有機ＥＬ装置の製造方法及び有機ＥＬ装置
【課題】封止性能が良好で発光特性の高い有機ＥＬ装置の製造方法及び有機ＥＬ装置を提供すること。
【解決手段】素子基板１０上に陽極１３を形成し、陽極１３を形成後、自身の上面１４ａが陽極１３の上面１３ａとほぼ面一状態になるように素子基板１０上の所定の領域に隔壁１４を形成することとしたので、陽極１３及び隔壁１４の上に有機層２５、陰極１７を積層する際に、各層内で段差が形成されるのを回避することができる。したがって、陰極１７上に設けられる陰極保護層１８内で段差が形成されるのを回避することができる。段差による陰極保護層１８の破損を防ぐことができるので、有機緩衝層１９が下層側に染み込むのを防ぐことができる。
【解決手段】素子基板１０上に陽極１３を形成し、陽極１３を形成後、自身の上面１４ａが陽極１３の上面１３ａとほぼ面一状態になるように素子基板１０上の所定の領域に隔壁１４を形成することとしたので、陽極１３及び隔壁１４の上に有機層２５、陰極１７を積層する際に、各層内で段差が形成されるのを回避することができる。したがって、陰極１７上に設けられる陰極保護層１８内で段差が形成されるのを回避することができる。段差による陰極保護層１８の破損を防ぐことができるので、有機緩衝層１９が下層側に染み込むのを防ぐことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法及び有機ＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、有機発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置（以下「有機ＥＬ装置」という）が知られている。
【０００３】
有機ＥＬ装置は、隔壁によって区切られた画素ごとに陽極と発光層と陰極とが順に積層され、陰極上が無機材料からなる陰極保護層で覆われた構成になっている場合が多い。有機材料によって隔壁を形成する場合には、隔壁の上面が陽極の上面よりも高くなるように形成されるのが一般的である。近年では、正孔注入性や電子注入性を向上させるため、陽極と発光層の間に正孔注入層を配置した構成や、発光層と陰極の間に電子注入層を配置した構成が知られている。
【０００４】
有機ＥＬ装置の発光層、正孔注入層、電子注入層に用いられる材料は、大気中の水分と反応し、劣化し易いものが多い。これらの層が劣化すると、有機ＥＬ装置にいわゆる「ダークスポット」と呼ばれる非発光領域が形成されてしまい、発光素子としての寿命が短くなってしまう。
【０００５】
これに対して、発光素子上に透明でガスバリア性に優れた珪素窒化物、珪素酸化物、セラミックス等の無機材料からなる薄膜をガスバリア層として成膜させる薄膜封止と呼ばれる技術が用いられている（例えば、特許文献１参照）。ガスバリア層を画素隔壁等がある素子基板上に直接形成すると、表面の凹凸形状によりクラック等が発生してしまう。このため、素子基板上（陰極保護層上）に有機緩衝層を形成し、その後、ガスバリア層を形成するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２４３１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、隔壁の上面が陽極の上面よりも高くなるように形成された場合、隔壁及び陽極上に正孔注入層、発光層、陰極を形成する際に、各層において段差が形成されてしまう。段差が形成されることにより、陰極上に形成される陰極保護層にも段差が形成され、当該段差部分で陰極保護層が破損することがある。有機緩衝層を形成する際に、破損した部分から有機緩衝層を構成する有機材料が染み込むと、発光層や正孔注入層が変質し、発光特性が低下する原因になる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、封止性能が良好で発光特性の高い有機ＥＬ装置の製造方法及び有機ＥＬ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に陽極を形成する陽極形成工程と、前記陽極形成工程後、自身の上面が前記陽極の上面とほぼ面一状態になるように前記基板上の所定の領域に隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁形成工程後、前記陽極上に発光層を含む有機層を形成する有機層形成工程と、前記有機層上に陰極を形成する陰極形成工程と、前記陰極上に陰極保護層を形成する陰極保護層形成工程と、前記陰極保護層上に有機材料を用いて有機緩衝層を形成する有機緩衝層形成工程とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、基板上に陽極を形成し、陽極形成後、自身の上面が陽極の上面とほぼ面一状態になるように基板上の所定の領域に隔壁を形成することとしたので、陽極及び隔壁の上に有機層、陰極を積層する際に、各層内で段差が形成されるのを回避することができる。したがって、陰極上に設けられる陰極保護層内で段差が形成されるのを回避することができる。段差による陰極保護層の破損を防ぐことができるので、有機緩衝層が下層側に染み込むのを防ぐことができる。これにより、封止性能が良好で発光特性の高い有機ＥＬ装置を製造することができる。
【０００８】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記隔壁形成工程が、前記隔壁の上面が前記陽極の上面よりも高い位置になるように前記隔壁を形成し、前記隔壁の上面をエッチングして前記陽極の上面の高さに合わせることを特徴とする。
本発明によれば、隔壁を形成する際に、まず隔壁の上面が陽極の上面よりも高い位置になるように形成し、当該隔壁の上面をエッチングして陽極の上面の高さに合わせることとしたので、隔壁の上面と陽極の上面とを高精度で面一状態にすることができる。
【０００９】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記隔壁形成工程では、前記隔壁の上面及び前記陽極の上面をエッチングすることを特徴とする。
本発明によれば、隔壁の上面のみならず陽極の上面をエッチングすることとしたので、陽極の上面を平坦にすることができる。陽極の上面が平坦でない場合、陽極から正孔注入層内へ正孔が漏出するおそれがある。本発明では、陽極の上面を平坦にすることによって正孔の漏出を防ぐことができる。
【００１０】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記隔壁形成工程が、前記隔壁を形成し、ＣＭＰ法によって前記隔壁の上面を前記陽極の上面とほぼ面一状態にすることを特徴とする。
本発明によれば、隔壁を形成する際に、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法によって隔壁の上面を陽極の上面とほぼ面一状態にすることとしたので、隔壁の上面をエッチングするのと同時に陽極の上面をもエッチングすることができる。これにより、隔壁上面のエッチングと陽極上面のエッチングとを一工程で行うことができる。
【００１１】
本発明に係る有機ＥＬ装置は、基板上に設けられた陽極と、自身の上面が前記陽極の上面とほぼ面一状態になるように前記基板上の所定の領域に設けられた有機材料からなる隔壁と、前記陽極上に設けられ、発光層を含む有機層と、前記有機層上に設けられた陰極と、無機材料からなり前記陰極上に設けられた陰極保護層と、有機材料からなり前記陰極保護層上に設けられた有機緩衝層とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、基板上に設けられた陽極と、自身の上面が陽極の上面とほぼ面一状態になるように基板上の所定の領域に設けられた有機材料からなる隔壁とを有しているので、陽極と隔壁との間には段差がほとんど無いことになる。このため、これら陽極及び隔壁上に設けられる有機層及び陰極を平坦にすることができる。これにより、陰極保護層が破損するのを回避することができ、有機緩衝層を構成する有機材料が下層側に染み込むのを防ぐことができる。
【００１２】
上記の有機ＥＬ装置は、前記有機層が前記基板の全面に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、有機層が基板の全面に設けられていることとしたので、当該有機層上の陰極を平坦にすることができる。これにより、陰極保護層が破損するのを回避することができ、有機緩衝層を構成する有機材料が下層側に染み込むのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。以下に示す各図においては、図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００１４】
（有機ＥＬ装置）
