(57)【要約】【課題】基板を他の部材と高精度に位置合せすることなく、画素毎に材料や構成の塗り分けを可能とする有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板１０１上に下部電極１１０と有機化合物層１１２（１１４、１１６）と上部電極１１３（１１５、１１７）からなる複数の画素を形成する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、前記画素の少なくとも１つに対応した薄膜発熱体１０７を基板上に形成し、少なくとも一つの有機化合物層１１２を形成する工程の後、前記有機化合物層１１２が不要な画素について、前記薄膜発熱体１０７に通電して発熱させ、前記有機化合物層１１２を除去する工程を実施し、さらに別の有機化合物層と上部電極とを形成することを特徴とする。【選択図】図１
2009117278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に下部電極と有機化合物層と上部電極からなる複数の画素を形成する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
前記画素の少なくとも１つに対応した薄膜発熱体を基板上に形成し、少なくとも一つの有機化合物層を形成する工程の後、
前記有機化合物層が不要な画素について、前記薄膜発熱体に通電して発熱させ、前記有機化合物層を除去する工程を実施し、
さらに別の有機化合物層と上部電極とを形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項２】
基板上に下部電極と有機化合物層と外部に接続する上部電極からなる複数の画素を形成する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
前記画素の少なくとも１つに対応した薄膜発熱体を基板上に形成し、第１の有機化合物層と外部に接続する第１の上部電極とを形成する工程の後、
前記第１の有機化合物層と第１の上部電極とが不要な画素について、前記薄膜発熱体に通電して発熱させ、前記第１の有機化合物層と第１の上部電極とを除去する工程を実施し、
さらに有機化合物層と外部に接続する上部電極とを形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項３】
基板上に下部電極と有機化合物層と外部に接続する上部電極からなる複数の画素を形成する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
前記画素の少なくとも１つに対応した薄膜発熱体を基板上に形成し、第１の有機化合物層と外部に接続する第１の上部電極とを形成する工程の後、
前記第１の有機化合物層と第１の上部電極とが不要な画素について、前記薄膜発熱体に通電して発熱させ、前記第１の有機化合物層と第１の上部電極とを除去する工程を実施し、
引き続き、別の有機化合物層と外部に接続する別の上部電極とを形成する工程と、
薄膜発熱体を通電して発熱させ、不要な画素の有機化合物層と上部電極とを除去する工程とを必要に応じて繰り返し、
さらに最上部の有機化合物層と外部に接続する最上部の上部電極とを形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項４】
有機化合物層が複数の層からな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表示装置の製造方法。
【請求項５】
薄膜発熱体と通電するための通電層を、下部電極より基板側に多層配線の状態で設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記薄膜発熱体を画素より広く形成し、画素より広く有機化合物層を除去することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ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、基板上に下部電極と有機化合物層と上部電極からなる複数の画素を形成する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、画素により有機化合物層の構成を異ならせる有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、開発が進められている有機ＥＬ表示装置は、基板上に下部電極を設け、その上に電荷の注入や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、さらに上部電極を積層する有機ＥＬ素子を基本としている。
【０００３】
複数色のカラー表示装置も開発されている。
【０００４】
また、フルカラー平面ディスプレイとして、パッシブマトリクス方式から、各画素に薄膜トランジスタを設けるアクティブマトリクス方式へと開発の重点が移っている。
【０００５】
いずれの場合も画素により有機化合物層の材料や構成を異ならせて、複数色の画素を組み合わせ、カラー表示することが一般的である。低分子材料を金属のマスクを用いた真空蒸着により塗分ける方法や、高分子材料をインクジェット法にて塗分ける方法が知られている。
【０００６】
