(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光層と、前記有機発光層に電気接続された第１電極及び第２電極とを備える有機ＥＬ部と、
前記有機ＥＬ部に対応して設けられたＴＦＴと、
前記ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極のいずれか一方のＴＦＴ電極と、前記第１電極及び前記第２電極のいずれか一方のＥＬ電極との間に介設された有機層とを具備し、
前記ＴＦＴ電極、前記有機層、前記ＥＬ電極からなる積層部は、
前記ＴＦＴ電極と前記ＥＬ電極との間に印加された電圧が閾値電圧値以上の範囲において導通し、前記閾値電圧値未満の範囲において、電流遮断特性を有し、
前記閾値電圧値は前記有機ＥＬ部のオン電圧よりも高い
有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記ＴＦＴ電極を構成する導電材料の仕事関数をＷＴ、前記ＥＬ電極を構成する導電材料の仕事関数をＷＥ、前記有機層を構成する有機材料のＨＯＭＯのエネルギー準位をＥＨ、ＬＵＭＯのエネルギー準位をＥＬとするとき、
ＥＨ−ＷＴ≧−０．５ｅＶ、ＥＨ−ＷＥ≦−０．７ｅＶ、且つ、ＥＬ−ＷＴ≧２．０ｅＶ
の関係が成立する、
請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記有機材料は、芳香族アミンまたは多環芳香族炭化水素の少なくともいずれかである、
請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記芳香族アミンが、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス（１−ナフチル）ベンジジン、トリフェニルアミン誘導体、フェニルアミン４量体、スターバースト型トリフェニルアミン誘導体、スピロ型トリフェニルアミン誘導体、銅フタロシアニン、チタニウムオキサイドフタロシアニンからなる群より選ばれる少なくとも一つである、
請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記多環芳香族炭化水素が、ペンタセン、ペンタセン誘導体のうちの少なくともいずれかである、
請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記ＴＦＴ電極が、モリブデン、タングステン、モリブデンタングステン、バナジウム、ルテニウム、金、銅のいずれかで形成されている、
請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
前記ＥＬ電極が、アルミニウム、銀、クロム、ニッケル及びこれらの合金、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛のいずれかで形成されている、
請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
前記ＴＦＴの半導体層と、前記有機発光層の少なくともいずれかが、前記有機層と同一の材料で構成されている、
請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項９】
さらに、前記ＴＦＴの閾値補償を行う回路を備える、
請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
前記ＴＦＴ電極と前記第１電極の間には、前記ＴＦＴ電極を一部露出させるコンタクトホールを確保しつつ、層間絶縁膜が形成され、
前記有機層は、少なくとも前記コンタクトホール内において、前記ＴＦＴ電極と前記ＥＬ電極の間に介在している
請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１１】
前記ＴＦＴの表面には保護層が被覆されており、
前記保護層が前記ＴＦＴ電極と前記ＥＬ電極の間にまで延設されて前記有機層を兼ねている
請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の有機ＥＬ素子が、互いに交差する第１方向及び第２方向に沿って平面状に複数にわたり配設され、
前記各有機ＥＬ素子における前記有機発光層を個別または一群毎に区画するように設けられた隔壁を備える
有機ＥＬ表示パネル。
【請求項１３】
基板準備工程と、
前記基板の表面に、有機半導体材料を塗布して有機半導体型のＴＦＴを含む配線部を形成する配線部形成工程と、
前記配線部を被覆するように、前記基板の表面に対して一様に、有機材料からなるオーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程と、
前記オーバーコート層の上方に第１電極を形成する第１電極形成工程と、
前記第１電極の上方に、有機発光材料を塗布して有機発光層を形成する有機発光層形成工程と、
前記有機発光層の上方に第２電極を形成する、第２電極形成工程とを有し、
前記オーバーコート層形成工程では、芳香族アミンまたは多環芳香族炭化水素の少なくともいずれかを含む材料で前記オーバーコート層を形成し、
前記第１電極形成工程では、前記オーバーコート層を介して前記ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極のいずれか一方のＴＦＴ電極と接触するように、前記第１電極を形成する、
有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ素子に関し、特に基板上に形成されたＴＦＴの電極と、ＥＬ電極との間の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、有機材料の電界発光現象を利用した発光素子であり、陽極及び陰極からなる一対のＥＬ電極の間に有機発光層が介挿された有機ＥＬ部と、前記ＥＬ電極に接続された配線部とを有する（例えば特許文献１）。
同素子の一般的な従来構成を説明する。図１６は、代表的な従来の有機ＥＬ素子１００Ｘに係る概略構成を示す部分断面図である。
【０００３】
基板１１の上面には、ゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３、半導体層１４、ＳＤ（ソース・ドレイン）電極１５、１６と、図示しない電源線、信号線等の配線、キャパシタとを含む配線部９が形成されている。ゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３、半導体層１４、ＳＤ電極１５、１６は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＴRXを構成する。配線部９では薄膜トランジスタＴRXを複数個形成し、駆動トランジスタとして用いる。
【０００４】
ＳＤ電極１５、１６の上面には、パッシベーション膜１８及び平坦化膜１９を順次積層してなる層間絶縁膜１７が配設される。層間絶縁膜１７の上には、陽極２１と、機能層の有機発光層２３と、陰極２４とを順次積層してなる有機ＥＬ部が設けられる。陽極２１は層間絶縁膜１７を貫通するコンタクトホール２０の内部において、ＳＤ電極１６とコンタクトしている。陰極２４は有機発光層２３の上面を基板平面に沿って一様に形成される。
【０００５】
