JP2004071396A

JP2004071396A - 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器

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Publication number: JP2004071396A
Application number: JP2002230305A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Kobayashi; 小林　英和
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】陰極や発光層内に、大気中の水分や酸素の侵入を抑制しつつ、発光特性を悪化させることなく、発光物質の輝度を維持し、長寿命化となる電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器を提供する。
【解決手段】陰極５０を形成する材料として、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類金属を採用する。また、エポキシ系の接着剤を使用した接着層４０を介して、封止基板３０を陰極５０に密接させる。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する）表示装置などの電気光学装置においては、基板上に複数の回路素子、陽極、正孔注入層、ＥＬ物質などの電気光学物質で形成される発光層、また、陰極などが積層され、それらを封止基板によって基板との間に挟んで封止した構成を具備しているものがある。具体的には、ガラス基板等の透明基板上に、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：以下、ＩＴＯと略記する）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、等の透明導電材料からなる陽極（透明電極）と、ポリチオフェン誘導体のドーピング体からなる正孔注入層と、ポリフルオレン等の発光物質からなる発光層と、カルシウム（Ｃａ）などの低仕事関数を示す陰極と、アルミニウム（Ａｌ）等の安定な金属や金属化合物からなる補助陰極とを順次積層したものである。
このような電気光学装置においては、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子とが、蛍光能を有する発光層内で再結合し、励起状態から失活する際に発光する現象を利用している。
【０００３】
上記の電気光学装置の特徴は、低電圧を印加するだけで高輝度、高効率で発光が生じることにある。しかしながら、特に、有機ＥＬ素子には、素子の構成部材が経時変化で劣化することに伴って、この優れた特性が得られなくなるという問題点がある。その原因としては、特に、陰極と発光層が大気中の酸素や水分により酸化されることが挙げられる。
【０００４】
その対策として、例えば、特開２００１−３３８７５５号公報には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる第一封止層と、防湿性を有する樹脂材料からなる第二封止層との二重構造の封止剤で封止されている有機ＥＬ素子が開示されている。この有機ＥＬ素子によれば、第一封止層により、基板上に電極と発光層とを備えた積層体の少なくとも基板側とは反対側の面が酸化されにくくなり、さらに、第二封止層により水分が混入しにくくなるという効果が奏される。
【０００５】
また、特開２００１−３５７９７３号公報には、表示素子を覆う封止層が、第１低吸湿層とその上層に設けられた第２低吸湿層との間に、これらの層を形成する材料よりも吸湿性の高い材料を挟んでなる多層構造である表示装置が開示されている。この表示装置によれば、第２低吸湿層を通過した水分は、この層の下方の吸湿性の高い材料に捕捉される。しかも、この材料と表示素子との間に設けられた第１低吸湿層によって、この材料に捕捉された水分の表示装置側への放出が防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の電気光学装置においては、いずれの場合も、陰極の材料としては、例えば、カルシウム金属又はカルシウムを主成分とする合金、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金、もしくは銀又は銀−マグネシウム合金等の仕事関数の低い活性な金属、即ち、酸化されやすい金属が用いられているので、上記にような酸化防止手段を施しても、封止側からの水分や酸素の侵入を抑えきることができず、結果的に陰極や発光層の酸化が進行し、ダークスポットの発生や浸食による保存寿命の低下を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、陰極や発光層内に、大気中の水分や酸素の侵入を抑制しつつ、発光特性を悪化させることなく、発光物質の輝度を維持し、長寿命化となる電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の電気光学装置の製造方法は、電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置の製造方法であって、基体上に第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極上に電気光学層を形成する工程と、前記電気光学素子上に第２の電極を形成する工程と、前記第２の電極の上方に封止層又は封止基板を配置する工程とを含み、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかを希土類元素を含む材料により形成することを特徴としている。
