JPH11329750A - 有機el表示装置とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
良好なものとし、接続不良が生じ難く、かつ接続抵抗の
小さな有機EL表示装置、および有機EL表示装置の製
造方法を実現する。 【解決手段】 少なくとも端子と電子注入電極とを接続
し、表面に酸化層が形成され難い金属の下地層2を下層
に有し、前記下地層より表面に酸化層が形成され易い金
属の電極層3を上層に有する電極構造を有し、前記電極
層3の電子注入電極層4と接続される領域の少なくとも
一部の領域で下地層2と電子注入電極層4とが直接接触
している構造の有機EL表示装置およびその製造方法と
した。
Description
自動車用の計器パネル、動画・静止画を表示させるディ
スプレイ等、家電製品、自動車、二輪車電装品に使用さ
れ、有機化合物を用いて構成された有機EL表示装置の
電極構造に関する。
実用化されつつある。これは、錫ドープ酸化インジウム
(ITO)などの透明電極(ホール注入電極)上にトリ
フェニルジアミン(TPD)などのホール輸送材料を蒸
着により薄膜とし、さらにアルミキノリノール錯体(A
lq3 )などの蛍光物質を発光層として積層し、さらに
Mgなどの仕事関数の小さな金属電極(電子注入電極)
を形成した基本構成を有する素子で、10V 前後の電圧
で数100から数10000cd/m2 ときわめて高い輝度
が得られることで、家電製品、自動車、二輪車電装品等
のディスプレイとして注目されている。
スタイプディスプレイ等の表示装置を構成する場合、電
極の配線構造が問題となる。すなわち、例えば図3に示
すようにマトリクスディスプレイの一部分に注目してみ
ると、基板1上に一画素分のITO電極層5が成膜さ
れ、さらにその周囲にはパッシベーション膜6が成膜さ
れている。そして、この上に発光層等を含有した有機層
7が積層され、さらに電子注入電極層4が成膜されてい
る。このような構造が紙面に向かって左方向に連続して
おり、必要な画素数を有するマトリクス1ライン分を形
成している。なお、図ではITO電極層5を接続するた
めのホール注入電極側の配線構造は省略している。
上1には下地層2と、その上に電極層3とが成膜され、
上記電子注入電極層4の一部が電極層3の上部にも達し
て、両者がその部分で電気的に接続されるようになって
いる。また、下地層2と電極層3とはさらに紙面右側方
向にある端子電極(図示せず)と接続されて、外部から
の電源供給ラインとして機能している。
する場合、先ずITO層5等のホール注入電極構造や、
下地層2、電極層3等を成膜した後、パッシベーション
層6を成膜し、さらに有機層7を成膜した後、電子注入
電極層4が成膜される。
電極4により構成されるコンタクト(接続)部分(図3
の右側部分)の概略断面図を示す。図に示すように、コ
ンタクト部分では、下地層2と電極層3とが積層された
上に電子注入電極が成膜され、下地層2および電極層3
と、電子注入電極4とが接続される。しかし、図3に示
すように、パッシベーション層6を形成する際等に、電
極層3の表面が酸化され、酸化層3aを形成してしまう
ことがある。このため、有機層7を成膜した後に電子注
入電極4を成膜しようとすると、電極層3の表面が高抵
抗となって電子注入電極層4との接続が悪く、接続不良
を生じたり、十分に各画素を駆動することができなくな
ってしまう場合がある。
注入電極層と電極層との電気的な接続を良好なものと
し、接続不良が生じ難く、かつ接続抵抗の小さな有機E
L表示装置、および有機EL表示装置の製造方法を実現
することである。
より達成される。 (1) 少なくとも端子と電子注入電極層とを接続し、
表面に酸化層が形成され難い金属の下地層を下層に有
し、前記下地層より表面に酸化層が形成され易い金属の
電極層を上層に有する電極構造を有し、前記電極層の電
子注入電極層と接続される領域の少なくとも一部の領域
で下地層と電子注入電極層とが直接接触している有機E
L表示装置。 (2) 前記電極層の金属の電気抵抗率は、下地層の金
属の電気抵抗率よりも低い上記(1)の有機EL表示装
置。 (3) 前記電極層の電子注入電極層と接続される領域
は、電極層のさらに上層に発光機能に関与する有機EL
構造体と接続されている電子注入電極層を有し、かつこ
の電子注入電極層が下地層の一部と電気的に接続されて
いる上記(1)または(2)の有機EL表示装置。 (4) 前記電極層のさらに上層には、電極層より表面
に酸化層が形成され難い金属の保護層を有し、この保護
層の上に電子注入電極層を有し、かつこの保護層を介し
て電極層、下地層と電子注入電極層とが電気的に接続さ
