(57)【要約】【課題】本発明は、信頼性のある有機ＥＬ表示装置の構造と製造方法を提案することを目的とする。【解決手段】素子を保持するための基板２と、少なくとも一方が光透過性を有する陽極および陰極の間に配置された発光機能を有する有機ＥＬ構造体３と、陽極および陰極の一方の有機材料と対向する側には、封止膜４，５が配置され、陽極および陰極の他方の有機材料と対向する側には、素子を保持するための基板２が配置される。封止膜は、導電性有機膜４と、該導電性有機層を被覆する絶縁性膜５を、少なくとも有する多層構造の封止膜である。このように、有機ＥＬ素子１を構成することにより、有機ＥＬ素子１の駆動時間の経過に伴い外部から侵入する水分の影響によって、発光輝度が減少したり、ダークスポットが生じて拡大したりして発光面積が縮小し、素子が劣化し、ひいては、発光不良が悪化して使用不能になることを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子を保持するための基板と、
少なくとも一方が光透過性を有する陽極および陰極の間に配置された発光機能を有する有機材料と、
前記陽極および陰極の一方の前記有機材料と対向する側には、封止膜が配置され、
前記陽極および陰極の他方の前記有機材料と対向する側には、前記素子を保持するための基板が配置され、
前記封止膜は、導電性有機層と、該導電性有機層を被覆する絶縁層を、少なくとも有する多層構造の封止膜であることを特徴とする自発光型表示装置。
【請求項２】
前記導電性有機層を被覆する絶縁層は、無機材料からなることを特徴とする請求項１に記載の自発光型表示装置。
【請求項３】
前記導電性有機層は、高分子系材料であることを特徴とする請求項１に記載の自発光型表示装置。
【請求項４】
前記多層構造の封止膜の透過率が可視光で６０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の自発光型表示装置。
【請求項５】
前記多層構造の封止膜は、前記導電性有機層に乾燥剤を混合させた層を、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の自発光型表示装置。
【請求項６】
素子を保持するための基板上に、少なくとも一方が光透過性を有する陽極あるいは陰極の一方の電極を形成し、
前記電極の上に、発光機能を有する有機材料を形成し、
前記有機材料の上に、陽極あるいは陰極の他方の電極を形成し、
前記他方の電極の上に、導電性有機層からなる封止膜を形成し、
前記導電性有機層の上に、絶縁層からなる封止膜を形成する自発光型表示装置の製造方法であって、
前記導電性有機層からなる封止膜は、高分子系材料を少なくとも含み、真空蒸着によって成膜されることを特徴とする自発光型表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイなどの自発光型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネセンス（以下、有機ＥＬという。）ディスプレイを用いた表示装置が盛んに研究および開発されている。この表示装置は、ホール注入電極上にトリフェニルジアミン（ＴＰＤ）などのホール輸送材料を蒸着により薄膜とし、その上にアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３ ）などの蛍光物質を発光層として積層し、さらにＭｇやＬｉなどの仕事関数の小さな金属を電極（電子注入電極）として形成する。この基本構成を有する有機ＥＬ素子は、１０Ｖ前後の電圧で数１００から数１００００ｃｄ／ｍ２ときわめて高い輝度を得ることができる。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子は、水分により劣化することが知られている。水分の影響により、例えば、発光層と電極層との間で剥離が生じたり、構成材料が変質してしまったりして、ダークスポットと称する非発光領域が生じたり、発光面積が縮小したりして所定の品位の発光が維持できなくなってしまう。
【０００４】
この問題を解決するための方法として、有機ＥＬ積層構造体部分を被う気密ケース、封止層等を基板上に密着固定して外部と遮断する技術が知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。また、乾燥剤として化学的に水分を吸着するとともに吸湿しても固体状態を維持する化合物を配置するものもある（たとえば、特許文献４参照）。
【０００５】
このような化合物としては、具体的には、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硫酸塩、金属ハロゲン化物が挙げられる。これらの化合物は水分を化学吸着するので、水分の再放出が起こらず、素子の寿命は長くなる。さらに、素子を脱水剤を含有するフッ素化炭化水素からなる不活性液状化合物中に保存する方法もある（たとえば、特許文献５および特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平５−３６４７５号公報