尚、陽極２１の表面２１ａには所定のパターンでバンク（隔壁）２２が設けられ、バンク２２で区画された領域に有機発光層２３を配置させている。陰極２４の上方には基板平面に沿って一様に封止層２５が積層される。
陽極２１と陰極２４の間に配される機能層としては、有機発光層２３の他、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層が併せて配設されることもある。
【０００６】
このような構成の有機ＥＬ素子１００Ｘが複数にわたり基板１１に形成されることで、アクティブマトリクス駆動方式の有機ＥＬ表示パネルが構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２４４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現状の製造工程を経て製造される有機ＥＬ素子では、有機発光層等の機能層の膜厚に不均一な領域が生じることがあり、駆動時に膜厚が薄い部分で電界が集中し、絶縁破壊を生じて微細なリークパス（短絡経路）が形成されることがある。
また、製造工程で異物粒子が有機ＥＬ部の各層間や有機発光層内等に混入することによっても、リークパスが形成されうる。リークパスが形成されると、駆動中にリークパス内を電流（リーク電流）が流れる。
【０００９】
一般に有機ＥＬ素子では、低階調表示動作時や駆動トランジスタの補償動作時において、有機ＥＬ部に電流が流れない程度の低電圧（オン電圧未満の電圧）を印加して駆動制御される場合があるが、このような場合にリーク電流が流れると目的の制御を行えない。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、有機ＥＬ部内のリークパスによる低電圧駆動時の不具合を低減することにより、良好な駆動が期待できる有機ＥＬ素子とその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子は、有機発光層と、前記有機発光層に電気接続された第１電極及び第２電極とを備える有機ＥＬ部と、前記有機ＥＬ部と対応して設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極のいずれか一方のＴＦＴ電極と、前記第１電極及び前記第２電極のいずれか一方のＥＬ電極との間に介設された有機層とを具備し、前記ＴＦＴ電極、前記有機層、前記ＥＬ電極からなる積層部は、前記ＴＦＴ電極と前記ＥＬ電極との間に印加された電圧が所定値未満の範囲において、電流遮断特性を有しているものとする。
【発明の効果】
【００１１】
以上の構成を有する本発明の一態様における有機ＥＬ素子によれば、駆動時には、例えば第１電極側から有機発光層側に正孔電流が供給され、第２電極からは有機発光層側に電子電流が供給される。これにより有機発光層内でキャリアが再結合して発光する。
ここで上記本発明の一態様における有機ＥＬ素子では、有機ＥＬ部と、ＥＬ電極、有機層及びＴＦＴ電極からなる積層部とが直列に接続されている。この積層部は、前記ＴＦＴ電極と前記ＥＬ電極との間に印加された電圧が所定値未満の範囲において電流遮断特性を呈する。
【００１２】
従って、有機ＥＬ部にリークパスが存在する場合であっても、前記ＴＦＴ電極と前記ＥＬ電極との間に印加された電圧が所定値未満となる範囲において、有機ＥＬ素子の駆動の際にリークパスを流れるリーク電流を遮断することができる。このリーク電流の遮断効果によって、有機ＥＬ素子に低電圧を印加した際の駆動制御を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る有機ＥＬ素子１００の概略構成を示す部分断面図である。
【図２】ＮＰＢとペンタセンの電界と電流密度の関係を示す図（Ｌｏｇ表示）である。
【図３】ＮＰＢとペンタセンの電界と電流密度の関係を示す図（Ｌｉｎｅａｒ表示）である。
【図４】有機層１１１にＮＰＢを使用した場合の整流特性を説明するための模式的なエネルギーバンド図である。
【図５】有機層１１１にペンタセンを使用した場合の整流特性を説明するための模式的なエネルギーバンド図である。
【図６】駆動回路１２００、積層部１２１、有機ＥＬ部１１７の等価回路図である。
【図７】（ａ）は、補償動作時にキャパシタＣ1を充電している際の電流の流れを示した図である。図７（ｂ）は、有機ＥＬ部１１７が直に駆動トランジスタＴD1に接続された従来構成で、補償動作時にキャパシタＣ1を充電している際の電流の流れを示した図ある。
【図８】有機ＥＬ部１１７、積層部１２１、及び有機ＥＬ素子１００の各電流−電圧特性を模式的に示す図である。
【図９】有機ＥＬ素子１００の製造工程の一例を示す図である。
【図１０】有機ＥＬ素子１００の製造工程の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態２に係る有機ＥＬ素子１００Ａの概略構成を示す部分断面図である。
【図１２】有機ＥＬ素子１００Ａの製造工程の一例を示す図である。
【図１３】有機ＥＬ素子１００Ａの製造工程の一例を示す図である。
【図１４】有機ＥＬ素子１００Ａの製造工程の一例を示す図である。
【図１５】有機ＥＬ素子１００Ａの製造工程の一例を示す図である。
【図１６】従来の有機ＥＬ素子１００Ｘに係る概略構成を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の態様＞
本発明の一態様である有機ＥＬ素子は、有機発光層と、前記有機発光層に電気接続された第１電極及び第２電極とを備える有機ＥＬ部と、前記有機ＥＬ部に対応して設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極のいずれか一方のＴＦＴ電極と、前記第１電極及び前記第２電極のいずれか一方のＥＬ電極との間に介設された有機層とを具備し、前記ＴＦＴ電極、前記有機層、前記ＥＬ電極からなる積層部は、前記ＴＦＴ電極と前記ＥＬ電極との間に印加された電圧が所定値未満の範囲において、電流遮断特性を有している。
【００１５】
ここで、本発明の別の態様として、前記ＴＦＴ電極を構成する導電材料の仕事関数をＷT、前記ＥＬ電極を構成する導電材料の仕事関数をＷE、前記有機層を構成する有機材料のＨＯＭＯのエネルギー準位をＥH、ＬＵＭＯのエネルギー準位をＥLとするとき、
ＥH−ＷT≧−０．５ｅＶ、ＥH−ＷE≦−０．７ｅＶ、且つ、ＥL−ＷT≧２．０ｅＶ
の関係が成立するものとしてもよい。
【００１６】
この場合、前記素子は、前記閾値電圧値未満での電流遮断特性に加え、整流（ダイオード）特性を有する構成となる。前記各関係を満たすことで、順バイアス印加時には通常通りの装置駆動を実施でき、仮に逆バイアスが印加された際には電子電流及び正孔電流の流れを抑制して、前記素子が破壊されるのを防止できる。
また、本発明の別の態様として、前記有機材料は、芳香族アミンまたは多環芳香族炭化水素の少なくともいずれかとすることもできる。
【００１７】
ここで本発明の別の態様として、前記芳香族アミンが、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ
、Ｎ’−ビス（１−ナフチル）ベンジジン、トリフェニルアミン誘導体、フェニルア
ミン４量体、スターバースト型トリフェニルアミン誘導体、スピロ型トリフェニルアミン誘導体、ルブレン、銅フタロシアニン、チタニウムオキサイドフタロシアニン、アルファ−セキシチオフェンからなる群より選ばれる少なくとも一つとすることもできる。
