極東極楽 ごくとうごくらく

豊饒なセカンドライフを求め大還暦までの旅日記

エネルギーと環境75

2024年12月11日 | 光電融合デバイス事業

彦根市ひこにゃんイラスト に対する画像結果
彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え(戦国時代の井伊
軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと)と兜(かぶ
と)を合体させて生まれたキャラクタ-

【季語と短歌:12月12日】

 

         浮寢鳥数だけ別れし雪伊吹   

                 高山 宇 (赤鬼)

 

【関連特許最新技術】
5. 特開2022-158973 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表
示装置の作製方法 株式会社半導体エネルギー研究所

【発明を実施するための形態】
【0036】(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図
1乃至図13を用いて説明する。


図13(A)乃至図13(F)は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図

【0040】各画素の発光デバイスを、青色発光の有機ELデバイスで形
成する場合、各画素において、発光層の塗分けを行う必要がない。よって、
発光デバイスに含まれる画素電極以外の層(例えば発光層など)を、各画
素で共通にすることができる。しかしながら、発光デバイスに含まれる層
には、比較的導電性が高い層もあり、導電性が高い層が各画素で共通で設
けられることで、画素間にリーク電流が発生する場合がある。特に、表示
装置が高精細化または高開口率化され、画素間の距離が小さくなると、当
該リーク電流は無視できない大きさになり、表示装置の表示品位の低下な
どを引き起こす恐れがある。そこで、本発明の一態様に係る表示装置では、
各画素において、発光デバイスの少なくとも一部を島状に形成することで、
表示装置の高精細化と高信頼性化を図る。ここで、当該発光デバイスの島
状に形成する部分には、発光層を含むものとする。
【0041】なお、本明細書等において、島状とは、同一工程で形成され
た同一材料を用いた2以上の層が、物理的に分離されている状態であるこ
とを示す。例えば、島状の発光層とは、当該発光層と、隣接する発光層と
が、物理的に分離されている状態であることを示す。
【0042】例えば、メタルマスク(シャドーマスクともいう)を用いた
真空蒸着法により、島状の発光層を成膜することができる。しかし、この
方法では、メタルマスクの寸法精度、メタルマスクと基板との位置ずれ、
メタルマスクのたわみ、及び蒸気の散乱などによる成膜される膜の輪郭の
広がりなど、様々な影響により、島状の発光層の形状及び位置に設計から
のずれが生じるため、表示装置の高精細化、及び高開口率化が困難である。
また、蒸着の際に、層の輪郭がぼやけて、端部の厚さが薄くなることがあ
る。つまり、島状の発光層は場所によって厚さにばらつきが生じることが
ある。また、大型、高解像度、または高精細な表示装置を作製する場合、
メタルマスクの寸法精度の低さ、及び、熱等による変形により、製造歩留
まりが低くなる懸念がある

【0043】本発明の一態様の表示装置の作製方法では、島状の画素電極
(下部電極ともいえる)を形成し、画素電極の端部を覆う絶縁層を形成し
た後、発光層を含む層(EL層、またはEL層の一部、ということができ
る)を一面に形成し、EL層上に犠牲層(マスク層ともいう)を形成する。
そして、犠牲層上にレジストマスクを形成し、レジストマスクを用いて、
EL層と犠牲層を加工することで、島状の画素電極上に島状のEL層を形
成する。ここでEL層とは少なくとも発光層を含み、発光ユニットという
こともできる。
【0044】このように、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、島
状のEL層は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、
EL層を一面に成膜した後に加工することで形成される。したがって、こ
れまで実現が困難であった高精細な表示装置または高開口率の表示装置を
実現することができる。また、EL層上に犠牲層を設けることで、表示装
置の作製工程中にEL層が受けるダメージを低減し、発光デバイスの信頼
性を高めることができる。

【0045】 隣り合う発光デバイスの間隔について、例えばメタルマスク
を用いた形成方法では10μm未満にすることは困難であるが、上記方法
であれば、8μm以下、6μm以下、4μm以下、3μm以下、2μm以下、
または、1μm以下にまで狭めることができる。さらに、例えばLSI向
けの露光装置を用いることで、500nm以下、200nm以下、100
nm以下、さらには50nm以下にまで間隔を狭めることもできる。これ
により、2つの発光デバイス間に存在しうる非発光領域の面積を大幅に縮
小することができ、開口率を100%に近づけることが可能となる。例え
ば、開口率は、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、さら
には90%以上であって、100%未満を実現することもできる。