さらに近年、特許文献１にあるレーザーを用いて不要部分を除去する塗分け方法も提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３２４６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のいずれの方法においても、画素に対して高精度に位置を制御する必要があるという問題が生じる。
【０００９】
すなわち、金属のマスクを用いた真空蒸着により塗分ける方法では、基板とマスクの位置を合せる必要があると同時に、マスク自体の精度が必要であり、コストアップや歩留り低下の一因となる問題がある。
【００１０】
高分子材料をインクジェット法にて塗分ける方法でも、液滴を画素に精度よく着弾させる必要があると同時に、画素内に均一に拡がらせる必要があり、表示領域全体に再現性よく作製するのは必ずしも容易ではない。
【００１１】
レーザーを用いて不要部分を除去する塗分け方法も、レーザーの位置を精度よく制御し、移動させる必要がある。さらにこの場合には、レーザー光の強度に関して、有機化合物層を除去するのに十分なエネルギーが必要であり、また、それ以外の部材には影響のない強度に抑える必要が生じる。これにはレーザービーム内の強度分布と焦点位置の両方を制御する必要があり、必ずしも容易ではない。
【００１２】
本発明は通常の成膜工程とフォトリソグラフィ工程のパターニングで作製でき、従来の製造装置で容易に実施できる。パターン形成した後は、基板を他の部材と高精度に位置合せすることなく、画素毎に材料や構成の塗り分けを可能とする有機ＥＬ表示装置の製造方法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】
【００１３】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、
基板上に下部電極と有機化合物層と上部電極からなる複数の画素を形成する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
前記画素の少なくとも１つに対応した薄膜発熱体を基板上に形成し、少なくとも一つの有機化合物層を形成する工程の後、
前記有機化合物層が不要な画素について、前記薄膜発熱体に通電して発熱させ、前記有機化合物層を除去する工程を実施し、
さらに別の有機化合物層と上部電極とを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、従来、画素によって有機化合物の材料や構成を異ならせるために必要であった高精度の位置合せが不要となる。そのため、マザーガラスの大判化に伴う位置合せの困難を解消でき、高精細の画素の作製も可能になる。コストや歩留りにおいても著しい改善を可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、薄膜トランジスタを用いるアクティブマトリクス方式にも、時分割駆動のパッシブマトリクス方式にも適用可能である。ここではアクティブマトリクス方式を例に説明する。なお、一般に表示装置の表示部と周辺部では構造が必ずしも同じではない。本発明は表示部に関する発明であるが、端子部や接続部の有機化合物層の除去にも適応可能である。
【００１６】
まず、ガラス等の基板に、チャネル層、ゲート酸化膜、ゲート電極、第１の保護膜、電極層、第２の保護膜からなる薄膜トランジスタをマトリクス状に多数形成する。この時の表面は下部電極に接続する薄膜トランジスタの電極と、表示装置外への電気的接続のための取出し電極の端子部とが表出しているほかは絶縁性の保護膜で覆われている。これらはＣＶＤ法等の成膜法と一連のフォトリソグラフィ工程によるパターニングと価電子制御のためのドーピングと必要に応じて結晶化のためのアニーリングや表面処理を施すことで作製可能である。表示部の周辺に制御用回路を同時に形成してもよい。
【００１７】
この上に第１の通電層を形成し、１つの色の画素に対応する薄膜発熱体へ通電できるパターンを形成する。この第１の通電層に外部から電力を供給する給電部は表示装置の周囲に設けることが好ましい。この上に第１の層間絶縁層を形成し、第１の通電層への多層配線の接続部と、第１の通電層の給電部と、薄膜トランジスタの電極への接続が必要な接続部と、取出し電極の端子部とをエッチングで取り除く。
【００１８】
通電層及び層間絶縁層の作製は必要に応じて繰り返すことで、任意の階層に多層配線の状態で設けることが可能である。例えば３色によるカラー表示であれば２色分に対応する２階層に設ければ十分である。
【００１９】
この上に、薄膜発熱体と、前記薄膜発熱体と接する通電層とを順に積層し、画素に対応する薄膜発熱体と前記薄膜発熱体に通電できるパターンを形成する。この通電層は、基板側の通電層と薄膜発熱体との接続を担うと同時に、基板側の通電層に対し反対極とし、基板側の配線とは直交する方向で表示装置の周囲に取り出すことが好ましい。
【００２０】
なお、薄膜発熱体は通電層の一部を取り除くことで得られる。通電層を先にパターニングすれば、通電層の上に薄膜発熱体を設けることも可能である。
【００２１】
この上にさらに層間絶縁層を形成し、電気的接続が必要な部分はパターニングして取り除く。この時点で最表面は下部電極に接続する薄膜トランジスタの電極の接続部と、表示装置外への電気的接続のための取出し電極の端子部と、薄膜発熱体へ電気を供給する通電層の給電部とが表出しているほかは層間絶縁層で覆われている。なお、層間絶縁層のパターニングは同じ位置であれば複数層をまとめてエッチングして形成してもよい。
