CN100539784C - 有机电致发光装置的制造方法和有机电致发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有机电致发光装置的制造方法,是在基板(20)上具有多个第1电极、与所述第1电极的形成位置对应配置的发光功能层、以及覆盖所述发光功能层的第2电极的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,包括:覆盖所述第2电极的同时形成缓冲层(210)的缓冲层形成工序、和形成覆盖该缓冲层(210)的气体阻挡层( )30的工序,缓冲层形成工序包括:在真空气氛下不使用溶剂涂布具有单体/低聚物材料和固化剂的涂布材料的涂布工序、和使涂布材料固化形成缓冲层的热固化工序。根据本发明的有机EL装置的制造方法,可以得到足够的发光特性或发光寿命并可以抑制非发光区域的产生。本发明还提供有机电致发光装置。

Description

有机电致发光装置的制造方法和有机电致发光装置
技术领域
本发明涉及有机电致发光装置的制造方法和有机电致发光装置。
背景技术
近年来,已知有具备发光功能层的有机电致发光装置(下面,称为有机EL装置)。这种有机EL装置的构成通常是在无机阳极和无机阴极之间具备有机发光层。进而,为了改善空穴注入性或电子注入性,提出在无机阳极和有机发光层之间配置了有机空穴注入层的构成、或在有机发光层和无机阴极之间配置了电子注入层的构成。
这里,具有容易释放电子的材料特性的电子注入层,容易与大气中存在的水分发生反应,通过与水发生反应而使电子注入效果降低,形成被称之为黑斑的不发光的部分,作为发光元件的寿命缩短。因此,在这样的有机EL发光装置的领域,针对水分或氧气等的耐久性改善成为问题。
为了解决这样的课题,通常采用在显示装置的基板上安装玻璃或金属盖而密封水分等的方法。但是,伴随显示器的大型化以及薄型化/轻量化,为了保持耐受外部应力的面板强度,有必要从中空构造切换成实心构造。另外,伴随大型化而充分确保TFT、配线电路的面积,也提出了使用从电路基板的相反侧发光的顶部发射构造的必要性。为了达成这样的要求,在密封构造中,有必要采用透明且轻量、耐强度性优异的薄型构造,另外,要求即使除掉干燥剂也可以得到防湿性能的构造。
因此,近年来,为了与显示装置的大型化和轻薄化相对应,使用通过高密度等离子体成膜法(例如,离子镀、ECR等离子体喷溅、ECR等离子体CVD、表面波等离子体CVD、ICP—CVD等)在发光元件上使透明且阻气性优异的硅氮化物、硅氧化物、陶瓷等的薄膜成膜的被称之为薄膜密封的技术(例如,专利文献1~4)。通过利用这样的技术形成气体阻挡层,可以完全隔离水分的情况下形成薄膜。
然而,这些气体阻挡层因为具有水分隔离性,所以是高密度且非常坚硬的无机膜。为此,当在该薄膜的表面上有凹凸部或尖顶的段差时,外部应力集中,有可能出现裂纹或剥离等。因此,为了抑制由这样的应力引起的裂纹或剥离,必须改善与气体阻挡层的粘附性,另外用于实现平坦化的缓冲层必须接触配置在气体阻挡层上。作为这样的缓冲层,优选在具有平坦性和柔软性的同时还具有吸收应力的性质的材料,适合使用有机高分子材料。
专利文献1:特开平9—185994号公报
专利文献2:特开2001—284041号公报
专利文献3:特开2000—223264号公报
专利文献4:特开2003—17244号公报
但是,本发明人等已经确认:即使采用在上述的专利文献中记载的技术,另外即使配置缓冲层,无法得到充分的发光特性和发光寿命,产生非发光区域等。特别是为了确保缓冲层的平坦性,由于无法像贴合用粘接剂那样接触到基板对其施加重量而扩张,所以需要不产生气泡等且平坦并没有缺损的缓冲层的涂布处理工序,对气体阻挡层的高质量化是极其重要的。
发明内容
本发明正是鉴于上述的情况而完成的,其目的在于,提供可以得到充分的发光特性和发光寿命,并能抑制非发光区域的产生的有机EL装置的制造方法、有机EL装置、以及电子仪器。
本发明人等着眼于缓冲层的涂布形成方法,从而想到了本发明。
如果进行具体说明,作为缓冲层的涂布方法,通常制作在丙烯酸(acryl)等有机材料中混合溶剂而获得的液体材料,并涂布该液体材料。由此,高粘度的有机材料发生低粘度化,通过涂布该液体材料,围堰(bank)等凹凸部被埋设,使缓冲层的表面平坦且均匀地形成。并且,通过在这样的缓冲层的上层侧形成气体阻挡层,该薄膜形成得平坦且均匀。
但是,本发明人等发现,在这样的缓冲层的涂布方法中,在以发光功能层为首的有机功能层各层不发生变质的低温处理条件下,在缓冲层内有溶剂残留。进而,本发明人等已经确认,即使在形成缓冲层之后实施充分的干燥处理而除去溶剂,也无法从缓冲层完全除去溶剂。并且发现,在缓冲层内残留的侵入到发光功能层时,会引起发光功能层的发光特性的降低、发光寿命的短寿命化,另外还导致非发光区域的产生。
另外,本发明人等已对不使用溶剂来涂布有机材料的情况进行研究,但已经确认高粘度的有机材料与低粘度的材料相比不仅难以实现表面的平坦化,当涂布时卷入的大气的侵入或将高粘度的有机材料埋设于隔板等凹凸部时,在覆盖凹凸部时气泡容易混入到界面附近。另外,也确认到:当从有机材料的表面除去该气泡时,会形成在破坏气泡时形成的坑(crater)状的漏涂(coating—exit)部,并且该形状一直残留。因此,发现在采用高粘度有机材料时,会形成不容易平坦化且表面上存在漏涂部的缓冲层,与此类似,气体阻挡层也成为凹凸形状,该气体阻挡层不容易形成为平坦且均匀。此外,在此时的气体阻挡层中,存在容易出现外部应力的集中、裂纹或剥离等问题。
另外,本发明人等发现,在缓冲层内残留的气泡气体成分也有可能侵入到发光功能层中,引起发光功能层的发光特性的降低、发光寿命的短寿命化,另外还引起非发光区域等的产生。
另外,本发明人等发现,根据构成缓冲层的材料与电子注入层的构成材料的组合,有低粘度材料溶出,成为电子注入层的黑斑的产生原因。
因此,本发明人等根据上述想到了具有以下的机构的本发明。
即,本发明的有机EL装置的制造方法,是在基板上具有多个第1电极、与所述第1电极的形成位置对应配置的发光功能层、以及覆盖所述发光功能层的第2电极的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,包括:形成覆盖所述第2电极的缓冲层的缓冲层形成工序、和形成覆盖该缓冲层的气体阻挡层的工序,所述缓冲层形成工序包括:在真空气氛下不使用溶剂涂布具有单体/低聚物材料和固化剂的涂布材料的涂布工序、和使所述涂布材料固化形成所述缓冲层的热固化工序。
如此,可以通过热固化工序使通过涂布工序涂布的单体/低聚物材料和固化剂发生固化而形成缓冲层。
这里,涂布工序因为是在真空气氛下进行,所以在已除去水分和氧气的气氛下进行涂布工序,可以抑制水分或氧气侵入到缓冲层中。另外,该涂布工序是不使用溶剂来进行的,所以不会在缓冲层内有溶剂残留。因此,在缓冲层中几乎没有水分或氧气残留,另外,因为不存在溶剂分子,所以可以抑制因它们侵入到发光功能层所引起的发光特性的降低或发光寿命的短寿命化,并能抑制非发光区域等的产生。
另外,在热固化工序中,因为利用固化剂使单体/低聚物材料固化,所以单体或低聚物发生交联,可以形成由高分子有机材料(聚合物)构成的缓冲层。另外,作为热固化工序,优选采用利用热处理进行的热固化性法。由此,不仅使涂布材料固化而形成缓冲层,而且可以使缓冲层的周边部发生热熔化(软化),在缓冲层的侧面端部形成倾斜部。由此,在缓冲层的上方形成的气体阻挡层与缓冲层的形状类似,所以可以提高阻气性。
另外,通过这样的制造方法层叠形成的气体阻挡层和缓冲层的总厚度可以以往更薄。因此,在本发明的有机EL装置中,可以不进行厚膜化而实现薄膜的密封构造。
另外,在本发明中,作为发光功能层,可以采用低分子系或高分子系的任何一种。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,包括:形成具有与上述第1电极的形成位置相对应的多个开口部的隔板、分别在该多个开口部上形成上述发光功能层的工序、形成覆盖上述隔板和上述发光功能层的第2电极的工序,上述缓冲层形成工序是以覆盖上述第2电极和上述隔板的方式形成上述缓冲层。
通过本发明,形成具有开口部的隔板,所以通过液滴喷出法等湿式制膜法,可以在开口部形成高分子系的发光功能层。因此,可以只在开口部涂布形成高分子系的发光功能层。因此,其优点是不仅可以得到上述的效果,而且可以利用湿式制膜法形成发光功能层。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,在上述缓冲层形成工序中,其特征在于,上述涂布工序利用丝网印刷法。另外,上述丝网印刷法按顺序进行:介由掩膜向上述基板上滴下所述涂布材料的工序、通过涂敷机构将上述涂布材料按压在上述基板上同时使上述基板和上述涂敷机构相对移动而在上述基板上形成由上述涂布材料构成的涂布膜的工序、和从上述涂布膜剥离上述掩膜的工序。
由此,如上所述在真空气氛下进行丝网印刷法,可以通过该方法在基板上涂布涂布材料。由此,涂布时卷入的大气中的氧气或水分对发光功能层造成的损坏极力得到抑制,同时也可以防止在涂布前水分向基板表面的吸附。
另外,通过利用丝网印刷法,可以确保稳定的膜厚并且由于气泡被除去因此可以实现缓冲层的平坦化,进而利用由筛网和乳剂制作的掩膜进行涂敷,可以进一步提高规定图案形状的精度和自由度。
另外,通过使缓冲层的表面平坦化,在其上方形成的气体阻挡层成为均匀的膜质,可以形成没有缺陷的均匀气体阻挡层。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,从上述涂布膜剥离上述掩膜的工序是使所述掩膜向所述基板倾斜而从所述涂布膜剥离所述掩膜的工序。
由此,在涂布膜和掩膜的接触界面上,可以从一方向另一方在线上移动的同时不将力集中于1点而渐渐剥离。与此相对,在不倾斜掩膜、使基板和掩膜保持为大致平行来进行剥离的情况下,剥离掩膜时产生的掩膜自身的斥力集中于粘附力低的中心部的电极(阴极)1点上的情况下,进行电极的剥离。
因此,如上所述,通过使掩膜相对基板倾斜并进行剥离,可以防止电极的剥离,另外通过使其倾斜并剥离可以使掩膜的剥离速度一定,所以可以形成均匀的涂布膜,实现在热固化工序后形成的缓冲层的表面的平坦化。
另外,掩膜优选由将筛网树脂或金属纤维进行编织而制作的挠性板体构成,此时,在掩膜接触涂布膜的接触面和涂布膜的露出面的边界附近,可以在弯曲掩膜的同时进行剥离。由此,将剥离掩膜时基板所受到的力进行分散、并且将与涂布膜的剥离角度控制得较小,从而在不使气泡破裂的情况下将气泡控制得较小,因而在随后的消泡工序中可以容易地消除气泡,得到与上述相同的效果。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,上述缓冲层的形成工序在上述涂布工序和上述热固化工序之间具有消泡工序,该消泡工序是在压力比所述涂布工序高的惰性气体气氛下进行的。
这里,上述的涂布工序是在真空气氛下进行的,而当用涂敷机构挤压掩膜同时转印涂布材料时,在从涂敷机构移动时的搅拌或刚刚涂布后的基板掩膜脱落时,有时真空状态的气泡会混入到涂布材料中。因此,通过在压力高于涂布工序的惰性气氛下进行消泡工序,由于惰性气氛的外压对缓冲层(在固化前为涂布膜)施加压力,可以使真空状态的气泡发生收缩而成为极微小。另外,在如此收缩成为极微小的气泡的内部,几乎没有气体存在,对发光功能层没有影响。另外,气泡在缓冲层内变得极小微小,所以缓冲层的表面具有平坦性。另外,也不会在缓冲层的表面形成气泡破坏而形成的坑状的漏涂的凹凸部。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,上述缓冲层形成工序中,上述缓冲层的平面图案的周缘部形成为波纹形状。
由此,与周缘部为直线状的情况相比,缓冲层的平面图案的周缘长度增长。由此,可以提高与缓冲层的上层侧的膜(气体阻挡层)的粘附力,另外,可以使周缘部的缓冲层的应力分散。另外,可以提高缓冲层的膜强度,可以得到高可靠性。这样的波纹形状可以通过丝网印刷法的掩膜形状而规定成需要形状,所以可以在不增加用于形成波纹形状的工序的情况下容易地形成。
另外,本发明人等对缓冲层的平面图案的周缘部为直线状的情况和为波纹形状的情况进行比较,结果确认:当为直线状时,产生黑斑或非发光部分,与此相对,在为波纹形状的情况下,可以在不产生黑斑或非发光部分的情况下实现全面发光。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,在上述缓冲层形成工序中,上述涂布材料具有分子量为3000以下的环氧系的单体/低聚物材料,采用上述热固化工序并通过酯键使上述涂布材料发生固化,形成上述缓冲层。
