有機ＥＬ素子の製造方法
【課題】電極と有機機能膜との界面状態を良好にすることにより、長寿命化を図った有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】基板２上に第１の電極１１１を形成する工程と、第１の電極１１１上に少なくとも有機発光層７０を有してなる有機機能層１１０を形成する工程と、有機機能層１１０上に第２の電極１２を形成する工程と、を備えた有機ＥＬ素子の製造方法である。有機機能層のうちの、少なくとも第１電極１１１に接合する層を形成する工程の後に、基板２を低温にて放置する工程を有している。
【解決手段】基板２上に第１の電極１１１を形成する工程と、第１の電極１１１上に少なくとも有機発光層７０を有してなる有機機能層１１０を形成する工程と、有機機能層１１０上に第２の電極１２を形成する工程と、を備えた有機ＥＬ素子の製造方法である。有機機能層のうちの、少なくとも第１電極１１１に接合する層を形成する工程の後に、基板２を低温にて放置する工程を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）やこれを備えた有機ＥＬ装置は、次世代ディスプレイへの期待が高いことから近年特に注目されており、数多くのメーカーにおいて研究がなされている。そして、一部の分野、例えば携帯電話などの小型ディスプレイの分野では、量産が可能なところまで技術が確立されている。
【０００３】
ところが、現在では小型・大型を問わず、ディスプレイとしては液晶装置（ＬＣＤ）が主流となっており、有機ＥＬ装置がこれに代わるためには、解決しなければならない課題がいくつか残されている。その一つとして、経時的に輝度が劣化すること、すなわち寿命が短いことが挙げられる。
このような背景のもとに従来では、新しい陰極の成膜方法を用いることにより、陰極界面での膜の密着性を改善し、長寿命化を図った技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、有機ＥＬ装置を作製するプロセスとしては、例えばボトムエミッションタイプの場合、基板上にパターニングされた陽極の上に発光層等の有機機能膜を形成し、この有機機能膜上に陰極を形成する。そして、有機機能膜や陰極に悪影響を及ぼす水分や酸素の浸入を防ぐ目的で、通常は吸着剤を用いて封止を行っている。
【特許文献１】特開平１０−１５８８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、初期的な膜の密着性を上げることはできるとしても、連続駆動による経時的な界面変化については考慮されておらず、長寿命化に関しては不十分である。
また、前記の有機ＥＬ装置のプロセスにおいても、経時的な輝度劣化の要因がいくつか挙げられる。その一つとして、有機機能膜と陽極、または有機機能膜と陰極との界面状態が変化し、正孔や電子の注入・輸送性が低下することが考えられる。有機機能膜を形成する有機材料と、陽極や陰極といった電極を形成する無機材料とでは、化学的性質や物理的性質が大きく異なることから、その界面の状態が不安定になっている。したがって、キャリア注入型である有機ＥＬ素子は、有機機能膜と電極との間の界面状態に大きな影響を受けると、前記したように正孔や電子の注入・輸送性が低下してしまい、結果として経時的な輝度劣化が早まり、長寿命化が損なわれてしまうのである。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、電極と有機機能膜との界面状態を良好にすることにより、長寿命化を図った有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極上に少なくとも有機発光層を有してなる有機機能層を形成する工程と、前記有機機能層上に第２の電極を形成する工程と、を備えた有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記有機機能層のうちの、少なくとも前記第１電極に接合する層を形成する工程の後に、前記基板を低温にて放置する工程を有していることを特徴としている。
【０００８】
この有機ＥＬ素子の製造方法によれば、低温にて放置することにより、無機材料からなる第１の電極と、有機材料からなる有機機能層との間の界面の状態が安定化し、良好になる。したがって、第１の電極と有機機能層との間の界面でのキャリアの注入・輸送性の経時的な低下が抑制され、これにより、経時的な輝度低下が抑制されて長寿命化が図られる。すなわち、有機機能層の形成には熱処理を伴うが、その際、無機材料からなる第１の電極と有機材料からなる有機機能層との間には比較的大きな熱膨張係数差があることから、この熱膨張係数差に起因して第１の電極と有機機能層との間に応力が生じ、その結果、これらの間の界面状態が不安定になる。そこで、前記したように低温にて放置することで、有機機能層または電極の収縮を起こさせ、その際の収縮差を利用することにより、第１の電極と有機機能層との間の応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減し、前記したように界面状態を安定化して良好にすることができる。
【０００９】
また、前記有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記の低温に放置する工程を、前記第２の電極を形成する工程の後に行うのが好ましい。
このようにすれば、第１の電極と有機機能層との間の界面状態を安定化するだけでなく、有機機能層と第２の電極との間の界面状態についても同様に安定化することができる。したがって、有機機能層と第２の電極との間の界面でのキャリアの注入・輸送性についても経時的な低下を抑制することができ、長寿命化を図ることができる。
【００１０】
また、前記有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記第２の電極を形成する工程の後に、該第２の電極を封止処理する封止工程を有しており、前記の低温に放置する工程を、前記封止工程の後に行うのが好ましい。
有機ＥＬ素子の最終的な工程となる封止工程においても、例えば封止樹脂を熱硬化させるなど、通常は熱処理を伴う。したがって、第１、第２の電極と有機機能膜との間の界面では、有機機能膜や第２の電極の形成に伴う熱処理に起因する応力に加えて、封止工程での熱処理に起因する応力も生じる。そこで、低温に放置する工程を封止工程の後に行うことにより、この低温放置で、有機機能層または電極の収縮による応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを全ての界面において低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の有機ＥＬ素子の説明に先立ち、本発明によって得られる有機ＥＬ素子を多数備えてなる有機ＥＬ装置について説明する。
図１は、前記有機ＥＬ装置の配線構造を示す説明図、図２は、図１に示した有機ＥＬ装置の平面模式図、図３は、図１に示した有機ＥＬ装置の要部の断面模式図である。
【００１２】
図１に示すように有機ＥＬ装置１は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、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及び信号線１０２の各交点付近に、画素領域Ａを形成したものである。
【００１３】
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側駆動回路１０４が接続されている。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側駆動回路１０５が接続されている。また、画素領域Ａ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１１２と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２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１１３と、この駆動用薄膜トランジスタ１１３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極（画素電極）１１１と、この画素電極１１１と陰極（対向電極）１２との間に挟み込まれた発光機能層１１０とが設けられている。
