JP2007311238A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置の長寿命化及び高発光効率化を図ると共に、生産性の向上を可能とした発光装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の発光装置の製造方法は、第１電極１１１と第２電極との間に、少なくとも発光層１１０ｂを含む一以上の層からなる機能層１１０を有する発光装置の製造方法であって、前記機能層１１０の形成工程は、機能性材料を含む液体材料を第１電極１１１上に配置する工程と、前記液体材料を乾燥して前記機能性材料からなる機能層１１０を形成する工程と、前記機能層１１０をエーテル化合物の溶液１１０ｓに曝す工程と、前記機能層１１０上に第２電極を形成する工程と、を有する。
【選択図】図９

Description

本発明は、ＥＬ装置等の発光装置の製造方法に関するものである。

電界発光を利用したエレクトロルミネッセンス（Electro-Luminescence，以下、ＥＬと略記する。）装置は、自己発光のため視認性が高く、低電圧駆動が可能である等の特徴を有することから表示装置としての利用が注目されている。有機ＥＬ装置は、薄膜化された有機ＥＬ材料を発光層とし、これを一対の電極で挟持してなるものである。発光層は有機ＥＬ材料を真空蒸着して形成される他、有機ＥＬ材料を含む塗布液から形成される。塗布液を用いる方法では、まず有機ＥＬ材料を溶媒に溶解して塗布液組成物とした後、これらをブレード法、キャスト法、インクジェット法等の各種塗布手段で塗布し、乾燥する。中でも有機薄膜の形成とパターニングとを同一工程で行える上に低コストであるという点から、インクジェット法が注目を集めている。

発光層においては、有機ＥＬ材料が等方的に分散されていることが求められる。これにより発光特性が変化するためである。そこで塗布液は均一に塗布される必要があり、その溶媒は塗布面において均一に蒸発することが求められる。加えてインクジェット法においては、塗布液を吐出させる際の粘度調整も必要であるので、塗布液組成物における溶媒の選定は重要である。塗布液組成物の溶媒として、従来からベンゼン誘導体、具体的にはトルエン、キシレン等のベンゼン誘導体が提案されている。

ところがインクジェット法では、インクジェットノズルからの吐出後、直ちに溶媒が蒸発し始めるので、形成される有機薄膜の表面平滑度が低くなりがちであるという問題があった。これを解決する手段として、ベンゼン誘導体に比べて高沸点の芳香族エーテル化合物を溶媒として用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによりインクジェットノズルからの吐出直後の溶媒の揮発を少なくして、有機薄膜の表面平滑度を向上できることが開示されている。
特開２００３−３０８９６９号公報

一般に、インクジェット法で有機薄膜を形成する場合には、インクジェットノズルから吐出した塗布液を十分に乾燥して、溶媒を完全に除去することが必要とされている。これは、有機薄膜中に残留した溶媒が有機薄膜上に形成される電極等に対して悪影響を及ぼすと考えられたからである。したがって、高沸点溶媒を用いて有機薄膜を形成する場合には、長時間の乾燥処理或いは真空乾燥等の手法によって、有機薄膜中に残留する溶媒の量を最小限に抑えることのみに考慮を払い、生産性を加味した溶媒の選定を行なうことはなかった。また、溶媒が電極等に与える影響について十分に検討されることがなかったため、発光特性を向上する場合には、有機薄膜と電極等との間に新たな膜を追加する等の工夫が必要であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、発光装置の長寿命化及び高発光効率化を図ると共に、生産性の向上を可能とした発光装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の発光装置の製造方法は、第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を含む一以上の層からなる機能層を有する発光装置の製造方法であって、前記機能層の形成工程は、機能性材料を含む液体材料を前記第１電極上に配置する工程と、前記液体材料を乾燥して前記機能性材料からなる機能層を形成する工程と、前記機能層をエーテル化合物の溶液又はエーテル化合物の蒸気に曝す工程と、前記機能層上に前記第２電極を形成する工程と、を有することを特徴とする。
この方法によれば、第２電極の近傍にエーテル化合物が含有されるため、このエーテル化合物の働きにより、発光装置の長寿命化及び高発光効率化が図られる。この理由としては、エーテル化合物が機能層を構成する有機化合物に対して反応不活性であること、酸素原子上の非共有電子対が第２電極を構成するアルカリ金属又はアルカリ土類金属等に配位し、エレクトロン注入性を安定化させていること、等が考えられており、また実験的にも、従来のキシレン溶媒を用いた発光装置の製造方法に比べて、長寿命化及び高発光効率化が図られることが検証されている。また、機能層内に残留するエーテル化合物を完全には除去しないため、溶媒の乾燥に要する時間を従来よりも短縮することができ、生産効率の向上に寄与することができる。