【特許文献２】特開平５−８９９５９号公報
【特許文献３】特開平７−１６９５６７号公報
【特許文献４】特開平９−１４８０６６号公報
【特許文献５】特開平５−１１４４８６号公報
【特許文献６】特開平５−４１２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、特許文献２および特許文献３のような封止層等を設けたとしても、やはり、駆動時間の経過に伴い外部から侵入する水分の影響によって、発光輝度が減少したり、ダークスポットが生じたり、これが拡大したりして発光面積が縮小し、素子が劣化し、ひいては、発光不良が悪化して使用不能になってしまう。
【０００７】
また、特許文献４のように、化学的に水分を吸着する固体乾燥剤を、気密ケース内に保持することは量産工程では容易なことではない。
【０００８】
さらに、特許文献５および特許文献６に記載の技術は、有機ＥＬ素子を水分から保護する上である程度の効果はあるものの、脱水剤を含有する不活性液状化合物を注入する工程を必要とし、封止工程が煩雑となる。
【０００９】
このように、特許文献１乃至６に記載された封止技術では、駆動時間の経過に伴う輝度の低下、ダークスポットの発生、拡大といった素子の劣化現象を抑制する効果が不十分である。さらに、封止工程が複雑になり、コストがかかるといった問題を有している。
【００１０】
一方で、有機ＥＬ素子を作成するにあたり、基板上部から光を取り出す、トップエミッション方式が提案されている。この方式では、上部電極に透明導電膜あるいは薄い金属膜を使用する。有機ＥＬ素子において、トップエミッション方式の場合は、上部電極の透過率を維持しながら抵抗率を低くすることは困難である。これは、ＩＴＯ、ＺｎＯＡｌなどの透明電極を使用したり、金属を極薄に形成することで作成された透明導電膜は、抵抗率があまり低くないことに起因している。
【００１１】
このような電極では、シート抵抗を下げるには限界があるために、パネルを大型化することが不可能となる。すなわち、抵抗分で発生するジュール熱が増大し、有機ＥＬ素子の信頼性を損なうなどの問題が発生するからである。また、階調数が多くて表示品位の高い有機ＥＬ素子を得るために、駆動周波数を高くする駆動方法があるが、シート抵抗が高い場合にはこれを実現することも困難である。
【００１２】
さらに、トップエミッション方式で封止板を使用する場合には、封止板による光路長を考慮した設計をしなくてはならない。封止板を使用することで、視野角依存や屈折率段差が発生することも問題となるからである。
【００１３】
本発明は、以上の問題を鑑み、信頼性のある有機ＥＬ表示装置の構造と製造方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本願における電子装置の第一の解決手段として代表的な発明は、素子を保持するための基板と、少なくとも一方が光透過性を有する陽極および陰極の間に配置された発光機能を有する有機材料と、陽極および陰極の一方の有機材料と対向する側には、封止膜が配置され、陽極および陰極の他方の有機材料と対向する側には、素子を保持するための基板が配置され、封止膜は、導電性有機層と、該導電性有機層を被覆する絶縁層を、少なくとも有する多層構造の封止膜であることを特徴とする。
【００１５】
前記導電性有機層を被覆する絶縁層は、無機材料から構成してもよい。
【００１６】
前記導電性有機層は、高分子系材料であってもよい。
【００１７】
前記多層構造の封止膜の透過率が可視光で６０％以上であってもよい。
【００１８】
前記多層構造の封止膜は、導電性有機層に乾燥剤を混合させた層を、さらに含むことを特徴としてもよい。
【００１９】
さらに、本願における電子装置の第二の解決手段として代表的な発明は、素子を保持するための基板上に、少なくとも一方が光透過性を有する陽極あるいは陰極の一方の電極を形成し、電極の上に、発光機能を有する有機材料を形成し、有機材料の上に、陽極あるいは陰極の他方の電極を形成し、他方の電極の上に、導電性有機層からなる封止膜を形成し、導電性有機層の上に、絶縁層からなる封止膜を形成する自発光型表示装置の製造方法であって、導電性有機層からなる封止膜は、高分子系材料を少なくとも含み、真空蒸着によって成膜されることを特徴とする。
【００２０】
前記自発光型表示装置の製造方法において、全ての製造工程で真空を破らずに製造することを特徴としてもよい。
【００２１】
前記導電性有機層の上に形成される絶縁層からなる封止膜は、無機材料から形成してもよい。
【００２２】
前記他方の電極の上に形成される導電性有機層からなる封止膜は、高分子系材料から形成されてもよい。
【００２３】
前記封止膜の透過率が可視光で６０％以上であってもよい。
【００２４】
前記封止膜は、導電性有機層に乾燥剤を混合させた層を、さらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００２５】
