JP3690373B2

JP3690373B2 - 有機ｅｌディスプレイおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3690373B2
Application number: JP2002188785A
Authority: JP
Inventors: 宏郎大木; 誠内海; 陽一巻渕
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP2004031242A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精細で、耐環境性および生産性に優れた多色表示を可能とする色変換フィルタ基板および該フィルタ基板を具備する有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法に関する。詳しくは、イメージセンサ、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、ファクシミリ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電機卓上計算機、電話機、携帯端末機ならびに産業用の計器類等の電子・電気機器の表示部に用いることができる該フィルタ基板を具備する有機ＥＬ発光素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報技術の多様化が進んでおり、該分野における素子の中でも、固体撮像素子をはじめとする表示デバイスについては、「美・軽・薄・優」が求められ、さらに、低消費電力・高速応答へ向けて活発な開発が進められている。特に、高精細なフルカラ-表示デバイスにおける開発が広くなされている。
【０００３】
１９８０年の後半に、Ｔａｎｇらによって、有機分子薄膜を積層した構造を有する有機エレクトロルミネセンス（以下有機ＥＬという）が印加電圧１０Ｖにおいて１０００ｃｄ／ｍ²以上の高輝度が得られるとの報告（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５１，９１３（１９８７））がなされた。この積層型有機ＥＬ発光素子は、液晶表示素子等に比べて、視野角依存性、高速応答性などの特性に優れており、前記Ｔａｎｇらの報告をきっかけとして、その後、有機ＥＬ素子は実用化に向けての研究が活発に行われている。また、有機高分子材料を用いた同様の素子も活発に開発が進められている。
【０００４】
有機ＥＬ発光素子は、低電圧で高い電流密度が実現できるため、無機ＥＬ発光素子やＬＥＤに比べて高い発光輝度と発光効率が期待できる。特に、近年では、有機ＥＬ発光素子の発光域の光を吸収し、可視光域の蛍光を発光する蛍光材料をフィルタに用いる色変換方式と呼ばれる方式が、提案されている（特開平３−１５２８９７号公報、特開平５−２５８８６０号公報等）。この方式では、有機ＥＬ発光素子の発光色は白色に限定されないため、より輝度の高い有機ＥＬ発光素子を光源に適用でき、青色発光の有機発光素子を用いた色変換方式（特開平３−１５２８９７号公報、特開平８−２８６０３３号公報、特開平９−２０８９４４）では、青色光を緑色光や赤色光に波長変換している。波長変換作用を有する蛍光色素を含む蛍光変換膜を高精細にパターニングすれば、発光体の近紫外光ないし可視光のような弱いエネルギー線を用いても、フルカラーの発光型ディスプレイが構築できる。
【０００５】
一般的に、カラーディスプレイとして実用化する上で重要であるものは、精細なカラー表示機能であるとともに、長期安定なことである（機能材料、Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．２，９６〜に記載）。しかし、有機ＥＬ発光素子は、一定期間駆動すると、電流−輝度特性等の発光特性が著しく低下するという欠点を有している。
【０００６】
この発光特性の低下原因の代表的なものは、有機ＥＬ発光層におけるダークスポットの成長である。このダークスポットとは、発光欠陥点のことである。有機ＥＬ発光素子の駆動時および保存中に有機ＥＬ発光層の蛍光材料の酸化が進むと、ダークスポットの成長が進み、発光面全体に広がる。
【０００７】
このダークスポットは、素子中の酸素や水分によって素子積層構成材料の酸化や凝集が生じ、これらによって発生するものと考えられている。そして、このダークスポットの成長は、通電中はもちろん、保存中にも進行し、特に、（ｉ）素子の周囲に存在する酸素や水分により加速され、（ii）有機積層膜中に吸着物として存在する酸素や水分に影響され、（iii）素子作製時の部品に吸着している水分や製造時等における水分の浸入にも影響されると、考えられている。
【０００８】