这里,如上所述,本发明在无溶剂情况下形成缓冲层,所以有必要在低粘度的状态下涂布单体/低聚物材料。此外,采用即使是低分子单体也容易通过热固化工序形成聚合物被膜的材料。作为这样的材料,优选环氧系材料。
另外,当对环氧系材料、和迄今为止用作缓冲层的材料的丙烯酸系材料进行比较时,丙烯酸系材料在从单体/低聚物固化成聚合物时,具有容易发生收缩的缺点。与此相对,环氧系材料具有在抑制膜的收缩的同时容易地从作为低分子材料的单体/低聚物形成膜的优点。
另外,作为固化剂,优选采用酸酐,当使用该酸酐使环氧系的单体/低聚物固化时,形成三维且致密的酯键,可以形成硬度高且耐热性、耐水性、和电绝缘性优异的高分子有机材料构成的缓冲层,由于也耐受用于形成由无机材料构成的气体阻挡层的高密度等离子体处理工序,所以可以形成没有欠缺的高密度气体阻挡层。另外,利用酸酐使其固化,形成高密度且极性高的酯键,所以可以改善对作为异质材料的气体阻挡层的粘附性。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,上述涂布材料的室温粘度在500~20000mPa·s的范围内。
这里,在丝网印刷法中,当涂布过于低粘度化的材料或用溶剂稀释后的材料时,引起掩膜和基板间的漏润或渗透等,难以保持形状。另外,过于高粘度化的材料在表面残留掩膜的凹凸形状或气泡,难以平坦化。因此,在实施丝网印刷法的情况下,为了保持适合的形状和实施表面的平坦化,优选涂布材料具有某种范围的粘度。
因此,本发明人等进行实验的结果确认,当粘度为500mPa·s以下时,材料溢出到乳剂部,难以保持缓冲层的形状而无法得到足够的膜厚。另外已经确认,当为20000mPa·s以上时,在缓冲层中残留的大气泡难以返回,并且在膜厚达到需要的厚度以上的同时,无法确保侧面端部的低角度状态。例如,当在真空中涂布后使压力上升时,尽管在涂布材料为低粘度的情况下气泡极微小,但在涂布材料为高粘度的情况下,容易残留大气泡,所以气泡不变小而保持其形状,膜中的气泡不消失而产生残留痕迹。另外,当粘度增高时,膜厚也增厚至需要的厚度以上,侧面端部的角度也较大、变得较陡。
因此,通过将涂布材料的室温粘度设定成500~20000mPa·s的范围内,可以解决上述的问题,保持缓冲层的形状、实现表面的平坦化、气泡的极微小化,侧面端部的低角度化。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,上述涂布材料的室温粘度在1000~10000mPa·s的范围内。
根据本发明人等的见解,已经确认:与涂布材料的室温粘度的范围为500~20000mPa·s的情况相比,在为1000~10000mPa·s的情况下,可以进一步促进上述的效果。
具体地说发现了以下的问题:当室内粘度超过10000mPa·s时,缓冲层的气泡会残留。另外,在不到1000mPa·s的情况下,发现在丝网印刷工序中,气泡弹出而容易产生坑,无法得到均匀的膜。另外,已经确认明显产生黑斑。
因此,通过使涂布材料的室温粘度在1000~10000mPa·s的范围内,可以可靠地保持缓冲层的形状、实现表面的平坦化、气泡的极微小化、侧面端部的低角度化,可以抑制黑斑的产生。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,所述缓冲层的膜厚在3~10μm的范围内。
通过使缓冲层的膜厚在该范围内,可以可靠地保持缓冲层的形状、实现表面的平坦化、气泡的极微小化、侧面端部的低角度化,可以抑制黑斑的产生。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,包含在上述缓冲层和上述气体阻挡层之间形成氧原子量比上述缓冲层多的有机粘附层的工序。
该有机粘附层以薄膜的形式形成于缓冲层的最表面,可以通过等离子体处理等使缓冲层的表面氧化来形成。如此通过形成有机粘附层,对缓冲层表面的洗涤效果和表面能增大,所以可以改善缓冲层和气体阻挡层之间的粘附性。因此,可以抑制气体阻挡层的剥离,改善有机EL装置的耐久性。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,将上述缓冲层的侧面端部的角度形成为30°以下。
这里,如果侧面端部的角度比较陡,不仅难以对缓冲层覆盖气体阻挡层,而且由缓冲层的温度伸缩引起的对侧面端部施加的应力增大。
本发明人等已经确认:通过将该角度设为30°以下,当在缓冲层的上层侧形成气体阻挡层时,可以使气体阻挡层以均匀的膜厚成膜,并通过分散施加在侧面端部的应力,可以防止气体阻挡层的破损。由此,可以可靠地得到对缓冲层的侧面端部的阻气性。
为了使这样的侧面端部的角度为30℃以下,在将粘度设为规定值的同时,作为上述的固化工序,优选实施温度高于涂布时的温度的热处理。由此,使缓冲层的周边部发生热熔化(软化),可以在缓冲层的侧面端部形成30°的倾斜部。由此,在缓冲层的上方形成的气体阻挡层按照缓冲层的形状较缓慢地形成,所以可以改善阻气性。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,包括在上述第2电极和上述缓冲层之间形成电极保护层的工序。
电极保护层不仅保护电极免受缓冲层的涂布处理工序的损坏,而且在不依赖于电极材料的情况下形成表面能高的表面,由此改善涂布形成缓冲层时的平坦性、消泡性,还可以得到与缓冲层的粘附性。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,上述电极保护层是氮氧化硅膜,上述缓冲层含有环氧系化合物和硅烷偶合剂。
本发明人等发现,在低分子系的有机EL装置中,根据构成缓冲层的材料和电子注入层的构成材料的组合情况,固化前的缓冲层成分的低粘度材料溶出,成为产生电子注入层的黑斑的原因。并且,本发明人等进行了潜心研究,结果发现了不产生黑斑的、缓冲层材料和电子注入层材料的组合。即,采用氮氧化硅膜作为电极保护层,采用含有环氧系化合物和硅烷偶合剂的材料作为缓冲层,由此可以防止产生由电子注入层中的黑斑。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,上述气体阻挡层的膜厚在300~700nm的范围。
由本发明人等已经确认:在气体阻挡层的膜厚小于300nm的情况下,无法得到足够的阻气性。另外,还已经确认:在大于700nm的情况下,气体阻挡层自身内蓄积内部应力,成为产生黑斑的原因。因此,通过像本发明这样规定气体阻挡层的膜厚,可以同时得到阻气性和防裂性。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,包括将上述基板的上述气体阻挡层的形成面和与该形成面对向的保护基板贴合在一起的贴合工序,该贴合工序粘接层中贴合上述保护基板和上述基板。
这里,粘接层是用于使保护基板和基板粘接的层膜。另外,如上所述,利用气体阻挡层和缓冲层来实现薄膜的密封构造,所以没有必要使粘接层厚膜化。
根据本发明,通过贴合保护基板,可以防止对气体阻挡层、缓冲层、发光功能层的外伤,实现耐压性、耐磨性、防外部光反射性、阻气性、紫外线屏蔽性等。
另外,在本发明的有机EL装置的制造方法中,上述保护基板是形成了多种颜色的着色层的滤色基板。
这里,多种颜色的着色层分别例如由R(红)、G(绿)、B(蓝)构成,与发光功能层对向配置。
另外,着色层和发光功能层的距离要求是尽可能短的距离以使发光功能层的发光光只向对向的着色层射出。这是因为在该距离较长的情况下,发光功能层的发光光向相邻的着色层射出的可能性增高,为了抑制这种情况而优选缩短该距离。
另外,在上述的本发明中,利用上述的气体阻挡层、缓冲层来实现薄膜的密封构造,所以发光功能层和着色层的距离变短。因此,发光功能层的发光光只向对向的着色层射出,可以抑制发光光漏到相邻的着色层。
这里,作为发光功能层具备的有机发光层,采用产生白色发光光的白色有机发光层、或者产生RGB的多种颜色的发光光的各色有机发光层。
在采用白色有机发光层的情况下,通过向多种颜色的着色层照射白色光,可以将白色光分成每种RGB。另外,在形成低分子系的白色有机发光层的掩膜蒸镀工序、形成高分子系的白色有机发光层的液滴喷出工序等中,可以只由一个工序形成1种白色有机发光层,所以与分开形成每种RGB的有机发光层的情况相比,制造工序更容易。
在采用各色有机发光层的情况下,通过将RGB的各色光照射在相同颜色的着色层上,可以进行色彩校正。
另外,本发明的有机EL装置是在基板上具有多个第1电极、与所述第1电极的形成位置对应配置的发光功能层、以及覆盖所述发光功能层的第2电极的有机电致发光装置,其特征在于,具有以覆盖所述第2电极的方式形成的缓冲层、覆盖该缓冲层的气体阻挡层。且是利用所述的制造方法而制造的。
由此,可以采用热固化工序使通过涂布工序涂布的单体/低聚物材料和固化剂发生固化,从而形成缓冲层。
这里,因为涂布工序是在真空气氛下进行,所以在已除去水分和氧气的气氛下进行涂布工序,可以抑制水分和氧气侵入到缓冲层内。另外,该涂布工序不使用溶剂而进行,所以在缓冲层内没有溶剂残留。因此,在缓冲层中几乎没有水分和氧气残留,另外,因为不存在溶剂分子,所以可以抑制它们侵入到发光功能层引起的发光特性的降低或发光寿命的短寿命化,还可抑制产生非发光区域等。
另外,在热固化工序中,利用固化剂使单体/低聚物材料固化,所以单体、低聚物进行交联,可以形成由高分子有机材料(聚合物)构成的缓冲层。另外,作为热固化工序,优选采用热处理的热固化法。由此,不仅使涂布材料固化而形成缓冲层,而且使缓冲层的周边部热熔化(软化),可以在缓冲层的侧面端部形成倾斜部。由此,在缓冲层上方形成的气体阻挡层按照缓冲层的形状较缓慢地形成,可以改善阻气性。
另外,通过这种制造方法层叠形成的气体阻挡层和缓冲层的层厚可以比以前的薄。因此,在本发明的有机EL装置中,不进行厚膜化就可以实现薄膜的密封构造。
另外,在本发明中,作为发光功能层,可以采用低分子系或高分子系中的任一种。
另外,在本发明的有机EL装置中,上述缓冲层的平面图案的周缘部形成波纹形状。
由此,与周缘部为直线状的情况相比,缓冲层的平面图案的周缘长度增长。由此,可以改善与缓冲层的下层膜(例如,第2电极、电极保护层)的粘附力,并且可以分散周缘部的缓冲层的应力。此外,可以改善缓冲层的膜强度,可以得到高可靠性。这样的波纹形状可以根据丝网印刷法的掩膜形状规定成需要的形状,所以在不增加用于形成波纹形状的工序的情况下,可以容易地形成。
另外,本发明的电子仪器,具备前面所述的有机电致发光装置。
作为这样的电子仪器,例如可以例示便携式电话机、移动信息终端、钟表、文字处理机、个人电脑等信息处理装置,打印机等。另外,还可以例示具有大型显示画面的电视、大型监视器等。如此通过在电子仪器的显示部采用本发明的有机电致发光装置,可以提供具有寿命长且显示特性良好的显示部的电子仪器。另外,可以应用于打印机等的光源。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的有机EL装置的配线构造的图。
图2是表示本发明的第1实施方式的有机EL装置的构成的模式图。
图3是沿着图2的A—B线的断面图。
图4是沿着图2的C—D线的断面图。
图5是表示图3的主要部分的断面放大图。
图6是表示图2的主要部分的平面放大图。
图7是表示图3的主要部分的断面放大图。
图8是按工序顺序表示本发明的第1实施方式的有机EL装置的制造方法的图。
图9是按工序顺序表示本发明的第1实施方式的有机EL装置的制造方法的图。
图10是用于说明缓冲层、有机粘附层、以及气体阻挡层的形成方法的图。
图11是用于说明缓冲层、有机粘附层、以及气体阻挡层的形成方法的图。
图12是表示本发明的第2实施方式的有机EL装置的构成的模式断面图。
图13是表示本发明的第3实施方式的有机EL装置的构成的模式断面图。
图14是表示电子仪器的图。