信頼性のある有機ＥＬ表示装置が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１を参照しつつ本発明の有機ＥＬ素子１を説明する。図１は、本発明の有機ＥＬ素子１の断面図である。有機ＥＬ素子１は、基板２上に形成されている有機ＥＬ構造体３と、この有機ＥＬ構造体３を覆うように導電性有機膜４が配置され、その上に形成された絶縁性膜５を有する。
【００２７】
有機ＥＬ素子１は、本実施形態では、絶縁性あるいは半導体の基板２を使用している。この基板２の上に図示しない電極を形成した後、この電極上に有機ＥＬ構造体３を形成する。
【００２８】
有機ＥＬ構造体３は有機物層を有し、この有機ＥＬ構造体３に含まれる図示されない発光層６は、少なくとも発光機能に関与する１種類、または２種類以上の有機化合物薄膜の積層膜からなる。
【００２９】
発光層６は、ホール（正孔）および電子の注入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。発光層６には、比較的電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子とホールを容易かつバランスよく注入・輸送することができる。
【００３０】
発光層６（有機層）は、必要により、狭義の発光層６の他、図示されないホール注入輸送層７を設けたり、電子注入輸送層８等を有していても良い。
【００３１】
ホール注入輸送層７は、ホール注入電極からのホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送する機能および電子の移動を妨げる機能を有するものであり、電子注入輸送層８は、電子注入電極からの電子の注入を容易にする機能と、電子を安定に輸送する機能およびホールの移動を妨げる機能を有するものである。これらの層は、発光層６に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。
【００３２】
発光層６の厚さ、ホール注入輸送層７の厚さおよび電子注入輸送層８の厚さは、特に制限されるものではなく、形成方法によっても異なるが、通常５〜５００ｎｍ程度、特に１０〜３００ｎｍとすることが好ましい。
【００３３】
ホール注入輸送層７の厚さおよび電子注入輸送層８の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層６の厚さと同程度、または１／１０〜１０倍程度とすればよい。ホール・電子の注入層と輸送層とを分ける場合は、注入層は１ｎｍ以上、輸送層は１ｎｍ以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で５００ｎｍ程度、輸送層で５００ｎｍ程度である。このような膜厚については、注入輸送層を２層設けるときも同じである。
【００３４】
有機ＥＬ素子１の発光層６には、発光機能を有する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報に開示されているような化合物、例えばキナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくとも１種が挙げられる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体等が挙げられる。さらには、特開平８−１２６００号公報に記載のフェニルアントラセン誘導体、特開平８−１２９６９号公報に記載のテトラアリールエテン誘導体等を用いることができる。
【００３５】
また、発光層６は、それ自体で発光が可能なホスト物質と、組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントとしての使用が好ましい。このような場合の発光層６における化合物の含有量は、０．０１〜１０ｗｔ％ 、さらには０．１〜５ｗｔ％ であることが好ましい。ホスト物質と組み合わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長特性を変化させることができる。これにより、長波長に移行した発光が可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上する。
【００３６】
ホスト物質としては、キノリノラト錯体が好ましく、さらには８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このようなアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８７４号等に開示されているものを挙げることができる。
【００３７】
発光層６は、電子注入輸送層８（図示されない。）を兼ねたものであってもよく、このような場合はトリス（８−キノリノラト）アルミニウム等を使用することが好ましい。これらの蛍光性物質を蒸着すればよい。