れている上記(1)または(2)の有機EL表示装置。 (5) 前記下地層の構成材料は、窒化チタンまたはク
ロムのいずれかである上記(1)〜(4)のいずれかの
有機EL表示装置。 (6) 電極層の構成材料は、アルミニウムまたはアル
ミニウムを主成分とする合金である上記(1)〜(5)
のいずれかの有機EL表示装置。 (7) 前記保護層の構成材料は、下地層の構成材料で
ある上記(4)〜(6)のいずれかの有機EL表示装
置。 (8) 前記電極層の電子注入電極層と接続される領域
の少なくとも一部の領域が櫛形に形成されている上記
(1)〜(7)のいずれかの有機EL表示装置。 (9) 電子注入電極層と、ホール注入電極層と、これ
らの電極の間に一種以上の発光機能に関与する有機層と
を有する有機EL構造体を有する上記(1)〜(8)の
いずれかの有機EL表示装置。 (10) 端子電極と接続される下地層と電極層とを形
成するに際し、下地層形成後に電極層の一部の領域を形
成する際に下地層の一部を露出させ、この下地層の一部
が露出し、かつ電極層が形成された領域に電子注入電極
層の一部の領域を成膜する有機EL表示装置の製造方
法。 (11) 前記電極層の一部の領域を櫛形に形成して下
地層の一部を露出させる上記(10)の有機EL表示装
置の製造方法。
えば図1,2に示すように、少なくとも端子と電子注入
電極層とを接続し、表面に酸化層が形成され難い金属の
下地層2を下層に有し、前記下地層2より表面に酸化層
が形成され易い金属の電極層3を上層に有する電極構造
を有し、前記電極層3の電子注入電極層4と接続される
領域の少なくとも一部の領域で下地層2を露出させ、電
子注入電極層4と接触させている。また、好ましくは電
極層3を櫛形に形成することにより下地層2を露出させ
ている。
下層である下地層2の一部を露出させることにより、こ
れらのさらに上層に形成される電子注入電極層4との電
気的な接続が良好になる。すなわち、電子注入電極層4
は、電極層3と下地層2との双方に接触することとな
る。そして、たとえ電極層3の表面に酸化層が形成され
ていたとしても、これより酸化層が形成され難い下地層
2の表面は酸化(高抵抗化)していないため、この部分
で電気的な接続を図ることができる。
は、下地層2と電極層3との界面を介して電気伝導度の
高い(電気抵抗の低い)電極層3を主に流れるようにな
り、電気抵抗の増加は極めて少ない。つまり、電子注入
電極層4から露出した部分を介して下地層2に流れ込ん
だ電流の大部分は、そのすぐそばに形成されている電極
層3に流れ込むため、下地層2内をこの電流が流れる距
離は極僅かなものとなり、下地層2での抵抗の増加分は
無視できる。
その上に成膜されている電子注入電極層4を模式的に表
した図である。図2において、電極層が櫛形に形成され
ている領域の左側には、ITO等の透明電極層5と、パ
ッシベーション層6および有機層(図中記載を省略)お
よび電子注入電極層4、つまり有機EL構造体が形成さ
れていて、マトリクスの一画素を形成している。
りも十分に酸化し難い材料であること等が必要である。
すなわち、電極層の金属材料に対して、下地層の金属材
料の酸化還元曲線(例えばEllingham によって導入され
RichardsonとJeffs によって発展されたものをいう。)
が上位にある関係である。
率が下地層の金属材料の電気抵抗率より低い(電気伝導
度の高い)ものである。具体的には、20℃における電
極層の電気抵抗率が20μΩ・cm以下、特に10μΩ・
cm以下である。その下限値は特に規制されるものではな
いが、通常、2.5μΩ・cm程度である。なお、下地層
の電気抵抗率が電極層の電気抵抗率を超えたものであっ
てもよい。
極層ではAl、Alおよび遷移金属、特にSc,Nb,
Zr,Hf,Nd,Ta,Cu,Si,Cr,Mo,M
n,Ni,Pd,Pt,W等を、好ましくはこれらの総
計が10at%以下、特に5at%以下、特に2at%以下含
有していてもよいアルミニウム基合金等を好ましく挙げ
ることができる。アルミニウムは低抵抗であり、電極層
として用いた場合良好な効果が得られる。
対して十分に耐エッチング性を備えているものが好まし
い。具体的には、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タ
ンタル、窒化クロム等の窒化物;コバルトシリサイド、
クロムシリサイド、モリブデンシリサイド、タングステ
ンシリサイド、チタンシリサイド等のシリサイド化合
物;チタンカーバイド、ドープト炭化シリコン、クロム
等を好ましく挙げることができる。これらのなかでも窒
化物、クロムが好ましく、特に窒化チタン、クロムが好
ましい。窒化チタンは耐腐食性が高く、下地層としての
効果が大きい。TiNの窒化率は、10〜55%程度が
