JP2005005159A

JP2005005159A - 有機ｅｌ装置とその製造方法、並びに電子機器

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Publication number: JP2005005159A
Application number: JP2003168081A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Kobayashi; 英和小林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】各色全てが良好な発光特性を有し、さらには封止性能も良好な有機ＥＬ装置とその製造方法、並びに電子機器を提供する。
【解決手段】対向する電極２３、５０間に、赤色の発光をなす赤色発光層６０Ｒと、緑色の発光をなす緑色発光層６０Ｇと、青色の発光をなす青色発光層６０Ｂとが形成されてなる有機ＥＬ装置である。赤色発光層６０Ｒおよび緑色発光層６０Ｇの上に青色発光層６０Ｂの形成材料が電子輸送層６５として設けられている。これら電子輸送層６５および青色発光層６０Ｂの上に、青色発光層用の電子注入層５２が設けられている。電子注入層５２上に、対向する電極のうちの一方となる共通陰極５０が設けられている。共通陰極５０が、電子注入層５２上に設けられた低仕事関数の金属からなる第１陰極５０ａと、第１陰極５０ａ上に設けられて第１陰極５０ａを保護する第２陰極５０ｂとからなっている。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ装置とその製造方法、並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バックライトなどを必要としない自発光素子として、近年、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称す）素子を備えた有機ＥＬ装置が注目されている。
有機ＥＬ素子は、対向する一対の電極間に有機ＥＬ層、すなわち発光層を有して構成されたもので、特にフルカラー表示を行う場合には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する発光波長帯域を持ち、これにより各色の発光をなす有機ＥＬ層（発光層）が備えられて構成されている。このような有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ装置において、各色の発光層に電流を通じるための陰極としては、通常、構成や製造の簡略化等のため、同じ材料からなる共通の陰極が用いられている。
【０００３】
また、このように各色の発光をなす有機ＥＬ層（発光層）を備えた有機ＥＬ装置としては、特に青色発光層を基板の全面に設けたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２０８２５４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、赤色、緑色、青色からなる各色の発光層を有し、これらに対して共通陰極を用いた前記有機ＥＬ装置においては、その共通陰極が全ての色の発光層に対して、必ずしもその発光特性を良好にするものではないことが分かってきている。すなわち、発光特性として特に高輝度化や長寿命化等を図るうえで、例えば青色発光層に好適な材料からなる陰極が、赤色発光層や緑色発光層にも好適とはならないのである。
【０００６】
また、前記の青色発光層を基板の全面に設けたものでは、特に青色発光層の形成材料が液滴塗布法に適さないような材料である場合にも、これをスピンコート法等の塗布法で形成できるようにしたものであり、この上には単に陰極が設けられているだけで、発光特性の向上についての具体的な対策は採られていない。
また、特にスピンコート法等で基板上に青色発光層を形成した場合、画素領域以外の周辺の箇所にも青色発光層が形成されてしまうことから、最終的に封止して装置を完成させた際、周辺部に形成された青色発光層によって耐湿性や実装性などの封止性能が損なわれるといった問題がある。また、このような問題を回避するため、周辺部に形成された青色発光層をエッチング等によって除去することも考えられるが、その場合にはこの除去工程が増えることによって生産性が低下するといった新たな問題が生じてしまう。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、各色全てが良好な発光特性を有し、さらには封止性能も良好な有機ＥＬ装置とその製造方法、並びに電子機器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の有機ＥＬ装置では、対向する電極間に、赤色の発光をなす赤色発光層と、緑色の発光をなす緑色発光層と、青色の発光をなす青色発光層とが形成されてなる有機ＥＬ装置であって、前記赤色発光層および緑色発光層の上に前記青色発光層の形成材料が電子輸送層として設けられ、これら電子輸送層および前記青色発光層の上に、前記青色発光層用の電子注入層が設けられ、前記電子注入層上に、前記対向する電極のうちの一方となる共通陰極が設けられ、前記共通陰極が、前記電子注入層上に設けられた低仕事関数の金属からなる第１陰極と、該第１陰極上に設けられて該第１陰極を保護する第２陰極とからなることを特徴としている。
【０００９】
この有機ＥＬ装置によれば、赤色発光層および緑色発光層の上に青色発光層の形成材料からなる電子輸送層が設けられ、電子輸送層および青色発光層の上に、青色発光層用の電子注入層が設けられているので、この電子注入層上に共通陰極を設けても、この共通陰極として前記電子注入層に好適な材料を選択することで、全ての色の発光層が良好な発光特性を有するようになる。
【００１０】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記青色発光層の形成材料が、ポリフルオレン系又はポリパラフェニレン系の共役系高分子であるのが好ましい。
このようにすれば、この形成材料が赤色発光層および緑色発光層に対して、電子輸送層として良好に機能するようになる。
【００１１】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記電子注入層の形成材料が、アルカリ金属のフッ化物あるいは酸化物であるのが好ましい。
このようにすれば、特にアルカリ金属が低仕事関数の材料であるので、このアルカリ金属を含むフッ化物あるいは酸化物は、青色発光層の形成材料からなる層に対して効率的に電子注入を行うようになる。
【００１２】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記低仕事関数の金属は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属であるのが好ましい。
このようにすれば、仕事関数が３．０ｅＶ以下と低いことにより、この第１陰極からより低い電圧で電子を放出し、前記電子注入層に送ることが可能となる。
【００１３】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記赤色発光層および緑色発光層の上に設けられた電子輸送層の厚さが、６０ｎｍ以下であるのが好ましい。
このようにすれば、この電子輸送層での電圧降下を抑えることができ、したがって発光層への電子の移送が良好になされるようになる。
【００１４】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記電子輸送層が、前記赤色発光層および緑色発光層が形成された画素領域に選択的に形成され、前記青色発光層が、予め設定された画素領域に選択的に形成されているのが好ましい。
