JP4604778B2 - 有機ｅｌ装置、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び電子機器に関する。

自発光型の表示デバイスである有機ＥＬ装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）としては、陽極と陰極との間に有機材料からなる正孔輸送層や発光層を挟持した構成のものがある。このような有機ＥＬ装置を製造する場合において、有機材料を用いる正孔輸送層及び発光層の成膜は、スピンコート法或いはインクジェット法等が好適に用いられる。特に、特許文献１のようにインクジェット法を用いる場合、目的の画素に成膜するために陽極上にバンクを形成しており、このようなバンクの形成により、有機材料（正孔輸送層形成材料又は発光層形成材料）及び溶媒を含む液滴が画素内に安定に着弾する。
特開平１０−１５３９６７号公報

特許文献１のようなインクジェット法を用いた場合、液滴を画素内へ着弾させた後、脱溶媒工程を経て、目的の正孔輸送層又は発光層が成膜される。ここで、液滴の状態から乾燥工程を経て膜になる際に、バンクで囲まれた画素の中央部と外周部（周縁端部）とでは、バンクとの親和性や陽極上の表面状態の違いに起因して、膜厚のバラツキが生じてしまう場合がある。特に、画素の外周部においては膜厚が大きく、画素の中央部において膜厚が小さく形成される傾向にある。

発光層の膜厚と電流の関係は、一般的に言われている導電性ポリマーとほぼ同じ傾向が見られ、膜厚の２乗〜３乗の関係で電流のバラツキが生じ得る。電流と輝度の関係は線形に近いと考えると、ある範囲での輝度のバラツキを抑えるためには、膜厚のバラツキを厳密に抑えなければならない。一方、バンクを形成する以上、上述したような画素の中央部と外周部とにおいて発生する膜厚のバラツキを回避することは困難な状況にある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、バンク（隔壁部）内に形成する有機材料の膜厚バラツキが生じた場合にも、輝度のバラツキが生じ難い構成を備えた有機ＥＬ装置と、その製造方法を提供することを目的としている。また、本発明は、そのような有機ＥＬ装置を備えた信頼性の高い電子機器を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ装置は、基板上に、複数の画素領域を区画形成する隔壁部が形成されてなり、前記画素領域には、少なくとも陽極と、有機ＥＬ層と、陰極とが積層して形成され、前記有機ＥＬ層が、前記隔壁部によって囲まれた領域に形成されてなる一方、前記陰極は、相対的に仕事関数の小さい第１陰極と相対的に仕事関数の大きい第２陰極とが、前記有機ＥＬ層側からこの順で積層されてなる積層構造を有するとともに、当該陰極のうち、少なくとも前記第１陰極が、当該第１陰極の外縁が前記有機ＥＬ層の外縁よりも内側に位置するように形成されてなり、前記有機ＥＬ層と前記陰極との間に、電子注入を遮蔽する電子注入遮蔽層が形成されてなり、該電子注入遮蔽層は、前記有機ＥＬ層の外周部と平面視重畳する位置に選択的に形成されてなることを特徴とする。

このような有機ＥＬ装置によると、陰極を構成する第１陰極の外縁が、有機ＥＬ層の外縁の内側に位置してなるため、当該第１陰極の形成領域が有機ＥＬ層の形成領域の平面視内側となり、つまり有機ＥＬ層の外周部に平面視重畳する位置には少なくとも一方の第１陰極が形成されないこととなる。したがって、有機ＥＬ層の外周部には電子が注入されず、又は実質的に電子が注入されない（つまり発光に有効な電子が注入されない）ものとなる。その結果、画素領域に形成される有機ＥＬ層において、例えば製造上の理由で画素領域の中央部と外周部とで膜厚にバラツキ（差異）が生じるような場合にも、有機ＥＬ層の外周部には電子が注入されない（又は実質的に注入されない）ことで、当該外周部は発光に寄与しないこととなる。その結果、膜厚のバラツキに起因する輝度のバラツキが生じることもなく、均一な発光が得られることとなる。また、輝度のバラツキに起因する寿命のバラツキも生じることがなくなり、ひいては当該有機ＥＬ装置の寿命向上にも寄与することが可能となる。

本発明の有機ＥＬ装置において、前記第２陰極は、前記各画素領域に跨って形成されてなるものとすることができる。つまり、第１陰極をパターン形成しておけば、発光に有効な電子を有機ＥＬ層に注入することができなくなり、相対的に仕事関数の大きな第２陰極は、第１陰極に倣ったパターン形状とする他、各画素領域に跨って全面ベタ状に形成することができ、この場合、その形成が非常に簡便なものとなる。なお、陰極を構成する第１陰極及び第２陰極としては、例えば第１陰極がカルシウムからなり、第２陰極がアルミニウムからなるものを用いることができる。