なお、陽極（画素電極；第１の電極）１１１と陰極（対向電極；第２の電極）１２と発光機能層１１０とを備えてなることにより、有機ＥＬ素子が構成されている。
【００１４】
このような構成によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ１１３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ１１３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに発光機能層１１０を介して陰極１２に電流が流れる。すると、発光機能層１１０はこれを流れる電流量に応じて発光する。
【００１５】
また、図２及び図３に示すようにこの有機ＥＬ装置１は、ガラス等からなる透明な基板２と、マトリックス状に配置された有機ＥＬ素子とを具備して構成されている。図３に示すように本発明の一実施形態となる有機ＥＬ素子３は、基板２上に形成されたもので、画素電極１１１と、発光機能層１１０と、陰極１２とを備えて構成されている。発光機能層１１０は、画素電極１１１側に正孔注入・輸送層６０を有し、その陰極１２側に発光層（有機発光層）７０を有したものである。
【００１６】
また、基板２の厚さ方向において、前記有機ＥＬ素子３を含むＥＬ素子部１０と基板２との間には、回路素子部１４が形成されている。この回路素子部１４には、前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜トランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ１２３等が形成されている。
また、陰極１２は、その一端が基板２上に形成された陰極用配線（図示略）に接続されており、図２に示すように、この配線の一端部１２ａがフレキシブル基板５上の配線５ａに接続されている。なお、この配線５ａは、フレキシブル基板５上に備えられた駆動ＩＣ６（駆動回路）に接続されている。
【００１７】
また、有機ＥＬ装置１は、発光機能層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の外側（観測者側）に出射されるとともに、発光機能層１１０から基板２と反対の側に発した光も、陰極１２に反射されて回路素子部１４及び基板２を透過し、基板２の外側（観測者側）に出射される、いわゆるボトムエミッション型となっている。
【００１８】
図３に示すように回路素子部１４には、基板２上にＳｉＯ２を主体とする下地保護層２８１が下地として形成され、その上にはシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。
また、前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と重なる領域が、チャネル領域２４１ａとされている。なお、このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部である。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２を形成したゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。
【００１９】
また、シリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａのソース側には、低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられる一方、チャネル領域２４１ａのドレイン側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられて、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain ）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、電源線（図示せず）の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４４ａを介して、ソース電極２４３と同一層からなるドレイン電極２４４に接続されている。
【００２０】
ソース電極２４３およびドレイン電極２４４が形成された第１層間絶縁層２８３の上層には、平坦化膜２８４が形成されている。この平坦化膜２８４は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などによって形成されたもので、駆動用ＴＦＴ１２３やソース電極２４３、ドレイン電極２４４などによる表面の凹凸をなくすために形成された公知のものである。
【００２１】
そして、この平坦化膜２８４の表面上には画素電極（陽極）１１１が形成されており、この画素電極１１１は、前記平坦化膜２８４に設けられたコンタクトホール１１１ａを介してドレイン電極２４４に接続されている。すなわち、画素電極１１１は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄに接続されている。なお、画素電極１１１は、ボトムエミッション型である本実施形態では、透明導電材料によって形成され、具体的にはＩＴＯが好適に用いられている。
【００２２】
画素電極１１１が形成された平坦化膜２８４の表面上には、画素電極１１１と、これの周縁部を覆う無機隔壁２５とが形成されており、さらにこの無機隔壁２５上には、有機隔壁２２１が形成されている。ここで、無機隔壁２５はＳｉＯ２からなっており、有機隔壁２２１はアクリル系やポリイミド系等の耐熱性絶縁性樹脂からなっている。
そして、画素電極１１１上には、無機隔壁２５に形成された開口２５ａと、有機隔壁２２１に形成された開口２２１ａとの内部、すなわち画素領域に、前記した正孔注入・輸送層６０と発光層７０とが、画素電極（陽極）１１１側からこの順に形成され、これによって発光機能層１１０が形成されている。
【００２３】
正孔注入・輸送層６０は、その形成材料として、特に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられている。ただし、これ以外にも、従来公知の正孔注入・輸送性材料を用いることができるのはもちろんである。
【００２４】
正孔注入・輸送層６０上には、発光層７０が形成されている。この発光層７０を形成するための材料としては、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が用いられる。発光層７０の形成材料として具体的には、（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）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。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、ローダミン系色素などの高分子系材料や、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ることもできる。さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３などの燐光材料を用いることもできる。
なお、このような発光層７０を形成する材料としては、特にフルカラー表示をなす場合、赤色、緑色、青色の各波長域に対応する光を発光する材料が用いられ、それぞれが予め設定された状態に形成配置される。
【００２５】
