JP2004281307A

JP2004281307A - 有機エレクトロルミネッセンス表示体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004281307A
Application number: JP2003073596A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nojima; 重男野島; Taisuke Yamauchi; 泰介山内; Masatoshi Yonekubo; 政敏米窪
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光層で発生した光の射出効率の向上を、低コストで、信頼性を損ねずに実現する。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス表示体が、光透過性を有する基板と、積層体であって、陽極層と陰極層と前記陽極層および前記陰極層の間に位置する発光層とを含んだ積層体と、前記光透過性を有する基板と前記積層体との間に位置する多孔質体層と、前記多孔質体層と前記積層体との間に位置した保護層と、を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（陰極と陽極との間に有機発光層を有する構造の素子）を画素に対応させて備える有機エレクトロルミネッセンス表示体は、高輝度で自発光であること、直流低電圧駆動が可能であること、応答性が高速であること、固体有機膜による発光であることから、表示性能に優れている。そして、さらに、薄型化、軽量化、低消費電力化が可能であるため、将来的に液晶表示体に代わるものとして期待されている。
【０００３】
有機エレクトロルミネッセンス表示体では、有機エレクトロルミネッセンス素子からなる多数の画素が、互いに直交する行と列とからなるマトリックス状に配置されている。有機エレクトロルミネッセンス表示体の駆動方式には、アクティブマトリックス方式とパッシブマトリックス方式がある。
【０００４】
パッシブマトリックス方式では、有機発光層を挟む２つの電極のうちの一方をマトリックスの行に対応させ、他方を列に対応させてパターニングしてあり、両電極が重なる位置に有機エレクトロルミネッセンス素子からなる画素が形成されている。また、行電極と列電極が走査線とデータ線に対応していて、行電極および列電極の１本ずつを選択してオン状態とするため、両方の電極が同時にオン状態となっている位置の画素のみが発光する。
【０００５】
一方、アクティブマトリックス方式では、一方の電極（画素電極）と有機発光層をマトリックス状に形成し、他方の電極は表示体全面に共通電極として形成し、各画素毎に駆動用のトランジスタと容量を備えている。そのため、アクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体は、高輝度での高精細化が可能であり、多階調化や表示体の大型化に対応できる。
【０００６】
図４〜６を用いて、これまでに提案されているアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体５００の一例を説明する。図４は、この表示体５００の部分平面図であって、一つの画素とその周囲に配置されたこの画素の駆動用素子等を示す。図５は、この表示体の１つの画素を駆動するための回路を示す。図６は図４のＢ−Ｂ線断面図を示す。
【０００７】
図４および図５に示すように、このアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体５００では、有機エレクトロルミネッセンス素子Ｅからなる画素毎に、スイッチングトランジスタ５３、容量５４、ドライビングトランジスタ５５を備えている。これらの素子は走査線５０、信号線５１、共通線５２で駆動回路に接続されている。そして、このアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体では、スイッチングトランジスタ５３により画素の選択を行い、ドライビングトランジスタ５５により画素である有機エレクトロルミネッセンス素子Ｅを設定された輝度で発光させる。
【０００８】
図６に示すように、この表示体のガラス基板１’上には、信号線５１およびドライビングトランジスタ５５を含む各駆動用素子が形成された後に、絶縁層３が形成されている。そして、この絶縁層３には、ドライビングトランジスタ５５のソース・ドレイン電極５５ａの位置に、コンタクトホールＡが形成されている。また、絶縁層３の上に、基板面上を画素毎に区画するバンク５が形成されている。
【０００９】
このバンク５で区画された画素領域内に、陽極層６０および有機薄膜層７０が形成されている。さらにその上の基板面全体に、陰極層８０が形成されている。なお、陽極層６０を形成する際に、コンタクトホールＡ内に陽極層６０の構成材料（導電体）が充填されて、ソース・ドレイン電極５５ａと陽極層６０とが接続される。図４に、このコンタクトホールＡ内に充填された導電体（接続プラグ）を符号「５８」で示す。
【００１０】
