有機ＥＬ装置の製造方法及び有機ＥＬ装置
【課題】樹脂膜の揮発成分や外部の酸素、水分に起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのを防止した、有機ＥＬ装置の製造方法及び有機ＥＬ装置を提供する。
【解決手段】画素電極２０と対向電極６０との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層４０を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法である。基板１０上に画素電極２０を形成する工程と、画素電極２０上に有機機能層４０を形成する工程と、有機機能層４０上に、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金を成膜し、対向電極６０ａを形成する工程と、対向電極６０ａの表層部を酸化して少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜６０ｂを形成する工程と、を備えている。
【解決手段】画素電極２０と対向電極６０との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層４０を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法である。基板１０上に画素電極２０を形成する工程と、画素電極２０上に有機機能層４０を形成する工程と、有機機能層４０上に、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金を成膜し、対向電極６０ａを形成する工程と、対向電極６０ａの表層部を酸化して少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜６０ｂを形成する工程と、を備えている。
【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】
近年、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。このような平面表示装置の一つとして、有機発光層を含む機能層（有機機能層）を有する有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を発光させて表示を行う、有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）が提案されている。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイなどとして用いられる有機ＥＬ装置は、一般に、ガラス基板上に駆動回路、画素電極、画素を区画する隔壁、有機発光層を含む有機機能層、対向電極を備えて構成されている。対向電極が陰極の場合には、この対向電極の形成材料として、通常はカルシウムやマグネシウムなどの仕事関数が低い金属が用いられる。
ところが、これらの材料は空気中の酸素や水分によって酸化され易く、したがってこれらを遮断するため、種々の封止構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、無機絶縁膜を用いるもの、樹脂膜（層）を用いるもの、さらにはこれらを組み合わせたものも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５２５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記した封止構造として例えば無機絶縁膜を用いる場合では、有機機能層の劣化防止のため成膜温度を十分に高くすることができず、したがって水分透過性が低い無欠陥の膜を形成するのが困難である。
また、樹脂膜（層）を用いる場合では、これに含有される揮発成分や、樹脂膜内を拡散浸入する外部の酸素、水分により、有機ＥＬ素子が劣化してしまう。
さらに、無機絶縁膜と樹脂膜（層）とを組み合わせて用いる場合では、有機ＥＬ素子の劣化をある程度は防止できるものの、樹脂膜（層）の揮発成分や外部の酸素、水分が樹脂膜内を拡散し、無機絶縁膜の欠陥部から内部に浸入することにより、依然として有機ＥＬ素子が劣化してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、樹脂膜の揮発成分や外部の酸素、水分に起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのを防止した、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】
前記目的を達成するため本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に前記有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金を成膜し、前記対向電極を形成する工程と、
前記対向電極の表層部を酸化して少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜を形成する工程と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
この有機ＥＬ装置の製造方法によれば、対向電極の表層部を酸化して少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜を形成するようにしたので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのを防止することが可能になる。
【０００９】
また、前記有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記対向電極の表層部の酸化膜上に、前記対向電極に導通する補助対向電極を形成する工程を有しているのが好ましい。
このようにすれば、対向電極の表層部が酸化されて絶縁性の酸化膜となり、対向電極の導電性が低下しても、補助対向電極を形成することにより、この補助対向電極を合わせた全体の導電性が十分に確保されるようになる。
【００１０】
本発明の別の有機ＥＬ装置の製造方法は、画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に前記有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に前記対向電極を形成する工程と、
前記対向電極上に、酸化マグネシム膜を形成する工程と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
この有機ＥＬ装置の製造方法によれば、対向電極上に酸化マグネシム膜を形成するようにしたので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのを防止することが可能になる。
【００１２】
本発明の有機ＥＬ装置は、画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置であって、
基板上に設けられた前記画素電極と、
前記画素電極上に設けられた前記有機機能層と、
前記有機機能層上に設けられた、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金からなる前記対向電極と、を含み、
前記対向電極は、前記有機機能層と反対の側の表層部が、少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜になっていることを特徴としている。
【００１３】
この有機ＥＬ装置によれば、対向電極の表層部が、少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜になっているので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのが防止される。
【００１４】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記対向電極の表層部の酸化膜上に、前記対向電極に導通する補助対向電極が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、対向電極の表層部の酸化膜が絶縁性であり、対向電極の導電性が低下していても、補助対向電極が設けられていることにより、この補助対向電極を合わせた全体の導電性が十分に確保されるようになる。
【００１５】
本発明の別の有機ＥＬ装置は、画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置であって、
基板上に設けられた前記画素電極と、
前記画素電極上に設けられた前記有機機能層と、
前記有機機能層上に設けられた前記対向電極と、を含み、
前記対向電極上には、前記有機機能層と反対の側に酸化マグネシム膜が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
この有機ＥＬ装置によれば、対向電極上に酸化マグネシム膜が設けられているので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。