一方、前記陽極は、前記基板上において、前記画素領域毎にパターン形成された画素電極として構成されてなるものとすることができる。なお、本発明では、陽極の外縁は有機ＥＬ層の外縁よりも内側、外側又は外縁同士が重なった状態のいずれであっても良い。

また、前記有機ＥＬ層と前記第１陰極との間に、フッ化リチウムからなる電子注入層が形成されてなるものとすることができる。このようなフッ化リチウムからなる電子注入層を第１陰極と有機ＥＬ層との間に介在させると、第１陰極から有機ＥＬ層に対しての電子注入を促進することが可能となる。なお、このような電子注入層は、各画素領域に跨って全面ベタ状に形成することもできるが、第１陰極と同様に、当該電子注入層の外縁が前記有機ＥＬ層の外縁よりも内側に位置するように形成されていることが好ましい。有機ＥＬ層の外周部における発光を一層確実に抑制することができるためである。

さらに、前記有機ＥＬ層と前記陰極との間に、電子注入を遮蔽する電子注入遮蔽層が形成されてなり、該電子注入遮蔽層は、前記有機ＥＬ層の外周部と平面視重畳する位置に選択的に形成されてなるものとすることができる。この場合、有機ＥＬ層のうち、電子注入遮蔽層が形成された外周部においては電子注入が遮蔽されるため、有機ＥＬ層の外周部における発光を一層確実に抑制することができるようになる。

上記のような電子注入遮蔽層を有する有機ＥＬ装置においては、前記陰極が透光性を有してなり、前記有機ＥＬ層で発光した光が前記陰極側から射出されるとともに、前記電子注入遮蔽層が遮光性を有してなるものとすることができる。この場合、仮に有機ＥＬ層の外周部で発光が生じた場合にも、電子注入遮蔽層において遮光されるため、光が陰極側に抜けることを防止でき、画素領域内における輝度のバラツキ発生を防止することが可能となる。

なお、前記有機ＥＬ層は、当該有機ＥＬ層を構成する有機材料を溶媒に溶解ないし分散させた液状物を、前記隔壁部によって囲まれた領域に塗布して形成されたものとすることができる。隔壁部によって囲まれた領域に液状物を塗布して有機ＥＬ層を形成する液相法を採用した場合、有機ＥＬ層は隔壁部に対する濡れ性の度合いによって、その膜厚が中央部と外周部とで異なり不均一となる場合があるが、このような液相法により形成されてなる有機ＥＬ層を含む有機ＥＬ装置について本発明の構成を採用すると、当該膜厚の不均一化の問題を上述の通り解消することができる。なお、液相法としては、具体的には液滴吐出装置（インクジェット装置）を用いた液滴吐出法を例示することができる。

次に、上記課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に、複数の画素領域を区画形成する隔壁部を形成する隔壁部形成工程と、前記基板上に陽極を形成する陽極形成工程と、前記陽極上に有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、前記有機ＥＬ層上に陰極を形成する陰極形成工程とを含み、前記有機ＥＬ層形成工程は、当該有機ＥＬ層を構成する有機材料を溶媒に溶解ないし分散させた液状物を、前記隔壁部によって囲まれた領域に塗布する工程と、塗布した液状物を乾燥する工程とを含む一方、前記陰極形成工程は、前記有機ＥＬ層上に、相対的に仕事関数の小さい第１陰極を、当該第１陰極の外縁が前記有機ＥＬ層の外縁よりも内側に位置するようにパターン形成する工程と、前記第１陰極上に、相対的に仕事関数の大きい第２陰極を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

このような方法により、上述した本発明の有機ＥＬ装置を好適に製造することが可能となる。なお、有機ＥＬ層形成工程では、特に液滴吐出装置（インクジェット装置）を用いた液滴吐出法を採用すれば、隔壁部で囲まれた領域内への液状物の選択吐出を一層確実に行えるようになる。

また、第２陰極を形成する工程において、蒸着法等により各画素領域に跨って形成することができる。つまり、第２陰極を構成するアルミニウム等の導電性金属材料を、蒸着により各画素領域に跨って基板全面に形成すれば、当該第２陰極の形成が非常に簡便となる。

