JP2010040816A - 有機ｅｌ装置および有機ｅｌ装置の製造方法、ならびに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】画素の領域以外への駆動電流の流出を抑え、画素間のクロストークのない有機ＥＬ装置を提供すること。
【解決手段】有機ＥＬ装置１００は、複数の画素２が配置された基板１０を有し、画素２は、基板１０上に形成された画素電極２４と、画素電極２４上に形成された正孔注入輸送層３２と、正孔注入輸送層３２上に積層された発光層３４と、発光層３４上に形成された共通電極３６と、を備え、正孔注入輸送層３２のうち、画素電極２４に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分３２ａの比抵抗は、第１の部分３２ａ以外の第２の部分３２ｂの比抵抗よりも低いことを特徴とする。正孔注入輸送層３２は導電性ポリマーを含む材料で形成されており、正孔注入輸送層３２のうち、第１の部分３２ａにおける導電性ポリマーの分子は、第２の部分３２ｂにおける導電性ポリマーの分子よりも整列して配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機ＥＬ装置および有機ＥＬ装置の製造方法、ならびに電子機器に関する。

有機エレクトロルミネセンス装置（以下有機ＥＬ装置と呼ぶ）は、陽極と、少なくとも正孔注入輸送層と発光層とを含む有機機能層と、陰極とが積層された構成を有している。有機機能層を形成する方法として、有機溶剤を含む溶媒に有機機能層の形成材料を溶解または分散させた機能液を基板上に配置した後、機能液から溶媒を乾燥させることにより、基板上に有機機能層として定着させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような有機機能層の形成方法において、正孔注入輸送層を形成する際に、正孔注入輸送層の形成材料に添加される溶媒が有機溶剤を含んでいると、溶媒が有機溶剤を含んでいない場合に比べて、形成された正孔注入輸送層の電気抵抗が低下する、すなわち正孔注入輸送層の導電性が向上することが知られている（例えば、特許文献２、特許文献３、および特許文献４参照）。

特開２００４−１２７８９７号公報 特開２００５−１４６２５９号公報 特開２００７−２８０６２２号公報 特開２００７−５２９６０８号公報

ところで、正孔注入輸送層の導電性が向上すると、発光層における発光輝度が向上する反面、正孔注入輸送層において発光させようとする画素の領域以外に駆動電流が流出（リーク）することがある。このようなリーク電流が流れると、画素の領域以外の部分に位置する発光層が意図せずに発光してしまう所謂クロストークが発生するという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る有機ＥＬ装置は、複数の画素が配置された基板を有し、前記複数の画素のうちの１つの画素である第１の画素は、前記基板上に形成された第１の電極と、前記第１の電極上に形成された正孔注入輸送層と、前記正孔注入輸送層上に積層された発光層と、前記発光層上に形成された第２の電極と、を備え、前記正孔注入輸送層のうち、前記第１の電極に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分の比抵抗は、前記正孔注入輸送層のうち、前記第１の部分以外の第２の部分の比抵抗よりも低いことを特徴とする。

この構成によれば、正孔注入輸送層のうち、第１の部分よりも第２の部分の方が比抵抗が高い。このため、正孔注入輸送層のうち、比抵抗が低い第１の部分からは発光層に良好に正孔が注入されるが、比抵抗が高い第２の部分からは発光層にほとんど正孔が注入されない。したがって、発光層のうち、第１の部分に平面的に重なる部分は発光するが、第２の部分に平面的に重なる部分は実質的に発光に寄与しない。この結果、有機ＥＬ装置において、第１の画素の領域以外へ駆動電流が流出することによる画素間のクロストークを抑えることができる。

［適用例２］上記適用例に係る有機ＥＬ装置であって、前記正孔注入輸送層は導電性ポリマーを含む材料で形成されており、前記正孔注入輸送層のうち、前記第１の部分における前記導電性ポリマーの分子は、前記第２の部分における前記導電性ポリマーの分子よりも整列して配置されていてもよい。

この構成によれば、正孔注入輸送層に含まれる導電性ポリマーの分子は、第１の部分において、第２の部分よりも整列して配置されている。分子配列の規則性が高いと、分子配列に規則性を持たない場合に比べて、正孔または電子の移動度が大きくなる。したがって、正孔注入輸送層において、導電性ポリマーの分子が整列して配置されていると、整列して配置されていない場合に比べて導電性が高くなる。これにより、正孔注入輸送層のうち第１の部分の比抵抗は、第２の部分の比抵抗よりも低くなる。

［適用例３］上記適用例に係る有機ＥＬ装置であって、前記導電性ポリマーを含む材料は、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物を含んでいてもよい。

この構成によれば、正孔注入輸送層の形成材料がポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物を含むので、この材料にエチレングリコール系等の有機溶剤が添加されると、正孔注入輸送層において分子が整列して配置される。したがって、正孔注入輸送層のうち第１の部分に選択的に有機溶剤を添加することで、第１の部分の導電性を選択的に向上させることができる。

［適用例４］上記適用例に係る有機ＥＬ装置であって、隔壁をさらに備え、前記複数の画素は前記隔壁によって囲まれた領域内に配置され、前記正孔注入輸送層は、前記隔壁によって囲まれた領域に形成され、前記複数の画素に共通に設けられていてもよい。

