JP2005222776A - 有機エレクトロルミネセンス装置及びその製造方法、有機エレクトロルミネセンス装置製造用基板、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機ＥＬ装置において、有機ＥＬ層を均一に形成させる。
【解決手段】 有機ＥＬ装置１０において、基板１２上に形成された陽極３１０の周囲には、この陽極３１０を囲む様に第１隔壁１３が形成されている。更に、この第１隔壁１３の上部には、第２隔壁１４が第１隔壁と同様枠状に形成されており、この第２隔壁１４、第１隔壁１３及び陽極３１０によって形成される空間内に、有機ＥＬ層３２０が形成される。ここで、陽極３１０及び第１隔壁１３においてこの空間を規定する面３１０ａ及び１３ａは略平坦化されているため、有機ＥＬ層３２０はこの空間内において均一に形成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、有機エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence：以下、適宜「ＥＬ」と称す）装置及びその製造方法、有機エレクトロルミネセンス装置製造用基板、並びに電子機器の技術分野に関する。

例えば、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置において、バンクで仕切られた空間内に有機ＥＬ層を構成する液体材料が充填される構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の有機ＥＬ装置（以下、「従来の有機ＥＬ装置」と称す）は、このバンクの高さ及び幅等を最適化することによって、各画素部において有機ＥＬ層となる液体材料の隣接する画素部への流出が防止可能であるとされている。

特開２０００−３５３５９４号公報

しかしながら、係る従来の有機ＥＬ装置は、以下に示す問題点を有する。

バンクで仕切られた空間において、画素電極となるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）とバンク内壁部分に段差がある場合、この段差部分において有機ＥＬ層を構成する液体材料の膜厚が不均一となる。この膜厚が薄過ぎる場合、画素電極と対向電極とがショートすることがあり、また、厚過ぎる場合には、発光輝度の低下を招くことがある。即ち、係る従来の有機ＥＬ装置では、隣接する画素部への液体材料の流出は防止できても、有機ＥＬ層の不均一性に起因して、表示品質の低下及び画素欠陥の発生等製造品質の低下が生じるという問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬ層を均一に形成可能な構造を有する有機エレクトロルミネセンス装置、及びその製造方法、有機エレクトロルミネセンス装置製造用基板、並びにその様な有機エレクトロルミネセンス装置を搭載する各種電子機器を提供することを課題とする。

本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置は、上記問題点解決するために、基体と、該基体上に形成された第１の電極と、該第１の電極の側面を囲む第１の隔壁と、該第１の隔壁の上側に枠状に形成された第２の隔壁と、前記第１の電極、前記第１の隔壁及び前記第２の隔壁によって囲まれた空間内に形成された有機エレクトロルミネセンス層と、前記空間内において前記有機エレクトロルミネセンス層の上側に形成された第２の電極とを有し、前記第１の隔壁における前記空間を規定する面部分と、前記第１の電極における前記空間を規定する面部分とを含んでなる、前記有機エレクトロルミネセンス層の下地となる面が略平坦化されている。

本発明に係る有機ＥＬ装置によれば、その動作時には、第１の電極と第２の電極との間に駆動電圧が印加され、この電極間に挟持された有機ＥＬ層が発光する。例えば、駆動形態をアクティブとした場合、典型的には複数の画素部がマトリクス状に配列してなるアクティブマトリクス方式と呼ばれる駆動形態を採ることとなる。係る方式においては、これらマトリクス状に配列した画素部が、夫々上述した如き本発明に係る有機ＥＬ装置の構造を有する。尚、アクティブ駆動の態様にも、電流プログラミング方式、電圧プログラム方式、電圧比較方式、カレントミラー方式、単純なアクティブマトリクス方式等、様々な種類が存在するが、いずれの態様においても、以降説明する本発明に係る有機ＥＬ装置の効果は変わらず享受されるものである。

アクティブマトリクス方式においては、例えば、ガラス基板上に多結晶シリコンを活性層として形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等によってこれら画素部の駆動回路が形成される。この駆動回路の上部には、層間絶縁膜等の各種絶縁膜が形成され、これらを介して本発明に係る「第１の電極」に駆動電圧が供給される。即ち、本発明に係る「基体」とは、単にガラス又はシリコン等の基板のみを示すのみならず、駆動回路やそれに付随する層間膜、コンタクトホール及び配線等を含んだ概念である。例えば、ＴＦＴアレイ基板等と称される基板であってもよい。

この様な基体上に形成される「第１の電極」は、主としてＩＴＯ等の透明導電膜である。係る第１の電極は、その構成材料たるＩＴＯが基体上に形成された後、画素部の形状に応じて、フォトリソグラフィ等によりパターニング及びエッチングがなされることによって得られる断面視的に凸形状の電極である。無論、第１の電極の構成材料は、ＩＴＯに限定されるものではなく、他の透明導電膜であってもよいし、透明である必要のない場合には、アルミニウム等の金属導電膜であってもよい。

この凸状の第１の電極の側部は、本発明に係る「第１の隔壁」によって囲まれており、この第１の隔壁の上部には、本発明に係る「第２の隔壁」が形成される。この第１の隔壁及び第２の隔壁は、画素部を区画する隔壁であり、従って、隣接する画素部への漏電、又は画素部内での電極間の短絡を防止するために主として絶縁性の材料で形成される。また、係る絶縁性は、最終的な有機ＥＬ装置の駆動時に得られればよい性質のものであって、例えば、絶縁性を有さない構成材料に何らかの化学的処理を施して得られるものであってもよい。

