JP2006156267A - 表示装置の製造方法および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダークスポットの発生を抑える一方で、初期駆動電圧の上昇や連続駆動時の電圧上昇を抑えるとともに、正孔注入バランスの崩れが防止された表示装置の製造方法および表示装置を提供する。
【解決手段】基板１１上に第１電極１４を形成する工程と、第１電極１４上に、ガラス転移温度の異なる２以上の有機材料からなる混合層２１を形成する工程と、ガラス転移温度の最も低い有機材料のガラス転移温度よりも高く、かつガラス転移温度の最も高い有機材料のガラス転移温度よりも低い温度で、混合層２１の加熱処理を行う工程と、加熱処理された混合層２１の上方に発光層１８ｃを形成することで、少なくとも混合層２１と発光層１８ｃとを有する有機層１８を形成する工程と、有機層１８上に第２電極１９を形成する工程とを含むことを特徴とする表示装置の製造方法およびその表示装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に、第１電極、発光層を含む１層以上の有機層および第２電極を順に有し、発光層で発生した光を第１電極側もしくは第２電極側から取り出す、表示装置およびその製造方法に関する。

近年、フラットパネルディスプレイの一つとして、有機発光素子を用いた表示装置（有機発光ディスプレイ）が注目されている。有機発光ディスプレイは、自発光型であるので視野角が広く、消費電力が低いという特性を有し、また、高精細度の高速ビデオ信号に対しても十分な応答性を有するものと考えられており、実用化に向けて開発が進められている。

このような有機発光ディスプレイに用いられる有機発光素子としては、例えば、基板上に、第１電極、発光層を含む１層以上の有機層および第２電極を順に積層した構成のものが知られている。また、アクティブマトリクス表示を行うアクティブ駆動方式の有機発光ディスプレイでは、基板上にＴＦＴ（Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ）およびこのＴＦＴを覆う平坦化絶縁膜が形成されており、この平坦化絶縁膜上に第１電極が形成されている。

ところで、上述したような有機発光素子が用いられる有機発光ディスプレイでは、発光しない画素（ダークスポット）があると、表示品質が著しく低下したり、歩留まりが悪くなったりする。よって、製造工程においてダークスポットの発生を抑えることが必要とされている。ここで、ダークスポットが生じる原因の一つとして、製造工程において第１電極上に付着する異物がある。第１電極上に異物が付着した状態で、第１電極上に有機層が成膜されると、異物の下に空気が入り込んだ状態となり、有機発光素子形成後に脱ガスされることでダークスポットの発生につながる。しかし、第１電極上に有機層を形成する前に、第１電極上に異物が付着することを完全に防止することは困難である。

そこで、ダークスポットの発生を低減するため、基板上に設けられた透明電極（第１電極）上に正孔注入層を介して正孔輸送層を形成した後、正孔輸送層のガラス転移点以上融点以下の温度で基板を加熱処理することにより、正孔輸送層を融解させて異物を被覆することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、基板上に設けられた第１の電極（第１電極）上に正孔輸送層を形成した後に、この正孔輸送層のガラス転移温度で基板を加熱することにより、正孔輸送層の膜質を改善してダークスポットを減少させることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−９１０６７号公報 特許第３４７３２５８号

ここで、上記文献で報告されている方法と同様の有機発光ディスプレイの製造方法の一例について、図５（ａ）を用いて説明する。この有機発光ディスプレイは、基板１１上に第１電極１４、発光層１８ｃを含む有機層１８および第２電極１９をこの順に備えた有機発光素子が設けられている。

まず、ガラスなどの絶縁材料からなる基板１１上に、複数のＴＦＴ１２を配列形成する。次に、このＴＦＴ１２が配列形成された基板１１上に、ポリイミドなどからなる平坦化絶縁膜１３を塗布形成した後、露光を行い、現像することで、平坦化絶縁膜１３にＴＦＴ１２と接続するためのコンタクトホール（図示省略）を形成する。次に、この基板１１にベーク処理を行い、平坦化絶縁膜１３を硬化させる。

次に、上記コンタクトホールを埋め込む状態で、平坦化絶縁膜１３上に導電膜を形成した後、導電膜をパターニングする。これにより、平坦化絶縁膜１３上に、コンタクトホールを介してＴＦＴ１２に接続され、各有機発光素子に対応する第１電極１４を配列形成するとともに、隣接する第１電極１４の間の平坦化絶縁膜１３上に、補助電極１５を形成する。

次に、ＣＶＤ法などにより、第１電極１４および補助電極１５が設けられた平坦化絶縁膜１３上に、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などからなる素子分離絶縁膜１６を形成する。その後、リソグラフィー法などによりパターニングすることで、素子分離絶縁膜１６に、各有機発光素子を形成するための画素開口１７を形成し、第１電極１４の表面を露出するとともに、補助電極１５の表面も露出する。次に、酸素（Ｏ₂）プラズマにより、基板１１の前処理を行う。

次いで、真空雰囲気下で、第１電極１４上および補助電極１５上を含む上記素子分離絶縁膜１６上の全域に、有機材料からなる正孔注入層１８ａを形成する。この際、図５（ａ）の領域Ａの拡大図である図５（ｂ）に示すように、第１電極１４上に異物Ｂが付着している場合には、第１電極１４上に正孔注入層１８ａが形成されることで、異物Ｂの下には非成膜エリアとなる隙間Ｃが発生する。

その後、この正孔注入層１８ａのガラス転移温度（Ｔｇ）またはＴｇ以上の温度で加熱することで、図５（ｃ）に示すように、正孔注入層１８ａが流動し、異物Ｂが正孔注入層１８ａにより被覆された状態となり、異物Ｂの下の非成膜エリアとなる隙間Ｃ（前記図５（ｂ）参照）が除去される。