この構成によれば、隔壁によって囲まれた領域に正孔注入輸送層を形成することで、第１の画素の領域内における正孔注入輸送層の層厚のムラが抑えられるので、第１の画素の領域内でより均一な発光が得られる。また、このように複数の画素間に亘って正孔注入輸送層が形成された構成において、第１の画素の領域以外への駆動電流の流出による画素間のクロストークを抑えることができる。

［適用例５］本適用例に係る電子機器は、上記に記載の有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、電子機器は画素間のクロストークが抑えられた有機ＥＬ装置を備えているので、優れた表示品質を有する電子機器を提供できる。

［適用例６］本適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に第１の電極を形成する第１の電極形成工程と、前記第１の電極上に正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程と、前記正孔注入輸送層のうち、前記第１の電極に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分に選択的に有機溶剤を配置する溶剤配置工程と、前記正孔注入輸送層上に発光層を形成する工程と、前記発光層上に第２の電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、正孔注入輸送層のうち、第１の部分に選択的に有機溶剤を配置することで、第１の部分の比抵抗を、第１の部分以外の第２の部分の比抵抗よりも低くすることができる。これにより、正孔注入輸送層のうち、比抵抗が低い第１の部分からは発光層に良好に正孔が注入されるが、比抵抗が高い第２の部分からは発光層にほとんど正孔が注入されない。したがって、発光層のうち、第１の部分に平面的に重なる部分は発光するが、第２の部分に平面的に重なる部分は実質的に発光に寄与しない。この結果、有機ＥＬ装置において、第１の画素の領域以外へ駆動電流が流出することによる画素間のクロストークを抑えることができる。

［適用例７］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記正孔注入輸送層形成工程では、前記正孔注入輸送層の形成材料は導電性ポリマーを含み、前記溶剤配置工程では、前記有機溶剤としてエチレングリコール系の溶剤を用いてもよい。

この構成によれば、正孔注入輸送層の形成材料に含まれる導電性ポリマーの分子が、エチレングリコール系等の有機溶剤が添加されることにより、第１の部分で整列して配置される。したがって、正孔注入輸送層において、導電性ポリマーの分子が整列して配置された第１の部分では、第２の部分に比べて導電性が高くなる。これにより、正孔注入輸送層のうち第１の部分の比抵抗を第２の部分の比抵抗よりも低くすることができる。

［適用例８］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記溶剤配置工程では、液滴吐出法により前記有機溶剤を配置してもよい。

この構成によれば、インクジェット法等の液滴吐出法を用いることで、第１の部分に容易かつ的確に有機溶剤を配置することができる。

［適用例９］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記正孔注入輸送層形成工程の前に、前記基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程をさらに備え、前記第１の電極形成工程では、前記基板上に複数の前記第１の電極を形成し、前記隔壁形成工程では、前記複数の前記第１の電極を囲むように前記隔壁を形成し、前記正孔注入輸送層形成工程では、液滴吐出法により前記正孔注入輸送層の材料を前記隔壁によって囲まれた領域に選択的に配置し、前記複数の前記第１の電極上に共通に前記正孔注入輸送層を形成してもよい。

この構成によれば、隔壁によって囲まれた領域に正孔注入輸送層を形成することで、第１の画素の領域内における正孔注入輸送層の層厚のムラが抑えられるので、第１の画素の領域内でより均一な発光が得られる。また、このように複数の画素間に亘って正孔注入輸送層が形成された構成において、第１の画素の領域以外への駆動電流の流出による画素間のクロストークを抑えることができる。

以下に、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する図面において、構成をわかりやすく示すため、構成要素の膜厚や寸法の比率等は適宜異ならせてある。

（第１の実施形態）
＜有機ＥＬ装置＞
まず、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成について図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図である。

有機ＥＬ装置１００は、図１に示すように、基板１０を基体として備えている。基板１０上には、複数の画素が配置されている。複数の画素のうちの１つの画素である第１の画素を、画素２と呼ぶ。本実施形態では、基板１０上には画素２が複数配置されているものとする。

画素２は、スイッチング用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１１，１２と、保持容量１３と、陽極として機能する第１の電極としての画素電極２４と、陰極として機能する第２の電極としての共通電極３６と、有機機能層３０と、を備えている。有機機能層３０は、順に積層された正孔注入輸送層３２（図２参照）と、発光層３４（図２参照）とで構成されている。画素電極２４と、共通電極３６と、有機機能層３０と、によって有機ＥＬ素子８が構成される。有機ＥＬ素子８では、正孔注入輸送層３２から注入される正孔と、共通電極３６から注入される電子とが、有機機能層３０の発光層３４で再結合することにより発光が得られる。

基板１０上には、さらに、データ線駆動回路１４と、走査線駆動回路１５と、Ｘ軸方向に沿って延びる複数の走査線１６と、Ｙ軸方向に沿って延びる複数の信号線１７と、信号線１７に並列に延びる複数の電源線１８と、が設けられている。なお、Ｘ軸は画素２の行方向を示し、Ｙ軸は画素２の列方向を示している。走査線駆動回路１５には走査線１６が接続されており、走査線１６を介して走査信号がスイッチング用ＴＦＴ１１のゲート電極に供給される。

