(57)【要約】      （修正有）【課題】光取り出し効率を上げ、高コントラスト化と、電圧のバラツキを改善し、高精細度化、発光効率バラッキの改善した有機エレクトロルミネセンス表示装置を提供する。【解決手段】ステンレス基板２０１、ダイヤモンドライクカーボン絶縁膜１０２の上に、ソース電極、及びドレイン電極を備えた駆動用ＴＦＴ部１０３と、陰極１１２及び陽極１１４両極に挟まれた白色発光層１１３を、赤色発光層１２１，緑色発光層１２２，青色発光層１２３で形成し、それぞれの発光層の発光強度をホール輸送層２２４−１，３２４−１で調整して、白色発光層１１３からの光がＩＴＯ陽極１１４、ステンレスブラックストライプ１１７を設けたカラーフィルタ１１６を通って外部に放出させる。【選択図】図２ａ
2005292700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に、ソース電極及びドレイン電極を備えた駆動用薄膜トランジスタ部と、陰極及び陽極両電極の間に挟持された発光素子層から成るエレクトロルミネセンス表示部とが順に形成され、前記エレクトロルミネセンス表示部は前記駆動用薄膜トランジスタ部で駆動されており、前記エレクトロルミネセンス表示部からの光が陽極を通って外部に放出されることを特徴とするエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２】
基板の上に絶縁層を備え、ソース電極及びドレイン電極を備えた駆動用薄膜トランジスタ部と、陰極及び陽極両電極の間に挟持された発光素子層から成るエレクトロルミネセンス表示部とが順に形成され、前記エレクトロルミネセンス表示部は前記駆動用薄膜トランジスタ部で駆動されており、前記エレクトロルミネセンス表示部からの光が陽極を通って外部に放出されることを特徴とするエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項３】
前記陽極上にカラーフィルター層が形成されたことを特徴とする請求項１〜２項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項４】
前記陽極の上に金属層よりなるブラックストライプが形成されたことを特徴とする請求項３項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項５】
前記金属層よりなるブラックストライプは、ステンレスにより形成されていることを特徴とする請求項４に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項６】
前記エレクトロルミネセンス表示部は、陰極と陽極の間に電子輸送層、第１と第２の発光層、第１と第２のホール輸送層よりなることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項７】
前記エレクトロルミネセンス表示部は、陰極と陽極の間に電子輸送層、第１の発光層、巾が第１の発光層より狭い第１のホール輸送層、第２の発光層、第２のホール輸送層よりなることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項８】
前記エレクトロルミネセンス表示部は、陰極と陽極の間に電子輸送層、第１と第２と第３の発光層、第１と第２と第３のホール輸送層よりなることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項９】
前記エレクトロルミネセンス表示部は、陰極と陽極の間に電子輸送層、第１の発光層、巾が第１の発光層より狭い第１のホール輸送層、第２の発光層、巾が第２の発光層より狭い第２のホール輸送層、第３の発光層、第３のホール輸送層よりなることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１０】
前記複数の発光層の間に挟まれる前記輸送層は、その巾を変えることにより発光層の光量を調整したことを特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１１】
前記発光層間に挟まれる輸送層を櫛型、網目状に形成したことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１２】
前記発光層が互いに異なる発光スペクトルを有することを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１３】
