JP2005085604A - 有機金属化合物の薄膜形成方法、有機金属化合物薄膜、およびこれを備えた有機電子デバイスの製造方法、有機電子デバイス、有機エレクトロルミネッセンスの製造方法、有機エレクトロルミネッセンス、及び電子機器 - Google Patents

有機金属化合物の薄膜形成方法、有機金属化合物薄膜、およびこれを備えた有機電子デバイスの製造方法、有機電子デバイス、有機エレクトロルミネッセンスの製造方法、有機エレクトロルミネッセンス、及び電子機器

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Abstract

【課題】 有機金属化合物を安定して成膜することで、接合界面の密着力を増大させると共に、超薄膜化の実現が可能となる有機金属化合物の薄膜形成方法、有機金属化合物薄膜、およびこれを備えた有機電子デバイス（有機エレクトロルミネッセンス装置・有機太陽電池・有機薄膜トランジスタ）及び電子機器を提供する。
【解決手段】 基板２０上に有機金属化合物６５ＲＧの薄膜を形成する方法であって、液相法によって有機物を形成する工程と、気相法によって金属を形成する工程とを具備し、有機物及び金属からなる有機金属化合物６５ＲＧの薄膜を形成することを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、有機金属化合物の薄膜形成方法、有機金属化合物薄膜、有機電子デバイス（有機エレクトロルミネッセンス装置・有機太陽電池・有機薄膜トランジスタ）の製造方法、有機電子デバイス、及び電子機器に関する。
従来、中心の金属原子に有機配位子が配位結合してできる有機金属化合物（有機金属錯体）は実に多種多様なものがあり、様々な分野で広く利用されている。近年では、キレート錯体が素子構造に組み込まれた有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置という）、及び太陽電池が一般に知られている（例えば、非特許文献１、及び特許文献１参照。）。
有機ＥＬや太陽電池などでは金属錯体を薄膜とした層を電極で挟んだ積層構造として利用される例が数多くある。そういった観点からも安定な薄膜の形成方法は重要である。
このような薄膜の形成方法においては、予め配位子と金属を混ぜ合わせるなどして、既に錯体として合成された材料を用いて薄膜を形成していた。また、このような薄膜の形成方法としては、真空蒸着法などの気相プロセスだけでなく、溶液として塗布する液相プロセスが用いられていた。
Appl.Phys.Lett.,51,913(1987) 特開平１−２２０３８０号公報
しかしながら、有機金属化合物（有機金属錯体）の中には、不安定な材料もあり、成膜の際に熱などの影響により分解してしまい、機能を失ってしまうことが実験事実としてある。特に積層構造の場合は層の接合界面が影響を受けやすい。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、有機金属化合物を安定して成膜することで、接合界面の密着力を増大させると共に、超薄膜化の実現が可能となる有機金属化合物の薄膜形成方法、有機金属化合物薄膜、およびこれを備えた有機電子デバイス（有機エレクトロルミネッセンス装置・有機太陽電池・有機薄膜トランジスタ）及び電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の有機金属化合物の薄膜形成方法は、基材上に有機金属化合物の薄膜を形成する方法であって、液相法によって有機物を形成する工程と、気相法によって金属を形成する工程とを具備し、前記有機物及び前記金属からなる有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴としている。
ここで、液相法とは、ウエットプロセスもしくは湿式塗布法とも呼ばれており、基板と液体材料とを接触状態にする方法であって、インクジェット（液滴吐出）法、スピンコート法、スリットコート法、ディップコート法、スプレー成膜法、印刷法、液体吐出法等を意味している。なお、液相法を施した後には、液体材料を乾燥・加熱するための加熱処理を施すのが一般的である。
また、気相法とは、真空雰囲気又は気相雰囲気内で基板上に所望の気体材料を定着させる方法であって、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ（化学気相成長）法等を意味している。
また、有機物とは、錯体における配位子等を意味し、更にこれに限定するものではなく、気相法によって分子の分解等が生じやすいために液相法による成膜が好適なものを意味する。また、金属とは、錯体における中心金属を意味しており、更にこれに限定するものではなく、気相法による成膜が好適なものを意味する。また、ここでは、有機物の形成工程、及び金属の形成工程の順番を限定するものではない。
本発明によれば、所望の有機物を液相法によって成膜し、また、所望の金属を気相法によって成膜することにより、有機物と金属との接合界面に安定な有機金属錯体の層を形成することができる。従って、従来技術のように不安定な有機材料を用いた場合に、成膜の際の熱等の影響により分解することがなく、有機物の機能を失うこともない。更に、積層構造の場合における各層の接合界面が影響を受けることもない。従って、有機金属化合物を安定して成膜することが可能となり、接合界面の密着力を増大できる。更に、接合界面のみに錯体層が形成されるために、例えば、１分子程度の超薄膜を作成できる。
また、有機物をＡとし、金属をＢとすると、有機物Ａを液相法で塗布し、金属Ｍを気相法で形成することにより、成膜と同時に有機金属化合物ＭＡｎ（ｎは金属Ｍの価数）を形成することができる。
また、前記有機金属化合物の薄膜形成方法においては、前記有機物を形成した後に、当該有機物上に前記金属を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することが好ましい。
このようにすれば、予め形成された有機物に応じて、前記有機金属化合物の薄膜を形成することができる。また、有機物を形成する液相法としてインクジェット法を用いた場合には、所定のパターンで有機物を形成することができるので、従って、所定のパターンの有機金属化合物の薄膜を形成することができる。
また、前記有機金属化合物の薄膜形成方法においては、前記金属を形成した後に、当該金属上に前記有機物を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することが好ましい。
このようにすれば、予め形成された金属に応じて、前記有機金属化合物の薄膜を形成することができる。
また、前記有機金属化合物の薄膜形成方法においては、前記液相法は液滴吐出法であることが好ましい。
このようにすれば、上記の有機物を液滴吐出法によって選択的に配置塗布することができる。また、複数種類の有機物を、液滴吐出対象物の種類に応じて塗り分けることができる。
また、本発明の有機金属化合物は、先に記載した有機金属化合物の薄膜形成方法によって形成されたことを特徴としている。
従って、先に記載した同様の効果を奏する。
また、本発明の有機金属化合物の膜厚が１ナノメートル以下であることが好ましい。
このようにすれば、１分子程度の超薄膜を作成できる。
また、本発明の有機電子デバイス装置の製造方法は、有機機能層を形成する有機機能層形成工程と、電荷輸送層を形成する電荷輸送層形成工程と、電極を形成する電極形成工程とを含む有機電子デバイス装置の製造方法であって、前記電荷輸送層形成工程は、液相法によって有機物を形成する工程と、気相法によって金属を形成する工程とを具備し、前記有機物及び前記金属からなる有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴としている。
本発明によれば、所望の有機物を液相法によって成膜し、また、所望の金属を気相法によって成膜することにより、有機物と金属との接合界面に安定な有機金属錯体の層を形成することができる。従って、従来技術のように不安定な有機材料を用いた場合に、成膜の際の熱等の影響により分解することがなく、有機物の機能を失うこともない。更に、積層構造の場合における各層の接合界面が影響を受けることもない。従って、有機金属化合物を安定して成膜することが可能となり、接合界面の密着力を増大できる。更に、接合界面のみに錯体層が形成されるために、例えば、１分子程度の超薄膜を作成できる。
なお、本発明で「電荷輸送層」は、有機機能層に電子を供給する層膜として電子注入性や電子輸送性を有する「電子注入層」又は「電子輸送層」、あるいは正孔をブロックして有機機能層層に留める「正孔ブロック層」を意味する。又は、有機機能層に正孔を供給する層膜として、正孔注入性や正孔輸送性を有する「正孔注入層」又は「正孔輸送層」を意味する。
また、前記有機電子デバイス装置の製造方法においては、前記有機金属化合物が有機金属錯体であることが好ましく、有機金属錯体としては、その中心原子が前記電極の少なくとも１つの構成元素と同一の金属元素からなることが好ましく、有機金属錯体がβ−ジケトン錯体であることが好ましい。
ここで、有機金属錯体は、キレート錯体や環状のポリエーテルであるクラウンエーテル錯体等、種々の構造のものを用いることができる。中でもβ―ジケトン系の配位子を有する錯体（β−ジケトン錯体）は、酸性試薬であり、かつ、酸素原子による多座配位子であり、安定な金属錯体を形成できるであるため、好ましい。
また、錯体の中心原子が前記電極の構成元素と同一の構成にすることで、これらの界面の密着力は更に高まり、一段と高い電荷輸送効果が得られる。この場合、上記錯体は、電荷輸送層との界面近傍の電極の構成元素を中心原子として取り込んでいればよく、例えば、陰極が複数の薄膜の積層体からなる場合には、上記錯体の中心原子は、上記薄膜のうち最も電子注入層側に配置された薄膜の構成元素と同一のものであればよい。
また、電子デバイスとして、電子注入効率を高める必要がある場合には、陰極には低仕事関数の金属（例えば、アルカリ金属，アルカリ土類金属，マグネシウム，希土類元素）が構成元素として含まれることが望ましい。なお、このような金属元素は、少なくとも電子注入層との界面に存在すればよく、例えば、陰極が複数の薄膜の積層体からなる場合には、これらの薄膜の内、最も電子注入層側に配置された薄膜を上記の低仕事関数金属元素によって構成すればよい。また、この際、上記錯体の中心原子を、これと同一の低仕事関数の金属元素（例えば、アルカリ金属，アルカリ土類金属，マグネシウム，希土類元素）によって構成すれば、陰極−電子注入層間の密着性が高まり、又、電子の注入障壁も低下するので、発光効率は更に高まる。
また、前記有機電子デバイス装置の製造方法においては、前記電荷輸送層形成工程は、前記有機物を形成した後に当該有機物上に前記金属を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することが好ましい。
このようにすれば、予め形成された有機物に応じて、前記有機金属化合物の薄膜を形成することができる。また、有機物を形成する液相法としてインクジェット法（液滴吐出法）を用いた場合には、所定のパターンで有機物を形成することができるので、従って、所定のパターンの有機金属化合物の薄膜を形成することができる。
また、前記有機電子デバイス装置の製造方法においては、前記電荷輸送層形成工程は、前記金属を形成した後に当該金属上に前記有機物を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することが好ましい。
このようにすれば、予め形成された金属に応じて、前記有機金属化合物の薄膜を形成することができる。また、有機物を形成する液相法としてインクジェット法を用いた場合には、所定のパターンで有機物を形成することができるので、従って、所定のパターンの有機金属化合物の薄膜を形成することができる。
また、前記有機電子デバイス装置の製造方法においては、前記液相法は液滴吐出法であることが好ましい。
このようにすれば、上記の有機物を液滴吐出法によって選択的に配置塗布することができる。従って、例えば所定種類の有機機能層上にのみに、有機物を選択的に形成することができる。また、液滴吐出対象物の種類に応じて複数種類の有機物を塗り分けることができる。
また、本発明の有機電子デバイス装置は、先に記載された有機電子デバイス装置の製造方法によって製造されたことを特徴としている。
本発明によれば、所望の有機物が液相法によって成膜され、また、所望の金属が気相法によって成膜されることにより、有機物と金属との接合界面に安定な有機金属錯体の層が形成される。従って、従来技術のように不安定な有機材料を用いた場合に、成膜工程における熱等の影響により分解することがなく、有機物の機能を失うこともない。更に、積層構造の場合における各層の接合界面が影響を受けることもない。従って、有機金属化合物を安定して成膜することが可能となり、接合界面の密着力を増大できる。更に、接合界面のみに錯体層が形成されるために、例えば、１分子程度の超薄膜を作成できる。
また、本発明の電子機器は、上述の有機電子デバイス装置を備えたことを特徴としている。
これによって長寿命で且つ明るい表示が可能な電子機器を提供することができる。
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、青の発光層と、緑の発光層と、赤の発光層とを形成する工程と、前記青の発光層上に第１電子注入層を形成する工程と、前記緑の発光層上に第２電子注入層及び前記赤の発光層上に第３電子注入層を形成する工程と、を含み、前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層を形成する工程は、液相法によって有機物を形成する工程と、気相法によって金属を形成する工程とを具備し、前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層は、前記有機物及び前記金属からなる有機金属化合物であることを特徴としている。
ここでは、有機ＥＬ装置におけるフルカラー表示を可能とするために、互いに発光色の異なる複数種類の有機発光層として、青、緑、赤の発光層が基板上に並置された構成とされている。しかし、このように複数の発光層を設けた場合には、各発光層に対して最適な錯体材料が異なる場合がある。このため、上述の構成を採る場合には、上記複数の発光層のそれぞれに対応して最適な錯体を選定し、選定された複数種類の錯体が電子注入層に混在した状態で含まれる構成とすることが好ましい。このように電子注入層内にそれぞれの発光層に最適な錯体を全て含ませることで、全ての発光素子に対して優れた電子注入効果を発揮する電子注入層を形成することができる。また、各錯体の混合比を変えることで、色バランスを調節することも可能となる。或いは、各発光層に対して電子注入層を個別に設け、それぞれの発光層に設けられた電子注入層に、この発光層に対応して選定された錯体を含ませる構成としてもよい。この構成では、発光層毎に最適な材料設計を行うことができ、又、各発光層の色バランス等を調節することも容易となる。
従って、本発明によれば、所望の有機物を液相法によって成膜し、また、所望の金属を気相法によって成膜することによって形成された有機金属化合物が、前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層になるので、当該有機物と当該金属との接合界面に安定な有機金属錯体の層を形成することができる。従って、従来技術のように不安定な有機材料を用いた場合に、成膜の際の熱等の影響により分解することがなく、有機物の機能を失うこともない。更に、積層構造の場合における各層の接合界面が影響を受けることもない。従って、有機金属化合物を安定して成膜することが可能となり、接合界面の密着力を増大できる。更に、接合界面のみに錯体層が形成されるために、例えば、１分子程度の超薄膜を作成できる。従って、青、緑、赤の各発光層の発光効率が向上するので、高コントラスト、かつ良好な諧調の発光色が実現可能となる。