次に、再び図５（ａ）に示すように、有機発光素子の発色光別に上記素子分離絶縁膜１６に設けられた画素開口１７内の正孔注入層１８ａ上に、正孔輸送層１８ｂ、発光層１８ｃ、電子輸送層１８ｄを順次積層することで、正孔注入層１８ａ、正孔輸送層１８ｂ、発光層１８ｃおよび電子輸送層１８ｄを有する有機層１８をそれぞれ形成する。その後、上記電子輸送層１８ｄ上および画素開口１７外の正孔注入層１８ａ上を覆う状態で、第２電極１９（陰極）を形成する。これにより、正孔注入層１８ａを介して第２電極１９と補助電極１５とが接続される。

しかしながら、上述したような製造方法では、正孔注入層１８ａをＴｇまたはＴｇ以上の温度で加熱処理するため、正孔注入層１８ａが変質する。これにより、正孔注入層１８ａと正孔輸送層１８ｂとの界面状態が悪くなり、加熱処理された正孔注入層１８ａから正孔輸送層１８ｂへの正孔注入効率が悪くなるため、正孔注入バランスが崩れることで、有機発光素子の輝度が低下する、という問題がある。また、正孔注入層１８ａが変質することで、補助電極１５と第２電極１９との間の抵抗が上昇し、初期駆動電圧の上昇と、連続駆動時の経時的な電圧上昇が発生するため、表示装置の消費電力増加をもたらすという問題も生じている。

よって本発明は、ダークスポットの発生を抑える一方で、初期駆動電圧の上昇や連続駆動時の電圧上昇を抑えるとともに、正孔注入バランスの崩れが防止された表示装置の製造方法および表示装置を提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明の表示装置の製造方法は、基板上に第１電極、発光層を含む有機層および第２電極をこの順に備えた複数の有機発光素子を配列形成してなる表示装置の製造方法であって、次のような工程を順次行うことを特徴としている。まず、基板上に第１電極を形成する工程を行う。次に、第１電極上に、ガラス転移温度（Ｔｇ）の異なる２以上の有機材料からなる混合層を形成する工程を行う。次いで、Ｔｇの最も低い有機材料のＴｇよりも高く、かつＴｇの最も高い有機材料のＴｇよりも低い温度で、混合層を加熱処理する工程を行う。続いて、 加熱処理された混合層の上方に発光層を形成することで、少なくとも混合層と発光層を有する有機層を形成する工程を行った後、有機層上に第２電極を形成する工程を行う。

このような表示装置の製造方法によれば、第１電極上に異物が付着した場合であっても、Ｔｇの最も低い有機材料のＴｇよりも高い温度で混合層が加熱されることから、Ｔｇの低い有機材料が流動することで、混合層により異物が被覆される。これにより、異物の下に発生した非成膜エリアとなる隙間Ｃが除去されるため、この隙間Ｃに存在するガス（例えば、空気）に起因する表示装置のダークスポットが抑制される。また、Ｔｇの最も高い有機材料のＴｇよりも低い温度で混合層が加熱されることで、Ｔｇの高い有機材料が熱により変質することなく、そのままの状態で維持される。これにより、混合層自体の変質も抑制されるため、混合層から発光層への電荷の注入バランスの崩れが防止される。

さらに、上述した表示装置の製造方法において、基板上に第１電極と絶縁された状態の補助電極を形成し、第１電極上および補助電極上を含む基板上に混合層を形成した後、少なくとも第１電極上の混合層上に有機層を形成し、上記補助電極の上方まで延設される状態で第２電極を形成する場合には、補助電極上に加熱処理された混合層を介して第２電極が形成される。このような表示装置の製造方法によれば、上述したように混合層自体の変質が抑制されるため、補助電極と第２電極との間の抵抗の上昇が抑制される。これにより、表示装置の初期駆動電圧の上昇や連続駆動時の電圧上昇が抑制される。

また、本発明の表示装置は、基板上に第１電極、発光層を含む有機層および第２電極をこの順に備えた複数の有機発光素子を配列形成してなる表示装置であって、第１電極と発光層との間に、ガラス転移温度の異なる２以上の有機材料からなる混合層が設けられていることを特徴としている。

この表示装置は、上述したような製造方法により製造されるものである。このような表示装置によれば、混合層がガラス転移温度の異なる２以上の有機材料で構成される。これにより、第１電極と発光層との間に有機材料からなる単層が介在する場合と比較して、この単層を構成する有機材料とこの有機材料よりもＴｇの高い有機材料とからなる混合層が設けられている場合には、耐熱性が向上するため、熱による混合層の変質が抑制される。したがって、混合層から発光層への電荷の注入バランスの崩れが防止される。

さらに、本発明の表示装置において、基板上に、第１電極と絶縁された状態で補助電極が設けられているとともに、混合層が第１電極上および補助電極上を含む基板上に設けられており、第２電極が補助電極の上方まで延設された状態で設けられている場合には、補助電極上に混合層を介して第２電極が形成される。これにより、上述したように熱による混合層の変質が抑制されることで、補助電極と第２電極との間の抵抗の上昇が抑制されることから、表示装置の初期駆動電圧の上昇や連続駆動時の電圧上昇が抑制される。

以上説明したように、本発明における表示装置の製造方法およびこれにより得られる表示装置によれば、表示装置のダークスポットが抑制されるとともに、混合層から発光層への電荷の注入バランスの崩れを防止することができる。さらに、表示装置の初期駆動電圧の上昇や連続駆動時の電圧上昇を抑制することができる。したがって、表示装置の歩留まりを向上できるとともに、高輝度で発光寿命の長い消費電力を抑えた表示装置を得ることができる。

