(57)【要約】【課題】  歩留りが高く低コストで製造可能でかつ高精細な有機エレクトロルミネッセンス装置を提供する。【解決手段】  基板１上にゲート電極２を形成する。ゲート電極２を覆うように基板１上にゲート絶縁膜３を形成する。ゲート電極２の上方に間隔をあけてゲート絶縁膜３上にソース電極４およびドレイン兼ホール注入電極５を形成する。ソース電極４およびドレイン兼ホール注入電極５を覆うようにゲート絶縁膜３上に活性層兼ホール注入層６を形成する。有機ＴＦＴ２００の上方でかつ活性層兼ホール注入層６上に絶縁膜７を形成する。隣り合う絶縁膜７の間でかつ活性層兼ホール注入層６上にホール輸送層８を形成し、このホール輸送層８上に発光層９を形成する。その後、絶縁膜７および発光層９上に電子注入電極１０を形成する。【選択図】        図１
2006098542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に第１の電極、発光層を含む有機層および第２の電極を順に含む１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子にそれぞれ電気的に接続されるとともに有機材料からなる活性層を有する１または複数の薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に設けられた絶縁層とを備え、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第２の電極は前記絶縁層上を覆うように形成されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
前記１または複数の薄膜トランジスタは、
前記基板上に形成されるゲート電極と、
前記ゲート電極上を覆うように形成されるゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に間隔を隔てて形成される一方および他方電極と、
前記ゲート絶縁膜上に形成される前記活性層とを含み、
前記絶縁層は、前記活性層上に形成され、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第１の電極は、前記ゲート絶縁膜上に形成されるとともに、前記薄膜トランジスタの前記他方電極に接続されることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域の大きさを規定することを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層は、複数の層を含み、
前記１または複数の薄膜トランジスタの前記活性層および前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の複数の層のいずれかが同一の有機材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の複数の層はキャリア層を含み、
前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子のキャリア層および前記薄膜トランジスタの活性層が同一の有機材料からなることを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタの活性層は、
ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン誘導体、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物、オリゴチオフェン、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリチエニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリアニリン、ポリアニリン誘導体、ポリアニリンとポリスチレンスルホン酸との混合物、ポリアリールアミン、ポリアリールアミン誘導体、トリフェニルアミンを有する重合体、ポリフルオレン、ポリフルオレン誘導体、フルオレンを有する共重合体、銅フタロシアニン、銅フタロシアニン誘導体、ポルフィリン、ポルフィリン誘導体、ペンタセンおよびペンタセン誘導体よりなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項７】
前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層は、高分子材料からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項８】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記基板は透明基板であり、前記第１の電極は透明電極であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項９】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の第２の電極は、透明電極または半透明電極であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１０】
前記第１の電極は、銀、パラジウム、アルミニウム、金、クロム、ニッケル、タングステン、白金、モリブデン、コバルトおよびタンタルよりなる群から選択される少なくとも１つを含む金属または合金により形成される単層膜または積層膜からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子および有機エレクトロルミネッセンス素子に電気的に接続された薄膜トランジスタを備えた有機エレクトロルミネッセンス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報技術の興隆に伴い、厚さ数ｍｍ程度の薄型でフルカラー表示が可能な薄型表示素子への要望が高まっている。この薄型表示素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）の開発が進められている。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子は、ホール注入電極と電子注入電極との間にキャリア輸送層（電子輸送層またはホール輸送層）および発光層を含む有機層が形成された積層構造を有する。
