JP2010021162A - 有機ｅｌデバイスおよびｅｌディスプレイパネル、ならびにそれらの製造方法 - Google Patents

有機ｅｌデバイスおよびｅｌディスプレイパネル、ならびにそれらの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】平坦かつ汚染されていない表面を有する正孔注入層を備える有機ＥＬデバイスを提供すること。
【解決手段】基板と；基板上に配置された電極と；基板上に配置された電極と接続したＴＦＴデバイスと；基板上に配置された電極上に配置された遷移金属の酸化物からなる正孔注入層と；正孔注入層上に配置された有機発光層と；有機発光層上に配置され、前記基板上に配置された電極と対向する電極と；正孔注入層の一部を覆い、基板上に配置された、厚さ５〜７０ｎｍの無機膜と；無機膜上に配置され、フッ素含有樹脂を含むバンクと；を有する有機ＥＬデバイスであって、バンクの上面の濡れ性は、バンクの壁面の濡れ性よりも低く、かつバンクの壁面の濡れ性は、無機膜の濡れ性よりも低く、バンクおよび無機膜は、有機発光層の領域を規定する有機ＥＬデバイス。
【選択図】図６

Description

本発明は、有機ＥＬデバイスおよび有機ＥＬディスプレイパネル、ならびにそれらの製造方法に関する。
近年、ポスト液晶ディスプレイおよびポストプラズマディスプレイの候補として、有機ＥＬディスプレイを代表とする自発光型のディスプレイに関する研究開発が、盛んである。現在の有機ＥＬディスプレイには２つのタイプがある。１つは発光層に低分子有機化合物を用いた低分子型有機ＥＬディスプレイであり、もう１つは、高分子有機化合物を用いた高分子型有機ＥＬディスプレイである。
現在では、材料の発光効率が高いことや寿命が長いなどの理由から、真空蒸着などの真空プロセスを用いて発光層を作製する低分子型有機ＥＬディスプレイの開発が先行している。しかし、高分子型有機ＥＬディスプレイの有機発光層は、インクジェット法やグラビア印刷法などのウェットプロセスによる作製が可能である。したがって、真空プロセスを使用する低分子型有機ＥＬディスプレイよりも、高分子型有機ＥＬディスプレイの生産性は顕著に高い。
高分子型有機ＥＬディスプレイを製造する際には、一般的に、有機発光材料を電極上にパターニングするために、電極を囲む障壁（以下「バンク」という）を形成し、バンクでパターニングされた領域に有機発光材料を含む組成物を塗布する。バンクは、通常、基板上に塗布形成されたバンク材料の層をフォトリソグラフィ法でパターニングすることによって形成されていた。またバンクと基板との間にシリコンオキサイドからなる層を設けて、バンクの濡れ性を制御する技術も知られている（例えば特許文献１参照）。
また、有機ＥＬデバイスでは、通常、陽極と有機発光層との間に正孔注入層が配置される。正孔注入層とは陽極から有機発光層への正孔の注入を補助する機能を有する層である。近年正孔注入層の材料に酸化タングステンなどの金属酸化物を用いることができることが見出された（例えば特許文献２参照）。
特許第３７４３６３０号公報 特開２００６−１１４９２８号公報
バンクでインクが塗布される領域を規定する場合、陽極上に金属酸化物からなる正孔注入層をスパッタリングなどで積層した後に、ポリイミドなど有機物の膜をスピンコートなどの塗布法で形成し、その後フォトリソグラフィ法などによってパターニングすることによってバンクを形成する。しかし、金属酸化物からなる正孔注入層は、アルカリや水によって溶解するため、例えばアルカリ溶液でエッチングを行うバンクの形成過程で溶解し、正孔注入層の表面が平坦でなくなることがあった。正孔注入層の表面が平坦でない場合、正孔注入層の仕事関数が一定でなくなり、有機ＥＬデバイスの発光効率が低下する恐れがあった。また、アルカリ溶液によって正孔注入層が溶解すると正孔注入層の表面粗さが大きくなることがあった。正孔注入層の表面粗さが大きくなると、正孔注入層上に形成される機能層が正孔注入層の表面全体を覆いにくくなり、有機ＥＬデバイスがショートすることがあった。
また、正孔注入層の形成後にバンクを形成した場合、バンクの残渣によって正孔注入層の表面を汚染してしまうことがあった。正孔注入層の表面がバンクの残渣によって汚染されると、正孔注入層の仕事効率にさらにばらつきが生じ、有機ＥＬデバイスの発光効率が低下する恐れがあった。また、バンクは絶縁体なので、正孔注入層の表面がバンクの残渣によって汚染されると、正孔注入層の表面抵抗が上昇し、有機ＥＬデバイスの駆動電圧が上昇する。
本発明の目的は、正孔注入層が溶解することを防止し、かつ正孔注入層の表面をバンクの残渣の汚染から保護することで、駆動電圧が低く、発光効率の高い有機ＥＬデバイスを製造する方法を提供することである。
すなわち本発明の第１は、以下に示す有機ＥＬデバイスに関する。
［１］ 基板と；前記基板上に配置された電極と；前記基板上に配置された電極と接続したＴＦＴデバイスと；前記基板上に配置された電極上に配置された遷移金属の酸化物からなる正孔注入層と；前記正孔注入層上に配置され、塗布形成された有機発光層と；前記有機発光層上に配置され、前記基板上に配置された電極と対向する電極と；前記正孔注入層の一部を覆い、前記基板上に配置された、厚さ５〜７０ｎｍの無機膜と；前記無機膜上に配置され、フッ素含有樹脂を含むバンクと；を有する有機ＥＬデバイスであって、前記バンクの上面の濡れ性は、前記バンクの壁面の濡れ性よりも低く、かつ前記バンクの壁面の濡れ性は、前記無機膜の濡れ性よりも低く、前記バンクおよび前記無機膜は、前記有機発光層の領域を規定し、前記バンクと前記無機膜との間の境界には段差がなく、前記無機膜の底面は、前記無機膜の上面よりも前記バンクおよび前記無機膜によって規定された領域内に延びている、有機ＥＬデバイス。
［２］前記バンクは、順テーパ形状を有する、［１］に記載の有機ＥＬデバイス。
［３］前記無機膜の材料は、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコンから選択される、［１］または［２］に記載の有機ＥＬデバイス。
［４］前記無機膜の材料は、クロム、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、金、プラチナ、ＡＰＣ、ＩＴＯ、Ａｌ−Ｎｄ合金またはチタンから選択される、［１］または［２］に記載の有機ＥＬデバイス。
本発明の第２は、以下に示す有機ＥＬデバイスの製造方法に関する。
［５］同一平面に配置された２以上の［１］または［２］に記載の有機ＥＬデバイスを有する有機ＥＬディスプレイパネルであって、
前記無機膜の材料は、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコンから選択され、
隣接しあう前記有機ＥＬデバイスの前記無機膜は、互いに連結し、
前記連結した無機膜は格子を形成する、有機ＥＬディスプレイパネル。