好ましい。また、上記シリサイド、酸化物等は通常化学
量論組成で存在するが、これから多少偏倚していてもよ
い。
した場合、形成された電極層の大きさは、電極層:露出
した下地層の幅の比で2:1〜8:1、特に4:1〜
6:1程度が好ましい。これらの具体的な長さや幅は、
製造しようとするディスプレイに流れる電流等の仕様等
に応じて適切な値とすればよいが、通常、その長さは5
00〜2000μm 、幅は20〜1000μm 程度であ
る。
への十分な電流容量を確保できる膜厚とすればよい。ま
た、膜厚が薄すぎると膜抵抗が増加したり、逆に厚すぎ
ると、応力や段差の違いにより断線の原因となる。通常
膜厚は、下地層で5〜100nm 程度、電極層で100
〜1000nm程度である。
は、蒸着法、スパッタ法等により形成することができ
る。その場合、例えば、蒸着やスパッタの際にマスクを
設けて櫛形の領域を形成してもよいし、成膜された電極
層をエッチングしてもよい。
た場合、形成された電極層等は緻密な膜となり、粗な蒸
着膜に比較して膜中への水分の進入等が非常に少なく、
化学的安定性が高く、長寿命の電極構造が得られる。
2〜2Paの範囲が好ましい。スパッタガスは、通常のス
パッタ装置に使用される不活性ガスが使用できる。ま
た、TiN膜を成膜する場合、TiNターゲットを用い
たスパッタや、TiNターゲットを用いた反応性スパッ
タにより成膜することができる。反応性スパッタでは、
上記不活性ガスに加えてN2、NH3等の反応性ガスが使
用可能である。
波スパッタ法や、DCスパッタ法等の中から好適なスパ
ッタ法を用いて成膜すればよい。スパッタ装置の電力と
しては、好ましくはDCスパッタでは、ターゲット面内
平均で0.1〜10W/cm2、RFスパッタで1〜10
W/cm2の範囲である。また、成膜レートは5〜100n
m/min 、特に生産性の面から50nm/min 以上が好ま
しい。
真空蒸着の条件は特に限定されないが、10-4Pa以下の
真空度とし、蒸着速度は0.1〜5nm/sec 程度、特に
生産面から1nm/sec 以上とすることが好ましい。ま
た、真空中で連続して各層を形成することが好ましい。
真空中で連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸
着することを防げるため、高特性が得られる。
体が酸化されているものだけでなく、その一部が酸化さ
れている状態であるものにも本発明は有効である。
した後、さらにその上に保護層を形成してもよい。この
場合の保護層としては、電極層よりも十分に酸化され難
い金属であればよい。このような金属としては、下地層
で例示したものを好ましく挙げることができる。保護層
の膜厚としては、好ましくは50〜300nm程度であ
る。保護層は、下地層、電極層上に、通常、これらと同
一な形状、あるいは若干これらよりも短く形成される。
形成方法は、上記下地層、電極層に準じればよい。
層と接続される端子は、通常、有機EL表示装置の外部
回路(駆動回路)と接続され、電子注入電極層に駆動電
流を供給する。一般に端子は、基板上の封止板により封
止されている部位以外の露出した部分に形成され、コネ
クタ、接触子(金属)、異方性導電ゴム、ハンダ付等に
より外部回路と接続される。端子は、Al,Cu,N
i,Co,Cr,Ag,Au等の導電材料により構成さ
れる。
ディスプレイやセグメントタイプのディスプレイ等、種
々の有機EL構造体を用いたディスプレイに応用するこ
とができる。
る有機EL構造体について説明する。
えば図3に示すように基板1上にITO等のホール注入
電極5と、その周囲にパッシベーション層6と、1種以
上の有機層7と、電子注入電極4とを有する。この図は
図2におけるA−A’断面矢視図となっている。なお、
図において各画素を構成するホール注入電極層を接続す
るための配線電極等は省略している。また、有機層7
は、それぞれ少なくとも1層のホール輸送層および発光
層を有し、その上に電子注入電極を有し、さらに最上層
として保護電極を設けてもよい。なお、ホール輸送層は
なくてもよい。
た光を取り出す構成であるため、透明ないし半透明な電
極が好ましい。透明電極としては、ITO(錫ドープ酸
化インジウム)、IZO(亜鉛ドープ酸化インジウ
ム)、ZnO、SnO2 、In2O3 等が挙げられる
が、好ましくはITO(錫ドープ酸化インジウム)、I
ZO(亜鉛ドープ酸化インジウム)が好ましい。ITO
は、通常In2 O3 とSnOとを化学量論組成で含有す
るが、O量は多少これから偏倚していてもよい。
50〜800nm、特に各発光光に対する光透過率が80
%以上、特に90%以上であることが好ましい。発光光
はホール注入電極を通って取り出されるため、その透過