【0046】また、EL層自体のパターンについても、メタルマスクを用
いた場合に比べて極めて小さくすることができる。また、例えばEL層の
作り分けにメタルマスクを用いた場合では、パターンの中央と端で厚さの
ばらつきが生じるため、パターン全体の面積に対して、発光領域として使
用できる有効な面積は小さくなる。一方、上記作製方法では、均一な厚さ
に成膜した膜を加工することでパターンを形成するため、パターン内で厚
さを均一にでき、微細なパターンであっても、そのほぼ全域を発光領域と
して用いることができる。そのため、高い精細度と高い開口率を兼ね備え
た表示装置を作製することができる。
【0047】なお、青色光を発する発光デバイスにおいて、EL層を構成
する全ての層を島状に形成する必要はなく、一部の層は同一工程で成膜す
ることができる。本発明の一態様の表示装置の作製方法では、EL層を構
成する一部の層を画素ごとに島状に形成した後、犠牲層を除去し、EL層
を構成する残りの層(例えば、キャリア注入層など)と、共通電極(上部
電極ともいえる)と、を共通して形成することができる。
【0048】一方で、キャリア注入層は、発光デバイスの中では、比較的
導電性が高い層であることが多い。そのため、キャリア注入層が、島状の
EL層の側面に接することで、発光デバイスがショートする恐れがある。
なお、キャリア注入層を島状に設け、共通電極のみを発光デバイス間で共
通して形成する場合についても、共通電極と、島状のEL層の側面、また
は、画素電極の側面とが接することで、発光デバイスがショートする恐れ
がある。
【0049】そこで、本発明の一態様の表示装置は、島状のEL層(例え
ば発光層)の側面を覆う絶縁層と、画素電極の端部を覆う絶縁層と、を有
する。これにより、島状のEL層の少なくとも一部の層、及び画素電極が、
キャリア注入層または共通電極と接することを抑制できる。したがって、
発光デバイスのショートを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることが
できる。
【0050】本発明の一態様の表示装置は、陽極として機能する画素電極
と、画素電極上にこの順で設けられた、それぞれ島状の、正孔注入層、正
孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層と、画素電極の端部を覆う絶縁層と、
正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層のそれぞれの側面を
覆うように設けられた絶縁層と、電子輸送層上に設けられた電子注入層と、
電子注入層上に設けられ、陰極として機能する共通電極と、を有する。
【0051】または、本発明の一態様の表示装置は、陰極として機能する
画素電極と、画素電極上にこの順で設けられた、それぞれ島状の、電子注
入層、電子輸送層、発光層、及び、正孔輸送層と、画素電極の端部を覆う
絶縁層と、電子注入層、電子輸送層、発光層、及び、正孔輸送層のそれぞ
れの側面を覆うように設けられた絶縁層と、正孔輸送層上に設けられた正
孔注入層と、正孔注入層上に設けられ、陽極として機能する共通電極と、
を有する。
【0052】または、本発明の一態様の表示装置は、画素電極と、画素電
極上の第1の発光ユニットと、第1の発光ユニット上の中間層(電荷発生
層ともいう)と、中間層上の第2の発光ユニットと、画素電極の端部を覆
う絶縁層と、第1の発光ユニット、中間層、及び、第2の発光ユニットの
それぞれの側面を覆うように設けられた絶縁層と、第2の発光ユニット上
に設けられた共通電極と、を有する。なお、第2の発光ユニットと共通電
極との間に、各色の発光デバイスに共通の層が設けられていてもよい。
【0053】正孔注入層、電子注入層、または電荷発生層などは、EL層
の中では、比較的導電性が高い層であることが多い。本発明の一態様の表
示装置では、これらの層の側面が絶縁層で覆われるため、共通電極などと
接することを抑制することができる。したがって、発光デバイスのショー
トを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
【0054】また、本発明の一態様の表示装置は、各画素が有する発光デ
バイスがいずれも青色の光を呈し、色変換層によって異なる波長の光へと
変換することで、フルカラー化を達成している。従って、白色の光を呈す
る発光デバイスを作製する場合と比較して、成膜するEL層の層数や材料
の種類を削減することができるため、製造装置及び工程を簡素化して歩留
まりを向上させることができる。

