JP2005063870A - 有機ｅｌ装置とその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 画素間隔壁を有する有機ＥＬ装置において、所望の膜厚の有機機能層を形成する。
【解決手段】 基板２の支持表面２ａ上に形成されかつ開口部１１２ｂ１を有しかつ撥液性を有する有機系の画素間隔壁１１２ｂと、この画素間隔壁１１２ｂの開口部１１２ｂ１内に配されかつ少なくとも発光層１１０ｂを有する有機機能層１１０と、この有機機能層１１０を介して互いに対向する一対の電極１２，１１１とを備えてなる有機ＥＬ装置１であって、上記基板２の支持表面２ａと上記画素間隔壁１１２ｂの側壁部１１２ｂ２との接触角が５〜５０°である。
【選択図】 図３

Description

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ものである。

近年、ノートパソコン、携帯電話機、電子手帳等の電子機器において、情報を表示する手段として有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと称す）素子を画素に対応させて複数備える有機ＥＬ装置等といった表示装置が提案されている。一般的に、有機ＥＬ素子は、対向する一対の電極の間に有機ＥＬ層（発光層）を含む有機機能層が配置されている構成を有している。

この有機ＥＬ装置の構造としては、様々なものが提案されているが、その１つに、基板上に配されかつ各画素に対応した開口部を有する画素間隔壁の開口部内に有機ＥＬ素子の有機機能層が配置されたものがある。このような構成を有する有機ＥＬ装置を製造する場合には、まず基板上に電極をパターニングして形成し、その電極対応した開口部を有する画素間隔壁を基板上に形成する。その後、画素間隔壁の開口部内に有機機能層材料を液滴吐出法によって吐出・配置し、この有機機能層材料を乾燥（焼成）させることによって有機機能層を形成する。そして、この有機機能層上に上記電極に対向する対向電極を形成している。
特開２００１−５２８６４号公報

ところで、上記有機機能層材料を液滴吐出法によって画素間隔壁の開口部に吐出する際には、有機機能層材料を当該有機機能層材料の量に対して約１０倍程度の量の溶媒に含有させた状態で吐出する。そして、上述の乾燥工程によって、溶媒を蒸発させることによって有機機能層材料のみが開口部内に配置され、有機機能層が形成される。しかしながら、周知のように、ある領域に存在する液体は、蒸発の際に、その中央部が端部よりも多く蒸発する。このため、開口部内に吐出された溶媒は、乾燥工程において、その中央部が端部と比較して早く蒸発する。このように、溶媒の中央部が早く蒸発するために、その表面張力によって溶媒が画素間隔壁の側壁部に引き寄せられる。この結果、溶媒内に含有された有機機能像材料が、開口部の端部に残存する溶媒に引き寄せられ、最終的に乾燥させた際に、開口部の中央部の有機機能層材料量が少なくなる。したがって、開口部内において、その中央部近傍の有機機能層の膜厚が薄くなり、結果、良好な発光特性を有する有機ＥＬ装置を製造することが困難となる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、画素間隔壁を有する有機ＥＬ装置において、所望の膜厚の有機機能層を形成することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬ装置は、基板の支持表面上に形成されかつ開口部を有しかつ撥液性を有する有機系の画素間隔壁と、この画素間隔壁の開口部内に配されかつ少なくとも発光層を有する有機機能層と、この有機機能層を介して互いに対向する一対の電極とを備えてなる有機ＥＬ装置であって、上記基板の支持表面と上記画素間隔壁の側壁部との接触角が５〜５０°であることを特徴とする。

また、本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板の支持表面上に形成されかつ開口部を有しかつ撥液性を有する有機系の画素間隔壁と、この画素間隔壁の開口部内に配されかつ少なくとも発光層を有する有機機能層と、この有機機能層を介して互いに対向する一対の電極とを備えてなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、上記基板の支持表面と上記画素間隔壁の側壁部との接触角が５〜５０°となるように上記画素間隔壁を形成する画素間隔壁形成工程を有することを特徴とする。

このような特徴を有する有機ＥＬ装置の製造方法によって製造された有機ＥＬ装置及び本発明に係る有機ＥＬ装置によれば、上記基板の支持表面と上記画素間隔壁の側壁部との接触角が５〜５０°とされる。このように、基板の支持表面と画素間隔壁の側壁部との接触角を５〜５０°とすることによって、有機機能層材料が溶媒に含有された状態で、画素間隔壁の開口部内に配置した場合に、基板の支持表面と画素間隔壁の側壁部との接触角が５０°以上の場合と比較して、画素間隔壁の側壁部に接触する溶媒の量が減少する。これによって、溶媒が蒸発する際に、溶媒が画素間隔壁の側壁部に引き寄せられる量が減少するため、溶媒内に含有される有機機能層材料が画素間隔壁の側壁部に引き寄せられる量も減少する。この結果、所望の膜厚の有機機能層を画素間隔壁の開口部内に形成することができる。