この方法によれば、基体上に第１の電極を形成し、該第１の電極の上に電気光学層を形成し、該電気光学層を備えた電気光学素子上に第２の電極を形成し、その後、該第２の電極の上方に封止層又は封止基板を配置するので、封止層又は封止基板側から、第２の電極や電気光学層への水分や酸素の侵入を抑えることができる。また、第１の電極及び第２の電極の少なくともいずれかを、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類元素を含む材料により形成されているので、さらに外部からの水分や酸素の侵入を抑えることができる。即ち、第２の電極や電気光学層の酸化を抑えるので、発光特性を悪化させることなく、長寿命とすることが可能となる。
【０００９】
また、本発明の電気光学装置の製造方法においては、電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置の製造方法であって、基体上に第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極上に電気光学層を形成する工程と、前記電気光学素子上に第２の電極を形成する工程と、前記第２の電極の上方に封止層又は封止基板を配置する工程とを含み、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかを希土類元素を含む金属材料により形成することを特徴としている。
この方法によれば、第１の電極及び第２の電極の少なくともいずれかを、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類元素を含む金属材料により形成されているので、第２の電極や電気光学層の酸化を抑え、さらに効率の良い電極を形成することが可能となる。
【００１０】
本発明の電気光学装置の製造方法においては、前記第２の電極は、陰極として機能することを特徴としている。
これによれば、陰極は、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類元素を含む材料、もしくは希土類元素を含む金属材料により形成されているので、封止層側又は封止基板側から侵入する水分や酸素による酸化が抑止され、長寿命とすることが可能となる。
【００１１】
本発明の電気光学装置の製造方法においては、前記第２の電極と、前記封止層又は前記封止基板との間に接着層を設けることを特徴としている。
これによれば、陰極には、接着層を介して封止層又は封止基板が密接されているので、封止層側又は封止基板側から陰極への水分や酸素の侵入を、接着層でさらに抑えることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の電気光学装置においては、電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置であって、前記電気光学素子は、第１の電極と第２の電極の各電極間に設けられてなり、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかは、希土類元素を含む材料により形成されていることを特徴としている。上記の電気光学装置によれば、第１の電極及び第２の電極の少なくともいずれかを、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類元素を含む材料により形成されているので、外部からの水分や酸素の侵入に起因する、第２の電極や電気光学層の酸化を抑えることができる。即ち、発光特性を悪化させることなく、長寿命とすることが可能となる。
【００１３】
本発明の電気光学装置においては、電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置であって、前記電気光学素子は、第１の電極と第２の電極の各電極間に設けられてなり、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかは、希土類元素を含む金属材料により形成されていることを特徴としている。
上記の電気光学装置によれば、第１の電極及び第２の電極の少なくともいずれかを、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類元素を含む金属材料により形成されているので、外部からの水分や酸素の侵入に起因する、第２の電極や電気光学層の酸化を抑えることができ、さらに、効率の良い電極を形成することが可能となる。
【００１４】
本発明の電気光学装置においては、電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置であって、前記電気光学素子は、第１の電極と第２の電極の各電極間に設けられてなり、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかは、透光性電極であって、前記透光性電極は、希土類元素を含む材料又は希土類元素を含む金属材料により形成されていることを特徴としている。
上記の電気光学装置によれば、第１の電極及び第２の電極の少なくともいずれかは、透光性電極であって、透光性電極は、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類元素を含む材料又は希土類元素を含む金属材料により形成されているので、外部からの水分や酸素の侵入に起因する、透明性電極の酸化を抑えることができ、光透過性を悪化させることなく、効率の良い電極を形成することが可能となる。
【００１５】
本発明の電気光学装置においては、前記第２の電極は、陰極であり、かつ、前記電気光学層は、発光層であって、前記電気光学層の発した光は、前記第２の電極を通過して取り出される構成になっていることを特徴としている。
この装置によれば、発光層である電気光学層の発した光は、陰極である第２の電極を通過して取り出される、いわゆるトップエミッション型の電気光学装置であるので、外部からの水分や酸素の侵入に起因する、第２の電極や電気光学層の酸化を抑えることにより、光透過性を悪化させることなく、長寿命である電気光学装置を形成することが可能となる。
【００１６】
本発明の電気光学装置においては、前記第２の電極の発光放出側には、接着層と、該接着層を介して前記第２の電極に密接する封止層又は封止基板とを備えることを特徴としている。
これによれば、第２の電極には、接着層を介して封止層又は封止基板が密接されているので、封止層側又は封止基板側から第２の電極への水分や酸素の侵入を、接着層でさらに抑えることが可能となる。