【００２２】
この層間絶縁層の表面に下部電極を形成し、パターニングする。下部電極は層間絶縁層に設けたスルーホールを通じて薄膜トランジスタの電極の接続部と電気的に接続される。場合により、下部電極の一部を覆い、画素の発光部を規定する絶縁性あるいは半導体性の素子分離膜を設けてもよい。
【００２３】
機能分離した複数の第１の有機化合物層を表示部に一様に設ける。取出し電極の端子部や通電層の給電部には表示部全体に大きく開口したマスクを利用することで形成しないことが好ましい。この時、有機発光層とは別に下部電極からの電荷（電子あるいは正孔）の注入性や輸送性を改善する有機化合物層を設けてもよい。有機化合物層は低分子化合物を真空蒸着法で設けてもよいし、高分子化合物をインクジェット法や塗布法で設けてもよい。転写法も利用可能である。さらに第１の上部電極を有機化合物層より広い領域に、スパッタリングなどにより設けてもよい。第１の上部電極は外部に接続する取出し配線に接続される。
【００２４】
この後、第１の有機化合物層が不要な画素に対応する薄膜発熱体に通電し、発熱させ、第１の有機化合物層と第１の上部電極とを同時に除去する。上部電極は薄いため有機化合物層の短時間での蒸発により破壊され除去される。この除去工程は真空雰囲気で可能である。また、露点管理された不活性ガス雰囲気の大気圧中でも可能である。なお、第１の上部電極は必ずしも必要ではなく、２色カラーや狭い色再現範囲で十分な場合は第１の有機化合物層だけでもよい。
【００２５】
上記の除去工程で供給する電力は直流でも、交流でも、任意の波形のパルスでも可能である。例えば画素の大きさが８０μｍ×２０μｍ程度で直流電力の場合であれば３６０ｍＷ程度で取り除くことができる。１ｍｓｅｃの矩形パルスの場合でも４９０ｍＷ程度の電力で取り除くことができる。特に、有機化合物層と上部電極とを同時に取り除く場合は、１ｓｅｃ以下の短いパルスで瞬間的に蒸発させるのが好ましい。電力を増やせばμｓｅｃのパルスでも除去可能である。例えば３０万画素を同時に発熱させることは電力的に困難であるが、多層配線を利用して時分割駆動することで順次発熱させることが可能である。なお、通電は表示装置の周囲に通電層につながる給電部を設けて、プローブなどを利用して供給できる。
【００２６】
別の層構成が必要な場合は引き続き、別の有機化合物層を形成する工程と、薄膜発熱体に通電して発熱させ不要な画素の有機化合物層を除去する工程とを必要に応じて繰り返す。この時も前述の上部電極と同様に、上部電極を有機化合物層より広い領域に、スパッタリングなどにより設けてもよい。ここでも、上部電極は外部に接続する取出し配線に接続される。
【００２７】
表示装置の応用分野によっては必ずしもフルカラーである必要はなく、有機化合物層の構成を画素により異ならせるだけで十分な場合もある。また、フルカラー表示においては有機化合物層と外部に接続する上部電極とを形成し、除去することで３原色表示が可能になる。この場合、各色の有機化合物層を重ねると駆動条件や光の取り出しにおいてやや不利になるため、発光効率の高いものから作製することが好ましい。ただし、一般的に重ねる上層の光透過率は９０％以上にすることが容易であり、大きな問題ではない。
【００２８】
また、除去した端部のカバレッジを確保するためには膜厚の薄い色から重ねることが好ましい。ただし、再蒸発により除去する部分を下部電極の露出した画素部より広くすることにより、画素部の層構成への影響はない。つまり、再蒸発の端部を素子分離膜上に設けることが可能である。一般的に段差部ではショートが発生しやすいが、この再蒸発部の端部では上部電極間の導通は発生しても、素子分離膜上であり上部電極と下部電極との短絡は発生しない。さらに、再蒸発部の端部は再蒸発時の加熱条件や別途なまし用の加熱を行うなどして、なだらかにすることが好ましい。また、たとえ段差の一部で断切れが発生しても再蒸発部の周囲全てで断線になることは一般的にない。
【００２９】
本発明は熱により有機化合物層を転写する方法や昇華蒸着する方法に比べ、発光部の有機化合物層は最も実績のある真空蒸着法で形成し、利用できる。加熱して、再蒸発させるのは発光には寄与しない部分である。
【００３０】
しかも、熱の伝導は膜厚方向であり、サブミクロンオーダである。平面方向の数十ミクロンオーダへの熱の伝導は設計により、充分に無視しうる。
【００３１】
また、本件は基板と反対側に光を取り出すトップエミッションタイプに好適ではあるが、発明の本質は基板側に光を取り出すボトムエミッションタイプへも適用でき、平面的な構成を適宜に設計することで実施することが可能である。光を取り出す方向とは反対の電極はＡｌやＡｇＭｇなどの金属や合金も利用可能である。下部電極は陽極でも陰極でもよい。上部電極も陽極でも陰極でもよい。
【００３２】
さらに最上部の有機化合物層と上部電極とを設ける。いずれの場合も、上部電極への電荷（電子または正孔）の注入性や輸送性を改善する有機化合物層を有機発光層とは別に設けてもよい。
【００３３】
取出し電極の端子部を除いて、ガラス等からなる封止部材を基板の周囲で接着し密閉する。密閉空間内の光の出射部を避けて吸湿剤を設けるか、あるいは吸湿剤が透明であれば光の出射部を含めて設けてもよい。また、ＳｉＯＮやＳｉＮなどからなる保護膜を多層に設けてもよいし、保護膜と封止部材の両方を設けてもよい。封止部材や保護膜の表面に偏光板を設けてもよい。偏光板は一部分での接着や全面での接着のほかに機械的な固定方法によってもよい。
