JP4788552B2

JP4788552B2 - 発光装置、電子機器、発光装置の製造方法

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Publication number: JP4788552B2
Application number: JP2006267598A
Authority: JP
Inventors: 弘和柳原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: JP2008091051A

Description

本発明は、発光層を有する発光装置、電子機器、及び発光装置の製造方法に関する。

上記発光装置の一つに、発光層に有機発光材料を用いた有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置がある。有機ＥＬ装置の製造方法としては、いわゆる液滴吐出法を用いた方法が知られている。これは、基板上に各画素（発光領域）を囲うようにして形成されたバンク（隔壁）の作る凹部に、有機発光材料が溶解又は分散された機能液を吐出し、これを乾燥させることによって発光層を形成するものである（特許文献１参照）。

国際公開第０１／０７４１２１号パンフレット

しかしながら、液滴吐出法によって形成された発光層には、厚さが不均一になりやすいという問題点がある。すなわち、バンクの撥液性や高さ、機能液の体積、乾燥の速さ等のパラメータに依存して、発光層が凹部内に凹状を呈して形成されたり、凸状を呈して形成されたりする場合がある。こうした発光層の厚さの不均一により、発光装置の発光特性にばらつきが生じてしまう。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の奏する効果の一つにより、発光領域において発光層の厚さを均一にすることが可能となる。

本発明の発光装置は、複数の発光領域を有する発光装置であって、基板と、前記基板上に、前記発光領域ごとに形成された画素電極と、前記基板上のうち、前記発光領域を除いた領域に形成され、かつ前記基板の法線方向から見て一部が前記画素電極の外縁部に重なった状態に形成された第１バンクと、前記第１バンク上に形成され、前記発光領域を囲む環状の第１撥液領域、前記第１撥液領域を囲む環状の親液領域、及び前記親液領域の外側に配置された第２撥液領域を有する第２バンクと、前記画素電極上のうち、前記第１撥液領域に囲まれた領域に配置された正孔注入層と、前記正孔注入層上及び前記第２バンク上のうち、前記第２撥液領域に囲まれた領域に配置された発光層と、前記発光層を挟んで前記画素電極の反対側に形成された陰極と、を備え、前記第２バンクにおける前記親液領域は、前記第１撥液領域及び前記第２撥液領域より濡れ性が高いことを特徴とする。

このような構成によれば、発光領域の周囲は第１撥液領域に囲まれているため、正孔注入層を形成する際に吐出される機能液は発光領域外には浸入しにくい。このため、正孔注入層を容易に発光領域内に形成することができる。また、第２撥液領域の存在により、発光層を形成する際に吐出される機能液は、親液領域及びその内側の領域にのみ濡れ広がり、第２撥液領域には侵入しにくい。このため、発光層を容易に第２撥液領域に囲まれた領域に形成することができる。こうして形成された発光層は、正孔注入層の面積（すなわち発光領域の面積）より大きな面積を有しているため、発光層のうち比較的平坦な領域を発光に用いることができる。したがって、上記構成によれば、均一な発光特性を有する発光装置が得られる。

本発明の電子機器は、上記発光装置を備えることを特徴とする。このような構成によれば、均一な発光特性を有する電子機器が得られる。

本発明の発光装置の製造方法は、複数の発光領域を有する発光装置の製造方法であって、基板上に、前記発光領域ごとに画素電極を形成するステップと、前記基板上に、前記画素電極を覆って、第１バンク材料、濡れ性可変バンク材料をこの順に積層させた後に、前記第１バンク材料及び前記濡れ性可変バンク材料のうち前記発光領域に対応する領域に開口部を形成することにより、第１バンク及び濡れ性可変バンクを形成するステップと、前記濡れ性可変バンクの表面の領域であって、前記発光領域を囲む環状の領域Ａ、前記領域Ａを囲む環状の領域Ｂ、前記領域Ｂの外側の領域Ｃのうち、前記領域Ｂにエネルギーを照射することにより、前記領域Ａに第１撥液領域を、前記領域Ｂに前記第１撥液領域より濡れ性の高い親液領域を、前記領域Ｃに前記親液領域より濡れ性の低い第２撥液領域をそれぞれ形成して、前記第１撥液領域、前記親液領域、前記第２撥液領域を有する第２バンクを形成するステップＤと、前記画素電極上のうち、前記第１撥液領域に囲まれた領域に、液滴吐出法により正孔注入層を形成するステップと、前記正孔注入層上及び前記第２バンク上のうち、前記第２撥液領域に囲まれた領域に、液滴吐出法により発光層を形成するステップと、前記発光層を挟んで前記画素電極の反対側に陰極を形成するステップと、を備えることを特徴とする。

