膜を形成する工程、前記導電性エッチング保護膜の上に保護絶縁膜を形成する工程、エッチング材を作用させ前記保護絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程、及び前記保護絶縁膜の上に薄膜電界効果型トランジスタを形成する工程を有する有機EL表示装置の製造方法であって、薄膜電界効果型トランジスタのソースまたはドレイン電極と前記導電性エッチング保護膜が前記コンタクトホールを通して電気的に接続しており、前記導電性エッチング保護膜は、前記コンタクトホール部を含む前記上部電極表面の一部の上に形成されることを特徴とすることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。 25. The method of manufacturing an organic EL display device according to claim 1, wherein at least a lower electrode, at least an organic layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode are sequentially formed on a substrate. A step of forming an organic EL element portion, a step of forming a conductive etching protective film in electrical contact with the upper electrode, a step of forming a protective insulating film on the conductive etching protective film, and an etching material A method for manufacturing an organic EL display device, comprising: forming a contact hole in the protective insulating film; and forming a thin film field effect transistor on the protective insulating film, wherein the source of the thin film field effect transistor or the conductive etching protective film and the drain electrode are electrically connected through the contact hole, the conductive etching protective film A method of manufacturing an organic EL display device which is characterized in that characterized that you are formed on a portion of the upper electrode surface including the contact hole portion. 前記エッチング材による前記上部電極のエッチング速度に対して、前記導電性エッチング保護膜のエッチング速度が遅いことを特徴とする請求項25に記載の有機EL表示装置の製造方法。   26. The method of manufacturing an organic EL display device according to claim 25, wherein an etching rate of the conductive etching protective film is slower than an etching rate of the upper electrode by the etching material. 前記エッチング材による前記保護絶縁膜のエッチング速度に対して、前記導電性エッチング保護膜のエッチング速度が遅いことを特徴とする請求項25または請求項26に記載の有機EL表示装置の製造方法。   27. The method of manufacturing an organic EL display device according to claim 25, wherein an etching rate of the conductive etching protective film is slower than an etching rate of the protective insulating film by the etching material. 前記上部電極を抵抗加熱蒸着法により形成し、前記導電性エッチング保護膜をスパッタ法、イオンプレーティング法、もしくはChemical Vapor Deposition法(CVD)法により形成することを特徴とする請求項25〜請求項27のいずれか1項に記載の有機EL表示装置の製造方法。   The upper electrode is formed by a resistance heating vapor deposition method, and the conductive etching protection film is formed by a sputtering method, an ion plating method, or a chemical vapor deposition method (CVD) method. 27. A method for producing an organic EL display device according to any one of 27.
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