陰極１２は、前記発光層７０を覆って形成されたもので、例えばＣａが厚さ５ｎｍ程度に形成され、その上にＡｌが厚さ３００ｎｍ程度に形成されて構成されたものである。このような積層構造の電極とされたことにより、特にＡｌは反射層としても機能するものとなっている。なお、陰極１２についても透明な材料を用いれば、発光した光を陰極側からも出射させることができる。透明な材料としては、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、もしくはＰｄを用いることができる。膜厚としては、透明性を確保するうえで、７５ｎｍ程度とするのが好ましく、さらにこの膜厚より薄くするのがより好ましい。
また、この陰極１２上には、接着剤（吸着剤）からなる接着層５１を介して封止基板（図示せず）が貼着されている。
【００２６】
なお、前記発光機能層１１０において正孔注入・輸送層６０は、その内部において正孔を輸送する機能を有するとともに、正孔を発光層７０側に注入・輸送する機能をも有している。このような正孔注入・輸送層６０を画素電極１１１と発光層７０との間に設けることにより、発光層７０の発光効率、寿命等の素子特性を向上させることができる。
発光層７０は、正孔注入・輸送層６０から注入された正孔と、陰極１２から注入される電子とを再結合させ、発光をなすようになっている。
【００２７】
次に、このような構成からなる有機ＥＬ装置１の製造方法に基づき、本発明の製造方法の一実施形態を説明する。
まず、従来と同様にして基板２上に回路素子部１４を形成する。そして、基板２の全面を覆うように画素電極１１１となる透明導電膜を、ＩＴＯによって形成する。次いで、この導電膜をパターニングすることにより、図４（ａ）に示すように平坦化膜２８４のコンタクトホール１１１ａを介してドレイン電極２４４と導通する画素電極１１１を形成する。
【００２８】
次いで、画素電極１１１上および平坦化膜２８４上に、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料をＣＶＤ法等で成膜して隔壁層（図示せず）を形成し、続いて、公知のホトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いて隔壁層をパターニングする。これにより、図４（ｂ）に示すように、形成する各有機ＥＬ素子３の画素領域毎に開口２５ａ（図示略）を形成すると同時に、無機隔壁２５を形成する。
【００２９】
次いで、図４（ｃ）に示すように、無機隔壁２５の所定位置、詳しくは画素領域を囲む位置に樹脂等によって有機隔壁２２１を形成する。
次いで、画素電極１１１の表面を洗浄処理し、続いて、画素電極１１１と無機隔壁２５と有機隔壁２２１とを形成した側の面酸素プラズマ処理を行うことにより、その表面に付着した有機物等の汚染物を除去して濡れ性を向上させる。具体的には、基板２を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱し、続いて大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）を行う。
【００３０】
次いで、撥液化処理を行うことにより、特に有機隔壁２２１の上面及び側面の濡れ性を低下させる。具体的には、大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された基板２を室温まで冷却することで、有機隔壁２２１の上面及び側面を撥液化し、その濡れ性を低下させる。
なお、このＣＦ４プラズマ処理においては、画素電極１１１の露出面および無機隔壁２５についても多少の影響を受けるが、画素電極１１１の材料であるＩＴＯおよび無機隔壁２５の構成材料であるＳｉＯ２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、酸素プラズマ処理で濡れ性が向上した面は濡れ性がそのままに保持される。
【００３１】
次いで、前記有機隔壁２２１に囲まれた領域内に正孔注入・輸送層６０を形成する。この正孔注入・輸送層６０の形成工程では、スピンコート法や液滴吐出法が採用されるが、本実施形態では、有機隔壁２２１に囲まれた領域に正孔注入・輸送層６０の形成材料を選択的に配する必要上、特に液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。このインクジェット法により、正孔注入・輸送層６０の形成材料であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの分散液を前記画素電極１１１の露出面上に配し、その後、熱処理（乾燥・焼成処理）を例えば２００℃で１０分間程度行うことにより、厚さ２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の正孔注入・輸送層６０を形成する。なお、この正孔注入・輸送層６０の形成方法については、特に無機隔壁２５や有機隔壁２２１によって画素領域を区画しない場合、前記したようにスピンコート法を採用することもできる。
【００３２】
次いで、図５（ａ）に示すようにこの正孔注入・輸送層６０上に、発光層７０を形成する。この発光層７０の形成工程でも、前記の正孔注入・輸送層６０の形成と同様に、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、インクジェット法により、発光層の形成材料を正孔注入・輸送層６０上に吐出し、その後、窒素雰囲気中にて１３０℃で３０分間程度熱処理を行い、有機隔壁２２１に形成された開口２２１ａ内、すなわち画素領域上に厚さ５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の発光層７０を形成する。なお、発光層７０の形成材料中に用いる溶媒としては、前記正孔注入・輸送層６０を再溶解させないもの、例えばキシレンなどが好適に用いられる。また、この発光層７０の形成方法については、特に無機隔壁２５や有機隔壁２２１によって画素領域を区画しない場合、正孔注入・輸送層６０の形成の場合と同様に、スピンコート法を採用することもできる。
【００３３】
次いで、図５（ｂ）に示すように、前記発光層７０及び有機隔壁２２１を覆って例えばカルシウムを厚さ５ｎｍ程度、アルミニウムを厚さ３００ｎｍ程度に積層し、陰極１２を形成する。この陰極１２の形成に際しては、有機ＥＬ素子３を効率よく発光させるため、例えば電子注入層としてフッ化リチウムやＡｌｑ３［トリス（Ｓ−キノリノラト）アルミニウム］を発光層７０側に形成してもよい。さらに、陰極１２の形成に先立ち、有機機能層１１０の一部として、前記発光層７０の上に例えばＢＡｌｑ［ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム］からなるホールブロック層（図示せず）を形成してもよい。
【００３４】
また、この陰極１２の形成では、前記正孔注入・輸送層６０や発光層７０の形成とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うことにより、画素領域にのみ選択的に形成するのでなく、基板２のほぼ全面に陰極１２を形成する。
その後、前記陰極１２上に接着剤（吸着剤）を用いて接着層５１を形成し、さらにこの接着層５１によって封止基板（図示せず）を接着し、封止を行う。
【００３５】
その後、封止工程までを行った有機ＥＬ素子の形成基板を、低温の環境に放置する。低温環境としては、例えば０℃以下、−５０℃以上とされる。−０℃以下とすることにより、後述するように、電極および有機機能層に十分な収縮（熱収縮）を起こさせ、これによって電極と有機機能層との間の界面に生じる応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減することができるからである。また、−５０℃より低くしても、前記の応力による影響を低減する効果がほぼ飽和するため、低温環境温度としては−５０℃以上であればよい。
また、放置時間としては、例えば３０分以上、１２時間以下とされる。３０分以上放置することにより、電極および有機機能層に十分な収縮（熱収縮）を起こさせ、界面の応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減することができるからである。また、１２時間を越えて放置しても、前記の応力による影響を低減する効果がほぼ飽和するため、低温放置時間としては１２時間以下であればよい。
