発光装置、発光装置の製造方法、電子機器
【課題】画素部のみでの選択発光性を高めて色むらの少ない発光装置を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ装置１は、複数の画素部Ａ１と、前記複数の画素部Ａ１間に配設された非画素部Ａ２とを有する発光装置であって、前記画素部Ａ１と前記非画素部Ａ２とに跨って配設され、液晶材料とホスト材料とを含んで構成された機能層１１０ｂを有し、前記機能層１１０ｂは、前記非画素部Ａ２よりも前記画素部Ａ１において前記液晶材料が相対的に高い配向性を有して構成され、さらに前記画素部Ａ１においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在してなる一方、前記非画素部Ａ２においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在していないことを特徴とする。
【解決手段】有機ＥＬ装置１は、複数の画素部Ａ１と、前記複数の画素部Ａ１間に配設された非画素部Ａ２とを有する発光装置であって、前記画素部Ａ１と前記非画素部Ａ２とに跨って配設され、液晶材料とホスト材料とを含んで構成された機能層１１０ｂを有し、前記機能層１１０ｂは、前記非画素部Ａ２よりも前記画素部Ａ１において前記液晶材料が相対的に高い配向性を有して構成され、さらに前記画素部Ａ１においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在してなる一方、前記非画素部Ａ２においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在していないことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、発光装置の製造方法、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機蛍光材料等の発光機能材料を電極間に挟持してなる有機ＥＬ装置等の発光装置が注目されている。このような発光装置の製造方法として、発光機能材料をインク化し、該インク（液状体）を基材上に吐出する液滴吐出法により当該発光機能材料をパターニングする方法が採用されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１５３９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の方法により発光機能材料を画素部に選択的に配置することが可能となる。このように発光機能材料を画素部に選択的に配置して、当該画素部のみで発光を行うことは、色むらのない均一な発光を得るために重要な課題であり、該画素部での選択発光性は更なる確実性が要求される課題である。また、上記のような液滴吐出法により材料のパターニングを行う場合には、膜厚の均一性が低く、これが色むら発生の一因となる場合がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、画素部のみでの選択発光性を高めて色むらの少ない発光装置を提供するとともに、そのような発光装置の製造方法であって、発光機能層の膜厚の均一性を高め、色むらの少ない発光装置の製造方法を提供することを目的としている。さらに、本発明は、そのような発光装置を備えた信頼性の高い電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の発光装置は、複数の画素部と、前記複数の画素部間に配設された非画素部とを有する発光装置であって、前記画素部と前記非画素部とに跨って配設され、液晶材料とホスト材料とを含んで構成された機能層を有し、前記機能層は、前記非画素部よりも前記画素部において前記液晶材料が相対的に高い配向性を有して構成され、さらに前記画素部においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在してなる一方、前記非画素部においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在していないことを特徴とする。
【０００６】
このような発光装置によると、機能層において画素部のみにホスト材料（例えば電荷輸送機能を有する材料）とゲスト材料（例えば蛍光色素や燐光色素）とを混在させ、非画素部にはホスト材料にゲスト材料を混在させていないため、画素部のみで選択的に発光が行われ、非画素部では発光が行われないものとなる。その結果、画素部周辺（つまり非画素部）での発光に基づく色むらの発生が防止ないし抑制され、視認性に優れた発光装置を提供することが可能となる。また、特に画素部においては非画素部よりも液晶材料が相対的に高い配向性を有しているため、当該画素部では機能層の抵抗値が低く、電荷の移動度が高いものとなり、画素部のみの選択発光を更に確実に行うことができるものとされている。
【０００７】
本発明の発光装置において、前記機能層は、前記画素部と前記非画素部のうち前記画素部においてのみゲスト材料を含むものとすることができる。つまり、画素部のみがゲスト材料を含む場合、当該画素部のみで発光を行うことが可能となり、逆にゲスト材料を含まない（ホスト材料のみの）非画素部においては発光が行われないものとなる。その結果、上述の画素部のみの選択発光が一層確実なものとなり、発光むらの発生を一層防止ないし抑制することが可能となる。
【０００８】
なお、本発明の発光装置は、陽極と陰極との間に上記機能層が配設されてなり、陽極と機能層の間には正孔注入／輸送層が配設される一方、陰極と機能層の間には電子注入／輸送層が配設されてなるものとすることができる。また、陽極としてマトリクス状に配設された透光性電極を、陰極として全面ベタ状に配設された光反射性電極を備えたものとすることもできる。また、機能層においてゲスト材料としてエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料を用いて、当該発光装置を有機ＥＬ装置として構成することもできる。さらに、画素部に混在させるゲスト材料として、例えば赤色、緑色、青色の各色の燐光材料又は蛍光材料を画素毎に色を選択して混在させれば、フルカラーの発光装置を実現することができる。
【０００９】
次に、上記課題を解決するために、本発明の発光装置の製造方法は、複数の画素部と、前記複数の画素部間に配設された非画素部とを有する発光装置の製造方法であって、硬化型液晶材料及びホスト材料を含む液状体を前記画素部と前記非画素部とに跨って配置する第１配置工程と、前記非画素部に配された前記硬化型液晶材料を硬化させる工程と、前記画素部に配された前記硬化型液晶材料及びホスト材料に対してゲスト材料を含む液状体を配置する第２配置工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
このような製造方法により上述した本発明の発光装置を簡便に作成することが可能となる。つまり、硬化型液晶材料及びホスト材料を含む液状体を全面ベタ状に画素部と非画素部に跨って形成し、非画素部に配された硬化型液晶材料を選択的に硬化した後、未硬化部分の画素部に対してゲスト材料を含む液状体を配置させるものとしているため、液状体同士が凝集する性質により未硬化の画素部分のみにゲスト材料を含む液状体が含侵されることとなる。その結果、画素部においてホスト材料とゲスト材料が混在する一方、非画素部においてホスト材料とゲスト材料が混在しない（若しくはゲスト材料が含まれていない）機能層を形成することが可能となる。
【００１１】
また、上記製造方法において前記ゲスト材料を含む液状体を配置させた後、前記画素部に配された前記硬化型液晶材料を配向させながら硬化させる工程を含むものとすることができる。このような製造方法によると、画素部の液晶材料が配向して硬化するため、非画素部の液晶材料に比して相対的に配向性が高いものとなる。その結果、上記本発明に係る発光装置を好適に製造することが可能となるのである。
【００１２】
前記第１配置工程は、前記硬化型液晶材料と前記ホスト材料とを含む液状体を用いて、スピンコート法により当該硬化型液晶材料とホスト材料の成膜を行う工程を含むものとすることができる。このような製造方法によると、膜厚が均一で、表面が平坦な機能膜を形成することが可能となる。なお、機能膜は上述の通り液晶材料とホスト材料を含み、画素部においてホスト材料とゲスト材料が混在し、且つ液晶材料が配向してなるものである。
【００１３】
次に、上記課題を解決するために、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。このような電子機器によると、色むらが少なく信頼性の高い表示を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（発光装置）
以下、本発明の発光装置の一実施形態たる有機ＥＬ装置について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す説明図であって、図２は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面模式図、図３は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の要部の断面模式図、図４は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の要部構成を示す説明図、図５は、変形例に係る有機ＥＬ装置の要部の断面模式図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の有機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が設けられている。