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１の構成を示す平面図である。本実施形態では、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置を例に挙げて説明する。トップエミッション構造は、光を素子基板側ではなく封止基板側から取り出す構造であり、素子基板に配置された各種回路の大きさに影響されずに発光面積を広く確保できるという利点がある。電圧及び電流を抑えつつ輝度を確保することが可能であり、発光素子の寿命を長く維持することが可能になっている。
【００１５】
同図に示すように、有機ＥＬ装置１は、素子基板１０に表示領域（図中一点鎖線の内側の領域）２と非表示領域（図中一点鎖線の外側の領域）３とを有する構成になっている。
【００１６】
表示領域２には、実表示領域４（図中二点鎖線の内側の領域）とダミー領域（図中二点鎖線の外側の領域）５とが設けられている。
【００１７】
実表示領域４内には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光が射出されるサブ画素がマトリクス状に配列されている。赤色のサブ画素、緑色のサブ画素、青色のサブ画素は１列ずつストライプ状に設けられており、このストライプが行方向に繰り返し形成されている。隣接する赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素が１組になって画素が形成されており、１つの画素内で赤色、緑色、青色の光を混色させることでフルカラー表示が可能になっている。
【００１８】
ダミー領域５には、主として各サブ画素を発光させるための回路が設けられている。例えば、実表示領域４の図中左辺及び右辺に沿うように走査線駆動回路８０が配置されており、実表示領域４の図中上辺に沿うように検査回路９０が配置されている。検査回路９０は、有機ＥＬ装置１の作動状況を検査するための回路である。例えば検査結果を外部ドライバなどに出力し、製造途中や出荷時における有機ＥＬ装置１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。
【００１９】
図２は、有機ＥＬ装置１の構成を示す断面図であり、１組の画素について示したものである。
同図に示すように、有機ＥＬ装置１は、素子基板１０上に駆動回路層６と、有機ＥＬ層７と、封止層８と、封止基板９とが順に積層された構成になっている。
【００２０】
駆動回路層６には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）素子を構成する半導体層３０が設けられている。半導体層３０は、例えばシリコンなどの半導体からなり、素子基板１０上に設けられている。絶縁層１１は、少なくとも上述のサブ画素が設けられる領域と半導体層３０の一部とを覆うように素子基板１０上に設けられており、サブ画素の間の領域では絶縁層１１が途切れている。
【００２１】
有機ＥＬ層７には、光反射膜１２と、陽極１３と、隔壁１４と、正孔注入層１５と、発光層１６と、陰極１７とが設けられている。
光反射膜１２は、発光層１６で発光する光を封止層８側へ反射する反射部材である。光反射膜１２は、例えばアルミニウムや銅、銀などの光反射可能な材料からなり、絶縁層１１上に設けられている。光反射膜１２は、上述のサブ画素に平面視で重なる領域に配置されている。
【００２２】
陽極１３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：登録商標）などの光透過性を有する導電材料からなり、光反射膜１２を覆うように上述のサブ画素に平面視で重なる領域に配置されている。陽極１３の一端が絶縁層１１内に延在しており、この延在部分が半導体層３０のドレイン領域に接続されている。陽極１３の上面１３ａは平坦になっている。
【００２３】
本実施形態の有機ＥＬ装置１はトップエミッション構造であるため、陽極１３の材料として光透過性を有する材料を用いる必要はない。例えばアルミ等の金属材料を用いてもよい。金属材料を用いた場合、光反射膜１２は設けなくてもよい。
【００２４】
隔壁１４は、例えばアクリル樹脂等の有機絶縁材料からなり、上述の各サブ画素の間の領域に配置されている。隔壁１４は、陽極１３のうち半導体層３０のドレイン領域に接続される部分の上側に積層されている。隔壁１４の上面１４ａは平坦になっている。隔壁１４の上面１４ａと陽極１３の上面１３ａとの間の段差は約１０ｎｍ以下になっており、上面１４ａと上面１３ａとはほぼ面一状態になっている。
【００２５】
正孔注入層１５は、隔壁の上面１４ａ及び陽極１３の上面１３ａを覆うように素子基板１０のほぼ全面に設けられている。正孔注入層１５は、例えばトリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体やＴＤＰ（トリフェニルジアミン）系の材料からなる。
【００２６】
発光層１６は、白色に発光する発光材料からなり、正孔注入層１５を覆うように設けられている。発光材料としては、例えばスチリルアミン系発光材料、アントラセン系ドーパミント（青色）、或いはスチリルアミン系発光材料、ルブレン系ドーパミント（黄色）が用いられる。正孔注入層１５と発光層１６とで有機層２５を構成している。
【００２７】
陰極１７は、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料からなり、発光層１６を覆うように設けられている。本実施形態はトップエミッション構造であることから、陰極１７は光透過性を有する材料からなる必要がある。また、陰極１７は、電子注入効果の大きい（仕事関数が４ｅＶ以下）材料が好適に用いられる。例えば、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム、リチウム金属、又はこれらの金属化合物を透明性が得られる膜厚に調整して用いる。金属化合物としては、フッ化カルシウム等の金属フッ化物や酸化リチウム等の金属酸化物、アセチルアセトナトカルシウム等の有機金属錯体が挙げられる。
【００２８】
これらの材料のほかにも、電気抵抗を低減するため、上記のサブ画素の間の領域においてアルミニウムや金、銀、銅などの金属層をパターン形成したり、ＩＴＯや酸化錫などの透明な金属酸化物導電層との積層体と組み合わせて用いたりしてもよい。組み合わせとしては、例えば、フッ化リチウムとマグネシウム−銀合金、ＩＴＯの積層体などが挙げられる。
【００２９】
封止層８には、陰極保護層１８と、有機緩衝層１９と、ガスバリア層２０とが設けられている。
陰極保護層１８は、陰極１７を覆うように設けられている。陰極保護層１８は、透明性や密着性、耐水性などの面から、珪素酸窒化物などの無機化合物で構成することが望ましい。陰極保護層１８の膜厚は１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下にすることが好ましい。
【００３０】
有機緩衝層１９は、陰極保護層１８を覆うように設けられている。有機緩衝層１９は、素子基板１０の反りや体積膨張により発生する応力を緩和し、陰極保護層１８が陰極１７から剥離するのを防止する機能を有している。有機緩衝層１９の弾性率としては、１〜１０ＧＰａであることが好ましい。１０ＧＰａ以上では、隔壁１４上を平坦化した際の応力を吸収することができず、１ＧＰａ以下では耐摩耗性や耐熱性等が不足するためである。
【００３１】
有機緩衝層１９の最適な膜厚としては、３〜１０μｍが好ましい。有機緩衝層１９の膜厚が厚いほうが異物混入した場合等にガスバリア層２０の欠陥を防ぐが、有機緩衝層１９を合わせた層厚が１０μｍを超えると、後述する着色層２３と発光層１６の距離が広がり側面に逃げる光が増えるため光を取り出す効率が低下するからである。
【００３２】
有機緩衝層１９の原料主成分としては、減圧雰囲気下でスクリーン印刷法により形成するために、流動性に優れ、かつ溶媒や揮発成分の無い、全てが高分子骨格の原料となる有機化合物材料である必要があり、好ましくはエポキシ基を有する分子量３０００以下のエポキシモノマー／オリゴマーが用いられる（モノマーの定義：分子量１０００以下、オリゴマーの定義：分子量１０００〜３０００）。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシオリゴマーやビスフェノールＦ型エポキシオリゴマー、フェノールノボラック型エポキシオリゴマー、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、３，４-エポキシシクロヘキセニルメチル-３'，４'-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ε-カプロラクトン変性３，４-エポキシシクロヘキシルメチル３'，４'-エポキシシクロヘキサンカルボキレートなどがあり、これらが単独もしくは複数組み合わされて用いられる。
【００３３】
