JP2009194050A

JP2009194050A - Organic electroluminescent element

Info

Publication number: JP2009194050A
Application number: JP2008031295A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kashiwabara; 充宏柏原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-08-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element whose luminescent brightness does not rapidly drop after a long-time use (light emission) and moreover whose drive voltage does not rise. SOLUTION: The organic EL element includes (A) a lower electrode 21, (B) a multilayer structure 23 comprising a light emitting layer consisting of an organic light emitting material, and (C) an upper electrode 22. A two-layered structure layer 41 comprising a charge injection layer 41A and a charge transporting layer 41B from bottom up is formed between the multilayer structure 23 and the upper electrode 22. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence element.

有機材料のエレクトロルミネッセンス（Electroluminescence：以下、ＥＬと略称する）を利用した有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置と略称する）を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子と略称する）においては、例えば、有機材料から成る正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を積層させた積層構造体が、下部電極と上部電極との間に設けられており、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている（例えば、特開平９−０１７５７４号公報参照）。 In an organic electroluminescence element (abbreviated as an organic EL element) that constitutes an organic electroluminescence display device (abbreviated as an organic EL display device) using electroluminescence (hereinafter abbreviated as EL) of an organic material, For example, a laminated structure in which a hole transport layer made of an organic material, a light emitting layer, and an electron transport layer are laminated is provided between the lower electrode and the upper electrode, and can emit light with high brightness by low-voltage direct current drive. As a light-emitting element, attention has been paid (for example, see JP-A-9-017574).

特開平９−０１７５７４号公報JP-A-9-017574

ところで、このような従来の有機ＥＬ素子にあっては、長時間の使用（発光）によって発光輝度が急速に低下することが判明してきた。また、長時間の使用（発光）によって駆動電圧が上昇することも判明してきた。そして、このような現象が発生したのでは、有機ＥＬ表示装置の長期安定性が損なわれてしまい、安定した画像表示が困難となってしまう。 By the way, in such a conventional organic EL element, it has been found that the light emission luminance decreases rapidly by long-term use (light emission). It has also been found that the drive voltage increases with prolonged use (emission). If such a phenomenon occurs, the long-term stability of the organic EL display device is impaired, and stable image display becomes difficult.

従って、本発明の目的は、長時間の使用（発光）によっても、発光輝度が急速に低下すること無く、しかも、駆動電圧が上昇することが無い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic electroluminescence device in which the light emission luminance does not rapidly decrease even when used (emission) for a long time, and the drive voltage does not increase.

上記の目的を達成するための本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、本発明の有機ＥＬ素子と略称する）は、
（Ａ）下部電極、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた積層構造体、及び、
（Ｃ）上部電極、
を具備しており、
積層構造体と上部電極との間に、下から電荷注入層及び電荷輸送層から成る２層構造層が形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the organic electroluminescence element of the present invention (hereinafter abbreviated as the organic EL element of the present invention)
(A) Lower electrode,
(B) a laminated structure including a light emitting layer made of an organic light emitting material, and
(C) upper electrode,
It has
A two-layer structure layer including a charge injection layer and a charge transport layer is formed between the stacked structure and the upper electrode from below.

本発明の有機ＥＬ素子にあっては、下部電極はアノード電極であり、上部電極はカソード電極であり、電荷注入層は電子注入層から成り、電荷輸送層は電子輸送層から成る形態とすることができる。但し、このような形態に限定するものではなく、下部電極はカソード電極であり、上部電極はアノード電極であり、電荷注入層は正孔注入層から成り、電荷輸送層は正孔輸送層から成る構成とすることもできる。これらの各層を構成する材料は、有機ＥＬ素子において、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層を構成する周知の材料と同じとすればよく、一例として、電子注入層を構成する材料として、ＬｉＦを挙げることができるし、電子輸送層を構成する材料として、バソフェナントロリン、バソクプロイン（ＢＣＰ）、アントラセン系電子輸送材料を挙げることができる。これらの各層を構成する材料は、積層構造体における同じ機能を有する層を構成する材料と、同じであってもよいし、異なっていてもよい。２層構造層は、積層構造体に対して影響を及ぼすことのない程度に成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法である真空蒸着法に基づき形成することが好ましい。 In the organic EL device of the present invention, the lower electrode is an anode electrode, the upper electrode is a cathode electrode, the charge injection layer is composed of an electron injection layer, and the charge transport layer is composed of an electron transport layer. Can do. However, the present invention is not limited to such a form. The lower electrode is a cathode electrode, the upper electrode is an anode electrode, the charge injection layer is a hole injection layer, and the charge transport layer is a hole transport layer. It can also be configured. The material constituting each of these layers may be the same as the known material constituting the electron injection layer, the electron transport layer, the hole injection layer, and the hole transport layer in the organic EL element. LiF can be exemplified as a material constituting the material, and bathophenanthroline, bathocuproine (BCP), and an anthracene electron transport material can be exemplified as the material constituting the electron transport layer. The material constituting each of these layers may be the same as or different from the material constituting the layer having the same function in the laminated structure. The two-layer structure layer is preferably formed on the basis of a vacuum deposition method, which is a film formation method in which the energy of film formation particles is small enough not to affect the laminated structure.

そして、上述した好ましい形態にあっては、上部電極は、マグネシウム（Ｍｇ）を含む導電材料、例えば、Ｍｇ−Ａｇ合金から成り、上部電極の厚さは、４ｎｍ乃至２０ｎｍ、好ましくは、６ｎｍ乃至１２ｎｍである構成とすることができる。 In the preferred embodiment described above, the upper electrode is made of a conductive material containing magnesium (Mg), for example, an Mg—Ag alloy, and the thickness of the upper electrode is 4 nm to 20 nm, preferably 6 nm to 12 nm. It can be set as the structure which is.

更には、以上に説明した好ましい形態、構成において、上部電極の直下には、第２の電荷注入層が上部電極と同じパターンで形成されている形態とすることができる。尚、２層構造層を構成する電荷注入層と、第２の電荷注入層とは、同じ材料から形成されていてもよいし、異なる材料から形成されていてもよい。 Furthermore, in the preferable form and configuration described above, the second charge injection layer may be formed in the same pattern as the upper electrode immediately below the upper electrode. Note that the charge injection layer and the second charge injection layer constituting the two-layer structure layer may be formed of the same material or different materials.