【0055】このような構成とすることで、精細度または解像度が高く、
信頼性の高い、表示装置を作製することができる。例えばペンタイル方式
などの特殊な画素配列方式を適用し、疑似的に精細度を高める必要が無く、
1つの画素に3つ以上の副画素を用いた配列方法であっても、極めて高精
細な表示装置を実現できる。例えば、R、G、Bをそれぞれ一方向に配列
させた、いわゆるストライプ配置で、且つ、500ppi以上、1000
ppi以上、または2000ppi以上、さらには3000ppi以上、
さらには5000ppi以上の精細度の表示装置を実現することができる。
【0056】色変換層としては、蛍光体、または量子ドット(QD:Quー
antum  Dot)を用いることが好ましい。量子ドットは、発光スペク
トルのピーク幅が狭く、色純度のよい発光を得ることができる。これによ
り、表示装置の表示品位を高めることができる。
【0057】EL層などの側面を覆う絶縁層は、単層構造であってもよく
積層構造であってもよい。特に、2層構造の絶縁層を適用することが好ま
しい。例えば、絶縁層の1層目は、EL層に接して形成されるため、無機
絶縁材料を用いて形成することが好ましい。特に、成膜ダメージが小さい
原子層堆積(ALD:Atomic  Layer  Deposition)
法を用いて形成することが好ましい。そのほか、ALD法よりも成膜速度
が速い、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD:Chemical  
Vapor  Deposition)法、または、プラズマ化学気相堆積
(PECVD:Plasma  Enhanced  CVD)法を用いて無機
絶縁層を形成することが好ましい。これにより、信頼性の高い表示装置を
生産性高く作製することができる。また、絶縁層の2層目は、1層目の絶
縁層に形成された凹部を平坦化するように、有機材料を用いて形成するこ
とが好ましい。
【0058】例えば、絶縁層の1層目に、ALD法により形成した酸化ア
ルミニウム膜を用い、絶縁層の2層目に、感光性の有機樹脂膜を用いるこ
とができる。
【0059】また、単層構造の絶縁層を形成してもよい。例えば、無機材
料を用いた単層構造の絶縁層を形成することで、当該絶縁層をEL層の保
護絶縁層として用いることができる。これにより、表示装置の信頼性を高
めることができる。また、例えば、有機材料を用いた単層構造の絶縁層を
形成することで、隣り合うEL層の間を当該絶縁層で充填し、平坦化する
ことができる。これにより、EL層及び絶縁層上に形成する共通電極(上
部電極
 )の被覆性を高めることができる。
【0060】[表示装置の構成例1] 図1(A)及び図1(B)に、本発
明の一態様の表示装置を示す。
【0061】  図1(A)に表示装置100の上面図を示す。表示装置100
は、複数の画素110がマトリクス状に配置された表示部と、表示部の外
側の接続部140と、を有する。
【0062】図1では、副画素110aと副画素110bは、それぞれ発
光デバイス130a、130bに重畳して色変換層129a、129b(
以下、まとめて色変換層129と呼ぶ場合がある。)が設けられ、副画素
110cは色変換層を有さない構成を有している。例えば、色変換層12
9aは、青色の光を赤色の光に変換することができ、色変換層129bは
青色の光を緑色の光に変換することができる。これによって、副画素110a
では赤色の光が外部に取り出され、副画素110bでは緑色の光が外部に
取り出される。色変換層を有さない副画素110cでは、発光デバイス1
30cが呈した青色の光が取り出される。なお、副画素110a、110b、
110cの構成は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色に限られ
ず、例えば副画素110cに色変換層を設けて、黄色(Y)、シアン(C)、
及びマゼンタ(M)の3色の副画素などとしてもよい。
【0065】図1(B)に、図1(A)における一点鎖線X1-X2間
の断面図を示す。
【0066】図1(B)に示すように、表示装置100は、トランジスタ
(図示しない)を含む層101上に、発光デバイス130a、130b、
130cが設けられ、これらの発光デバイスを覆うように保護層131、
132が設けられている。保護層132上には、色変換層129a、129
bが設けられている。さらにその上に、樹脂層122によって基板120
が貼り合わされている。また、隣り合う発光デバイスの間の領域には、絶
縁層125と、絶縁層125上の絶縁層127と、が設けられている。
【0067】本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスが形成されてい
る基板とは反対方向に光を射出する上面射出型(トップエミッション型)、
発光デバイスが形成されている基板側に光を射出する下面射出型(ボトム
エミッション型)、両面に光を射出する両面射出型(デュアルエミッショ
ン型)のいずれであってもよい。
【0068】層101には、例えば、基板に複数のトランジスタ(図示し
ない)が設けられ、これらのトランジスタを覆うように絶縁層が設けられ
た積層構造を適用することができる。層101は、隣り合う発光デバイス
の間に凹部を有していてもよい。例えば、層101の最表面に位置する絶
縁層に凹部が設けられていてもよい。層101の構成例は、実施の形態3、
4で後述する。
【0069】発光デバイス130a、130b、130cは、それぞれ、
(B)の光を発することが好ましい。発光デバイス130a、130b上
にそれぞれ異なる色の光に変換する機能を有する色変換層129a、12
9bを設け、発光デバイス130c上には色変換層を設けない構成とする
ことで、それぞれ異なる色の光を発する副画素110a、110b、11
0cを形成することができる。

【0070】 なお、本発明の一態様の表示装置に用いることが可能な発光
デバイス130a、130b、130cとしては青色の光を発する発光デ
バイスに限られず、例えば紫外光を発する発光デバイスを適用することも
できる。発光デバイス130a、130b、130cとして紫外光を発す
る発光デバイスを適用した場合には、発光デバイス130a、130b、
130cに重畳して、それぞれ異なる色の光に変換する機能を有する色変
換層129を設けるとよい。例えば、色変換層129aとして、紫外光を
赤色の波長の光に変換する色変換層を設け、色変換層129bとして、紫
外光を緑色の波長の光に変換する色変換層を設け、発光デバイス130c
上に、紫外光を青色の波長の光に変換する色変換層を設けることができる。
これによって、副画素110aでは赤色の光が外部に取り出され、副画素
110bでは緑色の光が外部に取り出され、副画素110cでは青色の光
が外部に取り出され、表示装置をフルカラー化することができる。

