JPH118065A

JPH118065A - エレクトロ・ルミネセンス素子の製造法

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Publication number: JPH118065A
Application number: JP9158762A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kuribayashi; 正樹栗林; Kazunori Ueno; 和則上野; Yuichi Hashimoto; 雄一橋本; Akihiro Senoo; 章弘妹尾
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 1999-01-12
Anticipated expiration: 2017-06-16
Also published as: JP3466876B2

Abstract

(57)【要約】【課題】三原色発光の有機エレクトロ・ルミネセンス
を同一基板上に形成する時、全工程にわたって、大気に
晒すことなく、真空中、減圧空間内又は乾燥窒素雰囲気
中で、実施できる様になしたエレクトロ・ルミネセンス
の製造法を提供することにある。【解決手段】結晶シリコン基板の表面を多孔質化さ
せ、多孔質シリコン膜を形成し、該多孔質シリコン膜上
に第１導電膜を形成し、該第１導電膜上にエレクトロ・
ルミネセンス膜を形成し、該エレクトロ・ルミネセンス
膜上に第２導電膜を形成し、第１導電層と、エレクトロ
・ルミネセンス膜と、第２導電膜との積層体を単結晶シ
リコン基板から剥離し、該積層体を第１基材上に設ける
ことを特徴とするエレクトロ・ルミネセンス素子の製造
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロ・ルミ
ネセンス素子の製造法に関し、特に、長時間に亙った安
定発光を実現した有機エレクトロ・ルミネセンス素子の
製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機エレクトロ・ルミネセンスとして、
例えば特開平６−２５６７５９号公報、特開平６−１３
６３６０号公報、特開平６−１８８０７４号公報、特開
平６−１９２６５４号公報や特開平８−４１４５２号公
報に開示されたものが知られている。

【０００３】また、これらの有機エレクトロ・ルミネセ
ンスは、例えば特開平８−２４１０４８号公報に記載の
薄膜トランジスタによって駆動することが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機エ
レクトロ・ルミネセンスは、その成膜の工程中におい
て、大気、特に僅かの水分を含む大気に晒されるだけ
で、発光時間が大幅に短縮されてしまい、この事が実用
化の上で、大きな障害となっていた。

【０００５】特に、フルカラー表示のためには、赤色、
緑色及び青色の三原色の発光を必要とするため、それぞ
れの色を発光する３種の有機エレクトロ・ルミネセンス
膜を用意し、カラーフィルターの製造プロセス技術など
で使用されているフォトリソプロセスを採用することに
よって、所定のパターニングされた有機エレクトロ・ル
ミネセンス素子を作成することが行なわれていたが、フ
ォトリソプロセスは、大気中で実施することが必要であ
り、さらにこのプロセスは、湿式である場合が多いの
で、実質上、有機エレクトロ・ルミネセンスには、フォ
トリソプロセスによるパターニングを採用できない、と
いう問題点を有していた。

【０００６】このため、三原色を同一基板上で発光させ
ることができるエレクトロ・ルミネセンス素子の実用化
は、なされていないのが現状であった。

【０００７】本発明の目的は、前述の問題点を解消した
エレクトロ・ルミネセンス素子、特に、エレクトロ・ル
ミネセンス素子の製造法を提供することにある。

【０００８】本発明の別の目的は、三原色発光の有機エ
レクトロ・ルミネセンスを同一基板上に形成することが
でき、同時に、長時間の連続した安定高輝度発光を実現
したエレクトロ・ルミネセンス素子の製造法を提供する
ことにある。

【０００９】本発明の別の目的は、三原色発光の有機エ
レクトロ・ルミネセンスを同一基板上に形成する時、全
工程にわたって、大気に晒すことなく、真空中、減圧空
間内又は乾燥窒素雰囲気中で、実施できる様になした有
機エレクトロ・ルミネセンスの製造法を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、単結
晶シリコン基板の表面を多孔質化させ、多孔質シリコン
膜を形成し、該多孔質シリコン膜上に第１導電膜を形成
し、該第１導電膜上にエレクトロ・ルミネセンス膜を形
成し、該エレクトロ・ルミネセンス膜上に第２導電膜を
形成し、第１導電層と、エレクトロ・ルミネセンス膜
と、第２導電膜との積層体を単結晶シリコン基板から剥
離し、該積層体を第１基材上に設けるエレクトロ・ルミ
ネセンス素子の製造法に、第１の特徴を有し、第２に、
単結晶シリコン基板の表面を多孔質化させ、多孔質シリ
コン膜を形成し、該多孔質シリコン膜上に第１導電膜を
形成し、該第１導電膜上にエレクトロ・ルミネセンス膜
を形成し、該エレクトロ・ルミネセンス膜上に第２導電
膜を形成し、第１導電層と、エレクトロ・ルミネセンス
膜と、第２導電膜との積層体を単結晶シリコン基板から
剥離し、該積層体を第１基材上に設け、続いて、前記エ
レクトロ・ルミネセンス膜とは異種のエレクトロ・ルミ
ネセンス膜を用いる外は、前記全工程を一回又は複数回
繰返すことを特徴とするエレクトロ・ルミネセンス素子
の製造法に、第２の特徴を有する。

【００１１】また、本発明は、第３の特徴として、剥離
層（例えば、多孔質シリコン膜など）を有する第１基材
（例えば、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン膜を表
面にもつ単結晶シリコン基板など）上に、該剥離層に密
着させて第１導電膜を形成し、該第１導電膜上にエレク
トロ・ルミネセンス膜を形成し、該エレクトロ・ルミネ
センス膜上に第２導電膜を形成し、第１導電層と、エレ
クトロ・ルミネセンス膜と、第２導電膜との積層体を第
１基材から剥離し、該積層体を別に用意した第２基材上
に貼り付けるエレクトロ・ルミネセンス素子の製造法
に、第３の特徴がある。