ガスバリア層２０は、有機緩衝層１９覆うように設けられている。ガスバリア層２０は、酸素や水分が浸入するのを防止するためのもので、これにより酸素や水分による有機層２５の劣化等を抑えることができるようになっている。ガスバリア層２０は、透明性、ガスバリア性、耐水性を考慮して、窒素を含む珪素化合物、すなわち珪素窒化物や無機化合物によって形成されていることが好ましい。ガスバリア層２０の弾性率は、１００ＧＰａ以上、具体的には２００〜２５０ＧＰａ程度が好ましい。
【００３４】
ガスバリア層２０の膜厚は、２００〜６００ｎｍ程度が好ましい。２００ｎｍ未満であると、異物に対する被覆性が不足し部分的に貫通孔が形成されてしまい、ガスバリア性が損なわれてしまうおそれがあるからであり、６００ｎｍを越えると、応力によるクラックが生じてしまうおそれがあるからである。
【００３５】
ガスバリア層２０は、複数の層を積層させた構造にしてもよいし、その組成を不均一にし、酸素濃度が連続的に、あるいは非連続的に変化するような構成としてもよい。ガスバリア層２０を積層構造とした場合の膜厚は、第一ガスバリア層としては、２００〜４００ｎｍが好ましく、２００ｎｍ未満では有機緩衝層１９の表面及び側面被覆が不足してしまう。異物等の被覆性を向上させる第二ガスバリア層としては、２００〜８００ｎｍが好ましい。
【００３６】
本実施形態では有機ＥＬ装置１をトップエミッション構造としていることから、ガスバリア層２０は光透過性を有する必要がある。このため材質や膜厚を適宜に調整する必要がある。本実施形態では、可視光領域における光線透過率を例えば８０％以上に調節している。
【００３７】
封止基板９は、透明基板２４の面２４ａ上に遮光層２２と着色層２３とが設けられた構成になっており、面２４ａ側が接着層２１を介して封止層８のガスバリア層２０に貼り付けられた構成になっている。接着層２１としては、有機緩衝層１９と同様、例えばエポキシ基を有する分子量３０００以下のエポキシモノマー／オリゴマーが好適に用いられる（モノマーの定義：分子量１０００以下、オリゴマーの定義：分子量１０００〜３０００）。
【００３８】
透明基板２４は、ガラスまたは透明プラスチック（ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネ―ト、ポリオレフィン等）などの光透過性を有する材料で構成されている。
【００３９】
着色層２３は、上述のサブ画素に平面視で重なる領域に配置されており、赤色のサブ画素には赤色着色層２３Ｒが、緑色のサブ画素には緑色着色層２３Ｇが、青色のサブ画素には青色着色層２３Ｂが、それぞれ設けられている。遮光層２２は、サブ画素の間の領域に形成されている。
【００４０】
図３は、有機ＥＬ装置１の回路構造を示す模式図である。
有機ＥＬ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…とからなる配線構成になっている。走査線１０１…と信号線１０２…との各交点付近に画素領域（サブ画素）Ｘ…を形成したものである。
【００４１】
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。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。
【００４２】
画素領域Ｘ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ＴＦＴ（スイッチング素子）１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２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１１３と、該保持容量１１３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ＴＦＴ３０と、この駆動用ＴＦＴ３０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１３と、該陽極１３と陰極１７との間に挟み込まれた正孔注入層１５及び発光層１６とが設けられている。
【００４３】
この有機ＥＬ装置１は、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２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１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて駆動用ＴＦＴ３０のオン・オフ状態が決まる。駆動用ＴＦＴ３０がオン状態のとき、チャネルを介して電源線１０３から陽極１３に電流が流れ、正孔注入層１５を介して発光層１６に正孔が注入される。一方、陰極１７からは電子が発光層１６に注入される。発光層１６において注入された正孔と電子とが結合して発光する。
【００４４】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、上記のように構成された有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。図４から図６は、有機ＥＬ装置１の製造過程を示す工程図である。
【００４５】
まず、素子基板１０上にＴＦＴを構成する半導体層３０を形成し、絶縁層１１を形成する。絶縁層を形成したら、図４に示すように、光反射膜１２及び陽極１３を形成する。陽極１３は、例えばサブ画素に平面視で重なる領域以外の領域をマスクで覆ってスパッタリング法によって形成する。半導体層３０のドレイン領域に接続する延在部分も併せて形成する。
【００４６】
陽極１３を形成したら、隔壁１４を形成する。隔壁１４は、図５に示すように、サブ画素の間の領域に開口部４０ａを有するマスク４０で覆った状態で、スパッタリング法によって形成する。このとき隔壁１４の上面１４ａが陽極１３の上面１３ａよりも高い位置になるように形成する。
【００４７】
隔壁１４を上記のように形成したら、ＣＭＰ法によって隔壁１４の上面１４ａをエッチングし、当該上面１４ａを陽極１３の上面１３ａとほぼ面一状態になるようにする。このとき、隔壁１４の上面１４ａ及び陽極１３の上面１３ａについてもエッチングされ、上面１４ａ及び上面１３ａが平坦化される。図６は、上面１４ａ及び上面１３ａが平坦化された後の様子を示している。
【００４８】
上面１４ａ及び上面１３ａを平坦化したら、この上面１４ａ及び上面１３ａを洗浄し、これらを覆うように正孔注入層１５、発光層１６及び陰極１７を形成する。正孔注入層１５、発光層１６及び陰極１７は、それぞれ蒸着法によって素子基板１０のほぼ全面に形成する。図７に示すように、陰極１７の上面１７ａが平坦に形成される。
【００４９】
陰極１７を形成したら、陰極保護層１８を形成する。陰極保護層１８は、図８に示すように、平坦に形成された陰極１７の上面１７ａ上に形成されることになる。
陰極保護層１８を形成したら、図９に示すように、当該陰極保護層１８上に有機緩衝層１９を形成する。その後、接着層２１を介して透明基板２４を貼り付けて、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００５０】
本実施形態によれば、素子基板１０上に陽極１３を形成し、陽極１３を形成後、自身の上面１４ａが陽極１３の上面１３ａとほぼ面一状態になるように素子基板１０上の所定の領域に隔壁１４を形成することとしたので、陽極１３及び隔壁１４の上に有機層２５、陰極１７を積層する際に、各層内で段差が形成されるのを回避することができる。したがって、陰極１７上に設けられる陰極保護層１８内で段差が形成されるのを回避することができる。段差による陰極保護層１８の破損を防ぐことができるので、有機緩衝層１９が下層側に染み込むのを防ぐことができる。これにより、封止性能が良好で発光特性の高い有機ＥＬ装置１を製造することができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、隔壁１４の上面１４ａのみならず陽極１３の上面１３ａをエッチングすることとしたので、陽極１３の上面１３ａを平坦にすることができる。陽極の上面が平坦でない場合、陽極から正孔注入層内へ正孔が漏出するおそれがある。本実施形態では、陽極１３の上面１３ａを平坦にすることによって正孔の漏出を防ぐことができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、隔壁１４を形成する際に、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法によって隔壁１４の上面１４ａを陽極１３の上面１３ａとほぼ面一状態にすることとしたので、隔壁１４の上面１４ａをエッチングするのと同時に陽極１３の上面１３ａをもエッチングすることができる。これにより、上面１４ａのエッチングと上面１３ａのエッチングとを一工程で行うことができる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態では、発光層の構成が第１実施形態とは異なっているので、この点を中心に説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素については、説明を一部省略している。
