ＥＬ装置の製造方法及びＥＬ装置
【課題】陽極と正孔注入層と間の密着性を向上することができるＥＬ装置の製造方法及びＥＬ装置を提供すること。
【解決手段】画素電極２３を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を当該画素電極２３と正孔注入層７０との間に配置し、酸発生材料から酸を発生させて画素電極２３の表面を溶解し、画素電極２３のうち溶解した部分を当該画素電極２３と正孔注入層７０との界面に溶出させて溶出層８１を形成するので、この溶出層８１によって画素電極２３と正孔注入層７０と間の密着性を向上することができる。
【解決手段】画素電極２３を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を当該画素電極２３と正孔注入層７０との間に配置し、酸発生材料から酸を発生させて画素電極２３の表面を溶解し、画素電極２３のうち溶解した部分を当該画素電極２３と正孔注入層７０との界面に溶出させて溶出層８１を形成するので、この溶出層８１によって画素電極２３と正孔注入層７０と間の密着性を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬ装置（ElectroLuminescence装置）の製造方法及びＥＬ装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ装置は、一般的に、基板上に陽極、正孔注入層、発光層及び陰極が順に積層されており、正孔注入層と発光層とが陽極及び陰極で狭持された構成になっている。発光層には、正孔輸送層を介して陽極から正孔が注入されると共に、陰極からは電子が注入される。この正孔と電子とが発光層内で再結合し、再結合によって励起状態から失括する際に発光する。正孔注入層及び発光層は、例えば高分子化合物などの有機化合物や、無機化合物などから構成されている。
【特許文献１】特開２００４−１１９０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年では、正孔注入層と陽極との間の密着性の向上が求められている。正孔注入層と陽極との間の密着性が不十分だと、陽極と正孔注入層との間で正孔の流動がスムーズに行われにくくなり、発光特性が下がってしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、陽極と正孔注入層と間の密着性を向上することができるＥＬ装置の製造方法及びＥＬ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するため、本発明に係るＥＬ装置の製造方法は、基板上に陽極を形成し、前記陽極上に正孔注入層を形成し、前記正孔注入層上に発光層を形成し、前記発光層上に陰極を形成するＥＬ装置の製造方法であって、前記陽極を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を陽極と正孔注入層との間に配置し、前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極と前記正孔注入層との界面に溶出させることを特徴とする。
本発明によれば、陽極を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を陽極と正孔注入層との間に配置し、酸発生材料から前記酸を発生させて陽極の表面を溶解し、陽極のうち溶解した部分を陽極と正孔注入層との界面に溶出させるので、当該界面に溶出させた溶解部分によって陽極と正孔注入層と間の密着性を向上することができる。
【０００５】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記基板上に前記陽極を形成した後、前記陽極上に前記酸発生材料を含んだ酸発生層を形成し、前記酸発生層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極の表面に溶出させ、前記溶解した部分を溶出させた後、前記酸発生層上に、前記正孔注入層と前記発光層と前記陰極とを順に形成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た後、陽極上に酸発生材料を含んだ酸発生層を形成し、酸発生層に含まれる酸発生材料から酸を発生させて陽極の表面を溶解し、陽極のうち溶解した部分を陽極の表面に溶出させ、溶解した部分を溶出させた後、酸発生層上に正孔注入層と発光層と陰極とを順に形成するので、正孔注入層と酸発生層とを別々に形成することになる。
正孔注入層として、自身が酸性の物質で構成されたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層と呼ばれる正孔注入層を設ける技術が知られている。酸性のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層により陽極表面が溶解され、この溶解部分を介して当該陽極と正孔注入層との間を接着するので、陽極と正孔注入層との間の密着性が向上する。このＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層は、構成材料を水系の溶媒に溶解して塗布し、水分を蒸発させることによって成膜するのが一般的である。一方で、水分の蒸発が十分に行われず層中に水分が残留すると、残留した水分によって正孔の流動が妨げられ、ダークスポットなどが生じる場合があり、発光特性の低下の原因となる。
本発明によれば、正孔注入層と酸発生層とが別々に形成されるため、正孔注入層の形成に際して水系の溶媒に溶解させる場合及び有機溶媒に溶解させる場合にかかわらず、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層を形成しなくても良く、正孔注入層中に水分が残留するのを回避することができるという利点がある。
【０００６】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記基板上に前記陽極を形成した後、前記陽極上に前記酸発生材料を含んだ前記正孔注入層を形成し、前記正孔注入層上に前記発光層を形成し、前記正孔注入層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極の表面に溶出させることを特徴とする。
本発明によれば、陽極上に酸発生材料を含んだ正孔注入層を形成し、正孔注入層上に発光層を形成し、正孔注入層に含まれる酸発生材料から酸を発生させて陽極の表面を溶解し、陽極のうち溶解した部分を陽極の表面に溶出させるので、酸発生材料を配置する工程と正孔注入層を形成する工程とを同時に行うことができる。これにより、製造工程の短縮化を図ることができる。
【０００７】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記溶解した部分を溶出させた後、前記発光層上に前記陰極を形成することを特徴とする。
本発明によれば、溶解した部分を溶出させた後、発光層上に陰極を形成するため、陰極と正孔注入層との密着性を向上させてから陰極を形成することになる。これにより、陽極と正孔注入層との間の密着性を確実に向上させることができる。
【０００８】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記発光層上に前記陰極を形成した後、前記正孔注入層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解することを特徴とする。
本発明によれば、発光層上に陰極を形成した後、正孔注入層に含まれる酸発生材料から酸を発生させて陽極の表面を溶解するので、陰極形成までは従来の製造工程を活かすことができ、かつ、陽極と正孔注入層との間の密着性を高めることが可能となる。
