JP6879568B2 - 有機電界発光素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本開示は、有機電界発光素子およびその製造方法に関する。
有機電界発光素子において、アノード電極上にパーティクル（異物）や突起物が存在した場合、アノード電極とカソード電極との間で発生する短絡を防止するために、発光層とカソード電極との間に、金属酸化物等で構成された抵抗層が設けられる（例えば、特許文献１参照）。
しかし、製造過程において抵抗層の抵抗が低下し、アノード電極とカソード電極との間で発生する短絡を防止する機能が低下してしまう場合がある。従って、アノード電極とカソード電極との短絡を防止する機能を維持することの可能な有機電界発光素子およびその製造方法を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態の有機電界発光素子は、第１電極、発光層、抵抗層および第２電極をこの順に備えている。抵抗層は、１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の比抵抗を有し、かつ、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成されている。混合材料の組成比は、図２の斜線で示された範囲内となっている。
本開示の一実施の形態の有機電界発光素子では、発光層と第２電極との間に設けられた抵抗層が、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、混合材料の組成比が図２の斜線で示された範囲内となっている。これにより、製造過程において、第２電極上に、水素原子を含むガスを用いて保護層を形成した場合であっても、抵抗層の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の値とすることが可能となる。
本開示の一実施の形態の有機電界発光素子の製造方法は、以下のステップを含む。
（１）第１電極と、発光層と、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、混合材料の組成比が図２の斜線で示された範囲内となっている抵抗層と、第２電極とをこの順に形成した後、水素原子を含むガスを用いて保護層を形成することにより、抵抗層の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内とするステップ
（１）第１電極と、発光層と、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、混合材料の組成比が図２の斜線で示された範囲内となっている抵抗層と、第２電極とをこの順に形成した後、水素原子を含むガスを用いて保護層を形成することにより、抵抗層の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内とするステップ
本開示の一実施の形態の有機電界発光素子の製造方法では、発光層と第２電極との間に、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、混合材料の組成比が図２の斜線で示された範囲内となっている抵抗層が形成される。これにより、第２電極上に、水素原子を含むガスを用いて保護層を形成した場合であっても、抵抗層の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の値とすることが可能となる。
本開示の一実施の形態の有機電界発光素子およびその製造方法によれば、第２電極上に、水素原子を含むガスを用いて保護層を形成した場合であっても、抵抗層の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の値とすることができるようにしたので、アノード電極とカソード電極との短絡を防止する機能を維持することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（有機電界発光素子）
発光層とカソード電極との間に抵抗層を設けた例
２．第２の実施の形態（有機電界発光装置）
抵抗層を備えた有機電界発光素子を画素ごとに設けた例
３．適用例（電子機器）
１．第１の実施の形態（有機電界発光素子）
発光層とカソード電極との間に抵抗層を設けた例
２．第２の実施の形態（有機電界発光装置）
抵抗層を備えた有機電界発光素子を画素ごとに設けた例
３．適用例（電子機器）