このようにすれば、青色発光層の形成材料が赤色、緑色、青色の各色の画素領域に設けられているものの、これらは各色の画素領域に選択的に設けられているので、画素領域以外の例えば基板周辺の箇所に設けられていることがなく、したがって、基板周辺の箇所に設けられていることによる封止性能の低下が防止される。
【００１５】
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、対向する電極間に、赤色の発光をなす赤色発光層と、緑色の発光をなす緑色発光層と、青色の発光をなす青色発光層とを形成する有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記赤色発光層および緑色発光層を形成した後、前記青色発光層を形成するとともに、該青色発光層の形成材料を前記赤色発光層および緑色発光層の上に設けて電子輸送層を形成する工程と、前記電子輸送層および前記青色発光層の上に、前記青色発光層用の電子注入層を形成する工程と、前記電子注入層上に、前記対向する電極のうちの一方となる共通陰極を形成する工程と、を備えてなり、前記共通陰極を形成する工程が、前記電子注入層上に低仕事関数の金属を設けて第１陰極を形成する工程と、該第１陰極上にこの第１陰極を保護する金属を設けて第２陰極を形成する工程とからなることを特徴としている。
【００１６】
この有機ＥＬ装置の製造方法によれば、赤色発光層および緑色発光層を形成した後、青色発光層を形成するとともに、該青色発光層の形成材料を前記赤色発光層および緑色発光層の上に設けて電子輸送層を形成し、これら電子輸送層および青色発光層の上に、前記青色発光層用の電子注入層を形成するようにしたので、この電子注入層上に共通陰極を設けても、この共通陰極として前記電子注入層に好適な材料を選択することで、全ての色の発光層を、その発光特性が良好となるように形成することが可能になる。
【００１７】
また、前記有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記赤色発光層および緑色発光層の形成を、前記赤色発光層の形成材料、前記緑色発光層の形成材料をそれぞれ塗布した後、該形成材料を１５０℃〜２００℃の温度で焼成することで行う、のが好ましい。
このようにすれば、前記赤色発光層の形成材料、前記緑色発光層の形成材料をそれぞれ１５０℃以上で焼成することにより、これら形成材料が十分に硬化し、したがってその上に青色発光層の形成材料が設けられても、形成材料どうしが混ざり合ってしまうことが防止される。また、２００℃以下で焼成することにより、赤色発光層、緑色発光層の各形成材料が熱により変質し劣化してしまうといったことが防止される。
【００１８】
また、前記有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記各発光層および電子輸送層の形成材料を全て液滴吐出法で選択的に配することにより、これら各発光層および電子輸送層を、予め設定された画素領域に形成するのが好ましい。
このようにすれば、各発光層および電子輸送層の形成材料を全て液滴吐出法で選択的に配するので、前記の形成材料が画素領域以外の例えば基板周辺の箇所に設けられることがなく、したがって、基板周辺の箇所に設けられることによる封止性能の低下が防止される。
なお、この有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記電子輸送層の形成を、該電子輸送層が所望の電子輸送性を有する膜厚となるように青色発光層の形成材料の液適吐出量を制御するとともに、青色発光層の形成を、該青色発光層の膜厚が所望の厚さとなるように青色発光層の形成材料の液適吐出量を制御するのが好ましい。
液滴吐出法として例えばインクジェット法を用いる場合、駆動波形を変えるだけで液滴吐出量を可変にすることができる。よって、画素間で電子輸送層の膜厚と青色発光層の膜厚とを簡単に変えることができる。したがって、このように電子輸送層、青色発光層をそれぞれ所望の膜厚、すなわち最適な膜厚に形成することで、赤色、緑色の発光画素では電子注入効率が向上し、青色の発光画素では最適な発光特性が得られる。
【００１９】
本発明の電子機器は、前記の有機ＥＬ装置、あるいは前記の製造方法によって製造された有機ＥＬ装置を備えたことを特徴としている。
この電子機器によれば、全ての色の発光層が良好な発光特性を有する有機ＥＬ装置を備えているので、この有機ＥＬ装置を表示装置とすることにより、この電子機器は表示性能に優れたものとなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。なお、この実施の形態は、本発明の一部の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。また、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。
まず、本発明の有機ＥＬ装置の一実施形態を説明する。図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図であり、図１において符号１は有機ＥＬ装置である。
【００２１】
この有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス方式のもので、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…とからなる配線構成を有し、走査線１０１…と信号線１０２…との各交点付近に画素領域Ｘ…を形成したものである。
【００２２】
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。
【００２３】
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該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極（電極）２３と、この画素電極２３と共通陰極（電極）５０との間に挟み込まれた機能層１１０とが設けられている。このような画素電極２３と陰極５０と機能層１１０とにより、発光素子、すなわち有機ＥＬ素子が構成されている。
【００２４】
このような構成の有機ＥＬ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から画素電極２３に電流が流れ、さらに機能層１１０を介して共通陰極５０に電流が流れる。すると、機能層１１０は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００２５】
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の具体的な態様を、図２〜５を参照して説明する。なお、図２は有機ＥＬ装置１の構成を模式的に示す平面図である。また、図３は図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図、図４は図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図、図５は図３の要部拡大断面図である。
【００２６】
図２に示すように本実施形態の有機ＥＬ装置１は、光透過性と電気絶縁性とを備える基板２０と、スイッチング用ＴＦＴ（図示せず）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画素電極域（図示せず）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…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２中一点鎖線枠内）とを備えて構成されている。なお、本実施形態において画素部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。