前記発光層の組み合わせにより発光色が白色光であることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置、及び製造方法に関する。特に単一駆動電圧で、光取出し効率の改善、及び高精細度の表示部による色度特性の改善、消費電力の低減、寿命改善、更に、高輝度で高速表示に適した駆動ＴＦＴの提供によるモニター、ＴＶ等に適したフルカラーの発光が得られ生産性のよい有機エレクトロルミネセンス表示装置、及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長の異なる発光層を複数個有しているエレクトロルミネセンス駆動表示素子が考案されている。特開２００２−１６４１７０に示されている図１と同一構造を図４に示す。厚み０．７ｍｍの透明ガラス基板１０の上にＩＴＯ（インジウム―スズ酸化物）をスパッタにより陽極１を形成し、真空蒸着装置により、ＩＴＯ陽極１の上にホール輸送層１１を形成する。このホール輸送層１１の上にホスト層「ＤＰＶＢｉ」にドーパント「ＢＣｚＶＢｉ」を１質量％ドープして蒸着して青色発光層の有機発光材料３ａを形成しその上に「Ａｌｑ３」を蒸着して電子輸送層１２を形成し、陰極２を形成する。同様にホール輸送層１１の上にホスト層「Ａｌｑ３」にドーパント「Ｃｏｕｍａｒｉｎ６」を１質量％ドープしたものを蒸着して緑色発光の有機発光材料３ｂが形成される。この上に「Ａｌｑ３」を蒸着して電子輸送層１２を形成し、陰極２を形成する。更にホール輸送層１１を形成した後、ホスト層「Ａｌｑ３」にドーパント「ＤＣＪＴＢ」を１質量％ドープしたものを蒸着して赤色発光材料３ｃを形成する。その上に「Ａｌｑ３」を蒸着して電子輸送層１２を形成し、陰極２を形成した例を示すが、各ピクセルをストライプ状に形成しているため青＋緑＋赤タイプのフルカラーエレクトロルミネセンス表示部が大きくなるという問題があった。
【０００３】
又、前記エレクトロルミネセンス表示を駆動する方法として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたアクティブマトリックス方式の駆動方法が高画質な駆動方式として注目されている。これは液晶（ＬＣＤ）においてはマトリックに配置された各画素に画像駆動素子と信号蓄積素子（画素容量）とを集積し、各画素に１種の記憶動作を行わせて液晶を準スタティックに駆動する方式と類似したものである。上記の薄膜トランジスタを用いて大画面を形成した場合、1)配線パターンの抵抗バラッキにより電源電圧のバラッキを生じる問題点があった。2)駆動用ＴＦＴのオン電流、オフ電流のバラッキにより輝度ムラ、色ムラを生じる問題点があった。3)エレクトロルミネセンス素子の製造上のバラッキにより発光効率のバラッキ、電流バラッキ、寿命バラッキがある問題があった。4)基板とマスク層の熱膨張率の差により大画面形成において表示位置精度が悪くなる欠点があった。5)薄型ロール基板を用いた場合表示装置完成時、構成部材の熱膨張率の差によりソリが発生する欠点があった。7)従来基板はガラスで形成されていたため放熱性、耐衝撃性、落下特性が悪い欠点があった。8)従来、基板はガラスで形成されていたためマガジンからの出し入れ搬送に時間がかかり連続生産ができない欠点があった。9)従来、コントラスト向上のためブラックストライプを形成している窓部の位置合わせが難しく大画面になる程ズレが大きい欠点があった。10)基板の平坦性が大画面になる程難しい欠点があった。11)更に従来、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動部を形成し、この上にエレクトロルミネセンス発光素子層を形成し、エレクトロルミネセンス発光素子層の下部に陽極、上部に陰極を形成した場合、上部の陰極「Ａｌ」により下部に光が反射されて基板側より光が放出するが、基板上の薄膜トランジスタ駆動部により光が遮蔽される問題があった。12)又、基板上に薄膜トランジスタ駆動部を形成し、この上にエレクトロルミネセンス発光素子層を形成しエレクトロルミネセンス発光素子層の下部に陽極、上部に陰極を形成して基板より反対側に光が放出されるようにするためには、陽極をメタルとしなければならず、陰極を光透過性としなければならないため、特殊な電極材料を使用しなければならない問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１６４１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記問題点を解決し、大画面表示装置の形成時に表示部に熱膨張によるズレやソリがなく、陽極を通って光を取り出すことにより光取り出し効率を上げ、金属膜ブラックストライプによる高コントラスト化と陽極の低抵抗化による電源電圧のバラッキ改善、白色エレクトロルミネセンス表示部を複数の発光層で形成して電子とホールの移動効率化により高出力化、白色度の改善、高精細化、発光効率のバラッキ改善、電流バラッキ改善、寿命バラッキの改善と、駆動用ＴＦＴのオン電流、オフ電流バラッキ改善による輝度ムラ、色ムラの改善、耐衝撃性、落下特性にすぐれ、高速表示に適した有機エレクトロルミネセンス表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明におけるエレクトロルミネセンス表示装置は、基板の上に、ソース電極及びドレイン電極を備えた駆動用薄膜トランジスタ部と、陰極及び陽極両電極の間に挟持された発光素子層から成るエレクトロルミネセンス表示部とが順に形成され、前記エレクトロルミネセンス表示部は前記駆動用薄膜トランジスタ部で駆動されており、前記エレクトロルミネセンス表示部からの光が陽極を通って外部に放出されることを特徴とする。