【００１２】本発明において、前記結晶シリコン基板の
表面は、凹凸形状をなしているのが好ましい。

【００１３】本発明において、前記多孔質シリコン膜
は、結晶シリコン基板上に島状に分布されているのが好
ましい。

【００１４】本発明において、前記第１基材は、第３導
電膜が設けられ、該第３導電膜と前記積層体の第２導電
膜とを電気的に接続させる工程を有するのが好ましい。

【００１５】本発明において、前記電気的に接続させる
工程は、接着性導電材によってなされるのが好ましい。

【００１６】本発明において、前記第３導電膜は、スト
ライプ形状をなしているのが好ましい。

【００１７】本発明において、第４導電膜を設けた第２
基材を用意し、該第４導電膜と前記第１導電膜とを電気
的に接続させる工程を有するのが好ましい。

【００１８】本発明において、前記第１基材は、ストラ
イプ形状の第３導電膜が設けられ、該第３導電膜と前記
積層体の第２導電膜とを電気的に接続させる工程、及び
ストライプ形状の第４導電膜を設けた第２基材を用意
し、該第３の導電膜のストライプ形状に対して交差配意
し、該第４導電膜と前記第１導電膜とを電気的に接続さ
せる工程を有するのが好ましい。

【００１９】本発明において、前記剥離工程後の第１導
電膜を研磨する工程を有するのが好ましい。

【００２０】本発明において、前記エレクトロ・ルミネ
センス膜は、有機エレクトロ・ルミネセンス膜であるの
が好ましい。

【００２１】本発明において、前記第１導電膜は、陰極
をなし、前記第２導電膜は、陽極をなすのが好ましい。

【００２２】本発明において、前記第１導電膜は、透明
導電膜であり、前記第２導電膜は、金属膜であるのが好
ましい。

【００２３】本発明において、前記第１基材は、アクテ
ィブマトリクス駆動用薄膜トランジスタ回路を備え、該
回路のドレイン部と前記第２導電膜とを電気的に接続さ
せる工程を有するのが好ましい。

【００２４】本発明において、前記第１基材は、アクテ
ィブマトリクス駆動用薄膜トランジスタ回路を備え、該
回路のドレイン部と前記第２導電膜とを電気的に接続さ
せる工程、及びコモン電極となる導電膜を設けた第２基
材を用意し、該導電膜と前記第１導電膜とを電気的に接
続させる工程を有するのが好ましい。

【００２５】本発明において、透孔を有する前記第１基
材を用意し、該透孔中に接着性導電材を配置する工程、
透孔中の接着性導電材と前記第２導電膜とを接着させる
工程、及びアクティブマトリクス用薄膜トランジスタ回
路を備えた第２基材を用意し、該回路のドレイン部と前
記接着性導電材とを接着させる工程を有するのが好まし
い。

【００２６】本発明において、透孔を有する前記第１基
材を用意し、該透孔中に接着性導電材を配置する工程、
透孔中の接着性導電材と前記第２導電膜とを接着させる
工程、アクティブマトリクス用薄膜トランジスタ回路を
備えた第２基材を用意し、該回路のドレイン部と前記接
着性導電材とを接着させる工程、及びコモン電極となる
導電膜を設けた第３基材を用意し、該導電膜を前記第１
導電膜とを電気的に接続させる工程を有するのが好まし
い。

【００２７】本発明において、前記全工程を３回繰返
し、前記異種エレクトロ・ルミネセンス膜をそれぞれ赤
色発光、緑色発光及び青色発光となすのが好ましい。

【００２８】本発明において、前記結晶シリコン基板
は、少なくともその表面が単結晶シリコン又は多結晶シ
リコンによって覆われているのが好ましい。

【００２９】本発明において、前記結晶シリコン基板
は、単結晶シリコン基板であるのが好ましい。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明を実施例に従って説明す
る。以下、本明細書において、エレクトロ・ルミネセン
スを「ＥＬ」と記載する。

【００３１】（実施例１）この実施例によるＥＬ素子の
製造法においては、まず、図１に示すように、表面凹凸
形成した単結晶Ｓｉ（シリコン）基板１１を陽極化成
（陽極酸化）することにより多孔質Ｓｉ層１２を形成す
る。この陽極化成法による多孔質Ｓｉ層１２の形成方法
はよく知られており（例えば、応用物理第５７巻、第１
１号、第１７１０頁（１９８８））、例えば、電流密度
を３０ｍＡとし、陽極化成溶液としてＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂
Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１を用いた場合、得られる多孔質層
Ｓｉ１２の厚さは５〜５０μｍ、多孔度（ｐｏｒｏｓｉ
ｔｙ）は１０〜５０％である。この多孔質Ｓｉ層１２の
厚さは、単結晶Ｓｉ基板１１を繰り返し使用する観点か
らは、この単結晶Ｓｉ基板１１の厚さの減少を少なく
し、使用可能回数を多くするために、可能な限り薄くす
ることが望ましく、好適には５〜１５μｍ、例えば約１
０μｍに選ばれる。また、単結晶Ｓｉ基板１１は、陽極
化成によりその上に多孔質Ｓｉ層１２を形成する観点か
らはｐ型であることが望ましいが、ｎ型であっても、条
件設定によっては多孔質Ｓｉ層１２を形成することが可
能である。

【００３２】単結晶Ｓｉ基板１の表面凹凸は、例えばＥ
Ｌ表示に適用した際の画素の大きさ、密度に対応させれ
ばよい。また、カラーＥＬ素子に適用する場合には、凸
部のピッチを３倍長に設定すればよい。