【００２７】
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方向およびＣ−Ｄ方向に規則的に配置されている。
また、実表示領域４の図２中両側には、走査線駆動回路８０、８０が配置されている。この走査線駆動回路８０、８０は、ダミー領域５の下層側に位置して設けられている。
【００２８】
また、実表示領域４の図２中上方側には検査回路９０が配置されており、この検査回路９０はダミー領域５の下層側に配置されて設けられている。この検査回路９０は、有機ＥＬ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検査情報出力手段（図示せず）を備え、製造途中や出荷時における表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。
【００２９】
走査線駆動回路８０および検査回路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）および駆動電圧導通部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および検査回路９０への駆動制御信号および駆動電圧は、この有機ＥＬ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）および駆動電圧導通部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および検査回路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。
【００３０】
有機ＥＬ装置１は、図３、図４に示すように、基板２０と封止基板３０とが封止樹脂４０を介して貼り合わされてなるものである。基板２０、封止基板３０および封止樹脂４０で囲まれた領域においては、封止基板３０の内面に水分や酸素を吸収するゲッター剤４５が貼着されている。また、その空間部は窒素ガスが充填されて窒素ガス充填層４６となっている。このような構成のもとに、有機ＥＬ装置１内部に水分や酸素が浸透するのが抑制され、これにより有機ＥＬ装置１はその長寿命化が図られたものとなっている。
【００３１】
基板２０としては、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、この基板２０の対向側である封止基板３０側から発光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。
また、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の場合には、基板２０側から発光光を取り出す構成であるので、基板２０としては、透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。なお、本実施形態では、基板２０側から発光光を取り出すボトムエミッション型とし、よって基板２０としては透明あるいは半透明のものを用いるようにする。
【００３２】
封止基板３０としては、例えば電気絶縁性を有する板状部材を採用することができる。また、封止樹脂４０は、例えば熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂からなるものであり、特に熱硬化樹脂の一種であるエポキシ樹脂よりなっているのが好ましい。
また、基板２０上には、画素電極２３を駆動するための駆動用ＴＦＴ１２３などを含む回路部１１が形成されており、その上に発光素子（有機ＥＬ素子）Ｒ、Ｇ、Ｂが設けられている。発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂは、図５に示すように赤色の発光をなす発光素子Ｒ及び緑色の発光をなす発光素子Ｇと、青色の発光をなす発光素子Ｂとの間でその構成が異なっている。
【００３３】
すなわち、発光素子Ｒ及び発光素子Ｇは、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔輸送層７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０（６０Ｒ、６０Ｇ）と、電子輸送層６５と、電子注入層５２と、共通陰極５０とが順に形成されたことによって構成されている。一方、発光素子Ｂは、画素電極２３と、正孔輸送層７０と、発光層６０（６０Ｂ）と、電子注入層５２と、共通陰極５０とが順に形成されたことによって構成されており、前記発光素子Ｒ及び発光素子Ｇに対して電子輸送層６５が配置されない構成となっている。
【００３４】
そして、このような構成のもとに発光素子Ｒ及び発光素子Ｇは、正孔輸送層７０から注入された正孔と共通陰極５０から電子注入層５２、電子輸送層６５を経て送られてきた電子とが発光層６０（６０Ｒ、６０Ｇ）で結合することにより、赤色あるいは緑色の発光をなすようになっている。また、発光素子Ｂは、正孔輸送層７０から注入された正孔と共通陰極５０から電子注入層５２を経て送られてきた電子とが発光層６０（６０Ｂ）で結合することにより、青色の発光をなすようになっている。
【００３５】
陽極として機能する画素電極２３は、本例ではボトムエミッション型であることから透明導電材料によって形成されている。透明導電材料としてはＩＴＯが好適とされるが、これ以外にも、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（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ：ＩＺＯ／アイ・ゼット・オー）（登録商標））（出光興産社製）等を用いることができる。なお、本実施形態ではＩＴＯを用いるものとする。また、トップエミッション型である場合には、特に光透過性を備えた材料を採用する必要はなく、例えばＩＴＯの下層側にＡｌ等を設けて反射層として用いることもできる。
【００３６】
正孔輸送層７０の形成材料としては、特に３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）［商品名；バイトロン−ｐ（Ｂｙｔｒｏｎ−ｐ）：バイエル社製］の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔輸送層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。
【００３７】
発光層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が用いられる。また、本実施形態では、フルカラー表示を行うべく、その発光波長帯域が光の三原色にそれぞれ対応して形成されている。すなわち、発光波長帯域が赤色に対応した発光層６０Ｒ、緑色に対応した発光層６０Ｇ、青色に対応した発光層６０Ｂの三つの発光層により、１画素が構成され、これらが階調して発光することにより、有機ＥＬ装置１が全体としてフルカラー表示をなすようになっている。
【００３８】
発光層６０の形成材料として具体的には、（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や、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、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
【００３９】
ここで、特に青色発光層６０Ｂの形成材料としては、後述するようにこれが電子輸送層６５の形成材料を兼ねることから、ポリフルオレン系又はポリパラフェニレン系の共役系高分子であるのが望ましい。