一方、陽極形成工程は隔壁部形成工程よりも先に行うことができ、この場合、前記基板に対して当該陽極を画素領域毎にパターン形成するものとすることができる。このような陽極は画素電極として構成され、各画素電極に対して、例えばスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を介して通電制御を行うことが可能となる。なお、陽極を形成した後、隔壁部は陽極を取り囲む形にて、つまり該陽極が形成されていない領域に対して選択的に形成される。ここで、隔壁部は陽極の外周部と部分的に重なって形成するものとしても良い。これにより、陽極と隔壁部との間に隙間が生じる不具合を解消でき、画素領域を隔壁部により確実に区画形成することができるようになる。

次に、上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上記有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする。この場合、発光ムラが少なく、信頼性の高い電子機器を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために、縮尺は各層や各部材ごとに異なる場合がある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の有機ＥＬ装置の一実施形態を示すものであって、特にアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置について模式的に示す図である。なお、この図１に示す有機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、基板２の上に、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（画素電極）１１１、有機ＥＬ層（有機ＥＬ素子）を含む機能層１１０、陰極（対向電極）１２、及び封止部３等を順次積層した構成からなる。

基板２としては、本例ではガラス基板が用いられている。ガラス基板の他にも、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、公知の様々な基板が適用される。基板２内には、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、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する画素領域Ａが所定の配列で構成される。各画素領域Ａには、陽極１１１が配置され、その近傍には信号線１３２、電源線１３３、走査線１３１及び図示しない他の陽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される。

また、封止部３は、水や酸素の侵入を防いで陰極１２あるいは機能層１１０の酸化を防止するものであり、基板２に塗布される封止樹脂、及び基板２に貼り合わされる封止基板３ｂ（封止缶）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。封止樹脂は、基板２の周縁に環状に塗布されており、例えば、マイクロディスペンサ等により塗布される。封止基板３ｂは、ガラスや金属等からなり、基板２と封止基板３ｂとは封止樹脂を介して貼り合わされている。

図２は、上記有機ＥＬ装置１の回路構造を示している。
図１に示した基板２上には、図２に示すような複数の走査線１３１と、走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、信号線１３２に並列に延びる複数の電源線１３３とが配線されている。また、走査線１３１及び信号線１３２の交点毎に上記画素領域Ａが形成されている。
信号線１３２には、例えば、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含むデータ側駆動回路１０３が接続されている。また、走査線１３１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを含む走査側駆動回路１０４が接続されている。

画素領域Ａには、走査線１３１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１２３と、この薄膜トランジスタ１２３を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量１３５と、保持容量１３５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１２４と、この薄膜トランジスタ１２４を介して電源線１３３に電気的に接続したときに電源線１３３から駆動電流が流れ込む陽極（画素電極）１１１と、陽極１１１と陰極（対向電極）１２との間に挟み込まれる機能層１１０とが設けられている。なお、機能層１１０は、有機ＥＬ素子としての有機ＥＬ層を含むものである。

画素領域Ａでは、走査線１３１が駆動されて第１の薄膜トランジスタ１２３がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量１３５に保持され、この保持容量１３５の状態に応じて、第２の薄膜トランジスタ１２４の導通状態が決まる。また、第２の薄膜トランジスタ１２４のチャネルを介して電源線１３３から陽極１１１に電流が流れ、さらに機能層１１０を通じて陰極（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、機能層１１０が発光する。

図３は、上記有機ＥＬ装置１における表示領域の断面構造を拡大して示す図である。この図３には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する３つの画素領域の断面構造が示されている。前述したように、有機ＥＬ装置１は、基板２上に、ＴＦＴなどの回路等が形成された回路素子部１４、陽極（画素電極）１１１、機能層１１０が形成された発光素子部１１、及び陰極（対向電極）１２が順次積層されて構成されている。
この有機ＥＬ装置１では、機能層１１０から基板２側に発した光が、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射されるとともに、機能層１１０から基板２の反対側に発した光が陰極１２により反射されて、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射されるようになっている。

回路素子部１４には、基板２上に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。なお、半導体膜１４１には、ソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂが高濃度Ｐイオン打ち込みにより形成されている。なお、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。
さらに回路素子部１４には、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上には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上には透明な第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１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４５，１４６が形成されている。

そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ等からなる透明な陽極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がこの陽極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が電源線１３３に接続されている。
このようにして、回路素子部１４には、各陽極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１３５及びスイッチング用の薄膜トランジスタ１２４も形成されているが、図３ではこれらの図示を省略している。