【0071】発光デバイス130a、130b、130cとしては、OL
ED
、またはQLEDなどのELデバイスを用いることが好ましい。EL
デバイスが有する発光物質としては、蛍光を発する物質(蛍光材料)、燐
光を発する物質(燐光材料)、無機化合物(量子ドット材料など)、熱活
性化遅延蛍光を示す物質(熱活性化遅延蛍光(TADF)材料)などが挙
げられる。なお、TADF材料としては、一重項励起状態と三重項励起状
態間が熱平衡状態にある材料を用いてもよい。このようなTADF材料
発光寿命(励起寿命)が短くなるため、発光デバイスにおける高輝度領域
での効率低下を抑制することができる。
【0072】発光デバイスは、一対の電極間にEL層を有する。本明細書
等では、一対の電極の一方を画素電極と記し、他方を共通電極と記すこと
がある。
【0073】発光デバイスが有する一対の電極のうち、一方の電極は陽極
として機能し、他方の電極は陰極として機能する。以下では、画素電極が
陽極として機能し、共通電極が陰極として機能する場合を例に挙げて説明
する。
【0074】発光デバイス130aは、層101上の画素電極111aと
画素電極111a上の島状の第1の層113aと、島状の第1の層113a
上の第5の層114と、第5の層114上の共通電極115と、を有する。
発光デバイス130aにおいて、第1の層113a、及び、第5の層114
をまとめてEL層と呼ぶことができる。
【0075】 本実施の形態の発光デバイスの構成に、特に限定はなく、シ
ングル構造であってもタンデム構造であってもよい。なお、発光デバイス
の構成例については、実施の形態2で後述する。
【0076】発光デバイス130bは、層101上の画素電極111bと
画素電極111b上の島状の第2の層113bと、島状の第2の層113
b上の第5の層114と、第5の層114上の共通電極115と、を有す
る。発光デバイス130bにおいて、第2の層113b、及び、第5の層
114をまとめてEL層と呼ぶことができる。
【0077】発光デバイス130cは、層101上の画素電極111cと、
画素電極111c上の島状の第3の層113cと、島状の第3の層113
c上の第5の層114と、第5の層114上の共通電極115と、を有す
る。発光デバイス130cにおいて、第3の層113c、及び、第5の層
114をまとめてEL層と呼ぶことができる。
【0078】各色の発光デバイスにおいて、共通電極として、同一の膜を
共有している。各発光デバイスが共通して有する共通電極は、接続部140
に設けられた導電層と電気的に接続される。これにより、各発光デバイス
が有する共通電極には、同電位が供給される。
【0079】画素電極と共通電極のうち、光を取り出す側の電極には、可
視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、
可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。

【0080】発光デバイスの一対の電極(画素電極と共通電極)を形成す
る材料としては、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物な
どを適宜用いることができる。具体的には、インジウムスズ酸化物(In
-Sn酸化物、ITOともいう)、In-Si-Sn酸化物(ITSOと
もいう)、インジウム亜鉛酸化物(In-Zn酸化物)、In-W-Zn
酸化物、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金(Al-Ni-La
)等のアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)、及び、銀とパラジ
ウムと銅の合金(Ag-Pd-Cu、APCとも記す)が挙げられる。そ
の他、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガ
ン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、
ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)、
モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、パラジウム
(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イットリウム(Y)、
ネオジム(Nd)などの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を
用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第1族または
第2族に属する元素(例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カ
ルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr))、ユウロピウム(Eu)、
イッテルビウム(Yb)などの希土類金属及びこれらを適宜組み合わせて
含む合金、グラフェン等を用いることができる。

【0081】発光デバイスには、微小光共振器(マイクロキャビティ)構
造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する
一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極(半
透過・半反射電極)を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反
射性を有する電極(反射電極)を有することが好ましい。発光デバイスが
マイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電
極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
【0082】なお、半透過・半反射電極は、反射電極と可視光に対する透
過性を有する電極(透明電極ともいう)との積層構造とすることができる。
【0083】透明電極の光の透過率は、40%以上とする。例えば、発光
デバイスには、可視光(波長400nm以上750nm未満の光)の透過
率が40%以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極
の可視光の反射率は、10%以上95%以下、好ましくは30%以上80
%以下とする。反射電極の可視光の反射率は、40%以上100%以下
好ましくは70%以上100%以下とする。また、これらの電極の抵抗率
は、1×10-2Ωcm以下が好ましい。
【0084】第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の層113c
は、それぞれ、島状に設けられる。第1の層113a、第2の層113b、
及び、第3の層113cは、それぞれ、発光層を有する。第1の層113a、
第2の層113b、及び、第3の層113cは、青色の光を発する発光層を
有することが好ましい。ここで、島状の第1の層113aと、島状の第2の
層113bと、島状の第3の層113cとは、それぞれ同一の材料を有す
ることが好ましい。つまり、島状の第1の層113a、島状の第2の層
113b、及び島状の第3の層113cは、それぞれ同じ工程で成膜され
た膜をパターニングして形成されることが好ましい。

【0085】発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、1種または
複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、
青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜
用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもで
きる。
【0086】発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、TADF材料、量
子ドット材料などが挙げられる。
【0087】蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘
導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、
ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリ
ン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フ
ェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
【0088】燐光材料としては、例えば、4H-トリアゾール骨格、1H
-トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、
またはピリジン骨格を有する有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、電子
吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体(特
にイリジウム錯体)、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
【0089】発光層は、発光物質(ゲスト材料)に加えて、1種または複
数種の有機化合物(ホスト材料、アシスト材料等)を有していてもよい。
1種または複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性
材料の一方または双方を用いることができる。また、1種または複数種の
有機化合物として、バイポーラ性材料、またはTADF材料を用いてもよい。
【0090】光層は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み
合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ま
しい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質(燐光材
料)へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex-Tripー
let  Energy  Transfer)を用いた発光を効率よく得るこ
とができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるよう
な発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、
エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。こ
の構成により、発光デバイスの高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現
できる。