なお、本実施形態では、赤色の発光層６０Ｒの形成材料としてＭＥＨＰＰＶ（ポリ（３−メトキシ６−（３−エチルヘキシル）パラフェニレンビニレン）を、緑色の発光層６０Ｒの形成材料としてポリジオクチルフルオレンとＦ８ＢＴ（ジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体）の混合溶液を、青色の発光層６０Ｒの形成材料としてポリジオクチルフルオレンを用いている。
また、これら各発光層６０については、特にその厚さについては制限がなく、また各色毎に好ましい厚さも変わるものの、例えば青色発光層６０Ｂの厚さとしては、６０〜７０ｎｍ程度とするのが好ましい。
【００４０】
電子輸送層６５は、前述したように赤色の発光素子Ｒ及び緑色の発光素子Ｇにのみ形成されたもの、すなわち赤色発光層６０Ｒ及び緑色発光層６０Ｇの上にのみそれぞれ形成されたもので、その形成材料としては、前記青色発光層６０Ｂの形成材料がそのまま用いられている。ここで、これら電子輸送層６５は、後述する青色発光層用の電子注入層５２が赤色発光層６０Ｒや緑色発光層６０Ｇに直接接した場合に、その相性の悪さなどによってこれら発光層６０が良好に発光しなくなってしまうのを防止する機能と、電子注入層５２との相性によってその電子輸送性を良好に発揮し、結果として発光層６０Ｒ、６０Ｇの発光特性を良好にする機能とを併せ持つものである。具体的には、従来では赤色発光層６０Ｒの上に直接電子注入層としてＬｉＦを形成すると、この赤色発光層６０Ｒの放置寿命が極端に短くなってしまうが、本発明のごとく赤色発光層６０Ｒと電子注入層との間に電子輸送層６５を設けることで、放置寿命を劇的に改善することができる。
【００４１】
また、これら電子輸送層６５は、青色発光層６０Ｒの形成材料からなっているものの、発光層としては機能せず、後述するように電子注入層５２から注入された電子を赤色発光層６０Ｒあるいは緑色発光層６０Ｇに輸送することにのみ機能するようになっている。すなわち、画素電極２３から注入された正孔は赤色発光層６０Ｒあるいは緑色発光層６０Ｇに留まり、ここで電子輸送層６５から輸送された電子と結合することにより、赤色あるいは緑色の発光をなすようになっている。
【００４２】
これら電子輸送層６５については、特にその厚さが６０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下に形成される。１０ｎｍ未満では電子輸送層６５としての機能を十分に発揮できず、赤色発光層６０Ｒや緑色発光層６０Ｇの発光特性が良好にならないおそれがあるからである。また、３０ｎｍを越えるとこの電子輸送層６５での駆動電圧の降下が無視できなくなり、特に６０ｎｍを越えると駆動電圧の降下が大になって発光特性の低下のおそれが生じてしまうからである。なお、本実施形態では、前記青色発光層６０Ｂの膜厚の約１／３とされる。
また、前記正孔輸送層７０や発光層６０、及び電子輸送層６５は、その形成材料が後述する有機バンク層２２１に囲まれた画素領域に液滴吐出法で選択的に配され、これにより該画素領域に選択的に形成されたものとなっている。
【００４３】
電子注入層５２は、前記電子輸送層５６及び青色発光層６０Ｂの上に形成されたもので、特に青色発光層６０Ｂ用の材料によって形成されたものである。ここで、青色発光層６０Ｂ用の材料とは、青色発光層６０Ｂを形成する材料に対してより電子を効率的に注入し易い材料、との意味である。具体的には、特に青色発光層６０Ｂの形成材料としてポリフルオレン系又はポリパラフェニレン系の共役系高分子からなる材料を用いた場合、アルカリ金属のフッ化物、すなわちＬｉＦ（フッ化リチウム）、ＮａＦ（フッ化ナトリウム）、ＫＦ（フッ化カリウム）、ＲｂＦ（フッ化ルビジウム）、ＣｓＦ（フッ化セシウム）などや、あるいはアルカリ金属の酸化物、すなわちＬｉ_２Ｏ（酸化リチウム）、Ｎａ_２Ｏ（酸化ナトリウム）などが好適に用いられる。
【００４４】
また、この電子注入層５２の厚さとしては、０．５ｎｍ〜１０ｎｍ程度とするのが好ましく、特に２ｎｍ程度とするのが好ましい。０．５ｎｍ未満では電子注入層５２としての機能が十分に発揮されず、また１０ｎｍを越えると駆動電圧が無視できない程度に高くなってしまうからである。
このようなアルカリ金属化合物からなる電子注入層５２は、特に青色発光層６０Ｂを形成する材料に対してより電子を効率的に注入し易いものとなっているので、青色発光層６０Ｂに対してはもちろん、これと同じ材料からなる前記電子輸送層６５に対しても電子を効率的に注入し易くなっている。なお、本実施形態ではＬｉＦによって電子注入層５２を形成している。
【００４５】
共通陰極５０は、図３〜図５に示すように、実表示領域４およびダミー領域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たもので、前記電子注入層５２上に設けられた低仕事関数の金属からなる第１陰極５０ａと、該第１陰極５０ａ上に設けられて該第１陰極５０ａを保護する第２陰極５０ｂとからなるものである。
【００４６】
第１陰極５０ａを形成する低仕事関数の金属としては、特に仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属であるのが好ましく、具体的にはＣａ（仕事関数；２．６ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数；２．１ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数；２．５ｅＶ）が好適に用いられる。このような金属から第１陰極５０ａを形成することにより、より低い電圧で電子を放出し、前記電子注入層５２に送ることができる。この第１陰極５０ａの厚さとしては、１ｎｍ〜５０ｎｍ程度とするのが好ましく、特に２０ｎｍ程度とするのが好ましい。１ｎｍ未満では低電圧による電子放出の機能が十分に発揮されず、また５０ｎｍを越えても電子放出機能の大きな向上は望めないからである。
【００４７】
なお、これら金属は還元性を有しており、したがってこれに接する電子注入層５２のアルカリ金属化合物を還元し、アルカリ金属を遊離させる機能も有している。ここで、このようにして電子注入層５２からアルカリ金属が遊離すると、この遊離したアルカリ金属が発光層６０Ｂあるいは電子輸送層６５にドープされることになり、結果として発光層６０Ｂの発光特性が向上し、また電子輸送層６５の電子輸送特性が向上するようになる。なお、本実施形態ではＣａによって第１陰極５０ａを形成している。
【００４８】
第２陰極５０ｂは、第１陰極５０ａを覆って酸素や水分などからこれを保護するとともに、共通陰極５０全体の導電性を高めるために設けられたものである。この第２陰極５０ｂの形成材料としては、化学的に安定で比較的仕事関数が低いものであれば特に限定されることなく、任意のもの、例えば金属や合金などが使用可能であり、具体的にはＡｌ（アルミニウム）やＡｇ（銀）などが好適に用いられる。この第２陰極５０ｂの厚さとしては、１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度とするのが好ましく、特に２００ｎｍ程度とするのが好ましい。１００ｎｍ未満では保護機能が十分に得られないおそれがあり、また５００ｎｍを越えると製造時における熱的負荷が高くなり、発光層６０に劣化や変質等の悪影響を及ぼすおそれがあるからである。なお、本実施形態ではＡｌによって第２陰極５０ｂを形成している。また、特にトップエミッション型の有機ＥＬ装置とする場合には、この第２陰極５０ｂを、Ａｌを十分に薄い厚さで形成してこれに透光性を持たせたり、あるいは透光性を有したＩＴＯ等の導電性材料を用いることで形成することができる。
【００４９】
また、このような発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂの下方には、図５に示したように回路部１１が設けられている。この回路部１１は基板２０上に形成されたものである。すなわち、基板２０の表面にはＳｉＯ_２を主体とする下地保護層２８１が下地として形成され、その上にはシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ_２および／またはＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。