一方、データ線駆動回路１４には信号線１７が接続されており、スイッチング用ＴＦＴ１１がオン状態になると、信号線１７を介して供給される画像信号が保持容量１３に保持され、この保持容量１３の状態に応じてスイッチング用ＴＦＴ１２のオン・オフ状態が決まる。そして、スイッチング用ＴＦＴ１２を介して電源線１８に電気的に接続したとき、電源線１８から画素電極２４に駆動電流が流れ、さらに有機機能層３０を通じて共通電極３６に電流が流れる。有機機能層３０の発光層３４は、画素電極２４と共通電極３６との間に流れる電流量に応じた輝度で発光する。

次に、図２および図３を参照して、有機ＥＬ装置１００の構造を説明する。図２は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置１００の概略構成を示す断面図である。詳しくは、図３のＡ−Ａ’線に沿った部分断面図である。図３は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置１００を模式的に示す平面図である。詳しくは、図２に示す封止層３８側から見たときの平面図である。なお、図２では、画素電極２４を駆動するためのスイッチング用ＴＦＴ１２を有するＴＦＴ素子部２０と回路層２２とを示すが、それ以外の素子、配線、接続部等の詳細は省略する。また、図３では、平面的な位置関係の説明に必要な構成要素以外は図示を省略する。

図２に示すように、有機ＥＬ装置１００は、基板１０と、ＴＦＴ素子部２０と、回路層２２と、画素電極２４と、絶縁層２６と、隔壁２８と、有機機能層３０と、共通電極３６と、封止層３８と、を備えている。有機ＥＬ装置１００は、例えば、有機機能層３０から発した光が基板１０側に射出されるボトムエミッション方式である。

基板１０は、透光性を有する材料からなる。透光性を有する材料としては、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）等があげられる。

ＴＦＴ素子部２０は、基板１０上に、画素２に対応して設けられている。ＴＦＴ素子部２０は、図示しないが、半導体膜と、ゲート絶縁層と、ゲート電極と、ドレイン電極と、ソース電極とを備えている。半導体膜には、ソース領域と、ドレイン領域と、チャネル領域とが形成されている。半導体膜は、ゲート絶縁層に覆われている。ゲート電極は、ゲート絶縁層を間に挟んで半導体膜のチャネル領域に重なるように位置している。

回路層２２は、ゲート電極を覆う層間絶縁層と、ドレイン電極とソース電極とを覆う層間絶縁層とを含んでいる。ドレイン電極は、層間絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、半導体膜のドレイン領域に導電接続されている。ソース電極は、同様にコンタクトホールを介して、半導体膜のソース領域に導電接続されている。

画素電極２４は、回路層２２上に、画素２の領域に対応して形成されている。画素電極２４は、透光性導電材料からなり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる。画素電極２４は、回路層２２に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ素子部２０に電気的に接続されている。画素電極２４の表面には、Ｏ₂プラズマ処理等の親液化処理が施されていてもよい。

絶縁層２６は、回路層２２上に形成されている。絶縁層２６は、画素２に対応した開口部２６ａを有している。絶縁層２６は、開口部２６ａの周囲に沿って画素電極２４の周縁部に所定幅で乗り上げるように形成されている。絶縁層２６は、画素電極２４よりも高い親液性を有していることが好ましい。ここで、「親液性が高い」とは、機能液との接触角が相対的に小さいことを指す。絶縁層２６が画素電極２４よりも高い親液性を有していることにより、隔壁２８内に配置された機能液を、絶縁層２６の表面に沿って良好に濡れ広がらせることができる。絶縁層２６は、例えばＳｉＯ₂等の無機酸化物からなる。絶縁層２６の材料は、ＳｉＮ等の無機窒化物やＴｉＯ₂等の金属酸化物であってもよい。絶縁層２６の表面には、Ｏ₂プラズマ処理等の親液化処理が施されていてもよい。絶縁層２６の膜厚は、例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。

隔壁２８は、絶縁層２６上に形成されている。隔壁２８は開口部２８ａを有しており、開口部２８ａ内に複数の開口部２６ａが配置されている。隔壁２８は、例えばアクリル樹脂等の有機材料からなる。隔壁２８の表面は、高い撥液性を有していることが好ましい。ここで、「撥液性が高い」とは、機能液との接触角が相対的に大きいことを指す。隔壁２８が開口部２８ａ内に配置された機能液に対して高い撥液性を有することにより、機能液が隔壁２８から溢れ出すのを防止する仕切部材としての機能を良好に果たすことができる。隔壁２８は、フッ素系樹脂等の撥液性を有する材料で構成されていてもよい。隔壁２８の表面には、ＣＦ₄プラズマ処理等の撥液化処理が施されていてもよい。隔壁２８の膜厚は、例えば１μｍ〜３μｍ程度である。

ここで、画素２の平面的な位置関係を、図３を参照して説明する。画素２は、有機ＥＬ装置１００において、有機ＥＬ素子８により実質的に発光する部分である。後述するが、有機ＥＬ素子８において、正孔注入輸送層３２のうちの第１の部分３２ａが、画素電極２４に平面的に重なる領域内に位置しており、第１の部分３２ａに平面的に重なる部分が実質的に発光に寄与する。換言すれば、正孔注入輸送層３２の第１の部分３２ａによって画素２の領域が規定されている。画素２の領域の形状は、例えば、円形である。画素２の領域の形状は、楕円形、長方形、またはその他の形状であってもよい。

