JP2011023769A

JP2011023769A - 電気光学装置

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Publication number: JP2011023769A
Application number: JP2010248576A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2011-02-03
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP5364678B2

Abstract

【課題】ＥＬ素子の性能を維持若しくは向上する電気光学装置を提供する。
【解決手段】陰極及び陽極で発光層を挟んだ構造を有するエレクトロルミネッセンス電気光学装置であって、陰極上に前記発光層が設けられ、発光層の上に前記陽極が設けられ、陽極の上にはパッシベーション膜が設けられ、発光層と陽極との界面近傍の発光層にはハロゲン元素が含まれている電気光学装置を提供する。このような構成をとることで、ＥＬ素子の性能を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本願発明は半導体素子（半導体薄膜を用いた素子、代表的には薄膜トランジスタ）を基
板上に作り込んで形成されたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に代表される電
気光学装置及びその電気光学装置を表示ディスプレイとして有する電子装置（電子機器）
に関する。特にそれらの作製方法に関する。

近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を形成する技術が大幅に進歩
し、アクティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。
特に、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴは、従来のアモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴ
よりも電界効果移動度が高いので、高速動作が可能である。そのため、従来、基板外の駆
動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うことが
可能となっている。

このようなアクティブマトリクス型表示装置は、同一基板上に様々な回路や素子を作り
込むことで製造コストの低減、表示装置の小型化、歩留まりの上昇、スループットの低減
など、様々な利点が得られるとして注目されている。

アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、各画素のそれぞれにＴＦＴでなるスイッチン
グ素子を設け、そのスイッチング素子によって電流制御を行う駆動素子を動作させてＥＬ
層を発光させる。ＥＬ層はイーストマン・コダック社のTangらは提唱した３層、４層の積
層構造が現在の主流となっている。

ところが、最近では素子構成が多層化することによって製造面でプロセスの複雑化を招
き、製造コストが増加する懸念が指摘されている。その流れの中で、発光層に対して特定
の不純物元素を添加し、電子輸送層や電子注入層として用いることで積層数を低減すると
いう試みがなされている。

例えば、出光興産株式会社では、発光層（ジスチルアリーレン誘導体）の表面付近に仕
事関数の小さいセシウム（Ｃｓ）を添加し、その添加領域を電子輸送層として用いること
を提案している。（第６回ＦＰＤセミナー講演予稿集,pp.83-88,電子ジャーナル主催）

本願発明は、上記ＥＬ素子の多層化における問題点を鑑みてなされたものであり、ＥＬ
素子の性能を維持若しくは向上させつつ、積層数を低減するための技術を提供することを
課題とする。特に基板の素子形成面側に発光するタイプのＥＬ表示装置の新規な作製方法
を提供する。

そして、ＥＬ表示装置の製造コストを低減し、安価なＥＬ表示装置を提供することを課
題とする。さらに、それを表示用ディスプレイとして有する電子装置（電子機器）の製品
コストを低減することを課題とする。

本願発明では、発光層に対して特定の不純物元素を添加することにより添加領域をキャ
リア輸送層（又はキャリア注入層）として機能させ、ＥＬ素子の発光層における積層数を
低減する。

具体的には、陽極近傍の発光層に対しては正孔輸送性を高めるためにハロゲン元素を添
加する。また、陰極近傍の発光層に対しては電子輸送性を高めるためにアルカリ金属元素
又はアルカリ土類金属元素を添加する。不純物元素の添加工程は、質量分離をしないイオ
ンドーピング法若しくは質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いれば良い。

本願発明の特徴は、発光層の劣化を招かないような状態で上記特定の不純物元素を添加
する点にある。即ち、発光層が外気（特に酸素）に触れないようにした上で上記特定の不
純物元素を添加することで、発光層の劣化を招くことなく発光層の正孔輸送性若しくは電
子輸送性を高めることが可能となる。

