(57)【要約】【課題】表示装置の剥離強度を高めることを目的の一つとする。【解決手段】表示装置は、画素電極と、対向電極と、画素電極及び対向電極の間に配置される有機層を含み、有機層は、画素電極に接するホール注入層と、ホール注入層上のホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、を含み、ホール注入層は、無機材料を含み、無機材料は、仕事関数が４．４ｅＶ以下であり、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｆｒ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｙｂ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｈｏから選ばれた一種又は複数種の元素、又は前記元素のフッ化物若しくは前記元素の酸化物を含む。【選択図】図６
2019036621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と、対向電極と、前記画素電極及び前記対向電極の間に配置される有機層を含み、
前記有機層は、画素電極に接するホール注入層と、前記ホール注入層上のホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、を含み、
前記ホール注入層は、無機材料を含み、
前記無機材料は、仕事関数が４．４ｅＶ以下であり、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｆｒ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｙｂ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｈｏから選ばれた一種又は複数種の元素、又は前記元素のフッ化物若しくは前記元素の酸化物を含む、表示装置。
【請求項２】
前記画素電極の表面粗さが２０ｎｍ以上であり、
前記画素電極の表面の突起と窪みの間が４０ｎｍ以上である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記画素電極の表面が、酸化インジウムスズ又は酸化インジウム亜鉛である、請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記ホール注入層は、前記無機材料と有機材料とを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記有機材料は、アミン系有機材料である、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記無機材料は、フッ化マグネシウムである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記ホール輸送層と前記発光層の間に配置される電子ブロック層と、
前記発光層と前記電子輸送層の間に配置されるホールブロック層とをさらに備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は表示装置に関し、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬデバイスは、陽極上にホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、陰極の順で積層される。有機ＥＬの発光層は高精細な加工を施したファインメタルマスクを使用してＲＧＢ毎に異なる材料を成膜するため、ＲＧＢ画素間には発光材料が成膜されないが、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層は成膜時にファインメタルマスクを使用しないため、各画素間にもこれらの材料が成膜される。つまり発光層以外のファインメタルマスクを使用しない有機ＥＬ層はディスプレイ発光領域全面に亘って均一に成膜されていることになる。有機ＥＬ層を構成する上記有機層は、いずれも密着性が低いため、ＴＦＴ回路などが形成される素子側のシートと対向する封止板側のシートが有機ＥＬ層を境に剥離が起きやすく、物理的な刺激に対する耐久性に乏しいという問題がある。
【０００３】
また、有機ＥＬ層全層を、ファインメタルマスクを使って成膜し、バンク上に有機ＥＬ層が蒸着されないエリアを設けて、有機ＥＬ層よりも上層に形成される層、例えば封止膜とバンク表面とが接するようにして密着性を向上させる試みがあるが、樹脂材料であるバンクと封止膜であるシリコン系無機膜との密着性もそれほど高くないために十分な強度を確保することが困難である。
【０００４】
この問題を解決するために、ホール注入層を酸化モリブデンと酸化タングステンとの混合物から構成し、ホール注入性能やホール注入層表面の平坦性を良好なものとして、低駆動電圧及び高発光効率を有する有機ＥＬ素子を作成可能とし、もって、当該有機ＥＬ素子の大型化及び量産化を容易にする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０３３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、有機ＥＬ表示装置を実用化するに当たり、有機ＥＬ層の剥離強度は必ずしも十分ではなく、例えば、有機ＥＬ素子を用いたシート状の表示装置は、基板の曲げ強度耐性が弱く、有機ＥＬ層部分で膜剥離が起こって非発光エリアが発生することが問題となっている。