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記有機金属化合物が有機金属錯体であることが好ましく、有機金属錯体としてはその中心原子が陰極の少なくとも１つの構成元素と同一の金属元素からなることが好ましく、有機金属錯体がβ−ジケトン錯体であることが好ましい。
ここで、有機金属錯体は、キレート錯体や環状のポリエーテルであるクラウンエーテル錯体等、種々の構造のものを用いることができる。中でもβ―ジケトン系の配位子を有する錯体（β−ジケトン錯体）は、酸性試薬であり、かつ、酸素原子による多座配位子であり、安定な金属錯体を形成できるであるため、好ましい。
また、錯体の中心原子が前記第２陰極及び前記第３電極の少なくとも１つの構成元素と同一の構成にすることで、これらの界面の密着力は更に高まり、一段と高い電子注入効果が得られる。この場合、上記錯体は、電子注入層との界面近傍の陰極の構成元素を中心原子として取り込んでいればよく、例えば、陰極が複数の薄膜の積層体からなる場合には、上記錯体の中心原子は、上記薄膜の内、最も電子注入層側に配置された薄膜の構成元素と同一のものであればよい。
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層を形成する工程は、前記有機物を形成した後に当該有機物上に前記金属を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することが好ましい。
このようにすれば、予め形成された有機物に応じて、前記有機金属化合物の薄膜を形成し、即ち、前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層を形成することができる。また、有機物を形成する液相法としてインクジェット法（液滴吐出法）を用いた場合には、所定のパターンで有機物を形成することができるので、従って、選択的に有機金属化合物の薄膜が形成され、所定のパターンの前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層を形成することができる。
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層を形成する工程は、前記金属を形成した後に当該金属上に前記有機物を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することが好ましい。
このようにすれば、予め形成された金属に応じて、前記有機金属化合物の薄膜を形成することができる。また、有機物を形成する液相法としてインクジェット法を用いた場合には、所定のパターンで有機物を形成することができるので、従って、選択的に有機金属化合物の薄膜が形成され、所定のパターンの前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層を形成することができる。
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記液相法が液滴吐出法であることが好ましい。
このようにすれば、第１電子注入層、第２電子注入層、第３電子注入層を液滴吐出法によって選択的に形成することができる。
従って、青色の発光をなす発光層上にのみに対して第１電子輸送層を、また、緑色の発光をなす発光層上にのみに対して第２電子輸送層を、また、赤色の発光をなす発光層上にのみに対して第３電子輸送層を、それぞれ選択的に形成することができる。
また、本発明の有機ＥＬ装置は、先に記載された有機ＥＬ装置の製造方法によって製造されたことを特徴としている。
本発明によれば、所望の有機物を液相法によって成膜し、また、所望の金属を気相法によって成膜することによって形成された有機金属化合物が、前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層になるので、当該有機物と当該金属との接合界面に安定な有機金属錯体の層を形成することができる。従って、従来技術のように不安定な有機材料を用いた場合に、成膜の際の熱等の影響により分解することがなく、有機物の機能を失うこともない。更に、積層構造の場合における各層の接合界面が影響を受けることもない。従って、有機金属化合物を安定して成膜することが可能となり、接合界面の密着力を増大できる。更に、接合界面のみに錯体層が形成されるために、例えば、１分子程度の超薄膜を作成できる。従って、青、緑、赤の各発光層の発光効率が向上するので、高コントラスト、かつ良好な諧調の発光色が実現可能となる。
また、本発明の電子機器は、上述の有機ＥＬ装置を備えたことを特徴としている。
これにより、高コントラスト、かつ良好な諧調の発光色が実現した表示が可能な電子機器を提供することができる。
また、本発明の有機電子デバイスは、先に記載した有機金属化合物薄膜を備えたことを特徴としている。
従って、先に記載した同様の効果を奏する。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ装置について説明する。
（有機ＥＬ装置）
図１は本実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を模式的に示す図である。
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（Thin Film Transistor、以下ではＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス型の表示装置である。
この有機ＥＬ装置（有機電子デバイス装置）１は、図１に示すように、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。
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。
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（陽極）２３と、この画素電極２３と陰極５０との間に挟持された機能層１１０とが設けられている。画素電極２３と陰極５０と機能層１１０により、発光素子（有機ＥＬ素子）が構成されている。
この有機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。
次に、本例の有機ＥＬ装置１の具体的な構成を図２〜図５を参照して説明する。
まず、図２に基づいて、本実施形態の有機ＥＬの平面構造について説明する。
本例の有機ＥＬ装置１は、電気絶縁性を備えた基板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（図示せず）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）とを具備して構成されている。なお、本発明においては、基板２０と後述するようにこれの上に形成されるスイッチング用ＴＦＴや各種回路、及び層間絶縁膜などを含めて、基体と称している。（図３、４中では符号２００で示している。）
画素部３は、中央部分の実表示領域４（図２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。
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方向にそれぞれ離間してマトリックス状に配置されている。