【００３６】
なお、封止工程後の低温放置環境については、不活性雰囲気にする必要がなく、大気雰囲気とすることができる。
また、低温放置を実施する装置としては、公知の冷蔵・冷凍装置や、ペルチェ冷却ユニットなどを用いたボードなど、種々のものが使用可能である。
【００３７】
このようにして低温放置処理（工程）を行うと、無機材料からなる画素電極（第１の電極）１１１や陰極（第２の電極）１２と、有機材料からなる有機機能層１１０との間の界面の状態が安定化し、良好になる。
すなわち、封止工程までを完了した有機ＥＬ素子には、画素電極１１１と有機機能層１１０（正孔注入・輸送層６０）との間の界面、および有機機能層１１０（発光層７０）と陰極１２との間の界面に、有機機能膜１１０や陰極１２の形成に伴う熱処理に起因する応力や、さらに封止工程での熱処理に起因する応力が生じており、これによって前記の各界面は、その状態が不安定になっている。
【００３８】
そこで、前記したように低温放置処理（工程）を行うことにより、熱処理に起因する応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減する収縮を起こさせている。すなわち、例えば陰極１２に用いられている金属の熱膨張係数が２０×１０−６／℃程度であるのに対し、有機機能層１１０を形成する有機材料の熱膨張係数は６０×１０−５／℃程度であり、有機材料の熱膨張係数の方が１桁大きい。したがって、得られる有機ＥＬ装置からなるパネルの画素サイズが１００μｍ×１００μｍである場合、例えば−４０℃の低温環境下で放置処理すると、電極（陰極１２）と有機機能膜１１０との間の熱膨張係数差に基づく線膨張差は５μｍとなり、電極（陰極１２）と有機機能膜１１０との間においては５％の収縮差が生じることになる。よって、この収縮差が、先に熱処理によって電極（画素電極１１１、陰極１２）と有機機能膜１１０との間の界面に生じていた応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減し、これを取り除くように作用するのである。
【００３９】
このようにして低温放置処理（工程）を行い、電極（画素電極１１１、陰極１２）と有機機能膜１１０との間の界面の応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを取り除いた後、常温に戻す。これにより、本発明の有機ＥＬ素子３を備える有機ＥＬ装置１を得る。
ここで、低温から常温に戻すことにより、前記の各界面では再度熱膨張が起こるが、一旦応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さが取り除かれて良好になった各界面は、この常温への復帰時には熱処理によって生じた応力の影響ほど大きな影響を受けず、したがってその良好な状態が保持される。
なお、前記の低温放置処理（工程）については、封止工程の後に行う以外に、例えば正孔注入・輸送層６０の形成後や、陰極１２の形成後に行ってもよく、さらに、正孔注入・輸送層６０の形成工程、陰極１２の形成工程、封止工程の全ての工程後に行うようにしてよい。
【００４０】
このような有機ＥＬ素子３の製造方法にあっては、低温放置を行うことにより、電極（画素電極１１１、陰極１２）と有機機能膜１１０との間の界面の応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減し取り除くことができるので、電極（画素電極１１１、陰極１２）と有機機能層１１０との間の界面でのキャリアの注入・輸送性の不安定さを防止し、これによって経時的な輝度低下を抑制して長寿命化を図り、さらには駆動電圧の低下や経時的な電圧上昇を抑制することができる。
【００４１】
（実験例）
発光材料としてＴＦＢ（poly(2,7-(9,9-di-n-octylfluorene)-alt-(1,4-phenylene-((4-sec-butylphenyl)imino-1,4-phenylene)))）とＦ８ＢＴ（ジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体）とを１：１（重量比）で混合した材料を用い、それ以外は、前記実施形態と同様にして封止工程までを行い、次いで、−４０℃の低温環境に１０時間放置し、その後常温に戻した。得られた有機ＥＬ素子を所定輝度で連続駆動させたところ、５００時間連続駆動させた後の輝度は、初期輝度に対して９０％の輝度を有していた。
【００４２】
また、比較のため、封止工程までを同様にして形成し、低温放置処理（工程）を行わないで得られた有機ＥＬ素子についても、所定輝度で連続駆動させた。すると、この有機ＥＬ素子では、５００時間連続駆動させた後の輝度は、初期輝度に対して６０％の輝度しか有していなかった。
したがって、低温放置処理（工程）を行う本発明の製造方法は、得られる有機ＥＬ素子の長寿命化に有効であることが確認された。
【００４３】
次に、このようにして得られた有機ＥＬ装置１の応用例として、該有機ＥＬ装置１を備えた電子機器の具体例について説明する。
図６は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図６（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。
図６に示した携帯電話は、前記有機ＥＬ装置１を備えているので、この有機ＥＬ装置１からなる表示部１００１が長寿命化していることにより、この携帯電話自体も、表示部１００１が長寿命化し、長期信頼性が確保されたものとなる。
【００４４】
なお、本発明は前記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、前記実施形態では、発光機能層１１０を正孔注入・輸送層６０と発光層７０とから構成したが、正孔注入・輸送層を従来公知の正孔注入層と正孔輸送層との二層構造としてもよく、さらに、発光層７０と陰極１２との間に、前記したようにホールブロック層や電子注入層を形成してもよい。
また、前記実施形態では、発光層７０で発光した光を基板２側から出射させる、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置に本発明の有機ＥＬ素子を適用した例を示したが、基板２と反対側の、封止基板側から光を出射させる、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ装置の配線構造説明図である。
【図２】図１の有機ＥＬ装置の平面模式図である。
【図３】図１の有機ＥＬ装置の要部断面模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は図１の有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は図４に続く製造方法を説明する工程図である。
【図６】は本発明の電子機器の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…有機ＥＬ装置、２…基板、１２…陰極（第２の電極）、６０…正孔注入・輸送層、７０…発光層、１１０…発光機能層、１１１…画素電極（陽極；第１の電極）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）やこれを備えた有機ＥＬ装置は、次世代ディスプレイへの期待が高いことから近年特に注目されており、数多くのメーカーにおいて研究がなされている。そして、一部の分野、例えば携帯電話などの小型ディスプレイの分野では、量産が可能なところまで技術が確立されている。
【０００３】
ところが、現在では小型・大型を問わず、ディスプレイとしては液晶装置（ＬＣＤ）が主流となっており、有機ＥＬ装置がこれに代わるためには、解決しなければならない課題がいくつか残されている。その一つとして、経時的に輝度が劣化すること、すなわち寿命が短いことが挙げられる。