【０００７】
このような課題に鑑み、本発明の一実施形態は、有機ＥＬ表示装置の剥離強度を高めることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、画素電極と、対向電極と、画素電極及び対向電極の間に配置される有機層を含み、有機層は、画素電極に接するホール注入層と、ホール注入層上のホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、を含み、ホール注入層は、無機材料を含み、無機材料は、仕事関数が４．４ｅＶ以下であり、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｆｒ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｙｂ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｈｏから選ばれた一種又は複数種の元素、又は前記元素のフッ化物若しくは前記元素の酸化物を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
【００１１】
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視においては、第１基板に対して第２基板が配置される側を「上」又は「上方」といい、その逆を「下」又は「下方」として説明する。
【００１２】
＜有機ＥＬ表示装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す斜視図である。図２及び図３は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す断面図である。図４は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す平面図である。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１００の概略構成を、図１乃至図４を参照して説明する。
【００１３】
図１に示すように、有機ＥＬ表示装置１００は、第１基板１０２に画素領域１０６が設けられている。画素領域１０６は複数の画素１２２がマトリクス状に配列することによって構成されている。画素領域１０６の上面には封止材としての第２基板１０４が設けられている。第２基板１０４は、図２に示すように、画素領域１０６を囲むシール材１３４によって、第１基板１０２に固定されている。第１基板１０２に形成された画素領域１０６は、封止材である第２基板１０４とシール材１３４によって大気に晒されないように封止されている。画素領域１０６の封止方法については、特にこれに限定するものではなく、第２基板１０４を設けることなく、第１基板１０２に設けられた画素領域１０６を覆うように、直接パッシベーション膜を形成してもよい。また、第１基板１０２と第２基板１０４との固定に際しては、図３に示すように、画素領域１０６を囲むシール材１３４に代えて、画素領域１０６を全体的に覆い、第１基板１０２と第２基板１０４との間を満たす充填材１３５を用いてもよい。また、図２においては図示していないが、第１基板１０２、第２基板１０４、及びシール材１３４によって囲まれた領域を、図３と同じく充填材を用いて満たしても良い。
【００１４】
第１基板１０２及び第２基板１０４は、ポリイミドを用いて形成してもよい。第１基板１０２及び第２基板１０４は、シートディスプレイとして十分な可撓性を有する基材であれば他の樹脂材料を用いて形成してもよい。また、第２基板１０４は、偏光板、位相差フィルム、反射防止フィルム等の光学フィルムであってもよい。
【００１５】
第１基板１０２には、アンダーコートとして、図示しないシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜の三層積層構造を設けてもよい。最下層のシリコン酸化膜は基材との密着性向上のため、中層のシリコン窒化膜は、外部からの水分及び不純物のブロック膜として、最上層のシリコン酸化膜は、シリコン窒化膜中に含有する水素原子が半導体層側に拡散しないようにするブロック膜として、それぞれ設けられてもよい。本実施形態は特にこの構造に限定するものではなく、さらに積層があってもよいし、単層あるいは二層積層としてもよい。
【００１６】
第１基板１０２には、一端部に端子領域１３６が設けられている。端子領域１３６は第２基板１０４の外側に配置されている。端子領域１３６の接続端子は、映像信号を出力する機器や電源などと有機ＥＬ表示装置１００とを接続する配線基板との接点を形成する。第１基板１０２には端子領域１３６から入力された映像信号を画素領域１０６に出力する第１駆動回路１２４および第２駆動回路１２６が設けられている。図１では、端子領域１３６は一箇所に設けられているが、複数に分かれて設けられても良いし、第１基板１０２の他の辺にも設けられていても良い。