率が低くなると、発光層からの発光自体が減衰され、発
光素子として必要な輝度が得られなくなる傾向がある。
ただし、発光光を取り出す側が80%以上であればよ
い。
分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは1
0〜500nm、さらには30〜300nmの範囲が好まし
い。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと
剥離、加工性の悪化、応力による障害、光透過性の低下
や、表面の粗さによるリーク等の問題が生じてくる。逆
に厚さが薄すぎると、製造時の膜強度やホール輸送能
力、抵抗値の点で問題がある。なお、通常このホール注
入電極も上記と別の電極構造により別の端子に接続され
る。
も形成できるが、好ましくはスパッタ法により形成する
ことが好ましい。
質が好ましく、例えば、K、Li、Na、Mg、La、
Ce、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Z
n、Zr等の金属元素単体、または安定性を向上させる
ためにそれらを含む2成分、3成分の合金系を用いるこ
とが好ましい。合金系としては、例えばAg・Mg(A
g:0.1〜50at%)、Al・Li(Li:0.01
〜12at%)、In・Mg(Mg:50〜80at%)、
Al・Ca(Ca:0.01〜20at%)等が挙げられ
る。なお、電子注入電極は蒸着法やスパッタ法でも形成
することが可能である。
行える一定以上の厚さとすれば良く、0.5nm以上、好
ましくは1nm以上とすればよい。また、その上限値には
特に制限はないが、通常膜厚は1〜500nm程度とすれ
ばよい。電子注入電極層の上には、さらに保護電極を設
けてもよい。
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは50nm以
上、さらには100nm以上、特に100〜1000nmの
範囲が好ましい。保護電極層が薄すぎると、その効果が
得られず、また、保護電極層の段差被覆性が低くなって
しまい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一方、
保護電極層が厚すぎると、保護電極層の応力が大きくな
るため、ダークスポットの成長速度が速くなってしま
う。
厚さとしては、特に制限はないが、通常100〜100
0nm程度とすればよい。
iOX 等の無機材料、テフロン、塩素を含むフッ化炭素
重合体等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよ
い。保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の
厚さは50〜1200nm程度とする。保護膜は、前記の
反応性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着
法、PECVD法等により形成すればよい。
防ぐために、表示装置上に封止層を形成することが好ま
しい。封止層は、湿気の侵入を防ぐために、接着性樹脂
層を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、A
r、He、N2 等の不活性ガス等が好ましい。また、こ
の封止ガスの水分含有量は、100 ppm以下、より好ま
しくは10 ppm以下、特には1 ppm以下であることが好
ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常
0.1 ppm程度である。
であって、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材
料が挙げられるが、特にガラスが好ましい。このような
ガラス材として、コストの面からアルカリガラスが好ま
しいが、この他、ソーダ石灰ガラス、鉛アルカリガラ
ス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカ
ガラス等のガラス組成のものも好ましい。特に、ソーダ
ガラスで、表面処理の無いガラス材が安価に使用でき、
好ましい。封止板としては、ガラス板以外にも、金属
板、プラスチック板等を用いることもできる。
し、所望の高さに保持してもよい。スペーサーの材料と
しては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガ
ラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好
ましい。スペーサーは、通常、粒径の揃った粒状物であ