画素電極２４は、画素２の領域と略同一形状であり、画素２の領域よりも一回り大きな領域を有している。絶縁層２６の開口部２６ａは、画素２の領域と略同一の形状および大きさであり、画素２の領域に平面的に重なっている。隔壁２８は、複数の画素２の領域を共通して囲むように形成されている。すなわち、複数の画素２の領域は、隔壁２８によって囲まれた領域内に配置されている。隔壁２８の開口部２８ａは、長辺と短辺とを有している。画素２の領域は、例えば、開口部２８ａの長辺に沿った方向に２列に、それぞれ略等ピッチで配置されており、それぞれの列は長辺に沿った方向に互いに略半ピッチずれるように配置されている。

図２に戻って、有機機能層３０は、隔壁２８の開口部２８ａ内、すなわち隔壁２８によって囲まれた領域に形成され、複数の画素２に共通に設けられている。有機機能層３０は、画素電極２４と絶縁層２６との上に位置している。有機機能層３０は、正孔注入輸送層３２と発光層３４とで構成されている。正孔注入輸送層３２と発光層３４とは、液滴吐出法により形成されており、例えばインクジェット法を用いて、それぞれの形成材料を含む機能液を開口部２８ａ内に吐出することにより形成される。

正孔注入輸送層３２は、導電性ポリマーを含む材料で形成されている。正孔注入輸送層３２の材料は、例えば、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸（以下ＰＳＳと呼ぶ）を含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（以下ＰＥＤＯＴと呼ぶ）等のポリチオフェン誘導体である。

正孔注入輸送層３２のうち、画素電極２４に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分３２ａは、正孔注入輸送層３２が形成された後に、選択的にエチレングリコール系の有機溶剤が添加された部分である。正孔注入輸送層３２のうち、第１の部分３２ａの比抵抗は、正孔注入輸送層３２のうち、第１の部分３２ａ以外の部分である第２の部分３２ｂの比抵抗よりも低くなっている。第１の部分３２ａの比抵抗は、例えば１Ωｃｍ〜１０Ωｃｍ程度であり、第２の部分３２ｂの比抵抗は、例えば５ｋΩｃｍ程度である。

正孔注入輸送層３２におけるＰＥＤＯＴの分子の配列状態を、図４を参照して説明する。図４は、ＰＥＤＯＴの分子の配列状態を模式的に示す図である。詳しくは、図４（ａ）は第１の部分３２ａにおけるＰＥＤＯＴの分子の配列状態を模式的に示しており、図４（ｂ）は第２の部分３２ｂにおけるＰＥＤＯＴの分子の配列状態を模式的に示している。

図４（ａ）に示すように、ＰＥＤＯＴの分子３２ｍは、例えば、扁平な形状を有しており、この扁平な面が画素電極２４（または絶縁層２６）の表面に対してある程度の角度をなすように位置している。第１の部分３２ａにおいては、ＰＥＤＯＴの分子３２ｍは、扁平な面同士が互いに略平行になるように整列しており、略均一な密度で配置されている。第１の部分３２ａにおいて、正孔は、互いに対向するＰＥＤＯＴの分子３２ｍの扁平な面を貫くように、画素電極２４の表面に略平行に移動する。したがって、第１の部分３２ａにおいて、電流は、図４（ａ）に矢印で示すように画素電極２４の表面に略平行な方向に流れる。

一方、図４（ｂ）に示すように、第２の部分３２ｂにおいては、ＰＥＤＯＴの分子３２ｍは様々な方向を向いて配置されており、密度がばらついている。このような正孔注入輸送層３２におけるＰＥＤＯＴの分子３２ｍの配列状態の違いは、正孔注入輸送層３２が形成された後に、選択的にエチレングリコール系の有機溶剤が添加されたことによるものである。すなわち、ＰＳＳを含有するＰＥＤＯＴにより正孔注入輸送層３２が形成された時点では、ＰＥＤＯＴの分子３２ｍは図４（ｂ）に示す第２の部分３２ｂにおける状態で配置されており、その後第１の部分３２ａに選択的にエチレングリコール系の有機溶剤が添加されたことにより、図４（ａ）に示す第１の部分３２ａにおいてＰＥＤＯＴの分子３２ｍが整列して配置されたものと考えられる。

一般に、分子配列に規則性を持たない場合に比べて、分子配列の規則性が高いと正孔または電子の移動度が大きくなる。したがって、正孔注入輸送層３２において、ＰＥＤＯＴの分子３２ｍが整列して配置されていると、整列して配置されていない場合に比べて導電性が高くなる。これにより、正孔注入輸送層３２のうち第１の部分３２ａの比抵抗は、第２の部分３２ｂの比抵抗よりも低くなる。

再び図２に戻って、発光層３４は正孔注入輸送層３２上に積層されている。発光層３４の材料は、（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）、ＰＥＤＯＴ等のポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等を用いることができる。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、ローダミン系色素等の高分子系材料や、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てもよい。

共通電極３６は、隔壁２８と有機機能層３０とを覆うように形成されている。共通電極３６は、例えば、カルシウム（Ｃａ）とアルミニウム（Ａｌ）との積層膜や、フッ化リチウム（ＬｉＦ）とＡｌとの積層膜からなる。共通電極３６上には、陰極保護層が形成されていてもよい。陰極保護層が形成されていると、製造工程中で共通電極３６への酸素等の侵入を抑え、共通電極３６が腐食されるのを防止することができる。

封止層３８は、共通電極３６を覆っている。封止層３８は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、液状ガラス等からなり、さらにガラス、金属、樹脂フィルム、プラスチック、その他の封止部材が積層接着されていてもよい。

