JP4457711B2 - 有機ｅｌ装置の製造方法、有機ｅｌ装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法、有機ＥＬ装置および電子機器に関する。

近年、バックライト等を必要としない自発光型の表示装置として有機ＥＬ装置が実用化されている（例えば特許文献１参照）。この有機ＥＬ装置の構造としては、様々なものが提案されているが、その１つとして、基板上に陽極、正孔注入層、高分子有機発光層、陰極を順に積層したものがある。
特開２００２−１７０４３１号公報

前述の正孔注入層としては、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）をドープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが採用されることが多い。しかし、このＰＳＳは強酸性（ｐＨ＝１．３程度）を示すため、陽極上にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを積層すると、その酸性成分によって陽極がダメージを受けることがある。また、溶液中に溶出した陽極の金属イオンが発光層中に拡散することによって、発光特性の悪化、発光物質の輝度の低下及び有機ＥＬ装置の短寿命化を招く虞もある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、酸性物質による陽極へのダメージを防止し、もって有機ＥＬ装置の信頼性を向上させることのできる有機ＥＬ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、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、陽極と陰極との間に有機発光層を有してなり、前記陽極の上に酸性溶液を用いて形成された機能層を含む有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記陽極の形成された基板上に、前記陽極の平面領域に前記基板の表面から離れるに従って開口面積が狭くなるような形状を有する開口部を備えたバンク層を形成する工程と、前記バンク層をマスクとして前記基板の表面に気相法により耐酸性を有する貴金属からなる導電材料を堆積し、前記バンク層の上面と前記陽極の表面にそれぞれ前記陰極の補助電極となる導電層と前記陽極の腐食を防止するための陽極保護層とを一括して形成する工程と、前記陽極保護層の上に、前記酸性溶液を用いて液相法により前記機能層を形成する工程とを備えたことを特徴とする。

本方法は、酸性溶液を用いて機能層を形成する前に、予めこの酸性溶液に対して耐食性を有する膜（陽極保護層）を形成して陽極の表面を保護するようにしたものである。この方法では、陽極同士の短絡を防止するために、前記陽極保護層を陽極の形状に合わせてパターニングする必要があるが、この陽極保護層は耐酸性を有するため、通常の酸性のエッチング液を使ったパターニング方法は適用することができない。そこで本発明では、陽極毎に孤立した島状の膜パターンを形成するために、前記膜を堆積する前に、予め基板上にＴ字型若しくは逆テーパ状等の断面形状を有するバンク層を形成している。このようなバンク層を形成すると、蒸着等により堆積された膜はバンク層上面のエッジによって段切れを生じる。この結果、前記膜はバンク層の上面とバンク層の開口部内に互いに絶縁された状態で堆積されることになる。本発明では、このバンク層の開口部を介して陽極の露出面に堆積された膜を前記陽極保護層として利用し、バンク層の上面に堆積された膜を陰極の補助電極として利用している。こうすることで、前記酸性溶液による陽極のダメージを抑制しつつ、前記バンク層上面の補助電極によって電気的特性の向上を図ることができる。

また、前記陽極および前記陽極保護層からなる第１電極層により発光層から発光される光の少なくとも一部を反射させ、前記第１電極層と陰極からなる第２電極層との間で多重反射を繰り返しながら発光材料による誘導放出を顕著にする、且つ、電気光学装置から放出すべき光の波長により第１電極層と第２電極層の間の光学距離を所定の光学距離に設定することにより、電気光学装置から放出される光を所望の波長とすることができる。さらに、このようにすることにより、電気光学装置から放出される光のスペクトル幅を狭くすることができるため、電気光学装置として色彩の鮮明度を向上することができる。このような効果を共振効果と称する。本発明による陽極保護層を形成することにより、第１の電極層の表面が荒れることがないため、第１電極層から第２電極層への反射を良好にすることができる。したがって、前記共振効果を良好にすることができるため、電気光学装置として色彩の鮮明度を向上することができる。

本発明の有機ＥＬ装置の製造方法では、前記バンク層の形成工程が、前記基板上に有機絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に、前記陽極の平面領域を含む位置に第１の開口部を有する無機絶縁膜を形成する工程と、前記無機絶縁膜をマスクとして前記有機絶縁膜を異方性エッチングし、前記有機絶縁膜に前記陽極に通じる第２の開口部を形成する工程と、前記有機絶縁膜の前記第２の開口部の側面を等方性エッチングする工程とを含むものとすることができる。このように無機絶縁膜をマスクとして有機絶縁膜を２段階エッチングすることにより、有機絶縁膜は無機絶縁膜の開口部周縁の下側の部分が抉られるような形でエッチングされる。この結果、これらの無機絶縁膜及び有機絶縁膜により断面Ｔ字型の開孔形状を有するバンク層を形成することができる。