图中:1、1A、1B—有机EL装置,20—基板(基体),23—像素电极(第1电极),30—气体阻挡层,50—阴极(第2电极),55—阴极保护层(电极保护层),60—有机发光层(发光功能层),70—空穴输送层(发光功能层),110—发光功能层,200—基体,205—粘接层,206—表面保护基板(保护基板),207—滤色基板,208R—红色着色层(着色层),208G—绿色着色层(着色层),208B—蓝色着色层(着色层),210a—缓冲层,210b—涂布膜,210E—缓冲层周缘部(周缘部),210AR—缓冲层形成区域(缓冲层的平面图案),220—有机粘附层,221—有机隔板层(隔板),221a—开口部,300—发光功能层,302—空穴输送层(发光功能层),303—有机发光层(发光功能层),304—电子注入层(发光功能层),305—电子注入缓冲层(发光功能层),100—便携式电话(电子仪器),1100—钟表(电子仪器),1200—信息处理装置(电子仪器),1001、1101、1202—显示部(有机EL装置),M—筛网(screen mesh)(掩膜),S—刮板(涂敷机构)。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的有机EL装置的制造方法、有机EL装置、以及电子仪器的实施方式。
另外,在以下的说明中,为了可以辨识构成有机EL装置1的各部位和各层膜,各自的缩尺不同。
(有机EL装置的第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式的有机EL装置1的配线构造的图。
有机EL装置1是使用薄膜晶体管(Thin Film Transistor,下面简称为TFT)作为开关元件的有源矩阵型的有机EL装置。
如图1所示,有机EL装置1具有多个扫描线101、在与各扫描线101直角相交的方向上延伸的多个信号线102、与各信号线102并列延伸的多个电源线103分别布线的构成,同时在扫描线101和信号线102的各交点附近设置像素区域X。
在信号线102上连接具有移位寄存器、电平移动器、视频线路和模拟开关的数据线驱动电路100。另外,在扫描线101上连接具有移位寄存器和电平移动器的扫描线驱动电路80。
进而,在各像素区域X上设置:借助扫描线101将扫描信号提供给栅电极的开关用TFT 112,将经由该开关用TFT 112从信号线102提供的像素信号保持的保持电容113,将通过保持电容113保持的像素信号提供给栅电极的驱动用TFT 123,当借助该驱动用TFT 123与电源线103电连接时从该电源线103流入驱动电流的像素电极(第1电极)23,在该像素电极23和阴极(第2电极)50之间夹持的发光功能层110。由像素电极23、阴极50和发光功能层110构成发光元件。
根据该有机EL装置1,在驱动扫描线101使开关用TFT 112处于接通(ON)状态时,此时的信号线102的电位由保持电容113所保持,根据该保持电容113的状态决定驱动用TFT 123的接通、断开状态。并且,经由驱动用TFT 123的沟道电流从电源线103向像素电极23流入,进而经由发光功能层110(或有机发光层60)电流向阴极50流入。发光功能层110按照流过其的电流量发光。
接着,参照图2~图7说明有机EL装置的具体构成。
这里,图2是表示有机EL装置的构成的模式图。另外,图3是表示图2的A—B方向的构成的有机EL装置的断面图,图4是表示图2的C—D方向的构成的有机EL装置的断面图。另外,图5和图7是表示图3的主要部分的断面放大图。图6是表示图2的主要部分的平面放大图。
如图2所示,有机EL显示装置1是包括如下所示的部分的有源矩阵型的装置,即,包括:电绝缘性的基板20,与开关用TFT(未图示)连接的像素电极在基板20上以矩阵形状配置而形成的像素电极区域(未图示),至少位于像素电极区域上的、平面时大致为矩形的像素部3(图2中的点划线框内)。
另外,在本发明中,包括基板20和如后所述在其上形成的开关用TFT、各种电路、以及层间绝缘膜等,称为基体(在图3、图4中用符号200表示)。
像素部3被划分成中央部分的实际发光区域4(图2中的双点划线框内)、在实际发光区域4的周围配置的伪区域5(一点划线和双点划线之间的区域)。
在实际发光区域4上,各自具有像素电极的发光区域R、G、B在A—B方向和C—D方向相互隔开配置成矩阵形状。
另外,在实际发光区域4的图2中两侧,配置扫描线驱动电路80、80。这些扫描线驱动电路80、80被配置在伪区域5的下侧。
另外,在实际发光区域4的图2中上侧,配置有检查电路90。该检查电路90是用于检查有机EL装置1的运行状况的电路,例如具备向外部输出检查结果的检查信息输出机构(未图示),可以进行在制造中途或出厂时的显示装置(有机EL装置)的质量、缺陷的检查。另外,该检查电路90也被配置在伪区域5的下侧。
扫描线驱动电路80和检查电路90的构成是:经由驱动电压导通部310(参照图3)和驱动电压导通部340(参照图4),从规定的电源部被施加驱动电压。另外,这些向扫描线驱动电路80和检查电路90施加的驱动控制信号和驱动电压,经由驱动控制信号导通部320(参照图3)和驱动电压导通部350(参照图4),从进行该有机EL装置1的运行控制的规定的主驱动装置等被发送和施加。此外,此时的驱动控制信号是指与扫描线驱动电路80和检查电路90输出信号时的控制有关的来自主驱动装置等的指令信号。
另外,如图3、图4所示,有机EL装置1在基板200上形成多个具备像素电极23、发光功能层110和阴极50的发光元件,进而覆盖它们形成缓冲层210、有机粘附层220、气体阻挡层30等。像素电极23被设置于每个发光元件上,多个发光元件共用阴极50,通过分别驱动像素电极23,发光元件分别发光。
另外,作为发光功能层110,有代表性的是有机发光层(有机电致发光层)60,可以具有空穴注入层、空穴输送层、电子注入层、电子输送层等载体注入层或载体输送层,进而可以具有空穴阻止层(hole blockinglayer)、电子阻止层。
作为构成基体200的基板20,在所谓顶部发射型的有机EL装置的情况下,从作为该基板20的对向侧的气体阻挡层30侧取出发光光,所以可以使用透明基板和不透明基板中的任一种。作为不透明基板,例如可以举出对氧化铝等陶瓷、不锈钢等金属薄片实施表面氧化等绝缘处理的基板,或者热固化性树脂或热塑性树脂,进而还可以举出其薄膜(塑料薄膜)等。
另外,在所谓底部发射型的有机EL装置的情况下,从基板20侧取出发光光,所以作为基板20,可以采用透明或半透明的基板。例如可以举出玻璃、石英、树脂(塑料、塑料薄膜)等,特别优选使用玻璃基板。并且,在本实施方式中,设定为从气体阻挡层30侧取出发光光的顶部发射型,因而可以使用上述不透明基板例如不透明的塑料薄膜等作为基板20。
另外,在基板20上形成包括用于驱动像素电极23的驱动用TFT 123等的电路部11,在其上设置多个发光元件。如图7所示,通过按顺序形成发挥阳极功能的像素电极23、注入/输送来自该像素电极23的空穴的空穴输送层70、具备作为电光物质之一的有机EL物质的有机发光层60、阴极50而构成发光元件。
在这样的构成的基础上,发光元件在该有机发光层60中通过使从空穴输送层70注入的空穴和来自阴极50的电子耦合而发光。
另外,在本实施方式中,空穴输送层70具有诱导有机发光层60的发光功能的功能,所以作为发光功能层110的一部分发挥功能。
像素电极23在本实施方式中为顶部发射型,所以不需要是透明的,因而用适宜的导电材料形成。
作为空穴输送层70的形成材料,例如使用聚噻吩衍生物、聚吡咯衍生等、或者它们的掺杂物等。具体地说,可以使用3,4—聚乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)的分散液,即在作为分散介质的聚苯乙烯磺酸中分散3,4—聚乙烯二氧噻吩并进一步将其分散在水中而成的分散液等,形成空穴输送层70。
作为用于形成有机发光层60的材料,能够使用可以发出荧光或磷光的公知的发光材料。具体适合使用(聚)芴衍生物(PF)、(聚)对亚苯基亚乙烯基衍生物(PPV)、聚亚苯基衍生物(PP)、聚对亚苯基衍生物(PPP)、聚乙烯咔唑(PVK)、聚噻吩衍生物、聚甲基苯基硅烷(PMPS)等聚硅烷系等。
另外,也可以在这些高分子材料中掺杂二萘嵌苯系色素、香豆素系色素、若丹明系色素等高分子系材料,或红荧烯、二萘嵌苯、9,10—二苯基蒽、四苯基丁二烯、尼罗红、香豆素6、喹吖啶酮等低分子材料使用。
其中,也可以使用以往公知的低分子材料来代替上述的高分子材料。
另外,根据需要,可以在这样的有机发光层60上形成电子注入层。
这里,电子注入层具有诱导有机发光层60的发光功能的功能,所以作为发光功能层110的一部分发挥功能。
另外,在本实施方式中,就空穴输送层70和有机发光层60而言,如图3~图7所示,被在基体200上以格子状形成的亲液性控制层25和有机隔板层(隔板)221包围配置,由此,被包围的空穴输送层70和有机发光层60成为构成单一的发光元件的元件层。
另外,在有机隔板层221中,开口部221a的各壁面相对于基体200表面的角度θ为110度以上170度以下(参照图7)。之所以设定成这样的角度,是因为当通过湿式处理工序形成有机发光层60时,容易配置在开口部221a内。
如图3~图7所示,阴极50具有比实际发光区域4和伪区域5的总面积大的面积,是以分别覆盖所述区域的方式形成的,是在覆盖有机发光层60和有机隔板层221的上面、以及形成有机隔板层221的外侧部的壁面的状态下,形成子基体200上。此外,如图4所示,该阴极50在有机隔板层221的外侧与形成在基体200的外周部的阴极用配线连接。在该阴极用配线上连接挠性基板,由此阴极50经由阴极用配线与挠性基板上的未图示的驱动IC(驱动电路)连接。
作为用于形成阴极50的材料,本实施方式采用顶部发射型,所以需要具有透光性,因此,使用透明导电材料。作为透明导电材料,适合使用ITO(Indium Tin Oxide:氧化铟锡),但除此之外,例如可以使用氧化铟—氧化锌系无定形透明导电膜(Indium Zinc Oxide:IZO)(注册商标)等。另外,在本发明中使用ITO。
另外,阴极50优选使用电子注入效果大的材料。例如,钙、镁、钠、锂金属、或它们的金属化合物。作为金属化合物,有氟化钙等金属氟化物、氧化锂等金属氧化物、乙酰丙酮钙等有机金属络合物。另外,因为只利用这些材料,其电阻较大而不能发挥作为电极的功能,所以可以与铝或金、银、铜等金属层或ITO、氧化锡等金属氧化物导电层的层叠体组合使用。另外,在本实施方式中,将氟化锂和镁—银合金、ITO的层叠体调整成可以得到透明性的膜厚后使用。
在阴极50的上层部形成有阴极保护层(电极保护层)55。就该阴极保护层55而言,通过在用于形成缓冲层的筛网接触时防止阴极的损伤,并且覆盖阴极表面而增加最表面的表面能,可以按目的设计缓冲层材料的涂布时的平坦性、消泡性、粘附性、侧面端部的低角度化。该阴极保护层55是以透明性高的无机氧化物为主成分的绝缘性高的层,优选自身表面能高的材料、或在形成后通过氧等离子体处理等最表面的表面能增加的材料。作为阴极保护层55的膜厚,因为形成在因有机隔板层221的存在而产生的凹凸所存在的表面上,所以为了不会由于有机隔板层221的热伸缩而出现破坏或剥离,另外还为了不会通过膜自身所具有的压缩(拉伸)应力促进有机发光层60和阴极50的剥离,最好比气体阻挡层更薄而具有10~200nm的膜厚。作为阴极保护层55的材料例,可以举出由氧化硅或氮氧化硅等氧化硅、氧化钛等金属氧化物等无机氧化物形成的层。
此外,阴极保护层55形成到基体200的外周部的绝缘层284。
在阴极保护层55的上层部,在比有机隔板层221更广的范围内并在覆盖阴极50的状态下设置缓冲层210。由于有机隔板层221的影响,缓冲层210被配置成埋入以凹凸状形成的阴极50的凹凸部分,进而其上面大致平坦。这样的缓冲层210如后所述由涂布工序和热固化工序形成。
这样的缓冲层210具有缓和由从基体200侧发生的翘曲或体积膨胀而产生的应力,防止从容易热伸缩的不稳定的有机隔板层221或阴极50的剥离的功能。另外,缓冲层210的上面被大致平坦化,所以在缓冲层210上形成的、由硬被膜构成的气体阻挡层30也平坦化,所以应力集中的部位消失,由此,防止气体阻挡层30的裂纹或剥离、缺损的产生。
接着,对缓冲层210的具体材料(涂布材料)进行说明。
作为固化前的原料主成分,因为是在减压真空下进行涂布,所以需要是流动性优异且没有溶剂成分全部为高分子骨架的原料的有机化合物原料,优选具有环氧基的分子量3000以下的环氧单体/低聚物(单体的定义:分子量为1000以下,低聚物的定义:分子量为1000~3000)。例如有双酚A型环氧低聚物或双酚F型环氧低聚物、酚醛清漆型环氧低聚物、聚乙二醇二缩水甘油基醚、烷基缩水甘油基醚、3,4—环氧环己烯基甲基—3’,4’—环氧环己烯羧酸酯、ε—己内酯改性3,4—环氧环己基甲基3’,4’—环氧环己烷羧酸酯等,它们可以单独使用,还可以组合多种使用。