【００１７】
本発明の電気光学装置においては、前記接着層は、熱硬化型接着剤、もしくは紫外線硬化型接着剤からなることを特徴としている。
これによれば、さらに効率良く封止層側又は封止基板側からの水分や酸素の侵入を抑制することが可能となる。また、紫外線硬化型接着剤は、有機ＥＬ層を形成する材料を破壊するために、実表示領域上には使用できないものの、硬化時間が短いので、実表示領域以外の領域上に使用することにより、封止基板の位置決めにも好適に用いることが可能となる。
【００１８】
本発明の電気光学装置においては、前記第２の電極と前記接着層との間には、さらに、光透過性を有する導電層を備えることを特徴としている。
これによれば、第２の電極と接着層との間に光透過性を有する導電層を備えているので、第２の電極に希土類元素を採用した場合、良好な光透過性を得るために、電極の膜厚を薄くする必要があるが、膜厚が薄くなることに起因する電極の導電性の低下を補助し、抑えることが可能となる。
【００１９】
本発明の電気光学装置においては、前記導電層は、金属、金属酸化物、又は半導体であることが好ましい。
これによれば、前記導電層は、金属、金属酸化物、又は半導体であるので、効率良く第２の電極の補助電極としての作用・効果を奏する。
【００２０】
本発明の電気光学装置においては、前記第２の電極又は前記導電層と、前記接着層との間には、さらに、不動態層を備えることを特徴としている。
これによれば、第２の電極又は導電層と、接着層との間には、さらに、不動態層を備えるので、封止層側又は封止基板側からの水分及び酸素の侵入が抑制され、第２の電極及び発光層の酸化がさらに防止される。
【００２１】
さらに、本発明の電子機器は、請求項５から１６のいずれか一項の電気光学装置を備えたことを特徴としている。
このような電子機器としては、例えば、携帯電話機、移動体情報端末、時計、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置などを例示することができる。このような電子機器の表示部に、本発明の表示装置を採用することによって、表示品質を向上させることができる電子機器を提供することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器の実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。なお、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００２３】〔第１の実施形態〕
本発明の電気光学装置の第１の実施形態として、電気光学物質の一例である電界発光型物質、中でも有機ＥＬ材料を用いたＥＬ表示装置について説明する。
【００２４】図１は、本実施形態に係るＥＬ表示装置の配線構造を示す模式図である。
ＥＬ表示装置（電気光学装置）１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス方式のＥＬ表示装置である。
【００２５】図１に示すように、ＥＬ表示装置１は、複数の走査線１０１…と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２…と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３…とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１…と信号線１０２…の各交点付近に、画素領域Ｘ…が設けられている。
【００２６】信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１００が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路８０が接続されている。
【００２７】さらに、画素領域Ｘ各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量１１３と、該保持容量１１３によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１２３（駆動用電子素子）と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに当該電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極２３（陽極電極）と、この陽極２３と陰極５０（陰極電極）との間に挟み込まれた機能層１１０とが設けられている。陽極２３と陰極５０と機能層１１０により、発光素子が構成されている。
【００２８】このＥＬ表示装置１によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から陽極２３に電流が流れ、さらに機能層１１０を介して陰極５０に電流が流れる。機能層１１０は、これを流れる電流量に応じて発光する。そこで、発光はそれぞれ陽極２３…ごとにオン・オフを制御されるから、陽極２３は画素電極となっている。
【００２９】次に、本実施形態のＥＬ表示装置１の具体的な態様を、図２〜４を参照して説明する。
図２は、ＥＬ表示装置１の構成を模式的に示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図であり、図４は、図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００３０】図２に示すように、本実施形態のＥＬ表示装置１は、電気絶縁性を備える基板２０と、図示略のスイッチング用ＴＦＴに接続された画素電極が基板２０上にマトリックス状に配置されてなる図示略の画素電極域と、画素電極域の周囲に配置されるとともに各画素電極に接続される電源線１０３…（図１参照）と、少なくとも画素電極域上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部３（図中一点鎖線枠内）とを具備して構成されている。また、画素部３は、中央部分の実表示領域４（図中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線および二点鎖線の間の領域）とに区画されている。