【0090】発光層は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組
み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好
ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質(燐光
材料)へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex-Triー
plet  Energy  Transfer)を用いた発光を効率よく得る
ことができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるよ
うな発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、
エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。
この構成により、発光デバイスの高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実
現できる。
【0091】第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の層113c
は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、
正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、電子
ブロック材料、またはバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が
高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。
【0092】発光デバイスには低分子系化合物及び高分子系化合物のいず
れを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光デバイスを
構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、
インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【0093】例えば、第1の層113a、第2の層113b、及び、第3
の層113cは、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、
電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち一つ以上を有してい
てもよい。
【0094】EL層のうち、各発光デバイスに共通して形成される層として
は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層(正孔抑止層と呼ぶ場合が
ある。)、電子ブロック層(電子抑止層と呼ぶ場合がある。)、電子輸送
層、及び電子注入層のうち一つ以上を適用することができる。例えば、第
5の層114として、キャリア注入層(正孔注入層または電子注入層)を
形成してもよい。なお、EL層の全ての層を色ごとに作り分けてもよい。
つまり、EL層は、各色に共通して形成される層を有していなくてもよい。
【0095】第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の層11
3cは、それぞれ、発光層と、発光層上のキャリア輸送層を有することが
好ましい。これにより、表示装置100の作製工程中に、発光層が最表面
に露出することを抑制し、発光層が受けるダメージを低減することができ
る。これにより、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
【0096】正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であ
り、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料として
は、芳香族アミン化合物、及び、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(
電子受容性材料)とを含む複合材料などが挙げられる。
【0097】正孔輸送層は、正孔注入層によって、陽極から注入された正
孔を発光層に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層
である。正孔輸送性材料としては、1×10-6cm/Vs以上の正孔移
動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質
であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料とし
ては、π電子過剰型複素芳香族化合物(例えばカルバゾール誘導体、チオ
フェン誘導体、フラン誘導体など)、芳香族アミン(芳香族アミン骨格を
有する化合物)等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
【0098】 電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電
子を発光層に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層
である。電子輸送性材料としては、1×10-6cm/Vs以上の電子移
動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質
であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料として
は、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯
体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯
体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール
誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導
体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キ
ノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピ
リジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ
電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることがで
きる。
【0099】また、電子輸送層は、積層構造を有していても良く、また、
陽極側から発光層を通過して陰極側に移動するホールをブロックするため
の正孔ブロック層を発光層に接して有していても良い。

【0100】電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であ
り、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料として
は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いるこ
とができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性
材料(電子供与性材料)とを含む複合材料を用いることもできる。
【0101】電子注入層としては、例えば、リチウム、セシウム、イッテル
ビウム、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化
カルシウム(CaF、xは任意数)、8-(キノリノラト)リチウム(略
称:Liq)、2-(2-ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPP)
2-(2-ピリジル)-3-ピリジノラトリチウム(略称:LiPPy)、
4-フェニル-2-(2-ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiP
PP)、リチウム酸化物(LiO)、炭酸セシウム等のようなアルカリ金
属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、
電子注入層としては、2以上の積層構造としてもよい。当該積層構造として
は、例えば、1層目にフッ化リチウムを用い、2層目にイッテルビウムを設
ける構成とすることができる。
【0102】
  または、電子注入層としては、電子輸送性材料を用いてもよい。例えば、
非共有電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性
材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環(ピリ
ミジン環、ピラジン環、ピリダジン環)、トリアジン環の少なくとも一つ
を有する化合物を用いることができる。
【0103】
  なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道(LUMO:
Lowest  Unoccupied  Molecular  Orbital
)が、-3.6eV以上-2.3eV以下であると好ましい。また、一般
にCV(サイクリックボルタンメトリ)、光電子分光法、光吸収分光法、
逆光電子分光法等により、有機化合物の最高被占有軌道(HOMO:
Highest  Occupied  Molecular  Orbital)
準位及びLUMO準位を見積もることができる。
【0104】
  例えば、4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(略称:BP
hen)、2,9-ビス(ナフタレン-2-イル)-4,7-ジフェニル-
1,10-フェナントロリン(略称:NBPhen)、ジキノキサリノ
[2,3-a:2’,3’-c]フェナジン(略称:HATNA)、2,4
,6-トリス[3’-(ピリジン-3-イル)ビフェニル-3-イル]-
1,3,5-トリアジン(略称:TmPPPyTz)等を、非共有電子対
を備える有機化合物に用いることができる。なお、NBPhenはBPh
enと比較して、高いガラス転移温度(Tg)を備え、耐熱性に優れる。
【0105】また、タンデム構造の発光デバイスを作製する場合、2つの
発光ユニットの間に、中間層を設ける。中間層は、一対の電極間に電圧を
印加したときに、2つの発光ユニットの一方に電子を注入し、他方に正孔
を注入する機能を有する。
【0106】中間層としては、例えば、リチウムなどの電子注入層に適用
可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層としては、例えば、
正孔注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層
には、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む
層を用いることができる。また、中間層には、電子輸送性材料とドナー性
材料とを含む層を用いることができる。このような層を有する中間層を形
成することにより、発光ユニットが積層された場合における駆動電圧の上
昇を抑制することができる。
【0107】画素電極111a、111b、111cのそれぞれの端部は、
絶縁層121によって覆われている。
【0108】絶縁層121は、無機絶縁膜及び有機絶縁膜の一方または双
方を用いた、単層構造または積層構造とすることができる。
【0109】画素電極の端部を覆う絶縁層121として、無機絶縁膜を用
いると、有機絶縁膜を用いる場合よりも、発光デバイスに外部から不純物
が混入するのを防ぐ効果を高めることができる。そのため、発光デバイス
の信頼性を高めることができる。一方、画素電極の端部を覆う絶縁層121
として、有機絶縁膜を用いると、無機絶縁膜を用いる場合よりも、画素電
極の端部に対して被覆性良く形成することができる。そのため、発光デバ
イスのショートを防止できる。具体的には、絶縁層121として、有機絶
縁膜を用いると、絶縁層121の形状をテーパー形状などに加工すること
ができる。なお、本明細書等において、テーパー形状とは、構造の側面の
少なくとも一部が、基板面または被形成面に対して傾斜して設けられてい
る形状のことを指す。例えば、傾斜した側面と基板面または被形成面とが
なす角(テーパー角ともいう)が90度未満である領域を有すると好ましい。