另外,作为与环氧单体/低聚物发生反应的固化剂,最好是可以形成电绝缘性、粘接性优异且硬度高同时强韧且耐热性优异的固化被膜的固化剂,最好是透明性优异且固化的偏差少的加成聚合型。例如优选3—甲基—1,2,3,6—四氢邻苯二甲酸酐、甲基—3,6—甲桥—1,2,3,6—四氢邻苯二甲酸酐、1,2,4,5—苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’—二苯甲酮四甲酸二酐等酸酐系固化剂。进而通过添加1,6—己二醇等分子量大且难以挥发的醇类作为促进酸酐反应(开环)的反应促进剂,变得容易低温固化。这些固化通过60~100℃的范围的加热而进行,该固化被膜成为具有酯键的高分子。
另外,通过添加二乙三胺或三乙四胺等脂肪族胺或二氨基二苯基甲烷或二氨基二苯基砜等芳香族胺、光聚合引发剂作为辅助固化剂,可以容易地在更低温的条件下固化。
进而,可以微量添加用以改善与阴极50、气体阻挡层30的粘附性的硅烷偶合剂,异氰酸酯化合物等捕水剂,氟化合物等降低涂布材料的表面能来增加润湿性的平坦化剂,防止固化时的收缩的微粒等添加剂,且添加量为总量的1%以下。
用于形成这样缓冲层210的材料的粘性,优选在室温(25℃)下为500~20000mPa·s的粘度范围,在本实施方式中设定成3000mPa·s的粘度。
这里,参照图5,对缓冲层210的侧面端部的构造进行说明。
图5是表示图3中的缓冲层210的侧面端部的放大图。如图5所示,缓冲层210形成于阴极保护层55上,该侧面端部与阴极保护层55的表面成接触角α来接触。这里,接触角α为30°以下,更优选为5°~20°左右。通过基于涂布后的加热处理工序的软化工序、缓冲层材料自身的粘度调整、平坦化剂等的添加、阴极保护层的表面能的增加,来实现该接触角α。通过这样形成缓冲层,在该缓冲层210的上层形成的有机粘附层220、气体阻挡层30按照缓冲层210的形状而形成,即使在有机隔板层221由于热伸缩而发生体积变化时,也可以使在侧面端部的气体阻挡层上施加的应力分散而防止破坏。另外,当该接触角α为锐角例如为80°左右时,在其边缘部形成的气体阻挡层30的膜厚比其他部分薄,但接触角α为5°~20°左右,所以在缓冲层210上形成膜厚均匀的气体阻挡层30。
进而,在缓冲层210的上层部形成有有机粘附层220。
该有机粘附层220是对缓冲层210的表面实施氧化处理而形成的表面能(极性)高的薄膜。作为该有机粘附层220的组成,氧原子的含量比缓冲层210多。另外,有机粘附层220的膜厚优选为薄膜,最好为10nm以下。这些优选在即将要形成气体阻挡层之前并在减压气氛下对缓冲层210的最表面进行氧等离子体处理等来形成薄膜。通过形成这样的有机粘附层220,进行缓冲层210的表面洗涤,同时改善缓冲层210和气体阻挡层30的界面的粘附性。
进而,在有机粘附层220的上层部形成有气体阻挡层30。
气体阻挡层30不与绝缘层284接触而在有机粘附层220上形成。气体阻挡层30用于防止在缓冲层210和其内侧的阴极50以及有机发光层60中有氧气或水分的浸入,由此防止氧气或水分浸入到阴极50、有机发光层60,可以抑制发光劣化等。
另外,气体阻挡层30是由例如耐水性、耐热性优异的无机化合物构成,优选是由硅化合物即氮化硅、氮氧化硅、氧化桂等形成。由此,气体阻挡层30形成为透明的薄膜。进而,为了阻断水蒸气等气体而有必要成为致密且没有缺陷的被膜,适合使用作为可以在低温下形成致密的膜的高密度等离子体成膜法的等离子体CVD法或ECR等离子体溅射法、离子镀法而形成。如上所述气体阻挡层30由硅化合物形成,由此气体阻挡层30成为耐水性、耐热性优异的没有缺陷的致密的层,对氧气或水分的阻碍性变得更好。另外,气体阻挡层30优选具有膜密度为2.3~3.0g/cm3的膜质。
此外,作为气体阻挡层30,可以采用硅化合物以外的材料,例如可以由氧化铝、氧化钽、其它陶瓷材料形成。
此外,气体阻挡层30的膜厚设定成300~700nm的范围。在本实施方式中,特别为400nm。在气体阻挡层的膜厚小于300nm的情况下,无法得到足够的阻气性,另外在大于700nm的情况下,在气体阻挡层30中蓄积内部应力而成为裂纹的产生原因。因此,通过将膜厚规定在上述范围内,成为同时实现了阻气性和耐裂性的气体阻挡层。另外,特别是通过形成400~600nm的膜厚,可以改善阻气性和耐裂性。
进而,在气体阻挡层30的上层部设置覆盖气体阻挡层30的保护层204。该保护层204是用于保护缓冲层210、气体阻挡层30的层,是由在气体阻挡层30侧设置的粘接层205和表面保护基板(保护基板)206构成。
粘接层205是以由比表面保护基板206柔软且玻璃化转变温度低的材料构成的粘接剂形成。另外,粘接层205是在气体阻挡层30上固定表面保护基板206的层。作为其材料,优选环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸酯树脂、硅树脂、聚烯烃树脂等透明树脂材料,适合使用透明且低价的丙烯酸树脂。另外,粘接层205可以预先在表面保护基板206上而形成,还可以是在气体阻挡层30上压接而粘接。另外,粘接层205优选透明树脂材料。另外,也可以是由为了在低温下固化而添加固化剂的2液混合型的材料形成的。
另外,优选在这样的粘接层205中添加硅烷偶合剂或烷氧基硅烷,这样,所形成的粘接层205和气体阻挡层30的粘附性变得更好,因此,对机械冲击的缓冲功能增高。另外,特别在气体阻挡层30由硅化合物形成等情况下,可以利用硅烷偶合剂或烷氧基硅烷改善与该气体阻挡层30的粘附性,因此,可以提高气体阻挡层30的阻气性。
表面保护基板206被设置在粘接层205上,构成保护层204的表面侧,是具有防止外伤、耐压性或耐磨性、防外部光反射性、阻气性、紫外线屏蔽性等功能中的至少一种的层。表面保护基板206的材质采用玻璃或透明塑料(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚烯烃、聚酰亚胺等)。另外,在该表面保护基板206上可以设置紫外线屏蔽/吸收层或光反射防止层、放热层、透镜或反射镜等光学构造。另外,作为除其以外的材料,可以采用DLC(类金刚石碳)层。
此外,在该例的有机EL装置中,当制成顶部发射型时,需要将表面保护基板206、粘接层205同时做成具有透光性的,但当制成底部反射型时,没有这个必要。
在如此构成的有机EL装置1中,气体阻挡层30和缓冲层210的总厚度比以往薄。具体地说,如图5所示,可以使自绝缘层284的表面至表面保护基板206的间隔T为15μm。因此,在本实施方式的有机EL装置1中,可以不进行厚膜化来实现薄膜的密封构造。
接着,参照图6说明有机EL装置1的平面构造。
图6是图2的主要部分的放大平面图,但只显示阴极50、缓冲层210和气体阻挡层30。并且,有机EL装置1的其他构成像图1~图5、图7所示那样形成。
如图6所示,有机EL装置1是在基板20上按顺序重叠由阴极50构成的阴极形成区域50AR、由缓冲层210构成的缓冲层形成区域(缓冲层的平面图案)210AR、由气体阻挡层30构成的气体阻挡层形成区域30AR而构成。进而,缓冲层形成区域210AR的面积比阴极形成区域50AR的面积大,气体阻挡层形成区域30AR的面积比缓冲层形成区域210AR的面积大(50AR<210AR<30AR)。由此,阴极周缘部50E被缓冲层210所覆盖,缓冲层周缘部(周缘部)210E被气体阻挡层30所覆盖。因此,气体阻挡层周缘部30E在周缘部50E、210E、30E中位于最外周。
这里,在图6的纸面纵向(以下,称为Y方向)和纸面左右方向(以下,称为X方向)中,缓冲层周缘部210E朝向各方向形成波纹形状。另外,阴极周缘部50E和气体阻挡层周缘部30E形成为直线状。
在周缘部50E、30E之间,缓冲层周缘部210E形成为,波形间距p约为0.01~0.2mm左右,振幅t1约为0.01~0.1mm左右。此外,振幅t1没有必要均匀,只要在该范围内即可。
另外,在将缓冲层周缘部210E最接近气体阻挡层周缘部30E的一侧的位置设为W2的情况下,该符号W2和气体阻挡层周缘部30E的宽度t2形成为约0.2~2mm左右。
另外,在将缓冲层周缘部210E最接近阴极周缘部50E的一侧的位置设为W3的情况下,该符号W3和阴极周缘部50E的宽度t3形成为约0.1~1mm左右。
由此,振幅t1、以及宽度t2、t3的最小值的和成为比0.4mm小的值。因此,利用缓冲层210和气体阻挡层30实施的对阴极50的密封构造可以以0.4mm以下的密封宽度形成。
接着,参照图7,对在上述的发光元件的下方形成的电路部11进行说明。该电路部11形成在基板20上并构成基板200。即,在基板20的表面形成以SiO2为主体的基底保护层281作为基底,在其上形成硅层241。在该硅层241的表面上形成以SiO2和/或SiN为主体的栅极绝缘层282。
另外,在硅层241中,夹持栅极绝缘层282并与栅极242重合的区域成为沟道区域241a。并且,该栅极242是未图示的扫描线101的一部分。另一方面,在覆盖硅层241并形成了栅电极242的栅极绝缘层282的表面上形成以SiO2为主体的第1层间绝缘层283。
另外,在硅层241中,在沟道区域241a的源极侧设置低浓度源极区域241b和高浓度源极区域241S,另一方面,在沟道区域241a的漏极侧设置低浓度漏极区域241c和高浓度漏极区域241D,从而形成所谓的LDD(Light Doped Drain)。其中,高浓度源极区域241S经由跨过栅极绝缘层282和第1层间绝缘层283而开孔的接触孔243a,与源电极243连接。该源电极243构成为上述的电源线103(参照图1,在图7中,在源电极243的位置向与纸面垂直的方向延伸设置)的一部分。另一方面,高浓度漏极区域241D经由跨过栅极绝缘层282和第1层间绝缘层283而开孔的接触孔244a,与由相同于源电极243的层构成的漏电极244连接。
已形成源电极243和漏电极244的第1层间绝缘层283的上层,例如被以丙烯酸系的树脂成分为主体的第2层间绝缘层284所覆盖。该第2层间绝缘层284也可以使用丙烯酸系的绝缘膜以外的材料例如SiN、SiO2等。此外,由ITO构成的像素电极23形成在该第2层间绝缘层284的表面上,同时经由在第2层间绝缘层284上设置的接触孔23a,与漏电极244连接。即,像素电极23经由漏电极244与硅层241的高浓度漏极区域241D连接。
此外,扫描线驱动电路80和检查电路90中所含的TFT(驱动电路用TFT)、即例如在这些驱动电路中,构成移位寄存器中所含的变换器(inverter)的N沟道型或P沟道型TFT,除了不与像素电极23连接这一点之外,采取与驱动用TFT相同的构造。
在已形成像素电极23的第2层间绝缘层284的表面上,设置像素电极23和上述的亲液性控制层25和有机隔板层221。亲液性控制层25例如以SiO2等亲液性材料为主体,有机隔板层221是由丙烯酸或聚酰亚胺等构成。并且,在像素电极23上,在设置于亲液性控制层25上的开口部25a、以及由有机隔板层221包围而成的开口部221a的内部,按空穴输送层70、有机发光层60的顺序层叠有空穴输送层70和有机发光层60。并且,本实施方式中亲液性控制层25的“亲液性”是指与至少构成有机隔板层221的丙烯酸、聚酰亚胺等材料相比,其亲液性更高。
上述已说明的基板20上的直到第2层间绝缘层284的层构成电路部11。
这里,本实施方式的有机EL装置1为了进行彩色显示,各有机发光层60形成为,其发光波长频带分别与光的三元色对应。例如,作为有机发光层60,将发光波长频带与红色对应的红色有机发光层60R、与绿色对应的绿色有机发光层60G、与蓝色对应的蓝色有机发光层60B设置在分别与其对应的发光区域R、G、B上,构成具有这些发光区域R、G、B并进行彩色显示的1个像素。另外,在各色发光区域的边界上,用溅射等形成了金属铬膜的略图示的BM(黑底)例如形成在有机隔板层221和亲液性控制层25之间。
(有机EL装置的制造方法)
接着,参照图8~图11说明本实施方式的有机EL装置1的制造方法的一个例子。图8和图9所示的各断面图是与图2中的A—B线的断面图对应的图。图10和图11所示的各断面图用于详细说明形成缓冲层210、有机粘附层220、和气体阻挡层30的工序的图。
此外,在本实施方式中,有机EL装置为顶部发射型,另外,就在基板20的表面形成电路部11的工序而言,与以往技术相同,所以省略对其的说明。
首先,如图8A所示,以覆盖在表面上形成了电路部11的基板20的整个面的方式,形成成为像素电极23的透明导电膜,进而,对该透明导电膜进行构图。由此,形成经由第2层间绝缘层284的接触孔23a与漏电极244导通的像素电极23。另外,与此同时,在伪区域,也形成由与像素电极23相同材料构成的伪图案26。