本発明の発光装置の製造方法は、第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を含む一以上の層からなる機能層を有する発光装置の製造方法であって、前記機能層の形成工程は、機能性材料を溶媒に溶解又は分散させた液体材料を前記第１電極上に配置する工程と、前記溶媒を乾燥して前記機能性材料からなる機能層を形成する工程と、前記機能層上に前記第２電極を形成する工程と、を有し、前記溶媒として、エーテル化合物からなる第１溶媒と、該第１溶媒よりも沸点の低い少なくとも一以上の第２溶媒とを含み、前記溶媒を乾燥する工程は、前記溶媒を前記第２溶媒の沸点と同等かそれよりも高く且つ前記第１溶媒の沸点よりも低い温度で加熱し、前記機能層中に前記第１溶媒を一部残しつつ、前記機能層から前記第２溶媒を除去する工程であることを特徴とする。
この方法によれば、第２電極の近傍にエーテル化合物が含有されるため、このエーテル化合物の働きにより、発光装置の長寿命化及び高発光効率化が図られる。また、溶媒としてのエーテル化合物は、機能性材料に対して十分な溶解能を有するばかりでなく、配置直後に急激には揮発しない程度の高沸点を有する。よって機能性材料を等方的に分散させた機能層の膜を形成することができる。

なお、本明細書において「機能性材料」とは、電気・電子的機能（導電性、絶縁性、圧電性、焦電性、誘電性等）、光学的機能（光選択吸収、反射性、偏光性、光選択透過性、非線形光学性、蛍光あるいはリン光等のルミネッセンス、フォトクロミック性等）、化学的機能（吸着性、脱着性、触媒性、吸水性、イオン伝導性、酸化還元性、電気化学特性、エレクトロクロミック性等）、機械的機能（耐摩耗性等）、熱的機能（伝熱性、断熱性、赤外線放射性等）等の種々の機能を持った材料をいう。また、機能性材料を含む液体材料とは、液体材料中に含まれる固形成分を膜化することによって、上述の機能を有する膜（機能膜）を形成し得るものをいう。例えば、発光装置における発光層を形成する場合には、機能性材料として蛍光あるいはリン光を有する材料を用いればよい。

本発明においては、前記エーテル化合物はジフェニルエーテル化合物であることが望ましい。ジフェニルエーテル化合物としては、３-メチルジフェニルエーテル、３,５-ジメチルジフェニルエーテル、１,３’-ジメチルジフェニルエーテル、３,５,４’-トリメチルジフェニルエーテル、３,４’-ジフルオロジフェニルエーテル等が挙げられる。また、ジフェニルエーテル化合物に限らず、芳香族性エーテル化合物として、メトキシトルエン、ジメトキシトルエン、トリメトキシトルエン、エトキシエーテル、ブトキシエーテル、ベンジルメチルエーテル、ベンジルエチルエーテル等を使用しても良い。
この方法によれば、より一層の長寿命化及び高発光効率化が図られる。

本発明においては、前記液体材料の配置を液滴吐出法で行なうことが望ましい。
この方法によれば、液体材料の消費に無駄が少なく、配置する液体材料の量や位置の制御も行ない易い。また、機能層の形成と同時に機能層のパターニングも行なうことができるので、製造工程が簡単になる。

本発明においては、前記機能層を形成するに際して、前記第１電極の周囲に、前記機能層を形成する領域を区画する隔壁を形成する工程を有することが望ましい。
この方法によれば、隔壁によって機能層の形状が規定されることから、例えば隣接する隔壁間の幅を狭くするなど、隔壁を適切に形成することにより、機能層の微細化や細線化が図られる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、以下の図面においては、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、各層や各部材に縮尺は実際のものとは異なるように表している。

［発光装置の構成］
図１は、本発明の発光装置の一実施形態であるアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置を示す部分斜視図である。この有機ＥＬ装置１は、マトリクス状に配列された複数の有機ＥＬ素子を発光素子として備える。また、この有機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、基体２上に、回路素子としての薄膜トランジスタを含む回路素子部１４、陽極である画素電極１１１、発光層を含む発光部１１、陰極である対向電極１２、及び封止部３等を備えている。