本発明の有機ＥＬ素子が組み込まれた有機ＥＬ表示装置を上面発光型とし、下部電極をアノード電極として用いる場合、下部電極は、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）といった、仕事関数の値が大きく、且つ、光反射率の高い導電材料から構成することが望ましい。更に、アルミニウム（Ａｌ）及びアルミニウムを含む合金等の仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料の場合には、適切な正孔注入層を設けるなどして正孔注入性を向上させることで、下部電極をアノード電極として用いることができる。また、光反射性の高い導電材料上にインジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）やインジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）等の正孔注入特性に優れた透明導電材料を積層した構造とすることもできる。具体的には、例えば、銀−サマリウム−銅の合金層とＩＴＯ層との積層体とすることもできる。一方、下部電極をカソード電極として用いる場合、下部電極は、仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料から構成することが望ましいが、アノード電極として用いられる光反射率の高い導電材料に適切な電子注入層を設けるなどして電子注入性を向上させることで、下部電極をカソード電極として用いることができる。下部電極の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法といった蒸着法、スパッタリング法、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）やイオンプレーティング法とエッチング法との組合せ；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、メタルマスク印刷法といった各種印刷法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル−ゲル法等を挙げることができる。 When the organic EL display device incorporating the organic EL element of the present invention is a top emission type and the lower electrode is used as an anode electrode, the lower electrode is made of chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co), nickel ( Ni, copper (Cu), tantalum (Ta), tungsten (W), platinum (Pt), gold (Au), etc., and a conductive material having a high work function value and high light reflectance. desirable. Furthermore, in the case of a conductive material having a low work function value such as aluminum (Al) and an alloy containing aluminum and having a high light reflectance, an appropriate hole injection layer is provided to improve hole injection properties. By improving, the lower electrode can be used as the anode electrode. Alternatively, a transparent conductive material having excellent hole injection characteristics such as indium and tin oxide (ITO) or indium and zinc oxide (IZO) may be laminated on a highly light reflective conductive material. it can. Specifically, for example, a laminate of a silver-samarium-copper alloy layer and an ITO layer may be used. On the other hand, when the lower electrode is used as a cathode electrode, the lower electrode is preferably made of a conductive material having a low work function value and high light reflectivity. The lower electrode can be used as a cathode electrode by improving the electron injection property by providing an appropriate electron injection layer in the material. As a method of forming the lower electrode, for example, an evaporation method such as an electron beam evaporation method or a hot filament evaporation method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method (CVD method), a combination of an ion plating method and an etching method; a screen printing method And various printing methods such as inkjet printing method and metal mask printing method; plating method (electroplating method and electroless plating method); lift-off method; laser ablation method; sol-gel method and the like.

一方、本発明の有機ＥＬ素子が組み込まれた有機ＥＬ表示装置を上面発光型とし、上部電極をカソード電極として用いる場合、上部電極は、発光光を透過し、しかも、積層構造体に対して電子を効率的に注入できるように仕事関数の値の小さな導電材料から構成することが望ましい。具体的には、上述したとおり、Ｍｇ−Ａｇ合金薄膜のような光透過率の高い導電膜（例えば、光透過率が３０％以上の金属あるいは合金材料）を上部電極として用いることが好ましい。尚、Ｍｇ−Ａｇ合金から成る上部電極の厚さが４ｎｍ以上でないと、電極として十分に機能しなくなる虞がある。一方、厚さが２０ｎｍを越えると、光透過率が低下するため、電極としては不適当となる虞がある。また、上部電極をアノード電極として用いる場合、上部電極は、発光光を透過し、しかも、仕事関数の値の大きな導電材料から構成することが望ましい。上部電極は、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さな成膜方法、あるいは又、ＭＯＣＶＤ法といった成膜方法に基づき形成することが、積層構造体のダメージ発生を防止するといった観点から好ましい。積層構造体にダメージが発生すると、リーク電流の発生による「滅点」と呼ばれる非発光画素（あるいは非発光副画素）が生じる虞がある。また、積層構造体の形成から上部電極の形成までを大気に暴露することなく実行することが、大気中の水分による積層構造体の劣化を防止するといった観点から好ましい。上部電極をカソード電極として用いる場合、上述したとおり、上部電極の直下に、上部電極と同じパターンを有する電子注入層（例えば、厚さ０．３ｎｍといった極薄のＬｉＦから成る第２の電荷注入層）を形成することが好ましく、これによって、電子注入性を高めて、有機ＥＬ素子の低駆動電圧化と高効率、長寿命化を図ることができる。 On the other hand, when the organic EL display device in which the organic EL element of the present invention is incorporated is a top emission type and the upper electrode is used as a cathode electrode, the upper electrode transmits the emitted light, and moreover, an electron with respect to the laminated structure. It is desirable that the conductive material be made of a conductive material having a small work function value. Specifically, as described above, it is preferable to use, as the upper electrode, a conductive film having a high light transmittance such as a Mg—Ag alloy thin film (for example, a metal or alloy material having a light transmittance of 30% or more). Note that if the thickness of the upper electrode made of the Mg—Ag alloy is not 4 nm or more, there is a possibility that it will not function sufficiently as an electrode. On the other hand, if the thickness exceeds 20 nm, the light transmittance is lowered, which may be inappropriate as an electrode. When the upper electrode is used as an anode electrode, it is desirable that the upper electrode is made of a conductive material that transmits emitted light and has a large work function value. From the viewpoint of preventing the occurrence of damage to the laminated structure, the upper electrode is formed based on a film forming method in which the energy of film forming particles is small, such as a vacuum evaporation method, or a film forming method such as an MOCVD method. preferable. When damage is generated in the laminated structure, there is a possibility that non-light-emitting pixels (or non-light-emitting sub-pixels) called “dark spots” are generated due to generation of leakage current. Moreover, it is preferable from the viewpoint of preventing deterioration of the laminated structure due to moisture in the atmosphere, from the formation of the laminated structure to the formation of the upper electrode without being exposed to the atmosphere. When the upper electrode is used as the cathode electrode, as described above, an electron injection layer having the same pattern as the upper electrode (for example, a second charge injection layer made of ultrathin LiF having a thickness of 0.3 nm, for example, is provided directly below the upper electrode. ) Is preferably formed, whereby the electron injecting property can be improved, and the organic EL element can be driven at a low driving voltage, high efficiency, and long life.

本発明の有機ＥＬ素子において、積層構造体は、有機発光材料から成る発光層を備えているが、具体的には、例えば、正孔輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造、正孔輸送層と電子輸送層を兼ねた発光層との積層構造、正孔注入層と正孔輸送層と発光層と電子輸送層と電子注入層との積層構造から構成することができる。 In the organic EL device of the present invention, the laminated structure includes a light emitting layer made of an organic light emitting material. Specifically, for example, a laminated structure of a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, It can be comprised from the laminated structure of the light emitting layer which served as the hole transport layer and the electron carrying layer, and the laminated structure of the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer.

本発明の有機ＥＬ素子において、積層構造体や２層構造層の形成方法として、真空蒸着法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法；転写用基板上に形成されたレーザ吸収層と積層構造体や２層構造層との積層構造に対してレーザを照射することでレーザ吸収層上の積層構造体や２層構造層を分離して、積層構造体や２層構造層を転写するといったレーザ転写法、各種の塗布法を例示することができる。積層構造体や２層構造層を真空蒸着法に基づき形成する場合、例えば、所謂メタルマスクを用い、係るメタルマスクに設けられた開口を通過した材料を堆積させることで積層構造体や２層構造層を得ることができる。 In the organic EL device of the present invention, as a method of forming a laminated structure or a two-layer structure layer, a physical vapor deposition method (PVD method) such as a vacuum deposition method; a printing method such as a screen printing method or an ink jet printing method; By irradiating a laser on the laminated structure of the laser absorption layer formed on the substrate and the laminated structure or the two-layer structure layer, the laminated structure or the two-layer structure layer on the laser absorption layer is separated, Examples thereof include a laser transfer method for transferring a structure and a two-layer structure layer, and various coating methods. When a laminated structure or a two-layer structure layer is formed based on a vacuum deposition method, for example, a so-called metal mask is used, and a material passing through an opening provided in the metal mask is deposited to deposit the laminated structure or the two-layer structure. A layer can be obtained.