以下、本発明の表示装置にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
ここでは、アクティブマトリクス表示の上面発光型の有機発光ディスプレイを例にとり、各部材の詳細な構成を製造工程順に説明する。この有機発光ディスプレイは、基板上に第１電極、発光層を含む有機層および第２電極をこの順に備えた有機発光素子、いわゆる有機ＥＬ素子が設けられている。なお、背景技術で説明したものと同様の構成には同一の番号を付して説明する。

まず、図１（ａ）に示すように、例えばシリコン基板からなる下面側の基板１１上に、後工程で形成する有機発光素子に対応する状態で、複数のＴＦＴ１２を配列形成する。なお、ここでは、シリコン基板を用いることとするが、ガラスやプラスチック、石英などの透明性の絶縁基板を用いてもよい。次に、このＴＦＴ１２が配列形成された基板１１上に、例えばスピンコート法により、ポリイミドなどからなる平坦化絶縁膜１３を塗布形成する。

その後、この平坦化絶縁膜１３に露光を行い、現像することで、平坦化絶縁膜１３にＴＦＴ１２と接続するためのコンタクトホール（図示省略）を形成する。続いて、例えば蒸着法またはスパッタ法により、上記コンタクトホールを埋め込む状態で、平坦化膜１３上に、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）などを含む金属からなる反射膜、ＩＴＯ膜が基板１１側から順次積層された導電膜（図示省略）を成膜する。

続いて、この導電膜をパターニングすることで、平坦化絶縁膜１３上に、コンタクトホールを介してＴＦＴ１２に接続され、各有機発光素子に対応する第１電極（陽極）１４を配列形成するとともに、隣接する第１電極１４の間に、第１電極１４と絶縁された状態で、例えば格子状に配置される補助電極１５を形成する。ここで、第１電極１４は下部電極となり、後工程で形成する上部電極側から発光光を取り出すような構成となる。

次に、ＣＶＤ法などにより、第１電極１４および補助電極１５が設けられた平坦化絶縁膜１３上に、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などからなる素子分離膜１６を形成する。その後、リソグラフィー法などによりパターニングすることで、各有機発光素子を形成するための画素開口１７を形成して、第１電極１４の表面を露出するとともに、補助電極１５の表面も露出する。その後、Ｏ₂プラズマによって基板１１の前処理を行う。

次いで、例えば１０^-4Ｐａの高真空雰囲気下で、第１電極１４上および補助電極１５上を含む素子分離絶縁膜１６上に、Ｔｇの異なる２つの有機材料からなる混合層２１を形成する。この混合層２１は、２つの有機材料を共蒸着することにより形成することとする。この混合層２１は、第１電極１４から後工程で形成する正孔輸送層１８ｂに正孔を注入する正孔注入層として機能するため、上記有機材料は、正孔注入材料または正孔輸送材料で構成されることとする。

ここで、上記混合層２１を構成する有機材料のうち、Ｔｇの低い有機材料としては、Ｔｇが５０℃以上で１５０℃以下の有機材料を用い、特に、Ｔｇが９０℃以上１５０℃以下の有機材料を用いることが好ましい。Ｔｇが９０℃以上の有機材料を採用する理由は、屋外でも用いられるモバイルディスプレーに、一般的に、９０℃程度の耐熱性が求められるからである。正孔注入または正孔輸送の機能を備えた一般的な材料は、アミン系材料であり、代表的なアミン系材料としては、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）が挙げられるが、ＴＰＤは、Ｔｇが６３℃であり耐熱性に劣る。ここでは、ＴＰＤをナフチル化により多量化し、Ｔｇを９６℃と高くしたα-ナフチルフェニルジアミン（α−ＮＰＤ）を用いることとする。ＴＰＤを多量化することにより、Ｔｇを高くしたアミン系材料としては、他に、スターバースト化したトリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）（Ｔｇ＝１１３℃）、四量体化して末端のフェニル基をナフチル基に置換したＮＴＰＡ（Ｔｇ＝１４８℃）等がある。このような材料を用いることで、後工程で混合層２１にこのＴｇよりも高い温度で加熱処理を行う際に、Ｔｇの低い有機材料が流動する。

一方、Ｔｇの高い有機材料としては、例えばＴｇが２００℃以上の有機材料を用いることとする。このような材料としては、非アミン系材料があり、ここでは、銅フタロシアニン（Ｃｕ−Ｐｃ）を用いることとする。Ｔｇの高い有機材料としてとしては、Ｃｕ−Ｐｃ以外に、例えば「ＵＳ−２００４−０１１３５４７」または「特表２００３−５１９４３２号公報」で報告されているｐ型半導体性質を有する非アミン系材料の中から選択して用いることができる。このような材料を用いることで、後工程で混合層２１にこのＴｇよりも低い温度で加熱処理を行う際に、Ｔｇの高い有機材料は変質することなく、そのままの状態で維持される。

ここで、上述したＴｇの低い有機材料のＴｇをＴｇ₁とし、Ｔｇの高い有機材料とのＴｇをＴｇ₂とするとＴｇ₁とＴｇ₂の差は５０℃以上であることが好ましい。この場合、混合層２１の加熱温度の設定が容易である。