基体２としては、例えば、ガラス基板が用いられる。本発明における基板としては、ガラス基板の他に、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気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。

基体２上には、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（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の各色に対応する画素領域Ａが所定の配列で並ぶ。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１０２、共通給電線１０３、走査線１０１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、図に示す矩形の他に、円形、長円形など任意の形状が適用可能である。

封止部３は、水や酸素の侵入を防いで対向電極１２あるいは発光部１１の酸化を防止するものであり、基体２に塗布される封止樹脂、及び基体２に貼り合わされる封止基板（又は封止缶）６０４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１種であるエポキシ樹脂が好ましく用いられる。封止基板６０４は、ガラスや金属等からなり、基体２と封止基板６０４とはシール剤を介して貼り合わされている。基体２の内側には乾燥剤が配置されており、基板間に形成された空間には不活性ガスを充填した不活性ガス充填層６０５が形成されている。

画素領域Ａ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の第１の薄膜トランジスタ１２２と、この薄膜トランジスタ１２２を介して信号線１０２から供給される画像信号を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐ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第２の薄膜トランジスタ１２３と、この薄膜トランジスタ１２３を介して共通給電線１０３に電気的に接続したときに共通給電線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極１１１と、画素電極１１１と対向電極１２との間に挟み込まれる発光部１１とが設けられている。発光部１１は、発光層としての有機ＥＬ層を含む層（機能層）を含み、発光素子である有機ＥＬ素子１０は、画素電極１１１、対向電極１２、及び発光部１１等を含んで構成される。

画素領域Ａでは、走査線１０１が駆動されて第１の薄膜トランジスタ１２２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、この保持容量ｃａｐの状態に応じて、第２の薄膜トランジスタ１２３の導通状態が決まる。また、第２の薄膜トランジスタ１２３のチャネルを介して共通給電線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに発光部１１を通じて対向電極１２に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて、発光部１１が発光する。

有機ＥＬ装置１においては、発光部１１から基体２側に発した光が、回路素子部１４及び基体２を透過して基体２の下側（観測者側）に出射されるとともに、発光部１１から基体２の反対側に発した光が対向電極１２により反射されて、その光が回路素子部１４及び基体２を透過して基体２の下側（観測者側）に出射される（ボトムエミッション型）。なお、対向電極１２として、透明な材料を用いることにより対向電極側から発光する光を出射させることもできる（トップエミッション型）。この場合、対向電極用の透明な材料としては、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、もしくはＰｄを用いることができる。

図２は、上記有機ＥＬ装置１における画素領域Ａ近傍の断面構造を拡大した図である。図２には、３つの画素領域Ａが示されている。図２に示すように、基体２上には、シリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成され、この下地保護膜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。半導体膜１４１には、ソース領域１４１ｂ及びドレイン領域１４１ａが高濃度Ｐイオン打ち込みにより形成され、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、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１４１ｂ、１４１ａにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４６、１４５が形成されている。なお、下地保護膜２ｃから第２層間絶縁膜１４４ｂまでの層によって回路素子部１４が形成されている。

第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ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。また、もう一方のコンタクトホール１４６が共通給電線１０３に接続されている。このように、回路素子部１４には、各画素電極１１１に接続された駆動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、前述した保持容量ｃａｐ及びスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２も形成されているが、図７ではこれらの図示を省略している。

発光部１１は、複数の画素電極１１１…上の各々の上に積層された機能層１１０と、各画素電極１１１及び機能層１１０の間に備えられて各機能層１１０を区画する隔壁１１２とを主体に構成されている。また、機能層１１０上には対向電極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、対向電極１２、及び機能層１１０等を含んで構成される。ここで、画素電極１１１は、例えばＩＴＯにより形成されており、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、１５０ｎｍ程度がよい。また、各画素電極１１１…の間には、隔壁１１２が備えられている。

隔壁１１２は、基体２側から順に、第１隔壁層１１２ａ及び第２隔壁層１１２ｂを備えている。第１隔壁層１１２ａは、画素電極１１１の周縁部上に乗上げるように形成されている。平面的には、画素電極１１１の周囲と第１隔壁層１１２ａとが平面的に重なるように配置された構造となっている。

