JP4752303B2 - El装置の製造方法、el装置、電子機器 - Google Patents
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つまり、第1溶液により仮塗膜を形成した後、第2溶液により本塗膜を形成することで、仮塗膜により正孔注入層が覆われた状態(仮塗膜には膜厚むらや膜抜けがあっても良い)で第2溶液を用いて本塗膜を形成することとしているため、発光層には欠陥が殆ど発生しないのである。具体的には、第2溶液の塗布工程では、仮塗膜の全面に対して当該第2溶液が好適に濡れ広がり、その後の乾燥工程では、正孔注入層上に仮塗膜が残っていることに起因して乾燥過程において膜厚むらや膜抜け等が発生し難いものとなる。
また、このような方法によると、青色発光層が仮塗膜として各色画素に形成されるが、該青色発光層は、より高波長の色である赤色、緑色の画素においては当該色に吸収されるため、青色の仮塗膜の影響で赤色画素や緑色画素において混色を生じることがない。その上、青色発光層の仮塗膜が、上述した通り各色の本塗膜の形成時に濡れ広がり性向上や塗膜欠陥防止に寄与することとなり、ひいては発光特性に優れたEL装置を好適に製造することが可能となる。
図1は、本発明に係る製造方法により製造された有機EL装置について、その配線構造を示す説明図であって、図2は、該有機EL装置の平面模式図、図3は、該有機EL装置の表示領域の断面模式図である。
更に、画素領域Pの各々には、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薄膜トランジスタ122と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ122を介して信号線102から供給される画素信号を保持する保持容量capと、該保持容量cap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の薄膜トランジスタ123と、この駆動用薄膜トランジスタ123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画素電極(陽極)111と、この画素電極111と対向電極(陰極)12との間に挟み込まれた有機EL層110とが設けられている。画素電極111と対向電極12と有機EL層110により、発光素子が構成されている。
基板2は、例えばガラス等の透明基板であり、図2に示すように、基板2の中央に位置する表示領域2aと、基板2の周縁に位置して表示領域2aを囲む非表示領域2cとに区画されている。なお、表示領域2aは、マトリックス状に配置された発光素子によって形成される領域であり。
正孔注入/輸送層110aは、発光層110bに正孔を注入する機能を有するとともに、正孔注入/輸送層110a内部において正孔を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、陰極12から注入される電子が再結合し、発光が行われる。
次に、上記有機EL装置を製造する方法について図面を参照して説明する。
本実施形態の製造方法は、(1)バンク部形成工程、(2)バンク部表面処理工程(撥液化工程)、(3)正孔注入/輸送層形成工程、(4)発光層形成工程、(5)陰極形成工程及び(6)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。また、(3)正孔注入/輸送層形成工程、(4)発光層形成工程は、液滴吐出装置を用いた液体吐出法(インクジェット法)を用いて行われる。
バンク部形成工程では、基板2の所定位置に図4に示すようなバンク部112を形成する。バンク部112は、第1のバンク層として無機物バンク層112aが形成され、第2のバンク層として有機物バンク層112bが形成された構造を有している。なお、基板2には、薄膜トランジスタ(TFT)123及びこれに接続された画素電極111を予め形成しておくものとする。
まず、図4に示すように、基板上の所定位置に無機物バンク層112aを形成する。無機物バンク層112aが形成される位置は、第2層間絶縁膜144b及び画素電極111上である。なお、第2層間絶縁膜144bは薄膜トランジスタ、走査線、信号線、等が配置された回路素子部14上に形成されている。無機物バンク層112aは、例えば、SiO2、TiO2等の無機物材料にて構成することができる。これらの材料は、例えばCVD法、コート法、スパッタ法、蒸着法等によって形成される。更に、無機物バンク層112aの膜厚は50nm〜200nmの範囲が好ましく、特に150nmがよい。
次に、第2のバンク層としての有機物バンク層112bを形成する。