【００３３】また、凸部の高さは、多孔質Ｓｉ１２の膜
厚の数値より大きい数値、好ましくは２倍〜２０倍程度
に設定される。

【００３４】次に、図１の多孔質Ｓｉ１２の上に、図２
のＩＴＯ膜２１を蒸着法により１００ｎｍ厚で成膜し
た。

【００３５】次に、このＩＴＯ膜２１を設けたＳｉ基板
を市販の蒸着装置（日本真空技術（株）製）の基板ホル
ダに固定して、モリブデン製の抵抗加熱ボートにＮ，
Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェ
ニル〔１，１′−ビフェニル〕−４−４′−ジアミン
（ＴＰＤ）を２００ｍｇ入れ、また違うモリブデン製ボ
ートに４，４′−ビス（２，２′−ジフェニルビニル）
ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２００ｍｇ入れて真空層を
１×１０^-4Ｐａまで減圧した。その後、ＴＰＤ入りの上
記ボートを２１５〜２２０℃まで加熱し、ＴＰＤを蒸着
速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓでＳｉ基板上に蒸着して、
図３の膜厚６０ｎｍの正孔注入層３１を成膜した。この
ときの基板温度は室温であった。これを真空槽から取り
出すことなく、正孔注入層３１の上に、もう一つのボー
トよりＤＰＶＢｉを発光層３２として４０ｎｍ積層蒸着
した。蒸着条件はボート温度が２４０℃であり、蒸着速
度は０．１〜０．３ｎｍ／ｓ、基板温度は室温であっ
た。これを真空槽から取り出して、上記発光層の上にス
テンレススチール製のマスクを設置し、再び基板ホルダ
に固定した。次に、モリブデン製ボートにトリス（８−
キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ₃）を２００ｍｇ
入れて真空槽に装着した。さらに、モリブデン製の抵抗
加熱ボートにマグネシウムリボンを１ｇ入れ、また違う
タングステン製のバスケットに銀ワイヤを５００ｍｇ入
れ蒸着した。その後、真空槽を１×１０^-4Ｐａまで減圧
してから、Ａｌｑ₃の入ったボートを２３０℃まで加熱
し、Ａｌｑ₃層３３を０．０１〜０．０３ｎｍ／ｓの蒸
着速度で２０ｎｍ蒸着した。

【００３６】この結果、多孔質Ｓｉ１２の上に、透明電
極となるＩＴＯ膜２１上にＥＬ層３となる正孔注入層３
１、発光層３２とＡｌｑ₃層３３との積層体が形成され
た。

【００３７】さらに、銀を０．０１ｎｍ／ｓの蒸着速度
で同時に抵抗加熱法により、もう一方のモリブデンボー
トからマグネシウムを１．４ｎｍ／ｓの蒸着速度で蒸着
し始めた。上記条件でマグネシウムと銀の混合金属電極
をＥＬ層３の上に１５０ｎｍの厚さで積層蒸着し、図４
の対向電極４１とした。この素子を乾燥窒素中にて、０
ｖから１０ｖ、０ｖから−１０ｖへ０．５ｖ間隔で５秒
ずつで印加し、エージングを行なった。

【００３８】次に、図５に図示する貼合せ基板５１を乾
燥窒素チャンバ内に保持する。この際、基板５１には、
予めストライプ形状の金属（銀、アルミニウム、金、プ
ラチナ、銅等）電極５２が、前述において作成した凸部
の位置に対応させて配置させており、さらに各ストライ
プ形状の金属電極５２の上に、前述の凸部のピッチと同
一ピッチで熱硬化性導電接着剤又は紫外線若しくは電子
線硬化性導電接着剤などの接着性電気接続体５３が配置
されている。

【００３９】接着性電気接続体５３は、エポキシ系又は
フェノール系熱硬化接着剤又は紫外線若しくは電子性硬
化性接着剤中にカーボン粒子、銀粒子や銅粒子の様な導
電性粒子が分散含有された導電性接着剤を用い、これを
スクリーン印刷法、オフセット印刷法又はディスペンサ
ー塗布法などの採用によって、ストライプ状金属電極５
３の上に塗布、乾燥させることによって得られる。

【００４０】上述の導電性接着剤中には、界面接着力を
増強するために、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノ
エチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３
−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロ
ピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤を含
有させることができる。

【００４１】次に、図４にて作成した単結晶Ｓｉ基板１
１を上述した貼合せ基板５１がセットされている乾燥窒
素チャンバ内に真空チャンバから移動により搬入させ、
該乾燥窒素チャンバ内の所定位置に保持した。

【００４２】次いで、該乾燥窒素チャンバに予め取り付
けておいたアームに固定し、アームを移動させて、該ア
ームの位置を図５にて作成した貼合せ基板５１に対し
て、単結晶Ｓｉ基板１１の上の対向電極４１と貼合せ基
板５１の上の接着性電気接続体５３とが対向配置する位
置まで移動させ、次いで該Ｓｉ基板１１と該貼合せ基板
５１とを密着重ね合せた。

【００４３】次いで、接着性電気接続体５３によって、
両基板１１と５１との接着が所定の条件（熱印加又は紫
外線電子線照射）によってなされた。

【００４４】次いで、貼合せられた両基板１１と５１と
が多孔質Ｓｉ膜１２を境にして剥離する様に、両基板１
１と５１とに互いに平行方向に応力を印加した。この結
果、両基板１１と５１とは、多孔質Ｓｉ膜１２から剥離
し、貼合せ基板５１の接着性電気接続体５３の上に、対
向電極４１、ＥＬ３と透明電極ＩＴＯ膜２１との積層物
が転写された。この際、多孔質Ｓｉ膜１２には、剥離前
にくさびを打ち込んだりすることによって、剥離工程が
容易に実施できる様に前処理を施するのが好ましい。