典型的な例としては、下層から陰極／発光層／陽極の構造でなるＥＬ素子において、陽
極の上にパッシベーション膜を設け、そのパッシベーション膜の上から不純物元素を添加
する。この場合、陰極の形成からパッシベーション膜の形成までは一度も外気に晒すこと
なく処理が行われることが好ましい。そのためには、様々な処理室を一体化したマルチチ
ャンバー方式（クラスターツール方式ともいう）の薄膜形成装置若しくはインライン方式
の薄膜形成装置を用いると良い。

本願発明によりＥＬ素子の性能を維持若しくは向上させつつ、積層数を低減することが
できるため、ＥＬ表示装置の製造コストを低減しうる。また、そのような安価なＥＬ表示
装置を表示用ディスプレイとして有する電子装置（電子機器）
の製品コストを低減することができる。

ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。ＥＬ表示装置の発光の様子を示す図。薄膜形成装置の構成を示す図。ＥＬ表示装置の構成を示す図。ＥＬ表示装置の断面構造を示す図。電子装置の例を示す図。

〔実施形態１〕
本願発明の実施形態について、図１を用いて説明する。まず、基板１０１上に公知の手
段によりＴＦＴ１０２、１０３を形成する。基板１０１としては、如何なる基板を用いて
も良いが、ガラス基板、セラミックス基板、プラスチック基板若しくはステンレス基板を
用いれば良い。（図１（Ａ））

また、ＴＦＴ１０２、１０３はどのような構造であっても良いが、画素電極１０４、１
０５に流れ込む電流を制御するためのＴＦＴであるため、発熱やホットキャリア効果によ
る劣化の少ない構造が望ましい。但し、電流を流しすぎると発熱によりＥＬ層が劣化して
しまうため、チャネル長を長くしたり、抵抗体等を設けて過剰な電流を抑制する場合もあ
る。

なお、図１では一画素内にＴＦＴが一つであるかのように図示されているが、実際には
スイッチング用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴ（図１のＴＦＴはこれに相当する）の二つのＴ
ＦＴが設けられている。各ＴＦＴの配置は、特開平８−２４１０４８号公報記載の図１（
Ｔ１及びＴ２で示される）と同様のものとすることができる。

画素電極１０４、１０５は反射性の高い材料で形成する。具体的には、アルミニウムを
主成分（重量比で５０％以上含む）とする材料が好ましい。ＥＬ素子から発した光のうち
、基板１０１側に進んだものは、画素電極１０４、１０５で殆ど反射されて出射される。

次に、図９に示した薄膜形成装置を用いてＥＬ素子を形成する。図９において、９０１
は基板の搬入または搬出を行う搬送室であり、ロードロック室とも呼ばれる。ここに図１
（Ａ）に示した基板をセットしたキャリア９０２が配置される。なお、搬送室９０１は基
板搬入用と基板搬出用と区別されていても良い。

また、９０３は基板を搬送する機構（以下、搬送機構という）９０４を含む共通室であ
る。そして、共通室９０３にはゲート９０５a〜９０５fを介して複数の処理室（９０６〜
９１０で示される）が連結されている。

各処理室はゲート９０５a〜９０５fによって完全に共通室９０３とは遮断されるため、
気密された密閉空間を得られるようになっている。従って、各処理室に排気ポンプを設け
ることで真空下での処理を行うことが可能となる。排気ポンプとしては、油回転ポンプ、
メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプを用いることが
可能であるが、水分の除去に効果的なクライオポンプが好ましい。

そして、まず搬送機構９０４によって基板を共通室９０３に搬送し、次に第１気相成膜
用処理室９０６に搬送する。第１気相成膜用処理室９０６ではアルカリ金属元素又はアル
カリ土類金属元素を含む金属膜でなる陰極１０６、１０７の形成が行われる。成膜方法は
蒸着法又はスパッタ法とすれば良い。本実施形態では、マグネシウムと銀を１０：１の割
合で共蒸着させたＭｇＡｇ合金を用いる。

陰極１０６、１０７はＴＦＴに接続された画素電極１０４、１０５の上に形成されるた
め、ＴＦＴ１０２、１０３から出力された電流を流すことができる。即ち、ＴＦＴ１０２
、１０３と電気的に接続された状態となる。