【００５４】
図１０は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置２０１の構成を示す断面図であり、第１実施形態の図２に対応したものである。
同図に示すように、有機ＥＬ装置２０１は、素子基板２１０上に駆動回路層２０６と、有機ＥＬ層２０７と、封止層２０８と、封止基板２０９とが順に積層された構成になっている。このうち、駆動回路層２０６、封止層２０８については第１実施形態と同一の構成になっている。
【００５５】
有機ＥＬ層２０７には、光反射膜２１２と、陽極２１３と、隔壁２１４と、正孔注入層２１５と、発光層２１６と、陰極２１７とが設けられている。このうち、光反射膜２１２、陽極２１３、隔壁２１４、正孔注入層２１５、陰極２１７については第１実施形態と同一の構成になっている。
【００５６】
発光層２１６については、上述のサブ画素に平面視で重なる領域に異なる色を発光する発光層がそれぞれ配置されている。具体的には、赤色のサブ画素には赤色発光層２１６Ｒが、緑色のサブ画素には緑色発光層２１６Ｇが、青色のサブ画素には青色発光層２１６Ｂが、それぞれ設けられている。
【００５７】
発光層２１６を構成する材料としては、例えば高分子材料としては（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。
【００５８】
低分子材料としては、Ａｌｑ３、ＤＰＶＢｉなどのホスト材料、これにナイルレッド、ＤＣＭ、ルブレン、ぺリレン、ローダミンなどをドープして、またはホスト単独で、蒸着法にて用いることができる。蒸着法で形成する場合、１色の発光層２１６についてそれぞれ個別に形成する。例えば、赤色発光層２１６Ｒを形成する場合には、当該赤色発光層２１６Ｒが設けられる領域に開口部を有すると共に他の色の発光層が設けられる領域を遮蔽するマスクをして蒸着する。他の色の発光層を形成する場合も同様である。
【００５９】
本実施形態においても、素子基板２１０上に設けられた陽極２１３と、自身の上面が陽極２１３の上面２１３ａとほぼ面一状態になるように素子基板２１０上の所定の領域に設けられた有機材料からなる隔壁２１４とを有しているので、陽極２１３と隔壁２１４との間には段差がほとんど無いことになる。このため、これら陽極２１３の上面２１３ａ及び隔壁の上面２１４ａに設けられる有機層２２５及び陰極２１７を平坦にすることができる。これにより、陰極保護層２１８が破損するのを回避することができ、有機緩衝層２１９を構成する有機材料が下層側に染み込むのを防ぐことができる。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態では、上述の有機ＥＬ装置１、２０１を備えた電子機器の例について説明する。
【００６１】
図１１（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号３５０は携帯電話本体を示し、符号３５１は有機ＥＬ装置１、２０１を備えた表示部を示している。
【００６２】
図１１（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１１（ｂ）において、符号３６０は情報処理装置、符号３６１はキーボードなどの入力部、符号３６３は情報処理本体、符号３６２は有機ＥＬ装置１、２０１を備えた表示部を示している。
【００６３】
図１１（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、符号３７０は時計本体を示し、符号３７１は有機ＥＬ装置１、２０１を備えた表示部を示している。
【００６４】
図１１（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、先の実施形態に示した有機ＥＬ装置１、２０１が備えられたものであるので、表示特性が良好な電子機器となる。
【００６５】
なお、電子機器としては、前記電子機器に限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ディスクトップ型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。
【００６６】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、有機層２５を構成する層として、正孔注入層１５及び発光層１６を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば発光層１６の上層側にアルミニウムキノリノール（Ａｌｑ３）などからなる電子注入層をさらに設けた構成であっても構わない。
また、上記実施形態ではトップエミッション構造の有機ＥＬ装置を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、ボトムエミッション構造の有機ＥＬ装置においても本発明の適用は可能である。
また、上記実施形態では、隔壁を形成する際に隔壁の上面を陽極の上面よりも高い位置に一旦形成し、その後ＣＭＰ法によって隔壁の上面をエッチングする手法を説明したが、これに限られることは無い。例えば、隔壁を形成する際に、スパッタリングの時間を制御することにより、隔壁の上面を陽極の上面にそろえるように形成しても構わない。これにより、隔壁形成と面一化とを一工程で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す平面図。
【図２】本実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す断面図。
【図３】本実施形態に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す回路図。
【図４】本実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造過程を示す工程図。
【図５】同、工程図。
【図６】同、工程図。
【図７】同、工程図。
【図８】同、工程図。
【図９】同、工程図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す断面図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る電子機器の構成を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１、２０１…有機ＥＬ装置 ２…表示領域 ６、２０６…駆動回路層 ７、２０７…有機ＥＬ層 ８、２０８…封止層 ９、２０９…封止基板 １０、２１０…素子基板 １３、２１３…陽極 １３ａ、２１３ａ…上面 １４、２１４…隔壁 １４ａ、２１４ａ…上面 １５、２１５…正孔注入層 １６、２１６…発光層 １７、２１７…陰極 １７ａ、…上面 １８、…陰極保護層 １９、…有機緩衝層 ２０、…ガスバリア層 ２５…有機層 ４０ａ…開口部 ４０…マスク ２１６Ｒ…赤色発光層 ２１６Ｇ…緑色発光層 ２１６Ｂ…青色発光層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法及び有機ＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、有機発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置（以下「有機ＥＬ装置」という）が知られている。
【０００３】
有機ＥＬ装置は、隔壁によって区切られた画素ごとに陽極と発光層と陰極とが順に積層され、陰極上が無機材料からなる陰極保護層で覆われた構成になっている場合が多い。有機材料によって隔壁を形成する場合には、隔壁の上面が陽極の上面よりも高くなるように形成されるのが一般的である。近年では、正孔注入性や電子注入性を向上させるため、陽極と発光層の間に正孔注入層を配置した構成や、発光層と陰極の間に電子注入層を配置した構成が知られている。
【０００４】
有機ＥＬ装置の発光層、正孔注入層、電子注入層に用いられる材料は、大気中の水分と反応し、劣化し易いものが多い。これらの層が劣化すると、有機ＥＬ装置にいわゆる「ダークスポット」と呼ばれる非発光領域が形成されてしまい、発光素子としての寿命が短くなってしまう。
【０００５】