【００１８】
また、本発明の別の態様として、前記多環芳香族炭化水素が、ペンタセン、ペンタセン誘導体のうちの少なくともいずれかとすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記ＴＦＴ電極が、モリブデン、タングステン、モリブデンタングステン、バナジウム、ルテニウム、金、銅のいずれかで形成することもできる。
【００１９】
また、本発明の別の態様として、前記ＥＬ電極が、アルミニウム、銀、クロム、ニッケル及びこれらの合金、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛のいずれかで形成することもできる。
また、本発明の別の態様として、前記ＴＦＴの半導体層と、前記有機発光層の少なくともいずれかが、前記有機層と同一の材料で構成することもできる。
【００２０】
また、本発明の別の態様として、さらに前記ＴＦＴの閾値補償を行う回路を備える構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記配線部と前記第１電極の間には、前記配線部を一部露出させるコンタクトホールを確保しつつ、層間絶縁膜が形成され、前記有機層は、少なくとも前記コンタクトホール内において、前記ＴＦＴ電極と前記ＥＬ電極の間に介在している構成とすることもできる。
【００２１】
また、本発明の別の態様として、前記ＴＦＴの表面には保護層が被覆されており、
前記保護層が前記ＴＦＴ電極と前記ＥＬ電極の間にまで延設されて前記有機層を兼ねている構成とすることもできる。
また、本発明の一態様として、いずれかの本発明の態様の有機ＥＬ素子が、互いに交差する第１方向及び第２方向に沿って平面状に複数にわたり配設され、前記各有機ＥＬ素子における前記有機発光層を個別または一群毎に区画するように設けられた隔壁を備える、有機ＥＬ表示パネルとする。
【００２２】
また、本発明の一態様である有機ＥＬ素子の製造方法は、基板準備工程と、前記基板の表面に、有機半導体材料を塗布して有機半導体型のＴＦＴを含む配線部を形成する配線部形成工程と、前記配線部を被覆するように、前記基板に対して一様に有機材料からなるオーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程と、前記オーバーコート層の上方に第１電極を形成する第１電極形成工程と、前記第１電極の上方に、有機発光材料を塗布して有機発光層を形成する有機発光層形成工程と、前記有機発光層の上方に第２電極を形成する、第２電極形成工程とを有し、前記オーバーコート層形成工程では、芳香族アミンまたは多環芳香族炭化水素の少なくともいずれかを含むことにより前記オーバーコート層を形成し、前記第１電極形成工程では、前記オーバーコート層を介して前記ＴＦＴ電極と接触するように、前記第１電極を形成するものとする。
１．実施の形態１
＜有機ＥＬ表示パネル１０の構成＞
図１は、実施の形態１に係る有機ＥＬ表示パネル１０の要部（有機ＥＬ素子１００の概略構成）を示す部分断面図である。
【００２３】
有機ＥＬ表示パネル１０は、パネル面を平面視した際、有機ＥＬ素子１００を基板１０１の平面に沿ってマトリクス状（例えば行列方向）に複数にわたり並ぶように形成して構成される。
列方向に隣接する３つの有機ＥＬ素子１００は、不図示のカラーフィルターを積層されて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応するサブピクセルとなる。そして隣接する３色分のサブピクセルで１画素（ピクセル）を構成している。
【００２４】
有機ＥＬ素子１００は、基板１０１と、配線部１２０と、層間絶縁膜１０７と、有機層１１１と、有機ＥＬ部１１７と、バンク１１６と、封止層１１５とを備える。
［基板１０１］
基板１０１は有機ＥＬ表示パネル１０のベースとなる部分であって、無機材料或いは有機材料からなる絶縁性基板として構成される。
【００２５】
［配線部１２０］
配線部１２０は、外部から有機ＥＬ部１１７に電力を供給する機能を有する。配線部１２０はゲート電極１０２と、ゲート絶縁膜１０３と、半導体層１０４と、ＳＤ電極１０５、１０６と、不図示の配線、及びキャパシタ等を有する。この配線部１２０によって、後述する有機ＥＬ部駆動回路１２００が構成されている。
【００２６】
ゲート電極１０２は基板１０１上に配設され、ゲート絶縁膜１０３で被覆されている。
半導体層１０４（有機半導体層等）はゲート絶縁膜１０３上のゲート電極１０２に対応する部分に形成される。
ＳＤ電極１０５、１０６はＴＦＴ電極であって、ゲート絶縁膜１０３上に形成される。ＳＤ電極１０５、１０６の各一部が半導体層１０４に乗り上げ、当該半導体層１０４上で間隔を隔てて配置されている。このように配置されたゲート電極１０２と、ゲート絶縁膜１０３と、半導体層１０４と、ＳＤ電極１０５、１０６によって薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＴR1が構成されている。配線部１２０において、トランジスタＴR1は有機ＥＬ素子１００毎に複数個形成され、駆動トランジスタとして用いられる。
【００２７】
尚、ＳＤ電極１０５、１０６の表面には、部分的に絶縁性の熱硬化性樹脂膜（ビスマレイミドトリアジン樹脂膜等）を形成してもよい。
［層間絶縁膜１０７］
層間絶縁膜１０７は、ＳＤ電極１０５、１０６の上面を被覆するように形成される。層間絶縁膜１０７は、ここではパッシベーション膜１０８と平坦化膜１０９とからなる。層間絶縁膜１０７はコンタクトホール１１０を有するように形成され、コンタクトホール１１０の内部においてＳＤ電極１０６を露出させている。
【００２８】
［有機層１１１］
有機層１１１は実施の形態１の主たる特徴部分の一つであって、芳香族アミンまたは多環芳香族炭化水素の少なくともいずれかを含む材料で構成された層である。芳香族アミンの一例としてＮＰＢ、多環芳香族炭化水素の一例としてペンタセンを挙げることができる。有機層１１１は、例えば基板平面に沿って一様に形成することができるが、ＳＤ電極１０６と接触させつつ、コンタクトホール１１０の内部のみに設けることもできる。有機層１１１の厚みは一例として３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲が好ましく、特に４０ｎｍ以上６０ｎｍ以下程度の範囲が望ましい。
【００２９】
［有機ＥＬ部１１７］
有機ＥＬ部１１７は、陽極（第１電極）１１２と、有機発光層１１３と、陰極（第２電極）１１４とを備える。
陽極１１２は、陰極１１４とともに一対のＥＬ電極をなす電極であって、駆動時に有機発光層１１３に対してホールを供給する機能を有する。コンタクトホール１１０の内部において、陽極１１２は有機層１１１を介してＳＤ電極１０６と積層するように配設されている。実施の形態１では、ＳＤ電極１０６、有機層１１１、陽極１１２の積層部分を積層部１２１と称する。
【００３０】
有機発光層１１３は有機発光材料を塗布・乾燥または蒸着してなる機能層であり、陽極１１２及び陰極１１４に電気接続されている。駆動時にはホール及び電子のキャリア再結合によって発光する。
尚、陽極１１２と有機発光層１１３との間には、必要に応じてホール注入層、ホール輸送層またはホール注入兼輸送層を介挿することもできる。