【０００９】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記酸発生材料が、光を照射されることにより酸を発生する材料からなり、前記発光層で発光される光によって前記酸発生材料から前記酸を発生させることを特徴とする。
本発明によれば、酸発生材料が光を照射されることにより酸を発生する材料からなり、発光層で発光される光によって酸発生材料から酸を発生させるので、別途光を照射する機構や装置などが必要ない。これにより、製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００１０】
本発明に係るＥＬ装置は、基板上に設けられた陽極と、前記陽極上に設けられた正孔注入層と、前記正孔注入層上に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられた陰極と、前記陽極と前記正孔注入層との間に設けられ、前記陽極と前記正孔注入層とを密着すると共に前記陽極と前記正孔注入層との間で正孔を流通可能な密着層とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、陽極と正孔注入層との間に設けられ陽極と正孔注入層とを密着すると共に陽極と正孔注入層との間で正孔を流通可能な密着層を具備するので、陽極と正孔注入層と間の密着性を向上することができるＥＬ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基き、本発明の各実施形態を説明する。
［第１実施形態］
（有機ＥＬ装置）
図１は、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。
有機ＥＬ装置１は、素子基板２と、素子基板２の表面に配設された駆動回路部５と、駆動回路部５の表面に配設された複数の有機ＥＬ素子３と、有機ＥＬ素子３を封止する封止基板３０とを主として構成されている。この有機ＥＬ素子３は、素子基板２に垂直な方向から見て略円形状や略長円形状等に形成されている。本実施形態では、有機ＥＬ素子３における発光光を素子基板２側から取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１を例にして説明する。
【００１２】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１では、発光層６０における発光光を素子基板２側から取り出すので、素子基板２としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラスや石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等を用いることが可能であり、特にガラス基板が好適に用いられる。
【００１３】
素子基板２上には、有機ＥＬ素子３の駆動用ＴＦＴ１２３（駆動素子４）などを含む駆動回路部５が形成されている。なお、駆動回路を備えたＩＣチップを素子基板２に実装して有機ＥＬ装置を構成することも可能である。
【００１４】
駆動回路部５の具体的な構成として、素子基板２の表面に絶縁材料からなる下地保護層２８１が形成され、その上に半導体材料であるシリコン層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。そのゲート絶縁層２８２の表面には、ゲート電極２４２が形成されている。このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部によって構成されている。なお前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と対向する領域がチャネル領域２４１ａとされている。一方、ゲート電極２４２およびゲート絶縁層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。
【００１５】
またシリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａの一方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、チャネル領域２４１ａの他方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（Lightly 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および第１層間絶縁層２８３を貫通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、図示しない電源線の一部によって構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２および第１層間絶縁層２８３を貫通するコンタクトホール２４４ａを介して、ソース電極２４３と同層に配置されたドレイン電極２４４に接続されている。
【００１６】
上述したソース電極２４３およびドレイン電極２４４、並びに第１層間絶縁層２８３の上層には、アクリル系やポリイミド系等の耐熱性絶縁性樹脂材料などを主体とする平坦化膜２８４が形成されている。この平坦化膜２８４は、駆動用ＴＦＴ１２３（駆動素子４）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ものである。
【００１７】
平坦化膜２８４の表面における有機ＥＬ素子３の形成領域には、複数の画素電極２３が配列形成されている。この画素電極２３は、該平坦化膜２８４に設けられたコンタクトホール２３ａ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２３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。
【００１８】
平坦化膜２８４の表面には、画素電極２３を囲うようにＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる無機隔壁２５が形成されている。この無機隔壁２５の開口部から露出した画素電極２３の表面に、複数の機能膜が積層形成されて、有機ＥＬ素子３が構成されている。本実施形態の有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入層７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、陰極５０として機能する共通電極とを積層して構成されている。
【００１９】
画素電極２３と正孔注入層７０との間には、密着層８０が設けられている。密着層８０は、画素電極２３と正孔注入層７０とを密着すると共に、当該画素電極２３と正孔注入層７０との間で正孔を流通可能に設けられている。密着層８０の下層側は、画素電極２３が溶出した溶出層８１になっている。密着層８０の上層側は、酸発生材料の残留層８２になっている。
【００２０】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１の場合、陽極として機能する画素電極２３は、透明導電材料によって形成されている。その透明導電性材料として、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や、ＩＺＯ（登録商標、インジウム亜鉛酸化物）等を採用することが可能である。そのうちＩＴＯは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）に錫（Ｓｎ）をドープした材料等で構成されている。
【００２１】