【0110】  第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の層113
cのそれぞれの側面は、絶縁層121上に設けられた絶縁層125及び絶縁
層127によって覆われている。これにより、第5の層114(または共通
電極115)が、第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の層
113cのいずれかの側面と接することを抑制し、発光デバイスのショー
トを抑制することができる。
【0111】  また、第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の
層113cがタンデム構造を有する場合、これらの層に含まれる、複数の発
光ユニット、および中間層のそれぞれの側面も、絶縁層125及び絶縁層
127によって覆われる。これにより、第5の層114(または共通電極
115)が、複数の発光ユニット、および中間層のいずれかの側面と接す
ることを抑制し、発光デバイスのショートを抑制することができる。
【0112】絶縁層125は、第1の層113a、第2の層113b、及
び、第3の層113cのそれぞれの側面を覆うことが好ましい。絶縁層125
は、第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の層113cのそ
れぞれの側面と接する構成とすることができる。また、絶縁層125の下
面が、絶縁層121の上面と接する構成とすることができる。絶縁層125
は、無機材料を有する絶縁層とすることが好ましい。
【0113】絶縁層127は、絶縁層125に形成された凹部を充填するよ
うに、絶縁層125上に設けられる。絶縁層127は、絶縁層125を介し
て、第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の層113cのそれ
ぞれの側面と、絶縁層121の上面と、重なる構成とすることができる。
絶縁層127は、有機材料を有する絶縁層とすることが好ましい。
【0114】なお、絶縁層125及び絶縁層127のいずれか一方を設けな
くてもよい。例えば、絶縁層125を設けない場合、絶縁層127は、第1
の層113a、第2の層113b、及び、第3の層113cのそれぞれの側
面と接する構成とすることができる。絶縁層125又は絶縁層127を設け
ない構成とすることで、表示装置の作製工程数を削減することが可能となる。
一方、無機材料を有する絶縁層125を第1の層113a、第2の層113b
、第3の層113cのそれぞれの側面に接して設けることで、これらの層
への不純物混入の抑制効果を高めることができる。また、絶縁層127を設
けることで、第5の層114及び共通電極115の形成面の平坦性を向上さ
せることができる。なお、絶縁層125及び絶縁層127を両方とも設けな
い構成とすることもできる。
【0115】第5の層114及び共通電極115は、第1の層113a、
第2の層113b、第3の層113c、絶縁層125、及び絶縁層127上
に設けられる。絶縁層125及び絶縁層127を設ける前の段階では、EL
層が設けられる領域と、EL層が設けられない領域(発光デバイス間の領
域)と、に起因する段差が生じている。本発明の一態様の表示装置は、絶
縁層125及び絶縁層127を有することで当該段差を平坦化させること
ができ、第5の層114及び共通電極115の被形成面に対する被覆性を
向上させることができる。したがって、第5の層114及び共通電極115
の段切れによる接続不良を抑制することができる。または、当該段差によ
って共通電極115が局所的に薄膜化して電気抵抗が上昇することを抑制
することができる。
【0116】なお、本明細書等において、段切れとは、層、膜、又は電極
が、被形成面の形状(例えば段差など)に起因して分断されてしまう現象を
示す。
【0117】第5の層114及び共通電極115の形成面の平坦性を向上
させるために、絶縁層125の上面及び絶縁層127の上面の高さは、それ
ぞれ、第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の層113cの
少なくとも一つの上面の高さと一致または概略一致することが好ましい。
また、絶縁層127の上面は平坦な形状を有することが好ましく、凸部、
凸曲面、凹曲面、または凹部を有していてもよい。
【0118】絶縁層125は、第1の層113a、第2の層113b、及
び、第3の層113cのそれぞれの側面と接する領域を有し、第1の層113a
、第2の層113b、及び、第3の層113cの保護絶縁層として機能する。
絶縁層125を設けることで、第1の層113a、第2の層113b、及
び、第3の層113cのそれぞれの側面から内部へ不純物(酸素、水分等)
が侵入することを抑制でき、信頼性の高い表示装置とすることができる。
【0119】断面視において第1の層113a、第2の層113b、及び、
第3の層113cのそれぞれの側面と接する領域における絶縁層125の
幅(厚さ)が大きいと、第1の層113a、第2の層113b、及び、第
3の層113cのそれぞれの隣り合う間隔が大きくなり、開口率が低くな
ってしまう場合がある。また、絶縁層125の幅(厚さ)が小さいと、第1
の層113a、第2の層113b、及び、第3の層113cのそれぞれの側
面から内部へ不純物が侵入することを抑制する効果が小さくなってしまう
場合がある。第1の層113a、第2の層113b、及び、第3の層113c
のそれぞれの側面と接する領域における絶縁層125の幅(厚さ)は、3nm
以上200nm以下が好ましく、さらには3nm以上150nm以下が好ま
しく、さらには5nm以上150nm以下が好ましく、さらには5nm以上
100nm以下が好ましく、さらには10nm以上100nm以下が好まし
く、さらには10nm以上50nm以下が好ましい。絶縁層125の幅(厚
さ)を前述の範囲とすることで、高い開口率を有し、かつ信頼性の高い表
示装置とすることができる。
                          この項つづく