【０００４】
近年、製造の簡素化および低コスト化を実現するために、同じ基板上に有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子に電気的に接続される有機薄膜トランジスタ（以下、有機ＴＦＴと称する）とが集積された有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と称する）が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２９４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の有機ＥＬ装置では、基板上において有機ＥＬ素子と有機ＴＦＴとを別個に形成しているため手間がかかる。有機ＥＬ素子の有機層は耐熱性が低いので、電子注入電極をフォトリソグラフィにより有機層上に形成するのは困難である。
【０００６】
そのため、有機ＥＬ素子の電子注入電極は、通常シャドーマスクを用いてパターニングすることにより形成されるが、このシャドーマスクを用いてパターニングする工程は精度が低い。そのため、所望の大きさの電子注入電極が得られず、電子注入電極がホール注入電極に接触する場合があるとともに、有機ＴＦＴの電極にも接触する場合がある。その結果、歩留りが低下するとともに製造コストが高くなる。また、高精細な有機ＥＬ装置を製造することが困難である。
【０００７】
本発明の目的は、歩留りが高く低コストで製造可能でかつ高精細な有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板と、基板上に第１の電極、発光層を含む有機層および第２の電極を順に含む１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子にそれぞれ電気的に接続されるとともに有機材料からなる活性層を有する１または複数の薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタ上に設けられた絶縁層とを備え、有機エレクトロルミネッセンス素子の第２の電極は絶縁層上を覆うように形成されるものである。
【０００９】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置においては、基板上に１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子にそれぞれ電気的に接続される１または複数の薄膜トランジスタとが形成される。また、薄膜トランジスタ上には絶縁層が設けられており、この絶縁層を覆うように有機エレクトロルミネッセンス素子の第２の電極が形成される。
【００１０】
それにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層上および薄膜トランジスタの絶縁層上を覆うように第２の電極を容易に形成することができる。これにより、精度が要求される第２の電極の位置決めおよびパターニングが必要なくなる。したがって、歩留りが高く低コストでかつ高精細な有機エレクトロルミネッセンス装置を得ることができる。
【００１１】
１または複数の薄膜トランジスタは、基板上に形成されるゲート電極と、ゲート電極上を覆うように形成されるゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に間隔を隔てて形成される一方および他方電極と、ゲート絶縁膜上に形成される活性層とを含み、絶縁層は、活性層上に形成され、有機エレクトロルミネッセンス素子の第１の電極は、ゲート絶縁膜上に形成されるとともに、薄膜トランジスタの他方電極に接続されてもよい。
【００１２】
この場合、基板上にゲート電極が形成され、ゲート電極上を覆うようにゲート絶縁膜が形成される。また、ゲート絶縁膜上に間隔を隔てて一方および他方電極が形成され、ゲート絶縁膜上に活性層が形成される。さらに、この活性層上に絶縁層が形成され、有機エレクトロルミネッセンス素子の第１の電極は、ゲート絶縁膜上に形成されるとともに、薄膜トランジスタの他方電極に接続されている。
【００１３】
このように、ゲート電極上を覆うように基板上にゲート絶縁膜が形成されることにより平坦化効果が得られるので、基板上に形成される有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の膜切れが防止される。また、ゲート電極上を覆うように基板上にゲート絶縁膜が形成されることにより有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層へのガスおよび水分の浸入が防止される。
【００１４】
絶縁層は、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域の大きさを規定してもよい。この場合、絶縁層を設けることにより１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域の大きさを任意に定めることができる。
【００１５】
１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層は、複数の層を含み、１または複数の薄膜トランジスタの活性層および１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の複数の層のいずれかが同一の有機材料からなってもよい。