発光素子部１１は、複数の陽極１１１上の各々に積層された機能層１１０と、機能層１１０同士の間に配されて各機能層１１０を区画するバンク部１１２とを主体として構成されている。機能層１１０上には陰極１２が配置されている。なお、発光素子である有機ＥＬ素子１０は、陽極１１１、陰極１２、及び機能層１１０等を含んで構成される。

陽極１１１は、ＩＴＯにより形成されてなり、平面視略矩形にパターニングされて形成されている。この陽極１１１の厚さは、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲が好ましく、特に１５０ｎｍ程度がよい。

バンク部１１２は、図３に示すように、基板２側に位置する無機物バンク層１１２ａ（第１バンク層）と基板２から離れて位置する有機物バンク層１１２ｂ（第２バンク層）とが積層されて構成されている。無機物バンク層１１２ａは、例えば、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等の無機材料からなる。また、有機物バンク層１１２ｂは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のあるレジストから形成されている。

機能層１１０は、陽極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有機ＥＬ層（発光層）１１０ｂとから構成されている。

正孔注入／輸送層１１０ａは、正孔を有機ＥＬ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を陽極１１１と有機ＥＬ層１１０ｂの間に設けることにより、有機ＥＬ層１１０ｂの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、有機ＥＬ層１１０ｂでは、正孔注入／輸送層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子が有機ＥＬ層で再結合し、発光が得られる。

有機ＥＬ層１１０ｂは、赤色（Ｒ）に発光する赤色有機ＥＬ層１１０ｂ_１、緑色（Ｇ）に発光する緑色有機ＥＬ層１１０ｂ_２、及び青色（Ｂ）に発光する青色有機ＥＬ層１１０ｂ_３の発光波長帯域が互いに異なる３種類からなり、各有機ＥＬ層１１０ｂ_１〜１１０ｂ_２が所定の配列（例えばストライプ状）で配置されている。なお、本実施形態では、有機ＥＬ層１１０ｂは高分子発光材料（高分子有機ＥＬ材料）より構成されているが、例えば低分子発光材料（低分子有機ＥＬ材料）により当該有機ＥＬ層１１０ｂを構成するものとしても良い。

一方、陰極（対向電極）１２は、仕事関数の異なる２つの層が積層されて構成されており、カルシウムを主体として構成されたカルシウム層（第１陰極）１２ａと、アルミニウムを主体として構成されたアルミニウム層（第２陰極）１２ｂとを有している。このような陰極１２は、陽極１１１と対になって機能層１１０に電流を流す役割を果たしている。なお、第１陰極を構成する材料としては、カルシウム以外にも例えばセシウム等を用いることができ、一方、第２陰極を構成する材料としては、アルミニウム以外にも例えばＭｇＡｇ（マグネシウムと銀の合金）、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等を用いることができる。

相対的に仕事関数の小さいカルシウム層１２ａは、機能層１１０上に積層され、画素領域Ａ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎に所定パターンで形成されている。一方、相対的に仕事関数の大きいアルミニウム層１２ｂは、各画素領域Ａ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に跨って、基板２の全面に形成されている。なお、アルミニウム層１２ｂは、機能層１１０で発せられた光を基板２側に反射する機能を有している。

ここで、本実施の形態の有機ＥＬ装置１では、陰極１２のうちカルシウム層１２ａの外縁１２ｇが、有機ＥＬ層１１０ｂの外縁１１０ｇの内側に位置している。つまり、カルシウム層１２ａの形成領域が有機ＥＬ層１１０ｂの形成領域の平面視内側となるように、これらカルシウム層１２ａと有機ＥＬ層１１０ｂが相対配置され、有機ＥＬ層１１０ｂの周縁領域にはカルシウム層１２ａが平面視重畳配置されていない構成となっている。

したがって、画素領域Ａ（図３ではＲ，Ｇ，Ｂ）に形成される有機ＥＬ層１１０ｂにおいて、例えば製造時においてバンク部１１２との親和性や陽極１１１上の表面状態の違いに起因して、画素領域Ａの中央部と外周部とで膜厚にバラツキ（差異）が生じるような場合にも、有機ＥＬ層１１０ｂの周縁領域（画素領域Ａの外周部）にはカルシウム層１２ａが形成されていないことで、当該周縁領域には電流が流れず、発光が生じないものとなる。その結果、有機ＥＬ層１１０ｂにおける膜厚のバラツキに起因して、画素領域Ａ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）において輝度のバラツキが生じることもなく、均一な発光が得られるものとされている。