また、Ｔｇの低い有機材料とＴｇの高い有機材料の混合比は、１０％：９０％〜９０％：１０％の範囲で混合されることが好ましい。Ｔｇの低い有機材料が１０％以上で混合されることで混合層２１を十分に流動させることができ、Ｔｇの低い有機材料が９０％以下で混合されることで、熱による混合層の変質が抑制される。本実施形態のように、Ｔｇの低い有機材料にα―ＮＰＤを用い、Ｔｇの高い有機材料にＣｕ−Ｐｃを用いた場合には、α―ＮＰＤとＣｕ−Ｐｃの混合比は５０％：５０％が最適となる。

この混合層２１は、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の膜厚で形成されることとする。１ｎｍ以上であることで、第１電極１４上に異物が付着していたとしても、十分に被覆することができ、２００ｎｍ以下であることで、混合層２１を画素開口１７内に均一な膜厚で形成することができる。

次いで、この混合層２１が設けられた状態の基板１１に、Ｔｇ₁よりも高く、かつＴｇ₂よりも低い温度で加熱処理を行う。これにより、第１電極１４上に異物が付着していたとしても、Ｔｇの低い有機材料が流動するため、混合層２１により異物が被覆され、異物の下の空気を除去することが可能となる。また、Ｔｇ₂より低い温度で加熱することで、混合層２１中のＴｇの高い有機材料は、熱により変質することなくそのままの状態で維持されるため、混合層２１の変質が抑制される。ただし、この際、Ｔｇ₁とＴｇ₂との間にＴｇの低い有機材料の結晶化温度Ｔｃがある場合には、Ｔｃよりも低い温度で加熱することとする。本実施形態では、α−ＮＰＤのＴｇ₁は９６℃、Ｔｃは１８４℃であり、Ｃｕ−ＰｃのＴｇ₂は２００℃以上であることから、９６℃よりも高く、かつ１８４℃よりも低い温度で、混合層２１の加熱処理工程を行うこととする。

ここで、この加熱処理工程は、酸素濃度が５０ｐｐｍ以下の雰囲気で行うことが好ましく、ここでは、混合層２１を形成した１０^-4Ｐａ以下の高真空雰囲気下を維持した状態で行うこととする。これは、混合層２１を加熱処理する際、例えば著しく酸素濃度の高い雰囲気下で行うと、混合層２１の表面が酸化されることで、混合層２１から後工程で混合層２１上に形成する正孔輸送層への正孔注入効率が悪くなる。これにより、正孔注入バランスが崩れることから駆動電圧が高くなる、輝度劣化が促進されるなどの、有機発光ディスプレイの特性悪化をもたらすことがあるためである。なお、ここでは、１０^-4Ｐａ以下の高真空雰囲気下で行うことしたが、酸素濃度が５０ｐｐｍ以下に制御された雰囲気であればよく、例えば窒素雰囲気であってもよい。

また、この混合層２１の加熱処理工程の時間は、混合層２１を構成する正孔輸送材料のＴｇと加熱温度により異なるが、一般的に２分〜３０分程度が好適とされる。また、加熱処理する昇温装置はホットプレートなどのヒーターに当該基板１１を接触させる方法や、輻射熱を利用した昇温方法等、基板１１にかかる温度が±５℃程度以内で安定かつ、基板１１の温度の面内分布が均一に確保出来れば、加熱方法は限定されるものではない。

なお、ここではＴｇの異なる２つの有機材料からなる混合層２１を形成した後、この混合層２１に加熱処理を行う例について説明したが、Ｔｇの異なる３以上の有機材料からなる混合層２１を形成してもよい。この場合には、この混合層２１に加熱処理を行う際に、Ｔｇの最も低い有機材料のＴｇよりも高く、かつＴｇの最も高い有機材料のＴｇよりも低い温度で、加熱処理を行うこととする。

次に、図１（ｂ）に示すように、１０^-4Ｐａの高真空雰囲気下で、基板１１上に有機層を蒸着するための蒸着マスク（図示省略）をアライメントして、混合層２１が設けられた画素開口１７の内壁を覆うように、正孔輸送層１８ｂ、発光層１８ｃ、電子輸送層１８ｄを連続して順次蒸着することで、混合層２１を含めた有機層１８を形成する。ここで、ＲＧＢ３色の有機発光素子を形成する場合には、発色光別に蒸着マスクをかえて上記正孔輸送層１８ｂ〜電子輸送層１８ｄの連続蒸着を３回行うことで、上記各層と混合層２１とを有する各色の有機層１８をそれぞれ形成する。

ここでは、混合層２１上に形成する正孔輸送層１８ｂには、例えばＣｕ−Ｐｃを用いることとする。なお、ここでは、混合層２１上に正孔輸送層１８ｂを形成することとしたが、混合層２１上に発光層１８ｃを直接形成してもよい。また、ここでは、有機発光素子の発光色別に正孔輸送層１８ｂを形成することとするが、各有機発光素子で正孔輸送層１８ｂに共通の材料を用いる場合には、蒸着マスクを使用せずに、混合層２１上に正孔輸送層１８ｂを形成してもよい。ただし、この場合には正孔輸送層１８ｂを構成する材料は、補助電極１５と後述する第２電極との間の抵抗を上昇させないような有機材料を用いることとする。

また、正孔輸送層１８ｂ上に形成する発光層１８ｃは有機発光素子の発光色ごとに構成が異なり、赤色の光を発生する有機発光素子の発光層１８ｃは、例えば、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）に４−ジシアノメチレン−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−２−メチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）を２体積％混合したものにより構成し、厚みを４０ｎｍ程度とする。また、緑色の光を発生する有機発光素子の発光層１８ｃは、例えば、Ａｌｑ３ により構成し、厚みを５０ｎｍ程度とする。青色の光を発生する有機発光素子の発光層１８ｃは、例えば、バソクプロイン（ＢＣＰ）により構成し、厚みを１５ｎｍ程度とする。