また本発明の有機ＥＬ装置の製造方法では、前記陽極保護層の仕事関数が、前記陽極の仕事関数若しくは前記機能層の仕事関数と同等か、又は、前記陽極の仕事関数と前記機能層の仕事関数との間の値であるものとすることができる。こうした場合、少なくとも陽極からの電荷の注入効率が損なわれることはない。むしろ、陽極保護層の仕事関数を陽極と機能層との間の値にした場合には、これを改善する効果が期待できる。

また本発明の有機ＥＬ装置の製造方法では、前記機能層が正孔注入層であるものとすることができる。この場合、前記酸性溶液としては例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを用いることができる。
また本発明の有機ＥＬ装置の製造方法では、前記機能層が液滴吐出法により形成されたものとすることができる。このように液滴吐出法を用いることにより、材料の無駄が少なくなり、製造も容易になる。

また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法では、前記導電材料が金，銀，プラチナ等の貴金属からなるものとすることができる。このような材料は耐食性が高く、導電性にも優れるため、陽極の保護及び陰極の導電性向上を図る上で最適である。この場合、特に前記陽極保護層は金からなることが好ましい。金の仕事関数は５ｅＶ程度であり、従来、陽極として使用されているＩＴＯやＩＺＯ等の金属酸化物（仕事関数は４．８ｅＶ〜５ｅＶ程度）と正孔注入層として使用されているＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（仕事関数は５．２ｅＶ程度）の仕事関数の中間の値をとる。このため、従来の構成をそのまま踏襲しつつ、陽極からの電荷注入効率を高めることが可能になる。またこの場合、前記陽極保護層の厚みを１０ｎｍ以下とすることができる。こうすることで、陽極保護層は光透過性を示すようになる。このため、本発明の方法をボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の製造方法に適用することが可能になる。陽極保護層を金（Ａｕ），銀（Ａｇ），プラチナ（Ｐｔ）等の貴金属からなる材料により形成することにより、貴金属の反射率が高く、かつ、正孔注入材料としてのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどにより第１電極層の表面が荒れることがないため、第１電極層から第２電極層への反射を良好にすることができる。したがって、前記共振効果を良好にすることができるため、電気光学装置として色彩の鮮明度を向上することができる。

また本発明の有機ＥＬ装置の製造方法では、前記機能層の上に前記有機発光層を含む有機層を液滴吐出法により形成する工程を備えることができる。このように液滴吐出法を用いることで、有機発光材料の打ち分けが可能になる。したがって、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色の有機発光材料を別々の画素領域に打ち分けることで、カラー有機ＥＬ表示装置を製造することができる。

本発明の有機ＥＬ装置は、前述の方法により製造されたことを特徴とする。また、本発明の電子機器は、係る有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする。これにより、高性能且つ高信頼性の有機ＥＬ装置、電子機器を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の全ての図面においては、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、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

［有機ＥＬ装置］
以下に示す本実施の形態の有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置であり、特にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３種類の高分子有機発光層を備えたカラー有機ＥＬ表示装置である。

図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の等価回路を示す模式図である。
有機ＥＬ表示装置１は、複数の走査線１０１と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１と信号線１０２の各交点付近に、画素領域Ｘが設けられている。

信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１００が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路８０が接続されている。さらに、各画素領域Ｘ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ＴＦＴ１１ｂと、このスイッチング用ＴＦＴ１１ｂを介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量１１ｃと、該保持容量１１ｃによって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１１ａ（駆動用電子素子）と、この駆動用ＴＦＴ１１ａを介して電源線１０３に電気的に接続したときに当該電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極（画素電極）１２と、この陽極１２と陰極（共通電極）１７との間に挟み込まれた電気光学層Ｅとが設けられている。陽極１２と陰極１７と電気光学層Ｅにより、発光素子が構成されている。

この有機ＥＬ表示装置１によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１ｂがオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１ｃに保持され、該保持容量１１ｃの状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１１ａのオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１１ａのチャネルを介して、電源線１０３から陽極１２に電流が流れ、さらに電気光学層Ｅを介して陰極１７に電流が流れる。電気光学層Ｅは、これを流れる電流量に応じて発光する。

次に、図２を用いて本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の平面構造について説明する。
図２に示すように、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１は、電気絶縁性を備える基板１０Ａと、図示略のスイッチング用ＴＦＴに接続された画素電極が基板１０Ａ上にマトリックス状に配置されてなる図示略の画素電極域と、画素電極域の周囲に配置されるとともに各画素電極に接続される電源線１０３（図１参照）と、少なくとも画素電極域上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部３（図中一点鎖線枠内）とを具備して構成されている。また、画素部３は、中央部分の実表示領域４（図中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線および二点鎖線の間の領域）とに区画されている。