【００３８】
また、発光層６は、必要に応じて、少なくとも１種のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種の電子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが好ましい。このような混合層における化合物の含有量は、０．０１〜２０ｗｔ％ 、さらには０．１〜１５ｗｔ％ とすることが好ましい。
【００３９】
混合層では、キャリアのホッピング伝導パスができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるため、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命がのびるという利点がある。また、上述のドーパントをこのような混合層に含有させることにより、混合層自体のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長を長波長に移行させることができるとともに、発光強度を高め、素子の安定性を向上させることもできる。
【００４０】
混合層に用いられるホール注入輸送性化合物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール注入輸送性の化合物および電子注入輸送性の化合物の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送性の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を用いるのが好ましい。
【００４１】
電子注入輸送性の化合物としては、キノリン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を用いることが好ましい。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラアリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。
【００４２】
ホール注入輸送性の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール注入輸送性材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を用いるのが好ましい。
【００４３】
この場合の混合比は、それぞれのキャリア移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注入輸送性化合物の化合物／電子注入輸送機能を有する化合物の重量比が、１／９９〜９９／１、さらに好ましくは１０／９０〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０〜８０／２０程度となるようにすることが好ましい。
【００４４】
また、混合層の厚さは、分子層一層に相当する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが好ましい。具体的には１〜８５ｎｍとすることが好ましく、さらには５〜６０ｎｍ、特には５〜５０ｎｍとすることが好ましい。
【００４５】
また、混合層の形成方法としては、異なる蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもできる。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ましいが、場合によっては、化合物が島状に存在するものであってもよい。発光層６は、一般的には、有機蛍光物質を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させてコーティングすることにより、発光層６を所定の厚さに形成する。
【００４６】
ホール注入輸送層７、発光層６および電子注入輸送層８の形成には、均質な薄膜が形成できることから、真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．２μｍ 以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．２μｍ を超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、ホールの注入効率も著しく低下する。
【００４７】
真空蒸着の条件は特に限定されないが、１０−４Ｐａ以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／ｓｅｃ程度とすることが好ましい。また、真空中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低くしたり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりすることができる。