さらに、発光層１８ｃ上に形成する電子輸送層１８ｄは、例えば、Ａｌｑ３を用い３０ｎｍ程度の厚みで形成することとする。ただし、有機発光素子の発光色によっては、発光層１８ｃが電子輸送層１８ｄを兼ねる場合もあることから、特性向上などにより必要となる有機発光素子の発光層１８ｃ上にのみ、電子輸送層１８ｄを形成することとする。

なお、ここでの図示は省略するが、電子輸送層１８ｄ上に有機材料からなる電子注入層を形成してもよい。この場合には、高真空雰囲気を維持した状態で、上述した正孔輸送層１８ｂから電子輸送層１８ｄまでを蒸着した後に、連続して蒸着することとする。ただし、有機発光素子によっては、電子輸送層１８ｄが電子注入層を兼ねる場合もあるため、特性向上などにより必要となる有機発光素子の電子輸送層１８ｄ上にのみ、電子注入層を形成することとする。

なお、本実施形態では、各有機層１８を１０^-4Ｐａの高真空雰囲気下で蒸着することとしたが、本発明はこれに限定されず、インクジェット法、印刷法等の成膜手法を用いてもよい。

以上のように、各有機層１８を形成した後、高真空雰囲気を維持した状態で、基板１１上に、各有機発光素子が配列形成される画素領域部分が開口された蒸着マスク（図示省略）をアライメントして、例えば蒸着法により、有機層１８上および画素開口１７外の混合層２１上に、例えば無機材料のフッ化リチウムからなる電子注入層（図示省略）を約１ｎｍの膜厚で形成する。

その後、この蒸着マスクを用いた真空蒸着法により、電子注入層上に例えばマグネシウム（Ｍｇ）とＡｇとを１０：１の比率で混合した半透過性のＭｇＡｇ合金からなる第２電極（陰極）１９を約１０ｎｍの膜厚で形成する。ここで、第２電極１９は上部電極となる。これにより、第２電極１９が補助電極１５の上方に延設された状態となり、電子注入層と混合層２１を介して第２電極１９と補助電極１５とが接続された状態となる。

この後の工程は、通常の有機発光ディスプレイの製造方法と同様に行う。すなわち、第２電極１９上に、例えばＩＺＯからなる透明導電層（図示省略）を形成した後、透明導電層上に窒化シリコンからなる保護膜を形成する。次に、保護膜上および基板１１の周縁部上に、熱硬化性の樹脂を塗布し、この樹脂上に、例えばガラスからなる上面側の対向基板を張り合わせた状態で、加熱することで樹脂封止を行う。

以上のような製造方法により、有機層１８の発光層１８ｃで生じた光を、Ａｇ合金膜を含む第１電極１４側で反射させ、半透過性のＭｇＡｇ合金で形成された第２電極１９側から取り出す、上面発光型の有機発光ディスプレイを製造する。

このような表示装置の製造方法およびこれにより得られる表示装置によれば、第１電極１４上に異物が付着した場合であっても、Ｔｇ₁よりも高い温度で混合層２１が加熱されることで、Ｔｇの低い正孔輸送材料が流動し、混合層２１が異物を被覆するため、異物の下に入り込んだ空気が除去される。これにより、この空気に起因する表示装置のダークスポットが抑制される。

また、Ｔｇ₂よりも低い温度で混合層２１が加熱されることで、Ｔｇの高い有機材料が熱により変質することなく、そのままの状態で維持される。これにより、混合層２１自体の変質も抑制されるため、混合層２１から正孔輸送層１８ｂへの正孔注入効率が悪くなることなく、正孔注入バランスの崩れが防止される。

さらに、混合層２１自体の変質が抑制されることで、混合層２１を介して接続される補助電極１５と第２電極１９との間の抵抗の上昇が抑制される。したがって、表示装置の初期駆動電圧の上昇や連続駆動時の電圧上昇を抑制することができる。

以上のことから、表示装置の歩留まりを向上できるとともに、高輝度で発光寿命の長い消費電力を抑えた表示装置を得ることができる。

なお、第１実施形態ではＲＧＢ各色を発光する有機発光素子を備えた表示装置の例について説明したが、本発明は、白色発光の有機発光素子を備えた表示装置に好適に適用される。一般的に、白色発光の有機発光素子を備えた表示装置では、有機発光素子の色別に有機層１８を形成する必要がないため、有機層１８が全面に蒸着される。このため、背景技術で図５を用いて説明したように、第１電極１４上および補助電極１５上を覆う状態で素子分離絶縁膜１６上に正孔注入層１８ａを形成し、加熱処理を行う場合には、加熱処理された正孔注入層１８ａ上に正孔注入層１８ａ以外の有機層１８が形成された状態となる。これにより、補助電極１５上と第２電極１９との間に加熱処理により変質した正孔注入層１８ａとその他の有機層１８が介在することから、補助電極１５と第２電極１９との間の抵抗が高くなり易い。しかし、本実施形態で説明したように、上記正孔注入層１８ａの代わりに、混合層２１を形成し加熱処理を行う場合には、混合層２１の熱による変質が抑制される。これにより、補助電極１５上と第２電極１９との間に混合層２１と他の有機層１８が介在した状態となっても、補助電極１５と第２電極１９との間の抵抗の上昇を抑制することができる。