【００５０】
また、前記シリコン層２４１のうち、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、図示しない走査線１０１の一部である。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２を形成したゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ_２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。
【００５１】
また、シリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａのソース側には、低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられる一方、チャネル領域２４１ａのドレイン側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられて、いわゆるＬＤＤ（ＬｉｇｈｔＤｏｐｅｄＤｒａｉｎ）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域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、前述した電源線１０３（図１参照、図５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ている。一方、高濃度ドレイン領域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２４４ａ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。
【００５２】
ソース電極２４３およびドレイン電極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、ＩＴＯからなる画素電極２３が、この第２層間絶縁層２８４の表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。すなわち、画素電極２３は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄに接続されている。
【００５３】
なお、走査線駆動回路８０および検査回路９０に含まれるＴＦＴ（駆動回路用ＴＦＴ）、すなわち、例えばこれらの駆動回路のうち、シフトレジスタに含まれるインバータを構成するＮチャネル型又はＰチャネル型のＴＦＴは、画素電極２３と接続されていない点を除いて前記駆動用ＴＦＴ１２３と同様の構造とされている。
【００５４】
画素電極２３が形成された第２層間絶縁層２８４の表面は、画素電極２３と、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２５（図４参照）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。そして、画素電極２３上には、親液性制御層２５に設けられた開口部２５ａ（図９参照）および有機バンク２２１に設けられた開口部２２１ａ（図９参照）の開口内部、すなわち画素領域に、前記の正孔輸送層７０と発光層６０、さらに電子輸送層６５が、画素電極２３側からこの順で積層されている。なお、本実施形態における親液性制御層２５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までの層が、回路部１１を構成するものとなっている。
【００５５】
なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１においては、各色表示領域（画素領域）の境界に、金属クロムをスパッタリングなどにて成膜した図示略のＢＭ（ブラックマトリクス）が、有機バンク層２２１と親液性化制御層２５との間に位置して形成されている。
【００５６】
このように構成からなる有機ＥＬ装置１にあっては、赤色発光層６０Ｒおよび緑色発光層６０Ｇの上に青色発光層６０Ｂの形成材料からなる電子輸送層６５を設け、電子輸送層６５および青色発光層６０Ｂの上に、青色発光層６０Ｂ用の電子注入層５２を設けているので、この電子注入層５２上に設けられた共通陰極５０によって前記電子注入層５２に良好に電子を放出し、さらにこの電子注入層５２から電子輸送層６５および青色発光層６０Ｂに良好に電子を注入することができる。したがって、青色発光層６０Ｂではもちろん良好な発光特性が得られ、また、赤色発光層６０Ｒや緑色発光層６０Ｇでも良好に注入された電子をさらに電気輸送層６５で各発光層に輸送するため、やはり良好な発光特性が得られるようになる。
【００５７】
次に、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１の製造方法の一例を、図６〜図１０を参照して説明する。なお、図６〜１０に示す各断面図は、図２中のＡ−Ｂ線の断面図に対応しており、各製造工程順に示している。
まず、図６（ａ）に示すように、基板２０の表面に、下地保護層２８１を形成する。次に、下地保護層２８１上に、ＩＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などを用いてアモルファスシリコン層５０１を形成した後、レーザアニール法又は急速加熱法により結晶粒を成長させてポリシリコン層とする。
【００５８】
次いで、図６（ｂ）に示すように、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、２５１および２６１を形成する。これらのうちシリコン層２４１は、表示領域内に形成され、画素電極２３に接続される駆動用ＴＦＴ１２３を構成するものであり、シリコン層２５１、２６１は、走査線駆動回路８０に含まれるＰチャネル型およびＮチャネル型のＴＦＴ（駆動回路用ＴＦＴ）をそれぞれ構成するものである。
【００５９】
次に、プラズマＣＶＤ法、熱酸化法などにより、シリコン層２４１、２５１および２６１、下地保護層２８１の全面に厚さが約３０ｎｍ〜２００ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁層２８２を形成する。ここで、熱酸化法を利用してゲート絶縁層２８２を形成する際には、シリコン層２４１、２５１および２６１の結晶化も行い、これらのシリコン層をポリシリコン層とすることができる。
【００６０】
また、シリコン層２４１、２５１および２６１にチャネルドープを行う場合には、例えば、このタイミングで約１×１０^１２／ｃｍ^２のドーズ量でボロンイオンを打ち込む。その結果、シリコン層２４１、２５１および２６１は、不純物濃度（活性化アニール後の不純物にて算出）が約１×１０^１７／ｃｍ^３の低濃度Ｐ型のシリコン層となる。
【００６１】
次に、Ｐチャネル型ＴＦＴ、Ｎチャネル型ＴＦＴのチャネル層の一部にイオン注入選択マスク５０２を形成し、この状態でリンイオンを約１×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量でイオン注入する。その結果、図６（ｃ）に示すように、シリコン層２４１及び２６１中に高濃度ソース領域２４１Ｓおよび２６１Ｓ並びに高濃度ドレイン領域２４１Ｄおよび２６１Ｄが形成される。
【００６２】