第１の隔壁は、第１の電極を密着して囲んでおり、結果的に、第１の電極、第１の隔壁及び第２の隔壁は、一体の連続面を形成し、この連続面に囲まれ且つ上部が開口した、有機ＥＬ層形成空間（以降、適宜この名称を使用する）とも言うべき断面視凹状の空間を形成することとなる。

この有機ＥＬ層形成空間内には、有機ＥＬ層が形成される。有機ＥＬ層は、例えば、第１の電極の上側に正孔注入層、発光層が順次形成された二層構造を有するものであるが、発光層の上側に更に電子輸送層を備えていても構わないし、また、この様な正孔注入層や電子輸送層等の補助的な層を備えていなくてもよい。また、有機ＥＬ層の構成材料は特に限定されない。

有機ＥＬ層の上側には、例えばアルミニウム等で形成された、本発明に係る「第２の電極」が形成される。この第２の電極は、基準電位に電気的に接続されている場合には、全ての画素部について共通であってもよいし、各画素部で個別に形成されていても構わない。この様な構成の下で、第１の電極と第２の電極との間に電圧が印加されることによって、有機ＥＬ層は各画素部の駆動条件に応じて発光する。

ここで、本発明に係る有機ＥＬ装置では特に、有機エレクトロルミネセンス層の下地となる面は、第１の隔壁における前記空間を規定する面部分と第１の電極における前記空間を規定する面部分とを含んでなる。そして、この有機ＥＬ層の下地面は、略平坦化されている。ここに、本発明に係る「略平坦化」とは、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）等の研磨処理、溝を掘って埋め込む処理、スピンコート処理など、有機ＥＬ層の下地となる下面を平坦に近付けるための何らかの平坦化処理が施された結果、何らの平坦化処理を施さない場合と比較して、第１の隔壁の面部分と第１の電極の面部分とを含んでなる有機エレクトロルミネセンス層の下地となる面における、両面部分の境界付近における段差が、多少なりとも緩和或いは低減されている状態を指す。従って、完全に平坦化されていることに限定されない趣旨である。無論、理想的には完全に平坦化されていてもよい。このように、第１の隔壁において有機ＥＬ層が形成される空間を規定する面が、第１の電極における当該空間を規定する面と平坦化或いは略平坦化されている。この様に二つの面が平坦化或いは略平坦化されている場合には、例えば、有機ＥＬ層が上述した二層構造を有する場合には、正孔注入層及び発光層が、夫々均一な厚さで形成可能となる。この様に、均一な厚さで有機ＥＬ層の夫々が構成された場合には、この画素部の駆動時に電極間がショートする可能性は極めて低く、又、画素部内及び画素部間における発光輝度のばらつきも極めて生じにくい。従って、従来の有機ＥＬ装置よりも、表示品質及び製造品質を飛躍的に向上させることが可能となるのである。

また、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置の一の態様では、前記有機エレクトロルミネセンス層は、機能性液体材料が塗布されてなり、前記第１の電極及び前記第１の隔壁は、前記機能性液体材料に対して親液性を有する。

有機ＥＬ層は、前述した通り第１の電極、第１の隔壁及び第２の隔壁によって規定される空間に形成される。ここで、この有機ＥＬ層を液体材料とした場合には、この空間内に容易に有機ＥＬ層を形成することができる。また、この様に有機ＥＬ層を液体材料で構成する際には、この液体材料が、この空間内に十分な均一性をもって材料が濡れ広がる様にこの空間が構成されている必要がある。係る態様において、第１の電極及び第１の隔壁は、この液体材料に対し「親液性」を有している。ここで、親液性とは、何らかの物理的数値で明確に規定されるものではなく、有機ＥＬ層の発光に係る品質を最低限劣化させない程度の濡れ性を、この液体材料に対して有するという趣旨である。この様な態様によれば、空間内に、液体材料が十分均一に濡れ広がり、有機ＥＬ層の発光輝度のばらつきが抑制され、表示品質が向上すると共に、液体材料の充填不良などによる画素欠陥等の製造品質の低下を招かない。

また、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置の他の態様では、前記有機エレクトロルミネセンス層は、機能性液体材料が塗布されてなり、前記第２の隔壁は、前記機能性液体材料に対して撥液性を有する。

係る態様では、第２の隔壁が有機ＥＬ層を構成する液体材料に対し、撥液性を有する。ここで述べる「撥液性」とは、前述の「親液性」と同様、何ら物理的数値で規定されるものではなく、あくまで液体材料が濡れ広がりにくいといった定性的な趣旨で規定されるものである。有機ＥＬ層が液体材料で構成される場合、この第２の隔壁が係る撥液性を有さない場合には、液体材料が有機ＥＬ層の形成領域である前述の空間から流出し易い。係る場合には、例えば、隔壁によって画素部を区画するアクティブマトリクス型の駆動形態を有する有機ＥＬ装置において、隣接する画素部へ液体材料が流出することとなって、表示品質及び製造品質の低下を招く場合がある。また、液体材料の利用効率も低下するのでコストも上昇することとなる。本態様では、この様な事態を防止し得うるので効果的である。

また、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置の他の態様では、前記有機エレクトロルミネセンス層の下地となる面は、前記第１の隔壁が前記第１の電極に埋め込まれている。