有機ＥＬ素子を構成する下部電極は、例えば、層間絶縁層上に設けられている。そして、この層間絶縁層は、例えば、第１基板上に形成された有機ＥＬ素子駆動部を覆っている。有機ＥＬ素子駆動部は、１又は複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）から構成されており、ＴＦＴと下部電極とは、層間絶縁層に設けられたコンタクトプラグを介して電気的に接続されている。層間絶縁層の構成材料として、ＳｉＯ₂、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低融点ガラス、ガラスペーストといったＳｉＯ₂系材料；ＳｉＮ系材料；ポリイミド等の絶縁性樹脂を、単独、あるいは、適宜、組み合わせて使用することができる。層間絶縁層の形成には、ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、各種印刷法等の公知のプロセスが利用できる。 The lower electrode constituting the organic EL element is provided, for example, on an interlayer insulating layer. The interlayer insulating layer covers, for example, the organic EL element driving unit formed on the first substrate. The organic EL element driving unit is composed of one or a plurality of thin film transistors (TFTs), and the TFT and the lower electrode are electrically connected via a contact plug provided in an interlayer insulating layer. As a constituent material of the interlayer insulating _{layer, SiO 2, BPSG, PSG,} BSG, AsSG, PbSG, SiON, SOG ( spin on glass), low-melting glass, SiO ₂ based materials such glass paste; SiN-based materials; insulation, such as polyimide The resins can be used alone or in appropriate combination. For the formation of the interlayer insulating layer, known processes such as a CVD method, a coating method, a sputtering method, and various printing methods can be used.

上部電極の上には、積層構造体への水分の到達防止を目的として、絶縁性あるいは導電性の保護膜を設けることが好ましい。保護膜は、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法、あるいは又、ＭＯＣＶＤ法といった成膜方法に基づき形成することが、下地に対して及ぼす影響を小さくすることができるので好ましい。あるいは又、積層構造体の劣化による輝度の低下を防止するために、成膜温度を常温に設定し、更には、保護膜の剥がれを防止するために保護膜のストレスを最小になる条件で保護膜を成膜することが望ましい。また、保護膜の形成は、上部電極を大気に暴露することなく形成することが好ましく、これによって、大気中の水分や酸素による積層構造体の劣化を防止することができる。更には、有機ＥＬ表示装置が上面発光型である場合、保護膜は、積層構造体で発生した光を例えば８０％以上、透過する材料から構成することが望ましく、具体的には、無機アモルファス性の絶縁性材料、例えば、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ）、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ_1-xＮ_x）、アモルファス酸化シリコン（α−Ｓｉ_1-yＯ_y）、アモルファスカーボン（α−Ｃ）を例示することができる。このような無機アモルファス性の絶縁性材料は、グレインを生成しないため、透水性が低く、良好な保護膜を構成する。尚、保護膜を導電材料から構成する場合、保護膜を、ＩＴＯやＩＺＯのような透明導電材料から構成すればよい。保護膜の上には第２基板を配するが、保護膜と第２基板とは、例えば、紫外線硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いて接着すればよい。 It is preferable to provide an insulating or conductive protective film on the upper electrode for the purpose of preventing moisture from reaching the laminated structure. Forming the protective film based on a film forming method having a low energy of film forming particles, such as a vacuum deposition method, or a film forming method, such as an MOCVD method, can reduce the influence on the base. Therefore, it is preferable. Alternatively, the film-forming temperature is set to room temperature to prevent a decrease in luminance due to deterioration of the laminated structure, and further, protection is performed under conditions that minimize the stress of the protective film in order to prevent the protective film from peeling off. It is desirable to form a film. In addition, the protective film is preferably formed without exposing the upper electrode to the atmosphere, which can prevent deterioration of the laminated structure due to moisture and oxygen in the atmosphere. Further, when the organic EL display device is a top emission type, it is desirable that the protective film is made of a material that transmits, for example, 80% or more of the light generated in the laminated structure. Insulating materials such as amorphous silicon (α-Si), amorphous silicon carbide (α-SiC), amorphous silicon nitride (α-Si _1-x N _x ), amorphous silicon oxide (α-Si _1-y O _y) ) And amorphous carbon (α-C). Since such an inorganic amorphous insulating material does not generate grains, it has low water permeability and constitutes a good protective film. When the protective film is made of a conductive material, the protective film may be made of a transparent conductive material such as ITO or IZO. The second substrate is disposed on the protective film, and the protective film and the second substrate may be bonded using, for example, an ultraviolet curable adhesive or a thermosetting adhesive.

第１基板や第２基板の構成材料として、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ₂Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ₂）、硼珪酸ガラス（Ｎａ₂Ｏ・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）、鉛ガラス（Ｎａ₂Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ₂）、各種プラスチック基板を例示することができる。第１基板と第２基板の構成材料は、同じであっても異なっていてもよい。 As a constituent material of the first substrate and the second substrate, high strain point glass, soda glass (Na ₂ O · CaO · SiO ₂ ), borosilicate glass (Na ₂ O · B ₂ O ₃ · SiO ₂ ), forsterite ( 2MgO · SiO ₂ ), lead glass (Na ₂ O · PbO · SiO ₂ ), and various plastic substrates. The constituent materials of the first substrate and the second substrate may be the same or different.

通常、下部電極は、絶縁層によって覆われている。また、絶縁層には開口部が設けられており、開口部の底部に露出した下部電極の部分の上から、開口部を取り囲む絶縁層の部分に亙り、積層構造体が設けられている。絶縁層は、平坦性に優れ、しかも、積層構造体の水分による劣化を防止して発光輝度を維持するために、吸水率の低い絶縁材料から構成することが好ましく、具体的には、ポリイミド樹脂やフォトレジスト材料等の有機絶縁材料を挙げることができる。 Usually, the lower electrode is covered with an insulating layer. In addition, an opening is provided in the insulating layer, and a laminated structure is provided from above the portion of the lower electrode exposed at the bottom of the opening to the portion of the insulating layer surrounding the opening. The insulating layer is preferably made of an insulating material having a low water absorption rate in order to maintain excellent light emission luminance by preventing deterioration of the laminated structure due to moisture, and specifically, a polyimide resin. And organic insulating materials such as photoresist materials.

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の有機ＥＬ素子を組み込んだ有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置と略称する）において、有機ＥＬ表示装置をカラー表示の有機ＥＬ表示装置としたとき、有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子のそれぞれによって、副画素が構成される。ここで、１画素は、例えば、赤色を発光する赤色発光副画素、緑色を発光する緑色発光副画素、及び、青色を発光する青色発光副画素の３種類の副画素から構成されている。従って、この場合、有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子の数をＮ×Ｍ個とした場合、画素数は（Ｎ×Ｍ）／３である。そして、限定するものではないが、Ｎ×Ｍ個の（即ち、全ての）有機ＥＬ素子を構成する積層構造体が、１枚の上部電極によって覆われている構成とすることが好ましい。 In an organic electroluminescence display device (abbreviated as an organic EL display device) incorporating the organic EL element of the present invention including the preferred embodiments and configurations described above, when the organic EL display device is a color display organic EL display device Each of the organic EL elements constituting the organic EL display device constitutes a subpixel. Here, one pixel is composed of, for example, three types of subpixels: a red light emitting subpixel that emits red light, a green light emitting subpixel that emits green light, and a blue light emitting subpixel that emits blue light. Therefore, in this case, when the number of organic EL elements constituting the organic EL display device is N × M, the number of pixels is (N × M) / 3. Although not limited thereto, it is preferable that the laminated structure constituting N × M (that is, all) organic EL elements is covered with one upper electrode.