【図２】本発明に係る有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ装置の第１実施形態を示す要部拡大平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）本発明の製造方法を説明するための要部側断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と記す）について、図面を参照して詳しく説明する。なお、以下で参照する各図面においては、図面を見易くするために各部の大きさ等を適宜変更して示している。
まず、本発明に係る有機ＥＬ装置の概略構成について、図１、図２を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る有機ＥＬ装置１の配線構造を示す模式図である。この有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス方式のもので、複数の走査線１０１と、各走査線１０１に対して略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を有し、走査線１０１と信号線１０２との各交点付近にサブ画素Ｘを形成したものである。なお、本発明においてはＴＦＴなどを用いるアクティブマトリクスは必須ではなく、単純マトリクス向けの素子基板を用いて単純マトリクス駆動させてもよい。
【００２０】
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１０４が接続されている。また、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１０５が接続されている。
さらに、サブ画素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ＴＦＴ１１２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ＴＦＴ１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３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画素電極（陽極）２０と、該画素電極２０と対向電極（陰極）６０との間に挟持された有機機能層４０と、が設けられている。
【００２１】
このような構成のもとに有機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ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極２０に電流が流れ、さらに機能層４０を介して対向電極６０に電流が流れる。これにより、機能層４０を構成する有機発光層は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００２２】
図２は、本発明に係る有機ＥＬ装置１の構成を模式的に示す平面図である。
図２に示すように有機ＥＬ装置１は、基板１０を有し、この基板１０に、平面視矩形状の画素部１３０を形成したものである。画素部１３０は、サブ画素Ｘがマトリクス状に配置された実表示領域１４０と、実表示領域１４０の周囲に配置されたダミー領域１５０とに区画されている。
【００２３】
各々のサブ画素Ｘが備える有機機能層４０は、本実施形態では白色光を発光するように構成されている。したがって、これらサブ画素Ｘは、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するカラーフィルターにより、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の光を出射するようになっている。
実表示領域１４０においては、図の縦方向に同一色のサブ画素Ｘが配列しており、いわゆるストライプ配置を構成している。そして、実画素領域１４０では、マトリクス状に配置されたサブ画素Ｘから出射し、カラーフィルターによってＲＧＢの各色とされた光を混色させることにより、フルカラー表示を可能にしている。
【００２４】
実表示領域１４０の図２中両側には走査線駆動回路１０５が配置されており、これら走査線駆動回路１０５は、ダミー領域１５０の下層側に配置されている。また、実表示領域１４０の図２中上側には検査回路１６０が配設されており、この検査回路１６０は、ダミー領域１５０の下層側に配設されている。この検査回路１６０は、有機ＥＬ装置１００の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する検査情報出力手段（図示せず）を備え、製造途中や出荷時における表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。
【００２５】
次に、有機ＥＬ装置の具体的な構成例として、本発明の第１実施形態を説明する。図３は、本発明の有機ＥＬ装置の第１実施形態を示す要部拡大平面図、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ線矢視断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、図３中破線で示すように、平面視が長円形状（トラック形状）の複数のサブ画素Ｘを縦横に配置したものである。
【００２６】
これらサブ画素Ｘの平面視形状は、隔壁３４の開口内に露出した画素電極（陽極）２０の平面視形状に対応しており、画素電極２０は、各サブ画素Ｘ毎に島状に独立して形成されている。したがって、サブ画素Ｘは、それぞれ独立して形成されたものとなっており、独立した発光素子（有機ＥＬ素子）として機能するようになっている。
【００２７】
また、この有機ＥＬ装置１では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、基体１３と、基体１３上に形成された画素電極２０と、画素電極２０の周縁部を覆ってその開口３２ａ内に画素電極２０を臨ませ、露出させる絶縁膜３２と、この絶縁膜３２上に形成されて画素電極２０を囲う前記隔壁３４と、画素電極２０の露出面を覆って形成された機能層４０と、機能層４０を覆って基体１３上に形成された対向電極６０と、対向電極６０を覆って形成された封止層８０と、封止層８０を覆って設けられた封止基板９０と、を備えている。
【００２８】
そして、本実施形態では、絶縁膜３２の開口３２ａ内に露出した画素電極（陽極）２０と、これの直上に配置された機能層４０と、この機能層４０を覆う対向電極（陰極）６０とから、有機ＥＬ素子７０が形成されている。また、本実施形態の有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ素子７０で発光した光を対向電極６０側に射出する、トップエミッション方式が採用されている。
【００２９】
基体１３は、基板１０と、基板１０上に形成されて配線や駆動素子等を備える素子層１１と、を備えている。基板１０としては、本実施形態ではトップエミッション方式を採用しているので、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などが挙げられる。透明基板としては、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の有機高分子（樹脂）を用いることができる。また、前記材料を積層または混合して形成された複合材料を用いることもできる。本実施形態では、基板１０の材料として前述した不透明のプラスチックフィルムを用いる。
【００３０】
素子層１１は、有機ＥＬ装置１を駆動させるための各種配線や図１に示すスイッチング用ＴＦＴや駆動用ＴＦＴなどの駆動素子、及び無機材料または有機材料からなる絶縁膜などを備えて構成されている。各種配線や駆動素子は、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術等を用いてパターニングすることで形成されており、また、絶縁膜は、蒸着法やＣＶＤ法、スパッタ法などの公知の成膜法によって形成されている。
【００３１】
素子層１１上には、図４（ａ）に示すように、素子層１１に含まれる駆動用ＴＦＴ（図示せず）のソース電極と接続する電極２２が形成されている。また、この素子層１１上には、前記電極２２を覆って平坦化層１２が形成されている。平坦化層１２は、素子層１１に形成される各構成要素による凹凸をなくし、有機ＥＬ素子を形成するのに適した平坦な面を実現するために形成されたものである。平坦化層１２の形成材料としては、アクリル樹脂等の有機絶縁材料や無機絶縁材料が用いられる。
【００３２】
平坦化層１２には、前記電極２２に通じるコンタクトホール１２ａが形成されており、このコンタクトホール１２ａを含む平坦化層１２上の領域には、画素電極２０が形成されている。これにより、このコンタクトホール１２ａ内の導電部を介して、前記電極２２と画素電極２０とが電気的に接続されている。
【００３３】
画素電極２０は、仕事関数が５ｅＶ以上の正孔注入効果が高い材料によって形成されたものである。このような材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物）等の金属酸化物が用いられる。なお、本実施形態ではトップエミッション方式が採用されているため、画素電極２０は透光性を備える必要がない。したがって、本実施形態では、前記ＩＴＯからなる透明導電層の下側に、Ａｌ等の光反射性金属層が形成されて積層構造とされ、この積層構造によって画素電極２０が形成されている。このような画素電極２０は、公知の成膜法で成膜された後、パターニングされることにより、それぞれ独立した島状に形成されている。