また、上記発光装置の製造方法において、前記ステップＤは、前記領域Ａ及び前記領域Ｃを遮光して前記領域Ｂに紫外線を照射するステップを含むことが好ましい。

このような製造方法によれば、ステップＤにおいて、発光領域の周囲に第１撥液領域が形成される。このため、正孔注入層を形成するステップにおいて液滴吐出法により吐出された機能液は、発光領域外に浸入しにくいので、正孔注入層を容易に発光領域内に形成することができる。また、ステップＤにおいて形成された第２撥液領域の存在により、発光層を形成するステップにおいて液滴吐出法により吐出された機能液は、親液領域及びその内側の領域にのみ濡れ広がり、第２撥液領域には侵入しにくい。このため、発光層を容易に第２撥液領域に囲まれた領域に形成することができる。こうして形成された発光層は、正孔注入層（又は発光領域）より大きな面積を有しているため、発光層のうち比較的平坦な領域を発光に用いることができる。したがって、上記製造方法によれば、簡便な製造プロセスで、均一な発光特性を有する発光装置が得られる。

また、第２バンクにおける第１撥液領域、親液領域、第２撥液領域を利用することにより、凹凸の少ない平坦な面で発光層のパターニングを行うことができる。これにより、発光層が形成された状態における基板の表面（すなわち陰極の形成領域）が平坦な状態となるため、陰極を高品位に形成することができる。

ここで、上記液滴吐出法とは、有機発光材料等の機能物質が溶解又は分散された機能液の液滴を吐出し、その後、吐出された機能液を乾燥させて溶媒を蒸発させ、機能物質の層を形成する手法である。液滴吐出法には、インクジェット法やディスペンサ塗布法などが含まれる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

（発光装置）
図１は、本発明の発光装置としての有機ＥＬ装置１の平面図である。有機ＥＬ装置１は、透光性を有する矩形のガラス基板１０を基体として構成されており、ガラス基板１０には、複数の円形の発光領域５が設けられている。発光領域５は、ガラス基板１０の長手方向に沿って列をなすように等間隔に形成されている。そして、この発光領域５の列は、ガラス基板１０上に２列に配列されている。また、各発光領域５は、隣接する他方の列の発光領域５に対してガラス基板１０の長手方向について半ピッチだけずれるようにして配置されている。つまり、発光領域５は、千鳥状に配列されている。有機ＥＬ装置１は、発光領域５において発光を行う。図１は、有機ＥＬ装置１を、光が射出される側から見た図である。ここで、ガラス基板１０は、本発明における基板に対応する。基板としては、ガラス基板１０の他にも、石英基板を始めとする種々の部材を用いることができる。

図２は、図１中の発光領域５の周辺部分の拡大図であり、図３は、図２中のＥ−Ｅ線における有機ＥＬ装置１の断面図である。以下では、図３の断面図を用いて、図２の平面図を参照しながら有機ＥＬ装置１の構造について説明する。

有機ＥＬ装置１は、ガラス基板１０を基体とし、その上に各構成要素が積み上げられた構成となっている。ガラス基板１０上にはシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）等からなる下地保護膜３１が形成されている。下地保護膜３１上には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子２７が形成されている。

より詳しくは、下地保護膜３１上に、ポリシリコン膜からなる半導体膜２１が島状に形成されている。半導体膜２１には不純物の導入によってソース領域、ドレイン領域が形成され、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域となっている。下地保護膜３１及び半導体膜２１の上には、シリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜３２が形成され、ゲート絶縁膜３２上には、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等からなるゲート電極２３が形成されている。ゲート電極２３及びゲート絶縁膜３２の上には、第１層間絶縁膜３３と第２層間絶縁膜３４とがこの順に積層されている。ここで、第１層間絶縁膜３３及び第２層間絶縁膜３４は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）、チタン酸化膜（ＴｉＯ₂）などの無機絶縁膜から構成されている。なお、下地保護膜３１から第２層間絶縁膜３４までの構成要素を、以下ではまとめて「回路素子層１９」とも呼ぶ。

第１層間絶縁膜３３の上層には、共通給電線２５が形成されている。共通給電線２５は、第１層間絶縁膜３３及びゲート絶縁膜３２を貫通して設けられたコンタクトホールを介して半導体膜２１のソース領域に接続されている。

第２層間絶縁膜３４上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる光透過性の画素電極１１が発光領域５ごとに形成されている。画素電極１１は、図１の平面図において、発光領域５として示された円より一回り大きな領域に形成されている。また、発光領域５は、ガラス基板１０の長手方向に沿って列をなすように等間隔に形成されている。この画素電極１１は、第２層間絶縁膜３４、第１層間絶縁膜３３、ゲート絶縁膜３２を貫通して設けられたコンタクトホールを介して半導体膜２１のドレイン領域に電気的に接続されている。こうした構成において、ＴＦＴ素子２７は、ゲート電極２３への電圧の供給によってオン／オフが切り替わり、オン状態となった場合には、共通給電線２５から画素電極１１へ駆動電流を流す働きをする。

