WO2006033164A1 - 有機ｅｌ発光素子、その製造方法および表示装置 - Google Patents

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WO2006033164A1
WO2006033164A1 PCT/JP2004/014418 JP2004014418W WO2006033164A1 WO 2006033164 A1 WO2006033164 A1 WO 2006033164A1 JP 2004014418 W JP2004014418 W JP 2004014418W WO 2006033164 A1 WO2006033164 A1 WO 2006033164A1
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organic
layer
light emitting
conductive transparent
counter electrode
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PCT/JP2004/014418
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Tadahiro Ohmi
Akinobu Teramoto
Akihiro Morimoto
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Tadahiro Ohmi
Akinobu Teramoto
Akihiro Morimoto
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    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/17—Passive-matrix OLED displays

Definitions

  • Organic EL light emitting device manufacturing method and display device
  • the present invention relates to display elements, particularly light emitting elements including organic EL display elements, and more particularly to the structure and manufacturing method of these light emitting elements.
  • An organic EL device has a structure in which an organic layer, which is a light emitting layer, is sandwiched between opposing electrodes, and a display device is configured by controlling light emission by the current on / off of the electrodes.
  • display devices There are two types of display devices: the passive matrix method and the active matrix method. The former is used for display devices with relatively low definition! / The latter is used for display devices, and the latter is relatively high definition such as TV monitors! / ⁇ Used for display devices.
  • the lifetime of the organic layer as the light emitting layer is short.
  • Various studies in recent years have made the light emission time longer. For example, when it is used as a TV or monitor, the current device lifetime is still short, and when continuously lit, the brightness is halved in 2 00 to 3 00 hours. Resulting in.
  • the reasons for the short lifetime of the device are the intrusion of moisture into the organic layer, which is the light-emitting layer, and the thermal destruction due to heating after the formation of the organic layer and the heat generation of the device, and various improvements have been proposed.
  • Patent Document 1 JP-A-10-2 7 5 6 80 (hereinafter referred to as Patent Document 1) has a protective film having a multilayer structure including two layers of an organic layer and a metal layer or two layers of an inorganic layer and a metal layer. The configuration is disclosed.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2 00 2-3 4 3 5 59
  • Patent Document 2 has a metal heat sink placed on one electrode forming an organic EL element via an adhesive layer.
  • the structure provided as a heat radiating member is disclosed.
  • Patent Document 1 when two layers of an organic layer and a metal layer are used as a protective film, the thermal conductivity of the organic layer is low, which causes a problem that the heat generated in the element cannot be sufficiently diffused and released.
  • Patent Document 2 the problem of heat dissipation can be avoided, but there is a space in the separation part between the light emitting elements in the passive matrix configuration, and the organic solvent and moisture generated from the adhesive remain in this part. In other words, the most important light-emitting layer could not be reliably protected due to the mixture of adhesives, resulting in a problem that the lifetime of the device was reduced.
  • the method for forming the protective film is generally performed at a temperature that does not decompose the organic layer, a dense thin film cannot be formed, and in order to suppress the permeation of moisture and organic matter, from several hundred nanometers.
  • a protective film with a thickness of several microns had to be formed, resulting in a problem that the thermal resistance increased and the device temperature increased, resulting in a shortened life.
  • it is essential to efficiently remove moisture, organic substances, and heat generation in the light emitting layer and electrode layer. Despite this, no effective means have yet been proposed.
  • the conductive transparent electrode represented by ITO has a low work function, so that the work function with the hole transport layer and the organic EL layer is not suitable. Therefore, a buffer layer is provided, but the efficiency is low. However, this led to deterioration in light emission efficiency and increase in light emission voltage, resulting in increased heat during operation and shortened life. Therefore, it is required to use an electrode suitable for the work function of the hole transport layer or organic EL layer.
  • an object of the present invention is to provide a long life, organic EL element and organic EL display device, and a manufacturing method and manufacturing apparatus thereof. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a conductive transparent electrode, a counter electrode facing the conductive transparent electrode, an organic EL light emitting layer provided between the conductive transparent electrode and the counter electrode, and the organic E
  • the organic EL light emitting device having an electron transport layer and a hole transport layer provided on both sides thereof so as to be in contact with the L light emitting layer, the conductive transparent electrode, the electron transport layer, the organic EL light emitting layer, and the hole A transport layer and the counter electrode are laminated in this order to provide an organic EL light emitting device.
  • a conductive transparent electrode an electron transport layer provided on the conductive transparent electrode, an organic EL light-emitting layer provided on the electron transport layer, and the organic EL light-emitting layer
  • An organic EL light emitting device comprising a hole transport layer provided on the counter electrode and a counter electrode made of a conductive material having a work function of 4 eV to 6 eV provided on the hole transport layer is obtained.
  • the conductive transparent electrode includes ITO
  • the conductive material of the counter electrode includes at least one of Co, Ni, Rh, Pd, Ir, Pt, and Au as a simple substance or an alloy. I like it.
  • ITO has a work function of about 4.8 eV and matches the work function of the electron transport layer, while Co, Ni, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, etc. are organic EL layers. It has a work function of about 6 eV that fits the work function of.
  • the conductive transparent electrode may be provided on a transparent substrate, and light emitted from the organic EL light emitting layer may be extracted via the transparent substrate, or the counter electrode may be disposed on the substrate. The light emitted from the organic EL light emitting layer may be extracted via the conductive transparent electrode.
  • an organic EL light emitting device characterized in that an insulating protective layer is provided so as to cover at least the organic EL light emitting layer, and further a heat dissipation layer is provided so as to be in contact with the insulating protective layer.
  • the insulating protective layer is made of at least one of a compound of nitrogen and at least one element of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, B, A1, and Si.
  • the Nitrogen film is more dense than the Acid film, it has better water blocking and heat dissipation effects than the oxide film. The thinner the thickness, the higher the heat dissipation efficiency. Therefore, it is necessary to make it as thin as the function of the protective film allows. From that viewpoint, it is 100 nm or less, preferably 30 nm to 50 nm.
  • the insulating protective layer may be composed of an insulating layer that covers the organic EL light emitting layer via the counter electrode and a protective layer that covers the insulating layer. This configuration is necessary in some cases.
  • the present invention is also applicable to general display elements other than organic EL elements, and includes a conductive transparent electrode, a counter electrode facing the conductive transparent electrode, and the conductive transparent electrode and the counter electrode.
  • a display element comprising: a light emitting layer provided on the insulating layer; and at least an insulating protective layer provided so as to directly or indirectly cover the light emitting layer.
  • the insulating protective layer includes a nitrided film formed by low-temperature vapor phase growth using microphone mouth wave excitation plasma.
  • the nitride film is at least one of a compound of nitrogen and an element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, B, A1, Si I prefer it. It is also a feature of the present invention that the insulating protective layer contains at least an element selected from the group consisting of A r, K r, and X e.
  • a protective layer provided to cover at least the light emitting layer, wherein the protective layer is mainly made of a gas selected from the group consisting of Ar, Kr, and Xe.
  • the film is formed using plasma as a component.
  • the plasma is preferably a high frequency excitation plasma, particularly a microphone mouth wave excitation plasma.
  • the film formation is performed by low-temperature vapor deposition, and the low-temperature vapor deposition is performed at 100 ° C. or less, preferably at room temperature.
  • the low-temperature vapor phase growth is preferably performed without heating, except for heating with a plasma.
  • An organic EL display device comprising: a TFT; a hole transport layer; a protective layer provided to cover at least the organic EL light-emitting layer; and a heat release layer provided so as to be in contact with the protective layer.
  • the switching element is a TFT, a gate electrode connected to the gate line, a signal line electrode connected to the signal line, A pixel electrode connected to the conductive transparent electrode or the counter electrode, and the gate line and the gate electrode are embedded in an insulating film formed so as to be in contact with the substrate or the substrate. It is possible to obtain an organic EL display device characterized by being embedded.
  • the protective layer includes a nitride film having a thickness of 10 Onm or less.
  • a method for producing a conductive transparent film characterized in that sputtering film formation is performed with plasma containing Kr and Xe as main components.
  • a method for producing a conductive transparent film including a step of sputtering an oxide film and a tint containing tin oxide with a high frequency excitation plasma to form an ITO film, wherein the sputtering comprises K
  • a method for producing a conductive transparent film is obtained, which is performed using plasma containing at least one of r and Xe as a main component.
  • the present invention relates to a nitride film forming method in which a nitride film is vapor-phase grown by microphone mouth wave excitation plasma, wherein the vapor-phase growth is a plasma containing at least one of Ar, Kr and Xe as a main component.
  • a method of forming a nitride film characterized in that it is performed at a low temperature without heating except for heating by plasma.
  • the microphone mouth-excited plasma vapor phase growth is performed by a plasma processing apparatus having a two-stage shower plate, and a gas containing at least one of Ar, Kr, and Xe is introduced into the apparatus from the upper shower plate.
  • the plasma is generated, and the material gas of the nitride film is preferably introduced from the lower shower plate into the plasma, and a high frequency is applied to the deposition target member during the vapor phase growth of the nitride film. Bias on the surface of the film formation member It is also preferable to apply a potential.
  • FIG. 1A is a sectional view showing the structure of a bottom emission type passive display device according to Example 1 of the present invention
  • Fig. 1B is a plan view showing the structure of the bottom emission passive display element of Fig. 1A;
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a two-stage shower plate type microphone mouth wave excitation high-density plasma film forming apparatus used in each example;
  • FIG. 3A is a sectional view showing the structure of a top emission type passive display element according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 3B is a plan view showing the structure of the top emission type passive display element of FIG. 3A;
  • FIG. 4A is a sectional view showing a part of pixels of the bottom emission type passive matrix organic EL display device of Example 3 of the present invention.
  • FIG. 4B is a plan view showing some pixels of the bottom emission type passive matrix organic EL display device of FIG. 4A;
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a part of pixels of the top emission type passive matrix organic EL display device of Example 4 of the present invention.
  • FIG. 5B is a plan view showing some pixels of the top emission passive matrix organic EL display device of FIG. 5A;
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing some pixels of a bottom emission type active matrix organic EL display device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 6B is a plan view showing some pixels of the bottom emission type active matrix organic EL display device of FIG. 6A;
  • FIG. 7A is a cross-sectional view showing a part of an organic EL device according to Example 6 of the present invention
  • FIG. 7B is a plan view showing a part of the organic EL device of FIG. 7A;
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing a part of pixels of a top emission type active matrix organic EL display device according to Embodiment 7 of the present invention
  • FIG. 8B is a plan view showing some pixels of the top emission type active matrix organic EL display device of FIG. 8A;
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing a part of an organic EL display device according to Example 8 of the present invention
  • FIG. 9B is a plan view showing a part of the organic EL display device of FIG. 9A;
  • FIG. 10A is a sectional view showing a part of an organic EL display device according to Example 9 of the present invention
  • FIG. 10 08 is a plan view showing a part of the organic EL display device shown in FIG.
  • FIG. 11A is a sectional view showing a part of an organic EL display device according to Embodiment 10 of the present invention.
  • FIG. 11B is a plan view showing a part of the organic EL display device of FIG. 11A;
  • FIG. 12 A is a sectional view showing a part of an organic EL display device according to Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 1 2 is a plan view showing a part of the organic EL display device of FIG. 1 2 A;
  • FIG. 13 A is a sectional view showing a part of an organic EL display device according to Embodiment 12 of the present invention.
  • FIG. 1 3 8 is a plan view showing a part of the organic EL display device of FIG. 1 3 A;
  • FIG. 14A is a cross-sectional view showing a part of an organic EL display device according to Embodiment 13 of the present invention.
  • FIG. 14B is a plan view showing a part of the organic EL display device of FIG. 14A; and FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the heat dissipation layer according to Example 14 of the present invention. .
  • a bottom emission type passive display element 10 includes a transparent substrate 1, a conductive transparent electrode 2 formed on the transparent substrate 1, and the conductive material.
  • a transparent substrate 1 As an organic layer 3 laminated on the conductive transparent electrode 2, an electron transport layer 4, a light emitting layer 5, a hole transport layer 6, and a counter electrode 8 laminated on the organic layer 3 are formed so as to cover them.
  • a heat dissipation layer 11 formed so as to be in contact with the protective layer 9.
  • the transparent substrate 1 may be any material that transmits the light emitted from the light emitting layer 5. In Example 1, a glass substrate was used.
  • the counter electrode 8 uses a Pt film, which is a high work function material, in order to increase the work function of the surface in contact with the organic layer 3 and improve the hole injection efficiency into the device. This eliminates the need for a hole injection layer or buffer layer that is generally required.
  • the organic layer 3 is composed of an electron transport layer 4, a light emitting layer 5, and a hole transport layer 6.
  • the organic layer 3 is not particularly limited, and the functions and effects of the present invention can be obtained by using any known material.
  • the hole transport layer 6 efficiently moves holes to the light emitting layer 5 and suppresses electrons from the counter electrode 8 from moving beyond the light emitting layer 5 to the conductive transparent electrode 2 side. It has a role to increase the recombination efficiency between electrons and holes.
  • the material constituting the hole transport layer 6 is not particularly limited. For example, 1, 1-bis (4-di-p-aminophenol) cyclohexane, galvazole and its derivatives, triphenylamine and its Derivatives and the like can be used.
  • the light-emitting layer 5 is not particularly limited, and a quinolinol aluminum complex containing a dopant, DPVi biphenyl, or the like can be used.
  • red, green, and blue light emitters may be stacked and used, and in a display device or the like, red, green, and blue light emitters may be arranged in a matrix.
  • the electron transport layer 4 a silole derivative, a cyclopentagen derivative, or the like can be used.
  • the material for forming the counter electrode is not particularly limited, but a low work function material that is transparent and has high electron injection efficiency is preferable, and ITO or the like having a work function of 4.5 to 4.8 eV should be used. Can do.
  • T i, Z r, H f, V, N b, T a, C r, B, A l, S i are used as protective layer 9 to prevent moisture and oxidizing gas from entering the organic EL light-emitting layer.
  • the protective layer 9 is made of the above-mentioned nitride, the thermal conductivity is high and the thermal resistance can be reduced.
  • the protective layer 9 can also serve as the heat dissipation layer 11, but the heat dissipation is performed for more efficient heat dissipation.
  • Layers 1 and 1 may be provided separately.
  • a sputtering method using (preferably a sintered body of indium oxide and tin oxide) was used.
  • Xe with a large collision cross section was used as the plasma excitation gas, and plasma with a sufficiently low electron temperature was generated.
  • the substrate temperature was 100 ° C and the film thickness was 200 ⁇ . Since sputtering was performed using Xe plasma, the electron temperature was sufficiently low, and even if film formation was performed while irradiating Xe ions on the ITO surface during film formation in order to improve film quality, Since plasma damage is suppressed, high-quality film formation was possible even at low temperatures below 100 ° C.
  • the ITO film thus formed was patterned into a predetermined shape. Patterning was performed by photolithography.
  • a novolak resist as a photoresist
  • exposure was performed with a mask aligner, development was performed with a predetermined developer, and surface organic matter removal cleaning was performed for 10 minutes by irradiation with ultraviolet light.
  • an electron transport layer 4, a light emitting layer 5, and a hole transport layer 6 were continuously formed by an organic film deposition apparatus.
  • Pt was deposited as a counter electrode 8 by a Pt sputtering apparatus adjacent to the organic film deposition apparatus.
  • a material having a high work function such as Co, Ni, Rh, Pd, Ir, or Au may be used.
  • sputtering was performed using Xe plasma to prevent plasma damage from entering the organic layer 3.
  • the substrate was transferred to an insulating protective film forming apparatus, and the insulating layer was made into a volume by using a nitrogen nitride film.
  • the process pressure is preferably 0.1 to 1 Torr, and in this example, 0.5 Torr.
  • a high frequency of 13.56 MHz was applied from the backside of the substrate, a potential of about 15 V was generated as a bias potential on the substrate surface, and ions in the plasma were irradiated.
  • the substrate temperature at the time of forming the nitrogen nitride film was room temperature, and heating by the heating means was not performed other than inevitably heating by the plasma.
  • a film thickness of 50 nm was formed.