有機エレクトロルミネッセンス表示体５００の消費電力を低減するためには、上述の駆動方式の違いに関わらず、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を改善することが有効である。そのための方法としては、電極層および有機発光層の材料や、有機発光層と電極層との間にホール輸送層および／または電子輸送層を設ける場合の各層の材料および組み合わせを改善することが挙げられる。
【００１１】
また、図７に示すように、有機薄膜層７０で発生した光はあらゆる方向に放射される。そして、ガラス基板１側にまっすぐに放射された光と、光反射性の陰極層８０と有機薄膜層５２０との界面で反射した光の一部が、ガラス基板１側に射出される。この図に示すように、積層面の全体が平坦である積層体では、積層体９０の積層面と平行に放射された光Ｈは、有機薄膜層７０の端面（図６で、バンク５の内壁面と接する面）に向かい、ガラス基板１’側には射出されない。
【００１２】
その結果、有機発光層７０で発生した光の射出効率（有機薄膜層７０での発光量全体に占めるガラス基板１’側へ射出された光量の比率）は、例えば２０％程度であると言われている。そのため、有機薄膜層７０で発生した光の射出効率を高くすることは、有機エレクトロルミネッセンス表示体の消費電力を低減するために重要となる。
【００１３】
射出効率を上げる手段として、発光層と表示体表面の間に多孔質体薄膜層を設ける方法が知られており、特許文献１の特開２００１−２０２８２７号公報には、多孔質体薄膜の１種であるエアロゲル薄膜層を発光素子の近傍に配置して、発光素子からの光射出効率を高くすることが記載されており、非特許文献１“ＳＩＤ０１ＤＩＧＥＳＴ，Ｐ．４０５−４０７（２００１）”には、同方法を用いて、有機発光層の発光の射出効率を約６０％向上させた事例が記載されている。
【００１４】
同文献に記載によれば、多孔質体薄膜の使用は、有機発光層の発光を伝搬する層の厚みを十分薄くすることで、０次モード以外の導波モードを消滅させるためのもので、発光に最小限必要な複数の薄膜積層体に接する形で、屈折率が極めて低い多孔質体薄膜層を配置し、前記伝搬層を前記薄膜積層体に限定することで、発光の伝搬層の厚みを非常に小さい値に抑えている。多孔質体薄膜層の屈折率は、空気の屈折率とほぼ等価であるため、前記伝搬層から放射し多孔質体薄膜層に達した光は、多孔質体薄膜層より射出側にある薄膜やガラス基板で全反射することなく表示体外部に射出することができる、とされている。
【００１５】
そのためには、多孔質体薄膜層と有機発光層との距離を可能な限り近づけることが望ましく、従来は両者を同一基板上に積層して作製する方法が用いられていた。この、多孔質体薄膜と有機発光層を同一基板上に積層する方法は、特許文献２の特開２００１−２７９４７１号公報や、特許文献３の特開２００１−３４２０１６号公報等に挙げられている。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００１−２０２８２７号公報
【特許文献２】
特開２００１−２７９４７１号公報
【特許文献３】
特開２００１−３４２０１６号公報
【非特許文献１】
ＳＩＤ０１ＤＩＧＥＳＴ，Ｐ．４０５−４０７（２００１）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の多孔質体薄膜と有機発光層を含む薄膜積層体を同一基板に積層して製造する方法は、以下のような問題を有している。
【００１８】
エアロゲル薄膜等の多孔質体薄膜の製造法としては、ゾル−ゲル法を用いる方法が一般的であり、ゾルをコーティングしてゲル膜とした後、同ゲル膜を、焼成する、あるいは、超臨界乾燥することによって、多孔質体薄膜を得ることができる。
【００１９】
前者の焼成は、非常に容易な方法であり、製造コスト的にも安価な方法であるものの、５００℃以上の高温での加熱が必要となるため、薄膜トランジスタや有機薄膜層の成膜後に焼成プロセスを適用すると、これらの膜の機能を破壊する結果となり、適用が難しい。
【００２０】
一方、超臨界乾燥の場合、例えば溶媒として臨界温度の低いＣＯ２（二酸化炭素）を使って７５気圧程度の環境下で、ほぼ常温で工程を進めることができるため、上記の焼成のように、他の薄膜の機能を破壊するような加熱はかからない。しかし、ゲル中のアルコールをＣＯ２（二酸化炭素）の超臨界流体で置換するためには、多分に時間を要し、製造コストを上げる要因になるとともに、均一性の高い多孔質体薄膜を製造することが難しいという問題がある。また、大型表示体を製造する場合には、７５気圧という高圧に耐え得る大容量のオートクレーブが必要となり、実現が困難である。
【００２１】
また、多孔質体薄膜は、その表面に多孔質体であるがゆえの凹凸が存在し、そのままでは、同薄膜の表面に薄膜を均一に積層することや、溶液から作成される薄膜を形成しようとした場合、溶液が多孔質の空隙にしみこみやすいため、形成が困難であるという問題を持っており、その問題をクリアするために、特開２００１−２７９４７１号や特開２００１−３４２０１６号公報に記載されているような特殊な工程を加える必要があり、工程が複雑化して製造コストが高くなるという課題があった。
【００２２】