【００３４】
また、平坦化層１２の上には、前記絶縁膜３２が形成されている。この絶縁膜３２は、前記したように画素電極２０の周縁部に一部が乗り上げることで該周縁部を覆い、かつ、その開口３２ａ内に画素電極２０を臨ませ、露出させたものである。ここで、開口３２ａは、図３中に破線で示したように、平面視長円形状（トラック形状）に形成されている。
また、この絶縁膜３２は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の無機絶縁材料で形成されたもので、隔壁３４に比べて十分に薄いものであり、エッチング等の公知のパターニング方法によって開口３２ａが形成されている。したがって、この絶縁膜３２の上面と開口３２ａ内に露出する画素電極２０の上面との間には、ほとんど段差が形成されておらず、よって絶縁膜３２の上面と画素電極２０の上面とはほぼ平坦な面を形成している。
【００３５】
この絶縁膜３２上には、図４（ａ）に示すように隔壁３４が形成されている。この隔壁３４は、画素電極２０の周縁部に乗り上げた絶縁膜３２の一部を露出させるだけで、絶縁膜３２のほぼ全面を覆って形成されたものであり、前記開口３２ａに連通する開口３４ａを形成したものである。したがって、この開口３４ａ内に画素電極２０を露出させている。また、この隔壁３４は、アクリル樹脂等の有機材料によって形成されたもので、公知のパターニング方法によって形成されたものである。
【００３６】
開口３４ａ内の画素電極２０上、及び隔壁３４上には、これらを覆って前記有機機能層４０が形成されている。この有機機能層４０は、本実施形態では低分子系の有機ＥＬ材料からなる有機発光層を含んで形成されたものである。このような有機機能層４０としては、例えば陽極（画素電極２０）側から正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層が順次積層された構造が知られており、さらに正孔輸送層や電子輸送層を省略した構造や、正孔注入層と正孔輸送層との両方の機能を備えた正孔注入・輸送層を用いたり、電子注入層と電子輸送層との両方の機能を備えた電子注入・輸送層を用いた構造などが知られている。本発明では、このような構造のうち適宜な構造が選択され、形成されている。
【００３７】
また、有機機能層４０の材料としては、それぞれ公知のものを用いることができる。
例えば、有機発光層の材料としては、本実施形態では白色発光する有機発光材料として、スチリルアミン系発光材料やスチリルアミン系発光材料などが用いられる。
さらに、正孔注入層の材料としては、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体などが用いられ、正孔輸送層の材料としては、ＴＤＰ（トリフェニルジアミン）系のものなどが用いられ、電子注入・輸送層の材料としては、アルミニウムキノリノール（Ａｌｑ３）などが用いられる。
【００３８】
そして、この有機機能層４０上には、該有機機能層４０を覆って対向電極（陰極）６０が形成されている。この対向電極６０は、本実施形態ではトップエミッション方式であり、光取り出し側となることから、光透過性を有するように形成されている。本実施形態では、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）とが、その膜厚比がＭｇ：Ａｇ＝１０：１となるようにして、共蒸着法によって厚さ１２ｎｍ程度に形成されている。このようなＭｇとＡｇとの共蒸着膜は、他の対向電極材料に比べて平滑性、平坦性、緻密性に優れているので、形成された対向電極６０は、平滑・平坦性、緻密性に優れたものとなっている。
【００３９】
また、この対向電極６０は、本実施形態ではＭｇＡｇの共蒸着膜からなる対向電極層６０ａと、この対向電極層６０ａの、前記有機機能層４０と反対の側の表層部の酸化膜６０ｂと、からなっている。酸化膜６０ｂは、後述するように対向電極層６０ａの表層部が酸化されて形成されたもので、厚さが１０ｎｍ以下、例えば２〜５ｎｍ程度に形成されたものである。
【００４０】
このように対向電極層６０ａが酸化され、したがってこの酸化膜６０ｂは酸化マグネシムを主に含んで形成されていることにより、水溶解度が小さいものとなる。すなわち、酸化マグネシウムはその水溶解度が８．６ｍｇ／１００ｇであり、これによって水やさらには酸素等のガスに対する遮断性に優れたものとなる。また、酸化膜６０ｂはその厚さが１０ｎｍ以下になっているので、対向電極６０とこれの上に形成される補助配線（補助対向電極）との間の導通が確保され、コンタクトホールの形成などが不要になっている。
【００４１】
対向電極６０の酸化膜６０ｂ上には、図３及び図４（ｂ）に示すように補助配線（補助対向電極）５０が形成されている。この補助配線５０は、サブ画素Ｘの長辺と直交する方向（サブ画素Ｘの短辺の長さ方向）に沿って隔壁３４上に形成されたもので、対向電極６０より高導電性の材料によって形成されたものである。高導電性の材料として具体的には、金、銀、銅、アルミニウム、クロムといった低抵抗金属材料が用いられる。
【００４２】
本実施形態では、マスクを用いた蒸着法（マスク蒸着法）によってＡｌで選択的に形成されている。すなわち、隔壁３４上にて、サブ画素Ｘの長辺と直交する方向にストライプ状に形成されている。この補助配線５０は、その厚さが例えば２００ｎｍ程度と、対向電極６０の厚さに比べて十分に厚く形成されている。
なお、対向電極６０は、陰極取り出し端子（図示せず）へつながる陰極コンタクト部に接続されている。また、補助配線５０も、陰極コンタクト部に接続されていてもよい。
【００４３】
前記対向電極６０及び補助配線５０の表面には、これらを覆って水分や酸素を遮断するための透明な封止層８０が形成され、この封止層８０上には透明な接着材（図示せず）を介して、ガラス等の透明な封止基板９０が貼り合わされている。本実施形態では、封止基板９０に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各カラーフィルター９５が形成されている。また、透明封止層は、ガスバリア層と、このガスバリア層を覆って形成された保護層とを有して形成されている。ガスバリア層は、例えば窒化シリコンや酸窒化シリコン、酸化シリコンなどの無機化合物からなっており、保護層は、例えばウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ポリオレフィン系などの、柔軟でガラス転移点が低い樹脂材料によって形成されている。
【００４４】
このような構成のもとに本実施形態の有機ＥＬ装置１では、前記の画素電極２０と機能層４０と対向電極６０とにより、有機ＥＬ素子７０が形成されている。すなわち、画素電極２０と対向電極６０との間に電圧が印加されると、画素電極２０から正孔注入層に正孔が注入され、正孔輸送層を介して有機発光層に輸送される。また、対向電極６０から電子注入層に電子が注入され、電子輸送層を介して有機発光層に輸送される。すると、有機発光層に輸送された正孔と電子とが再結合することにより、有機発光層が発光するようになっている。
【００４５】
有機発光層から画素電極２０側に出射した光は、前記した透明導電層を透過して光反射性金属層に反射され、再度有機発光層側に入射するようになっている。なお、対向電極２０は半透過反射膜として機能するので、所定範囲の波長以外の光は光反射性金属層側に反射され対向電極６０と光反射性金属層との間で往復する。このようにして、対向電極６０と光反射性金属層との間の光学的距離に対応した共振波長の光だけが増幅されて取り出される。すなわち、対向電極６０と光反射性金属層とを含んだこれらの間が共振器として機能するようになっており、発光輝度が高くしかもスペクトルがシャープな光を射出させることが可能になっている。ここで、前記光学的距離は、対向電極６０と光反射性金属層との間に含まれる層の光学的距離の和によって求められ、各層の光学的距離は、その膜厚と屈折率との積によって求められる。
【００４６】
このような構成の有機ＥＬ装置１を製造するに際して、特に有機機能層４０を形成するには、従来と同様の蒸着法により、正孔注入・輸送層、有機発光層、電子輸送・注入層を順次形成する。その際、図３のＢ−Ｂ線矢視断面図に対応する図５（ａ）に示すように、従来と同様にして形成した画素電極２０を覆うとともに、隔壁３４上も覆って全面に有機機能層４０の各形成材料を蒸着する。
【００４７】
また、対向電極６０を形成するには、まず、従来と同様の共蒸着法により、有機機能層４０を覆ってＭｇＡｇの共蒸着膜を形成し、図５（ｂ）に示すように対向電極層（対向電極）６０ａを形成する。次いで、この対向電極層６０ａの表層部を酸化することにより、図５（ｃ）に示すように該表層部を酸化膜６０ｂとする。対向電極層６０ａの酸化方法としては、酸素プラズマ処理が好適に用いられるが、単に酸素ガスに暴露するだけでも可能である。
【００４８】
このようにして酸化処理すると、対向電極層６０ａはその表面（表層部）が酸化され、表層部に厚さが例えば２〜５ｎｍ程度の酸化膜６０ｂが形成される。なお、ＭｇとＡｇとの共蒸着膜は、酸化処理されるとＭｇがより容易に酸化され、水溶解度の小さい酸化マグネシウム（ＭｇＯ）になる。