なお、本実施の形態の有機ＥＬ装置１において、正孔注入／輸送層１１０ａ及び有機ＥＬ層１１０ｂは、これらを構成する有機材料を溶媒に溶解ないし分散させた液状組成物を、インクジェット法（液滴吐出法）により選択吐出し、その後、該液状組成物を乾燥させることで成膜するものとしている。そして、吐出に先立って、バンク部１１２表面には撥液処理を、陽極１１１上には親液処理を施すものとしており、当該撥液処理及び親液処理に起因して、成膜された正孔注入／輸送層１１０ａ及び有機ＥＬ層１１０ｂには上述のような膜厚のバラツキが生じ得るものとなっている。

次に、上記有機ＥＬ装置１を製造する方法について図８を参照して説明する。なお、基板２上には、それぞれ先の図３に示した、薄膜トランジスタを含む回路素子部１４、バンク部１１２（有機物バンク層１１２ａ、無機物バンク層１１２ｂ）、及び陽極１１１がすでに形成されているものとする。

本例の製造方法は、（１）正孔注入／輸送層形成工程、（２）有機ＥＬ層形成工程、（３）陰極形成工程、及び（４）封止工程等を有する。なお、ここで説明する製造方法は一例であって、必要に応じてその他の工程が追加されたり、上記の工程の一部が除かれたりする場合もある。なお、（１）正孔注入／輸送層形成工程、（２）有機ＥＬ層形成工程は、液滴吐出装置を用いた液体吐出法（インクジェット法）を用いて行った。

（１）正孔注入／輸送層形成工程
図８（ａ）に示すように、陽極１１１が形成された基板２上に、正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。正孔注入／輸送層形成工程では、例えば、液体吐出法を用いることにより、正孔注入／輸送層形成材料を含む組成物を陽極１１１上に吐出する。その後に乾燥処理及び熱処理を行い、陽極１１１上に正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。なお、この正孔注入／輸送層形成工程を含め、以降の工程は、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。

液体吐出法による正孔注入／輸送層の形成手順としては、液体を吐出するための吐出ヘッド（図示略）に、正孔注入／輸送層の材料を含有する組成物インクを充填し、吐出ヘッドの吐出ノズルを、バンク部１１２の開口部内に位置する陽極１１１に対向させ、吐出ヘッドと基板２とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御されたインク滴を吐出する。その後、吐出後のインク滴を乾燥処理して組成物インクに含まれる極性溶媒（液体材料）を蒸発させることにより、正孔注入／輸送層が形成される。

ここで用いる組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物を、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。より具体的な組成物の組成としては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ＝１：２０）：１２．５２重量％、ＰＳＳ：１．４４重量％、ＩＰＡ：１０重量％、ＮＭＰ：２７．４８重量％、ＤＭＩ：５０重量％のものを例示できる。なお、組成物の粘度は２〜２０Ｐｓ程度が好ましく、特に４〜１５ｃＰｓ程度が良い。

（２）有機ＥＬ層形成工程
次に、図８（ｂ）に示すように、正孔注入／輸送層１１０ａ上に有機ＥＬ層１１０ｂを形成する。本実施形態では、青色有機ＥＬ層１１０ｂ_３を形成し、続いて赤色有機ＥＬ層１１０ｂ_１、緑色有機ＥＬ層１１０ｂ_２を順次形成する。ここでは液体吐出法により、有機ＥＬ層用材料を含む組成物インクを正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出し、その後に乾燥処理及び熱処理して、バンク部１１２に形成された開口部内に各色有機ＥＬ層１１０ｂを形成する。

有機ＥＬ層形成工程では、正孔注入／輸送層１１０ａの再溶解を防止するために、有機ＥＬ層形成の際に用いる組成物インクの溶媒として、正孔注入／輸送層１１０ａに対して不溶な無極性溶媒を用いる。この場合、無極性溶媒に対する正孔注入／輸送層１１０ａの表面の濡れ性を高めるために、有機ＥＬ層形成の前に表面改質工程を行うのが好ましい。表面改質工程は、例えば上記無極性溶媒と同一溶媒又はこれに類する溶媒を液体吐出法、スピンコート法又はディップ法等により正孔注入／輸送層１１０ａ上に塗布した後に乾燥することにより行う。なお、ここで用いる表面改質用溶媒は、組成物インクの無極性溶媒と同一なものとして例えば、シクロヘキシルベンゼン、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例示でき、組成物インクの無極性溶媒に類するものとしては、例えばトルエン、キシレン等を例示することができる。

