JP2002246185A - 有機エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents
有機エレクトロルミネセンス素子Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/302—Details of OLEDs of OLED structures
- H10K2102/3023—Direction of light emission
- H10K2102/3026—Top emission
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K59/805—Electrodes
- H10K59/8051—Anodes
- H10K59/80518—Reflective anodes, e.g. ITO combined with thick metallic layers
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板上に形成する陽極（画素電極）か
ら良好な効率で光を取出すとともに良好な電圧印加駆動
のできる有機エレクトロルミネセンス素子を提供する。 【解決手段】 半導体基板２１と、前記半導体基板２１
上に、トランジスタ２２と、絶縁層２３と、前記絶縁層
２３に形成されたコンタクトホール２４を通して、前記
トランジスタ２２と接続する陽極２５と、有機エレクト
ロルミネセンス膜２６と、陰極２７とが順次形成されて
おり、前記有機エレクトロルミネセンス膜２６からの発
光光を前記陰極２７側より取出す有機エレクトロルミネ
センス素子２０において、前記陽極２５を、高い光反射
率を有する第１の導電体層２５ａと、高い仕事関数値と
高い光透過率を有する第２の導電体層２５ｂとより構成
した。
ら良好な効率で光を取出すとともに良好な電圧印加駆動
のできる有機エレクトロルミネセンス素子を提供する。 【解決手段】 半導体基板２１と、前記半導体基板２１
上に、トランジスタ２２と、絶縁層２３と、前記絶縁層
２３に形成されたコンタクトホール２４を通して、前記
トランジスタ２２と接続する陽極２５と、有機エレクト
ロルミネセンス膜２６と、陰極２７とが順次形成されて
おり、前記有機エレクトロルミネセンス膜２６からの発
光光を前記陰極２７側より取出す有機エレクトロルミネ
センス素子２０において、前記陽極２５を、高い光反射
率を有する第１の導電体層２５ａと、高い仕事関数値と
高い光透過率を有する第２の導電体層２５ｂとより構成
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネセンス素子に係り、特にアクティブマトリクス型の
有機エレクトロルミネセンス素子に好適な画素電極構造
を有する有機エレクトロルミネセンス素子に関するもの
である。
ミネセンス素子に係り、特にアクティブマトリクス型の
有機エレクトロルミネセンス素子に好適な画素電極構造
を有する有機エレクトロルミネセンス素子に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】有機エレクトロルミネセンス素子（以
下、単に有機ＥＬ素子ともいう）は、高速応答性を有
し、視野角依存性のない光を、低消費電力で発光するこ
とができることより、表示素子として、携帯端末機器や
パーソナルコンピューターのディスプレイ等に応用する
ことが検討されており、車載オーディオ用表示パネルに
はモノカラーを部分的に組み合わせたエリアカラーの表
示素子として実用化されている。
下、単に有機ＥＬ素子ともいう）は、高速応答性を有
し、視野角依存性のない光を、低消費電力で発光するこ
とができることより、表示素子として、携帯端末機器や
パーソナルコンピューターのディスプレイ等に応用する
ことが検討されており、車載オーディオ用表示パネルに
はモノカラーを部分的に組み合わせたエリアカラーの表
示素子として実用化されている。
【０００３】有機ＥＬ素子の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）に対応した表示素子を組み合わせれば、フルカラ
ー表示も可能であることから、低電圧駆動で高輝度発光
する高性能の有機ＥＬ素子についての検討が種々なされ
ている。
（Ｂ）に対応した表示素子を組み合わせれば、フルカラ
ー表示も可能であることから、低電圧駆動で高輝度発光
する高性能の有機ＥＬ素子についての検討が種々なされ
ている。
【０００４】図１は、有機ＥＬ素子の基本構成を示す概
略断面図である。有機ＥＬ素子１０は、透明基板１上に
順次、陽極２、有機エレクトロルミネセンス層（以下，
単に有機ＥＬ層ともいう）８、陰極５を積層したものよ
り構成される。ガラスなどの透明基板１上に形成される
陽極２は、大きい仕事関数を有し透明な物質、例えばイ
ンジウム−スズ酸化物（以下、単にＩＴＯともいう）よ