    桑田佳祐 :白い恋人達』2022年11月23日

❄️自身出演のコカ・コーラ CMソングとして起用された楽曲。歌詞に "クリ
スマス" というワードは登場しないにもかかわらず、クリスマスを感じさせ
る楽曲となっており、この時期の定番曲として親しまれている。

今日の言葉:

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エネルギーと環境 74

2024年12月11日 | タフで綺麗なOLED

彦根市ひこにゃんイラスト に対する画像結果

【関連特許最新技術】
5. 特開2022-158973 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表
示装置の作製方法 株式会社半導体エネルギー研究所
【要約】
下図1のごとく、第1の発光デバイスが第1の画素電極、第1の画素電極
上の第1の発光層及び第1の発光層上の共通電極を有し、第2の発光デバ
イスが第2の画素電極、第2の画素電極上の第2の発光層及び第2の発光
層上の共通電極を有し、第1の画素電極の端部及び第2の画素電極の端部
はそれぞれ、第1の絶縁層に覆われ、第2の絶縁層は第1の絶縁層上に位
置し、第2の絶縁層は第1の発光層及び第2の発光層のそれぞれの側面を
覆い、第1の色変換層は第1の発光デバイスに重畳して配置され、第2の
色変換層は第2の発光デバイスに重畳して配置され、第1の発光デバイス
及び第2の発光デバイスは青色光を発する機能を有し、第1の色変換層は
第1の発光デバイスの呈する光を異なる波長の光へ変換する機能を有し、
第2の色変換層は第2の発光デバイスの呈する光を異なる波長の光へ変換
する機能を有する高精細または高解像度の表示装置を提供する。


図1 図1(A)は、表示装置の一例を示す上面図である。図1(B)は、
表示装置の一例を示す断面図

【符号の説明】【0642】
AL    配線 CL    配線 GL    配線 RL    配線 SL    配線 SLB 
   配線 
SLG    配線 SLR    配線 10    表示装置 11    表示部
12    駆動回路部 13    駆動回路部 21    画素 21R    副画素
21G    副画素 21B    副画素 30    画素 70    電子機器 72    
支持体 
74    机 100    表示装置 100A    表示装置 100B   
表示装置 
100C    表示装置 100D    表示装置 100E    表示装
置 
100F    表示装置 100G    表示装置 101    層 110    画
素 
110a    副画素 110b    副画素 110c    副画素 110d   
 副画素 
111a    画素電極 111b    画素電極 111c    画素電極
111d    画素電極 113a    第1の層 113A    第1の層 113b   
 第2の層 
113c    第3の層 113d    第4の層 114    第5の層
115    共通電極 117    遮光層 118    第1の犠牲層 118a   
 第1の犠牲層 
118A    第1の犠牲層 119    第2の犠牲層 119a 
   第2の犠牲層 
119A    第2の犠牲層 120    基板 121    絶縁層
121a    絶縁層 121b    絶縁層 122    樹脂層 123    導電層
124a    画素 124b    画素 125    絶縁層 125A    絶縁膜
126    光学調整層 126a    光学調整層 126b    光学調整層
126c    光学調整層 127    絶縁層 127A    絶縁膜 129    色
変換層 
129a    色変換層 129b    色変換層 129c    色変換層
130    発光デバイス 130a    発光デバイス 130b    発光デバイス
130c    発光デバイス 130d    発光デバイス 131    保護層 
132    保護層 133    絶縁層 134    マイクロレンズ 135    第
1の基板 
136    第2の基板 139    領域 140    接続部 142   
 接着層 
151    基板 152    基板 153    絶縁層 162    表示
部 
164    回路 165    配線 166    導電層 172    FPC
173    IC 190a    レジストマスク 190b    レジストマスク
201    トランジスタ 204    接続部 205    トランジスタ 209    
トランジスタ 
210    トランジスタ 211    絶縁層 213    絶縁層
214    絶縁層 215    絶縁層 218    絶縁層 221    導電層 
222a    導電層 222b    導電層 223    導電層 225    絶縁層
231    半導体層 231i    チャネル形成領域 231n    低抵抗領域
240    容量 241    導電層 242    接続層 243    絶縁層 245    
導電層 
251    導電層 252    導電層 254    絶縁層 255a   
 絶縁層 
255b    絶縁層 256    プラグ 261    絶縁層 262   
 絶縁層 
263    絶縁層 264    絶縁層 265    絶縁層 271    
プラグ 
274    プラグ 274a    導電層 274b    導電層 280    
表示モジュール 
281    表示部 282    回路部 283    画素回路部
283a    画素回路 284    画素部 284a    画素 285    端子部
286    配線部 290    FPC 291    基板 292    基板 301    
基板 
301A    基板 301B    基板 310    トランジスタ 310A
   トランジスタ 
310B    トランジスタ 311    導電層 312    低
抵抗領域 
313    絶縁層 314    絶縁層 315    素子分離層 320  
  トランジスタ 
321    半導体層 323    絶縁層 324    導電層 
325    導電層 326    絶縁層 327    導電層 328    絶縁層
329    絶縁層 331    基板 332    絶縁層 335    絶縁層 336
    絶縁層 
341    導電層 342    導電層 343    プラグ 344   
 絶縁層 
345    絶縁層 346    絶縁層 347    バンプ 348    
接着層 
401    基板 410    トランジスタ 410a    トランジスタ
411    半導体層 411i    チャネル形成領域 411n    低抵抗領域
412    絶縁層 413    導電層 414a    導電層 414b    導電層
415    導電層 416    絶縁層 421    絶縁層 422    絶縁層
423    絶縁層 426    絶縁層 431    導電層 450    トランジスタ
450a    トランジスタ 451    半導体層 452    絶縁層 453    
導電層 
454a    導電層 454b    導電層 455    導電層 500    
表示装置 
501    電極 502    電極 512Q_1    発光ユニット
512Q_2    発光ユニット 512Q_3    発光ユニット 512B    
発光ユニット 
521    層 522    層 523Q_1    発光層 523
Q_2    発光層 
523Q_3    発光層 524    層 525    層 531
 中間層 
540    保護層 545G    色変換層 545R    色変換層 
550B    発光デバイス 700A    電子機器 700B    電子機器
721    筐体 723    装着部 727    イヤフォン部 750    イヤ
フォン 
751    表示パネル 753    光学部材 756    表示領域 
757    フレーム 758    鼻パッド 800A    電子機器 800B    
電子機器 
820    表示部 821    筐体 822    通信部 823   
 装着部 
824    制御部 825    撮像部 827    イヤフォン部
832    レンズ 6500    電子機器 6501    筐体 6502    表示
部 
6503    電源ボタン 6504    ボタン 6505    スピーカ 
6506    マイク 6507    カメラ 6508    光源 6510    保
護部材 
6511    表示パネル 6512    光学部材 6513    タッチ
センサパネル 
6515    FPC 6516    IC 6517    プリン
ト基板 
6518    バッテリ 7000    表示部 7100    テレビジ
ョン装置 
7101    筐体 7103    スタンド 7111    リモコン操
作機 
7200    ノート型パーソナルコンピュータ 7211    筐体 
7212    キーボード 7213    ポインティングデバイス 7214   
 外部接続ポート 
7300    デジタルサイネージ 7301    筐体 
303    スピーカ 
7311    情報端末機 7400    デジタルサイネージ
7401    柱 7411    情報端末機 9000    筐体 9001    表示
部 
9002    カメラ 9003    スピーカ 9005    操作キー 90
06    接続端子 
9007    センサ 9008    マイクロフォン 9050 
   アイコン 
9051    情報 9052    情報 9053    情報 9054    
情報 
9055    ヒンジ 9101    携帯情報端末 9102    携帯情報
端末 
9103    タブレット端末 9200    携帯情報端末 9201    
携帯情報端末