【０００６】
また本発明におけるエレクトロルミネセンス表示装置は、基板の上に絶縁層を備え、ソース電極及びドレイン電極を備えた駆動用薄膜トランジスタ部と、陰極及び陽極両電極の間に挟持された発光素子層から成るエレクトロルミネセンス表示部とが順に形成され、前記エレクトロルミネセンス表示部は前記駆動用薄膜トランジスタ部で駆動されており、前記エレクトロルミネセンス表示部からの光が陽極を通って外部に放出されることを特徴とする。
【０００７】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記陽極上にカラーフィルター層が形成されたことを特徴とする。
【０００８】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記陽極の上に金属層よりなるブラックストライプが形成されたことを特徴とする。
【０００９】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記金属層よりなるブラックストライプは、ステンレスにより形成されていることを特徴とする。
【００１０】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記エレクトロルミネセンス表示部は、陰極と陽極の間に電子輸送層、第１と第２の発光層、第１と第２のホール輸送層よりなることを特徴とする。
【００１１】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記エレクトロルミネセンス表示部は、陰極と陽極の間に電子輸送層、第１の発光層、巾が第１の発光層より狭い第１のホール輸送層、第２の発光層、第２のホール輸送層よりなることを特徴とする。
【００１２】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記エレクトロルミネセンス表示部は、陰極と陽極の間に電子輸送層、第１と第２と第３の発光層、第１と第２と第３のホール輸送層よりなることを特徴とする。
【００１３】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記エレクトロルミネセンス表示部は、陰極と陽極の間に電子輸送層、第１の発光層、巾が第１の発光層より狭い第１のホール輸送層、第２の発光層、巾が第２の発光層より狭い第２のホール輸送層、第３の発光層、第３のホール輸送層よりなることを特徴とする。
【００１４】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記複数の発光層の間に挟まれる前記輸送層は、その巾を変えることにより発光層の光量を調整したことを特徴とする。
【００１５】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記発光層間に挟まれる輸送層を櫛型、網目状に形成したことを特徴とする。
【００１６】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記発光層が互いに異なる発光スペクトルを有することを特徴とする。
【００１７】
またエレクトロルミネセンス表示装置は、前記発光層の組み合わせにより発光色が白色光であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上、詳細に説明した様に、本発明の有機エレクトロルミネセンス表示装置によれば、複数の発光層を層状に形成し高精細度化、連続生産可能とし、これらの発光層の間に発光層の巾と同じ／又は発光層の巾より狭い輸送層を挿入することにより電子とホールの再結合率を改善し、表示部の上部に形成された陽極から光を取り出すことにより光取り出し効率を上げ、陽極の上に形成されたステンレスによるブラックストライプとカラーフィルター層によりコントラストの改善と配線抵抗の低減と、電源電圧のバラッキ改善、外光の影響低減、ソリの改善、表示位置の改善を行い基板、絶縁層の上に形成された非晶質シリコン膜能動層を形成することにより、駆動回路の応答性の改善により出力の改善と、色度特性の改善、寿命改善と消費電力削減が可能となるとともに単一の駆動電圧で高輝度の発光させ、耐衝撃性、落下特性に優れる有機エレクトロルミネセンス表示装置、及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の詳細を説明する。図１（ａ）は本発明に係る第１の実施形態である有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置１１５の基本的な構成を示す概略図である。図１（ａ）においてガラス基板１０１の上に駆動用ＴＦＴ部１０３、Ａｌ陰極１１２、白色発光素子層１１３、ＩＴＯ陽極１１４を形成する。