また、画素間隔壁の表面に対して撥液性を付与する工程は、通常、基板の上方から画素間隔壁が形成された基板に対してＣＦ_４（テトラフルオロメタン）プラズマ、また、ＵＶ等による処理を施すことによって画素間隔壁の表面に対して撥液性を付与し、撥液性を有する画素間隔壁を形成している。このため、基板の支持表面と上記画素間隔壁の側壁部との接触角が５〜５０°となるようにすることで、画素間隔壁の側壁部をより効率よく撥液化することができる。また、基板の支持表面と上記画素間隔壁の側壁部との接触角が５〜３０°とすることがより好ましい。
なお、ここでいう「基板の支持表面と上記画素間隔壁の側壁部との接触角」とは、基板の支持表面を含む平面と、画素間隔壁の側壁部の立ち上がり部と平行な面との角度であり、基板の支持表面と上記画素間隔壁の側壁部とが直接接触されている場合に限られるものではない。

また、画素間隔壁の側壁部の表面は、平面に限られるものではなく、曲面であっても良く、また、段階的に支持表面対する角度を異ならせても良い。このように、画素間側壁部の表面を変化させることによって、接触角度の値が小さい場合であっても、画素間を所望の距離以上に離間させることなく画素間隔壁を所望の高さに形成することができる。

また、画素間隔壁の開口部において露出した部位に対して親液性を付与する親液化処理工程を有することが好ましい。これによって、例えば、基板側に配された電極の表面が親液化されるため、溶媒が画素間隔壁の側壁部に接触する量をより減少させかつ開口部に露出した電極上に均一に溶媒を塗れ拡がらせることができる。

また、基板の支持表面と画素間隔壁との間に無機絶縁物からなる無機絶縁層を備えることが好ましい。有機機能層を開口部内に露出した表面全体に形成することができるため、基板上に形成された電極と有機機能層上に形成された電極とが接触することをより確実に防止することができる。

また、画素間隔壁が上記基板上一面に画素間隔壁材料を配する画素間隔壁材料配置工程と、画素間隔壁材料を現像する現像工程と、画素間隔壁を洗浄する洗浄工程と、画素間隔壁材料を焼成する焼成工程とによって形成される場合には、画素間隔壁を形成するための画素間隔壁材料として、ポジ型のレジスト材料を用いることができる。この場合に、画素間隔壁を現像するための露光時間や画素間隔壁を焼成する温度を変化させることによって、基板の支持表面と画素間隔壁の側壁部との接触角や側壁部の表面形状を変化させることができる。

また、画素間隔壁材料を液滴吐出法によって基板上に吐出・配置することによって、画素間隔壁を形成しても良い。特に、液滴吐出法によって画素間隔壁の各所を細分化して形成する場合には、容易に、所望形状の画素間隔壁を形成することができる。

また、本発明に係る電子機器は、上述した有機ＥＬ装置を表示装置として備えることを特徴とする。このような電子機器に備える有機ＥＬ装置は、有機機能層が所望の膜厚に形成されているため、良好な発光特性を有する表示装置を備えた電子機器を提供することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る有機ＥＬ装置とその製造方法、並びに電子機器の一実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る有機ＥＬ装置を採用したアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置の模式図である。また、図示する有機ＥＬ装置１は、薄膜トランジスタを用いたアクティブ型の駆動方式を採用している。

有機ＥＬ装置１は、基板２の上に回路素子として薄膜トランジスタを含む回路素子部１４、画素電極（陽極）１１１、有機ＥＬ層（発光層）を含む有機機能層１１０、対向電極（陰極）１２及び封止部３等を順次積層した構造からなる有機ＥＬ素子１０をマトリクス状に複数配置したものである。

基板２としては、本実施形態ではガラス基板が用いられている。基板２は、ガラス基板の他にもシリコン基板、石英基板、セラミックス基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電機光学装置や回路基板に用いられる公知の様々な基板が適用される。この基板２の表面（図１における下面）は、外光の反射を抑制する減反射処理が施してあることが好ましい。基板２の表面に減反射処理を施すことによって外光の反射を抑制できるので本有機ＥＬ装置１のコントラストを向上させることが可能となる。基板２内には、発光領域としての複数の画素領域Ａがマトリクス状に配列されており、カラー表示を行う場合、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する画素領域Ａが所定の配列で配置されている。各画素領域Ａには、画素電極１１１が配置され、その近傍には信号線１３２、電源線１３３、走査線１３１及び図示しない他の画素電極用の走査線等が配置されている。画素領域Ａの平面形状は、図示するような矩形の他に円形、長円形など任意の形状が適用される。