【００１７】
図４は、第１基板１０２において、画素領域１０６の外側の領域に第１駆動回路１２４および第２駆動回路１２６が設けられる態様を示す。第１駆動回路１２４は走査信号を画素領域１０６に出力し、第２駆動回路１２６は映像信号を画素領域１０６に出力する。画素領域１０６と、第１駆動回路１２４及び第２駆動回路１２６とは、それぞれ図示しない配線によって接続される。画素領域１０６は、画素１２２以外に走査線、映像信号線と呼ばれる配線が設けられている。画素領域１０６の各画素１２２は、これらの配線により第１駆動回路１２４、第２駆動回路１２６と接続されている。例えば、第１駆動回路１２４は、画素領域１０６に走査信号を出力する駆動回路であり、第２駆動回路１２６は画素領域１０６に映像信号を出力する駆動回路である。図４は、画素領域１０６と第１駆動回路１２４との間に第１配線領域１２８を、画素領域１０６と第２駆動回路１２６との間に第２配線領域１３０を有する態様を示す。
【００１８】
図５は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す断面図である。本実施形態に係る画素領域１０６の構成を、図５を参照して説明する。
【００１９】
画素領域１０６には複数の画素１２２がマトリクス状に配置されている。図５は、図４に示すＡ−Ａ’線に沿った画素領域１０６の断面模式図である。画素１２２は回路素子層を有する。本実施形態において回路素子層は、半導体層１４６、ゲート絶縁層１４８、ゲート電極１５０、第１容量電極１５２、第１絶縁層１５４、ソース・ドレイン電極１５６、第２絶縁層１５８、第２容量電極１６０、第３絶縁層１６２、画素電極１６４、有機層１６６、対向電極１６８、およびバンク層１７０を含む多層構造を有する。
【００２０】
画素領域１０６の複数の画素１２２の各々は、トランジスタ１３８、発光素子１４０、第１容量素子１４２、および第２容量素子１４４を有する。発光素子１４０はトランジスタ１３８と接続されている。トランジスタ１３８は発光素子１４０の発光を制御する。第１容量素子１４２はトランジスタ１３８のゲート電位を保持し、第２容量素子１４４は画素電極１６４の電位を保持するために設けられている。
【００２１】
図５に示すように、複数の画素１２２の各々は画素毎にトランジスタ１３８を有する。トランジスタ１３８は、半導体層１４６、ゲート絶縁層１４８、ゲート電極１５０が積層された構造を有している。
【００２２】
半導体層１４６は、非晶質又は多結晶のシリコン、若しくは酸化物半導体などで形成される。ゲート絶縁層１４８は、シリコン酸化膜などで形成される。ゲート電極１５０は、チタン（Ｔｉ）層と、アルミニウム（Ａｌ）層が積層された構造（第１配線）を有していても良いし、モリブデン（Ｍｏ）やタングステン（Ｗ）を用いた単層構造や積層構造を有していても良い。
【００２３】
第１配線は、トランジスタ１３８のゲート電極１５０に加え、第１容量素子１４２を構成する第１容量電極１５２の形成にも用いられる。ソース・ドレイン電極１５６（第２配線）は、第１絶縁層１５４を介して、ゲート電極１５０の上層に設けられている。本実施形態では、第２配線が、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ｔｉ層の三層積層構造を採用して形成されている。第１絶縁層１５４は、層間絶縁膜となるシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜を積層して形成してもよい。
【００２４】
第１絶縁層１５４及びゲート電極１５０と同層の導電層で形成される第１容量電極１５２、及び、半導体層１４６とで、第１容量素子１４２が形成される。第２配線と同層の配線によって引き回し配線が形成される。引き回し配線は、基板周縁の端部まで延在され、後にフレキシブルプリント基板や駆動回路を接続する端子を形成する。引き回し配線は、第１配線と同層の配線によって形成されても良い。
【００２５】
ソース・ドレイン電極１５６の上層には平坦化層としての第２絶縁層１５８が設けられている。第２絶縁層１５８は、ソース・ドレイン電極１５６及び第１絶縁層１５４に設けられたコンタクトホール、ゲート電極１５０及び半導体層１４６の形状に伴う第１絶縁層１５４の凹凸を埋設し、略平坦な表面を有している。第２絶縁層１５８は、無機絶縁層の表面をエッチング加工、化学的機械研摩加工することで形成された平坦表面、またはアクリル、ポリイミドなどの前駆体を含む組成物を塗布又は堆積し、レベリングされた平坦表面を有していてもよい。
【００２６】
