(57)【要約】【課題】発光領域の端部付近から発生する劣化現象を防止し、信頼性の高い有機ＥＬ表示装置を提供する。【解決手段】基板３０１上に、第１の電極層３０８を設け、前記第１の電極層の周囲を覆い発光領域を規定する開口をパターニングしたバンク３０９を設け、その上に複数の有機化合物層３１１と第２の電極層３１２を設けた有機ＥＬ表示装置において、前記バンクは前記第１の電極層及び前記有機化合物層と接する電荷注入性の下部の層３０９ａと、前記下部の層と前記第２の電極層の導通を防ぐ絶縁性の上部の層３０９ｂとを有し、前記バンクの上部の層の開口が下部の層の開口より広いことを特徴とする。【選択図】図２
2009129887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１の電極層を設け、前記第１の電極層の周囲を覆い発光領域を規定する開口をパターニングしたバンクを設け、その上に複数の有機化合物層と第２の電極層を設けた有機ＥＬ表示装置において、
前記バンクは前記第１の電極層及び前記有機化合物層と接する電荷注入性の下部の層と、前記下部の層と前記第２の電極層の導通を防ぐ絶縁性の上部の層とを有し、
前記バンクの上部の層の開口が下部の層の開口より広いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
駆動時に、バンクの発光領域と隣接する部分に発光領域より少ない電流密度で電流が流れることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
バンクの下部の層はドーピングした抵抗率の低いアモルファスシリコンであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
バンクの上部の層は抵抗率の高いアモルファスシリコンであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
基板上に、陰極層を設け、前記陰極層の周囲を覆い発光領域を規定する開口をパターニングしたバンクを設け、その上に複数の有機化合物層と陽極層を設けた有機ＥＬ表示装置において、
前記バンクは前記陰極層及び前記有機化合物層と接するドナー元素を１０-5原子％以上添加した抵抗率の低いアモルファスシリコンから成る下部の層と、前記下部の層と前記陽極層の導通を防ぐドナー元素が１０-5原子％未満の抵抗率の高いアモルファスシリコンから成る上部の層とを有し、
前記バンクの側壁部を順テーパ形状に設けたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
基板上に、複数の副画素に対応して陰極層を設け、前記陰極層の周囲を覆い各副画素の発光領域を規定する開口をパターニングしたバンクを設け、その上に複数の有機化合物層と陽極層を設けた有機ＥＬ表示装置において、
前記バンクは前記陰極層及び前記有機化合物層と接するドナー元素を１０-5原子％以上添加した抵抗率の低いアモルファスシリコンから成る下部の層と、前記下部の層と前記陽極層の導通を防ぐドナー元素が１０-5原子％未満の抵抗率の高いアモルファスシリコンから成る上部の層とを有し、
前記バンクの側壁部を順テーパ形状に設け、その上に酸化物導電層を各副画素間の電気的導通が無視できるように薄く設けたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
基板上に、陽極層を設け、前記陽極層の周囲を覆い発光領域を規定する開口をパターニングしたバンクを設け、その上に複数の有機化合物層と陰極層を設けた有機ＥＬ表示装置において、
前記バンクは前記陽極層及び前記有機化合物層と接するアクセプタ元素を１０-4原子％以上添加した抵抗率の低いアモルファスシリコンから成る下部の層と、前記下部の層と前記陰極層の導通を防ぐアクセプタ元素が１０-4原子％未満の抵抗率の高いアモルファスシリコンから成る上部の層とを有し、
前記バンクの側壁部を順テーパ形状に設けたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
基板上に、複数の副画素に対応して陽極層を設け、前記陽極層の周囲を覆い各副画素の発光領域を規定する開口をパターニングしたバンクを設け、その上に複数の有機化合物層と陰極層を設けた有機ＥＬ表示装置において、
前記バンクは前記陽極層及び前記有機化合物層と接するアクセプタ元素を１０-4原子％以上添加した抵抗率の低いアモルファスシリコンから成る下部の層と、前記下部の層と前記陰極層の導通を防ぐアクセプタ元素が１０-4原子％未満の抵抗率の高いアモルファスシリコンから成る上部の層とを有し、
前記バンクの側壁部を順テーパ形状に設け、その上に酸化物導電層を各副画素間の電気的導通が無視できるように薄く設けたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に、第１の電極層を設け、前記第１の電極層の周囲を覆い発光領域を規定する開口をパターニングしたバンクを設け、その上に複数の有機化合物層と第２の電極層を設けた有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般に開発が進められている有機ＥＬ表示装置の構成は、基板上に第１の電極層を設け、その上に電荷の輸送や再結合に関して機能を分離した複数層の有機化合物層と、更に第２の電極層が積層する構成を基本としている。
【０００３】
これらの有機化合物層や電極層は水分や酸素等で変質する場合が多い。そのため有機化合物層や電極層のパターニングに一般的なフォトリソグラフィ技術を用いることが困難であり、金属マスクを用いた蒸着法等を用いてパターニングされることが多い。
【０００４】