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。これら走査線駆動回路８０、８０は、ダミー領域５の下側に配置されている。
さらに、実表示領域４の図２中上側には、検査回路９０が配置されている。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、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥を検査できるようになっている。なお、この検査回路９０も、ダミー領域５の下側に配置されている。
走査線駆動回路８０および検査回路９０は、その駆動電圧が、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の作動制御を行う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。
次に、図３〜図５に基づいて本有機ＥＬ装置の断面構造について説明する。図３，図４は、図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図であり、図５はその要部を拡大して示す図である。
本有機ＥＬ装置１は、図３及び図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としては、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、基板２０側から発光光を取り出す構成であるので、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、安価なソーダガラス基板が好適に用いられる。
また、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合には、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、基板２０には透明基板及び不透明基板のいずれを用いることもできる。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。
封止基板３０には、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。特にトップエミッション型の場合には、この封止基板３０として、ガラス，石英，樹脂等の透明基板が採用される。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ることが好ましい。
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、その上に発光素子が設けられている。この発光素子は、図５に示すように、画素電極２３と、発光層６０を主体とする機能層１１０と、陰極５０とが順に積層されてなるものである。
画素電極２３は発光層６０に対して正孔を供給する陽極として機能するものであり、この画素電極２３には、例えばボトムエミッション型の場合、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス透明導電膜（Indium Zinc Oxide ：ＩＺＯ（登録商標））（出光興産社製）等の透明導電材料が用いられる。また、トップエミッション型の場合には、このような透明導電材料に限らず、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の光反射性或いは不透明な導電材料を用いることもできる。
発光層６０には、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、ポリジアルキルフルオレン（ＰＤＡＦ）、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール（ＰＦＢＴ）、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）や、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。
なお、「高分子」とは、分子量が数百程度の所謂「低分子」よりも分子量の大きい重合体を意味し、上述の高分子材料には、一般に高分子と呼ばれる分子量１００００以上の重合体の他に、分子量が１００００以下のオリゴマーと呼ばれる低重合体が含まれる。
本実施形態では、フルカラー表示を行うべく、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）に対応した発光層が１画素内に並置されている。
また、本実施形態では、必要に応じて画素電極２３と発光層６０との間に正孔注入／輸送層７０（図５参照）を設けることができる。この正孔注入／輸送層を設けることにより、発光層６０内を移動する電子が効率よくブロッキングされ、発光層内での電子と正孔との再結合確率が高まる。この正孔注入／輸送層７０には、画素電極２３からの注入障壁が低く、正孔移動度の高い材料が好適に用いられる。このような材料としては、例えば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用いられる。具体的には、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／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などが用いられる。
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ている。この陰極５０としては、例えばトップエミッション型の場合、透明導電材料が用いられる。このような透明導電材料としては、バソクプロイン（ＢＣＰ）とセシウム（Ｃｓ）の共蒸着膜を好適に用いることができる。この場合、さらに導電性を付与するためにＩＴＯを積層するといった構造が好適に採用される。なお、ＢＣＰとＣｓの共蒸着膜の代わりに、Ｃａの超薄膜（例えば、膜厚が５ｎｍ程度の薄膜）を形成し、この上にＩＴＯを積層してもよい。また、ボトムエミッション型の場合には、このような透明導電材料に限らず、Ａｌ等の光反射性或いは不透明な導電材料を用いることもできる。
この際、電子注入効率を高めるために、陰極には、低仕事関数の金属元素（例えば、アルカリ金属，アルカリ土類金属，マグネシウム，希土類元素（Ｐｍを除く））が構成元素として含まれることが望ましい。なお、このような金属元素は、少なくとも発光層６０側の界面に存在すればよく、例えば、陰極が複数の薄膜の積層体からなる場合には、最も発光層６０側に配置された薄膜が上述の低仕事関数金属元素によって構成されればよい。具体的には、Ｃａを厚さ２０ｎｍ程度に形成し、さらにその上にＡｌを厚さ２００ｎｍ程度に形成することで、電子注入効率の高い陰極が得られる。この場合、Ａｌは発光光を基板２０側に出射させる反射層としての機能も有する。
また、本実施形態では、陰極５０から発光層６０への電子注入効率を高めるために、陰極５０と発光層６０との間に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）をそれぞれ発光する発光層６０毎に電子を注入／輸送する電子注入層（電荷輸送層）６５Ｂ、６５ＲＧが形成されており、青（Ｂ）を発光する発光層６０については電子注入層６５Ｂが形成され、赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）を発光する発光層６０については電子注入層６５ＲＧが形成されている。