上述の通り、画素電極２４と共通電極３６と有機機能層３０とによって有機ＥＬ素子８が構成される。有機ＥＬ装置１００では、画素２において、有機ＥＬ素子８により発光が行われる。有機ＥＬ素子８において、発光層３４から得られる発光色は単色であり、例えば赤（Ｒ）である。発光層３４から得られる発光色は、緑（Ｇ）、青（Ｂ）や白色であってもよい。発光層３４から基板１０側に発した光は、基板１０側に射出される。また、発光層３４から共通電極３６側に発した光は、共通電極３６により反射されて、基板１０側に射出される。

有機ＥＬ装置１００において、正孔注入輸送層３２のうち、比抵抗が低い第１の部分３２ａからは、発光層３４に良好に正孔が注入される。一方、正孔注入輸送層３２のうち、比抵抗が高い第２の部分３２ｂからは、発光層３４にほとんど正孔が注入されない。これにより、有機ＥＬ素子８では、発光層３４のうち第１の部分３２ａに平面的に重なる部分が実質的に発光に寄与する。一方、発光層３４のうち第２の部分３２ｂに平面的に重なる部分は実質的に発光に寄与しない。この結果、有機ＥＬ装置１００において、画素２の領域以外への駆動電流の流出による画素２間のクロストークを抑えることができる。

＜有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法について図を参照して説明する。図５は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するフローチャートである。図６および図７は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明する図である。

図５に示すように、有機ＥＬ装置の製造方法は、回路層形成工程Ｓ１０と、画素電極形成工程Ｓ２０と、絶縁層形成工程Ｓ３０と、隔壁形成工程Ｓ４０と、有機機能層３０を形成する正孔注入輸送層形成工程Ｓ５０と溶剤配置工程Ｓ６０と発光層形成工程Ｓ７０と、共通電極形成工程Ｓ８０と、封止層形成工程Ｓ９０と、を含んでいる。

回路層形成工程Ｓ１０では、基板１０上に、ＴＦＴ素子部２０等を含む回路層２２を形成する。続く画素電極形成工程Ｓ２０では、回路層２２上に複数の画素電極２４を形成する。回路層２２および画素電極２４を形成する方法は、公知の方法を適用すればよい。画素電極２４は、ＴＦＴ素子部２０に接続されるようにする。これにより、図６（ａ）に示すように、ＴＦＴ素子部２０を含む回路層２２と、画素電極２４とが形成される。

次に、絶縁層形成工程Ｓ３０では、図６（ｂ）に示すように、回路層２２と画素電極２４との上に絶縁層２６を形成する。絶縁層２６は、例えばスパッタリング法を用いて回路層２２及び画素電極２４を覆うように膜を形成した後、パターニングして画素２のそれぞれに対応する複数の開口部２６ａを設ける。これにより、開口部２６ａにおいて画素電極２４が露出する。

次に、隔壁形成工程Ｓ４０では、図６（ｃ）に示すように、絶縁層２６上に複数の画素電極２４を囲むように隔壁２８を形成する。隔壁２８は、例えばスピンコート法を用いて絶縁層２６及び開口部２６ａにおける画素電極２４の露出部を覆うように膜を形成した後、パターニングして開口部２８ａを設ける。これにより、開口部２８ａ内に、複数の開口部２６ａが配置される。なお、次の正孔注入輸送層形成工程Ｓ５０に先立って、画素電極２４と絶縁層２６との表面にＯ₂プラズマ処理等の親液化処理を施してもよい。また、隔壁２８の表面にＣＦ₄プラズマ処理等の撥液化処理を施してもよい。

次に、正孔注入輸送層形成工程Ｓ５０では、図６（ｄ）に示すように、画素電極２４上に正孔注入輸送層３２を形成する。この工程は、正孔注入輸送層３２の材料を含む機能液を配置する機能液配置工程と、配置された機能液を乾燥する乾燥工程と、を含んでいる。機能液配置工程では、例えば、液滴吐出法としてのインクジェット法により、開口部２８ａ内、すなわち隔壁２８によって囲まれた領域に機能液を吐出する。この機能液は、正孔注入輸送層３２の形成材料として、例えばＰＥＤＯＴとＰＳＳとを含んでおり、溶媒として、例えばグリコールモノエーテル系の有機溶剤と水とを含んでいる。

グリコールモノエーテル系の有機溶剤としては、エチレングリコールモノエーテル、ジエチレングリコールモノエーテル、トリエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコールモノエーテル、ジプロピレングリコールモノエーテル、トリプロピレングリコールモノエーテル等があげられる。これらの有機溶剤と水との混合溶媒を用いた場合、溶媒として水単独を用いた場合と比較して、形成される正孔注入輸送層３２の抵抗値に大きな変化がない。有機溶剤の配合比は、溶媒全体に対して１０ｗｔ％〜８０ｗｔ％程度であることが好ましい。なお、機能液配置工程では、スピンコート法を適用してもよい。

乾燥工程では、配置された機能液を、例えば４０℃〜２００℃程度で加熱して機能液中の溶媒を蒸発させ、正孔注入輸送層３２の形成材料を固化させる。乾燥処理の方法としては、大気圧以下、例えば１０^-4Ｐａ〜１０^-6Ｐａ程度の減圧雰囲気中に放置して、配置された機能液を蒸発させてもよい。これにより、複数の画素電極２４上に共通に正孔注入輸送層３２が形成される。このとき、隔壁２８によって囲まれた領域に正孔注入輸送層３２を形成することで、画素２の領域内における正孔注入輸送層３２の層厚のムラが抑えられる。

