WO2005094134A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法並びに表示装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法並びに表示装置 Download PDF

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conductive film
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organic electroluminescent
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Hiroyuki Yaegashi
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Fuji Photo Film Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent device, a method of manufacturing the same, and a display device and a method of manufacturing the same.
  • the present invention relates to an organic electroluminescent device excellent in luminous efficiency.
  • the present invention relates to a sense element and a method for manufacturing the same, and a display device having such an organic electroluminescent element.
  • a display device using an organic electroluminescent device has attracted a great deal of attention as a display device that can be made thinner and lighter than conventional CRTs and LCDs. Since the organic electroluminescence element is a self-luminous type, it has high visibility, does not have a viewing angle dependency, and can use a flexible film substrate. There are various advantages. Further, in order to realize a high-definition display, development of an active matrix display device having a switching element such as a thin film transistor in addition to an organic electroluminescent element is under development.
  • an anode electrode made of a transparent conductive film such as ITO (indium oxide doped with tin) is formed on an insulating substrate made of a glass substrate.
  • an organic electroluminescent layer including a light emitting layer that generates light by recombination of electrons and holes is formed on the organic electroluminescent layer.
  • a force sword electrode made of an A1 (aluminum) film, an Mg (magnesium) -Ag (silver) alloy film, or the like is formed on the organic electroluminescent layer.
  • the organic electroluminescence element having the anode electrode, the organic electroluminescence layer, and the power source electrode is formed on the insulating substrate.
  • a thin film transistor for controlling a drive voltage applied to an organic electroluminescence element is used.
  • a switching element such as a transistor is formed between the insulating substrate and the organic electroluminescent element.
  • the display device having such a structure is a so-called bottom emission type in which light generated in the light emitting layer of the organic electroluminescent layer is extracted from the insulating substrate side.
  • light emitting layers having different light emitting wavelengths are separately formed in the pixel region.
  • a deposition mask in which a region serving as a pixel is exposed is brought into close contact with a substrate, and a light-emitting layer for forming each color of RGB is formed by moving the deposition mask in the order of RGB, for example.
  • a light-emitting layer is formed by using a light transmissive force source electrode and a light-reflective Cr (chromium) thin film as an anode electrode.
  • the light generated in step (1) is reflected to the force source electrode side, and light is extracted from the force source electrode.
  • Cr has a very low light reflectance, the light generated in the light emitting layer cannot be sufficiently reflected to the force source electrode side.
  • an electrode layer made of an ITO film is directly formed on a reflective layer made of an A1 film.
  • the electrical connection between the A1 film and the ITO film was not good, it was difficult to use the reflective layer as an electrode.
  • An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device capable of realizing high luminous efficiency, a method for producing the same, and a display device having such an organic electroluminescent device.
  • Patent Document 1
  • Patent Document 2
  • An organic electroluminescence device characterized by the above feature is provided.
  • An organic EL device having an organic EL device is provided.
  • a first conductive film formed on a substrate and having light reflectivity, and an insulating layer formed on the first conductive film and having light transmittance.
  • An anode electrode formed on the insulating layer and having a light-transmitting second conductive film; an organic electroluminescent layer formed on the anode electrode; and the organic electroluminescent layer
  • An organic electroluminescence device comprising: a light-transmitting force source electrode formed thereon.
  • a first conductive film having a light reflection property is formed on a substrate, and a first conductive film is formed on the first conductive film so as to cover the first conductive film.
  • a step of forming a switching element on a substrate and a step of forming a first insulating layer on the substrate on which the switching element is formed.
  • Having a second conductive film electrically connected to the electrode of the switching element and having optical transparency Forming a node electrode, forming an organic electroluminescent layer on the anode electrode, and forming a light transmissive power source electrode on the organic electroluminescent layer.
  • a third conductive layer electrically connected to each of the first conductive film and the second conductive film is provided between the first conductive film and the second conductive film.
  • a light-transmissive second conductive film is provided on a light-reflective first conductive film formed on a substrate via a light-transmissive insulating layer.
  • An anode electrode is formed, and the light generated in the organic electroluminescent layer is extracted from the cathode electrode side by the first conductive film below the anode electrode, so that the light generated in the organic electroluminescent layer is extracted from the force electrode side. Since it is taken out, high luminous efficiency can be realized without deteriorating device characteristics.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the structure of a pot-to-emission type display device using an organic electorophore luminescence element.
  • FIG. 3 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a process sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing a display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of the display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the method for manufacturing a display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a process cross-sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing a display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the structure of the display device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a sectional view showing the structure of the display device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a sectional view showing the structure of the display device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a bottom emission type display device using a thin film transistor as a switching element together with an organic electroluminescent element.
  • FIG. 12 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the method for manufacturing a display device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the display device according to the fifth embodiment of the present invention. (Part 2).
  • FIG. 14 is a sectional view showing the structure of the display device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a graph showing the characteristics of the display device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a structure of a display device using a Cr film as an anode electrode.
  • FIG. 17 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the method for manufacturing a display device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a process cross-sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing a display device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a sectional view showing the structure of the display device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the method for manufacturing a display device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a process cross-sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing a display device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a process cross-sectional view (part 3) illustrating the method for manufacturing a display device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the display device according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a bottom emission type display device using an organic electroluminescence element
  • FIG. 7 is a sectional view showing a step of the method for manufacturing a display device according to (1).
  • FIG. 1A is a plan view showing the structure of the display device according to the present embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of FIG. 1A.
  • the display device according to the present embodiment is a passive matrix type display device having an organic electroluminescence element formed on an insulating substrate.
  • FIG. 1 shows the structure for one pixel, a plurality of pixels are actually arranged in a matrix.
  • a light reflecting film 12 made of an A1 film having light reflectivity is formed on an insulating substrate 10 made of a glass substrate.
  • a transparent conductive film 14 made of an ITO film having a light transmitting property is formed on the light reflecting film 12.
  • “having light reflectivity” means that the light reflectance is 50% or more, and more preferably 80% or more.
  • having light transmittance means that light transmittance is 50% or more, more preferably 80% or more.
  • the anode electrode 16 having the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14 is formed on the insulating substrate 10.
  • an organic electroluminescent layer 18 formed by sequentially stacking a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer is formed. Have been.
  • a cathode electrode 20 made of a light-transmitting A 1 / ITO laminated film is formed.
  • the organic electroluminescent device having the anode electrode 16, the organic electroluminescent layer 18, and the cathode electrode 20 is formed on the insulating substrate 10.
  • the anode electrode 16 is formed on the insulating substrate 10 so as to extend in a predetermined direction (vertical direction in FIG. 1A).
  • the transparent conductive film 14 is formed wider than the light reflection film 12.
  • the force source electrode 20 is formed on the insulating substrate 10 on which the anode electrode 16 is formed so as to extend in a direction perpendicular to the anode electrode 16 (the left-right direction in FIG. 1A).
  • An organic electroluminescence layer 18 having a rectangular shape wider than the intersection region is formed between the regions where the anode electrode 16 and the cathode electrode 20 intersect. Thus, a pixel region in which the organic electroluminescent device having the above structure is formed is formed.
  • the anode electrode 16 in the organic electroluminescence element, includes a light reflective film 12 having light reflectivity and a transparent conductive film 14 having light transmissivity.
  • the main feature is that the film 12 is covered with the transparent conductive film 14.
  • electrons are injected into the organic electroluminescence layer 18 from the force source electrode 20, and holes are injected into the organic electroluminescence layer 18 from the transparent conductive film 14 of the anode electrode 16. Is done.
  • the injected electrons are transported to the light emitting layer by the electron transport layer, and the injected holes are transported to the light emitting layer by the hole transport layer.
  • the electrons and holes transported to the light-emitting layer recombine in the light-emitting layer to emit light.
  • the light generated in the light emitting layer is reflected by the light reflecting film 12 to the force source electrode 20 side, and is extracted from the light transmissive force source electrode 20 side.
  • the display device is of a top emission type in which light is extracted from the cathode electrode 20 side opposite to the insulating substrate 10 due to the presence of the light reflection film 12. Therefore, when another element is formed between the insulating substrate 10 and the organic electroluminescent element, light can be extracted from a region where the other element is formed. That is, the light emitting area of the organic EL luminescence element is not limited by other elements, and high luminous efficiency can be realized. For example, when an organic EL device is formed on an insulating substrate on which a switching element such as a thin film transistor is formed via an interlayer insulating film, the light emitting area is not limited by the switching element and high light emission is obtained. Efficiency can be realized.
  • the display device shown in FIG. 2 is a bottom emission type display device using an organic electroluminescence device.
  • FIG. 2A is a plan view showing a structure of a bottom emission type display device using an organic electroluminescent device
  • FIG. 2B is a sectional view taken along line XX ′ of FIG. 2A.
  • FIG. 2 shows the structure of one pixel, a plurality of pixels are actually arranged in a matrix.
  • a transparent anode electrode 102 made of an ITO film is formed on an insulating substrate 100 made of a glass substrate.
  • an organic electroluminescent layer 104 formed by sequentially stacking a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer is formed.
  • a force source electrode 106 made of an A1 film or a Mg—Ag alloy film is formed. ing.
  • the organic electroluminescence element having the anode electrode 102, the organic electroluminescence layer 104, and the power source electrode 106 is formed on the insulating substrate 100.
  • the light reflection film 12 made of the A1 film is covered with the transparent conductive film 14 made of the ITO film so that the surface is not exposed. I have.
  • the transparent conductive film 14 made of the ITO film is formed so as to cover the light reflection film 12 made of the A1 film, the corrosion of the light reflection film 12 due to the battery effect is prevented. Has been prevented.
  • whiskers may be generated between the light reflecting film 12 made of the A1 film and the transparent conductive film 14 made of the ITO film due to heat generation when a driving voltage is applied to the organic electroluminescence element. is there. Such whiskers can be one of the causes of a short circuit between electrodes.
  • the transparent conductive film 14 made of the ITO film is formed so as to cover the light reflecting film 12 made of the A1 film. Short circuit with 20 can be prevented.
  • the A1 film has a higher reflectivity than the conventionally used Cr film, and is suitable as a light reflection film of an organic electroluminescent device.
  • the A1 film is used as the light reflecting film, the above-described problem occurs.
  • the display device according to the present invention realizes higher luminous efficiency than before by forming an ITO film so as to cover the A1 film without inconvenience such as a short circuit between a corrosion electrode and an anode.
  • the organic electroluminescent layer 18 is formed on a transparent conductive film 14 made of an ITO film, similarly to the conventional organic electroluminescent element. For this reason, a top emission type display device having high luminous efficiency is constructed using the organic electroluminescent layer 18 having the same material and structure as the conventional organic electroluminescent device as the organic electroluminescent layer 18 as it is. can do.
  • an A1 film 22 having a thickness of, for example, 150 nm is formed on an insulating substrate 10 made of a glass substrate by, for example, a sputtering method (see FIG. 3A).
  • the A1 film 22 is patterned into a predetermined shape by photolithography and etching.
  • the light reflecting film 12 made of the A1 film 22 is formed on the insulating substrate 10 (see FIG. 3B).
  • a 70 nm-thick ITO film 24 is formed by, for example, a sputtering method (see FIG. 3C).
  • the ITO film 24 is patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. At this time, the ITO film 24 is patterned into a shape and a size covering the light reflecting film 12 so that the surface of the light reflecting film 12 is not exposed. Thus, a transparent conductive film 14 made of the ITO film 24 is formed (see FIG. 4A). During the patterning of the ITO film 24, the surface of the light reflecting film 12 consisting of the A1 film 22 below the IT film 24 is not exposed, so that the light reflecting film 12 is corroded by the battery effect. Can be prevented.
  • an evaporation mask having a predetermined size is formed by, for example, a vacuum evaporation method.
  • An organic electroluminescent layer 18 having an electron transport layer made of a film and an electron injection layer made of a LiF film is formed (see FIG. 4B).
  • a 10 nm-thick A 1 A film and an ITO film having a thickness of, for example, 30 nm are sequentially formed to form an A 1 ZITO laminated film.
  • a force source electrode 20 composed of the A1ZITO laminated film is formed (see FIG. 4C).
  • the display device shown in FIG. 1 is manufactured.
  • the light reflective film 12 having light reflectivity and the transparent conductive film 14 having light transmissivity are formed by the anode electrode 16. Therefore, a top-emission display device having high luminous efficiency can be realized.
  • the light reflecting film 12 is covered with the transparent conductive film 14, the element characteristics due to corrosion of the light reflecting film 12 and whiskers generated between the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14, etc. Degradation can be suppressed.
  • the organic electroluminescent layer 18 is formed on the transparent conductive film 14 in the same manner as the conventional organic electroluminescent element, the organic electroluminescent layer 18 is the same as the conventional organic electroluminescent element.
  • the organic electroluminescent layer having the above material and structure can be used as it is.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of the display device according to the present embodiment.
  • FIGS. 6 and 7 are display devices according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the third embodiment.
  • the same components as those of the display device and the method of manufacturing the same according to the first embodiment shown in FIGS. 1, 3, and 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the display device according to the present embodiment is a passive matrix type display device having an organic electroluminescence device formed on an insulating substrate, similarly to the display device according to the first embodiment.
  • the configuration is the same as that of the display device according to the first embodiment.
  • the display device according to the present embodiment has the following features in that conduction between the light reflection film 12 and the transparent conductive film 14 is ensured, and holes can be injected from the light reflection film 12. This is different from the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 5A is a plan view showing the structure of the display device according to the present embodiment
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line ⁇ - ⁇ ′ of FIG. 5A.
  • FIG. 5 shows the structure of one pixel, a plurality of pixels are actually arranged in a matrix.
  • a light reflecting film 12 made of an A1 film having light reflectivity is formed on an insulating substrate 10 made of a glass substrate.
  • an intervening film 30 made of a light reflecting Mo (molybdenum) film is formed on the periphery of the light reflecting film 12.
  • a transparent conductive film 14 made of a light-transmitting ITO film is formed on the light reflecting film 12 in which the intervening film 30 is formed on the peripheral portion.
  • the intervening film 30 is electrically connected to each of the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14.
  • the intervening film 30 electrically connects the transparent conductive film 14 and the light reflecting film 12. The connection has been improved and continuity between them has been ensured.
  • the anode electrode 32 having the light reflecting film 12, the transparent conductive film 14, and the intervening film 30 for improving the electrical connection between the two is formed on the insulating substrate 10. .
  • an organic electroluminescent layer 18 in which a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are sequentially laminated is formed on the anode electrode 32.
  • a cathode electrode 20 made of a light-transmitting A 1 ZITO laminated film is formed.
  • the anode electrode 32 and the organic element are placed on the insulating substrate 10.
  • An organic electroluminescent element having a luminescent layer 18 and a cathode electrode 20 is formed.
  • the anode electrode 32 is formed on the insulating substrate 10 so as to extend in a predetermined direction (vertical direction in FIG. 5A).
  • the intervening film 30 is formed in a frame shape on the periphery of the light reflecting film 12.
  • the transparent conductive film 14 is formed wider than the light reflection film 12 on which the intervening film 30 is formed.
  • the force source electrode 20 is formed on the insulating substrate 10 on which the anode electrode 16 is formed so as to extend in a direction perpendicular to the anode electrode 16 (the left-right direction in FIG. 5A).
  • the organic electroluminescent layer 18 is formed in a rectangular shape wider than the intersection region between both the region where the anode electrode 32 and the force electrode 20 intersect.
  • the pixel region in which the organic EL luminescence element having the above structure is formed is formed.
  • the display device is, in the organic electroluminescence element, a light reflection film 12 having light reflectivity, and a light reflection film 12 and a light reflection film 12 formed on a peripheral portion of the light reflection film 12.
  • An intervening film 30 electrically connected to each of the transparent conductive films 14 formed thereon to ensure conduction between the two, and a light reflection in which the intervening film 30 is formed on the periphery.
  • the main feature is that the anode electrode 32 has the transparent conductive film 14 having light transmittance formed on the film 12, and the light reflecting film 12 is covered with the transparent conductive film 14. is there.
  • the display device Since the electrical connection between the A1 film and the ITO film is not good, in the display device according to the first embodiment, in the anode electrode 16, the light reflecting film 12 composed of the A1 film and the transparent conductive film composed of the ITO film are used. In some cases, the conduction with the membrane 14 may not be sufficiently ensured.
  • the periphery of the anode electrode 32 has an A 1 ZMo ZITO structure. Therefore, the light reflecting film 12 made of the A1 film and the transparent conductive film 1 made of the ITO film are formed by the intervening film 30 made of the Mo film electrically connected to each of the A1 film and the ITO film. The electrical connection between them has been improved and continuity between them has been ensured. Therefore, holes can be injected from the light reflecting film 12 into the organic electorifice luminescence layer 18.
  • the intervening film 30 is located at the periphery of the light reflecting film 12. Light generated in the organic electroluminescent layer 18 is sufficiently reflected by the light reflecting film 12 having a higher reflectivity than the intervening film 30 toward the force source electrode 20 because the light reflecting film 12 has a higher reflectance than the intervening film 30. be able to.
  • the transparent conductive film 14 is formed so as to cover the light reflecting film 12 in which the intervening film 30 is formed on the peripheral portion, the light reflecting film 1 is formed similarly to the display device according to the first embodiment. 2 can prevent corrosion. Further, it is possible to prevent a short circuit between the anode electrode 32 and the force source electrode 20 due to the whiskers generated between the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14 due to heat generation at the time of application of the driving voltage. .
  • the organic electroluminescent layer 18 of the conventional organic electroluminescent element can be used as it is as the organic electroluminescent layer 18.
  • an A1 film 22 having a thickness of, for example, 150 nm is formed on an insulating substrate 10 made of a glass substrate by, for example, a sputtering method.
  • a Mo film 34 having a thickness of, for example, lOnm is formed on the one film 22 by, for example, a sputtering method (see FIG. 6A).
  • a resist film 36 is formed on the Mo film 34 by, for example, a spin coating method. Thereafter, the resist film 36 is patterned using photolithography, so that the resist film 36 is left so as to cover a region where the light reflection film 12 where the A1 film 22 should be left to be formed is to be formed. . At this time, the peripheral portion of the resist film 36 covering the region where the intervening film 30 for forming the Mo film 34 is to be formed is thick, so that the Mo film 34 is removed and the A 1 film 22 is removed. The resist film 36 is left so that the thickness of the portion other than the peripheral portion of the resist film 36 covering the region to be left becomes thinner (see FIG. 6B).
  • the setting of the thickness of the resist film 36 can be performed, for example, by adjusting the exposure amount using a mask used in photolithography. Specifically, for example, in a mask used for photolithography, a portion where the resist film 36 that covers the region where the intervening film 30 where the Mo film 34 is to be left to be formed is to be exposed is made a normal opening. On the other hand, the resist film covering the region where the Mo film 34 is removed and the A 1 film 22 is to be left. 3 Make the part to be exposed 6 a slit shape. When the resist film 36 is developed using such a mask, the Mo film 34 is removed, and the resist film 36 covering the region where the A1 film 22 should remain is formed in the region where the intervening film 30 is to be formed.
  • Exposure is insufficient compared with the resist film 36 covering the surface.
  • the thickness of the resist film 36 can be reduced.
  • unnecessary A1 film 22 and Mo film 34 other than the region where the anode electrode 32 is formed are removed by, for example, wet etching. See Figure 6C).
  • wet etching for example, an etching solution in which phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and water are mixed can be used.
  • the resist film 36 is etched back by, for example, an ashing process, the Mo film 34 is removed, and the thin portion of the resist film 36 covering a region where the A 1 film 22 is to be left is removed. An opening 38 is formed in the resist film 36. On the other hand, the thick portion of the resist film 36 covering the region where the intervening film 30 is to be formed is left (see FIG. 6D).
  • the Mo film 34 exposed at the bottom of the opening 38 is removed by, for example, wet etching.
  • wet etching as in the case where the unnecessary Mo film 34 and the A1 film 22 are removed in FIG. 6C, for example, etching, for example, mixing phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and water is performed. Liquids can be used.
  • a light reflecting film 12 made of the A1 film 22 and an intervening film 30 made of the Mo film 34 formed on the periphery of the light reflecting film 12 are formed (see FIG. 7A). See).
  • an ITO film 24 of, eg, a 70 nm-thickness is formed on the insulating substrate 10 on which the light reflection film 12 and the intervening film 30 are formed, for example, by a sputtering method (see FIG. 7B). ).
  • the IT film 24 is patterned into a predetermined shape by photolithography and etching.
  • the ITO film 24 is formed in a shape and size covering the light reflecting film 12 so that the surface of the light reflecting film 12 in which the intervening film 30 is formed on the peripheral portion does not become exposed. 'Patterning'.