このような背景のもとに従来では、新しい陰極の成膜方法を用いることにより、陰極界面での膜の密着性を改善し、長寿命化を図った技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、有機ＥＬ装置を作製するプロセスとしては、例えばボトムエミッションタイプの場合、基板上にパターニングされた陽極の上に発光層等の有機機能膜を形成し、この有機機能膜上に陰極を形成する。そして、有機機能膜や陰極に悪影響を及ぼす水分や酸素の浸入を防ぐ目的で、通常は吸着剤を用いて封止を行っている。
【特許文献１】特開平１０−１５８８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、初期的な膜の密着性を上げることはできるとしても、連続駆動による経時的な界面変化については考慮されておらず、長寿命化に関しては不十分である。
また、前記の有機ＥＬ装置のプロセスにおいても、経時的な輝度劣化の要因がいくつか挙げられる。その一つとして、有機機能膜と陽極、または有機機能膜と陰極との界面状態が変化し、正孔や電子の注入・輸送性が低下することが考えられる。有機機能膜を形成する有機材料と、陽極や陰極といった電極を形成する無機材料とでは、化学的性質や物理的性質が大きく異なることから、その界面の状態が不安定になっている。したがって、キャリア注入型である有機ＥＬ素子は、有機機能膜と電極との間の界面状態に大きな影響を受けると、前記したように正孔や電子の注入・輸送性が低下してしまい、結果として経時的な輝度劣化が早まり、長寿命化が損なわれてしまうのである。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、電極と有機機能膜との界面状態を良好にすることにより、長寿命化を図った有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極上に少なくとも有機発光層を有してなる有機機能層を形成する工程と、前記有機機能層上に第２の電極を形成する工程と、を備えた有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記有機機能層のうちの、少なくとも前記第１電極に接合する層を形成する工程の後に、前記基板を低温にて放置する工程を有していることを特徴としている。
【０００８】
この有機ＥＬ素子の製造方法によれば、低温にて放置することにより、無機材料からなる第１の電極と、有機材料からなる有機機能層との間の界面の状態が安定化し、良好になる。したがって、第１の電極と有機機能層との間の界面でのキャリアの注入・輸送性の経時的な低下が抑制され、これにより、経時的な輝度低下が抑制されて長寿命化が図られる。すなわち、有機機能層の形成には熱処理を伴うが、その際、無機材料からなる第１の電極と有機材料からなる有機機能層との間には比較的大きな熱膨張係数差があることから、この熱膨張係数差に起因して第１の電極と有機機能層との間に応力が生じ、その結果、これらの間の界面状態が不安定になる。そこで、前記したように低温にて放置することで、有機機能層または電極の収縮を起こさせ、その際の収縮差を利用することにより、第１の電極と有機機能層との間の応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減し、前記したように界面状態を安定化して良好にすることができる。
【０００９】
また、前記有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記の低温に放置する工程を、前記第２の電極を形成する工程の後に行うのが好ましい。
このようにすれば、第１の電極と有機機能層との間の界面状態を安定化するだけでなく、有機機能層と第２の電極との間の界面状態についても同様に安定化することができる。したがって、有機機能層と第２の電極との間の界面でのキャリアの注入・輸送性についても経時的な低下を抑制することができ、長寿命化を図ることができる。
【００１０】
また、前記有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記第２の電極を形成する工程の後に、該第２の電極を封止処理する封止工程を有しており、前記の低温に放置する工程を、前記封止工程の後に行うのが好ましい。
有機ＥＬ素子の最終的な工程となる封止工程においても、例えば封止樹脂を熱硬化させるなど、通常は熱処理を伴う。したがって、第１、第２の電極と有機機能膜との間の界面では、有機機能膜や第２の電極の形成に伴う熱処理に起因する応力に加えて、封止工程での熱処理に起因する応力も生じる。そこで、低温に放置する工程を封止工程の後に行うことにより、この低温放置で、有機機能層または電極の収縮による応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを全ての界面において低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の有機ＥＬ素子の説明に先立ち、本発明によって得られる有機ＥＬ素子を多数備えてなる有機ＥＬ装置について説明する。
図１は、前記有機ＥＬ装置の配線構造を示す説明図、図２は、図１に示した有機ＥＬ装置の平面模式図、図３は、図１に示した有機ＥＬ装置の要部の断面模式図である。
【００１２】
図１に示すように有機ＥＬ装置１は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、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及び信号線１０２の各交点付近に、画素領域Ａを形成したものである。
【００１３】
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側駆動回路１０４が接続されている。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側駆動回路１０５が接続されている。また、画素領域Ａ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１１２と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２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１１３と、この駆動用薄膜トランジスタ１１３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極（画素電極）１１１と、この画素電極１１１と陰極（対向電極）１２との間に挟み込まれた発光機能層１１０とが設けられている。
なお、陽極（画素電極；第１の電極）１１１と陰極（対向電極；第２の電極）１２と発光機能層１１０とを備えてなることにより、有機ＥＬ素子が構成されている。
【００１４】
このような構成によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ１１３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ１１３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに発光機能層１１０を介して陰極１２に電流が流れる。すると、発光機能層１１０はこれを流れる電流量に応じて発光する。
【００１５】
また、図２及び図３に示すようにこの有機ＥＬ装置１は、ガラス等からなる透明な基板２と、マトリックス状に配置された有機ＥＬ素子とを具備して構成されている。図３に示すように本発明の一実施形態となる有機ＥＬ素子３は、基板２上に形成されたもので、画素電極１１１と、発光機能層１１０と、陰極１２とを備えて構成されている。発光機能層１１０は、画素電極１１１側に正孔注入・輸送層６０を有し、その陰極１２側に発光層（有機発光層）７０を有したものである。
【００１６】
また、基板２の厚さ方向において、前記有機ＥＬ素子３を含むＥＬ素子部１０と基板２との間には、回路素子部１４が形成されている。この回路素子部１４には、前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜トランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ１２３等が形成されている。