電子注入層６５Ｂは、ＬｉＦ（フッ化リチウム）によって形成されている。なお、ＬｉＦ以外のものを用いてもよく、周期律表１Ａ族と、周期律表２Ａ族と、希土類との中から選択される金属元素、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選択される金属元素を有した酸化物、フッ化物、塩化物等の化合物が好ましい。
また、電子注入層６５ＲＧは、有機金属錯体によって形成されており、この金属錯体は、金属元素からなる中心原子をＭ、有機材料からなるキレート配位子をＡ、有機材料からなる中性配位子をＢとして一般式ＭＡｎＢｍ（ｎ：中心原子Ｍの価数、ｍ：自然数）で示される有機金属化合物である。このような金属錯体としては、キレート錯体やクラウンエーテル錯体等、種々の構造の錯体を用いることができる。
具体的には、上記キレート配位子Ａとして、アセチルアセトン（ａｃａｃ），ジピパロイルメタン（ｄｐｍ），ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａ），２，２，６，６，−テトラメチル−３，５−オクタンジオアセトン（ＴＭＯＤ），テノイルトリフルオロアセトン（ＴＴＡ），１−フェニル−３−イソヘプチ−１，３−プロパンジオン（商品名ＬＩＸ５４，ＬＩＸ５１；ヘンケル社）等のβ−ジケトン系の配位子、８−キノリノール（オキシン），２−メチル−８−キノリノール等のキノリノール系の配位子、トリオクチルホフフィンオキシド（ＴＯＰＯ），リン酸トリブチル（ＴＢＰ），イソブチルメチルケトン（ＭＢＫ），ビス（２−エチルヘキシル）リン酸（Ｄ２ＥＨＰＡ）等のリン酸系の配位子、酢酸，安息香酸等のカルボン酸系の配位子、ジフェニルチオカルバゾン配位子等を好適に用いることができる。
中でもβ−ジケトン系の配位子を有する錯体（β−ジケトン錯体）は、酸性試薬であり、かつ、酸素原子による多座配位子であり、安定な金属錯体を形成できるのため好ましい。
また、上記中性配位子Ｂとしては、２，２′−ビピリジン（ｂｐｙ），１，１０−フェナンスロリン（ｐｈｅｎ），２，９−ジメチル−１，１０−フェナンスロリン（ｄｍｐ），バソフェナンスロリン（ｂ−ｐｈｅｎ），バソクプロイン（ｂｃｐ），等の複素環式アミンやピリジン（ｐｙ）等を好適に用いることができる。
ところで、この電子注入層６５ＲＧでは、電子注入層６５ＲＧと陰極５０との密着力を高めるために、中心原子Ｍは、陰極５０を構成する金属元素と同一の金属元素によって構成することができる。この場合、上記中心原子Ｍは、この電子注入層６５ＲＧとの界面近傍に位置する陰極の構成元素と同一であればよく、例えば陰極が複数の薄膜の積層体からなる場合には、中心原子Ｍは、上記薄膜の内、最も電子注入層側に配置された薄膜の構成元素と同一のものであればよい。具体的には、陰極５０がＡｌの単層膜からなる場合には、上記錯体として、これと同じ金属元素を中心原子とするＡｌ（ａｃａｃ）２等を用いる。また、陰極５０がＣａとＡｌの積層膜からなる場合には、より電子注入層側に配置されたＣａを中心原子とするＣａ（ａｃａｃ）２等を用い、陰極５０にＢＣＰとＣｓの共蒸着膜を用いた場合には、上記錯体としてＣｓ（ａｃａｃ）等を用いる。
なお、陰極５０を低仕事関数の金属元素によって構成した場合には、錯体の中心原子Ｍはアルカリ金属，アルカリ土類金属，マグネシウム，希土類元素等の金属元素によって構成されることとなるが、このような錯体は電子親和力が高く、電子の注入障壁も小さいため、発光効率は更に高まる。
このように本実施形態では、電子注入層内にそれぞれの発光層に適した材料を混在させている。つまり、本実施形態のように１画素内にＲ，Ｇ，Ｂの複数種類の発光層が設けられた場合には、それぞれの発光層に対して最適な材料、例えば、電子注入層６５Ｂに対してはＬｉＦ、電子注入層６５ＲＧに対しては、有機金属錯体を形成している。このように、電子注入層６５Ｂ、６５ＲＧ内にそれぞれの発光層に適した有機金属錯体を混在させて、それぞれの材料の間で機能を補完し合うようにすることで、発光効率を更に高めることが可能となる。なお、電子注入層６５Ｂとしては、ＬｉＦを採用したが、Ｌｉを中心金属とする錯体を採用してもよい。
或いは、各発光層に対してそれぞれ最適な材料や、金属錯体を選定し、これに対応する発光層に対して選択的に設けてもよい。つまり、電子注入層を各発光層に対して個別に設け、それぞれの発光層に設けられた電子注入層には、その発光層に対応して選定された錯体のみが含まれるようにしてもよい。この構成では、発光層毎に最適な材料設計を行うことができる。また、この場合、各発光層の色バランスを調節することも容易となる。
また、上記の有機金属錯体はそれ自体単独で用いることもできるし、従来から知られている電子輸送性の材料に混合させて使用することもできる。このような公知の電子輸送性物質としては、シクロペンタジエン誘導体，オキサジアゾール誘導体，ビススチリルベンゼン誘導体，ｐ−フェニレン化合物，フェナントロリン誘導体，トリアゾール誘導体等が挙げられる。また、電子注入層６５ＲＧの膜厚は、導電性を確保するために、０．１ｎｍ〜１ｎｍであることが好ましい。
次に、図５に基づいて、この発光素子を駆動するために回路部の構成について説明する。
前記の発光素子の下方には、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上に形成されて基体２００を構成するものである。すなわち、基板２０の表面にはＳｉＯ２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、ＳｉＯ２やＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。
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、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。
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（Light Doped Drain ）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。
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には、アクリル系の絶縁膜以外の材料、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ２ などの珪素化合物を用いることもできる。このように第２層間絶縁膜２８２にガスバリア性の高い珪素化合物、特に珪素窒素化合物を用いると、基板本体２０を透湿性の高い樹脂基板とした場合でも、基板側から発光層６０へ酸素や水分等が浸入することを防止でき、発光素子の寿命を長くすることができる。
そして、この第２層間絶縁層２８４の表面にはＩＴＯからなる画素電極２３が形成されるとともに、この画素電極２３は、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。
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。
画素電極２３が形成された第２層間絶縁層２８４の表面には、画素電極２３と、前記した親液性制御層２５及び有機バンク層２２１とからなるバンク構造体が設けられている。親液性制御層２５は、例えばＳｉＯ２ などの親液性材料を主体とするものであり、有機バンク層２２１は、例えばアクリルやポリイミドなどからなるものである。そして、画素電極２３の上には、親液性制御層２５に設けられた開口部２５ａ、および有機バンク２２１に囲まれてなる開口部２２１ａの内部に、正孔注入／輸送層７０と発光層６０とがこの順に積層されている。なお、本例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上の第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。