【００１６】
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。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当該電源線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、画素電極１１１と対向電極１２と発光機能層１１０により発光素子が構成されている。
【００１７】
係る構成によれば、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。発光機能層１１０は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００１８】
次に、図２及び図３に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、ガラス等からなる透明な基体２と、マトリックス状に配置された発光素子とを具備している。なお、基体２上に形成される発光素子は、画素電極１１１と、発光機能層１１０と、陰極１２とにより構成されている。また、図３に示すように、基体２の厚さ方向において、上記発光素子を含む発光素子部１０と基体２との間には回路素子部１４が具備されている。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１１３等が備えられている。
【００１９】
また、陰極１２は、その一端が基体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。
【００２０】
なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１においては、発光機能層１１０から基体２側に発した光が、回路素子部１４及び基体２を透過して基体２の下側（観測者側）に出射されるとともに、発光機能層１１０から基体２の反対側に発した光が陰極１２により反射されて、回路素子部１４及び基体２を透過して基体２の下側（観測者側）に出射されるようになっている。なお、陰極１２として、透明な材料を用いれば陰極側から発光する光を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を用いる事ができる。膜厚としては７５ｎｍほどの膜厚にする事が好ましく、この膜厚よりも薄くした方がより好ましい。
【００２１】
一方、図３に示すように、回路素子部１４には、基体２上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成され、この下地保護膜２ｃ上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜１４１が形成されている。なお、半導体膜１４１には、ソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂが高濃度Ｐイオン打ち込みにより形成されており、Ｐが導入されなかった部分がチャネル領域１４１ｃとなっている。さらに回路素子部１４には、下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆う透明なゲート絶縁膜１４２が形成され、ゲート絶縁膜１４２上にはＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極１４３（走査線１０１）が形成され、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されている。ゲート電極１４３は半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に設けられている。
【００２２】
また、第１、第２層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂを貫通して、半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４５，１４６が形成されている。そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ等からなる透明な画素電極１１１が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール１４５がこの画素電極１１１に接続されている。また、もう一方のコンタクトホール１４６が電源線１０３に接続されている。このようにして、回路素子部１４には、各画素電極１１１に接続された駆動用の薄膜トランジスタ１１３が形成されている。なお、回路素子部１４には、前述した保持容量ｃａｐ及びスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２（図１参照）も形成されているが、図３ではこれらの図示を省略している。
【００２３】
次に、発光素子部１０は、複数の画素電極１１１と、複数の画素電極１１１…上の各々に積層された発光機能層１１０と、発光機能層１１０上に形成された陰極１２とを主体として構成されており、これら画素電極１１１、発光機能層１１０及び陰極１２によって発光素子が形成されている。ここで、画素電極１１１は、例えばＩＴＯにより形成されてなり、平面視略矩形にパターニングされて形成されている。この画素電極１１１の厚さは、５０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、特に１５０ｎｍ程度がよい。
【００２４】
発光機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に形成された発光層１１０ｂ１，１１０ｂ２，１１０ｂ３とから構成されている。発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３は、それぞれ赤色（Ｒ）を発光する赤色発光層１１０ｂ１と、緑色（Ｇ）を発光する緑色発光層１１０ｂ２と、青色（Ｂ）を発光する青色発光層１１０ｂ３とからなるものである。なお、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に隣接して電子注入輸送層などの機能を有する他の機能層をさらに形成しても良い。
【００２５】
正孔注入／輸送層１１０ａは、正孔を発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入／輸送層１１０ａ内部において輸送する機能を有する。このような正孔注入／輸送層１１０ａを画素電極１１１と発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３の間に設けることにより、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３の発光効率、寿命等の素子特性が向上する。発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３では、正孔注入／輸送層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子が再結合し、各色の発光が得られるようになっている。
【００２６】
なお、正孔注入／輸送層１１０ａは、画素電極１１１を含む第２層間絶縁膜１４４ｂ上に全面ベタ状に配設されており、その厚さは例えば５０〜７０ｎｍの範囲とされている。正孔注入／輸送層形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物を用いることができる。
【００２７】
一方、正孔注入／輸送層１１０ａ上には上記発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３の他、ダミー発光層１１０ｂ４が形成されており、これら発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３とダミー発光層１１０ｂ４とにより、機能層１１０ｂが構成されている。機能層１１０ｂは、正孔注入／輸送層１１０ａの全面に対しベタ状に配設されたもので、表示に寄与する複数の画素部Ａ１と、該複数の画素部Ａ１間に配設される非画素部Ａ２とにおいて、それぞれ構成が異なる層となっている。つまり、機能層１１０ｂは、画素部Ａ１では発光が可能な上記発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３とされ、非画素部Ａ２では発光が実質的に行われないダミー発光層１１０ｂ４として構成されている。
【００２８】
機能層１１０ｂの構成について詳述すると、図４に示すように、画素部Ａ１の機能層１１０ｂを構成する発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３は、非画素部Ａ２に比して相対的に高配向性の液晶材料と、電荷輸送材料等からなるホスト材料と、燐光材料又は蛍光材料等のゲスト材料とを有してなり、ここではホスト材料とゲスト材料とが拡散（混在）して構成されている。このような発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３においては、電子とホールの再結合に基づいて発光が行われるものとなっている。なお、発光層１１０ｂ１は赤色（Ｒ）を発する燐光材料を、発光層１１０ｂ２は緑色（Ｇ）を発する燐光材料を、発光層１１０ｂ３は青色（Ｂ）を発する燐光材料をそれぞれ含み、各発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３において、各色Ｒ，Ｇ，Ｂを発光可能に構成されている。