り構成される透明電極である。
略断面図である。有機ＥＬ素子１０は、透明基板１上に
順次、陽極２、有機エレクトロルミネセンス層（以下，
単に有機ＥＬ層ともいう）８、陰極５を積層したものよ
り構成される。ガラスなどの透明基板１上に形成される
陽極２は、大きい仕事関数を有し透明な物質、例えばイ
ンジウム−スズ酸化物（以下、単にＩＴＯともいう）よ
り構成される透明電極である。
【０００５】有機ＥＬ層８は、例えば、正孔輸送層３及
び発光層４から構成されるが、単一の層からなる単層型
や、電荷注入性、電荷輸送性、発光性の機能に応じた層
からなる積層型など、いろいろの構成がある。正孔輸送
層３としては、例えばアリールジアミン化合物が用いら
れる。
び発光層４から構成されるが、単一の層からなる単層型
や、電荷注入性、電荷輸送性、発光性の機能に応じた層
からなる積層型など、いろいろの構成がある。正孔輸送
層３としては、例えばアリールジアミン化合物が用いら
れる。
【０００６】発光層４としては、蛍光性を有する高分子
材料から低分子材料、金属錯体まで幅広く使用され、そ
の形成法としては、材料により溶液からの塗布等の湿式
法か真空蒸着などの乾式法が選択される。ここで、電子
輸送性の発光層４の例として、トリス（８−キノリノー
ル）アルミニウム有機金属錯体（以下、単にＡｌｑ３と
もいう）がある。
材料から低分子材料、金属錯体まで幅広く使用され、そ
の形成法としては、材料により溶液からの塗布等の湿式
法か真空蒸着などの乾式法が選択される。ここで、電子
輸送性の発光層４の例として、トリス（８−キノリノー
ル）アルミニウム有機金属錯体（以下、単にＡｌｑ３と
もいう）がある。
【０００７】陰極５としては、小さい仕事関数を有す
る、例えば銀−マグネシウム合金膜が形成される。陽極
２と陰極５の間に電源６より電圧を印加すると、ＩＴＯ
膜の陽極２より注入された正孔は正孔輸送層３を通して
運ばれて電子輸送性の発光層４に注入され、一方、銀−
マグネシウム合金膜の陰極５より注入された電子は電子
輸送性の発光層４中を移動し、電子と正孔は発光層４中
で両者結合して発光する。
る、例えば銀−マグネシウム合金膜が形成される。陽極
２と陰極５の間に電源６より電圧を印加すると、ＩＴＯ
膜の陽極２より注入された正孔は正孔輸送層３を通して
運ばれて電子輸送性の発光層４に注入され、一方、銀−
マグネシウム合金膜の陰極５より注入された電子は電子
輸送性の発光層４中を移動し、電子と正孔は発光層４中
で両者結合して発光する。
【０００８】この発光層４から発せられた光は、透明な
陽極２及び透明基板１を通して、外部に取り出される。
このときの発光色は、発光層４の発光色に依存し、単色
発光であり、Ａｌｑ３の場合には、緑色発光である。
陽極２及び透明基板１を通して、外部に取り出される。
このときの発光色は、発光層４の発光色に依存し、単色
発光であり、Ａｌｑ３の場合には、緑色発光である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような有機ＥＬ素
子を用いて、画像表示を行う方法として、単純マトリク
ス方式（例えば、特開平２−３７３８５号公報に開示）
と、アクティブマトリクス方式（例えば、特開平５−１
０７５６１号公報に開示）が考えられている。
子を用いて、画像表示を行う方法として、単純マトリク
ス方式（例えば、特開平２−３７３８５号公報に開示）
と、アクティブマトリクス方式（例えば、特開平５−１
０７５６１号公報に開示）が考えられている。
【００１０】単純マトリクス方式では、原理的に線順次
駆動となるので、走査線数が増えるに従い、必要な発光
の輝度も比例して増すことになり、消費電力の増加、電
流増加による素子劣化、などの問題があり、高精細の画
像表示には不適である。これに対して、アクティブマト
リクス方式では、各画素をフレーム時間中点灯できるた
め、必要輝度は実用輝度と同等でよい。アクティブマト
リクス方式では、ガラス基板上に、画素に対応して有機
ＥＬ素子に接続するスイッチング用の薄膜トランジスタ
を形成する構成が一般的であるが、薄膜トランジスタの
特性にはばらつきがあり、有機ＥＬ素子への駆動電流が
ばらついてしまう問題がある。
駆動となるので、走査線数が増えるに従い、必要な発光
の輝度も比例して増すことになり、消費電力の増加、電
流増加による素子劣化、などの問題があり、高精細の画
像表示には不適である。これに対して、アクティブマト
リクス方式では、各画素をフレーム時間中点灯できるた
め、必要輝度は実用輝度と同等でよい。アクティブマト
リクス方式では、ガラス基板上に、画素に対応して有機
ＥＬ素子に接続するスイッチング用の薄膜トランジスタ
を形成する構成が一般的であるが、薄膜トランジスタの
特性にはばらつきがあり、有機ＥＬ素子への駆動電流が
ばらついてしまう問題がある。
【００１１】これに対して、基板として単結晶シリコン
を用いて、基板にＭＯＳトランジスタを形成すれば、ス