そこで、ダークスポットの成長を抑えるために、素子の積層材料の乾燥手段として気密容器内に乾燥剤として五酸化リンを配設するとともに素子を収納して中空封止する方法（特開平３−２６１０９１号公報）、さらに、乾燥作用のある五酸化リンを保護層および封止層に混入した構造（特開平７−１６９５６７号公報）等が提案されている。しかし、これらの対処法では、乾燥のために使用した五酸化リンが水分により燐酸となり、有機積層体に悪影響を及ぼすことがある。さらに、乾燥剤を含有した不活性液体を積層体上と気密容器内に充填させる方法（特開平５−４１２８号公報、特開平９−３５８６８号公報）や、感圧接着剤を用いた方法（米国特許第５，３０４，４１９号公報）等が、提案されている。また、一対の電極に付置された発光層を有する有機ＥＬ発光素子全体を、アモルファス構造を採るホスト材料に不純物をゲスト材料としてドープしたガラス材料で覆う方法（特開平１１−９７１６９号公報）が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
有機ＥＬ発光素子の長期安定な発光特性を得るためには、ダークスポットの成長を充分に抑えることが必要である。
【００１０】
図３は、色変換方式ディスプレイの積層構造の一例を示すものであり、透明な支持基板５１の上に、３原色のカラーフィルタ層（５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ）および色変換層（５３Ｇ，５３Ｂ）が配列されている。青色に関して色変換層を設けることも可能であるが、一般的にはカラーフィルタ層を設けることで充分である。各色の色変換フィルタ層（カラーフィルタ層および色変換層の総称）の間にブラックマスク５４が設けられ、色変換フィルタ層およびブラックマスクを覆って保護層５５が設けられている。保護層５５の上に、透明下部電極５６、有機ＥＬ発光層５８および上部電極５９を含む有機ＥＬ発光素子が形成されて、色変換方式ディスプレイを与える。透明下部電極５６および上部電極５９は、それぞれ所定の間隔で離隔されたラインパターンに形成され、これらのラインパターンは互いに直交する方向に延びるように形成される。なお、透明下部電極５６の間隙に平坦化層５７が形成されていてもよい。
【００１１】
図３に示したように、色変換方式ＥＬディスプレイでは、有機ＥＬ発光層５８の下側に色変換層５３が配設されている。前述の通り、色変換層５３は、樹脂中に色変換用色素を混合したものであり、また、混合する色素の熱安定性の問題から、２００℃を超える温度での乾燥が行えないことから、塗液中に含有している水分もしくは酸素、あるいはパターン形成工程中に混入した水分もしくは酸素が保持された状態で色変換層５３が形成される可能性が高い。色変換層５３内に保持された水分および酸素は、素子の保存もしくは駆動中に有機ＥＬ発光層５８に達し、有機ＥＬ発光層５８におけるダークスポットの成長を促進する要因となる。
【００１２】
しかしながら、前述した封止方法は、大気中の水分や酸素から発光素子を隔離するものであり、この方法では、色変換フィルタより発生した水分または酸素に関しては対処が難しい。また、保護層５５と透明下部電極５６との間に、絶縁性透明酸化物（ＳｉＯ_２など）の層を設けることが提案されているが、蒸着源を別途必要とする点および工程数が増加する点で不利である。
【００１３】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬディスプレイの特性低下の原因となる水分および酸素の有機ＥＬ発光層への侵入を抑制し、長期にわたって安定した発光特性を維持する有機ＥＬディスプレイの提供を実現することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の実施形態である有機ＥＬディスプレイは、色変換フィルタ層が配列された基板と、高抵抗透明酸化物層と、低抵抗透明酸化物層である下部電極と、有機ＥＬ発光層と、上部電極とを含み、前記低抵抗透明酸化物と前記高抵抗透明酸化物とは、同一元素から構成されており、酸素含有量が異なることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の実施形態は、有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、色変換フィルタ層を有する基板を準備する工程と、高抵抗透明酸化物層を前記色変換フィルタ層上方に形成する工程と、低抵抗透明酸化物層を前記高抵抗透明酸化物層上に形成する工程と、前記低抵抗透明酸化物層をラインパターン状にエッチングする工程と、前記低抵抗透明酸化物層上に有機ＥＬ発光層を形成する工程と、前記有機ＥＬ発光層上にラインパターン状に上部電極を形成する工程とを具え、前記低抵抗透明酸化物と前記高抵抗透明酸化物とは、同一元素から構成されており、酸素含有量が異なることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態である有機ＥＬディスプレイは、色変換フィルタ層が配列された基板と、高抵抗透明酸化物層と、低抵抗透明酸化物層である下部電極と、有機ＥＬ発光層と、上部電極とを含む。図１に本発明の有機ＥＬディスプレイの一例を示す。