るが、その形状は特に限定されるものではなく、スペー
サーとしての機能に支障のないものであれば種々の形状
であってもよい。その大きさとしては、円換算の直径が
1〜20μm 、より好ましくは1〜10μm 、特に2〜
8μm が好ましい。このような直径のものは、粒長10
0μm 以下程度であることが好ましく、その下限は特に
規制されるものではないが、通常直径と同程度以上であ
る。
スペーサーは使用しても、使用しなくてもよい。使用す
る場合の好ましい大きさとしては、前記範囲でよいが、
特に2〜8μm の範囲が好ましい。
されていても、接着時に混入してもよい。封止用接着剤
中におけるスペーサーの含有量は、好ましくは0.01
〜30wt%、より好ましくは0.1〜5wt%である。
て、気密性が良好なものであれば特に限定されるもので
はないが、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ
樹脂接着剤を用いることが好ましい。
く、積層する有機EL構造体の電極の材質等により適宜
決めることができ、例えば、Al等の金属材料や、ガラ
ス、石英や樹脂等の透明ないし半透明材料、あるいは不
透明であってもよく、この場合はガラス等のほか、アル
ミナ等のセラミックス、ステンレス等の金属シートに表
面酸化などの絶縁処理を施したもの、フェノール樹脂等
の熱硬化性樹脂、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂な
どを用いることができる。
層について述べる。
入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合によ
り励起子を生成させる機能を有する。発光層には、比較
的電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子
とホールを容易かつバランス良く注入・輸送することが
できる。
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有するものであり、
電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容
易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホール
を妨げる機能を有するものである。これらの層は、発光
層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再
結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。
よび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものでは
なく、形成方法によっても異なるが、通常5〜500nm
程度、特に10〜300nmとすることが好ましい。
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度または1/10〜10倍程度とすれば
よい。ホールまたは電子の各々の注入層と輸送層とを分
ける場合は、注入層は1nm以上、輸送層は1nm以上とす
るのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上
限は、通常、注入層で500nm程度、輸送層で500nm
程度である。このような膜厚については、注入輸送層を
2層設けるときも同じである。
する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような
蛍光性物質としては、例えば、特開昭63−26469
2号公報に開示されているような化合物、例えばキナク
リドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択
される少なくとも1種が挙げられる。また、トリス(8
−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールま
たはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノ
リン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセ
ン、ペリレン、コロネン、12−フタロペリノン誘導体
等が挙げられる。さらには、特願平6−110569号
のフェニルアントラセン誘導体、特願平6−11445
6号のテトラアリールエテン誘導体等を用いることがで
きる。
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は0.01〜20wt% 、さらには0.