これらのパターニング法ではパターンの精度が不十分である場合があり、その改善の方法として第１の電極層の上に絶縁層を形成し、この絶縁層をフォトリソグラフィ技術で微細にパターニングし、発光領域を精度よく規定する方法がある。この方法では、第１の電極層の一部を所定のパターンに絶縁層から露出させて発光領域を規定し、その上に有機化合物層や第２の電極層を設ける。
【０００５】
更にこの絶縁層を用いる構成において、第１の電極層と絶縁層の境界付近から発光領域に非発光領域が発生し、非発光領域の面積が拡大する現象が知られている（特許文献１参照）。これは水分による劣化現象であることも示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１９６１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、前述の第１の電極層の上に絶縁層をパターニングし発光領域を規定する構成において、第１の電極層と絶縁層の境界付近から非発光領域が生じる劣化現象を減じることである。本発明者らはこの劣化現象が水分を主因としながらも、その他にも要因があることを見出し、これを減じる手段を見出したものである。
【０００８】
つまり、電極層と有機化合物層を絶縁層で遮ることで発光領域を規定する構成においては、発光領域より広く電極層と有機化合物層が広がっている場合がある。したがって、発光領域と非発光領域の境界では電流が流れる場所と流れない場所が隣接しており、電流が回り込むことによる電流密度の集中や、発熱量が異なることによる熱応力の差が生じる。
【０００９】
本発明者らは電流密度の集中や熱応力の差が水分による劣化現象を更に助長していることを見出したものである。本発明はこの課題に対し、解決の手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、
基板上に、第１の電極層を設け、前記第１の電極層の周囲を覆い発光領域を規定する開口をパターニングしたバンクを設け、その上に複数の有機化合物層と第２の電極層を設けた有機ＥＬ表示装置において、
前記バンクは前記第１の電極層及び前記有機化合物層と接する電荷注入性の下部の層と、前記下部の層と前記第２の電極層の導通を防ぐ絶縁性の上部の層とを有し、
前記バンクの上部の層の開口が下部の層の開口より広いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、発光領域の端部付近から発生する劣化現象を防止し、信頼性の高い有機ＥＬ表示装置が可能となった。また、高温で長期の使用に対しても信頼性の高い有機ＥＬ表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、本発明の特徴であるバンクについて説明する。
【００１３】
基板上に、第１の電極層を設け、前記第１の電極層の周囲を覆い発光領域を規定する開口をパターニングしたバンクを設けている。このバンクは前記第１の電極層及び前記有機化合物層と接する電荷注入性の下部の層と、前記下部の層と前記第２の電極層の導通を防ぐ絶縁性の上部の層とを有する。そして、前記バンクの上部の層の開口が下部の層の開口より広く作製している。本発明の電荷注入性とは、バンクの上部の層よりも抵抗率が低く、有機化合物との積層構成で駆動時の電流を減じる抵抗を有することを意味する。
【００１４】
いま仮に、図５（ａ）の発光領域が第１の電極層５０２／有機化合物層５０５／第２の電極層５０６の一様な積層構成を構成１とする。また、図５（ｂ）の発光領域が第１の電極層５０２／電荷注入性の２００ｎｍの厚さの層５０４／有機化合物層５０５／第２の電極層５０６の一様な積層構成を構成２とする。これらの構成の電気伝導は半導体的であり一般的には抵抗率で表現しない。しかし現象的に、実際の駆動時の電圧と電流の関係から抵抗率で表現することはできる。本発明に好適な電荷注入性の層は構成１に対する構成２の抵抗率が１０倍から２倍程度の特性が望ましい。構成１に対して構成２の抵抗率が２倍から１０倍になるように前もって実験的に条件を決定するのが望ましい。つまり、有機化合物により、好適な材料組成は異なるため、前もって実験的に前述の構成を試作して組成を決定することが好ましい。
【００１５】
電荷注入性の材料としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バナジウムなどの金属酸化物；
ドーピングしたアモルファスシリコンや炭化珪素などの半導体材料や、トリフェニルアミン類に代表される正孔輸送有機材料や、オキサジアゾール系誘導体に代表される電子輸送有機材料が望ましい。
【００１６】
絶縁性の材料としては、一般的な絶縁物の酸化珪素、窒化珪素などのほかに、ドーピングされていないか、僅かにドーピングされたアモルファスシリコンや炭化珪素などの半導体材料や、アクリルやポリイミドの絶縁性の有機材料でも良い。
【００１７】
下部の層と上部の層が同じであるかよく似た性質の場合には後のパターニングが同時に行え、より好ましい。バンクの側壁部は等方的なエッチングを用いれば容易に順テーパ形状とすることができる。テーパの角度は４５°以下が好ましい。下部の層と上部の層が異なる場合にはそれぞれにパターニングする必要が生じる。この時、上部の層の開口が下部の層の開口より広いパターンに作製する。パターニングにはウェットエッチング法やドライエッチング法が好適である。また、積層する下地の層とのエッチングの選択性が乏しい場合には、後から取り除くことが可能な材料をパターニングし、膜を作製した後、取り除くリフトオフ法などが利用できる。
【００１８】
次に、本発明によって得られる有機ＥＬ表示装置についてバンクにアモルファスシリコンを用いた場合を例として説明する。
【００１９】
本発明は単一画素方式やパッシブマトリクス方式やアクティブマトリクス方式などの表示方式には本質的に関係なく適用できるが、特に画素面積が小さい、高精細なディスプレイで効果的である。例えば対角２．５インチ、３２０画素×２４０画素の表示装置において、各画素のピッチは、画素当り３色の副画素で１５９μｍ×５３μｍ程度である。また、表示方向として基板側に表示するボトムエミッション方式でも逆方向のトップエミッション方式にも適用できる。