これに対して、発光素子上に透明でガスバリア性に優れた珪素窒化物、珪素酸化物、セラミックス等の無機材料からなる薄膜をガスバリア層として成膜させる薄膜封止と呼ばれる技術が用いられている（例えば、特許文献１参照）。ガスバリア層を画素隔壁等がある素子基板上に直接形成すると、表面の凹凸形状によりクラック等が発生してしまう。このため、素子基板上（陰極保護層上）に有機緩衝層を形成し、その後、ガスバリア層を形成するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２４３１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、隔壁の上面が陽極の上面よりも高くなるように形成された場合、隔壁及び陽極上に正孔注入層、発光層、陰極を形成する際に、各層において段差が形成されてしまう。段差が形成されることにより、陰極上に形成される陰極保護層にも段差が形成され、当該段差部分で陰極保護層が破損することがある。有機緩衝層を形成する際に、破損した部分から有機緩衝層を構成する有機材料が染み込むと、発光層や正孔注入層が変質し、発光特性が低下する原因になる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、封止性能が良好で発光特性の高い有機ＥＬ装置の製造方法及び有機ＥＬ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に陽極を形成する陽極形成工程と、前記陽極形成工程後、自身の上面が前記陽極の上面とほぼ面一状態になるように前記基板上の所定の領域に隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁形成工程後、前記陽極上に発光層を含む有機層を形成する有機層形成工程と、前記有機層上に陰極を形成する陰極形成工程と、前記陰極上に陰極保護層を形成する陰極保護層形成工程と、前記陰極保護層上に有機材料を用いて有機緩衝層を形成する有機緩衝層形成工程とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、基板上に陽極を形成し、陽極形成後、自身の上面が陽極の上面とほぼ面一状態になるように基板上の所定の領域に隔壁を形成することとしたので、陽極及び隔壁の上に有機層、陰極を積層する際に、各層内で段差が形成されるのを回避することができる。したがって、陰極上に設けられる陰極保護層内で段差が形成されるのを回避することができる。段差による陰極保護層の破損を防ぐことができるので、有機緩衝層が下層側に染み込むのを防ぐことができる。これにより、封止性能が良好で発光特性の高い有機ＥＬ装置を製造することができる。
【０００８】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記隔壁形成工程が、前記隔壁の上面が前記陽極の上面よりも高い位置になるように前記隔壁を形成し、前記隔壁の上面をエッチングして前記陽極の上面の高さに合わせることを特徴とする。
本発明によれば、隔壁を形成する際に、まず隔壁の上面が陽極の上面よりも高い位置になるように形成し、当該隔壁の上面をエッチングして陽極の上面の高さに合わせることとしたので、隔壁の上面と陽極の上面とを高精度で面一状態にすることができる。
【０００９】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記隔壁形成工程では、前記隔壁の上面及び前記陽極の上面をエッチングすることを特徴とする。
本発明によれば、隔壁の上面のみならず陽極の上面をエッチングすることとしたので、陽極の上面を平坦にすることができる。陽極の上面が平坦でない場合、陽極から正孔注入層内へ正孔が漏出するおそれがある。本発明では、陽極の上面を平坦にすることによって正孔の漏出を防ぐことができる。
【００１０】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記隔壁形成工程が、前記隔壁を形成し、ＣＭＰ法によって前記隔壁の上面を前記陽極の上面とほぼ面一状態にすることを特徴とする。
本発明によれば、隔壁を形成する際に、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法によって隔壁の上面を陽極の上面とほぼ面一状態にすることとしたので、隔壁の上面をエッチングするのと同時に陽極の上面をもエッチングすることができる。これにより、隔壁上面のエッチングと陽極上面のエッチングとを一工程で行うことができる。
【００１１】
本発明に係る有機ＥＬ装置は、基板上に設けられた陽極と、自身の上面が前記陽極の上面とほぼ面一状態になるように前記基板上の所定の領域に設けられた有機材料からなる隔壁と、前記陽極上に設けられ、発光層を含む有機層と、前記有機層上に設けられた陰極と、無機材料からなり前記陰極上に設けられた陰極保護層と、有機材料からなり前記陰極保護層上に設けられた有機緩衝層とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、基板上に設けられた陽極と、自身の上面が陽極の上面とほぼ面一状態になるように基板上の所定の領域に設けられた有機材料からなる隔壁とを有しているので、陽極と隔壁との間には段差がほとんど無いことになる。このため、これら陽極及び隔壁上に設けられる有機層及び陰極を平坦にすることができる。これにより、陰極保護層が破損するのを回避することができ、有機緩衝層を構成する有機材料が下層側に染み込むのを防ぐことができる。
【００１２】
上記の有機ＥＬ装置は、前記有機層が前記基板の全面に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、有機層が基板の全面に設けられていることとしたので、当該有機層上の陰極を平坦にすることができる。これにより、陰極保護層が破損するのを回避することができ、有機緩衝層を構成する有機材料が下層側に染み込むのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。以下に示す各図においては、図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００１４】
（有機ＥＬ装置）
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１の構成を示す平面図である。本実施形態では、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置を例に挙げて説明する。トップエミッション構造は、光を素子基板側ではなく封止基板側から取り出す構造であり、素子基板に配置された各種回路の大きさに影響されずに発光面積を広く確保できるという利点がある。電圧及び電流を抑えつつ輝度を確保することが可能であり、発光素子の寿命を長く維持することが可能になっている。
【００１５】
同図に示すように、有機ＥＬ装置１は、素子基板１０に表示領域（図中一点鎖線の内側の領域）２と非表示領域（図中一点鎖線の外側の領域）３とを有する構成になっている。
【００１６】
表示領域２には、実表示領域４（図中二点鎖線の内側の領域）とダミー領域（図中二点鎖線の外側の領域）５とが設けられている。
【００１７】
実表示領域４内には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光が射出されるサブ画素がマトリクス状に配列されている。赤色のサブ画素、緑色のサブ画素、青色のサブ画素は１列ずつストライプ状に設けられており、このストライプが行方向に繰り返し形成されている。隣接する赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素が１組になって画素が形成されており、１つの画素内で赤色、緑色、青色の光を混色させることでフルカラー表示が可能になっている。
【００１８】
ダミー領域５には、主として各サブ画素を発光させるための回路が設けられている。例えば、実表示領域４の図中左辺及び右辺に沿うように走査線駆動回路８０が配置されており、実表示領域４の図中上辺に沿うように検査回路９０が配置されている。検査回路９０は、有機ＥＬ装置１の作動状況を検査するための回路である。例えば検査結果を外部ドライバなどに出力し、製造途中や出荷時における有機ＥＬ装置１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。
【００１９】
図２は、有機ＥＬ装置１の構成を示す断面図であり、１組の画素について示したものである。
同図に示すように、有機ＥＬ装置１は、素子基板１０上に駆動回路層６と、有機ＥＬ層７と、封止層８と、封止基板９とが順に積層された構成になっている。
【００２０】
駆動回路層６には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）素子を構成する半導体層３０が設けられている。半導体層３０は、例えばシリコンなどの半導体からなり、素子基板１０上に設けられている。絶縁層１１は、少なくとも上述のサブ画素が設けられる領域と半導体層３０の一部とを覆うように素子基板１０上に設けられており、サブ画素の間の領域では絶縁層１１が途切れている。
【００２１】
有機ＥＬ層７には、光反射膜１２と、陽極１３と、隔壁１４と、正孔注入層１５と、発光層１６と、陰極１７とが設けられている。
光反射膜１２は、発光層１６で発光する光を封止層８側へ反射する反射部材である。光反射膜１２は、例えばアルミニウムや銅、銀などの光反射可能な材料からなり、絶縁層１１上に設けられている。光反射膜１２は、上述のサブ画素に平面視で重なる領域に配置されている。
【００２２】