次に、基板を第１気相成膜用処理室９０６から搬送し、溶液塗布用処理室９０７へ搬送
する。溶液塗布用処理室９０７では、スピンコーティング法によりＥＬ材料を含む溶液を
塗布し、高分子系（ポリマー系）ＥＬ材料を含むポリマー前駆体を形成する。本実施例で
は、ＥＬ材料を含む溶液としてクロロフォルムにポリビニルカルバゾールを溶解させた溶
液を用いる。勿論、他の高分子系ＥＬ材料（代表的にはポリフェニレンビニレン、ポリカ
ーボネート等）や他の有機溶媒（代表的にはジクロロメタン、テトラヒドロフラン等）を
組み合わせても良い。

そして、基板を溶液塗布用処理室９０７から搬送し、焼成用処理室９０８へ搬送する。
焼成用処理室９０８では焼成処理（加熱処理）によりＥＬ材料の重合が行われる。本実施
形態では、ヒーターによりステージを加熱することによって基板全体に対して５０〜１５
０℃（好ましくは１１０〜１２０℃）の温度で加熱処理を行う。こうして余分なクロロフ
ォルムが揮発し、ポリビニルカルバゾールでなる高分子系発光層１０８が形成される。（
図１（Ｂ））

次に、焼成用処理室９０８から基板を搬送し、第２気相成膜用処理室９０９に搬送する
。そこで、高分子系発光層１０８の上に透明導電膜でなる陽極１０９をスパッタ法により
形成する。陽極１０９としては、酸化インジウムと酸化スズの化合物（ＩＴＯと呼ばれる
）若しくは酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物といった透明導電膜を用いることができる
。本実施形態では酸化インジウムに１０〜１５％の酸化亜鉛を混合した化合物を用いるこ
とにする。

次に、第２気相成膜用処理室９０９から基板を搬送し、第３気相成膜用処理室９１０に
搬送する。そこで、絶縁膜、好ましくは珪素を含む絶縁膜でなるパッシベーション膜１１
０をスパッタ法により形成する。このパッシベーション膜１１０は発光層１０８を水分や
酸素から保護するために設けられる。従って、酸素を含まない窒化珪素膜や含んでも微量
な窒化酸化珪素膜が好ましい。

なお、Ｓｉ（シリコン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎ（窒素）、Ｏ（酸素）、Ｍ（Ｍは
希土類元素の少なくとも一種、好ましくはＣｅ（セリウム），Ｙｂ（イッテルビウム），
Ｓｍ（サマリウム），Ｅｒ（エルビウム），Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｇ
ｄ（ガドリニウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｎｄ（ネオジウム）から選ばれた少なく
とも一つの元素）を含む絶縁膜をパッシベーション膜１１０として用いても良い。

こうして図１（Ｃ）の状態を得る。このあとは第３気相成膜用処理室９１０から基板を
搬送し、搬送室９０１に設置されたキャリア９０２に搬送する。こうして図９の薄膜形成
装置を用いた一連の処理が終了する。

図９に示した薄膜形成装置を用いる利点は、陰極１０６の形成からパッシベーション膜
１１０の形成までを、一度も外気（特に水分）に晒すことなく連続的に行える点である。
即ち、全ての処理が真空下若しくは乾燥した不活性ガス雰囲気下で行われるため、発光層
の劣化を招くようなことがない。

さらに、同一の薄膜形成装置にスピンコーティング法を行うための処理室をも具備して
いるため、高分子系ＥＬ材料を用いたＥＬ素子を形成することが可能である。勿論、発光
層１０８を蒸着法やスパッタ法で形成することも可能である。

こうして図１（Ｃ）の状態を得たら、次にパッシベーション膜１１０、陽極１０９を通
して不純物元素の添加工程を行う。本実施形態では、ハロゲン元素（典型的には、フッ素
、塩素、臭素若しくはヨウ素）を添加する。このとき、陽極１０９と発光層１０８との界
面近傍において最も濃度が高くなるように添加する。
陽極と発光層の界面近傍とは、陽極と発光層との界面から発光層の深さ方向に１００ｎｍ
（典型的には５０ｎｍ）までの範囲を指している。このとき、ハロゲン元素は陽極に含ま
れても構わない。（図１（Ｄ））