【００２０】
ここでは最も製品として期待されるフルカラーアクティブマトリクス方式で説明する。アクティブマトリクス方式では基板上の各画素あるいは各副画素のそれぞれの位置に駆動用の薄膜トランジスタ回路（以下ＴＦＴと略す）を形成する。この後、ＴＦＴの凸凹を平坦化するための樹脂層を塗布し、ＴＦＴと第１の電極層を接続するためのスルーホールをフォトリソグラフィ技術やドライエッチング技術などを用いて形成する。この後、第１の電極層を一面に設け、やはりフォトリソグラフィ技術やエッチング技術を用いて各画素に対応するパターンを設ける。
【００２１】
次に、第１の電極層を設けた基板上に抵抗率の低い層をスパッタリングやプラズマＣＶＤ法で設ける。具体的にアモルファスシリコンの場合を例示する。第１の電極層を設けた基板上にアモルファスシリコン膜を一面に設ける。このアモルファスシリコンの下部の層はドーピングを行い抵抗率を低くし、より上部の層はドーピング量を少なくするかドーピングを行わず抵抗率の高い膜で形成する。作製にはＲＦプラズマＣＶＤ法などを利用できる。原料ガスには水素ガス、シランガスを用い、ドーピングのためにはホスフィンやジボランを添加する。
【００２２】
第１の電極層が陰極層の場合は、ドーピングガスとしてホスフィンをシランガスに対して０．００１％から１％程度添加するのが好ましい。堆積する膜のドープ量で表せば、リン原子（ドナー元素）の量が１０-5原子％から１原子％に相当する。但し、ドナー元素は１０-5原子％以上添加されていれば良い。
【００２３】
第１の電極層が陽極層の場合は、ドーピングガスとしてジボランをシランガスに対して０．０１％から１％程度添加するのが好ましい。堆積する膜のドープ量で表せば、ボロン原子（アクセプタ元素）の量が１０-4原子％から１原子％に相当する。但し、アクセプタ元素は１０-4原子％以上添加されていれば良い。
【００２４】
抵抗率の低い下部の層の厚さは１０ｎｍから３００ｎｍが好ましい。その後、ドーピングガスだけを途中で停止して連続的に作製しても良く、また、水素ガスとシランガスだけを供給する異なる成膜室で引き続き作製しても良い。
【００２５】
ドーピングガスを添加しない抵抗率の高いアモルファスシリコンは１００ｎｍから１０００ｎｍの厚さで設ける。第１の電極層が陰極層の場合は、抵抗率の高いアモルファスシリコンは、ドナー元素が１０-5原子％未満であれば良く、第１の電極層が陽極層の場合は、アクセプタ元素が１０-4原子％未満であれば良い。
【００２６】
ドーピングしている抵抗率の低い下部の層と抵抗率の高い上部の層は組成が階段状に変化したものでも、連続的に変化したものでも良い。
【００２７】
なお、発光領域を規定する意味では発光領域と隣接する部分は発光させない方が良い。したがって、発光領域と隣接する部分に流れる電流は、発光領域の電流密度より小さいことが望ましいが、発光領域と隣接する部分のみの微小な領域であれば発光しても特に問題はない。本発明ではバンクの側壁部を順テーパ形状に設けるため発光領域と隣接する部分にのみ電流が流れる。
【００２８】
本発明において、駆動時にバンクの発光領域と隣接する部分に発光領域より少ない電流密度で電流が流れることが重要である。有機化合物層は半導体的であり一定の抵抗率ではない。しかしながら、実際の駆動条件から算出できる抵抗率は有機化合物層の膜厚が数１００ｎｍ、駆動電圧が数Ｖ、電流が１０ｍＡ／ｃｍ2であるため、１０7Ωｃｍ程度である。アモルファスシリコンもドーピングしない場合、１０7Ωｃｍ程度であり、ドーピングすることで１０2から１０6Ωｃｍに制御可能である。
【００２９】
また、アモルファスシリコンと有機化合物層の界面にはエネルギー障壁が生じる場合もある。エネルギー障壁が生じる詳細な原理や機構は不明ながら、エネルギー障壁を低減する方法としては各副画素間の電気的導通が無視できるように酸化物導電層を薄く設けることができる。酸化物導電層として例えばＩＴＯを用いる場合、ＩＴＯの抵抗率は１０-4Ωｃｍであり、横方向の導通を無視できる為には１０ｎｍ以下の薄い厚さで設ける必要がある。
【００３０】
ドーピングしたアモルファスシリコンは抵抗率が低いといっても１０2Ωｃｍはあり、横方向の導通は容易に無視できる。ただし、厚さ方向には無視できないほどに低抵抗であるため、ドーピングを行わないか少量のドーピングにとどめた高抵抗の層が必要になる。
【００３１】
この後、フォトレジストを塗布、露光、現像して、各画素の第１の電極層の周囲を覆い、中央に開口を設ける所望のパターンにフォトレジストを形成する。
【００３２】
更に、ドライエッチング装置にてＣＦ4とＯ2ガスを用いて等方的にエッチングすることでアモルファスシリコンをフォトレジストと同じパターンに形成でき、しかも側壁部を順テーパ形状に形成できる。その後、フォトレジストを剥離し、洗浄することが好ましい。
【００３３】
これらの後、複数の有機化合物層を設け、第２の電極層を設け、更に封止部材を設けて有機ＥＬ表示装置が完成できる。
【００３４】
以下、本発明の構成について更に図を用いて詳細に説明する。
【００３５】
図１は一般的な有機ＥＬ表示装置の平面の模式図である。横方向と縦方向のピッチＰｘ、Ｐｙで第１の電極層１０１が画素毎に形成されている。フルカラー表示装置の場合、３色あるいは４色等で一つの画素が形成され、一つ一つの表示画素は副画素と呼ばれるが、本発明では発明の本質に影響しないため、副画素のことを画素と表現する。画素毎の第１の電極層１０１の周囲を覆うようにバンク１０２がパターニングされて発光領域１０４が形成されている。符号１０３はバンクの辺である。
【００３６】