本発明によれば、正孔注入層がアルカリ溶液による溶解およびバンクの残渣による汚染から保護されることから、仕事関数が一定の正孔注入層を得ることができ、かつ正孔注入層の表面抵抗を減少させることができる。このため本発明によれば、駆動電圧が低く発光効率の高い有機ＥＬデバイスを提供することができる。
また、本発明によれば、正孔注入層上の領域であって、有機発光材料が塗布されない領域が発生することが防止される。したがって本発明によれば、歩留まりが向上する。また、本発明によれば、有機発光層の膜厚が均一になるため、寿命が長い有機ＥＬデバイスを提供することができる。
バンクをフッ素ガスでプラズマ処理した場合の有機発光層の断面図 バンクをフッ素ガスでプラズマ処理した場合の有機発光層の断面図 本発明の有機ＥＬデバイスの断面図 本発明の有機ＥＬデバイスの拡大断面図 実施の形態１の有機ＥＬデバイスの断面図 実施の形態１の有機ＥＬデバイスの製造プロセス図 実施の形態２の有機ＥＬデバイスの断面図 実施の形態２の有機ＥＬデバイスの製造プロセス図 実施の形態３の有機ＥＬデバイスの断面図 実施の形態３の有機ＥＬデバイスの製造プロセス図 実施例の結果を示すグラフ
１．本発明の有機ＥＬデバイスの製造方法
本発明の有機ＥＬデバイスの製造方法は、１）基板上に陽極を形成する第１ステップと、２）陽極上に正孔注入層を形成する第２ステップと、３）基板上および正孔注入層上に無機膜を形成する第３ステップと、４）無機膜上にバンクを形成する第４ステップと、５）バンクをマスクとして、無機膜をエッチングして、正孔注入層を露出させる第５ステップと、６）露出した正孔注入層上に有機発光材料を塗布して、有機発光層を形成する第６ステップと、７）有機発光層上に陰極を形成する第７ステップと、を有する。
１）第１ステップでは、基板上に陽極を形成する。陽極は例えば、基板にスパッタリングなどによって導電体薄膜を成膜して、エッチングによりパターニングするなどして形成すればよいが、特にその手法は限定されない。
２）第２ステップでは、陽極上に正孔注入層を形成する。正孔注入層の材料は、遷移金属の酸化物である。正孔注入層は、例えば、スパッタリングなどによって陽極上に形成される。
３）第３ステップでは、基板上および正孔注入層上に無機膜を形成して、正孔注入層を無機膜で覆う。無機膜は例えばスパッタリングによって形成される。無機膜の材料は後述するバンクよりも濡れ性が高いことが好ましい。また無機膜の材料は、導電性であっても、絶縁性であってもよい。
４）第４ステップでは、無機膜上にバンクを形成する。バンクは、順テーパ形状を有することが好ましい。またバンクは、後述する有機発光材料が塗布される領域を規定することから、濡れ性が低いことが好ましい。バンクの濡れ性を低くするには、バンクをフッ素ガスでプラズマ処理してもよいし、バンクの材料にフッ素含有樹脂を用いてもよい。
しかし、フッ素ガスでプラズマ処理をした場合、フッ素はバンクの表面に化学的に結合するのではなく、単純にバンクの表面に分子間力で吸着される。したがって、プラズマ処理によってフッ素をバンクの表面に吸着させたとしても、熱プロセスなどによってフッ素のマイグレーションが生じることがある。電子吸引性が大きいフッ素が、例えば後述する有機発光層にマイグレートすれば、発光励起子を失活させ、発光効率などに悪影響を及ぼすことが懸念される。
また、バンクをフッ素ガスでプラズマ処理した場合、バンクの上面だけではなく、バンクの壁面の濡れ性も下がる。図１は、フッ素ガスでプラズマ処理したバンク４によって規定された領域内に後述する有機発光材料５を塗布した様子を示す。図１における符番１は基板を示し、符番２は電極を示し、符番３は後述する無機膜を示し、そして符番６は正孔注入層を示す。
図１に示されるように、バンク４がフッ素ガスでプラズマ処理された場合、塗布された有機発光材料５がバンク４の壁面にはじかれることから、有機発光層の膜厚が不均一になる。有機発光層の膜厚が不均一になると有機ＥＬデバイスの寿命が短くなる恐れがある。また、有機発光材料がバンクの壁面にはじかれると、有機ＥＬデバイスがショートする恐れがある。
また、フッ素のプラズマ処理では、プラズマ密度が不均一になる。プラズマ密度が不均一であると、発光素子間でバンクの濡れ性にばらつきが生じてしまう。図２は、フッ素ガスでプラズマ処理したバンク４によって規定された領域内に後述する有機発光材料５を塗布した様子を示す。
図２に示されるように、バンク４がフッ素ガスでプラズマ処理された場合、画素ごとに有機発光材料５との親和性が異なるため、画素間で有機発光材料５の広がりにばらつきが生じる。画素間で有機発光材料５の広がりにばらつきが生じると、画素間で有機発光層の膜厚がばらつく恐れがある。発光画素間での有機発光層の膜厚のばらつきは、有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、輝度のばらつきを生じさせる。
したがって、バンクの材料にフッ素含有樹脂を用いることが好ましい。バンクの材料がフッ素含有樹脂を含むことでフッ素化合物によるプラズマ処理をすることなく、撥液性の表面を有するバンクを形成することができるからである。このようなバンクはフォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて形成されうる。
フォトリソグラフィ技術を用いてフッ素含有樹脂を含むバンクを形成する場合には、ａ）無機膜上に、フッ素含有樹脂を含む感光性樹脂組成物の膜を形成するステップ、ｂ）前記膜を露光および現像して、無機膜の一部を露出させるステップを含む。
無機膜にフッ素含有樹脂を含む感光性樹脂組成物の膜を形成するには、例えば、フッ素含有樹脂組成物をスピンコート、ダイコート、スリットコートなどで塗布し、フッ素含有樹脂組成物からなる膜を形成し；形成された膜を乾燥させればよい。乾燥条件は特に限定されないが、８０℃で２〜３分間放置すればよい。
フッ素含有樹脂を含む感光性樹脂組成物の膜を露光して、現像することによって、後述する有機発光材料が塗布される領域内の無機膜が露出する。膜を現像する過程では、アルカリ溶液によるエッチングが行われるが、本発明では、正孔注入層が無機膜によって保護されていることから、正孔注入層がアルカリ溶液によって溶解する恐れはない。
現像後、膜をベーク処理する。これにより、所望の濡れ性の表面を有するバンクが形成される。ベーク処理の条件は、特に限定されないが、例えば温度は約２００℃以上であり、時間は約１時間である。
バンクの材料がフッ素含有樹脂を含む場合、ベーク処理により、膜に含まれるフッ素含有樹脂のフッ素成分をバンクの頂点を含む面（以下「バンク上面という）に移動させることができると推察される。それにより、バンクの上面にフッ素成分が偏在する。バンクの上面にフッ素が偏在すると、バンクの上面の濡れ性が低くなり、バンクの有機発光層と接する面（以下「バンク壁面」という）の濡れ性は、バンク上面のそれと比較して高くなる。