次に、ゲート絶縁層２８２の表面全体に、ドープドシリコンやシリサイド膜、あるいはアルミニウム膜やクロム膜、タンタル膜という金属膜からなるゲート電極形成用導電層を形成する。この導電層の厚さは概ね５００ｎｍ程度である。その後、フォトリソ法により、図６（ｄ）に示すように、Ｐチャネル型の駆動回路用ＴＦＴを形成するゲート電極２５２、画素用ＴＦＴを形成するゲート電極２４２、Ｎチャネル型の駆動回路用ＴＦＴを形成するゲート電極２６２を形成する。また、駆動制御信号導通部３２０（３５０）、陰極電源配線の第１層１２１も同時に形成する。なお、この場合、駆動制御信号導通部３２０（３５０）はダミー領域５に配設するものとされている。
【００６３】
続いて、ゲート電極２４２，２５２および２６２をマスクとして用い、シリコン層２４１，２５１および２６１に対してリンイオンを約４×１０^１３／ｃｍ^２のドーズ量でイオン注入する。その結果、ゲート電極２４２，２５２および２６２に対してセルフアライン的に低濃度不純物が導入され、図６（ｄ）に示すように、シリコン層２４１および２６１中に低濃度ソース領域２４１ｂおよび２６１ｂ、並びに低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび２６１ｃが形成される。また、シリコン層２５１中に低濃度不純物領域２５１Ｓおよび２５１Ｄが形成される。
【００６４】
次に、図７（ｅ）に示すように、Ｐチャネル型の駆動回路用ＴＦＴ以外の部分を覆うイオン注入選択マスク５０３を形成する。このイオン注入選択マスク５０３を用いて、シリコン層２５１に対してボロンイオンを約１．５×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量でイオン注入する。結果として、Ｐチャネル型駆動回路用ＴＦＴを構成するゲート電極２５２もマスクとして機能するため、シリコン層２５２中にセルフアライン的に高濃度不純物がドープされる。したがって、低濃度不純物領域２５１Ｓおよび２５１Ｄはカウンタードープされ、Ｐ型チャネル型の駆動回路用ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域となる。
【００６５】
次いで、図７（ｆ）に示すように、基板２０の全面にわたって第１層間絶縁層２８３を形成するとともに、フォトリソグラフィ法を用いて該第１層間絶縁層２８３およびゲート絶縁膜２８２をパターニングすることにより、各ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極に対応する位置にコンタクトホールＣを形成する。
【００６６】
次に、図７（ｇ）に示すように、第１層間絶縁層２８３を覆うように、アルミニウム、クロム、タンタルなどの金属からなる導電層５０４を形成する。この導電層５０４の厚さは概ね２００ｎｍないし８００ｎｍ程度である。この後、導電層５０４のうち、各ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極が形成されるべき領域２４０ａ、駆動電圧導通部３１０（３４０）が形成されるべき領域３１０ａ、陰極電源配線の第２層が形成されるべき領域１２２ａを覆うようにパターニング用マスク５０５を形成するとともに、該導電層５０４をエッチングして、図８（ｈ）に示すソース電極２４３、２５３、２６３、ドレイン電極２４４、２５４、２６４を形成する。
【００６７】
次いで、図８（ｉ）に示すように、これらが形成された第１層間絶縁層２８３を覆う第２層間絶縁層２８４を、例えば感光性アクリル系樹脂などの高分子材料によって形成する。この第２層間絶縁層２８４は、約１〜２μｍ程度の厚さに形成されることが望ましい。なお、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２により第２層間絶縁膜を形成することも可能であり、ＳｉＮの膜厚としては２００ｎｍ、ＳｉＯ_２の膜厚としては８００ｎｍに形成することが望ましい。
【００６８】
次いで、図８（ｊ）に示すように、第２層間絶縁層２８４のうち、駆動用ＴＦＴのドレイン電極２４４に対応する部分を露光・現像することにより除去してコンタクトホール２３ａを形成する。
その後、基板２０の全面を覆うように画素電極２３となる導電膜を形成する。そして、この導電膜をパターニングすることにより、図９（ｋ）に示すように、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と導通する画素電極２３を形成すると同時に、ダミー領域のダミーパターン２６も形成する、なお、図３、４では、これら画素電極２３、ダミーパターン２６を総称して画素電極２３としている。
【００６９】
ダミーパターン２６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。すなわち、ダミーパターン２６は、島状に配置され、実表示領域に形成されている画素電極２３のと同一の形状を有している。もちろん、表示領域に形成されている画素電極２３の形状と異なる構造であってもよい。なお、この場合、ダミーパターン２６は少なくとも前記駆動電圧導通部３１０（３４０）の上方に位置するものも含むものとする。
【００７０】
次いで、図９（ｌ）に示すように、画素電極２３、ダミーパターン２６上、および第２層間絶縁膜上に絶縁層である親液性制御層２５を形成する。なお、画素電極２３においては一部が開口する態様にて親液性制御層２５を形成し、開口部２５ａ（図３も参照）において画素電極２３からの正孔移動が可能とされている。続いて、親液性制御層２５において、異なる２つの画素電極２３の間に位置して形成された凹状部にＢＭ（図示せず）を形成する。具体的には、親液性制御層２５の前記凹状部に対して、金属クロムを用いスパッタリング法にて成膜する。
【００７１】
次いで、図９（ｍ）に示すように、親液性制御層２５の所定位置、詳しくは前記ＢＭを覆うように有機バンク層２２１を形成する。具体的な有機バンク層の形成方法としては、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解したものを、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する。なお、有機質層の構成材料は、後述するインクの溶媒に溶解せず、しかもエッチングなどによってパターニングし易いものであればどのようなものでもよい。
続いて、有機質層をフォトリソグラフィ技術、エッチング技術を用いてパターニングし、有機質層にバンク開口部２２１ａを形成することにより、開口部２２１ａに壁面を有した有機バンク層２２１を形成する。なお、この場合、有機バンク層２２１は、少なくとも前記駆動制御信号導通部３２０の上方に位置するものを含むものとする。
【００７２】
次いで、有機バンク層２２１の表面に、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。本実施形態においては、プラズマ処理によって各領域を形成するものする。具体的には、該プラズマ処理を、予備加熱工程と、有機バンク層２２１の上面および開口部２２１ａの壁面ならびに画素電極２３の電極面２３ｃ、親液性制御層２５の上面をそれぞれ親液性にする親インク化工程と、有機バンク層の上面および開口部の壁面を撥液性にする撥インク化工程と、冷却工程とで構成する。
【００７３】
すなわち、基材（バンクなどを含む基板２０）を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱し、次いで親インク化工程として大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ_２プラズマ処理）を行う。次いで、撥インク化工程として大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ_４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された基材を室温まで冷却することで、親液性および撥液性が所定箇所に付与されることとなる。