【００４８】
これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着することが好ましい。
【００４９】
有機ＥＬ素子１は、直流駆動やパルス駆動され、また交流駆動も可能である。印加電圧は、通常、２〜３０Ｖ 程度である。
【００５０】
導電性有機膜４は、高分子系材料の有機膜などを含み、蒸着にて作成される封止膜である。このような導電性有機膜４を採用することで、光取りだし効率の低下を抑えかつ、シート抵抗を下げることが可能となる。また、導電性有機膜４は、蒸着で形成されるので、ゴミの下部に回りこむことがなく下部電極とショートすることもない。
【００５１】
絶縁性膜５は、光透過性を持った、少なくとも１層以上の無機あるいは有機の絶縁性膜であって、導電性有機膜４上部に形成される。有機ＥＬ素子１は、水分に弱く封止板を使用し、外気を遮断する構造が一般的であるが、封止板を使用することで、光路長が発生し、視野角依存が発生し、表示品位が保てないという問題が発生する。そこで、絶縁性膜５を、前記導電性有機膜４上部に形成することで、外気と有機ＥＬ素子１を遮断させることができる。絶縁性膜５の膜厚は封止板以下の厚さを選択すれば良く、視野角依存の問題を解決できる。
【００５２】
ここで、導電性有機膜４および絶縁性膜５からなる多層構造の封止膜の透過率は、可視光で６０％以上である。これにより、封止板を使用する必要がなくなり、視野角依存や屈折率段差が発生することを防止することができる。また、多層構造の導電性有機膜４および絶縁性膜５からなる封止膜は、導電性有機層４に乾燥剤を混合させた層を、さらに含ませてもよい。本実施の形態において、全ての製造工程で真空を破らずに製造することを特徴としている。
【００５３】
本実施の形態で採用する封止膜に関し、公知例と本発明を比較して説明する。導電性高分子を上部陰極として使用することが記載されている特開平９−１６２４４０号公報では、スピンコートでの製法の記述があるのみであり、上部陰極として使用する場合は、ゴミの下に導電性高分子が回りこみ下部電極との間でリーク発生の原因となる。本発明は、導電性有機膜４および絶縁性膜５は、蒸着で成膜するのでこのような問題は発生しない。
【００５４】
また、本発明では電極を無機物で形成し、その上部に導電性有機膜４を形成している。これによって、無機電極の酸化を防止することが可能となり、安定した発光を得ることが可能となる。さらに、導電性有機膜４に乾燥剤を混合あるいは層として追加することにより、その効果は更に顕著となる。無機層を、さらに上部に形成することで、有機ＥＬ素子１を完全に外気と遮断することができる。
【００５５】
また、無機物を電極とした場合は、電極上から光を取り出す時に、透過率を確保する必要があるため、導電性有機膜４をその上に形成することにより、抵抗率を下げ透過率の確保が可能となるものである。
【００５６】
有機ＥＬ素子１の上部電極が透明電極であった場合、その上部に透光性の保護膜を形成することが開示されている特開平８−１２４６７９号公報では、この保護膜はＰＥＴであり、これを蒸着することは技術的に不可能である。本発明では、絶縁性膜５と導電性有機膜４で、有機ＥＬ素子１を、全面被覆形成することにより、信頼性を確保するものである。
【００５７】
有機ＥＬ素子１の上部に、酸素吸収層と酸素バリア層を積層した構造が開示されている特許文献３では、上部電極側から、光を取り出す場合について封止構造の透過率を規定した記述はない。これに対して本発明では透過率が可視光で６０％以上であるので、上部電極側から光を効率良く取り出すことができる。
【００５８】
図２は、本実施例に使用される有機ＥＬ素子１の製造工程を示す。基板２は、本実施例では、大きさ３６０×４６０ｍｍのガラス基板を用いているが、これに限定されることはなく、石英などの他の非晶質基板や、あるいは、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＧａＰ、ＩｎＰなどの結晶基板を用いてもよい。
【００５９】
本実施例では、基板２の上には、反射膜９としてＴｉＮをスパッタ法により、膜厚４０ｎｍで成膜した。この時、反射層の波長４００〜７００ｎｍにおける反射率は５０％であった。また、断面２０は基板２のＡ−Ａ’断面を示し、断面２１は基板２のＢ−Ｂ’断面を示している。
【００６０】
そして、この基板２上に後述する各種配線あるいは層を、蒸着、スパッタあるいはプラズマＣＶＤ（化学気相成長）などで成膜する。なお、本実施例においては、カラーフィルタは図示していない。
【００６１】
図３は、本実施例に使用される有機ＥＬ素子１の製造工程を示す。本工程は、図２で示した基板２上に、補助配線１０を成膜する工程である。補助配線１０は、特に制限されないが、本実施例では、仕事関数の小さな金属膜としてアルミニウムを採用している。具体的には、ガラス基板２上に、配線電極としてアルミニウムをスパッタ法にて３００ｎｍの膜厚に成膜し、フォトリソグラフィーによりパターニングを行っている。断面３０は基板２のＡ−Ａ’断面を示し、断面３１は基板２のＢ−Ｂ’断面を示している。補助配線１０は、断面３１に示すパターニングで形成されている。なお、補助配線１０は、本発明とは直接関連しないため、省略してしまってもよい。