【００１７】
基板１上に、三原色に対応する色変換フィルタ層（カラーフィルタ層２および色変換層３の総称）が配設されている。基板１を通して光を取り出すので、基板１は可視域において透明であることが必要であり、たとえばガラス、またはポリエステルなどのポリマーから作製することができる。
【００１８】
色変換層３は、有機ＥＬ発光層８からの光を所望の色に変換するための蛍光色素を含む層である。赤色および緑色サブピクセルについては、それぞれ赤色変換層３Ｒおよび緑色変換層３Ｇにて色変換を行うことにより充分な強度を有する赤色光および緑色光を発することが可能となる。青色サブピクセルについては、色変換を行うことも可能ではあるが、好ましくは後述するカラーフィルタ層２のみを用いることで充分な強度の青色光を得ることができる。
【００１９】
カラーフィルタ層２は、有機ＥＬ発光層８または色変換層３からの光の色純度を改善するための層である。有機ＥＬ発光層８からの発光が青〜青緑色である場合、青色サブピクセルは青色カラーフィルタ層２Ｂのみで構成することが可能である。また、緑色サブピクセルについても、有機ＥＬ発光層８からの発光が緑色成分を充分に含んでいる場合には、緑色カラーフィルタ層２Ｇのみで構成することが可能である。
【００２０】
赤色変換層３Ｒに用いる有機蛍光色素として、例えばローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、シアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウム−パークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などを用いることができる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も蛍光性があれば使用することができる。
【００２１】
また、緑色変換層３Ｇに用いるための、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えば３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２’−ベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、３−（２’−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素などを用いることができる。緑色変換層においても、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も蛍光性があれば同様に使用することができる。
【００２２】
コントラスト比を増大させて表示品質を向上させるために、各色の色変換フィルタ層の間隙にブラックマスク４を設けてもよい。必要に応じて、色変換フィルタ層およびブラックマスク４を覆って保護層５が設けられる。保護層５は、各色変換フィルタ層およびブラックマスク４がもたらす段差を解消し、その上面を平坦にする。前述の各層は、当該技術において知られている任意の材料を用いて形成することができる。
【００２３】
色変換フィルタ層または保護層５の上に、高抵抗透明酸化物層６ａが設けられる。高抵抗透明酸化物層６ａは、高酸素分圧を有する酸素雰囲気下における蒸着ないしスパッタにより透明酸化物を積層することにより形成される。該透明酸化物として、ＩＺＯまたはＩＴＯを用いることができる。高い酸素分圧を用いて透明酸化物の酸素含有量を増大させることにより、抵抗率を増大させ、かつ光に対する透明性を増大させることが可能となる。
【００２４】
高抵抗透明酸化物層６ａに用いる透明酸化物は、アモルファス構造を有することが好ましい。何ら理論に束縛されることを意図するものではないが、アモルファス構造には結晶粒界が存在せず、全面にわたって均質な膜を形成されるために、高いパッシベーション性を実現しやすいと考えている。ＩＺＯは本質的にアモルファス構造を有する。また、成膜時の基板温度を室温（２５℃）以下に制御することにより、アモルファス構造のＩＴＯを成膜することができる。
【００２５】
高抵抗透明酸化物層６ａは、所望されるパッシベーション性を与える任意の膜厚を有することができるが、好ましくは１００〜５００ｎｍの膜厚を有する。酸素含有量を増大させた高抵抗透明酸化物は、後述の低抵抗透明酸化物よりも透明性が高いため、有機ＥＬ発光層の発光を充分に透過させる。したがって、充分なパッシベーション性を提供する厚さに形成することが可能となる。このような高抵抗透明酸化物層６ａを形成する材料は、１〜１×１０^５Ω・ｃｍの抵抗率を有することが好ましい。