【００３４】
以上で、本発明の有機ＥＬ表示装置が完成できる。上述した方法により、従来、画素によって有機化合物の材料や構成を異ならせるために必要であった位置合せが不要となり、マザーガラスの大判化に伴う位置合せの困難を解消でき、高精細の画素の作製も可能になる。コストや歩留りにおいても著しい改善を可能とするものである。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態を図を用いてより詳細に説明する。
【００３６】
図１は本発明の有機ＥＬ表示装置の１例であり、図１（ａ）が断面の概念図であり、図１（ｂ）が対応する平面の概念図である。表示領域は３つの副画素について拡大表示しているが実際には、例えば対角約３インチ、６４０画素×４８０画素、各副画素のピッチは、画素当り３色の副画素で９５μｍ×３２μｍ程度となる。本来、画素は複数色の副画素で構成されるが、説明の煩雑さを避けるため、他の説明箇所においては副画素を画素と表現している。また、対角約２７インチ、１９２０画素×１０８０画素の場合では画素当り３色の副画素で２８５μｍ×１２７μｍ程度となる。駆動回路は薄膜トランジスタ１個で表現しているが、実際には複数のトランジスタやコンデンサや接続配線からなってよい。また、表示領域の外側にある制御用回路は図１には不図示とした。本発明は表示装置の大きさや精細度に関係せず適用できる。
【００３７】
図２には有機ＥＬ表示装置のより巨視的な平面の概念図を示す。表示領域２０２には画素に対応して駆動回路が設けられ、外側に制御用回路２０３を設ける。取出し電極の端子部２０４以外は封止部材２０５で封止する。なお、図中、符号２０６は発光領域以外の封止空間を示している。
【００３８】
本発明では基板１０１（２０１）上の各画素のそれぞれの位置に駆動用の薄膜トランジスタ１０２を設ける。まず、ガラスや石英やシリコン等の基板１０１にプラズマＣＶＤ法等によりＳｉＯ2やＳｉＮやＳｉＯＮ等のバリア層（不図示）を１００ｎｍから２００ｎｍの厚みで形成する。
【００３９】
やはりプラズマＣＶＤ法により非晶質あるいは微結晶のシリコンを３０ｎｍから１５０ｎｍの厚みで設けチャネル層を形成する。レーザアニール等により多結晶化し、フォトリソグラフィ技術により所望の形状にパターニングする。
【００４０】
５０ｎｍから２００ｎｍの厚みでＳｉＯ2やＳｉＮやＳｉＯＮ等のゲート絶縁膜を形成し、その上にスパッタリング法などによりＴａやＷからなるゲート電極層を５０ｎｍから２００ｎｍの厚みで形成し、パターニングする。ゲート電極をチャネル層の下に設ける構成も可能である。
【００４１】
前記チャネル層のソース領域とドレイン領域の別々にリンやボロン等のドーピングを行い、その後レーザー光による活性化を行う。さらにこの上にＳｉＯ2やＳｉＮやＳｉＯＮ等からなる保護膜を１００ｎｍから１０００ｎｍの厚みで設ける。さらに、前記保護膜にフォトリソグラフィ技術を用いて接続用の開口をパターニングし、ＴｉやＡｌなどからなる電極層を成膜後、パターニングしてソース電極とドレイン電極を設ける。膜厚は１００ｎｍから５００ｎｍで多層構成にするのが好ましい。さらにこの上にＳｉＯ2やＳｉＮやＳｉＯＮ等からなる保護膜を１００ｎｍから１０００ｎｍの厚みで設ける。有機ＥＬ素子の下部電極と接続する部分のみをエッチングする。
【００４２】
薄膜トランジスタは１画素あたり複数個で構成してよく、また、コンデンサや制御回路との配線や外部との接続端子等もチャネル層や電極層を利用して形成可能である。制御用のシフトレジスタなどの周辺回路も同じ基板の表示領域周囲に同時に作製することが可能である。また、上記の例は多結晶タイプの薄膜トランジスタであるが、非晶質タイプや微結晶タイプやＩｎＧａＺｎＯなどの透明酸化物半導体でも可能である。
【００４３】
以上で薄膜トランジスタ１０２が作製できる。
【００４４】
第１の通電層１０３をＴｉやＡｌなどを一様にスパッタリングや真空蒸着で作製し、フォトリソグラフィ技術により所望の形状にパターニングする。
【００４５】
第１の層間絶縁層１０４を作製する。ＳｉＯ2やＳｉＮやＳｉＯＮなどのＣＶＤ膜や、アクリルやポリイミド等の樹脂や、ＳＯＧ（スピンオングラス）やＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）やＶＵＶ−ＣＶＤ法（真空紫外光を用いた光ＣＶＤ法）によるＳｉＯＣなども利用可能である。やはりフォトリソグラフィ技術により所望の位置を接続のためにエッチングする。
【００４６】
第２の通電層１０５をＴｉやＡｌなどを一様にスパッタリングや真空蒸着で作製し、フォトリソグラフィ技術により所望の形状にパターニングする。
【００４７】
第２の層間絶縁層１０６を第１の層間絶縁層１０４と同様に作製する。
【００４８】
薄膜発熱体１０７をＴａＮやＨｆＢ2やＴｉなどで作製し、引き続き、第３の通電層１０８をＴｉやＡｌなどを一様にスパッタリングや真空蒸着で作製する。薄膜発熱体１０７と第３の通電層１０８とを同時にフォトリソグラフィ技術により所望の形状にパターニングする。さらに、画素に対応する位置の第３の通電層１０８のみエッチングして薄膜発熱体を作製する。いずれも通電層のパターンの端部はテーパ形状にエッチングすることが好ましい。
【００４９】