また、封止部３は、水や酸素の浸入を防ぐことによって陰極１２あるいは有機機能層１１０の酸化を防止するものであり、基板２に塗布される封止樹脂及び基板２に貼り合わされる封止基板３ｂ（封止缶）等を含む。封止樹脂の材料としては、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等が用いられ、特に、熱硬化樹脂の一種であるエポシキ樹脂が好ましく用いられる。封止樹脂は、基板２の周縁に環状に塗布されており、例えば、マイクロディスペンサ等によって塗布される。封止基板３ｂは、ガラスや金属等からなり、基板２と封止基板３ｂとは封止樹脂を介して貼り合わされる。

図２は、上記有機ＥＬ装置１の回路構造を示している。この図２において、基板２の支持表面２ａ上には複数の走査線１３１と、走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、信号線に並列に延びる複数の電源線１３３とが配線されている。また、走査線１３１及び信号線１３２の各交点毎に上記画素領域Ａが形成されている。信号線１３２には、例えば、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含むデータ側駆動回路１０３が接続されている。また、走査線１３１にはシフトレジスタ及びレベルシフタを含む走査側駆動回路１０４が接続されている。

画素領域Ａには走査線１３１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の薄膜トランジスタ１２３と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ１２３を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量１３５と、保持容量１３５によって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ１２４と、この駆動用の薄膜トランジスタ１２４を介して電源線１３３に電気的に接続したときに電源線１３３から駆動電流が流れ込む画素電極（陽極）１１１と、画素電極１１１と陰極１２との間に挟み込まれる有機機能層１１０とが設けられている。有機機能層１１０は、有機ＥＬ素子としての発光層を含む。

画素領域Ａでは走査線１３１が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ１２３がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量１３５に保持され、この保持容量１３５の状態に応じて駆動用の薄膜トランジスタ１２４の導通状態が決まる。また、駆動用の薄膜トランジスタ１２４のチャネルを介して電源線１３３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに有機機能層１１０を通じて陰極１２に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて有機機能層１１０が発光する。

図３は、上記有機ＥＬ装置１における表示領域の断面構造を拡大した図である。この図３には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する３つの画素領域の断面構造が示されている。上述のように有機ＥＬ装置１は、基板２の支持表面２ａ上にＴＦＴなどの回路等が形成された回路素子部１４と、画素電極１１１及び有機機能層１１０が形成された発光素子部１１と、陰極１２とが順次積層されて構成されている。この有機ＥＬ装置１では有機機能層１１０から基板２側に発した光が回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に放出されると共に、有機機能層１１０から基板２の反対側に発した光が陰極１２によって反射されて回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に放出されるようになっている。

回路素子部１４には基板２上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成され、この下地保護層２ｃ上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜１４１が形成されている。なお、半導体膜１４１にはソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂが高濃度Ｐイオン打ち込みによって形成されている。なお、Ｐが導入されなかった部分がチャネル領域１４１ｃとなっている。さらに回路素子部１４には、下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆う透明なゲート絶縁膜１４２が形成され、ゲート絶縁膜１４２上にはＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極１４３（走査線）が形成され、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されている。ゲート電極１４３は半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に設けられている。また、第１、第２層間絶縁膜１４４ａ，１４４ｂを貫通して半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ，１４１ｂにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４５，１４６が形成されている。

そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる透明な画素電極１１１が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール１４５がこの画素電極１１１に接続されている。このようにして、回路素子部１４には各画素電極１１１に接続された駆動用のスイッチング用の薄膜トランジスタ１２３が形成されている。なお、回路素子部１４には上述した保持容量１３５及び駆動用の薄膜トランジスタ１２４も形成されているが、図３ではこれらの図示を省略している。

発光素子部１１は、複数の画素電極１１１上の各々に積層された有機機能層１１０と、有機機能層１１０同士の間に配されて各有機機能層１１０を区画するバンク部１１２とを主体として構成されている。有機機能層１１０上には陰極１２が配置されている。発光素子である有機ＥＬ素子１０は、画素電極１１１、陰極１２及び有機機能層１１０等を含んで構成される。ここで、画素電極１１１は、ＩＴＯにより形成されてなり、平面視略矩形にパターニングされて形成されている。この画素電極１１１の厚さは、５０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、特に１５０ｎｍ程度が良い。