図１（ｂ）は本発明に係わる第２の実施形態である有機エレクトロルミネセンス表示装置２１５の基本的な構成を示す概略図である。図１（ｂ）において、ステンレス基板２０１の上に絶縁層１０２、絶縁層１０２の上は図１（ａ）と同じように形成される。より詳細に説明を行なうと図２（ａ）において、駆動用ＴＦＴ部１０３、白色発光層１１３の概略図を示す。駆動用ＴＦＴ部１０３は図１（ａ）において０．７ｍｍガラス基板１０１上に形成されておりガラス基板１０１の上は図１（ｂ）の絶縁層１０２の上部と同じため図１（ｂ）で図１（ａ）も合わせて説明を行なう。図１（ｂ）では０．７ｍｍステンレス基板２０１上に絶縁層１０２としてダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）コーティングを行なったものである。このＤＬＣ膜はイオン蒸着法及び高周波放電プラズマＣＶＤ法等により形成される。
【００２０】
図２（ａ）の駆動用ＴＦＴ部１０３において前記絶縁層１０２の上にプラズマＣＶＤ法にて、モノシラン（ＳｉＨ４）またはジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）の熱分解を用いて処理温度３００℃程度で水素を添加して反応を促進して非晶質シリコン膜能動層１０４（膜厚５００Å）が形成される。非晶質シリコン膜能動層１０４の上にゲート絶縁層１０９をＣＶＤ法にてシリコン酸化膜により膜厚１０００Åに形成される。ゲート絶縁層１０９の上にゲート電極１１０を所定の形状にパターンニングして形成する。ゲート電極１１０はＣＶＤ法を用いて形成される。自己整合技術によりゲート電極１１０をマスクにしてホスフィンガス（ＰＨ３）またはジボランガス（Ｂ２Ｈ６）を水素ガスとの混合ガスによりイオンシャワーを照射することで、特別な熱処理工程を設けることなく不純物の注入と活性化を同時に行い、非晶質シリコン膜能動層１０４上にドレイン領域１０６、ソース領域１０５を形成する。ドレイン領域部１０６、ゲート絶縁層１０９のドレインコンタクトホール１０６ａを形成し、アルミ質の金属によるドレイン電極１０８が形成される。デバイスの全面に層間絶縁膜１１１がＣＶＤ法にてシリコン酸化膜を用いて形成される。ソース領域１０５とコンタクトするソースコンタクトホール１０５ａが層間絶縁層１１１に形成され、アルミ質の金属によるソースコンタクトホール１０５ａによりソース電極１０７が有機エレクトロルミネセンス表示部の陰極１１２と接続されている。尚ここにおいてゲート絶縁膜１０９と層間絶縁膜１１１については、絶縁層１０２と同じくＤＬＣコーティングにて形成してもよい。陰極１１２は「Ａｌ」を層間絶縁層１１１の上に厚さ１５００Å蒸着されて形成される。
【００２１】
図２（ａ）の白色発光素子層１１３おいて陰極１１２の上にフッ化リチウム「ＬｉＦ」を厚さ５Å蒸着し、フッ化リチウムの上にＬＵＭＯ２．８５ｅＶ、ＨＯＭＯ５．６２ｅＶ、エネルギーバンドギャップ２．７７ｅＶの「Ａｌｑ３」を２００Å蒸着して電子輸送層１２０が形成される。ついで、この電子輸送層１２０の上のホスト層「Ａｌｑ３」に赤色ドーパント「ＤＣＪＴＢ」を１重量％ドープしたものを厚さ２００Å蒸着して赤色発光層１２１が形成される。赤色発光層１２１の上に「ＮＢＰ」をマスクを用いて４００Å厚に蒸着し、ＬＵＭＯ２．４５ｅＶ、ＨＯＭＯ５．４６ｅＶ、エネルギーバンドギャップ３．０ｅＶのホール輸送層（２２４−１）を形成する。
【００２２】
ホール輸送層（２２４−１）の上にはホスト層「Ａｌｑ３」に緑色ドーパント「Ｃｏｕｍａｒｉｎ６」を１重量％ドープした緑色発光層１２２を５００Å蒸着して形成する。緑色発光層１２２の上には「ＮＢＰ」をマスクを用いて４００Å厚に蒸着しホール輸送層（３２４−１）を形成する。
【００２３】
ホール輸送層（３２４−１）の上にはＬＵＭＯ２．６ｅＶ、ＨＯＭＯ５．３ｅＶ、エネルギーバンドギャップ２．７ｅＶのホスト層「ＢＡｌｑ」にドーパント「Ｐｅｒｙｌｅｎｅ」を１重量％ドープしたものを、厚さ５００Å蒸着して青色発光の有機発光材料により青色発光層１２３が形成される。青色発光層１２３の上には「ＮＢＰ」を４００Å厚に蒸着し、ＬＵＭＯ２．４５ｅＶ、ＨＯＭＯ５．４６ｅＶ、エネルギーバンドギャップ３．０ｅＶのホール輸送層１２４を形成する。
【００２４】
次いで、このホール輸送層１２４の上に「ＣｕＰｃ」を厚さ２０ｎｍ蒸着し「ＣｕＰｃ」の上に陽極１１４が形成される。陽極１１４に正電圧、陰極１１２に負電圧を印加すると電子輸送層１２０を介して発光層１１３に注入された電子とホール輸送層１２４を介して注入されたホールが発光層１１３内、又は発光層１１３とホール輸送層１２４の界面等にて再結合して発光を行なう。
【００２５】