第１隔壁層１１２ａ及び第２隔壁層１１２ｂは、画素電極１１１上に開口部を有しており、これらが連通して隔壁１１２の開口部１１２ｇを形成している。第２隔壁層１１２ｂの開口部（上部開口部）１１２ｄは、第１隔壁層１１２ａの開口部（下部開口部）１１２ｃよりも広く形成されている。開口部１１２ｄの壁面は開口部１１２ｃの壁面から若干外側へ後退させて形成されており、第２隔壁層１１２ｂの開口部１１２ｄ内に第１隔壁層１１２ａの一部１１２ｅが露出した状態となっている。

第１隔壁層１１２ａは、例えば、酸化シリコン等の無機材料からなる。第１隔壁層１１２ａの厚さ（高さ）は、例えば、５０〜２００ｎｍの範囲に設定される。また、第２隔壁層１１２ｂは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のある有機材料からなる。第２隔壁層１１２ｂの厚さ（高さ）は、例えば、０．１〜３．５μｍ程度に設定される。なお、上記隔壁の厚さは一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。

なお、隔壁１１２は上述した２層構造のものに限らず、有機物層若しくは無機物層からなる単層構造のものを用いてもよい。この場合、有機物層としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性の高い材料が用いられる。また、無機物層としては、ポリシラザン、ポリシロキサン等が用いられる。また、ポリシロキサン等を含有した有機・無機ハイブリッド材料を用いることもできる。

第１隔壁層１１２ａの表面は親液性に加工されている。また、第２隔壁層１１２ｂの表面は撥液性に加工されている。撥液性を示す領域は、４フッ化メタン、テトラフルオロメタン、もしくは四フッ化炭素を処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理（撥液性に処理）されている。

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１１０ｂとから構成されている。なお、発光層１１０ｂに隣接してその他の機能を有する他の機能層をさらに形成してもよい。例えば、電子輸送層を形成してもよい。

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ともに、正孔を正孔注入／輸送層１１０ａの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１１０ｂの間に設けることにより、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、対向電極１２から注入される電子が再結合し、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１１０ｂ１、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層１１０ｂ２、及び青色（Ｂ）に発光する青色発光層１１０ｂ３、の３種類を有し、各発光層１１０ｂ１〜２９０ｂ３がストライプ状に配置されている。

正孔注入／輸送層１１０ａの形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物を用いることができる。また、この他にも、特に限定されることなく公知の様々な材料が使用可能であり、例えばピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられる。さらに、正孔注入／輸送層の形成材料として、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）や、ポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム等も適用される。

また、発光層１１０ｂの材料としては、例えば、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、またはこれらの高分子材料にルブレン、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、キナクリドン等をドープして用いることができる。

対向電極１２は、発光部１１の全面に形成されており、画素電極１１１と対になって機能層１１０に電流を流す役割を果たす。この対向電極１２は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。

このとき、発光層に近い側の対向電極には仕事関数が低いものを設けることが好ましく、特にこの形態においては発光層１１０ｂに直接に接して発光層１１０ｂに電子を注入する役割を果たす。また、フッ化リチウムは発光層の材料によっては効率よく発光させるために、発光層１１０ｂと対向電極１２との間にフッ化リチウムを形成する場合もある。なお、赤色及び緑色の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２にはフッ化リチウムに限らず、他の材料を用いてもよい。従ってこの場合は青色（Ｂ）発光層１１０ｂ３のみにフッ化リチウムからなる層を形成し、他の赤色及び緑色の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ３にはフッ化リチウム以外のものを積層してもよい。また、赤色及び緑色の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２上にはフッ化リチウムを形成せず、カルシウムのみを形成してもよい。この場合、フッ化リチウムの厚さは、例えば２〜５ｎｍの範囲が好ましく、特に２ｎｍ程度がよい。またカルシウムの厚さは、例えば２〜５０ｎｍの範囲が好ましい。

対向電極１２と発光層１１０ｂとの境界部には、エーテル化合物を含有するエーテル化合物含有層１２０が形成されている。エーテル化合物含有層１２０に含まれるエーテル化合物は、酸素原子上の非共有電子対が対向電極１２を構成するアルカリ金属又はアルカリ土類金属等に配位することにより、対向電極１２からのエレクトロン注入性を安定化させる。このエーテル化合物としては、ジフェニルエーテル化合物が好ましく、これにより発光装置１の長寿命化及び高発光効率化が図られる。