陽極１３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：登録商標）などの光透過性を有する導電材料からなり、光反射膜１２を覆うように上述のサブ画素に平面視で重なる領域に配置されている。陽極１３の一端が絶縁層１１内に延在しており、この延在部分が半導体層３０のドレイン領域に接続されている。陽極１３の上面１３ａは平坦になっている。
【００２３】
本実施形態の有機ＥＬ装置１はトップエミッション構造であるため、陽極１３の材料として光透過性を有する材料を用いる必要はない。例えばアルミ等の金属材料を用いてもよい。金属材料を用いた場合、光反射膜１２は設けなくてもよい。
【００２４】
隔壁１４は、例えばアクリル樹脂等の有機絶縁材料からなり、上述の各サブ画素の間の領域に配置されている。隔壁１４は、陽極１３のうち半導体層３０のドレイン領域に接続される部分の上側に積層されている。隔壁１４の上面１４ａは平坦になっている。隔壁１４の上面１４ａと陽極１３の上面１３ａとの間の段差は約１０ｎｍ以下になっており、上面１４ａと上面１３ａとはほぼ面一状態になっている。
【００２５】
正孔注入層１５は、隔壁の上面１４ａ及び陽極１３の上面１３ａを覆うように素子基板１０のほぼ全面に設けられている。正孔注入層１５は、例えばトリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体やＴＤＰ（トリフェニルジアミン）系の材料からなる。
【００２６】
発光層１６は、白色に発光する発光材料からなり、正孔注入層１５を覆うように設けられている。発光材料としては、例えばスチリルアミン系発光材料、アントラセン系ドーパミント（青色）、或いはスチリルアミン系発光材料、ルブレン系ドーパミント（黄色）が用いられる。正孔注入層１５と発光層１６とで有機層２５を構成している。
【００２７】
陰極１７は、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料からなり、発光層１６を覆うように設けられている。本実施形態はトップエミッション構造であることから、陰極１７は光透過性を有する材料からなる必要がある。また、陰極１７は、電子注入効果の大きい（仕事関数が４ｅＶ以下）材料が好適に用いられる。例えば、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム、リチウム金属、又はこれらの金属化合物を透明性が得られる膜厚に調整して用いる。金属化合物としては、フッ化カルシウム等の金属フッ化物や酸化リチウム等の金属酸化物、アセチルアセトナトカルシウム等の有機金属錯体が挙げられる。
【００２８】
これらの材料のほかにも、電気抵抗を低減するため、上記のサブ画素の間の領域においてアルミニウムや金、銀、銅などの金属層をパターン形成したり、ＩＴＯや酸化錫などの透明な金属酸化物導電層との積層体と組み合わせて用いたりしてもよい。組み合わせとしては、例えば、フッ化リチウムとマグネシウム−銀合金、ＩＴＯの積層体などが挙げられる。
【００２９】
封止層８には、陰極保護層１８と、有機緩衝層１９と、ガスバリア層２０とが設けられている。
陰極保護層１８は、陰極１７を覆うように設けられている。陰極保護層１８は、透明性や密着性、耐水性などの面から、珪素酸窒化物などの無機化合物で構成することが望ましい。陰極保護層１８の膜厚は１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下にすることが好ましい。
【００３０】
有機緩衝層１９は、陰極保護層１８を覆うように設けられている。有機緩衝層１９は、素子基板１０の反りや体積膨張により発生する応力を緩和し、陰極保護層１８が陰極１７から剥離するのを防止する機能を有している。有機緩衝層１９の弾性率としては、１〜１０ＧＰａであることが好ましい。１０ＧＰａ以上では、隔壁１４上を平坦化した際の応力を吸収することができず、１ＧＰａ以下では耐摩耗性や耐熱性等が不足するためである。
【００３１】
有機緩衝層１９の最適な膜厚としては、３〜１０μｍが好ましい。有機緩衝層１９の膜厚が厚いほうが異物混入した場合等にガスバリア層２０の欠陥を防ぐが、有機緩衝層１９を合わせた層厚が１０μｍを超えると、後述する着色層２３と発光層１６の距離が広がり側面に逃げる光が増えるため光を取り出す効率が低下するからである。
【００３２】
有機緩衝層１９の原料主成分としては、減圧雰囲気下でスクリーン印刷法により形成するために、流動性に優れ、かつ溶媒や揮発成分の無い、全てが高分子骨格の原料となる有機化合物材料である必要があり、好ましくはエポキシ基を有する分子量３０００以下のエポキシモノマー／オリゴマーが用いられる（モノマーの定義：分子量１０００以下、オリゴマーの定義：分子量１０００〜３０００）。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシオリゴマーやビスフェノールＦ型エポキシオリゴマー、フェノールノボラック型エポキシオリゴマー、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、３，４-エポキシシクロヘキセニルメチル-３'，４'-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ε-カプロラクトン変性３，４-エポキシシクロヘキシルメチル３'，４'-エポキシシクロヘキサンカルボキレートなどがあり、これらが単独もしくは複数組み合わされて用いられる。
【００３３】
ガスバリア層２０は、有機緩衝層１９覆うように設けられている。ガスバリア層２０は、酸素や水分が浸入するのを防止するためのもので、これにより酸素や水分による有機層２５の劣化等を抑えることができるようになっている。ガスバリア層２０は、透明性、ガスバリア性、耐水性を考慮して、窒素を含む珪素化合物、すなわち珪素窒化物や無機化合物によって形成されていることが好ましい。ガスバリア層２０の弾性率は、１００ＧＰａ以上、具体的には２００〜２５０ＧＰａ程度が好ましい。
【００３４】
ガスバリア層２０の膜厚は、２００〜６００ｎｍ程度が好ましい。２００ｎｍ未満であると、異物に対する被覆性が不足し部分的に貫通孔が形成されてしまい、ガスバリア性が損なわれてしまうおそれがあるからであり、６００ｎｍを越えると、応力によるクラックが生じてしまうおそれがあるからである。
【００３５】
ガスバリア層２０は、複数の層を積層させた構造にしてもよいし、その組成を不均一にし、酸素濃度が連続的に、あるいは非連続的に変化するような構成としてもよい。ガスバリア層２０を積層構造とした場合の膜厚は、第一ガスバリア層としては、２００〜４００ｎｍが好ましく、２００ｎｍ未満では有機緩衝層１９の表面及び側面被覆が不足してしまう。異物等の被覆性を向上させる第二ガスバリア層としては、２００〜８００ｎｍが好ましい。
【００３６】
本実施形態では有機ＥＬ装置１をトップエミッション構造としていることから、ガスバリア層２０は光透過性を有する必要がある。このため材質や膜厚を適宜に調整する必要がある。本実施形態では、可視光領域における光線透過率を例えば８０％以上に調節している。
【００３７】
封止基板９は、透明基板２４の面２４ａ上に遮光層２２と着色層２３とが設けられた構成になっており、面２４ａ側が接着層２１を介して封止層８のガスバリア層２０に貼り付けられた構成になっている。接着層２１としては、有機緩衝層１９と同様、例えばエポキシ基を有する分子量３０００以下のエポキシモノマー／オリゴマーが好適に用いられる（モノマーの定義：分子量１０００以下、オリゴマーの定義：分子量１０００〜３０００）。
【００３８】
透明基板２４は、ガラスまたは透明プラスチック（ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネ―ト、ポリオレフィン等）などの光透過性を有する材料で構成されている。
【００３９】
着色層２３は、上述のサブ画素に平面視で重なる領域に配置されており、赤色のサブ画素には赤色着色層２３Ｒが、緑色のサブ画素には緑色着色層２３Ｇが、青色のサブ画素には青色着色層２３Ｂが、それぞれ設けられている。遮光層２２は、サブ画素の間の領域に形成されている。
【００４０】
図３は、有機ＥＬ装置１の回路構造を示す模式図である。
有機ＥＬ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…とからなる配線構成になっている。走査線１０１…と信号線１０２…との各交点付近に画素領域（サブ画素）Ｘ…を形成したものである。
【００４１】
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。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。
【００４２】