ここで本発明の白色エレクトロルミネセンス発光層１１３においては３層に形成された発光部１２１、１２２、１２３において発光層のホスト層とドーパントのＬＵＭＯバンドギャップエネルギー差は０．３ｅＶ以上となるためドーパント層が発光する。更には３層の各ホスト層間にホール輸送層を挟んでいるところに特徴がある。各発光層は間にホール輸送層（２２４−１）を挟んで「Ａｌｑ３」２層、更にはホール輸送層（３２４−１）を挟んで「ＢＡｌｑ」１層と各有機物により連続して形成されていることを特徴とする。ホール輸送層（２２４−１）、（３２４−１）はホールを通し電子を通さないためホール輸送層（２２４−１）の開口部は電子が上方へ移動するがホール輸送層（２２４−１）では電子は止められる。ホールはホール輸送層（２２４−１）を通って陰極１１２へ進むため、陰極１１２からの電子とホール輸送層（２２４−１）を通ったホールはホール輸送層（２２４−１）下部で再結合し、赤色発光層１２１はホール輸送層（２２４−１）下部で赤色発光する。
【００２６】
ホール輸送層（３２４−１）は陰極１１２から注入された電子を通さないため電子はホール輸送層（３２４−１）の開口部において上方へ移動する。ホール輸送層（３２４−１）は陰極１１４から注入されたホールは通すため緑色発光層１２２はホール輸送層（２１４−１）の開口部でホール輸送層（３２４−１）下部にて緑色発光する。ホール輸送層（２２４−１）、（３１４−１）の開口部において陰極１１２から注入された電子は陽極１１４に向かう。陽極１１４から注入されたホールと青色発光層１２３又はホール輸送層１２４境界部にて再結合して青色発光する。また発光層は互いに異なるスペクトルを有し、赤色、緑色、青色発光により混色され、単色に比べ約２倍の高出力の白色発光層１１３を形成する。白色発光層１１３はホール輸送層（２２４−１）、ホール輸送層（３２４−１）を挟んで３層で形成されるため従来の約１／２の電流で同一光量を得ることができる。また３層を重ねて形成することにより単層のエレクトロルミネセンス素子の膜厚バラッキに比べ膜厚のバラッキが小さくなることによる発光効率のバラッキを改善し、消費電流が１／２になることにより電流バラッキ、消費電流が１／２になることにより寿命バラッキを改善する。駆動電圧も青色、緑色、赤色を個別に発光させて得られる白色素子に比べ、３層が重なっているため単一の電圧でよいため従来の図４にくらべ駆動が容易で回路を省略できる。
【００２７】
又図４の青色、緑色、赤色を個別に発光させて得られる白色素子にくらべ３層であるため１／３の発光面積にでき、図４に示すストライプ状の発光でなくベタで発光するため例えば発光巾０．５ｍｍ、ピッチ０．５ｍｍととる必要がないため発光面積を１／２にできる。これらを合わせて１／６の面積で同一の発光量を得ることができるため高精細度化、高輝度化ができる。
【００２８】
更に本発明における白色発光層１１３の別の実施例を図２（ｂ）に示す。電子輸送層１２０より下の部分は図２（ａ）と同一である。電子輸送層１２０の上に、ＬＵＭＯ２．８５ｅＶ、ＨＯＭＯ５．６２ｅＶ、エネルギーバンドギャップ２．７７ｅＶのホスト層「Ａｌｑ３」、ＬＵＭＯ３．１１、ＨＯＭＯ５．２６ｅＶ、エネルギーバンドギャップ２．６５ｅＶのドーパント「ＤＣＭ２」を２重量％蒸着して橙色層２２１を形成する。橙色層２２１の上の「ＤＣＭ２」の上にマスクを用いて「ＮＢＰ」を４００Å厚に蒸着しホール輸送層（４２４−１）を形成する。ホール輸送層（４２４−１）の上にホスト層「Ａｌｑ３」にドーパント「ＣｕＰｃ銅フタロシアニン」を１重量％ドープしたものを厚さ５００Å蒸着して青緑色層２２２が形成される。青緑色層２２２の上にはホール輸送層１２４が図２（ａ）と同様に形成される。ホール輸送層１２４より上の部分は図２（ａ）と同様である。
【００２９】
ここで本発明に係わる第４の実施例である有機エレクトロルミネセンス表示装置４１５の白色エレクトロルミネセンス発光層２１３においては２層に形成された橙色層２２１、及び青緑色層２２２において、発光層のホスト層とドーパントのＬＵＭＯバンドギャップエネルギー差は０．３ｅＶ以下のため、ホスト層、ドーパント層の両方が発光するところに本発明の特徴がある。即ちスペクトル的には「ＣｕＰｃ」による青色、「Ａｌｑ３」による緑色、合わせて青緑色層２２２、ホール輸送層（４２４−１）を挟んで「Ａｌｑ３」による緑色、「ＤＣＪＴＢ」による赤色合わせて橙色２２１、これらが混合されるため白色度をバランスよく上げることができる。
【００３０】
さらに、各発光層はホスト層が「Ａｌｑ３」で共通となっているため、同一材料を使用でき、生産性がよい。また発光層は互いに異なるスペクトルを有し間にホール輸送層を挟むためホールの移動が効率化するため橙色、青緑色発光色により約２倍の高出力の白色発光層２１３を形成する。白色発光層２１３は２層で形成されるため従来の１／２の電流で同一光量を得ることができる。また２層を重ねて形成することにより単層のエレクトロルミネセンス素子の膜厚バラッキにくらべ膜厚バラッキを改善し、バラッキを小さくできるため発光効率のバラッキを改善し、消費電流が１／２になることより電流バラッキを改善し、消費電流が１／２になることにより寿命バラッキを改善する。駆動電圧も青色、緑色、赤色を個別に発光させて得られる図４の白色素子にくらべ単一の電圧でよいため従来の図４にくらべ駆動が容易で回路を省略できる。