その他にも、有機薄膜層と、多孔質体薄膜が隣接するため、多孔質体薄膜の空隙にトラップされたガスや水分、残留溶剤等が有機薄膜層に悪影響を及ぼし易く、有機エレクトロルミネッセンス表示体の信頼性を著しく損ねるという問題が挙げられた。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前述の“ＳＩＤ０１ＤＩＧＥＳＴ，Ｐ．４０５−４０７（２００１）”によれば、高射出効率を、有機発光層の発光を伝搬する層の厚みを薄くして、高次モードの伝搬を消滅させたことで達成しているように記載されている。しかしながら、伝搬層が薄くなったとしても、臨界角が変化するわけではなく、高次モードの伝搬光が伝搬層の外に放射されるのではないので、上記の説が射出効率を高くしている要因であるとは考えにくい。実際に、多孔質体薄膜を用いた前記の構成の有機エレクトロルミネッセンス表示体は、多孔質体薄膜を使用しない場合の有機エレクトロルミネッセンス表示体に比べ、最大で６０％程度の射出効率の向上が見られる。しかしながら、これは、前述の理由によるものではなく、多孔質体薄膜に起因する別の要因が働いているものと考えられる。以上の理由から、有機エレクトロルミネッセンス表示体において、光射出効率を向上させるための多孔質体薄膜は、必ずしも発光層の極近傍に設ける必要はない。
【００２４】
このことを踏まえ、上記の課題を解決するために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示体は、光透過性を有する基板と、積層体であって、陽極層と陰極層と前記陽極層および前記陰極層の間に位置する発光層とを含んだ積層体と、前記光透過性を有する基板と前記積層体との間に位置する多孔質体層と、前記多孔質体層と前記積層体との間に位置した保護層と、を備える。
【００２５】
好ましくは、前記有機エレクトロルミネッセンス表示体は、前記多孔質体層と前記保護層との間に接着層をさらに備える。
【００２６】
上記の構成を有することにより、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示体は、多孔質体薄膜の形成工程を、他の機能膜の形成と全く独立に行うことができるようになり、有機薄膜等の高温に対する耐性の低い材料に影響を与えることなく、安価で容易な方法で多孔質体薄膜を形成することができる。また、多孔質体薄膜以外の機能膜を容易に均一に形成することができ、かつ、多孔質体薄膜の形成を安価で確実な方法で行うことができるとともに、多孔質体薄膜と、他の薄膜トランジスタや、陽極、陰極、有機薄膜層とを、それぞれ独立に形成した後に接着することにより、高い射出効率を有する有機エレクトロルミネッセンス表示体を提供することができる。また、この構造では、有機薄膜層と多孔質体薄膜層との間に有機薄膜層の保護層を介在させることができるため、多孔質体薄膜にトラップされやすいガスや水分の影響から、有機薄膜層を保護することが可能となり、信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンス表示体を提供することができる。
【００２７】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示体は、光透過性を有する基板と、積層体であって、陽極層と陰極層と前記陽極層および前記陰極層の間に位置する発光層とを含んだ積層体と、多孔質体層と、を備え、前記光透過性を有する基板は前記多孔質体層と前記積層体との間に位置する。
【００２８】
上記のような構成にすることにより、ガラス基板（光透過性を有する基板）が有機薄膜層（発光層）と多孔質体薄膜とのバリアとして機能するため、バリア層を形成するための工程を省くことができ、製造コストの低減に寄与することができる。
【００２９】
さらに本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法は、第１の基板の所定の面側に、積層体であって、陽極層と陰極層と前記陽極層および前記陰極層の間に位置する発光層とを含む積層体を積層する工程Ａと、前記積層体上に保護層を形成する工程Ｂと、光透過性を有する第２の基板上に多孔質体層を形成するＣ工程と、前記工程Ａ、ＢおよびＣの後に、前記保護層および前記多孔質体層が前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置するように、前記第１の基板と前記第２の基板とを張り合わせる工程Ｄと、を含んでいる。
【００３０】
ある態様では、前記工程Ａは、前記陽極層と電気的接続を有する薄膜トランジスタ層を前記基板の前記所定の面側に形成する工程を含む。
【００３１】
上記のような製造方法を用いることにより、多孔質体薄膜と、他の薄膜トランジスタや、陽極、陰極、有機薄膜層とを、容易に、別個に製造することが可能となり、低コストで、信頼性が高く、高い射出効率を有するトップエミッション型（有機発光層から見て薄膜トランジスタ基板とは反対方向に光を射出するタイプ）の有機エレクトロルミネッセンス表示体を実現することが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法は、光透過性を有する基板の第１面側に、積層体であって、陽極層と陰極層と前記陽極層および前記陰極層の間に位置する発光層とを含む積層体を積層する工程Ａと、前記第１面と対向する前記基板の第２面側に多孔質体層を形成する工程Ｂと、を含んでいる。