此外,在图3、图4中。将这些像素电极23、伪图案26总称伪像素电极23。伪图案26形成未通过第2层间绝缘层284与下层的金属配线连接的构成。即,伪图案26被配置成岛状,具有与在发光区域形成的像素电极23的形状大致相同的形状。当然,可以具有与在发光区域形成的像素电极23的形状不同的构造。另外,此时,伪区域26至少包括位于驱动电压导通部310(340)上方的构件。
接着,如图8B所示,在像素电极23、伪图案26上、以及第2层间绝缘膜上形成作为绝缘层的亲液性控制层25。此外,在像素电极23中,用一部分开口的方式形成亲液性控制层25,在开口部25a(也参照图3)也可以进行从像素电极23的空穴移动。相反,在不设置开口部25a的伪图案26中,绝缘层(亲液性控制层)25成为空穴移动屏蔽层而不产生空穴移动。接着,在亲液性控制层25中,在位于不同的2个像素电极23之间而形成的凹状部上形成未图示的BM(黑底)。具体地说,对亲液性控制层25的凹状部使用金属铬用溅射法成膜。
此外,如图8C所示,以覆盖亲液性控制层25的规定位置,详细的说以覆盖上述的BM的方式形成有机隔板层221(形成隔板的工序)。作为具体的有机隔板层的形成方法,采用旋涂法、浸涂法等各种涂布法涂布将例如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等抗蚀剂溶解于溶剂的液体而形成有机质层。此外,有机质层的构成材料只要是不溶于后述的油墨的溶剂且通过蚀刻等容易形成图案的材料,则可以是任何材料。
进而,使用光刻技术、蚀刻技术,构图有机质层,在有机质层形成开口部221a,由此形成开口部221a具有壁面的有机隔板层221。这里,就形成开口部221a的壁面而言,以使相对于基体200表面的角度θ为110度以上170度以下的方式形成。
此外,此时有机隔板层221至少包括位于驱动控制信号导通部320的上方的部分。
接着,在有机隔板层221的表面上形成显示亲液性的区域和显示疏液性的区域。在本实施方式中,通过等离子体处理形成各区域。具体地说,通过预加热工序,和分别使有机隔板层221的上面和开口部221a的壁面以及像素电极23的电极面23c、亲液性控制层25的上面具有亲液性的亲油墨化工序,和使有机隔板层211的上面和开口部221a的壁面具有疏液性的疏油墨化工序,和冷却工序,来构成等离子体处理。
即,将基体200加热至规定温度例如70~80℃左右,接着作为亲油墨化工序,在大气气氛中进行将氧气作为反应气体的等离子体处理(O2等离子体处理)。接着,作为疏油墨化工序,在大气气氛下进行将四氟甲烷作为反应气体的等离子体处理(CF4等离子体处理),随后,通过将为了进行等离子体处理而被加热的基材冷却至室温,对规定场所赋予亲液性和疏液性。
另外,在该CF4等离子体处理中,对像素电极23的电极面23c和亲液性控制层25多少有影响,但由于作为像素电极23的材料的ITO和作为亲液性控制层25的构成材料的SiO2、TiO2等缺乏对氟的亲和性,所以通过亲油墨化工序附加的羟基不会被氟基取代而保持亲液性。
接着,通过空穴输送层形成工序进行空穴输送层70的形成(形成有机发光层的工序)。在该空穴输送层形成工序中,例如通过喷墨法等液滴喷出法或旋涂法等在电极面23c上涂布空穴输送层材料,然后进行干燥处理和热处理,在电极23上形成空穴输送层70。当例如用喷墨法选择性涂布空穴输送层材料时,首先,在喷墨头(图示略)中填充空穴输送层材料,使喷墨头的喷嘴与位于在亲液性控制层25形成的开口部25a内的电极面23c对向,在使喷墨头与基板200相对移动的同时,从喷嘴将控制了每滴液量的液滴喷出到电极面23c上。接着,对喷出后的液滴进行干燥处理,使空穴输送层材料中含有的分散介质和溶剂蒸发,由此形成空穴输送层70。
这里,从喷嘴喷出的液滴在已完成亲油墨处理的电极面23c上扩展,并在亲液性控制层25的开口部25内充满。另一方面,在已实施疏油墨处理的有机隔板层221的上面,液滴弹起而不附着。因此,即使液滴从规定的喷出位置弹出而喷到有机隔板层221的上面,该上面不会被液滴润湿,弹起的液滴滚入到亲液性控制层25的开口部25a内。
另外,为了防止空穴输送层70和有机发光层60的氧化,在该空穴输送层形成工序之后的工序,优选在氮气气氛、氩气气氛等惰性气体气氛下进行。
接着,通过发光层形成工序进行有机发光层60的形成(形成发光功能层110的工序)。在该发光层形成工序中,例如通过喷墨法将发光层形成材料喷出到空穴输送层70上,随后通过进行干燥处理和热处理,在形成于有机隔板层221的开口部221a内形成有机发光层60。在该发光层形成工序中,为了防止空穴输送层70的再溶解,作为用于发光层形成材料的溶剂,使用对空穴输送层70不溶的无极性溶剂。
此外,在该发光层形成工序中,采用喷墨法将例如蓝色(B)的发光层形成材料选择性地涂布在蓝色的发光区域上,并进行干燥处理,然后,同样地将绿色(G)、红色(R)选择性地涂布在各自的发光区域,并进行干燥处理。
另外,根据需要,如上所述可以在这样的有机发光层60上形成电子注入层。
接着,如图9A所示,通过阴极层形成工序进行阴极50的形成(形成第2电极的工序)。在该阴极层形成工序中,例如采用离子镀法等物理成膜法使ITO成膜,作为阴极50。此时,该阴极50以覆盖有机发光层60和有机隔板层221的上面当然也覆盖有机隔板层221的外侧部的壁面的状态形成。
接着,如图9B、图9C所示,顺次形成阴极保护层55、缓冲层210、有机粘附层220和气体阻挡层30。
这里,参照图10和图11,对缓冲层210、有机粘附层220、和气体阻挡层30的形成方法进行详细说明。
另外,在基板20上形成有电路部11、发光功能层110、阴极50的情况下,说明图10和图11。
首先,如图10A所示,在阴极50上形成阴极保护层55。作为形成该阴极保护层55的方法,例如采用等离子体CVD法、ECR溅射法、离子镀法等高密度等离子体成膜法。另外,阴极保护层55为了完全覆盖有机隔板层221和阴极50而形成到基体200的外周部的绝缘层284上。该阴极保护层55在真空气氛下形成,并将其压力设定成0.1~10Pa左右。另外,阴极保护层33的最表面采用氧等离子体处理等而表面能被增高,由此容易实现随后的缓冲层的平坦性和侧面端部的低角度化。
通过如此形成阴极50和阴极保护层55,形成如图9A的断面所示的构造。
接着,在0如图10B所示,使基板2反转之后,如图10C~图10E和图11A和图11B所示,进行真空气氛下的丝网印刷法(涂布工序)形成缓冲层210(缓冲层形成工序)。
用于涂布缓冲层210的材料采用如上所述在环氧单体/低聚物材料中混合了固化剂、反应促进剂的涂布材料。这些材料可以在涂布之前混合后使用,但作为混合后的粘度,最好在室温(25℃)下为500~20000mPa·s的粘度范围。在粘度低于该范围的情况下,发生液体从筛网M的滴下或向乳剂层Ma的溢出,膜厚稳定性、图案形成性变差。另外,在粘度高于该范围的情况下,平坦性变差,所以网眼痕迹残留,另外在网眼脱离时卷入的气泡变大,所以容易出现坑状的漏涂,即使在消泡工序之后也容易残留气泡。
进而,作为涂布材料的粘度,作为优选的条件,在上述500~20000mPa·s的范围内,优选1000~10000mPa·s的范围,通过使粘度低于10000Pa·s,可以进一步抑制气泡的残留。另外,通过使其高于1000Pa·s,在丝网印刷法中气泡难以弹起,难以产生坑。由此,可以得到均匀的膜。另外,如后所述,可以可靠地抑制黑斑的产生。因此,通过如上所述设定涂布材料的室温粘度,可以可靠地保持缓冲层的形状、实现表面的平坦化、气泡的极微小化、侧面端部的低角度化,可以抑制黑斑的产生。
另外,就缓冲层210的膜厚而言,为了实现平坦化和缓和由凹凸不平产生的应力,使其厚度比有机隔板层221的高度厚,例如优选3~10μm左右。这些粘度和膜厚控制对接触角α的形成也有影响,对达到30°以下的接触角也比较重要。优选没有应力,但可以产生微小的拉伸应力。优选密度较低的多孔膜以使应力减小到极少,膜密度适合为0.8~1.8g/cm3
接着,对丝网印刷法进行说明。
丝网印刷法是可以在减压真空气氛下进行涂布的方法,所以是最适宜处理相对中~高粘度的涂布液的方式。特别是丝网印刷法具有下述优点:通过刮板(涂敷机构)S的加压移动使涂敷机构简便,使用筛网(掩膜)而使膜厚均匀性和图案形成性优异。
首先,如图10C所示,在阴极保护层55上形成筛网M。这里,在筛网M的非涂布部上形成有覆盖未涂布的部分的疏液性的乳剂层Ma。
另外,筛网M的平面形状,按照将图6的缓冲层周缘部210E形成为波纹形状的模具的形状形成。
接着,在保持10~1000Pa范围的减压真空气氛的同时,如图10D所示,在未接触的状态下在基板20上配置筛网M。随后,利用必要量的分配喷嘴等,向筛网M的一个端部(乳剂层Ma上)涂敷(滴下)固化前的缓冲层210的涂布材料210a(隔着掩膜在基板上滴下涂布材料的工序)。
接着,使基板与筛网接触,并利用刮板将涂布材料210a按压在基板20上,同时使其向筛网M的另一个端部移动(使基板和上述涂敷机构相对移动)。由此,涂布材料按照筛网M的图案瞬时转印到阴极保护层55上,涂布形成涂布膜210b(形成涂布膜的工序)。这样的丝网印刷法是在真空气氛下进行。另外,在形成阴极保护层55之后,不返回至大气压气氛而在真空气氛下进行。
接着,如图10E所示,从基板20上的涂布膜210b上剥离筛网M(从涂布膜剥离掩膜的工序)。这里,当从涂布膜210b上剥离筛网M时,在使筛网M相对基板20倾斜的同时进行剥离。这样,在剥离筛网时产生的对基板施加的力在线上分散,所以抑制粘附力弱的电极(阴极)剥离,形成均匀的涂布膜210b。由此,可以进行在热固化工序后形成的缓冲层210的表面的平坦化。
此外,筛网M可以是挠性板体。此时,在筛网M与涂布膜210b接触的接触面和涂布膜210b的露出面的边界附近,可以边弯曲筛网M边将其剥离。由此,可以将筛网的剥离角度尽力抑制得较小,同时可以在掩膜和涂布膜的剥离速度稳定的情况下进行剥离。
如上所述,通过进行如图10C~图10E所示的处理,缓冲层210的涂布材料的涂布工序结束。
接着,如图11A所示,在氮气气氛下(惰性气体气氛)下进行消泡工序。
这里,氮气气氛是指在进行了上述的真空气氛下的丝网印刷法之后,通过向保持在真空气氛的密闭空间内(例如,真空小室内)密封氮气而形成的气氛。由此,涂布膜210b未因大气中的水分的摄入而吸湿。另外,本工序中的氮气气氛压力比进行丝网印刷法时的压力高。在本实施方式中,氮气气氛被设定成50000~110000Pa的压力。这样,在丝网印刷法时混入到涂布膜210b内的气泡内的压力和氮气气氛的压力之间产生差异,使气泡极小化。
接着,如图11B所示,进行热固化工序。
该固化工序与消泡工序一样通过在氮气(或干燥空气)气氛压力下对涂布膜210b实施60~100℃的加热处理而进行。通过实施这样的固化工序,在固化前的缓冲层2210b内含有的环氧单体/低聚物材料与固化剂、反应促进剂发生反应,环氧单体/低聚物发生三维交联,形成聚合物的环氧树脂210。另外,通过实施加热处理,不仅产生这种固化现象,而且缓冲层210的侧面端部的形成发生熔融(软化)。通过实施这样的加热处理,侧面端部具有接触角α(参照图5)。
接着,如图11C所示,使基板20反转,在缓冲层210的表面上形成有机粘附层220。具体地说,通过在将氧气和氩气等惰性气体混合而产生的减压等离子体气氛下暴露缓冲层210的表面,形成该缓冲层210的表面发生氧化的氧化层。
作为具体的成膜条件,利用高密度等离子体产生装置,以氧气:氩气=1:4的比例进行混合,使其真空度为0.6Pa,暴露时间为30秒。
通过形成这样的氧化层,也进行缓冲层210的表面的洗涤。
通过这样形成缓冲层210和有机粘附层220,形成图9B断面所示的构造。
接着,如图11D所示,在有机粘附层220的表面上形成气体阻挡层30。
气体阻挡层30的膜厚如上所述被设定成为300~700nm的范围,在本实施方式中,设定成为400nm。气体阻挡层30是通过0.1~10Pa气氛的减压高密度等离子体成膜法等形成的硅化合物,优选主要由氧化硅或氮氧化硅、氮化硅构成的透明的薄膜。另外,由于完全阻断小分子的水蒸气因而具有致密性,膜密度优选为2.3g/cm3
作为气体阻挡层30的具体形成方法,适合使用作为在低温下可以形成致密的膜的高密度等离子体成膜法的、等离子体CVD法或离子镀法、ECR等离子体溅射法而形成。这些方法可以考虑批量生产而进行适时选择,但从大面积下的等离子体的均匀性的观点来看,优选采用离子镀法。