密着層８０の形成材料としては、光を照射することによって酸を発生する光酸発生材料が好適に用いられる。例えば、図２（ａ）に示すＷＰＡＧ−３６７（和光純薬工業株式会社製：Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２，４，６−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｉｕｍ ｐ−ｔｏｌｕｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）や、図２（ｂ）に示すＷＰＡＧ−１４５（和光純薬工業株式会社製：Ｂｉｓ（ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ）ｄｉａｚｏｍｅｔｈａｎｅ）や、図２（ｃ）に示すＣＰＩ−１００Ｐ（サンアプロ株式会社製）、その他にはＣＴＰＡＧ（アイバイツ株式会社）等が挙げられる。また、図３に示すように、光酸発生材料だけではなく、熱を加えることによって酸を発生する熱酸発生材料であっても良い。
【００２２】
正孔注入層７０の形成材料としては、例えば、特開昭６３−７０２５７号公報、特開昭６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号公報、特開平２−１３５３６１号公報、特開平２−２０９９８８号公報、特開平３−３７９９２号公報、及び特開平３−１５２１８４号公報等に記載されているような、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、４，４’−ビス（Ｎ（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル等で形成可能である。このほか、水系有機系、酸中性を問わず幅広く材料を選択することが可能である。
【００２３】
発光層６０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。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。
【００２４】
なお、赤色の発光層６０の形成材料としては例えばＭＥＨＰＰＶ（ポリ（３−メトキシ６−（３−エチルヘキシル）パラフェニレンビニレン）を、緑色の発光層６０の形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンと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）の混合溶液を、青色の発光層６０の形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンを用いる場合がある。また、このような発光層６０については、特にその厚さについては制限がなく、各色毎に好ましい膜厚が調整されている。
【００２５】
なお、発光層６０の表面に正孔ブロック層を設けてもよい。正孔ブロック層は、画素電極２３から供給された正孔が発光層６０を通り抜けるのを防止して、発光層６０における電子と正孔との再結合を促進させ、発光効率を向上させる機能を有する。この正孔ブロック層の構成材料として、フルオレン等を採用することが可能である。
【００２６】
陰極５０は、主陰極および補助陰極の積層構造とすることが望ましい。その主陰極として、仕事関数が３．０ｅＶ以下のＣａやＭｇ、ＬｉＦ等の材料を採用することが望ましい。これにより、主陰極に電子注入層としての機能が付与されるので、低電圧で発光層を発光させることができる。また補助陰極は、陰極５０全体の導電性を高めるとともに、主陰極を酸素や水分等から保護する機能を有している。そのため補助陰極として、導電性に優れたＡｌやＡｕ、Ａｇ等の金属材料を採用することが望ましい。
【００２７】
一方、陰極５０の上方には、接着層４０を介して封止基板３０が貼り合わされている。
なお、陰極５０の全体を覆う封止キャップを素子基板２の周縁部に固着し、その封止キャップの内側に水分や酸素等を吸収するゲッター剤を配置してもよい。また、陰極５０の表面にＳｉＯ２等からなる無機封止膜を積層形成してもよい。
【００２８】
上述した有機ＥＬ装置１では、駆動回路部５のソース電極２４３から供給された画像信号が、駆動素子４により所定のタイミングで画素電極２３に印加される。そして、その画素電極２３から注入された正孔と、陰極５０から注入された電子とが、発光層６０で再結合して所定波長の光が放出される。その発光光は、透明材料からなる画素電極２３、駆動回路部５および素子基板２を透過して外部に取り出される。なお、無機隔壁２５は絶縁材料で構成されているので、無機隔壁２５の開口部の内側のみに電流が流れて発光層６０が発光する。そのため、無機隔壁２５の開口部の内側が有機ＥＬ素子３の画素領域となっている。
【００２９】
（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（ａ）〜図４（ｄ）は、有機ＥＬ装置１の製造過程を模式的に示す工程図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）では、説明の簡単のため、駆動回路部５及び隔壁２５の図示を省略している。
まず、基板２上に駆動回路部５を形成し、図４（ａ）に示すように、陽極である画素電極２３と、隔壁２５とを形成する。画素電極２３及び隔壁２５を形成したら、これら画素電極２３及び隔壁２５上に上述の酸発生材料を含んだ酸発生層８５を形成する。酸発生層８５は、例えば上記の酸発生材料のうち光照射によって酸を発生するものであって水溶性のものを水溶媒に溶解させ、インクジェット法やスピンコート法などの既知の方法により画素電極２３及び隔壁２５上に塗布し、乾燥させて形成する。この段階では、酸発生層８５内には残留水分が存在している。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、酸発生層８５に光を照射する。このとき照射する光としては、酸発生材料の吸収帯（感度が高い波長帯域）の波長を用いることが好ましい。光源の一例として、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、蛍光灯、タングステンランプ、エキシマランプ、窒素レーザ、アルゴンレーザなどが挙げられる。これらの他、例えば１５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光を射出する光源を用いることが好ましい。
【００３１】
酸発生層８５に光を照射すると、酸発生層８５内の酸発生材料が水と反応し、酸が発生する。図４（ｃ）に示すように、この酸によって画素電極２３の表面が溶解し、画素電極２３と酸発生層８５との界面に溶出して溶出層８１が形成される。酸発生層８５は、酸を発生した後には残留層８２となって残留する。
【００３２】
溶出層８１及び残留層８２が形成されたら、図４（ｄ）に示すように、正孔注入層７０、発光層６０及び陰極５０を形成し、接着層４０を介して封止基板３０を貼り合わせる。このように、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００３３】
本実施形態によれば、画素電極２３を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を当該画素電極２３と正孔注入層７０との間に配置し、酸発生材料から酸を発生させて画素電極２３の表面を溶解し、画素電極２３のうち溶解した部分を当該画素電極２３と正孔注入層７０との界面に溶出させて溶出層８１を形成するので、この溶出層８１によって画素電極２３と正孔注入層７０と間の密着性を向上することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、画素電極２３上に酸発生材料を含んだ酸発生層８５を形成し、酸発生層８５に含まれる酸発生材料から酸を発生させて画素電極２３の表面を溶解し表面に溶出させて溶出層８１を形成し、溶出層８１形成後、残留層８２上に正孔注入層７０と発光層６０と陰極５０とを順に形成するので、正孔注入層７０と酸発生層８５とを別々に形成することになる。
【００３５】