したがって、バンクの材料がフッ素含有樹脂を含み、バンクをフォトリソグラフィ技術を用いて形成する場合、バンク上面の濡れ性が低くなり、バンク壁面の濡れ性は高くなる。バンクの濡れ性については「２．本発明の有機ＥＬデバイス」で詳細に説明する。
このように本発明では、フッ素ガスによるプラズマ処理によってバンクの濡れ性を下げるのではなく、フッ素含有樹脂を材料として所望の濡れ性を有するバンクを形成することが好ましい。
一方、印刷技術を用いて所定パターンの樹脂膜を形成する場合には、凹版印刷や凸版印刷などの手法で印刷すればよい。
従来の有機ＥＬデバイスの製造プロセスでは、バンクの現像工程時のエッチャントであるアルカリ溶液によって正孔注入層が溶解してしまい、平坦な表面を有する正孔注入層を得られないという問題があった。しかし上述したように本発明の有機ＥＬデバイスでは、バンクの現像時に正孔注入層は、無機膜に覆われていることから、アルカリ溶液によって正孔注入層が溶解することはない。
５）第５ステップでは、露出した電極上の無機膜を、バンクをマスクとしてエッチングする。本ステップにより、正孔注入層上の無機膜がエッチングされる。正孔注入層上の無機膜をエッチングすることで、平坦でかつ表面粗さの小さい表面を有する正孔注入層が得られる。また、正孔注入層上の無機膜をエッチングすることで、バンクの残渣などによって汚染されていない清浄な表面を有する正孔注入層が得られる。一方、バンクと基板との間の無機膜はエッチングされずに残り、バンクとともに有機発光材料が塗布される領域（後述）を規定する。
無機膜はウェットエッチング方法によってエッチングされることが好ましい。また、無機膜をエッチングするエッチャントは、酸であることが好ましい。アルカリは正孔注入層を溶解させてしまうが、正孔注入層は酸に対しては一定の耐性を有するからである。エッチャントは、無機膜の種類によって選択される。例えば無機膜が、金属である場合は、エッチャントの例には、混酸（濃硫酸と濃硝酸とを３：１の体積比で混合した液体）や塩化第二鉄液などが含まれる。特に塩化第二鉄液はアルミニウムのエッチャントとして好ましい。一方、無機膜が、シリコン酸化物などである場合は、エッチャントの例には、フッ酸などが含まれる。
ウェットエッチング法で無機膜をエッチングした場合、バンクと無機膜との間の境界には段差が形成されない（図４参照）。
また、本発明では、無機膜の底面が無機膜の上面よりも、有機発光材料が塗布される領域に延びていることが好ましい（図４参照）。すなわち、本発明では無機膜は順テーパ形状を有することが好ましい。
６）第６ステップでは、露出した正孔注入層上に有機発光材料を含む組成物を塗布する。塗布される組成物は、所望の有機発光材料および溶媒を含む。溶媒は、有機発光材料の種類に応じて決定される。溶媒の例には、アニソールなどの芳香族系の溶媒が含まれる。塗布する手段は特に限定されない。塗布する手段の例には、インクジェット、ディスペンサー、ノズルコート、スピンコート、凹版印刷、凸版印刷などが含まれる。好ましい塗布手段は、インクジェットである。
上述したように本発明では、バンクの上面の濡れ性が低く；バンクの壁面の濡れ性がバンクの上面の濡れ性よりも高く；無機膜の濡れ性が、バンクの壁面の濡れ性よりもさらに高い。したがって、バンクおよび無機膜によって規定された領域内に塗布された有機発光材料は、無機膜およびバンクの壁面によく馴染み、バンクによって規定された領域全体に均一広がる。したがって、正孔注入層上に有機発光材料が塗布されない領域が発生せず、均一の厚さを有する有機発光層を形成することができる（図３参照）。
一方で、バンクの上面の濡れ性は低いことから、バンクによって規定された領域内の有機発光材料液は、バンクによって規定された領域内から漏れ出すおそれはない。
また、上述したように、本発明ではバンクは順テーパ形状であることが好ましい。また、本発明では、バンクと無機膜との間には段差が形成されておらず、さらに無機膜は順テーパ形状を有する。バンクおよび無機膜がこのような形状を有すると、バンクおよび無機膜に規定された領域内に塗布された有機発光材料は、乾燥する過程で平坦になり、均一な膜厚を有する有機発光層が得られる。
一方で、バンクと無機膜との間に段差がある場合や、無機膜の壁面が基板面に対して直角であった場合は、バンクまたは無機膜の近傍で有機発光層の膜厚が不均一になる恐れがある。
また正孔注入層上に有機発光材料を塗布するに先立って、正孔注入層上の無機膜およびバンクによって規定された領域内にポリアニリン系の材料を含む中間層の材料液をインクジェット法やダイコート法、凸版印刷法などによって形成してもよい。
７）第７ステップでは、有機発光層上に陰極を形成する。陰極は例えば、スパッタリングで形成される。
このように本発明の有機デバイスの製造方法は、バンクを形成するときに、正孔注入層を無機膜で保護することで、平坦かつ汚染されていない表面を有する正孔注入層を得ることができる。このため、仕事関数が一定の正孔注入層を有する有機ＥＬデバイスが得られる。
さらに本発明では、有機発光材料は、バンクおよび無機膜によって規定された領域内に塗布されることから、有機発光材料が塗布されない領域が発生せず、歩留まりが向上する。また、バンクと無機膜との間に段差がないことから、均一な厚さを有する有機発光層を得ることができる。
２．本発明の有機ＥＬデバイス
本発明の有機ＥＬデバイスは、上述した本発明の有機ＥＬデバイスの製造方法によって製造された有機ＥＬデバイスである。
本発明の有機ＥＬデバイスは、１）基板、２）基板上に配置された陽極、３）陽極上に配置された正孔注入層、４）正孔注入層上に配置された有機発光層、５）基板上に配置された無機膜、６）無機膜上に配置されたバンク、および７）有機発光層上に配置された陰極を有する。
１）基板
基板の材料は、本発明の有機ＥＬデバイスが、ボトムエミッション型か、トップエミッション型かによって異なる。有機ＥＬデバイスがボトムエミッション型の場合には、基板が透明であることが求められるので、基板の材料の例には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）などの透明樹脂やガラスなどが含まれる。
一方、有機ＥＬデバイスがトップエミッション型の場合には、基板が透明である必要はないので、基板の材料は絶縁体であれば任意である。
２）陽極
陽極は、基板上に配置される導電性の部材である。陽極の材料は、本発明の有機ＥＬデバイスが、ボトムエミッション型か、トップエミッション型かによって異なる。有機ＥＬデバイスがボトムエミッション型の場合には、陽極が透明であることが求められるので、陽極の材料の例には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、酸化スズなどが含まれる。
一方、有機ＥＬデバイスがトップエミッション型の場合には、陽極に光反射性が求められるので、陽極の材料の例には、ＡＰＣ合金（銀、パラジウム、銅の合金）やＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）などが含まれる。