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る有機電界発光素子１の断面構成の一例を表したものである。有機電界発光素子１は、例えば、基板１０上に設けられたものである。有機電界発光素子１は、例えば、発光層１４と、発光層１４を挟み込むように配置された、アノード電極１１およびカソード電極１８を備えている。アノード電極１１は、本開示の「第１電極」の一具体例に相当する。カソード電極１８は、本開示の「第２電極」の一具体例に相当する。有機電界発光素子１は、例えば、さらに、アノード電極１１と、発光層１４との間に、正孔注入層１２および正孔輸送層１３をアノード電極１１側からこの順に備えている。有機電界発光素子１は、例えば、さらに、発光層１４と、カソード電極１８との間に、電子輸送層１５、電子注入層１６および抵抗層１７を発光層１４側からこの順に備えている。なお、正孔注入層１２および正孔輸送層１３のうち少なくとも一方が省略されていてもよい。電子輸送層１５および電子注入層１６のうち少なくとも一方が省略されていてもよい。抵抗層１７は、発光層１４とカソード電極１８との間に設けられていればよく、例えば、発光層１４と電子輸送層１５との間、または、電子輸送層１５と電子注入層１６との間に設けられていてもよい。
[構成]
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る有機電界発光素子１の断面構成の一例を表したものである。有機電界発光素子１は、例えば、基板１０上に設けられたものである。有機電界発光素子１は、例えば、発光層１４と、発光層１４を挟み込むように配置された、アノード電極１１およびカソード電極１８を備えている。アノード電極１１は、本開示の「第１電極」の一具体例に相当する。カソード電極１８は、本開示の「第２電極」の一具体例に相当する。有機電界発光素子１は、例えば、さらに、アノード電極１１と、発光層１４との間に、正孔注入層１２および正孔輸送層１３をアノード電極１１側からこの順に備えている。有機電界発光素子１は、例えば、さらに、発光層１４と、カソード電極１８との間に、電子輸送層１５、電子注入層１６および抵抗層１７を発光層１４側からこの順に備えている。なお、正孔注入層１２および正孔輸送層１３のうち少なくとも一方が省略されていてもよい。電子輸送層１５および電子注入層１６のうち少なくとも一方が省略されていてもよい。抵抗層１７は、発光層１４とカソード電極１８との間に設けられていればよく、例えば、発光層１４と電子輸送層１５との間、または、電子輸送層１５と電子注入層１６との間に設けられていてもよい。
有機電界発光素子１は、例えば、さらに、カソード電極１８上に、保護層１９を備えている。有機電界発光素子１は、例えば、アノード電極１１、正孔注入層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５、電子注入層１６、抵抗層１７、カソード電極１８および保護層１９を基板１０側からこの順に含んで構成された素子構造となっている。有機電界発光素子１において、さらに他の機能層が含まれていてもよい。
基板１０は、例えば、透明基板等の光透過性を有する透光基板であり、例えば、ガラス材からなるガラス基板である。なお、基板１０は、ガラス基板に限るものではなく、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の透光性樹脂材料からなる透光性樹脂基板や、有機ＥＬ表示装置のバックプレーンであるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板であってもよい。
アノード電極１１は、例えば、基板１０の上に形成されている。アノード電極１１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムもしくは銀の合金等、または、反射性を有する反射電極である。なお、アノード電極１１は、反射電極に限るものではなく、例えば、透光性を有する透明電極であってもよい。透明電極の材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）又はＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電性材料が挙げられる。アノード電極１１は、反射電極と透明電極とが積層されたものであってもよい。
正孔注入層１２は、正孔注入効率を高めるための層である。正孔注入層１２は、アノード電極１１から注入された正孔を発光層１４へ注入する機能を有する。正孔注入層１２は、例えば、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、イリジウム（Ｉｒ）などの酸化物、あるいは、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）などの導電性ポリマー材料によって構成されている。正孔注入層１２は、単層で構成されていてもよいし、複数の層が積層された構造となっていてもよい。
正孔輸送層１３は、アノード電極１１から注入された正孔を発光層１４へ輸送する機能を有する。正孔輸送層１３は、例えば、アノード電極１１から注入された正孔を発光層１４へ輸送する機能を有する材料（正孔輸送性材料）によって構成されている。上記の正孔輸送性材料としては、例えば、アリールアミン誘導体、トリアゾール誘導体、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、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、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、ブタジエン化合物、ポリスチレン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体等、または、これらの組み合わせからなる材料が挙げられる。