本発明に係る第１の隔壁と第１の電極とを略平坦化するための平坦化処理は、有機ＥＬ層を形成する空間を規定する面に対して最低限実施されていればよいから、この様に第１の隔壁が第１の電極に埋め込まれているか否かに因らずにその効果を得ることが可能である。また、係る態様では、第１の電極の構成材料をエッチング処理する際に、第１の隔壁を形成する領域に関しても基体表面までエッチング処理による除去を行う必要がない。従って、製造コストを抑制することが可能である。

また、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置の他の態様では、前記有機エレクトロルミネセンス層の下地となる面は、前記第１の電極が前記第１の隔壁に埋め込まれている。

本発明に係る第１の隔壁と第１の電極とを略平坦化するための平坦化処理は、この様に第１の隔壁に第１の電極が埋め込まれる構成において実施されていても同様の効果を得ることが可能である。

本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置製造用基板は、上記問題点を解決するために、基体と、該基体上に形成された第１の電極と、該第１の電極の側面を囲む第１の隔壁と、該第１の隔壁の上側に枠状に形成され、前記第１の電極及び前記第１の隔壁と共に機能性液体材料の塗布空間を規定する第２の隔壁とを有し、前記第１の隔壁における前記塗布空間を規定する面部分と、前記第１の電極における前記塗布空間を規定する面部分とを含んでなる前記機能性液体材料の下地となる面には、平坦化処理が施されている。

ここで述べられる「平坦化処理」とは、即ち、前述した趣旨で規定される略平坦化を実現可能な処理を指す。

また、ここで述べられる「塗布空間」とは、即ち前述した有機ＥＬ層形成空間と等価なものである。係る有機ＥＬ装置製造用基板によれば、第１の電極及び第１の隔壁における、有機ＥＬ層形成空間を規定する面が平坦化されているから、この空間に形成される有機ＥＬ層は均一となって、発光輝度が安定し、更には、この有機ＥＬ層の上側に形成される第２の電極と、第１の電極との短絡も生じにくい。従って、有機ＥＬ装置の品質を向上させることが可能である。

また、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置製造用基板の一の態様では、前記第１の電極及び前記第１の隔壁は、前記機能性液体材料に対し親液性を有し、前記第２の隔壁は、前記機能性液体材料に対し撥液性を有する。

係る有機ＥＬ装置製造用基板によれば、第１の電極及び第１の隔壁は機能性液体材料に対し親液性であり、第２の隔壁は撥液性であるから、既に述べた様に第１の電極、第１の隔壁及び第２の隔壁によって規定される空間は、有機ＥＬ層を極めて均一に形成可能な空間となる。従って、有機ＥＬ装置の表示品質及び製造品質を一層向上させることが可能である。

また、上記問題点を解決するために、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法は、基体上に形成された第１の電極と第２の電極との間に、機能性液体材料からなる有機エレクトロルミネセンス層を挟持してなる有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法であって、前記基体上に前記第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極の周囲を囲むと共に前記第１の電極における上面部分との間に平坦化処理が施された上面部分を有する、前記機能性液体材料に対して親液性を有する第１の隔壁を形成する工程と、前記第１の隔壁の上側に、前記機能性液体材料に対し撥液性を有する枠状の第２の隔壁を形成する工程と、前記第１の電極の上面部分、前記平坦化処理が施された第１の隔壁の上面部分及び前記第２の隔壁によって囲まれた空間に、液滴吐出装置を用いて前記機能性液体材料を充填することにより、前記有機エレクトロルミネセンス層を形成する工程と、前記有機エレクトロルミネセンス層の上側に前記第２の電極を形成する工程とを具備する。

係る有機ＥＬ装置の製造方法によれば、有機ＥＬ層は、液滴吐出装置を使用して形成される。有機ＥＬ層を液体材料で構成する場合、前述の空間内に適切に液体材料を塗布してやる必要がある。一般に、この空間は極めて微小な空間であるから、高品質に材料を充填するにはある程度の困難を伴う。液滴吐出装置は、圧電素子又はピエゾ素子等が有する圧電効果等を利用して液体材料を微小な液滴として吐出する装置であり、この様な微小領域に対する膜形成に好適である。また、この様な圧電効果を利用せず、気泡を利用して液滴を吐出する液滴吐出装置であっても効果は同じである。従って、係る製造方法により製造された有機ＥＬ装置は、第１の電極と第１の隔壁との略平坦化に係る効果とあいまって、極めて高い表示品質及び製造品質を有している。

尚、係る方法における「平坦化処理」は、上記した平坦化或いは略平坦化を実現可能な限りにおいて何らの限定を受けるものではない。

また、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法の一の態様では、前記第１の隔壁を形成する工程は、前記第１の隔壁の構成材料を前記基体上に成膜する工程と、前記成膜された構成材料に対し、前記第１の電極の形状に対応したパターニングを行う工程と、前記パターニングが行われた構成材料を前記第１の電極の形状に対応して除去する工程とを含む。

係る態様では、先ず、基体上に第１の隔壁の構成材料からなる膜が形成される。第１の隔壁は既に述べた様に絶縁性の膜であり、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相体積）によって成膜される無機酸化膜である。第１の隔壁の形成時には、第１の電極の上部空間を含めた、第１の隔壁の形成領域近傍の広範囲に、一様に第１の隔壁の構成材料である無機酸化物からなる無機酸化膜が形成される。次に、この無機酸化膜に対し、フォトレジストの塗布及び露光を含むパターニング処理が行われる。このパターニング処理は、例えば、無機酸化膜にフォトレジストを塗布し、更に「第１の電極の形状に対応」した露光を行うことによって所望のパターンを得る処理である。この様なパターニング処理が施された無機酸化膜は、例えば、フォトレジストに覆われていない部分がエッチング処理により「第１の電極の形状に対応して」除去される。