陽極の厚さは、通常、１００〜５００ｎｍであり、約１５０ｎｍでありうる。
また陽極は本発明（陽極）のＴＦＴデバイスのドレイン電極に接続されていてもよい。この場合、ＴＦＴデバイスは駆動ＴＦＴとして機能する。また、有機ＥＬデバイスの陽極を、ＴＦＴデバイスのソース電極またはドレイン電極と同一平面に配置してもよい。もちろん、有機ＥＬデバイスは、ＴＦＴデバイス上に積層して配置されていてもよい。
３）正孔注入層
正孔注入層は、陽極から後述する有機発光層への正孔の注入を補助する機能を有する層である。正孔注入層は陽極上に配置される。正孔注入層の材料は、遷移金属の酸化物であることが好ましい。遷移金属の例には、タングステンやモリブデン、バナジウム、ルテニウム、マンガン、クロム、ニッケル、イリジウム、ＡＰＣ（銀−パラジウム−銅合金）およびこれらの組み合わせなどが含まれる。正孔注入層の厚さは、通常、１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、約３０ｎｍでありうる。
上述したように本発明の有機ＥＬデバイスの製造方法では、バンクの形成前に無機膜で正孔注入層を保護し、バンクの形成後に正孔注入層上の無機膜を除去することから、正孔注入層上にはバンクの残渣がほとんど存在しなくなる。「バンクの残渣がほとんど存在しない」とは、正孔注入層上における炭素原子濃度が２０ａｔｏｍ％以下、好ましくは１５ａｔｏｍ％以下であることを意味する。正孔注入層上における炭素原子濃度は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳまたはＥＳＣＡ）を用いて測定すればよい。
上述のように本発明では、フッ素含有樹脂を含む組成物でバンクを形成するので、バンクをフッ素化合物でプラズマ処理する必要がないため、正孔注入層上にフッ素原子がほとんど存在しない。「ほとんど存在しない」とは、正孔注入層上におけるフッ素原子濃度が０．１ａｔｏｍ％以下であることを意味する。正孔注入層上におけるフッ素原子濃度は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳまたはＥＳＣＡ）を用いて測定すればよい。
４）有機発光層
有機発光層は、有機発光材料を含む層である。有機発光層は、正孔注入層上のバンクおよび無機膜によって規定された領域内（後述）に配置される。有機発光層に含まれる有機発光材料は高分子有機発光材料であることが好ましい。高分子有機発光材料の例には、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリアセチレンおよびその誘導体、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリパラフェニレンエチレンおよびその誘導体、ポリ３−ヘキシルチオフェンおよびその誘導体、ポリフルオレンおよびその誘導体などが含まれる。
また、正孔注入層と有機発光層との間には中間層が配置されてもよい。中間層は、有機発光層から正孔注入層に電子が輸送されるのをブロックする役割や、有機発光層に正孔を効率よく運ぶ役割などを有する。中間層の材料の例には、トリフェニルアミンやポリアニリンなどが含まれる。
５）無機膜
本発明の有機ＥＬデバイスは、基板上に無機膜を有することを特徴とする。本発明の有機ＥＬデバイスの製造方法で述べたように、バンクは無機膜上に形成されかつ、バンクをマスクとして無機膜をエッチングすることから、無機膜はバンクと基板との間に配置される。無機膜は、バンクと同様に有機発光層の領域を規定する。無機膜の濡れ性は、バンク壁面の濡れ性よりも高いことが好ましい。無機膜は正孔注入層および電極に、接触していても接触していなくてもよい。すなわち無機膜は、正孔注入層上にあってもよく（図５参照）、正孔注入層周辺の基板上にのみあってもよい（図７参照）。
無機膜の材料の例には、クロム、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、金、プラチナ、ＡＰＣ、ＩＴＯ、Ａｌ−Ｎｄ合金、チタンなどの金属や、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなどの絶縁性無機物などが含まれる。無機膜の材料は、前述した電極の材料と異なることが好ましい。金属は、遮光性の観点およびエッチングが容易であることから、無機物の材料として好ましい。無機膜の厚さは、通常は５〜１００ｎｍ、好ましくは３０〜７０ｎｍである。無機物は一般的に液体と親和性が高いことから、無機膜の濡れ性は、通常バンクの濡れ性よりも高い。無機膜は、水の接触角が３０°以下で、かつアニソールの接触角が１〜５°の範囲内の濡れ性を有することが好ましい。
無機膜が金属からなる場合、バンクと基板との間に配置された無機膜は、ブラックマトリックスとなりうる。ブラックマトリックスとは、ディスプレイパネルにおいて、発光画素（開口部）からの光を遮って表示コントラストを向上させ、また発光画素の着色層間の混色を防止する機能を有する遮光性の膜である。バンク下部の遮光性の無機膜も同様に、有機ＥＬディスプレイパネルのコントラストを向上させ、各画素間の混色を防止することができる。一方、有機ＥＬデバイスにおいて、バンクの下部に光透過性のシリコン層などを配置すると、シリコン層から光が漏れ出して、画素のコントラストを下げてしまうとともに、漏れ出した光が有機ＥＬデバイスに隣接する駆動ＴＦＴの誤作動を招くおそれがある。さらに、無機膜が金属からなる場合、金属は光を反射する性質もあることから、無機膜は反射鏡としても機能しうる。
金属からなる無機膜の厚さは特に限定されない。ただし、素子内からの光の漏洩や、外部から素子内への光の侵入を抑制するため、遮光性を有する程度の厚さを有することが好ましい。
一方、無機膜が絶縁性無機物からなる場合、無機膜は電気を通さないことから、有機発光層が発光する領域を規定することができる。絶縁性無機物からなる無機膜により、例えば、発光することが望まれないコンタクトホール上の有機発光層が発光することを防止することができる。
６）バンク
バンクは有機発光層の領域を規定する障壁である。本発明の有機ＥＬデバイスにおけるバンクの材料は、アルカリ溶液で現像することができるフッ素含有樹脂を含むことが好ましい。フッ素含有樹脂は、その高分子繰り返し単位のうち、少なくとも一部の繰り返し単位にフッ素原子を有するものであればよい。
このようなフッ素含有樹脂の例には、フッ素化ポリイミド樹脂、フッ素化ポリメタアクリル樹脂、含フッ素フェノール・ノボラック系樹脂などが含まれる。バンクの基板からの高さは０．１μｍ〜２μｍであり、特に０．８μｍ〜１．２μｍであることが好ましい。