発光層１４は、アノード電極１１から注入された正孔と、カソード電極１８から注入された電子とが、発光層１４内で再結合することで励起子が生成されて発光する層である。発光層１４は、例えば、有機発光材料によって構成されている。
発光層１４の原料（材料）である有機発光材料は、例えば、ホスト材料とドーパント材料とが組み合わされた材料である。発光層１４の原料（材料）である有機発光材料は、ドーパント材料単独であってもよい。ホスト材料は、主に電子又は正孔の電荷輸送の機能を担っており、ドーパント材料は、発光の機能を担っている。ホスト材料およびドーパント材料は１種類のみに限られるものではなく、２種類以上の組み合わせであってもよい。
発光層１４のホスト材料としては、例えば、アミン化合物、縮合多環芳香族化合物、ヘテロ環化合物が用いられる。アミン化合物としては、例えば、モノアミン誘導体、ジアミン誘導体、トリアミン誘導体、テトラアミン誘導体が用いられる。縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン誘導体、ナフタレン誘導体、ナフタセン誘導体、フェナントレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、トリフェニレン誘導体、ペンタセン誘導体、または、ペリレン誘導体等が挙げられる。ヘテロ環化合物としては、例えば、カルバゾール誘導体、フラン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾール誘導体、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、ピロール誘導体、インドール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、または、フタロシアニン誘導体等が挙げられる。
また、発光層１４のドーパント材料としては、例えば、ピレン誘導体、フルオランテン誘導体、アリールアセチレン誘導体、フルオレン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アントラセン誘導体、または、クリセン誘導体が用いられる。また、発光層１４の蛍光ドーパント材料としては、金属錯体が用いられてもよい。金属錯体としては、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、オスミウム（Ｏｓ）、金（Ａｕ）、レニウム（Ｒｅ）、もしくは、ルテニウム（Ｒｕ）等の金属原子と配位子とを有するものが挙げられる。
電子輸送層１５は、カソード電極１８から注入された電子を発光層１４へ輸送する機能を有する。電子輸送層１５は、例えば、カソード電極１８から注入された電子を発光層１４へ輸送する機能を有する材料（電子輸送性材料）を含んで構成されている。電子輸送層１５は、例えば、蒸着膜またはスパッタ膜で構成されている。電子輸送層１５は、発光層１４からカソード電極１８への電荷（本実施の形態では正孔）の突き抜けを抑制する電荷ブロック機能や、発光層１４の励起状態の消光を抑制する機能等を有していることが好ましい。
上記の電子輸送性材料は、例えば、分子内にヘテロ原子を１個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物である。芳香族ヘテロ環化合物としては、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ベンズイミダゾール環、フェナントロリン環、キナゾリン環等を骨格に含む化合物が挙げられる。上記の電子輸送性材料には、電子輸送性を有する金属がドープされている場合がある。この場合、電子輸送層１５は、ドープ金属を含む有機電子輸送層である。電子輸送性を有する金属が電子輸送層１５に含まれていることで、電子輸送層１５の電子輸送性を向上できる。電子輸送層１５に含まれるドープ金属としては、例えば、Ｙｂ（イッテルビウム）などの遷移金属が挙げられる。
電子注入層１６は、カソード電極１８から注入された電子を電子輸送層１５、発光層１４へ注入する機能を有する。電子注入層１６は、例えば、カソード電極１８から電子輸送層１５、発光層１４への電子の注入を促進させる機能を有する材料（電子注入性材料）によって構成されている。上記の電子注入性材料は、例えば、電子注入性を有する有機材料に、電子注入性を有する金属がドープされたものであってもよい。電子注入層１６に含まれるドープ金属は、例えば、電子輸送層１５に含まれるドープ金属と同じ金属である。