実表示領域４には、それぞれ画素電極を有する表示領域Ｒ、Ｇ、ＢがＡ−Ｂ方向及びＣ−Ｄ方向に離間して配置されている。また、実表示領域４の図中両側には、走査線駆動回路８０が配置されている。該走査線駆動回路８０は、ダミー領域５の下側に位置して設けられている。さらに、実表示領域４の図中上側には、検査回路９０が配置されている。該検査回路９０は、ダミー領域５の下側に位置して設けられている。検査回路９０は、有機ＥＬ表示装置１の作動状況を検査するための回路であって、例えば、検査結果を外部に出力する不図示の検査情報出力手段を備え、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。

走査線駆動回路８０及び検査回路９０の駆動電圧は、所定の電源部から駆動電圧導通部を介して印加されている。また、これら走査線駆動回路８０及び検査回路９０への駆動制御信号及び駆動電圧は、この有機ＥＬ表示装置１の作動制御を司る所定のメインドライバなどから駆動制御信号導通部等を介して送信および印加されるようになっている。なお、この場合の駆動制御信号とは、走査線駆動回路８０及び検査回路９０が信号を出力する際の制御に関連するメインドライバなどからの指令信号である。

次に、図５（ｃ）を用いて有機ＥＬ表示装置１の画素構造について説明する。
本実施の形態の有機ＥＬ表示装置１は、図２に示したように信号線１０２及び走査線１０１等にて囲まれた領域の内側に陽極１２を備えてなる画素領域Ｘを有している。この画素領域内には、図５（ｃ）に示すように、一の画素領域に対応して３原色のうちの一の色に対応する電気光学層Ｅが配設され、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの画素領域によって一の絵素を構成している。

この有機ＥＬ表示装置１は、素子基板１０上に陽極１２，電気光学層Ｅ，陰極１７を順に備えた構造を有する。
素子基板１０には、ガラスや樹脂等からなる基板本体１０Ａの上に回路部１１が形成され、この回路部１１の上に、各画素Ｘに対応して、平面視略矩形状の陽極１２がマトリクス状に配列されている。回路部１１には、前述した走査線１０１，信号線１０２等の各種配線や、保持容量１１ｃ、ＴＦＴ１１ａ，１１ｂ等を含む電子回路が形成されている。この陽極１２の形成された素子基板１０の上には、それぞれの画素位置に開口部を有するバンク層１３が形成されている。このバンク層１３は各画素を仕切るための隔壁として機能するものであり、このバンク層１３によって区画された領域内（即ち、バンク層１３の開口部Ｈ１，Ｈ４，Ｈ３内）には、それぞれ有機発光層１６を含む電気光学層Ｅが形成されている。

バンク層１３は、酸化珪素や酸化チタン等の無機絶縁材料からなる第１の無機バンク層１３ａと、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の有機絶縁材料からなる第２のバンク層１３ｂと、酸化珪素や酸化チタン等の無機絶縁材料からなる第３の無機バンク層１３ｃの３層構造からなる。これらのバンク層１３ａ，１３ｂ，１３ｃには、それぞれ陽極１２の平面領域に、互いに連通する開口部Ｈ１，Ｈ４，Ｈ３が設けられている。第１のバンク層１３ａの開口部Ｈ１は陽極１２の平面領域内に設けられており、その周縁部は、陽極１２の周縁部上に乗上げるように形成されている。第２のバンク層１３ｂは、この第１のバンク層１３ａの平面領域内に設けられており、その幅は第１のバンク層１３ａの幅よりも狭く形成されている。一方、第３のバンク層１３ｃは、第２のバンク層１３ｂよりも幅広に形成されており、第３のバンク層１３ｃは第２のバンク層１３ｂの上面にオーバーハングした状態で積層されている。すなわち、バンク層１３ａの上に積層されたバンク層１３ｂ，１３ｃをまとめてバンク層１３ｄとすると、このバンク層１３ｄは、陽極１２の平面領域に互いに連通する開口部Ｈ３，Ｈ４（これらをまとめて開口部Ｈ５と表記する）を有し、その開口部Ｈ５の開口形状は、基板１０Ａの表面から離れるに従って開口面積が狭くなるような形状（本例では断面Ｔ字型の形状）となっている。

バンク層１３の互いに連通する開口部Ｈ１，Ｈ３，Ｈ４には前述の電気光学層Ｅが形成されており、このバンク層１３及び電気光学層Ｅを覆うように、陰極１７が設けられている。また、バンク層１３の上面（即ち、第３のバンク層１３ｃの上面）には、陰極１７の補助電極となる導電層１４ｂが形成されている。