第２絶縁層１５８上には、導電層（第３配線）が設けられる。この導電層は、Ｍｏ層と、Ａｌ層と、Ｍｏ層との三層積層構造で設けてもよく、周辺引き回し配線や、画素内で付加的に設けられる第２容量電極１６０の形成に用いられる。第２容量電極１６０の上層側には第３絶縁層１６２が設けられる。第３絶縁層１６２は、第２容量電極１６０を覆い、第２容量素子１４４の誘電体層として用いられる。第３絶縁層１６２の上層側には画素電極１６４となる導電層が形成される。ここでは、画素電極１６４は反射電極として形成され、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層、銀（Ａｇ）層、ＩＴＯ層の三層積層構造としている。画素１２２においては、画素電極１６４、第３絶縁層１６２、第２容量電極１６０が重畳する領域に第２容量素子１４４が形成される。画素電極１６４において、ＩＴＯに代えて酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）を用いても良い。
【００２７】
第２絶縁層１５８の上面には発光素子１４０が設けられる。複数の画素１２２の各々は画素毎に発光素子１４０を有する。発光素子１４０は、トランジスタ１３８と電気的に接続される画素電極１６４、有機層１６６、対向電極１６８が積層された構造を有している。有機層１６６は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色を発光するものであってもよいし、白色発光を呈するものであってもよい。
【００２８】
画素電極１６４は、第２絶縁層１５８の上面に画素毎に設けられている。画素電極１６４は、第２絶縁層１５８を介して、ソース・ドレイン電極１５６の上層に設けられている。
【００２９】
また、画素電極１６４の上面には、画素電極１６４の周縁部を覆い内側領域を露出するようにバンク層１７０が設けられている。別言すれば、画素電極１６４の上面には、端部を覆うと共に画素電極１６４の上面を露出する開口部を有するバンク層１７０が設けられている。バンク層１７０の開口端はなだらかなテーパー形状とするのが好ましい。開口端が急峻な形状になっていると、後で形成される有機層１６６のカバレッジ不良を生ずるためである。更に、バンク層１７０は、第２絶縁層１５８に設けられたコンタクトホールを埋設している。絶縁材料で形成されるバンク層１７０が配置されることによって、画素電極１６４の端部において、対向電極１６８と画素電極１６４とが短絡することを防止することができる。更に、隣接する画素１２２間を確実に絶縁することができる。バンク層１７０は感光性有機樹脂材料で形成されてもよい。感光性有機樹脂材料としては、感光性アクリル樹脂や感光性ポリイミド樹脂などが用いられる。
【００３０】
バンク層１７０の上面には、開口部を覆うように有機層１６６が設けられている。有機層１６６は、画素電極１６４およびバンク層１７０の上面に画素毎に設けられている。他の実施形態では、有機層１６６は、表示領域を覆う全面にベタ形成されてもよい。ベタ形成の場合は、全画素において単色光、例えば白色光を得て、カラーフィルタ（図示せず）によって所望の色波長部分を取り出す構成とすることができる。有機層１６６は、蒸着による形成であってもよいし、溶媒分散の上での塗布形成であってもよい。
【００３１】
対向電極１６８は、有機層１６６の上面からバンク層１７０の上面を覆うように設けられ、複数の画素１２２に跨がって共通の電極として設けられている。ここでは、トップエミッション構造としているため、対向電極１６８は透明導電材料、一例としてＩＺＯにて形成する。前述の有機層１６６の形成順序に従うと、画素電極１６４が陽極となり、対向電極１６８が陰極となる。対向電極１６８は、表示領域上と、表示領域近傍に設けられたコンタクト部に亘って形成され、コンタクト部で下層の導電層と接続され、最終的には端子部に引き出される。
【００３２】
発光素子１４０の上には封止層１７２が設けられている。封止層１７２は発光素子１４０の全面を覆い、水分等の浸入を防ぐために設けられる。封止層１７２としては、窒化シリコンや酸化アルミニウムなどの被膜により透光性を有するものとすることが好ましい。また、封止層１７２の上部には第２基板１０４との間に充填材が設けられていてもよい。また、封止層１７２は、一部に有機層を含んでいてもよい。例えば、無機層／有機層／無機層といった積層構造であってもよい。本実施形態では、シリコン窒化膜を含む積層構造として、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、有機樹脂、シリコン窒化膜の積層構造としている。
【００３３】
発光素子１４０から白色光が出射されるとき、第２基板１０４には、遮光層、カラーフィルタ層が設けられていてもよい。カラーフィルタ層は、複数の画素１２２の各々に対向した位置に配置される。遮光層は、複数の画素１２２の各々を区画する位置に配置される。発光素子１４０から白色光が出射されるとき、カラーフィルタ層を設けることによって、有機ＥＬ表示装置１００はカラー表示をすることが可能となる。さらに、第２基板１０４には、偏光板及び位相板等の光学フィルムが設けられていてもよい。光学フィルムは、複数の画素１２２を覆い、第２基板１０４の外側表面に配置される。光学フィルムは、有機ＥＬ表示装置１００に入射した外光が、画素電極１６４で反射することによる視認性の劣化を抑制するために配置される。
【００３４】
さらに必要に応じて、封止層１７２上にカバーガラスやタッチパネル基板等を設けてもよい。この場合、有機ＥＬ表示装置との空隙を埋めるために、樹脂等を用いた充填材を介してもよい。
【００３５】