【００２９】
一方、非画素部Ａ２の機能層１１０ｂを構成するダミー発光層１１０ｂ４は、画素部Ａ１に比して相対的に低配向性の液晶材料と、電荷輸送材料等からなるホスト材料とを有してなり、実質的に発光が行われない、若しくは画素部Ａ１に対して相対的に発光が少ない構成となっている。なお、ゲスト材料を含んでもダミー発光層１１０ｂ４を構成することも可能ではあるが、その場合は、ホスト材料と混在しない状態であることが必要である。
【００３０】
また、上述した通り、機能層１１０ｂには液晶材料が含有されており、その液晶材料の配向性が画素部Ａ１と非画素部Ａ２との間で異なるものとされている。具体的には、画素部Ａ１の発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３において高配向性を具備し、非画素部Ａ２のダミー発光層１１０ｂ４において低配向性を具備している。これにより、画素部Ａ１における電荷の移動度が有利となり、つまり非画素部Ａ２よりも画素部Ａ１において電荷移動度が高まるため、画素部Ａ１における発光が一層促進されることとなる。
【００３１】
なお、ホスト材料として例えばポリＮビニルカルバゾールを、ゲスト材料として例えばクマリン系（緑〜黄色）、ペリレン系（赤色）、オキサゾール系（緑〜黄色）、オキサジン系、ナフタレン系（青色）、キノロン系等の発光材料を採用することができる。また、液晶材料としては、例えば紫外線硬化性を有する棒状液晶であって、一分子中に少なくとも２つの６員環を有する液晶骨格を部分構造として有する環状アルコール、フェノール又は芳香族ヒドロキシ化合物のアクリル酸エステル又はメタアクリル酸エステルであって、一分子中に１つのアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する化合物を含有するものを採用することができる。
【００３２】
次に陰極１２は、基材２の全面に形成されており、画素電極１１１と対になって発光機能層１１０に電流を流す役割を果たす。この陰極１２は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。このとき、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に近い側の陰極には仕事関数が低いものを設けることが好ましく、特にこの形態においては発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に直接に接して発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に電子を注入する役割を果たす。
【００３３】
また、発光層の材料によっては効率よく発光させるために、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３と陰極１２との間にフッ化リチウムを形成する場合もある。なお、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｂ）の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２にはフッ化リチウムに限らず、他の材料を用いても良い。従ってこの場合は青色（Ｂ）の発光層１１０ｂ３のみにフッ化リチウムからなる層を形成し、他の赤色（Ｒ）及び緑色（Ｂ）の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２にはフッ化リチウム以外のものを積層しても良い。また、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｂ）の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２上にはフッ化リチウムを形成せず、カルシウムのみを形成しても良い。
【００３４】
以上のような本実施形態の有機ＥＬ装置１によれば、機能層１１０ｂにおいて画素部Ａ１のみにホスト材料とゲスト材料とを混在させ、非画素部Ａ２にはホスト材料にゲスト材料を混在させていないため、画素部Ａ１のみで選択的に発光が行われ、非画素部Ａ２では発光が行われないものとなる。その結果、有機ＥＬ装置１は、画素部Ａ１周辺（つまり非画素部Ａ２）での発光に基づく色むらの発生が防止ないし抑制され、視認性に優れた表示を提供することが可能となる。
【００３５】
また、有機ＥＬ装置１は、画素部Ａ１においては非画素部Ａ２よりも液晶材料が相対的に高い配向性を有しているため、当該画素部Ａ１では機能層１１０ｂの抵抗値が低く、電荷の移動度が高いものとなり、画素部Ａ１のみの選択発光を更に確実に行うことができるものとされている。
【００３６】
なお、本実施形態では正孔注入／輸送層１１０ａを基材２の全面にわたって形成しているが、例えば図５に示すように、画素部Ａ１のみに当該正孔注入／輸送層１１０ａを配設しても良い。
【００３７】
図５は、本実施形態の有機ＥＬ装置１の一変形例に係る有機ＥＬ装置１００について、その断面構成を模式的に示す図である。この有機ＥＬ装置１００では、絶縁層１４４ｂ上にアクリル樹脂等の有機材料からなるバンク（隔壁部）１１２が形成されている。当該バンク１１２は所定パターンの開口部１１２ａを有してなり、該開口部１１２ａ内に液状体等を塗布し、これを乾燥することで、開口部１１２ａのパターンに対応した膜パターンを生成可能にしている。なお、ここではバンク１１２は非画素部Ａ２に選択的に配設されており、その開口部１１２ａは画素部Ａ１と同一パターンを有して構成されている。
【００３８】
バンク１１２の開口部１１２ａ内には、基材２側から画素電極１１１と正孔注入／輸送層１１０ａとが形成されている。そして、正孔注入／輸送層１１０ａとバンク１１２の上層には機能層１１０ｂが形成されている。なお、各層の機能、構成については図３に示した有機ＥＬ装置１と同様のため説明は省略する。
【００３９】
（発光装置の製造方法）
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の製造方法について図面を参照して説明する。図６〜図８は、有機ＥＬ装置１の一製造工程を模式的に示す断面図である。
当該製造方法は、基材２上に薄膜トランジスタ１１３や絶縁層１４４ｂ等を形成する基板形成工程、画素電極１１１を形成する工程、正孔注入／輸送層１１０ａを形成する工程、機能層１１０ｂを形成する工程、陰極１２を形成する工程を含むものとされている。なお、本発明の製造方法は以下に述べる工程に限られるものではなく必要に応じて工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
【００４０】
本実施の形態の有機ＥＬ装置の製造方法は、大型の基板上に複数の有機ＥＬ装置を作製して、該大型基板から複数の有機ＥＬ装置を得る多面取りを採用したものである。このような大型基板には、１６個の有機ＥＬ装置を得るべくパネルが４列４行のマトリックス状に配置されている。そして、最終的には、該パネルが個々に切り離されて、所定の配線を接続等することにより、上記実施形態の有機ＥＬ装置１が作製される。
【００４１】
具体的な工程として、まず、基材上に公知の方法により薄膜トランジスタ１１３、層間絶縁層１４４ａ，１４４ｂ等を形成した基板を作成する。そして、層間絶縁層１４４ａ，１４４ｂにコンタクトホール１４５を形成し、その後、以下の画素電極１１１を形成する。
【００４２】
続いて、図６（ａ）に示すように、層間絶縁層１４４ｂ上に画素電極１１１を形成する。具体的には、層間絶縁層１４４ｂ上の全面にＩＴＯ膜をスパッタ法又は蒸着法により成膜し、マスクエッチングによりパターニングして、画素部Ａ１に画素電極１１１を形成するものとしている。なお、コンタクトホール１４５には予めメッキ処理等によりコンタクトプラグを形成しておくものとしている。なお、図６（ｂ）以降では、コンタクトホール１４５の図示を省略している。
【００４３】
次に、図６（ｂ）に示すように、正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。ここでは、上記画素電極１１１を含む層間絶縁層１４４ｂの表面をＯ２プラズマ処理により、コンタミ除去及び濡れ性を向上させた後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳインク（重量比：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ＝１／１０、溶媒純水）をスピンコート法により成膜し、５０ｎｍの正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。
【００４４】
次に、図６（ｃ）に示すように、プレ機能層１１を形成する。ここでは、上述した燐光用ホスト材料と紫外線硬化液晶材料とを含む機能層用インク（重量比：ホスト材料／液晶材料＝１０／１、溶媒キシレン）をスピンコート法により成膜し、プレ機能膜１１を形成する。
【００４５】