バンク部１１２は、図３に示すように基板２側に位置する無機物バンク層１１２ａ（無機絶縁膜）と当該無機物バンク層１１２ａ上に隣接して形成される有機物バンク層１１２ｂ（画素間隔壁）とが積層されて構成されている。無機物バンク層１１２ａは、例えば、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等の無機絶縁材料からなり、画素電極１１１に対応する開口を有するようにパターニングされている。また、有機物バンク層１１２ｂは、本実施形態において、ポジ型のレジスト材料であるＴＥＬＲ−００３ＰＭ（材料名）から形成されている。この有機物バンク層１１２ｂには、図示するように、画素電極１１１に対応した開口部１１２ｂ１が形成されており、有機物バンク層１１２ｂは、この開口部１１２ｂ１の内壁部（側壁部）１１２ｂ２が基板２の支持表面２ａに対してその接触角θが５〜５０°となるように形成されている。
そして、この有機物バンク層１１２ｂの開口部１１２ｂ１に露出した画素電極１１１上に有機機能層１１０が配置される。なお、本実施形態において、有機系バンク層１１２ｂの内壁部１１２ｂ２の表面は、図示するように、平面であるが、これは曲面であっても良く、また、段階的に基板２の支持表面に対する角度が変化するような面であっても良い。

有機機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に隣接して形成された発光層（有機ＥＬ層）１１０ｂとから構成されている。正孔注入／輸送層１１０ａは、正孔を発光層１１０ｂに注入する機能を有すると共に、正孔を正孔注入／輸送層１１０ａ内部において輸送する機能を有する。このような正孔注入／輸送層１１０ａを画素電極１１１と発光層１１０ａの間に設けることによって発光層１１０ｂの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、発光層１１０ｂでは、正孔注入／輸送層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子が発光層１１０ｂで再結合し、発光が得られる。

発光層１１０ｂは、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層１１０ｂ_１、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層１１０ｂ_２及び青色（Ｂ）に発光する青色発光層１１０ｂ_３の発光する波長帯域が互いに異なる３種類からなり、各発光層１１０ｂ_１〜１１０ｂ_３が所定の配列（例えばストライプ状）で配置されている。

次に、陰極１２は、発光素子部１１の全面に形成されており、発光層１１０ｂに電子を注入する役割を果たす。この陰極１２は、カルシウム層１２ａとアルミニウム層１２ｂとが積層されて構成されている。カルシウム層の層厚は例えば２〜５０ｎｍの範囲が好ましい。また、アルミニウム層１２ｂは、発光層１１０ｂ_１〜１１０ｂ_３から発せられた光を基板２側に反射させるもので、Ａｌ膜の他、Ａｇ膜、ＡｌとＡｇの積層膜等からなることが好ましい。また、その厚さは、例えば１００〜１０００ｎｍの範囲が好ましい。

次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の製造方法を図面を参照して説明する。本実施形態の有機ＥＬ装置１の製造方法は、例えば、（１）バンク部形成工程、（２）プラズマ処理工程（３）正孔注入／輸送層形成工程、（４）発光層形成工程、（５）陰極形成工程、及び（６）封止工程とを具備して構成されている。なお、製造方法はこれに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。なお、（３）正孔注入／輸送層形成工程、（４）発光層形成工程は、液滴吐出装置を用いた液滴吐出法（インクジェット法）を用いて行った。