【発明を実施するための形態】
【背景技術】【0003】
  近年、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット型情報端末、ノート型
PC(パーソナルコンピュータ)などの情報端末機器が広く普及している。
これらに設けられたディスプレイパネルにおいて、高精細なディスプレイ
パネルが要求されている。
【0004】また、ディスプレイパネルに適用可能な表示装置としては、
代表的には液晶表示装置、有機EL素子、発光ダイオードの発光素子(発
光デバイスともいう)を備える発光装置、電気泳動方式などにより表示を
行う電子ペーパなどが挙げられる。
【0005】  例えば、有機EL素子(有機ELデバイスともいう)の基
本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したも
のである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物か
ら発光を得ることができる。このような有機EL素子が適用された表示装
置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、
軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。例えば、
有機EL素子を用いた表示装置の一例が、特許文献1に記載されている。 
また、有機EL素子の色変換(波長変換)材料として量子ドットを用いる
ことが、検討されている。量子ドットは、直径数nmの半導体ナノ結晶で
あり、1×10個から1×10個程度の原子から構成されている。量子
ドットは、電子や正孔、励起子がその内部に閉じ込められた結果、それら
のエネルギー状態が離散的となり、また、サイズに依存してエネルギーシ
フトする。すなわち、同じ物質から構成される量子ドットであっても、サ
イズによって発光波長が異なるため、用いる量子ドットのサイズを変更す
ることによって容易に発光波長を調整することができる。
【発明の効果】
【0028】本発明の一態様により、高精細な表示装置を提供できる。本
発明の一態様により、高解像度の表示装置を提供できる。本発明の一態様
により、高開口率の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、大型
の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、小型の表示装置を提供
できる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供できる。
【0029】本発明の一態様により、高精細な表示装置の作製方法を提供
できる。本発明の一態様により、高解像度の表示装置の作製方法を提供で
きる。本発明の一態様により、高開口率の表示装置の作製方法を提供でき
る。本発明の一態様により、大型の表示装置の作製方法を提供できる。
本発明の一態様により、小型の表示装置の作製方法を提供できる。本発明
の一態様により、信頼性の高い表示装置の作製方法を提供できる。本発明
の一態様により、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供できる。

【0036】(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図
1乃至図13を用いて説明する。


図13(A)乃至図13(F)は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図

                           この項つづく


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