また、陰極１２は、その一端が基板２上に形成された陰極用配線（図示略）に接続されており、図２に示すように、この配線の一端部１２ａがフレキシブル基板５上の配線５ａに接続されている。なお、この配線５ａは、フレキシブル基板５上に備えられた駆動ＩＣ６（駆動回路）に接続されている。
【００１７】
また、有機ＥＬ装置１は、発光機能層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の外側（観測者側）に出射されるとともに、発光機能層１１０から基板２と反対の側に発した光も、陰極１２に反射されて回路素子部１４及び基板２を透過し、基板２の外側（観測者側）に出射される、いわゆるボトムエミッション型となっている。
【００１８】
図３に示すように回路素子部１４には、基板２上にＳｉＯ２を主体とする下地保護層２８１が下地として形成され、その上にはシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。
また、前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と重なる領域が、チャネル領域２４１ａとされている。なお、このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部である。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２を形成したゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。
【００１９】
また、シリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａのソース側には、低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられる一方、チャネル領域２４１ａのドレイン側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられて、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain ）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、電源線（図示せず）の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４４ａを介して、ソース電極２４３と同一層からなるドレイン電極２４４に接続されている。
【００２０】
ソース電極２４３およびドレイン電極２４４が形成された第１層間絶縁層２８３の上層には、平坦化膜２８４が形成されている。この平坦化膜２８４は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などによって形成されたもので、駆動用ＴＦＴ１２３やソース電極２４３、ドレイン電極２４４などによる表面の凹凸をなくすために形成された公知のものである。
【００２１】
そして、この平坦化膜２８４の表面上には画素電極（陽極）１１１が形成されており、この画素電極１１１は、前記平坦化膜２８４に設けられたコンタクトホール１１１ａを介してドレイン電極２４４に接続されている。すなわち、画素電極１１１は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄに接続されている。なお、画素電極１１１は、ボトムエミッション型である本実施形態では、透明導電材料によって形成され、具体的にはＩＴＯが好適に用いられている。
【００２２】
画素電極１１１が形成された平坦化膜２８４の表面上には、画素電極１１１と、これの周縁部を覆う無機隔壁２５とが形成されており、さらにこの無機隔壁２５上には、有機隔壁２２１が形成されている。ここで、無機隔壁２５はＳｉＯ２からなっており、有機隔壁２２１はアクリル系やポリイミド系等の耐熱性絶縁性樹脂からなっている。
そして、画素電極１１１上には、無機隔壁２５に形成された開口２５ａと、有機隔壁２２１に形成された開口２２１ａとの内部、すなわち画素領域に、前記した正孔注入・輸送層６０と発光層７０とが、画素電極（陽極）１１１側からこの順に形成され、これによって発光機能層１１０が形成されている。
【００２３】
正孔注入・輸送層６０は、その形成材料として、特に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられている。ただし、これ以外にも、従来公知の正孔注入・輸送性材料を用いることができるのはもちろんである。
【００２４】
正孔注入・輸送層６０上には、発光層７０が形成されている。この発光層７０を形成するための材料としては、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が用いられる。発光層７０の形成材料として具体的には、（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）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。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、ローダミン系色素などの高分子系材料や、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ることもできる。さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３などの燐光材料を用いることもできる。
なお、このような発光層７０を形成する材料としては、特にフルカラー表示をなす場合、赤色、緑色、青色の各波長域に対応する光を発光する材料が用いられ、それぞれが予め設定された状態に形成配置される。
【００２５】
陰極１２は、前記発光層７０を覆って形成されたもので、例えばＣａが厚さ５ｎｍ程度に形成され、その上にＡｌが厚さ３００ｎｍ程度に形成されて構成されたものである。このような積層構造の電極とされたことにより、特にＡｌは反射層としても機能するものとなっている。なお、陰極１２についても透明な材料を用いれば、発光した光を陰極側からも出射させることができる。透明な材料としては、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、もしくはＰｄを用いることができる。膜厚としては、透明性を確保するうえで、７５ｎｍ程度とするのが好ましく、さらにこの膜厚より薄くするのがより好ましい。
また、この陰極１２上には、接着剤（吸着剤）からなる接着層５１を介して封止基板（図示せず）が貼着されている。
【００２６】
なお、前記発光機能層１１０において正孔注入・輸送層６０は、その内部において正孔を輸送する機能を有するとともに、正孔を発光層７０側に注入・輸送する機能をも有している。このような正孔注入・輸送層６０を画素電極１１１と発光層７０との間に設けることにより、発光層７０の発光効率、寿命等の素子特性を向上させることができる。
発光層７０は、正孔注入・輸送層６０から注入された正孔と、陰極１２から注入される電子とを再結合させ、発光をなすようになっている。
【００２７】
次に、このような構成からなる有機ＥＬ装置１の製造方法に基づき、本発明の製造方法の一実施形態を説明する。
まず、従来と同様にして基板２上に回路素子部１４を形成する。そして、基板２の全面を覆うように画素電極１１１となる透明導電膜を、ＩＴＯによって形成する。次いで、この導電膜をパターニングすることにより、図４（ａ）に示すように平坦化膜２８４のコンタクトホール１１１ａを介してドレイン電極２４４と導通する画素電極１１１を形成する。
【００２８】