次に、溶剤配置工程Ｓ６０では、図７（ａ）に示すように、正孔注入輸送層３２のうち画素電極２４に平面的に重なる領域内に位置する部分に、選択的に有機溶剤３３を配置する。有機溶剤３３を配置する方法は、例えば、インクジェット法を適用する。インクジェット法によれば、吐出する有機溶剤３３の１滴当たりの重量を５ｎｇ〜１０ｎｇ程度にできるので、正孔注入輸送層３２のうち画素電極２４に平面的に重なる領域内に位置する部分に容易かつ的確に有機溶剤３３を配置することができる。有機溶剤３３を配置する方法は、ディスペンサ法やスリットコーター法を適用してもよい。ディスペンサ法によれば、塗布する有機溶剤３３の１滴当たりの重量は、インクジェット法の場合の１００倍程度か、またはそれ以上となる。スリットコーター法によれば、有機溶剤３３は線状に塗布される。

有機溶剤３３として、例えば、エチレングリコール系の溶剤を用いる。エチレングリコール系の溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル等があげられる。また、有機溶剤３３として、Ｎ−メチル−２−ピロリドンやジメチルスルホキシドを用いてもよい。

正孔注入輸送層３２のうち選択的に有機溶剤３３が配置された第１の部分３２ａでは、正孔注入輸送層３２の形成材料が有機溶剤３３により分散されることにより、ＰＥＤＯＴの分子３２ｍ（図４（ａ）参照）が整列して配置される。続いて、正孔注入輸送層形成工程Ｓ５０における乾燥工程と同様にして、有機溶剤３３を乾燥させる。これにより、図７（ｂ）に示すように、正孔注入輸送層３２において、画素電極２４に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分３２ａの電気抵抗が低下し、第１の部分３２ａの比抵抗が第１の部分３２ａ以外の第２の部分３２ｂの比抵抗よりも低くなる。このように、正孔注入輸送層３２のうち第１の部分３２ａに選択的に有機溶剤３３を添加することで、第１の部分３２ａの導電性を選択的に向上させることができる。

次に、発光層形成工程Ｓ７０では、図７（ｃ）に示すように、正孔注入輸送層３２上に発光層３４を形成する。発光層形成工程Ｓ７０では、機能液が正孔注入輸送層３２の形成材料の代わりに発光層３４の形成材料を含んでいる点が異なるが、それ以外は正孔注入輸送層形成工程Ｓ５０と同様である。

発光層形成工程Ｓ７０においても、正孔注入輸送層３２と同様に、隔壁２８の開口部２８ａ内に発光層３４を形成することで、発光層３４の画素２間での膜厚ムラを抑えることができる。上述の正孔注入輸送層形成工程Ｓ５０と発光層形成工程Ｓ７０とにより、画素２のそれぞれの領域において膜厚ムラの少ない有機機能層３０が形成される。

次の共通電極形成工程Ｓ８０では、有機機能層３０と隔壁２８とを覆うように共通電極３６を形成する。共通電極３６を形成する方法は、例えば蒸着法を適用する。最後に、封止層形成工程Ｓ９０では、共通電極３６上に封止層３８を形成する。以上により、図２に示すように、有機ＥＬ装置１００を製造することができる。

上記第１の実施形態によれば、以下の効果が得られる。

（１）正孔注入輸送層３２のうち、画素電極２４に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分３２ａよりも第２の部分３２ｂの方が比抵抗が高い。このため、発光層３４のうち、第１の部分３２ａに平面的に重なる部分は発光するが、第２の部分３２ｂに平面的に重なる部分は実質的に発光に寄与しない。この結果、有機ＥＬ装置１００において、画素２の領域以外への駆動電流の流出による画素２間のクロストークを抑えることができる。

（２）正孔注入輸送層３２のうち第１の部分３２ａに選択的に有機溶剤３３を添加することで、第１の部分３２ａの導電性を選択的に向上させることができる。これにより、正孔注入輸送層３２において、画素電極２４に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分３２ａの比抵抗を、第２の部分３２ｂの比抵抗よりも低くできる。

（３）隔壁２８によって囲まれた領域に有機機能層３０を形成することで、画素２の領域内における有機機能層３０の層厚のムラが抑えられるので、画素２の領域内でより均一な発光が得られる。しかしながら、このように複数の画素２間に亘って有機機能層３０が形成されていると、画素２の領域以外に駆動電流が流出して、画素２の領域以外の部分に位置する発光層３４が発光してしまうクロストークが発生し易い。有機ＥＬ装置１００では、このような複数の画素２間に亘って有機機能層３０が形成された構成でありながら、画素２の領域以外への駆動電流の流出による画素２間のクロストークを抑えることができる。

（第２の実施形態）
＜有機ＥＬ装置＞
次に、第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成について図を参照して説明する。図８は、第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の概略構成を示す断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＢ部の拡大図である。なお、第１の実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。

第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置２００は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置１００に対して、隔壁２８が画素２の領域のそれぞれを個別に囲むように形成されている点が異なっているが、その他の構成は同じである。