従来、正孔注入層として、自身が酸性の物質で構成されたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層と呼ばれる正孔注入層を設ける技術が知られている。酸性のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層により陽極（画素電極）表面が溶解され、この溶解部分を介して当該画素電極と正孔注入層との間を接着するので、画素電極と正孔注入層との間の密着性が向上する。このＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層は、構成材料を水系の溶媒に溶解して塗布し、水分を蒸発させることによって成膜するのが一般的である。一方で、水分の蒸発が十分に行われず層中に水分が残留すると、残留した水分によって正孔の流動が妨げられ、ダークスポットなどが生じる場合があり、発光特性の低下の原因となる。
【００３６】
本発明によれば、正孔注入層７０と酸発生層８５とが別々に形成されるため、正孔注入層７０の形成に際して水系の溶媒に溶解させる場合及び有機溶媒に溶解させる場合にかかわらず、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層を形成しなくても良く、正孔注入層７０中に水分が残留するのを回避することができるという利点がある。しかも、酸発生材料が酸発生層８５中の水分と反応することで酸が発生するので、酸発生層８５中の残留水分を減少させることができるという利点がある。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。本実施形態では密着層の構成が第１実施形態とは異なっており、その他の構成は第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
有機ＥＬ装置１０１は、素子基板１０２の表面に駆動回路部１０５が設けられており、駆動回路部１０５の表面には有機ＥＬ素子１０３が設けられた構成になっている。
【００３８】
有機ＥＬ素子１０３は、第１実施形態と同様、画素電極１２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入層１７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層１６０と、陰極１５０として機能する共通電極とを積層して構成されている。画素電極１２３と正孔注入層１７０との間には密着層１８０が設けられている。この密着層１８０は、画素電極１２３と正孔注入層１７０とを密着すると共に、当該画素電極１２３と正孔注入層１７０との間で正孔を流通可能に設けられている。密着層１８０は、第１実施形態とは異なり１層になっている。この層は画素電極１２３が溶出した溶出層である。
【００３９】
次に、上記のように構成された有機ＥＬ装置１０１の製造方法を説明する。図６（ａ）〜図６（ｅ）は、有機ＥＬ装置１０１の製造過程を模式的に示す工程図である。図６（ａ）〜図６（ｅ）では、第１実施形態と同様、説明の簡単のため、駆動回路部１０５及び隔壁１２５の図示を省略している。
【００４０】
まず、基板１０２上に駆動回路部１０５を形成し、図６（ａ）に示すように、画素電極１２３と、隔壁１２５とを形成する。画素電極１２３及び隔壁１２５を形成したら、これら画素電極１２３及び隔壁１２５上に上述の酸発生材料を含んだ正孔注入層１７０を形成する。
【００４１】
正孔注入層１７０は、第１実施形態と同様の正孔注入層材料に、例えば上記の酸発生材料のうち光照射によって酸を発生するものであって水溶性のものを加えて水溶媒に溶解させ、画素電極１２３及び隔壁１２５上に塗布・乾燥して形成する。塗布する溶液には、酸発生材料が０．１〜１０ｗ％程度含まれるようにする。酸発生材料の含有率が０．１ｗ％よりも小さいと酸が十分に発生しなくなる。一方、酸発生材料の含有率が１０ｗ％よりも大きくなっても、酸発生の効果はそれほど向上しない。
【００４２】
次に、図６（ｂ）に示すように、正孔注入層１７０上に発光層１６０を形成する。
発光層１６０を形成したら、正孔注入層１７０に光を照射する。上記実施形態に示した光源を用いて、酸発生材料の吸収帯（感度が高い波長帯域）の波長の光を照射することが好ましい。
【００４３】
正孔注入層１７０に光を照射すると、図６（ｃ）に示すように、正孔注入層１７０内の酸発生材料が水と反応し、酸が発生する。この酸によって図６（ｄ）に示すように画素電極１２３の表面が溶解し、画素電極１２３と正孔注入層１７０との界面に溶出して密着層１８０が形成される。酸発生後の酸発生材料は、正孔注入層１７０に残留する。
密着層１８０が形成されたら、図６（ｅ）に示すように、陰極１５０を形成し、接着層４０を介して封止基板３０を貼り合わせる。このように、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００４４】
本実施形態によれば、正孔注入層１７０内に酸発生材料が含まれるように形成するので、別途酸発生材料を有する層を形成する工程を省略することができる。これにより、製造工程の短縮化を図ることができる。
【００４５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態では有機ＥＬ装置の製造方法が上記実施形態とは異なっており、その他の構成は上記第２実施形態と同様である。以下、上記第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４６】
ここでは、第２実施形態と同一の構成の有機ＥＬ装置１０１の製造方法を説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、有機ＥＬ装置１０１の製造過程を模式的に示す工程図である。図７（ａ）〜図７（ｃ）では、第２実施形態と同様、説明の簡単のため、駆動回路部１０５及び隔壁１２５の図示を省略している。
【００４７】
まず、基板１０２上に駆動回路部１０５を形成し、図７（ａ）に示すように、画素電極１２３と、隔壁１２５とを形成する。画素電極１２３及び隔壁１２５を形成したら、これら画素電極１２３及び隔壁１２５上に上述の酸発生材料を含んだ正孔注入層１７０を形成する。
【００４８】
正孔注入層１７０は、第１実施形態と同様の正孔注入層材料に、例えば上記の酸発生材料のうち光照射によって酸を発生するものであって水溶性のものを加えて水溶媒に溶解させ、画素電極１２３及び隔壁１２５上に塗布・乾燥して形成する。塗布する溶液には、酸発生材料が０．１〜１０ｗ％程度含まれるようにする。酸発生材料の含有率が０．１ｗ％よりも小さいと酸が十分に発生しなくなる。一方、酸発生材料の含有率が１０ｗ％よりも大きくなっても、酸発生の効果はそれほど向上しない。正孔注入層１７０を形成したら、当該正孔注入層１７０上に発光層１６０を形成し、発光層１６０上に陰極１５０を形成する。
【００４９】
陰極１５０を形成したら、図７（ｂ）に示すように、正孔注入層１７０に光を照射する。上記実施形態に示した光源を用いて、酸発生材料の吸収帯（感度が高い波長帯域）の波長の光を照射することが好ましい。正孔注入層１７０に光を照射すると、正孔注入層１７０内の酸発生材料が水と反応し、酸が発生する。
【００５０】
この酸によって、図７（ｃ）に示すように画素電極１２３の表面が溶解し、画素電極１２３と正孔注入層１７０との界面に溶出して密着層１８０が形成される。酸発生後の酸発生材料は、正孔注入層１７０に残留する。密着層１８０が形成されたら、接着層４０を介して封止基板３０を貼り合わせる。このように、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００５１】
本実施形態によれば、陰極１５０まで形成した後、正孔注入層１７０に含まれる酸発生材料から酸を発生させて画素電極１２３の表面を溶解するので、陰極１５０の形成までは従来の製造工程を活かすことができ、かつ、画素電極１２３と正孔注入層１７０との間の密着性を高めることが可能となる。