【００４９】
このようにして対向電極６０を形成したら、その上に補助配線（補助対向電極）５０を形成する。補助配線５０の形成には、従来と同様にして蒸着マスク（図示せず）を用い、Ａｌを選択的に成膜して図４（ｂ）に示したように補助配線５０を形成する。なお、この補助配線５０の形成に先立ち、必要に応じて対向電極６０の酸化膜６０ｂにコンタクトホールを形成し、補助配線５０と対向電極層６０ａとの間をより良好に導通させるようにしてもよい。
【００５０】
続いて、対向電極６０（酸化膜６０ｂ）及び補助配線５０を覆って、珪素窒化物や珪素酸窒化物、珪素酸化物などの無機化合物からなるガスバリア層を形成し、さらにその上にウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ポリオレフィン系などの樹脂材料によって保護層を形成し、これによって封止層８０を形成する。その後、この封止層８０上に、透明な接着材（図示せず）を介してガラス等の透明な封止基板９０が貼り合わせ、図４（ｂ）に示した有機ＥＬ装置１を得る。
【００５１】
このようにして得られた有機ＥＬ装置１は、対向電極６０の表層部が酸化マグネシムを含む酸化膜６０ｂになっているので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極６０が酸化し、有機ＥＬ素子７０が劣化してしまうのが防止されたものとなる。よって、耐久性に優れ、良好な表示品質が長期に亘って確保されたものとなる。
また、本実施形態の製造方法にあっては、対向電極６０の表層部を酸化して酸化マグネシムを含む酸化膜６０ｂを形成するので、前記したように有機ＥＬ素子７０の劣化が防止され、耐久性に優れた良好な表示品質の有機ＥＬ装置１を製造することができる。
【００５２】
また、対向電極６０の表層部の酸化膜６０ｂ上に補助配線（補助対向電極）５０を形成するので、対向電極層６０ａの表層部が酸化されて絶縁性の酸化膜６０ｂとなり、対向電極６０の導電性が低下しても、補助配線５０によってこれを合わせた対向電極６０全体の導電性を十分に確保することができる。
【００５３】
次に、本発明の有機ＥＬ装置の第２実施形態を説明する。
この第２実施形態が先の第１実施形態と異なるところは、主に対向電極の構成及びその製造方法にある。
すなわち、第２実施形態において対向電極は、図４（ａ）、（ｂ）に示した第１実施形態における対向電極層６０ａのみからなっており、この対向電極（対向電極層）６０ａ上に、酸化膜６０ｂが形成されている。酸化膜６０ｂは、先の実施形態のように対向電極層６０ａの表層部が酸化されて形成されたものでなく、対向電極層６０ａの表面上に新たに形成された、酸化マグネシウム膜からなっている。
【００５４】
このような酸化膜６０ｂを形成するには、図５（ｂ）に示したように対向電極（対向電極層６０ａ）を形成した後、この対向電極（６０ａ）の表面上に酸化マグネシウムを成膜し、図５（ｃ）に示したように酸化膜６０ｂを厚さ１０ｎｍ以下、例えば２〜５ｎｍ程度に形成する。厚さを１０ｎｍ以下にすれば、対向電極（６０ａ）とこれの上に形成される補助配線（補助対向電極）との間の導通を確保することができ、コンタクトホールの形成などを不要にすることができる。
【００５５】
酸化膜の形成方法、すなわち酸化マグネシウムの成膜方法としては、酸化マグネシウムを成膜材料とし、これを蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等によって直接成膜する方法や、マグネシウムを成膜原料とし、これを反応性スパッタ法や反応性イオンプレーティング法によって酸化マグネシウムにし、成膜する方法などが採用される。また、マグネシウムを成膜材料とし、これを蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等によって直接成膜し、その後、これを酸化して酸化マグネシウムとしてもよい。成膜したマグネシウム膜の酸化方法としては、酸素プラズマ処理が好適に用いられるが、単に酸素ガスに暴露するだけでも可能である。
【００５６】
このようにして形成した酸化マグネシウムからなる酸化膜６０ｂも、その水溶解度が小さく、水や酸素等のガスに対する遮断性に優れたものとなる。
したがって、本実施形態の有機ＥＬ装置にあっても、水溶解度が小さく、水や酸素等のガスに対する遮断性に優れた酸化マグネシム膜（酸化膜６０ｂ）が対向電極（６０ａ）上に設けられているので、水や酸素等のガスに起因して対向電極（６０ａ）が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのが防止されたものとなる。よって、耐久性に優れ、良好な表示品質が長期に亘って確保されたものとなる。
また、本実施形態の製造方法にあっては、対向電極６０ａ上に酸化マグネシム膜（酸化膜６０ａ）を形成するので、前記したように有機ＥＬ素子７０の劣化が防止され、耐久性に優れた良好な表示品質の有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００５７】
（実験例）
第１実施形態の製造方法、及び第２実施形態の製造方法で有機ＥＬパネルを製造した。これら有機ＥＬパネルでは、酸化膜６０ｂの厚さをそれぞれ５ｎｍとした。また、比較のため、酸化膜６０ｂを形成しない従来構造の有機ＥＬパネルを製造した。なお、これら有機ＥＬディスプレイについては、特別な封止構造を形成することなく、酸化膜６０ｂあるいは対向電極を露出させた状態で発光を行わせ、評価を行った。
【００５８】
これら有機ＥＬパネルを、８５℃、相対湿度９０％の条件のもとで保存し、発光欠陥が生じるまでの時間を比較した。
その結果、酸化膜６０ｂを形成しない従来構造の有機ＥＬパネルでは、およそ１５０時間で全面の１５％程度が発光しなくなってしまった。これに対し、第１実施形態、第２実施形態の有機ＥＬパネルでは、１５００時間以上発光欠陥が発生せず、表示について良好な信頼性が得られることが確認された。
【００５９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、前記第１、第２実施形態では有機発光層として白色発光をするものを形成し、カラーフィルターによってＲＧＢの各色の発光をなさせるようにしたが、有機発光層の形成材料としてＲＧＢの各色の発光をなさせる材料を塗り分けて３種類の有機発光層を形成し、カラーフィルターの形成を省略するようにしてもよい。
【００６０】
（電子機器）
次に、本発明の有機ＥＬ装置の応用例として、電子機器について説明する。図６は、本発明の有機ＥＬ装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。図６に示す携帯電話１３００は、本発明の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。これにより、本発明の有機ＥＬ装置によって構成された表示部を具備した、優れた携帯電話１３００となる。
【００６１】
なお、本発明の有機ＥＬ装置は、前記携帯電話に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、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る。
【符号の説明】
【００６２】
１…有機ＥＬ装置、１０…基板、２０…画素電極、３４…隔壁、４０…有機機能層、５０…補助配線（補助対向電極）、６０…対向電極、６０ａ…対向電極層（対向電極）、６０ｂ…酸化膜
【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】
近年、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。このような平面表示装置の一つとして、有機発光層を含む機能層（有機機能層）を有する有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を発光させて表示を行う、有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）が提案されている。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイなどとして用いられる有機ＥＬ装置は、一般に、ガラス基板上に駆動回路、画素電極、画素を区画する隔壁、有機発光層を含む有機機能層、対向電極を備えて構成されている。対向電極が陰極の場合には、この対向電極の形成材料として、通常はカルシウムやマグネシウムなどの仕事関数が低い金属が用いられる。
ところが、これらの材料は空気中の酸素や水分によって酸化され易く、したがってこれらを遮断するため、種々の封止構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、無機絶縁膜を用いるもの、樹脂膜（層）を用いるもの、さらにはこれらを組み合わせたものも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５２５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記した封止構造として例えば無機絶縁膜を用いる場合では、有機機能層の劣化防止のため成膜温度を十分に高くすることができず、したがって水分透過性が低い無欠陥の膜を形成するのが困難である。