図８に示すように、有機ＥＬ装置２００は、基板１０と、ＴＦＴ素子部２０と、回路層２２と、画素電極２４と、絶縁層２６と、隔壁２８と、正孔注入輸送層３２と、発光層３４と、共通電極３６と、封止層３８と、を備えている。

隔壁２８は、画素電極２４を個別に囲むように形成されている。つまり、隔壁２８の開口部２８ａのそれぞれに、絶縁層２６の開口部２６ａのそれぞれが位置している。図示しないが、画素２の領域は、例えば四隅が丸い長方形状を有しており、基板１０上に格子状に配置されている。開口部２８ａと開口部２６ａとは、画素２の領域と略同一の形状を有している。開口部２８ａは、開口部２６ａよりも一回り大きい。

画素２は、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの表示に寄与する画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを有しており、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに発光する有機ＥＬ素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂにより得られた光を表示光として出力するようになっている。発光層３４は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに発光する発光層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを有しており、それぞれ有機ＥＬ素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに対応している。有機ＥＬ装置２００では、画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから画素群４が構成され、画素群４において画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのそれぞれの表示の輝度を適宜変えることで種々の色の表示を行うことができる。なお、対応する色について区別しない場合には、それぞれ単に画素２、有機ＥＬ素子８、発光層３４と呼ぶ。

有機機能層３０は、隔壁２８の近傍まで形成されている。これにより、画素電極２４と共通電極３６との短絡を防止できる。正孔注入輸送層３２は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置１００と同様に、画素電極２４に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分３２ａの比抵抗は、第１の部分３２ａ以外の部分である第２の部分３２ｂの比抵抗よりも低くなっている。

このように、正孔注入輸送層３２と発光層３４とが隔壁２８の近傍まで形成されている場合、正孔注入輸送層３２において画素２の領域よりも広い範囲から発光層３４に正孔が注入されて、発光層３４が画素２の領域よりも広い範囲で発光する発光のにじみが発生することがある。しかしながら、有機ＥＬ装置２００においては、第１の部分３２ａの比抵抗が第２の部分３２ｂの比抵抗よりも低くなっているので、正孔注入輸送層３２のうち第１の部分３２ａからは発光層３４に正孔が注入されるが、第２の部分３２ｂからは発光層３４に正孔がほとんど注入されない。これにより、発光層３４においては、第１の部分３２ａに平面的に重なる部分が実質的に発光に寄与し、第２の部分３２ｂに平面的に重なる部分は実質的に発光に寄与しない。この結果、発光のにじみを抑えることができる。なお、有機ＥＬ装置２００においては、画素２の領域のそれぞれが隔壁２８で区画されているので、駆動電流の流出による画素２間のクロストークは発生しない。

第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置２００は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置１００の製造方法と同様の方法により製造することができる。

＜電子機器＞
上述した有機ＥＬ装置１００，２００は、例えば、図９に示すように、電子機器としての携帯電話機５００に搭載して用いることができる。携帯電話機５００は、表示部５０２に有機ＥＬ装置１００，２００を備えている。この構成により、表示部５０２を有する携帯電話機５００は優れた表示品質を有している。

また、電子機器は、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等であってもよい。さらに、有機ＥＬ装置１００，２００は、電子機器としての電子写真方式の画像形成装置等における露光手段として用いることも可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。

（変形例１）
上記実施形態の有機ＥＬ装置において、正孔注入輸送層３２の材料は、ドーパントとしてＰＳＳを含有するＰＥＤＯＴであったが、上記の形態に限定されない。正孔注入輸送層３２は、その他のポリアルキルチオフェン誘導体やポリピロール誘導体を材料としてもよいし、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）シクロヘキサンなどを高分子前駆体として形成した層であってもよい。

（変形例２）
上記実施形態の有機ＥＬ装置において、有機機能層３０は、正孔注入輸送層３２と発光層３４とを備えた構成であったが、上記の形態に限定されない。有機機能層３０は、正孔注入輸送層３２と発光層３４との間に、発光層３４から正孔注入輸送層３２への電子の移動を妨げるための中間層、または正孔注入輸送層３２から発光層３４への不純物イオンの拡散を防止するための中間層を備えた構成であってもよい。また、有機機能層３０は、正孔注入輸送層３２と発光層３４とのほかに電子注入輸送層を備えた構成であってもよい。

（変形例３）
上記実施形態の有機ＥＬ装置は、有機機能層３０から発した光が基板１０側に射出されるボトムエミッション方式であったが、上記の形態に限定されない。有機ＥＬ装置は、有機機能層３０から発した光が共通電極３６側に射出されるトップエミッション方式であってもよい。有機ＥＬ装置がトップエミッション方式である場合は、基板１０は透光性材料および不透光性材料のいずれを用いてもよい。また、ＴＦＴ素子部２０は、画素２の領域に重なっていてもよい。さらに、共通電極３６には透光性を有する導電材料が用いられ、封止層３８には透光性を有する材料が用いられる。

（変形例４）
上記実施形態の有機ＥＬ装置および有機ＥＬ装置の製造方法は、有機ＥＬ装置に限定されず、他の電子装置にも適用することができる。図１０は、電子装置としての有機太陽電池の構成の一例を模式的に示す図である。詳しくは、図１０（ａ）は有機太陽電池の平面模式図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面模式図である。