上述のように本発明では、バンクは、フッ素含有樹脂を含む組成物の膜を、ベーク（加熱）することにより作製されうる。ベーク工程により、フッ素含有樹脂に含まれるフッ素成分をバンク上面に偏在させて、バンク上面の濡れ性を低下させることができる。バンク上面のフッ素原子濃度は、７〜２０ａｔｏｍ％であることが好ましい。バンク上面のフッ素原子濃度は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳまたはＥＳＣＡともいう）で測定される。
本発明のバンクの形状は、順テーパ形状でも逆テーパ形状でもよいが、順テーパ形状であることが好ましい。いずれの形状であっても、バンク上面の濡れ性は、バンク壁面の濡れ性よりも低いことが好ましい。バンク上面と水との接触角は８０°以上、好ましくは９０°以上であることが好ましく、バンク上面とアニソールと接触角は、３０°〜７０°であることの好ましい。一方、バンク壁面とアニソールとの接触角は、３°〜３０°であることが好ましい。接触角が高いほど濡れ性が低いことを意味する。
このように、バンク上面の濡れ性をバンク壁面の濡れ性よりも低くし、かつバンクの下部にバンク壁面よりも高い濡れ性を有する無機膜を配置することで、濡れ性の高さにグラデーションが生じる。
本発明の有機デバイスのバンクおよび無機膜の濡れ性にグラデーションが生じることを示すため、以下の方法で本発明におけるバンク上面、バンク壁面および無機膜のモデル（モデル１）を作製し、それぞれの濡れ性を測定した。
本発明のバンク上面のモデルを、ベーク処理したフッ素系アクリル系樹脂の表面とした。バンク壁面のモデルを、ベーク処理したフッ素を含まないアクリル系樹脂膜の表面とした。そして、無機膜のモデルをクロム膜とした。
バンク壁面のモデルを、ベーク処理したフッ素を含まないアクリル系樹脂膜の表面としたのは、本発明におけるバンクでは、フッ素はベーク処理によりバンク上面にのみ存在し、バンク壁面には存在しないと考えられるからである。
それぞれの膜を１×３ｃｍの基板上に成膜し、協和界面科学製の自動液晶ガラス洗浄・処理検査装置を用いて、水との接触角を測定した。
また、比較例として、バンクの濡れ性制御のためにプラズマ処理をした従来のバンク上面、バンク壁面および無機膜のモデル（モデル２）も作製し、それぞれの濡れ性を測定した。従来のバンク上面およびバンク壁面のモデルは、フッ素・酸素プラズマ処理を施したフェノール・ノボラック樹脂（日本ゼオン製、製品名ＺＷＤ６２１６−６）を材料とする樹脂膜とした。従来技術の無機膜のモデルを、フッ素・酸素プラズマ処理を施したクロム膜とした。
プラズマ処理には、ＩＣＰドライエッチング装置を用いた。酸素プラズマ処理の条件を、ＲＦ出力１００Ｗ、圧力２０Ｐａ、Ｏ２流量２００ｓｃｃｍ、処理時間５秒とした。フッ素プラズマ処理の条件を、ＲＦ出力２０Ｗ、圧力３０Ｐａ、ＣＦ４流量２００ｓｃｃｍ、処理時間５秒とした。
それぞれの膜を１×３ｃｍの基板上に成膜し、協和界面科学製の自動液晶ガラス洗浄・処理検査装置を用いて、水との接触角を測定した。
表１は、上述の方法で測定したそれぞれのモデルの濡れ性を、水との接触角で示す。水との接触角が大きいほど濡れ性が低いことを意味する。
Figure 2010021162
従来技術では、バンク上面の濡れ性も、バンク壁面の濡れ性も同じように低い（１０３°）。一方、本発明では、バンク上面の濡れ性は十分に低い（９５°）のに対し、バンク壁面の濡れ性は高い（５８°）ことがわかる。また、従来技術のクロム膜の濡れ性（水接触角：３８°）は、本発明のクロム膜の濡れ性（水接触角：２７°）と比較して低い。この結果は、バンク上面、バンク壁面および無機膜の濡れ性の高さにグラデーションがあることを示す。
バンクと無機膜との関係
上述したように本発明は、バンクと無機膜との間に段差がないことを特徴とする。以下図を用いて本発明のバンク壁面と無機膜の壁面との境界について説明する。
図３は、本発明の有機ＥＬデバイスの断面図である。本発明の有機ＥＬデバイスは、基板１００、陽極２１０、正孔注入層５１０、有機発光層６００、バンク４００、無機膜３００および陰極２２０を有する。
図４は、図３で示した四角Ｘの拡大図である。図４では、有機発光層６００は、図示しない。
図４に示すように、本発明ではバンク４００と無機膜３００との間には段差がない。すなわち、バンク壁面４０１と無機膜の壁面３０１とは連続している。ここで「段差がない」とは、バンクの底面の端部と、無機膜の上面３０５の端部との間隔が５μｍ以下であることを意味する。
また、無機膜のテーパ角Ａは２０〜９０°であることが好ましい。すなわち無機膜は逆テーパ形状を有さないことが好ましい。さらに、無機膜の底面３０３は、無機膜の上面３０５よりも、１〜３００ｎｍバンク４００および無機膜３００によって規定された領域内に延びていることが好ましい。すなわち無機膜は順テーパ形状を有することが好ましい。無機膜のテーパ角Ａは、バンクのテーパ角Ｂと同じであることが好ましい。
このようなバンク壁面と無機膜の壁面との境界は、バンクをマスクとして、無機膜をウェットエッチング法でエッチングすることによって得られる。
７）陰極
陰極は有機発光層上に配置される。陰極の材料は、本発明の有機ＥＬデバイスがボトムエミッション型か、トップエミッション型かによって異なる。本発明の有機ＥＬデバイスがトップエミッション型の場合、陰極には光透過性が求められ、陰極の材料の例には、ＩＴＯやＩＺＯなどが含まれる。一方、本発明の有機ＥＬデバイスがボトムエミッション型の場合、陰極の材料は導電体であれば任意である。
このように本発明の有機ＥＬデバイスでは、正孔注入層が平坦で、かつバンクの残渣やフッ素によって汚染されていない表面を有することから、駆動電圧が低く、発光効率が高い。また、本発明の有機ＥＬデバイスは均一な厚さを有する有機発光層を有することから、寿命が長い。
３．本発明の有機ＥＬディスプレイパネルについて
上述した本発明の有機ＥＬデバイスを同一平面上にマトリクス状に配置して、有機ＥＬディスプレイパネルを形成してもよい。
また、無機膜がシリコンなど絶縁性無機物からなる場合、有機ＥＬデバイスがマトリクス状に配置されている有機ＥＬディスプレイパネルなどにおいて、隣接する有機ＥＬデバイスの無機膜は連結されてもよい。隣接する有機デバイスの無機膜が連結していることで、連結した無機膜が格子状のラインデバイスを構成する。ラインデバイスを設けることにより、バンクをストライプ状に形成することができる。バンクをストライプ状に形成することで、有機発光層をダイコートでパターニングすることができ、簡便に膜厚が均一な有機発光層を形成することができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１では、トップエミッション型の有機ＥＬデバイスについて説明する。
図５は、本発明の実施の形態１の有機ＥＬデバイス１０の断面図である。
図５における有機ＥＬデバイス１０は、基板１００、反射陽極２１０、正孔注入層５１０、中間層５２０、有機発光層６００、無機膜３００、バンク４００、透明陰極２２０および封止膜７００を有する。