係る態様によれば、簡便に第１の隔壁を形成することが可能であるから、即ち、簡便に品質の高い有機ＥＬ装置を製造することが可能である。

尚、係る態様において、パターニングに使用されるマスク等の精度等に起因して、第１の隔壁の上面と第１の電極の上面とが完全に平坦化されない場合があるが、既に述べた様に、これらの面が「平坦化」又は「略平坦化」されることによって、本発明に係る効果は奏されるものであり、パターニング精度及びエッチング精度は、係る平坦化又は略平坦化の概念を超越しない限りにおいて許容される。

また、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法の他の態様では、前記第１の隔壁を形成する工程は、前記第１の隔壁の構成材料を前記基体上に成膜する工程と、前記成膜された構成材料をエッチバック又は研磨によって平坦化する工程とを含む。

係る態様において、第１の隔壁の構成材料は、第１の電極の上部空間を含む、第１の隔壁の形成領域周辺に一旦成膜される。然る後、この構成材料は、エッチバックによって、平坦化される。ここで述べられる「エッチバック」とは、フォトリソグラフィによるパターニング及びエッチングとは異なり、成膜された構成材料を一様に除去するという趣旨である。この様に一様に、第１の電極の上面に相当する位置まで除去を行うと、必然的に、第１の電極と、それに隣接する第１の隔壁とは平坦化される。この様に、予め平坦化のために形成される膜は、「平坦化膜」又は「犠牲膜」等と称される。また、エッチバックと類似する手法として、「研磨」による平坦化が実施されてもよい。例えば、ＣＭＰが実施されてもよい。また、このＣＭＰを行う場合に、ＳＯＧ（Spin On Glass）が犠牲膜として使用されてもよい。

係る態様によれば、極めて均質な平坦化を行うことが可能となるから、有機ＥＬ装置の品質を一層向上させることが可能である。

また、上記問題点を解決するため、本発明に係る電子機器は、上記した有機エレクトロルミネセンス装置のいずれかを具備する。

本発明の電子機器は、上述した本発明の有機ＥＬ装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置について説明する。
＜有機ＥＬ装置の第１実施形態＞
＜有機ＥＬ装置１０の全体構成＞
始めに、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置１０の全体構成について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、有機ＥＬ装置１０のブロック図である。

図１において、有機ＥＬ装置１０は、画像表示領域１００に複数の画素部２００を備え、画像表示領域１００の周辺に、走査線駆動回路１１０及びデータ線駆動回路１２０を備える。画像表示領域１００には、複数本の書込み選択信号線１０１が、図においてＸ（行）方向に延在して形成され、また、複数本のデータ線１０２、及び複数本の電源線１０３が、Ｙ（列）方向に延在して形成されている。この電源線１０３には、図示略の電源における高位側の電位（Ｖｄｄ）が印加されている。画素部２００は、これら書込み選択信号線１０１、データ線１０２、電源線１０３によって囲まれた領域に夫々形成されている。

走査線駆動回路１１０は、書込み選択信号線１０１に対し、書込み選択信号ＧＷＲＴを供給する回路である。この書込み選択信号ＧＷＲＴは、後述するスイッチング用ＴＦＴ２２０をアクティブ又は非アクティブに制御するための信号である。

データ線駆動回路１２０は、各データ線１０２に対し電流を供給する図示略の電流源を備え、各データ線１０２に画像データに対応する電流を供給する。走査線駆動回路１１０の動作とデータ線駆動回路１２０の動作とは、同期信号線１３０によって相互に同期が図られている。

＜画素部２００の構成及び動作＞
次に、画素部２００の詳細について、図２を参照して説明する。ここに、図２は、図１における画素部２００の拡大図である。

図２において、画素部２００は、駆動用ＴＦＴ２１０、スイッチング用ＴＦＴ２２０、蓄積容量２３０及び有機ＥＬ素子３００を備えて構成される。

スイッチング用ＴＦＴ２２０はＮチャネル型のＴＦＴであり、そのゲート電極は書込み選択信号線１０１に、ソース電極はデータ線１０２に、そしてドレイン電極は蓄積容量２３０の一端及び駆動用ＴＦＴ２１０のゲート電極に夫々電気的に接続されている。また、蓄積容量２３０の他端は、電源線１０３に電気的に接続されている。

駆動用ＴＦＴ２１０は、Ｐチャネル型のＴＦＴであり、そのソース電極は電源線１０３に、ドレイン電極は有機ＥＬ素子３００の陽極３１０に夫々電気的に接続されている。尚、スイッチング用ＴＦＴ２２０がＰチャネル型、駆動用ＴＦＴ２１０がＮチャネル型で構成されていても構わない。

有機ＥＬ素子３００は、本発明に係る「第１の電極」の一例たる陽極３１０と、同じく「第２の電極」の一例たる陰極３３０との間に有機ＥＬ層が挟持されてなり、陽極３１０から陰極３３０に向かう順方向電流に応じた輝度で発光する自発光素子である。また、陽極３１０は、駆動用ＴＦＴ２１０のドレイン電極に電気的に接続されている。一方、陰極３３０は、全ての画素部２００において共通であり、図示略の電源における低位側の電位（即ち、基準電位）に接続されている。尚、この有機ＥＬ素子３００の詳細構成については後述する。