次に、本実施形態に係る発光素子１４０の構成を、図６を参照してより詳しく説明する。図６は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す断面図である。図６は、図５に示す発光素子１４０の断面図である。
【００３６】
発光素子１４０は、トランジスタ１３８と電気的に接続される画素電極１６４、有機層１６６、対向電極１６８が積層された構造を有している。発光素子１４０は２端子素子であり、画素電極１６４と対向電極１６８との間に流れる電流値を制御することで、両電極に挟まれる発光層１６６ｄを含む有機層１６６の発光が制御される。本実施形態において発光素子１４０は、発光層１６６ｄで発光した光を対向電極１６８側に放射するトップエミッション型の構造を示す。他の実施形態において発光素子１４０は、ボトムエミッション型の構造にしてもよい。
【００３７】
画素電極１６４又は画素電極１６４がホール注入層１６６ａと接する面はホール注入性に優れるＩＴＯやＩＺＯを用いることが好ましい。ＩＴＯやＩＺＯは透明性導電材料の一種であり、可視光帯域の透過率が高い反面、反射率は極めて低い特性を有している。したがって画素電極１６４に光を反射する機能を付加するために、画素電極１６４は、ＩＴＯ又はＩＺＯなどで形成される透明性導電材料にＡｌや銀（Ａｇ）等の金属層を積層させて全反射面を形成することが好ましい。しかしながらこれに限定されず、図５で示すように、ＩＴＯやＩＺＯなどで形成される画素電極１６４の下に第３絶縁層１６２及び第２容量電極１６０を設けて第２容量素子１４４とし、第２容量電極１６０を金属材料で形成して全反射面の機能を兼ね備えるようにしてもよい。画素電極１６４は、ホール注入性に優れ全反射面を有する導電膜であればよく、画素電極１６４の全反射面は有機層１６６とは反対側に配置する。画素電極１６４の厚さは、前述のような積層構造の場合、その総厚は５０ｎｍから３００ｎｍの範囲であることが好ましく、特に最表面となるＩＴＯ又はＩＺＯなどで形成される透明性導電材料の膜厚は、１ｎｍから２０ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００３８】
本実施形態において、画素電極１６４は、表面粗さＲａ２０ｎｍ以上、かつ、表面の突起と窪み間のＰＶ値（Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ｖａｌｌｅｙ）を表面粗さＲａの２倍程度、この場合は４０ｎｍ以上にすることが好ましい。膜剥離が起きるのは画素電極１６４と有機層１６６の界面である場合が多いため、画素電極１６４の表面粗さＲａを２０ｎｍ以上、かつ、画素電極１６４表面の突起と窪み間のＰＶ値を４０ｎｍ以上にすることで、画素電極１６４と有機層１６６との密着性を向上させることができ、剥離強度の高い表示装置を製造することができる。
【００３９】
対向電極１６８は、電子注入性に優れ、マグネシウム―銀合金（ＭｇＡｇ合金）や、マグネシウム―銀合金と銀との積層膜等の半透過性を有する半透明導電膜で形成されていることが好ましい。ここで半透明導電膜の半透過性は、透過率が２０％以上９０％以下の範囲であることを示す。透過しなかった光は、反射する。ここで対向電極１６８の有機層１６６側の面を半反射面とする。対向電極１６８の厚さは、前述の透過率を満たす限りにおいて特に限定しないが、ＭｇＡｇ合金を用いる場合は５ｎｍから３０ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００４０】
有機層１６６は、低分子系又は高分子系の有機材料を用いて形成される。低分子系の有機材料を用いる場合、有機層１６６は発光性の有機材料を含む発光層１６６ｄに加え、ホール注入層１６６ａ、ホール輸送層１６６ｂ、電子ブロック層１６６ｃ、ホールブロック層１６６ｅ、電子輸送層１６６ｆ等を含んで構成されていてもよい。本実施形態において有機層１６６は、発光層１６６ｄを挟んで画素電極１６４の方向に電子ブロック層１６６ｃ、ホール輸送層１６６ｂ、ホール注入層１６６ａの順に積層され、発光層１６６ｄを挟んで対向電極１６８の方向にホールブロック層１６６ｅ、電子輸送層１６６ｆの順に積層される。図では示さなかったが、有機層１６６は、対向電極１６８と電子輸送層１６６ｆとの間に電子注入層を付加されてもよい。
【００４１】
本実施形態において、ホール注入層１６６ａの材料としては、無機材料、又は、無機材料及び有機材料を共蒸着した材料を用いる。無機材料は、仕事関数４．４ｅＶ以下であり、例えば、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｆｒ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｙｂ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、から選ばれた一種又は複数種の元素、又はそのフッ化物、若しくはその酸化物を用いることが好ましい。ホール注入層１６６ａの厚さは、１ｎｍから２０ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００４２】