液体吐出法による有機ＥＬ層の形成手順としては、まず青色有機ＥＬ層を形成する。該青色有機ＥＬ層の形成に際しては、吐出ヘッド（図示略）に、青色有機ＥＬ層を形成する材料を含有する組成物インクを充填し、吐出ヘッドの吐出ノズルを、バンク部１１２の開口部内に位置する青色（Ｂ）用の正孔注入／輸送層１１０ａに対向させ、吐出ヘッドと基板２とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御されたインク滴を吐出する。吐出されたインク滴は、正孔注入／輸送層１１０ａ上に広がってバンク部１１２の開口部内に満たされる。続いて、吐出後のインク滴を乾燥処理することにより組成物インクに含まれる無極性溶媒が蒸発し、青色有機ＥＬ層１１０ｂ_３が形成される。

青色有機ＥＬ層１１０ｂ_３を形成する発光材料としては、例えばジスチリルビフェニルおよびその誘導体、クマリンおよびその誘導体、テトラフェニルブタジエンおよびその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができる。一方、無極性溶媒としては、正孔注入／輸送層に対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロヘキシルベンゼン、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。

続いて、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）用の正孔注入／輸送層１１０ａの上に、赤色有機ＥＬ層１１０ｂ_１及び緑色有機ＥＬ層１１０ｂ_２をそれぞれ形成する。この赤色及び緑色有機ＥＬ層形成工程は、前述した青色有機ＥＬ層形成工程と同様の手順で行われる。即ち、液体吐出法により、有機ＥＬ層用材料を含む組成物インクを正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出した後に乾燥処理及び熱処理して、バンク部１１２に形成された開口部内に有機ＥＬ層を形成する。なお、赤色有機ＥＬ層１１０ｂ_１を形成する発光材料としては、例えばローダミンおよびその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができ、緑色有機ＥＬ層１１０ｂ_２を形成する発光材料としては、例えばキナクリドンおよびその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができる。

（３）陰極形成工程
次に、陽極１１１と対をなす陰極１２を形成する。ここでは、図８（ｃ）に示したようにカルシウム層１２ａを形成した後に、図８（ｄ）に示すアルミニウム層１２ａを形成するものとしている。

カルシウム層１２ａの形成工程においては、図８（ｃ）に示すように、各色有機ＥＬ層１１０ｂ上に、それぞれ所定パターンの開口部を有するマスクを介した蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により、当該カルシウム層１２ａをパターン形成するものとしている。具体的には、カルシウム層１２ａの外縁１２ｇが、有機ＥＬ層１１０ｂの外縁１１０ｇよりも内側に位置するように、つまり有機ＥＬ層１１０ｂの形成領域の内側にカルシウム層１２ａが平面視重畳配置されるように、当該カルシウム層１２ａを形成するものとしている。なお、カルシウム層を各画素領域に跨って全面形成した後、フォトリソグラフィ技術により当該カルシウム層１２ａをパターン形成するものとしても良い。

また、アルミニウム層１２ｂの形成工程においては、図８（ｄ）に示すように、各色有機ＥＬ層１１０ｂ及びバンク部１１２を含む基板２上の領域全面に、アルミニウムを蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により成膜するものとしている。

（４）封止工程
最後に、有機ＥＬ素子（発光素子）が形成された基板２と封止基板３ｂ（図１参照）とを封止樹脂を介して封止する。例えば、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止樹脂を基板２の周縁部に塗布し、封止樹脂上に封止基板３ｂを配置する。
封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極１２にピンホール等の欠陥が生じていた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極１２に侵入して陰極１２が酸化されるおそれがあるので好ましくない。

この後、基板２の配線に陰極１２を接続するとともに、基板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（図１参照）の配線を接続することにより、本例の有機ＥＬ装置１が完成する。

（第２実施形態）
次に、本発明の有機ＥＬ装置の第２実施形態について図４を用いて説明する。なお、本第２実施形態で説明する構成要素以外については、第１実施形態と同様の構成を有するものとして説明を省略する。

本第２実施形態の有機ＥＬ装置１ａでは、青色有機ＥＬ層１１０ｂ_３を含む画素領域Ｂに対して、電子注入層１２ｃが選択的に設けられている。この電子注入層１２ｃはフッ化リチウムからなり、陰極１２から機能層１１０への電子注入を促進する機能を有するものである。そして、本実施形態では、該電子注入層１２ｃについても、カルシウム層１２ａと同様に、当該電子注入層１２ｃの外縁１２ｈが、有機ＥＬ層１１０ｂの外縁１１０ｇよりも内側に位置するように配置され、つまり有機ＥＬ層１１０ｂの形成領域の内側に電子注入層１２ｃが平面視重畳して配置されている。