こうして形成されたハロゲン元素が添加された領域１１１は、陽極１０９から発光層１
０８へのキャリア（この場合、正孔）の移動を促進する領域となり、発光効率が高められ
る。即ち、実質的に正孔輸送層（若しくは正孔注入層）として働く領域となるため、本明
細書中ではこのような領域を正孔輸送領域と呼ぶことにする。

従って、発光層１０８の上に正孔輸送層を別途設ける必要をなくすことができ、ＥＬ表
示装置の製造プロセスを簡略化できる。また、パッシベーション膜まで形成した後で不純
物元素の添加工程を行うため、発光層１０８を劣化させる心配がないという利点がある。

〔実施形態２〕
本実施形態について、図２を用いて説明する。まず、基板２０１上に補助電極２０２と
陰極２０３とを形成する。このとき、マスクを用いた蒸着法若しくはスパッタ法により選
択的且つ連続的に積層する。図２（Ａ）では示されないが、紙面に対して奥手方向に長い
ストライプ状の複数の電極を形成する。

なお、補助電極２０２はアルミニウム、銅若しくは銀を主成分とする材料でなり、非常
に低抵抗な電極である。本実施形態では陰極２０３としてＭｇＡｇ合金を用いるが、膜厚
を薄くするために、補助的に低抵抗な電極を積層して伝導率を高めてある。そのため、低
抵抗な電極を補助電極と呼んでいる。

次に、補助電極２０２及び陰極２０３を覆うようにして発光層２０４を形成する。本実
施形態ではマスクを用いた蒸着法により低分子系ＥＬ材料であるＡｌｑ₃（トリス−８−
キノリライト−アルミニウム）を選択的に形成する。（図２（Ｂ））

次に、透明導電膜でなる陽極２０５を陰極２０３と直交するようにストライプ状に形成
する。この工程はマスクを用いた蒸着法若しくはスパッタ法を用いれば良い。本実施形態
では陽極２０５として、酸化インジウムに酸化スズ若しくは酸化亜鉛を混合した化合物を
用いる。

そして、陽極２０５を覆ってパッシベーション膜２０６を形成する。本実施形態ではパ
ッシベーション膜２０６として窒化珪素膜を用い全面に形成する。勿論、実施形態１で説
明した他の絶縁膜を用いることも可能である。このとき、図２（Ｃ）の状態をＡ−Ａ’で
切断した断面図は図３（Ａ）のようになる。

こうして図２（Ｃ）の状態を得たら、パッシベーション膜２０６、陽極２０５を通して
ハロゲン元素を添加する。このとき、実施形態１と同様に陽極２０５と発光層２０４との
界面近傍において最も濃度が高くなるように添加する。その結果、陽極２０５と発光層２
０４との界面近傍に正孔輸送領域２０７が形成され、発光効率が高められる。（図２（Ｄ
））

なお、このとき図２（Ｄ）の状態をＢ−Ｂ’で切断した断面図は図３（Ｂ）のようにな
る。但し、２０８で示される領域では、陽極２０５の隙間となるため陽極２０５の直下よ
りも深くハロゲン元素が添加される。

以上のように、本実施形態では発光層２０４の上に正孔輸送層を別途設ける必要をなく
すことができ、ＥＬ表示装置の製造プロセスを簡略化できる。また、パッシベーション膜
まで形成した後で不純物元素の添加工程を行うため、発光層２０４を劣化させる心配がな
いという利点がある。

〔実施形態３〕
本実施形態では、実施形態１において、添加する不純物元素の種類を異なるものとした
場合について説明する。なお、必要に応じて実施形態１で用いた符号を引用する。