  • the description of the ITO film 24 A conductive film 14 is formed (see FIG. 7C).
  • the organic electroluminescent layer 18 and the power source electrode 20 are formed in the same manner as in the method of manufacturing the display device according to the first embodiment shown in FIGS.
  • the display device according to the embodiment is manufactured.
  • the light reflective film 12 having light reflectivity and the transparent conductive film 14 having light transmissivity are formed by the anode electrode 3. 2, the top emission type display device having high luminous efficiency can be realized.
  • the light reflecting film 12 is covered with the transparent conductive film 14, the light reflecting film 12 is corroded, and the light reflecting film 12 and the whisker generated between the transparent conductive film 14 and the like are used. It is possible to suppress the deterioration of the element characteristics.
  • the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14 formed on the light reflecting film 12 are electrically connected to each other, and the conduction between the two. Since the intervening film 30 is formed to secure the holes, holes can be injected from the light reflecting film 12 into the organic electroluminescence layer 18.
  • the organic electroluminescence layer 18 is formed on the transparent conductive film 14 similarly to the conventional organic electroluminescence element, the organic electroluminescence layer 18 is formed as the organic electroluminescence layer 18 with the conventional organic electroluminescence element.
  • An organic electroluminescent layer having a similar material and structure can be used as it is.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the structure of the display device according to the present embodiment. Note that the same components as those of the display device according to the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the display device in one pixel on which the organic electroluminescence element formed on the insulating substrate is formed, light generated in the light emitting layer of the organic electroluminescence layer is opposite to that of the insulating substrate.
  • FIG. 8A is a plan view showing the structure of the display device according to the present embodiment
  • FIG. 8B is a sectional view taken along the line ⁇ ⁇ ′ of FIG. 8A
  • FIG. 8C is a sectional view taken along the line ⁇ —Y ′ of FIG. .
  • FIG. 8 shows the structure of one pixel, a plurality of pixels are actually arranged in a matrix.
  • a transparent conductive film 14 and an organic electroluminescent layer 18 are formed on an insulating substrate 10 made of a glass substrate, similarly to the display devices according to the first and second embodiments.
  • the force source electrode 20 is formed.
  • the pixel region where the transparent conductive film 14 and the force electrode 20 intersect is divided into two regions having substantially the same area by a boundary orthogonal to the extending direction of the transparent conductive film 14.
  • a light reflecting film 12 is formed below the transparent conductive film 14, and an upper surface on which an anode electrode 32 having the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14 is formed
  • a light emitting section 40 is provided.
  • the upper surface light emitting section 40 has a cross-sectional structure shown in FIG.
  • the cross-sectional structure shown in FIG. 8 is similar to the display device according to the second embodiment. That is, on the insulating substrate 10, the light reflecting film 12 made of the A1 film having light reflectivity is formed. On the periphery of the light reflection film 12, an intervening film 30 made of a Mo film having light reflectivity is formed. A transparent conductive film 14 made of a light-transmitting ITO film is formed on the light reflecting film 12 in which the intervening film 30 is formed on the peripheral portion.
  • the intervening film 30 is electrically connected to each of the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14.
  • the intervening film 30 electrically connects the transparent conductive film 14 to the light reflecting film 12. The connection has been improved and continuity between them has been ensured.
  • the anode electrode 32 having the light reflection film 12, the transparent conductive film 14, and the intervening film 30 for improving the electrical connection between the two is formed on the insulating substrate 10.
  • an organic electroluminescence layer 18 formed by sequentially stacking a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a kasumi injection layer is formed. ing.
  • an organic electrode port having an anode electrode 32 having a light reflection film 12, an organic electroluminescent layer 18, and a cathode electrode 20 on the insulating substrate 10 in the top emission section 4 O.
  • a luminescence element is formed.
  • light generated in the organic electroluminescent layer 18 is reflected by the light reflecting film 12 to the force source electrode 20 side, and is extracted from the light transmitting cathode electrode 20 side.
  • the double-sided light emitting section 44 has a sectional structure shown in FIG. 8C. That is, on the insulating substrate 10, the anode electrode 42 made of the transparent conductive film 14 common to the upper surface light emitting portion 40 is formed. Unlike the top emission section 40, the light reflection film 12 is not formed in the double-side emission section 44, and the transparent conductive film 14 is directly formed on the insulating substrate 10. On the anode electrode 42, an organic electroluminescent layer 18 common to the upper surface light emitting portion 40 is formed. On the organic electroluminescence layer 18, a cathode electrode 20 having the same light transmittance as the upper surface light emitting portion 40 is formed.
  • the organic electroluminescent element having the anode electrode 42, the organic electroluminescent layer 18 and the cathode electrode 20 is formed on the insulating substrate 10 in the double-sided light emitting section 44.
  • the double-sided light emitting section 4 light generated in the organic electroluminescence layer 18 is extracted from both sides of the cathode electrode 20 side and the insulating substrate 10 side since the light reflection film 12 is not formed.
  • the same pixel is provided with a region where the light reflection film 12 is formed and a region where the light reflection film 12 is not formed, that is, the transparent conductive film 1 common to the anode electrodes 32 and 42.
  • the top emission type area and the dual emission type area may be provided in the same pixel.
  • the top light-emitting portion 40 and the double-sided light-emitting portion 44 have substantially the same shape, but the shapes of the two light-emitting portions 40 and 44 are not limited to this. .
  • the shape of both the light emitting portions 40 and 44 can be made a desired shape. This makes it possible to set desired emission characteristics, such as luminance, according to the use, function, and the like of the display device.
  • the same anode electrode 32 as that of the display device according to the second embodiment is used in the top light emitting section 40, but the first embodiment in which the intervening film 30 is not formed is used.
  • An anode electrode 16 similar to that of the display device may be used in the top emission section 40.
  • the light reflection film 12 is partially formed in the same pixel. However, for a plurality of pixels arranged in a matrix, the light reflection film 12 is not formed. ! It is also possible to provide a single pixel and a pixel on which the light reflection film 12 is not formed, and mix a top emission pixel and a dual emission pixel.
  • FIG. 9 is a sectional view showing the structure of the display device according to the present embodiment.
  • the same components as those of the display device according to the first embodiment and the method of manufacturing the same shown in FIGS. 1, 3, and 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the display device according to the present embodiment is characterized mainly in that the unevenness is formed on the surface of the insulating substrate 10 in the display device according to the first embodiment.
  • smooth irregularities are formed on the surface of the insulating substrate 10 made of a glass substrate.
  • an anode electrode 16 having a light reflection film 12 and a transparent conductive film 14 is formed on an insulating substrate 10 having smooth irregularities formed on its surface.
  • a toroluminescence layer 18 and a force source electrode 20 are formed.
  • the anode electrode 16 formed on the insulating substrate 10, the organic electroluminescent layer 18, and the force are formed by the smooth protrusions formed on the surface of the insulating substrate 10.
  • the area of the source electrode 20 is larger than that formed on the insulating substrate 10 having a flat surface with no irregularities. Thereby, the luminous efficiency can be further improved.
  • the following method can be used.
  • the irregularities can be directly formed on the surface of the insulating substrate 10.
  • a predetermined pattern made of a resin or the like is formed on the insulating substrate 10 using an exposure method, so that the surface of the insulating substrate 10 is Irregularities due to the presence or absence of a resin or the like can be formed.
  • the display device according to the present embodiment forms smooth irregularities on the surface of the insulating substrate 10 using the above-described method, the display device shown in FIGS. 3A to 3C and FIGS. 4A to 4C
  • the display device can be manufactured in the same manner as the method of manufacturing the display device according to the first embodiment.
  • the smooth unevenness is formed on the surface of the insulating substrate 10 on which the organic electroluminescence element is formed, the luminous efficiency can be further improved.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 11 shows an example of the structure of a bottom emission type display device using a thin film transistor as a switching element together with an organic electroluminescent device.
  • FIGS. 12 and 13 are sectional views showing the steps of the method for manufacturing the display device according to the present embodiment.
  • the same components as those in the display device according to the second embodiment and the method for manufacturing the same shown in FIGS. 5 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • a thin film transistor is provided as a switching element together with an organic electroluminescent element similar to the display device according to the second embodiment, and a driving voltage applied to the organic electroluminescence element by the thin film transistor is provided.
  • FIG. 10 shows the structure of one pixel, a plurality of pixels are actually arranged in a matrix.
  • a buffer layer 46 made of a silicon oxide film is formed on an insulating substrate 10 made of a glass substrate.
  • a channel layer 48 made of a polysilicon film is formed.
  • a gate electrode 52 is formed via a gate insulating film 50 made of a silicon oxide film.
  • a source region 54 and a drain region 56 are formed in the channel layer 48 on both sides of the gate electrode 52, respectively.
  • the gate electrode 52, the source region 54 and the drain region 56 formed in the channel layer 48 are provided, and the drive voltage applied to the organic electroluminescent device is controlled. Thin film transistor is formed.
  • an interlayer insulating film 58 is formed on the insulating substrate 10 on which the thin film transistors are formed.
  • the source electrode 62 connected to the source region 54 via the contact hole 60 and the drain electrode 66 connected to the drain region 56 via the contact hole 64 are formed respectively.
  • interlayer insulating film 58 On the interlayer insulating film 58 on which the source electrode 62 and the drain electrode 66 are formed, an interlayer insulating film 68 is formed. A contact hole 70 reaching source electrode 62 is formed in interlayer insulating film 68.
  • a light reflecting film 12 made of an A1 film having light reflectivity is formed in a region including the contact hole 70.
  • an intervening film 30 made of a Mo film having light reflectivity is formed on the periphery of the light reflecting film 12.
  • a transparent conductive film 14 made of a light-transmitting ITO film is formed on the light reflecting film 12 having the intervening film 30 formed on the peripheral portion.
  • the intervening film 30 is electrically connected to each of the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14, and is electrically connected between the transparent conductive film 14 and the light reflecting film 12 by the intervening film 30. Has been improved and conduction between the two has been ensured.
  • the anode electrode 32 having the light reflecting film 12, the transparent conductive film 14, and the intervening film 30 for ensuring conduction between the two is formed on the interlayer insulating film 68. ing.
  • the anode electrode 32 is electrically connected to the source electrode 62 of the thin film transistor via a contact hole 70 formed in the interlayer insulating film 68.
  • the organic electroluminescent layer 18 is formed by sequentially stacking a layer and an electron injection layer.
  • a cathode electrode 20 made of a light-transmitting A 1 / ITO laminated film is formed on the organic electroluminescent element having the anode electrode 32, the organic electroluminescent layer 18 and the force electrode 20 is formed on the interlayer insulating film 68.
  • the display device according to the present embodiment is of a top emission type in which light is extracted from the cathode electrode 20 side opposite to the edge substrate 10 due to the presence of the light reflection film 12. Therefore, the light emitting area is not limited by the thin film transistor formed on the insulating substrate 10, and high light emitting efficiency can be realized.
  • the display device shown in FIG. 11 is a bottom emission type display device using an organic electroluminescence element and a thin film translator as a switching element. Device.
  • FIG. 11 shows the structure of one pixel, a plurality of pixels are actually arranged in a matrix.
  • a buffer layer 108 is formed on an insulating substrate 100 i made of a glass substrate.
  • a channel layer 110 is formed on the buffer layer 108.
  • a gate electrode 114 is formed on the channel layer 110 by forming a gate insulating film 112 thereon.
  • a source region 116 and a drain region 118 are formed in the channel layer 110 on both sides of the gate electrode 114, respectively.
  • a thin-film transistor having the gate electrode 114, the source region 116 formed in the channel layer 111, and the drain region 118 is formed. .
  • a layer insulating film 120 is formed on the insulating substrate 100 on which the thin film transistor is formed.
  • the source electrode 124 connected to the source region 116 via the contact hole L22, and the drain region 124 via the contact hole 126 A drain electrode 128 connected to the drain electrode 18 is formed.
  • the source electrode 1 On the interlayer color border film 120 on which the source electrode 124 and the drain electrode 128 are formed Has an interlayer insulating film 130 formed thereon.
  • the source electrode 1 On the interlayer color border film 120 on which the source electrode 124 and the drain electrode 128 are formed Has an interlayer insulating film 130 formed thereon.
  • a transparent anode electrode 102 made of an ITO film and an organic electroluminescent layer 10 are formed in a region including the contact holes 13. 4 and an organic electroluminescent device having a force source electrode 106 composed of an A1 film, a Mg—Ag alloy film, or the like.
  • the anode electrode 102 is made of a contact wheel 1 formed on the interlayer insulating film 130.
  • the thin-film transistor formed between the insulating substrate 10 and the organic electroluminescent element limits the emission area of the organic electroluminescent element, and achieves high luminous efficiency as in the display device according to the present embodiment. It is difficult to achieve.
  • the display device according to the present embodiment has the anode electrode 32 having the same structure as the display device according to the second embodiment, the light reflection film 12 made of the A1 film and the ITO film are formed by the intervening film 30.
  • the electrical connection with the transparent conductive film 14 is improved, and conduction between the user is ensured.
  • holes can be injected into the organic electroluminescence layer 18 from the light reflection film 12 electrically connected to the source electrode 2 of the thin film transistor.
  • the transparent conductive film 14 is formed so as to cover the light reflecting film 12 in which the intervening film 30 is formed on the peripheral portion, corrosion of the light reflecting film 12 can be prevented.
  • an organic electroluminescent layer having the same material and structure as the organic electroluminescent layer of the conventional organic electroluminescent element can be used as it is.
  • a buffer layer 46 made of, for example, a 300-nm-thick silicon oxide film is formed on an insulating substrate 10 made of a glass substrate by, for example, a CVD method.
  • a polysilicon film having a thickness of, for example, 40 nm is formed on the buffer layer 46 by, for example, the CVD method.
  • an amorphous silicon film may be formed instead of the polysilicon film, and this may be crystallized by a laser annealing method or the like to form a polysilicon film.
  • the polysilicon film is patterned by photolithography and dry etching to form a channel layer 48 made of a polysilicon film (see FIG. 12A).
  • a silicon oxide film having a thickness of, for example, 100 nm is formed on the buffer layer 46 on which the channel layer 48 is formed, for example, by a CVD method.
  • an A 1 Nd (aluminum neodymium alloy) film having a thickness of, for example, 300 nm is formed by, for example, a sputtering method.
  • the silicon oxide film and the A1Nd film are patterned by photolithography and dry etching, and the gate insulating film 50 made of a silicon oxide film and the A1Nd film are formed on the channel layer 48.
  • the gate electrode 52 is formed.
  • phosphorus is ion-implanted by, for example, an ion implantation method to form a source region 54 and a drain region 56 in the channel layer 48 on both sides of the gate electrode 52, respectively.
  • a thin film transistor having the gate electrode 52, the source region 54 and the drain region 56 formed in the channel layer 48 is formed on the insulating substrate 10 (see FIG. 12B).
  • an interlayer insulating film 58 made of, for example, a silicon nitride film having a thickness of, for example, 300 nm is formed on the insulating substrate 10 on which the thin film transistors are formed, for example, by a CVD method.
  • a contact hole 60 reaching the source region 54 and a contact hole 64 reaching the drain region 56 are formed in the insulating film 58 by photolithography and dry etching (FIG. 12C). See).
  • contact holes 60 and 64 were formed by, for example, a sputtering method.
  • a Ti (titanium) ZA1 / Ti film having a thickness of 100 nmZlOOnmZlOOnm is formed on the formed interlayer insulating film 58.
  • the TiZAl / Ti film is patterned by photolithography and dry etching to form a source electrode 62 and a drain electrode 66 made of a Ti / A1 / Ti film, respectively (see FIG. 13A). See).
  • an interlayer insulating film 68 made of a photosensitive resin having a thickness of, for example, 3.0 / 1 m is formed on the interlayer insulating film 58 on which the source electrode 62 and the drain electrode 66 are formed by, for example, a CVD method.
  • a contact hole 70 reaching the source electrode 62 is formed in the interlayer insulating film 68 by lithography (see FIG. 13B).
  • the anode electrode 32 connected to the source electrode 62 via the contact hole 70 is formed on the interlayer insulating film 68 on which the contact hole 70 is formed in the same manner as in the method of manufacturing the display device according to the second embodiment.
  • the organic electroluminescent layer 18 and the cathode electrode 20 are formed (see FIG. 13C).
  • the display device according to the present embodiment shown in FIG. 10 is manufactured.
  • the light reflective film 12 having light reflectivity and the transparent conductive film 14 having light transmissivity Since the anode electrode 32 has the anode electrode 32, a top emission type display device having high luminous efficiency can be realized without being restricted by the thin film transistor formed below the organic electroluminescence element.
  • the light reflecting film 12 is covered with the transparent conductive film 14, the light reflecting film 12 is corroded, and the element characteristics are deteriorated by whiskers generated between the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14. Can be suppressed.
  • the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14 formed on the light reflecting film 12 are electrically connected to each other to secure conduction between the two. Since the intervening film 30 is formed, holes can be injected into the organic electroluminescent layer 18 from the light reflecting film 12 electrically connected to the source electrode 62 of the thin film transistor. Further, since the organic electroluminescent layer 18 is formed on the transparent conductive film 14 similarly to the conventional organic electroluminescent element, the organic electroluminescent layer 18 is used as the conventional organic electroluminescent layer 18 and the organic luminescent layer. An organic electroluminescent layer having the same material and structure as the element can be used as it is.
  • the same organic electroluminescence element as that of the display device according to the second embodiment is formed on the interlayer insulating film 68, but is similar to that of the display device according to the first or third embodiment.
  • the organic electroluminescent device of the present invention may be formed.
  • the intervening film 30 is not formed between the light reflecting film 12 and the transparent conductive film 14 as in the display device according to the first embodiment, the contact hole 70 reaching the source electrode 62 is used. It is desirable that the transparent conductive film 14 be directly connected to the source electrode 62 by a means such as not embedding the light reflection film 12 therein.
  • the smooth unevenness is formed on the surface of the interlayer insulating film 68 to form the smooth unevenness.
  • An organic electroluminescence element may be formed on the interlayer insulating film 68.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of the display device according to the present embodiment
  • FIG. 15 is a graph showing the characteristics of the display device according to the present embodiment
  • FIG. 16 is the structure of the display device using a Cr film as the anode electrode.
  • FIG. 17 and FIG. 18 are process cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the display device according to the present embodiment.
  • the same components as those of the display device according to the first embodiment and the method of manufacturing the same shown in FIGS. 1, 3, and 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the display device according to the present embodiment is a passive matrix type display device having an organic electroluminescence element formed on an insulating substrate, similarly to the display device according to the first embodiment. This is the same as the display device according to the first embodiment.
  • the display device according to the present embodiment is different from the first embodiment in that an anode electrode made of a transparent conductive film is formed on a light reflection film via an insulating layer having light transmittance. Display device.
  • FIG. 14 shows the structure of one pixel, a plurality of pixels are actually arranged in a matrix.
  • a light reflecting film 72 made of an A1 film having light reflectivity is formed on an insulating substrate 10 made of a glass substrate.
  • the light reflection film 72 may have a predetermined shape for each pixel, or may be formed over the entire display area where the pixels are arranged.
  • an insulating layer 74 made of a photosensitive resin having a light transmitting property is formed on the light reflecting film 72.
  • a photosensitive resin that is the material of the insulating layer 74
  • an acryl resin is used as the photosensitive resin that is the material of the insulating layer 74.
  • the insulating layer 74 is formed so as to cover the light reflecting film 72 so that the surface of the light reflecting film 72 is not exposed.
  • an anode electrode 76 made of a transparent conductive film of ITO having light transmittance is formed.
  • an organic electroluminescent layer 18 in which a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are sequentially laminated is formed.
  • a light-transmissive A 1 film formed with a thin film thickness, a light-transmissive Ag film formed with a thin film thickness, and a light-transmissive ITO film And a transparent conductive film are sequentially laminated to form a cathode electrode 20.
  • electrons are injected from the power source electrode 20 into the organic electroluminescence layer 18, and holes are injected from the anode electrode 76 into the organic electroluminescence layer 18.
  • the injected electrons are transported to the light emitting layer by the electron transport layer, and the injected holes are transported to the light emitting layer by the hole transport layer.
  • the electrons and holes thus transported to the light emitting layer recombine in the light emitting layer to emit light.
  • the light generated in the light emitting layer is emitted to the anode electrode 76 side and the force source electrode 20 side.
  • Light emitted to the anode electrode 76 side has light transmittance
  • a light-transmissive cathode is reflected by the light reflecting film 72 through the insulating layer 74 toward the cathode electrode 20 side, and is transmitted through the insulating layer 74, the anode electrode 76, and the organic electroluminescent layer 18.
  • the electrode 20 side is taken out.