その後、形成したプレ機能膜１１に対して、図６（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いて形成した所定パターンの開口を有するレジストマスクＭ１を介して紫外線を照射する。なお、マスクＭ１は、その開口部が画素電極１１１の形成されていない領域（非画素部Ａ２）に位置するように位置合わせを行っている。このような紫外線が照射された非画素部Ａ２のプレ機能膜１１は、液晶材料が硬化して、図７（ａ）に示すようにダミー発光層１１０ｂ４として構成されることとなる。
【００４６】
一方、画素電極１１１が形成された領域（画素部Ａ１）のプレ機能膜１１に対しては、図７（ａ）に示すように、インクジェット装置ＩＪを用いて、所定のインクを含侵させる。ここでは、インクとして上述した赤色の燐光性ゲスト材料を含むインクＬ１、緑色の燐光性ゲスト材料を含むインクＬ２、青色の燐光性ゲスト材料を含むインクＬ３をインクジェット装置ＩＪにより選択吐出するものとしている。なお、インク溶媒としてはシクロヘキシルベンゼン等の高沸点溶媒を用いた。
【００４７】
この場合、画素電極１１１が形成された領域（画素部Ａ１）のプレ機能膜１１は、紫外線照射を受けていないため液状であり、吐出されたインクＬ１〜Ｌ３と混ざり合う。このようにインクＬ１〜Ｌ３の吐出により、画素電極１１１が形成された領域（画素部Ａ１）のプレ機能膜１１に各ゲスト材料が含侵され、これをスクロールポンプに真空乾燥（数Ｐａ）によりシクロヘキシルベンゼンを除去すれば、図７（ｂ）に示すように、画素電極１１１上にプレ発光層１１ａ１〜１１ａ３が形成されることとなる。なお、液状のプレ機能膜１１とインクＬ１〜Ｌ３は混ざり合うが、紫外線照射を受けた上述のダミー発光層１１０ｂ４は固体状態のため、インクＬ１〜Ｌ３が該ダミー発光層１１０ｂ４と混ざり合うことはない。したがって、ダミー発光層１１０ｂ４内にはゲスト材料が含侵されないものとなっている。
【００４８】
以上のようなプレ発光層１１ａ１〜１１ａ３を形成した後、図７（ｃ）に示すように、磁場（１Ａ／ｍ）の中で紫外線（５０ｍＷ、１分間）を照射する。これにより、プレ発光層１１ａ１〜１１ａ３に含まれる液晶材料が硬化し、図８（ａ）に示すように、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３が形成されることとなる。
【００４９】
その後、窒素中で１００℃、１時間の熱処理を行い、さらに図８（ｂ）に示すように陰極１２を蒸着法又はスパッタ法等により形成し、接着材及びガラスを用いて封止を行い、本実施形態の有機ＥＬ装置１を得た。なお、必要に応じて、例えば発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３と陰極１２との間にホールブロック層又は電子注入層を形成することもできる。
【００５０】
以上のような製造方法によると、図１〜図４に示した本実施形態の有機ＥＬ装置１を簡便に作成することが可能となる。つまり、硬化型液晶材料及びホスト材料を含む液状体を全面ベタ状に画素部Ａ１と非画素部Ａ２に跨って形成し、非画素部Ａ２に配された硬化型液晶材料を選択的に硬化した後、未硬化部分の画素部Ａ１に対してゲスト材料を含む液状体を配置させるものとしているため、液状体同士が凝集する性質により未硬化の画素部Ａ１のみにゲスト材料を含む液状体が含侵されることとなる。その結果、画素部Ａ１においてホスト材料とゲスト材料が混在する一方、非画素部Ａ２においてホスト材料とゲスト材料が混在しない（若しくはゲスト材料が含まれていない）機能層１１０ｂを簡便に形成することが可能となるのである。
【００５１】
また、本実施形態の製造方法では、ゲスト材料を含む液状体を配置させた後、画素部Ａ１に配された硬化型液晶材料を配向させつつ、当該液晶材料の硬化を行っている。つまり、硬化工程である紫外線照射工程中に磁場をかけることで、当該磁場により液晶が配向するものとされている。このような方法によれば、画素部Ａ１の液晶材料が配向しながら硬化するため、当該画素部Ａ１の液晶材料は非画素部Ａ２の液晶材料に比して相対的に配向性が高いものとなり、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１を簡便に作成することが可能となる。
【００５２】
また、硬化型液晶材料とホスト材料の塗布工程は、当該硬化型液晶材料とホスト材料とを含む液状体を用いて、スピンコート法により行うものとしている。このような製造方法によると、膜厚が均一で、表面が平坦な発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３を含む機能膜１１０ｂを形成することが可能となる。なお、機能膜１１０ｂは上述の通り液晶材料とホスト材料を含み、画素部Ａ１においてホスト材料とゲスト材料が混在し、且つ液晶材料が配向してなるものである。
【００５３】
発光特性の試験のため、比較例として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをインクジェットでパターニングし、画素部Ａ１と非画素部Ａ２ともに同一の構成を有する機能層を具備させたものを作成した。つまり、画素部Ａ１と非画素部Ａ２ともにホスト材料とゲスト材料を含む液状体を一括で成膜して機能層を形成し、比較例の有機ＥＬ装置とした。このような比較例の有機ＥＬ装置と、上記実施形態の有機ＥＬ装置１について発光状態を目視で確認した。
この場合、上記本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、色むらのない均一な発光が得られたのに対し、比較例の有機ＥＬ装置では、スジ状の色むらが確認され、また領域により色違いむらが多数確認された。
【００５４】
（電子機器）
次に、本実施形態の有機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９（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図９（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。図９（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図９（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。図９（ｃ）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９（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。図９（ｄ）は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。図９（ｄ）において、薄型大画面テレビ１３００は、薄型大画面テレビ本体（筐体）１３０２、スピーカーなどの音声出力部１３０４、上記有機ＥＬ装置１からなる表示部１３０６を備える。
【００５５】
図９に示す電子機器１０００，１１００，１２００，１３００は、上記有機ＥＬ装置１を備えているので、表示部１００１，１１０１，１２０６，１３０６において色むら等がなく視認性に優れた表示が可能とされている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す説明図。
【図２】図１の有機ＥＬ装置の平面模式図。
【図３】図１の有機ＥＬ装置の要部断面模式図。
【図４】機能層の詳細な構成について示す説明図。
【図５】有機ＥＬ装置の一変形例についての要部断面模式図。
【図６】図１の有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図。
【図７】図６に続く製造方法を説明する工程図。
【図８】図７に続く製造方法を説明する工程図。
【図９】本発明の電子機器の一実施形態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００５７】
１…有機ＥＬ装置（発光装置）、２…基体（基板）、Ａ１…画素部、Ａ２…非画素部、１１０ｂ…機能層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、発光装置の製造方法、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機蛍光材料等の発光機能材料を電極間に挟持してなる有機ＥＬ装置等の発光装置が注目されている。このような発光装置の製造方法として、発光機能材料をインク化し、該インク（液状体）を基材上に吐出する液滴吐出法により当該発光機能材料をパターニングする方法が採用されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１５３９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の方法により発光機能材料を画素部に選択的に配置することが可能となる。このように発光機能材料を画素部に選択的に配置して、当該画素部のみで発光を行うことは、色むらのない均一な発光を得るために重要な課題であり、該画素部での選択発光性は更なる確実性が要求される課題である。また、上記のような液滴吐出法により材料のパターニングを行う場合には、膜厚の均一性が低く、これが色むら発生の一因となる場合がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、画素部のみでの選択発光性を高めて色むらの少ない発光装置を提供するとともに、そのような発光装置の製造方法であって、発光機能層の膜厚の均一性を高め、色むらの少ない発光装置の製造方法を提供することを目的としている。さらに、本発明は、そのような発光装置を備えた信頼性の高い電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の発光装置は、複数の画素部と、前記複数の画素部間に配設された非画素部とを有する発光装置であって、前記画素部と前記非画素部とに跨って配設され、液晶材料とホスト材料とを含んで構成された機能層を有し、前記機能層は、前記非画素部よりも前記画素部において前記液晶材料が相対的に高い配向性を有して構成され、さらに前記画素部においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在してなる一方、前記非画素部においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在していないことを特徴とする。