陽極１２及び陰極１７はＩＴＯその他の導電材料からなる。例えば電気光学層Ｅから発した光を陽極側から取り出すボトムエミッション型の構造では、陽極１２にはＩＴＯ等の透光性導電材料が用いられる。この場合、陰極側に発した光を陽極側から取り出せるように、陰極１７にはＡｌやＡｇ等の高反射率の金属材料や、Ａｌ／ＩＴＯ等の透光性材料と高反射率金属材料との積層構造を採用することができる。逆に、発光光を陰極側から取り出すトップエミッション型の構造では、陰極１７に透光性導電材料が用いられ、陽極１２には高反射率の導電材料が用いられる。この場合、陰極１７には、例えばバソクプロイン（ＢＣＰ）とセシウム（Ｃｓ）の共蒸着膜を用い、さらに導電性を付与するためにＩＴＯを積層するといった構造が好適に採用される。なお、陰極１７はバンク層１３及び電気光学層Ｅの露出面を覆うように配置されており、各画素に共通の共通電極として機能する。
本実施形態では、電気光学層Ｅから発した光を基板１０Ａ側から取り出すボトムエミッション構造を採用しており、陽極１２にはＩＴＯやＩＺＯ等の金属酸化物からなる透光性導電材料を用いている。

電気光学層Ｅは、陽極保護層１４ａと正孔注入層１５と有機発光層１６とが下層側から順に積層された構造を有する。
正孔注入層１５は、有機発光層１６（１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）の発光効率、寿命などの素子特性を向上させる機能を有する。正孔注入層１５を形成するための材料（正孔注入材料）としては、例えば、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体等、又は、これらの材料にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の酸性物質をドープしたドーピング体等を使用することができる。例えば、ポリチオフェン誘導体では、ＰＥＤＯＴにＰＳＳをドープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを採用することができる。

有機発光層１６は、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料によって形成されている。具体的には、（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等の高分子発光体や、ペニレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素等の低分子の有機発光色素が好適に使用される。発光物質となる共役系高分子の中ではアリーレンビニレン又はポリフルオレン構造を含むものなどが特に好ましい。また、これらの材料にルブレン、ペニレン、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、キナクリドン等の材料をドープして用いることもできる。

陽極保護層１４ａは、その上層に形成される層、即ち、本実施形態における正孔注入層１５が酸性を示す場合に、この正孔注入層１５を構成する酸性物質によって、下層側の陽極１２が腐食するのを防止するための保護膜として機能するものである。陽極保護層１４ａを形成するための材料としては、耐酸性で且つ導電性を有する材料、例えば金（Ａｕ），銀（Ａｇ），プラチナ（Ｐｔ）等の貴金属を好適に用いることができる。特に、この陽極保護層１４ａとしては、陽極１２の仕事関数と正孔注入層１５の仕事関数との間の値の仕事関数を有する導電材料が好ましい。例えば陽極１２にＩＴＯやＩＺＯ等の金属酸化物からなる透光性導電材料（仕事関数：４．８ｅＶ〜５ｅＶ程度）を用い、正孔注入層１５にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（仕事関数：５．２ｅＶ程度）を用いた場合、陽極保護層１４ａとしては、これらの間の仕事関数を有する金（仕事関数：５ｅＶ程度）が好適である。

この陽極保護層１４ａは、前述の断面Ｔ字状をなすバンク層１３ｄをマスクとして真空蒸着等により前記導電層１４ｂと共に一括して形成されたものである。すなわち、バンク層１３ｄの形状を前述のような形状とすると、蒸着等により堆積された膜はバンク層上面で段切れを生じる。この結果、前記膜はバンク層１３ｄの上面とバンク層１３ａ，１３ｄの開口部Ｈ１，Ｈ５内に互いに絶縁された状態で堆積されることになる。本実施形態では、このバンク層１３ａ，１３ｄの開口部Ｈ１，Ｈ５内に堆積された膜を前記陽極保護層１４ａとして利用し、バンク層１３ｄの上面に堆積された膜を陰極１７の補助電極１４ｂとして利用している。
なお、本実施形態では電気光学層Ｅを３層構造としたが、４層以上の多層構造としてもよい。例えば、正孔注入層１５と有機発光層１６との間には正孔輸送層を形成してもよく、又、有機発光層１６と陰極１７との間には、必要に応じて電子輸送層や電子注入層等を設けることもできる。これらの層を設けることで、駆動電圧の上昇を制御することができ、駆動寿命（半減期）も長くすることができる。