  • the two-stage shower plate type microphone mouth wave excitation high-density plasma film-forming device 20 used for film formation has a high-frequency ion irradiation bias in the chamber.
  • a substrate to be processed 14 is placed on a support portion 12 having a power source 13.
  • a lower shower plate 23 that constitutes a process region (diffusion plasma region) for supplying a source gas such as H 2 , N 2 , Si H 4, etc., facing the processing surface of the substrate 14, and further a predetermined interval
  • the upper shower plate 2 2 that constitutes the plasma excitation region that supplies the plasma excitation gas (A r) 1 8 and the dielectric window 19 and the microwave are indicated by arrows 24 on the upper shower plate 2 2.
  • a microwave radiation antenna 21 to be introduced.
  • the two-stage shower plate type microwave-excited high-density plasma deposition system 20 uses microwave-excited plasma, and because the process region can be located away from the plasma excitation region, the electron temperature in the process region is A Even if r is used, it is 1.0 eV or less, and the plasma density is 1 O 1 1 / cm 2 or more. Since it has a two-stage shower plate structure, a source gas such as silane can be introduced into the process area away from the plasma excitation area, so that excessive dissociation of silane can be suppressed, and light-emitting elements and films can be formed even at room temperature. A dense film could be formed without causing defects in the protective film.
  • the nitride film can be densely formed, and the film quality is further improved. I was able to. Although the substrate is heated by the plasma as described above, it is also important not to perform any other heating. Vapor phase growth may be performed while cooling the substrate in order to suppress heating by the plasma. Thereafter, further aluminum was deposited to a thickness of 1 micron with an aluminum vapor deposition device to form a heat dissipation layer 11.
  • Example 1 It is also possible to perform aluminum sputter film formation instead of aluminum vapor deposition. In that case, sputter deposition using Xe plasma with a low electron temperature is effective.
  • the light emitting device of Example 1 was obtained.
  • the luminance half-life which was 20:00 hours in the past, was 60:00 hours, and the effect of the protective layer 9 was confirmed.
  • the top emission type passive display element 25 of Example 2 is formed on the substrate 26 and the conductive transparent electrode 2 formed on the substrate 26.
  • the protective layer 27 is formed so as to cover them, and the transparent heat radiation layer 28 is formed so as to be in contact with the protective layer 27.
  • the substrate material is not particularly limited, but from the viewpoint of heat dissipation, metals, silicon nitride, nitrided aluminum, boron nitride, etc. are preferred.
  • the substrate 26 When a metal substrate is used, the substrate 26 may be used also as the counter electrode 8. Pt was used as the counter electrode 8 also serving as a metal substrate.
  • a hole transport layer 6, a light emitting layer 5, and an electron transport layer 4 were laminated in the same manner as described in Example 1.
  • known materials can be used, but the materials shown in Example 1 are exemplified.
  • the light emitting layer 5 may be a single layer or a stack of red, green and blue light emitters, depending on the application.
  • an ITO film was formed by the method shown in Example 1 to obtain a conductive transparent electrode 2.
  • the ITO film is sputtered by Xe plasma, which has a low electron temperature, no damage caused by the plasma is observed on the underlying organic layer 3 or the deposited ITO film. Film formation was possible.
  • Nitrogen oxide was deposited by the method shown in Example 1 so as to cover the top emission type organic EL element obtained in this way, and an insulating protective film 2 7 also serving as a heat dissipation layer 28. did. The thickness of this insulating protective film 27 was 50 nm.
  • Nitrogen silicate has a high thermal conductivity of 80 W / (m ⁇ K), and because a dense thin film can be formed by microwave-excited plasma, the thermal resistance can be sufficiently reduced.
  • the protective layer 2 7 functions sufficiently as the heat dissipation layer 28. Sufficient heat dissipation can be obtained by using a metal as the substrate and nitrogen nitride as the insulating protective layer 28. However, a separate heat dissipation layer may be used for efficient heat dissipation.
  • the transparent heat radiation layer 28 used for the top emission type is not particularly limited as long as it is a transparent material having high thermal conductivity, but ITO is exemplified. When the luminance half-life of the organic EL element thus completed was measured, it was 9 00 hours, which was 30 00 hours in the past, confirming the effect of the protective layer.
  • Figures 4A and 4B show bottom emission passive matrix organic EL display device 3 2 formed on transparent substrate 1, conductive transparent electrode 2, and conductive transparent electrode 2.
  • the organic layer 3 is formed so as to directly or indirectly cover the electron transport layer 6, the light emitting layer 5, the hole transport layer 4, the counter electrode 8 formed on the organic layer 3, and the light emitting layer 5.
  • a protective layer 9 and a heat dissipation layer 1 1 are provided. Since the bottom emission type organic EL display element shown in Example 1 is arranged in a matrix, the element selected by the conductive transparent electrode 2 and the counter electrode 8 emits light.
  • the conductive transparent electrode 2 and the counter electrode 8 are patterned in a matrix, and a plurality of elements are arranged.
  • Reference numeral 31 denotes a light emitting unit.
  • the protective film 9 constituting the protective layer 9 is preferably silicon nitride, nitrous aluminum, boron nitride, etc. from the viewpoint of insulation between different counter electrodes.
  • the method described in Example 1 is used.
  • the nitride nitride formed in (1) was used. Since the elements shown in Example 1 are arranged on a matrix, the same effect as that of Example 1 can be obtained while simply configuring a display device, and the luminance half-life of the element is improved by the dense and thin protective layer 9. As a result of the measurement, the luminance half-life, which was 20:00 hours in the past, was 60:00 hours.
  • the top emission type passive matrix organic EL display device 32 of Example 4 includes a substrate 26, a counter electrode 8 facing the conductive transparent electrode 2, and As the organic layer 3 formed on the counter electrode 8, the hole transport layer 6, the light emitting layer 5, the electron transport layer 4, the conductive transparent electrode 2 formed on the organic layer 3, and the light emitting layer 5 are directly or Consisting of a protective layer 9 formed so as to cover indirectly and a heat dissipation layer 1 1, the top emission type organic EL display element shown in Example 2 is arranged in a matrix, so that a conductive transparent electrode The element selected by 2 and the counter electrode 8 emits light.
  • the substrate 26 is insulative, and is made of glass, quartz substrate, nitride nitride substrate, nitride layer. Aluminum substrates, boron nitride substrates, and the like are preferable. From the viewpoint of heat dissipation, a high thermal conductivity, a silicon nitride substrate, an aluminum nitride substrate, a silicon nitride substrate, and the like are more preferable. The nitride nitride formed by the above method was used.
  • the conductive transparent electrode 2 and the counter electrode 8 are patterned in a matrix shape, and a plurality of elements are arranged.
  • the same effect as in Example 2 was obtained, and it was dense and thin! /
  • the luminance half life of the element is improved.
  • the luminance half-life was 9000 hours, which was 3000 hours in the past.
  • the bottom emission type active matrix organic EL display device 33 includes a substrate 1, a plurality of gate lines, and a plurality of signals crossing the gate lines. 41, a switching element installed near the intersection of the gate wiring and the signal! 41, a conductive transparent pixel electrode 37 connected to the switching element, and an organic layer formed on the transparent pixel electrode 37.
  • Layer 3 includes an electron transport layer 4, a light emitting layer 5, a hole transport layer 6, a counter electrode 8 formed on the organic film 3 so as to face the transparent pixel electrode 37, and at least the organic layer 3 directly or directly.
  • the protective layer 9 is formed so as to cover the protective layer 9 and the heat dissipation layer 11 is formed so as to be in contact with the protective layer 9.
  • an electron transport layer 4, a light emitting layer 5, and a hole transport layer 6 are formed from the side close to the transparent pixel electrode 37.
  • Switching elements such as TFT elements and MIM elements, that can control current ON / OFF are often preferred, and TFT elements are preferred because of the controllability of the brightness of organic EL elements.
  • the TFT element varies depending on the specifications of the display device, a known amorphous TFT or polysilicon TFT can be suitably used.
  • A1 was sputtered onto a cleaned glass substrate by 300 nm.
  • Ar, Kr, and Xe gases can be suitably used.
  • Xe the electron collision cross-section is large and the electron temperature is low, so that damage to the deposited A 1 is suppressed by plasma. Is preferred.
  • the deposited A 1 was patterned by the photolithographic method to form gate wiring and gate electrode 35.
  • the substrate temperature was 200 ° C.
  • a r: N 2 : H 2 : Si H 4 80: 18: 1.5:
  • a gate nitride film 34 was formed by depositing 300 nm of nitride nitride.
  • n + amorphous silicon was deposited by patterning the laminated film of amorphous silicon and n + silicon by photolithography.
  • an ITO film having a thickness of 350 nm was formed by the same method as shown in Example 1, and patterned by photolithography, so that the signal line 41 and the signal line electrode were formed. 3 8 and conductive transparent pixel electrode 3 7.
  • the n + amorphous silicon layer was etched by a known ion etching method to form the TFT channel part isolation region did.
  • the FT channel separation part A protective film and an insulating layer that prevents short-circuiting between the conductive transparent electrode 37 and the counter electrode 8 of the organic EL element were used.
  • the organic layer 3 the electron transport layer 4, the light emitting layer 5, and the hole transport layer 6 were continuously formed and used for gate wiring formation without being exposed to the atmosphere.
  • Pt was deposited using Xe plasma with a low electron temperature, and the counter electrode 8 was formed.
  • a nitride film of 50 nm was deposited at room temperature to form the protective layer 9.
  • This protective layer 9 has a high thermal conductivity of 80 WZ (m-K) and is sufficiently thin, so its thermal resistance is low, and it can also serve as a heat dissipation layer alone, but it can dissipate heat more efficiently.
  • a heat dissipation layer 11 may be provided separately.
  • the A 1 sputtering apparatus used for forming the gate wiring was used to form the A 1 film by using the Xe plasma having a low electron temperature to form the heat radiation layer 11.
  • the bottom-emission active matrix organic EL display device obtained in this way eliminates the need for a buffer layer or a hole injection layer due to the high work function of P t, and thus can emit light with high efficiency. Moreover, since the thin protective layer 9 having high thermal conductivity is used, the temperature rise of the element can be suppressed while sufficiently fulfilling the function of the protective layer 9, so that the element life can be remarkably improved.
  • the luminance of the display device shown in this example is halved. As a result of measuring the service life, what was previously 200 hours was improved to 60 hours.
  • Example 6 of the present invention has a configuration in which a transparent planarizing film 42 is formed on a TFT, and thereafter an organic EL element is formed.
  • the organic EL element can be formed on a flat surface, which improves the manufacturing yield.
  • the organic EL layer is formed in a layer different from the signal line layer, the pixel electrode 37 can be extended and arranged on the signal wiring, and the area of the light emitting element can be increased.
  • the signal line can be formed of a material different from that of the pixel electrode, there is no need to use a conductive transparent material, wiring resistance when the display device is enlarged can be reduced, and display gradation can be increased. .
  • the bottom emission type active matrix organic EL display device of Example 6 is formed as follows. First, gate lines, TFT elements, and signal lines are formed by the method described in Example 5. The signal line was obtained by forming a film of 30 nm of A 1 by sputtering using Xe gas shown in Example 6 and patterning by photolithography. Next, a photosensitive transparent resin was applied by a spin coating method, exposed and developed, and then dried at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a flattened film. Through the exposure and development processes, the planarizing film 42 is provided with a connection hole for connecting the pixel side electrode of the TFT and the organic EL element.
  • photosensitive transparent resins examples include acrylic resin, polyolefin resin, and alicyclic olefin resin, but alicyclic olefin resins are preferred because they contain little moisture and release and have excellent transparency. In the examples, alicyclic olefin resins were used.
  • an ITO film was formed by the method described in Example 1, and patterned by photolithography to obtain a conductive transparent pixel electrode 37. Bow I Continuing, the electron transport layer 4, the light-emitting layer 5, and the hole transport layer 6 were successively formed by the method shown in Example 1, and P t by the sputtering method using the X e plasma shown in Example 1 as well. The counter electrode 8 was formed.
  • the light emitting layer may be used by arbitrarily laminating materials that emit red, green, and blue light, and each layer may be formed as a single layer and placed on a matrix.
  • a silicon nitride film was deposited at 50 nm to form a protective film 9.
  • the Nitrogen Key film has a high thermal conductivity and is sufficiently thin to form a protective layer 9 that also serves as the heat dissipation layer 11 even in this state.
  • a 1 was deposited by the sputtering method using Xe plasma shown in Example 1 to form a heat dissipation layer 11.
  • the lifetime which was 20 00 hours is 60 00 hours, and the light emitting area is 60% of the conventional device area ratio.
  • the surface brightness increased by 20%. Since the organic layer 3 is formed on the flattening film 42, there is no film formation failure and the manufacturing yield is improved.
  • FIGS. 8A and 8B show the top emission type active matrix organic EL display device 40 of Example 7, which includes a substrate 26, a plurality of gate lines, a plurality of signal lines crossing the gate lines, As the switching element installed near the intersection of this gate line and this signal line, the counter pixel electrode 44 connected to the switching element, and the organic layer 3 formed on the counter pixel electrode 44,
  • the hole transport layer 6, the light emitting layer 5, the electron transport layer, the conductive transparent electrode 21 formed on the organic film so as to face the counter pixel electrode 44, and at least the organic layer 3 are directly or indirectly connected.
  • the protective layer 9 is formed so as to cover the protective layer 9 and the heat radiation layer 11 is formed so as to be in contact with the protective layer 9.
  • a hole transport layer 6, a light emitting layer 5, and an electron transport layer (electron injection layer) 4 5 are formed from the side close to the transparent pixel electrode 4 4.
  • Switching elements such as TFT elements and MIM elements, that can control the current ONZOF F are preferred, and TFT elements are preferred because of the controllability of the brightness of organic EL elements.
  • the TFT element depends on the specifications of the display device, a known amorphous TFT or polysilicon TFT can be suitably used.
  • a 1 was sputtered on a cleaned glass substrate by 300 nm.
  • Ar, Kr, and Xe gases can be suitably used.
  • Xe the electron collision cross section is large and the electron temperature is low, so that the deposited A1 is damaged by plasma. Is more preferable.
  • the deposited A 1 is patterned by the photolithographic method, and the gate wiring and gout electrode 3 It was set to 5.
  • a nitride film of 30 nm was formed as a gate insulating film.
  • the device region was formed by patterning the deposited amorphous silicon and n + silicon film by photolithography. Next, a photoresist was applied, exposed, and developed to form a resist mask in a region other than the signal line, signal line electrode 38, and counter electrode 8 part.
  • Example 2 Subsequently, by using the same method as shown in Example 1, using Xe plasma, without damaging the device, 1: was completed, and patterning was performed using the lift-off method. A line electrode 38 and a counter electrode 44 were obtained. Next, using the patterned Pt film as a mask, the n + amorphous silicon layer was etched by a known ion etching method to form a TFT channel region. Using the two-stage shower plate microwave plasma deposition system used in Example 1, a nitride film was deposited at room temperature, and the organic EL element region was patterned by photolithography, so that the protective film for the TFT channel separation portion and The insulating layer prevents the short circuit between the conductive transparent electrode and the counter electrode of the organic EL element.
  • Example 2 by the method described in Example 1, as the organic layer 3, a hole transport layer 6, a light emitting layer 5, and an electron transport layer (electron injection layer) 45 are continuously formed and carried out without being exposed to the atmosphere.
  • an ITO film having a thickness of 150 nm was formed as a conductive transparent electrode 2.
  • 5 nm of nitrogen was formed at room temperature to form the protective layer 9.
  • This protective layer 9 has a high thermal conductivity of 80 WZ (m-K) and is sufficiently thin, so its thermal resistance is low, and it can also serve as the heat dissipation layer 11 alone, but dissipates heat more efficiently.
  • a heat dissipation layer may be provided separately.
  • the transparent heat dissipation layer 11 used in the top emission type is not particularly limited as long as it has a high thermal conductivity and is transparent.
  • PT / JP2004 / 014418 is exemplified by ITO.
  • the top emission type active matrix organic EL display device obtained in this way can emit light with high efficiency because the buffer layer and the hole injection layer are not required due to the high work function of the Pt film. . Furthermore, since the thermal conductivity is high and a thin protective layer is used, the temperature rise of the element can be suppressed while sufficiently fulfilling the function of the protective layer, so that the element life can be significantly improved. As a result of measuring the luminance half-life of the display device shown in this example, it was improved from 30:00 hours to 9100 hours.