【００５２】
なお、本実施形態では、正孔注入層１７０に光を照射する際、上記の光源によって正孔注入層１７０に光を照射する代わりに、陰極１５０と画素電極１２３との間に電圧を印加し、発光層１６０にて光を発光させ、当該発光した光を正孔注入層１７０に照射するようにしても構わない。これにより、別途光源を用意する必要がなく、製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００５３】
［第４実施形態］
次に、本発明に係る電子機器について、携帯電話を例に挙げて説明する。
図８は、携帯電話４００の全体構成を示す斜視図である。
携帯電話４００は、筺体４０１、複数の操作ボタンが設けられた操作部４０２、画像や動画、文字等を表示する表示部４０３を有する。表示部４０３には、本発明に係る有機ＥＬ装置１、１０１が搭載される。
【００５４】
このように、画素電極と正孔注入層と間の密着性を向上することができる有機ＥＬ装置１、１０１を備えているので、表示特性の高い表示部を有する電子機器（携帯電話）４００を得ることができる。
【００５５】
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、酸発生材料として、上記実施形態で述べたものの他に、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＣＦ３ＳＯ３−の塩が挙げられる。また、スルホン酸を発生するスルホン化物を用いても良い。これらは、光酸発生材料として用いることができる。
【００５６】
熱酸発生材料としては、スルホニウム塩型化合物、アニリニウム塩型化合物、ピリジウム塩型化合物、ホスホニウム塩型化合物などの既知の化合物が挙げられる。これらのオニウム塩型化合物のカウンターアニオンとしては、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＣＦ３ＳＯ３−、トルエンスルホネート、トリフレートなどが挙げられる。
【００５７】
勿論、これらのイオン性材料のみならず、中性の有機分子から構成される材料を用いても構わない。中性の有機分子から構成される材料は、水系の溶媒だけでなく、各種有機溶媒に対して高い相溶性を得られるものもあり、これらの材料を選択することにより、膜厚を均一に形成することができるなどの利点がある。なお、上記に列挙した材料は例示に過ぎず、これらの材料のほか適宜材料を選択することが可能である。
【００５８】
また、上記実施形態においては、ボトムエミッション型の有機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、トップエミッション型の有機ＥＬ装置であっても本発明の適用は可能である。
【００５９】
また、上記各実施形態では、正孔注入層及び発光層が有機化合物からなる有機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い。例えば、正孔注入層及び発光層が無機材料からなる無機ＥＬ装置であっても本発明の適用は可能であり、正孔注入層及び発光層が有機化合物及び無機化合物の両方を含んだ材料からなるＥＬ装置であっても本発明の適用は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す断面図。
【図２】酸発生材料の分子構成を示す図。
【図３】酸発生材料から酸が発生する反応過程を示す図。
【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】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６】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７】本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造過程を示す工程図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る電子機器の構成を示す図。
【符号の説明】
【００６１】
１、１０１…有機ＥＬ装置 ２、１０２…素子基板 ３、１０３…ＥＬ素子 ５、１０５…駆動回路部 ２３、１２３…画素電極 ２５、１２５…隔壁 ５０、１５０…陰極 ６０、１６０…発光層 ７０、１７０…正孔注入層 ８０、１８０…密着層 ８１…溶出層 ８２…残留層 ８５…酸発生層 ４００…携帯電話
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬ装置（ElectroLuminescence装置）の製造方法及びＥＬ装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ装置は、一般的に、基板上に陽極、正孔注入層、発光層及び陰極が順に積層されており、正孔注入層と発光層とが陽極及び陰極で狭持された構成になっている。発光層には、正孔輸送層を介して陽極から正孔が注入されると共に、陰極からは電子が注入される。この正孔と電子とが発光層内で再結合し、再結合によって励起状態から失括する際に発光する。正孔注入層及び発光層は、例えば高分子化合物などの有機化合物や、無機化合物などから構成されている。
【特許文献１】特開２００４−１１９０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年では、正孔注入層と陽極との間の密着性の向上が求められている。正孔注入層と陽極との間の密着性が不十分だと、陽極と正孔注入層との間で正孔の流動がスムーズに行われにくくなり、発光特性が下がってしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、陽極と正孔注入層と間の密着性を向上することができるＥＬ装置の製造方法及びＥＬ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するため、本発明に係るＥＬ装置の製造方法は、基板上に陽極を形成し、前記陽極上に正孔注入層を形成し、前記正孔注入層上に発光層を形成し、前記発光層上に陰極を形成するＥＬ装置の製造方法であって、前記陽極を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を陽極と正孔注入層との間に配置し、前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極と前記正孔注入層との界面に溶出させることを特徴とする。
本発明によれば、陽極を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を陽極と正孔注入層との間に配置し、酸発生材料から前記酸を発生させて陽極の表面を溶解し、陽極のうち溶解した部分を陽極と正孔注入層との界面に溶出させるので、当該界面に溶出させた溶解部分によって陽極と正孔注入層と間の密着性を向上することができる。
【０００５】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記基板上に前記陽極を形成した後、前記陽極上に前記酸発生材料を含んだ酸発生層を形成し、前記酸発生層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極の表面に溶出させ、前記溶解した部分を溶出させた後、前記酸発生層上に、前記正孔注入層と前記発光層と前記陰極とを順に形成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た後、陽極上に酸発生材料を含んだ酸発生層を形成し、酸発生層に含まれる酸発生材料から酸を発生させて陽極の表面を溶解し、陽極のうち溶解した部分を陽極の表面に溶出させ、溶解した部分を溶出させた後、酸発生層上に正孔注入層と発光層と陰極とを順に形成するので、正孔注入層と酸発生層とを別々に形成することになる。