【００４５】しかる後に、剥離後の貼合せ基板５１を乾
燥窒素を充填したメカニカル研磨室に搬入し、そこで剥
離後の透明電極ＩＴＯ膜２１上に残っていた多孔質Ｓｉ
膜を研磨布をパッドに取り付けたメカニカル研磨機によ
って除去した。

【００４６】次いで、図６に図示するもう１枚の対向貼
合せ基板６１を乾燥窒素チャンバ内にセットした。この
対向貼合せ基板６１には、剥離後の貼合せ基板５１上の
研磨された透明電極ＩＴＯ膜２１の位置が対向する位置
で、前述のストライプ形状金属膜５２のストライプ長手
方向と交差する様に、ストライプ形状のＩＴＯ膜が予め
設けられている。

【００４７】さらに、この対向貼合せ基板６１の周囲に
は、封用接着剤となるエポキシ系接着剤やフェノール系
接着剤がスクリーン印刷法又はディスペンサー塗布法な
どによって事前に塗布されている。

【００４８】この乾燥窒素チャンバ内に、前述の工程で
作成しておいたＥＬ３を備える貼合せ基板６１を搬入せ
しめ、所定のアーム動作によって、ストライプ形状ＩＴ
Ｏ膜６２と貼合せ基板５１上に転写された透明電極ＩＴ
Ｏ膜２１とが対向する様に、両板貼合せ基板５１と６１
とを重ね合せ、両基板５１と６１とを加熱圧着させて、
封用接着剤によって封止、貼合せた。

【００４９】こうして、作成した単純マトリックス駆動
用ＥＬ装置を図７−図１０に図示する駆動装置によって
駆動したところ、良好な動画発光ＥＬ表示が２０日以上
の長期間に亙った連続高輝度発光の基に、得られた。

【００５０】図８は、一水平走査期間（１Ｈ）内の走査
信号線に印加する走査選択信号及び走査非選択信号、並
びに情報信号線に印加する発光信号及び非発光信号の電
圧波形を図示している。走査選択信号の第１位相は、電
圧２Ｖ₀に設定し、第２位相は、電圧０に設定されてい
る。また、この際、第１位相電圧は、電圧２Ｖ₀以上で
あってもよい。走査非選択信号は、第１位相及び第２位
相において、電圧０に設定されている。この際、電圧０
に対して、順バイアス方向、又は逆バイアス方向にＤＣ
成分を付与することもできる。また、第１位相電圧を電
圧０に設定し、第２位相電圧を電圧２Ｖ₀に設定しても
よい。この際、図７の発光信号は、非発光信号として機
能し、また非発光信号は発光信号として機能することに
なる。

【００５１】発光信号は、走査選択信号の第１位相の電
圧２Ｖ₀パルスに同期して電圧−Ｖ₀の発光誘発信号が設
定され、順バイアス方向の発光閾値電圧２Ｖ₀以上の電
圧３Ｖ₀がＥＬに印加されて、発光状態を生じる。更
に、発光信号は、走査選択信号の第２位相の電圧０に同
期して、電圧Ｖ₀が印加され、この時のＥＬには、電圧
−Ｖ₀が印加されるが、非発光状態となる。

【００５２】非発光信号は、走査選択信号の第１位相電
圧及び第２位相電圧に同期して印加された時、それぞれ
電圧Ｖ₀が印加され、非発光状態を生じる。

【００５３】一方、走査非選択信号の印加時（非選択期
間）には、ＥＬには、発光信号又は非発光信号の何れか
が情報信号線から受信されるので、発光信号及び非発光
信号を構成する電圧Ｖ₀及び電圧−Ｖ₀によって形成され
るＡＣ電圧が印加されることになる。

【００５４】図９は、図７に図示する発光状態を生じさ
せた時の走査選択信号、並びに発光信号及び非発光信号
のタイミング・チャートである。図１０は、この時の各
交差部のＥＬに印加される電圧のタイミング・チャート
であり、非選択期間中のＥＬには、閾値電圧以下のＡＣ
電圧が印加された状態を図示している。

【００５５】（実施例２）前記実施例１で用いた凹凸面
の単結晶Ｓｉ基板に代えて、平滑面の単結晶Ｓｉ基板を
用い、多孔質Ｓｉ膜形成用陽極化成時に凹部に対応する
位置のみにマスクを施し、凸部に対応する位置のみを陽
極化成し、多孔質膜を形成したほかは、実施例１と同様
の方法に沿って、単純マトリクス駆動用ＥＬ装置を作成
した。

【００５６】本実施例で作成した装置は、良好な動画発
光ＥＬ表示の２０日以上の連続高輝度発光がなされた。

【００５７】（実施例３）前記実施例１で用いた単結晶
Ｓｉ基板に代えて単結晶Ｓｉ基板表面に絶縁膜ＳｉＯ₂
を作成した上に多結晶Ｓｉ膜を形成した基板を用いたほ
かは、実施例１と同様の方法に沿って、単純マトリクス
駆動用ＥＬ装置を作成した。

【００５８】本実施例で作成した装置は、良好な動画発
光ＥＬ表示が２０日以上の連続高輝度発光にもとづいて
なされた。

【００５９】（実施例４）前記実施例１で用いた凹凸単
結晶Ｓｉ基板の凸部ピッチを３倍長に設定し、赤色発光
用ＥＬ（ＲＥＬ）、緑色発光用ＥＬ（ＧＥＬ）及び青色
発光用ＥＬ（ＢＥＬ）をそれぞれ用い、実施例１の工程
を３回繰返すことによってＲＥＬ、ＧＥＬ及びＢＥＬ三
原色発光ＥＬを備えた単純マトリクス駆動用ＥＬ装置を
作成した。