また、第２層間絶縁膜３４上には、無機材料からなる第１バンク１２が形成されている。第１バンク１２は、画素電極１１の周りを囲うようにして第２層間絶縁膜３４上に配置されており、ガラス基板１０の法線方向から見て、一部が画素電極１１の外縁部に重なった状態に形成されている。換言すれば、第１バンク１２は、画素電極１１より小さな開口部１２ａを有して、画素電極１１に重ねて配置されている。そして、この開口部１２ａは、発光領域５に対応する領域に設けられている。つまり、図１に示された発光領域５の形状が、そのまま開口部１２ａの形状となる。言い換えれば、第１バンク１２は、発光領域５を除いた領域に形成されていることとなる。第１バンク１２は、シリコン酸化膜等の無機絶縁膜からなり、その厚さは約５０〜１００ｎｍである。

第１バンク１２の上には、第１バンク１２と同一の形成領域に、第２バンク２２が積層されている。第２バンク２２は、第１撥液領域２２ａ、親液領域２２ｂ、第２撥液領域２２ｃを有している。第１撥液領域２２ａは、図１及び図２に示された、発光領域５を囲む環状の領域Ａに形成されている。親液領域２２ｂは、領域Ａを囲む環状の領域Ｂに形成されている。第２撥液領域２２ｃは、領域Ｂの外側に対応する領域Ｃに形成されている。本実施形態では、領域Ａ及び領域Ｂは、ともに同心の円環状の領域となっている。また、領域Ａの内円が発光領域５に一致し、領域Ａの外円と領域Ｂの内円とが一致している。したがって、発光領域５、第１撥液領域２２ａが形成された領域Ａ、親液領域２２ｂが形成された領域Ｂ、第２撥液領域２２ｃが形成された領域Ｃは、隣り合う領域同士が接した状態で配置されており、ガラス基板１０の法線方向から見ると、有機ＥＬ装置１上の領域は、発光領域５、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのいずれかに含まれる。本実施形態では、発光領域５の円の直径は約５０μｍ、第１撥液領域２２ａが形成された領域Ａの幅は約５μｍ、親液領域２２ｂが形成された領域Ｂの幅は約２０μｍである。

ここで、第２バンク２２における親液領域２２ｂは、第１撥液領域２２ａ及び第２撥液領域２２ｃより相対的に濡れ性が高くなっている。本明細書で相対的に「濡れ性が高い」とは、液体との接触角が相対的に小さいことを指す。ある領域に吐出された液体は、これと隣接する、相対的に濡れ性が低い（すなわち接触角が大きい）領域には浸入しにくいと言える。したがって、本実施形態では、発光領域５に吐出された液体は第１撥液領域２２ａには侵入しにくく、親液領域２２ｂに吐出された液体は、第２撥液領域２２ｃには浸入しにくくなっている。第２バンク２２の詳細な材料及び製造方法については後述する。

画素電極１１上のうち、第１撥液領域２２ａに囲まれた領域、すなわち発光領域５に対応する領域には、正孔注入層１４が形成されている。より詳しくは、正孔注入層１４は、画素電極１１を底部とし、第１バンク１２及び第２バンク２２を側壁とする凹部に形成されている。正孔注入層１４が形成される発光領域５は、周囲を第２バンク２２の第１撥液領域２２ａに囲まれているため、正孔注入層１４を形成する際に吐出される機能液は発光領域５の外に浸入しにくい。このため、正孔注入層１４を容易に発光領域５内に形成することができる。

正孔注入層１４は、導電性高分子材料中にドーパントを含有する導電性高分子層からなる。このような正孔注入層１４は、例えば、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸を含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）などから構成することができる。

正孔注入層１４上及び第２バンク２２上のうち、第２撥液領域２２ｃに囲まれた領域（すなわち、発光領域５、第１撥液領域２２ａ、親液領域２２ｂからなる領域）には、発光層１５が形成されている。第２撥液領域２２ｃの存在により、発光層１５を形成する際に吐出される機能液は、親液領域２２ｂ及びその内側の領域にのみ濡れ広がり、第２撥液領域２２ｃには侵入しにくい。このため、発光層１５を容易に第２撥液領域２２ｃに囲まれた領域に形成することができる。こうして形成された発光層１５は、正孔注入層１４の面積（すなわち発光領域５の面積）より大きな面積を有しているため、発光領域５において、発光層１５の厚さを均一にすることができる。すなわち、発光層１５のうち比較的平坦な領域を発光に用いることができる。

本明細書では、正孔注入層１４、発光層１５を含む層を有機ＥＬ素子３とも呼ぶ。正孔注入層１４の厚さは約５０ｎｍであり、発光層１５の厚さは約１００ｎｍである。

発光層１５上及び第２バンク２２の第２撥液領域２２ｃ上には、厚さ約５ｎｍのカルシウム（Ｃａ）及び厚さ約３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）の積層体である陰極１６が形成されている。換言すれば、陰極１６は、発光層１５を挟んで画素電極１１の反対側に形成されている。陰極１６の上には、水や酸素の侵入を防ぎ、陰極１６あるいは有機ＥＬ素子３の酸化を防止するための、樹脂等からなる封止部材１７が積層されている。