このように構成された素子基板１０の表面は、乾燥剤を備えた封止缶やガスバリア性の封止材（図示略）によって封止することができる。封止材としては例えばＳｉＯ₂等の珪素酸化物や、ＳｉＮ等の珪素窒化物、或いはＳｉＯ_xＮ_y等の珪素酸窒化物を好適に用いることができる。また、陰極１７と封止材との間には、必要に応じて保護膜を設けてもよい。また、陽極１２の下層側に配された層間絶縁膜をこのような珪素酸化物，珪素窒化物，珪素酸窒化物によって構成した場合には、陽極１２，電気光学層Ｅ，陰極１７からなる発光素子がガスバリア性の膜（即ち、層間絶縁膜及び封止材）によって包みこまれることとなり、より信頼性の高い有機ＥＬ装置を構成することができる。

また、陽極および陽極保護層からなる第１電極層により発光層から発光される光の少なくとも一部を反射させ、第１電極層と陰極からなる第２電極層との間で多重反射を繰り返しながら発光材料による誘導放出を顕著にする、且つ、電気光学装置から放出すべき光の波長により第１電極層と第２電極層の間の光学距離を所定の光学距離に設定することにより、電気光学装置から放出される光を所望の波長とすることができる。さらに、このようにすることにより、電気光学装置から放出される光のスペクトル幅を狭くすることができるため、電気光学装置として色彩の鮮明度を向上することができる。このような効果を共振効果と称する。陽極保護層を金（Ａｕ），銀（Ａｇ），プラチナ（Ｐｔ）等の貴金属からなる材料により形成することにより、貴金属の反射率が高い、かつ、正孔注入材料としてのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどにより第１電極層の表面が荒れることがないため、第１電極層から第２電極層への反射を良好にすることができる。したがって、前記共振効果を良好にすることができるため、電気光学装置として色彩の鮮明度を向上することができる。この場合の陰極としては、光反射性の高いマグネシウムと銀との合金などのアルカリ金属、アルカリ土類金属と安定化金属との合金が望ましい。また、電子注入材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属などと比して、光透過性の高い有機錯体であることが好ましい。有機錯体としては、金属元素からなる中心原子をＭ、有機材料からなる配位子をＡとして一般式ＭＡ_ｎ（ｎ：中心原子Ｍの価数）で示される有機金属化合物である。このような金属錯体としては、キレート錯体やクラウンエーテル錯体等、種々の構造の錯体を用いることができる。具体的には、上記配位子Ａとして、アセチルアセトン（ａｃａｃ），ジピパロイルメタン（ｄｐｍ），ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａ），２，２，６，６，−テトラメチル−３，５−オクタンジオアセトン（ＴＭＯＤ），テノイルトリフルオロアセトン（ＴＴＡ），１−フェニル−３−イソヘプチ−１，３−プロパンジオン（商品名ＬＩＸ５４，ＬＩＸ５１；ヘンケル社）等のβ−ジケトン系の配位子、８−キノリノール（オキシン），２−メチル−８−キノリノール等のキノリノール系の配位子、トリオクチルホフフィンオキシド（ＴＯＰＯ），リン酸トリブチル（ＴＢＰ），イソブチルメチルケトン（ＭＢＫ），ビス（２−エチルヘキシル）リン酸（Ｄ２ＥＨＰＡ）等のリン酸系の配位子、酢酸，安息香酸等のカルボン酸系の配位子、ジフェニルチオカルバゾン配位子等を好適に用いることができる。また、アルカリ金属、或いはアルカリ土類金属のフッ化物、或いは酸化物は、バンドギャップが広く、可視光の光透過性が高いため、好ましい。このようにすることにより、陽極および陽極保護層からなる第１電極層と陰極からなる第２電極層との間での多重反射を促進することができ、共振効果により、電気光学装置として色彩の鮮明度を向上することができる。

［有機ＥＬ装置の製造方法］
次に、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。図３〜図５は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の製造工程を示す断面模式図である。
本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の製造方法は、例えば、（１）バンク層形成工程、（２）陽極保護層形成工程、補助電極形成工程、（３）正孔注入層形成工程、（４）発光層形成工程、（５）陰極（共通電極）形成工程、封止工程を備えている。なお、有機ＥＬ表示装置の製造方法は、これに限定されるものではなく、必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。以下、それぞれの工程について説明する。

（１）バンク層形成工程
まず、図３（ａ）に示すような回路部１１及び陽極１２の形成された素子基板１０を用意し、この素子基板１０の上に画素を仕切るためのバンク層１３を形成する。
ここではまず、酸化珪素や酸化チタン等の無機絶縁膜を蒸着やスパッタ等により成膜する。そして、パターニングにより、各画素領域に開口部Ｈ１を形成し、陽極１２の電極面を一部露出させる。この際、開口部Ｈ１の縁が陽極１２の外周部よりも内側（即ち、陽極１２の中心側）に配置されるようにする。また、前記無機絶縁膜の厚みは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲が好ましい。
以上により、第１のバンク層１３ａが形成される。