【００３３】
ある態様では、前記工程Ｂは、前記基板の前記第２面にゾル液を塗布する工程と、前記ゾル液が塗布された後の前記第１の基板を焼成する工程と、を含んでいる。
【００３４】
好ましくは、前記工程Ａは、前記陽極層と電気的接続を有する薄膜トランジスタ層を前記基板の前記第１面側に形成する工程を含み、前記工程Ａは前記工程Ｂの後に行われる。
【００３５】
上記の方法を用いることにより、薄膜トランジスタや陽陰極層、有機薄膜層を、エアロゲル薄膜層の形成プロセスとは全く別個に形成することができると同時に、エアロゲル層と有機薄膜層との間にガラス基板があることで、エアロゲル層にトラップされたガスから有機薄膜層を守ることができるため、安価な製造コストで作成でき、信頼性の高い、ボトムエミッション型（有機発光層から見て薄膜トランジスタ基板方向に光を射出するタイプ）の有機エレクトロルミネッセンス表示体を実現することが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３７】
［第１実施形態］
図１および図２は、本発明の第１の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体１００についての説明図である。本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体１００は、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス表示体であって、図１はこの有機エレクトロルミネッセンス表示体１００の素子部の構成を示す断面図であり、図２はこの有機エレクトロルミネッセンス表示体１００の製造工程を示す説明図である。
【００３８】
図１の有機エレクトロルミネッセンス表示体１００は、ガラス基板８と、薄膜積層体４であって、陽極電極１０と陰極電極３０と陽極電極１０および陰極電極３０の間に位置する有機発光層２２とを含んだ積層体と、を有する。さらに、この有機エレクトロルミネッセンス表示体１００は、ガラス基板８と薄膜積層体４との間に位置する多孔質体薄膜層９と、多孔質体薄膜層９と薄膜積層体４との間に位置した保護層６と、を有する。
【００３９】
さらに有機エレクトロルミネッセンス表示体１００は、多孔質体薄膜層９と保護層６との間に接着層７を有する。
【００４０】
ここで、ガラス基板８が本発明の光透過性を有する基板に対応し、薄膜積層体４が本発明の積層体に対応し、多孔質体薄膜層９または多孔質体薄膜９が本発明の多孔質体層に対応し、陽極電極１０が本発明の陽極層に対応し、陰極電極３０が本発明の陰極層に対応し、有機発光層２２が本発明の発光層に対応する。
【００４１】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体１００は、まず、画素駆動スイッチング用の薄膜トランジスタ２が形成されたガラス基板１上に、薄膜トランジスタ２の層と後述の薄膜積層体４とを絶縁し、かつ薄膜トランジスタ層２の層の凹凸を、その後の工程のために平坦化するための絶縁層３が塗布されている。絶縁層３には、薄膜トランジスタ２のドレイン電極と、後述の陽極電極１０を接続するためのコンタクトホールＡがパターニングされている。
【００４２】
平坦化絶縁層３形成後の面上には、エレクトロルミネッセンスを実現する、陽極電極１０、有機薄膜層２０、陰極電極３０を含む薄膜積層体４が形成されている。
【００４３】
本実施例においては、陽極である陽極電極１０は、アルミニウムで形成された反射陽極層１１と、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）で形成された透明陽極層１２の２層で形成している。また、反射陽極層１１は、陽極電極としての働き以外に、有機発光層２２から陽極電極１０側に放射された光を、表示面である陰極電極３０側に反射する反射層としての役割を担っている。一方の透明陽極層１２は、正孔注入障壁高さを低くするために、仕事関数の高い電極材料で、かつ、アルミニウム電極である反射陽極層１１の反射率の高さを有効に利用できる透過率の高い材料であるという理由で、ＩＴＯが用いられている。本実施例においては、反射電極すなわち反射陽極層１１は陽極電極としても機能しているが、反射材として特化して使用しても構わない。この場合、反射率が高い材料であれば、絶縁性の材料を用いてもよい。これらの陽極層すなわち反射陽極層１１および透明陽極層１２はそれぞれスパッタにより成膜され、フォトリソグラフィーを用いてパターニングが行われる。また、陽極電極１０はコンタクトホールＡを通じて薄膜トランジスタ２のドレイン電極とオーミックコンタクトを取っている。
【００４４】
陽極である陽極電極１０上には、正孔輸送層２１、有機発光層２２、電子注入層２３の順に積層された有機薄膜層２０が形成されている。
【００４５】