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、本発明の一実施形態として、前記有機ＥＬ装置１の製造方法の一例を、図６〜図９を参照して説明する。ここで、図６〜図９に示す各断面図は、図２中のＡ−Ｂ線の断面図に対応している。
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。
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。
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のシリコン酸化膜によって、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。
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１×１０12ｃｍ-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１×１０17ｃｍ-3の低濃度Ｐ型のシリコン層となる。
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を形成し、この状態でリンイオンを約１×１０15ｃｍ-2のドーズ量でイオン注入する。その結果、パターニング用マスクに対してセルフアライン的に高濃度不純物が導入されて、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。
次に、図６（ｃ）に示すように、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、或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５０２を形成する。この導電層５０２の厚さは概ね５００ｎｍ程度である。その後、パターニング法により、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。
続いて、図６（ｄ）に示すように、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４×１０13ｃｍ-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。
次に、図７（ｅ）に示すように、Ｐチャネル型の駆動回路用ＴＦＴ２５２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１．５×１０15ｃｍ-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。従って、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。
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当該第１層間絶縁層２８３をパターニングすることによって、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。
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、当該導電層５０４をパターニングして、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。
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、ＳｉＯ2により第２層間絶縁膜を形成する事も可能であり、ＳｉＮの膜厚としては２００ｎｍ、ＳｉＯ2の膜厚としては８００ｎｍに形成することが望ましい。
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。
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、この透明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。
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の形状とほぼ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は少なくとも上記駆動電圧導通部３１０（３４０）の上方に位置するものも含むものとする。
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。逆に、開口部２５ａを設けないダミーパターン２６においては、絶縁層（親液性制御層）２５が正孔移動遮蔽層となって正孔移動が生じないものとされている。
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を形成する。具体的には、親液性制御層２５の上記凹状部に対して、金属クロムを用いスパッタリング法にて成膜する。
次いで、図９（ｍ）に示すように、親液性制御層２５の所定位置、詳しくは上記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。
次いで、有機質層をフォトリソグラフィ技術などにより同時にエッチングして、有機質物のバンク開口部２２１ａを形成し、開口部２２１ａに壁面を備えた有機バンク層２２１を形成する。なお、この場合、有機バンク層２２１は少なくとも上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される。
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工程により、各領域を形成するものとしている。具体的には、該プラズマ処理工程は、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、冷却工程とを具備している。
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雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ2プラズマ処理）を行う。次いで、撥インク化工程として大気雰囲気中で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ4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。
なお、このＣＦ4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ＳｉＯ2、ＴｉＯ2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。
次いで、正孔注入／輸送層７０を形成するべく正孔注入／輸送層形成工程を行う。正孔注入／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、正孔注入／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、画素電極２３上に正孔注入／輸送層７０を形成する。正孔注入／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。
ここで、このインクジェット法による正孔注入／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）に正孔注入／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、材料中に含まれる分散媒や溶媒を蒸発させることにより、正孔注入／輸送層７０を形成する。