次に、第１のバンク層１３ａ及び陽極１２の表面を覆うように、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁膜Ｒをスピンコート等により成膜する。この有機絶縁膜Ｒの厚みは０．１μｍ〜３．５μｍの範囲が好ましい。本例では、例えば３μｍとする。次に、この有機絶縁膜Ｒの上に酸化珪素や酸化チタン等の無機絶縁膜を蒸着やスパッタ等により成膜する。この無機絶縁膜は、有機絶縁膜Ｒをエッチングするためのマスクとして利用するものである。よって、その膜厚はマスクとして機能し得る厚みであればよい。本例では、例えば０．５μｍとする。続いて、パターニングにより、前記無機絶縁膜に開口部Ｈ３を形成する。図３（ｃ）は無機絶縁膜に開口部Ｈ３を形成した状態を示す図である。
以上により、有機絶縁膜Ｒ上に前記無機絶縁膜からなる第３のバンク層１３ｃが形成される。

次に、第３のバンク層１３ｃをマスクとして前記有機絶縁膜Ｒに対して２段階エッチングを行なう。まず、第１のエッチング処理として、図４（ａ）に示すように、Ｏ_２等のガスを用いてリアクティブイオンエッチング（異方性エッチング）を行ない、前記有機絶縁膜Ｒをアンダーカットが生じないように垂直にドライエッチングする。これにより、前記有機絶縁膜Ｒには、陽極１２に通じる開口部Ｈ２が形成される。次に、第２のエッチング処理として、図４（ｂ）に示すように、アルカリ溶液を使って前記有機絶縁膜Ｒの開口部Ｈ２の側面を等方的にウェットエッチングする。エッチング時間は０．５分〜２分程度とする。これにより、有機絶縁膜Ｒは第３のバンク層１３ｃの開口部周縁の下側の部分が抉られるような形でエッチングされ、この結果、前記第３のバンク層１３ｃの開口部Ｈ３よりも拡径の開口部Ｈ４が形成されることになる。
以上により、前記第３のバンク層１３ｃの下に前記有機絶縁膜Ｒからなる第２のバンク層１３ｂが形成される。

以上の工程より、基板１０上に３層構造のバンク層１３が形成される。特に本実施形態では、第３のバンク層１３ｃには、第２のバンク層１３ｂに対してその開口部Ｈ４側に突出するオーバーハング部１３Ａが形成され、この結果、バンク層１３ｂ，１３ｃによって断面Ｔ字型のバンク形状が実現される。なお、以下では、バンク層１３ｂと１３ｃをまとめてバンク層１３ｄと表記し、更に、これらのバンク層１３ｂ，１３ｃの互いに連通する開口部Ｈ３，Ｈ４をまとめて開口部Ｈ５と表記する。

（２）陽極保護層形成工程、補助電極形成工程
次に、図４（ｃ）に示すように、バンク層１３ｄをマスクとして気相法（真空蒸着法やスパッタ法等）により基板全面に耐酸性を有する導電材料を堆積する。前述のように、第２のバンク層１３ｂの上にはオーバーハング部１３Ａを有する第３のバンク層１３ｃが配置されているため、このようなバンク層１３ｂ，１３ｃをマスクとして真空蒸着等を行なうと、蒸着等により堆積された膜はバンク層上面のエッジ、例えばオーバーハング部１３Ａによって段切れを生じる。この結果、前記膜はバンク層１３ｄの上面とバンク層１３ａ，１３ｄの開口部Ｈ１，Ｈ５内に互いに絶縁された状態で堆積されることになる。本実施形態では、この開口部Ｈ１，Ｈ５を介して陽極表面に堆積された膜を陽極保護層１４ａとして利用し、バンク層１３ｄの上面に堆積された膜を陰極１７の補助電極１４ｂとして利用する。すなわち、本工程によって、陽極保護層１４ａと陰極１７の補助電極となる導電層１４ｂとが一括して形成されることになる。