イッチング用のトランジスタ特性のバラツキを抑制でき
るが、上述したように、従来、発光面は基板側である
が、基板として単結晶シリコンを用いる場合には、十分
な強度を有する厚さの単結晶シリコンの光透過率は小さ
いので、発光面を基板側と反対側にする必要がある。従
って、図１に示した、構成とは逆に、基板上に、陰極、
有機ＥＬ層及び陽極を順次積層する構成となる。
を用いて、基板にＭＯＳトランジスタを形成すれば、ス
イッチング用のトランジスタ特性のバラツキを抑制でき
るが、上述したように、従来、発光面は基板側である
が、基板として単結晶シリコンを用いる場合には、十分
な強度を有する厚さの単結晶シリコンの光透過率は小さ
いので、発光面を基板側と反対側にする必要がある。従
って、図１に示した、構成とは逆に、基板上に、陰極、
有機ＥＬ層及び陽極を順次積層する構成となる。
【００１２】しかし、陽極として用いられるＩＴＯ膜は
スパッタリング法により形成されるが、良好な特性の、
すなわち、透明でしかも抵抗率が低く、仕事関数が高い
ＩＴＯ膜を形成するための成膜条件では、下地となる有
機ＥＬ膜に大きなダメージが加わり、良好な発光が得ら
れないことが知られている。
スパッタリング法により形成されるが、良好な特性の、
すなわち、透明でしかも抵抗率が低く、仕事関数が高い
ＩＴＯ膜を形成するための成膜条件では、下地となる有
機ＥＬ膜に大きなダメージが加わり、良好な発光が得ら
れないことが知られている。
【００１３】これに対して、図１に示した構成の有機Ｅ
Ｌ素子を単結晶シリコン基板上に形成し、陰極を構成す
る金属膜を透過率がある程度得られる薄さに形成するこ
とにより、発光光を基板と反対側に取出す、均一な特性
を有するアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ素子が、
Ｓ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔら（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ． ｖｏｌ．６８，ｐｐ２６０６）により開示さ
れている。
Ｌ素子を単結晶シリコン基板上に形成し、陰極を構成す
る金属膜を透過率がある程度得られる薄さに形成するこ
とにより、発光光を基板と反対側に取出す、均一な特性
を有するアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ素子が、
Ｓ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔら（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ． ｖｏｌ．６８，ｐｐ２６０６）により開示さ
れている。
【００１４】以下、その一部概略を説明する。図４は、
従来例の有機ＥＬ素子における画素電極部を示す部分断
面図である。図４に示すように、有機ＥＬ素子３０は、
シリコン基板２１上に形成されている。シリコン基板に
は、画素に対応して、ＭＯＳトランジスタ２２が形成さ
れている。Ｓはソース電極、Ｇはゲート電極、Ｄはドレ
イン電極をそれぞれ示す。ＭＯＳトランジスタ２２を蔽
って、絶縁層２３が形成されており、ドレイン電極Ｄ上
にはこれを露出させるコンタクトホール２４が形成され
ており、陽極であり画素電極となる所定形状のＩＴＯ膜
３５が、絶縁層２３上及びコンタクトホール２４の壁面
に形成されて、ドレイン電極Ｄと接続している。
従来例の有機ＥＬ素子における画素電極部を示す部分断
面図である。図４に示すように、有機ＥＬ素子３０は、
シリコン基板２１上に形成されている。シリコン基板に
は、画素に対応して、ＭＯＳトランジスタ２２が形成さ
れている。Ｓはソース電極、Ｇはゲート電極、Ｄはドレ
イン電極をそれぞれ示す。ＭＯＳトランジスタ２２を蔽
って、絶縁層２３が形成されており、ドレイン電極Ｄ上
にはこれを露出させるコンタクトホール２４が形成され
ており、陽極であり画素電極となる所定形状のＩＴＯ膜
３５が、絶縁層２３上及びコンタクトホール２４の壁面
に形成されて、ドレイン電極Ｄと接続している。
【００１５】このＩＴＯ膜３５上には図示しない有機Ｅ
Ｌ膜及び光を透過する金属膜から構成された陰極が積層
されて、有機ＥＬ素子が形成されている。ＩＴＯ膜３５
と図示しない陰極間に所定の電圧が印加されると、発光
光が得られ、シリコン基板２１で反射する分も含めて陰
極側から出射される。しかし、シリコン基板では光が吸
収されて、光のとりだし効率が悪いという課題があっ
た。
Ｌ膜及び光を透過する金属膜から構成された陰極が積層
されて、有機ＥＬ素子が形成されている。ＩＴＯ膜３５
と図示しない陰極間に所定の電圧が印加されると、発光
光が得られ、シリコン基板２１で反射する分も含めて陰
極側から出射される。しかし、シリコン基板では光が吸
収されて、光のとりだし効率が悪いという課題があっ