基板１００は、例えば、ガラス板である。
反射陽極２１０は、基板１００上に配置された導電層である。反射陽極２１０は例えば、ＡＰＣ合金からなる。好ましい反射陽極２１０の厚さは１００〜２００ｎｍである。
正孔注入層５１０は反射陽極２１０上に配置される。正孔注入層５１０は、タングステンオキサイド（ＷＯｘ）からなる。正孔注入層５１０の好ましい厚さは２０〜５０ｎｍである。
中間層５２０は正孔注入層５１０上に配置される。中間層５２０は、例えば、ポリアニリンからなる。中間層５２０の好ましい厚さは、２０〜５０ｎｍである。
有機発光層６００は、中間層５２０上に配置される。有機発光層６００の好ましい厚さは、５０〜１５０ｎｍである。
無機膜３００は基板１００とバンク４００との間、および反射陽極２１０とバンク４００との間に配置される。無機膜３００の好ましい厚さは５〜１００ｎｍである。無機膜３００は、後述するバンク４００とともに、中間層５２０および有機発光層６００の領域を規定する。
バンク４００は、中間層５２０および有機発光層６００の領域を規定するように無機膜３００上に配置される。バンク４００は、例えば、フッ素化ポリメタアクリル樹脂からなる。好ましいバンク４００の基板上の無機膜３００からの高さは、１００ｎｍ〜３μｍである。
透明陰極２２０は、有機発光層６００上に配置される、光透過性の導電層である。透明陰極２２０の材料は、例えばＩＴＯである。
封止膜７００は、反射陽極２１０、正孔注入層５１０、中間層５２０、有機発光層６００および透明陰極２２０を水分や熱、衝撃などから保護するための膜である。封止膜７００は、透明陰極２２０上に配置される。封止膜７００の材料の例には、窒化シリコンや酸化窒化シリコンなどが含まれる。封止膜７００の好ましい材料は、窒化シリコンである。封止膜７００の好ましい厚さは、２０〜２００ｎｍである。
反射陽極２１０と透明陰極２２０との間に電圧を印加すると、反射陽極２１０から正孔が、透明陰極２２０から電子が有機発光層６００に注入される。注入された正孔および電子は、有機発光層６００の内部で結合し、励起子が発生する。この励起子によって有機発光層６００が発光し、透明陰極２２０を通して光が発せられる。
さらに、本実施の形態の有機ＥＬデバイス１０の無機膜３００は、図５に示すように、隣接する有機ＥＬデバイス１０’の無機膜３００と接触していないことを特徴とする。このような構造を採ることにより、例えば無機膜３００が金属からなる場合であっても、有機ＥＬデバイス１０と有機ＥＬデバイス１０’とがショートすることを防ぐことができる。
図６は、有機ＥＬデバイス１０の製造プロセスの一例を示す模式図である。図６Ａ〜図６Ｆに示すように、有機ＥＬデバイス１０の製造方法は、１）反射陽極２１０および正孔注入層５１０を有する基板１００を準備する第１ステップ（図６Ａ）、２）基板１００上に正孔注入層５１０を覆うように無機膜３００を形成する第２ステップ（図６Ｂ）、３）無機膜３００上にバンク４００を形成する第３ステップ（図６Ｃ）、４）バンク４００をマスクとして無機膜３００をエッチングして、正孔注入層５１０を露出させる第４ステップ（図６Ｄ）、５）正孔注入層５１０上に中間層５２０を形成する第５ステップ（図６Ｅ）、６）中間層５２０上に有機発光層６００、透明陰極２２０および封止膜７００を形成する第６ステップ（図６Ｆ）を有する。
１）第１ステップでは、例えばａ）基板１００上に反射陽極２１０の材料膜を蒸着法やスパッタリングなどにより形成するステップ、ｂ）反射陽極２１０の材料膜上に正孔注入層５１０の材料膜を蒸着法やスパッタリングなどにより形成するステップ、ｃ）エッチングにより、反射陽極２１０および正孔注入層５１０をパターニングするステップ、を含む。
２）第２ステップでは、無機膜３００は、例えばスパッタリングによって形成される。
３）第３ステップでは、正孔注入層５１０上の無機膜３００が露出するように、無機膜３００上にバンク４００が形成される。バンク４００は、例えばフォトリソグラフィ法によって形成される。正孔注入層５１０上に形成された無機膜３００は、バンク４００を形成する際のエッチャントであるアルカリ溶液から正孔注入層５１０を保護する。これにより、アルカリ溶液によって正孔注入層が溶解してしまうことが防止される。
また、無機膜３００は、バンク残渣から、正孔注入層５１０の表面を保護する。これにより正孔注入層５１０の表面がバンクの残渣によって汚染されることを防止することができる。
４）第４ステップでは、無機膜３００は、例えばフッ酸を用いてウェットエッチングされる。
５）第５ステップでは、正孔注入層５１０上に中間層５２０を例えばインクジェット法で形成する。
６）第６ステップでは、中間層５２０上に有機発光層６００を例えば、インクジェット法で形成する。また、透明陰極２２０は、例えば、蒸着法により形成され、封止膜７００は、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成される。
このように、バンクの形成時に正孔注入層を無機膜で保護することで、平坦かつ汚染されていない表面を有する正孔注入層が得られる。このような正孔注入層は、仕事関数が一定であり表面抵抗が低いことから、駆動電圧が低く発光効率が高い有機ＥＬデバイスを提供することができる。
さらに、フッ素含有樹脂でバンクを形成することで、バンクのフッ素プラズマ処理を省くことができ、平坦で均一な膜厚の有機発光層を得ることができる。
また、バンク４００上面の濡れ性をバンク４００壁面の濡れ性よりも低くし、かつバンク４００と基板１００との間にバンク４００壁面よりも高い濡れ性を有する無機膜３００を配置することで、膜厚が均一な有機発光層を得ることができる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、正孔注入層と無機膜が接触する有機ＥＬデバイスについて説明した。一方、実施の形態２では、正孔注入層と無機膜とが離間している有機ＥＬデバイスについて説明する。
図７は、実施の形態２の有機ＥＬデバイス２０の断面図である。図７において、有機ＥＬデバイス２０は、基板１００、反射陽極２１０、正孔注入層５１０、中間層５２０、有機発光層６００、電子輸送層５３０、透明陰極２２０、封止膜７００、バンク４００および無機膜３００を有する。
基板１００、反射陽極２１０、無機膜３００、正孔注入層５１０、中間層５２０、有機発光層６００、透明陰極２２０、封止膜７００およびバンク４００の材料などは、実施の形態１で説明したものと同じであってよい。
電子輸送層５３０は、透明陰極２２０から注入された電子を有機発光層６００へ輸送する層である。電子輸送層５３０は、有機発光層６００と透明陰極２２０との間に配置される。電子輸送層５３０の材料の例には、バリウム、アルミニウム、フタロシアニン、フッ化リチウム、これらの組み合わせなどが含まれる。好ましい電子輸送層５３０は、１〜２０ｎｍのバリウム層と２０〜１００ｎｍのアルミニウム層の積層物である。