【００６２】
図４は、本実施例に使用される有機ＥＬ素子の製造工程を示す。本工程は、図３で示した基板２上に、透明電極１１を形成する工程である。透明電極１１は、特に制限されないが、本実施例では、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）を用いている。具体的には、本実施例では、厚さ１００ｎｍのＩＴＯ透明電極１１を、反射膜９上に成膜した。得られたＩＴＯ薄膜を、フォトリソグラフィーの手法によりパターニング、エッチング処理し、６４×２５６ドット（画素）のパターンを構成する透明電極１１を形成した。
【００６３】
断面４０は基板２のＡ−Ａ’断面を示し、断面４１は基板２のＢ−Ｂ’断面を示している。透明電極１１は、断面４１に示すように補助配線１０と部分的にオーバーラップしており、この部分で電気的に接続されている。透明電極１１と補助配線１０とが、このように電気的に接続されることによって、駆動電圧を低下させることができる。このガラス基板２を中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥した。透明電極表面をＵＶ／Ｏ３洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、チャンバー内を１０−４Ｐａ以下の減圧状態とした。
【００６４】
本実施例において、透明電極１１は、発光波長帯域（通常３５０〜８００ｎｍ）で、特に、各発光光に対する光透過率が５０％以上、好ましくは６０％以上であるように形成されている。発光光は、透明電極１１を通って取り出されるため、その透過率が低くなると、発光層６からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度が得られなくなるからである。ただし、一方のみから発光光を取り出すときには、取り出す側が上記以上であればよい。
【００６５】
本実施例において、透明電極１１の厚さは、ホール注入を十分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは５０〜５００ｎｍ、さらに好ましくは５０〜３００ｎｍの範囲としている。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、製造時の膜強度やホール輸送能力、抵抗値の点で問題がある。
【００６６】
図５は、本実施例に使用される有機ＥＬ素子１の製造工程を示す。本工程は、図４で示した透明電極１１上に、エッジカバー層１２を形成する工程である。断面５０は基板２のＡ−Ａ’断面を示し、断面５１は基板２のＢ−Ｂ’断面を示している。本実施例において、エッジカバー層１２は、断面５０および５１に示すように、発光部が形成される開口部１３を除き、フォトレジストを用いてエッジカバー層１２を成膜（パターニング）している。本実施例では、開口部１３は、６４×２５６ドット（画素）のパターンを構成するように形成されている。
【００６７】
図６は、本実施例に使用される有機ＥＬ素子１の製造工程を示す。本工程は、図５で示したエッジカバー層１２の上に、セパレータ層１４を形成する工程である。断面６０は基板２のＡ−Ａ’断面を示し、断面６１は基板２のＢ−Ｂ’断面を示している。本実施例において、セパレータ層１４は、断面６０に示すように、発光部が形成される開口部１３を除き、フォトレジストを用いてエッジカバー層１２の上に重畳するようにセパレータ層１４が成膜（パターニング）されている。
【００６８】
図７は、本実施例に使用される有機ＥＬ素子１の製造工程を示す。本工程は、図６で示した開口部１３に、発光層６および上部電極１５を形成する工程である。断面７０は基板２のＡ−Ａ’断面を示し、断面７１は基板２のＢ−Ｂ’断面を示している。
【００６９】
本実施例では、特に制限されないが、図示されないホール注入層として、減圧状態を保ったままＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−（４−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル（４−アミノフェニル）］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで４０ｎｍの厚さに形成した。
【００７０】
次いで、減圧状態を保ったまま、図示されないホール輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１ｎｍで１０ｎｍの厚さに形成した。
【００７１】