【００３１】実表示領域４には、それぞれ画素電極を有する表示領域Ｒ、Ｇ、ＢがＡ−Ｂ方向及びＣ−Ｄ方向に離間して配置されている。
また、実表示領域４の図中両側には、走査線駆動回路８０が配置されている。該走査線駆動回路８０は、ダミー領域５の下側に位置して設けられている。
【００３２】さらに、実表示領域４の図中上側には、検査回路９０が配置されている。該検査回路９０は、ダミー領域５の下側に位置して設けられている。検査回路９０は、ＥＬ表示装置１の作動状況を検査するための回路であって、例えば、検査結果を外部に出力する不図示の検査情報出力手段を備え、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。
【００３３】走査線駆動回路８０及び検査回路９０の駆動電圧は、所定の電源部から駆動電圧導通部３１０（図３参照）及び駆動電圧導通部３４０（図４参照）を介して印加されている。また、これら走査線駆動回路８０及び検査回路９０への駆動制御信号及び駆動電圧は、このＥＬ表示装置１の作動制御を司る所定のメインドライバなどから駆動制御信号導通部３２０（図３参照）及び駆動電圧導通部３５０（図４参照）を介して送信および印加されるようになっている。なお、この場合の駆動制御信号とは、走査線駆動回路８０及び検査回路９０が信号を出力する際の制御に関連するメインドライバなどからの指令信号である。
【００３４】本実施形態のＥＬ表示装置１は、図３及び図４に示すように、有機ＥＬ素子である機能層１１０の陰極５０側、即ち、封止基板３０側から外部に発光を放出する、封止側発光型のＥＬ装置とする。
ＥＬ表示装置１は、回路部１１や機能層１１０等が形成された基板２０と、封止基板３０とが接着層４０を介して貼り合わされている。接着層４０の材料としては、例えば、透湿性とガスバリア性に優れたエポキシ系の熱硬化型接着剤が採用される。また、実表示領域４以外のダミー領域５等の画素周辺部においては、封止基板３０の位置決め作用を兼ねて、紫外線硬化型接着剤を採用しても良い。この紫外線硬化型接着剤においても、透湿性とガスバリア性に優れたエポキシ系とするのが好ましい。
【００３５】基板２０は、封止側発光型のＥＬ表示装置の場合には、基板２０の対向側である封止基板３０側から発光を取り出す構成であるので、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミック、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００３６】封止基板３０は、例えば、良好に光を透過させる材質及び厚みを有し、かつ、電気絶縁性を有する板状部材を採用することができる。封止基板３０を形成する材料としては、セラミックや窒化珪素、酸化窒化珪素、又は酸化珪素などが挙げられる。
【００３７】
また、基板２０上には、陽極２３…を駆動するための駆動用ＴＦＴ１２３…などを含む回路部１１が形成され、回路部１１の上部には、駆動用ＴＦＴ１２３…に接続されたそれぞれの陽極２３…が図２の表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂの位置に対応して形成されている。実表示領域４内の陽極２３…の上層には、機能層１１０が形成され、その上層には、陰極５０が形成されている。なお、回路部１１には、走査線駆動回路８０、検査回路９０、及びそれらを接続して駆動するための駆動電圧動通部３１０、３４０、３５０、駆動制御信号導通部３２０などが含まれている。
【００３８】次に機能層１１０の概略構成について、図５を参照して説明する。
図５は、本実施形態の機能層１１０の概略構成を説明するための概念図である。機能層１１０は、陽極２３と陰極５０に挟まれる多層構造を備えており、陽極２３側から順に、正孔注入層７０、有機ＥＬ層６０（発光層）、及び電子注入層５２とを備えている。
【００３９】陽極２３は、印加された電圧によって、正孔を有機ＥＬ層６０に向けて注入する機能を有する。陽極２３を形成するための材料としては、仕事関数が４ｅＶ以上の反射性金属、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉ等が好適に用いられる。また、仕事関数を限定しない反射性金属上に、酸化物系導電膜、特にＩＴＯ、もしくは金属酸化物に亜鉛（Ｚｎ）を含有した材料、例えば酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス透明導電膜（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ／アイ・ゼット・オー（登録商標）、以下、ＩＺＯと略記する）（出光興産社製）等を成膜したものも採用できる。
【００４０】正孔注入層７０は、特に、有機ＥＬ層６０の発光効率、寿命などの素子特性を向上させる機能を有する。正孔注入層７０を形成するための材料としては、例えば、高分子発光層に対しては、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、またはそれらのドーピング体などが採用できる。例えば、ポリチオフェン誘導体では、ＰＥＤＯＴにＰＳＳ（ポリスチレンスルフォン酸）をドープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが採用できる。より具体的な一例を挙げれば、その一種であるバイトロン−Ｐ（Ｂｙｔｒｏｎ−Ｐ：バイエル社製）などを好適に用いることができる。また、低分子発光層に対しては、フタロシニアン、ＭＴＤＡＴＡ、ＮＰＤ、ＴＡＤ等のフェニルアミン誘導体などが採用できる。
【００４１】
また、正孔注入層に代えて正孔輸送層を形成しても良く、さらに正孔注入層と正孔輸送層を両方形成するようにしても良い。その場合、正孔輸送層７１を形成するための材料は、正孔を輸送できれば周知のどのような正孔輸送材料であっても良く、例えば、そのような材料として、アミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系などに分類される有機材料が種々知られている。正孔注入層と正孔輸送層を両方形成する場合には、例えば、正孔輸送層の形成に先立って、正孔注入層を陽極側に形成し、その上に正孔輸送層を形成するのが好ましい。このように正孔輸送層を正孔注入層とともに形成することにより、駆動電圧の上昇を制御することができるとともに、駆動寿命（半減期）を長くすることが可能となる。