  • Example 8 shown in FIGS. 9A and 9B has a configuration in which a planarizing film 42 is formed on TFT, and then an organic EL element is formed. By doing so, the organic EL element can be formed on the flat surface, and the manufacturing yield is improved. Further, since the organic EL layer is formed in a layer different from the signal line layer, the counter pixel electrode 44 can be extended and arranged on the signal line, and the area of the light emitting element can be increased. Furthermore, since the signal line can be formed of a material different from that of the counter pixel electrode 44, there is no need to use a conductive transparent material, wiring resistance when the display device is enlarged can be reduced, and display gradation is increased. be able to.
  • the top emission type active matrix organic EL display device of Example 8 is formed as follows.
  • gate lines, TFT elements, and signal lines are formed by the method described in Example 7.
  • the signal line was obtained by depositing A 1 at a thickness of 300 nm by sputtering using Xe gas shown in Example 6 and patterning by photolithography.
  • a photosensitive transparent resin was applied by spin coating, exposed and developed, and then dried at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a flattened film.
  • the planarizing film is provided with a connection hole for connecting the pixel side electrode of the TFT and the organic EL element.
  • the photosensitive transparent resin examples include acrylic resin, polyolefin resin, alicyclic olefin resin, etc., but alicyclic olefin resin is preferable because it contains little moisture and is released and has excellent transparency. Used alicyclic olefin resin.
  • a Pt film was formed by sputtering using Xe plasma and patterned by the lift-off method to obtain a counter electrode.
  • a hole transport layer 6, a light emitting layer 5, an electron transport layer (electron injection layer) 4 5 were continuously formed by the method shown in Example 1, and an ITO film was formed by the same method as in Example 1.
  • a conductive transparent pixel electrode 2 was obtained.
  • the light emitting layer 5 may be formed by arbitrarily laminating materials emitting red, green, and blue, and each may be formed as a single layer and arranged on a matrix.
  • 50 nm of nitrided nitride film was deposited to form a protective film. Since the silicon nitride film has a high thermal conductivity and is sufficiently thin, it becomes the protective layer 9 that also serves as the heat dissipation layer 11 even in this state, but in order to further efficiently dissipate the heat dissipation layer 1 1 May be provided separately.
  • the transparent heat radiation layer 11 used for the top emission type is not particularly limited as long as it has a high thermal conductivity and is transparent, and examples thereof include ITO.
  • the lifetime which was 30 00 hours is 9 00 hours, and the light emitting area is 60% of the conventional device area ratio.
  • the surface brightness increased by 20%. Since the organic layer 3 is formed on the flattening film 42, there is no film formation failure and the manufacturing yield is improved.
  • the bottom emission type active matrix organic EL display device 46 of Example 9 includes a substrate 1, a plurality of gate lines, and a plurality of gate lines crossing the gate lines.
  • the layer 3 was formed on the organic film of the organic layer 3 so as to face the electron transport layer (electron injection layer) 4 5, the light emitting layer 5, the hole transport layer 6, and the transparent pixel electrode 3 7.
  • a counter electrode, a protective layer 9 formed so as to cover at least the organic layer 3 directly or indirectly, and a heat dissipation layer 11 formed so as to be in contact with the protective layer 9 are included.
  • an electron transport layer 4, a light emitting layer 5, and a hole transport layer 6 are formed from the side close to the transparent pixel electrode 37.
  • Switching elements such as TFT elements and MIM elements, that can control the current ONZOFF are often used, and TFT elements are preferred from the standpoint of brightness controllability of organic EL elements. 8
  • the TFT element depends on the specifications of the display device, a known amorphous TFT or polysilicon TFT can be suitably used.
  • Example 9 a method for manufacturing the active matrix organic EL display device of Example 9 will be described.
  • a high temperature of 13.56 MHz was applied from the substrate to the cleaned glass substrate using the two-stage shower plate microwave-excited plasma film forming apparatus used in Example 1, and the substrate temperature was 200 ° while performing ion irradiation.
  • the gate insulating film 34 was formed.
  • the substrate temperature is 200.
  • C By using C, it was possible to form a high-quality nitrogen nitride that can be used as the gate insulating film 34 and has a high withstand voltage and a low interface state density.
  • a 1 was deposited by sputtering at 300 nm. Ar, Kr, and Xe gases can be suitably used for sputtering. However, when Xe is used, the electron collision cross section is large and the electron temperature is low, so that damage to the deposited A1 due to plasma is suppressed. More preferred.
  • the deposited A 1 was patterned by photolithography to form gate wiring and gate electrodes.
  • a contact hole is formed on the formed nitride by photolithography, and an ITO film having a thickness of 350 nm is formed by a method similar to the method shown in Example 1.
  • the signal line is then patterned by photolithography. As a result, a signal line electrode 38 and a conductive transparent pixel electrode 37 were obtained.
  • nitride nitride was formed at room temperature to form the protective layer 9.
  • This protective layer 9 has a high thermal conductivity of 8 OW / (mK), and is sufficiently thin so that its thermal resistance is low,
  • a single layer can also serve as a heat dissipation layer, but in order to dissipate heat more efficiently, a heat dissipation layer 11 can be provided (additional J can be provided.
  • a 1 sputter used for gate wiring formation A 1 was formed into a heat release layer 11 using Xe plasma with a low electron temperature.
  • the bottom emission type active matrix organic EL display device 46 obtained in this way can emit light with high efficiency because the high work function of P t eliminates the need for a buffer layer or hole injection layer. .
  • the current drive capability has been improved, the organic EL element has good controllability, and high-quality display has become possible.
  • the thin protective layer 9 having high thermal conductivity is used, the temperature rise of the element can be suppressed while sufficiently fulfilling the function of the protective layer 9, so that the element life can be remarkably improved. As a result of measuring the luminance half-life of the display device shown in this example, it was improved from 20:00 hours to 60:00 hours.
  • Example 10 shown in FIGS. 11A and 11B includes a structure in which a planarizing film 42 is formed on TFT, and then an organic EL element is formed.
  • the organic EL element can be formed on a flat surface, and the manufacturing yield is improved.
  • the organic EL layer is formed in a layer different from the signal line layer, the pixel electrode 37 can be extended and arranged on the signal wiring, and the area of the light emitting element can be increased.
  • the signal line can be formed of a material different from that of the pixel electrode, there is no need to use a conductive transparent material, and the wiring resistance when the display device is enlarged can be reduced, and the display gradation is increased. be able to.
  • the bottom emission type active matrix organic EL display device 50 of Example 10 is formed as follows. First, a TFT element, a gate line, and a signal line are formed by the method described in Example 9. The signal line was obtained by patterning A 1 with a thickness of 300 nm by the sputtering method using the Xe gas shown in Example 6 and by photolithography. Next, a photosensitive transparent resin was applied by spin coating, and after exposure and development, drying at 150 ° C. for 30 minutes was performed to obtain a flattened film. Through the exposure and development processes, the planarizing film is provided with a connection hole for connecting the pixel side electrode of the TFT and the organic EL element.
  • Photosensitive transparent resins include acrylic resin and poly There are olefin resins, alicyclic olefin resins, and the like, but alicyclic olefin resins with low moisture content and release and excellent transparency are preferred. In this example, alicyclic olefin resins were used.
  • an ITO film was formed by the method described in Example 1, and patterned by a photolithography method to obtain a conductive transparent pixel electrode 37. Subsequently, the electron transport layer 4, the light-emitting layer 5, and the hole transport layer 6 were continuously formed by the method shown in Example 1, and Pt was formed by the sputtering method using the Xe plasma shown in Example 1 as well. The counter electrode 8 was obtained.
  • the light emitting layer 5 may be formed by arbitrarily laminating materials emitting red, green, and blue, and each may be formed as a single layer and arranged on a matrix.
  • a nitride nitride film was deposited at 50 nm to form a protective film. Since the silicon nitride film has a high thermal conductivity and is sufficiently thin, it becomes a protective layer 9 that also serves as a heat dissipation layer in this state. However, in order to dissipate heat more efficiently, the X e shown in Example 1 is used. A 1 was deposited by sputtering using plasma to form the heat dissipation layer 11.
  • the lifetime which was 20 00 hours is 60 00 hours, and the light emitting area is 60% of the conventional device area ratio.
  • the surface brightness increased by 20%. Since the organic layer 3 is formed on the flattening film 42, there is no film formation failure and the manufacturing yield is improved. Furthermore, because polysilicon is used as the TFT element, the current drive capability has been improved, the organic EL element has good controllability, and high-quality display has become possible.
  • Example 9 the formation order of the counter electrode 8 and the conductive transparent electrode 3 7, the hole transport layer and the electron transport layer was changed in the same manner as in Example 7. By replacing it, a top emission type active matrix display device can be obtained.
  • the formed top emission type active matrix display device 51 may have an insulating surface as long as substrate 26 is not limited.
  • a metal substrate on which a nitride nitride film was formed was used.
  • Polysilicon TFT shown in Example 10 was used as the TFT element.
  • the bottom emission type active matrix organic EL obtained in this way
  • the display device 51 can emit light with high efficiency because the buffer layer and the hole injection layer are unnecessary because of the higher Pt film and work function.
  • polysilicon is used as the TFT element, the current drive capability has been improved, the organic EL element has good controllability, and high-quality display has become possible.
  • the thin thermal protection layer 9 having high thermal conductivity is used, the temperature rise of the element can be suppressed while sufficiently fulfilling the function of the protective layer 9, and the element life can be remarkably improved. As a result of measuring the luminance half-life of the display device shown in this example, it was improved from 30 hours to 9 00 hours.
  • the counter electrode, the conductive transparent electrode, the hole transport layer, and the electron transport layer were formed in the same manner as the method shown in Example 8 in comparison with the potent emission type active matrix display device shown in Example 10. By changing the order, a top emission type active matrix display device can be obtained.
  • the top-emission type active matrix display element formed as described above is not limited as long as the substrate 2.6 has an insulating surface.
  • a metal substrate on which a nitride nitride film was formed was used.
  • the TFT element the polysilicon TFT shown in Example 11 was used.
  • the bottom emission type active matrix organic EL display device thus obtained can emit light with high efficiency because the buffer layer and the hole injection layer are not required due to the high work function of the Pt film. .
  • polysilicon is used as the TFT element, the current drive capability has been improved, the organic EL element has good controllability, and high-quality display has become possible.
  • the thin protective layer 9 having high thermal conductivity is used, the temperature rise of the element can be suppressed while sufficiently fulfilling the function of the protective layer 9, so that the element life can be remarkably improved. As a result of measuring the luminance half-life of the display device shown in this example, it was improved from 30 hours to 9 00 hours.
  • the light emitting area was 80% compared to the conventional element area ratio of 60%, and the surface brightness increased by 20%.
  • the organic layer 3 is formed on the flat film 42, there is no occurrence of film formation failure and the manufacturing yield is improved.
  • the bottom emission type organic EL display device 53 in Example 13 was installed in the vicinity of the transparent substrate 1, a plurality of gate lines, a plurality of signal lines intersecting the gate lines, and the intersections of the gate lines and the signal lines.
  • a switching element a conductive transparent pixel electrode 37 connected to the switching element, an organic layer 3 formed on the transparent pixel electrode 37, an electron transport layer 4, a light-emitting layer 5, a hole transport layer 6,
  • a counter electrode 8 formed on the organic film constituting the organic layer 3 so as to face the transparent pixel electrode 37; a protective layer 9 formed so as to directly or indirectly cover at least the organic layer 3;
  • the heat dissipation layer 11 is formed so as to be in contact with the layer 9.
  • an electron transport layer 4, a light emitting layer 5, and a hole transport layer 6 are formed from the side close to the transparent pixel electrode 37.
  • the TFT element and the display device of this embodiment are formed as follows. First, 35 ⁇ of photosensitive transparent resin is applied on the cleaned substrate, exposed, and developed to form openings in the gate line and the gate electrode region. Next, a metal film is formed in the opening with the same thickness as that of the photosensitive transparent resin by a screen printing method, an ink jet printing method, a plating method, or the like, and the gate wiring and the gate electrode 35 are obtained.
  • the material of the metal film can be appropriately selected depending on the production method, but Au, Cu, Ag, A1, etc. having low resistivity are preferable. In this example, Ag was selected as the wiring material.
  • the substrate temperature was 200 ° C.
  • Ar: N 2 : H 2 : Si H 4 80: 18: 1.5: 0 In 5
  • a 300 nm nitride nitride film was formed as a gate insulating film 34.
  • the n + amorphous silicon layer was etched by a known ion etching method to form a TFT channel region isolation region.
  • Protective film for TFT channel separation by depositing silicon nitride at room temperature using the two-stage shower plate microwave plasma deposition system used in Example 1 and patterning the organic EL element region by photolithography 9 and the organic EL element were used as an insulating layer to prevent a short circuit between the conductive transparent electrode and the counter electrode.
  • the organic layer 3 the electron transport layer 4, the light emitting layer 5, and the hole transport layer 6 were continuously formed and used for forming the gate wiring without being exposed to the atmosphere.
  • the protective layer 9 has a high thermal conductivity of 8 OW / (m-K), and is sufficiently thin to have a low thermal resistance. Even if it alone can serve as a heat dissipation layer, it can dissipate heat more efficiently.
  • a heat dissipation layer 11 may be provided separately.
  • the A 1 sputtering apparatus used for forming the gate wiring is used to form A 1 using Xe plasma having a low electron temperature and to be used as the heat dissipation layer 11.
  • the bottom emission type active matrix organic EL display device obtained in this way does not require a buffer layer or a hole injection layer due to the high work function of the Pt film, so it can emit light with high efficiency. .
  • the thin protective layer 9 having high thermal conductivity is used, the temperature rise of the element can be suppressed while sufficiently fulfilling the function of the protective layer 9, so that the element lifetime can be significantly improved.
  • the luminance half-life of the display device shown in this example it was improved from 20:00 hours to 60:00 hours.
  • the gate electrode is embedded, the semiconductor layer composing the TFT can be formed on a smooth surface, and the current variation of the TFT can be suppressed, so that not only the display quality is improved, but also due to the current variation. The lifetime variation of the organic EL element can be suppressed.
  • a polysilicon layer may be used in place of the amorphous silicon layer.
  • the current drive capability of the TFT is improved, so that the light emission controllability of the organic EL element is improved. Display quality can be improved.
  • a top emission type configuration may be obtained by replacing the counter electrode and the conductive transparent electrode, and the hole transport layer and the electron transport layer, respectively. It is possible to improve the light extraction efficiency from the organic EL device.
  • a planarization film may be formed on the TFT and an organic EL element may be formed on the planarization film. Since the EL layer is formed on a flat surface, film formation defects and the like are suppressed, so that the device life is improved, and it is possible to suppress variations in luminance and variations in life.
  • the heat dissipation layer according to Example 14 shows an example of the heat dissipation layer of the display element in Example 1.
  • the heat dissipation layer 11 of Example 14 has a comb-shaped pattern on the surface, thereby improving the area in contact with the external layer, for example, the air layer, and improving the heat dissipation efficiency. is there.
  • the comb-shaped electrode thus improved the heat dissipation efficiency and improved the luminance half-life of the device by 20%.
  • a comb-shaped structure is used.
  • any structure that can increase the contact area with an external layer may be used.
  • the heat radiation layer 11 does not need to cover the entire surface of the element when it is not used as the protective layer 9, and at least covers the light emitting region. Adjacent heat dissipation layers 11 may be connected and another heat dissipation means such as a heat sink or a Peltier element may be provided outside the element.
  • top emission type it is possible to provide unevenness of several nanometers to several tens of nanometers, which is sufficiently shorter than the wavelength of light, and it may be several microns high to match the shape of the black matrix.
  • a matrix-like lattice shape may be provided, thereby reducing the number of heat release effects. Can improve by about 0 .
  • Pt is used as the counter electrode.
  • a high work function material such as Co, Ni, Rh, Pd, Ir, or Au may be used.
  • One can be used alone or as an alloy.