この画素部２００の動作時、走査線駆動回路１１０から高電位の（即ち、Ｈｉレベルの）書込み選択信号ＧＷＲＴがスイッチング用ＴＦＴ２２０のゲート電極に供給されると、スイッチング用ＴＦＴ２２０はアクティブとなって、蓄積容量２３０には駆動用ＴＦＴ２１０のゲート電極の電位と電源線１０３の電位との電位差に対応する電荷が蓄積される。

一方、低電位（即ち、Ｌｏｗレベル）の書込み選択信号ＧＷＲＴが供給されると、スイッチング用ＴＦＴ２２０は非アクティブとなって、蓄積容量２３０によって蓄積された電荷に応じた電圧が駆動用ＴＦＴ２１０のゲート電極に印加され、有機ＥＬ素子３００に駆動電流が供給され、有機ＥＬ素子３００は発光する。

尚、本実施形態における画素部２００の回路構成は一例であり、単純なアクティブマトリクス型の回路構成が示されている。しかしながら、既に述べた様に、本発明に係る効果は、画素部の回路構成に影響されるものではないから、より複雑な回路構成を採ることも自由である。例えば、電流プログラム方式と呼ばれる回路構成を採ることができる。係る電流プログラム方式においては、有機ＥＬ素子の発光タイミングを決定する表示選択用ＴＦＴが備わっており、蓄積容量へ電荷を書き込むプログラミングステージと、有機ＥＬ素子を発光させるリプロダクションステージとを独立に制御可能である。

＜有機ＥＬ装置１０の詳細構成＞
ここで、有機ＥＬ装置１０の詳細について図３及び図４を参照して説明する。ここに、図３は、有機ＥＬ装置製造用基板１１の構造を一画素部２００について例示する略断面図であり、図４は、有機ＥＬ装置１０の構造を一画素部２００について例示する略断面図である。

図３において、有機ＥＬ装置製造用基板１１は、基板１２、陽極３１０、第１隔壁１３及び第２隔壁１４を備えて構成される。

基板１２は、本発明に係る「基体」の一例であり、その表面に陽極３１０が形成される。基板１２は、例えば、ガラス等の透明基板上にポリシリコン膜を形成し、図１及び図２を参照して説明した駆動用ＴＦＴ２１０、スイッチング用ＴＦＴ２２０及び蓄積容量２３０等の駆動回路の構成素子、各種配線及びコンタクトホール、ゲート酸化膜及び層間絶縁膜等の各種機能膜を形成してなるＴＦＴアレイ基板である。但し、図３においては、説明の簡略化のため、これらの詳細な断面構成は省略されている。

陽極３１０は、有機ＥＬ素子３００に電圧を印加するための電極であり、ＩＴＯで形成された透明導電膜である。この陽極３１０は、基板１２内に形成された図示せぬ中継電極、層間絶縁膜及びコンタクトホールを介して、駆動用ＴＦＴ２１０のドレイン電極（図３においては不図示）と接続されている。

第１隔壁１３は、例えば、ＳｉＯ_２等の絶縁性を有する無機酸化物で構成され、陽極３１０の周囲を覆う枠状の隔壁であって、本発明に係る「第１の隔壁」の一例である。第１隔壁１３は、基板１２上に、陽極３１０と等しい膜厚となる様に形成されている。また、第１隔壁１３は、陽極３１０との境界面において隙間なく形成されているため、結果的に第１隔壁１３の上面１３ａと陽極３１０の上面３１０ａとは、連続した平坦面を形成している。

第２隔壁１４は、第１隔壁１３の上面１３ａに形成され、有機ＥＬ装置１０における各画素部２００を区画する隔壁であり、本発明に係る「第２の隔壁」の一例である。第２隔壁１４は、例えば、ポリイミド等の絶縁性有機物を構成材料として撥液化処理が施されたものである。尚、この撥液化処理とは、後述する有機ＥＬ層３２０の構成材料に対して非親和性を有するものとして規定される。また、第２隔壁１４は、第１隔壁１３と同様枠状に形成されており、従って、この第２隔壁１４の内壁１４ａ、第１隔壁１３の上面１３ａ、及び陽極３１０の上面３１０ａによって、断面視凹型の空間が形成される。この空間は、後述する有機ＥＬ層３２０を形成するための有機ＥＬ層形成空間となる。

図４において、有機ＥＬ装置１０は、有機ＥＬ装置製造用基板１１に、有機ＥＬ素子３００の構成要素たる有機ＥＬ層３２０及び陰極３３０が形成されてなる。

有機ＥＬ層３２０は、正孔注入層３２１及び発光層３２２からなる。正孔注入層３２１は、ポリエチレンジオキシチオフェン等の導電材料からなり、発光層３２２は、例えば、ＰＰＶ（パラ−フェニレンビニレン）前駆体溶液等の有機液体材料（即ち、本発明に係る「機能性液体材料」）に対し、化学的処理（加熱、乾燥等）を加えたものである。尚、発光層３２２の構成材料は、有機ＥＬ層３２０において発光させたい色に応じて適宜変更されるものである。また、有機ＥＬ層３２０は、発光効率を高める目的から正孔注入層３２１を含んで構成される二層構造を有しているが、既に述べた様に、電子輸送層を更に加えた三層構造であっても、発光層３２２のみの一層構造であっても何ら問題は生じない。有機ＥＬ層３２０は、有機ＥＬ装置製造用基板１１における前述の有機ＥＬ層形成空間に、液滴吐出装置等によって機能性液体材料が充填されることにより形成される。