次いで、画素電極１１１上および平坦化膜２８４上に、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料をＣＶＤ法等で成膜して隔壁層（図示せず）を形成し、続いて、公知のホトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いて隔壁層をパターニングする。これにより、図４（ｂ）に示すように、形成する各有機ＥＬ素子３の画素領域毎に開口２５ａ（図示略）を形成すると同時に、無機隔壁２５を形成する。
【００２９】
次いで、図４（ｃ）に示すように、無機隔壁２５の所定位置、詳しくは画素領域を囲む位置に樹脂等によって有機隔壁２２１を形成する。
次いで、画素電極１１１の表面を洗浄処理し、続いて、画素電極１１１と無機隔壁２５と有機隔壁２２１とを形成した側の面酸素プラズマ処理を行うことにより、その表面に付着した有機物等の汚染物を除去して濡れ性を向上させる。具体的には、基板２を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱し、続いて大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）を行う。
【００３０】
次いで、撥液化処理を行うことにより、特に有機隔壁２２１の上面及び側面の濡れ性を低下させる。具体的には、大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された基板２を室温まで冷却することで、有機隔壁２２１の上面及び側面を撥液化し、その濡れ性を低下させる。
なお、このＣＦ４プラズマ処理においては、画素電極１１１の露出面および無機隔壁２５についても多少の影響を受けるが、画素電極１１１の材料であるＩＴＯおよび無機隔壁２５の構成材料であるＳｉＯ２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、酸素プラズマ処理で濡れ性が向上した面は濡れ性がそのままに保持される。
【００３１】
次いで、前記有機隔壁２２１に囲まれた領域内に正孔注入・輸送層６０を形成する。この正孔注入・輸送層６０の形成工程では、スピンコート法や液滴吐出法が採用されるが、本実施形態では、有機隔壁２２１に囲まれた領域に正孔注入・輸送層６０の形成材料を選択的に配する必要上、特に液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。このインクジェット法により、正孔注入・輸送層６０の形成材料であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの分散液を前記画素電極１１１の露出面上に配し、その後、熱処理（乾燥・焼成処理）を例えば２００℃で１０分間程度行うことにより、厚さ２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の正孔注入・輸送層６０を形成する。なお、この正孔注入・輸送層６０の形成方法については、特に無機隔壁２５や有機隔壁２２１によって画素領域を区画しない場合、前記したようにスピンコート法を採用することもできる。
【００３２】
次いで、図５（ａ）に示すようにこの正孔注入・輸送層６０上に、発光層７０を形成する。この発光層７０の形成工程でも、前記の正孔注入・輸送層６０の形成と同様に、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、インクジェット法により、発光層の形成材料を正孔注入・輸送層６０上に吐出し、その後、窒素雰囲気中にて１３０℃で３０分間程度熱処理を行い、有機隔壁２２１に形成された開口２２１ａ内、すなわち画素領域上に厚さ５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の発光層７０を形成する。なお、発光層７０の形成材料中に用いる溶媒としては、前記正孔注入・輸送層６０を再溶解させないもの、例えばキシレンなどが好適に用いられる。また、この発光層７０の形成方法については、特に無機隔壁２５や有機隔壁２２１によって画素領域を区画しない場合、正孔注入・輸送層６０の形成の場合と同様に、スピンコート法を採用することもできる。
【００３３】
次いで、図５（ｂ）に示すように、前記発光層７０及び有機隔壁２２１を覆って例えばカルシウムを厚さ５ｎｍ程度、アルミニウムを厚さ３００ｎｍ程度に積層し、陰極１２を形成する。この陰極１２の形成に際しては、有機ＥＬ素子３を効率よく発光させるため、例えば電子注入層としてフッ化リチウムやＡｌｑ３［トリス（Ｓ−キノリノラト）アルミニウム］を発光層７０側に形成してもよい。さらに、陰極１２の形成に先立ち、有機機能層１１０の一部として、前記発光層７０の上に例えばＢＡｌｑ［ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム］からなるホールブロック層（図示せず）を形成してもよい。
【００３４】
また、この陰極１２の形成では、前記正孔注入・輸送層６０や発光層７０の形成とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うことにより、画素領域にのみ選択的に形成するのでなく、基板２のほぼ全面に陰極１２を形成する。
その後、前記陰極１２上に接着剤（吸着剤）を用いて接着層５１を形成し、さらにこの接着層５１によって封止基板（図示せず）を接着し、封止を行う。
【００３５】
その後、封止工程までを行った有機ＥＬ素子の形成基板を、低温の環境に放置する。低温環境としては、例えば０℃以下、−５０℃以上とされる。−０℃以下とすることにより、後述するように、電極および有機機能層に十分な収縮（熱収縮）を起こさせ、これによって電極と有機機能層との間の界面に生じる応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減することができるからである。また、−５０℃より低くしても、前記の応力による影響を低減する効果がほぼ飽和するため、低温環境温度としては−５０℃以上であればよい。
また、放置時間としては、例えば３０分以上、１２時間以下とされる。３０分以上放置することにより、電極および有機機能層に十分な収縮（熱収縮）を起こさせ、界面の応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減することができるからである。また、１２時間を越えて放置しても、前記の応力による影響を低減する効果がほぼ飽和するため、低温放置時間としては１２時間以下であればよい。
【００３６】
なお、封止工程後の低温放置環境については、不活性雰囲気にする必要がなく、大気雰囲気とすることができる。
また、低温放置を実施する装置としては、公知の冷蔵・冷凍装置や、ペルチェ冷却ユニットなどを用いたボードなど、種々のものが使用可能である。
【００３７】
このようにして低温放置処理（工程）を行うと、無機材料からなる画素電極（第１の電極）１１１や陰極（第２の電極）１２と、有機材料からなる有機機能層１１０との間の界面の状態が安定化し、良好になる。
すなわち、封止工程までを完了した有機ＥＬ素子には、画素電極１１１と有機機能層１１０（正孔注入・輸送層６０）との間の界面、および有機機能層１１０（発光層７０）と陰極１２との間の界面に、有機機能膜１１０や陰極１２の形成に伴う熱処理に起因する応力や、さらに封止工程での熱処理に起因する応力が生じており、これによって前記の各界面は、その状態が不安定になっている。
【００３８】
そこで、前記したように低温放置処理（工程）を行うことにより、熱処理に起因する応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減する収縮を起こさせている。すなわち、例えば陰極１２に用いられている金属の熱膨張係数が２０×１０−６／℃程度であるのに対し、有機機能層１１０を形成する有機材料の熱膨張係数は６０×１０−５／℃程度であり、有機材料の熱膨張係数の方が１桁大きい。したがって、得られる有機ＥＬ装置からなるパネルの画素サイズが１００μｍ×１００μｍである場合、例えば−４０℃の低温環境下で放置処理すると、電極（陰極１２）と有機機能膜１１０との間の熱膨張係数差に基づく線膨張差は５μｍとなり、電極（陰極１２）と有機機能膜１１０との間においては５％の収縮差が生じることになる。よって、この収縮差が、先に熱処理によって電極（画素電極１１１、陰極１２）と有機機能膜１１０との間の界面に生じていた応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減し、これを取り除くように作用するのである。