【０００６】
このような発光装置によると、機能層において画素部のみにホスト材料（例えば電荷輸送機能を有する材料）とゲスト材料（例えば蛍光色素や燐光色素）とを混在させ、非画素部にはホスト材料にゲスト材料を混在させていないため、画素部のみで選択的に発光が行われ、非画素部では発光が行われないものとなる。その結果、画素部周辺（つまり非画素部）での発光に基づく色むらの発生が防止ないし抑制され、視認性に優れた発光装置を提供することが可能となる。また、特に画素部においては非画素部よりも液晶材料が相対的に高い配向性を有しているため、当該画素部では機能層の抵抗値が低く、電荷の移動度が高いものとなり、画素部のみの選択発光を更に確実に行うことができるものとされている。
【０００７】
本発明の発光装置において、前記機能層は、前記画素部と前記非画素部のうち前記画素部においてのみゲスト材料を含むものとすることができる。つまり、画素部のみがゲスト材料を含む場合、当該画素部のみで発光を行うことが可能となり、逆にゲスト材料を含まない（ホスト材料のみの）非画素部においては発光が行われないものとなる。その結果、上述の画素部のみの選択発光が一層確実なものとなり、発光むらの発生を一層防止ないし抑制することが可能となる。
【０００８】
なお、本発明の発光装置は、陽極と陰極との間に上記機能層が配設されてなり、陽極と機能層の間には正孔注入／輸送層が配設される一方、陰極と機能層の間には電子注入／輸送層が配設されてなるものとすることができる。また、陽極としてマトリクス状に配設された透光性電極を、陰極として全面ベタ状に配設された光反射性電極を備えたものとすることもできる。また、機能層においてゲスト材料としてエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料を用いて、当該発光装置を有機ＥＬ装置として構成することもできる。さらに、画素部に混在させるゲスト材料として、例えば赤色、緑色、青色の各色の燐光材料又は蛍光材料を画素毎に色を選択して混在させれば、フルカラーの発光装置を実現することができる。
【０００９】
次に、上記課題を解決するために、本発明の発光装置の製造方法は、複数の画素部と、前記複数の画素部間に配設された非画素部とを有する発光装置の製造方法であって、硬化型液晶材料及びホスト材料を含む液状体を前記画素部と前記非画素部とに跨って配置する第１配置工程と、前記非画素部に配された前記硬化型液晶材料を硬化させる工程と、前記画素部に配された前記硬化型液晶材料及びホスト材料に対してゲスト材料を含む液状体を配置する第２配置工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
このような製造方法により上述した本発明の発光装置を簡便に作成することが可能となる。つまり、硬化型液晶材料及びホスト材料を含む液状体を全面ベタ状に画素部と非画素部に跨って形成し、非画素部に配された硬化型液晶材料を選択的に硬化した後、未硬化部分の画素部に対してゲスト材料を含む液状体を配置させるものとしているため、液状体同士が凝集する性質により未硬化の画素部分のみにゲスト材料を含む液状体が含侵されることとなる。その結果、画素部においてホスト材料とゲスト材料が混在する一方、非画素部においてホスト材料とゲスト材料が混在しない（若しくはゲスト材料が含まれていない）機能層を形成することが可能となる。
【００１１】
また、上記製造方法において前記ゲスト材料を含む液状体を配置させた後、前記画素部に配された前記硬化型液晶材料を配向させながら硬化させる工程を含むものとすることができる。このような製造方法によると、画素部の液晶材料が配向して硬化するため、非画素部の液晶材料に比して相対的に配向性が高いものとなる。その結果、上記本発明に係る発光装置を好適に製造することが可能となるのである。
【００１２】
前記第１配置工程は、前記硬化型液晶材料と前記ホスト材料とを含む液状体を用いて、スピンコート法により当該硬化型液晶材料とホスト材料の成膜を行う工程を含むものとすることができる。このような製造方法によると、膜厚が均一で、表面が平坦な機能膜を形成することが可能となる。なお、機能膜は上述の通り液晶材料とホスト材料を含み、画素部においてホスト材料とゲスト材料が混在し、且つ液晶材料が配向してなるものである。
【００１３】
次に、上記課題を解決するために、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。このような電子機器によると、色むらが少なく信頼性の高い表示を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（発光装置）
以下、本発明の発光装置の一実施形態たる有機ＥＬ装置について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す説明図であって、図２は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面模式図、図３は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の要部の断面模式図、図４は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の要部構成を示す説明図、図５は、変形例に係る有機ＥＬ装置の要部の断面模式図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の有機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が設けられている。
【００１６】
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。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当該電源線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、画素電極１１１と対向電極１２と発光機能層１１０により発光素子が構成されている。
【００１７】
係る構成によれば、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。発光機能層１１０は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００１８】
次に、図２及び図３に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、ガラス等からなる透明な基体２と、マトリックス状に配置された発光素子とを具備している。なお、基体２上に形成される発光素子は、画素電極１１１と、発光機能層１１０と、陰極１２とにより構成されている。また、図３に示すように、基体２の厚さ方向において、上記発光素子を含む発光素子部１０と基体２との間には回路素子部１４が具備されている。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１１３等が備えられている。
【００１９】
また、陰極１２は、その一端が基体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。
【００２０】
なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１においては、発光機能層１１０から基体２側に発した光が、回路素子部１４及び基体２を透過して基体２の下側（観測者側）に出射されるとともに、発光機能層１１０から基体２の反対側に発した光が陰極１２により反射されて、回路素子部１４及び基体２を透過して基体２の下側（観測者側）に出射されるようになっている。なお、陰極１２として、透明な材料を用いれば陰極側から発光する光を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を用いる事ができる。膜厚としては７５ｎｍほどの膜厚にする事が好ましく、この膜厚よりも薄くした方がより好ましい。
【００２１】