（１）バンク層形成工程
バンク層形成工程は、基板２の支持表面２ａ上に無機物バンク層１１２ａ及び基板２の有機物バンク層１１２ａを形成する工程である。以下に形成方法について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、基板２の支持表面２ａ上に走査線、信号線、薄膜トランジスタ１２３等の回路素子部１４を有し、層間絶縁膜１４４ａ，１４４ｂの上に複数の画素電極１１１が形成された素子基板を準備する。そして、この基板２上に、例えば、蒸着法等によって、画素電極１１１に対応した開口を有する無機物バンク層１１２ｂを図４（ｂ）に示すように形成する。なお、この無機物バンク層１１２ａとしては、酸化珪素を用いることができる。
そして、図４（ｃ）に示すように、この無機バンク層１１２ａが形成された基板２上一面に、有機物バンク材料Ａ（画素間隔壁材料）を、例えばスピンコート法によって２μｍの厚みで配置する（画素間隔壁形成工程）。なお、本実施形態においては、この有機物バンク材料Ａとして、いわゆるポジ型のレジスト材料であるＴＥＬＲ−００３ＰＭ（東京応化社製）を用いた。
続いて、例えば、１１０℃で９０秒程度焼成することによって、有機物バンク材料Ａの予備焼成が行われる。そして、この有機物バンク材料Ａの現像が行われる（現像工程）。この現像工程では、図４（ｄ）に示すように、画素電極１１１に対応した開口を有するフォトマスクＭを介して露光した後、現像液を用いて現像が行われる。
この基板２を純水等で洗浄する（洗浄工程）ことによって、有機物バンク材料Ａに画素電極１１１に対応した開口部を形成し、その後、本焼成（焼成工程）を行うことによって、有機物バンク材料Ａを乾燥させることによって、図５（ｅ）に示すような、開口部１１２ｂ１を有する有機物バンク層１１２ｂが形成される。
そして、これらの現像工程及び焼成工程等の条件を変化させることによって、基板２の支持表面２ａと有機物バンク層１１２ｂの内壁部１１２ｂ２との接触角θや内壁部の表面形状を変化させることができる。具体的には、露光及び現像の時間を従来と比較して若干短縮させ、さらに焼成温度を変化させることによって、接触角θを変化させることができる。なお、焼成温度が２００℃の場合には接触角θが４０°の有機物バンク層１１２ｂを形成することができ、焼成温度が２５０℃の場合には接触角θが３０°の有機物バンク層１１２ｂを形成することができ、焼成温度が３００℃の場合には接触角θが２０°の有機物バンク層１１２ｂを形成することができた。
なお、有機物バンク材料Ａを液滴吐出法によって基板２上に吐出・配置することによって、有機物バンク層１１２ｂを形成しても良い。特に、液滴吐出法によって有機物バンク層１１２ｂの各所を細分化して形成する場合には、容易に、所望形状の有機物バンク層１１２ｂを形成することができる。

（２）プラズマ処理工程
プラズマ処理工程は、有機物バンク１１２ｂの開口部１１２ｂ１に露出した画素電極１１１の表面を活性化すること、更にバンク層１１２の表面を表面処理する事を目的として行われる。特に活性化工程では、画素電極１１１上の洗浄、更に仕事関数の調整を主な目的として行っている。更に、画素電極１１１の表面の親液化処理（親液化処理工程）、有機物バンク層１１２ｂ表面の撥液化処理を行う（撥液化処理工程）。

（親液化処理工程）
親液化処理工程としては、紫外線を照射することにより画素電極１１１の表面を親液化する紫外線（ＵＶ）照射処理や大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするＯ_２プラズマ処理等を選択できるが、ここではＯ_２プラズマ処理を実施する。
具体的には、画素電極１１１の表面に対しプラズマ放電電極からプラズマ状態の酸素を照射することによって、画素電極１１１上の残渣が処理され、これによって画素電極１１１に対して親液性を付与する。

（撥液化処理工程）
撥液化処理としては、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ_４プラズマ処理法）を採用することができる。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン（四フッ化炭素）に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。
ここで、基板２の支持表面２ａと有機物バンク層１１２ｂの内壁部１１２ｂ１との接触角θが５〜５０°となっているため、有機物バンク層１１２ｂの内壁部をより効率よく撥液化することができる。
このような撥液化処理を行うことにより、有機物バンク層１１２ｂにはフッ素基が導入され、画素電極１１１に対して高い撥液性が付与される。なお、有機物バンク層１１２ｂに対する撥液化処理により、先に親液化処理した画素電極１１１表面に対し多少は影響があるものの、画素電極１１１には撥液化処理によるフッ素基の導入が起こらないため、画素電極１１１はその親液性が実質上損なわれることはない。
また、有機物バンク層１１２ｂについては、撥液性を有する材料（例えばフッ素基を有する樹脂材料）によって形成することにより、その撥液処理を省略するようにしてもよい。

（３）正孔注入／輸送層形成工程
続いて、画素電極１１１が形成された基板２上に、正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。正孔注入／輸送層形成工程では、例えば、液滴吐出法を用いることにより、正孔注入／輸送層形成材料を含む極性溶媒を組成物インクＢとして画素電極１１１上に吐出する。その後に乾燥処理及び熱処理を行い、画素電極１１１上に正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。なお、この正孔注入／輸送層形成工程を含め、以降の工程は、例えば窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。