カソード電極１８は、例えば、ＩＴＯ膜等の透明電極である。なお、カソード電極１８は、透明電極に限るものではなく、光反射性を有する反射電極であってもよい。反射電極の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が用いられる。本実施の形態において、基板１０及びアノード電極１１が反射性を有し、カソード電極１８が透光性を有している場合には、有機電界発光素子１は、カソード電極１８側から光が放出するトップエミッション構造となっている。なお、本実施の形態において、基板１０及びアノード電極１１が透光性を有し、カソード電極１８が反射性を有している場合には、有機電界発光素子１は、基板１０側から光が放出するボトムエミッション構造となっている。
保護層１９は、カソード電極１８の上に形成されている。保護層１９は、例えば、カソード電極１８の上面に接して形成されている。保護層１９は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮまたはＳｉＯによって構成されている。保護層１９は、例えば、シラン、アンモニアもしくはジシランなどの、水素原子を含むガスを用いたＣＶＤ（chemical vapor deposition）によって形成されている。
次に、抵抗層１７について説明する。アノード電極１１上にパーティクル（異物）や突起物が存在した場合、アノード電極１１とカソード電極１８との間で短絡が生じることがある。抵抗層１７は、そのような短絡を防止するために設けられている。そのため、抵抗層１７の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下となっている。抵抗層１７は、１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の比抵抗を有している。抵抗層１７は、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成されている。抵抗層１７において、混合材料の組成比が図２中の斜線で示された範囲内となっている。
図２は、抵抗層１７の組成について説明するための図である。図２には、抵抗層１７の材料として用いられ得る３種類の材料（ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2）のモル比が記載されている。具体的には、ＺｎＯのモル比が三角形の左側の辺に沿って記載されており、ＳｉＯ2のモル比が三角形の右側の辺に沿って記載されており、Ｇａ2Ｏ3のモル比が三角形の底辺に沿って記載されている。図２には、３種類の材料（ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2）のうち少なくとも２種類の混合材料からなる抵抗層１７の比抵抗について、保護層１９を形成した後（つまり、ＣＶＤ実施後）の計測値が示されている。図２の斜線は、抵抗層１７の比抵抗が１×１０4Ω・ｃｍ以上、５×１０6Ωｃｍ以下となる領域を示している。図２の斜線の領域において採り得るＺｎＯのモル比は、５ｍｏｌ％以上８５ｍｏｌ％以下の範囲内の値である。図２の斜線の領域において採り得るＧａ2Ｏ3のモル比は、０ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下の範囲内の値である。図２の斜線の領域において採り得るＳｉＯ2のモル比は、１２ｍｏｌ％以上２８ｍｏｌ％以下の範囲内の値である。
図３は、図２の測定点ごとの、ＣＶＤ前およびＣＶＤ後の比抵抗の測定値を表す図である。ここで、「ＣＶＤ前」とは、抵抗層１７を形成した後、保護層１９を形成する前であることを指している。「ＣＶＤ後」とは、抵抗層１７上に保護層１９を形成した後であることを指している。図３には、実施例として５種類の混合材料での結果が示されており、さらに、比較例として１４種類の混合材料での結果が示されている。図３からは、抵抗層１７上に保護層１９を形成することにより（つまり、抵抗層１７形成後にＣＶＤを実施することにより）、抵抗層１７の比抵抗が低下することがわかる。これは、ＣＶＤを用いて保護層１９を形成する際に発生するＨ2プラズマの影響を受けて、抵抗層１７の比抵抗が低下してしまうためである。抵抗層１７の比抵抗が所望の範囲（１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲）を下回った場合、抵抗層１７による短絡防止機能が効果的に作用し難くなる。また、抵抗層１７の比抵抗が所望の範囲（１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲）を上回っている場合には、抵抗層１７による短絡防止機能は効果的に作用するものの、抵抗層１７の抵抗値の高さに起因して、有機電界発光素子１の駆動電圧が高くなってしまう。例えば、図４に示したように、図２、図３の比較例ｂにおいて、保護層１９を形成する際の酸素濃度比を変えた場合であっても、抵抗層１７の比抵抗が所望の範囲（１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲）を下回ってしまう。従って、比較例に係る抵抗層１７を有機電界発光素子１に適用することは実用的ではない。