正孔注入層として、自身が酸性の物質で構成されたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層と呼ばれる正孔注入層を設ける技術が知られている。酸性のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層により陽極表面が溶解され、この溶解部分を介して当該陽極と正孔注入層との間を接着するので、陽極と正孔注入層との間の密着性が向上する。このＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層は、構成材料を水系の溶媒に溶解して塗布し、水分を蒸発させることによって成膜するのが一般的である。一方で、水分の蒸発が十分に行われず層中に水分が残留すると、残留した水分によって正孔の流動が妨げられ、ダークスポットなどが生じる場合があり、発光特性の低下の原因となる。
本発明によれば、正孔注入層と酸発生層とが別々に形成されるため、正孔注入層の形成に際して水系の溶媒に溶解させる場合及び有機溶媒に溶解させる場合にかかわらず、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層を形成しなくても良く、正孔注入層中に水分が残留するのを回避することができるという利点がある。
【０００６】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記基板上に前記陽極を形成した後、前記陽極上に前記酸発生材料を含んだ前記正孔注入層を形成し、前記正孔注入層上に前記発光層を形成し、前記正孔注入層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極の表面に溶出させることを特徴とする。
本発明によれば、陽極上に酸発生材料を含んだ正孔注入層を形成し、正孔注入層上に発光層を形成し、正孔注入層に含まれる酸発生材料から酸を発生させて陽極の表面を溶解し、陽極のうち溶解した部分を陽極の表面に溶出させるので、酸発生材料を配置する工程と正孔注入層を形成する工程とを同時に行うことができる。これにより、製造工程の短縮化を図ることができる。
【０００７】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記溶解した部分を溶出させた後、前記発光層上に前記陰極を形成することを特徴とする。
本発明によれば、溶解した部分を溶出させた後、発光層上に陰極を形成するため、陰極と正孔注入層との密着性を向上させてから陰極を形成することになる。これにより、陽極と正孔注入層との間の密着性を確実に向上させることができる。
【０００８】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記発光層上に前記陰極を形成した後、前記正孔注入層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解することを特徴とする。
本発明によれば、発光層上に陰極を形成した後、正孔注入層に含まれる酸発生材料から酸を発生させて陽極の表面を溶解するので、陰極形成までは従来の製造工程を活かすことができ、かつ、陽極と正孔注入層との間の密着性を高めることが可能となる。
【０００９】
上記のＥＬ装置の製造方法は、前記酸発生材料が、光を照射されることにより酸を発生する材料からなり、前記発光層で発光される光によって前記酸発生材料から前記酸を発生させることを特徴とする。
本発明によれば、酸発生材料が光を照射されることにより酸を発生する材料からなり、発光層で発光される光によって酸発生材料から酸を発生させるので、別途光を照射する機構や装置などが必要ない。これにより、製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００１０】
本発明に係るＥＬ装置は、基板上に設けられた陽極と、前記陽極上に設けられた正孔注入層と、前記正孔注入層上に設けられた発光層と、前記発光層上に設けられた陰極と、前記陽極と前記正孔注入層との間に設けられ、前記陽極と前記正孔注入層とを密着すると共に前記陽極と前記正孔注入層との間で正孔を流通可能な密着層とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、陽極と正孔注入層との間に設けられ陽極と正孔注入層とを密着すると共に陽極と正孔注入層との間で正孔を流通可能な密着層を具備するので、陽極と正孔注入層と間の密着性を向上することができるＥＬ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基き、本発明の各実施形態を説明する。
［第１実施形態］
（有機ＥＬ装置）
図１は、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。
有機ＥＬ装置１は、素子基板２と、素子基板２の表面に配設された駆動回路部５と、駆動回路部５の表面に配設された複数の有機ＥＬ素子３と、有機ＥＬ素子３を封止する封止基板３０とを主として構成されている。この有機ＥＬ素子３は、素子基板２に垂直な方向から見て略円形状や略長円形状等に形成されている。本実施形態では、有機ＥＬ素子３における発光光を素子基板２側から取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１を例にして説明する。
【００１２】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１では、発光層６０における発光光を素子基板２側から取り出すので、素子基板２としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラスや石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等を用いることが可能であり、特にガラス基板が好適に用いられる。
【００１３】
素子基板２上には、有機ＥＬ素子３の駆動用ＴＦＴ１２３（駆動素子４）などを含む駆動回路部５が形成されている。なお、駆動回路を備えたＩＣチップを素子基板２に実装して有機ＥＬ装置を構成することも可能である。
【００１４】
駆動回路部５の具体的な構成として、素子基板２の表面に絶縁材料からなる下地保護層２８１が形成され、その上に半導体材料であるシリコン層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。そのゲート絶縁層２８２の表面には、ゲート電極２４２が形成されている。このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部によって構成されている。なお前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と対向する領域がチャネル領域２４１ａとされている。一方、ゲート電極２４２およびゲート絶縁層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。
【００１５】
またシリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａの一方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、チャネル領域２４１ａの他方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（Lightly 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および第１層間絶縁層２８３を貫通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、図示しない電源線の一部によって構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２および第１層間絶縁層２８３を貫通するコンタクトホール２４４ａを介して、ソース電極２４３と同層に配置されたドレイン電極２４４に接続されている。