本発明においては、上部電極と積層構造体とは、下から電荷注入層及び電荷輸送層から成る２層構造層を介して電気的に接続されているので、電荷（電子あるいは正孔）が、高い移動度をもって、上部電極から２層構造層を介して積層構造体に注入される。それ故、有機ＥＬ素子の長時間に亙る使用（発光）によっても、発光輝度が急速に低下することがないし、駆動電圧が上昇することもなく、長期に亙り高い信頼性を有する有機ＥＬ素子を提供することができる。 In the present invention, since the upper electrode and the laminated structure are electrically connected from below through a two-layer structure layer composed of a charge injection layer and a charge transport layer, charges (electrons or holes) are It is injected into the laminated structure from the upper electrode through the two-layer structure layer with high mobility. Therefore, even if the organic EL element is used (emission) for a long time, the light emission luminance does not decrease rapidly, the driving voltage does not increase, and an organic EL element having high reliability over a long period of time is obtained. Can be provided.

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.

実施例１は、本発明の有機ＥＬ素子に関する。実施例１の有機ＥＬ素子の模式的な一部断面図を図１の（Ａ）に示す。また、実施例１の有機ＥＬ素子が組み込まれた有機ＥＬ表示装置の模式的な一部断面図を図１の（Ｂ）に示す。実施例１の有機ＥＬ表示装置は、アクティブマトリックス型のカラー表示の有機ＥＬ表示装置であり、上面発光型である。即ち、上部電極を通して光が出射される。 Example 1 relates to the organic EL device of the present invention. A schematic partial cross-sectional view of the organic EL element of Example 1 is shown in FIG. Moreover, the typical partial cross section figure of the organic electroluminescence display in which the organic electroluminescent element of Example 1 was integrated is shown to FIG. 1, (B). The organic EL display device of Example 1 is an active matrix color display organic EL display device, which is a top emission type. That is, light is emitted through the upper electrode.

有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子１０を、複数（例えば、Ｎ×Ｍ＝２８８０×５４０）、有する。尚、１つの有機ＥＬ素子１０は、１つの副画素を構成する。従って、有機ＥＬ表示装置は、（Ｎ×Ｍ）／３の画素を有する。ここで、１画素は、赤色を発光する赤色発光副画素、緑色を発光する緑色発光副画素、及び、青色を発光する青色発光副画素の３種類の副画素から構成されている。 The organic EL display device has a plurality (for example, N × M = 2880 × 540) of organic EL elements 10. One organic EL element 10 constitutes one subpixel. Accordingly, the organic EL display device has (N × M) / 3 pixels. Here, one pixel includes three types of sub-pixels: a red light-emitting subpixel that emits red light, a green light-emitting subpixel that emits green light, and a blue light-emitting subpixel that emits blue light.

有機ＥＬ素子１０は、
（Ａ）下部電極２１、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた積層構造体２３、及び、
（Ｃ）上部電極２２、
を具備している。そして、積層構造体２３と上部電極２２との間に、下から電荷注入層４１Ａ及び電荷輸送層４１Ｂから成る２層構造層４１が形成されている。 The organic EL element 10 is
(A) Lower electrode 21,
(B) a laminated structure 23 having a light emitting layer made of an organic light emitting material, and
(C) Upper electrode 22,
It has. A two-layer structure layer 41 including a charge injection layer 41A and a charge transport layer 41B is formed between the stacked structure 23 and the upper electrode 22 from the bottom.

ここで、下部電極２１はアノード電極であり、上部電極２２はカソード電極であり、電荷注入層４１Ａは電子注入層から成り、電荷輸送層４１Ｂは電子輸送層から成る。具体的には、下部電極２１は、銀−サマリウム−銅の合金層とＩＴＯ層との積層体（図面では１層で表す）から成り、上部電極２２は、マグネシウム（Ｍｇ）を含む導電材料、具体的には、厚さ１０ｎｍのＭｇ−Ａｇ合金から成り、複数（具体的には、Ｎ×Ｍ個）の有機ＥＬ素子を構成する積層構造体２３の全面を覆っている。尚、上部電極２２の波長４５０ｎｍから６５０ｎｍにおける平均光透過率は５０．３％である。２層構造層４１と上部電極２２との間には、積層構造体２３への電子注入性を高め、有機ＥＬ素子の低駆動電圧化と高効率、長寿命化のために、第２の電荷注入層２６（例えば、厚さ０．３ｎｍのＬｉＦから成る電子注入層）が形成されている。第２の電荷注入層２６を、図１の（Ａ）にのみ、図示した。下部電極２１は、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき形成されている。上部電極２２は、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法によって成膜されている。 Here, the lower electrode 21 is an anode electrode, the upper electrode 22 is a cathode electrode, the charge injection layer 41A is composed of an electron injection layer, and the charge transport layer 41B is composed of an electron transport layer. Specifically, the lower electrode 21 is composed of a laminate (represented by one layer in the drawing) of a silver-samarium-copper alloy layer and an ITO layer, and the upper electrode 22 is a conductive material containing magnesium (Mg), Specifically, it is made of an Mg—Ag alloy having a thickness of 10 nm, and covers the entire surface of the multilayer structure 23 constituting a plurality (specifically, N × M) of organic EL elements. The average light transmittance of the upper electrode 22 at a wavelength of 450 nm to 650 nm is 50.3%. Between the two-layer structure layer 41 and the upper electrode 22, the second charge is increased in order to increase the electron injection property to the laminated structure 23 and to reduce the driving voltage, high efficiency, and long life of the organic EL element. An injection layer 26 (for example, an electron injection layer made of LiF having a thickness of 0.3 nm) is formed. The second charge injection layer 26 is shown only in FIG. The lower electrode 21 is formed based on a combination of a vacuum deposition method and an etching method. The upper electrode 22 is formed by a film forming method in which the energy of film forming particles is small, such as a vacuum evaporation method.

積層構造体２３は、例えば、正孔輸送層、及び、電子輸送層を兼ねた発光層の積層構造、あるいは又、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層の積層構造から構成されているが、図面では１層で表した。各積層構造体２３は、具体的には、赤色発光副画素を構成する有機ＥＬ素子における積層構造体、緑色発光副画素を構成する有機ＥＬ素子における積層構造体、及び、青色発光副画素を構成する有機ＥＬ素子における積層構造体から構成されている。 The laminated structure 23 is composed of, for example, a laminated structure of a light emitting layer that also serves as a hole transport layer and an electron transport layer, or a laminated structure of a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer. However, it is represented by one layer in the drawing. Specifically, each laminated structure 23 constitutes a laminated structure in an organic EL element constituting a red light emitting subpixel, a laminated structure in an organic EL element constituting a green light emitting subpixel, and a blue light emitting subpixel. It is comprised from the laminated structure in the organic EL element to do.

２層構造層４１（図１の（Ａ）以外の図面では１層で示す）を構成する電荷注入層４１Ａは、電子注入層、より具体的には、厚さ０．３ｎｍのＬｉＦから成り、電荷輸送層４１Ｂは、電子輸送層、より具体的には、厚さ１５ｎｍのバソクプロイン（ＢＣＰ）から成る。２層構造層４１も、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法によって成膜されている。 The charge injection layer 41A constituting the two-layer structure layer 41 (shown as one layer in the drawings other than FIG. 1A) is composed of an electron injection layer, more specifically, LiF having a thickness of 0.3 nm. The charge transport layer 41B is made of an electron transport layer, more specifically, bathocuproine (BCP) having a thickness of 15 nm. The two-layer structure layer 41 is also formed by a film forming method in which the energy of film forming particles is small, such as a vacuum evaporation method.