さらに、減圧状態を保ったまま、図示されない下部発光層としてジスチリルアリーレン誘導体（ＩＤＥ１２０）とジスチリルアリーレン誘導体−アミン誘導体（ＩＤＥ１０２）を１００：３の体積比率、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで共蒸着し、１０ｎｍの厚さに形成した。
【００７２】
さらに、減圧状態を保ったまま、図示されない上部発光層としてジスチリルアリーレン誘導体（ＩＤＥ１２０）とルブレンを１００：３の体積比率、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで共蒸着し、１０ｎｍの厚さに形成した。
【００７３】
次に、図示されない電子注入層として、上記ＩＤＥ１２０を蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで３０ｎｍの厚さに形成した。
【００７４】
次に、減圧状態を保ったまま、図示されない無機電子注入層としてＬｉＦを蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃで０．７ｎｍの厚さに形成し、さらにＭｇＡｇを蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃで３ｎｍの厚さに形成した。その後、ＺｎＯにＡｌを２ｍｏｌ％ドープした透明電極である上部電極１５を、スパッタ法にて５０ｎｍの厚さに形成した。
【００７５】
次に、導電性有機膜４（図示されない。）として減圧状態を保ったまま、蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃによってＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）を１００ｎｍの厚さに形成した。
【００７６】
次に、減圧状態を保ったまま、スパッタ法にてＳｉＯ２の絶縁性膜５（図示されない。）を８０ｎｍで形成し、有機ＥＬ素子１を得た。
【００７７】
この有機ＥＬ素子１に電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧１２Ｖ、１００ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で、初期輝度３１００ｃｄ／ｍ２、ＣＩＥ色座標でｘ＝０．３６， ｙ＝０．３９の発光が得られた。また、輝度半減時間は、１０００時間であった。
【００７８】
また、上述の実施例とは別に、導電性有機膜４の製造工程に関しては、以下に他の実施例を示す。導電性有機膜４の他の形成方法としては、減圧状態を保ったまま、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）と酸化カルシウムを１０：１の体積比率、蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃで共蒸着し、１００ｎｍの厚さに形成した。
【００７９】
この有機ＥＬ素子１に、電圧を印加して電流を流したところ、駆動電圧１２Ｖ、１００ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で、初期輝度３０００ｃｄ／ｍ２、ＣＩＥ色座標でｘ＝０．３５， ｙ＝０．３８の発光が得られた。また、輝度半減時間は、１０００時間であった。
【００８０】
図８（ａ）（ｂ）は、本実施例に使用される有機ＥＬディスプレイの概念図を示す。図８（ａ）は、有機ＥＬディスプレイ８０の平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ−Ｃ’断面の断面図である。図８（ｂ）に示すように、有機ＥＬディスプレイ８０は、有機ＥＬ素子１に対向（封止）基板８１を貼り合わせ、両基板の間には封止ガスが充填されている。対向基板８１は、本発明では必ずしも必要でないが、外部からの衝撃から有機ＥＬ素子１を守るために念のために配置されている。
【００８１】
封止ガスは、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２ 等の不活性ガス等が好ましいが、本発明の趣旨からどのような気体を採用しても構わない。また、この封止ガスの水分含有量は、１００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０ｐｐｍ以下、特には１ｐｐｍ以下であることが好ましいが、本発明の趣旨からこの数値を下回っても構わない。なお、乾燥材などは、本発明では必要とされないのはいうまでもない。
【００８２】
このように構成することにより、本実施例の有機ＥＬディスプレイ８０は、駆動時間の経過に伴い外部から侵入する水分の影響によって、発光輝度が減少したり、ダークスポットが生じて拡大したりして発光面積が縮小し、素子が劣化し、ひいては、発光不良が悪化して使用不能になることを防止することができる。
【００８３】
また、化学的に水分を吸着する固体乾燥剤を、気密ケース内に保持する必要がないので、量産工程の大幅な簡素化が実現できる。
【００８４】