【００１６】
この場合、有機エレクトロルミネッセンス装置が容易に製造されるとともに、製造時間が短縮される。
【００１７】
１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の複数の層はキャリア層を含み、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子のキャリア層および薄膜トランジスタの活性層が同一の有機材料からなってもよい。
【００１８】
この場合、有機エレクトロルミネッセンス装置がより容易に製造されるとともに、製造時間がより短縮される。
【００１９】
薄膜トランジスタの活性層は、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン誘導体、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物、オリゴチオフェン、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリチエニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリアニリン、ポリアニリン誘導体、ポリアニリンとポリスチレンスルホン酸との混合物、ポリアリールアミン、ポリアリールアミン誘導体、トリフェニルアミンを有する重合体、ポリフルオレン、ポリフルオレン誘導体、フルオレンを有する共重合体、銅フタロシアニン、銅フタロシアニン誘導体、ポルフィリン、ポルフィリン誘導体、ペンタセンおよびペンタセン誘導体よりなる群から選択される少なくとも１つを含んでもよい。
【００２０】
この場合、キャリアが薄膜トランジスタの活性層に注入されやすくなるとともにキャリア移動度が向上される。
【００２１】
１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層は、高分子材料からなってもよい。この場合、高分子材料を用いることによって容易に発光層を形成することができる。
【００２２】
有機エレクトロルミネッセンス素子の基板は透明基板であり、第１の電極は透明電極であってもよい。この場合、ボトムエミッション構造の有機エレクトロルミネッセンス素子が実現される。
【００２３】
有機エレクトロルミネッセンス素子の第２の電極は、透明電極または半透明電極であってもよい。この場合、トップエミッション構造の有機エレクトロルミネッセンス素子が実現される。
【００２４】
第１の電極は、銀、パラジウム、アルミニウム、金、クロム、ニッケル、タングステン、白金、モリブデン、コバルトおよびタンタルよりなる群から選択される少なくとも１つを含む金属または合金により形成される単層膜または積層膜からなってもよい。
【００２５】
この場合、トップエミッション構造の有機エレクトロルミネッセンス素子の第１の電極における光の反射率が向上される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層上および薄膜トランジスタの絶縁層上に、第２の電極を容易に形成することができる。それにより、精度が要求される第２の電極の位置決めおよびパターニングが必要なくなる。したがって、歩留りが高く低コストでかつ高精細な有機エレクトロルミネッセンス装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称する）装置について説明する。本発明に係る有機ＥＬ装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）と、この有機ＥＬ素子に電気的に接続される有機薄膜トランジスタ（以下、有機ＴＦＴと称する）とが集積されたものである。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置を示す模式的な断面図である。図１には、２つの有機ＥＬ素子１００と２つの有機ＴＦＴ２００とが示される。
【００２９】
図１に示すように、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置は、基板１、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、ソース電極４、透明電極であるドレイン兼ホール注入電極５、活性層兼ホール注入層６、絶縁膜７、ホール輸送層８、発光層９、電子注入電極１０、後述のデータラインＤＬおよびソースラインＳＬを含む。
【００３０】
本実施の形態においては、有機ＴＦＴ２００のドレイン電極および有機ＥＬ素子１００のホール注入電極がドレイン兼ホール注入電極５として一体的に構成されており、有機ＴＦＴ２００の活性層および有機ＥＬ素子１００のホール注入層が活性層兼ホール注入層６として一体的に構成されている。
【００３１】
ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、ソース電極４、ドレイン兼ホール注入電極５および活性層兼ホール注入層６が有機ＴＦＴ２００を構成する。ソース電極４とドレイン兼ホール注入電極５との間における活性層兼ホール注入層６は、有機ＴＦＴ２００のチャネル領域となる。
【００３２】
また、基板１、ドレイン兼ホール注入電極５、活性層兼ホール注入層６、ホール輸送層８、発光層９および電子注入電極１０が有機ＥＬ素子１００を構成する。
【００３３】
基板１は、透明の例えばガラスまたはプラスチックからなる。ゲート電極２、ソース電極４およびドレイン兼ホール注入電極５は、例えば銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）等のうち少なくとも１つを含む金属もしくは合金により形成される単層膜または積層膜からなり、またはインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、スズ酸化物等の導電性金属酸化物または導電性高分子より形成される単層膜または積層膜からなる。