  • a high work function material such as Co, Ni, Rh, Pd, Ir, Pt, and Au is used as the anode-side counter electrode facing the transparent electrode. Therefore, the hole injection efficiency in the organic EL element is improved, and the generally required Honore injection layer and buffer layer are not required. Therefore, the light emission efficiency is improved, and the luminance can be improved. Furthermore, since the energy barrier to the light emitting layer is reduced, the amount of heat generation is reduced, and the lifetime of the organic EL element can be improved.
  • a nitride is used as a protective layer of the organic EL light emitting layer, a stable protective layer having high thermal conductivity and no permeation of moisture or oxidizing gas even with a thin film can be obtained.
  • the heat generated in the light-emitting layer can be efficiently released to the outside, the lifetime of the organic EL element can be improved.
  • the nitride protective film is formed by low temperature vapor phase growth, damage to the organic EL layer can be prevented.
  • an organic EL element can be formed on a flat structure, film formation defects and the like can be reduced, and the lifetime of the element can be improved.
  • the organic EL electrode and the signal line can be arranged in separate wiring layers, so that the display area can be increased and the screen brightness can be improved. Furthermore, according to the display element of the present invention, since the electrode of the organic EL and the signal line can be arranged in different wiring layers, the signal line and the electrode of the organic EL element can be made of different materials. Resistance can be reduced and a large display device can be formed. Furthermore, according to the display device of the present invention, since a TFT with a buried gate structure can be used, the semiconductor region of the TFT element can be made substantially flat, and the current variation of the TFT element can be reduced. While realizing a high-quality display, it is possible to reduce the lifetime variation of organic EL elements. Industrial applicability
  • the organic EL light emitting device according to the present invention is most suitable for a display device such as a television, a monitor, and a display.

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

有機ＥＬ発光素子は、導電性透明電極２と、この導電性透明電極２に対向する対向電極８とを備え、導電性透明電極２に接するように電子輸送層４を配置し、当該電子輸送層４上に、有機ＥＬ発光層５、ホール輸送層６、及び、対向電極８を、この順に積層されてなる。

Description

有機 E L発光素子、 その製造方法および表示装蘆 技術分野
本発明は、 表示素子とくに有機 E L表示素子を含む発光素子に関し、 特にこれ ら発光素子の構造ならびに製造方法に関する。
明 背景技術
近年、 薄型でありながら、 高輝度が得田られるディスプレイとして、 自発光型の 有機 E L表示装置の研究が盛んに行われている。 有機 E L素子では発光層となる 有機層を対向する電極で挟持した構造をなしており、 電極への電流の o n / 0 f f により発光を制御して表示装置を構成する。 表示装置にはパッシブマトリタス 方式とアクティブマトリクス方式があり、 前者はバックライトゃ比較的精細度の 低!/、表示装置に用いられており、 後者はテレビゃモニタなど比較的精細度の高!/ヽ 表示装置に用いられる。
このような有機 E L表示装置を構成する有機 E L素子において、 大きな課題と なっているのが、 発光層である有機層の寿命が短いことである。 近年種々の研究 により、 発光時間は長くなつてきているが、 例えばテレビやモニタとして用いる 場合、 現状の素子寿命はまだ短く、 連続点灯時には 2 0 0 0〜3 0 0 0時間で輝 度が半減してしまう。 素子寿命が短い理由として、 発光層である有機層への水分 の浸入や、 有機層形成後の加熱や素子の発熱による熱的破壊が顕著であり、 種々 の改良が提案されている。
特開平 1 0— 2 7 5 6 8 0号公報 （以下、 特許文献 1と呼ぶ） は有機層と金属 層の 2層または無機層と金属層の 2層を含む多層構造からなる保護膜を有する構 成を開示している。
また、 特開 2 0 0 2— 3 4 3 5 5 9号公報 （以下、 特許文献 2と呼ぶ） は有機 E L素子を形成する一方の電極上に、 接着層を介して金属製の放熱板を放熱部材 として設けた構成を開示している。 特許文献 1において、 保護膜として有機層と金属層の 2層を採用した場合、 有 機層の熱伝導率が低く、 素子で発生した熱を十分に拡散、 放出できない問題を生 じてしまう。 また無機層と金属層の 2層の場合、 該文献に例示される無機保護膜 を形成する半導体化合物として S i 02を採用した場合、 S i 0 2の熱伝導率が低 く、 素子で発生した熱を十分に拡散、 放出できないだけでなく、 保護膜としても 水分の浸入を充分にlitできないという問題がある。
特許文献 2によれば、 放熱の問題は回避できるが、 パッシブマトリクス構成と なっている発光素子間の分離部分に空間が生じており、 この部分に接着剤から発 生した有機溶媒や水分が残留したり、 接着剤が混入したりすることで、 最も重要 な発光層の保護が確実に行えず、 素子の寿命が低下する問題を生じてしまってい た。
さらに、 前記保護膜の成膜方法は、 一般的に有機層を分解しないような温度で 行われるため、 緻密な薄膜が形成できず、 水分や有機物の透過を押さえるために 数百ナノメ一トルから数ミクロンの厚さの保護膜を形成しなければならず、 熱抵 抗が上昇し、素子温度が上昇するため寿命が短くなる問題を生じてしまってレ、た。 このように、 有機 E L素子および有機 E L表示装置の長寿命化のためには、 発 光層、 電極層への水分、 有機物の混入、 素子での発熱の効率的な除去を行うこと が必須であるにもかかわらず、 有効な手段は未だ提案されていない。
本発明の他の課題として、 従来 I T Oを代表とする導電性透明電極は仕事関数 が低いためホール輸送層や有機 E L層との仕事関数が適合せず、 そのためバッフ ァ層を設けているが効率が悪く、これが発光効率の悪化、発光電圧の増大を招き、 結果として動作中の熱の增大、 寿命の短縮を招いていた。 従って、 ホール輸送層 や有機 E L層の仕事関数に適合した電極を用いることが求められる。
そこで、本発明の目的は、寿命の長レ、有機 E L素子ならびに有機 E L表示装置、 およびそれらの製造方法と製造装置を提供することにある。 発明の開示
本発明は導電性透明電極と、 該導電性透明電極に対向する対向電極と、 前記導 電性透明電極と前記対向電極との間に設けられた有機 E L発光層と、 前記有機 E L発光層に接するようにその両面に設けられた電子輸送層とホール輸送層とを有 する有機 E L発光素子において、 前記導電性透明電極と前記電子輸送層と前記有 機 E L発光層と前記ホール輸送層と前記対向電極とは、 この順に積層されてなる ことを特徴とする有機 EL発光素子を提供する。 また本発明によれば、 導電性透 明電極と、 該導電性透明電極上に設けられた電子輸送層と、 該電子輸送層上に設 けられた有機 E L発光層と、 該有機 E L発光層上に設けられたホール輸送層と、 該ホール輸送層上に設けられ仕事関数が 4 e V乃至 6 eVの導電材料から成る対 向電極とを含むことを特徴とする有機 E L発光素子が得られる。 前記導電性透明 電極は I TOを含み、前記対向電極の導電材料は C o、 N i、 Rh、 P d、 I r、 P tおよび Auのうちの少なくとも一つを単体または合金として含むことが好ま しい。 I TOは仕事関数が 4. 8 eV程度であって、 電子輸送層の仕事関数にマ ツチングし、 一方 Co、 N i、 Rh、 P d、 I r、 P t、 A u等は有機 EL層の 仕事関数に適合する 6 e V程度の仕事関数を有する。
本発明の発光素子において、 前記導電性透明電極は透明基板上に設けられ、 前 記有機 E L発光層からの発光は前記透明基板を経由して取り出されてもよいし、 前記対向電極が基板上に設けられ、 前記有機 E L発光層からの発光は前記導電性 透明電極を経由して取り出されてもよい。
さらに本発明では、 少なくとも前記有機 E L発光層を覆うように絶縁保護層が 設けられ、 さらに該絶縁保護層に接するように放熱層が設けられたことを特徴と する有機 EL発光素子が得られる。 前記絶縁保護層は T i、 Z r、 Hf 、 V、 N b、 Ta、 C r、 B、 A 1および S iの少なくとも一つの元素と窒素との化合物 のうちの少なくとも一つからなり厚さが 100 nm以下の窒ィ匕物膜を含むのが好 ましく、 前記窒ィ匕物膜は窒ィヒシリコン、 窒化チタン、 窒ィヒタンタルおよび窒ィ匕ァ ルミユウムの少なくとも一つから成ることも好ましい。 窒ィ匕膜は酸ィ匕膜よりも緻 密であるので、 水分阻止効果も放熱効果も酸化膜に比べて優れている。 その厚さ は薄いほど放熱効率が高くなるので、 保護膜としての機能の許す限り薄くするこ とが必要であり、 その観点から 100 nm以下、 好ましくは 30 nm乃至 50 n mとする。 絶縁保護層は前記対向電極を介して前記有機 E L発光層を覆う絶縁層 と該絶縁層を覆う保護層とからなるようにしてもよく、 とくに保護層が導電性の 場合はこの構成が必要である。
本発明は有機 E L素子以外の一般の表示素子にも適用可能であり、 導電性透明 電極と、 該導電性透明電極に対向する対向電極と、 前記導電性透明電極と前記対 向電極との間に設けられた発光層と、 少なくとも前記発光層を直接または間接に 覆うように設けられた絶縁保護層とを有する表示素子において、
前記絶縁保護層はマイク口波励起プラズマを用いた低温気相成長により形成され た窒ィヒ膜を含むことを特徴とする。 前記窒化膜は T i、 Z r、 H f 、 V、 N b、 T a、 C r、 B、 A l、 S i、 からなる群から選ばれる元素と窒素との化合物の 少なくとも一つであることが好ましレ、。 前記絶縁保護層は A r , K r , X eから なる群から選ばれる元素を少なくとも含むことも本発明の特徴である。
また、 本発明の表示素子の製造方法によれば、 導電性透明電極と、 当該導電性 透明電極と対向する対向電極と、 前記導電性透明電極と前記対向電極との間に設 けられた発光層と、 少なくとも前記発光層を覆うように設けられた保護層とを有 する発光素子の製造方法であって、 該保護層を A r、 K r、 X eからなる群から 選ばれるガスを主成分とするプラズマを用いて成膜することを特徴とする。 該プ ラズマは高周波励起プラズマ、 特にマイク口波励起プラズマであることが好まし レ、。 該成膜は低温気相成長によって行われ、 低温気相成長は 1 0 0 °C以下、 好ま しくは室温で行われる。 該低温気相成長はブラズマによる加熱を除き加熱せずに 行われることが好ましレ、。
また本発明によれば、 マトリクス状に配置された複数のゲート線と、 複数の信 号線と、 該ゲート線と該信号線の交差部付近に設けられたスィツチング素子と、 導電性透明電極と、 該導電性透明電極に対向する対向電極と、 前記導電性透明電 極と前記対向電極との間に設けられた有機 E L発光層と、 前記有機 E L発光層に 接するように設けられた電子輸送層とホール輸送層と、 少なくとも前記有機 E L 発光層を覆うように設けられた保護層と、 該保護層に接するように設けられた放 熱層とを有する有機 E L表示装置において、該スィツチング素子は T F Tであり、 ゲート線に接続されたゲート電極と、 信号線に接続された信号線電極と、 前記導 電性透明電極または前記対向電極に該 T F Tを覆う絶縁膜に形成されたコンタク トホールを介して接続された画素電極と、 を有し、 前記導電性透明電極と前記電 子輸送層と前記有機 E L発光層と前記ホール輸送層と前記対向電極とは、 この順 に積層されてなることを特徴とする有機 E L表示装置がえられる。
あるいは、 基板上にマトリクス状に配置された複数のゲート線と、 複数の信号 線と、 該ゲート線と該信号線の交差部付近に設けられたスイッチング素子と、 導 電性透明電極と、 該導電性透明電極に対向する対向電極と、 前記導電性透明電極 と前記対向電極との間に設けられた有機 E L発光層と、 少なくとも前記有機 E L 発光層を覆うように設けられた保護層と、 該保護層に接するように設けられた放 熱層とを有する有機 E L表示装置において、該スィツチング素子は T F Tであり、 ゲート線に接続されたゲート電極と、 信号線に接続された信号線電極と、 前記導 電性透明電極または前記対向電極に接続された画素電極と、 を有し、 前記ゲート 線および前記ゲート電極は、 前記基板または前記基板に接する様に形成された絶 縁膜に埋め込まれていることを特徴とする有機 E L表示装置が得られる。
これらの有機 E L表示装置において、 前記保護層は厚さが 1 0 O n m以下の窒 化膜を含むことが好ましい。
また本発明によれば、 K r、 X eを主成分とするプラズマでスパッタ成膜する ことを特徴とする導電性透明膜の製造方法が得られる。 さらに本発明によれば、 酸ィ匕ィンジゥムおよび酸化錫を含むターグットを高周波励起ブラズマによりスパ ッタして I T O膜を形成する工程を含む導電性透明膜の製造方法であって、 前記 スパッタは K rおよび X eの少なくとも一つを主成分とするプラズマで行うこと を特徴とする導電性透明膜の製造方法が得られる。
さらに本発明は、 マイク口波励起プラズマにより窒化膜を気相成長する窒化膜 形成方法であって、 前記気相成長は A r、 K rおよび X eの少なくとも一つを主 成分とするプラズマで行いかつ前記プラズマによる加熱を除き加熱せずに低温で 行うことを特徴とする窒化膜の形成方法をも提供する。 前記マイク口波励起ブラ ズマ気相成長は、 2段シャワープレートを有するプラズマ処理装置で行い、 上段 のシャワープレートからは A r、 K rおよび X eの少なくとも一つを含むガスを 装置内に導入して前記プラズマを発生させ、 下段シャワープレートからは前記窒 化膜の材料ガスを前記プラズマ内に導入することが好ましく、 また前記窒化膜の 気相成長時に、 被成膜部材に高周波を印加して前記被成膜部材の表面にバイァス 電位を与えることも好ましい。 図面の簡単な説明
第 1 A図は本発明の実施例 1に係るボトムエミッション型のパッシブ表示素子 の構造を示す断面図；
第 1 B図は第 1 A図のボトムエミッション型のパッシブ表示素子の構造を示す 平面図；
第 2図は各実施例で使用した 2段シャワープレート式マイク口波励起高密度プ ラズマ成膜装置の概略構成を示す図；
第 3 A図は本発明の実施例 2に係るトップエミッション型のパッシプ表示素子 の構造を示す断面図；
第 3 B図は第 3 A図のトップエミッション型のパッシプ表示素子の構造を示す 平面図；
第 4 A図は本発明の実施例 3のボトムエミッション型パッシブマトリタス有機 E L表示装置の一部の画素を示す断面図；
第 4 B図は第 4 A図のボトムエミッション型パッシブマトリクス有機 E L表示 装置の一部の画素を示す平面図；
第 5 A図は本発明の実施例 4のトップエミッション型パッシブマトリクス有機 E L表示装置の一部の画素を示す断面図；
第 5 B図は第 5 A図のトップエミッション型パッシブマトリクス有機 E L表示 装置の一部の画素を示す平面図；
第 6 A図は本発明の実施例 5のボトムエミッション型ァクティブマトリクス有 機 E L表示装置の一部の画素を示す断面図；
第 6 B図は第 6 A図のボトムエミッション型アクティブマトリクス有機 E L表 示装置の一部の画素を示す平面図；
第 7 A図は本発明の実施例 6に係る有機 E L素子の一部を示す断面図； 第 7 B図は第 7 A図の有機 E L素子の一部を示す平面図；
第 8 A図は本発明の実施例 7のトップエミッション型アクティブマトリクス有 機 E L表示装置の一部の画素を示す断面図； 第 8 B図は第 8 A図のトップエミッション型アクティブマトリタス有機 E L表 示装置の一部の画素を示す平面図；
第 9 A図は本発明の実施例 8に係る有機 E L表示装置の一部を示す断面図； 第 9 B図は第 9 A図の有機 E L表示装置の一部を示す平面図；
第 1 0 A図は本発明の実施例 9に係る有機 E L表示装置の一部を示す断面図； 第 1 0 8図は第1 O A図の有機 E L表示装置の一部を示す平面図；
第 1 1 A図は本発明の実施例 1 0に係る有機 E L表示装置の一部を示す断面 図； .