  • the light emitted to the side of the cathode electrode 20 is extracted as it is from the side of the force source electrode 20 having light transmittance. In this way, the light generated in the light emitting layer is extracted from the force source electrode 20 having light transmittance.
  • the display device according to the present embodiment is opposite to the insulating substrate 10 due to the presence of the light reflecting film 72 formed under the anode electrode 76 made of the transparent conductive film via the insulating layer 74. It is of a top emission type in which light is extracted from the side of the power source electrode 20 on the side. Therefore, similarly to the display device according to the first embodiment, when another element is formed between the insulating substrate 10 and the organic electroluminescence element, light is also emitted from a region where the other element is formed. Can be taken out. That is, the emission area of the organic electroluminescence element is not limited by other elements, and high emission efficiency can be realized.
  • the light reflecting film 72 may be formed wider than the light emitting region where the anode electrode 76 and the force electrode 20 overlap. No. By forming the light reflecting film 72 wide as described above, it is possible to suppress the light emission of the organic electroluminescent device from affecting the characteristics of other devices.
  • the thickness of the light-transmitting insulating layer 74 formed between the anode electrode 76 and the light reflecting film 72 is desirably set to 1 ⁇ or more. This is because, if the thickness of the insulating layer 74 is set to be smaller than 1 ⁇ , the light may be dimmed in the insulating layer 74 due to the influence of light interference, and sufficient luminous efficiency may not be obtained. That's why.
  • FIG. 15 shows the luminance of the display device according to the present embodiment and the display device using the anode electrode made of the Cr film shown in FIG. 16 by changing the current density injected into the organic electroluminescence layer.
  • 9 is a graph showing the result of comparing the characteristics of both display devices. The horizontal axis of the graph shown in FIG.
  • plots indicated by hatching indicate the measurement results of the display device according to the present embodiment
  • plots indicated by ⁇ indicate the anode made of the Cr film shown in FIG. 16.
  • 9 shows measurement results of a display device using a single electrode.
  • an Al film having a thickness of 100 nm is used as the light reflecting film 72
  • an acrylic resin layer having a thickness of 3.0 / m is used as the insulating layer 74
  • a A 0 nm ITO film was used.
  • the display device shown in FIG. 16 comparing the characteristics with the display device according to the present embodiment is a top emission type display device using a Cr film for the anode electrode.
  • an anode electrode 134 made of a Cr film is formed on an insulating substrate 100 made of a glass substrate.
  • an organic electroluminescence layer 104 is formed on the negative electrode 134.
  • a force source electrode 106 is formed on the organic electroluminescence layer 104.
  • the materials and materials of the organic electroluminescent layer 104 and the cathode electrode 106 are different.
  • the structure and the structure were the same as those of the display device according to the present embodiment in which the characteristics were compared.
  • the display device according to the present embodiment is more effective than the display device using a Cr film for the anode electrode 134 shown in FIG. About twice the brightness is obtained. Therefore, according to the display device of the present embodiment in which the light reflecting film 72 is formed below the anode electrode 76 made of a transparent conductive film with the light transmitting insulating layer 74 interposed therebetween, the Cr film is simply formed on the anode electrode. It can be said that the luminous efficiency can be effectively improved as compared with the case where is used.
  • the organic electroluminescent layer 18 has an anode electrode made of a transparent conductive film similarly to the conventional organic electroluminescent device. It is formed on. this Therefore, a top emission type display device having high luminous efficiency is formed by using the organic electroluminescence layer 18 having the same material and structure as the conventional organic electroluminescence layer as the organic electroluminescence layer 18 as it is. can do.
  • an insulating layer 74 is interposed between an anode electrode 76 made of a transparent conductive film and a light reflection film 72 made of an A1 film.
  • the surface is covered with an insulating layer 74 so as not to be exposed. Therefore, similarly to the display device according to the first embodiment, when the ITO film is patterned in the manufacturing process, it is possible to prevent the light reflecting film 72 made of the A1 film from being corroded by the battery effect. .
  • an insulating layer 74 is formed between the light reflection film 72 made of the A1 film and the anode electrode 76 made of the transparent conductive film. Therefore, as in the case of using an anode electrode in which an ITO film is formed directly on an A1 film, heat is generated when a drive voltage is applied to the organic electroluminescence element, and a window that causes a short circuit between the electrodes is generated. No scarring occurs.
  • an Al film having a thickness of, for example, 150 nm is formed on an insulating substrate 10 made of a glass substrate, for example, by a sputtering method.
  • the A1 film may be patterned into a predetermined shape for each pixel by photolithography and etching. Alternatively, the A1 film may be left on the entire surface of the insulating substrate 10 which is a display region in which pixels are arranged. Thus, the light reflecting film 72 made of the A1 film is formed on the insulating substrate 10 (see FIG. 17A).
  • an acrylic photosensitive resin is applied on the light reflection film 72 by, for example, a spin coating method. Subsequently, after exposing the applied photosensitive resin using a predetermined mask, the exposed photosensitive resin is developed using a predetermined developing solution.
  • an insulating layer 74 made of a photosensitive resin having a thickness of, for example, 3.0 / im is formed by photolithography (see FIG. 17B).
  • the insulating layer 74 is formed so as to cover the light reflecting film 72 so that the surface of the light reflecting film 72 is not exposed.
  • the insulating layer 74 since the insulating layer 74 is formed by a photosensitive resin, the insulating layer 74 having a highly flat surface can be obtained, and the organic electroluminescent element is formed on the highly flat surface. Can be formed.
  • an ITO film 78 having a thickness of, for example, 70 nm is formed on the insulating layer 74 by, for example, a sputtering method (see FIG. 17C).
  • the ITO film 78 is patterned into a predetermined shape by photolithography and etching.
  • an anode electrode 76 composed of the ITO film 78 is formed on the insulating layer 74 (see FIG. 18A).
  • the light reflection film 72 made of the A1 film is covered with the insulating layer 74, and the surface thereof is not exposed. Therefore, corrosion of the light reflection film 72 due to the battery effect can be prevented.
  • a 2-nm TNATA film having a thickness of, for example, 140 nm is formed on the insulating layer 74 on which the anode electrode 76 is formed, for example, by a vacuum evaporation method through a vapor deposition mask opened to a predetermined size.
  • a 0.5 nm LiF film is sequentially formed.
  • a hole transport layer made of a- NPD film, t (npa) py consisting A 1 q 3 film doped with the light emitting layer and , an electron transport layer consisting of a 1 alpha 3 film, to form a L i F organic electret Toro luminescent layer 1 8 having an electronic note sintering bed consisting of film (see Figure 1 8 B).
  • an A1 film having a thickness of, for example, 1.5 nm is formed on the organic electroluminescence layer 18 by, for example, a vacuum deposition method and a sputtering method, through a mask having an opening in a predetermined shape.
  • An Ag film having a thickness of 15 nm and an ITO film having a thickness of, for example, 35 nm are sequentially formed to form an A 1 / AgZlTO laminated film.
  • the cathode electrode 20 made of the A 1 / AgZ ITO laminated film is formed (see FIG. 18C).
  • the display device shown in FIG. 14 is manufactured.
  • the organic electroluminescent element is used.
  • a light-reflecting film 72 having light reflectivity is formed under an anode electrode 76 made of a transparent conductive film via an insulating layer 74 having light transmissivity. Can be realized. Further, since the light reflecting film 72 is covered with the insulating layer 74, deterioration of device characteristics due to corrosion of the light reflecting film 72 can be suppressed.
  • the organic electroluminescence layer 18 is formed on the anode electrode 76 made of a transparent conductive film similarly to the conventional organic electroluminescence element, the conventional organic electroluminescence layer 18 is used as the organic electroluminescence layer 18.
  • An organic electroluminescent layer having the same material and structure as the element can be used as it is.
  • the region where the light reflection film 72 is formed and the light reflection film 72 are not formed in the same pixel.
  • the top-emission type area and the two-sided emission type area are flush with each other. It may be provided inside the element.
  • smooth irregularities are formed on the surface of the insulating substrate 10, and the light reflecting film 7 2 is formed on the insulating substrate 10 on which the smooth irregularities are formed.
  • the insulating layer 74 and the organic electroluminescence element may be formed.
  • smooth unevenness may be formed on the surface of the insulating layer 74, and the organic electroluminescence element may be formed on the insulating layer 74 on which the smooth unevenness is formed. Due to the smooth unevenness formed on the surface of the insulating substrate 10 or the insulating layer 74, the anode electrode 76, the organic electroluminescent layer 18, and the force source electrode are formed similarly to the display device according to the fourth embodiment.
  • the area of 20 is larger than that of the case where the surface is formed on the insulating substrate 10 having a flat surface without any unevenness, and the luminous efficiency can be further improved.
  • FIG. 19 is a sectional view showing the structure of the display device according to the present embodiment
  • FIGS. 20 to 22 are process sectional views showing the method of manufacturing the display device according to the present embodiment.
  • Figure 1 0, the same components as those of the display device according to the fifth and sixth embodiments and the method of manufacturing the same according to the fifth and sixth embodiments shown in FIGS. Omitted or simplified.
  • the display device according to the present embodiment is provided with an organic electroluminescence element similar to the display device according to the sixth embodiment, and a thin film transistor as a switching element similarly to the display device according to the fifth embodiment.
  • This is an active matrix type display device that controls a driving voltage applied to an organic electroluminescent device.
  • FIG. 19 shows the structure of one pixel, a plurality of pixels are actually arranged in a matrix.
  • the gate electrode 52 and the channel layer 48 are formed on the insulating substrate 10 made of a glass substrate via a buffer layer 46 made of a silicon oxide film, as in the display device according to the fifth embodiment.
  • a thin film transistor having the formed source region 54 and drain region 56 and controlling a drive voltage applied to the organic electroluminescence element is formed.
  • an interlayer insulating film 58 is formed on the insulating substrate 10 on which the thin film transistors are formed.
  • a source electrode 62 connected to the source region 54 via the contact hole 60 and a drain electrode 66 connected to the drain region 56 via the contact hole 64 are formed respectively.
  • an interlayer insulating film 80 is formed on the interlayer insulating film 58 on which the source electrode 62 and the drain electrode 66 are formed.
  • a light reflecting film 72 made of an A1 film having light reflectivity is formed on the interlayer insulating film 80.
  • an opening 82 exposing a region of the interlayer insulating film 80 on the thin film transistor is formed in the light reflecting film 72.
  • the opening 82 formed in the light reflection film 72 does not necessarily need to expose the region of the interlayer insulating film 80 where the thin film transistor is formed, and at least the source electrode of the interlayer insulating film 80. Anything that exposes the area above 62 may be used.
  • the light reflecting film 72 having such an opening 82 may be formed in a predetermined shape for each pixel, or may be formed on the entire surface of the display area in which the pixels are arranged. You may.
  • An insulating layer 74 made of a light-transmissive photosensitive resin is formed on the interlayer insulating film 80 exposed from the light reflecting film 72 and the opening 82.
  • the photosensitive resin that is a material of the insulating layer 74 for example, an acrylic resin is used.
  • the insulating layer 74 is formed so as to cover the light reflecting film 72 so that the surface of the light reflecting film 72 is not exposed.
  • a contact hole 70 reaching the source electrode 62 is formed on the insulating layer 74 and the interlayer insulating film 80.
  • an anode electrode 76 made of a transparent conductive film of ITO having light transmittance is formed in a region including the contact hole 70.
  • the anode electrode 76 is electrically connected to the source electrode 62 of the thin film transistor via a contact hole 70 formed in the insulating layer 74 and the interlayer insulating film 80.
  • an organic electroluminescent layer 18 formed by sequentially stacking a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer is formed. I have.
  • a cathode electrode 20 is formed by sequentially laminating a transparent conductive film made of a metal.
  • an organic electroluminescence element having an anode electrode 76, an organic electroluminescence layer 18 and a power source electrode 20 is formed on the light reflection film 72 via the insulating layer 74. Is formed.
  • the presence of the light reflection film 72 formed through the light-transmitting insulating layer 74 under the anode electrode 76 made of a transparent conductive film makes the insulating substrate 10 Is a top emission type in which light is extracted from the force electrode electrode 20 on the opposite side. Therefore, the light emitting area is not limited by the thin film transistor formed on the insulating substrate 10, and high light emitting efficiency can be realized. '
  • the light reflecting film 72 has at least an opening 82 exposing a region of the interlayer insulating film 80 on the source electrode 62, and the anode electrode 7 made of a transparent conductive film is formed. 6 is directly connected to the source electrode 62 through the contact hole 70 It is electrically connected. As a result, holes are formed from the light reflecting film 72 electrically connected to the source electrode 62 of the thin film transistor without passing through the conductive film, which makes it difficult to secure the electrical connection with the anode electrode 76, and the organic electroluminescence is formed. It can be injected into the noreluminescence layer 18.
  • the light blocking layer 72 is formed so as to cover the light reflecting film 72, corrosion of the light reflecting film 72 can be prevented.
  • the organic electroluminescence layer 18 an organic electroluminescence layer having the same material and structure as the organic electroluminescence layer of the conventional organic electroluminescence element can be used as it is.
  • the light reflecting film 72 When the light reflecting film 72 having a predetermined shape is formed for each pixel, the light reflecting film 72 is formed wider than the light emitting region where the anode electrode 76 and the cathode electrode 20 overlap. It is desirable to do. By thus forming the light reflecting film 72 wide, it is possible to prevent the light emission of the organic electroluminescent element from affecting the characteristics of the thin film transistor.
  • a thin film transistor, a source electrode 62, and a drain electrode are formed on an insulating substrate 10 in the same manner as in the method of manufacturing the display device according to the fifth embodiment shown in FIGS. 12A to 12C and 13A. Form up to 6 (see Figure 2 OA).
  • an inter-layer insulating film 80 made of, for example, a 300-nm-thick silicon oxide film is formed on the interlayer insulating film 58 on which the source electrode 62 and the drain electrode 66 have been formed by, for example, a CVD method. (See Figure 20B).
  • an inorganic insulating film such as a silicon nitride film or an insulating film made of resin can be used in addition to a silicon oxide film.
  • an A1 film 84 having a thickness of, for example, 150 ⁇ m is formed on the interlayer insulating film 80 by, for example, a sputtering method.
  • the A1 film 84 is patterned into a predetermined shape by lithography, and an opening 82 is formed in the A1 film 84 so as to expose at least a region on the source electrode 62 of the interlayer insulating film 80. I do.
  • the A1 film 84 may be patterned so as to have a predetermined shape for each pixel, or may be left over the entire display region in which the pixels are arranged.
  • a light reflection Jl 72 composed of the A 1 film 84 is formed (see FIG. 21A).
  • FIG. 21A shows a case where an opening 82 exposing a region of the inter-glove insulating film 80 on the purple film transistor is formed in the light reflecting film 72.
  • a photosensitive resin is spread on the interlayer insulating film 80 exposed from the light reflecting film 72 and the opening 82 by, for example, a spin coating method to form a photosensitive resin layer 86 (FIG. 21B). See).
  • the exposed photosensitive resin layer 86 is developed using a predetermined developing solution to form a layer on the source electrode 62 of the interlayer insulating film 80.
  • An opening 88 exposing the region is formed in the photosensitive resin layer 86.
  • an insulating layer 74 composed of a light-transmissive photosensitive resin layer 86 having an opening 88 formed therein is formed by photolithography (see FIG. 21C).
  • the insulating layer 74 is formed so as to cover the light reflecting film 72 so that the surface of the light reflecting film 72 is not exposed.
  • an opening 90 reaching the source electrode 62 is formed in the interlayer insulating film 80 by using, for example, the dry lip 74 in which the opening 88 is formed as a mask by dry etching.
  • a contact hole 70 formed by connecting the opening 90 formed in the interlayer insulating film 80 and the opening 88 formed in the insulating layer 74 is formed (see FIG. 22). See).
  • the size of the opening 82 of the light reflecting film 72, the size of the opening 88 of the insulating layer 74, the etching conditions, etc., so that the light reflecting film 72 is not exposed to the contact hole 70. Is preferably set in advance as appropriate. This is for the following reasons. That is, when the light-emitting film 72 is exposed to the contact hole 70, the anode electrode 76 and the light-reflecting film 72 formed thereafter come into contact with each other, and a parasitic capacitance is formed between the two.
  • the insulating layer 74 is formed of a photosensitive resin, and the color edge layer 74 is used as a mask when etching the interlayer insulating film 80.
  • Contact holes up to 70 can be formed by the number of steps.
  • a light-transmitting inorganic insulating film such as a silicon oxide film can also be used as the insulating layer 74.
  • the insulating layer 74 made of an inorganic insulating film is formed.
  • a step of forming a resist film used as an etching mask for forming a contact hole 70 in the insulating layer 74 and the interlayer insulating film 80 and a step of removing the resist film are also required. Therefore, the number of steps is increased as compared with the case where the insulating layer 74 is formed of a photosensitive resin.
  • an anode electrode connected to the source electrode 62 via the contact hole 70 is formed on the insulating film 74 on which the contact hole 70 is formed, in the same manner as in the method of manufacturing the display device according to the sixth embodiment.
  • an organic electroluminescent layer 18 and a force source electrode 20 are formed (see FIG. 22B).
  • the display device according to the present embodiment shown in FIG. 19 is manufactured.
  • the light is transmitted through the light-transmitting insulating layer 74 below the anode electrode 76 made of the transparent conductive film. Since the light reflecting film 72 having reflectivity is formed, a top emission type display device with high luminous efficiency is realized without being restricted by the thin film transistor formed under the organic electroluminescence device. can do.
  • the light reflecting film 72 is covered with the insulating layer 74, deterioration of device characteristics due to corrosion of the light reflecting film 72 can be suppressed.
  • the organic electroluminescent layer 18 is formed on the anode electrode 76 made of a transparent conductive film similarly to the conventional organic electroluminescent element, the organic electroluminescent layer 18 is formed as the conventional organic electroluminescent layer 18.
  • An organic electroluminescence layer having the same material and structure as that of the tronoluminescence element can be used as it is.
  • the insulating substrate 10 is not limited to a glass substrate.
  • a resin film such as polycarbonate or polyethylene terephthalate may be used as the insulating substrate 10.
  • the insulating substrate 10 does not necessarily need to have a light transmitting property like a glass substrate or the like.
  • the light-transmitting substrate is replaced with an insulating substrate.
  • the intervening film 30 is formed on the peripheral portion _b of the light reflecting film 12 .
  • the intervening film 30 is necessarily formed on the peripheral portion of the light reflecting film 12. It need not be formed, but may be formed partially on a predetermined area of the light reflection film 12.
  • the A1 film is used as the light reflecting films 12 and 72 for reflecting the light generated in the light emitting layer of the organic electroluminescence layer 18 to the force source electrode 20 side.
  • the light reflecting films 12 and 72 are not limited to the A1 film.
  • As the light reflecting films 12 and 72 in addition to A1 or an alloy containing A1 as a main component, for example, Ag, Nd (neodymium), Si (silicon), Ti, W (tungsten) ) ⁇ ⁇
  • the intervening film 30 is not limited to the Mo film.
  • the intervening film 30 in addition to an alloy mainly containing Mo or f or Mo, for example, W, Ta, Ti, Cr, or at least one of these as a main component
  • a conductive film made of a high melting point metal such as an alloy can be used.
  • the transparent conductive film 14 and the anode electrode 76 formed on the light reflection film 12 have been described.
  • the transparent conductive film 14 and the anode electrode 76 are used. Is not limited to ITO films.
  • a light-transmitting conductive film such as an IZO (indium oxide doped with zinc) film and a Z ⁇ (zinc oxide) film can be used.
  • the organic electroluminescent layer 18 has the following composition: And consisting TNATA film hole injection layer, a hole transport layer made of one NPD film shed and, t (npa) and light emitting layer made of doped A 1 q 3 film py, A 1 d 3 film than made electronic
  • TNATA film hole injection layer TNATA film hole injection layer
  • a hole transport layer made of one NPD film shed and, t (npa) and light emitting layer made of doped A 1 q 3 film py, A 1 d 3 film than made electronic
  • the structure of the organic-emission-port luminescent layer 18 includes a single-layer structure consisting of only a light-emitting layer, a two-layer structure consisting of a hole-transport layer and a light-emitting layer or a two-layer structure consisting of a 5fe layer and an electron-transport layer, and a hole-transport layer and a light-emitting layer A three-layer structure of a semiconductor and an electron transport layer can be used.
  • a certain organic electroluminescent material may be used for the material of the IE hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer that constitute the organic electroluminescence layer 18. it can.
  • the cathode electrode 20 is the A1 / 1TO laminated film and the A1 / Ag_ However, it is not limited to the ITO laminated film.
  • the A1 / Ag / IITO laminated film for example, an ITO single film, an IZO film, a ZnO film, an A1 single film, A light-transmitting conductive film such as a single Ag film or a stacked film of these materials can be used.