本実施の形態では無機膜３００は、反射陽極２１０と離間している。したがって、無機膜３００が金属である場合、無機膜が隣接する他の有機ＥＬデバイスの無機膜と接触しても、デバイス間でショートすることはない。
図８は、有機ＥＬデバイス２０の製造プロセスの一例を示す模式図である。図８Ａ〜図８Ｆに示すように、有機ＥＬデバイス２０の製造方法は、１）反射陽極２１０および正孔注入層５１０を有する基板１００を準備する第１ステップ（図８Ａ）、２）基板１００上に正孔注入層５１０を覆うように無機膜３００を形成する第２ステップ（図８Ｂ）、３）無機膜３００上にバンク４００を形成する第３ステップ（図８Ｃ）、４）バンクをマスクとして無機膜３００をエッチングして、正孔注入層５１０を露出させる第４ステップ（図８Ｄ）、５）、正孔注入層５１０を覆うように中間層５２０を形成する第５ステップ（図８Ｅ）、６）中間層５２０上に有機発光層６００、電子輸送層５３０、透明陰極２２０および封止膜７００を形成する第６ステップ（図８Ｆ）を有する。
反射陽極２１０、正孔注入層５１０、無機膜３００、バンク４００、中間層５２０、有機発光層６００、透明陰極２２０および封止膜７００の形成方法は実施の形態１の有機ＥＬデバイスの製造方法で説明した方法と同じであってよい。また、電子輸送層５３０は、例えば蒸着法により形成される。
（実施の形態３）
実施の形態１および２で説明したように本発明の正孔注入層は、遷移金属の酸化物であることが好ましいが、本発明の正孔注入層の材料は、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン）であってもよい。正孔注入層の材料が、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳである場合、本発明によってバンクの残渣による汚染から陽極の表面を保護することができる。
実施の形態３では、正孔注入層の材料がＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン）である例について説明する。図９は、本発明の実施の形態３の有機ＥＬデバイス３０の断面図である。
図９における有機ＥＬデバイス３０は、基板１００、透明陽極２１０、正孔注入層５１０、中間層５２０、有機発光層６００、無機膜３００、バンク４００、陰極２２０および封止膜７００を有する。
基板１００、中間層５２０、有機発光層６００、無機膜３００、バンク４００および封止膜７００の材料は、実施の形態１で説明したものと同じであってよい。
透明陽極２１０は、基板１００上に配置される、光透過性の導電層である。透明陽極２１０は、例えば厚さ１００〜２００ｎｍのＩＴＯ膜である。
正孔注入層５１０は透明陽極２１０上のバンク４００によって規定された領域に配置される。正孔注入層５１０は、例えば、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン）からなる。正孔注入層５１０の好ましい厚さは２０〜５０ｎｍである。
陰極２２０は、有機発光層６００上に配置される、光反射性の導電層である。陰極２２０の材料は光を反射させるものであれば特に限定されない。陰極２２０は、例えば、１〜２０ｎｍのバリウム層またはフッ化リチウム層および２０〜１００ｎｍのアルミニウム層からなる。
図１０は、有機ＥＬデバイス３０の製造プロセスの一例を示す模式図である。図１０Ａ〜図１０Ｅに示すように、有機ＥＬデバイス３０の製造方法は、１）透明陽極２１０が配置された基板１００を準備する第１ステップ（図１０Ａ）、２）基板１００上の透明陽極２１０を覆うように無機膜３００を形成する第２ステップ（図１０Ｂ）、３）無機膜３００上にバンク４００を形成する第３ステップ（図１０Ｃ）、４）バンク４００をマスクとして無機膜３００をエッチングし、透明陽極２１０を露出させる第４ステップ（図１０Ｄ）、５）透明陽極２１０上に正孔注入層５１０、中間層５２０、有機発光層６００、陰極２２０および封止膜７００を形成する第５ステップ（図１０Ｅ）を有する。
無機膜３００、バンク４００、中間層５２０、有機発光層６００、および封止膜７００の形成方法は実施の形態１の有機ＥＬデバイスの製造方法で説明した方法と同じであってよい。
透明陽極２１０は、例えばスパッタリングによって形成される。正孔注入層５１０は、例えばインクジェット法によって、バンク４００によって規定された領域内に形成される。陰極２２０は例えばスパッタリングによって形成される。
このように、陽極を無機膜で保護することで、陽極表面の清浄性を保つことができる。清浄な表面をもつ陽極は、仕事関数が一定になることから、発光効率が高い有機ＥＬデバイスを提供することができる。
（実験例）
本発明の方法によって、バンクの残渣によって表面が汚染されていない正孔注入層を得ることができることを示すため、以下の実験を行った。
φ６インチのガラス基板上に、クロム膜（厚さ５０ｎｍ）をスパッタリングによって形成した。ガラス基板上に形成されたクロム膜上に、感光性のフッ素系アクリル系樹脂（ポリアクリル酸のエチレン鎖の水素がフッ素に置換された樹脂）の塗布膜（厚さ：１μｍ）を形成した。塗布膜をフォトリソグラフィ法（材料塗布、プリベーク、露光、現像、ポストベーク）によってパターニングして、クロム膜の一部を露出させるバンクを形成した。次に基板上に露出したクロム膜を混酸を用いてウェットエッチングして、ガラス基板を露出させ本発明のモデル（モデル１）を作製した。
クロム膜のエッチングによって露出したガラス基板面の元素比率を、Ｘ線光電子分析（ＸＰＳ）により測定した。その結果を表２に示す。ＸＰＳ測定は０ｅＶから１４００ｅＶのエネルギー範囲で行った。
（比較実験）
クロム膜を形成することなく、モデル１と同様にガラス基板上にバンクを形成して、ガラス基板の一部を露出させ従来技術のモデル（モデル２）を作製した。露出したガラス基板上の元素比率を、Ｘ線光電子分析（ＸＰＳ）により測定した。その結果を表２に示す。
表２において、Ｃは炭素の含有率、そしてＦはフッ素の含有率をそれぞれａｔｏｍ％で示す。モデル２のガラス基板上の炭素含有率は２８．１ａｔｏｍ％であるのに対し、モデル１のガラス基板上の炭素含有率は１４．２ａｔｏｍ％であり、約１／２であった。また、モデル２のガラス基板上のフッ素含有率は、１．１ａｔｏｍ％であるのに対し、モデル１のガラス基板上のフッ素含有率は、０．１ａｔｏｍ％未満であり、１／１０以下である。
このことから本発明の方法によれば、バンクの残渣によって汚染されていない表面を有する正孔注入層を得ることができることが示された。
Figure 2010021162