画素領域Ｘ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ＴＦＴ（スイッチング素子）１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２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１１３と、該保持容量１１３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ＴＦＴ３０と、この駆動用ＴＦＴ３０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１３と、該陽極１３と陰極１７との間に挟み込まれた正孔注入層１５及び発光層１６とが設けられている。
【００４３】
この有機ＥＬ装置１は、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２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１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて駆動用ＴＦＴ３０のオン・オフ状態が決まる。駆動用ＴＦＴ３０がオン状態のとき、チャネルを介して電源線１０３から陽極１３に電流が流れ、正孔注入層１５を介して発光層１６に正孔が注入される。一方、陰極１７からは電子が発光層１６に注入される。発光層１６において注入された正孔と電子とが結合して発光する。
【００４４】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、上記のように構成された有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。図４から図６は、有機ＥＬ装置１の製造過程を示す工程図である。
【００４５】
まず、素子基板１０上にＴＦＴを構成する半導体層３０を形成し、絶縁層１１を形成する。絶縁層を形成したら、図４に示すように、光反射膜１２及び陽極１３を形成する。陽極１３は、例えばサブ画素に平面視で重なる領域以外の領域をマスクで覆ってスパッタリング法によって形成する。半導体層３０のドレイン領域に接続する延在部分も併せて形成する。
【００４６】
陽極１３を形成したら、隔壁１４を形成する。隔壁１４は、図５に示すように、サブ画素の間の領域に開口部４０ａを有するマスク４０で覆った状態で、スパッタリング法によって形成する。このとき隔壁１４の上面１４ａが陽極１３の上面１３ａよりも高い位置になるように形成する。
【００４７】
隔壁１４を上記のように形成したら、ＣＭＰ法によって隔壁１４の上面１４ａをエッチングし、当該上面１４ａを陽極１３の上面１３ａとほぼ面一状態になるようにする。このとき、隔壁１４の上面１４ａ及び陽極１３の上面１３ａについてもエッチングされ、上面１４ａ及び上面１３ａが平坦化される。図６は、上面１４ａ及び上面１３ａが平坦化された後の様子を示している。
【００４８】
上面１４ａ及び上面１３ａを平坦化したら、この上面１４ａ及び上面１３ａを洗浄し、これらを覆うように正孔注入層１５、発光層１６及び陰極１７を形成する。正孔注入層１５、発光層１６及び陰極１７は、それぞれ蒸着法によって素子基板１０のほぼ全面に形成する。図７に示すように、陰極１７の上面１７ａが平坦に形成される。
【００４９】
陰極１７を形成したら、陰極保護層１８を形成する。陰極保護層１８は、図８に示すように、平坦に形成された陰極１７の上面１７ａ上に形成されることになる。
陰極保護層１８を形成したら、図９に示すように、当該陰極保護層１８上に有機緩衝層１９を形成する。その後、接着層２１を介して透明基板２４を貼り付けて、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００５０】
本実施形態によれば、素子基板１０上に陽極１３を形成し、陽極１３を形成後、自身の上面１４ａが陽極１３の上面１３ａとほぼ面一状態になるように素子基板１０上の所定の領域に隔壁１４を形成することとしたので、陽極１３及び隔壁１４の上に有機層２５、陰極１７を積層する際に、各層内で段差が形成されるのを回避することができる。したがって、陰極１７上に設けられる陰極保護層１８内で段差が形成されるのを回避することができる。段差による陰極保護層１８の破損を防ぐことができるので、有機緩衝層１９が下層側に染み込むのを防ぐことができる。これにより、封止性能が良好で発光特性の高い有機ＥＬ装置１を製造することができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、隔壁１４の上面１４ａのみならず陽極１３の上面１３ａをエッチングすることとしたので、陽極１３の上面１３ａを平坦にすることができる。陽極の上面が平坦でない場合、陽極から正孔注入層内へ正孔が漏出するおそれがある。本実施形態では、陽極１３の上面１３ａを平坦にすることによって正孔の漏出を防ぐことができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、隔壁１４を形成する際に、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法によって隔壁１４の上面１４ａを陽極１３の上面１３ａとほぼ面一状態にすることとしたので、隔壁１４の上面１４ａをエッチングするのと同時に陽極１３の上面１３ａをもエッチングすることができる。これにより、上面１４ａのエッチングと上面１３ａのエッチングとを一工程で行うことができる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態では、発光層の構成が第１実施形態とは異なっているので、この点を中心に説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素については、説明を一部省略している。
【００５４】
図１０は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置２０１の構成を示す断面図であり、第１実施形態の図２に対応したものである。
同図に示すように、有機ＥＬ装置２０１は、素子基板２１０上に駆動回路層２０６と、有機ＥＬ層２０７と、封止層２０８と、封止基板２０９とが順に積層された構成になっている。このうち、駆動回路層２０６、封止層２０８については第１実施形態と同一の構成になっている。
【００５５】
有機ＥＬ層２０７には、光反射膜２１２と、陽極２１３と、隔壁２１４と、正孔注入層２１５と、発光層２１６と、陰極２１７とが設けられている。このうち、光反射膜２１２、陽極２１３、隔壁２１４、正孔注入層２１５、陰極２１７については第１実施形態と同一の構成になっている。
【００５６】
発光層２１６については、上述のサブ画素に平面視で重なる領域に異なる色を発光する発光層がそれぞれ配置されている。具体的には、赤色のサブ画素には赤色発光層２１６Ｒが、緑色のサブ画素には緑色発光層２１６Ｇが、青色のサブ画素には青色発光層２１６Ｂが、それぞれ設けられている。
【００５７】
発光層２１６を構成する材料としては、例えば高分子材料としては（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。
【００５８】
低分子材料としては、Ａｌｑ３、ＤＰＶＢｉなどのホスト材料、これにナイルレッド、ＤＣＭ、ルブレン、ぺリレン、ローダミンなどをドープして、またはホスト単独で、蒸着法にて用いることができる。蒸着法で形成する場合、１色の発光層２１６についてそれぞれ個別に形成する。例えば、赤色発光層２１６Ｒを形成する場合には、当該赤色発光層２１６Ｒが設けられる領域に開口部を有すると共に他の色の発光層が設けられる領域を遮蔽するマスクをして蒸着する。他の色の発光層を形成する場合も同様である。
【００５９】
本実施形態においても、素子基板２１０上に設けられた陽極２１３と、自身の上面が陽極２１３の上面２１３ａとほぼ面一状態になるように素子基板２１０上の所定の領域に設けられた有機材料からなる隔壁２１４とを有しているので、陽極２１３と隔壁２１４との間には段差がほとんど無いことになる。このため、これら陽極２１３の上面２１３ａ及び隔壁の上面２１４ａに設けられる有機層２２５及び陰極２１７を平坦にすることができる。これにより、陰極保護層２１８が破損するのを回避することができ、有機緩衝層２１９を構成する有機材料が下層側に染み込むのを防ぐことができる。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態では、上述の有機ＥＬ装置１、２０１を備えた電子機器の例について説明する。
【００６１】
図１１（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号３５０は携帯電話本体を示し、符号３５１は有機ＥＬ装置１、２０１を備えた表示部を示している。
【００６２】
図１１（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１１（ｂ）において、符号３６０は情報処理装置、符号３６１はキーボードなどの入力部、符号３６３は情報処理本体、符号３６２は有機ＥＬ装置１、２０１を備えた表示部を示している。