【００６０】本実施例で作成した装置によってフルカラ
ーＥＬ発光による動画表示を行なったところ、２０日以
上の連続高輝度表示が得られた。

【００６１】（実施例５）前記実施例１において図４に
図示する単結晶Ｓｉ基板と同一のものを作成し、これを
乾燥窒素チャンバ内にアームに載せて搬入させた。該チ
ャンバ内には、予め図１１に図示する貼合せ基板１１１
がセットされている。

【００６２】この貼合せ基板１１１には、単結晶Ｓｉ基
板の凸部と対応する位置に透孔１１２が設けられてい
る。そして、これら透孔１１２毎に接着剤性電気接続体
となる導電ペースト剤１２１が上下とも図１２の如く山
なり状に注入配置されている。

【００６３】透孔１２１と対向電極４１とが相対向する
様に、この貼合せ基板１１１と図４に図示する単結晶Ｓ
ｉ基板とを重ね合せ、両基板を圧着加熱した。

【００６４】次いで、貼合せ基板１１１を単結晶Ｓｉ基
板１１上の多孔質Ｓｉ膜１２から剥離し、貼合せ基板１
１１の側に透明電極ＩＴＯ膜２１、ＥＬ３と対向電極４
１との積層物を転写させた。

【００６５】次いで、同一の乾燥窒素チャンバ内に装填
しておいた図１３−図１６のＴＦＴ基板のドレイン電極
パッド毎に接着性電気接続体１３１を設けた。このＴＦ
Ｔ基板上の接着性電気接続体１３１と上述の貼合せ基板
１１１の下面１２２上の導電ペースト剤１２１とが相対
向する様に、貼合せ基板１１１とＴＦＴ基板とを重ね合
せ圧着加熱し、両基板を接着性電気接続体１３１を通し
て固着した。

【００６６】次いで、やはり同一チャンバ内に図６に図
示する貼合せ基板６１と同一のものを装填しておいた。
この貼合せ基板６１の周囲には封止用接着剤１１７が塗
布されており、この貼合せ基板６１上のストライプ状Ｉ
ＴＯ膜６２とＴＦＴ基板に貼合せた貼合せ基板１１１の
上面１２３側に転写された積層物の透明電極ＩＴＯ膜２
１とが相対向する様に、両基板を重ね合せ圧着加熱して
固定封止した。

【００６７】図１３は能動マトリックス４端子ＴＦＴ−
ＥＬ素子の概略図を示す。各画素の素子は２つのＴＦＴ
と記憶コンデンサとＥＬ素子とを含む、４端子方式の主
な特徴はＥＬ励起信号からのアドレッシング信号を分離
する能力である。ＥＬ素子は論理ＴＦＴ（Ｔ１）を介し
て選択され、ＥＬ素子に対する励起電力は電力ＴＦＴ
（Ｔ２）により制御される。記憶コンデンサはそれがい
ったん選択されたアドレスされたＥＬ素子に励起電力を
留めることを可能にする。斯くして回路はＥＬ素子がア
ドレッシングに対して割り当てられた時間を無視して１
００％に近いデュティサイクルで動作することを許容す
る。

【００６８】ゲートラインＹ_j ，Ｙ_j+1 は、好ましくは
６４０本、１１２０本などの様に多数本数配線し、順次
ゲートパルスが印加される。ゲートパルスは、インター
レース走査またはノン・インタレース走査の何れであっ
てもよい。

【００６９】ソース・ラインＸ_j ，Ｘ_j+1 ，Ｘ_j+2 は、
好ましくは８４０本、１２８０本などの様に多数本数配
線し、ゲートパルスと同期させて、映像データに応じて
設定した電圧の情報信号パルスが印加される。

【００７０】図中のＲＥＬは赤色発光ＥＬ、ＧＥＬは緑
色発光ＥＬ、ＢＥＬは青色発光ＥＬで、ソースラインＸ
_j には赤色の情報信号パルス、Ｘ_j+1 には緑色情報パル
ス、Ｘ_j+2 には赤色情報パルスが印加される。これによ
ってフルカラー表示が行なわれる。

【００７１】図１４は、本発明のＴＦＴ基板１４１の代
表例を示す平面図である。ＴＦＴ１は図１３のＴ１に対
応し、ＴＦＴ２は図１３のＴ２に対応し、コンデンサ１
４２は図１３のＣｓに対応し、ドレイン電極パッド１４
３は図１３の各ＥＬ毎のＴ₂のドレイン接続電極に対応
している。

【００７２】図１５は、図１４のＡ−Ａ′断面図であ
る。図１６は、図１４のＢ−Ｂ′断面図である。

【００７３】本発明で用いたＴＦＴ１及びＴＦＴ２とし
ては、ガラス基板１５６上のソースバス１５１をｎ⁺ ポ
リシリコンに接続し、ドレインをｎ⁺ ポリシリコンに接
続し、Ｉ型ポリシリコン膜をはさんで配置したゲート絶
縁膜にＰＥＣＶＤ（プラズマ増強ＣＶＤ）１５２−Ｓｉ
Ｏ₂ 膜１５４を配置し、ゲートバス１５３をｎ⁺ ポリシ
リコンに接続したトランジスタ構造を採用した。さら
に、パシベーション膜１５５がドレイン電極パッド１４
３の接続部位以外を覆って配置された。

【００７４】本発明は、上述したトランジスタ構造に限
定されることなく、アモルファスシリコンＣ微結晶シリ
コン半導体を用いたスタガー構造又はコプレナー構造の
何れをも適用することができる。

【００７５】また、本発明は、結晶シリコンを用いたＳ
Ｏ１（シリコン・オン・インシュレータ）構造のＭＯＳ
トランジスタに適用することができる。

【００７６】コンデンサＣｓは、図１６の一対のコンデ
ンサ電極１６１と１６２及び該一対のコンデンサ電極間
に設けたＳｉＯ₂ 膜１５４によって形成される。コンデ
ンサ電極は、Ａｌ等によって成膜され、グランドバスと
接続配線され、コンデンサ電極１６２はｎ⁺ ポリシリコ
ン膜によって成膜され、ＴＦＴ２のドレインに接続され
る。