一方、実施例に係る抵抗層１７では、抵抗層１７上に保護層１９を形成することにより（つまり、抵抗層１７形成後にＣＶＤを実施することにより）、抵抗層１７の比抵抗が所望の範囲（１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲）内となる。または、抵抗層１７上に保護層１９を形成した場合であっても（つまり、抵抗層１７形成後にＣＶＤを実施した場合であっても）、抵抗層１７の比抵抗が所望の範囲（１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲）から外れることがない。例えば、図５、図６、図７に示したように、図２、図３の実施例Ｂ，Ｃ，Ｅにおいて、保護層１９を形成する際の酸素濃度比を変えた場合であっても、抵抗層１７の比抵抗が所望の範囲（１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲）を満たすことがわかる。従って、実施例に係る抵抗層１７を有機電界発光素子１に適用することは極めて実用的であることがわかる。
[製造方法]
次に、本実施の形態に係る有機電界発光素子１の製造方法について説明する。
次に、本実施の形態に係る有機電界発光素子１の製造方法について説明する。
まず、基板１０上に、アノード電極１１、正孔注入層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５、電子注入層１６を形成する。次に、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって抵抗層１７を形成する（ステップＳ１０１、図８）。このとき、保護層１９を形成した後で抵抗層１７の比抵抗が１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内となるような組成比で抵抗層１７を形成する。具体的には、混合材料の組成比が図２の斜線で示された範囲内となっている抵抗層１７を形成する。次に、カソード電極１８を形成した後、水素原子を含むガスを用いたＣＶＤによって保護層１９を形成する（ステップＳ１０２、図８）。このようにして、抵抗層１７の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内とする。
[効果]
次に、本実施の形態に係る有機電界発光素子１の効果について説明する。
次に、本実施の形態に係る有機電界発光素子１の効果について説明する。
有機電界発光素子において、アノード電極上にパーティクル（異物）や突起物が存在した場合、アノード電極とカソード電極との間で発生する短絡を防止するために、発光層とカソード電極との間に、金属酸化物等で構成された抵抗層が設けられることがある。しかし、抵抗層を設けた場合であっても、上述したように、製造過程において抵抗層の抵抗が低下し、アノード電極とカソード電極との間で発生する短絡を防止することができないことがある。
一方、本実施の形態では、発光層１４とカソード電極１８との間に設けられた抵抗層１７が、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、混合材料の組成比が図２中の斜線で示された範囲内となっている。これにより、製造過程において、カソード電極１８上に、水素原子を含むガスを用いて保護層１９を形成した場合であっても、抵抗層１７の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の値とすることができる。その結果、アノード電極１１とカソード電極１８との短絡を防止する機能を維持することができる。また、このような有機電界発光素子１を発光パネルの画素に用いた場合には、滅点が生じ難くなるので、歩留まりが向上し、低コスト化を図ることができる。
また、本実施の形態に係る有機電界発光素子１の製造方法では、発光層１４とカソード電極１８との間に、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、混合材料の組成比が図２中の斜線で示された範囲内となっている抵抗層１７が形成される。これにより、カソード電極１８上に、水素原子を含むガスを用いたＣＶＤによって保護層１９を形成した場合であっても、抵抗層１７の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の値とすることができる。その結果、アノード電極１１とカソード電極１８との間で発生する短絡を確実に防止することができる。
＜２．第２の実施の形態＞
[構成]
図９は、本開示の第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２の概略構成例を表したものである。図１０は、有機電界発光装置２に設けられた各画素２１に含まれる副画素２２の回路構成の一例を表したものである。有機電界発光装置２は、例えば、有機電界発光パネル２０、コントローラ３０およびドライバ４０を備えている。ドライバ４０は、例えば、有機電界発光パネル２０の外縁部分に実装されている。有機電界発光パネル２０は、行列状に配置された複数の画素２１を有している。コントローラ３０およびドライバ４０は、外部から入力された映像信号Ｄｉｎおよび同期信号Ｔｉｎに基づいて、有機電界発光パネル２０（複数の画素２１）を駆動する。