また、樹脂膜（層）を用いる場合では、これに含有される揮発成分や、樹脂膜内を拡散浸入する外部の酸素、水分により、有機ＥＬ素子が劣化してしまう。
さらに、無機絶縁膜と樹脂膜（層）とを組み合わせて用いる場合では、有機ＥＬ素子の劣化をある程度は防止できるものの、樹脂膜（層）の揮発成分や外部の酸素、水分が樹脂膜内を拡散し、無機絶縁膜の欠陥部から内部に浸入することにより、依然として有機ＥＬ素子が劣化してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、樹脂膜の揮発成分や外部の酸素、水分に起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのを防止した、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】
前記目的を達成するため本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に前記有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金を成膜し、前記対向電極を形成する工程と、
前記対向電極の表層部を酸化して少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜を形成する工程と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
この有機ＥＬ装置の製造方法によれば、対向電極の表層部を酸化して少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜を形成するようにしたので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのを防止することが可能になる。
【０００９】
また、前記有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記対向電極の表層部の酸化膜上に、前記対向電極に導通する補助対向電極を形成する工程を有しているのが好ましい。
このようにすれば、対向電極の表層部が酸化されて絶縁性の酸化膜となり、対向電極の導電性が低下しても、補助対向電極を形成することにより、この補助対向電極を合わせた全体の導電性が十分に確保されるようになる。
【００１０】
本発明の別の有機ＥＬ装置の製造方法は、画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に前記有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に前記対向電極を形成する工程と、
前記対向電極上に、酸化マグネシム膜を形成する工程と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
この有機ＥＬ装置の製造方法によれば、対向電極上に酸化マグネシム膜を形成するようにしたので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのを防止することが可能になる。
【００１２】
本発明の有機ＥＬ装置は、画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置であって、
基板上に設けられた前記画素電極と、
前記画素電極上に設けられた前記有機機能層と、
前記有機機能層上に設けられた、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金からなる前記対向電極と、を含み、
前記対向電極は、前記有機機能層と反対の側の表層部が、少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜になっていることを特徴としている。
【００１３】
この有機ＥＬ装置によれば、対向電極の表層部が、少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜になっているので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのが防止される。
【００１４】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記対向電極の表層部の酸化膜上に、前記対向電極に導通する補助対向電極が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、対向電極の表層部の酸化膜が絶縁性であり、対向電極の導電性が低下していても、補助対向電極が設けられていることにより、この補助対向電極を合わせた全体の導電性が十分に確保されるようになる。
【００１５】
本発明の別の有機ＥＬ装置は、画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置であって、
基板上に設けられた前記画素電極と、
前記画素電極上に設けられた前記有機機能層と、
前記有機機能層上に設けられた前記対向電極と、を含み、
前記対向電極上には、前記有機機能層と反対の側に酸化マグネシム膜が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
この有機ＥＬ装置によれば、対向電極上に酸化マグネシム膜が設けられているので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。
【図２】本発明に係る有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ装置の第１実施形態を示す要部拡大平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）本発明の製造方法を説明するための要部側断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と記す）について、図面を参照して詳しく説明する。なお、以下で参照する各図面においては、図面を見易くするために各部の大きさ等を適宜変更して示している。
まず、本発明に係る有機ＥＬ装置の概略構成について、図１、図２を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る有機ＥＬ装置１の配線構造を示す模式図である。この有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス方式のもので、複数の走査線１０１と、各走査線１０１に対して略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を有し、走査線１０１と信号線１０２との各交点付近にサブ画素Ｘを形成したものである。なお、本発明においてはＴＦＴなどを用いるアクティブマトリクスは必須ではなく、単純マトリクス向けの素子基板を用いて単純マトリクス駆動させてもよい。
【００２０】
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１０４が接続されている。また、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１０５が接続されている。
さらに、サブ画素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ＴＦＴ１１２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ＴＦＴ１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３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画素電極（陽極）２０と、該画素電極２０と対向電極（陰極）６０との間に挟持された有機機能層４０と、が設けられている。
【００２１】
このような構成のもとに有機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ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極２０に電流が流れ、さらに機能層４０を介して対向電極６０に電流が流れる。これにより、機能層４０を構成する有機発光層は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００２２】
図２は、本発明に係る有機ＥＬ装置１の構成を模式的に示す平面図である。
図２に示すように有機ＥＬ装置１は、基板１０を有し、この基板１０に、平面視矩形状の画素部１３０を形成したものである。画素部１３０は、サブ画素Ｘがマトリクス状に配置された実表示領域１４０と、実表示領域１４０の周囲に配置されたダミー領域１５０とに区画されている。
【００２３】
各々のサブ画素Ｘが備える有機機能層４０は、本実施形態では白色光を発光するように構成されている。したがって、これらサブ画素Ｘは、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するカラーフィルターにより、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の光を出射するようになっている。