  • an A1 film, an Ag film, or the like is used as the force source electrode 20, these films need to be formed thin so as to have light transmittance.
  • the insulating layer 74 is limited to a material made of a photosensitive resin as long as it has a light transmitting property but is O. Not something.
  • a light-transmitting inorganic insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film can be used in addition to a material made of a photosensitive resin.
  • the insulating layer 74 does not need to be colorless as long as it has a light-transmitting property, and the insulating layer 74 can be made of a colored resin such as polyimide.
  • a top gate type thin film transistor is used has been described, but a bottom gate type thin film transistor may be used.
  • a polysilicon film for the channel layer 48!
  • an amorphous silicon film may be used for the channel layer 48.
  • the case where the thin film transistor is used as the switching element has been described, but another switching element may be used.
  • a switching element having a MIM (metal-insulating-film-metal) structure using a diode that is a two-terminal element may be used.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention a method for manufacturing the same, and a display device realize an organic electroluminescent device excellent in luminous efficiency, a method for manufacturing the same, and a display device using such an organic electroluminescent device. . Therefore, it has excellent display characteristics and is useful for application to a display device with low power consumption.

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Abstract

絶縁性基板10上に形成された光反射膜12と、光反射膜12上に光反射膜12を覆うように形成された透明導電膜14とを有するアノード電極16と、アノード電極16上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層18と、有機エレクトロルミネッセンス層18上に形成され、光透過性を有するカソード電極20とを有する。これにより、素子特性の劣化を伴うことなく、高い発光効率を実現することができる。

Description

有機ェレク ト口ルミネッセンス素子及ぴその製造方法並びに表示装置
[技術分野]
本発明は、 有機エレク ト口ルミネッセンス素子及ぴその製造方法、 並びに表示 装置及びその製造方法に係り、 特に、 発光効率に優れた有機エレク トロルミネッ 明
センス素子及びその製造方法、 並びにこのような有機エレクトロルミネッセンス 素子を有する表示装置に関する。
[背景技術]
従来の C R T、 L C Dと比較して薄型化、 軽量化が可能な表示装置として、 近 年、 有機エレク ト口ルミネッセンス素子 (E L ) を用いた表示装置が大きな注目 を集めている。 有機ェレク トロルミネッセンス素子は、 自己発光型であるため、 視認性が高い、 視野角依存性がない、 可撓性を有するフィルム基板を用いること ができる、 液晶表示装置と比較して薄い■軽い、 などの様々な利点がある。 さら には、 高精細度の表示を実現すべく、 有機エレク ト口ルミネッセンス素子ととも に、 薄膜トランジスタ等のスィッチング素子を有するアクティブマトリタス型の 表示装置の開発が進められている。
従来の有機エレク トロルミネッセンス素子を用いた表示装置では、 例えば、 ガ ラス基板よりなる絶縁性基板上に、 I T O (スズをドープした酸化インジウム) 等の透明導電膜よりなるアノード電極が形成されている。 アノード電極上には、 電子と正孔との再結合により光が発生する発光層を含む有機エレク トロルミネッ センス層が形成されている。 有機エレク ト口ルミネッセンス層上には、 A 1 (ァ ルミ二ゥム) 膜や M g (マグネシウム) 一A g (銀) 合金膜等よりなる力ソード 電極が形成されている。 こう して、 絶縁性基板上に、 アノード電極と、 有機エレ ク トロルミネッセンス層と、 力ソード電極とを有する有機エレクトロルミネッセ ンス素子が形成されている。 また、 アクティブマトリクス型の表示装置において は、 有機エレク トロルミネッセンス素子に印加する駆動電圧を制御する薄膜トラ ンジスタ等のスイッチング素子が、 絶縁性基板と有機ェレクトロルミネンセンス 素子との間に形成されている。 このような構造を有する表示装置は、 有機エレク トロルミネッセンス層の発光層において発生した光が絶縁性基板側から取り出さ れるいわゆるボトムエミッション型となっている。
上記の表示装置においてフルカラー化を実現する場合には、 画素領域に発光波 長の異なる発光層がつくり分けられている。 例えば、 画素となる領域が鬨口され た蒸着マスクを基板に密着させ、 .R G Bの各色を形成する発光層を、 例えば R G Bの順に蒸着マスクを移動して形成することが行われている。
ボトムェミッション型の表示装置の場合、 上述のように、 有機エレク ト口ルミ ネッセンス素子において発生した光は絶縁性基板側から取り出される。 このため、 絶縁性基板と有機ェレク トロルミネッセンス素子との間にスィッチング秦子が形 成される場合、 1画素に占める発光面積がスイッチング素子の存在により実質的 に小さくなり、 高い発光効率を得ることができないという難点がある。
このような発光効率に関する難点については、 スィツチング素子が形成される 絶縁性基板側とは反対側、 すなわち力ソード電極側から発光層において発生した 光が取り出されるいわゆるトップエミッション型の構造による解決が試みられて いる (例えば特許文献 1、 2を参照) 。
特許文献 1に開示されたトップエミッシヨン型の表示装置においては、 光透過 性を有する力ソード電極を用い、 アノード電極として光反射性を有する C r (ク ロム) 薄膜を用いることにより、 発光層で発生した光を力ソード電極側へ反射し、 力ソード電極から光が取り出されている。 しかしながら、 C rは光の反射率があ まり高くないため、 発光層で発生した光を充分に力ソード電極側へ反射すること はできない。
また、 特許文献 2に開示されたトップエミッシヨン型の表示装置においては、 A 1膜よりなる反射層上に I T O膜よりなる電極層が直に形成されている。 しか しながら、 A 1膜と I T O膜とは電気的接続が良好ではないため、 反射層を電極 として用いることは困難であった。
このため、 反射層下にスイッチング素子を設けると、 電極層とスイッチング素 子との接続が困難であった。 本発明の目的は、 高い発光効率を実現しうる有機エレク トロルミネッセンス素 子及ぴその製造方法、 並びにこのような有機エレクトロルミネッセンス素子を有 する表示装置を提供することにある。
特許文献 1
特開 2 0 0 1— 8 5 1 6 3号公報
特許文献 2
特開平 1 1一 3 2 9 7 5 3号公報 [発明の開示]
本発明の一観点によれば、 基板上に形成され、 光反射性を有する第 1の導電膜 と、 前記第 1の導電膜上に前記第 1の導電膜を覆うように形成され、 光透過性を 有する第 2の導電膜とを有するアノード電極と、 前記アノード電極上に形成され た有機エレクトロルミネッセンス層と、 前記有機エレク トロルミネッセンス層上 に形成され、 光透過性を有するカソード電極とを有することを特徴とする有機ェ レク トロルミネッセンス素子が提供される。
また、 本発明の他の観点によれば、 基板上に形成され、 光反射性を有する第 1 の導電膜と、 前記第 1の導電膜上に形成され、 光透過性を有する第 2の導電膜と、 前記第 1の導電膜と前記第 2の導電膜との間に部分的に形成され、 前記第 1の導 電膜及び前記第 2の導電膜のそれぞれに電気的に接続する第 3の導電膜とを有す るアノード電極と、 前記アノード電極上に形成された有機エレクトロルミネッセ ンス層と、 前記有機エレク ト口ルミネッセンス層上に形成され、 光透過性を有す るカソード電極とを有することを特徴とする有機ェレクト口ルミネッセンス素子 が提供される。
また、 本発明の更に他の観点によれば、 基板上に形成され、 光反射性を有する 第 1の導電膜と、 前記第 1の導電膜上に形成され、 光透過性を有する絶縁層と、 前記絶縁層上に形成され、 光透過性を有する第 2の導電膜を有するァノ一ド電極 と、 前記アノード電極上に形成された有機エレク ト口ルミネッセンス層と、 前記 有機エレク トロルミネッセンス層上に形成され、 光透過性を有する力ソード電極 とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。 また、 本発明の更に他の観点によれば、 基板上に、 光反射' を有する第 1の導 電膜と、 前記第 1の導電膜上に前記第 1の導電膜を覆うよう ίこ形成され、 光透過 性を有する第 2の導電膜とを有するァノード電極を形成する H 程と、 前記第 1の 導電膜上に、 有機エレク トロルミネッセンス層を形成するェ禾里と、 前記有機エレ クトロルミネッセンス層上に、 光透過性を有する力ソード電 を形成する工程と を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素 fの製造方法が提供 される。
また、 本発明の更に他の観点によれば、 基板上に、 スイッ ング素子を形成す る工程と、 前記スイッチング素子が形成された前記基板上に、 第 1の絶縁層を形 成する工程と、 前記第 1の絶縁層上に、 光反射性を有する第 1 の導電膜を形成す る工程と、 前記第 1の導電膜が形成された前記第 1の絶縁層 に、 前記スィッチ ング素子の電極上に第 1の開口部を有し、 光透過性を有する 光性樹脂よりなる 第 2の絶緣層を形成する工程と、 前記第 2の絶縁層をマスクと して前記第 1の絶 縁層をエッチングし、 前記スィツチング素子の電極に達する^ 2の開口部を形成 する工程と、 前記第 2の絶縁層上に、 前記第 1の開口部及び ffr記第 2の開口部を 介して前記スィツチング素子の電極に電気的に接続され、 光逾過性を有する第 2 の導電膜を有するアノード電極を形成する工程と、 前記アノード電極上に、 有機 エレク トロルミネッセンス層を形成する工程と、 前記有機エレク トロルミネッセ ンス層上に、 光透過性を有する力ソード電極を形成する工程と を有することを特 徴とする表示装置の製造方法が提供される。
本発明によれば、 基板上に形成され、 光反射性を有する第 1 の導電膜と、 第 1 の導電膜上に第 1の導電膜を覆うように形成され、 光透過性を有する第 2の導電 膜とによりアノード電極を構成することにより、 有機エレク ト 口ルミネッセンス 層において発生した光を力ソード電極側から取り出すので、 素子特性の劣化を伴 うことなく、 高い発光効率を実現することができる。
また、 本発明によれば、 第 1の導電膜と第 2の導電膜との間に、 第 1の導電膜 及び第 2の導電膜のそれぞれに電気的に接続する第 3の導電)^を部分的に形成す ることにより、 第 1の導電膜と第 2の導電膜との間の導通を確保するので、 第 1 の導電膜から有機エレクト口ルミネッセンス層に正孔を注入することができる。 また、 本発明によれば、 基板上に形成され、 光反射性を有する第 1の導電膜上 に、 光透過性を有する絶縁層を介して、 光透過性を有する第 2の導電膜を有する アノード電極を形成し、 アノード電極下の第 1の導電膜により、 有機エレク ト口 ルミネッセンス層において発生した光をカソード電極側から取り出すので、 有機 エレク トロルミネッセンス層において発生した光を力ソード電極側から取り出す ので、 素子特性の劣化を伴うことなく、 高い発光効率を実現することができる。
[図面の簡単な説明] '
図 1は、 本発明の第 1実施形態による表示装置の構造を示す概略図である。 図 2は、 有機エレクト口ノレミネッセンス素子を用いたポトムエミッション型の 表示装置の構造の一例を示す概略図である。
図 3は、 本発明の第 1実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図
(その 1 ) である。
図 4は、 本発明の第 1実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図 (その 2 ) である。
図 5は、 本発明の第 2実施形態による表示装置の構造を示す概略図である。 図 6は、 本発明の第 2実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図 (その 1 ) である。
図 7は、 本発明の第 2実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図 (その 2 ) である。
図 8は、 本発明の第 3実施形態による表示装置の構造を示す概略図である。 図 9は、 本発明の第 4実施形態による表示装置の構造を示す断面図である。 図 1 0は、 本発明の第 5実施形態による表示装置の構造を示す断面図である。 図 1 1は、 有機エレク ト口ルミネッセンス素子とともにスィツチング素子と して薄膜トランジスタを用いたボトムエミッション型の表示装置の構造の一例を 示す断面図である。
図 1 2は、 本発明の第 5実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図 (その 1 ) である。
図 1 3は、 本発明の第 5実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図 (その 2 ) である。
図 1 4は、 本発明の第 6実施形態による表示装置の構造を示す断面図である 図 1 5は、 本発明の第 6実施形態による表示装置の特性を示すグラフである。 図 1 6は、 アノード電極として C r膜を用いた表示装置の構造を示す断面図で める。
図 1 7は、 本発明の第 6実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図 (その 1 ) である。
図 1 8は、 本発明の第 6実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図 (その 2 ) である。
図 1 9は、 本発明の第 7実施形態による表示装置の構造を示す断面図であ る。
図 2 0は、 本発明の第 7実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断 面図 (その 1 ) である。
図 2 1は、 本発明の第 7実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断 面図 (その 2 ) である。
図 2 2は、 本発明の第 7実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断 面図 (その 3 ) である。
[発明を実施するための最良の形態]
(第 1実施形態)
本発明の第 1実施形態による表示装置及びその製造方法について図 1乃至図 4 を用いて説明する。 図 1は本実施形態による表示装置の構造を示す概略図、 図 2 は有機エレク トロルミネッセンス素子を用いたボトムエミッシヨン型の表示装置 の構造を示す概略図、 図 3及び図 4は本実施形態による表示装置の製造方法を示 す工程断面図である。
まず、 本実施形態による表示装置の構造について図 1を用いて説明する。 図 1 Aは本実施形態による表示装置の構造を示す平面図、 図 1 Bは図 1 Aの X— X' 線断面図である。 本実施形態による表示装置は、 絶縁性基板上に形成された有機 エレク トロルミネッセンス素子を有するパッシブマトリクス型の表示装置である。 なお、 図 1は 1画素分の構造を示したものであるが、 実際には複数の画素がマト リクス状に配置されている。
図 1 Bに示すように、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上には、 光反射性を 有する A 1膜よりなる光反射膜 1 2が形成されている。 光反射膜 1 2上には、 光 透過性を有する I T O膜よりなる透明導電膜 1 4が形成されている。 なお、 本願 明細書において、 「光反射性を有する」 とは、 光の反射率が 5 0 %以上、 より好 ましくは 8 0 %以上であることを意味する。 また、 「光透過性を有する」 とは、 光の透過率が 5 0 %以上、 より好ましくは 8 0 %以上であることを意味する。 こ うして、 絶縁性基板 1 0上に、 光反射膜 1 2と透明導電膜 1 4とを有するァノー ド電極 1 6が形成されている。 アノード電極 1 6上には、 正孔注入層と、 正孔輸 送層と、 発光層と、 電子輸送層と、 電子注入層とが順次積層されてなる有機エレ ク トロルミネッセンス層 1 8が形成されている。 有機エレク トロルミネッセンス 層 1 8上には、 光透過性を有する A 1 / I T O積層膜よりなるカソード電極 2 0 が形成されている。 こうして、 絶縁性基板 1 0上に、 アノード電極 1 6と、 有機 エレク ト口ルミネッセンス層 1 8と、 カソード電極 2 0とを有する有機エレク ト 口ルミネッセンス素子が形成されている。
図 1 Aに示すように、 ァノード電極 1 6は、 絶縁性基板 1 0上に、 所定の方向 (図 1 A中上下方向) に延在して形成されている。 透明導電膜 1 4は、 光反射膜 1 2よりも幅広に形成されている。 これにより、 光反射膜 1 2は、 透明導電膜 1 4により覆われている。 力ソード電極 2 0は、 アノード電極 1 6が形成された絶 縁性基板 1 0上に、 アノード電極 1 6に直交する方向 (図 1 A中左右方向) に延 在して形成されている。 これらアノード電極 1 6とカソード電極 2 0とが交差す る領域の両者の間に、 交差領域よりも幅広の矩形状に有機エレク トロルミネッセ ンス層 1 8が形成されている。 こうして、 上記構造を有する有機エレク ト口ルミ ネッセンス素子が形成された画素領域が構成されている。
本実施形態による表示装置は、 有機エレク トロルミネッセンス素子において、 光反射性を有する光反射膜 1 2と、 光透過性を有する透明導電膜 1 4とをァノー ド電極 1 6が有し、 光反射膜 1 2が透明導電膜 1 4により覆われていることに主 たる特徴がある。 本実施形態による表示装置では、 力ソード電極 2 0から電子が有機エレク トロ ルミネッセンス層 1 8に注入され、 アノード電極 1 6の透明導電膜 1 4から正孔 が有機エレク トロルミネッセンス層 1 8に注入される。 注入された電子は電子輸 送層により発光層に輸送され、 注入された正孔は正孔輸送層により発光層に輸送 される。 こうして発光層に輸送された電子と正孔とが、 発光層において再結合す ることにより発光が生じる。 発光層において発生した光は、 光反射膜 1 2により 力ソード電極 2 0側に反射され、 光透過性を有する力ソード電極 2 0側から取り 出される。
このように、 本実施形態による表示装置は、 光反射膜 1 2の存在により、 絶縁 性基板 1 0とは反対側のカソード電極 2 0側から光が取り出される トップエミッ シヨン型となっている。 したがって、 絶縁性基板 1 0と有機エレク ト口ルミネッ センス素子との間に他の素子が形成される場合において、 他の素子が形成された 領域からも光を取り出すことが可能となる。 すなわち、 有機エレク ト口ルミネッ センス素子の発光面積が他の素子により制限されることはなく、 高い発光効率を 実現することができる。 例えば、 薄膜トランジスタ等のスィツチング素子が形成 された絶縁性基板上に層間絶縁膜を介して有機ェレク ト口ルミネッセンス素子を 形成する場合において、 スィツチング素子により発光面積が制限されることはな く、 高い発光効率を実現することができる。
このようなトップエミッシヨン型の本実施形態による表示装置に対して、 図 2 に示す表示装置は、 有機エレク ト口ノレミネッセンス素子を用いたボトムエミッシ ョン型の表示装置である。 図 2 Aは有機エレク ト口ルミネッセンス素子を用いた ボトムエミッション型の表示装置の構造を示す平面図、 図 2 Bは図 2 Aの X— X ' 線断面図である。 なお、 図 2は 1画素分の構造を示したものであるが、 実際に は複数の画素がマトリクス状に配置されている。