有機ＥＬディスプレイ８０は、図８（ａ）に示すように、陰極引き出し配線８３および陽極引き出し配線８４を有しており、陰極引き出し配線８３と上部電極１５との接続は、図８（ｂ）に示すように、コンタクトパッド形成領域８５でコンタクトパッドによって行われる。シール材領域８２は、接着性樹脂層８６が形成される領域であり、この接着性樹脂層８６によって、有機ＥＬ素子１は外気とは遮断されている。
【００８５】
図９は、本実施例に使用される自発光型表示装置の概念図を示す。自発光型表示装置９０は、有機ＥＬディスプレイ８０に、走査信号ドライバＩＣ９１、走査信号ドライバ回路９２、映像信号ドライバＩＣ９３、映像信号ドライバ回路９４、ＦＰＣ９５およびコントローラ９６を取り付けて構成されている。
【００８６】
走査信号ドライバＩＣ９１は、陰極引き出し配線８３に信号を伝達するドライバで、走査信号ドライバ回路９２によって構成されている。映像信号ドライバＩＣ９３は、陽極引き出し配線８４に信号を伝達するドライバで、映像信号ドライバ回路９４によって構成されている。そして、それぞれのドライバ回路は、ＦＰＣ９５を介して、コントローラ９６に接続されている。コントローラ９６は、有機ＥＬディスプレイ８０に表示する表示データを制御するコントローラである。
【００８７】
なお、本発明においては、必要に応じて変更が可能であって、たとえば、製造工程において、有機ＥＬ構造体３などは、これに限定されることはなく、種々の変更が可能である。
【００８８】
また、本実施例の有機ＥＬ素子１の説明において、対向基板８１、シール材領域８２および接着性樹脂層８６は、必ずしも必要とされない。すなわち、有機ＥＬ素子１の用途に応じて、導電性有機膜４および絶縁性膜５で十分な強度が達成される場合などは、これらは省略することができる。
【００８９】
さらに、電極構成は本実施例に限られる必要はなく、導電性有機膜４および絶縁性膜５を効果的に形成できる構造であれば、さまざまな電極構成の有機ＥＬ表示装置に、本願発明は適用できる。たとえば、パネルサイズが小さかったり、低階調表示を行ったりする場合は、補助配線１０は省略することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、有機ＥＬ表示装置に代表される画像表示装置に関して、携帯機器、ＴＶなどのカラーディスプレイに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本実施形態に使用される有機ＥＬ素子の断面図である。
【図２】本実施例に使用される有機ＥＬ素子の製造工程を示す。
【図３】本実施例に使用される有機ＥＬ素子の製造工程を示す。
【図４】本実施例に使用される有機ＥＬ素子の製造工程を示す。
【図５】本実施例に使用される有機ＥＬ素子の製造工程を示す。
【図６】本実施例に使用される有機ＥＬ素子の製造工程を示す。
【図７】本実施例に使用される有機ＥＬ素子の製造工程を示す。
【図８】本実施例に使用される有機ＥＬディスプレイの概念図である。
【図９】本実施例に使用される自発光型表示装置の概念図である。
【符号の説明】
【００９２】
１        有機ＥＬ素子
２        基板
３        有機ＥＬ構造体
４        導電性有機膜
５        絶縁性膜
６        発光層
７        ホール注入輸送層
８        電子注入輸送層
９        反射膜
１０      補助配線
１１      透明電極
１２      エッジカバー層
１３      開口部
１４      セパレータ層
１５      上部電極
２０      Ａ−Ａ’断面
２１      Ｂ−Ｂ’断面
３０      Ａ−Ａ’断面
３１      Ｂ−Ｂ’断面
４０      Ａ−Ａ’断面
４１      Ｂ−Ｂ’断面
５０      Ａ−Ａ’断面
５１      Ｂ−Ｂ’断面
６０      Ａ−Ａ’断面
６１      Ｂ−Ｂ’断面
７０      Ａ−Ａ’断面
７１      Ｂ−Ｂ’断面
８０      有機ＥＬディスプレイ
８１      対向基板
８２      シール材領域
８３      陰極引き出し配線
８４      陽極引き出し配線
８５      コンタクトパッド形成領域
８６      接着性樹脂層
９０      自発光型表示装置
９１      走査信号ドライバＩＣ
９２      走査信号ドライバ回路
９３      映像信号ドライバＩＣ
９４      映像信号ドライバ回路
９５      ＦＰＣ
９６      コントローラ
【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】
2005235585.tif 000009
【図８】
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【図９】
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