上述した発光層１５は、エレクトロルミネッセンス現象を発現する有機発光物質の層である。画素電極１１と陰極１６との間に電圧を印加することによって、発光層１５には、正孔注入層１４から正孔が、また、陰極１６から電子が注入される。発光層１５は、これらが結合したときに光を発する。発光層１５からの発光スペクトルは、材料の発光特性や膜厚に依存する。本実施形態では、発光層１５は赤色光を発光し、その主発光波長、すなわち発光スペクトルにおいて発光強度が最大となる波長は約６３０ｎｍである。

有機ＥＬ装置１は、発光領域５においてのみ発光し、第１バンク１２が形成された領域においては発光は行われない。これは、図３に示すように、当該領域では、画素電極１１（陽極）と陰極１６との間に絶縁物質である第１バンク１２が配置されていることにより、両電極間の電流経路が遮断されるためである。

発光層１５から図３の下方に射出された光はそのままガラス基板１０を透過し、また図３の上方に射出された光は陰極１６によって反射された後に下方へ進み、同じくガラス基板１０を透過する。このような構成の有機ＥＬ装置１は、ボトムエミッション型と呼ばれる。

なお、有機ＥＬ装置１が、ガラス基板１０とは反対側に向けて表示光を射出するトップエミッション型である場合、陰極１６は、例えば、薄いカルシウム層と、ＩＴＯ層などから構成して光透過性をもたせ、画素電極１１の下層側には、画素電極１１の略全体と重なるようにアルミニウム膜などからなる光反射層を形成する。

以上のような構成の有機ＥＬ装置１によれば、発光領域５において、発光層１５の厚さを均一にすることができる。このため、発光層１５のうち比較的平坦な部分を発光に用いることができ、均一な発光特性を有する有機ＥＬ装置１が得られる。

（発光装置の製造方法）
続いて、図４から図７を参照しながら、有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。図４は、有機ＥＬ装置１の製造方法を示す工程図であり、図５及び図６は、当該製造方法の各工程における有機ＥＬ装置１の断面図であって、図２中のＥ−Ｅ線の位置に対応する断面図である。

まず、有機ＥＬ装置１の製造に用いる液滴吐出装置について説明する。液滴吐出装置は、基板等のワークに対して相対移動可能なヘッドを有しており、このヘッドに設けられた吐出部から機能液等の液滴を吐出する装置である。図７（ａ）は、液滴吐出装置のヘッド１１４の斜視図であり、図７（ｂ）は、当該ヘッド１１４の吐出部１２７の断面図である。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ヘッド１１４は、複数のノズル１１８を有するインクジェットヘッドである。具体的には、ヘッド１１４は、振動板１２６と、ノズル１１８の開口を規定するノズルプレート１２８とを備えている。そして、振動板１２６とノズルプレート１２８との間には、液たまり１２９が位置しており、この液たまり１２９には、図示しない外部タンクから孔１３１を介して供給される機能液１４Ｌ（又は１５Ｌ）が常に充填される。

また、振動板１２６とノズルプレート１２８との間には、複数の隔壁部１２２が位置している。そして、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、一対の隔壁部１２２と、によって囲まれた部分がキャビティ１２０である。キャビティ１２０はノズル１１８に対応して設けられているため、キャビティ１２０の数とノズル１１８の数とは同じである。キャビティ１２０には、一対の隔壁部１２２間に位置する供給口１３０を介して、液たまり１２９から機能液１４Ｌ（又は１５Ｌ）が供給される。なお、本実施形態では、ノズル１１８の直径は、約２７μｍである。

振動板１２６上には、それぞれのキャビティ１２０に対応して、振動子１２４が配置されている。振動子１２４のそれぞれは、ピエゾ素子１２４Ｃと、ピエゾ素子１２４Ｃを挟む一対の電極１２４Ａ，１２４Ｂとを含む。液滴吐出装置の制御部が、この一対の電極１２４Ａ，１２４Ｂの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル１１８から機能液１４Ｌの液滴が吐出される。ここで、ノズル１１８から吐出される材料の体積は、０ｐｌ以上４２ｐｌ（ピコリットル）以下の間で可変である。

１つのノズル１１８と、ノズル１１８に対応するキャビティ１２０と、キャビティ１２０に対応する振動子１２４と、を含んだ部分が吐出部１２７である。よって、１つのヘッド１１４は、ノズル１１８の数と同じ数の吐出部１２７を有する。吐出部１２７は、ピエゾ素子１２４Ｃの代わりに電気熱変換素子を有してもよい。つまり、吐出部１２７は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して材料を吐出する構成を有していてもよい。

続いて、図４に示す工程図に沿って有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。

まず、ステップＳ１では、公知の成膜技術等を用いて、ガラス基板１０の表面に回路素子層１９を形成する。続くステップＳ２では、回路素子層１９上に、ＩＴＯからなる画素電極１１を形成する。