【００３４】
ゲート絶縁膜３は、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ2 ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン窒化酸化物（ＳｉＮx Ｏy ）、タンタル酸化物、鉛酸化物、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物または三元系の金属酸化物（例えば、リチウムタンタレート）等からなる。ゲート絶縁膜３は透明である。
【００３５】
活性層兼ホール注入層６は、例えばポリエチレンジオキシチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン誘導体、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリチエニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリアニリン、ポリアニリン誘導体、ポリアニリンとポリスチレンスルホン酸との混合物、ポリアリールアミン、ポリアリールアミン誘導体、トリフェニルアミンを有する重合体、ポリフルオレン、ポリフルオレン誘導体およびフルオレンを有する共重合体を含む高分子材料、ならびに銅フタロシアニン、銅フタロシアニン誘導体、ポルフィリン、ポルフィリン誘導体、ペンタセン、ペンタセン誘導体、オリゴチオフェン、トリフェニルアミン誘導体を含む低分子材料等のうち少なくとも１つを含む。この場合、キャリアが有機ＴＦＴ２００の活性層兼ホール注入層６に注入されやすくなるとともにキャリア移動度が向上される。
【００３６】
絶縁膜７は、上記のゲート絶縁膜３と同じ材料からなってもよいし、例えばアクリル樹脂またはポリイミド等の一般的な絶縁材料からなってもよい。
【００３７】
ホール輸送層８および発光層９は、例えば低分子または高分子からなる一般的な有機材料からなる。
【００３８】
電子注入電極１０は、例えば金属、金属酸化物または金属フッ化物等からなる。この電子注入電極１０は、通常、例えばリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）またはこれらの金属のフッ化物もしくは酸化物を含む厚さ数ｎｍ以下の薄膜と金属膜との積層構造からなる。この金属膜としては、アルミニウム、銀、白金、金、ニッケル、クロム、モリブデン、ＩＴＯ、ＩＺＯ、スズ酸化物またはこれらを主成分とする合金が用いられる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、有機ＴＦＴ２００のドレイン電極と有機ＥＬ素子１００のホール注入電極とをドレイン兼ホール注入電極５として一体的に構成しており、有機ＴＦＴ２００の活性層と有機ＥＬ素子１００のホール注入層とを活性層兼ホール注入層６として一体的に構成しているが、それぞれ別個に構成してもよい。この場合、ホール注入層は、例えば低分子または高分子からなる一般的な有機材料からなる。
【００４０】
また、発光層９と電子注入電極１０との間に電子輸送層および電子注入性の高い金属をドープした電子注入層を設けてもよい。
【００４１】
以下、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順について説明する。
【００４２】
図２および図３は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【００４３】
図２（ａ）に示すように、まず、基板１上にゲート電極２をスパッタリング、電子ビーム蒸着またはフォトリソグラフィにより形成する。
【００４４】
次に、図２（ｂ）に示すように、ゲート電極２を覆うように基板１上にゲート絶縁膜３をスパッタリングまたは電子ビーム蒸着により形成する。
【００４５】
続いて、図２（ｃ）に示すように、ゲート電極２の上方に間隔をあけてゲート絶縁膜３上にソース電極４およびドレイン兼ホール注入電極５をスパッタリング、電子ビーム蒸着またはフォトリソグラフィにより形成する。
【００４６】
次に、図３（ｄ）に示すように、ソース電極４およびドレイン兼ホール注入電極５を覆うようにゲート絶縁膜３上に活性層兼ホール注入層６を形成する。これにより、有機ＴＦＴ２００が作製される。活性層兼ホール注入層６として高分子材料を用いる場合にはスピンコート、スプレーコートまたはノズルコートにより活性層兼ホール注入層６が形成され、活性層兼ホール注入層６として低分子材料を用いる場合には真空蒸着により活性層兼ホール注入層６が形成される。
【００４７】
次に、図３（ｅ）に示すように、有機ＴＦＴ２００の上方でかつ活性層兼ホール注入層６上に絶縁膜７を形成する。
【００４８】
ここで、絶縁膜７がゲート絶縁膜３と同じ酸化物等の材料からなる場合には、シャドーマスクを用いて真空蒸着により絶縁膜７を形成してもよいし、真空蒸着後に絶縁膜７をエッチングしてもよい。
【００４９】
また、絶縁膜７が樹脂材料からなる場合には、フォトリソグラフィにより絶縁膜７を形成する。下地の活性層兼ホール注入層６の形成の際に有極性の溶媒を用いる場合、絶縁膜７に無極性の材料を用い、下地の活性層兼ホール注入層６の形成の際に無極性の溶媒を用いる場合、絶縁膜７に有極性の材料を用いる。それにより、絶縁膜７を形成する際に活性層兼ホール注入層６がエッチングされることが防止される。
【００５０】
次いで、図３（ｆ）に示すように、隣り合う絶縁膜７の間でかつ活性層兼ホール注入層６上にホール輸送層８を形成し、このホール輸送層８上に発光層９を形成する。
【００５１】