一方、図３に示すように、回路素子部１４には、基体２上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成され、この下地保護膜２ｃ上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜１４１が形成されている。なお、半導体膜１４１には、ソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂが高濃度Ｐイオン打ち込みにより形成されており、Ｐが導入されなかった部分がチャネル領域１４１ｃとなっている。さらに回路素子部１４には、下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆う透明なゲート絶縁膜１４２が形成され、ゲート絶縁膜１４２上にはＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極１４３（走査線１０１）が形成され、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されている。ゲート電極１４３は半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に設けられている。
【００２２】
また、第１、第２層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂを貫通して、半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４５，１４６が形成されている。そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ等からなる透明な画素電極１１１が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール１４５がこの画素電極１１１に接続されている。また、もう一方のコンタクトホール１４６が電源線１０３に接続されている。このようにして、回路素子部１４には、各画素電極１１１に接続された駆動用の薄膜トランジスタ１１３が形成されている。なお、回路素子部１４には、前述した保持容量ｃａｐ及びスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２（図１参照）も形成されているが、図３ではこれらの図示を省略している。
【００２３】
次に、発光素子部１０は、複数の画素電極１１１と、複数の画素電極１１１…上の各々に積層された発光機能層１１０と、発光機能層１１０上に形成された陰極１２とを主体として構成されており、これら画素電極１１１、発光機能層１１０及び陰極１２によって発光素子が形成されている。ここで、画素電極１１１は、例えばＩＴＯにより形成されてなり、平面視略矩形にパターニングされて形成されている。この画素電極１１１の厚さは、５０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、特に１５０ｎｍ程度がよい。
【００２４】
発光機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に形成された発光層１１０ｂ１，１１０ｂ２，１１０ｂ３とから構成されている。発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３は、それぞれ赤色（Ｒ）を発光する赤色発光層１１０ｂ１と、緑色（Ｇ）を発光する緑色発光層１１０ｂ２と、青色（Ｂ）を発光する青色発光層１１０ｂ３とからなるものである。なお、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に隣接して電子注入輸送層などの機能を有する他の機能層をさらに形成しても良い。
【００２５】
正孔注入／輸送層１１０ａは、正孔を発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入／輸送層１１０ａ内部において輸送する機能を有する。このような正孔注入／輸送層１１０ａを画素電極１１１と発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３の間に設けることにより、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３の発光効率、寿命等の素子特性が向上する。発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３では、正孔注入／輸送層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子が再結合し、各色の発光が得られるようになっている。
【００２６】
なお、正孔注入／輸送層１１０ａは、画素電極１１１を含む第２層間絶縁膜１４４ｂ上に全面ベタ状に配設されており、その厚さは例えば５０〜７０ｎｍの範囲とされている。正孔注入／輸送層形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物を用いることができる。
【００２７】
一方、正孔注入／輸送層１１０ａ上には上記発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３の他、ダミー発光層１１０ｂ４が形成されており、これら発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３とダミー発光層１１０ｂ４とにより、機能層１１０ｂが構成されている。機能層１１０ｂは、正孔注入／輸送層１１０ａの全面に対しベタ状に配設されたもので、表示に寄与する複数の画素部Ａ１と、該複数の画素部Ａ１間に配設される非画素部Ａ２とにおいて、それぞれ構成が異なる層となっている。つまり、機能層１１０ｂは、画素部Ａ１では発光が可能な上記発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３とされ、非画素部Ａ２では発光が実質的に行われないダミー発光層１１０ｂ４として構成されている。
【００２８】
機能層１１０ｂの構成について詳述すると、図４に示すように、画素部Ａ１の機能層１１０ｂを構成する発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３は、非画素部Ａ２に比して相対的に高配向性の液晶材料と、電荷輸送材料等からなるホスト材料と、燐光材料又は蛍光材料等のゲスト材料とを有してなり、ここではホスト材料とゲスト材料とが拡散（混在）して構成されている。このような発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３においては、電子とホールの再結合に基づいて発光が行われるものとなっている。なお、発光層１１０ｂ１は赤色（Ｒ）を発する燐光材料を、発光層１１０ｂ２は緑色（Ｇ）を発する燐光材料を、発光層１１０ｂ３は青色（Ｂ）を発する燐光材料をそれぞれ含み、各発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３において、各色Ｒ，Ｇ，Ｂを発光可能に構成されている。
【００２９】
一方、非画素部Ａ２の機能層１１０ｂを構成するダミー発光層１１０ｂ４は、画素部Ａ１に比して相対的に低配向性の液晶材料と、電荷輸送材料等からなるホスト材料とを有してなり、実質的に発光が行われない、若しくは画素部Ａ１に対して相対的に発光が少ない構成となっている。なお、ゲスト材料を含んでもダミー発光層１１０ｂ４を構成することも可能ではあるが、その場合は、ホスト材料と混在しない状態であることが必要である。
【００３０】
また、上述した通り、機能層１１０ｂには液晶材料が含有されており、その液晶材料の配向性が画素部Ａ１と非画素部Ａ２との間で異なるものとされている。具体的には、画素部Ａ１の発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３において高配向性を具備し、非画素部Ａ２のダミー発光層１１０ｂ４において低配向性を具備している。これにより、画素部Ａ１における電荷の移動度が有利となり、つまり非画素部Ａ２よりも画素部Ａ１において電荷移動度が高まるため、画素部Ａ１における発光が一層促進されることとなる。
【００３１】
なお、ホスト材料として例えばポリＮビニルカルバゾールを、ゲスト材料として例えばクマリン系（緑〜黄色）、ペリレン系（赤色）、オキサゾール系（緑〜黄色）、オキサジン系、ナフタレン系（青色）、キノロン系等の発光材料を採用することができる。また、液晶材料としては、例えば紫外線硬化性を有する棒状液晶であって、一分子中に少なくとも２つの６員環を有する液晶骨格を部分構造として有する環状アルコール、フェノール又は芳香族ヒドロキシ化合物のアクリル酸エステル又はメタアクリル酸エステルであって、一分子中に１つのアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する化合物を含有するものを採用することができる。
【００３２】
次に陰極１２は、基材２の全面に形成されており、画素電極１１１と対になって発光機能層１１０に電流を流す役割を果たす。この陰極１２は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。このとき、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に近い側の陰極には仕事関数が低いものを設けることが好ましく、特にこの形態においては発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に直接に接して発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３に電子を注入する役割を果たす。
【００３３】