【００１６】
上述したソース電極２４３およびドレイン電極２４４、並びに第１層間絶縁層２８３の上層には、アクリル系やポリイミド系等の耐熱性絶縁性樹脂材料などを主体とする平坦化膜２８４が形成されている。この平坦化膜２８４は、駆動用ＴＦＴ１２３（駆動素子４）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ものである。
【００１７】
平坦化膜２８４の表面における有機ＥＬ素子３の形成領域には、複数の画素電極２３が配列形成されている。この画素電極２３は、該平坦化膜２８４に設けられたコンタクトホール２３ａ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２３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。
【００１８】
平坦化膜２８４の表面には、画素電極２３を囲うようにＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる無機隔壁２５が形成されている。この無機隔壁２５の開口部から露出した画素電極２３の表面に、複数の機能膜が積層形成されて、有機ＥＬ素子３が構成されている。本実施形態の有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入層７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、陰極５０として機能する共通電極とを積層して構成されている。
【００１９】
画素電極２３と正孔注入層７０との間には、密着層８０が設けられている。密着層８０は、画素電極２３と正孔注入層７０とを密着すると共に、当該画素電極２３と正孔注入層７０との間で正孔を流通可能に設けられている。密着層８０の下層側は、画素電極２３が溶出した溶出層８１になっている。密着層８０の上層側は、酸発生材料の残留層８２になっている。
【００２０】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１の場合、陽極として機能する画素電極２３は、透明導電材料によって形成されている。その透明導電性材料として、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や、ＩＺＯ（登録商標、インジウム亜鉛酸化物）等を採用することが可能である。そのうちＩＴＯは、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）に錫（Ｓｎ）をドープした材料等で構成されている。
【００２１】
密着層８０の形成材料としては、光を照射することによって酸を発生する光酸発生材料が好適に用いられる。例えば、図２（ａ）に示すＷＰＡＧ−３６７（和光純薬工業株式会社製：Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２，４，６−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｉｕｍ ｐ−ｔｏｌｕｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）や、図２（ｂ）に示すＷＰＡＧ−１４５（和光純薬工業株式会社製：Ｂｉｓ（ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ）ｄｉａｚｏｍｅｔｈａｎｅ）や、図２（ｃ）に示すＣＰＩ−１００Ｐ（サンアプロ株式会社製）、その他にはＣＴＰＡＧ（アイバイツ株式会社）等が挙げられる。また、図３に示すように、光酸発生材料だけではなく、熱を加えることによって酸を発生する熱酸発生材料であっても良い。
【００２２】
正孔注入層７０の形成材料としては、例えば、特開昭６３−７０２５７号公報、特開昭６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号公報、特開平２−１３５３６１号公報、特開平２−２０９９８８号公報、特開平３−３７９９２号公報、及び特開平３−１５２１８４号公報等に記載されているような、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、４，４’−ビス（Ｎ（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル等で形成可能である。このほか、水系有機系、酸中性を問わず幅広く材料を選択することが可能である。
【００２３】
発光層６０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。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。
【００２４】
なお、赤色の発光層６０の形成材料としては例えばＭＥＨＰＰＶ（ポリ（３−メトキシ６−（３−エチルヘキシル）パラフェニレンビニレン）を、緑色の発光層６０の形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンと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）の混合溶液を、青色の発光層６０の形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンを用いる場合がある。また、このような発光層６０については、特にその厚さについては制限がなく、各色毎に好ましい膜厚が調整されている。
【００２５】
なお、発光層６０の表面に正孔ブロック層を設けてもよい。正孔ブロック層は、画素電極２３から供給された正孔が発光層６０を通り抜けるのを防止して、発光層６０における電子と正孔との再結合を促進させ、発光効率を向上させる機能を有する。この正孔ブロック層の構成材料として、フルオレン等を採用することが可能である。
【００２６】
陰極５０は、主陰極および補助陰極の積層構造とすることが望ましい。その主陰極として、仕事関数が３．０ｅＶ以下のＣａやＭｇ、ＬｉＦ等の材料を採用することが望ましい。これにより、主陰極に電子注入層としての機能が付与されるので、低電圧で発光層を発光させることができる。また補助陰極は、陰極５０全体の導電性を高めるとともに、主陰極を酸素や水分等から保護する機能を有している。そのため補助陰極として、導電性に優れたＡｌやＡｕ、Ａｇ等の金属材料を採用することが望ましい。
【００２７】
一方、陰極５０の上方には、接着層４０を介して封止基板３０が貼り合わされている。
なお、陰極５０の全体を覆う封止キャップを素子基板２の周縁部に固着し、その封止キャップの内側に水分や酸素等を吸収するゲッター剤を配置してもよい。また、陰極５０の表面にＳｉＯ２等からなる無機封止膜を積層形成してもよい。
【００２８】
上述した有機ＥＬ装置１では、駆動回路部５のソース電極２４３から供給された画像信号が、駆動素子４により所定のタイミングで画素電極２３に印加される。そして、その画素電極２３から注入された正孔と、陰極５０から注入された電子とが、発光層６０で再結合して所定波長の光が放出される。その発光光は、透明材料からなる画素電極２３、駆動回路部５および素子基板２を透過して外部に取り出される。なお、無機隔壁２５は絶縁材料で構成されているので、無機隔壁２５の開口部の内側のみに電流が流れて発光層６０が発光する。そのため、無機隔壁２５の開口部の内側が有機ＥＬ素子３の画素領域となっている。
【００２９】
（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（ａ）〜図４（ｄ）は、有機ＥＬ装置１の製造過程を模式的に示す工程図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）では、説明の簡単のため、駆動回路部５及び隔壁２５の図示を省略している。