【００７７】ゲートバス１５３及びソースバス１５１
は、クロム／アルミ積層配線が好ましく用いられる。

【００７８】パシベーション１５５としては、プラズマ
ＣＶＤによってチッ化シリコン膜が適している。

【００７９】ドレイン電極パット１４３としては、反射
性能を持たせるために、アルミニウム、銀などの金属膜
を用いることができるが、ＩＴＯやＺｎＯの様な透明導
電膜であってもよい。

【００８０】図１７は、本実施例で作成したＴＦＴを用
いたＥＬ装置の断面図を表わしている。

【００８１】本実施例で作成したアクティブマトリクス
駆動用ＥＬ装置は、表示のための駆動を実施したとこ
ろ、２０日以上に亙る８０カンデラ／ｍ²以上の連続発
光に基づく動画表示が実現した。

【００８２】本発明で用いるＥＬとしては、上記したＥ
Ｌの他に、他のＥＬ、特に有機ＥＬが好ましく、特にＲ
ＥＬ、ＧＥＬ及びＢＥＬを構成するものが配置される。

【００８３】具体的なＲＥＬ、ＧＥＬ及びＢＥＬを下記
に列挙するが、本発明はこれらに限定されるものではな
く、また有機ＥＬの代わりに無機ＥＬを適用することも
できる。

【００８４】本発明の有機ＥＬでの材料は、Ｓｃｏｚｚ
ａｆａｖａのＥＰＡ３４９，２６５（１９９０）；Ｔａ
ｎｇのアメリカ特許第４，３５６，４２９号；ＶａｎＳ
ｌｙｋｅ等のアメリカ特許第４，５３９，５０７号；Ｖ
ａｎＳｌｙｋｅ等のアメリカ特許第４，７２０，４３
２；Ｔａｎｇ等のアメリカ特許第４，７６９，２９２
号；Ｔａｎｇ等のアメリカ特許第４，８８５，２１１
号；Ｐｅｒｒｙ等のアメリカ特許第４，９５０，９５
０；Ｌｉｔｔｍａｎ等のアメリカ特許第５，０５９，８
６１号；ＶａｎＳｌｙｋｅのアメリカ特許第５，０４
７，６８７号；Ｓｃｏｚｚａｆａｖａ等のアメリカ特許
第５，０７３，４４６号；ＶａｎＳｌｙｋｅ等のアメリ
カ特許第５，０５９，８６２号；ＶａｎＳｌｙｋｅ等の
アメリカ特許第５，０６１，６１７号；ＶａｎＳｌｙｋ
ｅのアメリカ特許第５，１５１，６２９号；Ｔａｎｇ等
のアメリカ特許第５，２９４，８６９号；Ｔａｎｇ等の
アメリカ特許第５，２９４，８７０号）に開示のものを
用いることができる。ＥＬ層は陽極と接触する有機ホー
ル注入及び移動帯と、有機ホール注入及び移動帯と接合
を形成する電子注入及び移動帯とからなる。ホール注入
及び移動帯は単一の材料又は複数の材料から形成され
え、陽極及び、ホール注入層と電子注入及び移動帯の間
に介装される連続的なホール移動層と接触するホール注
入層からなる。同様に電子注入及び移動帯は単一材料又
は複数の材料から形成されえ、陽極及び、電子注入層と
ホール注入及び移動帯の間に介装される連続的な電子移
動層と接触する電子注入層からなる。ホールと電子の再
結合とルミネセンスは電子注入及び移動帯とホール注入
及び移動帯の接合に隣接する電子注入及び移動帯内で発
生する。有機ＥＬ層を形成する化合物は典型的には蒸着
により堆積されるが、他の従来技術によりまた堆積され
うる。

【００８５】好ましい実施例ではホール注入層からなる
有機材料は以下のような一般的な式を有する：

【００８６】

【外１】

【００８７】ここで：ＱはＮ又はＣ−ＲＭは金属、金属酸化物、又は金属ハロゲン化物Ｔ１、Ｔ２は水素を表すか又はアルキル又はハロゲンの
ような置換器を含む不飽和六員環を共に満たす。好まし
いアルキル部分は約１から６の炭素原子を含む一方でフ
ェニルは好ましいアリル部分を構成する。

【００８８】好ましい実施例ではホール移動層は芳香族
第三アミンである。芳香族第三アミンの好ましいサブク
ラスは以下の式を有するテトラアリルジアミンを含む：

【００８９】

【外２】

【００９０】ここでＡｒｅはアリレン群であり、ｎは１
から４の整数であり、Ａｒ、Ｒ₇ ，Ｒ₈ ，Ｒ₉ はそれぞ
れ選択されたアリル群である。好ましい実施例ではルミ
ネセンス、電子注入及び移動帯は金属オキシノイド（ｏ
ｘｉｎｏｉｄ）化合物を含む。金属オキシノイド化合物
の好ましい例は以下の一般的な式を有する：

【００９１】

【外３】

【００９２】ここでＲ₂ −Ｒ₇ は置き換え可能性を表
す。他の好ましい実施例では金属オキシノイド化合物は
以下の式を有する：

【００９３】

【外４】

【００９４】ここでＲ₂ −Ｒ₇ は上記で定義されたもの
であり、Ｌ１−Ｌ５は集中的に１２又はより少ない炭素
原子を含み、それぞれ別々に１から１２の炭素原子の水
素又は炭水化物群を表し、Ｌ１，Ｌ２は共に、又はＬ
２，Ｌ３は共に連合されたベンゾ環を形成しうる。他の
好ましい実施例では金属オキシノイド化合物は以下の式
である。