次に、ステップＳ３では、回路素子層１９及び画素電極１１の上に、第１バンク１２及び濡れ性可変バンク２２ｐを形成する（図５（ａ））。より詳しくは、まず、第１バンク１２の材料となる酸化シリコン（ＳｉＯ₂）を含んだ第１バンク材料の層を、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりガラス基板１０上の全体に、画素電極１１を覆って形成する。次に、第１バンク材料の上に、濡れ性可変バンク２２ｐの材料を含む塗工液を塗布して乾燥させ、濡れ性可変バンク材料の層を形成する。最後に、第１バンク材料及び濡れ性可変バンク材料のうち発光領域５に対応する領域に円形の開口部１２ａを形成して、第１バンク１２及び濡れ性可変バンク２２ｐが完成する。

ここで、濡れ性可変バンク２２ｐの材料となる塗工液について説明する。当該塗工液は、ポリシロキサンと酸化チタンとを含んでいる。このうち酸化チタンは、光触媒として作用し、エネルギーを照射することによって表面の濡れ性を変化させるものである。酸化チタンの粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こることから、平均粒径が５０ｎｍ以下であることが好ましく、特に粒径が２０ｎｍ以下の酸化チタンを使用することが好ましい。

一方、上記ポリシロキサンは、撥液性を有する置換基が、ポリシロキサンを構成するＳｉ原子に直接結合しているものである。ここで、撥液性を有する置換基としては、アルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基、エポキシ基等が挙げられる。本実施形態ではフルオロアルキル基が用いられている。ポリシロキサンのこうした構造に起因して、上記塗工液から形成された濡れ性可変バンク２２ｐは、撥液性を発現する。また、この濡れ性可変バンク２２ｐにエネルギーが照射されると、上記光触媒の作用により上記置換基が分解等され、親液性を発現するようになる。すなわち、濡れ性可変バンク２２ｐは、エネルギーが照射された領域のみ選択的に親液性が向上し、残りの領域は撥液性が保たれるという性質を持つ。

次に、ステップＳ４では、濡れ性可変バンク２２ｐの表面の領域であって、発光領域５を囲む環状の領域Ａ、領域Ａを囲む環状の領域Ｂ、領域Ｂの外側の領域Ｃのうち、領域Ｂにエネルギーを照射する。これにより、領域Ｂの親液性を、領域Ａ，Ｃより高めることができる。その結果、領域Ａには第１撥液領域２２ａが形成され、領域Ｂには第１撥液領域２２ａより濡れ性の高い親液領域２２ｂが形成され、領域Ｃには親液領域２２ｂより濡れ性の低い第２撥液領域２２ｃが形成される。こうして、第１撥液領域２２ａ、親液領域２２ｂ、第２撥液領域２２ｃを有する第２バンク２２が形成される（図５（ｂ））。このステップＳ４は、本発明におけるステップＤに対応する。

ここで、上記エネルギー照射は、例えば、領域Ａ及び領域Ｃを遮光して、領域Ｂに紫外線を照射して行う。本実施形態では、超高圧水銀ランプ（３０ｍＷ／ｃｍ²、波長３６５ｎｍ）を３０秒露光した。

こうして得られた第２バンク２２が、後述するステップＳ５以降において機能液１４Ｌ，１５Ｌの濡れ広がる領域を規制する機能を有するためには、理論的には第１撥液領域２２ａと親液領域２２ｂ、及び親液領域２２ｂと第２撥液領域２２ｃの間に親液性の差が存在していれば良い。例えば、これら隣接する領域間で、機能液１４Ｌ，１５Ｌに対する接触角に１°以上の差があればよい。ただし、より好ましくは接触角に１０°以上の差が現れるように上記領域Ｂにエネルギーを照射する。

次に、ステップＳ５では、画素電極１１上のうち、第１撥液領域２２ａに囲まれた領域（すなわち発光領域５）に、正孔注入層１４の材料を含んだ機能液１４Ｌを液滴吐出法により吐出する（図５（ｃ））。より詳しくは、液滴吐出装置のヘッド１１４から、機能液１４Ｌの液滴を、画素電極１１を底部とし第１バンク１２及び第２バンク２２を側壁とする凹部の底部に向けて吐出する。ここで、上述したように、発光領域５の周囲には第１撥液領域２２ａが形成されているため、上記凹部に吐出された機能液１４Ｌは、発光領域５の外には浸入しにくい。このステップＳ５で用いる機能液１４Ｌとしては、例えばＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液を用いることができる。ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液の一例としては、ＰＥＤＯＴとＰＳＳとの重量比が１：１０、かつ固形分濃度が０．５％であり、ジエチレングリコールを５０％含み、残量が純水であるものを用いることができる。

次に、ステップＳ６では、機能液１４Ｌを乾燥させて正孔注入層１４を形成する（図５（ｄ））。より詳しくは、機能液１４Ｌを高温環境下で乾燥又は焼成して溶媒を蒸発させ、機能液１４Ｌに含まれるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを固形化させることにより、上記凹部に正孔注入層１４を形成する。このステップＳ６における乾燥は、例えば２００℃の環境下でガラス基板１０を１０分間放置する工程とすることができる。この乾燥工程中も、機能液１４Ｌは、第１撥液領域２２ａの存在により発光装置５の外部へは侵入しにくい。このため、正孔注入層１４を容易に発光領域５内に形成することができる。