た。
【００１６】また、ここで、コンタクトホール２４は、
画素の開口率を考慮すると極力小さい方がよい。ところ
が、コンタクトホールが小さくなると、ＩＴＯ膜をスパ
ッタリング法により成膜するとき、コンタクトホール内
部に良好なステップカバレージで膜が堆積されず、ＩＴ
Ｏ膜の比抵抗が高くなり、有機ＥＬ素子への良好な電流
駆動が行われないという課題があった。また、コンタク
トホール中に形成される有機ＥＬ膜も同様に、良好なス
テップカバレージが得られないため、上部電極（陰極）
と下部電極（陽極）がショートしてしまい、素子が破壊
される問題も発生する。
画素の開口率を考慮すると極力小さい方がよい。ところ
が、コンタクトホールが小さくなると、ＩＴＯ膜をスパ
ッタリング法により成膜するとき、コンタクトホール内
部に良好なステップカバレージで膜が堆積されず、ＩＴ
Ｏ膜の比抵抗が高くなり、有機ＥＬ素子への良好な電流
駆動が行われないという課題があった。また、コンタク
トホール中に形成される有機ＥＬ膜も同様に、良好なス
テップカバレージが得られないため、上部電極（陰極）
と下部電極（陽極）がショートしてしまい、素子が破壊
される問題も発生する。
【００１７】陽極材料として、仕事関数が大きく、反射
率の高い金属材料である、金、白金、イリジウム、パラ
ジウムなどの貴金属を用いることもできるが、これらの
膜をスパッタリング法により形成する場合には、上述の
ＩＴＯ膜と同様、コンタクトホール内部に良好なステッ
プカバレージで膜が堆積されず、コンタクト抵抗が高く
なり、有機ＥＬ素子への良好な電流駆動が行われないと
いう課題があった。
率の高い金属材料である、金、白金、イリジウム、パラ
ジウムなどの貴金属を用いることもできるが、これらの
膜をスパッタリング法により形成する場合には、上述の
ＩＴＯ膜と同様、コンタクトホール内部に良好なステッ
プカバレージで膜が堆積されず、コンタクト抵抗が高く
なり、有機ＥＬ素子への良好な電流駆動が行われないと
いう課題があった。
【００１８】そこで本発明は、上記課題を解決して、有
機エレクトロルミネセンス素子において、半導体基板上
に形成する陽極（画素電極）から良好な効率で光を取出
すとともに良好な電圧印加駆動のできる有機エレクトロ
ルミネセンス素子を提供することを目的とするものであ
る。
機エレクトロルミネセンス素子において、半導体基板上
に形成する陽極（画素電極）から良好な効率で光を取出
すとともに良好な電圧印加駆動のできる有機エレクトロ
ルミネセンス素子を提供することを目的とするものであ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、第１の発明は、半導体基板と、前記半導
体基板上に形成されたトランジスタと、前記トランジス
タを蔽って形成された絶縁層と、前記絶縁層に形成され
たコンタクトホール及び前記絶縁層上に形成され、前記
トランジスタと接続する陽極と、前記陽極上に形成され
た有機エレクトロルミネセンス膜と、前記エレクトロル
ミネセンス膜上に形成された陰極とを有し、前記有機エ
レクトロルミネセンス膜からの発光光を前記陰極側より
取出す有機エレクトロルミネセンス素子において、前記
陽極を、前記トランジスタと接続しており高い光反射率
を有する第１の導電体層と、前記第１の導電体層上に形
成してあり、前記有機エレクトロルミネセンス膜と接続
し、高い仕事関数値と高い光透過率を有する第２の導電
体層とより構成したことを特徴とする有機エレクトロル
ミネセンス素子である。
の手段として、第１の発明は、半導体基板と、前記半導
体基板上に形成されたトランジスタと、前記トランジス
タを蔽って形成された絶縁層と、前記絶縁層に形成され
たコンタクトホール及び前記絶縁層上に形成され、前記
トランジスタと接続する陽極と、前記陽極上に形成され
た有機エレクトロルミネセンス膜と、前記エレクトロル
ミネセンス膜上に形成された陰極とを有し、前記有機エ
レクトロルミネセンス膜からの発光光を前記陰極側より
取出す有機エレクトロルミネセンス素子において、前記
陽極を、前記トランジスタと接続しており高い光反射率
を有する第１の導電体層と、前記第１の導電体層上に形
成してあり、前記有機エレクトロルミネセンス膜と接続
し、高い仕事関数値と高い光透過率を有する第２の導電
体層とより構成したことを特徴とする有機エレクトロル
ミネセンス素子である。
【００２０】また、第２の発明は、半導体基板と、前記
半導体基板上に形成されたトランジスタと、前記トラン
ジスタを蔽って形成された絶縁層と、前記絶縁層に形成
されたコンタクトホール及び前記絶縁層上に形成され、
前記トランジスタと接続する陽極と、前記陽極上に形成
された有機エレクトロルミネセンス膜と、前記エレクト
ロルミネセンス膜上に形成された陰極とを有し、前記有
機エレクトロルミネセンス膜からの発光光を前記陰極側
より取出す有機エレクトロルミネセンス素子において、