【００９５】

【外５】

【００９６】ここでＲ₂ −Ｒ₆ は水素又は他の置き換え
可能性を表す。上記例は単にエレクトロルミネセンス層
内で用いられるある好ましい有機材料を表すのみであ
る。それらは本発明の視野を制限することを意図するも
のではなく、これは一般に有機エレクトロルミネセンス
層を指示するものである。上記例からわかるように有機
ＥＬ材料は有機リガンドを有する配位化合物を含む。

【００９７】

【発明の効果】本発明によれば、単純マトリクス駆動用
ＥＬ装置、及びＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆
動用ＥＬ装置を大気に晒さずに連続させて製造させるこ
とができ、これによって、長時間の連続した高輝度発光
を達成できた。

【００９８】本発明によれば、三原色発光の有機エレク
トロ・ルミネセンスを大気に晒すことなく、真空中、減
圧空間中又は乾燥窒素雰囲気中において、同一基板上に
形成することができ、これによって、長時間の連続した
安定高輝度発光を実現したエレクトロ・ルミネセンス素
子を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いた多孔質シリコン膜を設けた単結
晶シリコン基板の断面図である。

【図２】図１に図示する基板上に透明電極ＩＴＯ膜を設
けた時の態様を図示する断面図である。

【図３】図２に図示するＩＴＯ膜上にＥＬ膜を設けた時
の態様を図示する断面図である。

【図４】図３に図示するＥＬ膜の上に対向電極を積層さ
せた時の態様を図示する断面図である。

【図５】張合わせ基板の一態様を図示する斜視図であ
る。

【図６】対向側として用いた張合わせ基板の一態様を図
示する斜視図である。

【図７】本発明で用いた単純マトリクス用ＥＬ装置のブ
ロック図である。

【図８】本発明で用いた単純マトリクス駆動用電圧波形
を示す駆動波形図である。

【図９】図８で用いた各信号のタイミング・チャート電
圧波形図である。

【図１０】図８で用いた駆動波形の各画素毎のタイミン
グ・チャート電圧波形図である。

【図１１】本発明で用いた張合わせ基板の別の態様を図
示する斜視図である。

【図１２】図１１に図示する張合わせ基板の断面図であ
る。

【図１３】本発明で用いたアクティブマトリクス用ＥＬ
装置の等価回路図である。

【図１４】本発明で用いたＴＦＴ基板の平面図である。

【図１５】図１４のＡ−Ａ′断面図である。

【図１６】図１４のＢ−Ｂ′断面図である。

【図１７】本発明で製造されたアクティブマトリクス駆
動用ＥＬ装置の断面図である。

【符号の説明】

１１単結晶シリコン基板１２多孔質シリコン膜２１透明電極ＩＴＯ膜３ＥＬ膜３１正孔注入層３２発光層３３Ａｌｑ₃層４１対向電極５１・６１・１１１張合わせ基板５２ストライプ形状金属膜５３・１３１接着性電気接続体６２ストライプ形状ＩＴＯ膜１１２透孔１２１導電ペースト剤１２２張合わせ基板１１１の下面１２３張合わせ基板１１１の上面１４１ＴＦＴ基板１４２コンデンサー１４３ドレイン電極パッド１５１ソースバス１５２ＳｉＯ₂膜１５３ゲートバス１５４ＰＥＣＶＤ膜１５５パシベーション膜１５６ガラス基板１６１・１６２コンデンサー電極１７１封止用接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者妹尾章弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結晶シリコン基板の表面を多孔質化さ
せ、多孔質シリコン膜を形成し、該多孔質シリコン膜上
に第１導電膜を形成し、該第１導電膜上にエレクトロ・
ルミネセンス膜を形成し、該エレクトロ・ルミネセンス
膜上に第２導電膜を形成し、第１導電層と、エレクトロ
・ルミネセンス膜と、第２導電膜との積層体を単結晶シ
リコン基板から剥離し、該積層体を第１基材上に設ける
ことを特徴とするエレクトロ・ルミネセンス素子の製造
法。
【請求項２】前記結晶シリコン基板の表面は、凹凸形
状をなしている請求項１記載のエレクトロ・ルミネセン
ス素子の製造法。
【請求項３】前記多孔質シリコン膜は、結晶シリコン
基板上に島状に分布されている請求項１記載のエレクト
ロ・ルミネセンス素子の製造法。
【請求項４】前記第１基材は、第３導電膜が設けら
れ、該第３導電膜と前記積層体の第２導電膜とを電気的
に接続させる工程を有する請求項１記載のエレクトロ・
ルミネセンス素子の製造法。
【請求項５】前記電気的に接続させる工程は、接着性
導電材によってなされる請求項４記載のエレクトロ・ル
ミネセンス素子の製造法。
【請求項６】前記第３導電膜は、ストライプ形状をな
している請求項４記載のエレクトロ・ルミネセンス素子
の製造法。
【請求項７】第４導電膜を設けた第２基材を用意し、
該第４導電膜と前記第１導電膜とを電気的に接続させる
工程を有する請求項１記載のエレクトロ・ルミネセンス
素子の製造法。
【請求項８】前記第４導電膜はストライプ形状をなし
ている請求項６記載のエレクトロ・ルミネセンス素子の
製造法。
【請求項９】前記第１基材は、ストライプ形状の第３
導電膜が設けられ、該第３導電膜と前記積層体の第２導
電膜とを電気的に接続させる工程、及びストライプ形状
の第４導電膜を設けた第２基材を用意し、該第３の導電