[構成]
図９は、本開示の第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２の概略構成例を表したものである。図１０は、有機電界発光装置２に設けられた各画素２１に含まれる副画素２２の回路構成の一例を表したものである。有機電界発光装置２は、例えば、有機電界発光パネル２０、コントローラ３０およびドライバ４０を備えている。ドライバ４０は、例えば、有機電界発光パネル２０の外縁部分に実装されている。有機電界発光パネル２０は、行列状に配置された複数の画素２１を有している。コントローラ３０およびドライバ４０は、外部から入力された映像信号Ｄｉｎおよび同期信号Ｔｉｎに基づいて、有機電界発光パネル２０（複数の画素２１）を駆動する。
（有機電界発光パネル２０）
有機電界発光パネル２０は、コントローラ３０およびドライバ４０によって各画素２１がアクティブマトリクス駆動されることにより、外部から入力された映像信号Ｄｉｎおよび同期信号Ｔｉｎに基づく画像を表示する。有機電界発光パネル２０は、行方向に延在する複数の走査線ＷＳＬと、列方向に延在する複数の信号線ＤＴＬおよび複数の電源線ＤＳＬと、行列状に配置された複数の画素２１とを有している。
有機電界発光パネル２０は、コントローラ３０およびドライバ４０によって各画素２１がアクティブマトリクス駆動されることにより、外部から入力された映像信号Ｄｉｎおよび同期信号Ｔｉｎに基づく画像を表示する。有機電界発光パネル２０は、行方向に延在する複数の走査線ＷＳＬと、列方向に延在する複数の信号線ＤＴＬおよび複数の電源線ＤＳＬと、行列状に配置された複数の画素２１とを有している。
走査線ＷＳＬは、各画素２１の選択に用いられるものであり、各画素２１を所定の単位（例えば画素行）ごとに選択する選択パルスを各画素２１に供給するものである。信号線ＤＴＬは、映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇの、各画素２１への供給に用いられるものであり、信号電圧Ｖｓｉｇを含むデータパルスを各画素２１に供給するものである。電源線ＤＳＬは、各画素２１に電力を供給するものである。
各画素２１は、例えば、赤色光を発する副画素２２、緑色光を発する副画素２２、および青色光を発する副画素２２を含んで構成されている。なお、各画素２１は、例えば、さらに、他の色（例えば、白色や、黄色など）を発する副画素２２を含んで構成されていてもよい。各画素２１において、複数の副画素２２は、例えば、所定の方向に一列に並んで配置されている。
各信号線ＤＴＬは、後述の水平セレクタ４１の出力端に接続されている。各画素列には、例えば、複数の信号線ＤＴＬが１本ずつ、割り当てられている。各走査線ＷＳＬは、後述のライトスキャナ４２の出力端に接続されている。各画素行には、例えば、複数の走査線ＷＳＬが１本ずつ、割り当てられている。各電源線ＤＳＬは、電源の出力端に接続されている。各画素行には、例えば、複数の電源線ＤＳＬが１本ずつ、割り当てられている。
各副画素２２は、画素回路２２−１と、有機電界発光素子２２−２とを有している。有機電界発光素子２２−２は、上記第１の実施の形態に係る有機電界発光素子１である。
画素回路２２−１は、有機電界発光素子２２−２の発光・消光を制御する。画素回路２２−１は、後述の書込走査によって各副画素２２に書き込んだ電圧を保持する機能を有している。画素回路２２−１は、例えば、駆動トランジスタＴｒ１、書込トランジスタＴｒ２および保持容量Ｃｓを含んで構成されている。
書込トランジスタＴｒ２は、駆動トランジスタＴｒ１のゲートに対する、映像信号Ｄｉｎに対応した信号電圧Ｖｓｉｇの印加を制御する。具体的には、書込トランジスタＴｒ２は、信号線ＤＴＬの電圧をサンプリングするとともに、サンプリングにより得られた電圧を駆動トランジスタＴｒ１のゲートに書き込む。駆動トランジスタＴｒ１は、有機電界発光素子２２−２に直列に接続されている。駆動トランジスタＴｒ１は、有機電界発光素子２２−２を駆動する。駆動トランジスタＴｒ１は、書込トランジスタＴｒ２によってサンプリングされた電圧の大きさに応じて有機電界発光素子２２−２に流れる電流を制御する。保持容量Ｃｓは、駆動トランジスタＴｒ１のゲート−ソース間に所定の電圧を保持するものである。保持容量Ｃｓは、所定の期間中に駆動トランジスタＴｒ１のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを一定に保持する役割を有する。なお、画素回路２２−１は、上述の２Ｔｒ１Ｃの回路に対して各種容量やトランジスタを付加した回路構成となっていてもよいし、上述の２Ｔｒ１Ｃの回路構成とは異なる回路構成となっていてもよい。
各信号線ＤＴＬは、後述の水平セレクタ４１の出力端と、書込トランジスタＴｒ２のソースまたはドレインとに接続されている。各走査線ＷＳＬは、後述のライトスキャナ４２の出力端と、書込トランジスタＴｒ２のゲートとに接続されている。各電源線ＤＳＬは、電源回路と、駆動トランジスタＴｒ１のソースまたはドレインに接続されている。