有機ＥＬ素子を構成する下部電極２１は、ＣＶＤ法に基づき形成されたＳｉＯ₂から成る層間絶縁層１６（より具体的には、上層層間絶縁層１６Ｂ）上に設けられている。そして、この層間絶縁層１６は、第１基板１１上に形成された有機ＥＬ素子駆動部を覆っている。有機ＥＬ素子駆動部は、複数のＴＦＴから構成されており、ＴＦＴと下部電極２１とは、層間絶縁層（より具体的には、上層層間絶縁層１６Ｂ）に設けられたコンタクトプラグ１８、配線１７、コンタクトプラグ１７Ａを介して電気的に接続されている。尚、図面においては、１つの有機ＥＬ素子駆動部につき、１つのＴＦＴを図示した。 The lower electrode 21 constituting the organic EL element is provided on an interlayer insulating layer 16 (more specifically, an upper interlayer insulating layer 16B) made of SiO ₂ formed based on the CVD method. The interlayer insulating layer 16 covers the organic EL element driving unit formed on the first substrate 11. The organic EL element driving unit is composed of a plurality of TFTs, and the TFT and the lower electrode 21 are made of a contact plug 18 and a wiring 17 provided in an interlayer insulating layer (more specifically, an upper interlayer insulating layer 16B). Are electrically connected via a contact plug 17A. In the drawing, one TFT is shown for one organic EL element driving unit.

下部電極２１は、絶縁層２４によって覆われている。また、絶縁層２４には開口部２５が設けられており、開口部２５の底部に露出した下部電極２１の部分の上から、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分２４’に亙り、積層構造体２３が設けられている。絶縁層２４は、平坦性に優れ、しかも、積層構造体２３の水分による劣化を防止して発光輝度を維持するために吸水率の低い絶縁材料、具体的には、ポリイミド樹脂から構成されている。 The lower electrode 21 is covered with an insulating layer 24. The insulating layer 24 is provided with an opening 25. The insulating layer 24 extends from a portion of the lower electrode 21 exposed at the bottom of the opening 25 to a portion 24 ′ of the insulating layer 24 surrounding the opening 25, and has a laminated structure. A body 23 is provided. The insulating layer 24 is excellent in flatness, and is made of an insulating material having a low water absorption rate, specifically, a polyimide resin, in order to prevent the laminated structure 23 from being deteriorated by moisture and maintain the light emission luminance. .

上部電極２２上には、積層構造体２３への水分の到達防止を目的として、真空蒸着法に基づき、窒化シリコン（Ｓｉ_1-xＮ_x）から成る絶縁性の保護膜３１が設けられている。保護膜３１の上には第２基板３３が配されているが、保護膜３１と第２基板３３とは、紫外線硬化型接着剤から成る接着層３２によって接着されている。また、第１基板１１や第２基板３３は、ソーダガラスから構成されている。 An insulating protective film 31 made of silicon nitride (Si _1-x N _x ) is provided on the upper electrode 22 based on a vacuum deposition method for the purpose of preventing moisture from reaching the laminated structure 23. . The second substrate 33 is disposed on the protective film 31. The protective film 31 and the second substrate 33 are bonded to each other by an adhesive layer 32 made of an ultraviolet curable adhesive. Moreover, the 1st board | substrate 11 and the 2nd board | substrate 33 are comprised from soda glass.

実施例１の有機ＥＬ素子の製造方法の概要を、以下、図２の（Ａ）〜（Ｃ）、図３の（Ａ）〜（Ｂ）、及び、図４を参照して説明する。 An outline of a method for manufacturing the organic EL element of Example 1 will be described below with reference to FIGS. 2A to 2C, FIGS. 3A to 3B, and FIG.

［工程−１００］
先ず、第１基板１１上に、副画素毎にＴＦＴを、周知の方法で作製する。ＴＦＴは、第１基板１１上に形成されたゲート電極１２、第１基板１１及びゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁膜１３、ゲート絶縁膜１３上に形成された半導体層に設けられたソース／ドレイン領域１４、並びに、ソース／ドレイン領域１４の間であって、ゲート電極１２の上方に位置する半導体層の部分が相当するチャネル形成領域１５から構成されている。尚、図示した例にあっては、ＴＦＴをボトムゲート型としたが、トップゲート型であってもよい。ＴＦＴのゲート電極１２は、走査回路（図示せず）に接続されている。次に、第１基板１１上に、ＴＦＴを覆うように、ＳｉＯ₂から成る下層層間絶縁層１６ＡをＣＶＤ法にて成膜した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、下層層間絶縁層１６Ａに開口１６’を形成する（図２の（Ａ）参照）。 [Step-100]
First, a TFT for each subpixel is formed on the first substrate 11 by a known method. The TFT includes a gate electrode 12 formed on the first substrate 11, a gate insulating film 13 formed on the first substrate 11 and the gate electrode 12, and a source provided on a semiconductor layer formed on the gate insulating film 13. The portion of the semiconductor layer located between the / drain region 14 and the source / drain region 14 and above the gate electrode 12 is constituted by a corresponding channel forming region 15. In the illustrated example, the TFT is a bottom gate type, but may be a top gate type. The gate electrode 12 of the TFT is connected to a scanning circuit (not shown). Next, a lower interlayer insulating layer 16A made of SiO _{2 is} formed on the first substrate 11 so as to cover the TFT by the CVD method, and then the lower interlayer insulating layer 16A is formed based on the photolithography technique and the etching technique. An opening 16 ′ is formed (see FIG. 2A).

［工程−１１０］
次いで、下層層間絶縁層１６Ａ上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、アルミニウムから成る配線１７を形成する。尚、配線１７は、開口１６’内に設けられたコンタクトプラグ１７Ａを介して、ＴＦＴのソース／ドレイン領域１４に電気的に接続されている。配線１７は、信号供給回路（図示せず）に接続されている。そして、全面にＳｉＯ₂から成る上層層間絶縁層１６ＢをＣＶＤ法にて成膜する。次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、上層層間絶縁層１６Ｂ上に開口１８’を形成する（図２の（Ｂ）参照）。 [Step-110]
Next, a wiring 17 made of aluminum is formed on the lower interlayer insulating layer 16A based on a combination of a vacuum deposition method and an etching method. The wiring 17 is electrically connected to the source / drain region 14 of the TFT via a contact plug 17A provided in the opening 16 ′. The wiring 17 is connected to a signal supply circuit (not shown). Then, an upper interlayer insulating layer 16B made of SiO _{2 is} formed on the entire surface by the CVD method. Next, an opening 18 ′ is formed on the upper interlayer insulating layer 16B based on the photolithography technique and the etching technique (see FIG. 2B).

［工程−１２０］
その後、上層層間絶縁層１６Ｂ上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、銀−サマリウム−銅の合金層とＩＴＯ層（厚さ１０ｎｍ）との積層体から成る下部電極２１を形成する（図２の（Ｃ）参照）。尚、下部電極２１は、開口１８’内に設けられたコンタクトプラグ１８を介して、配線１７に電気的に接続されている。 [Step-120]
Thereafter, on the upper interlayer insulating layer 16B, a lower electrode 21 made of a laminate of a silver-samarium-copper alloy layer and an ITO layer (thickness 10 nm) is formed on the basis of a combination of a vacuum deposition method and an etching method. (See FIG. 2C). The lower electrode 21 is electrically connected to the wiring 17 via a contact plug 18 provided in the opening 18 ′.