陰極３３０は、アルミニウム、リチウム含有アルミニウム、又はカルシウム等の導電性金属膜であり、スパッタや蒸着等、公知の薄膜形成プロセスにより成膜されている。

ここで、有機ＥＬ装置１０の有する効果を顕著にするために、本実施形態に係る比較例の有機ＥＬ装置の構造について、図５を参照して説明する。ここに、図５は、比較例の有機ＥＬ装置５００の構造を一画素部について例示する略断面図である。

図５において、有機ＥＬ装置５００は、基板５０１、陽極５０２、正孔注入層５０３ａ及び発光層５０３ｂからなる有機ＥＬ層５０３、陰極５０４、第１隔壁５０５及び第２隔壁５０６を備える。尚、夫々の構成要素についての詳細な説明は省略する。

有機ＥＬ装置５００においては、第１隔壁５０５と陽極５０２とが平坦化されていない点が上述した実施形態と異なる。このために、比較例によれば、第１隔壁５０５と第２隔壁５０６との接合部及びその周辺部において、有機ＥＬ層５０３の膜厚は極めて薄くなっており、電極間ショートに起因する画素欠陥が起こり易くなっている。また、この様な膜厚の不均一性に起因して、表示品質が低下し易くなっている。

再び図４に戻り、この様な比較例の有機ＥＬ装置５００に対し、有機ＥＬ装置製造用基板１１において有機ＥＬ層形成空間を規定する、陽極３１０の上面３１０ａ及び第１の隔壁１３の上面１３ａは、既に述べた通り平坦化されている。従って、有機ＥＬ層３２０は、この空間内において、極めて均一な厚みをもって形成される。更には、陽極３１０と第１隔壁１３とは、親液性の無機材料からなるため、有機液体材料からなる有機ＥＬ層３２０は、これら親液性の面を均一に濡れ広がり、有機ＥＬ層の均一性向上に寄与している。また、第２隔壁１４は、これとは逆に撥液性を有する様に構成されており、この第２隔壁１４の内壁１４ａと接する部分において、有機ＥＬ層３２０は不要な癒着、浸潤をきたさない。従って、有機ＥＬ層３２０の形成時に隣接する画素部へ有機液体材料が流出するといった事態は生じにくくなっており、一層、有機ＥＬ層３２０の均一性が向上している。

本実施形態に係る有機ＥＬ装置１０は、各々の画素部２００において、上述した如き構造を有しているので、有機ＥＬ層の均一性によって、極めて高い表示品質を兼ね備えており、また、欠陥の発生も抑制されることから、高い製造品質を実現可能となっている。

＜有機ＥＬ装置１０の製造工程＞
ここで、有機ＥＬ装置１０の製造工程について図６を参照して説明する。ここに、図６は、有機ＥＬ装置１０の製造工程概略図である。尚、同図において、図４と重複する箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。

係る製造工程においては、最初に、陽極３１０が基板１２上に形成される（図６（ａ））。陽極３１０は、例えば、ＩＴＯ薄膜に対し、フォトリソグラフィによって、所定形状のパターニング及びエッチングによる除去が行われたものである。陽極３１０が形成されると、第１隔壁１３の構成材料となる無機酸化膜１３ｂが、例えばＣＶＤによって、陽極３１０を含めた基板１２上に一様に成膜される（図６（ｂ））。

次に、第１隔壁１３が形成される（図６（ｃ））。具体的には、成膜された無機酸化膜１３ｂは、陽極３１０の形状に対応したパターニングが施された後、エッチングによって陽極３１０の形状に対応した部分の除去が行われ、第１隔壁１３が完成する。

形成された第１隔壁１３の上部には、第２隔壁１４が形成される（図６（ｄ））。この第２隔壁１４は、例えば、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート及びディップコート等の方法で、第２隔壁１４の高さまで構成材料である有機材料を塗布した後、レジストを塗布し、隔壁の形状に対応したマスキングを施してレジストを露光、現像し、最後にエッチングによって、マスクキングに対応して有機材料を除去することにより得られる。

第２隔壁１４が形成されると、前述の有機ＥＬ層形成空間が完成する。即ち、この段階で、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置製造用基板の一例の製造が完了する。更に、この有機ＥＬ層形成空間には、有機ＥＬ層３２０を構成する正孔注入層３２１及び発光層３２２が液滴吐出装置によって順次形成され、有機ＥＬ層３２０が形成される。最後にこの有機ＥＬ層３２０の上部に陰極３３０が形成されて（図６（ｅ））、本第１実施形態に係る一連の製造工程は終了する。

尚、係る製造工程において、第１隔壁１３は、パターニングとエッチングにより形成されるが、このパターニングの際には、マスクずれなどが起きる場合があり、その様な場合には第１隔壁１３の上面１３ａと陽極３１０の上面３１０ａとは完全な平坦面とはならない。しかしながら、既に述べた様に、係る平面は、有機ＥＬ層３２０が均一とみなせる膜厚で形成される程度の平坦度が担保されている限りにおいて、完全に平坦でなくとも構わない。