このような第２実施形態の有機ＥＬ装置１ａにおいても、カルシウム層１２ａの外縁１２ｇが、有機ＥＬ層１１０ｂの外縁１１０ｇの内側に位置しており、さらに電子注入層についても、その外縁１２ｈが有機ＥＬ層１１０ｂの外縁１１０ｇの内側に位置している。したがって、画素領域Ａ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に形成される有機ＥＬ層１１０ｂにおいて、例えば製造時においてバンク部１１２との親和性や陽極１１１上の表面状態の違いに起因して、画素領域Ａの中央部と外周部とで膜厚にバラツキ（差異）が生じるような場合にも、有機ＥＬ層１１０ｂの周縁領域（画素領域Ａの外周部）にはカルシウム層１２ａ及び電子注入層１２ｃが形成されていないことで、当該周縁領域は発光に寄与されないこととなる。その結果、有機ＥＬ層１１０ｂにおける膜厚のバラツキに起因して、輝度のバラツキが生じることもなく、均一な発光が得られるものとされている。なお、このような均一発光の効果は、図５に示したように、電子注入層１２ｃを画素領域内（バンク部１１２で囲まれた領域内）に全面形成した有機ＥＬ装置１ｂにおいても得ることができる。また、電子注入層１２ｃは、青色の画素領域Ｂのみならず、緑色や赤色の画素領域Ｇ，Ｒに形成するものとしても良い。

（第３実施形態）
次に、本発明の有機ＥＬ装置の第３実施形態について図６を用いて説明する。なお、本第３実施形態で説明する構成要素以外については、第１実施形態と同様の構成を有するものとして説明を省略する。

本第３実施形態の有機ＥＬ装置１ｃでは、機能層１１０と陰極１２との間に、電子注入を遮蔽する電子注入遮蔽層１３が形成されている。具体的には、カルシウム層１２ａの外周を取り囲む形で形成されており、つまり、有機ＥＬ層１１０ｂの外周部と平面視重畳する位置に選択的に形成されている。したがって、電子注入遮蔽層１３は、バンク部１１２で囲まれた領域に、自身の中心部に開口を有するリング状に構成されて、当該開口部分のみで電子注入が行われるようにするものである。なお、電子注入遮蔽層１３は、陰極１２から機能層１１０への電子注入を阻害する機能を有する材料、例えば酸化シリコン膜等で構成されている。

このような第３実施形態の有機ＥＬ装置１ｃにおいても、カルシウム層１２ａの外縁１２ｇが、有機ＥＬ層１１０ｂの外縁１１０ｇの内側に位置しており、さらに電子注入遮蔽層１３が有機ＥＬ層１１０ｂの外周部と平面視重畳する位置に選択的に形成されている。したがって、画素領域Ａ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に形成される有機ＥＬ層１１０ｂにおいて、例えば製造時においてバンク部１１２との親和性や陽極１１１上の表面状態の違いに起因して、画素領域Ａの中央部と外周部とで膜厚にバラツキ（差異）が生じるような場合にも、有機ＥＬ層１１０ｂの周縁領域（画素領域Ａの外周部）にはカルシウム層１２ａが形成されておらず、且つ電子注入遮蔽層１３が形成されたことで、当該周縁領域は発光に寄与されないこととなる。その結果、有機ＥＬ層１１０ｂにおける膜厚のバラツキに起因して、輝度のバラツキが生じることもなく、均一な発光が得られるものとされている。

なお、図７に示した有機ＥＬ装置１ｄのように、機能層１１０で発光した光を基板２とは異なる側から取り出すタイプ（トップエミッションタイプ）では、遮光性の電子注入遮蔽層１３ａを用いることができる。この場合、仮に有機ＥＬ層１１０ｂの外周部で発光が生じた場合にも、電子注入遮蔽層１３ａにおいて遮光されるため、光が陰極１２ｅ側に抜けることを防止でき、その結果、画素領域Ａ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）内における輝度のバラツキ発生を一層防止することが可能となる。なお、当該有機ＥＬ装置１ｄでは、基板２上に形成する画素電極としてアルミニウム等からなる光反射性の陽極１１１ｂを用い、対向電極としてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる光透過性の陰極１２ｅを用いることができる。