ジフェニルエーテル化合物としては、３-メチルジフェニルエーテル、３,５-ジメチルジフェニルエーテル、１,３’-ジメチルジフェニルエーテル、３,５,４’-トリメチルジフェニルエーテル、３,４’-ジフルオロジフェニルエーテル等が挙げられる。また、ジフェニルエーテル化合物に限らず、芳香族性エーテル化合物として、メトキシトルエン、ジメトキシトルエン、トリメトキシトルエン、エトキシエーテル、ブトキシエーテル、ベンジルメチルエーテル、ベンジルエチルエーテル等を使用しても良い。

また、対向電極１２を形成するアルミニウムは、発光層１１０ｂから発した光を基体２側に反射させるもので、アルミニウムの他、銀、又はアルミニウムと銀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の範囲が好ましく、特に２００ｎｍ程度がよい。さらにアルミニウム上に酸化シリコン、窒化シリコン等からなる酸化防止用の保護層を設けてもよい。

［発光装置の製造方法］
次に、本発明の発光装置の製造方法の一実施形態として、上記有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。ここでは、（１）隔壁形成工程、（２）正孔注入／輸送層形成工程、（３）発光層形成工程、（４）エーテル化合物含有層形成工程、（５）対向電極形成工程を中心に説明する。

（１）隔壁形成工程
まず、図３に示すように、公知の手法を用いて、基体２上に回路素子部１４及び画素電極１１１を形成し、この回路素子部１４上に第１隔壁層１１２ａ及び第２隔壁層１１２ｂからなる隔壁１１２を形成する。また、必要に応じて、第１隔壁層１１２ａの表面に親液処理が施され、第２隔壁層１１２ｂの表面に撥液処理が施される。

（２）正孔注入／輸送層形成工程
次に、図４に示すように、液滴吐出法（インクジェット法）を用いて、正孔注入／輸送層の形成材料を含む第１組成物（液体材料）１１０ｃを画素電極（第１電極）１１１上に吐出する。第１組成物１１０ｃの吐出は、インクジェットヘッドＨ１の吐出ノズルＨ２を隔壁１１２の開口位置に配置し、インクジェットヘッドＨ１と基体２とを相対的に移動させながら行なう。

液滴吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式（ピエゾ方式）は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。

第１組成物１１０ｃとしては、前述した正孔注入／輸送層形成材料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。なお、第１組成物１１０ｃの組成は上記例に限定されるものではない。また、正孔注入／輸送層の形成材料として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光層に対して同じ材料を用いてもよく、各発光層ごとに変えてもよい。

第１組成物１１０ｃの吐出量は、隔壁１１２による窪み（開口）の大きさ、形成しようとする正孔注入／輸送層の厚さ、第１組成物中の正孔注入／輸送層形成材料の濃度等により決定される。また、第１組成物を一度に隔壁間に配置してもよく、数回に分けて配置してもよい。この場合、各回における第１組成物の量は同一でもよく、各回ごとにその量を変えてもよい。さらに、ある画素電極に対して毎回同じ位置から第１組成物を吐出してもよく、各回ごとに位置をずらしながら吐出してもよい。

吐出された第１組成物１１０ｃの液滴は、親液処理された画素電極１１１の電極面上に広がり、隔壁１１２間に充填される。隔壁１１２表面（上面１１２ｆ）が撥液性に加工されているので、仮に、第１組成物１１０ｃが所定の吐出位置から外れて隔壁１１２の上面１１２ｆに吐出されたとしても、その上面１１２ｆで第１組成物１１０ｃの液滴がはじかれ、隔壁１１２の開口部１１２ｇに転がり込む。

続いて、図５に示すように、画素電極１１１上に配置された第１組成物１１０ｃを乾燥し、画素電極１１１上に正孔注入／輸送層１１０ａの膜を形成する。この正孔注入／輸送層形成工程を含めこれ以降の工程は、水、酸素の無い雰囲気とするのが好ましい。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。

（３）発光層形成工程
次に、図６に示すように、上記正孔注入／輸送層形成工程と同様に、液滴吐出法（インクジェット法）を用いることにより、各色（例えばここでは青色（Ｂ））の発光層の形成材料を含む第２組成物（液体材料）１１０ｅを正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出する。第２組成物１１０ｅの吐出は、インクジェットヘッドＨ３の吐出ノズルＨ４を隔壁１１２の開口位置に配置し、インクジェットヘッドＨ３と基体２とを相対的に移動させながら行なう。