【００４２】有機ＥＬ層６０では、陽極２３から正孔注入層７０とを経て注入された正孔と、陰極５０からの注入された電子とが結合して蛍光を発生させる構成が形成されている。有機ＥＬ層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料、例えば、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の材料をドープして用いることもできる。低分子材料では、アルミキノリノール錯体（Ａｌｑ_３）等の金属錯体、ＤＰＶＢｉ等の共役系低分子、及びこれらのドーピング材も用いることができる。
【００４３】陰極５０は、図３〜４に示すように、実表示領域４及びダミー領域５の総面積より広い面積を備え、それぞれを覆うように形成されている。陰極５０は、陽極２３の対向電極として、電子を有機ＥＬ層６０に注入する機能を備える。封止側発光型のＥＬ表示装置の場合は、有機ＥＬ層６０から発光する光を陰極５０側から取り出すので、光透過性を備える必要がある。
【００４４】
本発明では、陰極５０を形成する材料として、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類元素を用いることを特徴としている。希土類元素（ランタノイド）は、仕事関数が４ｅＶ以下の物質で、かつ、光透過性を確保できるものが好ましく、特に、Ｙｂ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ等の各元素が好適に用いられる。例えば、陰極５０としては、画素部３の全面に対して、イッテルビウム（Ｙｂ）を１０ｎｍの厚みに均一に成膜することで得ることができる。なお、希土類元素単体ではなく、希土類元素を含有する材料もしくは金属材料でも好適に用いられる。
【００４５】次に、実表示領域４に設けられた駆動用ＴＦＴ１２３の近傍の構成について、図６〜９を参照して簡単に説明する。図６は、図１の画素領域Ｘの平面視模式図である。図７は、図６のＥ部におけるＦ−Ｇ方向に沿った断面図である。図８は、図６のＨ部におけるＩ−Ｊ方向に沿った断面図である。図９は、図６のＧ部におけるＬ−Ｍ方向に沿った断面図である。
【００４６】図６に示すように、画素領域Ｘでは、Ｅ部に駆動用ＴＦＴ１２３が、Ｈ部に保持容量１１３が、Ｋ部にスイッチング用ＴＦＴ１１２が形成され、それぞれ、図１に示すように、互いに接続され、走査線１０１、信号線１０２、ソース電極２４３（電源線１０３）とも接続されている。
【００４７】まず、機能層１１０を含む駆動用ＴＦＴ１２３の近傍の構成を、図７を参照して簡単に説明する。
図７に示すように、基板２０の表面には、図示略のＳｉＯ_２を主体とする下地保護層を下地として、該下地保護層の上層にシリコン層２４１が形成されている。シリコン層２４１の表面は、ＳｉＯ_２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２によって覆われている。なお、本明細書において、「主体」とする成分とは、構成成分のうち最も含有率の高い成分を指すこととする。
【００４８】シリコン層２４１において、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と重なる領域がチャネル領域２４１ａとされている。なお、このゲート電極２４２は、図示略の走査線１０１の一部である。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２が形成されたゲート絶縁層２８２の表面は、ＳｉＯ_２を主体とする第１層間絶縁層２８３によって覆われている。
【００４９】さらに、シリコン層２４１において、チャネル領域２４１ａのソース側にはソース領域２４１Ｓが、チャネル領域２４１ａのドレイン側には濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられている。ソース領域２４１Ｓ及びドレイン領域２４１Ｄには、濃度傾斜が設けられ、いわゆるＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｏｐｅｄ　Ｄｒａｉｎ）構造となっている。ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、上述した電源線１０３（図１、６参照、図７においては、ソース電極２４３の位置に紙面垂直方向に延在する）の一部として構成される。一方、ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４３ｂを介して、ソース電極２４３と同一層からなるドレイン電極２４４に接続されている。
【００５０】ソース電極２４３及びドレイン電極２４４が形成された第１層間絶縁層２８３の上層は、例えばアクリル系の樹脂成分を主体とする第２層間絶縁層２８４によって覆われている。この第２層間絶縁層２８４は、アクリル系の絶縁膜以外の材料、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２などを用いることもできる。そして、陽極２３が第２層間絶縁層２８４の面上に形成されるとともに、該第２層間絶縁層２８４に設けられたコンタクトホール２３ａを介してドレイン電極２４４に接続されている。即ち、陽極２３は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１のドレイン領域２４１Ｄに接続されている。
【００５１】陽極２３が形成された第２層間絶縁層２８４の表面は、陽極２３と、図示略の例えばＳｉＯ_２などの親液性材料を主体とする親液性制御層と、アクリルやポリイミドなどからなる有機バンク層２２１とによって覆われている。図３、４に示すように、有機バンク層２２１…は、陽極２３…の間にその回りを取り囲むように２次元的に配置されており、機能層１１０…から上側に発光された光が、有機バンク層２２１によって仕切られる構成とされている。なお、本実施形態における親液性制御層の「親液性」とは、少なくとも有機バンク層２２１を構成するアクリル、ポリイミドなどの材料と比べて親液性が高いことを意味するものとする。以上に説明した基板２０から第２層間絶縁層２８４までの層は回路部１１を構成している。