另外,采用上述的高密度等离子体成膜法的形成工序,是通过反复以100nm为成膜单位的成膜工序、冷却工序而进行。例如,在将400nm的膜厚一批进行成膜的情况下,成膜装置内部受到所产生的等离子体的辐射热,该辐射热蓄积成为发光功能层的劣化原因。与此相对,在成膜100nm后进行冷却、进而再成膜100nm后进行冷却、随后再成膜100nm按照该顺序反复进行成膜工序和冷却工序,由此在抑制由热引起的发光功能层的劣化的同时,可以形成气体阻挡层30。
通过像上述这样形成由硅化合物构成气体阻挡层30,气体阻挡层30成为没有缺陷的致密的层,对氧气或水分的阻断性更好。另外,气体阻挡层30优选具有膜密度为2.3~3.0g/cm3的膜质。如上所述,通过形成气体阻挡层30,形成如图9C的断面所示的构造。
接着,如图11E所示,在气体阻挡层30上设置由粘接层205和表面保护基板206构成的保护层204。粘接层205是通过分配器或狭缝涂敷法(slit coat)等被大致均匀地涂布在气体阻挡层30上而后在其上贴合表面保护基板206。
如果这样在气体阻挡层30上设置保护层204,则表面保护基板206具有耐压性、耐磨性、防光反射性、阻气性、紫外线屏蔽性等功能,由此有机发光层60、阴极50、进而是气体阻挡层也可以被该表面保护基板206保护,因此可以实现发光元件的长寿命化。
另外,粘接层205发挥对机械冲击的缓冲功能,所以在从外部施加机械冲击时,缓和向气体阻挡层30或其内侧的发光元件的机械冲击,可以防止由该机械冲击造成的发光元件的功能劣化。
如上所示,形成有机EL装置1。
另外,在上述的实施方式中,是以顶部发射型有机EL装置1为例进行说明,但本发明并不限于此,还可以应用于底部发射型,另外还可以应用于向两侧射出发光光的类型。
另外,当是底部发射型、或者向两侧射出发光光的类型时,就在基体200上形成的开关用TFT 112和驱动用TFT 123而言,优选不仅在发光元件的正下方形成,还在亲液性控制层25和有机隔板层221的正下方形成,以便于增加开口率。
另外,在有机EL装置1中,使本发明的第1电极发挥阳极的功能,使第2电极发挥阴极的功能,但与其相反,还可以分别使第1电极发挥阴极的功能,使第2电极发挥阳极的功能。不过,此时,需要更换有机发光层60和空穴输送层70的形成位置。
如上所述,在本实施方式的有机EL装置1中,形成缓冲层210的工序包括在真空气氛下,不使用溶剂,将具有环氧系的单体/低聚物材料和固化剂的涂布材料进行涂布的涂布工序,和使涂布材料固化而形成缓冲层210的热固化工序,因而可以利用热固化工序使环氧系的单体/低聚物材料和固化剂发生固化而形成缓冲层210。
这里,涂布工序是在真空气氛下进行的,所以在已除去了水分和氧气的气氛下进行涂布工序,可以抑制水分或氧气侵入到缓冲层210内。另外,该涂布工序不使用溶剂来进行,所以在缓冲层210内不会有溶剂残留。因此,在缓冲层210内几乎没有水分或氧气残留,另外也不存在溶剂分子,所以可以抑制它们侵入到有机发光层60、阴极50所引起的发光特性的降低、发光寿命的短寿命化、非发光区域等的发生。特别优选应用于具有由高分子材料构成的有机发光层60的有机EL装置。在具有由低分子材料构成的有机发光层60的有机EL装置中,通常有机发光层60例如使用三(8—喹啉醇(quinolinolato))铝那样的LUMO水平为3.0eV至3.5eV的电子输送性的有机材料构成,作为阴极使用镁等功函数为3.5eV左右的材料。另一方面,用于具有由高分子材料构成的有机发光层60的有机EL装置的高分子材料的LUMO水平,与同样的发光颜色的低分子发光材料相比低1.0eV左右。因此,在高分子发光材料中,与低分子发光材料的情况相比,作为阴极其功函数比较低,即需要使用反应性高的材料。通过应用本发明,即使在使用反应性高的阴极的情况下,溶剂分子不与阴极发生反应,所以可以改善发光元件的可靠性。
另外,在热固化工序中,用固化剂使单体/低聚物材料发生固化,所以单体或低聚物发生交联,可以形成由高分子有机材料(聚合物)构成缓冲层210。
另外,在热固化工序中,对固化前的涂布膜210b实施热处理,所以使涂布材料固化形成缓冲层210,不仅如此,还使缓冲层210的周边部发生热熔化(软化),可以在缓冲层210的侧面端部形成倾斜部。由此,在缓冲层210的上方形成的气体阻挡层30按照缓冲层210的形状缓慢形成,所以可以实现阻气性的改善。
另外,通过这种制造方法层叠形成的气体阻挡层30和缓冲层210的总厚度可以比以往的薄。因此,在本发明的有机EL装置中,不进行厚膜化而可以实现薄膜的密封构造。
另外,在本实施方式中,采用环氧系材料作为单体/低聚物材料,其分子量为3000以下。由此,采用热固化工序并通过酯键发生固化而可以形成缓冲层210。
另外,通过像这样采用环氧系材料,可以采用低温固化工序从低分子的单体容易地形成耐水性高的聚合物被膜。因此,没有必要像以前那样将使用有机溶剂降低粘度后的、经过稀释的液体材料涂布,形成缓冲层,可以排除由残留溶剂造成的影响。另外,在环氧系材料中,可以在低粘度的状态下涂布单体/低聚物材料。另一方面,迄今为止用作缓冲层210的材料的丙烯酸系材料,在单体状态下有害性或危险性、吸水性高且固化时的收缩非常大,所以有必要做成聚合物状态的原料,不使用有机溶剂达到需要的粘度是不容易的。与此相对,环氧系材料在抑制膜收缩的同时可以调整至低粘度的单体/低聚物材料,可以容易地形成膜。
另外,作为固化剂,优选采用酸酐材料,通过组合使用醇类的反应促进剂而可以进行低温固化,当使用该酸酐对环氧系单体/低聚物进行固化时,可以进行高密度的酯结合,可以形成表面能高的由粘接性、耐热性、耐水性优异的高分子有机材料构成的缓冲层210。
另外,涂布工序是利用真空气氛下的丝网印刷法,所以通过筛网可以在阴极保护层55上涂布涂布材料并形成高精度的图案。由此,在密封宽度窄的窄框缘构造中,可以抑制来自侧面的氧气或水分的侵入所引起的对有机发光层60和阴极50的损坏。
另外,通过使缓冲层210的表面平坦化,在其上方形成的气体阻挡层30成为均匀的膜质,可以形成没有缺陷的均匀的气体阻挡层30。
另外,在丝网印刷法中,使筛网M倾斜的同时将其从涂布膜210上剥离,所以可以在不对阴极50造成损坏的情况下形成均匀的涂布膜210b。另外,可以对热固化后形成的缓冲层210的表面实施平坦化。
另外,因为具有在压力比涂布工序高的惰性气体气氛下进行的消泡工序,所以通过惰性气体气氛的外压,即使不进行接触加重也可以向缓冲层210施加压力。由此,可以使真空状态的气泡为极微小。并且,在如此加压的极微小的气泡的内部几乎不存在气体,不会对有机发光层60、阴极50造成影响。此外,在缓冲层210内的气泡极微小,所以缓冲层210的表面具有平坦性。另外,气泡弹起而产生的坑状的漏涂部不会在缓冲层210的表面形成。
另外,就通过丝网印刷法形成的缓冲层210而言,其周缘部210E形成波纹形状,所以与直线状的情况相比,可以使缓冲层形成区域210AR的周缘长度变长。由此,可以改善与作为缓冲层210的上层膜的气体阻挡层30的粘附力,另外,在缓冲层周缘部210E可以使缓冲层210的应力分散。此外,可以改善缓冲层210的膜强度,可以得到高可靠性。这样的波纹形状可以根据丝网印刷法的掩膜形状而被规定成需要的形状,所以不必增加用于形成波纹形状的工序,可以容易地形成。
另外,涂布材料的室温粘度在500~20000mPa·s的范围,所以可以容易地进行丝网印刷法。因此,可以容易地保持缓冲层210的形状,可以容易地使缓冲层210的表面平坦化,另外可以实现气泡的极微小化。
另外,特别是通过使涂布材料的室温粘度在1000~10000mPa·s的范围内,可以可靠地保持缓冲层的形状、实现表面的平坦化、气泡的极微小化、侧面端部的低角度化,可以抑制黑斑的产生。这里,因为使缓冲层210的膜厚为3~10μm,所以可以得到同样的效果。
另外,在缓冲层210和气体阻挡层30之间,形成有氧原子量比缓冲层210多且表面能高的有机粘附层220,所以可以得到针对缓冲层210的表面的洗涤效果,可以改善缓冲层210和气体阻挡层30之间的粘附性。因此,可以抑制气体阻挡层30的剥离,改善有机EL装置1的耐久性。
另外,因为是在缓冲层210的侧面端部的角度为30°以下的情况下形成的,所以当在缓冲层210的上层侧形成气体阻挡层30时,可以使气体阻挡层30以均匀的膜厚成膜。由此,可以可靠地得到对缓冲层210的阻气性。
为了使这样的侧面端部的角度为30°以下,作为上述的固化工序,可以实施热处理。由此,可以是缓冲层210的周边部热熔化(软化),在缓冲层210的侧面端部上形成30°以下的倾斜部。由此,在缓冲层210的上方形成的气体阻挡层30按照缓冲层210的形状缓慢形成,所以即使缓冲层热伸缩也不会被破坏,可以改善侧面的阻气性。
另外,在阴极50和缓冲层210之间形成有阴极保护层55,所以通过硬度和表面能高的阴极保护层55,保护阴极50避免与随后形成的缓冲层处理工序的筛网接触,通过改善材料的润湿性,可以改善平坦性和侧面端部的接触角的低角度化,并改善和缓冲层的粘接性。
(有机EL装置的第2实施方式)
接着,对本发明的第2实施方式的有机EL装置进行说明。
在本实施方式中,对与前面的第1实施方式相同的构成附加相同的符号并省略对其的说明。
图12是表示本实施方式的有机EL装置的断面构造的模式断面图。在图12中,只显示RGB的各像素区域,实际上像图3或图4那样在有机EL装置的实际发光区域4的整个面上形成多个像素区域。
本实施方式采用发白光的白色有机发光层60W作为有机发光层,以及采用滤色基板作为表面保护基板,这与前面的第1实施方式不同。
如图12所示,在本实施方式的有机EL装置1A中,作为发光功能层110具备发白光的白色有机发光层60W。另外,没有必要像第1实施方式那样分开形成RGB,所以可以以横跨有机隔板层221的方式在各像素电极23上形成。
另外,滤色基板207在基板主体207A上形成红色着色层208R、绿色着色层208G、蓝色着色层208B、以及黑底209。另外,着色层208R、208G、208B、以及黑底209的形成面朝向基板2对向配置,所以它们与粘接层205接触固定。另外,基板主体207A的材质采用与第1实施方式的表面保护基板206同样的材质。
另外,各着色层208R、208G、208B与像素电极23上的白色有机发光层60W对向配置,该白色有机发光层60W的发光光分别透过各着色层208R、208G、208B,由此红色光、绿色光、蓝色光的各色光向观察者侧射出。因此,在本实施方式的有机EL装置1A中,利用白色有机发光层60W的发光光,且利用具有多种颜色的着色层208的滤色基板207进行彩色显示。
另外,着色层208R、208G、208B与白色有机发光层60W的距离要求尽可能地短,以使白色有机发光层60W的发光光只向对向的着色层射出。这是因为,在该距离较长的情况下,白色有机发光层60W的发光光向邻接的着色层射出的可能性增高,为了抑制这一点,优选缩短该距离。
另外,在本实施方式中,通过气体阻挡层30、缓冲层210实现薄膜的密封构造。在图12中,实现从绝缘层284的表面到滤色基板207的间隔T为15μm左右。因此,白色有机发光层60W和着色层208R、208G、208B的距离缩短。由此,白色有机发光层60W的发光光只向对向的着色层射出,可以抑制发光光向邻接的着色层泄漏。由此可以抑制混色。
另外,在本实施方式中,利用单色的白色有机发光层60W,所以没有必要在每个RGB上形成有机发光层。具体地说,在形成低分子系的白色有机发光层的掩膜蒸镀工序、形成高分子系的白色有机发光层的液滴喷出工序等中,可以只用一个工序形成1种的白色有机发光层,所以与分别形成每个RGB有机发光层的情况相比,制造工序变得容易。
此外,在本实施方式中,白色有机发光层60W向各着色层208R、208G、208B照射发光光,但可以采用与第1实施方式相同的RGB的各颜色有机发光层60R、60G、60B来代替白色有机发光层60W。此时,相同颜色的着色层和有机发光层对向配置而构成。在该构成中,通过着色层208R、208G、208B,可以进行各颜色有机发光层的发光光的色彩校正。
(有机EL装置的第3实施方式)
接着,对本发明的第3实施方式的有机EL装置进行说明。
在本实施方式中,对与前面的第1和第2实施方式相同的构成附加相同的符号并省略对其的说明。
图13是表示本实施方式的有机EL装置的断面构造的模式断面图。在图13中,只显示RGB的各像素区域,实际上像图3或图4那样在有机EL装置的实际发光区域4的整个面上形成多个像素区域。
本实施方式采用低分子系的发光功能层300,这与前面的第1和第2实施方式不同。另外,本实施方式的有机EL装置1B是对滤色基板207照射低分子系白色发光元件的白色光。因此,通过着色层208R、208G、208B进行彩色显示。
接着,对通过像素电极23和阴极50夹持的低分子系发光功能层的构成进行说明。另外,在各像素RGB中,低分子系发光功能层的构成相同。