＜有機ＥＬ装置の第２実施形態＞
＜有機ＥＬ装置２０の構成＞
上述の第１実施形態に係る第１隔壁１３は、陽極３１０内に埋め込まれる構成であってもよい。ここで、係る構成を有する本発明の第２実施形態について、図７を参照して説明する。ここに、図７は、有機ＥＬ装置２０の構造を一画素部について例示する略断面図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

図７において、有機ＥＬ装置２０は、基板１２上に、有機ＥＬ層３２０、陰極３３０、第２隔壁１４、陽極２１及び第１隔壁２２が形成されてなる。即ち、有機ＥＬ装置２０は、陽極３１０及び第１隔壁１３の代わりに、陽極２１及び第１隔壁２２を有する点で第１実施形態と異なっている。

陽極２１は、基板１２上に、断面視凸状に形成されており、高所側の平面２１ａと、それに隣接する低所側の平面２１ｂ及び２１ｃを有してなる。平面２１ａは、有機ＥＬ層３２０に対する電極面であり、平面２１ａとその下方部分、即ち基板１２の方向に延在する部分は、第１実施形態に係る陽極３１０と同等の役割を有する。

一方、平面２１ｂ及び２１ｃの上部には、第１隔壁２２が形成されている。この第１隔壁２２は、この二つの平面と平面２１ａとの段差を埋める様な形で形成されており、従って、第１隔壁２２の上面２２ａと陽極２１における平面２１ａとは、平坦な連続面を形成している。

係る構成によれば、第１実施形態と同様に、有機ＥＬ層３２０を極めて均一な膜厚で形成することが可能であり、有機ＥＬ装置１０における表示品質及び製造品質を向上させることが可能である。

＜有機ＥＬ装置２０の製造工程＞
ここで、有機ＥＬ装置２０の製造工程について図８を参照して説明する。ここに、図８は、有機ＥＬ装置２０の製造工程概略図である。尚、同図において、図７と重複する箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。

始めに、基板１２上に陽極２１が形成される（図８（ａ））。陽極２１は、基本的に陽極３１０と同様、ＩＴＯをパターニングし、更にエッチングすることによって得られる。しかしながら、陽極２１は凸形状を有するため、エッチング工程を途中でストップし、平面２１ｂ及び２１ｃを形成する点において陽極３１０とは異なっている。

次に、陽極２１上に、例えばＳｉＯ_２等の無機酸化膜２３を成膜する（図８（ｂ））。この際、陽極２１の平面２１ａが確実に覆われる様な膜厚で無機酸化膜２３は成膜される。尚、この無機酸化膜２３の成膜方法は、各種薄膜形成プロセス等化学的方法であっても、材料液の塗布等物理的な方法であってもよい。

次に、無機酸化膜２３を全面に渡ってエッチングし、陽極２１の平面２１ａの高さまで、無機酸化膜２３を削り取る（図８（ｃ））。係る工程により、第１隔壁２２が形成される。この様に、一旦、全面に平坦化膜と呼ばれる膜を成膜してから全面をエッチングする方法は、エッチバックと呼ばれる。エッチバックは、精細なマスクを必要としないため、マスクずれ等に起因するエッチング不良を招きにくく、従って、陽極２１の平面２１ａと第１隔壁２２の上面２２ａとは、極めて高品質に平坦化される。

第１隔壁２２が形成された後は、第１実施形態と同様のプロセスによって、第２隔壁１４が形成される（図８（ｄ））。即ち、この段階で、本発明に係る有機エレクトロルミネセンス装置製造用基板の他の一例の製造が完了する。更に有機ＥＬ層３２０及び陰極３３０が形成されて（図８（ｅ））、本第２実施形態に係る一連の製造工程は終了する。

尚、図８（ｂ）から図８（ｃ）にかけての平坦化の方法は、エッチバックに限定されない。例えば、ＣＭＰによって平坦化を実現してもよい。更に、ＣＭＰによって平坦化を行う場合には、ＳＯＧを平坦化膜（犠牲膜）として陽極２１の全面に成膜した後に行ってもよい。係るＣＭＰを使用しても、極めて良質の平坦面を得ることが可能である。

尚、本実施形態で示した有機ＥＬ装置２０の製造工程における成膜、パターニング、エッチング、及び平坦化の工程は、無論第１実施形態に係る有機ＥＬ装置１０の製造工程としても適宜使用可能である。逆に、有機ＥＬ装置１０の製造工程が有機ＥＬ装置２０の製造工程として適用されても何らの問題は生じない。更には、これら製造工程は、あくまで例示であって、陽極の上面部分と第１隔壁の上面部分とを、上述した如き「平坦化」又は「略平坦化」可能な限りにおいて、また、その様な平坦化又は略平坦化の概念を含む前述の有機ＥＬ層形成空間に有機ＥＬ層を均一に形成し得る限りにおいて、その態様は何らの限定を受けるものではない。

＜電子機器の実施形態＞
次に、本発明に係る有機ＥＬ装置が各種電子機器に適用される場合について説明する。

＜Ａ：モバイル型コンピュータ＞
先ず、モバイル型のパーソナルコンピュータに、上述した有機ＥＬ装置１０を適用した例について、図９を参照して説明する。ここに、図９は、コンピュータ６００の構成を示す斜視図である。