【００５２】なお、本実施形態のＥＬ表示装置１は、カラー表示を行うべく構成されている。即ち、図２における光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂごとに機能層１１０…に含まれる各有機ＥＬ層６０が、それぞれ三原色に対応して形成されている。即ち、有機ＥＬ層６０…が表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂごとに異なるだけなので、詳細の説明は省略する。
【００５３】保持容量１１３は、図８に示すように、ゲート電極２４２とソース電極２４３とが第１層間絶縁層２８３を介して対向することにより形成されている。
また、スイッチング用ＴＦＴ１１２は、図９に示すように、シリコン層２４１と同様の構成のシリコン層２５０によって、信号線１０２に接続するソース領域２５０Ｓ、ゲート絶縁層２８２を挟んで走査線１０１と対向するキャリア領域２５０ａ、コネクタ２６０を介してゲート電極２４２に接続するドレイン領域２５０Ｄから構成された、駆動用ＴＦＴ１２３と同様の構造を備えるスイッチング素子である。
【００５４】次に、本実施形態に係るＥＬ表示装置１の製造方法の一例について、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）〜（ｄ）に示す各断面図は、図６中のＦ−Ｇ線の断面図に対応しており、各製造工程順に示している。なお、以下の説明では、本発明に特に関係する工程、即ち、回路部１１が形成されたあとの工程を中心にして説明する。
【００５５】図１０（ａ）は、基板２０上に、駆動用ＴＦＴ１２３と信号線１０２などが適宜の方法によって形成された様子を示す。例えば、ポリシリコン層を形成し、ポリシリコン層をフォトリソグラフィ法によりパターニングし、島状のシリコン層２４１などを形成し、プラズマＣＶＤ法、熱酸化法などにより、シリコン酸化膜によって、ゲート絶縁層２８２を形成し、シリコン層２４１などにイオン注入法により不純物をドープして、駆動用ＴＦＴ１２３などを形成し、金属膜によりゲート電極２４２などを形成し、それらの上層に第１層間絶縁層２８３を形成してからパターニングすることによって、コンタクトホール２４３ａ、２４３ｂなどを形成したものである。
【００５６】同時に、他の断面では、スイッチング用ＴＦＴ１１２、保持容量１１３が形成されていることは言うまでもないが、本質的な差異はないので、以下では本発明に関わりの深い駆動用ＴＦＴ１２３の近傍を例にとって説明することにする。
【００５７】次の工程では、図１０（ｂ）に示すように、第１層間絶縁層２８３を覆う第２層間絶縁層２８４を、例えばアクリル系樹脂などの高分子材料もしくはシリコン酸化膜などの無機材料によって形成する。さらに、第２層間絶縁層２８４のうち、駆動用ＴＦＴのドレイン電極２４４に対応する部分を、例えばエッチングにより除去してコンタクトホール２３ａを形成する。
【００５８】次に、図１０（ｃ）に示すように、第２層間絶縁層２８４の上に、陽極２３が形成される領域を空けて、有機バンク層２２１、２２１を形成する。具体的には、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂などのレジストを溶媒に溶かしたものを、スピンコート法、ディップコート法などの各種塗布法により塗布して有機質層を形成してから、エッチングなどによってパターニングすることができる。しかし、印刷法又はインクジェット法（材料吐出法）によって、組成物インクを吐出・乾燥して形成すれば、パターンニングの工程が不要となり材料の無駄もなくなるから、より好ましい。
【００５９】次に、図１０（ｄ）に示すように、有機バンク層２２１、２２１間に、第２層間絶縁層２８４のコンタクトホール２３ａを介してドレイン電極２４４と導通する陽極２３を形成する。
【００６０】また、同時に、ダミー領域のダミーパターンを形成する。なお、図３、４では、これら陽極２３、ダミーパターンを総称して陽極２３としている。ダミーパターンは、第２層間絶縁層２８４を介して下層のメタル配線へ接続しない構成とされている。即ち、ダミーパターンは、島状に配置され、実表示領域４に形成されている陽極２３の形状とほぼ同一の形状を有している。
【００６１】次に、陽極２３の上層に機能層１１０を形成する。即ち、正孔注入層７０、有機ＥＬ層６０、電子注入層５２を順次成膜する。機能層１１０を形成した後、該機能層１１０、又は有機バンク層２２１などを覆う陰極５０を成膜する。機能層１１０、陰極５０は、印刷法又はインクジェット法、あるいは蒸着法などにより成膜することができる。
【００６２】さらに、図３、４に示すように、例えば、エポキシ系熱硬化型接着剤を陰極５０上の全面に塗布し、該エポキシ系熱硬化型接着剤からなる接着層４０を介して封止基板３０を密着させつつ貼り合わせる。なお、紫外線硬化型接着剤は、有機ＥＬ層を形成する材料を破壊するために、熱硬化型接着剤を使用しなければならないのであるが、熱硬化型接着剤は、硬化時間が長いために、接着剤塗布後の封止基板３０の正確な位置決めが難しい。したがって、画素部３において、実表示領域４上では熱硬化型接着剤を使用し、ダミー領域５上では紫外線硬化型接着剤を用いることで、封止基板３０の位置決め時に紫外線を照射し、前記紫外線硬化型接着剤を硬化させることが望ましい。
【００６３】このように、陰極５０を形成する材料として、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類金属を採用しているので、封止側からの水分や酸素の侵入を抑えることができる。即ち、陰極や発光層の酸化を抑えるので、発光特性を悪化させることなく、長寿命とすることが可能となる。
また、エポキシ系の接着剤を使用した接着層４０を介して封止基板３０を密接させることにより、接着層４０において、さらに封止基板３０側からの水分と酸素の侵入を抑制することが可能となる。