【００３９】
このようにして低温放置処理（工程）を行い、電極（画素電極１１１、陰極１２）と有機機能膜１１０との間の界面の応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを取り除いた後、常温に戻す。これにより、本発明の有機ＥＬ素子３を備える有機ＥＬ装置１を得る。
ここで、低温から常温に戻すことにより、前記の各界面では再度熱膨張が起こるが、一旦応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さが取り除かれて良好になった各界面は、この常温への復帰時には熱処理によって生じた応力の影響ほど大きな影響を受けず、したがってその良好な状態が保持される。
なお、前記の低温放置処理（工程）については、封止工程の後に行う以外に、例えば正孔注入・輸送層６０の形成後や、陰極１２の形成後に行ってもよく、さらに、正孔注入・輸送層６０の形成工程、陰極１２の形成工程、封止工程の全ての工程後に行うようにしてよい。
【００４０】
このような有機ＥＬ素子３の製造方法にあっては、低温放置を行うことにより、電極（画素電極１１１、陰極１２）と有機機能膜１１０との間の界面の応力による剥離等によって影響を受けるキャリア注入・輸送性の不安定さを低減し取り除くことができるので、電極（画素電極１１１、陰極１２）と有機機能層１１０との間の界面でのキャリアの注入・輸送性の不安定さを防止し、これによって経時的な輝度低下を抑制して長寿命化を図り、さらには駆動電圧の低下や経時的な電圧上昇を抑制することができる。
【００４１】
（実験例）
発光材料としてＴＦＢ（poly(2,7-(9,9-di-n-octylfluorene)-alt-(1,4-phenylene-((4-sec-butylphenyl)imino-1,4-phenylene)))）とＦ８ＢＴ（ジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体）とを１：１（重量比）で混合した材料を用い、それ以外は、前記実施形態と同様にして封止工程までを行い、次いで、−４０℃の低温環境に１０時間放置し、その後常温に戻した。得られた有機ＥＬ素子を所定輝度で連続駆動させたところ、５００時間連続駆動させた後の輝度は、初期輝度に対して９０％の輝度を有していた。
【００４２】
また、比較のため、封止工程までを同様にして形成し、低温放置処理（工程）を行わないで得られた有機ＥＬ素子についても、所定輝度で連続駆動させた。すると、この有機ＥＬ素子では、５００時間連続駆動させた後の輝度は、初期輝度に対して６０％の輝度しか有していなかった。
したがって、低温放置処理（工程）を行う本発明の製造方法は、得られる有機ＥＬ素子の長寿命化に有効であることが確認された。
【００４３】
次に、このようにして得られた有機ＥＬ装置１の応用例として、該有機ＥＬ装置１を備えた電子機器の具体例について説明する。
図６は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図６（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。
図６に示した携帯電話は、前記有機ＥＬ装置１を備えているので、この有機ＥＬ装置１からなる表示部１００１が長寿命化していることにより、この携帯電話自体も、表示部１００１が長寿命化し、長期信頼性が確保されたものとなる。
【００４４】
なお、本発明は前記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、前記実施形態では、発光機能層１１０を正孔注入・輸送層６０と発光層７０とから構成したが、正孔注入・輸送層を従来公知の正孔注入層と正孔輸送層との二層構造としてもよく、さらに、発光層７０と陰極１２との間に、前記したようにホールブロック層や電子注入層を形成してもよい。
また、前記実施形態では、発光層７０で発光した光を基板２側から出射させる、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置に本発明の有機ＥＬ素子を適用した例を示したが、基板２と反対側の、封止基板側から光を出射させる、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ装置の配線構造説明図である。
【図２】図１の有機ＥＬ装置の平面模式図である。
【図３】図１の有機ＥＬ装置の要部断面模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は図１の有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は図４に続く製造方法を説明する工程図である。
【図６】は本発明の電子機器の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…有機ＥＬ装置、２…基板、１２…陰極（第２の電極）、６０…正孔注入・輸送層、７０…発光層、１１０…発光機能層、１１１…画素電極（陽極；第１の電極）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極上に少なくとも有機発光層を有してなる有機機能層を形成する工程と、前記有機機能層上に第２の電極を形成する工程と、を備えた有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記有機機能層のうちの、少なくとも前記第１電極に接合する層を形成する工程の後に、前記基板を低温にて放置する工程を有していることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記の低温に放置する工程を、前記第２の電極を形成する工程の後に行うことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２の電極を形成する工程の後に、該第２の電極を封止処理する封止工程を有しており、前記の低温に放置する工程を、前記封止工程の後に行うことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１】
基板上に第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極上に少なくとも有機発光層を有してなる有機機能層を形成する工程と、前記有機機能層上に第２の電極を形成する工程と、を備えた有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記有機機能層のうちの、少なくとも前記第１電極に接合する層を形成する工程の後に、前記基板を低温にて放置する工程を有していることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記の低温に放置する工程を、前記第２の電極を形成する工程の後に行うことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２の電極を形成する工程の後に、該第２の電極を封止処理する封止工程を有しており、前記の低温に放置する工程を、前記封止工程の後に行うことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２９３６６６（Ｐ２００８−２９３６６６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３５０７７（Ｐ２００７−１３５０７７）
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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