第 1 1 B図は第 1 1 A図の有機 E L表示装置の一部を示す平面図；
第 1 2 A図は本発明の実施例 1 1に係る有機 E L表示装置の一部を示す断面 図；
第 1 2 図は第1 2 A図の有機 E L表示装置の一部を示す平面図；
第 1 3 A図は本発明の実施例 1 2に係る有機 E L表示装置の一部を示す断面 図；
第 1 3 8図は第1 3 A図の有機 E L表示装置の一部を示す平面図；
第 1 4 A図は本発明の実施例 1 3に係る有機 E L表示装置の一部を示す断面 図；
第 1 4 B図は第 1 4 A図の有機 E L表示装置の一部を示す平面図；及ぴ 第 1 5図は本発明の実施例 1 4に係る放熱層の一例を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施例について図面を参照して説明する。
(実施例 1 )
第 1 A図及び第 1 B図を参照すると、 実施例 1によるボトムエミッション型の パッシブ表示素子 1 0は、 透明基板 1と、 透明基板 1上に形成された導電性透明 電極 2と、 該導電性透明電極 2上に積層された有機層 3として、 電子輸送層 4と 発光層 5とホール輸送層 6と、 この有機層 3上に積層された対向電極 8と、 これ らを覆うように形成された保護層 9と、 この保護層 9に接するように形成された 放熱層 1 1とを備えている。 透明基板 1としては、発光層 5から放射された光を透過する材料であればよく、 実施例 1ではガラス基板を用いた。
対向電極 8は、 有機層 3に接する面の仕事関数を高め、 素子へのホール注入効 率を向上するために、 高仕事関数材料である P t膜を用いた。 これにより、 一般 的に必要とされるホール注入層ゃバッファ層は不要となる。
有機層 3は、 電子輸送層 4、 発光層 5、 ホール輸送層 6からなり、 特に限定は されず、 公知の材料のいずれを使用しても、 本発明の作用 ·効果が得られる。 ホール輸送層 6は、 発光層 5へのホールの移動を効率よく行うとともに、 対向 電極 8からの電子が発光層 5を超えて導電性透明電極 2側へ移動するのを抑制し、 発光層 5における電子とホールとの再結合効率を高める役割を有するものである。 ホール輸送層 6を構成する材料としては、 特に限定されないが、 たとえば 1， 1 —ビス ( 4—ジ一 pアミノフエ二ノレ) シク口へキサン、 ガルバゾールおよぴその 誘導体、 トリフエニルァミンおよびその誘導体などを使用することができる。 発光層 5は、 特に限定されないが、 ドーパントを含有したキノリノールアルミ -ゥム錯体、 D P V iビフエ二ルなどを使用することができる。 用途に応じて、 赤、 緑、 青の発光体を積層して用いてもよく、 また、 表示装置などにおいては、 赤、 緑、 青の発光体をマトリクス状に配置して用いても良い。
電子輸送層 4としては、 シロール誘導体、 シクロペンタジェン誘導体等を使用 できる。 対向電極を形成する材料は特に制限はないが、 透明でありながら電子注 入効率の高い低仕事関数材料が好ましく、 4 . 5乃至 4 . 8 e Vの仕事関数を有 する I T O等を用いることができる。
有機 E L発光層への水分や、 酸化性ガス等の浸入を防ぐ保護層 9としては、 T i、 Z r、 H f 、 V、 N b、 T a、 C r、 B、 A l、 S iからなる群から選ばれ る元素の窒化物が好適である。 熱抵抗を低減する点から薄いほうが好ましいが、 水分や酸化性ガスなどの透過を抑えるために 1 0 n mから 1 0 0 n m程度が好ま しく、 3 O n mから 5 O n mがより好ましい。 保護層 9が上述の窒化物からなる 場合、 熱伝導率が高く、 熱抵抗を低減できるため、 保護層 9で放熱層 1 1を兼ね ることもできるが、 放熱をさらに効率よく行うために放熱層 1 1を別に設けても よい。 放熱層 1 1としては熱伝導率の高いアルミニウムや銅などが好ましい。 次に本実施例における表示素子の製造方法について説明する。 洗浄されたガラ ス基板上に I TOをスパッタリング法により成膜した。 成膜は I TOターゲット
(好ましくは酸化ィンジュゥムと酸化錫との焼結体） を用いたスパッタ法を用い た。 スパッタに際してはプラズマ励起ガスとして、 衝突断面積の大きい X eを用 レ、、 電子温度の十分低いプラズマを生成した。 基板温度は 100°Cとし、 200 オングストロームの膜厚とした。 Xeプラズマを用いてスパッタを行ったため、 電子温度が十分に低く、 膜質向上のために、 成膜中の I TO表面に X eイオン照 射をしながら成膜しても、 I TO膜へのプラズマダメージは抑制されるため、 1 00°C以下の低温でも高品質の成膜が行えた。 このようにして形成した I TO膜 を所定の形状にパターユングした。 パターニングはフォトリソグラフィ法により 行った。 フォトレジストとしてノボラック系のレジストを用い、 マスクァライナ により露光、 所定の現像液により現像を行った後、 紫外光照射による表面有機物 除去洗浄を 10分間行った。 次に有機膜蒸着装置により、 電子輸送層 4、 発光層 5、 ホール輸送層 6を連続的に成膜した。 次に基板を大気に曝すことなく、 有機 膜蒸着装置に隣接した P tスパッタ装置によって、 P tを堆積し対向電極 8とし た。 P tの代わりに、 Co、 N i、 Rh、 Pd、 I r、 A uなどの仕事関数の高 い材料を用いても良い。 スパッタに際しては、 Xeプラズマを用いてスパッタを 行い、 有機層 3へのプラズマダメージ混入を抑止した。 次に基板を大気に曝すこ となく、 絶縁性保護膜形成装置に搬送し、 窒ィ匕ケィ素膜を体積し絶縁性保護膜と した。 窒化ケィ素膜形成においては、 マイクロ波励起プラズマを用いたプラズマ CVD法を用い、 Ar ： N2： H2： S i H4=80 : 18 : 1. 5 : 0. 5の体 積比のガスを用いた。 プロセス圧力は 0. l〜lTo r rが好ましく、 本実施例 においては 0. 5 T o r rとした。 基板裏面より 13. 56MHzの高周波を印 加し、 基板表面にバイアス電位として、 一 5 V程度の電位を発生させ、 プラズマ 中のイオンを照射した。 窒ィ匕ケィ素成膜時の基板温度は室温として、 プラズマに より不可避的に加熱される以外に加熱手段による加熱は行わなかった。 膜厚を 5 0 n m成膜した。
第 2図を参照すると、 成膜に使用した 2段シャワープレート式マイク口波励起 高密度プラズマ成膜装置 20は、 チャンバ一内に、 イオン照射バイアス用高周波 電源 1 3を備えた支持部 1 2上に処理対象基板 1 4が載置されている。 基板 1 4 の処理面に対向して、 H 2, N 2, S i H4等の原料ガスを供給するプロセス領域 (拡散プラズマ領域） を構成する下段シャワープレート 2 3と、 これに更に所定 間隔をおいおて、 プラズマ励起ガス （A r ) 1 8を供給するプラズマ励起領域を 構成する上段シャワープレート 2 2と、 さらに、 その上に誘電体窓 1 9及びマイ クロ波を矢印 2 4で示すように導入するマイクロ波放射アンテナ 2 1とを備えて いる。
2段シャワープレート式マイクロ波励起高密度プラズマ成膜装置 2 0は、 マイ クロ波励起プラズマを用いており、 プロセス領域をプラズマ励起領域から離れた 位置に配置できるため、 プロセス領域の電子温度が A rを用いても 1 . 0 e V以 下であり、 プラズマ密度が 1 O 1 1/ c m 2以上である。 2段シャワープレート構 造であるため、 シランなどの原料ガスをプラズマ励起領域から離れたプロセス領 域に導入できるため、 シランの過剰解離を抑制でき、 室温であっても、 発光素子 や成膜された保護膜に欠陥を与えることなく、 緻密な膜を形成できた。 基板 1か ら高周波を印加することにより基板表面にバイァス電位を発生させ、 マイクロ波 励起プラズマからイオンを基板表面に照射することで、 窒化膜を緻密に形成する ことができ、 膜質をさらに改善することができた。 なお、 上記のようにプラズマ により基板は加熱されるが、 それ以外の加熱は行わないことも大切である。 ブラ ズマによる加熱を押さえるため基板を冷却しながら気相成長を行ってもよい。 その後、 さらにアルミニウムをアルミェゥム蒸着装置により 1 ミクロンの厚さ で成膜し、 放熱層 1 1とした。
アルミニウム蒸着に換えてアルミニウムスパッタ成膜を行っても良レ、。 その際 には、 電子温度の低い X eプラズマを用いたスパッタ成膜が有効である。 . 以上の工程により、 本実施例 1の発光素子を得た。 本実施例の発光素子の素子 寿命を、 計測した結果、 従来 2 0 0 0時間だった輝度半減寿命が 6 0 0 0時間に なり、 保護層 9の効果が確認された。
(実施例 2 )
第 3 A図及ぴ第 3 B図を参照すると、 実施例 2のトップエミッション型のパッ シプ表示素子 2 5は、 基板 2 6と、 基板 2 6上に形成され導電性透明電極 2に対 向する対向電極 8と、 対向電極 8上に積層された有機層 3として、 ホール輸送層 6と発光層 5と電子輸送層 4と、 この有機層 3上に積層された導電性透明電極 2 と、 これらを覆うように形成された保護層 2 7と、 この保護層 2 7に接するよう に形成された透明放熱層 2 8とからなる。 トップエミッション型であるため、 基 板材料は特に限定されないが、 放熱の観点から、 金属、 窒化ケィ素、 窒ィ匕アルミ ユウム、 窒化ホウ素などが好ましレ、。 金属基板を用いる場合は、 基板 2 6を対向 電極 8と兼用しても良い。 金属基板を兼ねる対向電極 8として P tを用いた。 実施例 1に記載の方法と同様の方法でホール輸送層 6、 発光層 5、 電子輸送層 4を積層した。 各層の材料としては公知のものを使用できるが、 実施例 1に示し た材料が例示される。 発光層 5は用途に応じて、 赤、 緑、 青の発光体を単層また は積層して用いてもよい。次に、実施例 1に示す方法により、 I T O膜を成膜し、 導電性透明電極 2とした。 I T O膜は、 電子温度の低い X eプラズマによりスパ ッタ成膜されるため、 下層の有機層 3や成膜された I T O膜にプラズマに起因す るダメージは観測されず、 低温で、 高品質な成膜ができた。 このようにして得ら れたトップエミッション型の有機 E L素子を覆うように窒ィ匕ケィ素を、 実施例 1 に示す方法で成膜し、 放熱層 2 8を兼ねる絶縁性保護膜 2 7とした。 この絶縁性 保護膜 2 7の厚さは 5 0 n mとした。窒ィ匕ケィ素は熱伝導率が 8 0 W/ (m · K) と高く、 また、 マイクロ波励起プラズマにより、 緻密な薄膜が形成できたため、 熱抵抗を十分に低減することでき、素子の温度上昇を抑制することができるため、 保護層 2 7でありながら放熱層 2 8として十分に機能する。 基板として金属を用 いて、 絶縁性保護層 2 8として窒ィ匕ケィ素を用いれば十分な放熱が得られるが、 さらに、 効率的に放熱を行うために、 別途放熱層を用いても良い。 トップェミツ ション型に使用される透明放熱層 2 8としては、 熱伝導率が高く透明な材料であ れば特に限定されないが I T Oなどが例示される。 このようにして完成した有機 E L素子の輝度半減寿命を計測したところ、 従来 3 0 0 0時間であったものが 9 0 0 0時間となり、 保護層の効果が確認された。
(実施例 3 )
第 4 A図及び第 4 B図はボトムエミッション型パッシブマトリクス有機 E L表 示装置 3 2は、 透明基板 1と、 導電性透明電極 2と、 導電性透明電極 2上に形成 される有機層 3として、 電子輸送層 6と発光層 5とホール輸送層 4と、 この有機 層 3上に形成される対向電極 8と、 発光層 5を直接または間接に覆うように形成 される保護層 9と、 放熱層 1 1とを備えている。 実施例 1に示すボトムエミッシ ョン型有機 E L表示素子をマトリクス状に配置した構成となっているため、 導電 性透明電極 2と対向電極 8とで選択された素子が発光する。 導電性透明電極 2と 対向電極 8がマトリクス状にパターユングされ、 素子が複数配置されている。 な お、 符号 3 1は発光部である。 保護層 9を構成する保護膜 9としては、 異なる対 向電極同士の絶縁性の点から、 窒化ケィ素、 窒ィヒアルミニウム、 窒化ホウ素など が好ましく、本実施例では実施例 1に記載の方法で形成した窒化ケィ素を用いた。 実施例 1に示す素子をマトリクス上に並べているため、 簡便に表示装置を構成し ながら、 実施例 1と同様の効果が得られ、 緻密で薄い保護層 9により素子の輝度 半減寿命が向上する。 測定の結果、 従来 2 0 0 0時間であった輝度半減寿命は 6 0 0 0時間となった。
(実施例 4 )
第 5 A図及び第 5 B図を参照すると、 実施例 4のトップエミッション型パッシ ブマトリクス有機 E L表示装置 3 2は、 基板 2 6と、 導電性透明電極 2に対向す る対向電極 8と、 対向電極 8上に形成される有機層 3として、 ホール輸送層 6と 発光層 5と電子輸送層 4と、 この有機層 3上に形成される導電性透明電極 2と、 発光層 5を直接または間接に覆うように形成される保護層 9と、 放熱層 1 1とか らなり、 実施例 2に示すトップエミッション型有機 E L表示素子をマトリタス状 に配置した構成となっているため、 導電性透明電極 2と対向電極 8とで選択され た素子が発光する。 基板 2 6上に配置された対向電極 8と導電性透明電極 2とで 発光する素子を選択するため、 基板 2 6は絶縁性であり、 ガラスや石英基板、 窒 化ケィ素基板、 窒ィ匕アルミニウム基板、 窒化ホウ素基板などが好ましく、 放熱の 観点から熱伝導率の高レ、窒化ケィ素基板ゃ窒化アルミニゥム基板、 窒化ホゥ素基 板などがより好ましく、 本実施例においては実施例 1に記載の方法で形成した窒 化ケィ素を用いた。
導電性透明電極 2と対向電極 8がマトリタス状にパターユングされ、 素子が複 数配置されて 、る。 実施例 2と同様の効果が得られ、 緻密で薄!/、保護層 9により 素子の輝度半減寿命が向上する。 測定の結果、 従来 3000時間であった輝度半 減寿命は 9000時間となった。
(実施例 5)
第 6 A図及び第 6 B図を参照すると、 実施例 5によるボトムエミッション型ァ クティブマトリタス有機 E L表示装置 33は、 基板 1と複数のゲート配線と、 ゲ 一ト配線に交差する複数の信号線 41と、 該ゲート配線と該信号! 41の交差部 付近に設置されたスィツチング素子と、 スィツチング素子に接続された導電性透 明画素電極 37と、 この透明画素電極 37上に形成された有機層 3として、 電子 輸送層 4と発光層 5とホール輸送層 6と、 この透明画素電極 37と対向する様に この有機膜 3上に形成された対向電極 8と、 少なくとも有機層 3を直接または間 接に覆うように形成された保護層 9と、 保護層 9に接するように形成された放熱 層 1 1とからなる。 有機層 3は、 透明画素電極 37に近い側から電子輸送層 4、 発光層 5、 ホール輸送層 6が形成される。
スイッチング素子は、 T FT素子や MI M素子など、 電流の ON/OFFを制 御できるものがよく、 有機 E L素子の輝度の制御性の点から T F T素子が好まし レ、。
T FT素子は、 表示装置の仕様により異なるが、 公知のアモルファス T FTや ポリシリコン T FTを好適に使用できる。