ホール輸送層１６６ｂに用いるホール輸送性材料としては、例えばベンジジン又はその誘導体、スチリルアミン又はその誘導体、トリフェニルメタン又はその誘導体をはじめ、ポルフィリン又はその誘導体、トリアゾール又はその誘導体、イミダゾール又はその誘導体、オキサジアゾール又はその誘導体、ポリアリールアルカン又はその誘導体、フェニレンジアミン又はその誘導体、アリールアミン又はその誘導体、オキサゾール又はその誘導体、アントラセン又はその誘導体、フルオレノン又はその誘導体、ヒドラゾン又はその誘導体、スチルベン又はその誘導体、フタロシアニンまたはその誘導体、ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物、アニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。
【００４３】
このようなホール輸送性材料の具体的な例としては、α−ナフチルフェニルジアミン（αＮＰＤ）、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、４，４’，４”−トリメチルトリフェニルアミン、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｐ−トリル）ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾール、４−ジ−ｐ−トリルアミノスチルベン、ポリ（パラフェニレンビニレン）、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリ（２，２’−チエニルピロール）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
ホール輸送層１６６ｂの材料としては、例えば、下記化学式１で示されるＮ、Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ、Ｎ−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ：Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）を使用することができる。ホール輸送層１６６ｂの厚さは、２１０ｎｍ程度の範囲であることが好ましい。
【化１】
2019036621.tif 000003
【００４５】
電子ブロック層１６６ｃの材料としては、例えば、関東化学株式会社製のＨＴＥＢ０２やＨＴＥＢ０４を使用することができる。電子ブロック層１６６ｃの厚さは、１０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００４６】
発光層１６６ｄは、上述したホール輸送性材料、電子輸送性材料、さらには両電荷輸送性材料の中から適宜必要とされるホスト材料を組み合わせて構成される。ホスト材料としては、例えば、下記化学式２で示される４，４’−Ｎ、Ｎ’−ジカルボゾール―ビフェニル（ＣＢＰ：４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂｏｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）や出光興産製の発光ホストＢＨ１４０を使用することができる。さらに、赤色発光材料、緑色発光材料又は青色発光材料の中から必要とされるドーパント材料を画素の配置に応じて含有することができる。発光層１６６ｄの厚さは、３０ｎｍ程度であることが好ましい。
【化２】
2019036621.tif 000004
【００４７】
赤色発光材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、バソフェナントロリン誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、スチリルベンゼン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、アミノスチリル誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、アントラセン誘導体、ジフェニルアントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、オキサジアゾールダイマー、ビラゾリンダイマー、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロビウム錯体、イリジウム錯体、白金錯体等、中心金属にＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等が例示される。
【００４８】
緑色発光材料としては、上述した材料の中から単数または複数の材料が適宜選択して用いられる。
【００４９】
また、青色発光材料の具体例としては、ペリレンを挙げることができるが、これに限定されるものではない。青色発光材料としては、例えば、出光興産株式会社製のＢＤ１０２を使用することができる。青色発光材料の発光スペクトルは４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲である。青色発光材料を含む有機層１６６が発光した光の取り出し効率は、さらに向上することができる。