図２（ａ）は図１に対応する本発明の有機ＥＬ表示装置の断面の模式図である。基板３０１の上にソース、チャネル、ドレインとなるチャネル層３０２と、ゲート酸化膜３０３を介したゲート電極３０４とからＴＦＴが構成されている。ＴＦＴの上には保護膜３０５や平坦化膜３０６が設けられている。保護膜３０５と平坦化膜３０６に設けたコンタクトホール３０７を含めた上に第１の電極層３０８を設けることにより、ＴＦＴと第１の電極層３０８とが電気的に接続されている。
【００３７】
第１の電極層３０８の周囲を覆うようにバンク３０９が設けられ、発光領域（開口部）３１０が形成されている。この上に多層の有機化合物層３１１と第２の電極層３１２が形成されている。
【００３８】
図２（ｂ）は図２（ａ）の一部を拡大した、本発明の断面図である。図２（ｃ）は図２（ｂ）の一部を更に拡大した断面図である。
【００３９】
なお、図３（ａ）は図１に対応する従来例の有機ＥＬ表示装置の断面の模式図である。図３（ｂ）は図３（ａ）の一部を拡大した、従来例の断面図である。図３（ｃ）は図３（ｂ）の一部を更に拡大した断面図である。
【００４０】
従来例ではバンク２０９が絶縁膜で形成されている。この場合は図３（ｃ）に示すようにバンク２０９の辺を迂回する電流が流れるため、図３（ｂ）の◆で示す箇所に電流集中が発生する。この電流集中とともに、発光領域と非発光領域の温度差により平坦部と異なる応力も発生する。
【００４１】
この電流集中と応力は、バンクの第１の電極層との端部３１４に電流を流すことで著しく低減できる。この電流集中と応力が非発光領域の拡大にいかなる機構で影響するかの詳細は不明であるが、現象として本発明の対策により劣化が抑制され、信頼性の高い有機ＥＬ表示装置となった。また、高温で長期の使用に対しても信頼性の高い有機ＥＬ表示装置が得られる。
【００４２】
その手段として、バンクの下部の層３０９ａを抵抗率の低いアモルファスシリコンとし、バンクの側壁部３１３を順テーパ形状に形成することで可能となった。これは、アモルファスシリコンの抵抗率が有機化合物層と同程度であり、更にドーピングにより抵抗率が制御可能であるためである。酸化物導電層のような抵抗率が低い材料では発光領域と変わらず効果がない。更に、順テーパ形状に形成することで発光領域から離れるほど電流は少なくなり、電流密度の変化が急峻でなくなることも寄与していると考えられる。また、バンクの側壁部３１３が順テーパ形状であるため抵抗率がある程度変動しても、かならず電流密度が暫減する構成となり、安定した効果が得られる。
【００４３】
また、抵抗率の低い下部の層３０９ａと抵抗率の高い上部の層３０９ｂを同じ材料で作製することが可能であるため、ラジカル反応を利用した等方性エッチングにより容易に順テーパ形状が得られる。
【００４４】
なお、本発明に好適なアモルファスシリコンは水素を含んだ所謂水素化アモルファスシリコンではあるが、ＴＦＴに用いられるほどの純度は必ずしも必要ではない。抵抗率が制御できれば機能を果たすことができ、ハロゲン元素や他の４族元素を含んでいても良い。
【００４５】
以下、作製手順に沿った説明を行う。
【００４６】
ガラス、石英、シリコン等の基板３０１上にＴＦＴを従来から知られている方法で作製する。具体的には、まず基板表面に下地層を形成する。非晶質シリコンを堆積、多結晶化、ドーピング、パターニングする。ゲート絶縁膜３０３を形成後、ゲート電極３０４を堆積、パターニングする。高濃度のドーピングの後、絶縁膜（不図示）を堆積、ゲート絶縁膜とともにパターニングする。電極層（不図示）を堆積、パターニングする。保護膜３０５を堆積、パターニングしてＴＦＴが完成する。下地層、絶縁膜は酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素などで作製できる。非晶質シリコンや酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素などはプラズマＣＶＤなどで作製できる。ゲート電極や電極層にはタンタル、クロム、タングステン、モリブデン、アルミニウム等の金属単体や合金、珪化物などが使用できる。作製にはスパッタリンク法や真空蒸着法が利用できる。
【００４７】
続いて、平坦化膜３０６を塗布、ＴＦＴに対応した形状で、電極接続用のコンタクトホール３０７を設けてパターニングする。第１の電極層３０８をスパッタリング法等で堆積し、各表示画素毎の形状にパターニングする。
【００４８】
次に、第１の電極層３０８を設けた基板上にアモルファスシリコン膜を一面に設ける。このアモルファスシリコンの下部の層はドーピングを行い抵抗率を低くし、より上部の層はドーピング量を少なくするかドーピングを行わず抵抗率の高い膜で形成する。作製にはＲＦプラズマＣＶＤ法などを利用できる。原料ガスには水素ガス、シランガスを用い、ドーピングのためにはホスフィンやジボランを添加する。第１の電極層３０８が陰極層の場合は、ドーピングガスとしてホスフィンをシランガスに対して０．００１％から１％程度添加するのが好ましい。第１の電極層３０８が陽極層の場合は、ドーピングガスとしてジボランをシランガスに対して０．０１％から１％程度添加するのが好ましい。抵抗率の低い下部の層３０９ａの厚さは１０ｎｍから３００ｎｍが好ましい。その後、ドーピングガスだけを途中で停止して連続的に作製しても良く、また、水素ガスとシランガスだけを供給する異なる成膜室で引き続き作製しても良い。ドーピングガスを添加しない抵抗率の高いアモルファスシリコンは１００ｎｍから１０００ｎｍの厚さで設ける。ドーピングしている抵抗率の低い下部の層３０９ａと抵抗率の高い上部の層３０９ｂは組成が階段状に変化したものでも、連続的に変化したものでも良い。
【００４９】
この後、フォトレジストを塗布、露光、現像して、各画素の第１の電極層３０８の周囲を覆い、中央に開口を設ける所望のパターンにフォトレジストを形成する。
【００５０】
ドライエッチング装置にてＣＦ4とＯ2ガスを用いて等方的にエッチングすることでアモルファスシリコンをフォトレジストと同じパターンに形成でき、これでバンクの側壁部３１３を順テーパ形状に形成できる。その後、フォトレジストを剥離し、洗浄する。
【００５１】