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、撥液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、この正孔注入／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。
次いで、図１０（ｎ）に示すように、有機ＥＬ層６０を形成すべく有機ＥＬ層形成工程を行う。この工程では、前記の正孔注入／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注入／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、すなわち画素領域上に発光層６０を形成する。なお、この有機ＥＬ層形成工程では、正孔注入／輸送層７０の再溶解を防止するために、有機ＥＬ層形成の際に用いる材料インクの溶媒として、正孔注入／輸送層７０に対して不溶な無極性溶媒を用いる。また、発光層６０の形成にあたっては、各色毎に行うようにする。
次に、図１０（ｏ）に示すように、有機ＥＬ層６０上に電子注入層６５Ｂ、６５ＲＧを形成すべく電子注入層形成工程を行う。
ここで、電子注入層６５Ｂとしては、マスク蒸着法や公知の液相法によりＬｉＦを形成する。
また、電子注入層６５ＲＧにおいては、液相法によって有機金属錯体の配位子となるアセチルアセトナート（ａｃａｃ）を形成し、更に、当該アセチルアセトナート（ａｃａｃ）と接触するように気相法によって有機金属錯体の中心金属となるＣａを形成している。このように、有機金属錯体（有機金属化合物）を形成するにあたり、液相法と気相法を用いるということを本発明の特徴点としている。
詳述すると、上記のインクジェット法を用いることにより、アセチルアセトナートを発光層６０上に形成した後に、蒸着法によりＣａからなる薄膜を全面に形成する。このようにすれば、アセチルアセトナートとＣａとの接合界面に安定な有機金属錯体の層を形成することができる。従って、従来技術のように不安定な有機材料を用いた場合に、成膜の際の熱等の影響により分解することがなく、有機物の機能を失うこともない。更に、積層構造の場合における各層の接合界面が影響を受けることもない。従って、有機金属化合物を安定して成膜することが可能となり、接合界面の密着力を増大できる。更に、接合界面のみに錯体層が形成されるために、例えば、１分子程度の超薄膜の作成が可能となる。
なお、このようにＣａを形成する際には、ＬｉＦからなる電子注入層６５Ｂの上層に形成してもよい。当該Ｃａ薄膜は、後述の陰極５０の形成材料であるで、電子注入層形成工程においてＣａを形成することにより、後の工程において改めてＣａ薄膜を形成する必要がなく、工程の簡素化を実現できる。
続いて、図１０（ｐ）に示すように、陰極５０を形成すべく蒸着法により陰極層形成工程を行う。この工程では、まず、蒸着法やスパッタ法により、低仕事関数の金属（例えば、Ｃａ）を上記電子注入層の露出部の全面に成膜し、続いて、これよりも仕事関数の高い金属（例えば、Ａｌ）をこの上に成膜する。これにより、ＣａとＡｌ（又はＩＴＯ）との積層膜からなる陰極５０が形成される。
そして最後に、封止基板３０を形成すべく封止工程を行う。この封止工程では、封止基板３０の内側に乾燥剤４５を挿入しつつ、封止基板３０と基板２０とを接着剤４０にて封止する。なお、この封止工程は、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ことが好ましい。
上述したように、本実施形態においては、電子注入層６５ＲＧを形成するにあたり、アセチルアセトナートを液相法によって成膜し、更に、Ｃａを気相法によって成膜することにより、カルシウムアセチルアセトナートＣａ（ａｃａｃ）２を形成することにより、接合界面に安定なＣａ（ａｃａｃ）２を形成することができる。従って、従来技術のように不安定な有機材料を用いた場合に、成膜の際の熱等の影響により分解することがなく、有機物の機能を失うこともない。更に、積層構造の場合における各層の接合界面が影響を受けることもない。従って、有機金属化合物を安定して成膜することが可能となり、接合界面の密着力を増大できる。更に、接合界面のみに錯体層が形成されるために、例えば、１分子程度の超薄膜の作成が可能となる。
また、発光色のＲ（赤）及びＧ（緑）、及びＢ（青）の発光層６０に対して、発光特性が最適となるように電子注入層６５ＲＧ、６５Ｂか形成されているので、全ての発光素子に対して優れた電子注入効果を発揮する有機ＥＬ装置を形成することができる。また、各錯体の混合比を変えることで、色バランスを調節することも可能となる。或いは、各発光層に対して電子注入層を個別に設け、それぞれの発光層に設けられた電子注入層に、この発光層に対応して選定された錯体を含ませる構成としてもよい。この構成では、発光層毎に最適な材料設計を行うことができ、又、各発光層の色バランス等を調節することも容易となる。
また、本実施形態においては、電子注入層６５ＲＧの有機金属錯体として、β―ジケトン系の配位子を有する錯体（β−ジケトン錯体）を採用していることから、酸性試薬であり、かつ、酸素原子による多座配位子であり、安定な金属錯体を形成できる。
また、このような錯体の中心原子が陰極の構成元素と同一の構成にすることで、即ち、中心原子としてＣａを採用することで、これらの界面の密着力は更に高まり、一段と高い電子注入効果が得られる。
なお、上記の実施形態は、電子注入層６５ＲＧを形成する工程において、アセチルアセトナートを発光層６０上に形成した後にＣａを形成しているが、先にＣａ薄膜を形成した後にアセチルアセトナートを形成してもよい。このようにすれば、上記と同様の効果をそうすると共に、リバース構造の有機ＥＬ装置を形成することができる。ここでいうリバース構造とは、陰極と陽極の位置関係が逆になった構造を意味しており、即ち、基板２０側から陰極５０、電子注入層６５Ｂ、６５ＲＧ、発光層６０、正孔注入／輸送層７０、画素電極２３が順に積層された構造を意味する。このようにすれば、画素電極２３側から発光光を取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ装置を提供することが可能となる。従って、発光面積の開口率化を達成することができる。なお、この場合には、封止基板３０と透明性材料を採用する必要がある。
また、上記の実施形態においては、有機ＥＬ装置、及び有機ＥＬ装置の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定するものではない。
例えば、太陽電池等の光電化学電池が具備する有機金属化合物薄膜、及びその形成方法において本発明の適用が可能である。
このような光電化学電池を構成する単分子発色剤層等の有機化合物を形成するにあたり、上述の有機金属錯体（有機金属化合物）の形成方法を採用することにより、有機金属化合物を安定して成膜することが可能となり、接合界面の密着力を増大できる。
［電子機器］
次に、本発明の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
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。
図１１に示す電子機器は、前記有機ＥＬ装置を有した表示部を備えているので、長寿命で且つ明るい表示が得られる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では発光層６０に高分子材料を用いたが、この代わりに低分子材料を用いることもできる。また、上述の回路部１１の構成はほんの一例であり、これ以外の構成を採ることも可能である。さらに、上記実施形態では本発明の有機ＥＬ装置を表示装置とした例について説明したが、基板全面に発光層をベタで形成し、これを透過型液晶装置等のバックライト（照明装置）として使用することもできる。