【００２６】
高抵抗透明酸化物層６ａの上に、低抵抗透明酸化物層６ｂが形成される。この低抵抗透明酸化物層６ｂは、下部電極として機能することが求められ、低い抵抗率と高いキャリア注入性とが求められる。透明酸化物としては、ＩＺＯまたはＩＴＯを用いることができる。パッシブマトリクス駆動を行うための下部電極として機能するために、低抵抗透明酸化物層６ｂは、所定の間隔で離隔されたラインパターンに形成される。
【００２７】
低抵抗透明酸化物層６ｂは、低酸素分圧を用いて酸素含有量を低下させることを除いて、高抵抗透明酸化物層６ａと同様の方法により形成することができる。すなわち、低抵抗透明酸化物層６ｂと高抵抗透明酸化物層６ａとは、酸素含有量が異なる同一成分（元素）の透明酸化物から形成される。この方法により形成される低抵抗透明酸化物層６ａは、１×１０^−４〜１×１０^−３Ω・ｃｍの抵抗率を有する透明酸化物から形成されることが好ましい。また、低抵抗透明酸化物層６ｂは、５０〜５００ｎｍの膜厚を有することが好ましい。そのような範囲の抵抗率および膜厚を有することにより、有機ＥＬ発光層８からの発光を充分に透過させつつ、電極としての機能を十全に果たすことが可能となる。
【００２８】
低抵抗透明酸化物層６ｂに用いられるＩＺＯおよびＩＴＯは、高い仕事関数を有するため、陽極として用いるのに適当である。一方、低抵抗透明酸化物層６ａを陰極として用いる場合、低抵抗透明酸化物層６ｂと有機ＥＬ発光層８の間に、仕事関数が小さい材料の層を設けて、電子注入効率を向上させてもよい。この場合の仕事関数が小さい材料としては、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物を用いることができる。電子注入効率を向上させるためには、１０ｎｍ以下の厚さの仕事関数が小さい材料の層があれば充分であり、かつ必要とされる透明性を維持する観点からも好ましい。
【００２９】
必要に応じて、図１に示すように低抵抗透明酸化物層６ｂのラインパターンの間に、絶縁膜７を設けてもよい。絶縁膜７は、当該技術において知られている任意の樹脂を用いて形成することができる。
【００３０】
次に、低抵抗透明酸化物層６ｂ上に、有機ＥＬ発光層８が形成される。本発明の有機ＥＬ発光素子においては、有機ＥＬ発光層３は、少なくとも有機発光層を含み、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、および／または電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には、下記のような層構成からなるものが採用される（ただし、陽極は有機発光層または正孔注入層に接続され、陰極は有機発光層または電子注入層に接続される）。
【００３１】
（１）有機発光層
（２）正孔注入層／有機発光層
（３）有機発光層／電子注入層
（４）正孔注入層／有機発光層／電子注入層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
上記各層の材料としては、公知のものが使用される。青色から青緑色の発光を得るためには、有機発光層中に、例えばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などが好ましく使用される。また、電子注入層としては、キノリン誘導体（たとえば、８−キノリノールを配位子とする有機金属錯体）、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体などを用いることができる。
【００３２】
最後に、有機ＥＬ発光層８の上に上部電極９が形成される。パッシブマトリクス駆動を行うために、上部電極９は、所定の間隔で離隔されたラインパターンに形成され、そのラインパターンは低抵抗透明酸化物層６ｂのラインパターンとは直交する方向に延びる。このように形成することにより、低抵抗透明酸化物層６ｂのラインパターンの１つと上部電極９のラインパターンの１つとに電圧を印加した際に、それらの交差する部分の有機ＥＬ発光層８を発光させることが可能となる。
【００３３】
上部電極９は、有機ＥＬ発光層８に対するキャリア注入性が高いこと、かつ有機ＥＬ発光層８における発光を基板側に反射することが求められる。上部電極を陽極として用いる場合、ホール注入性を向上させるために仕事関数の大きい材料により上部電極を形成する。適当な材料は、ＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電性酸化物を含む。この場合には、上部電極の上に反射性金属層（例えば、Ａｌなど）を設けて、有機ＥＬ発光層８の発光を基板に向かって反射させることが好ましい。上部電極９を陰極として用いる場合、電子注入性を付与するために仕事関数が小さい材料により上部電極を形成する。適当な材料は、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金あるいは化合物を含む。必須ではないがこの場合も、上部電極９の上に反射性金属層（例えば、Ａｌなど）を設けることにより反射性を増大させてもよい。本発明の上部電極９は、２０ｎｍ以上、好ましくは７０〜１５０ｎｍの厚さを有する。