まず、実施形態１の工程に従って、図１（Ｃ）の状態を得る。次に、図４に示すように
不純物元素の添加工程を行う。本実施形態では、陰極１０７と発光層１０８の界面近傍に
アルカリ金属元素、代表的にはＬｉ（リチウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）
、Ｃｓ（セシウム）又はアルカリ土類金属元素、代表的にはＢｅ（ベリリウム）、Ｍｇ（
マグネシウム）Ｃａ（カルシウム）、Ｂａ（バリウム）を添加する。ここで陰極と発光層
の界面近傍とは、陰極と発光層との界面から発光層の深さ方向に１００ｎｍ（典型的には
５０ｎｍ）までの範囲を指している。このとき、アルカリ金属元素又はアルカリ土類金属
元素は陰極に含まれても構わない。

こうして形成されたアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素が添加された領域４０
１は、陰極１０７から発光層１０８へのキャリア（この場合、電子）の移動を促進する領
域となる。即ち、実質的に電子輸送層（若しくは電子注入層）
として働く領域となるため、本明細書中ではこのような領域を電子輸送領域と呼ぶことに
する。

このように、本実施形態によれば発光層１０８の下に電子輸送層を別途設ける必要をな
くすことができ、ＥＬ表示装置の製造プロセスを簡略化できる。また、パッシベーション
膜まで形成した後で不純物元素の添加工程を行うため、発光層１０８を劣化させる心配が
ないという利点がある。

なお、本実施形態と実施形態１とを組み合わせることも可能である。即ち、発光層１０
８と陽極１０９との界面近傍にハロゲン元素を添加して正孔輸送領域とし、発光層１０８
と陰極１０７との界面近傍にアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を添加して電子
輸送領域とすることもできる。

〔実施形態４〕
本実施形態では、実施形態２において、添加する不純物元素の種類を異なるものとした
場合について説明する。なお、必要に応じて実施形態２で用いた符号を引用する。

まず、実施形態２の工程に従って、図２（Ｃ）の状態を得る。次に、図５に示すように
不純物元素の添加工程を行う。本実施形態では、陰極２０３と発光層２０４の界面近傍に
アルカリ金属元素、代表的にはＬｉ（リチウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）
、Ｃｓ（セシウム）又はアルカリ土類金属元素、代表的にはＢｅ（ベリリウム）、Ｍｇ（
マグネシウム）Ｃａ（カルシウム）、Ｂａ（バリウム）を添加する。このとき、実施形態
２と同様に陰極２０３と発光層２０４との界面近傍に添加する。その結果、電子輸送領域
５０１が形成される。

このように、本実施形態によれば発光層２０４の下に電子輸送層を別途設ける必要をな
くすことができ、ＥＬ表示装置の製造プロセスを簡略化できる。また、パッシベーション
膜まで形成した後で不純物元素の添加工程を行うため、発光層２０４を劣化させる心配が
ないという利点がある。

なお、本実施形態と実施形態２とを組み合わせることも可能である。即ち、発光層２０
４と陽極２０５との界面近傍にハロゲン元素を添加して正孔輸送領域とし、発光層２０４
と陰極２０３との界面近傍にアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を添加して電子
輸送領域とすることもできる。

〔実施形態５〕
本実施形態では、本願発明を用いて正孔輸送領域若しくは電子輸送領域を形成する位置
を制御することによって、発光領域と非発光領域とを区別するＥＬ表示装置の例を示す。

まず、基板６０１を図９に示した薄膜形成装置のキャリア９０２に入れて搬送室９０１
に設置する。次に、基板６０１を第１気相成膜用処理室９０６に搬送し、蒸着法によりア
ルミニウム（Ａｌ）とフッ化リチウム（ＬｉＦ）とを共蒸着したＡｌ−ＬｉＦ合金でなる
陰極６０２を形成する。（図６（Ａ））

次に、基板を溶液塗布用処理室９０７に搬送してスピンコーティング法によりポリフェ
ニレンビニレンをジクロロメタンに溶かした溶液を塗布し、ポリマー前駆体を形成する。
さらに基板を焼成用処理室９０８に移して加熱処理を行ってポリマーを重合させ、ポリフ
ェニレンビニレンでなる発光層６０３を形成する。（図６（Ｂ））