1〜15wt% であることが好ましい。ホスト物質と組み
合わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長
特性を変化させることができ、長波長に移行した発光が
可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上す
る。
好ましく、さらには8−キノリノールまたはその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭63−26469
2号、特開平3−255190号、特開平5−7073
3号、特開平5−258859号、特開平6−2158
74号等に開示されているものを挙げることができる。
ラト)アルミニウム、ビス(8−キノリノラト)マグネ
シウム、ビス(ベンゾ{f}−8−キノリノラト)亜
鉛、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウ
ムオキシド、トリス(8−キノリノラト)インジウム、
トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウ
ム、8−キノリノラトリチウム、トリス(5−クロロ−
8−キノリノラト)ガリウム、ビス(5−クロロ−8−
キノリノラト)カルシウム、5,7−ジクロル−8−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−
8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム、ポリ[亜
鉛(II)−ビス(8−ヒドロキシ−5−キノリニル)メ
タン]等がある。
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス(2−メチル−
8−キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム(III)
、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(オルト−
クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−
8−キノリノラト)(メタークレゾラト)アルミニウム
(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ
−クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル
−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェノラト)
アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノ
ラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウム(II
I) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ−
フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−
メチル−8−キノリノラト)(2,3−ジメチルフェノ
ラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キ
ノリノラト)(2,6−ジメチルフェノラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)
(3,4−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,5−ジメ
チルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチ
ル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(2,6−ジフェニルフェノラト)ア
ルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラ
ト)(2,4,6−トリフェニルフェノラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)
(2,3,6−トリメチルフェノラト)アルミニウム(I
II) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,
3,5,6−テトラメチルフェノラト)アルミニウム(I
II) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(1−ナ
フトラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(II
I) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)
(オルト−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(パラ−
フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,
4−ジメチル−8−キノリノラト)(メタ−フェニルフ
ェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチ
ル−8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラ
ト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8
−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4−エチ
ル−8−キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キ
ノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウ
ム(III) 、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリ
ノラト)(オルト−クレゾラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2−メチル−6−トリフルオロメチル−8−キノ
リノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(III) 等が
ある。
ノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(2−
メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス
(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス(2,4−ジメチル−8−キ
ノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス(4−エチル−
2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス(4−エチル−2−メチル−8−キノ
リノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4
−メトキシキノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス(2−メチル−4−メトキシキノリノラト)
アルミニウム(III) 、ビス(5−シアノ−2−メチル−
8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス(5−シアノ−2−メチル−8−キノリノラト)ア
ルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−5−トリフルオ
ロメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル
−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 等であっても
よい。
−110569号に記載のフェニルアントラセン誘導体
や特願平6−114456号に記載のテトラアリールエ