如图13所示,低分子系发光功能层300采用如下结构,即,从像素电极23朝向阴极50顺次层叠了多聚体空穴注入层301、空穴输送层302、有机发光层303、电子注入层304、电子注入缓冲层305。
这里,多聚体空穴注入层301含有三芳基胺(ATP),空穴输送层302是由TPD(三苯基二胺)系构成。
另外,有机发光层303形成为其包括:含苯乙烯基胺系发光层(主体,host)和蒽系掺杂剂的蓝色的有机发光层、含苯乙烯基胺系发光层(主体,host)和红荧烯系掺杂剂的黄色的有机发光层。
另外,电子注入层304是铝喹啉醇(Alq3)层,电子注入缓冲层305是LiF(氟化锂)。
另外,阴极50是层叠MgAg等合金和ITO而成。
上述各有机层301~305的材料和LiF,利用使用了加热皿(坩埚)的真空蒸镀法顺次形成。另外,就阴极50的形成而言,对金属系材料采用真空蒸镀法,对ITO等氧化物材料采用ECR溅射法或离子镀法、对向靶溅射法等高密度等离子体成膜法。
在这样的有机EL装置1B中,如果对像素电极23按照每个颜色进行构图,没有必要分开形成低分子系发光功能层300和阴极,没有必要进行要求高精度的掩膜蒸镀。
接着,对在阴极50的上方形成的层膜进行说明。
在阴极50的上方形成有阴极保护层55。该阴极保护层55是采用ECR溅射法或离子镀等高密度等离子体成膜法形成。材质考虑透明性、粘附性、耐水性,优选氮氧化硅等硅化合物。另外,当在形成前通过氧等离子体处理改善粘附性时,改善与电极的粘附性,发光不均匀降低。也为了防止固化前的有机缓冲层的浸透,膜厚优选为100nm以上。
另外,在阴极保护层55的上方形成有有机缓冲层210。作为该有机缓冲层210的固化前的原料主成分,因为要在减压真空下进行涂布,所以必须是流动性优异且不具有像溶剂那样的挥发成分的有机化合物材料,优选具有环氧基的分子量为3000以下的环氧单体/低聚物(单体的定义:分子量为1000以下,低聚物的定义:分子量1000~3000)。例如有双酚A型环氧单体或双酚F型环氧低聚物、线型酚醛清漆型环氧低聚物、3,4—环氧环己烯基甲基—3’,4’—环氧环己烯羧酸酯、ε—己内酯改性3,4—环氧环己基甲基3’,4’—环氧环己烷羧酸酯等,它们可以单独使用,还可以组合多种使用。
另外,作为与环氧单体/低聚物发生反应的固化剂,最好可以形成电绝缘性优异同时强韧且耐热性优异的固化被膜,最好是透明性优异且固化的偏差少的加成聚合型。例如优选3—甲基—1,2,3,6—四氢邻苯二甲酸酐、甲基—3,6—甲桥—1,2,3,6—四氢邻苯二甲酸酐、1,2,4,5—苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’—二苯甲酮四甲酸二酐等酸酐系固化剂。这些固化通过60~100℃的范围的加热而进行,该固化被膜成为具有与氮氧化硅的粘附性优异的酯键的高分子。
另外,通过添加芳香族胺或醇类、氨基酚等分子量比较高的物质作为促进酸酐的开环的固化促进剂,可以在低温且短时间内发生固化。
这些原料的粘度分别优选为1000~10000mPa·s(室温)的范围。其理由是不产生在刚刚涂布后浸透到有机发光层引起的被称之为黑斑的非发光区域,且膜厚为3~10μm以下。通过抑制该膜厚,可以使滤色基板207更接近有机发光层303,所以光不会向邻接的着色层泄漏,可以扩大发光区域。另外,配合了这些原料的缓冲层材料的粘度也必须为1000mPa·s以上(室温)。通过在60~100℃的范围内加热这些材料使之固化。作为其时点的问题,自刚刚加热后至反应开始的时间段内粘度暂时降低。此时,构成有机缓冲层210的材料透过阴极保护层55、阴极50到达Alq3,由此产生黑斑。因此,更优选的是,在固化进展到某种程度为止,在低温下放置,当粘度增加到某种程度后,升高温度使其完全固化。另外,也可以在添加释放阳离子型的光聚合引发剂并进行加热之前,以10mW/cm2以下的低照度进行部分固化,以防止粘度降低。但是,光聚合引发剂大多着色,所以限于底部发射用途。
另外,为了不产生黑斑,所以缓冲层材料的主成分(例如,70重量%以上)优选为1000mPa·s以上。作为理由,是因为如果大量混入低粘度成分,则由于固化时的加热而在固化前浸透到有机发光层而产生黑斑。
另外,在本实施方式中,在缓冲层210中含有使阴极50、气体阻挡层30的粘附性得到改善的硅烷偶合剂。
特别是在低分子系的有机发光层303的情况下,在缓冲层210的材料中混合硅烷偶合剂,或者追加基于硅烷偶合剂的层,进而追加阴极保护层。此外,就仅由硅烷偶合剂构成的层而言,问题是膜强度较脆,所以通过缓冲层210来补充膜强度,优选在缓冲层210的材料中混合硅烷偶合剂以使硅烷偶合剂防止向阴极保护层55的针孔内的浸透。
硅烷偶合剂与SiO2、SiON、SiN生成共价键,所以与阴极保护层、气体阻挡层、玻璃基板等的粘附性得到改善(也与铝等金属发生反应)。作为硅烷偶合剂,优选环氧硅烷。环氧硅烷与缓冲层原料的固化剂成分(酸酐系固化剂)发生反应,所以优选。
另外,主剂/固化剂/固化促进剂的组成优选为40~45/40~45/10~20(与低分子、高分子发光元件通用)。这样,未固化成分为10~20%(当设缓冲层原料内的未反应环氧基为100%时,固化后的未反应环氧基残留比率:可用FTIR的环氧基吸收峰强度差进行比较),可以防止由未固化成分引起的向发光功能层的浸透导致的劣化。(当为20%以下时,称为完全固化)。
另外,固化剂基团(酸酐、胺)作为材料的组成而残留,未固化比率为10%左右(当设原料中的二羧酸酐基为100%时,固化后的未反应酸酐基残留比率)。当残留在已完成该程度的膜中时,因固化时的收缩少,具有缓和应力的柔软性,从而可以将对有机EL元件的损坏防患于未然,所以优选。
特别是因为粘度低的原料溶解低分子发光元件的材料(例如有可能溶解Alq3),所以对于低分子发光元件优选使用高粘度的原料。另一方面,在高分子发光元件时不存在这样的情况。当增加各原料的分子量来增加粘度时,可以得到改善。低分子发光元件情况下的优选的粘度(或者分子量)范围为3000mPa·s~8000mPa·s(室温)的范围,丝网印刷时的膜厚(5μm左右)和涂布面的平坦性可以共存。
此外,除了硅烷偶合剂之外,可以在缓冲层210中混入异氰酸酯化合物等捕水剂、防止固化时的收缩的微粒等添加剂。
另外,在有机缓冲层210的上方形成有气体阻挡层30。作为该气体阻挡层30的形成方法,可以采用ECR溅射法、离子镀法等高密度等离子体成膜法。材质考虑到透明性、阻气性、耐水性而优选氮氧化硅等硅化合物。另外,当在形成前通过氧等离子体处理改善粘附性时,可靠性得到改善。膜厚为200nm以下时,不足以覆盖有机缓冲层的表面和侧面,所以优选为300nm以上。
如上所述,通过本实施方式的有机EL装置1B,阴极保护层55为氮氧化硅膜,缓冲层210含有环氧系化合物和硅烷偶合剂,所以可以防止在电子注入层304中产生黑斑。
实施例
下面,通过实施例对本发明进行更具体的说明。
在本实施例中,对下述7个实验结果进行说明,即(1)有关黑斑产生数量的实验,(2)有关黑斑产生时间的实验,(3)有关阴极变质时间的实验,(4)确认缓冲层周缘部的形状和有无非发光区域的实验,(5)有关缓冲层涂布材料的粘度以及缓冲层的膜厚、初期黑斑产生数量的实验,(6)确认气体阻挡层的膜厚和有无黑斑的实验,(7)确认当使用硅烷偶合剂作为缓冲层的材料时有无黑斑的实验。
表1
Figure C200510118026D00451
(1)有关黑斑产生数量的实验
表1是测定黑斑产生数量的实验结果。
评价方法是:在基体200上顺次层叠了发光功能层110、阴极50、阴极保护层55、缓冲层210、气体阻挡层30、保护层(带粘合层的聚酰亚胺薄膜)204的发光面板中,观察通过下述的3种方法进行缓冲层的形成工序时,在60℃ 90%RH下放置600小时后的黑斑的产生数量。
在表1中,(A)~(C)分别为:
(A)“真空涂布+氮气置换消泡+氮气置换60℃固化”
利用50Pa的真空气氛内的丝网印刷法涂布形成缓冲层,通过氮气注入在约100000Pa气氛下对该缓冲层实施3分钟的消泡处理,然后在相同压力状态下并在60℃下进行固化(相当于上述实施方式的制造方法)的情况。
(B)“大气涂布+大气60℃固化”
利用大气气氛内的丝网印刷法涂布形成缓冲层,不在大气气氛下对该缓冲层实施消泡处理而是实施60℃固化的情况。
(C)“大气涂布+减压脱泡+氮气置换60℃固化”
利用大气气氛内的丝网印刷法涂布形成缓冲层,在100Pa的减压气氛下对该缓冲层实施3分钟的消泡处理,然后通过氮气注入加压至100000Pa实施60℃固化的情况。
另外,在各(A)~(C)中,形成由氮氧化硅膜(SiON)构成的阴极保护层,以10μm形成环氧树脂层作为缓冲层,形成有由氮氧化硅膜(SiON)构成的气体阻挡层200nm。另外,实验前的缓冲层内的气泡数在各(A)~(C)中分别为0个、100个以上、5~20个。
并且,在该实验中,(A)~(C)都是以在40×40mm的区域采用丝网印刷法形成无溶剂环氧单体,60℃加热固化的层,作为实验对象。
由表1的实验结果所示可以确认,在采用(A)的方法形成缓冲层的情况下,没有黑斑产生。另外,(B)的方法中产生100个以上的黑斑,(C)的方法中产生2~3个黑斑。
由此可知,通过在减压真空下涂布形成缓冲层,在涂布工序不发生吸湿,可以在随后的消泡工序中使气泡消失,由此可以减少黑斑。
表2
Figure C200510118026D00471
(2)有关黑斑产生时间的实验
表2是测定直到产生黑斑所需的时间的实验结果。
评价对象为(D)~(G),在表2中,(D)~(G)分别是指:
(D)混合无溶剂环氧单体和酸酐系固化剂、反应促进剂进行涂布,并使其固化而形成缓冲层的情况(相当于上述实施方式的制造方法)。
(E)由混合了丙烯酸聚合物材料和XDI(低沸点溶剂:醋酸乙酯)的材料形成缓冲层的情况。
(F)由混合了丙烯酸聚合物材料和XDI(低沸点溶剂:醋酸丁酯)的材料形成缓冲层的情况。
(G)没有缓冲层的情况。
另外,在(D)~(G)中,形成由氮氧化硅膜(SiON)构成的阴极保护层,形成有由氮氧化硅膜(SiON)构成的气体阻挡层200nm,作为保护层还形成有带粘合层的聚酰亚胺薄膜。
另外,在(D)中,采用50Pa的真空丝网印刷法涂布环氧树脂形成缓冲层且厚度为10μm。进而,在(D)中,是因为在无溶剂下形成缓冲层,所以省略减压干燥工序,用氮气加压至约100000Pa进行消泡后,进行60℃固化。
另外,在(E)和(F)中,采用大气压的狭缝涂敷法涂敷丙烯酸树脂形成缓冲层且厚度为10μm。进而,在(E)和(F)中,在室温下的减压气氛下(100Pa、30分钟)实施溶剂的干燥工序,然后用氮冲洗之后,在约100000Pa下进行60℃固化。
另外,在(G)中,不形成阴极保护层和缓冲层,另外,也不进行干燥工序。只形成有气体阻挡层和保护层(带粘合层的聚酰亚胺薄膜)。
其中,(E)和(F)中的XDI是指二甲苯基二异氰酸酯。
由表2的实验结果所示可以确认,在采用(D)的方法形成缓冲层的情况下,过700小时以上后开始产生黑斑。另外,在(E)的方法中,尽管使用低沸点溶剂而溶剂残留量较少,但过400~500小时后开始产生黑斑;在(F)的方法中,因为是高沸点溶剂,所以溶剂残留量多,过100~200小时后开始产生黑斑;在(G)的方法中,过10小时后产生黑斑。
由此可知,通过不在缓冲材料中混入溶剂成分,不存在残留的溶剂成分对发光元件的影响,所以可以得到高可靠性。另外,在(D)的方法中,没有必要除去溶剂成分,所以即使在减压真空下,因为液体粘度稳定因而膜厚稳定,且因为不需要干燥工序,所以工序时间可以缩短。
表3
(3)有关阴极变质时间的实验
表3是测定由在发光功能层110上形成的钙和铝的层叠体构成的阴极50开始变质的时间的实验结果。
评价对象有2个情况,为
(H)在有有机粘附层时,
(I)在没有有机粘附层时。
另外,在(H)和(I)中,形成由氮氧化硅膜(SiON)构成的阴极保护层100nm,采用真空丝网印刷法涂布环氧系缓冲层材料形成缓冲层并使厚度为10μm,在通过氮冲洗的消泡工序之后进行60℃固化,形成有由氮氧化硅膜(SiON)构成的气体阻挡层200nm,作为保护层还形成有带粘合层的聚酰亚胺薄膜。另外,在(H)中,对缓冲层实施减压氧等离子体处理,在(I)中不对缓冲层实施减压氧等离子体处理。
由表3的实验结果可以确认,在采用(H)的方法形成有机粘附层的情况下,因为与气体阻挡层的粘附性得到改善,所以过120小时以上后阴极开始发生变质。另外,在(I)的方法中,因为无法得到与气体阻挡层的粘附性,所以不到30小时时阴极开始发生变质。