実表示領域１４０においては、図の縦方向に同一色のサブ画素Ｘが配列しており、いわゆるストライプ配置を構成している。そして、実画素領域１４０では、マトリクス状に配置されたサブ画素Ｘから出射し、カラーフィルターによってＲＧＢの各色とされた光を混色させることにより、フルカラー表示を可能にしている。
【００２４】
実表示領域１４０の図２中両側には走査線駆動回路１０５が配置されており、これら走査線駆動回路１０５は、ダミー領域１５０の下層側に配置されている。また、実表示領域１４０の図２中上側には検査回路１６０が配設されており、この検査回路１６０は、ダミー領域１５０の下層側に配設されている。この検査回路１６０は、有機ＥＬ装置１００の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する検査情報出力手段（図示せず）を備え、製造途中や出荷時における表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。
【００２５】
次に、有機ＥＬ装置の具体的な構成例として、本発明の第１実施形態を説明する。図３は、本発明の有機ＥＬ装置の第１実施形態を示す要部拡大平面図、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ線矢視断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、図３中破線で示すように、平面視が長円形状（トラック形状）の複数のサブ画素Ｘを縦横に配置したものである。
【００２６】
これらサブ画素Ｘの平面視形状は、隔壁３４の開口内に露出した画素電極（陽極）２０の平面視形状に対応しており、画素電極２０は、各サブ画素Ｘ毎に島状に独立して形成されている。したがって、サブ画素Ｘは、それぞれ独立して形成されたものとなっており、独立した発光素子（有機ＥＬ素子）として機能するようになっている。
【００２７】
また、この有機ＥＬ装置１では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、基体１３と、基体１３上に形成された画素電極２０と、画素電極２０の周縁部を覆ってその開口３２ａ内に画素電極２０を臨ませ、露出させる絶縁膜３２と、この絶縁膜３２上に形成されて画素電極２０を囲う前記隔壁３４と、画素電極２０の露出面を覆って形成された機能層４０と、機能層４０を覆って基体１３上に形成された対向電極６０と、対向電極６０を覆って形成された封止層８０と、封止層８０を覆って設けられた封止基板９０と、を備えている。
【００２８】
そして、本実施形態では、絶縁膜３２の開口３２ａ内に露出した画素電極（陽極）２０と、これの直上に配置された機能層４０と、この機能層４０を覆う対向電極（陰極）６０とから、有機ＥＬ素子７０が形成されている。また、本実施形態の有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ素子７０で発光した光を対向電極６０側に射出する、トップエミッション方式が採用されている。
【００２９】
基体１３は、基板１０と、基板１０上に形成されて配線や駆動素子等を備える素子層１１と、を備えている。基板１０としては、本実施形態ではトップエミッション方式を採用しているので、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などが挙げられる。透明基板としては、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の有機高分子（樹脂）を用いることができる。また、前記材料を積層または混合して形成された複合材料を用いることもできる。本実施形態では、基板１０の材料として前述した不透明のプラスチックフィルムを用いる。
【００３０】
素子層１１は、有機ＥＬ装置１を駆動させるための各種配線や図１に示すスイッチング用ＴＦＴや駆動用ＴＦＴなどの駆動素子、及び無機材料または有機材料からなる絶縁膜などを備えて構成されている。各種配線や駆動素子は、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術等を用いてパターニングすることで形成されており、また、絶縁膜は、蒸着法やＣＶＤ法、スパッタ法などの公知の成膜法によって形成されている。
【００３１】
素子層１１上には、図４（ａ）に示すように、素子層１１に含まれる駆動用ＴＦＴ（図示せず）のソース電極と接続する電極２２が形成されている。また、この素子層１１上には、前記電極２２を覆って平坦化層１２が形成されている。平坦化層１２は、素子層１１に形成される各構成要素による凹凸をなくし、有機ＥＬ素子を形成するのに適した平坦な面を実現するために形成されたものである。平坦化層１２の形成材料としては、アクリル樹脂等の有機絶縁材料や無機絶縁材料が用いられる。
【００３２】
平坦化層１２には、前記電極２２に通じるコンタクトホール１２ａが形成されており、このコンタクトホール１２ａを含む平坦化層１２上の領域には、画素電極２０が形成されている。これにより、このコンタクトホール１２ａ内の導電部を介して、前記電極２２と画素電極２０とが電気的に接続されている。
【００３３】
画素電極２０は、仕事関数が５ｅＶ以上の正孔注入効果が高い材料によって形成されたものである。このような材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物）等の金属酸化物が用いられる。なお、本実施形態ではトップエミッション方式が採用されているため、画素電極２０は透光性を備える必要がない。したがって、本実施形態では、前記ＩＴＯからなる透明導電層の下側に、Ａｌ等の光反射性金属層が形成されて積層構造とされ、この積層構造によって画素電極２０が形成されている。このような画素電極２０は、公知の成膜法で成膜された後、パターニングされることにより、それぞれ独立した島状に形成されている。
【００３４】
また、平坦化層１２の上には、前記絶縁膜３２が形成されている。この絶縁膜３２は、前記したように画素電極２０の周縁部に一部が乗り上げることで該周縁部を覆い、かつ、その開口３２ａ内に画素電極２０を臨ませ、露出させたものである。ここで、開口３２ａは、図３中に破線で示したように、平面視長円形状（トラック形状）に形成されている。
また、この絶縁膜３２は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の無機絶縁材料で形成されたもので、隔壁３４に比べて十分に薄いものであり、エッチング等の公知のパターニング方法によって開口３２ａが形成されている。したがって、この絶縁膜３２の上面と開口３２ａ内に露出する画素電極２０の上面との間には、ほとんど段差が形成されておらず、よって絶縁膜３２の上面と画素電極２０の上面とはほぼ平坦な面を形成している。
【００３５】
この絶縁膜３２上には、図４（ａ）に示すように隔壁３４が形成されている。この隔壁３４は、画素電極２０の周縁部に乗り上げた絶縁膜３２の一部を露出させるだけで、絶縁膜３２のほぼ全面を覆って形成されたものであり、前記開口３２ａに連通する開口３４ａを形成したものである。したがって、この開口３４ａ内に画素電極２０を露出させている。また、この隔壁３４は、アクリル樹脂等の有機材料によって形成されたもので、公知のパターニング方法によって形成されたものである。
【００３６】
開口３４ａ内の画素電極２０上、及び隔壁３４上には、これらを覆って前記有機機能層４０が形成されている。この有機機能層４０は、本実施形態では低分子系の有機ＥＬ材料からなる有機発光層を含んで形成されたものである。このような有機機能層４０としては、例えば陽極（画素電極２０）側から正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層が順次積層された構造が知られており、さらに正孔輸送層や電子輸送層を省略した構造や、正孔注入層と正孔輸送層との両方の機能を備えた正孔注入・輸送層を用いたり、電子注入層と電子輸送層との両方の機能を備えた電子注入・輸送層を用いた構造などが知られている。本発明では、このような構造のうち適宜な構造が選択され、形成されている。
【００３７】
また、有機機能層４０の材料としては、それぞれ公知のものを用いることができる。
例えば、有機発光層の材料としては、本実施形態では白色発光する有機発光材料として、スチリルアミン系発光材料やスチリルアミン系発光材料などが用いられる。
さらに、正孔注入層の材料としては、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体などが用いられ、正孔輸送層の材料としては、ＴＤＰ（トリフェニルジアミン）系のものなどが用いられ、電子注入・輸送層の材料としては、アルミニウムキノリノール（Ａｌｑ３）などが用いられる。
【００３８】
そして、この有機機能層４０上には、該有機機能層４０を覆って対向電極（陰極）６０が形成されている。この対向電極６０は、本実施形態ではトップエミッション方式であり、光取り出し側となることから、光透過性を有するように形成されている。本実施形態では、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）とが、その膜厚比がＭｇ：Ａｇ＝１０：１となるようにして、共蒸着法によって厚さ１２ｎｍ程度に形成されている。このようなＭｇとＡｇとの共蒸着膜は、他の対向電極材料に比べて平滑性、平坦性、緻密性に優れているので、形成された対向電極６０は、平滑・平坦性、緻密性に優れたものとなっている。