書込トランジスタＴｒ２のゲートは、走査線ＷＳＬに接続されている。書込トランジスタＴｒ２のソースまたはドレインが信号線ＤＴＬに接続されている。書込トランジスタＴｒ２のソースおよびドレインのうち信号線ＤＴＬに未接続の端子が駆動トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。駆動トランジスタＴｒ１のソースまたはドレインが電源線ＤＳＬに接続されている。駆動トランジスタＴｒ１のソースおよびドレインのうち電源線ＤＳＬに未接続の端子が有機電界発光素子２２−２のアノード電極１１に接続されている。保持容量Ｃｓの一端が駆動トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。保持容量Ｃｓの他端が駆動トランジスタＴｒ１のソースおよびドレインのうち有機電界発光素子２２−２側の端子に接続されている。
（ドライバ４０）
ドライバ４０は、例えば、水平セレクタ４１およびライトスキャナ４２を有している。水平セレクタ４１は、例えば、制御信号の入力に応じて（同期して）、コントローラ３０から入力されたアナログの信号電圧Ｖｓｉｇを、各信号線ＤＴＬに印加する。ライトスキャナ４２は、複数の副画素２２を所定の単位ごとに走査する。
ドライバ４０は、例えば、水平セレクタ４１およびライトスキャナ４２を有している。水平セレクタ４１は、例えば、制御信号の入力に応じて（同期して）、コントローラ３０から入力されたアナログの信号電圧Ｖｓｉｇを、各信号線ＤＴＬに印加する。ライトスキャナ４２は、複数の副画素２２を所定の単位ごとに走査する。
（コントローラ３０）
次に、コントローラ３０について説明する。コントローラ３０は、例えば、外部から入力されたデジタルの映像信号Ｄｉｎに対して所定の補正を行い、それにより得られた映像信号に基づいて、信号電圧Ｖｓｉｇを生成する。コントローラ３０は、例えば、生成した信号電圧Ｖｓｉｇを水平セレクタ４１に出力する。コントローラ３０は、例えば、外部から入力された同期信号Ｔｉｎに応じて（同期して）、ドライバ４０内の各回路に対して制御信号を出力する。
次に、コントローラ３０について説明する。コントローラ３０は、例えば、外部から入力されたデジタルの映像信号Ｄｉｎに対して所定の補正を行い、それにより得られた映像信号に基づいて、信号電圧Ｖｓｉｇを生成する。コントローラ３０は、例えば、生成した信号電圧Ｖｓｉｇを水平セレクタ４１に出力する。コントローラ３０は、例えば、外部から入力された同期信号Ｔｉｎに応じて（同期して）、ドライバ４０内の各回路に対して制御信号を出力する。
本実施の形態では、第１の実施の形態に係る有機電界発光素子１が各副画素２２の有機電界発光素子２２−２に用いられている。これにより、有機電界発光素子１において、アノード電極１１とカソード電極１８との間で発生する短絡が抵抗層１７によって防止されるので、有機電界発光素子１内の短絡に起因する滅点が生じるのを防止することができる。
＜３．適用例＞
以下では、上記第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２の適用例について説明する。上記第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、シート状のパーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
以下では、上記第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２の適用例について説明する。上記第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、シート状のパーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
図１１は、本適用例に係る電子機器３の外観を斜視的に表したものである。電子機器３は、例えば、筐体３１０の主面に表示面３２０を備えたシート状のパーソナルコンピュータである。電子機器３は、電子機器３の表示面３２０に、上記第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２を備えている。上記第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２は、有機電界発光パネル２０が外側を向くように配置されている。本適用例では、上記第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２が表示面３２０に設けられているので、有機電界発光素子１内の短絡に起因する滅点が生じ難い電子機器３を実現することができる。
以上、複数の実施の形態および適用例を挙げて本開示を説明したが、本開示は実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