また、発光層の材料によっては効率よく発光させるために、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３と陰極１２との間にフッ化リチウムを形成する場合もある。なお、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｂ）の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２にはフッ化リチウムに限らず、他の材料を用いても良い。従ってこの場合は青色（Ｂ）の発光層１１０ｂ３のみにフッ化リチウムからなる層を形成し、他の赤色（Ｒ）及び緑色（Ｂ）の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２にはフッ化リチウム以外のものを積層しても良い。また、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｂ）の発光層１１０ｂ１、１１０ｂ２上にはフッ化リチウムを形成せず、カルシウムのみを形成しても良い。
【００３４】
以上のような本実施形態の有機ＥＬ装置１によれば、機能層１１０ｂにおいて画素部Ａ１のみにホスト材料とゲスト材料とを混在させ、非画素部Ａ２にはホスト材料にゲスト材料を混在させていないため、画素部Ａ１のみで選択的に発光が行われ、非画素部Ａ２では発光が行われないものとなる。その結果、有機ＥＬ装置１は、画素部Ａ１周辺（つまり非画素部Ａ２）での発光に基づく色むらの発生が防止ないし抑制され、視認性に優れた表示を提供することが可能となる。
【００３５】
また、有機ＥＬ装置１は、画素部Ａ１においては非画素部Ａ２よりも液晶材料が相対的に高い配向性を有しているため、当該画素部Ａ１では機能層１１０ｂの抵抗値が低く、電荷の移動度が高いものとなり、画素部Ａ１のみの選択発光を更に確実に行うことができるものとされている。
【００３６】
なお、本実施形態では正孔注入／輸送層１１０ａを基材２の全面にわたって形成しているが、例えば図５に示すように、画素部Ａ１のみに当該正孔注入／輸送層１１０ａを配設しても良い。
【００３７】
図５は、本実施形態の有機ＥＬ装置１の一変形例に係る有機ＥＬ装置１００について、その断面構成を模式的に示す図である。この有機ＥＬ装置１００では、絶縁層１４４ｂ上にアクリル樹脂等の有機材料からなるバンク（隔壁部）１１２が形成されている。当該バンク１１２は所定パターンの開口部１１２ａを有してなり、該開口部１１２ａ内に液状体等を塗布し、これを乾燥することで、開口部１１２ａのパターンに対応した膜パターンを生成可能にしている。なお、ここではバンク１１２は非画素部Ａ２に選択的に配設されており、その開口部１１２ａは画素部Ａ１と同一パターンを有して構成されている。
【００３８】
バンク１１２の開口部１１２ａ内には、基材２側から画素電極１１１と正孔注入／輸送層１１０ａとが形成されている。そして、正孔注入／輸送層１１０ａとバンク１１２の上層には機能層１１０ｂが形成されている。なお、各層の機能、構成については図３に示した有機ＥＬ装置１と同様のため説明は省略する。
【００３９】
（発光装置の製造方法）
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の製造方法について図面を参照して説明する。図６〜図８は、有機ＥＬ装置１の一製造工程を模式的に示す断面図である。
当該製造方法は、基材２上に薄膜トランジスタ１１３や絶縁層１４４ｂ等を形成する基板形成工程、画素電極１１１を形成する工程、正孔注入／輸送層１１０ａを形成する工程、機能層１１０ｂを形成する工程、陰極１２を形成する工程を含むものとされている。なお、本発明の製造方法は以下に述べる工程に限られるものではなく必要に応じて工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
【００４０】
本実施の形態の有機ＥＬ装置の製造方法は、大型の基板上に複数の有機ＥＬ装置を作製して、該大型基板から複数の有機ＥＬ装置を得る多面取りを採用したものである。このような大型基板には、１６個の有機ＥＬ装置を得るべくパネルが４列４行のマトリックス状に配置されている。そして、最終的には、該パネルが個々に切り離されて、所定の配線を接続等することにより、上記実施形態の有機ＥＬ装置１が作製される。
【００４１】
具体的な工程として、まず、基材上に公知の方法により薄膜トランジスタ１１３、層間絶縁層１４４ａ，１４４ｂ等を形成した基板を作成する。そして、層間絶縁層１４４ａ，１４４ｂにコンタクトホール１４５を形成し、その後、以下の画素電極１１１を形成する。
【００４２】
続いて、図６（ａ）に示すように、層間絶縁層１４４ｂ上に画素電極１１１を形成する。具体的には、層間絶縁層１４４ｂ上の全面にＩＴＯ膜をスパッタ法又は蒸着法により成膜し、マスクエッチングによりパターニングして、画素部Ａ１に画素電極１１１を形成するものとしている。なお、コンタクトホール１４５には予めメッキ処理等によりコンタクトプラグを形成しておくものとしている。なお、図６（ｂ）以降では、コンタクトホール１４５の図示を省略している。
【００４３】
次に、図６（ｂ）に示すように、正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。ここでは、上記画素電極１１１を含む層間絶縁層１４４ｂの表面をＯ２プラズマ処理により、コンタミ除去及び濡れ性を向上させた後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳインク（重量比：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ＝１／１０、溶媒純水）をスピンコート法により成膜し、５０ｎｍの正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。
【００４４】
次に、図６（ｃ）に示すように、プレ機能層１１を形成する。ここでは、上述した燐光用ホスト材料と紫外線硬化液晶材料とを含む機能層用インク（重量比：ホスト材料／液晶材料＝１０／１、溶媒キシレン）をスピンコート法により成膜し、プレ機能膜１１を形成する。
【００４５】
その後、形成したプレ機能膜１１に対して、図６（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いて形成した所定パターンの開口を有するレジストマスクＭ１を介して紫外線を照射する。なお、マスクＭ１は、その開口部が画素電極１１１の形成されていない領域（非画素部Ａ２）に位置するように位置合わせを行っている。このような紫外線が照射された非画素部Ａ２のプレ機能膜１１は、液晶材料が硬化して、図７（ａ）に示すようにダミー発光層１１０ｂ４として構成されることとなる。
【００４６】
一方、画素電極１１１が形成された領域（画素部Ａ１）のプレ機能膜１１に対しては、図７（ａ）に示すように、インクジェット装置ＩＪを用いて、所定のインクを含侵させる。ここでは、インクとして上述した赤色の燐光性ゲスト材料を含むインクＬ１、緑色の燐光性ゲスト材料を含むインクＬ２、青色の燐光性ゲスト材料を含むインクＬ３をインクジェット装置ＩＪにより選択吐出するものとしている。なお、インク溶媒としてはシクロヘキシルベンゼン等の高沸点溶媒を用いた。
【００４７】
この場合、画素電極１１１が形成された領域（画素部Ａ１）のプレ機能膜１１は、紫外線照射を受けていないため液状であり、吐出されたインクＬ１〜Ｌ３と混ざり合う。このようにインクＬ１〜Ｌ３の吐出により、画素電極１１１が形成された領域（画素部Ａ１）のプレ機能膜１１に各ゲスト材料が含侵され、これをスクロールポンプに真空乾燥（数Ｐａ）によりシクロヘキシルベンゼンを除去すれば、図７（ｂ）に示すように、画素電極１１１上にプレ発光層１１ａ１〜１１ａ３が形成されることとなる。なお、液状のプレ機能膜１１とインクＬ１〜Ｌ３は混ざり合うが、紫外線照射を受けた上述のダミー発光層１１０ｂ４は固体状態のため、インクＬ１〜Ｌ３が該ダミー発光層１１０ｂ４と混ざり合うことはない。したがって、ダミー発光層１１０ｂ４内にはゲスト材料が含侵されないものとなっている。
【００４８】
以上のようなプレ発光層１１ａ１〜１１ａ３を形成した後、図７（ｃ）に示すように、磁場（１Ａ／ｍ）の中で紫外線（５０ｍＷ、１分間）を照射する。これにより、プレ発光層１１ａ１〜１１ａ３に含まれる液晶材料が硬化し、図８（ａ）に示すように、発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３が形成されることとなる。
【００４９】
その後、窒素中で１００℃、１時間の熱処理を行い、さらに図８（ｂ）に示すように陰極１２を蒸着法又はスパッタ法等により形成し、接着材及びガラスを用いて封止を行い、本実施形態の有機ＥＬ装置１を得た。なお、必要に応じて、例えば発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３と陰極１２との間にホールブロック層又は電子注入層を形成することもできる。
【００５０】
以上のような製造方法によると、図１〜図４に示した本実施形態の有機ＥＬ装置１を簡便に作成することが可能となる。つまり、硬化型液晶材料及びホスト材料を含む液状体を全面ベタ状に画素部Ａ１と非画素部Ａ２に跨って形成し、非画素部Ａ２に配された硬化型液晶材料を選択的に硬化した後、未硬化部分の画素部Ａ１に対してゲスト材料を含む液状体を配置させるものとしているため、液状体同士が凝集する性質により未硬化の画素部Ａ１のみにゲスト材料を含む液状体が含侵されることとなる。その結果、画素部Ａ１においてホスト材料とゲスト材料が混在する一方、非画素部Ａ２においてホスト材料とゲスト材料が混在しない（若しくはゲスト材料が含まれていない）機能層１１０ｂを簡便に形成することが可能となるのである。
【００５１】