次に、ステップＳ７では、正孔注入層１４上及び第２バンク２２上のうち、第２撥液領域２２ｃに囲まれた領域（すなわち、発光領域５、第１撥液領域２２ａ、親液領域２２ｂからなる領域）に、発光層１５の材料を含んだ機能液１５Ｌを液滴吐出法により吐出する（図６（ａ））。より詳しくは、液滴吐出装置のヘッド１１４から、機能液１５Ｌの液滴を、発光領域５、第１撥液領域２２ａ、親液領域２２ｂに向けて吐出する。このとき、ステップＳ４において形成された第２撥液領域２２ｃの存在により、吐出された機能液１５Ｌは、親液領域２２ｂ及びその内側の領域にのみ濡れ広がり、第２撥液領域２２ｃには侵入しにくい。このステップＳ７で用いる機能液１５Ｌとしては、例えば赤色蛍光材料を固形分濃度０．５％で含み、キシレンを溶媒とするものを用いることができる。また、このステップＳ７で用いる液滴吐出装置としては、正孔注入層１４の形成の際に用いた液滴吐出装置において機能液１４Ｌを機能液１５Ｌに入れ替えたものであってもよいし、これとは異なる液滴吐出装置を用いてもよい。また、インクジェット法に代えてディスペンサ塗布法等を用いてもよい。

次に、ステップＳ８では、機能液１５Ｌを乾燥させて発光層１５を形成する（図６（ｂ））。より詳しくは、機能液１５Ｌを高温環境下で乾燥又は焼成して溶媒を蒸発させ、機能液１５Ｌに含まれる赤色蛍光材料を固形化させることにより、正孔注入層１４上及び第２バンク２２上のうち、第２撥液領域２２ｃに囲まれた領域に発光層１５を形成する。このステップＳ８における乾燥は、例えば１００℃の環境下でガラス基板１０を１時間放置する工程とすることができる。この乾燥工程中も、機能液１５Ｌは、親液領域２２ｂ及びその内側の領域にのみ濡れ広がり、第２撥液領域２２ｃへは侵入しにくい。このため、発光層１５を容易に第２撥液領域２２ｃに囲まれた領域に形成することができる。こうして形成された発光層１５は、正孔注入層１４（又は発光領域５）より大きな面積を有しているため、発光層１５のうち比較的平坦な領域を発光に用いることができる。

次に、ステップＳ９では、発光層１５の形成されたガラス基板１０上の略全体に、カルシウム及びアルミニウムをこの順に積層させることにより、陰極１６を形成する。本実施形態の製造方法によれば、第２バンク２２における第１撥液領域２２ａ、親液領域２２ｂ、第２撥液領域２２ｃを利用することにより、凹凸の少ない平坦な面で発光層１５のパターニングを行うことができる。これにより、発光層１５が形成された状態における基板の表面（すなわち陰極１６の形成領域）が平坦な状態となるため、陰極１６を高品位に形成することができる。

続くステップＳ１０では、陰極１６上に、樹脂からなる封止部材１７を形成する（図６（ｃ））。なお、封止の方式は封止部材１７によるものに限られず、シール剤を介してガラス基板等を貼り合わせる缶封止の方式等とすることもできる。

以上のステップを経て、有機ＥＬ装置１が完成する。こうして得られた有機ＥＬ装置１は、正孔注入層１４の面積（すなわち発光領域５の面積）より大きな面積を有する発光層１５が形成される。このため、発光領域５における発光層１５の厚さが均一となる。これにより、発光層１５のうち比較的平坦な部分を発光に用いることができ、簡便な製造プロセスで、均一な発光特性を有する有機ＥＬ装置１が得られる。特に、発光層１５の形成に際して機能液１５Ｌの吐出領域を規定するための有機バンクを形成する必要がないため、製造工程を簡略化することができる。

（電子機器）
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、電子機器としての画像形成装置に搭載して用いることができる。より詳しくは、有機ＥＬ装置１は、画像形成装置に含まれる潜像書き込みヘッドモジュールに組み込んで用いることができる。

図８は、有機ＥＬ装置１をラインヘッドとして搭載した潜像書き込みヘッドモジュール１０１の斜視図である。潜像書き込みヘッドモジュール１０１は、円柱状の感光体ドラム４１と平行に、これと対向した状態で用いられる。潜像書き込みヘッドモジュール１０１は、感光体ドラム４１と平行な方向に配設された箱体３７と、感光体ドラム４１と箱体３７との間に位置するように箱体３７に取り付けられた光学部材３８とを備えている。箱体３７は、感光体ドラム４１側に開口部を有しており、その開口部に向かって光が射出するように有機ＥＬ装置１が固定されている。

また、図９の断面図に示すように、光学部材３８は、有機ＥＬ装置１と対向する位置に備えられている。この光学部材３８は、内部にセルフォック（登録商標）レンズアレイ３９を備えており、有機ＥＬ装置１の発光領域５から射出され、一端に入射した光を、他端側から射出して感光体ドラム４１の表面で集光、照射（露光）する。