【００３４】
本発明の第２の実施形態は、有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、色変換フィルタ層を有する基板を準備する工程と、高抵抗透明酸化物層を前記色変換フィルタ層上方に形成する工程と、低抵抗透明酸化物層を前記高抵抗透明酸化物層上に形成する工程と、前記低抵抗透明酸化物層をラインパターン状にエッチングする工程と、前記低抵抗透明酸化物層上に有機ＥＬ発光層を形成する工程と、前記有機ＥＬ発光層上にラインパターン状に上部電極を形成する工程とを具え、前記低抵抗透明酸化物と前記高抵抗透明酸化物とは、同一元素から構成されており、酸素含有量が異なることを特徴とする。
【００３５】
最初に、ガラス、ポリエステルなどのポリマーなどの透明な基板の上に、当該技術において知られている任意の方法を用いて、色変換フィルタ層を形成する。フォトリソグラフの手法を用いて形成することが好ましい。必要に応じて、各色変換フィルタ層の間にブラックマスクを設けて、ディスプレイのコントラスト比を向上させてもよい。また、必要に応じて、色変換フィルタ層を覆ってその上面を平坦化する保護層を設けてもよい。
【００３６】
次に、高抵抗透明酸化物層６ａを基板全面に形成する。高抵抗透明酸化物層６ａは、高酸素分圧の酸素雰囲気下でのスパッタ法、あるいは酸素ガス中での蒸着法により形成される。酸素雰囲気として、Ｏ_２／Ａｒガスを用いることができ、その全圧を０．１〜０．５Ｐａとすることが好ましい。高酸素分圧とは、酸素分圧が全圧の２０〜６０％であることを意味する。ＩＺＯを形成する場合は、ＩｎおよびＺｎそれぞれの蒸発源、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＺｎＯそれぞれの蒸発源、またはＩｎ_２Ｏ_３：ＺｎＯ混合物の蒸発源を用いることができる。好ましくは、Ｉｎ_２Ｏ_３：ＺｎＯ混合物をターゲットとして、酸素雰囲気下でのスパッタ法が用いられる。ＩＴＯを用いる場合も、Ｚｎの代りにＳｎ、ＺｎＯの代りにＳｎＯ_２を用いることを除いて同様の手法を用いることができる。特にアモルファスＩＴＯを形成する場合には、基板を室温以下に冷却して、Ｉｎ_２Ｏ_３：ＳｎＯ_２混合物をターゲットとする酸素雰囲気下でのスパッタ法を用いることが好ましい。蒸着法を用いる場合には、圧力をより大きく設定されたＯ_２ガス中で蒸着を実施することにより、所望の高い抵抗性を有する高抵抗透明酸化物層６ａを形成することができる。
【００３７】
次に、低抵抗透明酸化物層６ｂを基板全面に形成して図２（ａ）の積層体を得る。ここで、参照符号１１は、色変換フィルタ層と、必要に応じてブラックマスクおよび／または保護層とを含む基板を示す。低抵抗透明酸化物層６ｂは、酸素分圧を低くすることを除いて、高抵抗透明酸化物層６ａと同様にして形成することができる。すなわち、低抵抗透明酸化物層６ｂと高抵抗透明酸化物層６ａとは、酸素含有量が異なる同一成分の透明酸化物から形成される。低抵抗透明酸化物層６ｂを形成する際には、酸素分圧を５％以下としたＯ_２／Ａｒガス（全圧０．１〜０．５Ｐａ）中でのスパッタにより成膜を行う。このような条件下で成膜を行うことにより、電極として機能させるのに充分に低い抵抗率を有する透明酸化物層を形成することができる。なお、蒸着法を用いる場合には、高抵抗透明酸化物層の場合より小さい圧力に設定されたＯ_２ガス中で蒸着を実施する。
【００３８】
前述のように、酸素分圧または圧力を変更するのみで高抵抗透明酸化物層６ａと低抵抗透明酸化物層６ｂとを作製することができるので、同一装置内でこれら２つの層を形成することが可能である。
【００３９】
低抵抗透明酸化物層６ｂを陰極として用いる場合、この段階において、低抵抗透明酸化物層６ｂの上面に仕事関数が小さい材料の薄膜を形成してもよい。該薄膜は、後述するエッチング工程において、所望されるラインパターンを形成するように、低抵抗透明酸化物とともに除去される。
【００４０】
次に、図２（ｂ）に示すように、低抵抗透明酸化物層６ｂの上にレジスト１２を形成する。レジスト層１２は、所望される下部電極の形状に相当するラインパターンを有して形成される。レジスト層１２の材料は、次工程のエッチングに耐える材料であれば任意のものであってよい。また、レジスト層１２のラインパターン形成には、通常のフォトリソグラフィ、印刷または転写のような当該技術において知られている任意の手段を用いることができる。