アモルファスシリコンと有機化合物層の界面にはエネルギー障壁が生じる場合もある。エネルギー障壁を低減するためにバンク３０９の上に、真空中で加熱する等の十分な脱水処理に引き続き、酸化錫や酸化インジウム錫や酸化亜鉛や酸化インジウム亜鉛や酸化バナジウムなどの酸化物導電層を５ｎｍから１０ｎｍの厚さで設けても良い。
【００５２】
この後、真空中で加熱する等の十分な脱水処理に引き続き、複数の有機化合物層３１１を金属マスクを用いて真空蒸着法などで各表示画素に対応して堆積する。表示画素により発光色が異なる場合は異なる材料を複数回に分けて堆積すれば良い。また単色の場合や電荷輸送層や電荷注入層などは各画素に跨って一様に設けても良い。続いて、第２の電極層３１２を一様に堆積する。
【００５３】
第１と第２の電極層はアルミニウム、クロム、銀、マグネシウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯなどから構成できる。混合物や積層構造も可能である。
【００５４】
なお、有機化合物層３１１は不図示の電子輸送層、発光層、ホール（正孔）輸送層から構成されている。有機化合物層３１１の構成はこれに限られるものではなく、発光層を兼ねた輸送層を用いることで有機化合物層を２層構成にし、あるいはホール注入層や電子注入層を設けることで、有機化合物層の構成を４層、５層構成にするなどが可能である。
【００５５】
例えば、正孔輸送性物質としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）；
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）などに代表されるトリフェニルアミン類、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、ビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体；
スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、オキサジアゾール誘導体やフタロシアニン誘導体に代表される複素環化合物；
ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやポリスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリフェニレンビニレンなどが好ましい。
【００５６】
発光層の材料としては、アントラセンやピレン、そして８−ヒドロキシキノリンアルミニウムの他には、例えば、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体；
ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体；
そしてポリチオフェン誘導体などが使用できる。また、発光層に添加するドーパントとしては、ルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン６６０、ＤＣＭ１、ペリノン、ペリレン、クマリン５４０、ジアザインダセン誘導体などがそのまま使用できる。
【００５７】
電子輸送性物質としては、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、ヒドロキシベンゾキノリンベリリウム、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔ−ＢｕＰＢＤ）などのオキサジアゾール系誘導体；
オキサジアゾール二量体系誘導体の１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）ビフェニレン（ＯＸＤ−１）、１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）；
トリアゾール系誘導体、フェナントロリン系誘導体などがある。
【００５８】
以上の正孔輸送層、発光層、電子輸送層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリメチルメタクリレート；
ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂；
ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
【００５９】
これら有機発光領域を形成した後、更に外部からの酸素や水等を遮断するために掘り込みを設けたガラス等を接着層で封止する。内部の空間に吸湿材を設けることが好ましい。また、第２の電極層まで作製した部材に窒化珪素、窒化酸化珪素等の保護膜をプラズマＣＶＤ法等で堆積しても良い。
【実施例】
【００６０】
本発明の有機ＥＬ表示装置の実施例を説明する。
【００６１】
＜実施例１＞
ガラス基板３０１の上にＴＦＴを作製し、平坦化膜３０６を形成し、パターニングするところまでは従来から知られている方法で作製するため省略する。
【００６２】
この上に、陰極層としてＩＺＯを８０ｎｍの厚さでスパッタリング法にて積層後、フォトレジストを用いたエッチングを行いパターニングし、第１の電極層３０８を作製した。
【００６３】
この基板を、容量結合型のプラズマＣＶＤ装置の基板ホルダーに固定し、真空中において２００℃で３０分間加熱して十分に脱ガス処理を施した。その後、水素ガスにて１０％に希釈されたＳｉＨ4を流量３００ｓｃｃｍで、水素ガスで１００ｐｐｍに希釈されたＰＨ3を流量３ｓｃｃｍでチャンバに供給し、圧力を１３３Ｐａに維持した。供給ガスのシリコンに対するリンの元素比（Ｐ／Ｓｉ）は０．００１％であり、５０Ｗ、１３．５６ＭＨｚの高周波を印加し、基板温度２００℃の前記基板上にｎ型ａ−Ｓｉを２００ｎｍの厚さで成膜した。一度、放電を停止し、ガス供給を停止した後、再び１０％に希釈されたＳｉＨ4を流量３００ｓｃｃｍで供給し、その他は同じ条件でドーピングしていない抵抗率の高いａ−Ｓｉを５００ｎｍの厚さで作製した。