膜のストライプ形状に対して交差配意し、該第４導電膜
と前記第１導電膜とを電気的に接続させる工程を有する
請求項１記載のエレクトロ・ルミネセンス素子の製造
法。
【請求項１０】前記剥離工程後の第１導電膜を研磨す
る工程を有する請求項１記載のエレクトロ・ルミネセン
ス素子の製造法。
【請求項１１】前記エレクトロ・ルミネセンス膜は、
有機エレクトロ・ルミネセンス膜である請求項１記載の
エレクトロ・ルミネセンス素子の製造法。
【請求項１２】前記第１導電膜は、陰極をなし、前記
第２導電膜は、陽極をなす請求項１記載のエレクトロ・
ルミネセンス素子の製造法。
【請求項１３】前記第１導電膜は、透明導電膜であ
り、前記第２導電膜は、金属膜である請求項１記載のエ
レクトロ・ルミネセンス素子の製造法。
【請求項１４】前記第１基材は、アクティブマトリク
ス駆動用薄膜トランジスタ回路を備え、該回路のドレイ
ン部と前記第２導電膜とを電気的に接続させる工程を有
する請求項１記載のエレクトロ・ルミネセンス素子の製
造法。
【請求項１５】前記電気的に接続させる工程は、接着
性導電材によってなされる請求項１４記載のエレクトロ
・ルミネセンス素子の製造法。
【請求項１６】前記第１基材は、アクティブマトリク
ス駆動用薄膜トランジスタ回路を備え、該回路のドレイ
ン部と前記第２導電膜とを電気的に接続させる工程、及
びコモン電極となる導電膜を設けた第２基材を用意し、
該導電膜と前記第１導電膜とを電気的に接続させる工程
を有する請求項１記載のエレクトロ・ルミネセンス素子
の製造法。
【請求項１７】透孔を有する前記第１基材を用意し、
該透孔中に接着性導電材を配置する工程、透孔中の接着
性導電材と前記第２導電膜とを接着させる工程、及びア
クティブマトリクス用薄膜トランジスタ回路を備えた第
２基材を用意し、該回路のドレイン部と前記接着性導電
材とを接着させる工程を有する請求項１記載のエレクト
ロ・ルミネセンス素子の製造法。
【請求項１８】透孔を有する前記第１基材を用意し、
該透孔中に接着性導電材を配置する工程、透孔中の接着
性導電材と前記第２導電膜とを接着させる工程、アクテ
ィブマトリクス用薄膜トランジスタ回路を備えた第２基
材を用意し、該回路のドレイン部と前記接着性導電材と
を接着させる工程、及びコモン電極となる導電膜を設け
た第３基材を用意し、該導電膜を前記第１導電膜とを電
気的に接続させる工程を有する請求項１記載のエレクト
ロ・ルミネセンス素子の製造法。
【請求項１９】前記結晶シリコン基板は、少なくとも
その表面が単結晶シリコン又は多結晶シリコンによって
覆われている請求項１記載のエレクトロ・ルミネセンス
素子の製造法。
【請求項２０】前記結晶シリコン基板は、単結晶シリ
コン基板である請求項１記載のエレクトロ・ルミネセン
ス素子の製造法。
【請求項２１】結晶シリコン基板の表面を多孔質化さ
せ、多孔質シリコン膜を形成し、該多孔質シリコン膜上
に第１導電膜を形成し、該第１導電膜上にエレクトロ・
ルミネセンス膜を形成し、該エレクトロ・ルミネセンス
膜上に第２導電膜を形成し、第１導電層と、エレクトロ
・ルミネセンス膜と、第２導電膜との積層体を単結晶シ
リコン基板から剥離し、該積層体を第１基材上に設け、
続いて、前記エレクトロ・ルミネセンス膜とは異種のエ
レクトロ・ルミネセンス膜を用いる外は、前記全工程を
一回又は複数回繰返すことを特徴とするエレクトロ・ル
ミネセンス素子の製造法。
【請求項２２】前記全工程を３回繰返し、前記異種エ
レクトロ・ルミネセンス膜をそれぞれ赤色発光、緑色発
光及び青色発光となす請求項２１記載のエレクトロ・ル
ミネセンス素子の製造法。
【請求項２３】前記エレクトロ・ルミネセンス膜は、
有機エレクトロ・ルミネセンスによって得られた膜であ
る請求項２１又は２２記載のエレクトロ・ルミネセンス
素子の製造法。
【請求項２４】前記第１導電膜は、陰極をなし、前記
第２導電膜は、陽極をなす請求項２１記載のエレクトロ
・ルミネセンス素子の製造法。
【請求項２５】前記結晶シリコン基板は、少なくとも
その表面が単結晶シリコン又は多結晶シリコンによって
覆われている請求項２１記載のエレクトロ・ルミネセン
ス素子の製造法。
【請求項２６】前記結晶シリコン基板は、単結晶シリ
コン基板である請求項２１記載のエレクトロ・ルミネセ
ンス素子の製造法。
【請求項２７】剥離層を有する第１基材上に、該剥離
層に密着させて第１導電膜を形成し、該第１導電膜上に
エレクトロ・ルミネセンス膜を形成し、該エレクトロ・
ルミネセンス膜上に第２導電膜を形成し、第１導電層
と、エレクトロ・ルミネセンス膜と、第２導電膜との積
層体を第１基材から剥離し、該積層体を別に用意した第
２基材上に貼り付けることを特徴とするエレクトロ・ル
ミネセンス素子の製造法。
【請求項２８】前記第１基材は、単結晶シリコン基板
である請求項２７記載のエレクトロ・ルミネセンス素子
の製造法。
【請求項２９】前記剥離層は、多孔質シリコン膜であ
る請求項２７記載のエレクトロ・ルミネセンス素子の製
造法。
【請求項３０】前記結晶シリコン基板の表面は、凹凸
形状をなしている請求項２８記載のエレクトロ・ルミネ
センス素子の製造法。
【請求項３１】前記多孔質シリコン膜は、結晶シリコ
ン基板上に島状に分布されている請求項２９記載のエレ
クトロ・ルミネセンス素子の製造法。