【００３１】
陰極１１４は共通電極であり、駆動時には有機発光層１１３に電子を供給する。基板平面に沿って、各有機ＥＬ素子１００の有機発光層１１３の上面に対して一様に形成される。
ここで陰極１１４と有機発光層１１３との間には、必要に応じて電子注入層、電子輸送層または電子注入兼輸送層を介挿してもよい。
【００３２】
［バンク１１６］
バンク１１６は絶縁性の有機材料からなり、陽極１１２のエッジ部分１１２ａ及びコンタクトホール１１０に対応する部分に形成される。これにより、有機ＥＬ部１１７における有機発光層１１３を個別または同色の一群の素子１００毎に区画している。
［封止層１１５］
封止層１１５は、陰極１１４の上面に一様に形成され、有機発光層１１３が水分や空気に触れて劣化するのを抑制する。
【００３３】
尚、、図示しないが、封止層１１５の上方にはＲＧＢ各色のカラーフィルター層を配設した基板が配設されることがある。
［積層部１２１の詳細］
（積層部１２１の電流遮断特性）
上記した積層部１２１は、ＳＤ電極１０６と陽極１１２との間に印加された電圧が所定値未満の範囲において電流遮断特性を有する。この特性を図２、図３を用いて説明する。
【００３４】
図２、図３に、有機層１１１の構成材料の一例であるＮＰＢとペンタセンについての電界と電流密度の関係（同順に同じデータを対数表示或いは線形表示したもの）を示す。
図２、図３に示されるように、電界強度が０から５×１０5（Ｖ／ｃｍ）付近未満の範囲に対応する印加電圧範囲において、ＮＰＢとペンタセンのいずれも電流密度が非常に低く、電流遮断特性を有する。電界強度が５×１０5（Ｖ／ｃｍ）付近を超えると、電流密度を示す曲線が立ち上がり、指数関数的に電流が流れ始める。
【００３５】
このような電流遮断特性は、ＮＰＢとペンタセン以外の芳香族アミンまたは多環芳香族炭化水素においても同様に確認できる。
これらの図２、図３に示される特性を有する材料を用いて有機層１１１を構成することで、ＳＤ電極１０６と陽極１１２との間に印加された電圧が所定値未満の範囲であれば、積層部１２１中の電流が遮断される。一方、積層部１２１に所定値以上の電圧を印加した場合、積層部１２１を流れる電流は遮断されない。以降、この「所定値」を「閾値電圧値」と称する。図２、図３に示される特性では、閾値電圧値は電界強度が５×１０5（Ｖ／ｃｍ）付近に対応するいずれかの電圧値となる。
【００３６】
尚、図２、図３からは、負の電界強度に対応する電圧を印加する場合、ＮＰＢとペンタセンの電流密度は非常に低く、これらの中を電流がほとんど流れないことも併せて確認できる。
すなわち、積層部１２１は電流遮断特性を有する。
（積層部１２１の整流特性）
積層部１２１はその閾値電圧未満での電圧印加時における電流遮断特性に加え、整流（ダイオード）特性も有している。以下、この整流特性について説明する。
【００３７】
図４（ａ）（ｂ）は、有機層１１１（「ＮＰＢ」と表記）、ＳＤ電極１０６（「ＭｏＯｘ」と表記）、陽極１１２（「Ａｌ」と表記）のバンドギャップを示す模式図である。
実施の形態１の有機層１１１には、積層部１２１の閾値電圧以上の順バイアス印加時に電流を流し、逆バイアス印加時には電流の流れを遮断する特性を有する。このため実施の形態１では、積層部１２１をなす有機層１１１、ＳＤ電極１０６、陽極１１２において、互いに所定のエネルギーギャップ関係を持たせている。
【００３８】
具体的には図４（ａ）に示すように、ＮＰＢのＨＯＭＯ準位ＥH（−５．５ｅＶ）はＭｏＯｘの仕事関数ＷTを示す準位（−５．５ｅＶ）と同等である。また陽極（Ａｌ）の仕事関数ＷTを示す準位は−４．２ｅＶであり、ＮＰＢのＨＯＭＯ準位ＥHと比較的近似しているが、陽極（Ａｌ）のＷTとＮＰＢのＬＵＭＯ準位ＥL（−２．４ｅＶ）との差は開いている。
【００３９】
従って順バイアスを印加すると図４（ａ）のように、ＳＤ電極（ＭｏＯｘ）から陽極（Ａｌ）に向けて正孔電流が流れる。陽極（Ａｌ）からＳＤ電極（ＭｏＯｘ）へは、エネルギーギャップ（ＷE−ＥL）が大きな障壁となり、電子電流は流れにくくなっている。
反対に、逆バイアスを印加すると図４（ｂ）のように、ＭｏＯｘの仕事関数を示す準位ＷTとＮＰＢのＬＵＭＯ準位ＥLとの間のエネルギーギャップ（ＷT−ＥL）、陽極のＷEとＮＰＢのＨＯＭＯ準位ＥHとの間のエネルギーギャップ（ＷE−ＥH）が大きな障壁となり、正孔電流及び電子電流のいずれも流れにくい。
【００４０】
次に示す図５（ａ）、（ｂ）は、ペンタセン（Ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）を有機層１１１に用いた場合の特性をバンドギャップを用いて説明する模式図である。このペンタセンも、ＮＰＢと同様の特性を示す。
すなわち図５（ａ）に示すように、ペンタセンのＨＯＭＯ準位ＥH（−５．０ｅＶ）はＳＤ電極（ＭｏＯｘ）の仕事関数ＷTを示す準位（−５．５ｅＶ）と同等である。また陽極（Ａｌ）の仕事関数を示す準位ＷEは−４．２ｅＶであり、ＮＰＢのＥHと比較的近似しているが、陽極（Ａｌ）のＷEとＮＰＢのＬＵＭＯ準位ＥL（−２．９ｅＶ）との差は開いている。またＡｌのＷEを示す準位はペンタセンのＨＯＭＯ準位ＥHと比較的近似している。
【００４１】
従って順バイアスを印加すると、ＳＤ電極（ＭｏＯｘ）から陽極（Ａｌ）に向けて正孔電流が流れる。陽極（Ａｌ）からＳＤ電極（ＭｏＯｘ）に向けては、エネルギーギャップ（ＷE−ＥL）が大きな障壁となり、電子電流が流れにくい。
反対に、有機ＥＬ素子１００に逆バイアスを印加すると図５（ｂ）に示すように、ＳＤ電極（ＭｏＯｘ）の仕事関数を示す準位ＷTとペンタセンのＬＵＭＯ準位ＥLとの間のバンドギャップ（ＷT−ＥL）、陽極（Ａｌ）の仕事関数を示す準位ＷEとペンタセンのＨＯＭＯ準位ＥHとの間のバンドギャップ（ＷE−ＥH）が大きな障壁となり、正孔電流及び電子電流のいずれも流れにくい。
【００４２】
尚、図４、図５のデータと、これ以外に本願発明者らが行った検討により、実施の形態１の有機層１１１に整流特性を持たせる場合は以下の要件を満たすことが望ましいと考えられる。
すなわち、前記ＴＦＴ電極（ここでは陽極１１２）を構成する導電材料の仕事関数をＷT、前記ＥＬ電極（ここではＳＤ電極１０６）を構成する導電材料の仕事関数をＷE、前記有機層１１１を構成する有機材料のＨＯＭＯのエネルギー準位をＥH、ＬＵＭＯのエネルギー準位をＥLとする場合、以下の３つの不等式を満足するようにする。
【００４３】
（ｉ）      ＥH−ＷT≧−０．５ｅＶ
（ｉｉ）    ＥH−ＷE≦−０．７ｅＶ
（ｉｉｉ）  ＥL−ＷT≧２．０ｅＶ
［等価回路］
続いて図６に、配線部１２０により構成された駆動回路１２００と、これに接続された積層部１２１、有機ＥＬ部１１７の等価回路を示す。駆動回路１２００は、駆動時に閾値電圧を補償された駆動トランジスタＴD1を介し、外部電力を有機ＥＬ部１１７に供給する機能を有する。積層部１２１はダイオードとして表わしている。
【００４４】
図６に示すように、駆動回路１２００は、図１に示すトランジスタＴR1を用いた駆動トランジスタＴD1と、駆動トランジスタＴD1のドレイン電極に接続された電源線Ｌ1と、ＴD1とは別のトランジスタＴR1を用いた選択トランジスタＴs1（不図示）のソース電極と駆動トランジスタＴD1のゲート電極との間を接続する配線Ｌ2と、駆動トランジスタＴD1のソース電極と積層部１２１との間を接続する配線Ｌ3と、駆動トランジスタＴD1のゲート電極及びソース電極間に接続されたキャパシタＣ1とで構成される。駆動回路１２００は、選択トランジスタＴs1、駆動トランジスタＴD1がｎ型の場合の接続例を示している。尚、積層部１２１と有機ＥＬ部１１７は直列に接続されている。