［工程−１３０］
次いで、開口部２５を有し、開口部２５の底部に下部電極２１が露出した絶縁層２４を、下部電極２１を含む層間絶縁層１６上に形成する（図３の（Ａ）参照）。具体的には、スピンコーティング法及びエッチング法に基づき、厚さ１μｍのポリイミド樹脂から成る絶縁層２４を、層間絶縁層１６の上、及び、下部電極２１の周辺部の上に形成する。尚、開口部２５を囲む絶縁層２４の部分２４’は、なだらかな斜面を構成していることが好ましい。 [Step-130]
Next, an insulating layer 24 having an opening 25 and having the lower electrode 21 exposed at the bottom of the opening 25 is formed on the interlayer insulating layer 16 including the lower electrode 21 (see FIG. 3A). Specifically, an insulating layer 24 made of polyimide resin having a thickness of 1 μm is formed on the interlayer insulating layer 16 and on the peripheral portion of the lower electrode 21 based on a spin coating method and an etching method. The portion 24 ′ of the insulating layer 24 surrounding the opening 25 preferably forms a gentle slope.

［工程−１４０］
次に、開口部２５の底部に露出した下部電極２１の部分の上から、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分２４’に亙り、積層構造体２３を形成する（図３の（Ｂ）参照）。尚、積層構造体２３は、例えば、有機材料から成る正孔輸送層、電子輸送層を兼ねた発光層が順次積層されている。あるいは又、積層構造体２３は、例えば、有機材料から成る正孔輸送層、発光層、電子輸送層が順次積層されている。具体的には、絶縁層２４を一種のスペーサとし、各副画素を構成する積層構造体２３を形成するためのメタルマスク（図示せず）を絶縁層２４の突起部の上に載置した状態で、抵抗加熱に基づき、有機材料を真空蒸着する。有機材料は、メタルマスクに設けられた開口を通過し、副画素を構成する開口部２５の底部に露出した下部電極２１の部分の上から、開口部２５を取り囲む絶縁層２４の部分２４’の上に亙り堆積する。 [Step-140]
Next, a laminated structure 23 is formed over the portion 24 ′ of the insulating layer 24 surrounding the opening 25 from the portion of the lower electrode 21 exposed at the bottom of the opening 25 (see FIG. 3B). ). Note that, in the laminated structure 23, for example, a hole transport layer made of an organic material and a light emitting layer that also serves as an electron transport layer are sequentially laminated. Alternatively, in the laminated structure 23, for example, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer made of an organic material are sequentially laminated. Specifically, the insulating layer 24 is a kind of spacer, and a metal mask (not shown) for forming the laminated structure 23 constituting each subpixel is placed on the protruding portion of the insulating layer 24. Then, an organic material is vacuum-deposited based on resistance heating. The organic material passes through the opening provided in the metal mask, and from above the portion of the lower electrode 21 exposed at the bottom of the opening 25 constituting the subpixel, the portion 24 ′ of the insulating layer 24 surrounding the opening 25. Accumulate on top.

青色発光副画素を構成する有機ＥＬ素子における積層構造体（有機層）にあっては、正孔注入層として、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ［4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine］を１８ｎｍの膜厚で蒸着した。次に、正孔輸送層として、例えば、α−ＮＰＤ［4,4-bis(N-1-naphthyl-N-phenylamino)biphenyl］を１５ｎｍの膜厚で蒸着した。次いで、発光層として、例えば、ＡＤＮ（9,10-di-(2-naphthyl)anthracene）にペリレンを１重量％混合した共蒸着膜を３５ｎｍの膜厚で蒸着し、電子輸送層として、例えば、バソクプロイン［Bathocuproine：2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10phenanthroline］を１１５ｎｍの膜厚で成膜した。これらの層は、同一の真空蒸着装置内で連続して蒸着した。 In the laminated structure (organic layer) in the organic EL element constituting the blue light emitting subpixel, for example, m-MTDATA [4,4 ', 4 "-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine is used as the hole injection layer. Next, as a hole transport layer, for example, α-NPD [4,4-bis (N-1-naphthyl-N-phenylamino) biphenyl] is deposited to a thickness of 15 nm. Next, as a light emitting layer, for example, a co-deposited film in which 1% by weight of perylene was mixed with ADN (9,10-di- (2-naphthyl) anthracene) was deposited at a film thickness of 35 nm, and as an electron transporting layer, For example, bathocuproine (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10phenanthroline) was deposited to a thickness of 115 nm, and these layers were continuously deposited in the same vacuum deposition apparatus.

また、緑色発光副画素を構成する有機ＥＬ素子における積層構造体（有機層）にあっては、正孔注入層として、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを２５ｎｍの膜厚で蒸着した。次いで、正孔輸送層を兼ねる発光層として、例えば、α−ＮＰＤを２０ｎｍの膜厚で蒸着した。次に、発光層として、例えば、ＡＤＮにクマリン６を１重量％混合した共蒸着膜を３０ｎｍ成膜した。更に、電子輸送層として、例えば、バソクプロインを１４０ｎｍの膜厚で蒸着した。これらの層は、同一の真空蒸着装置内で連続して蒸着した。 Moreover, in the laminated structure (organic layer) in the organic EL element which comprises a green light emission subpixel, m-MTDATA was vapor-deposited with the film thickness of 25 nm as a positive hole injection layer, for example. Next, for example, α-NPD was deposited to a thickness of 20 nm as a light-emitting layer that also serves as a hole transport layer. Next, as a light emitting layer, for example, a co-evaporated film in which 1% by weight of coumarin 6 was mixed with ADN was formed to a thickness of 30 nm. Furthermore, for example, bathocuproine was vapor-deposited with a film thickness of 140 nm as the electron transport layer. These layers were successively deposited in the same vacuum deposition apparatus.

更には、赤色発光副画素を構成する有機ＥＬ素子における積層構造体（有機層）にあっては、正孔注入層として、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを２５ｎｍの膜厚で蒸着した。次いで、正孔輸送層として、例えば、α−ＮＰＤを３０ｎｍの膜厚で蒸着した。その後、発光層として、例えば、ＢＳＢ−ＢＣＮ［2,5-bis{4-(N-methoxyphenyl-N-phenylamino)styryl}benzene-1,4-dicarbonitrile］を３０ｎｍの膜厚で蒸着した後、電子輸送層として、例えば、バソクプロインを１８０ｎｍの膜厚で蒸着した。これらの層は、同一の真空蒸着装置内で連続して蒸着した。 Furthermore, in the laminated structure (organic layer) in the organic EL element constituting the red light emitting subpixel, for example, m-MTDATA was deposited as a hole injection layer with a film thickness of 25 nm. Next, for example, α-NPD was deposited in a thickness of 30 nm as a hole transport layer. Then, as a light emitting layer, for example, BSB-BCN [2,5-bis {4- (N-methoxyphenyl-N-phenylamino) styryl} benzene-1,4-dicarbonitrile] is vapor-deposited with a film thickness of 30 nm. As the transport layer, for example, bathocuproine was deposited with a film thickness of 180 nm. These layers were successively deposited in the same vacuum deposition apparatus.

［工程−１５０］
その後、表示領域の全面に、下から電荷注入層４１Ａ及び電荷輸送層４１Ｂから成る２層構造層４１を、抵抗加熱に基づき有機材料を真空蒸着することで形成する（図４参照）。２層構造層４１を全面に形成すればよいので、２層構造層４１を形成するためのマスク等は不要であり、製造工程の簡素化、使用するマスク数の低減を図ることができる。また、２層構造層４１は、積層構造体２３に対して影響を及ぼすことのない程度に成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法である真空蒸着法に基づき形成されている。 [Step-150]
Thereafter, a two-layer structure layer 41 composed of a charge injection layer 41A and a charge transport layer 41B is formed on the entire surface of the display region by vacuum evaporation of an organic material based on resistance heating (see FIG. 4). Since the two-layer structure layer 41 may be formed on the entire surface, a mask or the like for forming the two-layer structure layer 41 is not necessary, and the manufacturing process can be simplified and the number of masks to be used can be reduced. The two-layer structure layer 41 is formed on the basis of a vacuum deposition method, which is a film formation method in which the energy of the film formation particles is small enough not to affect the laminated structure 23.