本実施例においては、正孔輸送層２１はＰＥＤＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）とＰＳＳ（ポリスチレンスルフォン酸）の混合材料を用いており、ＰＥＤＴとＰＳＳの水溶液もしくはアルコール溶液をインクジェットプリント装置を用いて吐出することで塗布し、２００℃で加熱することにより形成できる。
【００４６】
正孔輸送層２１上には、有機発光層２２は、緑色発光層としてＰＰＶ前駆体（ポリ（パラ−フェニレンビニレン））組成物を、赤色発光層としてローダミンＢをドープしたＰＰＶを、青色発光層としてクマリンをドープしたＰＰＶを材料として用いており、いずれも上記の正孔輸送層２１の場合と同様に、インクジェット法を用いて成膜することができる。
【００４７】
有機発光層２２上には、ＢＣＰ（バソクプロイン）とＣｓ（セシウム）の共蒸着膜が積層され、電子輸送層２３として機能している。
【００４８】
図１のバンク５は、陽極である陽極電極１０間を埋め、画素間を仕切る役割を果たすと同時に、インクジェットを用いて成膜する正孔輸送層２１や有機発光層２２のインク垂れ防止壁を果たすものであり、アクリル樹脂を用いてフォトリソグラフィーによって形成されている。
【００４９】
有機薄膜層２０上には、陰極電極層３０が配置される。陰極電極層３０を含む陰極層は発光層である有機発光層２２の光を表示体表面側に透過させるため透明導電性材料で形成される必要があり、本実施例においてはＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）を用いている。
【００５０】
陽極電極層１０、有機薄膜層２０、陰極電極層３０で形成される薄膜積層体４の上面には、保護層６が積層されており、薄膜積層体４を外部から侵入しようとするガスや水分から保護する役割を果たしている。本実施例においては、ＳｉＯｘ（酸化シリコン）膜で、保護膜６を形成している。
【００５１】
保護膜６上には、接着層７、多孔質体薄膜層９の順に積層された。この多孔質体薄膜層９は、有機発光層２２の発光の、表示体外部への射出効率を高めることに寄与しており、同層がある場合、無い場合に比べて最大６０％程度の射出効率の向上が認められる。本実施例においては、多孔質体薄膜層９として、反射防止コートに用いられるシリカ系多孔質ゲル体を用いている。多孔質薄膜体９の上面には、有機エレクトロルミネッセンス表示体の表示面となるところのガラス基板８が配置されている。
【００５２】
以上に記載したように、薄膜積層体４と多孔質体薄膜９との間に保護層６を有する構造を持つことにより、工程中に多孔質体薄膜９中に滞留した、水分や、有機薄膜層２０の劣化に繋がるガス等が、有機エレクトロルミネッセンス表示体１００の製造後に薄膜積層体４に悪影響を及ぼすことを防止することができる。また、薄膜積層体４と多孔質体薄膜９との間に接着層７を介在させることで、以下に記載する有機エレクトロルミネッセンス表示体１００の製造において利点を得ることができる。
【００５３】
図２を用いて、本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示体１００の製造方法を説明する。図２の有機エレクトロルミネッセンス表示体１００の製造方法は、第１の基板１の所定の面側に、薄膜積層体４であって、陽極電極１０と陰極電極３０と陽極電極１０および陰極電極３０の間に位置する有機発光層２２とを含む薄膜積層体４を積層する工程Ａと、薄膜積層体４上に保護層６を形成する工程Ｂと、ガラス基板８上に多孔質体薄膜層９を形成する工程Ｃと、前記工程Ａ、ＢおよびＣの後に、保護層６および前記多孔質体薄膜層９が第１の基板１とガラス基板８との間に位置するように、第１の基板１とガラス基板８とを張り合わせる工程Ｄと、を含む。そして、前記工程Ａは、陽極電極１０と電気的接続を有する薄膜トランジスタ２を第１の基板１の前記所定の面側に形成する工程を含む。
【００５４】
以下では、第１の基板１、薄膜トランジスタ２、薄膜積層体４、および保護層６を少なくとも含む部分を基板１０１と表記することもある。また少なくとも多孔質体薄膜層９が形成されたガラス基板８を基板１０２と表記することもある。
【００５５】
図２に記載の基板１０１は、有機エレクトロルミネッセンス表示体１００における、駆動用薄膜トランジスタ２とエレクトロルミネッセンスを実現する薄膜積層体４を有する基板で、以下の手順で製造する。
【００５６】
ガラス基板１上に、薄膜トランジスタ２を形成した後、同面上にアクリル溶液をスピンコートし、コンタクトホールＡを露光・現像によりパターニングした後、熱硬化して、絶縁層３を形成する。その後、反射電極すなわち反射陽極層１１となるアルミニウム、透明電極すなわち透明陽極層１２となるＩＴＯをスパッタで積層し、フォトリソグラフィーでパターニングして、陽極電極１０を形成する。この陽極電極１０は、コンタクトホールＡを介して、薄膜トランジスタ２のドレイン電極と導通を取っている。
【００５７】
次に、再びアクリル樹脂を塗布し，パターニングしてバンク５を形成する。バンク５は、陽極である陽極電極１０の間を埋め、画素間を仕切る役割を果たすとともに、後に形成する正孔輸送層２１や有機発光層２２のインク垂れ防止壁としての機能を果たすものである。