【００３１】
又、図４に示す青色、緑色、赤色を個別に発光させて得られる白色素子にくらべホール輸送層（４２４−１）を挟んで２層を重ねるため１／３の発光面積にでき、図４に示すストライプ状の発光でなくベタで発光するため例えば発光巾０．５ｍｍ、ピッチ０．５ｍｍととる必要がないため発光面積を１／２にできる。これらを合わせて１／６の面積で同一の発光量を得ることができるため高精細度化、高輝度化ができる。
【００３２】
図１（ａ）、及び図１（ｂ）の白色発光層１１３の別の実施例を図３（ａ）、（ｂ）に示す。図３（ａ）は本発明に係わる他の実施例である有機エレクトロルニネセンス表示装置５１５の白色エレクトロルミネセンス発光層３１３を示す。図２（ａ）の白色発光層１１３の発光層（赤色発光層１２１、緑色発光層１２２、青色発光層１２３）の間に各発光層の巾より狭いホール輸送層（２２４−２）、ホール輸送層（３２４−２）を挟んだものである。ホール輸送層（２２４−２）、ホール輸送層（３２４−２）はマスクを用い各発光層の巾より狭く、ホール輸送層（２２４−２）は中央部に開口部をもち「ＮＢＰ」を４００Å蒸着して形成される。各発光層１２１、１２２はホスト層「Ａｌｑ３」、発光層１２３はホスト層「ＢＡｌｑ」であるためよりホールの移動が効率化する。
【００３３】
図３（ａ）においてホール輸送層（２２４−２）はホールを通し電子を通さないため、ホール輸送層（２２４−２）の下部にて陰極１１２より注入された電子と陽極１１４から注入されたホールは再結合し、青色発光層１２１は青色に発光する。ホール輸送（２２４−２）の開口部は、電子が通るためホール輸送層（２２４−２）の開口部上、ホール輸送層（４２４−２）の下部にてホール、電子は再結合し、緑色発光層１２２は緑色に発光する。ホール輸送層（３２４−２）により電子は止められるためホール輸送層（３２４−２）より外側においては電子が通り赤色発光層１２３は又はホール輸送層１２４の界面にて赤色発光層１２３は赤色発光する。
【００３４】
ホール輸送層（２２４−２）、（３２４−２）の巾により発光層の光量をコントロールできる。これにより白色発光層３１３の白色度を調整できる。またホール輸送層（２２４−２）、ホール輸送層（３２４−２）は櫛型、網目状にしても良いし、上下位置を揃えても良いし、交互にずらしてもよい。
【００３５】
図３（ｂ）は図２（ｂ）の白色発光層２１３の発光層（橙色発光層２２１、青緑色発光層２２２）の間に発光層の巾より狭いホール輸送層（４２４−２）を挟んだものである。ホール輸送層（４２４−２）はマスクを用い発光層の巾より狭く中央部に開口部をもち「ＮＢＰ」を４００Å蒸着して形成される。橙色発光層２２１、青緑色発光層２２２のホスト層は「Ａｌｑ３」でありホール輸送層（４２４−２）を挟むことによりホールの移動が効率化する。
【００３６】
図３（ｂ）においてホール輸送層（４２４−２）はホールを通し電子を通さないためホール輸送層（４２４−２）の下部では陰極１１２より注入された電子と陽極１１４から注入されたホールはホール輸送層（４２４−２）を通って橙色発光層２２１で再結合し、橙色に発光する。ホール輸送（４２４−２）の開口部は電子が通るため陰極１１２より注入された電子が青緑色発光層２２２又は，ホール輸送層１２４の界面で電子とホールが再結合するため青緑色発光層２２２が青緑色発光する。
【００３７】
ホール輸送層（４２４−２）の巾により発光層の光量をコントロールできる。これにより白色発光層４１３の白色度を調整できる。またホール輸送層（４２４−２）は櫛型、網目状にしてもよい。
【００３８】
本発明によるエレクトロルミネセンス表示部駆動用ＴＦＴ部１０３において前記白色発光層１１３、２１３、３１３、４１３の消費電流が約１／２でよいことより従来１０ｍＡ／ｃｍ２の電流が５ｍＡ／ｃｍ２で同一の発光量を得ることができるため図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）に示した非晶質シリコン膜能動層１０４によりオン電流が少なくても十分に白色発光層１１３、２１３、３１３、４１３を駆動できるため輝度ムラ、色ムラを解消し、高速表示を可能とする。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動部１０３を非晶質シリコン膜能動層１０４で形成できるため工程の削減によりコストを下げることができる。
【００３９】
図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）おいてホール輸送層１２４の上にＩＴＯ膜による陽極１１４が真空蒸着によりＳｎＯ２が１０％のＩＴＯを電子銃で加熱蒸発させて膜厚約０．４μｍに形成される。このＩＴＯ膜の上にスパッタ装置によりＩＴＯが３００ｎｍ成膜される。本発明の実施例において陽極１１４、陰極１１２が従来と同一の材料で形成されるため特殊な電極材料を使う必要もない。また陽極１１４を通って発光層１１３、２１３、３１３、４１３からの光が外部に取り出されるため、駆動用ＴＦＴ部１０３部で光が吸収されることがないため光の外部取り出し効率が高くなり、更にＩＴＯ陽極１１４は機械的強度に優れ、高温多湿環境下でもエレクトロルミネセンス表示部１１３、２１３、３１３、４１３が劣化しにくいことを特徴とする。