【００７４】
なお、このＣＦ_４プラズマ処理においては、画素電極２３の電極面２３ｃおよび親液性制御層２５についても多少の影響を受けるが、画素電極２３の材料であるＩＴＯおよび親液性制御層２５の構成材料であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、親インク化工程で付与された水酸基がフッ素基で置換されることがなく、親液性が保たれる。
【００７５】
次いで、正孔輸送層形成工程によって正孔輸送層７０を形成する。この正孔輸送層形成工程では、液滴吐出法として、特にインクジェット法が好適に採用される。すなわち、このインクジェット法により、正孔輸送層形成材料を電極面２３ｃ上に選択的に配し、これを塗布する。その後、乾燥処理および熱処理を行い、電極２３上に正孔輸送層７０を形成する。正孔輸送層７０の形成材料としては、例えば前記のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをイソプロピルアルコールなどの極性溶媒に溶解させたものが用いられる。
【００７６】
ここで、このインクジェット法による正孔輸送層７０の形成にあたっては、まず、インクジェットヘッド（図示略）に正孔輸送層形成材料を充填し、インクジェットヘッドの吐出ノズルを親液性制御層２５に形成された前記開口部２５ａ内に位置する電極面２３ｃに対向させ、インクジェットヘッドと基材（基板２０）とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御された液滴を電極面２３ｃに吐出する。次に、吐出後の液滴を乾燥処理し、正孔輸送層材料に含まれる分散媒や溶媒を蒸発させることにより、正孔輸送層７０を形成する。
【００７７】
このとき、吐出ノズルから吐出された液滴は、親液性処理がなされた電極面２３ｃ上にて広がり、親液性制御層２５の開口部２５ａ内に満たされる。その一方で、撥インク処理された有機バンク層２２１の上面では、液滴がはじかれて付着しない。したがって、液滴が所定の吐出位置からずれて、液滴の一部が有機バンク層２２１の表面にかかったとしても、該表面が液滴で濡れることがなく、弾かれた液滴が親液性制御層２５の開口部２５ａ内に引き込まれる。
なお、この正孔輸送層形成工程以降では、各種の形成材料や形成した要素の酸化・吸湿を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
【００７８】
次いで、図１０（ｎ）に示すように、発光層形成工程による発光層６０の形成と、電子輸送層形成工程による電子輸送層６５の形成を行う。発光層形成工程では、前記の正孔輸送層７０の形成と同様に、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、インクジェット法により、発光層形成材料を正孔輸送層７０上に吐出し、その後、乾燥処理および熱処理を行うことにより、有機バンク層２２１に形成された開口部２２１ａ内に発光層６０を形成する。ここで、発光層６０の形成においては、その色毎に行うが、特に本発明では、赤色発光層６０Ｒと緑色発光層６０Ｇとの形成を先に行い、青色発光層６０Ｂの形成はその後に行うようにする。
【００７９】
すなわち、赤色発光層６０Ｒ及び緑色発光層６０Ｇの前記した形成材料のうちの一方を、インクジェット法で正孔輸送層７０上に吐出し、その後、加熱してこれを焼成する。このとき、焼成温度としては１５０℃〜２００℃の範囲とするのが好ましく、特に１８０℃程度とするのが好ましい。１５０℃未満では、形成材料が十分に硬化せず、したがって後述するようにその上に青色発光層の形成材料が設けられると、形成材料どうしが混ざり合ってしまうおそれがあるからである。また、２００℃を越えると、形成材料が熱により変質し劣化してしまうおそれがあるからである。
このようにして赤色発光層６０Ｒの形成材料、あるいは緑色発光層６０Ｇの形成材料を吐出し、これを焼成したら、続いて他方の形成材料を同様にして吐出し、さらに同様の条件で焼成する。
【００８０】
次いで、青色発光層６０Ｂの前記した形成材料を、液滴吐出法であるインクジェット法によって前記正孔輸送層７０上、すなわち青色発光層６０Ｂを形成する画素領域に選択的に吐出してここに配する。また、同様にして、前記赤色発光層６０Ｒ上、および緑色発光層６０Ｇ上にも選択的に吐出してここに配する。ここで、このような青色発光層６０Ｂの形成材料の吐出による配置は、インクジェット法（液滴吐出法）によって選択的に行うことができることから、所定位置、すなわち画素領域にのみ選択的に配置することができ、また個々の位置において配置（吐出）する量を変えることができる。そこで、本実施形態では、前述したように青色発光層６０Ｂを形成する画素領域に対しては焼成後の厚さが６０〜７０ｎｍ程度となるように形成材料を配置し、また、赤色発光層６０Ｒ上および緑色発光層６０Ｇ上には焼成後の厚さが６０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ程度となるように形成材料を配置する。そして、このような吐出の後、赤色発光層６０Ｒや緑色発光層６０Ｇの場合と同様、１５０℃〜２００℃程度の範囲、好ましく１８０℃程度で焼成し、青色発光層６０Ｂと電子輸送層６５とを同時に形成する。
なお、前記発光層形成工程では、正孔輸送層７０の再溶解を防止するため、発光層形成材料に用いる溶媒として、正孔輸送層７０に対して不溶な無極性溶媒を用いる。
【００８１】
次いで、図１０（ｏ）に示すように、電子注入層形成工程によって電子注入層５２を形成する。この電子注入層形成工程では、例えば蒸着法やスパッタ法等によってアルカリ金属のフッ化物あるいは酸化物、本実施形態ではＬｉＦを成膜し、電子注入層５２を厚さ２ｎｍ程度に形成する。なお、ＬｉＦに代えてＮａＦを成膜し、電子注入層５２を形成するようにしてもよい。
【００８２】
次いで、陰極層形成工程によってまず第１陰極５０ａを形成する。この工程では、前記の電子注入層５２の形成と同様、蒸着法やスパッタ法等によって低仕事関数の金属、すなわちＣａ、ＢａあるいはＳｒを成膜し、第１陰極５０ａを形成する。
次いで、この第１陰極５０ａの上に例えばＡｌを蒸着法やスパッタ法等によって成膜し、第２陰極５０ｂを形成する。そして、これにより第１陰極５０ａと第２陰極５０ｂとからなる共通陰極５０を得る。
【００８３】
なお、前記電子注入層５２の形成、及び共通陰極５０の形成では、前記正孔輸送層７０や発光層６０、電子輸送層６５の形成とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うため、画素領域にのみ選択的に形成材料を配するのでなく、基板２０のほぼ全面に形成材料が設けられることになる。そこで、本実施形態では、後工程となる封止工程に先立ち、基板周辺部に形成された電子注入層５２及び共通陰極５０を図１０（ｏ）に示したように除去する。また、成膜時においてマスク等を用いることにより、基板周辺部には成膜しないようにしてもよい。
【００８４】
その後、図１０（ｐ）に示すように封止工程によって封止基板３０を設ける。この封止工程では、封止基板３０の内側にゲッター剤４５を貼着しつつ、該封止基板３０と基板２０とを封止樹脂４０にて封止し、図３、図４に示した有機ＥＬ装置１を形成する。なお、この封止工程も窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うのが好ましい。
【００８５】
このような有機ＥＬ装置１の製造方法にあっては、赤色発光層６０Ｒおよび緑色発光層６０Ｇを形成した後、青色発光層６０Ｂを形成するとともに、該青色発光層６０Ｂの形成材料を前記赤色発光層６０Ｒおよび緑色発光層６０Ｇの上に設けて電子輸送層６５を形成し、これら電子輸送層６５および青色発光層６０Ｂの上に、前記青色発光層６０Ｂ用の電子注入層５２を形成しているので、この電子注入層５２上に共通陰極５０を設けても、特にこの共通陰極５０の第１陰極５０ａとして前記電子注入層５２に好適な低仕事関数の金属材料を用いることにより、全ての色の発光層６０を、その発光特性、特に発光効率が良好となるように形成することができ、さらにはその寿命も例えば従来の１．５倍程度に長くすることができる。