図 2に示すように、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0 0上には、 I T O膜よ りなる透明なァノード電極 1 0 2が形成されている。 アノード電極 1 0 2上には、 正孔輸送層と、 発光層と、 電子輸送層とが順次積層されてなる有機エレク トロル ミネッセンス層 1 0 4が形成されている。 有機エレク トロノレミネッセンス層 1 0 4上には、 A 1膜や M g— A g合金膜等よりなる力ソード電極 1 0 6が形成され ている。 こうして、 絶縁性基板 1 0 0上に、 アノード電極 1 0 2と、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 0 4と、 力ソード電極 1 0 6とを有する有機エレク トロ ルミネッセンス素子が形成されている。
図 2に示すボトムエミッシヨン型の表示装置では、 有機エレク トロルミネッセ ンス層 1 0 4において発生した光は、 絶縁性基板 1 0 0側から取り出される。 こ のため、 絶縁性基板 1 0と有機エレク トロルミネッセンス素子との間にスィッチ ング素子等の他の素子が形成される場合に、 有機エレク トロルミネッセンス素子 の発光面積が他の素子により制限され、 本実施形態による表示装置のように高い 発光効率を実現することは困難である。
また、 本実施形態による表示装置は、 アノード電極 1 6において、 A 1膜より なる光反射膜 1 2は、 その表面が剥き出しにならないように、 I T O膜よりなる 透明導電膜 1 4により覆われている。 これにより、 製造工程における I T O膜を パターユングする際に、 A 1膜よりなる光反射膜 1 2が腐食されるのを防止する ことができる。 すなわち、 I T〇膜のパターユングにはアルカリ性の現像液が用 いられるため、 A 1膜の表面が露出し A 1膜及び I T O膜の両者が現像液に曝さ れると、 電池効果により A 1膜が腐食されることがある。 本実施形態による表示 装置では、 A 1膜よりなる光反射膜 1 2を覆うように I T O膜よりなる透明導電 膜 1 4が形成されているため、 かかる電池効果による光反射膜 1 2の腐食が防止 されている。
また、 A 1膜よりなる光反射膜 1 2と I T O膜よりなる透明導電膜 1 4との間 には、 有機エレク トロルミネッセンス素子に対する駆動電圧の印加時の発熱等に よりゥイスカーが発生する場合がある。 このようなゥイスカーは電極間の短絡の 原因の 1つになり得るものである。 しかしながら、 本実施形態による表示装置で は、 A 1膜よりなる光反射膜 1 2を覆うように I T O膜よりなる透明導電膜 1 4 が形成されているため、 ゥイスカーによるァノード電極 1 6とカソード電極 2 0 との間の短絡を防止することができる。
なお、 A 1膜は、 従来用いられていた C r膜よりも高い反射率を有しており、 有機エレク ト口ルミネッセンス素子の光反射膜として好適である。 その一方、 光 反射膜として A 1膜を用いる場合、 上述のような課題が発生する。 本実施形態に よる表示装置は、 A 1膜を覆うように I T O膜を形成することにより、 腐食ゃ電 極間の短絡等の不都合を伴うことなく従来よりも高い発光効率を実現するもので ある。
さらに、 有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8は、 従来の有機エレク ト口ルミ ネッセンス素子と同様に、 I T O膜よりなる透明導電膜 1 4上に形成されている。 このため、 有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8として、 従来の有機エレク ト口 ルミネッセンス素子と同様の材料及び構造の有機エレク トロルミネッセンス層を そのまま用いて高い発光効率を有する トップエミッション型の表示装置を構成す ることができる。
次に、 本実施形態による表示装置の製造方法について図 3及び図 4を用いて説 明する。
まず、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上に、 例えばスパッタ法により、 例 えば膜厚 1 5 0 n mの A 1膜 2 2を形成する (図 3 Aを参照) 。
次いで、 フォ トリソグラフィー及びエッチングに.より、 A 1膜 2 2を所定の形 状にパターユングする。 こうして、 絶縁性基板 1 0上に、 A 1膜 2 2よりなる光 反射膜 1 2を形成する (図 3 Bを参照) 。
次いで、 光反射膜 1 2が形成された絶縁性基板 1 0上に、 例えばスパッタ法に より、 例えば膜厚 7 0 n mの I T O膜 2 4を形成する (図 3 Cを参照) 。
次いで、 フォトリ ソグラフィー及びエッチングにより、 I T O膜 2 4を所定の 形状にパターニングする。 このとき、 光反射膜 1 2の表面が剥き出しにならない ように、 光反射膜 1 2を被覆する形状及ぴ大きさに I T O膜 2 4をパターニング する。 こう して、 I T O膜 2 4よりなる透明導電膜 1 4を形成する (図 4 Aを参 照) 。 I T O膜 2 4をパターユングする間、 I T〇膜 2 4下の A 1膜 2 2よりな る光反射膜 1 2の表面が露出することはないので、 電池効果による光反射膜 1 2 の腐食を防止することができる。
次いで、 光反射膜 1 2と透明導電膜 1 4とを有するアノード電極 1 6が形成さ れた絶縁性基板 1 0上に、 例えば真空蒸着法により、 所定の大きさに開口された 蒸着マスクを介して、 例えば膜厚 4 0 n mの 2— T N A T A ( 4 , 4 ' , 4 ' ' —トリス ( 2—ナフチルフエニルァミノ) トリフエニルァミン) 膜と、 例えば膜 厚 1 0 nmのひ一 NPD (N, N, —ジナフチノレー N, N' —ジフエ二ノレ一 [ 1 1 ' ービフエニル] 一 4, 4, 一ジァミン) 膜と、 例えば少量の t (n p a ) p y (1, 3 , 6, 8—テトラ (N—ナフチルー N' —フエニルァミノ) ピレン) をドープした例えば膜厚 30 nmの A 1 q 3 (トリス (8—ヒドロキシキノリナ ート) アルミニウム) 膜と、 例えば膜厚 20 nmの A 1 q3膜と、 例えば 0. 5 nmの L i F膜とを順次形成する。
こうして、 2—TNAT A膜よりなる正孔注入層と、 α— NPD膜よりなる正 孔輸送層と、 t (n p a) p yをドープした A 1 q 3膜よりなる発光層と、 A 1 q 3膜よりなる電子輸送層と、 L i F膜よりなる電子注入層とを有する有機エレ タトロルミネッセンス層 1 8を形成する (図 4 Bを参照) 。
次いで、 有機エレクトロルミネッセンス層 1 8が形成された絶縁性基板 1 0上 に、 例えば真空蒸着法及びスパッタ法により、 所定の形状に開口されたマスクを 介して、 例えば膜厚 1 0 nmの A 1膜と、 例えば膜厚 30 n mの I T O膜とを順 次形成し、 A 1 ZI TO積層膜を形成する。
こう して、 A 1 Z I TO積層膜よりなる力ソード電極 20を形成する (図 4 C を参照) 。
こう して、 図 1に示す表示装置が製造される。
このように、 本実施形態によれば、 有機エレク トロルミネッセンス素子を用い た表示装置において、 光反射性を有する光反射膜 1 2と、 光透過性を有する透明 導電膜 14とをアノード電極 1 6が有するので、 高い発光効率を有するトップェ ミッシヨン型の表示装置を実現することができる。
また、 光反射膜 1 2が透明導電膜 14により覆われているので、 光反射膜 1 2 の腐食や、 光反射膜 1 2と透明導電膜 14との間に生じるウイスカ一等による素 子特性の劣化を抑制することができる。
また、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8は従来の有機エレクトロルミネッ センス素子と同様に透明導電膜 14上に形成されるため、 有機エレクトロノレミネ ッセンス層 1 8として、 従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の材料 及ぴ構造の有機エレクトロルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
(第 2実施形態) 本発明の第 2実施形態による表示装置について図 5乃至図 7を用いて説明する 図 5は本実施形態による表示装置の構造を示す概略図、 図 6及び図 7は本実施形 態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。 なお、 図 1、 図 3、 及び 図 4に示す第 1実施形態による表示装置及びその製造方法と同様の構成要素につ いては同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、 第 1実施形態による表示装置と同様に、 絶縁性 基板上に形成された有機ェレクトロノレミネッセンス素子を有するパッシブマトリ クス型の表示装置であり、 その基本的構成は、 第 1実施形態による表示装置と同 様である。 本実施形態による表示装置は、 光反射膜 1 2と、 透明導電膜 1 4との 間の導通が確保され、 光反射膜 1 2からの正孔の注入が可能となっている点で、 第 1実施形態による表示装置と異なっている。
まず、 本実施形態による表示装置の構造について図 5を用いて説明する。 図 5 Aは本実施形態による表示装置の構造を示す平面図、 図 5 Bは図 5 Aの Χ— Χ' 線断面図である。 なお、 図 5は 1画素分の構造を示したものであるが、 実際には 複数の画素がマトリタス状に配置されている。
図 5 Βに示すように、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上には、 光反射性を 有する A 1膜よりなる光反射膜 1 2が形成されている。 光反射膜 1 2の周縁部上 には、 光反射性を有する M o (モリブデン) 膜よりなる介在膜 3 0が形成されて いる。 周縁部上に介在膜 3 0が形成された光反射膜 1 2上には、 光透過性を有す る I T O膜よりなる透明導電膜 1 4が形成されている。 介在膜 3 0は光反射膜 1 2及び透明導電膜 1 4のそれぞれに電気的に接続するものであり、 この介在膜 3 0により、 透明導電膜 1 4と光反射膜 1 2との電気的接続が改善され、 両者の間 の導通が確保されている。 こうして、 絶縁性基板 1 0上に、 光反射膜 1 2と、 透 明導電膜 1 4と、 両者の電気的接続を改善する介在膜 3 0とを有するアノード電 極 3 2が形成されている。 アノード電極 3 2上には、 正孔注入層と、 正孔輸送層 と、 発光層と、 電子輸送層と、 電子注入層とが順次積層されてなる有機エレク ト 口ルミネッセンス層 1 8が形成されている。 有機エレクトロルミネッセンス層 1 8上には、 光透過性を有する A 1 Z I T O積層膜よりなるカソード電極 2 0が形 成されている。 こう して、 絶縁性基板 1 0上に、 アノード電極 3 2と、 有機エレ クトロルミネッセンス層 1 8と、 カソード電極 2 0とを有する有機エレクトロル ミネッセンス素子が形成されている。
図 5 Aに示すように、 ァノード電極 3 2は、 絶縁性基板 1 0上に、 所定の方向 (図 5 A中上下方向) に延在して形成されている。 介在膜 3 0は、 光反射膜 1 2 の周縁部上に枠状に形成されている。 透明導電膜 1 4は、 介在膜 3 0が形成され た光反射膜 1 2 よりも幅広に形成されている。 これにより、 介在膜 3 0が形成さ れた光反射膜 1 2は、 透明導電膜 1 4により覆われている。 力ソード電極 2 0は ァノード電極 1 6が形成された絶縁性基板 1 0上に、 ァノード電極 1 6に直交す る方向 (図 5 A中左右方向) に延在して形成されている。 これらアノード電極 3 2と力ソード電極 2 0とが交差する領域の両者の間に、 交差領域よりも幅広の矩 形状に有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8が形成されている。 こう して、 上記 構造を有する有機ェレク ト口ルミネッセンス素子が形成された画素領域が構成さ れている。
本実施形態による表示装置は、 有機エレクトロルミネッセンス素子において、 光反射性を有する光反射膜 1 2と、 光反射膜 1 2の周縁部上に形成され、 光反射 膜 1 2及び光反射膜 1 2上に形成される透明導電膜 1 4のそれぞれに電気的に接 続し、 両者の間の導通を確保するための介在膜 3 0と、 介在膜 3 0が周縁部上に 形成された光反射膜 1 2上に形成された光透過性を有する透明導電膜 1 4とをァ ノード電極 3 2が有し、 光反射膜 1 2が透明導電膜 1 4により覆われていること に主たる特徴がある。
A 1膜と I T O膜とは電気的接続が良好ではないため、 第 1実施形態による表 示装置では、 アノード電極 1 6において、 A 1膜よりなる光反射膜 1 2と I T O 膜よりなる透明導電膜 1 4との間の導通が充分に確保されない場合がある。
本実施形態による表示装置では、 アノード電極 3 2の周縁部が A 1 ZM o Z I T O構造となっている。 このため、 A 1膜及ぴ I T O膜のそれぞれに電気的に接 続する M o膜よ りなる介在膜 3 0により、 A 1膜よりなる光反射膜 1 2と I T O 膜よりなる透明導電膜 1 4との間の電気的接続が改善され、 両者の間の導通が確 保されている。 したがって、 光反射膜 1 2から正孔を有機エレクト口ルミネッセ ンス層 1 8に注入することができる。 また、 介在膜 3 0は光反射膜 1 2の周縁部 上に形成されているため、 介在膜 3 0よりも反射率の高い光反射膜 1 2により有 機エレクトロルミネッセンス層 1 8の発光層において発生した光を力ソード電極 2 0側に充分に反射することができる。
また、 周縁部上に介在膜 3 0が形成された光反射膜 1 2を覆うように透明導電 膜 1 4が形成されているため、 第 1実施形態による表示装置と同様に、 光反射膜 1 2の腐食を防止することができる。 また、 駆動電圧印加時の発熱等により光反 射膜 1 2と透明導電膜 1 4との間に生じるゥイスカーによるアノード電極 3 2と 力ソード電極 2 0との間の短絡を防止することができる。 また、 有機エレクト口 ノレミネッセンス層 1 8には従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機エレ ク ト口ルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
次に、 本実施形態による表示装置の製造方法について図 6及び図 7を用いて説 明する。
まず、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上に、 例えばスパッタ法により、 例 えば膜厚 1 5 0 n mの A 1膜 2 2を形成する。
次いで、 1膜2 2上に、 例えばスパッタ法により、 例えば膜厚 l O n mの M o膜 3 4を形成する (図 6 Aを参照) 。
次いで、 M o膜 3 4上に、 例えばスビンコ一ト法により、 レジスト膜 3 6を-形 成する。 この後、 フォ トリソグラフィーを用いてレジスト膜 3 6をパターニング することにより、 A 1膜 2 2を残存させるべき光反射膜 1 2の形成予定領域を覆 うように、 レジスト膜 3 6を残存させる。 このとき、 M o膜 3 4を残存させるベ き介在膜 3 0の形成予定領域を覆うレジスト膜 3 6の周縁部の膜厚が厚く、 M o 膜 3 4を除去し A 1膜 2 2を残存させるべき領域を覆うレジスト膜 3 6の周縁部 以外の部分の膜厚が薄くなるように、 レジス ト膜 3 6を残存させる (図 6 Bを参 照) 。
上記のレジスト膜 3 6の膜厚の厚薄の設定は、 例えばフォトリソグラフィ一に 用いるマスクで露光量を調整することに行うことができる。 具体的には、 例えば、 フォ トリソグラフィ一に用いるマスクにおいて、 M o膜 3 4を残存させるべき介 在膜 3 0の形成予定領域を覆うレジスト膜 3 6を露光する部分を通常の開口にす る一方、 M o膜 3 4を除去し A 1膜 2 2を残存させるべき領域を覆うレジスト膜 3 6を露光する部分をスリット状にする。 このようなマスクを用いてレジスト膜 3 6を現像すると、 M o膜 3 4を除去し A 1膜 2 2を残存させるべき領域を覆う レジスト膜 3 6は、 介在膜 3 0の开成予定領域を覆うレジスト膜 3 6と比較して 露光が不十分なものとなる。 このように、 レジスト膜 3 6の露光量を部分的に変 えて現像することにより、 レジス ト膜 3 6の膜厚に厚薄を設けることができる。 次いで、 膜厚に厚薄が設けられたレジスト膜 3 6をマスクとして、 例えばゥェ ットエッチングにより、 アノード電極 3 2の形成領域以外の不要な A 1膜 2 2、 M o膜 3 4を除去する (図 6 Cを参照) 。 ウエットエッチングには、 例えば、 リ ン酸、 硝酸、 酢酸、 及び水を混合したエッチング液を用いることができる。
次いで、 例えばァッシング処理によりレジスト膜 3 6をエッチバックし、 M o 膜 3 4を除去し A 1膜 2 2を残存させるべき領域を覆うレジスト膜 3 6の膜厚の 薄い部分を除去して、 レジスト膜 3 6に開口部 3 8を形成する。 一方、 介在膜 3 0の形成予定領域を覆うレジスト膜 3 6の膜厚の厚い部分は残存させる (図 6 D を参照) 。
次いで、 開口部 3 8が形成されたレジスト膜 3 6をマスクとして、 例えばゥェ ットエッチングにより、 開口部 3 8の底部に露出した M o膜 3 4を除去する。 ゥ ェットエッチングには、 図 6 Cにおいて不要な M o膜 3 4及び A 1膜 2 2を除去 した場合と同様に、 例えば、 例え ίΐ、 リン酸、 硝酸、 酢酸、 及び水を混合したェ ツチング液を用いることができる。
次いで、 マスクとして用いたレジスト膜 3 6を除去する。 .
こうして、 A 1膜 2 2よりなる光反射膜 1 2と、 光反射膜 1 2の周縁部上に形 成された M o膜 3 4よりなる介在膜 3 0とを形成する (図 7 Aを参照) 。
次いで、 光反射膜 1 2及び介在膜 3 0が形成された絶縁性基板 1 0上に、 例え ばスパッタ法により、 例えば膜厚 7 0 n mの I T O膜 2 4を形成する (図 7 Bを 参照) 。
次いで、 フォトリソグラフィー及びエッチングにより、 I T〇膜 2 4を所定の 形状にパターニングする。 このとき、 介在膜 3 0が周縁部上に形成された光反射 膜 1 2の表面が剥き出しにならな ヽょうに、 光反射膜 1 2を被覆する形状及び大 きさに I T O膜 2 4をパターニンク'する。 こうして、 I T O膜 2 4よりなる诱明 導電膜 1 4を形成する (図 7 Cを参照) 。 ' 以後、 図 4 B及び図 4 Cに示す第 1実施形態による表示装置の製造方法と同様 にして有機エレクトロルミネッセンス層 1 8、 力ソード電極 2 0をそれぞれ形成 することにより、 図 5に示す本実施形態による表示装置が製造される。
このように、 本実施形態によれば、 有機エレク トロルミネッセンス素子を用い た表示装置において、 光反射性を有する光反射膜 1 2と、 光透過性を有する透明 導電膜 1 4とをアノード電極 3 2が有するので、 高い発光効率を有するトップェ ミッション型の表示装置を実現することができる。
また、 光反射膜 1 2が透明導電膜 1 4により覆われているので、 光反射膜 1 2 の腐食や、 光反射膜 1 2と透明導電膜 1 4との間に生じるウイスカ一等による素 子特性の劣化を抑制することができる。
さらに、 光反射膜 1 2の周縁部上には、 光反射膜 1 2及び光反射膜 1 2上に形 成される透明導電膜 1 4のそれぞれに電気的に接続し、 両者の間の導通を確保す るための介在膜 3 0が形成されているため、 光反射膜 1 2から正孔を有機エレク トロルミネッセンス層 1 8に注入することができる。
また、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8は従来の有機エレク トロルミネッ センス素子と同様に透明導電膜 1 4上に开成されるため、 有機エレクトロルミネ ッセンス層 1 8として、 従来の有機エレク トロルミネッセンス素子と同様の材料 及び構造の有機エレクト口ルミネッセンス層をそのまま用いることができる。
(第 3実施形態)
本発明の第 3実施形態による表示装置及びその製造方法について図 8を用いて 説明する。 図 8は本実施形態による表示装置の構造を示す概略図である。 なお、 図 1及び図 5にそれぞれ示す第 1及び第 2実施形態による表示装置と同様の構成 要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、 絶縁性基板上に形成された有機エレク トロルミ ネッセンス素子が形成された 1画素内において、 有機エレク トロルミネッセンス 層の発光層で発生した光が絶縁性基板とは反対のカソード電極側から取り出され る上面発光部と、 有機エレク トロルミネッセンス層の発光層で発生した光がカソ 一ド電極側及び絶縁性基板側の両側から取り出される両面発光部とを有するパッ シブマトリクス型の表示装置である。
以下、 本実施形態による表示装置の構造について図 8を用いて説明する。 図 8 Aは本実施形態による表示装置の構造を示す平面図、 図 8 Bは図 8 Aの Χ _ Χ' 線断面図、 図 8 Cは図 8 Αの Υ— Y' 線断面図である。 なお、 図 8は 1画素分の 構造を示したものであるが、 実際には複数の画素がマトリクス状に配置されてい る。