本発明の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。 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２のＡ−Ｂ線に沿う断面図である。 図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図である。 図３の要部拡大断面図である。 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６に続く工程を説明するための断面図である。 図７に続く工程を説明するための断面図である。 図８に続く工程を説明するための断面図である。 図９に続く工程を説明するための断面図である。 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（有機電子デバイス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置）、２３…画素電極（陽極）、５０…陰極、６５ＲＧ…電子注入層（有機金属化合物、有機金属錯体、電荷輸送層）、６０…有機発光層、１０００…携帯電話（電子機器）

Claims (25)

  1. 基板上に有機金属化合物の薄膜を形成する方法であって、
    液相法によって有機物を形成する工程と、気相法によって金属を形成する工程とを具備し、前記有機物及び前記金属からなる有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴とする有機金属化合物の薄膜形成方法。
  2. 前記有機物を形成した後に、当該有機物上に前記金属を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の有機金属化合物の薄膜形成方法。
  3. 前記金属を形成した後に、当該金属上に前記有機物を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の有機金属化合物の薄膜形成方法。
  4. 前記液相法は、液滴吐出法であることを特徴とする請求項１に記載の有機金属化合物の薄膜形成方法。
  5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法で形成されたことを特徴とする有機金属化合物薄膜。
  6. 前記有機金属化合物薄膜の膜厚が１ナノメートル以下であることを特徴とする請求項５記載の有機金属化合物薄膜。
  7. 有機機能層を形成する有機機能層形成工程と、電荷輸送層を形成する電荷輸送層形成工程と、電極を形成する電極形成工程とを含む有機電子デバイス装置の製造方法であって、
    前記電荷輸送層形成工程は、液相法によって有機物を形成する工程と、気相法によって金属を形成する工程とを具備し、前記有機物及び前記金属からなる有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴とする有機電子デバイス装置の製造方法。
  8. 前記有機金属化合物が有機金属錯体であることを特徴とする請求項７に記載の有機電子デバイス装置の製造方法。
  9. 前記有機金属錯体の中心原子が前記電極の少なくとも１つの構成元素と同一の金属元素からなることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の有機電子デバイス装置の製造方法。
  10. 前記有機金属錯体がβ−ジケトン錯体であることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の有機電子デバイス装置の製造方法。
  11. 前記電荷輸送層形成工程は、前記有機物を形成した後に当該有機物上に前記金属を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の有機電子デバイス装置の製造方法。
  12. 前記電荷輸送層形成工程は、前記金属を形成した後に当該金属上に前記有機物を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の有機電子デバイス装置の製造方法。
  13. 前記液相法は、液滴吐出法であることを特徴とする請求項７に記載の有機電子デバイス装置の製造方法。
  14. 請求項７から請求項１３のいずれかに記載された有機電子デバイス装置の製造方法によって製造された有機電子デバイス装置。
  15. 請求項１４に記載の有機電子デバイス装置を備えたことを特徴とする電子機器。
  16. 青の発光層と、緑の発光層と、赤の発光層とを形成する工程と、
    前記青の発光層上に第１電子注入層を形成する工程と、
    前記緑の発光層上に第２電子注入層及び前記赤の発光層上に第３電子注入層を形成する工程と、
    を含み、
    前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層を形成する工程は、液相法によって有機物を形成する工程と、気相法によって金属を形成する工程とを具備し、
    前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層は、前記有機物及び前記金属からなる有機金属化合物であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  17. 前記有機金属化合物が有機金属錯体であることを特徴とする請求項１６に記載の有機電子デバイス装置の製造方法。
  18. 前記有機金属錯体の中心原子が陰極の少なくとも１つの構成元素と同一の金属元素からなることを特徴とする請求項１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  19. 前記有機金属錯体がβ−ジケトン錯体であることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  20. 前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層を形成する工程は、前記有機物を形成した後に当該有機物上に前記金属を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴とする請求項１６から請求項１９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  21. 前記第２電子注入層及び前記第３電子注入層を形成する工程は、前記金属を形成した後に当該金属上に前記有機物を形成することにより、前記有機金属化合物の薄膜を形成することを特徴とする請求項１６から請求項１９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  22. 前記液相法は、液滴吐出法であることを特徴とする請求項１６に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  23. 請求項１６から請求項２２のいずれかに記載の製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス装置。
  24. 請求項２３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたことを特徴とする電子機器。
  25. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法で形成された有機金属化合物薄膜を備えた有機電子デバイス。

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