液滴吐出法による正孔注入／輸送層１１０ａの形成手順としては、液滴を吐出するための吐出ヘッド（図示略）に、正孔注入／輸送層１１０ａの材料を含有する組成物インクＢを充填し、吐出ヘッドの吐出ノズルを、バンク部１１２の開口部内に位置する画素電極１１１に対向させ、吐出ヘッドと基板２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インク滴を吐出する。この際、有機物バンク層１１２ｂの表面に撥液性は付与され、さらに、有機物バンク層１１２ｂの開口部１１２ｂ１の内壁部１１２ｂ２が基板２の支持表面２ａに対してその接触角θが５〜５０°となるように形成されているため、組成物インクＢは、図５（ｆ）に示すように、有機物バンク層１１２ｂの表面に触れることなく、画素電極１１１上に配置される。
その後、吐出後のインク滴を乾燥処理して組成物インクに含まれる極性溶媒を蒸発させることにより、図５（ｇ）に示すように、所望の膜厚の正孔注入／輸送層１１０ａが形成される。

ここで用いる組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）及びその誘導体、カルビト−ルアセテート、ブチルカルビト−ルアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。より具体的な組成物の組成としては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ＝１：２０）：１２．５２重量％、ＰＳＳ：１．４４重量％、ＩＰＡ：１０重量％、ＮＭＰ：２７．４８重量％、ＤＭＩ：５０重量％のものを例示できる。なお、組成物の粘度は２〜２０Ｐｓ程度が好ましく、特に４〜１５ｃＰｓ程度が良い。

（４）発光層形成工程
次に、正孔注入／輸送層１１０ａが積層された画素電極１１１上に発光層１１０ｂを形成する。ここでは液滴吐出法により、発光層用材料を含む組成物インクを正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出し、その後に乾燥処理及び熱処理して、バンク部１１２に形成された開口部内に各色発光層１１０ｂ_１〜１１０ｂ_３を形成する。

発光層形成工程では、正孔注入／輸送層１１０ａの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる組成物インクＣの溶媒として、正孔注入／輸送層１１０ａに対して不溶な無極性溶媒を用いる。この場合、無極性溶媒に対する正孔注入／輸送層１１０ａの表面の濡れ性を高めるために、発光層形成の前に表面改質工程を行うのが好ましい。表面改質工程は、例えば上記無極性溶媒と同一溶媒又はこれに類する溶媒を液滴吐出法、スピンコート法又はディップ法等により正孔注入／輸送層１１０ａ上に塗布した後に乾燥することにより行う。なお、ここで用いる表面改質用溶媒は、組成物インクの無極性溶媒と同一なものとして例えば、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を例示でき、組成物インクの無極性溶媒に類するものとしては、例えばトルエン、キシレン等を例示することができる。

液滴吐出法による発光層の形成手順としては、まず青色発光層の形成に際しては、吐出ヘッド（図示略）に青色発光層１１０ｂ_３を形成する材料を含有する無極性溶媒を組成物インクＣとして充填し、吐出ヘッドの吐出ノズルを、有機物バンク層１１２ｂの開口部１１２ｂ１内に位置する青色（Ｂ）用の正孔注入／輸送層１１０ａに対向させ、吐出ヘッドと基板２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インク滴を吐出する。吐出されたインク滴は、正孔注入／輸送層１１０ａ上に広がってバンク部１１２の開口部内に満たされる。ここでも、有機物バンク層１１２ｂの開口部１１２ｂ１の内壁部１１２ｂ２が基板２の支持表面２ａに対してその接触角θが５〜５０°となるように形成されているため、組成物インクＣは、図５（ｈ）に示すように、有機物バンク層１１２ｂの表面に触れることなく、画素電極１１１上に配置される。続いて、吐出後のインク滴を乾燥処理することによって組成物インクＣに含まれる無極性溶媒が蒸発し、図６（ｉ）に示すように、所望の膜厚の青色発光層１１０ｂ_３が形成される。

青色発光層１１０ｂ_３を形成する発光材料としては、例えばジスチリルビフェニルおよびその誘導体、クマリンおよびその誘導体、テトラフェニルブタジエンおよびその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができる。一方、無極性溶媒としては、正孔注入／輸送層に対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。

続いて、図６（ｊ）に示すように、正孔注入／輸送層１１０ａが配置された赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）用の画素電極１１１の上に、赤色発光層１１０ｂ_１及び緑色発光層１１０ｂ_２をそれぞれ形成する。この赤色及び緑色発光層形成工程は、前述した青色発光層形成工程と同様の手順で行われる。すなわち、液滴吐出法により、緑色発光層１１０ｂ_２を形成する材料を含む組成物インクを緑色（Ｇ）用の正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出した後に乾燥処理及び熱処理して、有機物バンク層１１２ｂに形成された開口部１１２ｂ１内に所望の膜厚の緑色発光層１１０ｂ_２を形成する。また、液滴吐出法により、赤色発光層１１０ｂ_１を形成する材料を含む組成物インクを赤色（Ｒ）用の正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出した後に乾燥処理及び熱処理して、有機物バンク層１１２ｂに形成された開口部１１２ｂ１内に所望の膜厚の赤色発光層１１０ｂ_１を形成する。なお、緑色発光層１１０ｂ_２を形成する発光材料としては、例えばキナクリドンおよびその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができ、赤色発光層１１０ｂ_１を形成する発光材料としては、例えばローダミンおよびその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができる。