【００６３】
図１１（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、符号３７０は時計本体を示し、符号３７１は有機ＥＬ装置１、２０１を備えた表示部を示している。
【００６４】
図１１（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、先の実施形態に示した有機ＥＬ装置１、２０１が備えられたものであるので、表示特性が良好な電子機器となる。
【００６５】
なお、電子機器としては、前記電子機器に限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ディスクトップ型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。
【００６６】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、有機層２５を構成する層として、正孔注入層１５及び発光層１６を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば発光層１６の上層側にアルミニウムキノリノール（Ａｌｑ３）などからなる電子注入層をさらに設けた構成であっても構わない。
また、上記実施形態ではトップエミッション構造の有機ＥＬ装置を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、ボトムエミッション構造の有機ＥＬ装置においても本発明の適用は可能である。
また、上記実施形態では、隔壁を形成する際に隔壁の上面を陽極の上面よりも高い位置に一旦形成し、その後ＣＭＰ法によって隔壁の上面をエッチングする手法を説明したが、これに限られることは無い。例えば、隔壁を形成する際に、スパッタリングの時間を制御することにより、隔壁の上面を陽極の上面にそろえるように形成しても構わない。これにより、隔壁形成と面一化とを一工程で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す平面図。
【図２】本実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す断面図。
【図３】本実施形態に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す回路図。
【図４】本実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造過程を示す工程図。
【図５】同、工程図。
【図６】同、工程図。
【図７】同、工程図。
【図８】同、工程図。
【図９】同、工程図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す断面図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る電子機器の構成を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１、２０１…有機ＥＬ装置 ２…表示領域 ６、２０６…駆動回路層 ７、２０７…有機ＥＬ層 ８、２０８…封止層 ９、２０９…封止基板 １０、２１０…素子基板 １３、２１３…陽極 １３ａ、２１３ａ…上面 １４、２１４…隔壁 １４ａ、２１４ａ…上面 １５、２１５…正孔注入層 １６、２１６…発光層 １７、２１７…陰極 １７ａ、…上面 １８、…陰極保護層 １９、…有機緩衝層 ２０、…ガスバリア層 ２５…有機層 ４０ａ…開口部 ４０…マスク ２１６Ｒ…赤色発光層 ２１６Ｇ…緑色発光層 ２１６Ｂ…青色発光層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に陽極を形成する陽極形成工程と、
前記陽極形成工程後、自身の上面が前記陽極の上面とほぼ面一状態になるように前記基板上の所定の領域に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁形成工程後、前記陽極上に発光層を含む有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層上に陰極を形成する陰極形成工程と、
前記陰極上に陰極保護層を形成する陰極保護層形成工程と、
前記陰極保護層上に有機材料を用いて有機緩衝層を形成する有機緩衝層形成工程と
を具備することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記隔壁形成工程が、
前記隔壁の上面が前記陽極の上面よりも高い位置になるように前記隔壁を形成し、
前記隔壁の上面をエッチングして前記陽極の上面の高さに合わせる
ことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記隔壁形成工程では、前記隔壁の上面及び前記陽極の上面をエッチングする
ことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記隔壁形成工程が、
前記隔壁を形成し、ＣＭＰ法によって前記隔壁の上面を前記陽極の上面とほぼ面一状態にする
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
基板上に設けられた陽極と、
自身の上面が前記陽極の上面とほぼ面一状態になるように前記基板上の所定の領域に設けられた有機材料からなる隔壁と、
前記陽極上に設けられ、発光層を含む有機層と、
前記有機層上に設けられた陰極と、
無機材料からなり前記陰極上に設けられた陰極保護層と、
有機材料からなり前記陰極保護層上に設けられた有機緩衝層と
を具備することを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記有機層が前記基板のほぼ全面に設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１】
基板上に陽極を形成する陽極形成工程と、
前記陽極形成工程後、自身の上面が前記陽極の上面とほぼ面一状態になるように前記基板上の所定の領域に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁形成工程後、前記陽極上に発光層を含む有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層上に陰極を形成する陰極形成工程と、
前記陰極上に陰極保護層を形成する陰極保護層形成工程と、
前記陰極保護層上に有機材料を用いて有機緩衝層を形成する有機緩衝層形成工程と
を具備することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記隔壁形成工程が、
前記隔壁の上面が前記陽極の上面よりも高い位置になるように前記隔壁を形成し、
前記隔壁の上面をエッチングして前記陽極の上面の高さに合わせる
ことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記隔壁形成工程では、前記隔壁の上面及び前記陽極の上面をエッチングする
ことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記隔壁形成工程が、
前記隔壁を形成し、ＣＭＰ法によって前記隔壁の上面を前記陽極の上面とほぼ面一状態にする
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
基板上に設けられた陽極と、
自身の上面が前記陽極の上面とほぼ面一状態になるように前記基板上の所定の領域に設けられた有機材料からなる隔壁と、
前記陽極上に設けられ、発光層を含む有機層と、
前記有機層上に設けられた陰極と、
無機材料からなり前記陰極上に設けられた陰極保護層と、
有機材料からなり前記陰極保護層上に設けられた有機緩衝層と
を具備することを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記有機層が前記基板のほぼ全面に設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１２３８７９（Ｐ２００８−１２３８７９Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０７５４７（Ｐ２００６−３０７５４７）
【出願日】平成１８年１１月１４日（２００６．１１．１４）
【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５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１４日（２００６．１１．１４）
【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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