テン誘導体なども好ましい。
ってもよく、このような場合はトリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム等を使用することが好ましい。これら
の蛍光性物質を蒸着すればよい。
も1種のホール注入輸送性化合物と少なくとも1種の電
子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、
さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが
好ましい。このような混合層における化合物の含有量
は、0.01〜20wt% 、さらには0.1〜15wt% と
することが好ましい。
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
注入輸送層用の化合物および電子注入輸送層用の化合物
の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送層
用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、
例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導
体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。
ン誘導体、さらには8−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム(Alq3 )を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール輸送
材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチ
リルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を
用いるのが好ましい。
移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注
入輸送性化合物の化合物/電子注入輸送機能を有する化
合物の重量比が、1/99〜99/1、さらに好ましく
は10/90〜90/10、特に好ましくは20/80
〜80/20程度となるようにすることが好ましい。
する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが
好ましい。具体的には1〜85nmとすることが好まし
く、さらには5〜60nm、特には5〜50nmとすること
が好ましい。
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧(蒸
発温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させ
てコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに
形成する。
3−295695号公報、特開平2−191694号公
報、特開平3−792号公報、特開平5−234681
号公報、特開平5−239455号公報、特開平5−2
99174号公報、特開平7−126225号公報、特
開平7−126226号公報、特開平8−100172
号公報、EP0650955A1等に記載されている各
種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラア
リールベンジシン化合物(トリアリールジアミンないし
トリフェニルジアミン:TPD)、芳香族三級アミン、
ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール
誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサ
ジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの
化合物は、1種のみを用いても、2種以上を併用しても
よい。2種以上を併用するときは、別層にして積層した
り、混合したりすればよい。
輸送層とに分けて設層する場合は、ホール注入輸送層用
の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いるこ
とができる。このとき、ホール注入電極(ITO等)側
からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の順に積層す
ることが好ましい。また、ホール注入電極表面には薄膜
性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような
積層順については、ホール注入輸送層を2層以上設ける
ときも同様である。このような積層順とすることによっ
て、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポ
ットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化す
る場合、蒸着を用いているので1〜10nm程度の薄い膜
も均一かつピンホールフリーとすることができるため、
ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部
に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変
化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホー
ル注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着
することにより形成することができる。
ノラト)アルミニウム(Alq3 )等の8−キノリノー
ルまたはその誘導体を配位子とする有機金属錯体などの
キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリ
ン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオ
レン誘導体等を用いることができる。電子注入輸送層は
発光層を兼ねたものであってもよく、このような場合は
トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等を使用する
ことが好ましい。電子注入輸送層の形成は、発光層と同
様に、蒸着等によればよい。
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については、電子注入輸送層を2層以上設け
るときも同様である。
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、
真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用い
た場合、アモルファス状態または結晶粒径が0.1μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が0.1μm を
超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を
高くしなければならなくなり、ホールの注入効率も著し
く低下する。
0-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.01〜1nm/
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりする
ことができる。
合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機EL素子の発光する光に合わせてカラーフィルター
の特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すれば
よい。
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。
いものを用いれば良く、EL発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物(サブフタロシアニ
ン等も含む)ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素