本実施例 5のアクティブマトリクス型有機 E L表示装置 33の製造方法にっレヽ て、 次に説明する。 まず、 洗浄されたガラス基板に、 A 1を 300 nmスパッタ 成膜した。 スパッタに際しては、 Ar、 Kr、 Xeガスが好適に使用できるが、 Xeを用いると、 電子の衝突断面積が大きく、 電子温度が低いため、 成膜された A 1にプラズマによるダメージが抑制されより好適である。 次に、 フォトリソグ ラフィ法により、 成膜された A 1をパターユングし、 ゲート配線およぴゲート電 極 35とした。 次に、 実施例 1で用いた 2段シャワープレートマイクロ波プラズ マ成膜装置により、基板温度 200°C、 A r ： N2： H2： S i H4= 80 : 18 : 1. 5 : 0. 5で、 窒化ケィ素を 300 n m成膜し、 ゲート絶縁膜 34とした。 基板温度を 200 °Cとすることで、ゲート絶縁膜 34として用いることのできる、 絶縁耐圧が高く界面 立密度の小さい良質な窒ィ匕ケィ素を成膜できた。 つぎに、 同じ装置を用いて、 基板温度 2 0 0 ° (：、 A r ： S i H4 = 9 5 ： 5の体積比でァ モルファスシリコンを 5 0 n m成膜し、 引き続き A r ： S i H4： P H3 = 9 4 ： 5 ： 1で n +アモルファスシリコンを 3 0 n m成膜した。 成膜されたァモルファ スシリコンおよび n +シリコンの積層膜をフォトリソグラフィ法によりパター二 ングすることで、 素子領域を形成した。 次に、 実施例 1に示す方法と同様の方法 で、 I T O膜を 3 5 0 n m成膜し、 フォトリソグラフィ法によりパターユングす ることで、 信号線 4 1および信号線電極 3 8、 導電性透明画素電極 3 7を得た。 次にパターエングされた I T O膜をマスクとして、 公知のイオンエッチング法で n +アモルファスシリコン層をエッチングすることにより、 T F Tのチャネル部 分離領域を形成した。
実施例 1で用いた 2段シャワープレートマイク口波プラズマ成膜装置により、 室温で窒化ケィ素を成膜し、 フォトリソグラフィ法により有機 E L素子領域のパ ターニングすることで、 丁 F Tチャネル分離部の保護膜および有機 E L素子の導 電性透明電極 3 7と対向電極 8との短絡を防止する絶縁層とした。
次に、 実施例 1に記載の方法により、 有機層 3として、 電子輸送層 4、 発光層 5、 ホール輸送層 6を連続的に成膜し、 大気に曝すことなくゲート配線形成に用 いた P tスパッタ装置によって、 電子温度の低い X eプラズマを用いて P tを成 膜し、 対向電極 8とした。 次に、 実施例 1で用いた 2段シャワープレートマイク 口波プラズマ成膜装置により、 窒化ケィ素を室温で 5 0 n m成膜し、 保護層 9と した。 この保護層 9は、 熱伝導率が 8 0WZ (m - K) と高く、 また、 十分に薄 いため、 熱抵抗は小さく、 単独でも十分放熱層を兼ねることができるがさらに効 率よく放熱を行うために放熱層 1 1を別途設けても良い。 本実施例においては、 ゲート配線形成に用いた A 1スパッタ装置によって、 電子温度の低い X eプラズ マを用いて A 1を成膜し放熱層 1 1とした。
このようにして得られたボトムエミッション式アクティブマトリクス有機 E L 表示装置は、 P tのもつ高い仕事関数により、 バッファ層やホール注入層が不要 となるため、 高効率の発光が可能である。 さらに、 熱伝導率が高く、 薄い保護層 9を用いているため、 保護層 9の機能を十分果たしながら素子の温度上昇を抑制 できるため、 素子寿命が格段に向上できる。 本実施例に示す表示装置の輝度半減 寿命を測定した結果、 従来 2 0 0 0時間であったものが、 6 0 0 0時間まで向上 した。
(実施例 6 )
第 7 A図及び第 7 B図を参照すると、 本発明の実施例 6は T F T上に透明平坦 化膜 4 2を形成した構成を備え、 その後に有機 E L素子が形成されている。 この ようにすることで、 平坦面に有機 E L素子を形成できるため、 製造歩留まりが向 上する。 さらに、 信号線層と異なる層に有機 E L層が形成されるため、 画素電極 3 7を信号配線上に拡張し配置でき、 発光素子の面積を増加することが可能であ る。 さらに、 信号線を、 画素電極とは異なる材料で形成できるため、 導電性透明 材料を用いる必要が無く、 表示装置を大型にした際の配線抵抗を削減でき、 表示 階調を増加することができる。 本実施例 6のボトムエミッション型ァクティブマ トリクス有機 E L表示装置は次のように形成される。 まず実施例 5に記載の方法 により、 ゲート線、 T F T素子、 信号線を形成する。 信号線は、 実施例 6に示す X eガスを用いたスパッタ法により A 1を 3 0 O n m成膜しフォトリソグラフィ 法によりパター-ングすることで得た。 次に、 感光性透明樹脂をスビンコ一ト法 により塗布し、 露光、 現像をおこなったのち、 1 5 0 °C、 3 0分の乾燥の乾燥を 行い、 平坦化膜とした。 前記露光、 現像工程により、 平坦化膜 4 2には T F Tの 画素側電極と有機 E L素子とを接続する接続孔が設けられる。 感光性透明樹脂と しては、 アクリル榭脂、 ポリオレフイン樹脂、 脂環式ォレフイン樹脂などがある が、 水分の含有、 放出が少なく、 透明性に優れた、 脂環式ォレフイン樹脂が好ま しく、 本実施例においては脂環式ォレフイン樹脂を用いた。 次に実施例 1に記載 の方法により、 I T O膜を成膜し、フォトリソグラフィ法によりパターエングし、 導電性透明画素電極 3 7を得た。 弓 Iき続き実施例 1に示す方法により、 電子輸送 層 4、 発光層 5、 ホール輸送層 6を連続的に成膜し、 同じく実施例 1に示す X e プラズマを用いたスパッタ法により P tを形成し対向電極 8とした。 発光層は、 赤、 緑、 青の発光をする材料を、 任意に積層して用いても良く、 それぞれを単層 に形成してマトリクス上に配置しても良レ、。 次に、 実施例 1に示す方法により、 窒化ケィ素膜を 5 0 n m堆積し保護膜 9とした。窒ィ匕ケィ素膜は熱伝導率が高く、 また十分薄く形成されているため、 この状態でも放熱層 1 1を兼ねた保護層 9と なるが、 さらに効率よく放熱を行うため、 実施例 1に示す X eプラズマを用いた スパッタ法により A 1を堆積して放熱層 1 1とした。
このようにして得られた表示装置の輝度半減寿命を計測した結果、 従来 2 0 0 0時間だった寿命が 6 0 0 0時間となり、 また、 発光面積は、 従来の素子面積比 6 0 %だつたものに対して 8 0 %となり、 表面輝度が 2 0 %上昇した。 有機層 3 が平坦化膜 4 2の上に形成されるため、 成膜不良などの発生がなく製造歩留まり が向上した。
(実施例 7 )
第 8 A図及ぴ第 8 B図は実施例 7のトップエミッション型アクティブマトリク ス有機 E L表示装置 4 0は、 基板 2 6と複数のゲート配線と、 ゲート配線に交差 する複数の信号線と、 このゲート配線とこの信号線の交差部付近に設置されたス イツチング素子と、 スィッチング素子に接続された対向画素電極 4 4と、 この対 向画素電極 4 4上に形成された有機層 3として、 ホール輸送層 6と発光層 5と電 子輸送層と、 該対向画素電極 4 4と対向する様にこの有機膜上に形成された導電 性透明電極 2 1と、 少なくとも有機層 3を直接または間接に覆うように形成され た保護層 9と、 保護層 9に接するように形成された放熱層 1 1と力 らなる。 有機 層 3は、 透明画素電極 4 4に近い側からホール輸送層 6、 発光層 5、 電子輸送層 (電子注入層） 4 5が形成される。
スイッチング素子は、 T F T素子や M I M素子など、 電流の O NZO F Fを制 御できるものがよく、 有機 E L素子の輝度の制御性の点から T F T素子が好まし レ、。
T F T素子は、 表示装置の仕様によりことなるが、 公知のアモルファス T F T やポリシリコン T F Tを好適に使用できる。
本実施例 7のアクティブマトリクス型有機 E L表示装置の製造方法について、 次に説明する。 まず、 洗浄されたガラス基板に、 A 1を 3 0 0 n mスパッタ成膜 した。 スパッタに際しては、 A r、 K r、 X eガスが好適に使用できるが、 X e を用いると、 電子の衝突断面積が大きく、 電子温度が低いため、 成膜された A 1 にプラズマによるダメージが抑制されより好適である。 次に、 フォトリソグラフ ィ法により、 成膜された A 1をパターエングし、 ゲート配線およびグート電極 3 5とした。 次に、 実施例 1で用いた 2段シャワープレートマイク口波プラズマ成 膜装置により、基板温度 200°C、 Ar ： N2： H2： S i H4=80 : 18 : 1. 5 : 0. 5で、 窒化ケィ素を 30 Onm成膜し、 ゲート絶縁膜とした。 基板温度 を 200°Cとすることで、 ゲート絶縁膜として用いることのできる、 絶縁耐圧が 高く界面準位密度の小さい良質な窒化ケィ素を成膜できた。 つぎに、 同じ装置を 用いて、 基板温度 200°C、 Ar ： S i H4=95 ： 5の体積比でアモルファス シリコンを 50 nm成膜し、 引き続き A r ： S i H4： P H3= 94 ： 5 ： 1で n +アモルファスシリコンを 30 nm成膜した。 成膜されたアモルファスシリコン および n+シリコンの積層膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングするこ とで、 素子領域を形成した。 次に、 フォトレジストを塗布し、 露光、 現像するこ とで、 信号線おょぴ信号線電極 38、 対向電極 8部分以外の領域にレジストマス クを形成した。 続いて実施例 1に示す方法と同様の方法で、 Xeプラズマを用い て、 素子にダメージを与えることなく、 1：を成8莫し、 リフトオフ法によりパタ 一エングすることで、 信号線および信号線電極 38、 対向電極 44を得た。 次に パターユングされた P t膜をマスクとして、 公知のイオンエッチング法で n+ァ モルファスシリコン層をエッチングすることにより、 T FTのチャネル部分離領 域を形成した。 実施例 1で用いた 2段シャワープレートマイクロ波プラズマ成膜 装置により、 室温で窒化ケィ素を成膜し、 フォトリソグラフィ法により有機 EL 素子領域のパターエングすることで、 T F Tチャネル分離部の保護膜および有機 E L素子の導電性透明電極と対向電極との短絡を防止する絶縁層とした。
次に、 実施例 1に記載の方法により、 有機層 3として、 ホール輸送層 6、 発光 層 5、 電子輸送層 （電子注入層） 45を連続的に成膜し、 大気に曝すことなく実 施例 1に記載の方法によって、 I T O膜を 150 n m成膜し、 導電性透明電極 2 とした。 次に、 実施例 1で用いた 2段シャワープレートマイクロ波プラズマ成膜 装置により、 窒ィ匕ケィ素を室温で 5 Onm成膜し、 保護層 9とした。 この保護層 9は、 熱伝導率が 80 WZ (m - K) と高く、 また、 十分に薄いため、 熱抵抗は 小さく、 単独でも十分放熱層 11を兼ねることができるがさらに効率よく放熱を 行うために放熱層を別途設けても良い。 トップエミッション型に使用される透明 放熱層 11としては、 熱伝導率が高く透明である材料であれば特に限定されない P T/JP2004/014418 が I T Oなどが例示される。
このようにして得られたトップエミッション式ァクティブマトリクス有機 E L 表示装置は、 P t膜のもつ高い仕事関数により、 バッファ層やホール注入層が不 要となるため、 高効率の発光が可能である。 さらに、 熱伝導率が高く、 薄い保護 層を用いているため、 保護層の機能を十分果たしながら素子の温度上昇を抑制で きるため、 素子寿命が格段に向上できる。 本実施例に示す表示装置の輝度半減寿 命を測定した結果、 従来 3 0 0 0時間であったものが、 9 0 0 0時間まで向上し た。
(実施例 8 )
第 9 A図及び第 9 B図に示された実施例 8は、 T F T上に平坦化膜 4 2を形成 した構成を備え、 その後に有機 E L素子が形成されている。 このようにすること で、平坦面に有機 E L素子を形成できるため、製造歩留まりが向上する。さらに、 信号線層と異なる層に有機 E L層が形成されるため、 対向画素電極 4 4を信号配 線上に拡張し配置でき、 発光素子の面積を増加することが可能である。 さらに、 信号線を、 対向画素電極 4 4とは異なる材料で形成できるため、 導電性透明材料 を用いる必要が無く、 表示装置を大型にした際の配線抵抗を削減でき、 表示階調 を増加することができる。 本実施例 8のトップエミッション型ァクティブマトリ クス有機 E L表示装置は次のように形成される。
まず、 実施例 7に記載の方法により、 ゲート線、 T F T素子、 信号線を形成す る。 信号線は、 実施例 6に示す X eガスを用いたスパッタ法により A 1を 3 0 0 n m成膜しフォトリソグラフィ法によりパターユングすることで得た。 次に、 感 光性透明樹脂をスピンコート法により塗布し、 露光、 現像をおこなったのち、 1 5 0 °C、 3 0分の乾燥の乾燥を行い、 平坦化膜とした。 前記露光、 現像工程によ り、 平坦化膜には T F Tの画素側電極と有機 E L素子とを接続する接続孔が設け られる。 感光性透明榭脂としては、 アクリル榭脂、 ポリオレフイン樹脂、 脂環式 ォレフィン樹脂などがあるが、 水分の含有、 放出が少なく、 透明性に優れた、 脂 環式ォレフイン樹脂が好ましく、 本実施例においては脂環式ォレフイン樹脂を用 いた。 次に実施例 1に記載の方法により、 X eプラズマを用いたスパッタ法によ り P tを成膜しリフトオフ法でパターユングして対向電極を得た。 引き続き実施 例 1に示す方法により、 ホール輸送層 6、 発光層 5、 電子輸送層 （電子注入層） 4 5を連続的に成膜し、 同じく実施例 1に示す方法により、 I T O膜を成膜し、 導電性透明画素電極 2を得た。
発光層 5は、 赤、 緑、 青の発光をする材料を、 任意に積層して用いても良く、 それぞれを単層に形成してマトリクス上に配置しても良い。 次に、 実施例 1に示 す方法により、 窒化ケィ素膜を 5 0 n m堆積し保護膜とした。 窒化ケィ素膜は熱 伝導率が高く、 また十分薄く形成されているため、 この状態でも放熱層 1 1を兼 ねた保護層 9となるが、 さらに効率よく放熱を行うため、 放熱層 1 1を別途設け ても良い。 トップェミッション型に使用される透明放熱層 1 1としては、 熱伝導 率が高く透明である材料であれば特に限定されないが I T Oなどが例示される。 このようにして得られた表示装置の輝度半減寿命を計測した結果、 従来 3 0 0 0時間だった寿命が 9 0 0 0時間となり、 また、 発光面積は、 従来の素子面積比 6 0 %だつたものに対して 8 0 %となり、 表面輝度が 2 0 %上昇した。 有機層 3 が平坦化膜 4 2の上に形成されるため、 成膜不良などの発生がなく製造歩留まり が向上した。
(実施例 9 )
第 1 0 A図及び第 1 0 B図を参照すると、 実施例 9のボトムエミッション型ァ クティブマトリクス有機 E L表示装置 4 6は、 基板 1と、 複数のゲート配線と、 ゲート配線に交差する複数の信号線と、 該ゲート配線と該信号線の交差部付近に 設置されたスィツチング素子と、 スィツチング素子に接続された導電性透明画素 電極 3 7と、該透明画素電極 3 7上に形成された有機層 3として、電子輸送層（電 子注入層） 4 5と発光層 5とホール輸送層 6と、 この透明画素電極 3 7と対向す る様にこの有機層 3の有機膜上に形成された対向電極と、 少なくとも有機層 3を 直接または間接に覆うように形成された保護層 9と、 保護層 9に接するように形 成された放熱層 1 1とカゝらなる。 有機層 3は、 透明画素電極 3 7に近い側から電 子輸送層 4、 発光層 5、 ホール輸送層 6が形成される。