【００５８】
バンク部５を形成した後、ＰＥＤＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）とＰＳＳ（ポリスチレンスルフォン酸）の溶液をインクジェットプリント装置を用いて塗布し、２００℃で加熱することにより正孔輸送層２１を形成し、その上に同じくインクジェットで塗布、加熱する形で有機発光層２２を形成する。
【００５９】
有機発光層２２の形成後、ＢＣＰ（バソクプロイン）とＣｓ（セシウム）を共蒸着し、電子輸送層２３を形成し，電子輸送層２３の上に、ＩＴＯをスパッタして陰極電極３０を形成する。
【００６０】
以上の工程で形成された薄膜トランジスタ２、及び、陽極電極層１０、有機薄膜層２０、陰極電極層３０により形成される薄膜積層体４を外部からの水分やガスの侵入から保護するために、陰極電極層３０の上面にスパッタにより酸化シリコン膜を積層し、保護膜６を形成する。酸化シリコン膜は、特に水分や酸素ガスの外部からの侵入を防ぎ得る厚みを持つ必要があり、本実施例においては１００ｎｍ以上の厚みをもたせてある。
【００６１】
図２に記載の基板１０２は、射出効率を向上させるための多孔質体薄膜層９を有する基板であり、本実施例においては、ガラス基板８上にシリカアルコキシドを含む出発溶液から作成したゾル液を塗布し、乾燥し、５００℃で焼成して形成される多孔質のシリカガラスを形成し、多孔質体薄膜層９として用いている。
【００６２】
基板１０１と基板１０２を独立に作製し、作製した基板１０１と基板１０２を接着剤によって接着することにより、薄膜積層体４と多孔質体薄膜層９の間に保護層６と接着層７が介在する本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示体１００が完成する。ここで使用する接着剤は、接着時に多孔質体薄膜層９内に侵入しずらい、粘性の高い接着剤であることが望ましい。
【００６３】
以上に記載した製造方法によれば、多孔質体薄膜の形成工程を、他の機能膜の形成と全く独立に行うことができるようになり、多孔質体薄膜以外の機能膜を容易に均一に形成することができ、かつ、多孔質体薄膜の形成を安価で確実な方法で行うことができるとともに、多孔質体薄膜と、他の薄膜トランジスタや、陽極、陰極、有機薄膜層とを、それぞれ独立に形成した後に接着することにより、高い射出効率を有する有機エレクトロルミネッセンス表示体を提供することができる。
【００６４】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体２００は、ボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス表示体であって、図３はこの有機エレクトロルミネッセンス表示体２００の素子部の構成を示す断面図である。
【００６５】
以下、図３を用いて有機エレクトロルミネッセンス表示体２００の構成及び製造方法を説明する。
【００６６】
図３の有機エレクトロルミネッセンス表示体２００は、ガラス基板１’と、薄膜積層体４’であって、陽極電極１０’と陰極電極３０’と陽極電極１０’および陰極電極３０’の間に位置する有機発光層２２とを含んだ積層体４’と、多孔質体薄膜９と、を備える。そして、ガラス基板１’は多孔質体薄膜９と積層体４’との間に位置する。
【００６７】
ここで、ガラス基板１が本発明の光透過性を有する基板に対応し、薄膜積層体４’が積層体に対応し、多孔質体薄膜９が本発明の多孔質体層に対応し、陽極電極１０’が本発明の陽極層に対応し、陰極電極３０’が本発明の陰極層に対応する。
【００６８】
また、図３に示されるの有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法は、ガラス基板１’の第１面側に、積層体４’であって、陽極電極１０’と陰極電極３０’と陽極電極１０’および陰極電極３０’の間に位置する有機発光層２２とを含んだ積層体４’を積層する工程Ａと、この第１面と対向するガラス基板１’の第２面側に多孔質体薄膜９を形成する工程Ｂと、を含む。
【００６９】
そして、工程Ｂは、前記ガラス基板１’の第２面にゾル液を塗布する工程と、前記ゾル液が塗布された後のガラス基板１’を焼成する工程と、を含んでいる。
【００７０】
さらに、工程Ａは、陽極電極１０’と電気的接続を有する薄膜トランジスタ２を前記ガラス基板１’の第１面側に形成する工程を含み、前記工程Ａは前記工程Ｂの後に行われる。
【００７１】
より具体的には、本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示体２００は、ガラス基板１’の一面に多孔質体薄膜９が成膜され、ガラス基板１’の多孔質体薄膜９の成膜面の裏面に、薄膜トランジスタ２が形成されている。多孔質体薄膜９は、第１実施形態と同様に、高温で焼成して形成される多孔質のシリカガラスを用いており、薄膜トランジスタ２は多孔質体薄膜９の成膜後に形成されるため、薄膜９形成のための高温工程の影響を受けることはない。
【００７２】