さらに、このような電子注入遮蔽層１３，１３ａを形成した場合には、カルシウム層１２ａを各画素領域Ａ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に跨って形成することも可能である。つまり、有機ＥＬ層１１０ｂとカルシウム層１２ａとの間に、電子注入遮蔽層１３，１３ａが介在するように構成すれば、有機ＥＬ層１１０ｂの外周部に平面視重畳する位置おいてカルシウム層１２ａが形成されていたとしても、当該有機ＥＬ層１１０ｂの外周部への電子注入を遮蔽することができ、該外周部での発光を防止ないし抑制することができる。

（第４実施形態）
図９及び図１０は、本発明の電子機器の一実施の形態を示している。本例の電子機器は、上述した有機ＥＬ装置を表示手段として備えている。
図９は、携帯電話の一例を示した斜視図で、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。このように本発明の電気光学装置に係る有機ＥＬ装置を表示手段として備える電子機器は、良好な発光特性を得ることができ、非常に信頼性が高いものとなる。

図１０は、映像モニタの一例を示した斜視図で、映像モニタ１２００は、有機ＥＬ装置を具備した表示部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によれば、良好な発光特性を得ることができ、非常に信頼性が高いものとなる。

上記各実施の形態の有機ＥＬ装置は、上記のような携帯電話や映像モニタに限らず、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、いずれの電子機器においても、色鮮やかな高画質の表示が得られるものとなっている。

第１実施形態の有機ＥＬ装置について一部を切り欠いて示す斜視図。 図１の有機ＥＬ装置の等価回路図。 図１の有機ＥＬ装置の部分断面模式図。 第２実施形態の有機ＥＬ装置の部分断面模式図。 第２実施形態の有機ＥＬ装置の一変形例を示す部分断面模式図。 第３実施形態の有機ＥＬ装置の部分断面模式図。 第３実施形態の有機ＥＬ装置の一変形例を示す部分断面模式図。 第１実施形態の有機ＥＬ装置の製造工程の一例を示す部分断面模式図。 電子機器の一実施形態を示す斜視図。 電子機器の一実施形態を示す斜視図。

符号の説明

２…ガラス基板（基板）、１２…陰極、１２ａ…カルシウム層（第１陰極）、１２ｂ…アルミニウム層（第２陰極）、１１０ｂ…有機ＥＬ層、１１１…陽極、１１２…バンク部（隔壁部）、Ａ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）…画素領域

Claims (10)

1. 基板上に、複数の画素領域を区画形成する隔壁部が形成されてなり、
   前記画素領域には、少なくとも陽極と、有機ＥＬ層と、陰極とが積層して形成され、
   前記有機ＥＬ層が、前記隔壁部によって囲まれた領域に形成されてなる一方、
   前記陰極は、相対的に仕事関数の小さい第１陰極と相対的に仕事関数の大きい第２陰極とが、前記有機ＥＬ層側からこの順で積層されてなる積層構造を有するとともに、当該陰極のうち、少なくとも前記第１陰極が、当該第１陰極の外縁が前記有機ＥＬ層の外縁よりも内側に位置するように形成されてなり、
   前記有機ＥＬ層と前記陰極との間に、電子注入を遮蔽する電子注入遮蔽層が形成されてなり、該電子注入遮蔽層は、前記有機ＥＬ層の外周部と平面視重畳する位置に選択的に形成されてなることを特徴とする有機ＥＬ装置。
2. 前記陰極が透光性を有してなり、前記有機ＥＬ層で発光した光が前記陰極側から射出されるとともに、前記電子注入遮蔽層が遮光性を有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記第２陰極は、前記各画素領域に跨って形成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置。
4. 前記陽極は、前記基板上において、前記画素領域毎にパターン形成された画素電極として構成されてなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
5. 前記第１陰極がカルシウムからなり、前記第２陰極がアルミニウムからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
6. 前記有機ＥＬ層と前記第１陰極との間に、フッ化リチウムからなる電子注入層が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
7. 前記電子注入層は、当該電子注入層の外縁が前記有機ＥＬ層の外縁よりも内側に位置するように形成されてなることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置。
8. 前記有機ＥＬ層が、当該有機ＥＬ層を構成する有機材料を溶媒に溶解ないし分散させた液状物を、前記隔壁部によって囲まれた領域に塗布して形成されたものであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
9. 前記有機ＥＬ層が、液滴吐出法により形成されたものであることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１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。

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