［工程−１６０］
その後、表示領域の全面に、即ち、２層構造層４１上に、積層構造体２３への電子注入性を高めるために、第２の電荷注入層２６（例えば、厚さ０．３ｎｍのＬｉＦから成る電子注入層）を形成し、更に、第２の電荷注入層２６の上に上部電極２２を形成する。第２の電荷注入層２６及び上部電極２２は、Ｎ×Ｍ個の有機ＥＬ素子を構成する積層構造体２３の全面を覆っている。第２の電荷注入層２６及び上部電極２２は、積層構造体２３に対して影響を及ぼすことのない程度に成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法である真空蒸着法に基づき形成されている。また、積層構造体２３を大気に暴露することなく、積層構造体２３の形成と同一の真空蒸着装置内において連続して、２層構造層４１、第２の電荷注入層２６及び上部電極２２の形成を行うことで、大気中の水分や酸素による積層構造体２３の劣化を防止することができる。具体的には、Ｍｇ−Ａｇ（体積比１０：１）の共蒸着膜を厚さ１０ｎｍ成膜することで、上部電極２２を得ることができる。 [Step-160]
Thereafter, the second charge injection layer 26 (for example, from LiF having a thickness of 0.3 nm is formed on the entire surface of the display region, that is, on the two-layer structure layer 41, in order to improve the electron injection property into the stacked structure 23. And an upper electrode 22 is formed on the second charge injection layer 26. The second charge injection layer 26 and the upper electrode 22 cover the entire surface of the multilayer structure 23 constituting the N × M organic EL elements. The second charge injection layer 26 and the upper electrode 22 are formed based on a vacuum deposition method, which is a film forming method in which the energy of the film forming particles is small enough not to affect the stacked structure 23. Further, without exposing the laminated structure 23 to the atmosphere, the two-layer structure layer 41, the second charge injection layer 26, and the upper electrode 22 are continuously formed in the same vacuum deposition apparatus as the formation of the laminated structure 23. By performing the formation, deterioration of the laminated structure 23 due to moisture and oxygen in the atmosphere can be prevented. Specifically, the upper electrode 22 can be obtained by forming a co-deposited film of Mg—Ag (volume ratio 10: 1) to a thickness of 10 nm.

［工程−１７０］
次いで、上部電極２２上に、窒化シリコン（Ｓｉ_1-xＮ_x）から成る絶縁性の保護膜３１を真空蒸着法に基づき形成する。保護膜３１の形成は、上部電極２２を大気に暴露することなく、上部電極２２の形成と同一の真空蒸着装置内において連続して行うことで、大気中の水分や酸素による積層構造体２３の劣化を防止することができる。その後、保護膜３１と第２基板３３とを、紫外線硬化型接着剤から成る接着層３２によって接着する。最後に、外部回路との接続を行うことで、実施例１の有機ＥＬ素子、有機ＥＬ表示装置を完成させることができる。 [Step-170]
Next, an insulating protective film 31 made of silicon nitride (Si _1-x N _x ) is formed on the upper electrode 22 based on a vacuum deposition method. The formation of the protective film 31 is continuously performed in the same vacuum deposition apparatus as that of the formation of the upper electrode 22 without exposing the upper electrode 22 to the atmosphere. Deterioration can be prevented. Thereafter, the protective film 31 and the second substrate 33 are bonded by an adhesive layer 32 made of an ultraviolet curable adhesive. Finally, by connecting to an external circuit, the organic EL element and the organic EL display device of Example 1 can be completed.

比較のために、２層構造層４１を形成しない点を除き、実施例１の有機ＥＬ素子と同じ構成、構造を有する比較例１の有機ＥＬ素子を作製した。尚、積層構造体全体の厚さを、実施例１の有機ＥＬ素子と同じとした。 For comparison, an organic EL element of Comparative Example 1 having the same configuration and structure as the organic EL element of Example 1 was produced except that the two-layer structure layer 41 was not formed. The thickness of the entire laminated structure was the same as that of the organic EL element of Example 1.

得られた実施例１及び比較例１の有機ＥＬ素子の発光特性を評価したところ、以下のとおりとなった。 The light emission characteristics of the obtained organic EL elements of Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated and were as follows.

電流効率（ｃｄ／Ａ）色度（ｘ，ｙ）
実施例１５．３（０．１３４，０．１００）
比較例１４．０（０．１３７，０．０８７） Current efficiency (cd / A) Chromaticity (x, y)
Example 1 5.3 (0.134, 0.100)
Comparative Example 1 4.0 (0.137, 0.087)

図５の（Ａ）及び（Ｂ）に、実施例１及び比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子における輝度の経時変化及び駆動電圧の経時変化を測定した結果を示すグラフを示す。尚、有機ＥＬ素子の駆動条件を、温度・電流加速状態において、周波数６０Ｈｚ、２５％デューティー発光とした。測定結果から、実施例１の方が、比較例１よりも、輝度の経時変化が少なく、しかも、駆動電圧の上昇が小さく、長期間に亙り、安定して高い表示品位を保つことができることが判った。 5A and 5B are graphs showing the results of measuring the temporal change in luminance and the temporal change in drive voltage in the organic electroluminescent elements of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. The driving conditions of the organic EL element were a frequency of 60 Hz and 25% duty light emission in the temperature / current acceleration state. From the measurement results, Example 1 has less change with time in luminance than Comparative Example 1, and also has a small increase in drive voltage, and can stably maintain a high display quality over a long period of time. understood.

特に、従来においては、専ら、発光効率の低下が少ない有機ＥＬ素子に着目されていたが、本発明の有機ＥＬ素子においては、発光効率の長期安定性に加えて、駆動電圧の長期安定性が優れている。このように、安定した駆動電圧特性を有するということは、有機ＥＬ表示装置のアクティブマトリックス型駆動において、駆動電圧の上昇による電流低下と、これに起因した輝度の急速なる低下を防止することができ、長期に亙って安定して画像を表示し得る有機ＥＬ表示装置を提供することができる。 In particular, in the past, attention has been paid exclusively to organic EL elements with little decrease in luminous efficiency. However, in the organic EL element of the present invention, in addition to long-term stability of luminous efficiency, long-term stability of drive voltage is high. Are better. As described above, having stable driving voltage characteristics can prevent current decrease due to increase in driving voltage and rapid decrease in luminance due to the increase in driving voltage in the active matrix driving of the organic EL display device. It is possible to provide an organic EL display device capable of displaying an image stably over a long period of time.

以上、好ましい実施例に基づき本発明を説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。実施例における有機ＥＬ表示装置や有機ＥＬ素子の構成、構造、有機ＥＬ表示装置や有機ＥＬ素子を構成する材料等は例示であり、適宜、変更することができる。実施例においては、絶縁層の形状を突起部を有する形状としたが、絶縁層の形状はこれに限定するものではなく、絶縁層の頂面が積層構造体の頂面と略同じレベルにある構成とすることもできる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to this Example. The configurations and structures of the organic EL display device and the organic EL element and the materials constituting the organic EL display device and the organic EL element in the examples are examples, and can be appropriately changed. In the embodiment, the shape of the insulating layer is a shape having a protrusion, but the shape of the insulating layer is not limited to this, and the top surface of the insulating layer is at substantially the same level as the top surface of the laminated structure. It can also be configured.