系化合物・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・ク
マリン系化合物等を用いればよい。
ような材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷
等で微細なパターニングが出来るようなものが好まし
い。また、ITO、IZOの成膜時にダメージを受けな
いような材料が好ましい。
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、
真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用い
た場合、アモルファス状態または結晶粒径が0.1μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が0.1μm を
超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を
高くしなければならなくなり、ホールの注入効率も著し
く低下する。
0-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.01〜1nm/
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりする
ことができる。
合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。
れ、交流駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、
2〜30V 程度である。
明する。 <実施例1>ガラス基板上に、ITO透明電極(ホール
注入電極)をスパッタ法にて約100nm成膜した。得ら
れたITO薄膜を、フォトリソグラフィーの手法により
パターニング、エッチング処理し、64×256ドット
(画素)のパターンを構成するホール注入電極層を形成
した。
(アルミニウム)をスパッタ法にて形成し、それぞれ、
50nmと、300nmの膜厚に成膜し、フォトリソグラフ
ィーによりパターニングを行った。この際の電極層のパ
ターンは、櫛形構造を有しているものの他、比較例とし
て櫛形構造を有していないものも作製した。
子注入電極が接する部分を除いてパッシベーション膜
(SiO2)を成膜(パターニング)した。その後、各
電子注入電極を分離するために素子分離構造体を形成し
た。
されている基板の表面をUV/O3洗浄した後、例えば
特願平9−41663号に示されているような、有機層
の遮蔽機能のあるひさし構造を有するマスクを装着し
(同明細書図4,5)、真空蒸着装置の基板ホルダーに
固定して、槽内を1×10-4Pa以下まで減圧した。4,
4’,4”−トリス(−N−(3−メチルフェニル)−
N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(以下、m−
MTDATA)を蒸着速度0.2nm/sec.で40nmの厚
さに蒸着し、ホール注入層とし、次いで減圧状態を保っ
たまま、N,N’−ジフェニル−N,N’−m−トリル
−4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル(以下、
TPD)を蒸着速度0.2nm/sec.で35nmの厚さに蒸
着し、ホール輸送層とした。さらに、減圧を保ったま
ま、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(以下、
Alq3 )を蒸着速度0.2nm/sec.で50nmの厚さに
蒸着して、電子注入輸送・発光層とした。
造体基板を真空蒸着装置からスパッタ装置に移し、スパ
ッタ圧力1.0PaにてAlLi電子注入電極(Li濃
度:7.2at%)を50nmの厚さに成膜した。その際ス
パッタガスにはArを用い、投入電力は100W、ター
ゲットの大きさは4インチ径、基板とターゲットの距離
は90mmとした。さらに、減圧を保ったまま、このEL
素子基板を他のスパッタ装置に移し、Alターゲットを
用いたDCスパッタ法により、スパッタ圧力0.3Paに
てAl保護電極を200nmの厚さに成膜した。この時ス
パッタガスにはArを用い、投入電力は500W、ター
ゲットの大きさは4インチ径、基板とターゲットの距離
は90mmとした。前記マスクは、全ての成膜が終了した
時点で取り外した。
3に示すような電極構造を有する有機EL表示装置とし
た。
直流電圧を印加し、10mA/cm2 の定電流密度で連続駆
動させた。このときの同一輝度での駆動電圧を測定した
ところ、電極層に櫛形構造を有しないサンプルに比較し
て駆動電圧が1V 程度低下していることが確認された。
このことから、電子注入電極層と電極層との接続抵抗が
減少していることがわかる。なお、下地層材料として窒
化チタンに代えてクロムを、電極層用材料としてAlに
代えて、AlとSc,Nb,Zr,Hf,Nd,Ta,
Cu,Si,Cr,Mo,Mn,Ni,Pd,Ptおよ
びWの合金をそれぞれ用いたところ、ほぼ同等の結果が
得られた。
(窒化チタン)と電極層(アルミニウム)を形成した
後、さらに保護層(窒化チタン)を100nmの膜厚に成
膜し、フォトリソグラフィーによりパターニングを行っ
た。その他は実施例1と同様にして有機EL表示装置を
得た。
様にして評価したところ、ほぼ同様な結果が得られた。
電極層と電極層との電気的な接続を良好なものとし、接
続不良が生じ難く、かつ接続抵抗の小さな有機EL表示
装置、および有機EL表示装置の製造方法を実現するこ
とができる。
成膜される電子注入電極層とを模式的に表した図であ
る。
的に表した平面図である。
た断面図である。
膜される電子注入電極層とを模式的に表した図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 少なくとも端子と電子注入電極層とを接
続し、表面に酸化層が形成され難い金属の下地層を下層
に有し、前記下地層より表面に酸化層が形成され易い金
属の電極層を上層に有する電極構造を有し、 前記電極層の電子注入電極層と接続される領域の少なく
とも一部の領域で下地層と電子注入電極層とが直接接触
している有機EL表示装置。 - 【請求項2】 前記電極層の金属の電気抵抗率は、下地
層の金属の電気抵抗率よりも低い請求項1の有機EL表
示装置。 - 【請求項3】 前記電極層の電子注入電極層と接続され
る領域は、電極層のさらに上層に発光機能に関与する有
機EL構造体と接続されている電子注入電極層を有し、
かつこの電子注入電極層が下地層の一部と電気的に接続
されている請求項1または2の有機EL表示装置。 - 【請求項4】 前記電極層のさらに上層には、電極層よ
り表面に酸化層が形成され難い金属の保護層を有し、 この保護層の上に電子注入電極層を有し、かつこの保護
層を介して電極層、下地層と電子注入電極層とが電気的
に接続されている請求項1または2の有機EL表示装
置。 - 【請求項5】 前記下地層の構成材料は、窒化チタンま
たはクロムのいずれかである請求項1〜4のいずれかの
有機EL表示装置。 - 【請求項6】 電極層の構成材料は、アルミニウムまた
はアルミニウムを主成分とする合金である請求項1〜5
のいずれかの有機EL表示装置。 - 【請求項7】 前記保護層の構成材料は、下地層の構成
材料である請求項4〜6のいずれかの有機EL表示装
置。 - 【請求項8】 前記電極層の電子注入電極層と接続され
る領域の少なくとも一部の領域が櫛形に形成されている
請求項1〜7のいずれかの有機EL表示装置。 - 【請求項9】 電子注入電極層と、ホール注入電極層
と、これらの電極の間に一種以上の発光機能に関与する
有機層とを有する有機EL構造体を有する請求項1〜8
のいずれかの有機EL表示装置。 - 【請求項10】 端子電極と接続される下地層と電極層
とを形成するに際し、下地層形成後に電極層の一部の領
域を形成する際に下地層の一部を露出させ、この下地層
の一部が露出し、かつ電極層が形成された領域に電子注
入電極層の一部の領域を成膜する有機EL表示装置の製
造方法。 - 【請求項11】 前記電極層の一部の領域を櫛形に形成
して下地層の一部を露出させる請求項10の有機EL表
示装置の製造方法。
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