由此可知,通过形成有机粘附层可以改善气体阻挡层和缓冲层的粘附性,特别是不会在高温条件下发生气体阻挡层的剥离,所以可以得到高可靠性。
表4
Figure C200510118026D00491
(4)确认缓冲层周缘部的形状和有无非发光区域的实验
表4是对缓冲层周缘部(参照图6)的形状为波纹形状(有起伏)的情况和直线状(无起伏)的情况进行比较来确认有无非发光区域的实验结果。
作为评价方法,在110℃85%RH下进行100小时的陈化(有机EL装置的连续运行)。
在表4中,(J)和(K)是指
(J)在缓冲层周缘部为“有起伏(波纹形状)”时,
(I)在缓冲层周缘部为“无起伏(直线状)”时。
另外,作为相同条件,使由SiON构成的电极保护层为100nm,由环氧构成的缓冲层为5μm,由SiON构成的气体阻挡层30为400nm。
由表4的实验结果可以确认,在缓冲层周缘部为直线状的情况下,产生非发光区域,与此相对,在缓冲层周缘部为波纹形状的情况下,其结果是全面亮灯。这是通过使缓冲层周缘部为波纹形状,在其上形成的气体阻挡层的侧面部的粘附性得到改善,耐湿性得到改善。作为理由,是因为通过增加气体阻挡层和缓冲层和基板接触的混合区域,当在热等的作用下缓冲层在横向上膨胀时,气体阻挡层不发生剥离或裂纹。
表5
Figure C200510118026D00511
(5)有关缓冲层涂布材料的粘度以及缓冲层的膜厚、初期黑斑产生数量的实验
表5是有关缓冲层涂布材料的粘度以及缓冲层的膜厚、初期黑斑产生数量的实验结果。
评价方法是研究开始有机EL装置的运行的初期的黑斑产生数量。
在表5中,(L)~(R)是指
(L)缓冲层涂布材料的粘度为10000mPa·s且其膜厚为9μm时,
(M)缓冲层涂布材料的粘度为5000mPa·s且其膜厚为5μm时,
(N)缓冲层涂布材料的粘度为1000mPa·s且其膜厚为3μm时,
(O)缓冲层涂布材料的粘度为500mPa·s且其膜厚为3μm时,
(P)缓冲层涂布材料的粘度为500mpa·s且其膜厚为2μm时,
(Q)缓冲层涂布材料的粘度为5000mPa·s且其膜厚为5μm、且没有电极保护层时,
(R)不形成缓冲层涂布材料且电极保护层为2000nm时。
此外,作为相同条件,除了(Q)和(R)之外,使电极保护层为100nm,除了(R)之外,使气体阻挡层30的膜厚为400nm。
如表5的实验结果所示,在(R)中电极剥离,未发光。在(R)中已确认产生了50个以上的初期黑斑。在(P)中已确认产生了20~40个初期黑斑。在(O)中已确认产生了10~20个初期黑斑。在(L)~(N)中已确认产生了2个以下的初期黑斑。
这样,通过使缓冲层的粘度为1000~10000mPa·s,可以将缓冲层的膜厚抑制在10μm以下,同时有抑制初期黑斑的效果。另外,通过抑制缓冲层的膜厚,可以使滤色基板以15μm以下的间隙接近有机发光层,所以可以进一步增大像素的开口率。
表6
Figure C200510118026D00521
(6)确认气体阻挡层的膜厚和有无黑斑的实验
表6是确认气体阻挡层的膜厚和有无黑斑的实验结果。
作为评价方法,是在60℃ 90%RH下进行600小时的陈化(aging)(有机EL装置的连续运行)。
在表6中,(S)~(V)是指
(S)气体阻挡层为200nm时,
(T)气体阻挡层为400nm时,
(U)气体阻挡层为600nm时,
(V)气体阻挡层为800nm时。
另外,作为相同条件,由SiON构成的电极保护层为100nm,由环氧构成的缓冲层为5μm。
由表6的实验结果可知,在气体阻挡层的膜厚为200nm的情况下,周边部为非发光部(产生黑斑),与此相对,当气体阻挡层的膜厚为400nm和600nm时,全面亮灯。气体阻挡层的膜厚在可靠性评价方面是有效的。当气体阻挡层为200nm以下时,在有机缓冲层的丝网印刷时残留的表面的凹凸不平或侧面的覆盖性降低,产生水分的浸透,所以引起黑斑的产生。另外,气体阻挡层的膜厚必须为700nm以上,但当超过1μm时,气体阻挡层的应力增大,产生裂纹等。因此,通过使气体阻挡层的膜厚为400~600nm,可以实现阻气性和耐裂性都具备的气体阻挡层,所以优选。
表7
Figure C200510118026D00531
(7)确认当使用硅烷偶合剂作为缓冲层的材料时有无黑斑的实验
表7是确认当使用硅烷偶合剂作为缓冲层的材料时有无黑斑的实验结果。
在表7中,(W)~(Y)是指
(W)不形成阴极保护层且缓冲层含有环氧和硅烷偶合剂时,
(X)形成由SiON构成的阴极保护层100nm且缓冲层含有环氧和硅烷偶合剂时,
(Y)形成由SiON构成的阴极保护层100nm且缓冲层含有环氧时。
表8
 
缓冲层原料成分 材料名 配合比(wt%)       室温粘度mPa·s  
环氧化合物 双酚F型环氧化合物 约20% 5200
高分子环氧化合物 约20% 固体
酸酐系固化剂 3—甲基—1,2,3,6—四氢化邻苯二甲酸酐                            约40% 1800
固化剂促进剂 苯酚胺化合物 约20% 固体
硅烷偶合剂 2—(3,4—环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷                          约1% 2000
合计 - 100% 4600
表8是表示在表7的(W)~(Y)中使用的构成缓冲层的材料、配合比、以及室温粘度。
另外,该实验是在高分子系的有机EL装置(第1和第2实施方式)和低分子系的有机EL装置(第3实施方式)中进行的。
由表7的实验结果可以确认,在(W)、(X)、(Y)中的任意情况下,在高分子系的有机EL装置中,没有产生黑斑。另外,在低分子系的有机EL装置中,在(W)和(Y)的情况下出现黑斑,在(X)的情况下没有产生黑斑。
如此在低分子系的有机EL装置中,当组合SiON的阴极保护层、以及由环氧和硅烷偶合剂构成的缓冲层时,硅烷偶合剂与阴极保护层结合而掩埋阴极保护层,由此,可以抑制黑斑的产生。
(电子仪器)
接着,对本发明的电子仪器进行说明。
电子仪器中,作为显示部具有上述的有机EL装置1,具体可以举出如图14所示的有机EL装置1。
图14(a)是表示便携式电话的一个例子的立体图。在图14(a)中,便携式电话1000具备使用了上述的有机EL装置1的显示部1001。
图14(b)是表示钟表型电子仪器的一个例子的立体图。在图14(b)中,时钟1100具备使用了上述的有机EL装置1的显示部1101。
图14(c)是表示打字机、个人电脑等便携型信息处理装置的一个例子的立体图。在图14(c)中,信息处理装置1200具备键盘等输入部1202,使用了上述的有机EL装置1的显示部1206、信息处理装置主体(筐体)1204。
如图14(a)~(c)所示的各电子仪器具备具有上述的有机EL显示装置1的显示部1001、1101、1206,所以可以实现构成显示部的有机EL装置的发光元件的长寿命化。

Claims (15)

1.一种有机电致发光装置的制造方法,是在基板上具有多个第1电极、与所述第1电极的形成位置对应配置的发光功能层、以及覆盖所述发光功能层的第2电极的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
包括:按照覆盖所述第2电极且使缓冲层的平面图案的周缘部形成为波纹形状的方式来形成缓冲层的缓冲层形成工序、和形成覆盖该缓冲层的气体阻挡层的工序,
所述缓冲层形成工序包括:
在真空气氛下不使用溶剂涂布具有单体/低聚物材料和固化剂的涂布材料的涂布工序、和
使所述涂布材料固化形成所述缓冲层的热固化工序。
2.如权利要求1所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
包括:形成具有与所述第1电极的形成位置相对应的多个开口部的隔板的工序、
分别在该多个开口部形成所述发光功能层的工序、
形成覆盖所述隔板和所述发光功能层的第2电极的工序,
所述缓冲层形成工序是以覆盖所述第2电极和所述隔板的方式形成所述缓冲层。
3.如权利要求1或者2所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
在所述缓冲层形成工序中,所述涂布工序利用丝网印刷法。
4.如权利要求3所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
所述丝网印刷法按顺序进行:
介由掩膜向所述掩膜的非开口部滴下所述涂布材料的工序、
通过刮板向所述掩膜的开口部移动和按压所述涂布材料而在所述基板上形成由所述涂布材料构成的涂布膜的工序、和
从所述涂布膜剥离所述掩膜的工序。
5.如权利要求4所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
从所述涂布膜剥离所述掩膜的工序,是使所述掩膜向所述基板倾斜而从所述涂布膜剥离所述掩膜的工序。
6.如权利要求1或2所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
所述缓冲层形成工序在所述涂布工序和所述热固化工序之间具有消泡工序,
该消泡工序是在压力比所述涂布工序高的惰性气体气氛下进行的。
7.如权利要求1或2所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
在所述缓冲层形成工序中,所述涂布材料具有分子量为3000以下的环氧系的单体/低聚物材料,通过所述热固化工序并借助酯键使所述涂布材料固化而形成所述缓冲层。
8.如权利要求1或2所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
所述涂布材料的室温粘度是500~20000mPa·s的范围。
9.如权利要求1或2所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
所述涂布材料的室温粘度是1000~10000mPa·s的范围。
10.一种有机电致发光装置的制造方法,是在基板上具有多个第1电极、与所述第1电极的形成位置对应配置的发光功能层、以及覆盖所述发光功能层的第2电极的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
包括:形成覆盖所述第2电极的缓冲层的缓冲层形成工序、和形成覆盖该缓冲层的气体阻挡层的工序、和在所述缓冲层形成工序之后且在形成所述气体阻挡层的工序之前形成氧原子量比所述缓冲层多的有机粘附层的工序,
所述缓冲层形成工序包括:
在真空气氛下不使用溶剂涂布具有单体/低聚物材料和固化剂的涂布材料的涂布工序、和
使所述涂布材料固化形成所述缓冲层的热固化工序。
11.一种有机电致发光装置的制造方法,是在基板上具有多个第1电极、与所述第1电极的形成位置对应配置的发光功能层、以及覆盖所述发光功能层的第2电极的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
包括:形成覆盖所述第2电极的缓冲层的缓冲层形成工序、和形成覆盖该缓冲层的气体阻挡层的工序,其中所述缓冲层的侧面端部的角度形成为30°以下,
所述缓冲层形成工序包括:
在真空气氛下不使用溶剂涂布具有单体/低聚物材料和固化剂的涂布材料的涂布工序、和
使所述涂布材料固化形成所述缓冲层的热固化工序。
12.如权利要求1、2、10或11所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
包含在形成所述第2电极之后且在所述缓冲层形成工序之前形成电极保护层的工序。
13.如权利要求12所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
所述电极保护层是氮氧化硅膜,
所述缓冲层含有环氧系化合物和硅烷偶合剂。
14.如权利要求1、2、10或11所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,
所述气体阻挡层的膜厚为300~700nm的范围。
15.一种有机电致发光装置,在基板上具有多个第1电极、与所述第1电极的形成位置对应配置的发光功能层、以及覆盖所述发光功能层的第2电极,其特征在于,
具有以覆盖所述第2电极的方式形成的缓冲层、覆盖该缓冲层的气体阻挡层,所述缓冲层的平面图案的周缘部形成为波纹形状,
且该有机电致发光装置是利用权利要求1所述的制造方法而制造的。
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