図 8 Αに示すように、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上には、 第 1及び第 2実施形態による表示装置と同様に、 透明導電膜 1 4と、 有機エレク トロルミネ ッセンス層 1 8と、 力ソード電極 2 0とが形成されている。 透明導電膜 1 4と力 ソード電極 2 0とが交差した画素領域は、 透明導電膜 1 4の延在方向に直交する 境界により、 ほぼ等面積の 2つの領域に分けられて 、る。 境界の一方の側の領域 には、 透明導電膜 1 4の下に光反射膜 1 2が形成され、 光反射膜 1 2と透明導電 膜 1 4とを有するアノード電極 3 2が形成された上面発光部 4 0が設けられてい る。 境界の他方の側の領域には、 光反射膜 1 2が形成されておらず、 透明導電膜 1 4よりなるアノード電極 4 2が形成された両面発光部 4 4が設けられている。 上面発光部 4 0は、 図 8 Βに示す断面構造を有している。 図 8 Βに示す断面構 造は、 第 2実施形態による表示装置と同様の断面構造となっている。 すなわち、 絶縁性基板 1 0上には、 光反射性を有する A 1膜よりなる光反射膜 1 2が形成さ れている。 光反射膜 1 2の周縁部上には、 光反射性を有する M o膜よりなる介在 膜 3 0が形成されている。 周縁部上に介在膜 3 0が 成された光反射膜 1 2上に は、 光透過性を有する I T O膜よりなる透明導電膜 1 4が形成されている。 介在 膜 3 0は光反射膜 1 2及び透明導電膜 1 4のそれぞれに電気的に接続するもので あり、 この介在膜 3 0により、 透明導電膜 1 4と光反射膜 1 2 との電気的接続が 改善され、 両者の間の導通が確保されている。 こうして、 絶縁性基板 1 0上に、 光反射膜 1 2と、 透明導電膜 1 4と、 両者の電気的接続を改善する介在膜 3 0と を有するアノード電極 3 2が形成されている。 アノード電極 3 2上には、 正孔注 入層と、 正孔輸送層と、 発光層と、 電子輸送層と、 霞子注入層とが順次積層され てなる有機エレクトロルミネッセンス層 1 8が形成されている。 有機エレク トロ ルミネッセンス層 1 8上には、 光透過性を有する A 1 / I T O積層膜よりなる力 ソード電極 2 0が形成されている。 こうして、 上面発光部 4 Oにおける絶縁性基 板 1 0上に、 光反射膜 1 2を有するアノード電極 3 2と、 有機エレク トロルミネ ッセンス層 1 8と、 カソード電極 2 0とを有する有機エレク ト口ルミネッセンス 素子が形成されている。 上面発光部 4 0では、 有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8において発生した光は、 光反射膜 1 2により力ソード電極 2 0側へ反射され 光透過性を有するカソード電極 2 0側から取り出される。
両面発光部 4 4は、 図 8 Cに示す断面構造を有している。 すなわち、 絶縁性基 板 1 0上には、 上面発光部 4 0と共通の透明導電膜 1 4よりなるアノード電極 4 2が形成されている。 上面発光部 4 0と異なり、 両面発光部 4 4では、 光反射膜 1 2が形成されておらず、 絶縁性基板 1 0上に透明導電膜 1 4が直に形成されて いる。 アノード電極 4 2上には、 上面発光部 4 0と共通の有機エレク トロルミネ ッセンス層 1 8が形成されている。 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8上には 上面発光部 4 0と共通の光透過性を有するカソード電極 2 0が形成されている。 こう して、 両面発光部 4 4における絶縁性基板 1 0上に、 アノード電極 4 2と、 有機エレクトロルミネッセンス層 1 8と、 カソード電極 2 0とを有する有機エレ ク トロルミネッセンス素子が形成されている。 両面発光部 4 では、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8において発生した光は、 光反射膜 1 2が形成されてお らず、 カソード電極 2 0側及び絶縁性基板 1 0側の両側から取り出される。
このように、 同一画素内に光反射膜 1 2が形成された領域と光反射膜 1 2が形 成されていない領域とを設ける、 すなわちアノード電極 3 2、 4 2に共通の透明 導電膜 1 4と力ソード電極 2◦とが重なる発光領域に光反射膜 1 2を部分的に形 成することにより、 上面発光型の領域と両面発光型の領域とを同一画素内に設け てもよい。
なお、 本実施形態では、 上面発光部 4 0と両面発光部 4 4とを互いにほぼ同じ 形状のものとしたが、 両発光部 4 0、 4 4の形状はこれに限定されるものではな い。 同一画素内において部分的に形成する光反射膜 1 2の形状を適宜変更するこ とにより両発光部 4 0、 4 4の形状を所望の形状とすることができる。 これによ り、 表示装置の用途、 機能等に応じて、 輝度等の発光特性を所望のものに設定す ることが可能となる。 また、 本実施形態では、 上面発光部 4 0において、 第 2実施形態に る表示装 置と同様のアノード電極 3 2を用いたが、 介在膜 3 0が形成されていない第 1実 施形態による表示装置と同様のアノード電極 1 6を上面発光部 4 0において用い てもよい。
また、 本実施形態では、 同一画素内において光反射膜 1 2を部分的に形成した が、 マトリクス状に配置された複数の画素について、 光反射膜 1 2が?!1成された 画素と、 光反射膜 1 2が形成されていない画素とを設け、 上面発光型の画素と両 面発光型の画素とを混在させることもできる。
(第 4実施形態)
本発明の第 4実施形態による表示装置及びその製造方法について図 9を用いて 説明する。 図 9は本実施形態による表示装置の構造を示す断面図である。 なお、 図 1、 図 3、 及び図 4に示す第 1実施形態による表示装置及びその製造方法と同 様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、 第 1実施形態による表示装置において、 絶縁性 基板 1 0の表面に滑らかな凹凸が形成されていることに主たる特徴がある。
すなわち、 図 9に示すように、 ガラス基板よりなる絶縁基板 1 0の表面には、 滑らかな凹凸が形成されている。 滑らかな凹凸が表面に形成された絶縁性基板 1 0上には、 第 1実施形態による表示装置と同様に、 光反射膜 1 2と透明導電膜 1 4とを有するァノード電極 1 6、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8、 及び力 ソード電極 2 0とが形成されている。
本実施形態による表示装置では、 絶縁性基板 1 0の表面に形成された滑らかな 凸により、 絶縁性基板 1 0上に形成されるアノード電極 1 6、 有機エレク ト口 ルミネッセンス層 1 8、 及び力ソード電極 2 0の面積が、 凹凸が形成されていな い平坦な表面の絶縁性基板 1 0上に形成される場合と比較して大きくなつている。 これにより、 更に発光効率を向上することができる。
絶縁性基板 1 0の表面に凹凸を形成する方法は、 以下に述べるような方法を用 いることができる。
例えば、 硫酸等の溶液を用いて絶縁性基板 1 0の表面をエッチングすることに より、 絶縁性基板 1 0の表面に凹凸を直接形成することができる。 或いは、 絶縁性基板 1 0を樹脂等でコーティングした後、 露光法を用いて樹脂 等よりなる所定のパターンを絶縁性基板 1 0上 こ形成することにより、 絶縁性基 板 1 0の表面に、 樹脂等の有無による凹凸を形成することができる。
本実施形態による表示装置は、 上記のような手法を用いて絶縁性基板 1 0の表 面に滑らかな凹凸を形成した後、 図 3 A乃至図 3 C及び図 4 A乃至図 4 Cに示す 第 1実施形態による表示装置の製造方法と同様 こして製造することができる。
このように、 本実施形態によれば、 有機エレ^ トロルミネッセンス素子が形成 される絶縁性基板 1 0の表面に滑らかな凹凸が形成されているので、 更に発光効 率を向上することができる。
なお、 本実施形態では、 第 1実施形態による表示装置において、 絶縁性基板 1 0の表面に滑らかな凹凸が形成されている場合 こついて説明したが、 第 2及び第 3実施形態による表示装置についても、 上記と同様に絶縁性基板 1 0の表面に滑 らかな凹凸を形成することにより、 発光効率を更に向上することができる。
(第 5実施形態)
本発明の第 5実施形態による表示装置及びその製造方法について図 1 0乃至図 1 3を用いて説明する。 図 1 0は本実施形態による表示装置の構造を示す断面図、 図 1 1は有機エレクト口ルミネッセンス素子と ともにスィツチング素子として薄 膜トランジスタを用いたボトムエミッシヨン型の表示装置の構造の一例を示す断 面図、 図 1 2及び図 1 3は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面 図である。 なお、 図 5乃至図 7に示す第 2実施形態による表示装置及びその製造 方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にす る。
本実施形態による表示装置は、 第 2実施形態 こよる表示装置と同様の有機ェレ クト口ルミネッセンス素子とともに、 スィツチング素子として薄膜トランジスタ が設けられており、 この薄膜トランジスタにより有機エレクトロルミネッセンス 素子に印加する駆動電圧を制御するアクティブマトリクス型の表示装置である。 以下、 本実施形態による表示装置の構造について図 1 0を用いて説明する。 なお、 図 1 0は 1画素分の構造を示したものであるが、 実際には複数の画素がマトリク ス状に配置されている。 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上には、 シリコン酸化膜よりなるバッファ 層 4 6が形成されている。 バッファ層 4 6上には、 ポリシリコン膜よりなるチヤ ネル層 4 8が形成されている。 チャネル層 4 8上には、 シリコン酸化膜よりなる ゲート絶縁膜 5 0を介してゲート電極 5 2が形成されている。 ゲート電極 5 2の 両側のチャネル層 4 8には、 ソース領域 5 4及びドレイン領域 5 6が、 それぞれ 形成されている。 こうして、 絶縁性基板 1 0上には、 ゲート電極 5 2、 チャネル 層 4 8に形成されたソース領域 5 4及びドレイン領域 5 6を有し、 有機エレク ト 口ルミネッセンス素子に印加する駆動電圧を制御する薄膜トランジスタが形成さ れている。
薄膜トランジスタが形成された絶縁性基板 1 0上には、 層間絶縁膜 5 8が形成 されている。 層間絶縁膜 5 8上には、 コンタク トホール 6 0を介してソース領域 5 4に接続されたソース電極 6 2と、 コンタク トホール 6 4を介してドレイン領 域 5 6に接続されたドレイン電極 6 6とがそれぞれ形成されている。
ソース電極 6 2及びドレイン電極 6 6が形成された層間絶縁膜 5 8上には、 層 間絶縁膜 6 8が形成されている。 層間絶縁膜 6 8には、 ソース電極 6 2に達する コンタク トホール 7 0が形成されている。
コンタク トホール 7 0が形成された層間絶縁膜 6 8上には、 コンタク トホール 7 0を含む領域に、 光反射性を有する A 1膜よりなる光反射膜 1 2が形成されて いる。 光反射膜 1 2の周縁部上には、 光反射性を有する M o膜よりなる介在膜 3 0が形成されている。 周縁部上に介在膜 3 0が形成された光反射膜 1 2上には、 光透過性を有する I T O膜よりなる透明導電膜 1 4が形成されている。 介在膜 3 0は光反射膜 1 2及び透明導電膜 1 4のそれぞれに電気的に接続するものであり、 介在膜 3 0により、 透明導電膜 1 4と光反射膜 1 2との電気的接続が改善され、 両者の間の導通が確保されている。 こうして、 層間絶縁膜 6 8上に、 光反射膜 1 2と、 透明導電膜 1 4と、 両者の間の導通を確保するための介在膜 3 0とを有す るアノード電極 3 2が形成されている。 アノード電極 3 2は、 層間絶縁膜 6 8に 形成されたコンタク トホール 7 0を介して、 薄膜トランジスタのソース電極 6 2 に電気的に接続されている。
アノード電極 3 2上には、 正孔注入層と、 正孔輸送層と、 発光層と、 電子輸送 層と、 電子注入層とが順次積層されてなる有機エレクトロルミ ッセンス層 1 8 が形成されている。 有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8上に ίま、 光透過性を有 する A 1 / I T O積層膜よりなるカソード電極 2 0が形成されている。 こうして、 層間絶縁膜 6 8上に、 アノード電極 3 2と、 有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8と、 力ソード電極 2 0とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成さ れている。
本実施形態による表示装置は、 光反射膜 1 2の存在により、 縁性基板 1 0と は反対側のカソード電極 2 0側から光が取り出されるトップエミ ッシヨン型とな つている。 したがって、 絶縁性基板 1 0上に形成された薄膜ト ンジスタにより 発光面積が制限されることはなく、 高い発光効率を実現すること ができる。
このようなトップエミッシヨン型の本実施形態による表示装置に対して、 図 1 1に示す表示装置は、 有機エレク トロルミネッセンス素子をと ^にスイッチング 素子として薄膜トランスタを用いたボトムエミッション型の表^装置である。 な お、 図 1 1は 1画素分の構造を示したものであるが、 実際には複数の画素がマト リクス状に配置されている。
図 1 1に示すように、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0 0 i には、 バッファ 層 1 0 8が形成されている。 バッファ層 1 0 8上には、 チヤネノレ層 1 1 0が形成 されている。 チャネル層 1 1 0上には、 ゲート絶縁膜 1 1 2を ^してゲート電極 1 1 4が形成されている。 ゲート電極 1 1 4の両側のチヤネノレ層 1 1 0には、 ソ ース領域 1 1 6及びドレイン領域 1 1 8が、 それぞれ形成されている。 こうして、 絶縁性基板 1 0 0上には、 ゲート電極 1 1 4、 チャネル層 1 1 ひに形成されたソ ース領域 1 1 6及びドレイン領域 1 1 8を有する薄膜トランジ タが形成されて いる。
薄膜トランジスタが形成された絶縁性基板 1 0 0上には、 層 絶縁膜 1 2 0が 形成されている。 層間絶縁膜 1 2 0上には、 コンタクトホール L 2 2を介してソ ース領域 1 1 6に接続されたソース電極 1 2 4と、 コンタクトぉール 1 2 6を介 してドレイン領域 1 1 8に接続されたドレイン電極 1 2 8とが れぞれ形成され ている。
ソース電極 1 2 4及びドレイン電極 1 2 8が形成された層間色縁膜 1 2 0上に は、 層間絶縁膜 1 3 0が形成されている。 層間絶縁膜 1 3 0には、 ソース電極 1
2 4に達するコンタク 1、ホール 1 3 2が形成されている。
コンタク トホール 1 3 2が形成された層間絶縁膜 1 3 0上には、 コンタク トホ ール 1 3 2を含む領域に、 I T O膜よりなる透明なアノード電極 1 0 2と、 有機 エレクトロルミネッセンス層 1 0 4と、 A 1膜や M g— A g合金膜等よりなる力 ソード電極 1 0 6とを有する有機エレクト口ルミネッセンス素子が形成されてい る。 アノード電極 1 0 2は、 層間絶縁膜 1 3 0に形成されたコンタク トおール 1
3 2を介して、 薄膜トランジスタのソース電極 1 2 4に電気的に接続されている。 図 1 1に示すボトムエミッション型の表示装置では、 有機エレクトロノレミネッ センス層 1 0 4において発生した光は、 絶縁性基板 1 0 0側から取り出される。 このため、 絶縁性基板 1 0と有機エレク トロルミネッセンス素子との間こ形成さ れた薄膜トランジスタにより、 有機エレク トロルミネッセンス素子の発 面積が 制限され、 本実施形態による表示装置のように高い発光効率を実現することは困 難である。
また、 本実施形態による表示装置は、 第 2実施形態による表示装置と同様の構 造のアノード電極 3 2を有するため、 介在膜 3 0により、 A 1膜よりなる光反射 膜 1 2と I T O膜よりなる透明導電膜 1 4との電気的接続が改善され、 两者の間 の導通が確保されている。 これにより、 薄膜トランジスタのソース電極 Θ 2に電 気的に接続された光反射膜 1 2から正孔を有機エレク トロルミネッセンス層 1 8 に注入することができる。 また、 周縁部上に介在膜 3 0が形成された光反射膜 1 2を覆うように透明導電膜 1 4が形成されているため、 光反射膜 1 2の腐食を防 止することができる。 また、 駆動電圧印加時の発熱等により光反射膜 1 2と透明 導電膜 1 4との間に生じるゥイスカーによるアノード電極 3 2と力ソード電極 2 0との間の短絡を防止することができる。 また、 有機エレクト口ルミネンセンス 層 1 8には、 従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機エレクトロルミネ ッセンス層と同様の材料及び構造の有機ェレクトロルミネッセンス層をそのまま 用いることができる。
次に、 本実施形態による表示装置の製造方法について図 1 2及び図 1 3を用い て説明する。 まず、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上に、 例えば C V D法により、 例え ば膜厚 3 0 0 n mのシリコン酸化膜よりなるバッファ層 4 6を形成する。
次いで、 バッファ層 4 6上に、 例えば C V D法により、 例えば膜厚 4 0 n mの ポリシリコン膜を形成する。 なお、 ポリシリコン膜の代わりにアモルファスシリ コン膜を形成し、 レーザァニール法等によりこれを結晶化してポリシリコン膜と してもよい。
次いで、 フォトリソグラフィー及びドライエッチングにより、 ポリシリコン膜 をパターニングし、 ポリシリ コン膜よりなるチャネル層 4 8を形成する (図 1 2 Aを参照) 。
次いで、 チャネル層 4 8が形成されたバッファ層 4 6上に、 例えば C V D法に より、 例えば膜厚 1 0 0 n mのシリコン酸化膜を形成する。
次いで、 例えばスパッタ法により、 例えば膜厚 3 0 0 n mの A 1 N d (アルミ 二ゥムーネオジム合金) 膜を形成する。
次いで、 フォトリソグラフィー及びドライエッチングにより、 シリ コン酸化膜 及び A 1 N d膜をパターエングし、 チャネル層 4 8上に、 シリ コン酸化膜よりな るゲート絶縁膜 5 0と、 A 1 N d膜よりなるゲート電極 5 2とを形成する。
次いで、 ゲート電極 5 2をマスクとして、 例えばイオン注入法により リンィォ ンをイオン注入し、 ゲート電極 5 2の両側のチャネル層 4 8に、 ソース領域 5 4 及びドレイン領域 5 6をそれぞれ形成する。
こうして、 絶縁性基板 1 0上に、 ゲート電極 5 2、 チャネル層 4 8に形成され たソース領域 5 4及びドレイン領域 5 6を有する薄膜トランジスタを形成する (図 1 2 Bを参照) 。
次いで、 薄膜トランジスタが形成された絶縁性基板 1 0上に、 例えば C V D法 により、 例えば膜厚 3 0 0 n mのシリコン窒化膜よりなる層間絶縁膜 5 8を形成 する。
次いで、 フォ トリソグラフィ一及びドライエツチングにより、 層問絶縁膜 5 8 に、 ソース領域 5 4に達するコンタク トホーノレ 6 0及びドレイン領域 5 6に達す るコンタク トホール 6 4をそれぞれ形成する (図 1 2 Cを参照) 。
次いで、 例えばスパッタ法により、 コンタク トホール 6 0、 6 4が形成された 形成された層間絶縁膜 58上に、 例えば膜厚 1 O O nmZl O O nmZl O O n mの T i (チタン) ZA 1 /T i膜を形成する。
次いで、 フォ トリソグラフィー及ぴドライエツチングにより、 T iZA l/T i膜をパターニングし、 T i /A 1 /T i膜よりなるソース電極 62及びドレイ ン電極 66をそれぞれ形成する (図 13 Aを参照) 。
次いで、 例えば CVD法により、 ソース電極 62及びドレイン電極 66が形成 された層間絶縁膜 58上に、 例えば膜厚 3. 0 /1 mの感光性樹脂よりなる層間絶 縁膜 68を形成する。
次いで、 リソグラフィ一により、 層間絶縁膜 68に、 ソース電極 62に達する コンタクトホール 70を形成する (図 13 Bを参照) 。
次いで、 コンタク トホール 70が形成された層間絶縁膜 68上に、 第 2実施形 態による表示装置の製造方法と同様にして、 コンタク トホール 70を介してソー ス電極 62に接続するァノード電極 32と、 有機エレクト口ルミネッセンス層 1 8と、 カソード電極 20とを形成する (図 13 Cを参照) 。
こうして、 図 10に示す本実施形態による表示装置が製造される。
このように、 本実施形態によれば、 有機エレク トロルミネッセンス素子を用レ、 たアクティブマトリクス型の表示装置において、 光反射性を有する光反射膜 12 と、 光透過性を有する透明導電膜 14とをアノード電極 32が有するので、 有機 エレク トロルミネッセンス素子下に形成された薄膜トランジスタによる制限を受 けずに、 高い発光効率を有するトップエミッション型の表示装置を実現すること ができる。
また、 光反射膜 1 2が透明導電膜 14により覆われているので、 光反射膜 12 の腐食や、 光反射膜 12と透明導電膜 14との間に生じるウイスカ一等による素 子特性の劣化を抑制することができる。
さらに、 光反射膜 12の周縁部上には、 光反射膜 12及び光反射膜 1 2上に形 成される透明導電膜 14のそれぞれに電気的に接続し、 両者の間の導通を確保す るための介在膜 30が形成されているため、 薄膜トランジスタのソース電極 62 に電気的に接続された光反射膜 12から正孔を有機エレク トロルミネッセンス層 18に注入することができる。 また、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8は従来の有機エレクトロルミネッ センス素子と同様に透明導電膜 1 4上に形成されるため、 有機エレクトロルミネ ッセンス層 1 8として、 従来の有機エレク 1、口ルミネッセンス素子と同様の材料 及び構造の有機エレク ト口ルミネッセンス層をそのまま用いることができる。 なお、 本実施形態においては、 層間絶縁膜 6 8上に、 第 2実施形態による表示 装置と同様の有機エレク トロルミネッセンス素子が形成されていたが、 第 1又は 第 3実施形態による表示装置と同様の有機エレク ト口ルミネッセンス素子が形成 されていてもよい。 なお、 第 1実施形態による表示装置のように光反射膜 1 2と 透明導電膜 1 4との間に介在膜 3 0が形成されていない場合については、 ソース 電極 6 2に達するコンタクトホール 7 0内には光反射膜 1 2を埋め込まない等の 手段により、 透明導電膜 1 4がソース電極 6 2に直接接続されているようにする ことが望ましい。
また、 第 4実施形態による表示装置において絶縁性基板 1 0の表面に滑らかな 凹凸を形成した場合と同様に、 層間絶縁膜 6 8の表面に滑らかな凹凸を形成し、 滑らかな凹凸が形成された層間絶縁膜 6 8上に有機エレク トロルミネッセンス素 子を形成してもよい。