【００６４】なお、上記の説明は、製造方法の概略を説明したものであり、インクジェット法によって成膜する際、成膜対象によっては吐出に先立って、例えばプラズマ処理などによって、親インク化工程、撥インク化工程を施すなどの周知の適宜処理を行うことは言うまでもない。また、インクジェット法によって重ねて成膜を行う際、下層の再溶解を防止するために、上層の液状材料の溶媒などに下層を溶解させないものを用いることは言うまでもない。
【００６５】さらに、上記の説明では、陽極２３と陰極５０との間に、正孔注入層７０、有機ＥＬ層６０、及び電子注入層５２とを設ける構成としたが、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、陽極２３と陰極５０との間に、上記の他に、正孔輸送層、電子ブロック層、電子注入層、電子輸送層、又はその他の薄膜層のいずれかを備えていても同様の作用・効果が奏される。
【００６６】〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、第１の実施形態に加えて、陰極５０上に光透過性を有する導電層５１を備えたことを特徴としている。
【００６７】図１１に示すように、陰極５０上には、導電層５１が備えられている。第１の実施形態に示したように、陰極５０に希土類金属を採用した場合、良好な光透過性を得るために、陰極５０の膜厚を薄くする必要があるが、膜厚が薄くなることに起因する陰極５０の導電性の低下を、導電層５１を備えることにより陰極５０の導電性を補助し、抑えることが可能となる。
【００６８】本実施形態の導電層５１を形成するための材料としては、金属、金属酸化物、又は半導体等が採用できる。採用可能な金属としては、特に、金（Ａｕ）が好ましく、その他、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ等の導電性が高く、薄膜状態で反射率の低い材料が好ましい。採用可能な金属酸化物としては、ＩＴＯやＩＺＯ等が挙げられる。さらに、採用可能な半導体としては、ＳｉやＺｎＯ等が挙げられる。例えば、導電層５１としては、上記の材料を５ｎｍの膜厚で、陰極５０上に成膜することで形成することができる。
【００６９】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
本実施形態では、第１及び第２の実施形態に加えて、陰極５０上、もしくは導電層５１上に光透過性を有するパッシベーション層（不動態層）を備えたことを特徴としている。
【００７０】図１２に示すように、例えば、陰極５０上にパッシベーション層４５を備えている。該パッシベーション層４５を備えることにより、封止基板３０側からの水分及び酸素の侵入が抑制され、陰極５０及び有機ＥＬ層６０の酸化がさらに防止される。
【００７１】本実施形態のパッシベーション層４５を形成するための材料としては、ＬｉＦが好適に用いられるが、その他、耐湿性や酸素透過性の低い材料、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２、アルミナ、ＡｌＮ、又はこれらの積層体等が挙げられる。また、ＳｉやＺｎＳ等の半導体も採用することができる。例えば、希土類薄膜の陰極５０上、及びその周辺をさらに１ｍｍ外側まで覆うようにＬｉＦを２００ｎｍ積層させて形成される。
【００７２】〔第４の実施形態〕
以下、第１の実施形態のＥＬ表示装置を備えた電子機器の具体例について図１１に基づき説明する。
図１３（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１３（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記のＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図１３（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１３（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は前記のＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図１３（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１３（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０１はキーボードなどの入力部、符号１２０２は前記のＥＬ表示装置を用いた表示部、符号１２０３は情報処理装置本体を示している。
【００７３】図１３（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、前記の第１〜第３の実施形態のＥＬ表示装置を用いた表示部を備えたものであり、先の実施形態のＥＬ表示装置の特徴を有するので、表示特性、信頼性が向上した電子機器となる。
これらの電子機器を製造するには、第１〜第３の実施形態のＥＬ表示装置１を、携帯電話、携帯型情報処理装置、腕時計型電子機器などの各種電子機器の表示部に組み込むことにより製造される。
【００７４】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る電気光学装置によれば、陰極を形成する材料として、耐酸性が良好で、安定な性質を有する希土類金属を採用しているので、封止側からの水分や酸素の侵入を抑えることができる。即ち、陰極や発光層の酸化を抑えるので、発光特性を悪化させることなく、長寿命とすることが可能となる。また、エポキシ系の接着剤を使用した接着層を介して封止基板を密接させることにより、さらに封止基板側からの水分と酸素の侵入を抑制することが可能となる。
【００７５】また、陰極上に導電層を備えることにより、陰極の膜厚が薄くなることに起因する陰極の導電性の低下を、陰極５０の導電性を補助することによって抑えることが可能となる。さらに、陰極上又は導電層上にパッシベーション層を備えることにより、封止基板側からの水分及び酸素の侵入が抑制され、陰極及び有機ＥＬ層の酸化をさらに防止することが可能となる。