第３の層間絶縁層１０９を作製する。薄膜トランジスタや通電層による凹凸を平坦化するのが好ましい。平坦化の度合いは高低差２００ｎｍ程度、傾斜角度３０°以下、好ましくは１０°以下程度の凹凸で特に問題とはならない。アクリルやポリイミド等の樹脂や、ＳＯＧ（スピンオングラス）やＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）やＶＵＶ−ＣＶＤ法（真空紫外光を用いた光ＣＶＤ法）によるＳｉＯＣなども利用可能である。やはりフォトリソグラフィ技術により所望の位置を接続のためにエッチングする。
【００５０】
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などをスパッタリング法等で成膜し、フォトリソグラフィ技術により下部電極１１０を作製する。混合物や積層構造も可能であり、反射層を設けてもよい。薄膜トランジスタとの接続には下部電極そのものでもよいが、接続用に他の導電層を設けてもよい。
【００５１】
さらに、非晶質シリコンやＳｉＮやポリイミドやアクリルなどを成膜し、パターニングして、下部電極１１０の端部を覆い、発光領域を制限する素子分離膜１１１を形成してもよい。
【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、第１の有機化合物層１１２を真空蒸着法などで表示部に一様に堆積する。なお、第１の有機化合物層１１２は不図示の電荷注入層、電荷輸送層、発光層から構成されてよい。例えば緑の発光層としてＡｌｑ３（ホスト）とクマリン６（発光性化合物）とを共蒸着（重量比９９：１）する。有機化合物層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層構成にする場合、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層の複数の層構成にする場合などが可能である。
【００５３】
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）や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。
【００５４】
正孔注入性物質としては、銅フタロシアニン、芳香族スターバーストアミン化合物、ポリチオフェン、アルコキシ置換ポリパラフェニレンビニレン、ポリピロール誘導体などを用いることが可能である。
【００５５】
発光層の材料は、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。
【００５６】
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。電子注入性物質としては、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体；
ナフタレンペリレン等複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体；
トリス（８−キノリノール）アルミニウム，トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム，トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム，トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム；
ならびにアルミニウム，Ｉｎ以外のＭｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｓｎ，Ｐｂ錯体等がある。メタルフリーあるいはメタルフタロシアニン，またはそれらの末端がアルキル基，スルホン酸基等で置換されているものも望ましい。また、アルカリ金属やアルカリ土類金属を有機材料に添加したものでもよい。さらに、アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物を酸化物、炭酸物、フッ化物、窒化物などを極薄く設けても可能である。
【００５７】
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入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。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。
【００５８】
前記第１の有機化合物層１１２の上に、外部と接続する第１の上部電極１１３を一様に設ける。
【００５９】
この時点で図３の（ａ）の状態が得られる。通電層の給電部１２１にプローブ等を接続し、薄膜発熱体３０７ａ、３０７ｂを発熱させる。画素３１８（１１８）、３１９（１１９）の第１の有機化合物層１１２が蒸発し、第１の上部電極１１３ともども除去することができ、図３の（ｂ）の状態が得られる。
【００６０】
この後、引き続き、第２の有機化合物層１１４を真空蒸着法などで表示部に一様に堆積する。なお、第２の有機化合物層１１４は不図示の電荷注入層、電荷輸送層、発光層から構成されてよい。例えば赤の発光層としてＡｌｑ３（ホスト）とＤＣＭ［４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ］とを共蒸着（重量比９９：１）する。他の材料も前述の材料で作製できる。
【００６１】