(第 6実施形態)
本発明の第 6実施形態による表示装置について図 1 4乃至図 1 8を用いて説明 する。 図 1 4は本実施形態による表示装置の構造を示す断面図、 図 1 5は本実施 形態による表示装置の特性を示すグラフ、 図 1 6はアノード電極として C r膜を 用いた表示装置の構造を示す断面図、 図 1 7及び図 1 8は本実施形態による表示 装置の製造方法を示す工程断面図である。 なお、 図 1、 図 3及び図 4に示す第 1 実施形態による表示装置及びその製造方法と同様の構成要素については同一の符 号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、 第 1実施形態による表示装置と同様に、 絶縁性 基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子を有するパッシブマトリ タス型の表示装置であり、 その基本的構成は、 第 1実施形態による表示装置と同 様である。 本実施形態による表示装置は、 光反射膜上に光透過性を有する絶縁層 を介して透明導電膜よりなるァノード電極が形成されている点で、 第 1実施形態 による表示装置と異なっている。
まず、 本実施形態による表示装置の構造について図 1 4を用いて説明する。 な お、 図 1 4は 1画素分の構造を示したものであるが、 実際には複数の画素がマト リクス状に配置されている。
図 1 4に示すように、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上には、 光反射性を 有する A 1膜よりなる光反射膜 7 2が形成されている。 光反射膜 7 2は、 所定の 形状を有するものが画素毎に形成されていてもよいし、 画素が配列された表示領 域の全面に形成されていてもよい。
光反射膜 7 2上には、 光透過性を有する感光性樹脂よりなる絶縁層 7 4が形成 されている。 絶縁層 7 4の材料である感光性樹脂としては、 例えばァクリル系樹 脂が用いられている。 絶縁層 7 4は、 光反射膜 7 2の表面が剥き出しにならない ように、 光反射膜 7 2を覆うように形成されている。
絶縁層 7 4上には、 光透過性を有する I T Oの透明導電膜よりなるアノード電 極 7 6が形成されている。 アノード電極 7 6上には、 正孔注入層と、 正孔輸送層 と、 発光層と、 電子輸送層と、 電子注入層とが順次積層されてなる有機エレク ト 口ルミネッセンス層 1 8が形成されている。 有機エレクトロルミネッセンス層 1 8上には、 薄い膜厚で形成され光透過性を有する A 1膜と、 薄い膜厚で形成され 光透過性を有する A g膜と、 光透過性を有する I T O膜よりなる透明導電膜とが 順次積層されてなるカソード電極 2 0が形成されている。 こうして、 絶縁性基板 1 0上に、 光反射膜 7 2及び絶縁層 7 4を介して、 アノード電極 7 6と、 有機ェ レク トロノレミネッセンス層 1 8と、 カソード電極 2 0とを有する有機エレク ト口 ルミネッセンス素子が形成されている。
本実施形態による表示装置では、 力ソード電極 2 0から電子が有機エレク トロ ルミネッセンス層 1 8に注入され、 アノード電極 7 6から正孔が有機エレク トロ ルミネッセンス層 1 8に注入される。 注入された電子は電子輸送層により発光層 に輸送され、 注入された正孔は正孔輸送層により発光層に輸送される。 こう して 発光層に輸送された電子と正孔とが、 発光層において再結合することにより発光 が生じる。 発光層において発生した光は、 アノード電極 7 6.側及び力ソード電極 2 0側に放出される。 アノード電極 7 6側に放出された光は、 光透過性を有する 絶縁層 7 4を介して光反射膜 7 2によりカソード電極 2 0側に反射され、 絶縁層 7 4、 アノード電極 7 6、 及び有機エレク トロルミネッセンス層 1 8を介して、 光透過性を有するカソード電極 2 0側カゝら取り出される。 カソード電極 2 0側に 放出された光は、 そのまま光透過性を有する力ソード電極 2 0側から取り出され る。 こうして、 発光層において発生した光が、 光透過性を有する力ソード電極 2 0側から取り出される。
このように、 本実施形態による表示装置は、 透明導電膜よりなるアノード電極 7 6下に絶縁層 7 4を介して形成された光反射膜 7 2の存在により、 絶縁性基板 1 0とは反対側の力ソード電極 2 0側から光が取り出されるトップエミッション 型となっている。 したがって、 第 1実施形態による表示装置と同様に、 絶縁性基 板 1 0と有機エレク トロルミネッセンス素子との間に他の素子が形成される場合 において、 他の素子が形成された領域からも光を取り出すことが可能となる。 す なわち、 有機エレク トロルミネッセンス素子の発光面積が他の素子により制限さ れることはなく、 高い発光効率を実現することができる。
また、 光反射膜 7 2下に他の素子が形成される場合には、 アノード電極 7 6と 力ソード電極 2 0とが重なる発光領域よりも幅広に光反射膜 7 2を形成してもよ い。 このように光反射膜 7 2を幅広に形成することで、 有機エレク ト口ルミネッ センス素子の発光が他の素子の特性に影響するのを抑制することができる。
なお、 アノード電極 7 6と光反射膜 7 2との間に形成する光透過性を有する絶 縁層 7 4の膜厚は、 1 μ ΐη以上に設定することが望ましい。 これは、 絶縁層 7 4 の膜厚を 1 μ πιよりも小さく設定すると、 光の干渉の影響による減光が絶縁層 7 4で起きてしまい、 充分な発光効率を得ることができない虞があるためである。 図 1 5は、 本実施形態による表示装置及び図 1 6に示す C r膜よりなるァノー ド電極を用いた表示装置について、 有機エレク トロルミネッセンス層に注入する 電流密度を変えて輝度を測定し、 両表示装置の特性を比較した結果を示すグラフ である。 図 1 5に示すグラフの横軸は有機エレク トロルミネッセンス層に注入し た電流密度を示し、 縦軸は測定された表示装置の輝度を示している。 また、 図 1 5に示すグラフにおいて、 秦印で示すプロットは本実施形態による表示装置につ いての測定結果を示し、 〇印で示すプロットは図 1 6に示す C r膜よりなるァノ 一ド電極を用いた表示装置についての測定結果を示している。
本実施形態による表示装置では、 光反射膜 72として膜厚 1 00 nmの A 1膜 を、 絶縁層 7 4として膜厚 3. 0 / mのアクリル系樹脂層を、 アノード電極 76 として膜厚 7 0 nmの I TO膜を用いた。 また、 有機エレクト口ルミネッセンス 層 1 8として、 膜厚 140 nmの 2— TN AT A膜よりなる正孔注入層と、 膜厚 10 nmのひ一NPD膜よりなる正孔輸送層と、 少量の t (n p a ) p yをドー プした膜厚 3 0 nmの A 1 q 3膜よりなる発光層と、 膜厚 20 nmの A 1 q 3膜よ りなる電子輸送層と、 0. 5 nmの L i F膜よりなる電子注入層とが順次積層さ れてなるものを用いた。 また、 力ソード電極 20として、 膜厚 1. 5 111の八 1 膜と、 膜厚 1 511111の八 §膜と、 膜厚 3 5 nmの I TO膜とが順次積層されてな るものを用いた。
本実施形態による表示装置と特性を比較した図 1 6に示す表示装置は、 ァノー ド電極に C r膜を用いたトップエミッション型の表示装置である。 図示するよう に、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 00上には、 C r膜よりなるアノード電極 134が形成されている。 了ノード電極 1 34上には、 有機エレクトロノレミネッ センス層 1 0 4が形成されている。 有機エレク トロルミネッセンス層 1 04上に は、 力ソード電極 1 06が形成されている。 絶縁性基板 1 00上にアノード電極 134が直に形成されている点、 及びアノード電極 1 34に C r膜を用いた点を 除いて、 有機エレク トロルミネッセンス層 104、 カソード電極 1 06の材料及 び構造については、 特性を比較した本実施形態による表示装置と同様した。
図 1 5に示すグラフから明らかなように、 同一の電流注入密度では、 本実施形 態による表示装置の方が、 図 1 6に示すアノード電極 1 34に C r膜を用いた表 示装置の場合の 2倍程度の輝度が得られている。 したがって、 透明導電膜よりな るアノード電極 76下に光透過性を有する絶縁層 74を介して光反射膜 72が形 成された本実施形態による表示装置によれば、 単にアノード電極に C r膜を用い る場合と比較して、 効果的に発光効率を向上することができるといえる。
また、 第 1実施形態による表示装置と同様に、 本実施形態による表示装置では、 有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8は、 従来の有機エレクト口ルミネッセンス 素子と同様に、 透明導電膜よりなるアノード電極 76上に形成されている。 この ため、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8として、 従来の有機エレク トロノレミ ネッセンス秦子と同様の材料及び構造の有機ェレクトロルミネッセンス層をその まま用いて高い発光効率を有するトップエミッシヨン型の表示装置を構成するこ とができる。
また、 本実施形態による表示装置は、 透明導電膜よりなるアノード電極 7 6と A 1膜よりなる光反射膜 7 2との間には絶縁層 7 4が介在し、 光反射膜 7 2は、 その表面が剥き出しにならないように、 絶縁層 7 4により覆われている。 したが つて、 第 1実施形態による表示装置と同様に、 製造工程における I T O膜をパタ 一ユングする際に、 A 1膜よりなる光反射膜 7 2の電池効果による腐食を防止す ることができる。
さらに、 A 1膜よりなる光反射膜 7 2と透明導電膜よりなるアノード電極 7 6 との間には、 絶縁層 7 4が形成されている。 このため、 A 1膜上に I T O膜が直 接形成されたアノード電極を用いた場合のように、 有機エレク トロルミネッセン ス素子に対する駆動電圧の印加時の発熱等により電極間の短絡の原因となるウイ スカーが発生することはない。
次に、 本実施形態による表示装置の製造方法について図 1 7及び図 1 8を用い て説明する。
まず、 ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上に、 例えばスパッタ法により、 例 えば膜厚 1 5 0 n mの A 1膜を形成する。 必要に応じて、 フォ トリソグラフィー 及びエッチングにより、 A 1膜を画素毎に所定の形状にパターユングしてもよい。 或いは、 画素が配列される表示領域となる絶縁性基板 1 0の全面に、 A 1膜を残 存させてもよい。 こうして、 絶縁性基板 1 0上に、 A 1膜よりなる光反射膜 7 2 を形成する (図 1 7 Aを参照) 。
次いで、 光反射膜 7 2上に、 例えばスピンコート法により、 例えばアクリル系 の感光性樹脂を塗布する。 続いて、 塗布された感光性樹脂を所定のマスクを用い て露光した後、 所定の現像液を用いて露光された感光性樹脂を現像する。 こう し て、 フォトリ ソグラフィ一により、 例えば膜厚 3 . 0 /i mの感光性樹脂よりなる 絶縁層 7 4を形成する (図 1 7 Bを参照) 。 ここで、 絶縁層 7 4は、 光反射膜 7 2の表面が剥き出しにならないように、 光反射膜 7 2を覆うように形成する。 本実施形態では、 感光性構脂により絶縁層 74を形成しているため、 平坦性の 高い表面を有する絶縁層 7 4を得ることができ、 平坦性の高い表面上に、 有機ェ レクトロルミネッセンス素子を形成することができる。
次いで、 絶縁層 74上に、 例えばスパッタ法により、 例えば膜厚 70 nmの I TO膜 78を形成する (図 1 7 Cを参照) 。
次いで、 フォトリソグラフィー及びエッチングにより、 I TO膜 78を所定の 形状にパターニングする。 こう して、 絶縁層 74上に、 I TO膜 78よりなるァ ノード電極 76を形成する (図 1 8Aを参照) 。 I TO膜 78をパターニングす る間、 A 1膜よりなる光反射膜 7 2は絶縁層 74により覆われ、 その表面が露出 することはない。 したがって、 電池効果による光反射膜 72の腐食を防止するこ とができる。
次いで、 アノード電極 7 6が形成された絶縁層 74上に、 例えば真空蒸着法に より、 所定の大きさに開口された蒸着マスクを介して、 例えば膜厚 140 nmの 2— TNATA膜と、 例えば膜厚 1 0 n mの a _N P D膜と、 例えば少量の t (n p a ) p yをドープした例えば膜厚 3 0 nmの A 1 q 3膜と、 例えば膜厚 2 0 nmの A 1 q 3膜と、 例えば 0. 5 nmの L i F膜とを順次形成する。
こうして、 アノード電極 76上に、 2— TNATA膜よりなる正孔注入層と、 a— NPD膜よりなる正孔輸送層と、 t (n p a) p yをドープした A 1 q 3膜 よりなる発光層と、 A 1 α 3膜よりなる電子輸送層と、 L i F膜よりなる電子注 入層とを有する有機エレク トロルミネッセンス層 1 8を形成する (図 1 8 Bを参 照) 。
次いで、 有機エレクトロノレミネッセンス層 1 8上に、 例えば真空蒸着法及びス パッタ法により、 所定の形状に開口されたマスクを介して、 例えば膜厚 1. 5 n mの A 1膜と、 例えば膜厚 1 5 nmの A g膜と、 例えば膜厚 3 5 n mの I T O膜 とを順次形成し、 A 1 /A gZl TO積層膜を形成する。
こうして、 A 1 /AgZ I TO積層膜よりなるカソード電極 20を形成する (図 1 8 Cを参照) 。
こうして、 図 14に示す表示装置が製造される。
このように、 本実施形態によれば、 有機エレク トロルミネッセンス素子を用い た表示装置において、 透明導電膜よりなるアノード電極 7 6下に、 光透過性を有 する絶縁層 7 4を介して光反射性を有する光反射膜 7 2が形成されているので、 高い発光効率を有するトップェミッション型の表示装置を実現することができる。 また、 光反射膜 7 2が絶縁層 7 4により覆われているので、 光反射膜 7 2の腐 食等による素子特性の劣化を抑制することができる。
また、 有機エレクトロルミネッセンス層 1 8は従来の有機エレク トロルミネッ センス素子と同様に透明導電膜よりなるアノード電極 7 6上に形成されるため、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8 として、 従来の有機エレク トロルミネッセ ンス素子と同様の材料及び構造の有機ェレク トロルミネッセンス層をそのまま用 いることができる。
なお、 本実施形態による表示装置についても、 第 3実施形態による表示装置の 場合と同様に、 同一画素内に光反射膜 7 2が形成された領域と光反射膜 7 2が形 成されていない領域とを設ける、 すなわちァノード電極 7 6とカソード電極 2 0 とが重なる発光領域に光反射膜 7 2を部分的に形成することにより、 上面発光型 の領域と両面発光型の領域とを同一面素内に設けてもよい。
また、 第 4実施形態による表示装置の場合と同様に、 絶縁性基板 1 0の表面に 滑らかな凹凸を形成し、 滑らかな凹凸が形成された絶縁性基板 1 0上に、 光反射 膜 7 2、 絶縁層 7 4、 及び有機エレク トロルミネッセンス素子を形成してもよレ、。 または、 絶縁層 7 4の表面に滑らかな凹凸を形成し、 滑らかな凹凸が形成された 絶縁層 7 4上に、 有機ェレク トロルミネッセンス素子を形成してもよい。 絶縁性 基板 1 0又は絶縁層 7 4の表面に形成された滑らかな凹凸により、 第 4実施形態 による表示装置と同様に、 アノード電極 7 6、 有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8、 及び力ソード電極 2 0の面積が、 凹凸が形成されていない平坦な表面の絶 縁性基板 1 0上に形成される場合と J:匕較して大きくなり、 更に発光効率を向上す ることができる。
(第 7実施形態)
本発明の第 7実施形態による表示装置について図 1 9乃至図 2 2を用いて説明 する。 図 1 9は本実施形態による表示装置の構造を示す断面図、 図 2 0乃至図 2 2は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。 なお、 図 1 0、 図 1 2乃至図 1 4、 図 1 7、 及び図 1 8に示す第 5及ぴ第 6実施形態による 表示装置及びその製造方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を 省略し或いは簡略にする。
本実施形態による表示装置は、 第 6実施形態による表示装置と同様の有機ェレ クトロルミネッセンス素子とともに、 第 5実施形態による表示装置と同様にスィ ツチング素子として薄膜トランジスタが設けられており、 この薄膜トランジスタ により有機エレクト口ルミネッセンス素子に印加する駆動電圧を制御するァクテ イブマトリクス型の表示装置である。 以下、 本実施形態による表示装置の構造に ついて図 1 9を用いて説明する。 なお、 図 1 9は 1画素分の構造を示したもので あるが、 実際には複数の画素がマトリクス状に配置されている。
ガラス基板よりなる絶縁性基板 1 0上には、 第 5実施形態による表示装置と同 様に、 シリ コン酸化膜よりなるバッファ層 4 6を介して、 ゲート電極 5 2、 チヤ ネル層 4 8に形成されたソース領域 5 4及びドレイン領域 5 6を有し、 有機エレ ク トロルミネッセンス素子に印加する駆動電圧を制御する薄膜トランジスタが形 成されている。
薄膜トランジスタが形成された絶縁性基板 1 0上には、 層間絶縁膜 5 8が形成 されている。 層間絶縁膜 5 8上には、 コンタクトホール 6 0を介してソース領域 5 4に接続されたソース電極 6 2と、 コンタク トホール 6 4を介してドレイン領 域 5 6に接続されたドレイン電極 6 6とがそれぞれ形成されている。
ソース電極 6 2及びドレイン電極 6 6が形成された層間絶縁膜 5 8上には、 層 間絶縁膜 8 0が形成されている。
層間絶縁膜 8 0上には、 光反射性を有する A 1膜よりなる光反射膜 7 2が形成 されている。 光反射膜 7 2には、 層間絶縁膜 8 0の薄膜トランジスタ上の領域を 露出する開口部 8 2が形成されている。 なお、 光反射膜 7 2に形成された開口部 8 2は、 必ずしも層間絶縁膜 8 0の薄膜トランジスタが形成された領域を露出す るものである必要はなく、 少なくとも層間絶縁膜 8 0のソース電極 6 2上の領域 を露出するものであればよい。 このような開口部 8 2が形成された光反射膜 7 2 は、 所定の形状を有するものが画素毎に形成されていてもよいし、 画素が配列さ れた表示領域の全面に形成されていてもよい。 光反射膜 7 2及び開口部 8 2から露出した層間絶緣膜 8 0上には、 光透過性を 有する感光性樹脂よりなる絶縁層 7 4が形成されている。 絶縁層 7 4の材料であ る感光性樹脂としては、 例えばアクリル系樹脂が用いられている。 絶縁層 7 4は、 光反射膜 7 2の表面が剥き出しにならないように、 光反射膜 7 2を覆うように形 成されている。
絶縁層 7 4及び層間絶縁膜 8 0には、 ソース電極 6 2に達するコンタク トホー ル 7 0が形成されている。
コンタクトホール 7 0が形成された絶縁層 7 4上には、 コンタク トホール 7 0 を含む領域に、 光透過性を有する I T Oの透明導電膜よりなるアノード電極 7 6 が形成されている。 ァノード電極 7 6は、 絶縁層 7 4及び層間絶縁膜 8 0に形成 されたコンタク トホール 7 0を介して、 薄膜トランジスタのソース電極 6 2に電 気的に接続されている。
アノード電極 7 6上には、 正孔注入層と、 正孔輸送層と、 発光層と、 電子輸送 層と、 電子注入層とが順次積層されてなる有機エレク トロルミネッセンス層 1 8 が形成されている。 有機エレクトロルミネッセンス層 1 8上には、 薄い膜厚で形 成され光透過性を有する A 1膜と、 薄い膜厚で形成され光透過性を有する A g膜 と、 光透過性を有する I T O膜よりなる透明導電膜とが順次積層されてなるカソ ード電極 2 0が形成されている。 こう して、 光反射膜 7 2上に絶縁層 7 4を介し て、 ァノード電極 7 6と、 有機エレクトロノレミネッセンス層 1 8と、 力ソード電 極 2 0とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている。
本実施形態による表示装置は、 透明導電膜よりなるアノード電極 7 6下に光透 過性を有する絶縁層 7 4を介して形成された光反射膜 7 2の存在により、 絶縁性 基板 1 0とは反対側の力ソード電極 2 0側から光が取り出されるトップエミッシ ヨン型となっている。 したがって、 絶縁性基板 1 0上に形成された薄膜トランジ スタにより発光面積が制限されることはなく、 高い発光効率を実現することがで きる。 '
また、 本実施形態による表示装置では、 光反射膜 7 2に少なくとも層間絶縁膜 8 0のソース電極 6 2上の領域を露出する開口部 8 2が形成され、 透明導電膜よ りなるアノード電極 7 6がコンタクトホール 7 0を介してソース電極 6 2に直に 電気的に接続されている。 これにより、 アノード電極 7 6との電気的接続を確保 することが困難な導電膜を介さずに、 薄膜トランジスタのソース電極 6 2に電気 的に接続された光反射膜 7 2から正孔を有機エレクトロノレミネッセンス層 1 8に 注入することができる。 また、 光反射膜 7 2を覆うように絶 f彖層 7 4が形成され ているため、 光反射膜 7 2の腐食を防止することができる。 また、 有機エレク ト ロルミネッセンス層 1 8には、 従来の有機エレク トロルミネッセンス素子の有機 エレクトロルミネッセンス層と同様の材料及び構造の有機エレク トロルミネッセ ンス層をそのまま用いることができる。
なお、 画素毎に所定の形状を有する光反射膜 7 2を画素毎に形成する場合には、 アノード電極 7 6とカソード電極 2 0とが重なる発光領域より も幅広に光反射膜 7 2を形成することが望ましい。 このように光反射膜 7 2を ψ畐広に形成すること で、 有機エレク トロルミネッセンス素子の発光が薄膜トランジスタの特性に影響 するのを抑制することができる。