前記陽極を、前記トランジスタと接続する第１の導電体
層と、前記第１の導電体層上に形成してあり、前記有機
エレクトロルミネセンス膜と接続し、高い仕事関数値と
高い光反射率を有する第２の導電体層とより構成したこ
とを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子であ
る。
半導体基板上に形成されたトランジスタと、前記トラン
ジスタを蔽って形成された絶縁層と、前記絶縁層に形成
されたコンタクトホール及び前記絶縁層上に形成され、
前記トランジスタと接続する陽極と、前記陽極上に形成
された有機エレクトロルミネセンス膜と、前記エレクト
ロルミネセンス膜上に形成された陰極とを有し、前記有
機エレクトロルミネセンス膜からの発光光を前記陰極側
より取出す有機エレクトロルミネセンス素子において、
前記陽極を、前記トランジスタと接続する第１の導電体
層と、前記第１の導電体層上に形成してあり、前記有機
エレクトロルミネセンス膜と接続し、高い仕事関数値と
高い光反射率を有する第２の導電体層とより構成したこ
とを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子であ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。
なお、説明の簡便のため、参照符号については、従来例
の構成と同一の構成には、同一の参照符号を付し、その
説明を省略している
き、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。
なお、説明の簡便のため、参照符号については、従来例
の構成と同一の構成には、同一の参照符号を付し、その
説明を省略している
【００２２】＜実施例＞図２は、本発明の有機ＥＬ素子
の実施例の概略上面図であリ、図３は、本発明の有機Ｅ
Ｌ素子の実施例における画素電極部を示す部分断面図で
ある。図２に示すように、アクティブマトリクス型の有
機ＥＬ素子２０は、スイッチング用のトランジスタ及び
信号を蓄積する容量（図示しない））の形成されたアク
ティブマトリクス基板１１上に画素１２がマトリクス状
に配置されたものから構成されており、各画素にはこれ
らを選択するための選択線１３と映像信号を供給する信
号線１５が接続されている。なお、ここでは、表示の簡
便さのために、画素のマトリクス配置として、４行１０
列の場合を示すが、実際には、縦横にそれぞれ所定数の
画素が配置されているものである。
の実施例の概略上面図であリ、図３は、本発明の有機Ｅ
Ｌ素子の実施例における画素電極部を示す部分断面図で
ある。図２に示すように、アクティブマトリクス型の有
機ＥＬ素子２０は、スイッチング用のトランジスタ及び
信号を蓄積する容量（図示しない））の形成されたアク
ティブマトリクス基板１１上に画素１２がマトリクス状
に配置されたものから構成されており、各画素にはこれ
らを選択するための選択線１３と映像信号を供給する信
号線１５が接続されている。なお、ここでは、表示の簡
便さのために、画素のマトリクス配置として、４行１０
列の場合を示すが、実際には、縦横にそれぞれ所定数の
画素が配置されているものである。
【００２３】図３には、有機ＥＬ素子２０の一画素が示
されており、単結晶シリコン基板２１上にＭＯＳトラン
ジスタ２２が形成されている。ＭＯＳトランジスタ２２
において、Ｓはソース電極を、Ｇはゲート電極を、Ｄは
ドレイン電極をそれぞれ示す。ＭＯＳトランジスタ上に
は、例えば厚さ２００ｎｍのＳｉＯ2からなる絶縁層２
３が形成されており、絶縁層２３には画素電極２５とド
レイン電極Ｄとのコンタクトを行うためのコンタクトホ
ール２４が形成されている。
されており、単結晶シリコン基板２１上にＭＯＳトラン
ジスタ２２が形成されている。ＭＯＳトランジスタ２２
において、Ｓはソース電極を、Ｇはゲート電極を、Ｄは
ドレイン電極をそれぞれ示す。ＭＯＳトランジスタ上に
は、例えば厚さ２００ｎｍのＳｉＯ2からなる絶縁層２
３が形成されており、絶縁層２３には画素電極２５とド
レイン電極Ｄとのコンタクトを行うためのコンタクトホ
ール２４が形成されている。
【００２４】ここで、画素電極２５のうち、コンタクト
ホール２４に充填される金属電極層２５ａは例えば厚さ
２００ｎｍのＡｌ膜をスパッタすることにより形成され
る。金属電極層２５ａにＡｌ膜を用いることにより、コ
ンタクトホール２４中の側壁部分に堆積される金属電極
層２５ａの比抵抗を、有機ＥＬ素子２０の電圧駆動上で
問題ないレベルに抑えることができる。また、ここで、
Ａｌ膜を形成する際にスパッタ後リフロー工程を取り入
れたり、ＣＶＤによってＡｌ膜を形成することにより、
一層、ドレイン電極Ｄと金属電極層２５ａとのコンタク
ト抵抗を小さくすることができる。また、金属電極層２
５ａが平坦となることによって、画素の反射率、開口率
が向上する。
ホール２４に充填される金属電極層２５ａは例えば厚さ