【００４１】
次にエッチングを行い、図２（ｃ）に示すようにレジスト層１２に覆われていない部分の低抵抗透明酸化物層６ｂを除去する。エッチングは、ウェットエッチングであってもドライエッチングであってもよい。ウェットエッチングを行う場合には、ＨＣｌまたは（ＣＯＯＨ）_２のような酸の水溶液を用いることが好ましい。そのような酸水溶液を用いる場合、酸素含有量の多い高抵抗透明酸化物のエッチング速度が低抵抗透明酸化物のそれより小さいので、低抵抗透明酸化物層６ｂのみをエッチングすることができる。
【００４２】
ドライエッチングを行う場合には、スパッタエッチング、イオンビームエッチング（ミリング）、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ、ＲＦおよびマグネトロンを含む）、反応性イオンビームエッチング、ＥＣＲプラズマエッチング、プラズマ分離型マイクロ波プラズマエッチングまたは高密度プラズマエッチング（誘導結合型およびヘリコン波を含む）等、当該技術において知られている物理的エッチング、化学的エッチングおよび物理化学的エッチングの任意の手法を用いることができる。エッチングガスとしては、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ等の非反応性ガスを用いてもよい。あるいはまた、反応性イオンエッチングを用いる場合、ハロゲン化炭化水素（ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、ＣＣｌ_２Ｆ_２、Ｃ_２Ｆ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８）、ＨＦ、ＮＦ_３、ＳＦ_６、ＢＣｌ_３、ＣＣｌ_４／Ａｒ、およびＣｌ_２／ＡｒおよびＸｅＦ_２のようなエッチングガスを用いることができる。前述のガスを組み合わせて用いてもよく、あるいはそれらをＯ_２、Ｈ_２、Ａｒ、Ｃ_２Ｈ_４等と混合して用いてもよい。
【００４３】
このエッチング工程において重要なことは、レジスト層１２に覆われていない部分の低抵抗透明酸化物層６ｂを完全に除去することである。そうでなければ、低抵抗透明酸化物層６ｂの２つのラインパターンが短絡して、有機ＥＬ発光素子の駆動に支障を来す恐れがある。また、高抵抗透明酸化物層６ａのパッシベーション性に影響を与えないことを条件として、本エッチング工程において高抵抗透明酸化物層６ａの一部を除去してもよい。
【００４４】
次に、レジスト１２を除去して、図２（ｄ）に示すように、ラインパターン状に形成された低抵抗透明酸化物層６ｂと高抵抗透明酸化物層６ａとの積層体を得る。上記のように形成された低抵抗透明酸化物層６ｂのラインパターンの間に、絶縁膜７を設けてもよい。
【００４５】
次に、有機ＥＬ発光層８を形成する。有機ＥＬ発光層８は、蒸着（好ましくは抵抗加熱蒸着）のような当該技術において知られている任意の手段により形成することが可能である。
【００４６】
最後に、有機ＥＬ発光層８の上に上部電極９が形成される。上部電極９は、低抵抗透明酸化物層６ｂのラインパターンと直交する方向に延びるラインパターン状に形成される。適切な形状のラインパターンを与えるマスクを用いる蒸着ないしスパッタ法によって、ラインパターン状の上部電極を形成することができる。あるいは、蒸着またはスパッタ法などにより有機ＥＬ発光層８の上に均一に電極材料を積層した後に、レジストを用いるエッチングなどによってラインパターンを形成してもよい。あるいはまた、有機ＥＬ発光層８の上にリフトオフ用レジストを形成した後に、蒸着またはスパッタ法などにより電極材料を積層し、そしてリフトオフによってラインパターンを形成してもよい。
【００４７】
【実施例】
（実施例１）
透明（ガラス）基板１上にブラックマスク材料（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＫ−７０００）をスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、２つの直交する方向に延びる２つのライン（すなわち、井桁状）パターンを有する、３０μｍ幅、膜厚１．５μｍのブラックマスク４を得た。第１の方向のピッチを０．３３ｍｍ、第１の方向に直交する第２の方向のピッチを０．１１ｍｍとした。
【００４８】
ブラックマスク４を設けた基板１上に青色フィルタ材料（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＢ−７００１）をスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、０．１ｍｍ幅、０．３３ｍｍピッチ、膜厚１０μｍのラインパターンを有する青色カラーフィルタ層２Ｂを形成した。