ホール輸送層８および発光層９として高分子材料を用いる場合にはインクジェット、スピンコートまたはノズルコートによりホール輸送層８および発光層９が形成され、ホール輸送層８および発光層９として低分子材料を用いる場合には真空蒸着によりホール輸送層８および発光層９が形成される。
【００５２】
その後、絶縁膜７および発光層９上に電子注入電極１０を真空蒸着、電子ビーム蒸着またはスパッタリングにより形成する。
【００５３】
なお、単色ディスプレイとして用いる有機ＥＬ装置を実現する場合には、絶縁膜７を覆うように活性層兼ホール注入層６上にホール輸送層８を形成し、このホール輸送層８上に発光層９を形成してもよい。
【００５４】
図４は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置における等価回路図である。図４には、１つの有機ＥＬ素子１００と１つの有機ＴＦＴ２００との接続が示される。
【００５５】
図４に示すように、有機ＴＦＴ２００のゲート電極２は、データラインＤＬに接続されており、ソース電極４は、ソースラインＳＬに接続されている。
【００５６】
また、本実施の形態では、有機ＴＦＴ２００のドレイン電極と有機ＥＬ素子１００のホール注入電極とはドレイン兼ホール注入電極５として一体的に形成されており、有機ＥＬ素子１００の電子注入電極１０は接地されている。
【００５７】
以上のように、本実施の形態においては、有機ＥＬ素子１００の発光層９上および絶縁膜７上を覆うように電子注入電極１０を容易に形成することができる。それにより、精度が要求される電子注入電極１０の位置決めおよびパターニングが必要なくなる。したがって、歩留りが高く低コストでかつ高精細な有機ＥＬ装置を得ることができる。
【００５８】
また、ゲート電極２上を覆うように基板１上にゲート絶縁膜３が形成されることにより平坦化効果が得られるので、基板１上に形成される有機ＥＬ素子１００の活性層兼ホール注入層６、ホール輸送層８および発光層９を含む有機層の膜切れが防止される。また、ゲート電極２上を覆うように基板１上にゲート絶縁膜３が形成されることにより有機ＥＬ素子１００の上記有機層へのガス（例えば、酸素）および水分の浸入が防止される。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置を示す模式的な断面図である。なお、図５には１つの有機ＥＬ素子１００と２つの有機ＴＦＴ２００，２００ａとが示される。１つの有機ＥＬ素子１００には２つの有機ＴＦＴ２００，２００ａが電気的に接続されている。
【００６０】
図５に示すように、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置は、基板１、ゲート電極２，２ａ、ゲート絶縁膜３、ソース電極４，４ａ、ドレイン電極５１，５１ａ、ホール注入電極５０、活性層６０，６０ａ、保護絶縁膜７０、ホール注入層６１、ホール輸送層８、発光層９、電子注入電極１０、後述の取り出し電極１０ａ、後述のスルーホールコンタクト１２、後述のキャパシタＣの他方電極１３、後述の画素分離絶縁膜１４、後述のスキャンラインＳＣＬ、データラインＤＬおよびパワーラインＰＬを含む。活性層６０，６０ａは、それぞれ有機ＴＦＴ２００，２００ａのチャネル領域となる。
【００６１】
有機ＴＦＴ２００は、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、ソース電極４、ドレイン電極５１および活性層６０からなり、有機ＴＦＴ２００ａは、ゲート電極２ａ、ゲート絶縁膜３、ソース電極４ａ、ドレイン電極５１ａおよび活性層６０ａからなる。
【００６２】
また、有機ＥＬ素子１００は、基板１、ホール注入電極５０、ホール注入層６１、ホール輸送層８、発光層９および電子注入電極１０からなる。
【００６３】
図６〜図１４は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。図６〜図１４の（ａ）は有機ＥＬ装置の平面図を示し、（ｂ）は（ａ）の模式的な部分断面図である。ただし、（ｂ）の断面図では理解を容易にするために２つの有機ＴＦＴ２００，２００ａおよび有機ＥＬ素子１００が並ぶように描かれている。なお、図６〜図１４の（ａ）には、３組の有機ＥＬ素子１００および有機ＴＦＴ２００，２００ａが示され、図６〜図１４の（ｂ）には、１組の有機ＥＬ素子１００および有機ＴＦＴ２００，２００ａが示される。３組の有機ＥＬ素子１００は、それぞれ赤色光、緑色光および青色光を出射する。
【００６４】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、まず、透明の例えば厚さ０．７ｍｍの基板１上に、例えば厚さ５０ｎｍのゲート電極２，２ａおよび例えば厚さ５０ｎｍのスキャンラインＳＣＬをそれぞれ形成する。ゲート電極２ａは、後述のキャパシタＣの一方電極としても機能する。
【００６５】
この場合、スキャンラインＳＣＬは、基板１の一方の端面から他方の端面に向かって線状に形成され、ゲート電極２がこのスキャンラインＳＣＬに接続される。
【００６６】
次に、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ゲート電極２，２ａおよびスキャンラインＳＣＬを覆うように、透明の例えば厚さ１００ｎｍのゲート絶縁膜３を形成する。この場合、ゲート絶縁膜３は、一方のスキャンラインＳＣＬの端部ならびに後述の後工程で形成される一方のデータラインＤＬおよび一方のパワーラインＰＬの端部が露出するように形成される。
【００６７】
次に、図８（ａ），（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜３上に透明電極として例えば厚さ１００ｎｍのホール注入電極５０をそれぞれ形成する。
【００６８】