薄膜トランジスタ２の形成後、同面上にアクリル溶液をスピンコートし、コンタクトホールＡを露光・現像によりパターニングした後、熱硬化して、絶縁層３を形成する。絶縁層３は、薄膜トランジスタ２の層と後述の薄膜積層体４’とを絶縁する機能と、薄膜トランジスタ層２の層の凹凸を、その後の工程のために平坦化する機能を担うものである。
【００７３】
本実施例の表示体２００はボトムエミッション型であり、エレクトロルミネッセンスをガラス基板１’側に放射させるので、発光層よりも射出方向側にある陽極電極１０’は透明導電材料であるＩＴＯで構成される。陽極電極１０’はＩＴＯをスパッタし、パターニングすることで形成する。陽極電極１０’は前述のコンタクトホールＡを通して、薄膜トランジスタ２のドレイン層と導通している。
【００７４】
次に、再びアクリル樹脂を塗布し，パターニングしてバンク５を形成する。バンク５は、陽極である陽極電極１０’の間を埋め、画素間を仕切る役割を果たすとともに、後に形成する正孔輸送層２１や有機発光層２２のインク垂れ防止壁としての機能を果たすものである。
【００７５】
バンク５を形成した後、第１実施形態の時と同様、ＰＥＤＴとＰＳＳの溶液をインクジェットプリント装置を用いて塗布し、２００℃で加熱することにより正孔輸送層２１を形成し、その上に同じくインクジェットで塗布、加熱する形で有機発光層２２を形成する。
【００７６】
正孔輸送層２１及び有機発光層２２で構成される有機薄膜層２０’の形成後、ＬｉＦ（フッカリチウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ａｌ（アルミニウム）をそれぞれスパッタリングで成膜し、陰極電極３０を形成する。本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示体２００はボトムエミッション型であり、発光層である有機発光層２２の発光をガラス基板１’側に射出するため、発光層からガラス基板１’側と反対側に向かう光は、陰極電極３０’で反射することが望ましく、第１実施形態のように透明電極である必要はない。
【００７７】
陰極電極３０’形成後、缶封止を行うことで、本実施例の有機エレクトロルミネッセンス表示体２００は完成する。
【００７８】
以上に記載した製造方法によれば、多孔質体薄膜の形成工程を、他の機能膜の形成と全く独立に行うことができるようになり、多孔質体薄膜以外の機能膜を容易に均一に形成することができ、かつ、多孔質体薄膜の形成を安価で確実な方法で行うことができるとともに、高い射出効率を有する有機エレクトロルミネッセンス表示体を提供することができる。また、ガラス基板が多孔質体薄膜と薄膜積層体とを隔てる役割を果たすため、多孔質体に滞留する水分やその他のガスから薄膜積層体を保護する役割を果たし、信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンス表示体を提供することができる。
【００７９】
上記実施形態１および２において説明したように、多孔質体薄膜の形成工程を、他の機能膜の形成と全く独立に行うことができるようになるため、本発明の効果の一つは、有機薄膜等の高温に対する耐性の低い材料に影響を与えることなく、安価で容易な方法で多孔質体薄膜を形成できることである。また、本発明によれば、多孔質体薄膜以外の機能膜を容易に均一に形成することができ、かつ、多孔質体薄膜の形成を安価で確実な方法で行うことができるとともに、多孔質体薄膜と、他の薄膜トランジスタや、陽極、陰極、有機薄膜層とを、それぞれ独立に形成した後に接着することにより、高い射出効率を有する有機エレクトロルミネッセンス表示体を提供することができる。そして、有機薄膜層と多孔質体薄膜層との間に有機薄膜層の保護層を介在させることができるため、本発明によれば、多孔質体薄膜にトラップされやすいガスや水分の影響から、有機薄膜層を保護することが可能となり、信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンス表示体を提供することができる。
【００８０】
さらに本発明の効果の一つは、多孔質体薄膜と、他の薄膜トランジスタや、陽極、陰極、有機薄膜層とを、容易に、別個に製造することが可能となることである。このため、低コストで、信頼性が高く、高い射出効率を有するトップエミッション型（有機発光層から見て薄膜トランジスタ基板とは反対方向に光を射出するタイプ）の有機エレクトロルミネッセンス表示体を実現することが可能となる。
【００８１】
さらに、ガラス基板が有機薄膜層と多孔質体薄膜とのバリアとして機能するため、本発明の効果の一つは、バリア層を形成するための工程を省くことができ、製造コストの低減に寄与することができることである。
【００８２】
さらに、本発明によれば、薄膜トランジスタや陽陰極層、有機薄膜層を、エアロゲル薄膜層の形成プロセスとは全く別個に形成することができると同時に、エアロゲル層と有機薄膜層との間にガラス基板があることで、エアロゲル層にトラップされたガスから有機薄膜層を守ることができる。このため、安価な製造コストで作成でき、信頼性の高い、ボトムエミッション型（有機発光層から見て薄膜トランジスタ基板方向に光を射出するタイプ）の有機エレクトロルミネッセンス表示体を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体の構成を示す図であって、素子の断面図である。