（５）陰極形成工程
次に、図６（ｋ）に示すように、画素電極（陽極）１１１と対をなす対向電極（陰極）１２を形成する。すなわち、各色発光層１１０ｂ及び有機物バンク層１１２ｂを含む基板２上の領域全面に、カルシウム層１２ａとアルミニウム層１２ｂとを順次積層して陰極１２を形成する。これにより、各色発光層１１０ｂの形成領域全体に、陰極１２が積層され、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する有機ＥＬ素子がそれぞれ形成される。陰極１２は、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが、熱による発光層１１０ｂの損傷を防止できる点で好ましい。また陰極１２上に、酸化防止のためにＳｉＯ_２、ＳｉＮ等の保護層を設けても良い。

（６）封止工程
最後に、表示素子部１０が形成された基板２と封止缶３ｂとを封止樹脂を介して封止する。例えば、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止樹脂を基板２の周縁部に塗布し、封止樹脂上に封止缶３ｂを配置する。封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極１２にピンホール等の欠陥が生じていた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極１２に侵入して陰極１２が酸化されるおそれがあるので好ましくない。

この後、基板２の配線に陰極１２を接続するとともに、基板２上あるいは外部に設けられる駆動ＩＣ（駆動回路）に回路素子部１４（図３参照）の配線を接続することにより、本実施形態の有機ＥＬ装置１が完成する。

図７（ａ）〜（ｄ）は、有機物バンク層１１２ｂの開口部１１２ｂ１の内壁部１１２ｂ２が基板２の支持表面２ａに対してその接触角θを５０°以上、４０°、３０°、２０°とした場合において、開口部１１２ｂ１内に配置された有機機能層１１０のプロファイルがどのようになるかを示した模式図である。なお、これらの図において、有機物バンク層１１２ｂの表面には撥液性が付与されている。

図７（ａ）に示すように、接触角θが５０°以上の場合には、有機機能層１１０のプロファイルは、その端部が有機物バンク層１１２ｂの開口部１１２ｂ１の内壁部１１２ｂ２に引き寄せられた形状をしており、開口部１１２ｂ１の中央部における有機機能層１１０の膜厚が薄くなっていることがわかる。

これに対し、図７（ｂ）に示すように、接触角θが４０°の場合には、有機機能層１１０のプロファイルは、その端部が有機物バンク層１１２ｂの開口部１１２ｂ１の内壁部１１２ｂ２に若干引き寄せられた形状をしており、開口部１１２ｂ１の中央部における有機機能層１１０の膜厚が多少薄くなっていることがわかる。

また、図７（ｃ），（ｄ）に示すように、接触角θが３０°，２０°の場合には、有機機能層１１０のプロファイルは、その端部が有機物バンク層１１２ｂの開口部１１２ｂ１の内壁部１１２ｂ２に引き寄せられておらず、開口部１１２ｂ１の中央部における有機機能層１１０の膜厚が十分に厚くなっていることがわかる。

（第２実施形態）
次に、本有機ＥＬ装置の第２実施形態について図１及び図３を用いて説明する。第１実施形態においては、有機機能層１１０から発した光が基板２の下側（観測者側）に放出されるようになっているのに対し、本実施形態においては封止基板３ｂの上側（観測者側）に放出されるようになっている。本実施形態と第１実施形態との相違点は主として材料構成であり、本実施形態においては第１実施形態と異なる部分について説明する。

本実施形態は、基板２の対向側である封止基板３ｂ側から発光を取り出す構成であるので、基板２としては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、画素電極１１１としては、必ずしも透明性材料に限る必要がなく、陽極の機能を満たす好適な材料が用いられ、また、光反射性を有する材料が好ましく、Ａｌ等が採用される。なお、画素電極１１１として透明金属のＩＴＯ等を採用する場合には、その下層にＡｌ薄膜等を形成し、光反射性を有する構成が好ましい。