第１電極、発光層、抵抗層および第２電極をこの順に備え、
前記抵抗層は、１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の比抵抗を有し、かつ、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、
前記混合材料の組成比が図２の斜線で示された範囲内となっている
有機電界発光素子。
（２）
前記第２電極の、前記抵抗層とは反対側に、水素原子を含むガスを用いて作成された保護層を更に備えた
（１）に記載の有機電界発光素子。
（３）
前記保護層は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮまたはＳｉＯによって構成されている
（２）に記載の有機電界発光素子。
（４）
第１電極と、発光層と、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、前記混合材料の組成比が図２の斜線で示された範囲内となっている抵抗層と、第２電極とをこの順に形成した後、水素原子を含むガスを用いて保護層を形成することにより、前記抵抗層の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内とすること
を含む
有機電界発光素子の製造方法。
（１）
第１電極、発光層、抵抗層および第２電極をこの順に備え、
前記抵抗層は、１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の比抵抗を有し、かつ、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、
前記混合材料の組成比が図２の斜線で示された範囲内となっている
有機電界発光素子。
（２）
前記第２電極の、前記抵抗層とは反対側に、水素原子を含むガスを用いて作成された保護層を更に備えた
（１）に記載の有機電界発光素子。
（３）
前記保護層は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮまたはＳｉＯによって構成されている
（２）に記載の有機電界発光素子。
（４）
第１電極と、発光層と、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、前記混合材料の組成比が図２の斜線で示された範囲内となっている抵抗層と、第２電極とをこの順に形成した後、水素原子を含むガスを用いて保護層を形成することにより、前記抵抗層の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内とすること
を含む
有機電界発光素子の製造方法。
１…有機電界発光素子、２…有機電界発光装置、３…電子機器、１１…アノード電極、１２…正孔注入層、１３…正孔輸送層、１４…発光層、１５…電子輸送層、１６…電子注入層、１７…抵抗層、１８…カソード電極、１９…保護層、２０…有機電界発光パネル、２１…画素、２２…副画素、２２−１…画素回路、２２−２…有機電界発光素子、３０…コントローラ、４０…ドライバ、４１…水平セレクタ、４２…ライトスキャナ、３１０…筐体、３２０…表示面、Ｔｒ１…駆動トランジスタ、Ｔｒ２…選択トランジスタ、Ｃｓ…保持容量、ＤＳＬ…電源線、ＤＴＬ…信号線、Ｖｇｓ…ゲート−ソース間電圧、Ｖｓｉｇ…信号電圧、ＷＳＬ…選択線。
Claims (4)
- 第１電極、発光層、抵抗層および第２電極をこの順に備え、
前記抵抗層は、１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内の比抵抗を有し、かつ、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混合材料によって構成され、
前記混合材料の組成比が以下の図中の斜線で示された範囲内となっている
有機電界発光素子。
[図１]
- 前記第２電極の、前記抵抗層とは反対側に、水素原子を含むガスを用いて作成された保護層を更に備えた
請求項１に記載の有機電界発光素子。 - 前記保護層は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮまたはＳｉＯによって構成されている
請求項２に記載の有機電界発光素子。 - 第１電極と、発光層と、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3およびＳｉＯ2のうち少なくとも２種類の混
合材料によって構成され、前記混合材料の組成比が以下の図中の斜線で示された範囲内となっている抵抗層と、第２電極とをこの順に形成した後、水素原子を含むガスを用いて保護層を形成することにより、前記抵抗層の比抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上５×１０6Ω・ｃｍ以下の範囲内とすること
を含む
有機電界発光素子の製造方法。
[図２]
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