【００８６】
また、前記各発光層６０および電子輸送層６５の形成材料を、全てインクジェット法（液滴吐出法）で画素領域に選択的に配しているので、前記の形成材料が画素領域以外の例えば基板周辺の箇所に設けられ、この形成材料からなる膜が最終的に得られる有機ＥＬ装置１の外面側に露出してしまうといったことが回避される。したがって、形成材料からなる膜を通じて外部の湿気や酸素が有機ＥＬ装置１内部に浸透してしまうことによる、封止性能の低下を防止することができる。
【００８７】
また、このようにして得られた有機ＥＬ装置１にあっては、前述したように青色発光層６０Ｂではもちろん良好な発光特性が得られ、さらに赤色発光層６０Ｒや緑色発光層６０Ｇでもやはり良好な発光特性が得られるようになる。また、封止性能の低下が防止されていることにより、長寿命化が図られたものとなる。
また、特に電子輸送層６５の形成材料、すなわち青色発光層６０Ｂの形成材料としてポリジオクチルフルオレンを用いた場合に、これからなる電子輸送層６５の厚さを３０ｎｍ以下とすることで、より電流輝度特性を改善することができる。
【００８８】
（実施例）
青色発光の画素に、所望の膜厚、例えば６５ｎｍになるように青色発光層６０Ｂの形成材料の液適吐出量を制御し、青色発光層６０Ｂを形成した。また、赤色発光層６０Ｒ、緑色発光層６０Ｂ上に、青色発光層６０Ｂの形成材料をインクジェット法で塗布して電子輸送層６５を形成する際、電子輸送性が最適となる膜厚、例えば青発光画素上への吐出量の約１／３、具体的には約２０ｎｍとなるように液適吐出量を制御し、電子輸送層６５を形成した。ここで、インクジェット法を用いる場合、駆動波形を変えるだけで吐出量を可変でき、電子輸送層６５の膜厚を可変できるため、簡単にそれぞれの画素で電子輸送層６５または青色発光層６０Ｂの膜厚を可変できる。
このようにして電子輸送層６５、青色発光層６０Ｂを形成したところ、赤色、緑色の発光画素では電子注入効率が向上し、青色発光の画素では最適な発光特性が得られた。
【００８９】
次に、本発明の電子機器を説明する。本発明の電子機器は、前記の有機ＥＬ装置を表示部として有したものであり、具体的には図１１に示すものが挙げられる。
図１１は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。
この電子機器は、全ての色の発光層が良好な発光特性を有する前記有機ＥＬ装置を表示部として備えているので、この電子機器自体も表示性能に優れたものとなる。
なお、本発明の電子機器としては、前記の携帯電話に限定されることなく、例えば携帯型情報処理装置や腕時計型電子機器などにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ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線に沿う断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図５】図３の要部拡大断面図である。
【図６】有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に説明する断面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の電子機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…有機ＥＬ装置、２３画素電極（電極）、５０…共通陰極（電極）、
５０ａ…第１陰極、５０ｂ…第２陰極、５２…電子注入層、
６０（６０Ｒ、６０Ｇ、６０Ｂ）…発光層、６５…電子輸送層

Claims

対向する電極間に、赤色の発光をなす赤色発光層と、緑色の発光をなす緑色発光層と、青色の発光をなす青色発光層とが形成されてなる有機ＥＬ装置であって、
前記赤色発光層および緑色発光層の上に前記青色発光層の形成材料が電子輸送層として設けられ、
これら電子輸送層および前記青色発光層の上に、前記青色発光層用の電子注入層が設けられ、
前記電子注入層上に、前記対向する電極のうちの一方となる共通陰極が設けられ、
前記共通陰極が、前記電子注入層上に設けられた低仕事関数の金属からなる第１陰極と、該第１陰極上に設けられて該第１陰極を保護する第２陰極とからなることを特徴とする有機ＥＬ装置。
前記青色発光層の形成材料は、ポリフルオレン系又はポリパラフェニレン系の共役系高分子であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置。
前記電子注入層の形成材料は、アルカリ金属のフッ化物あるいは酸化物であることを特徴とする請求項１又は２記載の有機ＥＬ装置。
前記低仕事関数の金属は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
前記赤色発光層および緑色発光層の上に設けられた電子輸送層の厚さが、６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
前記電子輸送層が、前記赤色発光層および緑色発光層が形成された画素領域に選択的に形成され、前記青色発光層が、予め設定された画素領域に選択的に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
対向する電極間に、赤色の発光をなす赤色発光層と、緑色の発光をなす緑色発光層と、青色の発光をなす青色発光層とを形成する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記赤色発光層および緑色発光層を形成した後、前記青色発光層を形成するとともに、該青色発光層の形成材料を前記赤色発光層および緑色発光層の上に設けて電子輸送層を形成する工程と、
前記電子輸送層および前記青色発光層の上に、前記青色発光層用の電子注入層を形成する工程と、
前記電子注入層上に、前記対向する電極のうちの一方となる共通陰極を形成する工程と、を備えてなり、
前記共通陰極を形成する工程が、前記電子注入層上に低仕事関数の金属を設けて第１陰極を形成する工程と、該第１陰極上にこの第１陰極を保護する金属を設けて第２陰極を形成する工程とからなることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
前記赤色発光層および緑色発光層の形成を、前記赤色発光層の形成材料、前記緑色発光層の形成材料をそれぞれ塗布した後、該形成材料を１５０℃〜２００℃の温度で焼成することで行う、ことを特徴とする請求項７記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記各発光層および電子輸送層の形成材料を全て液滴吐出法で選択的に配することにより、これら各発光層および電子輸送層を、予め設定された画素領域に形成することを特徴とする請求項７又は８記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記電子輸送層の形成を、該電子輸送層が所望の電子輸送性を有する膜厚となるように青色発光層の形成材料の液適吐出量を制御するとともに、青色発光層の形成を、該青色発光層の膜厚が所望の厚さとなるように青色発光層の形成材料の液適吐出量を制御することを特徴とする請求項９記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置、あるいは請求項７〜１０のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする電子機器。