【００６４】
プラズマＣＶＤ装置から取り出し、フォトレジストを塗布、露光、現像することにより、図１のバンク１０２のパターンをフォトレジストで形成した。フォトレジストのポストキュア後、この基板をプラズマ分離型反応性ドライエッチング装置を用いて等方性エッチングした。つまり、基板温度：５０℃、圧力：３０Ｐａ、弗化炭素（ＣＦ4）流量：３００ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ2）流量：８０ｓｃｃｍをマイクロ波励起させて生成したプラズマが輸送管を移動する。そして、チャンバ内に到達したラジカルによりアモルファスシリコン膜を等方性エッチングした。
【００６５】
この後、フォトレジストを剥離して、バンクの側壁部３１３を順テーパ形状に作製した。
【００６６】
マスク位置合せ機構付きの真空装置内の１０-2Ｐａの圧力で１５０℃３０分の加熱を行った後、１０-4Ｐａの圧力で有機化合物層３１１をマスク蒸着した。まず、電子注入層として、フェナントロリン化合物とアルカリ金属化合物のドーパントとして炭酸セシウムを４０ｎｍの厚さで成膜した。次に、電子輸送層としてフェナントロリン化合物を１０ｎｍの厚さで成膜した。次に、クマリン６（１．０ｗｔ％）とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ３）の共蒸着膜を３０ｎｍの厚さで成膜して発光層を形成した。その上にＮ’−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を６０ｎｍの厚さとなるように成膜して正孔輸送層を形成した。
【００６７】
引き続き、陽極層として第２の電極３１２をＩＴＯで厚さ６０ｎｍに一面にスパッタリングで作製した。
【００６８】
連続して、−７０℃以下の露点に管理されたグローブボックス内に移動し、掘り込みを設けたガラス部材の内側に市販の吸湿材を設置して紫外線硬化樹脂で接着した。
【００６９】
６０℃５００時間の高温駆動試験を行っても全体的な輝度の低下は認められたものの、発光領域周辺の劣化はなかった。
【００７０】
なお、実施例１に先立ち、試験的に発光領域規定層を実施例３のＳｉＮの絶縁膜で作製した試料を複数用意した。このうちの一部に、発光領域の構成を実施例１と同じ材料と同じ条件で作製し、図５（ａ）の発光領域が陰極層／有機化合物層／陽極層の構成の試料１１を作製した。また他の一部に、図５（ｂ）の発光領域が陰極層／アモルファスシリコン（厚さ２００ｎｍ）／有機化合物層／陽極層の構成で、アモルファスシリコンのドープ量がＰＨ3流量３ｓｃｃｍの試料１２も作製した。更に他の一部に、ドープ量がＰＨ3流量１ｓｃｃｍの試料１３を、更に他の一部に、ドープしていないアモルファスシリコンを用いた試料１４を作製した。
【００７１】
駆動電圧として５Ｖ印加したときの電流値は以下のようになった。印加電圧と駆動電流から駆動時の抵抗を見積もった値も記入している。
【００７２】
この結果から実施例１のドープ量を決定した。
【００７３】
作製した膜を２次イオン質量分析により元素分析した結果、膜中に含まれるシリコン元素に対するリン元素の濃度も合せて記載している。
【００７４】
【表１】
2009129887.tif 000003
【００７５】
＜比較例１＞
実施例１において、抵抗率の低いアモルファスシリコンの作製をドーピングガスを添加しない、試料１４の条件で作製した以外は実施例１と同様に作製した。６０℃の高温駆動試験を行ったところ、約２００時間後に発光領域の周囲において非発光領域が発生した。
【００７６】
＜比較例２＞
実施例１において、抵抗率の低いアモルファスシリコンの作製をドーピングガスを流量１ｓｃｃｍに減じた、試料１３の条件で作製した以外は実施例１と同様に作製した。６０℃の高温駆動試験を行ったところ、約３００時間後に発光領域の周囲において非発光領域が発生した。
【００７７】
＜実施例２＞
ガラス基板の上にＴＦＴを作製し、平坦化膜を形成し、パターニングするところまでは従来から知られている方法で作製するため省略する。
【００７８】
この上に、陽極層としてＩＴＯを７０ｎｍの厚さでスパッタリング法にて積層後、フォトレジストを用いたエッチングを行いパターニングし、第１の電極層を作製した。
【００７９】
この基板を、容量結合型のプラズマＣＶＤ装置の基板ホルダーに固定し、真空中において２００℃で３０分間加熱して十分に脱ガス処理を施した。その後、水素ガスにて１０％に希釈されたＳｉＨ4を流量３００ｓｃｃｍで、水素ガスで１００ｐｐｍに希釈されたＢ2Ｈ6を流量２０ｓｃｃｍでチャンバに供給し、圧力を１３３Ｐａに維持した。供給ガスのシリコンに対するボロンの元素比（Ｐ／Ｓｉ）は０．０１３％であり、５０Ｗ、１３．５６ＭＨｚの高周波を印加し、基板温度２００℃の前記基板上にｐ型ａ−Ｓｉを２００ｎｍの厚さで成膜した。一度、放電を停止し、ガス供給を停止した後、再び１０％に希釈されたＳｉＨ4を流量３００ｓｃｃｍで供給し、その他は同じ条件でドーピングしていない抵抗率の高いａ−Ｓｉを５００ｎｍの厚さで作製した。
【００８０】
プラズマＣＶＤ装置から取り出し、フォトレジストを塗布、露光、現像することにより、図１のバンク１０２のパターンをフォトレジストで形成した。フォトレジストのポストキュア後、この基板をプラズマ分離型反応性ドライエッチング装置を用いて等方性エッチングした。つまり、基板温度：５０℃、圧力：３０Ｐａ、弗化炭素（ＣＦ4）流量：３００ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ2）流量：８０ｓｃｃｍをマイクロ波励起させて生成したプラズマが輸送管を移動する。そして、チャンバ内に到達したラジカルによりアモルファスシリコン膜を等方性エッチングした。
【００８１】