なお、上記発光層１５の主発光波長（６３０ｎｍ）は、感光体ドラム４１の感度の高い波長域から選択されたものである。このように、発光層１５の発光波長は、感光体ドラム４１の特性に応じて設定することが好ましく、感光体ドラム４１の感度特性に応じて適宜選択することが可能である。

潜像書き込みヘッドモジュール１０１は、図１０に示す画像形成装置８０に用いられる。図１０は、画像形成装置８０の構造を示す断面図である。画像形成装置８０は、有機ＥＬ装置１が組み込まれた潜像書き込みヘッドモジュール１０１Ｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙを備えている。ここで、上記符号中のＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙは、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の潜像書き込みヘッドモジュールであることを示している。本明細書においては、上記潜像書き込みヘッドモジュール１０１Ｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙをまとめて指し示す場合には、符号（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）を省略して単に「潜像書き込みヘッドモジュール１０１」と記載する。これらの符号（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の意味と、これを省略した場合の意味合いは、他の部材においても同様である。

画像形成装置８０には、潜像書き込みヘッドモジュール１０１Ｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙに対応して４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙが配置されている。こうした構成は、タンデム方式と呼ばれる。感光体ドラム４１は、その外周面が像担持体としての感光層となっている。

この画像形成装置８０は、駆動ローラ９１と従動ローラ９２とテンションローラ９３とを備えている。これら各ローラには、中間転写ベルト９０が、図１０中矢印方向（反時計方向）に循環駆動するよう張架されている。４つの感光体ドラム４１は、この中間転写ベルト９０に沿って所定間隔で配置されている。感光体ドラム４１は、中間転写ベルト９０の駆動と同期して、図１０中矢印方向（時計方向）に回転駆動するようになっている。

各感光体ドラム４１の周囲には、感光体ドラム４１の外周面を一様に帯電させる帯電装置（コロナ帯電器）４２Ｋ，４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙと、この帯電装置４２によって一様に帯電させられた外周面を感光体ドラム４１の回転に同期して順次ライン走査する潜像書き込みヘッドモジュール１０１とが設けられている。潜像書き込みヘッドモジュール１０１は、有機ＥＬ装置１のアレイ方向（発光領域５の整列方向）が感光体ドラム４１の回転軸に平行となるように設置されている。そして、潜像書き込みヘッドモジュール１０１の主発光波長と、感光体ドラム４１の感度ピーク波長とが略一致するように設定されている。

また、潜像書き込みヘッドモジュール１０１で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４Ｋ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｙと、これらの現像装置４４で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト９０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５Ｋ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙとが設けられている。また、転写された後に感光体ドラム４１の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６Ｋ，４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙが設けられている。

現像装置４４は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いる。そして、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体ドラム４１に接触させあるいは押圧せしめることにより、感光体ドラム４１の電位レベルに応じて現像剤を付着させ、トナー像として現像するものである。

このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５に印加される一次転写バイアスによって中間転写ベルト９０上に順次一次転写される。そして、中間転写ベルト９０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、さらに定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着される。その後、排紙ローラ対６２によって装置上部に形成された排紙トレイ６８上に排出される。

なお、図１０中の符号６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６７は二次転写後に中間転写ベルト９０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。

このような構成の画像形成装置８０において、潜像書き込みヘッドモジュール１０１は、有機ＥＬ装置１によって均一な発光を行うことができる。これにより、感光体ドラム４１上に高精度に静電潜像を形成することができ、記録媒体Ｐにより高品位な画像を形成することができる。

なお、本発明を適用した有機ＥＬ装置１は、上記画像形成装置８０の他、プリンタヘッド、光ディスク用光源等の各種電子機器に搭載して用いることができる。

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１は、単一の色の発光を行うものであるが、これに代えて、複数の色の発光を行うような構成とすることもできる。例えば、発光層１５として、赤、緑、青の発光を行う発光層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを用いることにより、発光領域５ごとに異なる色の発光を行う有機ＥＬ装置１を構成することができる。この場合においても、発光層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、いずれも第２撥液領域２２ｃに囲まれた領域に形成される。そして、液滴吐出法によって発光層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを形成する際には、吐出された機能液１５Ｌの濡れ広がる領域が第２撥液領域２２ｃの存在によって規定されるため、凹凸のない面であっても容易に発光層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを塗り分けて形成することができる。以上のような構成を有する有機ＥＬ装置は、例えば携帯電話機等に表示装置として搭載して用いることができる。

（変形例２）
上記実施形態では、ステップＳ４において濡れ性可変バンク２２ｐに照射するエネルギーとして、超高圧水銀ランプの紫外線を用いたが、これに限定する趣旨ではない。本発明でいうエネルギー照射とは、濡れ性可変バンク２２ｐの濡れ性を変化させることが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念である。