【００４０】
更にこのＩＴＯ膜による陽極１１４を形成することにより図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）のエレクトロルミネセンス表示装置３１５、４１５、５１５、６１５においてステンレスを蒸着して形成されたブラックストライプ１１７が陽極１１４の上に形成されることよりＩＴＯ膜陽極１１４の導電性を改善して低抵抗化することにより配線パターンの抵抗バラッキによる電源電圧のバラッキを改善したところに特徴がある。
【００４１】
図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）のエレクトロルミネセンス表示装置３１５、４１５、５１５、６１５において下部に載置された基板２０１と上部に形成されたブラックストライプ１１７がいずれも金属のステンレスで形成されるため熱膨張率が上、下同じとなるため強度の増強とともに表示装置３１５、４１５、５１５、６１５にソリがない特徴がある。前記陽極１１４の上にステンレスが蒸着されてブラックストライプ１１７を形成するため陽極１１４を通った光取り出し部１１６をフォトレジスト塗布、露光、エッチングにて形成されるがエッチング用のマスクをステンレスで形成することにより基板２０１、ブラックストライプ１１７と同じ材料で同一の熱膨張率となるためエッチング後の各発光部の位置ずれがないため大画面形成時において表示精度の良い表示装置を得ることができる特徴がある。
【００４２】
更に前記と同じ理由により図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すエレクトロルミネセンス表示装置３１５、４１５、５１５、６１５において陽極１１４の上に蒸着されたステンレスをエッチングすることにより形成されたブラックストライプ１１７の窓部１１６の位置合わせも容易にできる。この窓部１１６に青色、緑色、赤色のカラーフィルター２１６が形成される。カラーフィルター２１６はインクジェット法、又は印刷法等により形成される。カラーフィルター２１６、ブラックストライプ１１７の上には反射防止膜などの保護層１１８が貼り付けされる。ここにおいて外光によりエレクトロルミネセンス発光層１１３、２１３、３１３、４１３が発光しないためブラックストライプ１１７の効果とも合わせてコントラストを改善できる。
【００４３】
図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す駆動ＴＦＴ部１０３の別の実施例としては絶縁層１０２の上にプラズマＣＶＤ法にて、モノシラン（ＳｉＨ４）またはジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）の熱分解を用いて処理温度３００℃程度で水素を添加して反応を促進して非晶質シリコン膜能動層１０４（膜厚５００Å）が形成される。更に非晶質シリコン膜能動層１０４を溶融再結晶化、又は固相成長させて多結晶シリコン膜能動層２０４（図示せず。）を形成できる。具体的には非晶質シリコン膜能動層１０４にレーザーアニール法によってレーザ光を照射することにより、溶融再結晶化法は非晶質シリコン膜能動層１０４の表面だけを加熱溶融させて、再結晶化を図りながら基板２０１の温度を６００℃以下に保つ方法である。また、固相成長法は非晶質シリコン膜能動層１０４の表面だけを溶融に至らない温度まで加熱し、固相において再結晶化を図りながら基板２０１の温度を６００℃以下に保つ方法である。前記加熱方法としてはランプ光、レーザ光、電子ビームなどのエネルギービームを照射させる。
【００４４】
低温多結晶シリコン膜能動層３０４が形成された駆動用ＴＦＴ２０３（図示せず）では電子移動度が１００〜３００ｃｍ２／ＶｓとなるためドライバＩＣ１１９をステンレス基板２０１、及び絶縁層１０２の上に形成できるため駆動ＴＦＴとドライバＩＣを結ぶ配線を大幅に省略できる。
【００４５】
更に、絶縁層１０２の上にＭＯＣＶＤ等を用いて、単結晶シリコン膜能動層３０４（図示せず。）がエピタキシャル成長温度７００〜８００℃で形成される。単結晶シリコン駆動用ＴＦＴ３０３（図示せず）では電子移動度が１０００ｃｍ２／ＶｓとなるためドライバＩＣ１１９、及びモニター駆動回路、カラーＴＶ回路等をステンレス基板２０１、及び絶縁層１０２の上に形成できるため配線を大幅に省略できるとともに表示装置３１５、４１５、５１５、６１５の薄型化、生産効率の改善、ローコスト化が可能となる。
【００４６】
尚、ここにおいて上記呼称にて記載材料の正式名称は以下の通りである。
「ＮＢＰ」・・N，N’−Ｄｉ（（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，
Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）
「Ａｌｑ３」・・Ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）
ａｌｕｍｉｎｕｍ
「ＤＣＪＴＢ」・・（２−（１，１−Ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌ）−６−（２−（２，３，６，７−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−１，１，７，７−ｔｅｒｔｒａｍｅｔｈｙｌ−１Ｈ，５Ｈ−ｂｅｎｚｏ［ｉｊ］ｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎ−９−ｙｌ）ｅｔｈｅｎｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ−４−ｙｌｉｄｅｎｅ）ｐｒｏｐａｎｅｄｉｎｉｔｒｉｌｅ．
「Ｃｏｕｍａｒｉｎ６」・・３−（２−Ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌ）−７−（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）ｃｏｕｍａｒｉｎ．
「BＡｌｑ」・・（１，１’−Ｂｉｓｐｈｅｎｙｌ−４−Ｏｌａｔｏ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｐｌａｔｅ−Ｎ１，０８）Ａｌｕｍｉｎｕｍ．
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨にもとづいて種々の変形をすることが可能であり、それらは本発明の範囲から除外するものではない。
【００４７】
本発明ではｎタイプＴＦＴについて説明したがｐタイプＴＦＴをもちいても良い。
【００４８】
又、前記駆動層の能動層の例として非晶質シリコン膜、多結晶シリコン膜、単結晶シリコン膜による例を示したがこれらを混載した駆動層としてもよい。
【００４９】
又、本発明では基板としてステンレス金属基板について説明をおこなったが図１に示すようにガラス基板、更にプラスチック基板でもよい。
【００５０】
又、本発明では絶縁層としてＤＬＣ膜を用いた説明を行ったがＤＬＣ膜は平坦度が良いため表面平坦性の良くない安価なプラッチック基板、ガラス基板を用いて総合的な価格低下をはかってもよい。
【００５１】
又、本発明のでは発光層間に挿入された発光層と同じ巾／又は発光層より狭い巾の輸送層としてホール輸送層の例を示したがホスト層の特性に合わせて電子輸送層及びホール輸送層、電子輸送層の混合でも良い。
【００５２】
又、本発明では３層及び２層の白色発光部について説明を行なったがこれらを白色ユニットとしてｎ段積層することにより駆動電流は１／２ｎとなるため消費電流及び消費電力の削減ができる。
【００５３】
又、本発明の前記基板が金属、プラスチックで形成され、折り曲げに対して強い構成となるため屈曲させて表示面を１８０°以上の角度で見えるようにすることもできる。
【００５４】
又、本発明の前記基板を薄膜金属として表示装置を形成後、プラスチックベース材に張り合わせしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１ａ】本発明に係る第１の実施形態であるエレクトロルミネセンス表示装置の概略図である。
【図１ｂ】本発明に係る第２の実施形態であるエレクトロルミネセンス表示装置の概略図である。
【図２ａ】本発明に係るエレクトロルミネセンス表示装置の駆動用ＴＦＴ及び白色発光層の概略図である。
【図２ｂ】本発明に係る他のエレクトロルミネセンス表示装置の駆動用ＴＦＴ及び白色発光層の概略図である。
【図３ａ】本発明に係る他のエレクトロルミネセンス表示装置における白色発光層の概略図である。
【図３ｂ】本発明に係る他のエレクトロルミネセンス表示装置における白色発光層の概略図である。
【図４】従来のエレクトロルミネセンス素子の概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
２０１  基板
１０２  絶縁層
１０３  駆動用ＴＦＴ部
１０７  ソース電極
１０８  ドレイン電極
１０９  ゲート絶縁層
１１０  ゲート電極
１１２  陰極
１１３  白色発光層
１１４  陽極
１２０  電子輸送層
１２１  赤色層
１２２  緑色層
１２３  青色層
１２４、２２４−１、２２４−２、３２４−１  ホール輸送層  
【図１ａ】
2005292700.tif 000003
【図１ｂ】
2005292700.tif 000004
【図２ａ】
2005292700.tif 000005
【図２ｂ】
2005292700.tif 000006
【図３ａ】
2005292700.tif 000007
【図３ｂ】
2005292700.tif 000008
【図４】
2005292700.tif 000009