スイッチング素子は、 T F T素子や M I M素子など、 電流の O NZO F Fを制 御できるものがよく、 有機 E L素子の輝度の制御性の点から T F T素子が好まし い。 8
TFT素子は、 表示装置の仕様によりことなるが、 公知のアモルファス T FT やポリシリコン T F Tを好適に使用できる。
本実施例 9のアクティブマトリタス型有機 EL表示装置の製造方法について、 次に説明する。 まず、 洗浄されたガラス基板に、 実施例 1で用いた 2段シャワー プレートマイクロ波励起プラズマ成膜装置により、 基板から 13. 56 MHzの 高周波を印加し、 イオン照射を行いながら、 基板温度 200°C、 Ar ： S i H4 = 95 : 5の体積比でポリシリ ンを 50 nm成膜し、 フォトリソグラフィ法に よりパターユングして T FTの素子領域を得た。 次に、 同じ装置を用いて、 基板 温度 200°C、 Ar ： N2： H2： S i H4=80 : 18 : 1. 5 ： 0. 5で、 窒 化ケィ素を 300 nm成膜し、 ゲート絶縁膜 34とした。 基板温度を 200。Cと することで、 ゲート絶縁膜 34として用いることのできる、 絶縁耐圧が高く界面 準位密度の小さい良質な窒ィ匕ケィ素を成膜できた。 これに引き続き、 A 1を 30 0 nmスパッタ成膜した。 スパッタに際しては、 Ar、 Kr、 Xeガスが好適に 使用できるが、 Xeを用いると、 電子の衝突断面積が大きく、 電子温度が低いた め、成膜された A 1にプラズマによるダメージが抑制されより好適である。次に、 フォトリソグラフィ法により、 成膜された A 1をパターエングし、 ゲート配線お よびゲート電極とした。 次に、 実施例 1で用いた 2段シャワープレートマイクロ 波プラズマ成膜装置により、 つぎに、 同じ装置を用いて、 基板温度 200°C、 A r ： N2： H2： S i H4=80 : 18 : 1. 5 : 0. 5で、 窒化ケィ素を 300 nm成 S莫した。 形成した窒化ケィ素に、 フォトリソグラフィ法により、 コンタク トホールを形成し、 実施例 1に示す方法と同様の方法で、 I T O膜を 350 n m 成膜し、 フォトリソグラフィ法によりパターエングすることで、 信号線および信 号線電極 38、 導電性透明画素電極 37を得た。 次に、 実施例 1に記載の方法に より、 有機層 3として、 電子輸送層 4、 発光層 5、 ホール輸送層 6を連続的に成 膜し、 大気に曝すことなくゲート配線形成に用いた P tスパッタ装置によって、 電子温度の低い X eプラズマを用いて P tを成 S莫し、 対向電極とした。
次に、 実施例 1で用いた 2段シャワープレートマイクロ波プラズマ成膜装置に より、 窒化ケィ素を室温で 5 Onm成膜し、 保護層 9とした。 この保護層 9は、 熱伝導率が 8 OW/ (m-K) と高く、また、十分に薄いため、熱抵抗は小さく、 単独でも十分放熱層を兼ねることができるがさらに効率よく放熱を行うために放 熱層 1 1を另 (J途設けても良レヽ。 本実施例においては、 ゲート配線形成に用いた A 1スパッタ装置によって、 電子温度の低い X eプラズマを用いて A 1を成膜し放 熱層 1 1とした。
このようにして得られたボトムェミッション式アクティブマトリクス有機 E L 表示装置 4 6は、 P tのもつ高い仕事関数により、 バッファ層やホール注入層が 不要となるため、 高効率の発光が可能である。 さらに、 T F T素子としてポリシ リコンを用いているため、電流駆動能力が向上し、有機 E L素子の制御性がよく、 高品質な表示が可能となった。 さらに、 熱伝導率が高く、 薄い保護層 9を用いて いるため、保護層 9の機能を十分果たしながら素子の温度上昇を抑制できるため、 素子寿命が格段に向上できる。 本実施例に示す表示装置の輝度半減寿命を測定し た結果、 従来 2 0 0 0時間であったものが、 6 0 0 0時間まで向上した。
(実施例 1 0 )
第 1 1 A図及び第 1 1 B図に示された実施例 1 0では、 T F T上に平坦化膜 4 2を形成した構成を備え、 その後に有機 E L素子が形成されている。 このように することで、平坦面に有機 E L素子を形成できるため、製造歩留まりが向上する。 さらに、 信号線層と異なる層に有機 E L層が形成されるため、 画素電極 3 7を信 号配線上に拡張し配置でき、 発光素子の面積を増加することが可能である。 さら に、 信号線を、 画素電極とは異なる材料で形成できるため、 導電性透明材料を用 いる必要が無く、 表示装置を大型にした際の配線抵抗を削減でき、 表示階調を増 加することができる。
本実施例 1 0のボトムエミッション型ァクティブマトリクス有機 E L表示装置 5 0は次のように形成される。まず、実施例 9に記載の方法により、 T F T素子、 ゲート線、 信号線を形成する。 信号線は、 実施例 6に示す X eガスを用いたスパ ッタ法により A 1を 3 0 0 n m成 B莫しフォトリソグラフィ法によりパターニング することで得た。 次に、 感光性透明樹脂をスピンコート法により塗布し、 露光、 現像をおこなったのち、 1 5 0 °C、 3 0分の乾燥の乾燥を行レ、、平坦化膜とした。 前記露光、 現像工程により、 平坦化膜には T F Tの画素側電極と有機 E L素子と を接続する接続孔が設けられる。 感光性透明樹脂としては、 アクリル樹脂、 ポリ ォレフィン樹脂、 脂環式ォレフイン樹脂などがあるが、 水分の含有、 放出が少な く、 透明性に優れた、 脂環式ォレフイン樹脂が好ましく、 本実施例においては脂 環式ォレフイン樹脂を用いた。 次に実施例 1に記載の方法により、 I T O膜を成 膜し、 フォトリソグラフィ法によりパターニングし、 導電性透明画素電極 3 7を 得た。 引き続き実施例 1に示す方法により、 電子輸送層 4、 発光層 5、 ホール輸 送層 6を連続的に成膜し、 同じく実施例 1に示す X eプラズマを用いたスパッタ 法により P tを形成し対向電極 8とした。 発光層 5は、 赤、 緑、 青の発光をする 材料を、 任意に積層して用いても良く、 それぞれを単層に形成してマトリクス上 に配置しても良い。 次に、 実施例 1に示す方法により、 窒化ケィ素膜を 5 0 n m 堆積し保護膜とした。 窒化ケィ素膜は熱伝導率が高く、 また十分薄く形成されて いるため、 この状態でも放熱層を兼ねた保護層 9となるが、 さらに効率よく放熱 を行うため、 実施例 1に示す X eプラズマを用いたスパッタ法により A 1を堆積 して放熱層 1 1とした。
このようにして得られた表示装置の輝度半減寿命を計測した結果、 従来 2 0 0 0時間だった寿命が 6 0 0 0時間となり、 また、 発光面積は、 従来の素子面積比 6 0 %だつたものに対して 8 0 %となり、 表面輝度が 2 0 %上昇した。 有機層 3 が平坦化膜 4 2の上に形成されるため、 成膜不良などの発生がなく製造歩留まり が向上した。 さらに、 T F T素子としてポリシリコンを用いているため、 電流駆 動能力が向上し、 有機 E L素子の制御性がよく、 高品質な表示が可能となった。
(実施例 1 1 )
実施例 9に示すボトムエミッション型ァクティブマトリクス表示装置において、 実施例 7に示す方法と同様の方法で、 対向電極 8と導電性透明電極 3 7、 ホール 輸送層と電子輸送層の形成順序をそれぞれ入れ替えることで、 トップエミッショ ン型アクティブマトリクス表示装置を得ることができる。
第 1 2 A図及び第 1 2 B図を参照すると、 形成したトップェミッション型ァク ティブマトリクス表示装置 5 1は、基板 2 6としては表面に絶縁性があればよく、 限定されないが、 表面に窒化ケィ素膜を形成した金属基板を用いた。 T F T素子 としては実施例 1 0で示すポリシリコン T F Tを用いた。
このようにして得られたボトムエミッション式アクティブマトリクス有機 E L 表示装置 5 1は、 P t膜のもっ高レ、仕事関数により、 バッファ層やホール注入層 が不要となるため、 高効率の発光が可能である。 さらに、 T F T素子としてポリ シリコンを用いているため、 電流駆動能力が向上し、 有機 E L素子の制御性がよ く、 高品質な表示が可能となった。 さらに、 熱伝導率が高く、 薄い保護層 9を用 いているため、 保護層 9の機能を十分果たしながら素子の温度上昇を抑制できる ため、 素子寿命が格段に向上できる。 本実施例に示す表示装置の輝度半減寿命を 測定した結果、 従来 3 0 0 0時間であったものが、 9 0 0 0時間まで向上した。
(実施例 1 2 )
実施例 1 0に示すポトムエミッション型ァクティブマトリクス表示装置にぉレヽ て、 実施例 8に示す方法と同様の方法で、 対向電極と導電性透明電極、 ホール輸 送層と電子輸送層の形成順序をそれぞれ入れ替えることで、 トップエミッション 型アクティブマトリクス表示装置を得ることができる。
第 1 3 A図及び第 1 3 B図を参照すると、 上記によって形成したトップェミツ ション型ァクティブマトリクス表示素子は、 基板 2 .6としては表面に絶縁性があ ればよく、 限定されないが、 表面に窒化ケィ素膜を形成した金属基板を用いた。 T F T素子としては実施例 1 1で示すポリシリコン T F Tを用いた。
このようにして得られたボトムエミッション式ァクティブマトリクス有機 E L 表示装置は、 P t膜のもつ高い仕事関数により、 バッファ層やホール注入層が不 要となるため、 高効率の発光が可能である。 さらに、 T F T素子としてポリシリ コンを用いているため、 電流駆動能力が向上し、 有機 E L素子の制御性がよく、 高品質な表示が可能となった。 さらに、 熱伝導率が高く、 薄い保護層 9を用いて いるため、保護層 9の機能を十分果たしながら素子の温度上昇を抑制できるため、 素子寿命が格段に向上できる。 本実施例に示す表示装置の輝度半減寿命を測定し た結果、 従来 3 0 0 0時間であったものが、 9 0 0 0時間まで向上した。 また、 発光面積は、 従来の素子面積比 6 0 %だつたものに対して 8 0 %となり、 表面輝 度が 2 0 %上昇した。 さらに、 有機層 3が平坦ィ匕膜 4 2の上に形成されるため、 成膜不良などの発生がなく製造歩留まりが向上した。
(実施例 1 3 )
第 1 4 A図及び第 1 4 B図を参照しながら、 T F Tおよびそれを用いた表示素 子の構造につ！/、て説明する。 実施例 13におけるボトムエミッション型有機 E L 表示装置 53は、 透明基板 1と複数のゲート配線と、 ゲート配線に交差する複数 の信号線と、 このゲート配線と該信号線の交差部付近に設置されたスィツチング 素子と、 スイッチング素子に接続された導電性透明画素電極 37と、 この透明画 素電極 37上に形成された有機層 3として、 電子輸送層 4と発光層 5とホール輸 送層 6と、 この透明画素電極 37と対向する様にこの有機層 3を構成する有機膜 上に形成された対向電極 8と、 少なくとも有機層 3を直接または間接に覆うよう に形成された保護層 9と、 保護層 9に接するように形成された放熱層 1 1とから なる。 有機層 3は、 透明画素電極 37に近い側から電子輸送層 4、 発光層 5、 ホ ール輸送層 6が形成される。
本実施例の T FT素子および表示装置は次のように形成される。 まず、 洗浄し た基板上に感光性透明樹脂を 35 Onm塗布し、 露光、 現像することで、 ゲート 線およぴゲート電極領域に開口を設ける。次に、該開口部にスクリーン印刷法や、 インクジェット印刷法、 めっき法などにより、 金属膜を前記感光性透明樹脂と同 等の厚さで形成し、 ゲート配線およびゲート電極 35とする。 金属膜の材料は、 製法により適宜選ぶことができるが、 抵抗率の低い、 Au, Cu、 Ag、 A1な どが好ましい。 本実施例においては A gを配線材料として選択した。 次に、 実施 例 1で用いた 2段シャワープレートマイクロ波プラズマ成膜装置により、 基板温 度 200°C、 Ar ： N2： H2： S i H4=80 ： 18 ： 1. 5 : 0. 5で、 窒化 ケィ素を 300 nm成膜し、 ゲート絶縁膜 34とした。 基板温度を 200°Cとす ることで、 ゲート絶縁膜 34として用いることのできる、 絶縁耐圧が高く界面準 位密度の小さい良質な窒ィ匕ケィ素を成膜できた。 つぎに、 同じ装置を用いて、 基 板温度 200°C、 Ar ： S i H4= 95 ： 5の体積比でアモルファスシリコンを 50 nm成膜し、 引き続き A r ： S i H4： PH3=94 : 5 : 1で n+ァモルフ ァスシリコンを 30 nm成膜した。 成膜されたアモルファスシリコンおよび n + シリコンの積層膜をフォトリソグラフィ法によりパターエングすることで、 素子 領域を形成した。 次に、 実施例 1に示す方法と同様の方法で、 I TO膜を 350 nm成膜し、 フォトリソグラフィ法によりパターユングすることで、 信号線およ び信号線電極、 導電性透明画素電極 37を得た。 次にパターニングされた I T〇 膜をマスクとして、 公知のイオンエッチング法で n +アモルファスシリコン層を エッチングすることにより、 T F Tのチャネル部分離領域を形成した。 実施例 1 で用いた 2段シャワープレートマイクロ波プラズマ成膜装置により、 室温で窒化 ケィ素を成膜し、 フォトリソグラフィ法により有機 E L素子領域のパターユング することで、 T F Tチャネル分離部の保護膜 9および有機 E L素子の導電性透明 電極と対向電極との短絡を防止する絶縁層とした。 次に、 実施例 1に記載の方法 により、 有機層 3として、 電子輸送層 4、 発光層 5、 ホール輸送層 6を連続的に 成膜し、大気に曝すことなくゲート配線形成に用いた P tスパッタ装置によって、 電子温度の低い X eプラズマを用いて P tを成膜し、 対向電極 8とした。 次に、 実施例 1で用いた 2段シャワープレートマイクロ波ブラズマ成 S莫装置により、 窒 化ケィ素を室温で 5 O n m成膜し、 保護層とした。 該保護層 9は、 熱伝導率が 8 OW/ (m - K) と高く、 また、 十分に薄いため、 熱抵抗は小さく、 単独でも十 分放熱層を兼ねることができるがさらに効率よく放熱を行うために放熱層 1 1を 別途設けても良い。 本実施例においては、 ゲート配線形成に用いた A 1スパッタ 装置によって、 電子温度の低い X eプラズマを用いて A 1を成膜し放熱層 1 1と しプし。
このようにして得られたボトムェミッション式アクティブマトリクス有機 E L 表示装置は、 P t膜のもつ高い仕事関数により、 バッファ層やホール注入層が不 要となるため、 高効率の発光が可能である。 さらに、 熱伝導率が高く、 薄い保護 層 9を用いているため、 保護層 9の機能を十分果たしながら素子の温度上昇を抑 制できるため、 素子寿命が格段に向上できる。 本実施例に示す表示装置の輝度半 減寿命を測定した結果、 従来 2 0 0 0時間であったものが、 6 0 0 0時間まで向 上した。 さらにゲート電極が埋め込まれた構造となるため、 T F Tを構成する半 導体層が平滑面上に形成でき、 T F Tの電流パラツキを抑えることができるため、 表示品位が向上するばかりでなく、 電流パラツキによる有機 E L素子の寿命パラ ツキを抑えることができる。
実施例 9に示す方法により、 ァモルファスシリコン層の換わりにポリシリコン 層を用いてもよく、 この場合には T F Tの電流駆動能力が向上するため、 有機 E L素子の発光の制御性が向上し、 表示品位を向上することができる。 さらに、 実施例 7、 実施例 11に示すように、 対向電極と導電性透明電極、 ホ ール輸送層と電子輸送層をそれぞれ入れ替えることで、 トップエミッション型の 構成としてもよく、 この場合には、 有機 EL素子からの光の取り出し効率を向上 することができる。