【００４５】
以上の構成を有する有機ＥＬ表示パネル１０の駆動時における画面表示は、例えば２５６階調表示や１０２４階調表示によって行われる。
この階調表示を行う代表的な駆動方式として、例えば１フレーム期間毎に、パネル面を平面視した際の列方向ライン上に沿った各サブピクセルの有機ＥＬ素子１００に対して電圧を印加する線順次駆動方式が挙げられる。
【００４６】
この駆動方式では、１フレーム期間内に補償期間、書込期間、発光期間を順次設ける。
補償期間では、駆動回路１２００における駆動トランジスタＴD1の補償動作を行う。
書込期間では、選択トランジスタＴs1側からキャパシタＣ1に印加して、キャパシタＣ1に階調に応じた書込電圧を保持させる。
発光期間では、キャパシタＣ1の書込電圧に応じた電流を、駆動トランジスタＴD1を介して有機ＥＬ部１１７に供給することにより、階調に応じた発光動作が行われる。
【００４７】
尚、有機ＥＬ表示パネルの駆動方式の詳細については、例えば特開２００８−１９７５１６号公報を参照することができる。
［補償動作に対するリークパスの影響］
図７（ａ）は、補償動作時において、キャパシタＣ1を充電しているときの電流の流れを示した図である。図７（ｂ）は、同じくキャパシタＣ1を充電している状態を示しているが、有機ＥＬ部１１７が直に駆動トランジスタＴD1に接続されている従来の構成を示している。
【００４８】
補償動作は、キャパシタＣ1に、駆動トランジスタＴD1が非導通状態から導通状態に転じる閾値電圧ＶTHと同じ電圧を蓄積させるための工程である。キャパシタＣ1に閾値電圧ＶTHを蓄積させると、駆動トランジスタＴD1の電流−電圧特性として、ある程度の電圧を印加しないと電流が立ち上がらない特性を補償することができる。すなわち、ゲート電極に印加するデータ電圧に比例してソース電流が流れるようになるのである。データ電圧が小さくても必ずソース電流が電圧に比例して流れる。
【００４９】
キャパシタＣ1に閾値電圧ＶTHを蓄積するために、キャパシタＣ1にすでに蓄積されている電荷を放電した後、図７（ａ）に示すように、電源線Ｌ１を例えば＋１０Ｖの電圧に保持し、ゲート電圧ＶGATEを＋３Ｖに保つ。ゲート電圧が＋３Ｖであるので、駆動トランジスタＴD1が導通し、電源線Ｌ１からドレイン−ソース間を通じてキャパシタＣ1に充電電流が流れ、充電開始する。
【００５０】
キャパシタＣ1の電位が徐々に増加し、駆動トランジスタＴD1の閾値電圧ＶTHに等しくなると、駆動トランジスタＴD1のゲート−ソース間がその電位になるので、駆動トランジスタＴD1は遮断し、キャパシタＣ1の充電電流は停止する。この状態で書込動作が開始し、ゲート電極にデータ電圧ＶDATAが印加されるまで続行する。
ところで、この補償動作を実行するに際し、有機ＥＬ部１１７にリークパスがあった場合、実施の形態１では結果的に正常な補償動作を担保することができるが、従来においてはキャパシタ電位が不足してしまうという問題があった。この点の説明をする。
【００５１】
まず、有機ＥＬ部１１７にリークパスがある場合には、有機ＥＬ素子は等価的に、図７（ａ）（ｂ）に示すように、抵抗が並列に接続された構成となる。
このリークパスの存在する有機ＥＬ部１１７を図７（ｂ）に示すように駆動トランジスタＴD1に直に接続した従来構成では、電源線電位を１０Ｖに切り替えて、キャパシタＣ1を充電しようとすると、電源線Ｌ1から有機ＥＬのリークパスの抵抗を通じてアース側へも電流が流れることになる。この電流が流れると、ソース電位がリークパスの電圧降下に引っ張られ、上昇し難くなる。リークパスが無ければ、キャパシタＣ1の充電電圧だけでソース電位が決まったのに対し、リークパスの影響により、ソース電位が十分には上昇しなくなるのである。すると、キャパシタＣ1の充電電位もそれだけ低くなり、結果的にキャパシタＣ1が駆動トランジスタＴD1の閾値電圧ＶTHを蓄積することができず、満足には補償動作を行うことができなくなるのである。
【００５２】
これに対し、実施の形態１では図７（ａ）に見られるように、駆動トランジスタＴD1と有機ＥＬ部１１７との間に有機層１１１を挿入し、有機層１１１が低電流領域において電流遮断特性を持っていることにより、リークパスへ流れる電流をカットしているのである。補償動作の際は、発光動作時に比べてゲート−ソース間電位が小さく、従って駆動トランジスタＴD1を流れる電流も低電流なので、有機層１１１の電流遮断特性が発現し、リークパスへの電流が流れない。
【００５３】
尚、発光動作の際に有機ＥＬ部１１７に流れる電流が低電流の場合も、有機層１１１の電流遮断特性により、リークパスへの電流の流れが抑制される。
尚、次に示す図８は、有機ＥＬ部１１７、積層部１２１、及び有機ＥＬ素子１００（直列に配された積層部１２１及び有機ＥＬ部１１７）の各電流−電圧特性を示す図である。
図８（ａ）の実線は、リークパスが存在する有機ＥＬ部１１７（積層部１２１を持たない従来の有機ＥＬ素子に相当する）の電流−電圧特性を示す。リークパスがあると低電圧でもリーク電流が流れるため、リークパスが無い場合に比べて有機ＥＬ部１１７のオン電圧が低くなる（図中では電圧Ｖ0）。オン電圧Ｖ0以上の低電圧範囲αでは、有機ＥＬ部１１７中で発生するリーク電流によって有機ＥＬ部１１７中を流れる電流が多いため、曲線のカーブが盛り上がっている。この原因の一つとして、有機発光層１１３の膜厚が非常に薄くなった部分が存在すると、低電圧印加時でもこの部分で電界が集中し、絶縁破壊を生じていることが考えられる。
【００５４】
一方、図８（ａ）の一点鎖線の曲線は、積層部１２１の電流−電圧特性を示す。積層部１２１は電圧ＶAを閾値電圧とし、閾値電圧ＶA未満の範囲では電流遮断特性を呈する。一方、電圧がＶA以上になると指数関数的に電流が流れる。ここでは閾値電圧ＶAを低電圧範囲αより高い値として示しているが、上記した有機層１１１の材料の特性を考慮すると、閾値電圧ＶAはほぼ低電圧範囲αよりも高い値になると考えられる。
【００５５】
ここで図６に示した等価回路のように、積層部１２１と有機ＥＬ部１１７とを直列で構成すると、その電流−電圧特性は合成されて図８（ｂ）のようになる。有機ＥＬ素子１００では、閾値電圧ＶAよりわずかに高い電圧Ｖ0’がオン電圧となる。積層部１２１への印加電圧が閾値電圧ＶA未満の範囲において、素子１００内の電流が遮断される構成となる。
【００５６】
尚、図８（ａ）に示す例では、電圧ＶBにおいて積層部１２１と有機ＥＬ部１１７の曲線の位置が逆転しているので、有機ＥＬ素子１００では、Ｖ0’以上ＶB未満の印加電圧範囲では積層部１２１の電流−電圧特性が表れ、ＶB以上の印加電圧範囲では有機ＥＬ部１１７の電流−電圧特性が表れる。図８（ｂ）に示される合成曲線のうち、電圧Ｖ0’以上の範囲での立ち上がりは、積層部１２１と有機ＥＬ部１１７の電流−電圧特性によって変動する。
＜有機ＥＬ素子１００の製造方法＞
次に有機ＥＬ素子１００の製造方法を例示する。この製造方法は当然ながら一例にすぎず、これ以外の方法で有機ＥＬ素子１００を製造してもよい。
【００５７】