前記第２の有機化合物層１１４の上に、外部と接続する第２の上部電極１１５を一様に設ける。第２の上部電極１１５は酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯ、ＩＺＯなど透明導電材料で構成できる。薄膜トランジスタの電極層と同時に作製できる取出し用の配線と表示領域の外側で接続し、接続端子とつなげるのが好ましい。
【００６２】
この時点で図３の（ｃ）の状態が得られる。通電層の給電部１２１にプローブ等を接続し、薄膜発熱体３０７ｂを発熱させる。画素３１９（１１９）の第２の有機化合物層１１４が蒸発し、第２の上部電極１１５ともども除去することができ、図３の（ｄ）の状態が得られる。
【００６３】
この後、引き続き、第３の有機化合物層１１６を真空蒸着法などで表示部に一様に堆積する。例えば青の発光層としてペリレン色素（１．０ｖｏｌ％）とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ３）とを共蒸着する。他の材料も前述の材料で作製できる。
【００６４】
前記第３の有機化合物層１１６の上に、外部と接続する第３の上部電極１１７を一様に設ける。第３の上部電極１１７は酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯ、ＩＺＯなど透明導電材料で構成できる。薄膜トランジスタの電極層と同時に作製できる取出し用の配線と表示領域の外側で接続し、接続端子とつなげることが好ましい。
【００６５】
この時点で図３の（ｅ）の状態が得られる。なお、有機化合物層と上部電極は、取出し端子部１２２や通電層の給電部１２１には表示部に大きく開口した金属マスクを用いるなどして設けないことが好ましい。
【００６６】
この後、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１２０等を接着する。内部の空間に吸湿材を設けることが好ましい。また、第３の上部電極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法等で堆積してもよい。
【００６７】
これらの表面に市販のディスプレイ用偏光板を設けてもよく、本発明の有機ＥＬ表示装置が完成する。偏光板は一部分での接着や全面での接着のほかにバネなどによる機械的な固定方法によってもよい。
【００６８】
従来の方法では、例えば対角３ｉｎｃｈ、ＶＧＡ（６４０画素×４８０画素）の高精細な有機ＥＬ表示装置の作製は容易ではない。本発明ではこのような高精細な表示装置が可能となるうえに、ヘッドマウントディスプレイ用などのさらに小型高精細な表示装置の作製も可能となる。
【実施例】
【００６９】
本発明の有機ＥＬ表示装置の実施例を説明する。
【００７０】
＜実施例１＞
実施例１では図１の概念図に相当する有機ＥＬ表示装置を作製した。６インチφのガラス基板に対角３インチの表示装置を２枚、同時に作製した。６４０画素×４８０画素、各画素のピッチは、３色の副画素で約９５μｍ×３２μｍである。平面の概念図は図２に相当する。
【００７１】
ガラス基板１０１（２０１）にバリア層（不図示）をプラズマＣＶＤ法によりＳｉＨ4とＮＨ3とＨ2を原料ガスとしてＳｉＮ層を２００ｎｍの厚みで形成した。次にやはりプラズマＣＶＤ法により非晶質シリコンを５０ｎｍの厚みで設けチャネル層を形成する。レーザアニールにより多結晶化し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングした。駆動用とスイッチング用と制御回路用のトランジスタのチャネル層が形成できる。次に、１００ｎｍの厚みでＳｉＯ2のゲート絶縁膜を形成し、その上にスパッタリング法などによりＴａを５０ｎｍ、Ａｌを２００ｎｍの厚みに積層し、パターニングしてゲート電極を作製した。次にチャネル層のＮ領域以外をレジストで保護し、リンをドープした。次にＰ領域以外をレジストで保護し、ボロンをドープした。その後レーザー光による活性化を行った。さらにこの上にＳｉＮからなる保護膜を５００ｎｍの厚みで設けた。さらに、前記保護膜にフォトリソグラフィ技術を用いて接続用の開口をパターニングし、Ｔｉを１００ｎｍとＴｉＡｌ合金を３００ｎｍからなる２層構成の電極層を成膜し、パターニングしてソース電極とドレイン電極とコンデンサ電極と接続端子１２２を設けた。
【００７２】
第１の通電層１０３を１０ｎｍの厚みのＴｉと２００ｎｍの厚みのＡｌとを一様にスパッタリングで積層して作製し、フォトリソグラフィ技術により所望の形状にパターニングした。ウェットエッチングを利用して端部は約３０°のテーパ形状にした。この時、第１の通電層１０３は赤色の画素１１８に対応した薄膜発熱体へ通電できるパターンとした。
【００７３】
第１の層間絶縁層１０４を作製する。ＳｉＮをＣＶＤ法により３００ｎｍの厚みに堆積し、フォトリソグラフィ技術により所望の位置を接続のためにエッチングした。
【００７４】
第２の通電層１０５を第１の通電層１０３と同様にＴｉとＡｌとを一様にスパッタリングで積層して作製し、フォトリソグラフィ技術により所望の形状にパターニングした。ウェットエッチングを利用して端部は約３０°のテーパ形状にした。この時、第２の通電層１０５は青色の画素１１９に対応した薄膜発熱体へ通電できるパターンとした。
【００７５】
第２の層間絶縁層１０６を第１の層間絶縁層１０４と同様に作製した。
【００７６】