続いて、図９（ａ），（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜３上に、例えば厚さ８０ｎｍのソース電極４，４ａ、例えば厚さ８０ｎｍのドレイン電極５１，５１ａ、例えば厚さ８０ｎｍのキャパシタ上部電極１３、例えば厚さ８０ｎｍのデータラインＤＬおよび例えば厚さ８０ｎｍのパワーラインＰＬをそれぞれ形成する。また、ゲート絶縁膜３内にゲート電極２ａとドレイン電極５１とを電気的に接続するためのスルーホールコンタクト１２を形成する。
【００６９】
データラインＤＬおよびパワーラインＰＬは、スキャンラインＳＣＬに直交するように形成される。ソース電極４は、データラインＤＬに接続され、ソース電極４ａは、パワーラインＰＬに接続される。
【００７０】
また、ドレイン電極５１は、スルーホールコンタクト１２を介してゲート電極２ａに接続され、ドレイン電極５１ａは、ホール注入電極５０に接続される。なお、ドレイン電極５１ａとホール注入電極５０とを一体的に形成してもよい。
【００７１】
さらに、ゲート絶縁膜３を介してゲート電極２ａの上方に後述するキャパシタＣの他方電極１３が形成され、この他方電極１３は、パワーラインＰＬに接続される。本実施の形態では、上記の他方電極１３を設けているが、キャパシタＣの容量成分を十分確保できるなら、他方電極１３を設けずにソース電極４ａをキャパシタＣの他方電極としてもよい。
【００７２】
なお、ソース電極４とドレイン電極５１とは間隔を隔てて形成され、この間隔の領域の下方にゲート絶縁膜３を介してゲート電極２が形成されている。ソース電極４ａとドレイン電極５１ａとは間隔を隔てて形成され、この間隔の領域の下方にゲート絶縁膜３を介してゲート電極２ａが形成されている。
【００７３】
次に、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、ソース電極４とドレイン電極５１との間の領域を覆うようにゲート絶縁膜３上、ソース電極４上の一部およびドレイン電極５１上の一部に例えば厚さ１００ｎｍの活性層６０を形成する。
【００７４】
また、ソース電極４ａとドレイン電極５１ａとの間の領域を覆うようにゲート絶縁膜３上、ソース電極４ａ上の一部およびドレイン電極５１ａ上の一部に例えば厚さ１００ｎｍの活性層６０ａを形成する。
【００７５】
ここで、上記のソース電極４とドレイン電極５１との間の距離およびソース電極４ａとドレイン電極５１ａとの間の距離はチャネル長に相当し、本実施の形態では、このチャネル長は例えば０．０５ｍｍである。また、本実施の形態では、チャネル幅は例えば２ｍｍである。
【００７６】
続いて、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ホール注入電極５０、ドレイン電極５１ａの一部、基板１の一部およびゲート絶縁膜３の一部を除く領域を覆うように例えば厚さ１００ｎｍの保護絶縁膜７０を形成する。
【００７７】
次に、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ホール注入電極５０の一部および基板１の一部を覆わないように例えば厚さ２０００ｎｍの画素分離絶縁膜１４を形成する。この画素分離絶縁膜１４により発光領域の大きさが規定される。本実施の形態では、この発光領域の大きさは、例えば０．０５ｍｍ×０．１ｍｍである。
【００７８】
次に、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、画素分離絶縁膜１４を設けていないホール注入電極５０上に、例えば厚さ６０ｎｍのホール注入層６１、例えば厚さ２０ｎｍのホール輸送層８および例えば厚さ１００ｎｍの発光層９をこの順で形成する。
【００７９】
次に、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、画素分離絶縁膜１４上および発光層９上に例えば厚さ２００ｎｍの電子注入電極１０を形成する。この場合、電子注入電極１０の端部には例えば厚さ２００ｎｍの取り出し電極１０ａが形成される。
【００８０】
図１５は、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置における等価回路図である。図１５には、１組の有機ＴＦＴ２００，２００ａおよび有機ＥＬ素子１００の接続が示される。
【００８１】
図１５に示すように、有機ＴＦＴ２００のゲート電極２は、スキャンラインＳＣＬに接続されており、ソース電極４は、データラインＤＬに接続されている。
【００８２】
また、有機ＴＦＴ２００ａのゲート電極２ａは、有機ＴＦＴ２００のドレイン電極５１に接続されており、ソース電極４ａは、パワーラインＰＬに接続されており、ドレイン電極５１ａは、有機ＥＬ素子１００のホール注入電極５０に接続されており、有機ＥＬ素子１００の電子注入電極１０は接地されている。
【００８３】
さらに、キャパシタＣの一方電極は、有機ＴＦＴ２００ａのゲート電極２ａと共通に構成されており、キャパシタＣの他方電極１３は、パワーラインＰＬに接続されている。
【００８４】
以上のように、本実施の形態においては、有機ＥＬ素子１００の発光層９上および画素分離絶縁膜１４上を覆うように電子注入電極１０を容易に形成することができる。それにより、精度が要求される電子注入電極１０の位置決めおよびパターニングが必要なくなる。したがって、歩留りが高く低コストでかつ高精細な有機ＥＬ装置を得ることができる。
【００８５】
また、ゲート電極２，２ａ上を覆うように基板１上にゲート絶縁膜３が形成されることにより平坦化効果が得られるので、基板１上に形成される有機ＥＬ素子１００のホール注入層６１、ホール輸送層８および発光層９を含む有機層の膜切れが防止される。また、ゲート電極２上を覆うように基板１上にゲート絶縁膜３が形成されることにより有機ＥＬ素子１００の上記有機層へのガス（例えば、酸素）および水分の浸入が防止される。
【００８６】