次に、基板を第２気相成膜用処理室９０９に搬送して酸化インジウムと酸化亜鉛との化
合物でなる陽極６０４を形成する。さらに、基板を第３気相成膜用処理室９１０に搬送し
て窒化珪素膜でなるパッシベーション膜６０５を形成する。（図６（Ｃ））

図６（Ｃ）の状態が得られたら、基板を搬送室９０１に戻し、薄膜形成装置から取り出
す。なお、陰極６０２の形成からパッシベーション膜６０５の形成までは一度も外気に触
れることなく連続的に行われる。また、全ての薄膜はマスク等を用いずに基板全面に形成
される。

次に、パッシベーション膜６０５の上にレジスト６０６を形成し、その状態で不純物元
素の添加工程を行う。本実施形態では、不純物元素としてハロゲン元素を用い、発光層６
０３と陽極６０４との界面近傍に添加する。こうして、発光層６０３中に選択的に正孔輸
送領域６０７が形成される。（図６（Ｄ））

本実施形態では、発光層６０３と陽極６０４との界面近傍に選択的に正孔輸送領域６０
７が形成され、発光層６０３に電圧が加わった時、正孔輸送領域６０７の形成された部分
だけが発光する。即ち、本実施形態におけるＥＬ素子の駆動電圧は、発光層６０３単体で
は発光しない、若しくは発光しても極めて輝度が低くなるように調節する。さらに、上記
正孔輸送領域６０７の形成された部分が、同じ駆動電圧で十分な輝度で発光するように調
節する。発光輝度のコントラスト比は、正孔輸送領域６０７が形成された領域と形成され
なかった領域との間で１０³以上（好ましくは１０⁴以上）となるように調節すれば良い。

この発光の様子の概略を図８に示す。図８（Ａ）は発光層に電圧を加える前の状態であ
る。このとき、点線で示される図形の内側が不純物元素（本実施形態ではハロゲン元素）
の添加された領域であり、その周辺は不純物元素が添加されていない領域である。

次に、発光層に電圧を加えた後の状態を図８（Ｂ）に示す。このとき、図８（Ａ）にお
いて不純物元素を添加した領域の内側が発光し、発光領域として視認することができる。
また、図８（Ａ）において不純物元素が添加されなかった領域は、電圧を加えても発光し
ない。

以上のように、本実施形態によればハロゲン元素を添加することで正孔輸送領域を形成
した部分だけを選択的に発光させることが可能である。即ち、フォトリソグラフィ技術で
発光領域と非発光領域とを区別することができる。また、全工程を通してパターニング回
数は１回で済む。即ち、陽極も陰極もパターニングする必要がないので製造プロセスが極
めて簡易であり、製造コストが低いという利点が得られる。

〔実施形態６〕
本実施形態では、実施形態５において、添加する不純物元素の種類を異なるものとした
場合について説明する。なお、必要に応じて実施形態５で用いた符号を引用する。

まず、実施形態５の工程に従って、図６（Ｃ）の状態を得る。次に、図７に示すように
不純物元素の添加工程を行う。本実施形態では、陰極６０２と発光層６０３との界面近傍
にアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を添加する。このとき、不純物元素は陰極
６０２と発光層６０３との界面近傍に添加する。その結果、電子輸送領域７０１が形成さ
れる。

本実施形態によっても実施形態５で説明したような選択的な発光制御が可能である。即
ち、電子輸送領域７０１が形成された部分だけを選択的に発光させることが可能である。

なお、本実施形態と実施形態５とを組み合わせることも可能である。即ち、発光層６０
３と陽極６０４との界面近傍にハロゲン元素を添加して正孔輸送領域とし、発光層６０３
と陰極６０２との界面近傍にアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を添加して電子
輸送領域とすることもできる。

〔実施形態７〕
本実施形態では、実施形態１又は実施形態３を適用して、画素部とその駆動回路とを同
一基板上に一体形成したアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置を作製した例を示す。説明
には、図１０、１１を用いる。