また、上述した第１実施形態においては、混合層２１を構成する有機材料が正孔注入材料または正孔輸送材料である例について説明したが、この有機材料は電子注入材料または電子輸送材料であってもよい。この場合には、第１電極１４が陰極、第２電極１９が陽極となり、第１電極１４上および補助電極１５上を含む素子分離絶縁膜１６上に、Ｔｇの異なる２以上の有機材料からなる混合層２１を形成した後、Ｔｇの最も低い有機材料のＴｇよりも高く、かつＴｇの最も高い有機材料のＴｇよりも低い温度で混合層２１の加熱処理を行う。続いて、電子輸送層、発光層、正孔輸送層を順次積層することで、混合層２１を含めた有機層１８を形成する。その後、有機層１８上および画素開口１７外の混合層２１上を覆う状態で、第２電極１９を形成する。

（第２実施形態）
次に、本発明の表示装置の製造方法および表示装置にかかる第２の実施形態の一例について、図２を用いて説明する。なお、混合層２１を形成する工程までは第１実施形態と同様であるため、省略する。

第１実施形態で説明したように、第１電極１４上および補助電極１５上を含む素子分離絶縁膜１６上に、Ｔｇの低い有機材料（Ｔｇ；Ｔｇ₁）とＴｇの高い有機材料（Ｔｇ；Ｔｇ₂）とからなる混合層２１を形成した後、混合層２１上に有機材料からなる正孔輸送層２２（第１の電荷輸送層）を形成する。この場合には、後工程で、混合層２１とともに正孔輸送層２２をＴｇ₁よりも高く、かつＴｇ₂よりも低い温度で加熱処理を行うことから、熱による変質を防ぐため、正孔輸送層２２を構成する有機材料を、この加熱温度よりも高いＴｇを有する有機材料から選択する。ここでは、正孔輸送層２２が、例えば混合層２１を構成するＴｇの高い有機材料（Ｔｇ；Ｔｇ₂）であるＣｕ−Ｐｃで形成されることとする。

次に、混合層２１とともに正孔輸送層２２に、Ｔｇ₁よりも高く、かつＴｇ₂よりも低い温度で加熱処理を行う。これにより、第１電極１４上に異物が付着していたとしても、Ｔｇの低い有機材料が流動するため、混合層２１により異物が被覆され、異物の下の空気を除去することが可能となる。また、Ｔｇ₂より低い温度で加熱することで、混合層２１中のＴｇの高い有機材料および正孔輸送層２２は、熱により変質することなくそのままの状態で維持される。

次に、各色の有機発光素子別に、基板１１上に蒸着マスク（図示省略）をアライメントして、高真空雰囲気下で、正孔輸送層２２が設けられた画素開口１７の内壁を覆う状態で、正孔輸送層１８ｂ（第２の電荷輸送層）、発光層１８ｃ、電子輸送層１８ｄを順次蒸着することで、混合層２１および正孔輸送層２２を含めた各色の有機層１８をそれぞれ形成する。この際、正孔輸送層１８ｂは、上述した正孔輸送層２２と同一材料で形成されることとし、ここでは、正孔輸送層２２と同一のＣｕ−Ｐｃで形成されることとする。これにより、加熱処理された正孔輸送層１８ｂと加熱未処理の正孔輸送層２２とが同一材料で形成されることで、異なる材料で形成される場合と比較して、正孔輸送層１８ｂから正孔輸送層２２に正孔が注入される際の障壁が小さく、正孔注入効率を向上させることができるため、好ましい。

その後、有機層１８上および画素開口１７外の正孔輸送層２２上に、例えばＬｉＦからなる電子注入層（図示省略）を形成した後、電子注入層上に例えば半透過性のＭｇＡｇ合金からなる第２電極（陰極）１９を約１０ｎｍの膜厚で形成する。これにより、電子注入層、混合層２１および正孔輸送層２２を介して第２電極１９と補助電極１５とが接続された状態となる。

この後の工程は、第１実施形態と同様に行うことで、上面発光型の有機発光ディスプレイを製造する。

このような表示装置の製造方法および表示装置であれば、Ｔｇの異なる２つの有機材料からなる混合層２１上を形成した後、Ｔｇ₁よりも高く、かつＴｇ₂よりも低い温度で加熱処理を行う。これにより、第１実施形態と同様に、第１電極１４上に異物が付着した場合であっても、異物の下に入り込んだ空気に起因する表示装置のダークスポットが抑制されるとともに、正孔注入バランスの崩れも防止することができる。

さらに、本実施形態の表示装置および表示装置によれば、混合層２１上に有機材料からなる正孔輸送層２２を形成し、混合層２１と正孔輸送層２２の加熱処理を行った後、正孔輸送層２２上に、正孔輸送層２２と同一の有機材料からなる正孔輸送層１８ｂを形成する。これにより、加熱処理された正孔輸送層２２と加熱未処理の正孔輸送層１８ｂが同一材料であることで、異なる材料で形成される場合と比較して、正孔輸送層２２と正孔輸送層１８ｂとの間の障壁が小さくなるため、正孔輸送層２２から正孔輸送層１８ｂへの正孔注入効率を向上させることができる。

なお、本実施形態ではＲＧＢ各色を発光する有機発光素子を備えた表示装置の例について説明したが、本発明は、白色発光の有機発光素子を備えた表示装置であっても適用可能である。この場合には、有機層１８が全面に蒸着されるため、補助電極１５上と第２電極１９との間に混合層２１と正孔輸送層２２と他の有機層１８が介在した状態となり、上記実施形態と同様の効果を奏する。