薄膜発熱体１０７をＴａＮを用い、厚み１０ｎｍ、シート抵抗３５０Ωに調整して作製した。引き続き、第３の通電層１０８をＡｌを２００ｎｍの厚みに一様にスパッタリングして作製した。薄膜発熱体１０７と第３の通電層１０８とを同時にフォトリソグラフィ技術により所望の形状にパターニングした。さらに、画素に対応する位置の第３の通電層１０８のみエッチングして薄膜発熱体を作製した。端部はウェットエッチングを利用して約３０°のテーパ形状にした。
【００７７】
第３の通電層１０８は層間絶縁層のエッチング部を通じて、第１と第２の通電層と接続させる。また、薄膜発熱体の片方の極ともなり、図１（ｂ）の符号１０８のように取出し方向とは直交する方向で表示領域の周囲に給電部を設けた。
【００７８】
第３の層間絶縁層１０９を作製する。薄膜トランジスタや通電層による凹凸を平坦化するのが好ましいため、ＶＵＶ−ＣＶＤ法（真空紫外光を用いた光ＣＶＤ法）によるＳｉＯＣを５００ｎｍの厚みに形成した。やはりフォトリソグラフィ技術により所望の位置を接続のためにＣＦ４を用いてドライエッチングした。平坦化の度合いは高低差２００ｎｍ程度、傾斜角度は１５°程度の凹凸にできた。真空中で３００℃に加熱して十分な脱水処理を行った。
【００７９】
５０ｎｍの厚みのＡｌＳｉと１００ｎｍのＩＴＯとをスパッタリング法等で積層して成膜し、フォトリソグラフィ技術により下部電極１１０を作製した。
【００８０】
３００ｎｍのＳｉＮを成膜し、パターニングして、下部電極１１０の端部を覆い、発光領域を制限する素子分離膜１１１を形成した。ウェットエッチングを利用して端部は約２０°のテーパ形状にした。
【００８１】
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、第１の有機化合物層１１２を表示部に大きく開口した金属マスクを用いて、真空蒸着法で一様に堆積した。なお、有機化合物層１１２は不図示の正孔輸送層、緑の発光層、電子注入層を積層した。正孔輸送層はαＮＰＤで作製した。緑の発光層はＡｌｑ３（ホスト）とクマリン６（発光性化合物）とを共蒸着（重量比９９：１）で作製した。電子注入層はフッ化リチウム（０．９ｖｏｌ％）と化学式１で表されるフェナントロリン化合物とを共蒸着で作製した。
【００８２】
【化１】
2009117278.tif 000003
【００８３】
前記第１の有機化合物層１１２の上に、外部と接続する第１の上部電極１１３をＩＺＯで１００ｎｍの厚みでスパッタリングにより一様に設けた。開口した金属マスクを用い外部との接続部まで有機化合物層より広く作製した。
【００８４】
この時点で図３の（ａ）の状態が得られた。通電層の給電部１２１にプローブ等を接続し、薄膜発熱体３０７ａ、３０７ｂを発熱させた。１画素あたり、４９０ｍＷ（２８Ｖ１７．５ｍＡ）の電力を１ｍｓｅｃのパルスで印加した。画素３１８（１１８）、３１９（１１９）の第１の有機化合物層１１２が蒸発し、第１の上部電極１１３ともども除去することができ、図３の（ｂ）の状態が得られた。
【００８５】
この後、引き続き、第２の有機化合物層１１４を大きく開口した金属マスクを用いて、真空蒸着法などで表示部に一様に堆積した。なお、第２の有機化合物層１１４は不図示の正孔輸送層、赤の発光層、電子注入層から構成した。赤の発光層としてＡｌｑ３（ホスト）とＤＣＭ［４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ］とを共蒸着（重量比９９：１）した。正孔輸送層と電子注入層とは緑の画素と同じ物を使用した。
【００８６】
前記第２の有機化合物層１１４の上に、外部と接続する第２の上部電極１１５をＩＺＯで１００ｎｍの厚みでスパッタリングにより一様に設けた。開口した金属マスクを用い外部との接続部まで有機化合物層より広く作製した。
【００８７】
この時点で図３の（ｃ）の状態が得られた。通電層の給電部１２１にプローブ等を接続し、薄膜発熱体３０７ｂを発熱させた。１画素あたり、４９０ｍＷ（２８Ｖ１７．５ｍＡ）の電力を１ｍｓｅｃのパルスで印加した。画素３１９（１１９）の第２の有機化合物層１１４が蒸発し、第２の上部電極１１５ともども除去することができ、図３の（ｄ）の状態が得られた。
【００８８】
この後、引き続き、第３の有機化合物層１１６を大きく開口した金属マスクを用いて真空蒸着法で表示部に一様に堆積した。正孔輸送層と電子注入層は緑と赤と同じ材料を用いた。青の発光層としてはペリレン色素（１．０ｖｏｌ％）とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ３）とを共蒸着した。
【００８９】
前記第３の有機化合物層１１６の上に、外部と接続する第３の上部電極１１７をＩＺＯで１００ｎｍの厚みでスパッタリングにより一様に設けた。開口した金属マスクを用い外部との接続部まで有機化合物層より広く作製した。この時点で図３の（ｅ）の状態が得られた。
【００９０】
この後、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１２０等を接着した。内部の空間にはゼオライトからなる吸湿材を設けた。
【００９１】
これらの表面に市販のディスプレイ用偏光板を設けて本発明の有機ＥＬ表示装置を完成した。動作させたところ、フルカラー表示が可能であった。
【００９２】
＜実施例２＞
実施例２では図４の概念図に相当するパッシブマトリクス方式の２色の有機ＥＬ表示装置を作製した。
【００９３】
６インチφのガラス基板４０１に対角２インチの表示装置を４枚、同時に作製した。１６０画素×１２００画素、各画素のピッチは、２色の副画素で約２５４μｍ×１２７μｍである。