以下、実施例を参照して本発明の有機ＥＬデバイスについて説明する。以下の実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板上に、陽極（ＩＴＯ膜 厚さ：８０ｎｍ）をスパッタリングにより形成した。次に、ガラス基板上およびＩＴＯ膜上に正孔注入層（酸化タングステン膜 厚さ５０ｎｍ）をスパッタリング法により形成した。次に正孔注入層を覆うように無機膜（クロム膜 厚さ：５０ｎｍ）をスパッタリングにより形成した。次に、無機膜上に、感光性のフッ素系アクリル系樹脂の塗布膜（厚さ：１μｍ）を形成した。塗布膜を、フォトリソグラフィ法（材料塗布、プリベーク、露光、現像、ポストベーク）によってパターニングして、無機膜の一部を露出させるバンクを形成した。次に、バンクをマスクとして、無機膜を混酸を用いてウェットエッチングして、正孔注入層（酸化タングステン膜）を露出させた。
次に、露出させた正孔注入層上に、トリフェニルアミンを含む化合物をスピンコート法により塗布して、得られた塗布膜をベークし、中間層（厚さ：２０ｎｍ）を形成した。次に、フルオレン系化合物をスピンコート法により塗布して、得られた塗布膜をベークし、有機発光層（厚さ：８０ｎｍ）を形成した。
次に、蒸着法によりバリウム膜（厚さ：５ｎｍ）およびアルミニウム膜（厚さ：１２０ｎｍ）を成膜して、電子輸送層および陰極を形成した。最後に、封止膜をＵＶ硬化接着剤を用いて取り付け有機ＥＬデバイスを封止した。このように作製した有機ＥＬデバイスの駆動電圧および発光効率を図１１に示す。
（比較例）
比較例では、無機膜を形成する工程および無機膜をエッチングする工程を含まない以外は、実施例の方法と同じ方法で、有機ＥＬデバイスを作製した。得られた有機ＥＬデバイスの駆動電圧および発光効率を、図１１に示す。
（リファレンス）
測定値のばらつきを評価するためのサンプルを以下のようにして作製した。
３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ膜（厚さ：８０ｎｍ）をスパッタリングにより形成した。次に、ガラス基板上およびＩＴＯ膜上に、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン）をスピンコート法により塗布して、得られた塗布膜をベークし、正孔注入層（厚さ：６５ｎｍ）を形成した。次に、トリフェニルアミンを含む化合物をスピンコート法により塗布して、得られた塗布膜をベークし、中間層（厚さ：２０ｎｍ）を形成した。次に、フルオレン系化合物をスピンコート法により塗布して、得られた塗布膜をベークし、有機発光層（厚さ：８０ｎｍ）を形成した。
次に、蒸着法によりバリウム膜（厚さ：５ｎｍ）およびアルミニウム膜（厚さ：１２０ｎｍ）を成膜して、電子輸送層および陰極を形成した。最後に、封止膜をＵＶ硬化接着剤を用いて取り付け有機ＥＬデバイスを封止した。
図１１のグラフに示すように、リファレンスの発光効率のばらつきは±１ｃｄ／Ａであり、リファレンスの駆動電圧のばらつきは±０．１５Ｖ程度であることがわかる。
また、図１１のグラフに示すように、実施例の有機ＥＬデバイスの駆動電圧（約６．９Ｖ）は、比較例の有機ＥＬデバイスの駆動電圧（８．１Ｖ）よりも低い。実施例の有機ＥＬデバイスの発光効率と比較例の有機ＥＬデバイスの発光効率との間には有意な差は見られなかった。
図１１で示した結果は、バンクの形成時にアルカリ溶液への耐性が低い正孔注入層を無機膜で保護し、バンクの形成後に正孔注入層上の無機膜をエッチングにより除去することにより、駆動電圧が低い有機ＥＬデバイスを提供できることを示唆する。
比較例の有機ＥＬデバイスの駆動電圧が実施例の有機ＥＬデバイスの駆動電圧よりも高かった原因としては、比較例の有機ＥＬデバイスでは、正孔注入層上にカーボンおよびフッ素が大量に存在していることによって正孔注入層の表面抵抗が増加したことと、バンク現像時のアルカリ溶液処理により正孔注入層が溶解し、正孔注入層の仕事関数が変化したこととが考えられる。
一方で実施例の有機ＥＬデバイスは、バンクの現像時に正孔注入層は無機膜によって保護されていることから、正孔注入層はアルカリ溶液によって溶解されることもなく、バンクの残渣やフッ素によって汚染されることもない。したがって、実施例の有機ＥＬデバイスの駆動電圧は、比較例の有機ＥＬデバイスの駆動電圧よりも低くなったと考えられる。
本出願は、２００７年１２月１０日出願の特願２００７−３１８９７８に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
本発明の有機ＥＬデバイスの製造方法によれば、駆動電圧が低く、発光効率が高く、寿命の長い有機ＥＬデバイスを製造することができる。
１ 基板
２ 電極
３ 無機膜
４ バンク
５ 有機発光材料
６ 正孔注入層
１０、１０’、２０、３０ 有機ＥＬデバイス
１００ 基板
２１０ 陽極
２２０ 陰極
３００ 無機膜
４００ バンク
５１０ 正孔注入層
５２０ 中間層
５３０ 電子輸送層
６００ 有機発光層
７００ 封止膜

Claims (5)

  1. 基板と；前記基板上に配置された電極と；前記基板上に配置された電極と接続したＴＦＴデバイスと；前記基板上に配置された電極上に配置された遷移金属の酸化物からなる正孔注入層と；前記正孔注入層上に配置され、塗布形成された有機発光層と；前記有機発光層上に配置され、前記基板上に配置された電極と対向する電極と；前記正孔注入層の一部を覆い、前記基板上に配置された、厚さ５〜７０ｎｍの無機膜と；前記無機膜上に配置され、フッ素含有樹脂を含むバンクと；を有する有機ＥＬデバイスであって、
    前記バンクの上面の濡れ性は、前記バンクの壁面の濡れ性よりも低く、かつ前記バンクの壁面の濡れ性は、前記無機膜の濡れ性よりも低く、
    前記バンクおよび前記無機膜は、前記有機発光層の領域を規定し、
    前記バンクと前記無機膜との間の境界には段差がなく、
    前記無機膜の底面は、前記無機膜の上面よりも前記バンクおよび前記無機膜によって規定された領域内に延びている、有機ＥＬデバイス。
  2. 前記バンクは、順テーパ形状を有する、請求項１に記載の有機ＥＬデバイス。
  3. 前記無機膜の材料は、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコンから選択される、請求項１または２に記載の有機ＥＬデバイス。
  4. 前記無機膜の材料は、クロム、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、金、プラチナ、ＡＰＣ、ＩＴＯ、Ａｌ−Ｎｄ合金またはチタンから選択される、請求項１または２に記載の有機ＥＬデバイス。
  5. 同一平面に配置された２以上の請求項１または２に記載の有機ＥＬデバイスを有する有機ＥＬディスプレイパネルであって、
    前記無機膜の材料は、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコンから選択され、
    隣接しあう前記有機ＥＬデバイスの前記無機膜は、互いに連結し、
    前記連結した無機膜は格子を形成する、有機ＥＬディスプレイパネル。




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