図９、図１０は、有機ＥＬ素子１００の製造工程の一例を示す図である。尚、図９、図１０では、有機ＥＬ素子１００の一部を抜き出して模式的に示している。
まず、配線部形成工程を実施する。基板１０１上に複数のゲート電極１０２をパターニングして形成する。各ゲート電極１０２を覆うように、基板１０１の表面に対して一様にゲート絶縁膜１０３を形成する。
【００５８】
次に、ゲート絶縁膜１０３上における、各ゲート電極１０２の表面に対応する部分に対し、有機半導体材料等を用いて半導体層１０４を形成する。半導体層１０４を形成した後、各半導体層１０４の頂部を被覆するようにＳＤ電極材料層を形成する。
続いて、ＳＤ電極材料層上にレジスト層を形成する。レジスト層上に所定形状の開口部を持つマスクを重ね、マスクの上から感光させる。その後、余分なレジストを現像液（例えばＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ  ｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）水溶液）で洗い出す。これによりレジスト層のパターニングが完了する。
【００５９】
その後、各ＳＤ電極材料層をウェットエッチング液でウェットエッチングし、レジスト層を例えば有機系剥離液で除去する。これにより各々の一部が半導体層１０４に乗り上げ、半導体層１０４上で間隔を隔てて位置するようにＳＤ電極１０５、１０６を形成することができる。以上の工程を経ることで、図９（ａ）に示す状態が得られ、トランジスタＴR1が形成される。また、金属材料と誘電体材料を配設し、これをパターニングすることによって、不図示の配線とキャパシタを形成する。これにより配線部１２０が形成される。
【００６０】
次に、配線部１２０上に絶縁材料層１０７ａを形成する絶縁材料層形成工程を行う。図９（ｂ）に示されるように、ＳＤ電極１０５、１０６を絶縁材料層１０７ａで被覆する。絶縁材料層１０７ａは、例えばパッシベーション材料層１０８ａと平坦化材料層１０９ａとを順次形成して構成することができる。
次に、フォトリソグラフィー法に基づき、絶縁材料層１０７ａの一部を除去し、配線部１２０の一部（ＳＤ電極１０６の一部）を露出させる。この工程では、絶縁材料層１０７ａに、配線部１２０の一部が露出するようにコンタクトホール１１０を形成する工程と、配線部１２０の一部を露出させた状態で絶縁材料層１０７ａを加熱して層間絶縁膜１０７を形成する工程とを順に実施する。
【００６１】
具体的には、絶縁材料層１０７ａ上に所定形状の開口部を持つマスクを重ね、マスクの上から感光させ、余分な絶縁材料層１０７ａを現像液で洗い出す。これによりコンタクトホール１１０が形成され、ＳＤ電極１０６の上面が露出する。
その後は所定温度でベーク処理を行うことで、層間絶縁膜１０７を形成する。以上の工程を経ることで図９（ｃ）に示す状態となる。
【００６２】
次に図１０（ａ）に示されるように、層間絶縁膜１０７の表面および露出しているＳＤ電極１０６上に、蒸着法等に基づき、芳香族アミンまたは多環芳香族炭化水素を含む材料で有機層１１１を形成する。膜厚としては３０ｎｍ〜１００ｎｍ程度が望ましい。この工程は基板表面に対して一様に実施できるため、パターニングが不要であり、効率よく実施できる。また芳香族アミン誘導体は有機発光層材料に用いられるものと同等であり、ペンタセン誘導体は有機ＴＦＴに用いられるものと同等であって、どちらもコスト面において有利である。
【００６３】
尚、有機層１１１は、必ずしも層間絶縁膜１０７上の全体に亘って形成しなくてもよく、少なくともコンタクトホール１１０内で陽極１１２とＳＤ電極１０６の間に介在するように形成すればよい。この場合はマスクを介して部分的に有機層１１１を成膜する。ここでコンタクトホール１１０内における有機層１１１の面積は、後に形成する有機発光層１１３の面積よりも十分に小さいので、有機層１１１中にリークパスが形成される確率は非常に低いと考えられる。
【００６４】
次に有機層１１１上に、金属材料を一様に形成し、これを素子形成領域毎に個別にパターニングする。これにより陽極１１２を形成する。ここで、コンタクトホール１１０の内部において、陽極１１２を有機層１１１を介してＳＤ電極１０６とコンタクトさせる。これによりＳＤ電極１０６と陽極１１２の直接接触が回避され、ＳＤ電極１０６との界面付近において陽極１１２が酸化される問題が低減される。その結果、安定した正孔電流の供給効果を期待できる。
【００６５】
陽極１１２の形成後は、フォトリソグラフィー法に基づき、陽極１１２におけるエッジ部分１１２ａおよびコンタクトホール１１０に対応する部分の上に樹脂等の有機材料を塗布する。これを所定のパターンで現像してバンク１１６を形成する。
その後、バンク１１６で区画された領域（発光領域）内に有機発光材料を含むインクを塗布し、これを乾燥させて有機発光層１１３を形成する。
【００６６】
その後、有機発光層１１３の上面およびバンク１１６の表面に対し、蒸着法等を用いて一様に陰極１１４を成膜する。
陰極１１４の形成後、蒸着法等を用いて陰極１１４の表面全体を覆うように封止層１１５を形成する。これにより、図１０（ｂ）に示す構成が得られ、有機ＥＬ素子１００が完成する。
【００６７】
このような有機ＥＬ素子１００を基板１０１上に複数形成することで、有機ＥＬ表示パネル１０が完成する。
＜有機ＥＬ素子１００の各構成材料について＞
有機ＥＬ素子１００を上記製造方法で製造する際、各構成要素の材料例として次の各材料を用いることができる。
【００６８】
［基板１０１の材料］
基板１０１の材料としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、又はアルミナ等の絶縁性材料が挙げられる。また、有機樹脂フィルムを用いることもできる。
【００６９】
［ゲート電極１０２材料］
ゲート電極１０２は、公知の電極材料で形成できる。公知の電極材料としては例えば、銀とパラジウムと銅との合金、銀とルビジウムと金との合金、モリブデンとクロムの合金（ＭｏＣｒ）、ニッケルとクロムの合金（ＮｉＣｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）等が挙げられる。
【００７０】
［ゲート絶縁膜１０３の材料］
ゲート絶縁膜１０３は、公知のゲート絶縁体材料（例えば酸化シリコン）で形成できる。公知のゲート絶縁体材料として、有機高分子材料、及び無機材料のいずれも使用可能である。
［半導体層１０４の材料］
半導体層１０４は、有機半導体材料または無機半導体材料で構成されている。具体的には、有機半導体材料として、塗布型低分子材料(アセン系誘導体やポルフィリン、フタロシアニン誘導体)オリゴマーや高分子材料(チオフェン系やフルオレン系等)等が挙げられ、無機半導体材料として、酸化物半導体等が挙げられる。
【００７１】
［ＳＤ電極１０５、１０６）
ＳＤ電極１０５、１０６はモリブデン、タングステン、モリブデンタングステン、バナジウム、ルテニウム、金、銅のいずれかを用いて構成できる。
［層間絶縁膜１０７の材料］
パッシベーション膜１０８は、ポリイミド系樹脂またはシリコーン系樹脂等の絶縁材料や、ＳｉＮ等の無機材料を用いて構成できる。
【００７２】
平坦化膜１０９は、ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂等の絶縁材料で構成できる。パッシベーション膜１０８及び平坦化膜１０９の合計膜厚は、例えば２μｍ程度とすることができる。