図１０に示すように、有機太陽電池３００は、基板６０と、陽極６２と、有機機能層６４と、陰極６８と、を備えている。基板６０は、透光性を有する材料からなる。陽極６２は、例えばＩＴＯ等の透光性導電材料からなる。陰極６８は、例えばＡｌ等の導電材料からなる。図示しないが、陽極６２および陰極６８には、外部の回路に接続するための端子部が設けられている。

有機機能層６４は、正孔輸送層６５と電子輸送層６６とを備えている。正孔輸送層６５は、例えば、ＰＳＳを含有するＰＥＤＯＴからなる。電子輸送層６６は、例えば、フラーレン誘導体を含む高分子材料からなる。有機太陽電池３００では、光吸収により生成された励起子が正孔輸送層６５と電子輸送層６６との界面で正孔と電子とに電荷分離され、正孔が正孔輸送層６５により陽極６２に移動し、電子が電子輸送層６６により陰極６８に移動する。これにより、陽極６２と陰極６８との間に電圧が生じ、有機太陽電池３００の外部に電力として出力される。

ここで、正孔輸送層６５のうち、陰極６８に平面的に重なる第１の部分６５ａの比抵抗は、第１の部分６５ａ以外の部分の比抵抗よりも低くなっている。この第１の部分６５ａは、正孔輸送層６５を形成した後に、例えばエチレングリコール系の溶剤を正孔輸送層６５のうち陰極６８に平面的に重なる領域に選択的に配置することにより、この第１の部分６５ａにおけるＰＥＤＯＴの分子が整列して配置されたことにより電気抵抗が低下したものである。

正孔輸送層６５のうち、比抵抗が低い第１の部分６５ａでは正孔が良好に移動するが、第１の部分６５ａ以外の部分では、第１の部分６５ａよりも比抵抗が高いので正孔がほとんど移動しない。このように、上記実施形態の有機ＥＬ装置の製造方法を適用することにより、正孔輸送層６５において、所定の部分の導電性を選択的に高めることができる。

第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の概略構成を示す断面図。 第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置を模式的に示す平面図。 ＰＥＤＯＴの分子の配列状態を模式的に示す図。 第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するフローチャート。 第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明する図。 第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明する図。 第２の実施形態に係る有機ＥＬ装置の概略構成を示す断面図。 本実施の形態における電子機器を示す図。 電子装置としての有機太陽電池の構成の一例を模式的に示す図。

符号の説明

２…画素、８…有機ＥＬ素子、１０…基板、２０…ＴＦＴ素子部、２２…回路層、２４…画素電極、２６…絶縁層、２６ａ…開口部、２８…隔壁、２８ａ…開口部、３０…有機機能層、３２…正孔注入輸送層、３２ａ…第１の部分、３２ｂ…第２の部分、３２ｍ…分子、３３…有機溶剤、３４…発光層、３６…共通電極、３８…封止層、１００，２００…有機ＥＬ装置、５００…携帯電話機、５０２…表示部。

Claims (9)

1. 複数の画素が配置された基板を有し、
   前記複数の画素のうちの１つの画素である第１の画素は、
   前記基板上に形成された第１の電極と、
   前記第１の電極上に形成された正孔注入輸送層と、
   前記正孔注入輸送層上に積層された発光層と、
   前記発光層上に形成された第２の電極と、
   を備え、
   前記正孔注入輸送層のうち、前記第１の電極に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分の比抵抗は、前記正孔注入輸送層のうち、前記第１の部分以外の第２の部分の比抵抗よりも低いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
2. 請求項１に記載の有機ＥＬ装置であって、
   前記正孔注入輸送層は導電性ポリマーを含む材料で形成されており、
   前記正孔注入輸送層のうち、前記第１の部分における前記導電性ポリマーの分子は、前記第２の部分における前記導電性ポリマーの分子よりも整列して配置されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
3. 請求項２に記載の有機ＥＬ装置であって、
   前記導電性ポリマーを含む材料は、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物を含んでいることを特徴とする有機ＥＬ装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置であって、
   隔壁をさらに備え、
   前記複数の画素は前記隔壁によって囲まれた領域内に配置され、
   前記正孔注入輸送層は、前記隔壁によって囲まれた領域に形成され、前記複数の画素に共通に設けられていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする電子機器。
6. 基板上に第１の電極を形成する第１の電極形成工程と、
   前記第１の電極上に正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程と、
   前記正孔注入輸送層のうち、前記第１の電極に平面的に重なる領域内に位置する第１の部分に選択的に有機溶剤を配置する溶剤配置工程と、
   前記正孔注入輸送層上に発光層を形成する工程と、
   前記発光層上に第２の電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
7. 請求項６に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
   前記正孔注入輸送層形成工程では、前記正孔注入輸送層の形成材料は導電性ポリマーを含み、
   前記溶剤配置工程では、前記有機溶剤としてエチレングリコール系の溶剤を用いることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
8. 請求項６または７に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
   前記溶剤配置工程では、液滴吐出法により前記有機溶剤を配置することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
9. 請求項６から８のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
   前記正孔注入輸送層形成工程の前に、前記基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程をさらに備え、
   前記第１の電極形成工程では、前記基板上に複数の前記第１の電極を形成し、
   前記隔壁形成工程では、前記複数の前記第１の電極を囲むように前記隔壁を形成し、
   前記正孔注入輸送層形成工程では、液滴吐出法により前記正孔注入輸送層の材料を前記隔壁によって囲まれた領域に選択的に配置し、前記複数の前記第１の電極上に共通に前記正孔注入輸送層を形成することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。

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