２００ｎｍのＡｌ膜をスパッタすることにより形成され
る。金属電極層２５ａにＡｌ膜を用いることにより、コ
ンタクトホール２４中の側壁部分に堆積される金属電極
層２５ａの比抵抗を、有機ＥＬ素子２０の電圧駆動上で
問題ないレベルに抑えることができる。また、ここで、
Ａｌ膜を形成する際にスパッタ後リフロー工程を取り入
れたり、ＣＶＤによってＡｌ膜を形成することにより、
一層、ドレイン電極Ｄと金属電極層２５ａとのコンタク
ト抵抗を小さくすることができる。また、金属電極層２
５ａが平坦となることによって、画素の反射率、開口率
が向上する。
【００２５】金属電極層２５ａ上には、例えば厚さ３０
ｎｍのＩＴＯ膜２５ｂが形成されており、画素電極２５
はこの金属電極層２５ａとＩＴＯ膜２５ｂの２層からな
っている。金属電極層２５ａを構成するＡｌは仕事関数
が小さいが、ＩＴＯ膜２５ｂは仕事関数が大きいので、
ＩＴＯ膜２５ｂ上に配置される有機ＥＬ膜２６を構成す
る例えばα−ＮＰＤからなる正孔輸送層２６ａへの正孔
注入が可能となる。ここで、α−ＮＰＤは、４，４’−
ビス［Ｎ−（１−ナプチル）−Ｎ−フェニール−アミ
ノ］ビフェニールの略称である。
ｎｍのＩＴＯ膜２５ｂが形成されており、画素電極２５
はこの金属電極層２５ａとＩＴＯ膜２５ｂの２層からな
っている。金属電極層２５ａを構成するＡｌは仕事関数
が小さいが、ＩＴＯ膜２５ｂは仕事関数が大きいので、
ＩＴＯ膜２５ｂ上に配置される有機ＥＬ膜２６を構成す
る例えばα−ＮＰＤからなる正孔輸送層２６ａへの正孔
注入が可能となる。ここで、α−ＮＰＤは、４，４’−
ビス［Ｎ−（１−ナプチル）−Ｎ−フェニール−アミ
ノ］ビフェニールの略称である。
【００２６】次に、画素電極２５上に有機ＥＬ膜２６が
形成される。すなわち、画素電極２５まで形成されたシ
リコン基板１１をイソプロピルアルコール中にて超音波
洗浄・乾燥後、２００Ｗの酸素プラズマ中で１分間のプ
ラズマ洗浄を行い、有機ＥＬ成膜装置（真空蒸着装置で
ある）中にセットする。真空蒸着装置を１０-4Ｐａレベ
ルまで真空排気後、抵抗加熱法によりα−ＮＰＤを毎秒
０．２ｎｍの速度にて成膜し、膜厚７０ｎｍの正孔輸送
層２６ａを形成した。
形成される。すなわち、画素電極２５まで形成されたシ
リコン基板１１をイソプロピルアルコール中にて超音波
洗浄・乾燥後、２００Ｗの酸素プラズマ中で１分間のプ
ラズマ洗浄を行い、有機ＥＬ成膜装置（真空蒸着装置で
ある）中にセットする。真空蒸着装置を１０-4Ｐａレベ
ルまで真空排気後、抵抗加熱法によりα−ＮＰＤを毎秒
０．２ｎｍの速度にて成膜し、膜厚７０ｎｍの正孔輸送
層２６ａを形成した。
【００２７】正孔輸送層２６ａの上には、電子輸送層兼
発光層２６ｂを形成した。すなわち、真空蒸着装置を１
０-4Ｐａレベルまで真空排気後、抵抗加熱法により例え
ばＡｌｑ３を毎秒０．５ｎｍの速度にて成膜し、膜厚５
０ｎｍの電子輸送層兼発光層２６ｂを形成した。さら
に、厚さ１２ｎｍのバソキュプロイン膜からなる正孔阻
止層（図示せず）、厚さ１ｎｍのフッ化リチウム膜（図
示せず）が形成され、有機ＥＬ膜２６が得られる。ここ
で、バソキュプロイン膜は毎秒０．２ｎｍ、フッ化リチ
ウム膜は毎秒０．０２ｎｍの蒸着速度で形成した。
発光層２６ｂを形成した。すなわち、真空蒸着装置を１
０-4Ｐａレベルまで真空排気後、抵抗加熱法により例え
ばＡｌｑ３を毎秒０．５ｎｍの速度にて成膜し、膜厚５
０ｎｍの電子輸送層兼発光層２６ｂを形成した。さら
に、厚さ１２ｎｍのバソキュプロイン膜からなる正孔阻
止層（図示せず）、厚さ１ｎｍのフッ化リチウム膜（図
示せず）が形成され、有機ＥＬ膜２６が得られる。ここ
で、バソキュプロイン膜は毎秒０．２ｎｍ、フッ化リチ
ウム膜は毎秒０．０２ｎｍの蒸着速度で形成した。
【００２８】有機ＥＬ膜２６の上に，所定形状の厚さ１
０ｎｍのＡｌ膜からなる陰極２７が形成されている。Ａ
ｌ膜は、真空蒸着法により、毎秒３．５ｎｍの速度で成
膜した。Ａｌ膜を真空蒸着法により形成することによ
り、下の有機ＥＬ膜にダメージを与えることなく、陰極
２７を形成できる。なお、正孔輸送層２６ａからＡｌ膜
（陰極２７）までの形成を、大気に曝すことなく、順次
真空中で行うことにより、信頼性の高い有機ＥＬ素子２
０が得られる。
０ｎｍのＡｌ膜からなる陰極２７が形成されている。Ａ
ｌ膜は、真空蒸着法により、毎秒３．５ｎｍの速度で成
膜した。Ａｌ膜を真空蒸着法により形成することによ
り、下の有機ＥＬ膜にダメージを与えることなく、陰極
２７を形成できる。なお、正孔輸送層２６ａからＡｌ膜
（陰極２７）までの形成を、大気に曝すことなく、順次
真空中で行うことにより、信頼性の高い有機ＥＬ素子２
０が得られる。
【００２９】本実施例の有機ＥＬ素子は単結晶シリコン
基板２１上の発光であることより、シリコン基板２１と
は反対側への発光光取出しとなるが、陽極となる画素電
極２５を金属電極層（Ａｌ膜）２５ａとＩＴＯ膜２５ｂ