第２組成物１１０ｅとしては、前述した発光層形成材料を非極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。非極性溶媒としては、正孔注入／輸送層１１０ａに対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロへキシルベンゼン、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。

第２組成物１１０ｅの吐出量は、隔壁による窪み（開口）の大きさ、形成しようとする発光層の厚さ、第２組成物中の発光層形成材料の濃度等により決定される。また、第２組成物を一度に隔壁間に配置してもよく、数回に分けて配置してもよい。この場合、各回における第２組成物の量は同一でもよく、各回ごとにその量を変えてもよい。さらに、ある画素電極に対して毎回同じ位置から第２組成物を吐出してもよく、各回ごとに位置をずらしながら吐出してもよい。

続いて、図７に示すように、画素電極１１１上に配置された第２組成物１１０ｅを乾燥し、正孔注入／輸送層１１０ａ上に発光層１１０ｂ（青色（Ｂ）の発光層１１０ｂ３）の膜を形成する。

続いて、図８に示すように、正孔注入／輸送層１１０ａ上に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２を形成する。これらの形成方法は、青色の発光層１１０ｂ３の場合と同様である。

（４）エーテル含有層形成工程
次に、図９に示すように、エーテル化合物の溶液１１０ｓをスピンコート法、ディップ法等により表示領域全体に塗布し、発光層１１０ｂの表層部にエーテル化合物を浸透させる。続いて、図１０に示すように、余分なエーテル化合物の溶液１１０ｓを除去し、発光層１１０ｂの表面に、エーテル化合物を含有するエーテル化合物含有層１２０を形成する。エーテル化合物の含有量は、例えば、１００ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍとする。

なお、図９では、発光層１１０ｂをエーテル化合物の溶液に曝すことにより、発光層１１０ｂ内にエーテル化合物を浸透させたが、発光層１１０ｂをエーテル化合部の蒸気に曝すことにより、発光層１１０ｂ内にエーテル化合物を浸透させても良い。例えば、エーテル化合物の蒸気（エーテル溶媒を５０℃で加熱したときのエーテル溶媒の蒸気）に発光層１１０ｂを１時間程度曝すことにより、十分な量のエーテル化合物を発光層１１０ｂ内に浸透させることができる。

（５）対向電極形成工程
次に、図１１に示すように、発光層１１０ｂ、エーテル化合物含有層１２０、及び隔壁１１２の全面に対向電極（第２電極）１２を形成する。対向電極１２は複数の材料を積層して形成してもよい。例えば、発光層に近い側には仕事関数が小さい材料を形成することが好ましく、例えばカルシウム、バリウム等を用いることが可能であり、また材料によっては下層にフッ化リチウム等を薄く形成した方がよい場合もある。また、上部側（封止側）には下部側よりも仕事関数が高い材料、例えばアルミニウムを用いる事もできる。また、対向電極１２上に、酸化防止のために酸化シリコン、窒化シリコン等の保護層を設けてもよい。

以上の工程により、基体２上に発光部１１が形成され、有機ＥＬ素子１０が形成される。この後、有機ＥＬ素子が形成された基体２を封止し、基体２の配線に対向電極１２を接続するとともに、基体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の配線を接続することにより、有機ＥＬ装置１が完成する。

本実施形態の発光装置の製造方法によれば、対向電極１２の近傍にエーテル化合物が含有されるため、このエーテル化合物の働きにより対向電極１２の酸化が防止され、発光装置の長寿命化及び高発光効率化が図られる。また、発光層内に残留するエーテル化合物を完全には除去しないため、溶媒の乾燥に要する時間を従来よりも短縮することができ、生産効率の向上に寄与することができる。

なお、上記実施形態では、発光層１１０ｂをエーテル化合物の溶液１１０ｓ又はエーテル化合物の蒸気に曝すことによって、発光層内にエーテル化合物を浸透させたが、エーテル化合物を浸透させる方法は、必ずしもこのようなものに限定されない。例えば、第２組成物１１０ｅの溶媒を、エーテル化合物からなる第１溶媒と、該第１溶媒よりも沸点の低い少なくとも一以上の第２溶媒とを含むものとし、該溶媒を乾燥する工程を、前記溶媒を前記第２溶媒の沸点と同等かそれよりも高く且つ前記第１溶媒の沸点よりも低い温度で加熱し、発光層１１０ｂ中に前記第１溶媒を一部残しつつ、発光層１１０ｂから前記第２溶媒を除去することにより行なうものとすれば、発光層１１０ｂ内に十分な量のエーテル化合物を含有させることができる。この場合、溶媒としてのエーテル化合物は、発光層形成材料に対して十分な溶解能を有するばかりでなく、配置直後に急激には揮発しない程度の高沸点を有する。よって発光層形成材料を等方的に分散させた発光層の膜を形成することができる。