【図２】第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造法を示す説明図である。
【図３】第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体の構成を示す図であって、素子の断面図である。
【図４】従来のアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体の一例を示す部分平面図であって、一つの画素とその周囲に配置されたこの画素の駆動用素子等を示す。
【図５】従来のアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体の一例を示す図であって、１つの画素を駆動するための回路を示す。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図であって、有機発光層で発生した光の挙動を説明するための図である。
【符号の説明】
１基板
１’ ガラス基板
２薄膜トランジスタ
３絶縁層
４、４’ 薄膜積層体
５バンク
６保護層
７接着層
８ガラス基板
９多孔質体薄膜
１０陽極電極
１１反射陽極層
１２透明陽極層
２０有機薄膜層
２１正孔輸送層
２２有機発光層
２３電子輸送層
３０、３０’ 陰極電極
５０走査線
５１信号線
５２共通線
５３スイッチングトランジスタ
５４容量
５５ドライビングトランジスタ
５５ａソース・ドレイン電極
５８接続プラグ
Ａコンタクトホール
Ｅ有機エレクトロルミネッセンス素子
Ｈ平行放射舷

Claims

光透過性を有する基板と、
積層体であって、陽極層と陰極層と前記陽極層および前記陰極層の間に位置する発光層とを含んだ積層体と、
前記光透過性を有する基板と前記積層体との間に位置する多孔質体層と、
前記多孔質体層と前記積層体との間に位置した保護層と、
を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示体。
前記多孔質体層と前記保護層との間に接着層をさらに備えた、請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示体。
光透過性を有する基板と、
積層体であって、陽極層と陰極層と前記陽極層および前記陰極層の間に位置する発光層とを含んだ積層体と、
多孔質体層と、
を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示体であって、
前記光透過性を有する基板は前記多孔質体層と前記積層体との間に位置する、有機エレクトロルミネッセンス表示体。
第１の基板の所定の面側に、積層体であって、陽極層と陰極層と前記陽極層および前記陰極層の間に位置する発光層とを含む積層体を積層する工程Ａと、
前記積層体上に保護層を形成する工程Ｂと、
光透過性を有する第２の基板上に多孔質体層を形成するＣ工程と、
前記工程Ａ、ＢおよびＣの後に、前記保護層および前記多孔質体層が前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置するように、前記第１の基板と前記第２の基板とを張り合わせる工程Ｄと、
を含んだ有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法。
請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法であって、
前記工程Ａは、前記陽極層と電気的接続を有する薄膜トランジスタ層を前記第１の基板の前記所定の面側に形成する工程を含む、
有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法。
光透過性を有する基板の第１面側に、積層体であって、陽極層と陰極層と前記陽極層および前記陰極層の間に位置する発光層とを含む積層体を積層する工程Ａと、
前記第１面と対向する前記基板の第２面側に多孔質体層を形成する工程Ｂと、
を含んだ有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法。
請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法であって、
前記工程Ｂは、前記基板の前記第２面にゾル液を塗布する工程と、前記ゾル液が塗布された後の前記基板を焼成する工程と、を含んでいる、
有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法。
請求項７記載の有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法であって、
前記工程Ａは、前記陽極層と電気的接続を有する薄膜トランジスタ層を前記基板の前記第１面側に形成する工程を含み、
前記工程Ａは前記工程Ｂの後に行われる、
有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造方法。