なお、本工程で使用する導電材料としては、金（Ａｕ），銀（Ａｇ），プラチナ（Ｐｔ）等の貴金属が好適である。このような材料は耐食性が高く、導電性にも優れるため、陽極の保護及び陰極の導電性向上を図る上で最適である。特に金は、陽極として使用するＩＴＯと正孔注入層として使用するＰＥＤＯＴ：ＰＳＳとの中間の仕事関数を有することから、金を陽極酸化層１４ａとして陽極１２と正孔注入層１５との間に介在させることで、陽極１２からの電荷注入効率を高める効果が期待できる。
また、本実施形態ではボトムエミッション構造を採用しているため、金の厚みは１０ｎｍ以下とすることが望ましい。この程度まで薄膜化することで、陽極保護層１４ａは十分な光透過性を示すようになる。

（３）正孔注入層形成工程
次に、図５（ａ）に示すように、バンク層１３ｄの開口部Ｈ５に液滴吐出法により正孔注入層１５を形成する。この工程では、まず、インクジェット装置の吐出ヘッドに正孔注入材料を含有する液体材料を充填し、吐出ヘッドと基板１０とを相対移動させながら吐出ノズルから前記液体材料をバンク層１３ｄの開口部Ｈ５内に吐出する（液滴吐出工程）。そして、液体材料中の溶媒を乾燥により除去し、液体材料中に含まれる正孔注入材料を膜化する（乾燥工程）。これにより、陽極１２の露出面に正孔注入層１５が形成される。

なお、前記液体材料としては、前述した正孔注入材料を極性溶媒に溶解させたもの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）、ｎ−ブチルアルコール、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、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコール類等を挙げることができる。そして、上記の材料をインクジェットプロセスに適した組成で混合する。
なお、この正孔注入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事が好ましく、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下で行なうことが好ましい。

（発光層形成工程）
次に、図５（ｂ）に示すように、液滴吐出法により正孔注入層１５の上に有機発光層１６を形成する。この工程では、まず、インクジェット装置の吐出ヘッドに所定の色の発光材料、例えば青色発光材料を含有する液体材料を充填し、吐出ヘッドと基板１０とを相対移動させながら吐出ノズルから前記液体材料を青色画素に対応したバンク層１３ｄの開口部Ｈ５内に吐出する（液滴吐出工程）。そして、液体材料中の溶媒を乾燥により除去し、液体材料中に含まれる発光材料を膜化する（乾燥工程）。これにより、正孔注入層１５の露出面に青色の有機発光層１６Ｂが形成される。続いて、この青色の有機発光層１６Ｂを形成したのと同様の手順を用いて、赤色（Ｒ）の有機発光層１６Ｒと緑色（Ｇ）の有機発光層１６Ｇを順次形成する。

なお、前記液体材料としては、前述した発光材料を非極性溶媒中に溶解させたものを用いることができる。非極性溶媒としては、正孔注入層１５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の非極性溶媒を用いることができる。このような非極性溶媒を発光材料の溶媒に用いることで、正孔注入層１５を再溶解させることなく液体材料を塗布することが可能となる。
以上により、陽極１２上に電気光学層Ｅが形成される。なお、有機発光層１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの形成順序は前述したものに限定されず、どのような順番で形成してもよい。

（４）陰極（共通電極）形成工程、封止工程
次に、図５（ｃ）に示すように、バンク層１３及び電気光学層Ｅの露出面に陰極１７を形成する。本実施形態ではボトムエミッション構造を採用しているので、陰極１７は光反射性の導電材料からなることが望ましい。よって、本例では陰極１７としてＡｌやＡｇ等の高反射率の金属膜を成膜する。陰極１７はＡｌ等の単層膜としてもよいが、発光素子を効率よく発光させるために、電子注入層と導電層のような積層構造を採用してもよい。この場合、有機発光層１６に近い側にＣａ、Ｂａ等の仕事関数が小さい材料からなる電子注入層を形成することが好ましい。また、発光材料によっては、ＣａやＢａの有機発光層側にＬｉＦ等からなる薄層を形成してもよい。電子注入層および導電層の成膜方法は、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法など、既知の成膜方法から適切な方法を選択すればよい。この陰極１７の膜厚は、バンク層１３ｄのオーバーハング部１３Ａによって段切れが生じない程度の厚みであればよい。本例では、例えば３００ｎｍ以上の厚みとする。この工程では、前記正孔注入層１５や有機発光層１６の形成工程とは異なり、蒸着法やスパッタ法等を使用するため、導電材料は画素領域にのみ選択的に形成されるのではなく、基板の略全面に形成されることになる。

この後、陰極１７や電気光学層Ｅが水分や酸素等により劣化されないように、必要に応じて素子基板１０の表面を封止缶やガスバリア性の封止材によって封止する。封止材としてはガスバリア性を有するものが好ましく、例えばＳｉＯ₂等の珪素酸化物や、ＳｉＮ等の珪素窒化物、或いはＳｉＯ_xＮ_y等の珪素酸窒化物を好適に用いることができる。さらに効果的には、これら無機酸化物層の上にアクリルやポリエステル、エポキシなどの樹脂層を積層すると良い。
以上により、本実施形態の有機ＥＬ装置１が製造される。