次に、 本実施形態による表示装置の製造方法について図 2 0乃至図 2 2を用い て説明する。
まず、 図 1 2 A乃至図 1 2 C及び図 1 3 Aに示す第 5実施形態による表示装置 の製造方法と同様にして、 絶縁性基板 1 0上に、 薄膜トランジスタ、 ソース電極 6 2及びドレイン電極 6 6までを形成する (図 2 O Aを参照) 。
次いで、 例えば C V D法により、 ソース電極 6 2及びドレイ ン電極 6 6が形成 された層間絶縁膜 5 8上に、 例えば膜厚 3 0 0 n mのシリコン酸化膜よりなる層 間絶縁膜 8 0を形成する (図 2 0 Bを参照) 。 なお、 層間絶緣膜 8 0には、 シリ コン酸化膜のほか、 シリコン窒化膜等の無機絶縁膜、 樹脂より なる絶縁膜を用い ることができる。
次いで、 層間絶縁膜 8 0上に、 例えばスパッタ法により、 ijえば膜厚 1 5 0 η mの A 1膜 8 4を形成する。
次いで、 リソグラフィ一により、 A 1膜 8 4を所定の形状にパターユングし、 A 1膜 8 4に、 少なくとも層間絶縁膜 8 0のソース電極 6 2上の領域を露出する 開口部 8 2を形成する。 A 1膜 8 4は、 画素毎に所定の形状を有するようにパタ 一ユングしてもよいし、 画素が配列される表示領域の全面に残存させてもよい。 こうして、 A 1膜 8 4よりなる光反射 Jl 7 2を形成する (図 2 1 Aを参照) 。 な お、 図 2 1 Aでは、 眉間絶縁膜 8 0の紫膜トランジスタ上の領域を露出する開口 部 8 2を光反射膜 7 2に形成した場合について示している。
次いで、 光反射膜 7 2及び開口部 8 2 から露出する層間絶縁膜 8 0上に、 例え ばスピンコート法により感光性樹脂を 布し、 感光性樹脂層 8 6を形成する (図 2 1 Bを参照) 。
感光性樹脂層 8 6を所定のマスクを用いて露光した後、 所定の現像液を用 、て露 光された感光性樹脂層 8 6を現像し、 層間絶縁膜 8 0のソース電極 6 2上 領域 を露出する開口部 8 8を感光性樹脂層 8 6に形成する。 こうして、 フォトリ ソグ ラフィ一により、 開口部 8 8が形成さ た光透過性を有する感光性樹脂層 8 6よ りなる絶縁層 7 4を形成する (図 2 1 C を参照) 。 ここで、 絶縁層 7 4は、 光反 射膜 7 2の表面が剥き出しにならないよ うに、 光反射膜 7 2を覆うように开 成す る。
次いで、 例えばドライエッチングによ り、 開口部 8 8が形成された絶緣唇 7 4 をマスクとして、 層間絶縁膜 8 0に、 ゾース電極 6 2に達する開口部 9 0 形成 する。
こう して、 層間絶縁膜 8 0に形成さ た開口部 9 0と、 絶縁層 7 4に形虎され た開口部 8 8とが接続してなるコンタク トホール 7 0を形成する (図 2 2 を参 照) 。 なお、 コンタクトホール 7 0に ί 光反射膜 7 2が露出しないように、 光反 射膜 7 2の開口部 8 2の大きさ、 絶縁曆 7 4の開口部 8 8の大きさ、 エッチング 条件等を予め適宜設定しておくことが望ましい。 これは、 次のような理由による。 すなわち、 コンタク トホール 7 0に光 射膜 7 2が露出すると、 この後に开 成す るアノード電極 7 6と光反射膜 7 2とカ 接触し、 両者の間に寄生容量が形 され てしまうので、 このような寄生容量によ る素子特性の劣化を回避するためである。 このように、 本実施形態による表示装置の製造方法では、 絶縁層 7 4を感光性 樹脂により形成し、 層間絶縁膜 8 0をェツチングする際のマスクとしても 色縁層 7 4を用いるので、 少ない工程数でコ Ζタク トホール 7 0までを形成することが できる。 なお、 絶縁層 7 4としてシリコ ン酸化膜等の光透過性を有する無機絶縁 膜を用いることもできる。 この場合、 無機絶縁膜よりなる絶縁層 7 4を形虎する 工程に加えて、 絶縁層 7 4及び層間絶縁膜 8 0にコンタク トホール 7 0を形成す るためのエッチングマスクとして用いるレジスト膜を形成する工程、 レジスト膜 を除去する工程も必要となる。 このため、 感光性樹脂により絶縁層 7 4を形成す る場合と比較して工程数が多くなる。
次いで、 コンタク トホール 7 0が形成された絶縁膜 7 4上に、 第 6実施形態に よる表示装置の製造方法と同様にして、 コンタク トホール 7 0を介してソース電 極 6 2に接続するァノード電極 7 6と、 有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8と、 力ソード電極 2 0とを形成する (図 2 2 Bを参照) 。
こう して、 図 1 9に示す本実施形態による表示装置が製造される。
このように、 本実施形態によれば、 有機エレク ト口ルミネッセンス素子を用い た表示装置において、 透明導電膜よりなるアノード電極 7 6下に、 光透過性を有 する絶縁層 7 4を介して光反射性を有する光反射膜 7 2が形成されているので、 有機ェレク トロノレミネッセンス素子下に形成された薄膜トランジスタによる制限 を受けずに、 高い発光効率を有するトップエミッシヨン型の表示装置を実現する ことができる。
また、 光反射膜 7 2が絶縁層 7 4により覆われているので、 光反射膜 7 2の腐 食等による素子特性の劣化を抑制することができる。
さらに、 有機エレク ト口ルミネッセンス層 1 8は従来の有機エレク トロルミネ ッセンス素子と同様に透明導電膜よりなるアノード電極 7 6上に形成されるため、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8 として、 従来の有機エレク トロノレミネッセ ンス素子と同様の材料及ぴ構造の有機エレク トロルミネッセンス層をそのまま用 いることができる。
(変形実施形態)
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、 上記実施形態では、 絶縁性基板 1 0としてガラス基板を用いる場合に ついて説明したが、 絶縁性基板 1 0はガラス基板に限定されるものではない。 例 えば、 ポリカーボネート、 ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムを絶縁 性基板 1 0として用いてもよい。 樹脂フィルムを絶縁性基板 1 0として用いるこ とにより、 可撓性を有するフレキシブルな表示装置を実現することができる。 ま た、 トップェミ ッション型の表示装置のみを構成する場合にあっては、 絶縁性基 板 1 0は必ずしもガラス基板等のように光透過性を有するものである必要はない。 伹し、 第 3実施形態による表示装置の場合のように、 同一基板上に上面発光部 4 0と両面発光部 4 4とを設ける場合にあっては、 光透過性を有する基板を絶縁性 基板 1 0として用いる必要がある。
また、 上記実施形態では、 光反射膜 1 2の周縁部 _bに介在膜 3 0が形成されて いる場合について説明したが、 介在膜 3 0は必ずし ¾光反射膜 1 2の周縁部上に 形成されている必要はなく、 光反射膜 1 2の所定の領域上に部分的に形成されて いればよい。
また、 上記実施形態では、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8の発光層にお いて発生した光を力ソード電極 2 0側へ反射するための光反射膜 1 2、 7 2とし て A 1膜を用いる場合について説明したが、 光反射膜 1 2、 7 2は A 1膜に限定 されるものではない。 光反射膜 1 2、 7 2としては、 A 1又は A 1を主成分とす る合金のほか、 例えば、 A g、 N d (ネオジム) 、 S i (シリ コン) 、 T i、 W (タングステン) ヽ C u (銅) 、 N b (ニオブ) 、 T a (タンタル) 、 C (炭 素) 、 又は少なくともこれらのうちのいずれかを主成分とする合金よりなる光反 射性を有する導電膜を用いることができる。
また、 上記実施形態では、 A 1膜よりなる光反射膜 1 2と I T〇膜よりなる透 明導電膜 1 4との電気的接続を改善し、 両者の間の導通を確保するための介在膜 3 0として M o膜を用いる場合について説明したが、 介在膜 3 0は M o膜に限定 されるものではない。 介在膜 3 0としては、 M o又 fま M oを主成分とする合金の ほか、 例えば、 W、 T a、 T i、 C r、 又は少なく もこれらのうちのいずれか を主成分とする合金等の高融点金属よりなる導電膜を用いることができる。
また、 上記実施形態では、 光反射膜 1 2上に形成寸る透明導電膜 1 4、 ァノー ド電極 7 6として I T〇膜を用いる場合について説 したが、 透明導電膜 1 4、 アノード電極 7 6は I T O膜に限定されるものでは い。 透明導電膜 1 4として は、 I T O膜のほか、 例えば、 I Z O (亜鉛をドープした酸化インジウム) 膜、 Z η θ (酸化亜鉛) 膜等の光透過性を有する導電膜を用いることができる。
また、 上記実施形態では、 有機エレク ト口ルミネ センス層 1 8として、 2— TNATA膜よりなる正孔注入層と、 ひ一 NPD膜よりなる正孔輸送層と、 t (n p a) p yをドープした A 1 q 3膜よりなる発光層と、 A 1 d 3膜よりなる電 子輸送層と、 L i F膜よりなる電子注入層とが順次積層されて るものを用いる 場合について説明したが、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8 の構造及び材料 は、 これに限定されるものではない。 有機エレク ト口ルミネッ ンス層 1 8の構 造には、 発光層のみの単層構造、 正孔輸送層と発光層または発 5fe層と電子輸送層 の 2層構造、 正孔輸送層と発光層と電子輸送層との 3層構造を道用することがで きる。 また、 有機エレク トロルミネッセンス層 1 8を構成する IE孔注入層、 正孔 輸送層、 発光層と、 電子輸送層、 電子注入層の材料には、 あら る有機エレク ト 口ルミネッセンス材料を用いることができる。
また、 上記実施形態では、 力ソード電極 20として A 1 / I T O積層膜、 A 1 ZAgZl TO積層膜を用いる場合について説明したが、 カソード電極 20は A 1 /1 TO積層膜、 A 1 /A g_ I TO積層膜に限定されるも ではない。 カソ 一ド電極 20としては、 A 1 / I T〇積層膜、 A 1 / A g / I IT O積層膜のほか、 例えば、 I TO単膜、 I ZO膜、 Z nO膜、 A 1単膜、 A g単膜又はこれらの積 層膜等の光透過性を有する導電膜を用いることができる。 なお、 A 1膜、 Ag膜 等を力ソード電極 20として用いる場合には、 光透過性を有すらように、 これら の膜を薄く形成する必要がある。
また、 上記実施形態では、 絶縁層 74として感光性樹脂より るものを用いる 場合について説明したが、 絶縁層 74は、 光透過性を有するも Oであれば、 感光 性樹脂よりなるものに限定されるものではない。 絶縁層 74としては、 感光性樹 脂よりなるものほか、 シリコン酸化膜、 シリ コン窒化膜、 シリ コン窒化酸化膜等 の光透過性を有する無機絶縁膜を用いることができる。 また、 絶縁層 74は、 光 透過性を有するものであれば無色である必要はなく、 絶縁層 74=として、 ポリイ ミド等の有色樹脂よりなるものを用いることもできる。
また、 上記実施形態では、 薄膜トランジスタとしてトップゲート型のものを用 いる場合について説明したが、 薄膜トランジスタとしてはボト ゲート型のもの を用いてもよい。 また、 チャネル層 48にポリシリ コン膜を用!/ヽる場合について 説明したが、 チャネル層 48にはアモルファスシリコン膜を用いてもよレ、。 また、 上記実施形態では、 スイッチング素子として薄膜トランジスタを用いる 場合について説明したが、 他のスィツチング素子を用いてもよい。 例えば、 二端 子素子であるダイオードを利用した M I M (金属一絶縁膜一金属) 構造のスイツ チング素子を用いてもよい。
[産業上の利用の可能性]
本発明による有機エレクト口ルミネッセンス素子及びその製造方法並びに表示 装置は、 発光効率に優れた有機エレク トロルミネッセンス素子及びその製造方法、 並びにこのような有機エレク トロルミネッセンス素子を用いた表示装置を実現す る。 したがって、 表示特性に優れるとともに、 低消費電力な表示装置への応用に 有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 基板上に形成され、 光反射性を有する第 1の導電膜と、 前記第 l O導電 膜上に前記第 1の導電膜を覆うように形成され、 光透過性を有する第 2の導電膜 とを有するアノード電極と、
前記アノード電極上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層と、 前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成され、 光透過性を有する ソー ド電極と
を有することを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
2 . 基板上に形成され、 光反射性を有する第 1の導電膜と、 前記第 l O導電 膜上に形成され、 光透過性を有する第 2の導電膜と、 前記第 1の導電膜と ft記第 2の導電膜との間に部分的に形成され、 前記第 1の導電膜及び前記第 2の 電膜 のそれぞれに電気的に接続する第 3の導電膜とを有するァノ一ド電極と、
前記アノード電極上に形成された有機エレク トロノレミネッセンス層と、 前記有機エレク トロルミネッセンス層上に形成され、 光透過性を有するカソ一 ド電極と
を有することを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
3 . 請求の範囲第 2項記載の有機エレク トロルミネッセンス素子にお!/、て、 前記第 3の導電膜は、 前記第 1の導電膜の周縁部上に形成されている
ことを特徴とする有機エレク トロルミネッセンス素子。
4 . 請求の範囲第 2項又は第 3項記載の有機エレクトロノレミネッセンス素子 において、
前記第 2の導電膜は、 前記第 1の導電膜を覆うように形成されている
ことを特徴とする有機ェレク ト口ルミネッセンス素子。
5 . 請求の範囲第 2項乃至第 4項のいずれか 1項に記载の有機エレク ロル ミネッセンス素子において、
前記第 3の導電膜は、 高融点金属よりなる
ことを特徴とする有機エレク トロルミネッセンス素子。
6 . 請求の範囲第 5項記載の有機エレク トロルミネッセンス素子にお V、て、 前記第 3の導電膜は、 M o、 W、 T a、 T i、 C r、 又は少なくともこれらの うちのいずれかを主成分とする合金よりなる
ことを特徴とする有機エレク トロルミネッセンス素子。
7 . 基板上に形成され、 光反射性を有する第 1の導電膜と、
前記第 1の導電膜上に形成され、 光透過性を有する絶縁層と、
前記絶縁層上に形成され、 光透過性を有する第 2の導電膜を有するアノード電 極と、
前記アノード電極上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層と、 前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成され、 光透過性を有するカソー ド電極と
を有することを特徴とする有機エレク ト口ルミネッセンス素子。
8 . 請求の範囲第 7項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、 前記絶縁層は、 前記第 1の導電膜を覆うように形成されている
ことを特徴とする有機エレク トロルミネッセンス素子。
9 . 請求の範囲第 7項又は第 8項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子 において、
前記第 1の導電膜は、 前記アノード電極と前記カソード電極とが重なる発光領 域よりも幅広に形成されている
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
1 0 . 請求の範囲第 7項乃至第 9項のいずれか 1項に記載の有機エレク トロ ルミネッセンス素子において、
前記絶縁層の膜厚は、 以上である
ことを特徴とする有機エレク トロルミネッセンス素子。
1 1 . 請求の範囲第 7項乃至第 1 0項のいずれか 1項に記載の有機エレクト 口ノレミネッセンス素子において、
前記絶縁層の光の透過率は、 5 0 %以上である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
1 2 . 請求の範囲第 1項乃至第 1 1項のいずれか 1項に記載の有機エレク ト 口ノレミネッセンス素子において、 前記第 1の導電膜は、 前記ァノ一ド電極と前記カソード電極とが重なる発光領 域に部分的に形成されている
ことを特徴とする有機ェレク トロルミネッセンス素子。
1 3. 請求の範囲第 1項乃至第 1 2項のいずれか 1項に記載の有機エレク ト 口ノレミネッセンス素子において、
前記基板又は前記絶縁層の表面に、 凹凸が形成されている
ことを特徴とする有機エレク トロルミネッセンス素子。
14. 請求の範囲第 1項乃至第 1 3項のいずれか 1項に記載の有機エレクト 口ノレミネッセンス素子において、
前記第 1の導電膜は、 A l、 Ag、 Nd、 S i、 T i、 W、 Cu、 Nb、 T a、 C、 又は少なくともこれらのうちのいずれかを主成分とする合金よりなる
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
1 5. 請求の範囲第 1項乃至第 1 4項のいずれか 1項に記載の有機エレク ト 口ノレミネッセンス素子において、
前記第 2の導電膜は、 I TO、 Ι ΖΟ、 又は Ζ ηΟよりなる
ことを特徴とする有機エレク トロルミネッセンス素子。
1 6. 請求の範囲第 1項乃至第 1 5項のいずれか 1項に記載の有機エレク ト 口ルミネッセンス素子を画素領域に有する
ことを特徴とする表示装置。
1 7. 請求の範囲第 1 6項記載の表示装置において、
前記基板上に形成され、 前記有機エレク トロルミネッセンス素子に印加する駆 動電圧を制御するスィツチング素子を更に有する
ことを特徴とする表示装置。
1 8. 基板上に、 光反射性を有する第 1の導電膜と、 前記第 1の導電膜上に 前記第 1の導電膜を覆うように形成され、 光透過性を有する第 2の導電膜とを有 するアノード電極を形成する工程と、
前記第 1の導電膜上に、 有機エレク トロルミネッセンス層を形成する工程と、 前記有機エレクトロルミネッセンス層上に、 光透過性を有する力ソード電極を 形成する工程と を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
1 9 . 請求の範囲第 1 8項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方 法において、
前記アノード電極を形成する工程では、 前記第 2の導電膜を形成する前に、 前 記第 1の導電膜上に、 前記第 1の導電膜及び前記第 2の導電膜のそれぞれに電気 的に接続する第 3の導電膜を部分的に形成する
ことを特徴とする有機ェレク ト口ルミネッセンス素子の製造方法。
2 0 . 請求の範囲第 1 9項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造 方法において、
前記第ァノ一ド電極を形成する工程は、 前記第 1の導電膜上に前記第 3の導電 膜を形成する工程と、 前記第 3の導電膜上にレジス ト膜を形成し、 前記レジス ト 膜の膜厚に厚薄を部分的に設ける工程と、 膜厚に厚薄が設けられた前記レジスト 膜をマスクとして、 前記第 3の導電膜及び前記第 1の導電膜をエッチングするェ 程と、 前記レジスト膜の膜厚の薄い部分を除去して前記レジスト膜に開口部を形 成する工程と、 前記開口部が形成された前記レジスト膜をマスクとして、 前記開 口部の底部に露出した前記第 3の導電膜をエッチングすることにより、 前記第 1 の導電膜上に前記第 3の導電膜を部分的に形成する工程とを有する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
2 1 . 請求の範囲第 2 0項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造 方法において、
前記レジスト膜の膜厚に厚薄を部分的に設ける工程では、 前記レジスト膜の露 光量を部分的に変えることにより、 前記レジスト膜の膜厚に厚薄を設ける
ことを特徴とする有機ェレク ト口ルミネッセンス素子の製造方法。
2 2 . 請求の範囲第 1 9項乃至第 2 1項のいずれか 1項に記載の有機エレク トロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第 3の導電膜を部分的に形成する工程では、 前記第 1の導電膜の周縁部上 に前記第 3の導電膜を形成する
ことを特徴とする有機ヱレク ト口ルミネッセンス素子の製造方法。
2 3 . 基板上に、 スィツチング素子を形成する工程と、 前記スィッチング素子が形成された前記基板上に、 第 1の絶縁層を形成するェ 程と、
前記第 1の絶縁層上に、 光反射性を有する第 1の導電膜を形成する工程と、 前記第 1の導電膜が形成された前記第 1の絶縁層上に、 前記スィツチング素子 の電極上に第 1の開口部を有し、 光透過性を有する感光性榭脂よりなる第 2の絶 縁層を形成する工程と、
前記第 2の絶縁層をマスクとして前記第 1の絶縁層をエッチングし、 前記スィ ツチング素子の電極に達する第 2の開口部を形成する工程と、
前記第 2の絶縁層上に、 前記第 1の開口部及び前記第 2の開口部を介して前記 スィツチング素子の電極に電気的に接続され、 光透過性を有する第 2の導電膜を 有するァノード電極を形成する工程と、
前記アノード電極上に、 有機エレクトロルミネッセンス層を形成する工程と、 前記有機エレク トロルミネッセンス層上に、 光透過性を有する力ソード電極を 形成する工程と
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
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