有機ＥＬ表示装置を透過型とすることもできる。そして、下部電極をアノード電極として用いる場合、下部電極は、ＩＴＯやＩＺＯのように、仕事関数の値が大きく、且つ、光透過率の高い導電材料から構成することが望ましい。一方、下部電極をカソード電極として用いる場合、下部電極は、仕事関数の値が小さく、且つ、光透過率の高い導電材料から構成することが望ましい。更には、上部電極をカソード電極として用いる場合、上部電極は、仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料から構成することが望ましい。一方、上部電極をアノード電極として用いる場合、上部電極は、仕事関数の値が大きく、且つ、光反射率の高い導電材料から構成することが望ましい。 The organic EL display device can also be a transmissive type. When the lower electrode is used as the anode electrode, the lower electrode is preferably made of a conductive material having a large work function value and high light transmittance, such as ITO or IZO. On the other hand, when the lower electrode is used as the cathode electrode, the lower electrode is preferably made of a conductive material having a small work function value and high light transmittance. Furthermore, when the upper electrode is used as a cathode electrode, it is desirable that the upper electrode is made of a conductive material having a small work function value and high light reflectance. On the other hand, when the upper electrode is used as the anode electrode, the upper electrode is preferably made of a conductive material having a large work function value and high light reflectance.

実施例１においては、積層構造体を副画素毎に形成したが、場合によっては、赤色を発光する赤色発光副画素、及び、緑色を発光する緑色発光副画素のそれぞれについては、副画素を規定する領域毎に積層構造体を形成し、青色を発光する青色発光副画素については、表示領域全面に青色を発光する積層構造体を形成する形態とすることもできる。尚、上部電極は、係る青色を発光する積層構造体の上に、青色を発光する積層構造体の全面を覆うように形成する。この場合、赤色発光副画素に関しては、赤色を発光する積層構造体と青色を発光する積層構造体の積層構造となるが、下部電極と上部電極との間で電流を流すと赤色を発光する。同様に、緑色発光副画素に関しては、緑色を発光する積層構造体と青色を発光する積層構造体の積層構造となるが、下部電極と上部電極との間で電流を流すと緑色を発光する。 In the first embodiment, the stacked structure is formed for each subpixel. However, in some cases, a subpixel is defined for each of the red light emitting subpixel that emits red light and the green light emitting subpixel that emits green light. For each blue light emitting subpixel that emits blue light, a laminated structure that emits blue light may be formed over the entire display region. The upper electrode is formed on the laminated structure that emits blue light so as to cover the entire surface of the laminated structure that emits blue light. In this case, the red light emitting subpixel has a laminated structure of a laminated structure that emits red light and a laminated structure that emits blue light, but emits red light when a current is passed between the lower electrode and the upper electrode. Similarly, the green light emitting sub-pixel has a stacked structure of a stacked structure that emits green light and a stacked structure that emits blue light, but emits green light when a current is passed between the lower electrode and the upper electrode.

図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子の模式的な一部断面図、及び、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の模式的な一部断面図である。1A and 1B are a schematic partial cross-sectional view of an organic electroluminescence element of Example 1, and a schematic partial cross-sectional view of an organic electroluminescence display device of Example 1, respectively. It is. 図２の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法の概要を説明するための第１基板等の模式的な一部端面図である。2A, 2 B, and 2 C are schematic partial end views of the first substrate and the like for explaining the outline of the method for manufacturing the organic electroluminescence display device of Example 1. FIG. 図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、図２の（Ｃ）に引き続き、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法の概要を説明するための第１基板等の模式的な一部端面図である。3A and 3B are schematic partial views of the first substrate and the like for explaining the outline of the manufacturing method of the organic electroluminescence display device of Example 1 following FIG. 2C. It is an end view. 図４は、図３の（Ｂ）に引き続き、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法の概要を説明するための第１基板等の模式的な一部端面図である。FIG. 4 is a schematic partial end view of the first substrate and the like for explaining the outline of the manufacturing method of the organic electroluminescence display device of Example 1 following FIG. 図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１及び比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子における輝度の経時変化及び駆動電圧の経時変化を測定した結果を示すグラフである。5A and 5B are graphs showing the results of measuring the temporal change in luminance and the temporal change in drive voltage in the organic electroluminescent elements of Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・有機エレクトロルミネッセンス素子、１１・・・第１基板、１２・・・ゲート電極、１３・・・ゲート絶縁膜、１４・・・ソース／ドレイン領域、１５・・・チャネル形成領域、１６・・・層間絶縁層、１６Ａ・・・下層層間絶縁層、１６’，１８’・・・開口、１６Ｂ・・・上層層間絶縁層、１７・・・配線、１７Ａ，１８・・・コンタクトプラグ、２１・・・下部電極、２２・・・上部電極、２３・・・積層構造体、２４・・・絶縁層、２４’・・・開口部を取り囲む絶縁層の部分、２５・・・開口部、２６・・・第２の電荷注入層、３１・・・保護膜、３２・・・接着層、３３・・・第２基板、４１・・・２層構造層、４１Ａ・・・電荷注入層、４１Ｂ・・・電荷輸送層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Organic electroluminescent element, 11 ... 1st board | substrate, 12 ... Gate electrode, 13 ... Gate insulating film, 14 ... Source / drain region, 15 ... Channel formation region, 16 ... Interlayer insulating layer, 16A ... Lower interlayer insulating layer, 16 ', 18' ... Opening, 16B ... Upper interlayer insulating layer, 17 ... Wiring, 17A, 18 ... Contact plug, 21 ... lower electrode, 22 ... upper electrode, 23 ... laminated structure, 24 ... insulating layer, 24 '... part of insulating layer surrounding opening, 25 ... opening, 26 ... 2nd charge injection layer, 31 ... Protective film, 32 ... Adhesive layer, 33 ... 2nd board | substrate, 41 ... 2 layer structure layer, 41A ... Charge injection layer, 41B: Charge transport layer

Claims

（Ａ）下部電極、
（Ｂ）有機発光材料から成る発光層を備えた積層構造体、及び、
（Ｃ）上部電極、
を具備した有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
積層構造体と上部電極との間に、下から電荷注入層及び電荷輸送層から成る２層構造層が形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 (A) Lower electrode,
(B) a laminated structure including a light emitting layer made of an organic light emitting material, and
(C) upper electrode,
An organic electroluminescence device comprising:
2. An organic electroluminescent device, wherein a two-layer structure layer comprising a charge injection layer and a charge transport layer is formed from below between a laminated structure and an upper electrode.

下部電極はアノード電極であり、上部電極はカソード電極であり、
電荷注入層は電子注入層から成り、電荷輸送層は電子輸送層から成ることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The lower electrode is an anode electrode, the upper electrode is a cathode electrode,
2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the charge injection layer comprises an electron injection layer, and the charge transport layer comprises an electron transport layer.

上部電極はマグネシウムを含む導電材料から成り、上部電極の厚さは４ｎｍ乃至２０ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence device according to claim 2, wherein the upper electrode is made of a conductive material containing magnesium, and the thickness of the upper electrode is 4 nm to 20 nm.

上部電極の直下には、第２の電荷注入層が上部電極と同じパターンで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the second charge injection layer is formed in the same pattern as the upper electrode immediately below the upper electrode.