【００９４】
第１の通電層４０２を１０ｎｍの厚みのＴｉと２００ｎｍの厚みのＡｌとを一様にスパッタリングで積層して作製し、フォトリソグラフィ技術により所望の形状にパターニングした。ウェットエッチングを利用して端部は約３０°のテーパ形状にした。この時、第１の通電層４０２は赤色の画素４１２に対応した薄膜発熱体へ通電できるパターンとした。
【００９５】
第１の層間絶縁層４０３を作製した。ＳｉＮをＣＶＤ法により３００ｎｍの厚みに堆積し、フォトリソグラフィ技術により所望の位置を接続のためにエッチングした。
【００９６】
薄膜発熱体４０４をＴａＮを用いて１０ｎｍの厚みで作製し、引き続き、第２の通電層４０５をＡｌを３００ｎｍの厚みで一様にスパッタリングで作製した。薄膜発熱体４０４と第２の通電層４０５とを同時にフォトリソグラフィ技術によりパターニングした。さらに、画素に対応する位置の第２の通電層４０５のみエッチングして薄膜発熱体を作製した。
【００９７】
第２の層間絶縁層４０６を作製した。ポリイミドを塗布し、やはりフォトリソグラフィ技術により所望の位置を接続のためにエッチングした。
【００９８】
Ａｇ−Ｍｇ合金をスパッタリング法等で成膜し、フォトリソグラフィ技術により下部電極４０７を作製した。さらに、ポリイミドを成膜し、パターニングして、下部電極４０７の端部を覆い、発光領域を制限する逆テーパ状の素子分離膜４０８を形成した。
【００９９】
この後、真空中で１８０℃で加熱し、第１の有機化合物層４０９を真空蒸着法で表示部に一様に堆積した。なお、第１の有機化合物層４０９は電子輸送性の発光層であり、緑の発光層としてＡｌｑ３（ホスト）とクマリン６（発光性化合物）とを共蒸着（重量比９９：１）した。
【０１００】
通電層の給電部４１４にプローブ等を接続し、薄膜発熱体４０４を発熱させた。１画素あたり３０Ｖ、１６０ｍＡの直流電力を約１ｓｅｃ印加した。画素４１２の第１の有機化合物層４０９が蒸発し、除去することができた。
【０１０１】
引き続き、第２の有機化合物層４１０と第２の上部電極４１１とを一様に設けた。第２の有機化合物層４１０として赤色のＡｌｑ３（ホスト）とＤＣＭ［４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ］とを共蒸着（重量比９９：１）した。この上に正孔輸送層をαＮＰＤで積層した。第２の上部電極４１１はＩＴＯ透明導電材料で構成できる。
【０１０２】
有機化合物層と上部電極とは、取出し端子部４１５や通電層の給電部４１４には表示部に大きく開口した金属マスクを用いるなどして設けなかった。
【０１０３】
この後、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４１３を接着した。内部の空間に吸湿材を設けた。
【０１０４】
動作させたところ、赤色から黄色にかけての多色表示が可能であった。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の有機ＥＬ表示装置の一例を拡大して示した概念図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ表示装置全体の一例の平面を示した概念図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ表示装置の作製手順の概念図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ表示装置の別の一例の断面を拡大して示した概念図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０１  基板
１０２  薄膜トランジスタ
１０３  第１の通電層
１０４  第１の層間絶縁層
１０５  第２の通電層
１０６  第２の層間絶縁層
１０７ａ  赤色の画素に対応した薄膜発熱体
１０７ｂ  青色の画素に対応した薄膜発熱体
１０８  第３の通電層
１０９  第３の層間絶縁層
１１０  下部電極
１１１  素子分離膜
１１２  第１の有機化合物層（緑）
１１３  第１の上部電極
１１４  第２の有機化合物層（赤）
１１５  第２の上部電極
１１６  第３の有機化合物層（青）
１１７  第３の上部電極
１１８  赤色の画素
１１９  青色の画素
１２０  封止部材
１２１  通電層の給電部
１２２  取出し電極の端子部
２０１  基板
２０２  表示領域
２０３  制御用回路
２０４  接続端子
２０５  封止部材
２０６  発光領域以外の封止空間
３０７ａ  赤色の画素に対応する薄膜発熱体
３０７ｂ  青色の画素に対応する薄膜発熱体
３１８  赤色の画素
３１９  青色の画素
４０１  基板
４０２  第１の通電層
４０３  第１の層間絶縁層
４０４  薄膜発熱体
４０５  第２の通電層
４０６  第２の層間絶縁層
４０７  下部電極
４０８  素子分離膜
４０９  第１の有機化合物層（緑）
４１０  第２の有機化合物層（赤）
４１１  上部電極
４１２  赤色の画素
４１３  封止部材
４１４  通電層の給電部
４１５  取出し端子部
【図１】
2009117278.tif 000004
【図２】
2009117278.tif 000005
【図３】
2009117278.tif 000006
【図４】
2009117278.tif 000007