また、実施形態１で述べたように、混合層２１を構成する有機材料は、電子注入材料または電子輸送材料であってもよい。この場合には、第１電極１４が陰極、第２電極１９が陽極となり、混合層２１上に電子輸送層を形成する。この際、この電子輸送層を構成する有機材料は、後工程で行う加熱工程の加熱温度よりも高いＴｇを有することとする。その後、混合層２１を構成するＴｇの最も低い有機材料のＴｇよりも高く、かつＴｇの最も低い有機材料のＴｇよりも低い温度で混合層２１とともに電子輸送層の加熱処理を行う。その後、電子輸送層、発光層、正孔輸送層の順に積層された有機層１８を形成し、有機層１８上および画素開口１７外の電子輸送層上を覆う状態で、第２電極１９を形成する。

さらに、本実施形態では、第１電極１４上および補助電極１５上を含む素子分離絶縁膜１６上に正孔輸送層２２を形成後に、加熱処理するとしたが、正孔輸送層２２は加熱による変質がないため、加熱後に正孔輸送層２２を形成しても同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
本発明の表示装置の製造方法および表示装置にかかる第３の実施形態について、図３を用いて説明する。なお、第１電極１４上および補助電極１５上を覆う状態で、平坦化絶縁膜１３上に素子分離絶縁膜１６を形成して、第１電極１４の表面および補助電極１５の表面を露出する工程までは、第１実施形態と同様であるため、省略する。

次に、ＲＧＢ３色の有機発光素子を形成する場合には、発色光別に蒸着マスクをかえて共蒸着法により、第１電極１４が露出された状態の画素開口１７内に、Ｔｇの低い有機材料（Ｔｇ；Ｔｇ₁）とＴｇの高い有機材料（Ｔｇ；Ｔｇ₂）とからなる混合層２１’を３回形成する。次いで、蒸着マスクを外した後、この混合層２１’にＴｇ₁よりも高く、かつＴｇ₂よりも低い温度で加熱処理を行う。

次に、第１実施形態と同様に、混合層２１’上に、発色光別に蒸着マスクをかえて上記正孔輸送層１８ｂ〜電子輸送層１８ｄの連続蒸着を３回行うことで、上記各層と混合層２１’とを有する各色の有機層１８をそれぞれ形成する。

その後、有機層１８上および素子分離絶縁膜１６上に、例えばＬｉＦからなる電子注入層（図示省略）を形成する。続いて、電子注入層上に例えば半透過性のＭｇＡｇ合金からなる第２電極（陰極）１９を約１０ｎｍの膜厚で形成する。これにより、電子注入層を介して第２電極１９と補助電極１５とが接続された状態となる。

この後の工程は第１実施形態と同様に行うことで、上面発光型の有機発光ディスプレイを製造する。

このような表示装置の製造方法および表示装置であっても、第１電極１４上に付着した異物の下に入り込んだ空気に起因する表示装置のダークスポットが抑制されるとともに、正孔注入バランスの崩れが防止される。さらに、補助電極１５と第２電極１９との間には電子注入層しか介在しないため、補助電極１５と第２電極１９との間の抵抗の上昇も抑制されることから、表示装置の初期駆動電圧の上昇や連続駆動時の電圧上昇を抑制することができる。

以上説明した第１実施形態から第３実施形態では、上面発光型の有機発光ディスプレイの例について説明したが、下面発光型であってもよい。この場合には、下面側の基板１１にガラスやプラスチック等の透明性基板を用いるとともに、第１電極１４をＩＴＯ等の透過性材料で形成する。また、第２電極１９をＡｌまたはＡｇ等の高反射率で非透過性材料により形成し、発光層１８ｃで発生した光を、第２電極１９で反射させて第１電極１４側から取り出すこととする。さらに、本発明は両面発光型であっても適用可能であり、この場合には、基板１１および対向基板に透明性基板を用いるとともに、第１電極１４と第２電極１９とを透過性を有する材料で形成し、発光層１８ｃで発生した光を両面側から取り出すこととする。

また、上記各実施形態では、ＴＦＴ１２によるアクティブ駆動方式の有機発光ディスプレイの例について説明したが、本発明はこれに限定されず、いわゆるＤＵＴＹ駆動によるパッシブ駆動方式の有機発光ディスプレイであってもよい。

さらに、本発明の具体的な実施例について説明する。

上記第１実施形態と同様の方法により、図１（ｂ）に示す上面発光型の有機発光ディスプレイを製造した。また、これに対する比較例１として、混合層２１を形成した後、混合層２１の加熱処理を行わずに有機発光ディスプレイを製造した。また、比較例２として、背景技術で図５（ａ）を用いて説明したように、第１電極１４上および補助電極１５上を含む素子分離絶縁膜１６上に、α―ＮＰＤの単層からなる正孔注入層１８ａを形成した後、正孔輸送層１８ａにα―ＮＰＤのＴｇ以上の温度で加熱処理を行って有機発光ディスプレイを製造した。さらに、比較例３として、比較例２の有機発光ディスプレイの製造工程において、正孔輸送層１８ａに加熱処理を行わずに有機発光ディスプレイを製造した。そして、全ての有機発光ディスプレイについて、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²の直流電流下で発光した場合の１ｃｍ²あたりの１μｍ以上のダークスポットの数を測定した。また、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²の直流電流下で発光した場合の初期駆動電圧と電圧の経時的変化を測定した。

その結果、比較例１の表示装置では、ダークスポットの数が８２個／ｃｍ²であったのに対し、実施例の表示装置では６個／ｃｍ²となり、混合層２１を加熱することで、ダークスポットの数を大幅に抑制することが出来た。一方、α-ＮＰＤ単層からなる正孔注入層１８ａを形成した表示装置であっても、正孔注入層１８ａに加熱処理を行った比較例２の表示装置では、ダークスポットは５個／ｃｍ²となった。すなわち、ダークスポット低減効果としては、混合層２１を加熱処理した実施例の有機発光ディスプレイと、α-ＮＰＤ単層を加熱処理した比較例２の有機発光ディスプレイとで同様の効果が確認された。