［有機層１１１の材料］
有機層１１１は、芳香族アミンまたは多環芳香族炭化水素の少なくともいずれかを含む材料で構成できる。前記芳香族アミンとしては、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス（１−ナフチル）ベンジジン（ＮＰＢ）、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰ
Ｄ、β−ＮＰＤ、ＭｅＯ−ＴＰＤ、ＴＡＰＣ）、フェニルアミン４量体（ＴＰＴＥ）、スターバースト型トリフェニルアミン誘導体（ｍ−ＭＴＤＡＤＡ、ＮＡＴＡ、１−ＴＮＡＴＡ、２−ＴＮＡＴＡ）、スピロ型トリフェニルアミン誘導体（Ｓｐｉｒｏ−ＴＰＤ、Ｓｐｉｒｏ−ＮＰＤ、Ｓｐｉｒｏ−ＴＡＤ）、ルブレン、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、チタニウムオキサイドフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）及びアルファ−セキシチオフェン（α−６Ｔ）からなる群より選ばれる少なくとも一つを利用できる。多環芳香族炭化水素としては、ペンタセン、ペンタセン誘導体の少なくともいずれかを利用できる。尚、ＮＰＢを用いる場合、例えば膜厚を４０ｎｍ程度とすることができる。またペンタセンを用いる場合、例えば膜厚を６０ｎｍ程度とすることができる。
【００７３】
このような芳香族アミンまたは多環芳香族炭化水素は、互いに混合して用いることもできる。膜厚を設定する際は薄すぎると絶縁破壊を生じたり、十分な電流遮断特性が得られないため留意する。また、膜厚が厚すぎると導電性が低下する点にも留意する。
［陽極１１２の材料］
陽極１１２と陰極１１４の材料としては、アルミニウム、銀、クロム、ニッケル及びこれらの合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）からなる群より選ばれる少なくとも一つの材料が挙げられる。
【００７４】
尚、陽極１１２の表面には公知の透明電極材料を用いて透明導電膜を設けることもできる。透明導電膜の材料としては、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）が挙げられる。
［バンク１１６の材料］
バンク１１６の材料としては、絶縁性を有する樹脂等の有機材料が挙げられる。有機材料の例として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等がある。バンク１１６は、有機溶剤耐性を有することが好ましい。さらに、バンク１１６はエッチング処理、ベーク処理等がなされるので、それらの処理に対して過度に変形、変質を起こさない耐性の高い材料で形成されることが好ましい。
【００７５】
［有機発光層１１３の材料］
有機発光層１１３としては、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリパラフェニレンエチレン、ポリ３−ヘキシルチオフェンやこれらの誘導体などの高分子材料や、特開平５−１６３４８８号公報に記載のオキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体等の蛍光物質を挙げることができる。
【００７６】
［陰極１１４の材料］
陰極１１４は、導電性を有する材料を用いることができ、たとえば、アルミニウム、銀、ネオジウム−アルミニウム合金、金−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金といった金属や、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）などが挙げられる。また、多層膜で形成されてもよい。
【００７７】
［封止層１１５の材料］
封止層１１５の材料としては、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭素含有酸化シリコン（ＳｉＯＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の材料がある。
２．実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ表示パネル１０Ａについて、実施の形態１の有機ＥＬ表示パネル１０との差異を中心に説明する。図１１は有機ＥＬ表示パネル１０Ａの要部（有機ＥＬ素子１００Ａの概略構成）を示す部分断面図である。
＜有機ＥＬ表示パネル１０Ａの構成＞
有機ＥＬ表示パネル１０Ａの構成のうち、平坦化膜１０９より上に形成された有機ＥＬ部１１７及びバンク１１６等の構成については有機ＥＬ素子１００と共通する。
【００７８】
基板１０１の表面には、ゲート電極１０２、ゲート絶縁膜１０３、有機半導体層１０４Ａ、ＳＤ電極１０５ａ〜１０５ｄが形成される。図１１に示す構成では、有機ＥＬ素子１００Ａ毎にゲート電極１０２、ゲート絶縁膜１０３、有機半導体層１０４Ａ、ＳＤ電極１０５ａ〜１０５ｄによって２つのトランジスタＴR2、ＴR3を配設しており、選択トランジスタ及び駆動トランジスタのいずれかとして用いられる。
【００７９】
各有機半導体層１０４Ａは隔壁層１１８で隔てられる。隔壁層１１８と有機半導体層１０４Ａの表面はオーバーコート層１１９で被覆される。コンタクトホール１１０以外の領域において、オーバーコート層１１９の表面は平坦化膜１０９で覆われる。
ここで有機ＥＬ表示パネル１０Ａでは、オーバーコート層１１９を実施の形態１の有機層１１１と同一の材料で構成し、且つ、基板１０１の平面に対して一様に形成している。これによりオーバーコート層１１９はコンタクトホール１１０の内部において、ＳＤ電極ＳＤ電極１０５ｄ、陽極１１２との間に介在している。よってＳＤ電極１０５ｄ、オーバーコート層１１９、陽極１１２からなる積層部１２１Ａは、実施の形態１と積層部１２１と同様に、ＳＤ電極１０５ｄと陽極１１２との間に印加された電圧が閾値電圧ＶA未満となる範囲において電流遮断特性を有している。
【００８０】
従って有機ＥＬ表示パネル１０Ａの駆動時には、ＳＤ電極１０５ｄと陽極１１２との間に印加された電圧が閾値電圧ＶA未満となる範囲において、各有機ＥＬ素子１００Ａの有機ＥＬ部１１７内に発生するリーク電流を遮断できる。このため、有機ＥＬ表示パネル１０及び有機ＥＬ素子１００と同様の効果を期待することができる。
＜有機ＥＬ素子１００Ａの製造方法＞
図１２〜図１５は、有機ＥＬ素子１００Ａの製造工程を示す断面図である。
【００８１】
まず、基板１０１を準備する。その後、例えば基板１０１上に導電材料を積層し、その上にパターニングしたレジストを配設する。その後、パターンを介して導電材料をエッチングし、レジストパターンを剥離する。これによりゲート電極１０２を形成する（図１２（ａ））。さらに、ゲート電極１０２が形成された基板１０１上にゲート絶縁材料層を形成する。その上にフォトマスクを配置し、フォトマスクを介してゲート絶縁材料層を露光する。その後、ゲート絶縁材料層を現像する。これによりゲート絶縁膜１０３を形成できる（図１２（ａ））。
【００８２】