また、陰極１２の材料としては、透明性を有する必要があり、ＩＴＯ等の透明金属が採用される。また、封止基板３ｂの材料としては、透明性を有する好適な材料が採用される。なお、封止基板３ｂの表面には、上述した第１実施形態の基板２の表面と同様に減反射処理を施すことが好ましい。

このように構成された有機ＥＬ装置においては、第１実施形態と同様の効果が得られると共に、封止基板３ｂ側から有機機能層１１０の発光を放出させることが可能になる。

＜電子機器＞
次に、上述の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の例について説明する。図８は上述した実施形態に係る表示装置を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータ（情報処理装置）の構成を示す斜視図である。同図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、上述した有機ＥＬ装置を表示装置１１０６として備えた表示装置ユニットとから構成されている。このため、良好な発光特性を有する表示部を備えた電子機器を提供することができる。

なお、上述した例に加えて、他の例として、携帯電話、腕時計型電子機器、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、電子ペーパー、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明の電気光学装置は、こうした電子機器の表示部としても適用できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る有機ＥＬ装置とその製造方法、並びに電子機器の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

本発明の有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す説明図。 アクティブマトリクス型有機ＥＬ装置の回路を示す回路図。 有機ＥＬ装置の表示領域の断面構造を示す拡大図。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための説明図。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための説明図。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための説明図。 有機機能層のプロファイルを説明するための説明図。 本発明の電子機器の実施形態を示す斜視図。

符号の説明

１……有機ＥＬ装置、２……基板、２ａ……支持表面、１１２ａ……無機物バンク層（無機絶縁層）、１１２ｂ……有機物バンク層（画素間隔壁）、１１２ｂ１……開口部、１１１２ｂ２……内壁部（側壁部）、１１０……有機機能層、１１０ｂ……発光層、１２……陰極（電極）、１１１……画素電極（電極）、θ……接触角

Claims (15)

1. 基板の支持表面上に形成されかつ開口部を有しかつ撥液性を有する有機系の画素間隔壁と、該画素間隔壁の開口部内に配されかつ少なくとも発光層を有する有機機能層と、該有機機能層を介して互いに対向する一対の電極とを備えてなる有機ＥＬ装置であって、
   前記基板の支持表面と前記画素間隔壁の側壁部との接触角が５〜５０°であることを特徴とする有機ＥＬ装置。
2. 前記接触角は、３０°以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記基板の支持表面と前記画素間隔壁との間に無機絶縁物からなる無機絶縁層を備えることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬ装置。
4. 前記画素間隔壁の側壁部の表面は、平面であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の有機ＥＬ装置。
5. 前記画素間隔壁の側壁部の表面は、曲面であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の有機ＥＬ装置。
6. 前記画素間隔壁の側壁部の表面は、段階的に前記基板の支持表面に対する角度を変化させることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の有機ＥＬ装置。
7. 請求項１〜６いずれかに記載の有機ＥＬ装置を表示装置として備えることを特徴とする電子機器。
8. 基板の支持表面上に形成されかつ開口部を有しかつ撥液性を有する有機系の画素間隔壁と、該画素間隔壁の開口部内に配されかつ少なくとも発光層を有する有機機能層と、該有機機能層を介して互いに対向する一対の電極とを備えてなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、
   前記基板の支持表面と前記画素間隔壁の側壁部との接触角が５〜５０°となるように前記画素間隔壁を形成する画素間隔壁形成工程を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
9. 前記接触角が３０°以下となるように前記画素間隔壁を形成することを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
10. 前記画素間隔壁の表面に対して撥液性を付与する撥液化処理工程を有することを特徴とする請求項８または９記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
11. 前記画素間隔壁の開口部において露出した部位に対して親液性を付与する親液化処理工程を有することを特徴とする請求項８〜１０いずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
12. 前記画素間隔壁形成工程は、
    前記基板上一面に画素間隔壁材料を配する画素間隔壁材料配置工程と、
    前記画素間隔壁材料を現像する現像工程と、
    前記画素間隔壁材料を洗浄する洗浄工程と、
    前記画素間隔壁を焼成する焼成工程と
    を有することを特徴とする請求項８〜１１いずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
13. 前記画素間隔壁材料は、ポジ型のレジスト材料であることを特徴とする請求項１２記載の有機ＥＬの製造方法。
14. 前記画素間隔壁は、液滴吐出法によって画素間隔壁材料を吐出・配置することによって形成されることを特徴とする請求項８〜１１いずれかに記載の有機ＥＬの製造方法。
15. 前記有機機能層は、液滴吐出法によって有機機能層材料を吐出・配置することによって形成されることを特徴とする請求項８〜１４いずれかに記載の有機ＥＬの製造方法。
    
    
    

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