また、本実施形態の製造方法では、ゲスト材料を含む液状体を配置させた後、画素部Ａ１に配された硬化型液晶材料を配向させつつ、当該液晶材料の硬化を行っている。つまり、硬化工程である紫外線照射工程中に磁場をかけることで、当該磁場により液晶が配向するものとされている。このような方法によれば、画素部Ａ１の液晶材料が配向しながら硬化するため、当該画素部Ａ１の液晶材料は非画素部Ａ２の液晶材料に比して相対的に配向性が高いものとなり、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１を簡便に作成することが可能となる。
【００５２】
また、硬化型液晶材料とホスト材料の塗布工程は、当該硬化型液晶材料とホスト材料とを含む液状体を用いて、スピンコート法により行うものとしている。このような製造方法によると、膜厚が均一で、表面が平坦な発光層１１０ｂ１〜１１０ｂ３を含む機能膜１１０ｂを形成することが可能となる。なお、機能膜１１０ｂは上述の通り液晶材料とホスト材料を含み、画素部Ａ１においてホスト材料とゲスト材料が混在し、且つ液晶材料が配向してなるものである。
【００５３】
発光特性の試験のため、比較例として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをインクジェットでパターニングし、画素部Ａ１と非画素部Ａ２ともに同一の構成を有する機能層を具備させたものを作成した。つまり、画素部Ａ１と非画素部Ａ２ともにホスト材料とゲスト材料を含む液状体を一括で成膜して機能層を形成し、比較例の有機ＥＬ装置とした。このような比較例の有機ＥＬ装置と、上記実施形態の有機ＥＬ装置１について発光状態を目視で確認した。
この場合、上記本実施形態に係る有機ＥＬ装置１では、色むらのない均一な発光が得られたのに対し、比較例の有機ＥＬ装置では、スジ状の色むらが確認され、また領域により色違いむらが多数確認された。
【００５４】
（電子機器）
次に、本実施形態の有機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９（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図９（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。図９（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図９（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。図９（ｃ）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９（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。図９（ｄ）は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。図９（ｄ）において、薄型大画面テレビ１３００は、薄型大画面テレビ本体（筐体）１３０２、スピーカーなどの音声出力部１３０４、上記有機ＥＬ装置１からなる表示部１３０６を備える。
【００５５】
図９に示す電子機器１０００，１１００，１２００，１３００は、上記有機ＥＬ装置１を備えているので、表示部１００１，１１０１，１２０６，１３０６において色むら等がなく視認性に優れた表示が可能とされている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す説明図。
【図２】図１の有機ＥＬ装置の平面模式図。
【図３】図１の有機ＥＬ装置の要部断面模式図。
【図４】機能層の詳細な構成について示す説明図。
【図５】有機ＥＬ装置の一変形例についての要部断面模式図。
【図６】図１の有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図。
【図７】図６に続く製造方法を説明する工程図。
【図８】図７に続く製造方法を説明する工程図。
【図９】本発明の電子機器の一実施形態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００５７】
１…有機ＥＬ装置（発光装置）、２…基体（基板）、Ａ１…画素部、Ａ２…非画素部、１１０ｂ…機能層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素部と、前記複数の画素部間に配設された非画素部とを有する発光装置であって、
前記画素部と前記非画素部とに跨って配設され、液晶材料とホスト材料とを含んで構成された機能層を有し、
前記機能層は、前記非画素部よりも前記画素部において前記液晶材料が相対的に高い配向性を有して構成され、さらに前記画素部においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在してなる一方、前記非画素部においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在していないことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記機能層は、前記画素部と前記非画素部のうち前記画素部においてのみゲスト材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
複数の画素部と、前記複数の画素部間に配設された非画素部とを有する発光装置の製造方法であって、
硬化型液晶材料及びホスト材料を含む液状体を前記画素部と前記非画素部とに跨って配置する第１配置工程と、
前記非画素部に配された前記硬化型液晶材料を硬化させる工程と、
前記画素部に配された前記硬化型液晶材料及びホスト材料に対してゲスト材料を含む液状体を配置する第２配置工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記ゲスト材料を含む液状体を配置させた後、前記画素部に配された前記硬化型液晶材料を配向させながら硬化させる工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１配置工程は、前記硬化型液晶材料と前記ホスト材料とを含む液状体を用いて、スピンコート法により当該硬化型液晶材料とホスト材料の成膜を行う工程であることを特徴とする請求項３又は４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の発光装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
複数の画素部と、前記複数の画素部間に配設された非画素部とを有する発光装置であって、
前記画素部と前記非画素部とに跨って配設され、液晶材料とホスト材料とを含んで構成された機能層を有し、
前記機能層は、前記非画素部よりも前記画素部において前記液晶材料が相対的に高い配向性を有して構成され、さらに前記画素部においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在してなる一方、前記非画素部においては前記ホスト材料にゲスト材料が混在していないことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記機能層は、前記画素部と前記非画素部のうち前記画素部においてのみゲスト材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
複数の画素部と、前記複数の画素部間に配設された非画素部とを有する発光装置の製造方法であって、
硬化型液晶材料及びホスト材料を含む液状体を前記画素部と前記非画素部とに跨って配置する第１配置工程と、
前記非画素部に配された前記硬化型液晶材料を硬化させる工程と、
前記画素部に配された前記硬化型液晶材料及びホスト材料に対してゲスト材料を含む液状体を配置する第２配置工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記ゲスト材料を含む液状体を配置させた後、前記画素部に配された前記硬化型液晶材料を配向させながら硬化させる工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１配置工程は、前記硬化型液晶材料と前記ホスト材料とを含む液状体を用いて、スピンコート法により当該硬化型液晶材料とホスト材料の成膜を行う工程であることを特徴とする請求項３又は４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の発光装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２１４２３３（Ｐ２００７−２１４２３３Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０６０４（Ｐ２００６−３０６０４）
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【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１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【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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