【００３９】
また、この対向電極６０は、本実施形態ではＭｇＡｇの共蒸着膜からなる対向電極層６０ａと、この対向電極層６０ａの、前記有機機能層４０と反対の側の表層部の酸化膜６０ｂと、からなっている。酸化膜６０ｂは、後述するように対向電極層６０ａの表層部が酸化されて形成されたもので、厚さが１０ｎｍ以下、例えば２〜５ｎｍ程度に形成されたものである。
【００４０】
このように対向電極層６０ａが酸化され、したがってこの酸化膜６０ｂは酸化マグネシムを主に含んで形成されていることにより、水溶解度が小さいものとなる。すなわち、酸化マグネシウムはその水溶解度が８．６ｍｇ／１００ｇであり、これによって水やさらには酸素等のガスに対する遮断性に優れたものとなる。また、酸化膜６０ｂはその厚さが１０ｎｍ以下になっているので、対向電極６０とこれの上に形成される補助配線（補助対向電極）との間の導通が確保され、コンタクトホールの形成などが不要になっている。
【００４１】
対向電極６０の酸化膜６０ｂ上には、図３及び図４（ｂ）に示すように補助配線（補助対向電極）５０が形成されている。この補助配線５０は、サブ画素Ｘの長辺と直交する方向（サブ画素Ｘの短辺の長さ方向）に沿って隔壁３４上に形成されたもので、対向電極６０より高導電性の材料によって形成されたものである。高導電性の材料として具体的には、金、銀、銅、アルミニウム、クロムといった低抵抗金属材料が用いられる。
【００４２】
本実施形態では、マスクを用いた蒸着法（マスク蒸着法）によってＡｌで選択的に形成されている。すなわち、隔壁３４上にて、サブ画素Ｘの長辺と直交する方向にストライプ状に形成されている。この補助配線５０は、その厚さが例えば２００ｎｍ程度と、対向電極６０の厚さに比べて十分に厚く形成されている。
なお、対向電極６０は、陰極取り出し端子（図示せず）へつながる陰極コンタクト部に接続されている。また、補助配線５０も、陰極コンタクト部に接続されていてもよい。
【００４３】
前記対向電極６０及び補助配線５０の表面には、これらを覆って水分や酸素を遮断するための透明な封止層８０が形成され、この封止層８０上には透明な接着材（図示せず）を介して、ガラス等の透明な封止基板９０が貼り合わされている。本実施形態では、封止基板９０に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各カラーフィルター９５が形成されている。また、透明封止層は、ガスバリア層と、このガスバリア層を覆って形成された保護層とを有して形成されている。ガスバリア層は、例えば窒化シリコンや酸窒化シリコン、酸化シリコンなどの無機化合物からなっており、保護層は、例えばウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ポリオレフィン系などの、柔軟でガラス転移点が低い樹脂材料によって形成されている。
【００４４】
このような構成のもとに本実施形態の有機ＥＬ装置１では、前記の画素電極２０と機能層４０と対向電極６０とにより、有機ＥＬ素子７０が形成されている。すなわち、画素電極２０と対向電極６０との間に電圧が印加されると、画素電極２０から正孔注入層に正孔が注入され、正孔輸送層を介して有機発光層に輸送される。また、対向電極６０から電子注入層に電子が注入され、電子輸送層を介して有機発光層に輸送される。すると、有機発光層に輸送された正孔と電子とが再結合することにより、有機発光層が発光するようになっている。
【００４５】
有機発光層から画素電極２０側に出射した光は、前記した透明導電層を透過して光反射性金属層に反射され、再度有機発光層側に入射するようになっている。なお、対向電極２０は半透過反射膜として機能するので、所定範囲の波長以外の光は光反射性金属層側に反射され対向電極６０と光反射性金属層との間で往復する。このようにして、対向電極６０と光反射性金属層との間の光学的距離に対応した共振波長の光だけが増幅されて取り出される。すなわち、対向電極６０と光反射性金属層とを含んだこれらの間が共振器として機能するようになっており、発光輝度が高くしかもスペクトルがシャープな光を射出させることが可能になっている。ここで、前記光学的距離は、対向電極６０と光反射性金属層との間に含まれる層の光学的距離の和によって求められ、各層の光学的距離は、その膜厚と屈折率との積によって求められる。
【００４６】
このような構成の有機ＥＬ装置１を製造するに際して、特に有機機能層４０を形成するには、従来と同様の蒸着法により、正孔注入・輸送層、有機発光層、電子輸送・注入層を順次形成する。その際、図３のＢ−Ｂ線矢視断面図に対応する図５（ａ）に示すように、従来と同様にして形成した画素電極２０を覆うとともに、隔壁３４上も覆って全面に有機機能層４０の各形成材料を蒸着する。
【００４７】
また、対向電極６０を形成するには、まず、従来と同様の共蒸着法により、有機機能層４０を覆ってＭｇＡｇの共蒸着膜を形成し、図５（ｂ）に示すように対向電極層（対向電極）６０ａを形成する。次いで、この対向電極層６０ａの表層部を酸化することにより、図５（ｃ）に示すように該表層部を酸化膜６０ｂとする。対向電極層６０ａの酸化方法としては、酸素プラズマ処理が好適に用いられるが、単に酸素ガスに暴露するだけでも可能である。
【００４８】
このようにして酸化処理すると、対向電極層６０ａはその表面（表層部）が酸化され、表層部に厚さが例えば２〜５ｎｍ程度の酸化膜６０ｂが形成される。なお、ＭｇとＡｇとの共蒸着膜は、酸化処理されるとＭｇがより容易に酸化され、水溶解度の小さい酸化マグネシウム（ＭｇＯ）になる。
【００４９】
このようにして対向電極６０を形成したら、その上に補助配線（補助対向電極）５０を形成する。補助配線５０の形成には、従来と同様にして蒸着マスク（図示せず）を用い、Ａｌを選択的に成膜して図４（ｂ）に示したように補助配線５０を形成する。なお、この補助配線５０の形成に先立ち、必要に応じて対向電極６０の酸化膜６０ｂにコンタクトホールを形成し、補助配線５０と対向電極層６０ａとの間をより良好に導通させるようにしてもよい。
【００５０】
続いて、対向電極６０（酸化膜６０ｂ）及び補助配線５０を覆って、珪素窒化物や珪素酸窒化物、珪素酸化物などの無機化合物からなるガスバリア層を形成し、さらにその上にウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ポリオレフィン系などの樹脂材料によって保護層を形成し、これによって封止層８０を形成する。その後、この封止層８０上に、透明な接着材（図示せず）を介してガラス等の透明な封止基板９０が貼り合わせ、図４（ｂ）に示した有機ＥＬ装置１を得る。
【００５１】
このようにして得られた有機ＥＬ装置１は、対向電極６０の表層部が酸化マグネシムを含む酸化膜６０ｂになっているので、酸化マグネシウムはその水溶解度が小さく、したがって水や酸素等のガスに対する遮断性に優れているため、水や酸素等のガスに起因して対向電極６０が酸化し、有機ＥＬ素子７０が劣化してしまうのが防止されたものとなる。よって、耐久性に優れ、良好な表示品質が長期に亘って確保されたものとなる。
また、本実施形態の製造方法にあっては、対向電極６０の表層部を酸化して酸化マグネシムを含む酸化膜６０ｂを形成するので、前記したように有機ＥＬ素子７０の劣化が防止され、耐久性に優れた良好な表示品質の有機ＥＬ装置１を製造することができる。
【００５２】
また、対向電極６０の表層部の酸化膜６０ｂ上に補助配線（補助対向電極）５０を形成するので、対向電極層６０ａの表層部が酸化されて絶縁性の酸化膜６０ｂとなり、対向電極６０の導電性が低下しても、補助配線５０によってこれを合わせた対向電極６０全体の導電性を十分に確保することができる。
【００５３】
次に、本発明の有機ＥＬ装置の第２実施形態を説明する。
この第２実施形態が先の第１実施形態と異なるところは、主に対向電極の構成及びその製造方法にある。
すなわち、第２実施形態において対向電極は、図４（ａ）、（ｂ）に示した第１実施形態における対向電極層６０ａのみからなっており、この対向電極（対向電極層）６０ａ上に、酸化膜６０ｂが形成されている。酸化膜６０ｂは、先の実施形態のように対向電極層６０ａの表層部が酸化されて形成されたものでなく、対向電極層６０ａの表面上に新たに形成された、酸化マグネシウム膜からなっている。
【００５４】
このような酸化膜６０ｂを形成するには、図５（ｂ）に示したように対向電極（対向電極層６０ａ）を形成した後、この対向電極（６０ａ）の表面上に酸化マグネシウムを成膜し、図５（ｃ）に示したように酸化膜６０ｂを厚さ１０ｎｍ以下、例えば２〜５ｎｍ程度に形成する。厚さを１０ｎｍ以下にすれば、対向電極（６０ａ）とこれの上に形成される補助配線（補助対向電極）との間の導通を確保することができ、コンタクトホールの形成などを不要にすることができる。
【００５５】