さらに、 実施例 6、 実施例 8、 実施例 10、 実施例 12に示すように、 T F T 上に平坦化膜を構成してその上に有機 EL素子を構成してもよく、 この場合には 有機 EL層が平坦な上に形成されるため、 成膜不良などが抑制されるため、 素子 寿命が向上し、 さらに輝度のばらつきや寿命のパラツキを抑制することが可能に なる。
(実施例 14) '
第 15図を参照すると、 実施例 14による放熱層は、 実施例 1における表示素 子の放熱層の例を示している。 実施例 14の放熱層 1 1は、 表面にくし型のパタ ーンを配置してなり、 これにより、 外部の層、 例えば空気層と接触する面積を向 上し放熱効率の向上を図るものである。 このようにくし型の電極としたことによ り、 放熱効率が向上し、 素子の輝度半減寿命が 20%向上した。 本実施例におい てはくし型の構造としたが、外部の層との接触面積を増やせる構造であればよく、 エンボス上の凹凸などでもよい。 さらに、 放熱層 11は、 保護層 9と兼用しない 場合、 素子全面を覆う必要はなく、 少なくとも発光領域を覆えばよい。 隣り合う 放熱層 11を接続して、 ヒートシンクやペルチェ素子などの別の放熱手段を素子 外部に設けても良い。
さらに、 トップェミッション型の場合は、 光の波長に比べ十分短い、 数 nm〜 数十 nm程度の凹凸を設けても、 よく、 また、 ブラックマトリクスの形状に合わ せて数ミクロンの高さのマトリクス状の格子形状を設けてもよく、 これにより放 熱効果を数。 /0程度、 向上することができる。
なお、 上記の実施例では対向電極として P tを用いたが、 これに限らず Co、 N i、 Rh、 Pd、 I r、 A uなどの高仕事関数材料をもちいればよく、 これら の少なくとも一つを単体または合金で使用することができる。
以上説明したように、本発明によれば、 Co、 N i、 Rh、 Pd、 I r、 P t、 A uなどの高仕事関数材料を透明電極に対向する陽極側対向電極として用いてレヽ るため、 有機 E L素子におけるホール注入効率を向上し、 一般的に必要とされる ホーノレ注入層やバッファ層が不要となるため、. 発光効率が向上し、 以つて輝度を 向上することができる。 さらに、 発光層へのエネルギー障壁が低減することによ り、 発熱量が低下し、 有機 E L素子の寿命を向上することができる。 さらに、 本 発明によれば、 有機 E L発光層の保護層として、 窒化物を用いるため、 熱伝導率 が高く、 薄膜でも水分や酸化性ガスの透過の無い、 安定な保護層を得ることがで き、 発光層での発熱を効率よく外部へ放出することが可能であるため、 有機 E L 素子の寿命を向上することができる。 本発明の表示素子によれば、 窒化物保護膜 を低温気相成長で形成するので、 有機 E L層のダメージを防ぐことができる。 さ らに、 本発明の表示素子によれば、 平坦構造の上に有機 E L素子を形成すること ができるため成膜不良などが減り、 素子の寿命を向上することができる。 さらに 本発明の表示素子によれば、 有機 E Lの電極と信号線を別々の配線層に配置でき るため、 表示面積を拡大することができ、 画面輝度を向上することができる。 さ らに本発明の表示素子によれば、 有機 E Lの電極と信号線を別々の配線層に配置 できるため、 信号線と、 有機 E L素子の電極を別材料にできるため、 信号線の電 気抵抗を低減でき、 大型の表示装置を構成することができる。 さらに本発明の表 示装置によれば、 埋め込みゲート構造の T F Tが使用できるため、 T F T素子の 半導体領域を略平坦な構造することができ、 T F T素子の電流バラツキを低減す ることがでるため、 高品位な表示を実現しながら、 有機 E L素子の寿命パラツキ を抑えることができる。 産業上の利用可能性
以上説明したように、、本発明に係る有機 E L発光素子は、テレビ、 モニタ、 デ イスプレイ等の表示装置等に最適である。

Claims

請' 求 の 範 囲
1. 導電性透明電極と、 該導電性透明電極に対向する対向電極と、 前記導電 性透明電極と前記対向電極との間に設けられた有機 E L発光層と、 前記有機 E L 発光層に接するようにその両面に設けられた電子輸送層とホール輸送層とを有す る有機 E L発光素子において、 前記導電性透明電極と前記電子輸送層と前記有機 E L発光層と前記ホール輸送層と前記対向電極とは、 この順に積層されてなるこ とを特徴とする有機 E L発光素子。
2. 導電性透明電極と、 該導電性透明電極上に設けられた電子輸送層と、 該 電子輸送層上に設けられた有機 E L発光層と、 該有機 E L発光層上に設けられた ホール輸送層と、 該ホール輸送層上に設けられ仕事関数が 4 e V乃至 6 e Vの導 電材料から成る対向電極とを含むことを特徴とする有機 E L発光素子。
3. 請求項 1または 2に記載の有機 EL発光素子において、 前記導電性透明 電極は I TOを含み、前記対向電極の導電材料は C o、 N i、 Rh、 Pd、 I r、 P tおよび Auのうちの少なくとも一つを単体または合金として含むことを特徴 とする有機 EL発光素子。
4. 請求項 1乃至 3のいずれか一つに記載の有機 EL発光素子において、 前 記導電性透明電極は透明基板上に設けられ、 前記有機 E L発光層からの発光は前 記透明基板を経由して取り出されることを特徴とする有機 E L発光素子。
5. 請求項 1乃至 3のいずれか一つに記載の有機 EL発光素子において、 前 記対向電極が基板上に設けられ、 前記有機 EL発光層からの発光は前記導電性透 明電極を経由して取り出されることを特徴とする有機 E L発光素子。
6. 請求項 1乃至 5のいずれ力一つに記載の有機 E L発光素子において、 少 なくとも前記有機 EL発光層を覆うように絶縁保護層が設けられ、 さらに該絶縁 保護層に接するように放熱層が設けられたことを特徴とする有機 E L発光素子。
7. 請求項 6に記載の有機 E L発光素子において、 前記絶縁保護層は T i、 Z r、 Hf 、 V、 Nb、 Ta、 C r、 B、 A 1および S iの少なくとも一つの元 素と窒素との化合物のうちの少なくとも 3からなり厚さが 100 nm以下の窒 化物膜を含むことを特徴とする有機 E L発光素子。
8 . 請求項 7記載の有機 E L発光素子において、 前記窒化物膜は窒化シリコ ン、 窒化チタン、 窒ィ匕タンタルおよぴ窒化アルミニウムの少なくとも一つから成 ることを特徴とする有機 E L発光素子。
9 . 請求項 7または 8に記載の有機 E L発光素子において、 前記窒化物膜は 3 0 n m乃至 5 0 n mの厚さを有することを特徴とする有機 E L発光素子。
1 0. 請求項 6から 9のいずれ力一つに記載の有機 E L発光素子において、 前記絶縁保護層は前記導電性透明電極と前記有機 E L発光層と前記対向電極とを 覆う絶縁層と該絶縁層を覆う保護層とからなることを特徴とする有機 E L発光素 子。
1 1 . 請求項 6から 1 0のいずれ力一つに記載の有機 E L発光素子において、 前記絶縁保護層はマイク口波励起プラズマを用いた低温気相成長により形成され た窒化物膜を含むことを特徴とする有機 E L発光素子。
1 2. 請求項 6から 1 1のいずれ力一つに記載の有機 E L発光素子において、 前記絶縁保護層は A r , K r , X eからなる群から選ばれる元素の少なくと も一つを含むことを特徴とする有機 E L発光素子。
1 3 . 請求項 1から 1 2のいずれか一つに記載の有機 E L発光素子を表示素 子に用いたことを特徴とする有機 E L表示装置。
1 4. 導電性透明電極と、 該導電性透明電極に対向する対向電極と、 前記導 電性透明電極と前記対向電極との間に設けられた発光層と、 前記発光層に接する ように設けられた電子輸送層とホール輸送層と、 少なくとも前記発光層を覆うよ うに設けられた保護層と、 該保護層に接するように設けられた放熱層とを有する 発光素子にぉレヽて、 前記導電性透明電極と前記電子輸送層と前記発光層と前記ホ ール輸送層と前記対向電極とは、 この順に積層されてなることを特徴とする発光 素子。
1 5 . 請求項 1 4記載の発光素子において、 前記保護層と前記放熱層は同一 材料からなる共通層であることを特徴とする発光素子。
1 6 . 請求項 1 4または 1 5に記載の発光素子において、 前記発光層は有機 化合物からなる発光層であることを特徴とする発光素子。
1 7. 透明基板上に導電性透明電極を形成し、 該導電性透明電極上に電子輸 送層を設け、 前記電子輸送層上に発光層を形成し、 前記発光層上にホール輸送層 を設け、 前記ホール輸送層上に対向電極を設けることを特徴とする発光素子の製 造方法。
1 8 . 基板上に対向電極を形成し、 該対向電極上にホール輸送層を設け、 前 記ホール輸送層上に発光層を形成し、 前記発光層上に電子輸送層を設け、 前記電 子輸送層上に導電性透明電極を設けることを特徴とする発光素子の製造方法。
1 9 . 請求項 1 7または 1 8に記載の発光素子の製造方法にぉレ、て、 前記導 電性透明電極は I T Oを含み、 前記対向電極は C o、 N i、 R h、 P d、 I r、 P tおよび A uのうちの少なくとも一つを単体または合金として含むことを特徴 とする発光素子の製造方法。
2 0 . 請求項 1 7乃至 1 9のいずれか一つに記載の発光素子の製造方法にお いて、 少なくとも前記発光層を覆うように A r、 K r、 X eからなる群から選ば れるガスを主成分とするブラズマを用いて保護層を成膜することを特徴とする発 光素子の製造方法。 .
2 1 . 請求項 2 0に記載の発光素子の製造方法において、 該プラズマはマイ ク口波励起プラズマであることを特徴とする発光素子の製造方法。
2 2 . 請求項 2 0または 2 1に記載の発光素子の製造方法において、 該成膜 は低温気相成長によって行われることを特徴とする発光素子の製造方法。
2 3 . 請求項 2 2に記載の発光素子の製造方法にぉレ、て、 該低温気相成長は 1 0 0 °C以下で行われることを特徴とする発光素子の製造方法。
2 4. 請求項 2 3に記載の発光素子の製造方法にぉレ、て、 該低温気相成長は 室温で行われることを特徴とする発光素子の製造方法。
2 5 . 請求項 2 2に記載の発光素子の製造方法にぉレ、て、 該低温気相成長は プラズマによる加熱を除き加熱せずに行われることを特徴とする発光素子の製造 方法。
2 6 . 請求項 1 7から 2 5のいずれか一つに記載の発光素子の製造方法によ り形成された発光素子を表示素子として用いたことを特徴とする表示装置。
2 7. 請求項 1 7乃至 1 9のいずれか一つに記載の発光素子の製造方法にお いて、 少なくとも前記発光層を覆うように T i、 Z r、 H f 、 V、 N b、. T a、 C r、 B、 A 1および S iの少なくとも一つの元素と窒素との化合物のうちの少 なくとも一つからなり厚さが 1 0 O n m以下の窒化物膜を形成することを特徴と する発光素子の製造方法。
2 8 . 請求項 2 7記載の発光素子の製造方法において、 前記窒化物膜は窒化 シリコン、 室化チタン、 窒化タンタルぉよび窒化アルミエゥムの少なくとも一つ から成ることを特徴とする発光素子の製造方法。
2 9 . マトリクス状に配置された複数のゲート線と、 複数の信号線と、 該ゲ 一ト線と該信号線の交差部付近に設けられたスィツチング素子と、 導電性透明電 極と、 該導電性透明電極に対向する対向電極と、 前記導電性透明電極と前記対向 電極との間に設けられた有機 E L発光層と、 少なくとも前記有機 E L発光層を覆 うように設けられた保護層と、 該保護層に接するように設けられた放熱層とを有 する有機 E L表示装置において、 該スイッチング素子は T F Tであり、 ゲート線 に接続されたゲート電極と、 信号線に接続された信号線電極と、 前記導電性透明 電極または前記対向電極に該 T F Tを覆う絶縁膜に形成されたコンタクトホール を介して接続された画素電極と、 を有し、 前記有機 E L発光層の両面に電子輸送 層とホール輸送層とを有し、 前記導電性透明電極と前記電子輸送層と前記有機 E L発光層と前記ホール輸送層と前記対向電極とは、 この順に積層されてなること を特徴とする有機 E L表示装置。
3 0 . 基板上にマトリクス状に配置された複数のゲート線と、 複数の信号線 と、 該ゲート線と該信号線の交差部付近に設けられたスイッチング素子と、 導電 性透明電極と、 該導電性透明電極に対向する対向電極と、 前記導電性透明電極と 前記対向電極との間に設けられた有機 E L発光層と、 少なくとも前記有機 E L発 光層を覆うように設けられた保護層と、 該保護層に接するように設けられた放熱 層とを有し、 該スイッチング素子は T F Tであり、 ゲート線に接続されたゲート 電極と、 信号線に接続された信号線電極と、 前記導電性透明電極または前記対向 電極に接続された画素電極と、 をさらに有し、 前記ゲート線および前記ゲート電 極は、 前記基板または前記基板に接する様に形成された絶縁膜に埋め込まれてい る有機 E L表示装置において、 前記有機 E L発光層の両面に電子輸送層とホール 輸送層とを有し、 前記導電性透明電極と前記電子輸送層と前記有機 E L発光層と 前記ホール輸送層と前記対向電極とは、 この順に積層されてなることを特徴とす る有機 E L表示装置。
3 1. 請求項 2 9または 3 0に記載の有機 E L表示装置において、 前記導電 性透明電極は I T Oを含み、 前記対向電極は仕事関数が 4. O e Vから 6. 0 e Vの導電材料を含むことを特徴とする有機 E L表示装置。
3 2. 請求項 2 9、 3 0または 3 1に記載の有機 E L表示装置において、 前 記保護層は厚さが 1 00 nm以下の窒化膜を含むことを特徴する有機 E L表示装 置。
3 3. 請求項 3 2に記載の有機 E L表示装置において、 前記窒化膜は T i、 Z r、 H f 、 V、 Nb、 T a、 C r、 B、 A l、 S i、 からなる群から選ばれる 元素と窒素との化合物の少なくとも一つであることを特徴とする有機 EL表示装 置。
34. 請求項 3 2記載の有機 EL表示装置において、 前記窒化膜は窒化シリ コン、 窒化チタン、 窒ィ匕タンタルおよび窒化アルミエゥムの少なくとも一つから 成ることを特徵とする有機 E L表示装置。
3 5. 請求項 3 2に記載の有機 EL表示装置において、 前記導電材料は仕事 関数が 4. 8 e Vから 6 e Vの金属または合金であることを特徴とする有機 EL 表示装置。
3 6. 請求項 2 9または 3 0に記載の有機 EL表示装置において、 前記対向 電極は C o、 N i、 Rh、 P d、 I r、 P tおよび A uの少なくとも一つを単体 または合金として含むことを特徴とする有機 EL表示装置。
3 7. 請求項 1 6に記載の発光素子において、前記対向電極は仕事関数が 4. 8 e Vから 6. 0 e Vであることを特徴とする発光素子。
3 8. 請求項 3 7に記載の発光素子において、 前記対向電極は C o、 N i、 Rh、 P d、 I r、 P tおよび A uの少なくとも一つを含むことを特徴とする発 光素子。
3 9. 請求項 1 7または 1 8に記載の発光素子の製造方法において、 前記対 向電極は仕事関数が 4. 8 e Vから 6. 0 e Vの導電材料からなることを特徴と する発光素子の製造方法。
4 0 . 請求項 1 4カゝら 1 6の内のいずれか一つに記載の発光素子を表示装置と して用いたことを特徴とする表示装置。
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