この後、フォトレジストを剥離して、バンクの側壁部３１３を順テーパ形状に作製した。
【００８２】
この基板をマスク蒸着装置とつながった陰極作製用のスパッタリング装置に入れ、１０-2Ｐａの圧力で１５０℃３０分の加熱を行った後、発光領域とバンクのいずれの上にもＩＴＯを５ｎｍの厚さに一面に作製した。
【００８３】
引き続き、マスク位置合せ機構付きの真空装置内の１０-4Ｐａの圧力で有機化合物層をマスク蒸着した。まず、正孔輸送層としてＮ’−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を６０ｎｍの厚さとなるように成膜した。次に、クマリン６（１．０ｗｔ％）とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ３）の共蒸着膜を３０ｎｍの厚さで成膜して発光層を形成した。次に、電子輸送層としてフェナントロリン化合物を１０ｎｍの厚さで成膜した。その上に電子注入層として、フェナントロリン化合物とアルカリ金属化合物のドーパントとして炭酸セシウムを４０ｎｍの厚さに成膜した。
【００８４】
引き続き、陰極層として第２の電極層をＩＴＯで厚さ６０ｎｍに一面にスパッタリングで作製した。
【００８５】
連続して、−７０℃以下の露点に管理されたグローブボックス内に移動し、掘り込みを設けたガラス部材の内側に市販の吸湿材を設置して紫外線硬化樹脂で接着した。
【００８６】
６０℃５００時間の高温駆動試験を行っても全体的な輝度の低下は認められたものの、発光領域周辺の劣化はなかった。
【００８７】
なお、実施例２に先立ち、試験的に発光領域規定層を実施例３のＳｉＮの絶縁膜で作製した試料を複数用意した。このうちの一部に、図５（ａ）の発光領域の構成を実施例２と同じ材料と同じ条件で作製し、陽極層／有機化合物層／陰極層の構成の試料２１を作製した。また他の一部に、図５（ｂ）の発光領域が陽極層／ＩＴＯ（厚さ５ｎｍ）／有機化合物層／陰極層の構成の試料２２も作製した。更に他の一部に、発光領域が陽極層／アモルファスシリコン（厚さ２００ｎｍ）／有機化合物層／陰極層の構成でドープ量がＢ2Ｈ6流量２０ｓｃｃｍの試料２３を作製した。更に他の一部に、ドープ量がＢ2Ｈ6流量５ｓｃｃｍのアモルファスシリコンを用いた試料２４を、更に他の一部に、ドープしていないアモルファスシリコンを用いた試料２５を作製した。更に他の一部に、発光領域が陽極層／アモルファスシリコン（厚さ２００ｎｍ）／ＩＴＯ（厚さ５ｎｍ）／有機化合物層／陰極層の構成でドープ量がＢ2Ｈ6流量２０ｓｃｃｍの試料２６を作製した。
【００８８】
駆動電圧として５Ｖ印加したときの電流値は以下のようになった。印加電圧と駆動電流から駆動時の抵抗を見積もった値も記入している。
【００８９】
この結果から実施例２のドープ量を決定した。
【００９０】
作製した膜を２次イオン質量分析により元素分析した結果、膜中に含まれるシリコン元素に対するボロン元素の濃度も合せて記載している。
【００９１】
【表２】
2009129887.tif 000004
【００９２】
＜比較例３＞
実施例２において、抵抗率の低いアモルファスシリコンの作製をドーピングガスを添加しない、試料２５の条件で作製した以外は実施例２と同様に作製した。６０℃の高温駆動試験を行ったところ、約２００時間後に発光領域の周囲において非発光領域が発生した。
【００９３】
＜比較例４＞
実施例２において、抵抗率の低いアモルファスシリコンの作製をドーピングガスを流量５ｓｃｃｍに減じた、試料２４の条件で作製した以外は実施例２と同様に作製した。６０℃の高温駆動試験を行ったところ、約２００時間後に発光領域の周囲において非発光領域が発生した。
【００９４】
＜実施例３＞
実施例３は図４を用いて説明する。
【００９５】
ガラス基板４０１の上にＴＦＴの作製し、平坦化膜４０６を形成し、パターニングするところまでは実施例２と同様に従来から知られている方法で作製するため省略する。
【００９６】
この上に、陽極層としてＩＴＯを７０ｎｍの厚さでスパッタリング法にて積層後、フォトレジストを用いたエッチングを行いパターニングし、第１の電極層４０８を作製した。
【００９７】
この基板の上に、フォトレジストを塗布し、開口部４１０のパターンを残すように露光、現像してリフトオフ用のレジストのパターンを形成した。露光時に焦点を故意にずらせてレジストの端部を逆テーパ状に形成すると更に好ましい。
【００９８】
この基板を、真空蒸着装置に設置し、圧力を１０-5Ｐａまで一度排気した後、酸素を流量３０ｓｃｃｍで供給し、排気バルブの開度を調整して圧力を１Ｐａに保った。錫を設置したセラミックコートしたタングステンボートを用いて抵抗加熱により毎秒０．１ｎｍの堆積速度で成膜した。膜厚は水晶振動式の膜厚計で測定し、厚さは７０ｎｍとした。圧力を変えることにより成膜できる膜の抵抗率は約０．１Ωｃｍから約１００Ωｃｍまで調整可能であった。
【００９９】
この基板をレジストの剥離液に浸漬することでリフトオフ用のレジストパターンを取り除き、酸化錫を発光領域に開口を持ったパターンで形成した。レジストの端部を逆テーパ状に形成した場合は酸化錫の端部が順テーパ状に形成できる。
【０１００】
この基板を容量結合型のプラズマＣＶＤ装置の基板ホルダーに固定した。真空中において室温のまま、水素ガスにて１０％に希釈されたＳｉＨ4を流量３００ｓｃｃｍで、ＮＨ3を流量１００ｓｃｃｍで、水素ガスを流量１０００ｓｃｃｍでチャンバに供給し、圧力を１３３Ｐａに維持した。５０Ｗ、６０ＭＨｚの高周波を印加し、前記基板上にａ−ＳｉＮを３００ｎｍの厚さで成膜した。
【０１０１】
プラズマＣＶＤ装置から取り出し、フォトレジストを塗布、露光、現像した。フォトレジストのポストキュア後、この基板をプラズマ分離型反応性ドライエッチング装置を用いて等方性エッチングした。つまり、基板温度：５０℃、圧力：３０Ｐａ、弗化炭素（ＣＦ4）流量：３００ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ2）流量：８０ｓｃｃｍをマイクロ波励起させて生成したプラズマが輸送管を移動する。そして、チャンバ内に到達したラジカルによりＳｉＮ膜を等方性エッチングした。