具体的には、図4に示すように、無機物バンク層112a上に有機物バンク層112bを形成する。有機物バンク層112bを構成する材料として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する材料を用いる。これらの材料を用い、有機物バンク層112bをフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。なお、パターニングする際、有機物バンク層112bに上部開口部112dを形成する。
すなわち、厚さが0.1μm未満では、後述する正孔注入/輸送層110a及び発光層110bの合計厚より有機物バンク層112bが薄くなり、発光層110bが上部開口部112dから溢れてしまうおそれがあるので好ましくない。また、厚さが3.5μmを超えると、上部開口部112dによる段差が大きくなり、上部開口部112dにおける陰極12のステップカバレッジが確保できなくなるので好ましくない。また、有機物バンク層112bの厚さを2μm以上とすれば、陰極12と駆動用の薄膜トランジスタ123との絶縁を高めることができる点で好ましい。
さらに、形成されたバンク部112、及び画素電極111の表面は、プラズマ処理により適切な表面処理が施される。具体的には、バンク部112表面の撥液化処理、及び画素電極111の親液化処理を行う。
次に、発光素子を形成するために、まず画素電極111上に正孔注入/輸送層を形成する。本実施の形態の正孔注入/輸送層形成工程では、インクジェット法を採用しているが、スピンコート法等、その他の液相による塗布法を採用することができる。
発光層形成工程は、発光層形成材料塗布工程及び乾燥工程とからなる。
ここでは、発光層形成材料塗布工程に先立って、上述したバンク部表面処理工程と同様に、図6に示すように形成された正孔注入/輸送層110aの表面を酸素プラズマ処理により親液化する一方、周縁部110a2及びバンク部112表面についてはCF4プラズマ処理により撥液化するものとしている。そして、表面処理工程後、前述の正孔注入/輸送層形成工程と同様、インクジェット法により発光層形成用の液状組成物を正孔注入/輸送層110a上に吐出する。その後、吐出した液状組成物を乾燥処理(及び熱処理)して、正孔注入/輸送層110a上に発光層110bを形成する。
図7に、仮塗膜形成工程におけるインクジェット法による発光層形成用材料を含む液状組成物(仮塗膜形成用液状組成物)の塗布工程を示す。図示の通り、インクジェットヘッドH5と基板2とを相対的に移動し、インクジェットヘッドに形成された吐出ノズルH6から各色(例えばここでは青色(B))発光層形成材料を含有する液状組成物(仮塗膜形成用液状組成物)が吐出される。吐出の際には、下部、上部開口部112c、112d内に位置する正孔注入/輸送層110aに吐出ノズルを対向させ、インクジェットヘッドH5と基板2とを相対移動させながら仮塗膜形成用液状組成物が吐出される。吐出ノズルH6から吐出される液量は1滴当たりの液量が制御されている。このように液量が制御された液が吐出ノズルから吐出され、仮塗膜形成用液状組成物の液滴を正孔注入/輸送層110a上に吐出する。
つまり、図8に示すように、基板2上に滴下された青色画素AB用の仮塗膜形成用液状組成物110e1を乾燥させることなく、緑色画素AG用の液状組成物110f1及び赤色画素AR用の液状組成物110g1の吐出配置を行うようになっている。このように各色画素AR,AG,ABに対して仮塗膜を形成するための液状組成物110e1〜110g1の滴下を行うに際しては、各色用の液状組成物をそれぞれ充填した複数の吐出ヘッドを、それぞれ独立に走査して基板2上への液状組成物110e1〜110g1の配置を行ってもよく、前記複数の吐出ヘッドを一体的に走査することにより、ほぼ同時に液状組成物110e1〜110g1の配置を行うようにしてもよい。
次に、形成した仮塗膜110d上に本塗膜形成用液状組成物を塗布した後、これを乾燥することで本塗膜を形成し、最終的に発光層を得る。図10に、本塗膜形成工程におけるインクジェット法による発光層形成用材料を含む液状組成物(本塗膜形成用液状組成物)の塗布工程を示す。図示の通り、インクジェットヘッドH5と基板2とを相対的に移動し、インクジェットヘッドに形成された吐出ノズルH6から各色(例えばここでは青色(B))発光層形成材料を含有する液状組成物(本塗膜形成用液状組成物)が吐出される。吐出の際には、下部、上部開口部112c、112d内に位置する仮塗膜110dに吐出ノズルを対向させ、インクジェットヘッドH5と基板2とを相対移動させながら本塗膜形成用液状組成物が吐出される。吐出ノズルH6から吐出される液量は1滴当たりの液量が制御されている。このように液量が制御された液が吐出ノズルから吐出され、本塗膜形成用液状組成物の液滴を仮塗膜110d上に吐出する。なお、ここでは本塗膜形成用液状組成物と仮塗膜形成用液状組成物とは、同一組成物が同一濃度からなるもので、色毎に同じ吐出ノズルから吐出されるものである。