以上説明したように、本実施形態では、酸性溶液を用いて正孔注入層１４を形成する前に、予めこの酸性溶液に対して耐食性を有する膜（陽極保護層１４ａ）を形成して陽極１２の表面を保護している。このため、信頼性の高い有機ＥＬ装置を製造することができる。この際、陽極保護層１４ａの形成工程を、断面Ｔ字型のバンク層１３ｄをマスクとした蒸着により行なっているため、この工程によって、陽極保護層１４ａと同時にバンク層上面に陰極１７の補助電極となる導電層１４ｂを形成することができる。このため、素子の信頼性だけでなく、素子の電気的特性をも向上することができる。
なお、本実施形態ではバンク層１３ｄの形状を断面Ｔ字型としたが、バンク層１３ｄは必ずしもこのような形状に限定されない。すなわち、バンク層１３ｄは、当該バンク層１３ｄをマスクとして蒸着等を行なったときに、蒸着膜がそのバンク層上面のエッジ部で段切れされるような形状であればどのようなものであってもよい。例えば、バンク層１３ｄの開孔形状を、基板１０Ａの表面から離れるに従ってその開口面積が徐々に変化するような逆テーパ状の形状とすることもできる。

［電子機器］
次に、本発明の電子機器について説明する。
図６は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、表示部１３０１に、前述の方法を用いて製造された有機ＥＬ装置を備えている。なお、図中、符号１３０２は操作ボタン１３０２、符号１３０３は受話口、符号１３０４は送話口を示している。
前記実施形態の有機ＥＬ装置は、前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、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、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、種々の電子機器に適用することができる。いずれの電子機器においても、本発明の有機ＥＬ装置を適用することで、信頼性の向上を図ることができる。

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。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の等価回緒を示す図。 同、有機ＥＬ装置の平面構造を示す模式図。 同、有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図。 図３に続く工程図。 図４に続く工程図。 本発明の電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

１・・・有機ＥＬ装置、１０・・・素子基板、１２・・・陽極（画素電極）、１５・・・正孔注入層（機能層）、１６・・・有機発光層、１３，１３ａ〜１３ｄ・・・バンク層、１４ａ・・・陽極保護層、１４ｂ・・・補助電極（導電層）、１７・・・陰極（共通電極）、１３００・・・電子機器、Ｈ１〜Ｈ５・・・開口部、Ｒ・・・有機絶縁膜

Claims (11)

1. 陽極と陰極との間に有機発光層を有してなり、前記陽極の上に酸性溶液を用いて形成された機能層を含む有機ＥＬ装置の製造方法であって、
   前記陽極の形成された基板上に、前記陽極の平面領域に前記基板の表面から離れるに従って開口面積が狭くなるような形状を有する開口部を備えたバンク層を形成する工程と、
   前記バンク層をマスクとして前記基板の表面に気相法により耐酸性を有する貴金属からなる導電材料を堆積し、前記バンク層の上面と前記陽極の表面にそれぞれ前記陰極の補助電極となる導電層と前記陽極の腐食を防止するための陽極保護層とを一括して形成する工程と、
   前記陽極保護層の上に、前記酸性溶液を用いて液相法により前記機能層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。
2. 前記バンク層の形成工程が、前記基板上に有機絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に、前記陽極の平面領域を含む位置に第１の開口部を有する無機絶縁膜を形成する工程と、前記無機絶縁膜をマスクとして前記有機絶縁膜を異方性エッチングし、前記有機絶縁膜に前記陽極に通じる第２の開口部を形成する工程と、前記有機絶縁膜の前記第２の開口部の側面を等方性エッチングする工程とを含むことを特徴とする、請求項１記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
3. 前記陽極保護層の仕事関数が、前記陽極の仕事関数若しくは前記機能層の仕事関数と同等か、又は、前記陽極の仕事関数と前記機能層の仕事関数との間の値であることを特徴とする、請求項１又は２記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
4. 前記機能層が正孔注入層であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
5. 前記酸性溶液がＰＥＤＯＴ：ＰＳＳからなることを特徴とする、請求項４記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
6. 前記機能層が液滴吐出法により形成されたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
7. 前記陽極保護層が金からなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
8. 前記陽極保護層の厚みが１０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項７記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
9. 前記機能層の上に前記有機発光層を含む有機層を液滴吐出法により形成する工程を備えたことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかの項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれかの項に記載の方法を用いて製造されたことを特徴とする、有機ＥＬ装置。
11. 請求項１０記載の有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする、電子機器。

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