本発明の実施に当たりエネルギー照射に用いられる光の波長は、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲から設定される。これは、濡れ性可変バンク２２ｐに含まれる酸化チタンの光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。このようなエネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。また、本発明においては、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザーを用いてエネルギー照射を行ってもよい。あるいは、第２バンク２２上の領域Ｂを除いた領域にマスクを形成し、ガラス基板１０をプラズマ処理して濡れ性可変バンク２２ｐの表面状態を変化させる手法を用いることもできる。

（変形例３）
上記実施形態では、本発明における環状の領域（第１撥液領域２２ａ及び親液領域２２ｂ）が円環状であり、かつ発光領域５が円形である場合について説明したが、これに限定する趣旨ではない。環状の領域は、四角環状、六角環状等の多角形からなる環状の領域であってもよいし、楕円環状等の曲線からなる環状の領域であっても良い。これらの場合においては、発光領域５の形状も当該環状の領域の形状に合わせて変形させることが好ましい。

本発明の発光装置としての有機ＥＬ装置の平面図。図１中の発光領域の周辺部分の拡大図。図２中のＥ−Ｅ線における有機ＥＬ装置の断面図。有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図。（ａ）から（ｄ）は、有機ＥＬ装置の製造方法の各工程における有機ＥＬ装置の断面図であって、図２中のＥ−Ｅ線の位置に対応する断面図。（ａ）から（ｃ）は、有機ＥＬ装置の製造方法の各工程における有機ＥＬ装置の断面図であって、図２中のＥ−Ｅ線の位置に対応する断面図。（ａ）は、液滴吐出装置のヘッドの斜視図であり、（ｂ）は、当該ヘッドの吐出部の断面図。有機ＥＬ装置を搭載した潜像書き込みヘッドモジュールの斜視図。図８に示す潜像書き込みヘッドモジュールの断面図。画像形成装置の構造を示す断面図。

符号の説明

１…「発光装置」としての有機ＥＬ装置、３…有機ＥＬ素子、５…発光領域、１０…「基板」としてのガラス基板、１１…画素電極、１２…第１バンク、１２ａ…開口部、１４…正孔注入層、１４Ｌ，１５Ｌ…機能液、１５…発光層、１６…陰極、１７…封止部材、１９…回路素子層、２２…第２バンク、２２ａ…第１撥液領域、２２ｂ…親液領域、２２ｃ…第２撥液領域、２２ｐ…濡れ性可変バンク、２７…ＴＦＴ素子、８０…「電子機器」としての画像形成装置、１０１…潜像書き込みヘッドモジュール。

Claims

複数の発光領域を有する発光装置であって、
基板と、
前記基板上に、前記発光領域ごとに形成された画素電極と、
前記基板上のうち、前記発光領域を除いた領域に形成され、かつ前記基板の法線方向から見て一部が前記画素電極の外縁部に重なった状態に形成された第１バンクと、
前記第１バンク上に形成され、前記発光領域を囲む環状の第１撥液領域、前記第１撥液領域を囲む環状の親液領域、及び前記親液領域の外側に配置された第２撥液領域を有する第２バンクと、
前記画素電極上のうち、前記第１撥液領域に囲まれた領域に配置された正孔注入層と、
前記正孔注入層上及び前記第２バンク上のうち、前記第２撥液領域に囲まれた領域に配置された発光層と、
前記発光層を挟んで前記画素電極の反対側に形成された陰極と、
を備え、
前記第２バンクにおける前記親液領域は、前記第１撥液領域及び前記第２撥液領域より濡れ性が高いことを特徴とする発光装置。
請求項１に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
複数の発光領域を有する発光装置の製造方法であって、
基板上に、前記発光領域ごとに画素電極を形成するステップと、
前記基板上に、前記画素電極を覆って、第１バンク材料、濡れ性可変バンク材料をこの順に積層させた後に、前記第１バンク材料及び前記濡れ性可変バンク材料のうち前記発光領域に対応する領域に開口部を形成することにより、第１バンク及び濡れ性可変バンクを形成するステップと、
前記濡れ性可変バンクの表面の領域であって、前記発光領域を囲む環状の領域Ａ、前記領域Ａを囲む環状の領域Ｂ、前記領域Ｂの外側の領域Ｃのうち、前記領域Ｂにエネルギーを照射することにより、前記領域Ａに第１撥液領域を、前記領域Ｂに前記第１撥液領域より濡れ性の高い親液領域を、前記領域Ｃに前記親液領域より濡れ性の低い第２撥液領域をそれぞれ形成して、前記第１撥液領域、前記親液領域、前記第２撥液領域を有する第２バンクを形成するステップＤと、
前記画素電極上のうち、前記第１撥液領域に囲まれた領域に、液滴吐出法により正孔注入層を形成するステップと、
前記正孔注入層上及び前記第２バンク上のうち、前記第２撥液領域に囲まれた領域に、液滴吐出法により発光層を形成するステップと、
前記発光層を挟んで前記画素電極の反対側に陰極を形成するステップと、
を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
請求項３に記載の発光装置の製造方法であって、
前記ステップＤは、前記領域Ａ及び前記領域Ｃを遮光して前記領域Ｂに紫外線を照射するステップを含むことを特徴とする発光装置の製造方法。