【００４９】
同様のカラーフィルタ材料系を上記透明基板１上にスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、０．１ｍｍ幅、０．３３ｍｍピッチ、膜厚１．５μｍのラインパターンを有する赤色および緑色カラーフィルタ層２Ｇおよび２Ｒを得た。
【００５０】
緑色蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）を溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させた。光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名、新日鐵化成工業株式会社）１００重量部を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布溶液を、透明基板１上にスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、緑色カラーフィルタ層２Ｇ上に膜厚１０μｍのラインパターンの緑色変換層３Ｇを形成した。
【００５１】
赤色蛍光色素としてクマリン６（０．６重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３重量部）、ベーシックバイオレット１１（０．３重量部）を溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させた。光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名、新日鐵化成工業株式会社）１００重量部を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布溶液を、基板１上に、スピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、赤色カラーフィルタ層２Ｒ上に膜厚１０μｍのラインパターンの赤色変換層３Ｒを形成した。
【００５２】
次に、ＪＮＰＣ４８（ＪＳＲ製）をスピンコート法にて塗布して、フォトリソグラフ法にて保護層５を形成した。
【００５３】
前述のように色変換フィルタ層を形成した基板をスパッタ装置内に配置し、Ｏ_２ガスを流量２４ｓｃｃｍ、Ａｒガスを流量３６ｓｃｃｍで流しながら、系の全圧を０．４Ｐａ（Ｏ_２分圧４０％）とした。無定形のＩｎ_２Ｏ_３：ＺｎＯ（ＺｎＯモル比で５％）をターゲットとするスパッタにより、膜厚２００ｎｍのＩＺＯ高抵抗透明酸化物層６ａを作成して、スパッタを停止した。次に、系の全圧を０．４Ｐａに維持しながら、Ｏ_２ガスの流量を１．３ｓｃｃｍ、Ａｒガスの流量を５８．７ｓｃｃｍに変更し、Ｏ_２分圧を２．２％とした。そして、スパッタを再開して、膜厚２００ｎｍのＩＺＯ低抵抗透明酸化物層６ｂを作成した。
【００５４】
ＩＺＯ低抵抗透明酸化物層６ｂの上にＯＦＰＲ８００（東京応化工業製レジスト剤）を塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを行い、幅０．０９４ｍｍ、間隙０．０１６ｍｍのラインパターンを有するレジスト層１２を形成した。このように形成したレジスト層をマスクとして用い、１％塩酸中、２分間にわたってＩＺＯ低抵抗透明酸化物層６ｂのエッチングを実施した。このエッチングにより、、幅０．０９４ｍｍ、間隙０．０１６ｍｍのラインパターンを有するＩＺＯ低抵抗透明酸化物層を得た。次に、ＩＺＯ低抵抗透明酸化物層６ｂのラインパターンの間に、ＪＥＭ７００Ｒ２（ＪＳＲ製樹脂）を用いて絶縁膜７を形成した。
【００５５】
そして、ＩＺＯ低抵抗透明酸化物層６ｂの上に、正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層からなる４層構成の有機ＥＬ発光層８を抵抗加熱蒸着を用いて形成した。抵抗加熱蒸着装置の内圧を１×１０^-4Ｐａまで減圧し、１００ｎｍの正孔注入層（銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ））、２０ｎｍの正孔輸送層（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ））、３０ｎｍの有機発光層（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ））、２０ｎｍの電子注入層（アルミニウムトリス（８−ヒドロキシキノリノラート）、Ａｌｑ）を順次積層した。
【００５６】
この後、ＩＺＯ低抵抗透明酸化物層６ｂのラインパターンと直交する幅０．３０ｍｍ、空隙０．０３ｍｍギャップのラインパターンが得られるマスクを用いて、厚さ２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（１０：１の重量比率）層からなる上部電極９を、真空を破らずに形成した。