つまり、図11に示すように、仮塗膜110d3上に滴下された青色画素AB用の本塗膜形成用液状組成物110e2を乾燥させることなく、緑色画素AG用の液状組成物110f2及び赤色画素AR用の液状組成物110g2の吐出配置を行うようになっている。このように各色画素AR,AG,ABに対して本塗膜を形成するための液状組成物110e2〜110g2の滴下を行うに際しては、各色用の液状組成物をそれぞれ充填した複数の吐出ヘッドを、それぞれ独立に走査して基板2上への液状組成物110e2〜110g2の配置を行ってもよく、前記複数の吐出ヘッドを一体的に走査することにより、ほぼ同時に液状組成物110e2〜110g2の配置を行うようにしてもよい。
次に、図13に示すように、画素電極(陽極)111と対をなす陰極12を形成する。即ち、各色発光層110b及び有機物バンク層112bを含む基板2上の領域全面に、例えばカルシウム層とアルミニウム層とを順次積層した構成の陰極12を形成する。これにより、各色発光層110bの形成領域全体に、陰極12が積層され、赤色、緑色、青色の各色に対応する有機EL素子がそれぞれ形成される。
最後に、有機EL素子が形成された基板2と、別途用意した封止基板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。
図15は、本発明の方法により製造された有機EL装置を具備した電子機器の一実施形態を示している。本実施形態の電子機器は、上述した方法により製造された有機EL装置を表示手段として備えている。ここでは、携帯電話の一例を斜視図で示しており、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記の有機EL装置を用いた表示部を示している。このように有機EL装置を表示手段として備える電子機器では、良好な表示特性を得ることができる。
Claims (6)
- 正孔注入層を形成する工程と、
形成した正孔注入層上に発光層を形成する工程とを有し、
前記発光層を形成する工程は、当該発光層を構成する発光層構成材料を溶媒に溶解ないし分散させた第1溶液を前記正孔注入層上に塗布する工程と、塗布した第1溶液を乾燥して仮塗膜を形成する工程と、前記仮塗膜上に、当該発光層を構成する発光層構成材料を溶媒に溶解ないし分散させた第2溶液を前記仮塗膜上に塗布する工程と、塗布した第2溶液を乾燥して本塗膜を形成する工程と、を有し、
前記発光層は、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層が、それぞれ赤色画素、緑色画素、青色画素に形成されてなるものであって、
前記発光層を形成する工程において、前記仮塗膜を形成する工程では、前記第1溶液として青色発光層構成材料を溶媒に溶解ないし分散させた青色発光層形成溶液を用いて、該青色発光層構成材料からなる仮塗膜を各色画素に対して形成した後、前記本塗膜を形成する工程では、前記第2溶液として、前記赤色画素に対しては赤色発光層構成材料を溶媒に溶解ないし分散させた赤色発光層形成溶液を用いて、前記緑色画素に対しては緑色発光層構成材料を溶媒に溶解ないし分散させた緑色発光層形成溶液を用いて、前記青色画素に対しては青色発光層構成材料を溶媒に溶解ないし分散させた青色発光層形成溶液を用いて、各色発光層構成材料からなる本塗膜を各色画素に対して形成することを特徴とするEL装置の製造方法。 - 前記正孔注入層が水溶性を示し、前記発光層が油溶性を示すことを特徴とする請求項1に記載のEL装置の製造方法。
- 前記第1溶液と前記第2溶液は、同一の濃度であることを特徴とする請求項1又は2に記載のEL装置の製造方法。
- 前記第1溶液は、前記発光層の形成領域全面に塗布す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EL装置の製造方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方法を用いて製造されたことを特徴とするEL装置。
- 請求項5に記載のEL装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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