図１０において、１０は基板、１１は画素部、１２はソース側駆動回路、１３はゲート
側駆動回路である。それぞれの駆動回路からの各種配線は、入出力配線１４〜１６を経て
ＦＰＣ１７に至り外部機器へと接続される。なお、１４はソース側駆動回路１２へビデオ
信号やクロック信号等を送る配線、１５はゲート側駆動回路１３にクロック信号等を送る
配線、１６は画素部１１へＥＬ素子への電流供給を行うための配線である。

このとき少なくとも画素部、好ましくは駆動回路及び画素部を囲むようにしてシーリン
グ材（ハウジング材ともいう）１８を設ける。なお、シーリング材１８は画素部１１の外
寸（高さ）よりも内寸（奥行き）が大きい凹部を有する形状又はシート形状であり、接着
剤（シール剤ともいう）１９によって、基板１０と共同して密閉空間を形成するようにし
て基板１０に固着される。このとき、ＥＬ素子は完全に前記密閉空間に封入された状態と
なり、外気から完全に遮断される。
なお、ハウジング材１８は複数設けても構わない。

また、シーリング材１８の材質はガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましいが、図１
０の上面図では紙面に向かって手前側にＥＬ光が出射されるため、透光性物質を用いる必
要がある。例えば、非晶質ガラス（硼硅酸塩ガラス、石英等）
、結晶化ガラス、セラミックスガラス、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、
ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂等）、シリコーン系樹脂が挙げられる。

また、接着剤１９の材質は、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等の接着剤を用いる
ことが可能である。さらに、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を接着剤として用いることもで
きる。但し、可能な限り酸素、水分を透過しない材質であることが必要である。

さらに、シーリング材１８と基板１０との間の空隙（図１１において２０で示される領
域）は不活性ガス（アルゴン、ヘリウム、窒素等）を充填しておくことが望ましい。また
、ガスに限らず不活性液体（パーフルオロアルカンに代表されるの液状フッ素化炭素等）
を用いることも可能である。不活性液体に関しては特開平８−７８５１９号で用いられて
いるような材料で良い。

また、空隙２０に乾燥剤を設けておくことも有効である。乾燥剤としては特開平９−１
４８０６６号公報に記載されているような材料を用いることができる。
典型的には酸化バリウムを用いれば良い。

また、図１１に示すように、画素部には個々に孤立したＥＬ素子を有する複数の画素が
設けられる。この場合、画素電極２１を形成した後、マスクを用いた蒸着法により発光層
２２を形成し、その上から陽極２３を別のマスクで形成すれば図１１のような断面構造の
ＥＬ素子を作製することができる。本実施形態では、画素電極（陰極を兼ねる）２２、発
光層２３、陽極２１を図９に示したようなマルチチャンバー方式の薄膜形成装置によって
連続形成する。

なお、陽極２３は２４で示される領域において、入出力配線２５に接続される。入出力
配線２５は陽極２３に所定の電圧を与えるための電源供給線であり、導電性ペースト材料
２６を介してＦＰＣ１７に接続される。

この入出力配線２５はＴＦＴのソース配線やドレイン配線の形成と同時に形成すれば良
い。また、入出力配線２５を、アルミニウムを主成分とする材料とした場合、陽極２３を
ＩＴＯ膜とすると接触部でアルミニウムの腐蝕反応を引き起こす可能性があるため好まし
くない。この場合、陽極２３を酸化インジウムと酸化亜鉛とを混合した化合物とすること
で腐蝕の問題を回避することができる。

また、入出力配２５はシーリング材１８と基板１０との間の隙間（但し接着剤１９で充
填されている。即ち、接着剤１９は入出力配線の段差を十分に平坦化しうる厚さが必要で
ある。）を通ってＦＰＣ１７に接続される。なお、ここでは入出力配線２５について説明
したが、他の入出力配線１４〜１６も同様にしてシーリング材１８の下を通ってＦＰＣ１
７に接続される。