【００５７】
こうして得られた有機ＥＬディスプレイを、グローブボックス内の乾燥窒素雰囲気下において、封止ガラス（図示せず）とＵＶ硬化接着剤を用いて封止した。
【００５８】
得られた有機ＥＬディスプレイについて、画素中の微小な欠陥について検討した。順方向に２ｍＡの電流を流して１００時間の連続駆動を行った後に、画素を顕微鏡で観察して、数μｍ〜数十μｍの非発光の点（ダークスポット）が観察した。本実施例の素子は、２ｍｍ×２ｍｍの領域中に、多くて２〜３個程度のダークスポットを有し、大部分の画素にはダークスポットが存在しなかった。
【００５９】
（比較例１）
ＩＺＯ高抵抗透明酸化物層６ａを形成しなかったことを除いて、実施例１を繰り返して有機ＥＬ発光素子を得た。得られた有機ＥＬディスプレイは、２ｍｍ×２ｍｍの領域中に平均でおよそ２０個のダークスポットが観察された。
【００６０】
（比較例２）
ＩＺＯ高抵抗透明酸化物層６ａに代えて膜厚２００ｎｍのＳｉＯ_２層を形成したことを除いて、実施例１を繰り返して有機ＥＬディスプレイを得た。得られた有機ＥＬ発光素子は、２ｍｍ×２ｍｍの領域中に平均でおよそ１０個のダークスポットが観察された。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、高抵抗透明酸化物層と、下部電極として機能する低抵抗透明酸化物層とを有する本発明の構造を採ることにより、ダークスポットのような微小欠陥が少ない有機ＥＬディスプレイを得ることができる。さらに、低抵抗透明酸化物層および高抵抗透明酸化物層は、成膜時の酸素分圧または酸素圧力を変更するのみで、同一の蒸発源からより簡略な製造工程により該素子を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ発光素子の概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ発光素子製造方法を示す概略図である。
【図３】従来の有機ＥＬ発光素子の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１，５１基板
２，５２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）カラーフィルタ層
３，５３（Ｒ，Ｇ）色変換層
４，５４ブラックマスク
５，５５保護層
６ａ高抵抗透明酸化物層
６ｂ低抵抗透明酸化物層
７，５７絶縁膜
８，５８有機ＥＬ発光層
９，５９上部電極
１１色変換フィルタ層が配列された基板
１２レジスト層
５６下部電極

Claims

色変換フィルタ層が配列された基板と、高抵抗透明酸化物層と、低抵抗透明酸化物層である下部電極と、有機ＥＬ発光層と、上部電極とを含み、
前記低抵抗透明酸化物と前記高抵抗透明酸化物とは、同一元素から構成されており、酸素含有量が異なることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
前記低抵抗透明酸化物と前記高抵抗透明酸化物とは、アモルファス構造を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
前記低抵抗透明酸化物と前記高抵抗透明酸化物とは、ＩＴＯおよびＩＺＯから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
色変換フィルタ層を有する基板を準備する工程と、
高抵抗透明酸化物層を前記色変換フィルタ層上方に形成する工程と、
低抵抗透明酸化物層を前記高抵抗透明酸化物層上に形成する工程と、
前記低抵抗透明酸化物層をラインパターン状にエッチングする工程と、
前記低抵抗透明酸化物層上に有機ＥＬ発光層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ発光層上にラインパターン状に上部電極を形成する工程と
を具え、
前記低抵抗透明酸化物と前記高抵抗透明酸化物とは、同一元素から構成されており、酸素含有量が異なることを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
前記低抵抗透明酸化物および前記高抵抗透明酸化物は、酸素含有量が異なるＩＺＯまたはＩＴＯであることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
前記低抵抗透明酸化物層を形成する工程の酸素雰囲気は、酸素分圧が全圧の５％以下であり、および
前記高抵抗透明酸化物層を形成する工程の酸素雰囲気は、酸素分圧が全圧の２０から６０％であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。