次に、ゲート絶縁膜１０３にＳＤ材料層１０６ａを積層する（図１２（ｂ））。その上に、開口部１０６ｃを有するレジストパターン１０６ｂを形成する（図１２（ｃ））。続いてレジストパターン１０６ｂを介してＳＤ材料層１０６ａをエッチングする（図１２（ｄ））。その後、レジストパターン１０６ｂを剥離する（図１２（ｅ））。これにより、ＳＤ電極１０５ａ〜１０５ｄを形成できる。
【００８３】
次に、ＳＤ電極１０５ａ〜１０５ｄが形成された基板上に隔壁材料層１１８ａを形成する（図１３（ａ））。隔壁材料層１１８ａ上にフォトマスク１１８ｄを配置し、フォトマスク１１８ｄを介して隔壁材料層１１８ａを露光する（図１３（ｂ））。その後、隔壁材料層１１８ａを現像する。これにより、有機半導体層１０４Ａを形成するための開口部１１８ｅとコンタクトホールを形成するための開口部１１８ｆを有する隔壁層１１８を形成できる（図１３（ｃ））。尚、フォトマスク１１８ｄとしては、光透過性が極めて小さな遮光領域１１８ｂと光透過性が極めて大きな開口領域１１８ｃを有するものを用いる。実施の形態２では、隔壁層１１８の材料として、現像時に未露光部分が除去され露光部分が残留するタイプの感光性材料を用いている。そのため、フォトマスク１１８ｄは、遮光領域１１８ｂが平面視で隔壁材料層１１８ａの開口予定部に重なり、開口領域１１８ｃがそれ以外の領域に重なるように形成している。
【００８４】
次に、隔壁層１１８の開口部１１８ｅの内部に有機半導体層１０４Ａを形成する（図１４（ａ））。有機半導体層１０４Ａは、例えば、有機半導体層１０４Ａを形成する半導体材料（具体的には、有機半導体材料として、塗布型低分子材料（アセン系誘導体やポルフィリン、フタロシアニン誘導体）オリゴマーや高分子材料（チオフェン系やフルオレン系等）等）と溶媒とを含むインクを開口部１１８ｅに塗布し、溶媒を蒸発させて半導体材料を残留させる工程により形成することができる。
【００８５】
次に、有機半導体層１０４Ａが形成された隔壁層１１８上に、一様にオーバーコート材料層１１９ａを形成する。その後、これを加熱してオーバーコート層１１９を形成する（図１４（ｂ））。ここで実施の形態２では、オーバーコート層１１９に有機層１１１の機能を持たせているため、有機層１１１を別途形成する必要がない。またオーバーコート層１１９のパターニングも不要になるため、製造工程を簡略化できる点において有利である。
【００８６】
次に、オーバーコート層１１９上に平坦化材料層１０９ａを形成する（図１５（ａ））。平坦化材料層１０９ａ上にフォトマスク１０９ｄを配置し、フォトマスク１０９ｄを介して平坦化材料層１０９ａを露光する（図１５（ｂ））。その後、平坦化材料層１０９ａを現像する。これによりコンタクトホール１１０を有する平坦化層１０９を形成できる（図１５（ｃ））。尚、フォトマスク１０９ｄは、光透過性が極めて小さな遮光領域１０９ｂと光透過性が極めて大きな開口領域１０９ｃを有する。実施の形態２では、平坦化層１０９の材料として、隔壁層１１８と異なり、現像時に露光部分が除去され、未露光部分が残留するタイプの感光性材料を用いている。そのため、フォトマスク１０９ｄは、開口領域１０９ｃが平面視で平坦化材料層１０９ａの開口予定部に重なり、遮光領域１０９ｂがそれ以外の領域に重なるように形成されている。
【００８７】
その後、実施の形態１と同様に陽極１１２、バンク１１６、有機発光層１１３、陰極１１４および封止層１１５を順次形成することにより、有機ＥＬ素子１００Ａを形成できる。有機ＥＬ素子１００Ａを基板１０１に複数形成することで有機ＥＬ表示パネル１０Ａが得られる（図１１）。
３．その他の事項
実施の形態１では、有機層１１１が整流特性を有する構成を示したが、有機層１１１の整流特性は本発明における必須要件ではない。有機ＥＬ素子１００において低電圧印加時のリーク電流による不具合を抑制する目的を考えると、ＳＤ電極１０６、有機層１１１、陽極１１２からなる積層部１２１は、少なくともＳＤ電極１０６と陽極１１２との間の印加電圧が閾値電圧ＶA未満となる範囲において、電流遮断特性を有していればよい。
【００８８】
また、積層部１２１の電流遮断特性としては、理論上の完全な電流遮断特性まで要求されないが、ＳＤ電極１０６と陽極１１２との間に印加された電圧が閾値電圧ＶA未満の範囲において、できるだけ電流を遮断する特性を有していることが望ましい。有機ＥＬ部１１７内のリーク電流をほぼ遮断するための電流遮断特性としては、ＳＤ電極１０６と陽極１１２との間に印加された電圧が閾値電圧ＶA未満の範囲において、積層部１２１内の電流値を０．１ｍＡ／ｃｍ2未満まで抑制できることが望ましい。
【００８９】
有機ＥＬ素子１００、１００Ａでは、有機発光層１１３の下方に陽極１１２、有機発光層１１３の上方に陰極１１４を配設したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば陽極１１２と陰極１１４の位置を逆に配設することもできる。
また、有機ＥＬ素子１００（１００Ａ）では有機層１１１（オーバーコート層１１９）に対してＳＤ電極１０６（１０５ｄ）を接触させたが、有機層１１１（オーバーコート層１１９）に対してＳＤ電極１０５（ＳＤ電極１０５ａ〜１０５ｃのいずれか）を接触させることもできる。すなわち積層部１２１（１２１Ａ）は、ＴＦＴ電極である各ＳＤ電極のいずれかと、これに近接して配されるＥＬ電極である陽極１１２及び陰極１１４のいずれか一方の間に、有機層１１１（オーバーコート層１１９）を介設することで構成できる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、例えば携帯電話用のディスプレイやテレビなどの表示素子、各種光源などに使用される有機ＥＬ素子、及びこれを利用した有機ＥＬ素子とその製造方法として利用可能である。いずれの用途においても良好な発光特性または画像表示性能を発揮することのできる有機ＥＬ素子や有機ＥＬ表示パネルを期待することが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
ＴD1    駆動トランジスタ
Ｃ1    キャパシタ
Ｖ0    有機ＥＬ部のオン電圧
Ｖ0’    有機ＥＬ素子１００のオン電圧
ＶA    積層部の閾値電圧
ＶTH    駆動トランジスタの閾値電圧
９、１２０、１２０Ａ    配線部
１０    有機ＥＬ表示パネル
１００、１００Ａ、１００Ｘ    有機ＥＬ素子（有機ＥＬ素子）
１１、１０１    基板
１２、１０２    ゲート電極
１３、１０３    ゲート絶縁膜
１４、１０４    半導体層
１５、１６、１０５、１０６、１０５ａ〜１０５ｄ    ＳＤ電極
１７、１０７    層間絶縁膜
１８、１０８    パッシベーション膜
１９、１０９    平坦化膜
２０、１１０    コンタクトホール
２１、１１２    陽極
２２、１１６    バンク
２３、１１３    有機発光層
２４、１１４    陰極
２５、１１５    封止層
１０４Ａ    有機半導体層
１１１    有機層
１１７    有機ＥＬ部
１１８    隔壁層
１１９    オーバーコート層
１２１、１２１Ａ    積層部
１２００、１２００Ｘ    有機ＥＬ部駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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