上記実施の形態においては、基板１の厚さは、０．０２ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、０．１ｍｍ〜３ｍｍであることがより好ましい。ゲート電極２，２ａの厚さは、５ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであることがより好ましい。スキャンラインＳＣＬの厚さは、５ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００８７】
また、ゲート絶縁膜３の厚さは、５ｎｍ〜５０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜１０００ｎｍであることがより好ましい。ホール注入電極５０の厚さは、５ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることがより好ましい。ソース電極４，４ａの厚さは、５ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜３００ｎｍであることがより好ましい。
【００８８】
また、ドレイン電極５１，５１ａの厚さは、５ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜３００ｎｍであることがより好ましい。キャパシタＣの他方電極１３の厚さは、５ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜３００ｎｍであることがより好ましい。データラインＤＬの厚さは、５ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜３００ｎｍであることがより好ましい。
【００８９】
また、パワーラインＰＬの厚さは、５ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜３００ｎｍであることがより好ましい。活性層６０，６０ａの厚さは、５ｎｍ〜５０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜１０００ｎｍであることがより好ましい。保護絶縁膜７０の厚さは、５ｎｍ〜５０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜１０００ｎｍであることがより好ましい。
【００９０】
また、画素分離絶縁膜１４の厚さは、１０ｎｍ〜２００００ｎｍであることが好ましく、１００ｎｍ〜８０００ｎｍであることがより好ましい。各有機ＥＬ素子１００の厚さは、それぞれ２０ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、５０ｎｍ〜５００ｎｍであることがより好ましい。ホール注入層６１の厚さは、５ｎｍ〜７００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００９１】
また、ホール輸送層８の厚さは、２ｎｍ〜６００ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであることがより好ましい。発光層９の厚さは、５ｎｍ〜７００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであることがより好ましい。電子注入電極１０および取り出し電極１０ａの厚さは、５ｎｍ〜５０００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜８００ｎｍであることがより好ましい。
【００９２】
さらに、有機ＴＦＴ２００，２００ａのチャネル長は、０．０００５ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、０．００５ｍｍ〜１ｍｍであることがより好ましい。有機ＴＦＴ２００，２００ａのチャネル幅は、０．０５ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましく、０．０５ｍｍ〜５０ｍｍであることがより好ましい。各有機ＥＬ素子１００の発光領域の大きさは、０．００５ｍｍ×０．００５ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍであることが好ましく、０．０１ｍｍ×０．０１ｍｍ〜５ｍｍ×５ｍｍであることがより好ましい。
【００９３】
なお、上記実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、有機ＥＬ素子はボトムエミッション構造を有するが、これに限定されるものではなく、トップエミッション構造を有してもよい。
【００９４】
また、上記実施の形態においては、ゲート電極が活性層の上方（活性層に対して基板１と反対側）に配置されたトップゲート型有機ＴＦＴについて説明したが、本発明は、ゲート電極が活性層の下方（活性層に対して基板１と同じ側）に配置されたボトムゲート型有機ＴＦＴにも適用可能である。
【００９５】
上記実施の形態においては、ドレイン兼ホール注入電極５およびホール注入電極５０が第１の電極に相当し、電子注入電極１０が第２の電極に相当し、有機ＴＦＴ２００，２００ａが薄膜トランジスタに相当し、絶縁膜７、保護絶縁膜７０および画素分離絶縁膜１４が絶縁層に相当し、ソース電極４，４ａが一方電極に相当し、ドレイン兼ホール注入電極５およびドレイン電極５１，５１ａが他方電極に相当し、活性層兼ホール注入層６、ホール注入層６１、ホール輸送層８および発光層９がキャリア層に相当する。
【００９６】
（その他の例）
図１６は、有機ＥＬ装置のその他の例を示す模式的な断面図である。図１６の有機ＥＬ装置は、ソース電極、ゲート電極およびドレイン電極がこの順で積み重ねられてなる静電誘導トランジスタ（Static Induction Transistor；以下、ＳＩＴと略記する）を有する。
【００９７】
図１６に示すように、基板１上にホール注入電極５０およびソース電極４，４ａが形成される。ソース電極４，４ａ上にそれぞれ活性層６０，６０ａが形成される。活性層６０，６０ａ内にはそれぞれくし型のゲート電極２，２ａが形成される。