図９において、コンピュータ６００は、キーボード６１０を備えた本体部６２０と、有機ＥＬ装置１０を用いて構成された表示ユニット６３０とを備えている。

＜Ｂ：携帯型電話機＞
更に、この有機ＥＬ装置１０を携帯型電話機に適用した例について、図１０を参照して説明する。ここに、図１０は、携帯型電話機７００の構成を示す斜視図である。図１０において、携帯型電話機７００は、複数の操作ボタン７１０と共に、有機ＥＬ装置１０を備えるものである。

尚、本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う有機ＥＬ装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置１０のブロック図である。 図１における画素部２００の拡大図である。 本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置製造用基板１１の構造を一画素部２００について例示する略断面図である。 有機ＥＬ装置１０の構造を一画素部２００について例示する略断面図である。 本発明の第１実施形態の比較例としての有機ＥＬ装置５００の構造を一画素部について例示する略断面図である。 有機ＥＬ装置１０の製造工程外略図である。 本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置２０の構造を一画素部２００について例示する略断面図である。 有機ＥＬ装置２０の製造工程概略図である。 電子機器の一実施形態に係るコンピュータ６００の斜視図である。 電子機器の他の実施形態に係る携帯型電話機７００の斜視図である。

符号の説明

１０…有機ＥＬ装置、１１…有機ＥＬ装置製造用基板、１２…基板、１３…第１隔壁、１３ｂ…無機酸化物、１４…第２隔壁、２０…有機ＥＬ装置、２１…陽極、２２…第１隔壁、２３…無機酸化膜、３００…有機ＥＬ素子、３１０…陽極、３２０…有機ＥＬ層、３２１…正孔注入層、３２２…発光層、３３０…陰極。

Claims (11)

1. 基体と、
   該基体上に形成された第１の電極と、
   該第１の電極の側面を囲む第１の隔壁と、
   該第１の隔壁の上側に枠状に形成された第２の隔壁と、
   前記第１の電極、前記第１の隔壁及び前記第２の隔壁によって囲まれた空間内に形成された有機エレクトロルミネセンス層と、
   前記空間内において前記有機エレクトロルミネセンス層の上側に形成された第２の電極と
   を有し、
   前記第１の隔壁における前記空間を規定する面部分と、前記第１の電極における前記空間を規定する面部分とを含んでなる、前記有機エレクトロルミネセンス層の下地となる面が略平坦化されている
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス装置。
2. 前記有機エレクトロルミネセンス層は、機能性液体材料が塗布されてなり、
   前記第１の電極及び前記第１の隔壁は、前記機能性液体材料に対して親液性を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス装置。
3. 前記有機エレクトロルミネセンス層は、機能性液体材料が塗布されてなり、
   前記第２の隔壁は、前記機能性液体材料に対して撥液性を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネセンス装置。
4. 前記有機エレクトロルミネセンス層の下地となる面は、前記第１の隔壁が前記第１の電極に埋め込まれている
   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有機エレクトロルミネセンス装置。
5. 前記有機エレクトロルミネセンス層の下地となる面は、前記第１の電極が前記第１の隔壁に埋め込まれている
   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有機エレクトロルミネセンス装置。
6. 基体と、
   該基体上に形成された第１の電極と、
   該第１の電極の側面を囲む第１の隔壁と、
   該第１の隔壁の上側に枠状に形成され、前記第１の電極及び前記第１の隔壁と共に機能性液体材料の塗布空間を規定する第２の隔壁と
   を有し、
   前記第１の隔壁における前記塗布空間を規定する面部分と、前記第１の電極における前記塗布空間を規定する面部分とを含んでなる、前記機能性液体材料の下地となる面には、平坦化処理が施されている
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス装置製造用基板。
7. 前記第１の電極及び前記第１の隔壁は、前記機能性液体材料に対し親液性を有し、
   前記第２の隔壁は、前記機能性液体材料に対し撥液性を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネセンス装置製造用基板。
8. 基体上に形成された第１の電極と第２の電極との間に、機能性液体材料からなる有機エレクトロルミネセンス層を挟持してなる有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法であって、
   前記基体上に前記第１の電極を形成する工程と、
   前記第１の電極の周囲を囲むと共に前記第１の電極における上面部分との間に平坦化処理が施された上面部分を有する、前記機能性液体材料に対して親液性を有する第１の隔壁を形成する工程と、
   前記第１の隔壁の上側に、前記機能性液体材料に対し撥液性を有する枠状の第２の隔壁を形成する工程と、
   前記第１の電極の上面部分、前記平坦化処理が施された第１の隔壁の上面部分及び前記第２の隔壁によって囲まれた空間に、液滴吐出装置を用いて前記機能性液体材料を充填することにより、前記有機エレクトロルミネセンス層を形成する工程と、
   前記有機エレクトロルミネセンス層の上側に前記第２の電極を形成する工程と
   を具備することを特徴とする有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法。
9. 前記第１の隔壁を形成する工程は、
   前記第１の隔壁の構成材料を前記基体上に成膜する工程と、
   前記成膜された構成材料に対し、前記第１の電極の形状に対応したパターニングを行う工程と、
   前記パターニングが行われた構成材料を前記第１の電極の形状に対応して除去する工程とを含む
   ことを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法。
10. 前記第１の隔壁を形成する工程は、
    前記第１の隔壁の構成材料を前記基体上に成膜する工程と、
    前記成膜された構成材料をエッチバック又は研磨によって平坦化する工程とを含む
    ことを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法。
11. 請求項１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネセンス装置を具備することを特徴とする電子機器。
    

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