の２層の構成にしているので、スイッチング用のＭＯＳ
トランジスタ２２とのコンタクトを低抵抗でとれると同
時に、正孔注入も良好にできる。発光光はＩＴＯ膜２５
ｂを通してＡｌ膜２５ａに達し、ここで吸収されること
なく反射されて、外部に放出されるので、光取出し効率
が良好である。陰極２７を形成するＡｌ膜は所定の厚さ
としているので、光を所定の透過率で透過するとともに
良好なコンタクトを有機ＥＬ膜２６との間でとることが
できる。また、画素電極（下部電極）２５が平坦となる
ことによって画素の反射率、開口率が向上するほか、画
素電極（下部電極）２５上に形成される有機ＥＬ膜２６
も平坦に形成され、陰極（上部電極）２７と画素電極
（下部電極）２５とのショートの問題も解決される。
基板２１上の発光であることより、シリコン基板２１と
は反対側への発光光取出しとなるが、陽極となる画素電
極２５を金属電極層（Ａｌ膜）２５ａとＩＴＯ膜２５ｂ
の２層の構成にしているので、スイッチング用のＭＯＳ
トランジスタ２２とのコンタクトを低抵抗でとれると同
時に、正孔注入も良好にできる。発光光はＩＴＯ膜２５
ｂを通してＡｌ膜２５ａに達し、ここで吸収されること
なく反射されて、外部に放出されるので、光取出し効率
が良好である。陰極２７を形成するＡｌ膜は所定の厚さ
としているので、光を所定の透過率で透過するとともに
良好なコンタクトを有機ＥＬ膜２６との間でとることが
できる。また、画素電極（下部電極）２５が平坦となる
ことによって画素の反射率、開口率が向上するほか、画
素電極（下部電極）２５上に形成される有機ＥＬ膜２６
も平坦に形成され、陰極（上部電極）２７と画素電極
（下部電極）２５とのショートの問題も解決される。
【００３０】ここで、画素電極２５の２層目をＩＴＯ膜
２５ｂにより構成した場合を説明したが、これに代え
て、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコンを用いて
もよい。また、画素電極２５の２層目をＩＴＯ膜２５ｂ
に代えて、仕事関数の値が４．８ｅＶ以上の材料で、し
かも光反射率の高い導電体、例えば金、白金、イリジウ
ム、パラジウムを用いてもよい。この場合は、発光光は
画素電極の２層目を構成する導電体の金属によって反射
されて、陰極側より有機エレクトロルミネセンス膜から
の発光光が外部に放出されるので、光取出し効率が良好
である。
２５ｂにより構成した場合を説明したが、これに代え
て、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコンを用いて
もよい。また、画素電極２５の２層目をＩＴＯ膜２５ｂ
に代えて、仕事関数の値が４．８ｅＶ以上の材料で、し
かも光反射率の高い導電体、例えば金、白金、イリジウ
ム、パラジウムを用いてもよい。この場合は、発光光は
画素電極の２層目を構成する導電体の金属によって反射
されて、陰極側より有機エレクトロルミネセンス膜から
の発光光が外部に放出されるので、光取出し効率が良好
である。
【００３１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の有
機エレクトロルミネセンス素子は、請求項１記載によれ
ば、陽極を、トランジスタと接続しており高い光反射率
を有する第１の導電体層と、前記第１の導電体層上に形
成してあり、有機エレクトロルミネセンス膜と接続し、
高い仕事関数値と高い光透過率を有する第２の導電体層
とより構成したことにより、半導体基板上に形成する陽
極から良好な効率で光を取出すとともに良好な電圧印加
駆動のできる有機エレクトロルミネセンス素子を提供す
ることができるという効果がある。
機エレクトロルミネセンス素子は、請求項１記載によれ
ば、陽極を、トランジスタと接続しており高い光反射率
を有する第１の導電体層と、前記第１の導電体層上に形
成してあり、有機エレクトロルミネセンス膜と接続し、
高い仕事関数値と高い光透過率を有する第２の導電体層
とより構成したことにより、半導体基板上に形成する陽
極から良好な効率で光を取出すとともに良好な電圧印加
駆動のできる有機エレクトロルミネセンス素子を提供す
ることができるという効果がある。
【００３２】また、本発明の有機エレクトロルミネセン
ス素子は、請求項２記載によれば、陽極を、トランジス
タと接続する第１の導電体層と、前記第１の導電体層上
に形成してあり、有機エレクトロルミネセンス膜と接続
し、高い仕事関数値と高い光反射率を有する第２の導電
体層とより構成したことにより、半導体基板上に形成す
る陽極から良好な効率で光を取出すとともに良好な電圧
印加駆動のできる有機エレクトロルミネセンス素子を提
供することできるという効果がある。
ス素子は、請求項２記載によれば、陽極を、トランジス
タと接続する第１の導電体層と、前記第１の導電体層上
に形成してあり、有機エレクトロルミネセンス膜と接続
し、高い仕事関数値と高い光反射率を有する第２の導電