【００９８】
活性層６０，６０ａ上にはそれぞれドレイン電極５１，５１ａが形成される。ドレイン電極５１は、ゲート電極２ａに接続されており、ドレイン電極５１ａは、ホール注入電極５０と一体的に形成されている。ゲート電極２は、図示しないスキャンラインに接続されている。
【００９９】
ゲート電極２、ソース電極４、ドレイン電極５１および活性層６０が有機ＴＦＴ２００を構成し、ゲート電極２ａ、ソース電極４ａ、ドレイン電極５１ａおよび活性層６０ａが有機ＴＦＴ２００ａを構成する。活性層６０，６０ａは、それぞれ有機ＴＦＴ２００，２００ａのチャネル領域となる。
【０１００】
ホール注入電極５０およびドレイン電極５１ａの一部の領域を除く領域を覆うように保護絶縁膜７０が形成される。また、ホール注入電極５０の一部の領域を除く領域を覆うように画素分離絶縁膜１４が形成される。
【０１０１】
また、ホール注入電極５０上にホール注入層６１、ホール輸送層８および発光層９がこの順で形成される。画素分離絶縁膜１４上および発光層９上に電子注入電極１０が形成される。基板１、ホール注入電極５０、ホール注入層６１、ホール輸送層８、発光層９および電子注入電極１０が有機ＥＬ素子１００を構成する。
【０１０２】
本例では、活性層６０，６０ａおよびホール注入層６１をそれぞれ別個に設けたが、活性層６０，６０ａおよびホール注入層６１を一体的にした層を形成する場合には、この層にスルーホールコンタクトを設けることにより、ドレイン電極５１ａとホール注入電極５０とを電気的に接続することが可能となる。
【０１０３】
以上のように、本例では、有機ＥＬ素子１００の発光層９上および画素分離絶縁膜１４上を覆うように電子注入電極１０を容易に形成することができる。それにより、精度が要求される電子注入電極１０の位置決めおよびパターニングが必要なくなる。したがって、歩留りが高く低コストでかつ高精細な有機ＥＬ装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置は、各種表示装置および各種光源等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置を示す模式的な断面図である。
【図２】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図３】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図４】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置における等価回路図である。
【図５】第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置を示す模式的な断面図である。
【図６】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図７】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図８】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図９】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図１０】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図１１】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図１２】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図１３】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図１４】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造手順を示す模式図である。
【図１５】本実施の形態に係る有機ＥＬ装置における等価回路図である。
【図１６】有機ＥＬ装置のその他の例を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  基板
２，２ａ  ゲート電極
３  ゲート絶縁膜
４，４ａ  ソース電極
５  ドレイン兼ホール注入電極
６  活性層兼ホール注入層
７  絶縁膜
８  ホール輸送層
９  発光層
１０  電子注入電極
１０ａ  取り出し電極
１２  スルーホールコンタクト
１３  他方電極
１４  画素分離絶縁膜
５０  ホール注入電極
５１，５１ａ  ドレイン電極
６０，６０ａ  活性層
６１  ホール注入層
７０  保護絶縁膜
１００  有機ＥＬ素子
２００，２００ａ  有機ＴＦＴ
Ｃ  キャパシタ
ＤＬ  データライン
ＰＬ  パワーライン
ＳＣＬ  スキャンライン
ＳＬ  ソースライン
【図１】
2006098542.tif 000003
【図２】
2006098542.tif 000004
【図３】
2006098542.tif 000005
【図４】
2006098542.tif 000006
【図５】
2006098542.tif 000007
【図６】
2006098542.tif 000008
【図７】
2006098542.tif 000009
【図８】
2006098542.tif 000010
【図９】
2006098542.tif 000011
【図１０】
2006098542.tif 000012
【図１１】
2006098542.tif 000013
【図１２】
2006098542.tif 000014
【図１３】
2006098542.tif 000015
【図１４】
2006098542.tif 000016
【図１５】
2006098542.tif 000017
【図１６】
2006098542.tif 000018