【００５０】
ホールブロック層１６６ｅの材料としては、例えば、下記化学式３で示される４，４’−Ｎ、Ｎ’−ジカルボゾール―ビフェニル（ＣＢＰ：４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂｏｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）や、２，９−ジメチル−４,７−ジフェニル−１,１０−フェナントロリン（ＢＣＰ：２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）を使用することができる。ホールブロック層１６６ｅの厚さは、１０ｎｍ程度であることが好ましい。
【化３】
2019036621.tif 000005
【００５１】
電子輸送層１６６ｆ及び電子注入層に用いる電子輸送性材料として使用可能な材料としては、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、８−ヒドロキシメチルキノリンアルミニウム、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、又はこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５２】
電子輸送層１６６ｆの材料としては、例えば、下記化学式４で示される２，４−ビス（４−ビフェニル）−６−（４’−（２−ピリジル）−４−ジフェニル）−［１，３，５］トリアジン（ＭＰＴ：２，４−ｂｉｓ（４−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−６−（４’−（２−Ｐｙｒｉｄｉｎｙｌ）−４−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−［１，３，５］ｔｒｉａｚｉｎｅ）にリチウムを５体積％加えたものを使用することができる。電子輸送層１６６ｆの厚さは、２０ｎｍ程度であることが好ましい。このような構成及び構造をとることによって、光取出し効率を向上した発光素子を含む有機ＥＬ表示装置１００を提供することができる。
【化４】
2019036621.tif 000006
【００５３】
以上、本実施形態に係る発光素子１４０および有機ＥＬ表示装置１００の構成について説明した。本実施形態に係る発光素子１４０は、有機層１６６のホール注入層１６６ａに、仕事関数４．４ｅＶ以下であり、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｆｒ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｙｂ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、そのフッ化物、又はその酸化物である無機材料、又は、当該無機材料及び有機材料を共蒸着した材料を用いることによって、画素電極１６４と有機層１６６の密着性を向上することができる。このような構成及び構造をとることによって、剥離強度が向上した発光素子１４０を含む有機ＥＬ表示装置１００を提供することができる。
【実施例】
【００５４】
次に、実施例及び比較例に係る発光素子を備えた有機ＥＬ表示装置１００を用いて、特性評価するために以下の測定を行った。
【００５５】
＜繰り返し曲げ強度剥離耐性＞
曲げ半径Ｒ１０ｍｍにおける繰り返し曲げ強度剥離耐性を求めた。
【００５６】
実施例及び比較例に係る発光素子１４０の構成は以下のとおりである。
【００５７】
＜実施例１＞
実施例１に係る発光素子１４０の有機層１６６の材料および膜厚は以下の通りである。
画素電極１６４：ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ、最表面ＩＴＯ膜厚１０ｎｍ、Ｒａ２０ｎｍ、ＰＶ値４０ｎｍ
ホール注入層１６６ａ： ＭｇＦ２の単層、１ｎｍ
ホール輸送層１６６ｂ：１２０ｎｍ
電子ブロック層１６６ｃ：１０ｎｍ
発光層１６６ｄ：４０ｎｍ
ホールブロック層１６６ｅ：１０ｎｍ
電子輸送層１６６ｆ：２０ｎｍ
対向電極１６８：ＭｇＡｇ合金、１５ｎｍ
【００５８】
＜実施例２＞
実施例２に係る発光素子１４０の有機層１６６の材料および膜厚は以下の通りである。
画素電極１６４：ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ、最表面ＩＴＯ膜厚１０ｎｍ、Ｒａ２０ｎｍ、ＰＶ値４０ｎｍ
ホール注入層１６６ａ： アミン系有機材料及びＭｇＦ２（５ｖｏｌ％）の混合層、５ｎｍ
ホール輸送層１６６ｂ：１２０ｎｍ
電子ブロック層１６６ｃ：１０ｎｍ
発光層１６６ｄ：４０ｎｍ
ホールブロック層１６６ｅ：１０ｎｍ
電子輸送層１６６ｆ：２０ｎｍ
対向電極１６８：ＭｇＡｇ合金、１５ｎｍ
【００５９】
＜比較例１＞
比較例１に係る発光素子１４０の有機層１６６の材料および膜厚は以下の通りである。