酸化膜の形成方法、すなわち酸化マグネシウムの成膜方法としては、酸化マグネシウムを成膜材料とし、これを蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等によって直接成膜する方法や、マグネシウムを成膜原料とし、これを反応性スパッタ法や反応性イオンプレーティング法によって酸化マグネシウムにし、成膜する方法などが採用される。また、マグネシウムを成膜材料とし、これを蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等によって直接成膜し、その後、これを酸化して酸化マグネシウムとしてもよい。成膜したマグネシウム膜の酸化方法としては、酸素プラズマ処理が好適に用いられるが、単に酸素ガスに暴露するだけでも可能である。
【００５６】
このようにして形成した酸化マグネシウムからなる酸化膜６０ｂも、その水溶解度が小さく、水や酸素等のガスに対する遮断性に優れたものとなる。
したがって、本実施形態の有機ＥＬ装置にあっても、水溶解度が小さく、水や酸素等のガスに対する遮断性に優れた酸化マグネシム膜（酸化膜６０ｂ）が対向電極（６０ａ）上に設けられているので、水や酸素等のガスに起因して対向電極（６０ａ）が酸化し、有機ＥＬ素子が劣化してしまうのが防止されたものとなる。よって、耐久性に優れ、良好な表示品質が長期に亘って確保されたものとなる。
また、本実施形態の製造方法にあっては、対向電極６０ａ上に酸化マグネシム膜（酸化膜６０ａ）を形成するので、前記したように有機ＥＬ素子７０の劣化が防止され、耐久性に優れた良好な表示品質の有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００５７】
（実験例）
第１実施形態の製造方法、及び第２実施形態の製造方法で有機ＥＬパネルを製造した。これら有機ＥＬパネルでは、酸化膜６０ｂの厚さをそれぞれ５ｎｍとした。また、比較のため、酸化膜６０ｂを形成しない従来構造の有機ＥＬパネルを製造した。なお、これら有機ＥＬディスプレイについては、特別な封止構造を形成することなく、酸化膜６０ｂあるいは対向電極を露出させた状態で発光を行わせ、評価を行った。
【００５８】
これら有機ＥＬパネルを、８５℃、相対湿度９０％の条件のもとで保存し、発光欠陥が生じるまでの時間を比較した。
その結果、酸化膜６０ｂを形成しない従来構造の有機ＥＬパネルでは、およそ１５０時間で全面の１５％程度が発光しなくなってしまった。これに対し、第１実施形態、第２実施形態の有機ＥＬパネルでは、１５００時間以上発光欠陥が発生せず、表示について良好な信頼性が得られることが確認された。
【００５９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、前記第１、第２実施形態では有機発光層として白色発光をするものを形成し、カラーフィルターによってＲＧＢの各色の発光をなさせるようにしたが、有機発光層の形成材料としてＲＧＢの各色の発光をなさせる材料を塗り分けて３種類の有機発光層を形成し、カラーフィルターの形成を省略するようにしてもよい。
【００６０】
（電子機器）
次に、本発明の有機ＥＬ装置の応用例として、電子機器について説明する。図６は、本発明の有機ＥＬ装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。図６に示す携帯電話１３００は、本発明の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。これにより、本発明の有機ＥＬ装置によって構成された表示部を具備した、優れた携帯電話１３００となる。
【００６１】
なお、本発明の有機ＥＬ装置は、前記携帯電話に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、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る。
【符号の説明】
【００６２】
１…有機ＥＬ装置、１０…基板、２０…画素電極、３４…隔壁、４０…有機機能層、５０…補助配線（補助対向電極）、６０…対向電極、６０ａ…対向電極層（対向電極）、６０ｂ…酸化膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に前記有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金を成膜し、前記対向電極を形成する工程と、
前記対向電極の表層部を酸化して少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記対向電極の表層部の酸化膜上に、前記対向電極に導通する補助対向電極を形成する工程を有していることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に前記有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に前記対向電極を形成する工程と、
前記対向電極上に、酸化マグネシム膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置であって、
基板上に設けられた前記画素電極と、
前記画素電極上に設けられた前記有機機能層と、
前記有機機能層上に設けられた、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金からなる前記対向電極と、を含み、
前記対向電極は、前記有機機能層と反対の側の表層部が、少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜になっていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記対向電極の表層部の酸化膜上に、前記対向電極に導通する補助対向電極が設けられていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置であって、
基板上に設けられた前記画素電極と、
前記画素電極上に設けられた前記有機機能層と、
前記有機機能層上に設けられた前記対向電極と、を含み、
前記対向電極上には、前記有機機能層と反対の側に酸化マグネシム膜が設けられていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項１】
画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に前記有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金を成膜し、前記対向電極を形成する工程と、
前記対向電極の表層部を酸化して少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記対向電極の表層部の酸化膜上に、前記対向電極に導通する補助対向電極を形成する工程を有していることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に前記有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に前記対向電極を形成する工程と、
前記対向電極上に、酸化マグネシム膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置であって、
基板上に設けられた前記画素電極と、
前記画素電極上に設けられた前記有機機能層と、
前記有機機能層上に設けられた、少なくともマグネシウムを含む金属又は合金からなる前記対向電極と、を含み、
前記対向電極は、前記有機機能層と反対の側の表層部が、少なくとも酸化マグネシムを含む酸化膜になっていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記対向電極の表層部の酸化膜上に、前記対向電極に導通する補助対向電極が設けられていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
画素電極と対向電極との間に、少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有してなる有機Ｅ素子を備えた有機ＥＬ装置であって、
基板上に設けられた前記画素電極と、
前記画素電極上に設けられた前記有機機能層と、
前記有機機能層上に設けられた前記対向電極と、を含み、
前記対向電極上には、前記有機機能層と反対の側に酸化マグネシム膜が設けられていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【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２０１１−１５４７９５（Ｐ２０１１−１５４７９５Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３９１７（Ｐ２０１０−１３９１７）
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【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２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【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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