表１は、従来の発光装置の特性（比較例）と本発明の発光装置の特性（実施例１及び実施例２）とを比較したものである。表１において、比較例は、発光層の溶媒にキシレンを用いたものであり、実施例１は、発光層の溶媒にキシレンを用い、発光層形成後に発光層をエーテル溶媒雰囲気に曝したものである。また、実施例２は、発光層の溶媒にキシレン（第２溶媒）とジフェニルエーテル（第１溶媒）を用い、溶媒の加熱を、キシレンの沸点と同等かそれよりも高く且つジフェニルエーテルの沸点よりも低い温度で加熱することにより行なったものである。実施例２において、キシレンとジフェニルエーテルは９：１の割合で混合している。

なお、表１では、実施例１及び実施例２の特性を比較例の特性を１として規格化している。また、表１において、Ｖは１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度をだすための電圧値を示している。

表１に示すように、実施例１及び実施例２の発光装置では、１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度をだすための電圧の大きさは比較例と変わらない。したがって、エーテル化合物含有層によって発光特性が阻害されることがないことがわかる。また、電流効率及び寿命は比較例よりも改善されており、エーテル化合物含有層が発光装置の長寿命化及び高発光効率化に寄与することがわかる。

［電子機器］
図１２は、上記有機ＥＬ装置を備えた電子機器の一例を示す斜視構成図である。
図１２に示す映像モニタ１２００は、先の実施形態の有機ＥＬ装置を備えた表示部１２０１と、筐体１２０２と、スピーカ１２０３等を備えて構成されている。そして、この映像モニタ１２００は、先の有機ＥＬ装置により長寿命で、明るい表示が可能である。

上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、ビューファインダ型あるいは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、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの機器においても、高画質表示が可能になっている。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例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。

本発明の発光装置の一例である有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す図である。 同有機ＥＬ装置の１画素の構成を示す平面図である。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。 電子機器の一例を示す斜視構成図。

符号の説明

１…有機ＥＬ装置（発光装置）、１２…対向電極（第２電極）、１１０…機能層、１１０ａ…正孔注入／輸送層、１１０ｂ…発光層、１１０ｃ…第１組成物（液体材料）、１１０ｅ…第２組成物（液体材料）、１１１…画素電極（第１電極）、１１２…隔壁

Claims (5)

1. 第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を含む一以上の層からなる機能層を有する発光装置の製造方法であって、
   前記機能層の形成工程は、
   機能性材料を含む液体材料を前記第１電極上に配置する工程と、
   前記液体材料を乾燥して前記機能性材料からなる機能層を形成する工程と、
   前記機能層をエーテル化合物の溶液又はエーテル化合物の蒸気に曝す工程と、
   前記機能層上に前記第２電極を形成する工程と、を有することを特徴とする発光装置の製造方法。
2. 第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を含む一以上の層からなる機能層を有する発光装置の製造方法であって、
   前記機能層の形成工程は、
   機能性材料を溶媒に溶解又は分散させた液体材料を前記第１電極上に配置する工程と、
   前記溶媒を乾燥して前記機能性材料からなる機能層を形成する工程と、
   前記機能層上に前記第２電極を形成する工程と、を有し、
   前記溶媒として、エーテル化合物からなる第１溶媒と、該第１溶媒よりも沸点の低い少なくとも一以上の第２溶媒とを含み、
   前記溶媒を乾燥する工程は、前記溶媒を前記第２溶媒の沸点と同等かそれよりも高く且つ前記第１溶媒の沸点よりも低い温度で加熱し、前記機能層中に前記第１溶媒を一部残しつつ、前記機能層から前記第２溶媒を除去する工程であることを特徴とする発光装置の製造方法。
3. 前記エーテル化合物はジフェニルエーテル化合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
4. 前記液体材料の配置を液滴吐出法で行なうことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の発光装置の製造方法。
5. 前記機能層を形成するに際して、前記第１電極の周囲に、前記機能層を形成する領域を区画する隔壁を形成する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の発光装置の製造方法。
   
   

Images