画素電極１６４：ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ、最表面ＩＴＯ膜厚１０ｎｍ、Ｒａ１０ｎｍ、ＰＶ値２０ｎｍ
ホール注入層１６６ａ： ＭｇＦ２の単層、１ｎｍ
ホール輸送層１６６ｂ：１２０ｎｍ
電子ブロック層１６６ｃ：１０ｎｍ
発光層１６６ｄ：４０ｎｍ
ホールブロック層１６６ｅ：１０ｎｍ
電子輸送層１６６ｆ：２０ｎｍ
対向電極１６８：ＭｇＡｇ合金、１５ｎｍ
【００６０】
＜比較例２＞
比較例２に係る発光素子１４０の有機層１６６の材料および膜厚は以下の通りである。
画素電極１６４：ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ、最表面ＩＴＯ膜厚１０ｎｍ、Ｒａ１０ｎｍ、ＰＶ値２０ｎｍ
ホール注入層１６６ａ： アミン系有機材料及びＭｇＦ２（５ｖｏｌ％）の混合層、５ｎｍ
ホール輸送層１６６ｂ：１２０ｎｍ
電子ブロック層１６６ｃ：１０ｎｍ
発光層１６６ｄ：４０ｎｍ
ホールブロック層１６６ｅ：１０ｎｍ
電子輸送層１６６ｆ：２０ｎｍ
対向電極１６８：ＭｇＡｇ合金、１５ｎｍ
【００６１】
＜比較例３＞
比較例３に係る発光素子１４０の有機層１６６の材料および膜厚は以下の通りである。
画素電極１６４：ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ、最表面ＩＴＯ膜厚１０ｎｍ、Ｒａ１０ｎｍ、ＰＶ値２０ｎｍ
ホール注入層１６６ａ： ＨＡＴ−ＣＮ、５ｎｍ
ホール輸送層１６６ｂ：１２０ｎｍ
電子ブロック層１６６ｃ：１０ｎｍ
発光層１６６ｄ：４０ｎｍ
ホールブロック層１６６ｅ：１０ｎｍ
電子輸送層１６６ｆ：２０ｎｍ
対向電極１６８：ＭｇＡｇ合金、１５ｎｍ
【００６２】
＜比較例４＞
比較例４に係る発光素子１４０の有機層１６６の材料および膜厚は以下の通りである。
画素電極１６４：ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ、最表面ＩＴＯ膜厚１０ｎｍ、Ｒａ１０ｎｍ、ＰＶ値２０ｎｍ
ホール注入層１６６ａ： ＨＡＴ−ＣＮ、５ｎｍ
ホール輸送層１６６ｂ：１２０ｎｍ
電子ブロック層１６６ｃ：１０ｎｍ
発光層１６６ｄ：４０ｎｍ
ホールブロック層１６６ｅ：１０ｎｍ
電子輸送層１６６ｆ：２０ｎｍ
対向電極１６８：ＭｇＡｇ合金、１５ｎｍ
【００６３】
上記、測定結果を表１に示す。
【表１】
2019036621.tif 000007
【００６４】
表１に示すように、発光素子１４０は、ホール注入層１６６ａをＭｇＦ２の単層、又は、アミン系有機材料及びＭｇＦ２の混合層とし、画素電極１６４の表面粗さＲａを２０ｎｍ以上、かつ、ＰＶ値を４０ｎｍ以上にすることによって、繰り返し曲げ評価１００，０００回まで欠陥が発生しなかった。ホール注入層１６６ａに、仕事関数４．４ｅＶ以下であり、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｆｒ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｙｂ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、そのフッ化物、又はその酸化物である無機材料、又は、当該無機材料及び有機材料を共蒸着した材料を用いない従来の構成である比較例３では４５０回で欠陥が発生し、比較例４では８００回で欠陥が発生した。また、画素電極１６４の表面粗さＲａを２０ｎｍ以上、かつ、ＰＶ値を４０ｎｍ以上にしない従来の構成である比較例１及び比較例２では、２０００回で欠陥が発生した。比較例１乃至比較例４と比較して、実施例１及び実施例２の繰り返し曲げ強度剥離耐性は大きく向上した。
【符号の説明】
【００６５】
有機ＥＬ表示装置：１００、第１基板：１０２、第２基板：１０４、画素領域：１０６、画素：１２２、第１駆動回路：１２４、第２駆動回路：１２６、第１配線領域：１２８、第２配線領域：１３０、シール材：１３４、端子部：１３６、トランジスタ：１３８、発光素子：１４０、第１容量素子：１４２、第２容量素子：１４４、半導体層：１４６、ゲート絶縁層：１４８、ゲート電極：１５０、第１容量電極：１５２、第１絶縁層：１５４、ソース・ドレイン電極：１５６、第２絶縁層：１５８、第２容量電極：１６０、第３絶縁層：１６２、画素電極：１６４、有機層：１６６、ホール注入層：１６６ａ、ホール輸送層：１６６ｂ、電子ブロック層：１６６ｃ、発光層：１６６ｄ、ホールブロック層：１６６ｅ、電子輸送層：１６６ｆ、対向電極：１６８、バンク層：１７０、封止層：１７２
【図１】
2019036621.tif 000008
【図２】
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【図３】
2019036621.tif 000010
【図４】
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【図５】
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【図６】
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