また、図４に、これらの有機発光ディスプレイについて、横軸に駆動時間をとり、縦軸に駆動電圧をとったグラフを示す。このグラフに示すように、α−ＮＰＤ単層の場合、加熱処理を行うことで、初期駆動電圧が上昇するとともに、連続駆動時の電圧も経時的に上昇することが確認された。一方、混合層２１を形成した有機発光ディスプレイについては、加熱の有無によらず、α−ＮＰＤ単層の場合と比較して、初期駆動電圧が約１Ｖ程度抑制されるとともに、１０ｍＡ／ｃｍ²で連続駆動させた時の経時的な電圧上昇も抑制されることが確認された。

本発明の表示装置の製造方法に係る第１実施形態を説明するための製造工程断面図である。 本発明の表示装置の製造方法に係る第２実施形態を説明するための断面図である。 本発明の表示装置の製造方法に係る第３実施形態を説明するための断面図である。 本発明の実施例および比較例の表示装置における初期駆動電圧および連続駆動時の駆動電圧の経時的変化を示すグラフである。 従来の表示装置の製造方法を説明するための断面図である。

符号の説明

１１…基板、１４…第１電極、１５…補助電極、１８…有機層、１８ｂ…正孔輸送層、１８ｃ…発光層、１９…第２電極、２１，２１’…混合層、２２…正孔輸送層

Claims (16)

1. 基板上に第１電極、発光層を含む有機層および第２電極をこの順に備えた有機発光素子を設けてなる表示装置の製造方法であって、
   前記基板上に前記第１電極を形成する工程と、
   前記第１電極上に、ガラス転移温度の異なる２以上の有機材料からなる混合層を形成する工程と、
   前記ガラス転移温度の最も低い前記有機材料の当該ガラス転移温度よりも高く、かつ前記ガラス転移温度の最も高い前記有機材料の当該ガラス転移温度よりも低い温度で、前記混合層の加熱処理を行う工程と、
   加熱処理された前記混合層の上方に前記発光層を形成することで、少なくとも前記混合層と前記発光層とを有する前記有機層を形成する工程と、
   前記有機層上に前記第２電極を形成する工程とを含む
   ことを特徴とする表示装置の製造方法。
2. 前記有機材料は、正孔輸送材料または正孔注入材料である
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
3. 前記ガラス転移温度の最も低い有機材料はアミン系材料であり、
   前記ガラス転移温度の最も高い有機材料は非アミン系材料である
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
4. 前記ガラス転移温度の最も低い前記有機材料と前記ガラス転移温度の最も高い前記有機材料との前記ガラス転移温度の差は５０℃以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
5. 前記ガラス転移温度の最も低い前記有機材料の当該ガラス転移温度は１５０℃以下であり、前記ガラス転移温度の最も高い前記有機材料の当該ガラス転移温度は２００℃以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
6. 前記混合層の膜厚が、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
7. 前記第１電極を形成する工程では、
   前記基板上に、前記第１電極と絶縁された状態で、前記第２電極の補助電極を形成し、
   前記混合層を形成する工程では、
   前記第１電極上および前記補助電極上を含む前記基板上に、前記混合層を形成するとともに、
   前記有機層を形成する工程では、
   少なくとも前記第１電極上の前記混合層上に前記有機層を形成し、
   前記第２電極を形成する工程では、
   前記補助電極の上方まで延設された状態で、前記第２電極を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
8. 前記混合層を形成する工程の後で、前記混合層の加熱処理を行う工程の前に、
   前記混合層上に有機材料からなる第１の電荷輸送層を形成する工程を有し、
   前記混合層を加熱処理する工程では、
   前記混合層とともに前記第１の電荷輸送層の加熱処理を行い、
   前記有機層を形成する工程では、前記第１の電荷輸送層上に当該第１の電荷輸送層と同一の有機材料からなる第２の電荷輸送層を形成した後、当該第２の電荷輸送層上に前記発光層を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
9. 基板上に第１電極、発光層を含む有機層および第２電極をこの順に備えた有機発光素子を設けてなる表示装置であって、
   前記第１電極と前記発光層との間に、ガラス転移温度の異なる２以上の有機材料からなる混合層が設けられている
   ことを特徴とする表示装置。
10. 前記有機材料は、正孔輸送材料または正孔注入材料である
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 前記ガラス転移温度の最も低い前記有機材料はアミン系材料であり、
    前記ガラス転移温度の最も高い前記有機材料は非アミン系材料である
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
12. 前記ガラス転移温度の最も低い前記有機材料と前記ガラス転移温度の最も高い前記有機材料との前記ガラス転移温度の差は５０℃以上である
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
13. 前記ガラス転移温度の最も低い前記有機材料の当該ガラス転移温度は１５０℃以下であり、前記ガラス転移温度の最も高い前記有機材料の当該ガラス転移温度は２００℃以上である
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
14. 前記混合層の膜厚が、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下である
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
15. 前記基板上に、前記第１電極と絶縁された状態で、前記第２電極の補助電極が設けられており、
    前記混合層は、前記第１電極上および前記補助電極上を含む前記基板上に設けられているとともに、
    前記第２電極は、前記補助電極の上方まで延設された状態で設けられている
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
16. 前記混合層と前記発光層との間に、前記混合層上に設けられた有機材料からなる第１の電荷輸送層と、前記第１の電荷輸送層上に設けられるとともに当該第１の電荷輸送層と同一の有機材料からなる第２の電荷輸送層とが設けられている
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
    
    
    

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