体層とより構成したことにより、半導体基板上に形成す
る陽極から良好な効率で光を取出すとともに良好な電圧
印加駆動のできる有機エレクトロルミネセンス素子を提
供することできるという効果がある。
【図１】有機ＥＬ素子の基本構成を示す概略断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の実施例を示す概略上面
図である。
図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の実施例における画素電
極部を示す部分断面図である。
極部を示す部分断面図である。
【図４】従来例の有機ＥＬ素子における画素電極部を示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
１…（透明）基板、２…陽極、３…正孔輸送層、４…発
光層、５…陰極、６…電源、７…発光光、８…有機ＥＬ
層、１０…有機ＥＬ素子、１１…アクティブマトリクス
基板、１２…画素、１３…選択線、１５…信号線、２０
…有機ＥＬ素子、２１…シリコン基板、２２…ＭＯＳト
ランジスタ、２３…絶縁層、２４…コンタクトホール、
２５…画素電極、２５ａ…金属電極層、２５ｂ…ＩＴＯ
膜、２６…有機ＥＬ膜、２６ａ…正孔輸送層、２６ｂ…
電子輸送層兼発光層、２７…陰極、３０…有機ＥＬ素
子、３５…ＩＴＯ膜（陽極）。
光層、５…陰極、６…電源、７…発光光、８…有機ＥＬ
層、１０…有機ＥＬ素子、１１…アクティブマトリクス
基板、１２…画素、１３…選択線、１５…信号線、２０
…有機ＥＬ素子、２１…シリコン基板、２２…ＭＯＳト
ランジスタ、２３…絶縁層、２４…コンタクトホール、
２５…画素電極、２５ａ…金属電極層、２５ｂ…ＩＴＯ
膜、２６…有機ＥＬ膜、２６ａ…正孔輸送層、２６ｂ…
電子輸送層兼発光層、２７…陰極、３０…有機ＥＬ素
子、３５…ＩＴＯ膜（陽極）。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ 33/24 33/24 33/28 33/28
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板と、前記半導体基板上に形成さ
れたトランジスタと、前記トランジスタを蔽って形成さ
れた絶縁層と、前記絶縁層に形成されたコンタクトホー
ル及び前記絶縁層上に形成され、前記トランジスタと接
続する陽極と、前記陽極上に形成された有機エレクトロ
ルミネセンス膜と、前記エレクトロルミネセンス膜上に
形成された陰極とを有し、前記有機エレクトロルミネセ
ンス膜からの発光光を前記陰極側より取出す有機エレク
トロルミネセンス素子において、 前記陽極を、前記トランジスタと接続しており高い光反
射率を有する第１の導電体層と、前記第１の導電体層上
に形成してあり、前記有機エレクトロルミネセンス膜と
接続し、高い仕事関数値と高い光透過率を有する第２の
導電体層とより構成したことを特徴とする有機エレクト
ロルミネセンス素子。 - 【請求項２】半導体基板と、前記半導体基板上に形成さ
れたトランジスタと、前記トランジスタを蔽って形成さ
れた絶縁層と、前記絶縁層に形成されたコンタクトホー
ル及び前記絶縁層上に形成され、前記トランジスタと接
続する陽極と、前記陽極上に形成された有機エレクトロ
ルミネセンス膜と、前記エレクトロルミネセンス膜上に
形成された陰極とを有し、前記有機エレクトロルミネセ
ンス膜からの発光光を前記陰極側より取出す有機エレク
トロルミネセンス素子において、 前記陽極を、前記トランジスタと接続する第１の導電体
層と、前記第１の導電体層上に形成してあり、前記有機
エレクトロルミネセンス膜と接続し、高い仕事関数値と
高い光反射率を有する第２の導電体層とより構成したこ
とを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001046247A JP2002246185A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 有機エレクトロルミネセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001046247A JP2002246185A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 有機エレクトロルミネセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002246185A true JP2002246185A (ja) | 2002-08-30 |
Family
ID=18907907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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