【０１０２】
この後、フォトレジストを剥離して、バンクの上部の層４０９ｂの側壁部４１３を順テーパ形状に作製した。バンクの上部の層４０９ｂは下部の層４０９ａの開口より広く形成した。その距離は２μｍ以下が好ましく、より好ましくは１μｍである。
【０１０３】
引き続き、マスク位置合せ機構付きの真空装置内の１０-4Ｐａの圧力で有機化合物層４１１をマスク蒸着した。まず、正孔輸送層としてＮ’−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を６０ｎｍの厚さとなるように成膜した。次に、クマリン６（１．０ｗｔ％）とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ３）の共蒸着膜を３０ｎｍの厚さで成膜して発光層を形成した。次に、電子輸送層としてフェナントロリン化合物を１０ｎｍの厚さで成膜した。更にその上に電子注入層として、フェナントロリン化合物とアルカリ金属化合物のドーパントとして炭酸セシウムを４０ｎｍの厚さで成膜した。
【０１０４】
引き続き、陰極層として第２の電極４１２をＩＴＯで厚さ６０ｎｍに一面にスパッタリングで作製した。
【０１０５】
連続して、−７０℃以下の露点に管理されたグローブボックス内に移動し、掘り込みを設けたガラス部材の内側に市販の吸湿材を設置して紫外線硬化樹脂で接着した。
【０１０６】
６０℃５００時間の高温駆動試験を行っても全体的な輝度の低下は認められたものの、発光領域周辺の劣化はなかった。
【０１０７】
なお、実施例３に先立ち、試験的に発光領域規定層を上記条件と同じＳｉＮの絶縁膜で作製した試料を複数用意した。このうちの一部に、図５（ａ）の発光領域の構成を実施例３と同じ材料と同じ条件で作製し、陽極層／有機化合物層／陰極層の構成の試料３１を作製した。また他の一部に、図５（ｂ）の発光領域が陽極層／０．４Ｐａで作製した酸化錫（厚さ１００ｎｍ）／有機化合物層／陰極層の構成の試料３２も作製した。更に他の一部に、発光領域が陽極層／１Ｐａで作製した酸化錫（厚さ１００ｎｍ）／有機化合物層／陰極層の構成の試料３３も作製した。更に他の一部に、発光領域が陽極層／実施例２のＩＴＯ（厚さ１００ｎｍ）／有機化合物層／陰極層の構成の試料３４も作製した。駆動電圧として５Ｖ印加したときの電流値は以下のようになった。印加電圧と駆動電流から駆動時の抵抗を見積もった値も記入している。
【０１０８】
この結果から実施例３の酸化錫の成膜時の圧力を決定した。
【０１０９】
【表３】
2009129887.tif 000005
【０１１０】
＜比較例５＞
実施例３において、電荷注入性のバンクとして試料３５の条件でＩＴＯを１００ｎｍの厚さに設けた以外は、実施例３と同様に作製した。６０℃の高温駆動試験を行ったところ、約２００時間後に発光領域の周囲において非発光領域が発生した。ＩＴＯでは抵抗率が低すぎ、発光領域とほぼ同じ電流が流れ、絶縁性のバンクの端部で電流集中が発生していると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】一般的な有機ＥＬ表示装置の平面模式図の一例である。
【図２】（ａ）は本発明の有機ＥＬ発光装置の一例を示す断面模式図である。（ｂ）は（ａ）の拡大模式図である。（ｃ）は（ｂ）の拡大模式図である。
【図３】（ａ）は一般的なアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ発光装置の一例を示す断面模式図である。（ｂ）は（ａ）の拡大模式図である。（ｃ）は（ｂ）の拡大模式図である。
【図４】（ａ）は本発明の有機ＥＬ発光装置の別の一例を示す断面模式図である。（ｂ）は（ａ）の拡大模式図である。（ｃ）は（ｂ）の拡大模式図である。
【図５】（ａ）は抵抗率の検証用の構成１の一例を示す断面模式図である。（ｂ）は抵抗率の検証用の構成２の一例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０１  第１の電極層
１０２  バンク
１０３  バンクの辺
１０４  発光領域
２０１  基板
２０２  チャネル層
２０３  ゲート絶縁膜
２０４  ゲート
２０５  保護膜
２０６  平坦化膜
２０７  コンタクトホール
２０８  第１の電極層
２０９  バンク
２１０  発光領域
２１１  複数の有機化合物層
２１２  第２の電極層
３０１  基板
３０２  チャネル層
３０３  ゲート絶縁膜
３０４  ゲート
３０５  保護膜
３０６  平坦化膜
３０７  コンタクトホール
３０８  第１の電極層
３０９  バンク
３０９ａ  抵抗率の低いバンク
３０９ｂ  抵抗率の高いバンク
３１０  発光領域
３１１  複数の有機化合物層
３１２  第２の電極層
３１３  バンクの側壁部
３１４  バンクの発光領域と隣接する部分
４０１  基板
４０２  チャネル層
４０３  ゲート絶縁膜
４０４  ゲート
４０５  保護膜
４０６  平坦化膜
４０７  コンタクトホール
４０８  第１の電極層
４０９ａ  電荷注入性のバンク
４０９ｂ  絶縁性のバンク
４１０  発光領域
４１１  複数の有機化合物層
４１２  第２の電極層
４１３  バンクの側壁部
４１４  バンクの発光領域と隣接する部分
５０１  基板
５０２  第１の電極層
５０３  絶縁性のバンク
５０４  電荷注入性の層
５０５  複数の有機化合物層
５０６  第２の電極層
【図１】
2009129887.tif 000006
【図２】
2009129887.tif 000007
【図３】
2009129887.tif 000008
【図４】
2009129887.tif 000009
【図５】
2009129887.tif 000010