〔実施形態８〕
実施形態７では画素部の周辺にソース側駆動回路やゲート側駆動回路を設ける構成を示
したが、画素部内に設ける構成とすることも可能である。即ち、本願発明では発光層から
発した光は全て基板と反対側に出射されるため、基板と画素電極との間は光の通らないデ
ッドスペースとなる。

従って、このデッドスペースには如何なる素子若しくは回路を形成しても画像表示に影
響を与えないため、このデッドスペースに駆動回路を作り込むことで基板サイズのさらな
る縮小化を図ることが可能となる。

なお、本実施形態の基本思想は、本出願人による特願平１１−１８２５９０号出願明細
書に詳しく記載されており、同出願明細書を本実施形態に対して完全に引用することがで
きる。

〔実施形態９〕
実施形態１乃至実施形態４を実施して形成されたＥＬ表示装置は、自発光型であるため
液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れている。そのため直視型のＥＬディス
プレイとして用いることができる。

なお、ＥＬディスプレイが液晶ディスプレイよりも有利な点の一つとして視野角の広さ
が挙げられる。従って、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角３０インチ以上（典型的
には４０インチ以上）の表示ディスプレイ（表示モニタ）として本願発明を用いたＥＬデ
ィスプレイを用いるとよい。

また、ＥＬディスプレイ（パソコンモニタ、ＴＶ放送受信用モニタ、広告表示モニタ等
）として用いるだけでなく、様々な電子装置の表示ディスプレイとして用いることができ
る。

その様な電子装置としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ
（ヘッドマウントディスプレイ）、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、ディ
スプレイ一体型ゲーム機、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書
籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはコンパクトディスク（ＣＤ）、レー
ザーディスク（ＬＤ）又はデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、そ
の画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それら電子装置の例
を図１２に示す。

図１２（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、筐体２００２、表示装
置２００３、キーボード２００４等を含む。本願発明は表示装置２００３に用いることが
できる。

図１２（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示装置２１０２、音声入力部２
１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本願発
明を表示装置２１０２に用いることができる。

図１２（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディスプレイの一部（右片側）であり、本体２２
０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、表示モニタ２２０４、光学系２
２０５、表示装置２２０６等を含む。本発明は表示装置２２０６に用いることができる。

図１２（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）
であり、本体２３０１、記録媒体（ＣＤ、ＬＤまたはＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ
２３０３、表示装置（ａ）２３０４、表示装置（ｂ）２３０５等を含む。表示装置（ａ）
は主として画像情報を表示し、表示装置（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本発明
はこれら表示装置（ａ）、（ｂ）に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再
生装置としては、ＣＤ再生装置、ゲーム機器などに本発明を用いることができる。

図１２（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、カメラ部２４
０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示装置２４０５等を含む。本発明は表
示装置２４０５に用いることができる。

図１２（Ｆ）はＥＬディスプレイであり、筐体２５０１、支持台２５０２、表示装置２
５０３等を含む。本発明は表示装置２５０３に用いることができる。ＥＬディスプレイは
視野角が広いため液晶ディスプレイに比べて大画面化した場合において有利であり、対角
１０インチ以上（特に対角３０インチ以上）のディスプレイにおいて有利である。

また、将来的にＥＬ材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ
等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる
。

Claims

陰極及び陽極で発光層を挟んだ構造を有する電気光学装置であって、
前記陽極と前記発光層の界面近傍の前記発光層にハロゲン元素が含まれていることを特徴とする電気光学装置。
陰極及び陽極で発光層を挟んだ構造を有する電気光学装置であって、
前記陰極上に前記発光層が設けられ、
前記発光層の上に前記陽極が設けられ、
前記陽極の上にはパッシベーション膜が設けられ、
前記陽極と前記発光層の界面近傍の前記発光層にハロゲン元素が含まれていることを特徴とする電気光学装置。
請求項２において、前記パッシベーション膜は珪素を含む絶縁膜であることを特徴とする電気光学装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記界面近傍とは、前記界面から１００ｎｍの範囲の間であることを特徴とする電気光学装置。