【００７６】また、本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る電気光学装置を備えるので本発明に係る電気光学装置と同様の効果を備えた電子機器となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態であるＥＬ表示装置の配線構造を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態であるＥＬ表示装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態である機能層の概略構成を説明するための概念図である。
【図６】図１の画素領域Ｘの平面視模式図である。
【図７】図６のＥ部におけるＦ−Ｇ方向に沿った断面図である。
【図８】図６のＨ部におけるＩ−Ｊ方向に沿った断面図である。
【図９】図６のＧ部におけるＬ−Ｍ方向に沿った断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態であるＥＬ表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態である機能層の概略構成を図５と比較した概念図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態であるＥＬ表示装置の構成を、図３と比較した断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態の電子装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　　ＥＬ表示装置（電気光学装置）
２３　　　陽極（第１の電極）
３０　　　封止基板
４０　　　接着層
４５　　　パッシベーション層（不動態層）
５０　　　陰極（第２の電極）
５１　　　導電層

Claims

電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置の製造方法であって、
基体上に第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極上に電気光学層を形成する工程と、
前記電気光学素子上に第２の電極を形成する工程と、
前記第２の電極の上方に封止層又は封止基板を配置する工程とを含み、
前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかを希土類元素を含む材料により形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置の製造方法であって、
基体上に第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極上に電気光学層を形成する工程と、
前記電気光学素子上に第２の電極を形成する工程と、
前記第２の電極の上方に封止層又は封止基板を配置する工程とを含み、
前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかを希土類元素を含む金属材料により形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
前記第２の電極は、陰極として機能することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置の製造方法。
前記第２の電極と、前記封止層又は前記封止基板との間に接着層を設けることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置であって、
前記電気光学素子は、第１の電極と第２の電極の各電極間に設けられてなり、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかは、希土類元素を含む材料により形成されていることを特徴とする電気光学装置。
電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置であって、
前記電気光学素子は、第１の電極と第２の電極の各電極間に設けられてなり、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかは、希土類元素を含む金属材料により形成されていることを特徴とする電気光学装置。
電気光学層を備えた電気光学素子を有する電気光学装置であって、
前記電気光学素子は、第１の電極と第２の電極の各電極間に設けられてなり、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかは、透光性電極であって、前記透光性電極は、希土類元素を含む材料又は希土類元素を含む金属材料により形成されていることを特徴とする電気光学装置。
前記第２の電極は、陰極であり、かつ、前記電気光学層は、発光層であって、
前記電気光学層の発した光は、前記第２の電極を通過して取り出される構成になっていることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
前記第２の電極の発光放出側には、接着層と、該接着層を介して前記第２の電極に密接する封止層又は封止基板とを備えることを特徴とする請求項８記載の電気光学装置。
前記接着層は、熱硬化型接着剤からなることを特徴とする請求項９記載の電気光学装置。
前記接着層は、紫外線硬化型接着剤からなることを特徴とする請求項９記載の電気光学装置。
前記第２の電極と前記接着層との間には、さらに、光透過性を有する導電層を備えることを特徴とする請求項９記載の電気光学装置。
前記導電層は、金属であることを特徴とする請求項１２記載の電気光学装置。
前記導電層は、金属酸化物であることを特徴とする請求項１２記載の電気光学装置。
前記導電層は、半導体であることを特徴とする請求項１２記載の電気光学装置。
前記第２の電極又は前記導電層と、前記接着層との間には、さらに、不動態層を備えることを特徴とする請求項９又は１２に記載の電気光学装置。
請求項５から１６のいずれか一項の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。