まず、基板２上に駆動回路部５を形成し、図４（ａ）に示すように、陽極である画素電極２３と、隔壁２５とを形成する。画素電極２３及び隔壁２５を形成したら、これら画素電極２３及び隔壁２５上に上述の酸発生材料を含んだ酸発生層８５を形成する。酸発生層８５は、例えば上記の酸発生材料のうち光照射によって酸を発生するものであって水溶性のものを水溶媒に溶解させ、インクジェット法やスピンコート法などの既知の方法により画素電極２３及び隔壁２５上に塗布し、乾燥させて形成する。この段階では、酸発生層８５内には残留水分が存在している。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、酸発生層８５に光を照射する。このとき照射する光としては、酸発生材料の吸収帯（感度が高い波長帯域）の波長を用いることが好ましい。光源の一例として、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、蛍光灯、タングステンランプ、エキシマランプ、窒素レーザ、アルゴンレーザなどが挙げられる。これらの他、例えば１５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光を射出する光源を用いることが好ましい。
【００３１】
酸発生層８５に光を照射すると、酸発生層８５内の酸発生材料が水と反応し、酸が発生する。図４（ｃ）に示すように、この酸によって画素電極２３の表面が溶解し、画素電極２３と酸発生層８５との界面に溶出して溶出層８１が形成される。酸発生層８５は、酸を発生した後には残留層８２となって残留する。
【００３２】
溶出層８１及び残留層８２が形成されたら、図４（ｄ）に示すように、正孔注入層７０、発光層６０及び陰極５０を形成し、接着層４０を介して封止基板３０を貼り合わせる。このように、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００３３】
本実施形態によれば、画素電極２３を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を当該画素電極２３と正孔注入層７０との間に配置し、酸発生材料から酸を発生させて画素電極２３の表面を溶解し、画素電極２３のうち溶解した部分を当該画素電極２３と正孔注入層７０との界面に溶出させて溶出層８１を形成するので、この溶出層８１によって画素電極２３と正孔注入層７０と間の密着性を向上することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、画素電極２３上に酸発生材料を含んだ酸発生層８５を形成し、酸発生層８５に含まれる酸発生材料から酸を発生させて画素電極２３の表面を溶解し表面に溶出させて溶出層８１を形成し、溶出層８１形成後、残留層８２上に正孔注入層７０と発光層６０と陰極５０とを順に形成するので、正孔注入層７０と酸発生層８５とを別々に形成することになる。
【００３５】
従来、正孔注入層として、自身が酸性の物質で構成されたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層と呼ばれる正孔注入層を設ける技術が知られている。酸性のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層により陽極（画素電極）表面が溶解され、この溶解部分を介して当該画素電極と正孔注入層との間を接着するので、画素電極と正孔注入層との間の密着性が向上する。このＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層は、構成材料を水系の溶媒に溶解して塗布し、水分を蒸発させることによって成膜するのが一般的である。一方で、水分の蒸発が十分に行われず層中に水分が残留すると、残留した水分によって正孔の流動が妨げられ、ダークスポットなどが生じる場合があり、発光特性の低下の原因となる。
【００３６】
本発明によれば、正孔注入層７０と酸発生層８５とが別々に形成されるため、正孔注入層７０の形成に際して水系の溶媒に溶解させる場合及び有機溶媒に溶解させる場合にかかわらず、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層を形成しなくても良く、正孔注入層７０中に水分が残留するのを回避することができるという利点がある。しかも、酸発生材料が酸発生層８５中の水分と反応することで酸が発生するので、酸発生層８５中の残留水分を減少させることができるという利点がある。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。本実施形態では密着層の構成が第１実施形態とは異なっており、その他の構成は第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
有機ＥＬ装置１０１は、素子基板１０２の表面に駆動回路部１０５が設けられており、駆動回路部１０５の表面には有機ＥＬ素子１０３が設けられた構成になっている。
【００３８】
有機ＥＬ素子１０３は、第１実施形態と同様、画素電極１２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入層１７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層１６０と、陰極１５０として機能する共通電極とを積層して構成されている。画素電極１２３と正孔注入層１７０との間には密着層１８０が設けられている。この密着層１８０は、画素電極１２３と正孔注入層１７０とを密着すると共に、当該画素電極１２３と正孔注入層１７０との間で正孔を流通可能に設けられている。密着層１８０は、第１実施形態とは異なり１層になっている。この層は画素電極１２３が溶出した溶出層である。
【００３９】
次に、上記のように構成された有機ＥＬ装置１０１の製造方法を説明する。図６（ａ）〜図６（ｅ）は、有機ＥＬ装置１０１の製造過程を模式的に示す工程図である。図６（ａ）〜図６（ｅ）では、第１実施形態と同様、説明の簡単のため、駆動回路部１０５及び隔壁１２５の図示を省略している。
【００４０】
まず、基板１０２上に駆動回路部１０５を形成し、図６（ａ）に示すように、画素電極１２３と、隔壁１２５とを形成する。画素電極１２３及び隔壁１２５を形成したら、これら画素電極１２３及び隔壁１２５上に上述の酸発生材料を含んだ正孔注入層１７０を形成する。
【００４１】
正孔注入層１７０は、第１実施形態と同様の正孔注入層材料に、例えば上記の酸発生材料のうち光照射によって酸を発生するものであって水溶性のものを加えて水溶媒に溶解させ、画素電極１２３及び隔壁１２５上に塗布・乾燥して形成する。塗布する溶液には、酸発生材料が０．１〜１０ｗ％程度含まれるようにする。酸発生材料の含有率が０．１ｗ％よりも小さいと酸が十分に発生しなくなる。一方、酸発生材料の含有率が１０ｗ％よりも大きくなっても、酸発生の効果はそれほど向上しない。
【００４２】
次に、図６（ｂ）に示すように、正孔注入層１７０上に発光層１６０を形成する。
発光層１６０を形成したら、正孔注入層１７０に光を照射する。上記実施形態に示した光源を用いて、酸発生材料の吸収帯（感度が高い波長帯域）の波長の光を照射することが好ましい。
【００４３】
正孔注入層１７０に光を照射すると、図６（ｃ）に示すように、正孔注入層１７０内の酸発生材料が水と反応し、酸が発生する。この酸によって図６（ｄ）に示すように画素電極１２３の表面が溶解し、画素電極１２３と正孔注入層１７０との界面に溶出して密着層１８０が形成される。酸発生後の酸発生材料は、正孔注入層１７０に残留する。
密着層１８０が形成されたら、図６（ｅ）に示すように、陰極１５０を形成し、接着層４０を介して封止基板３０を貼り合わせる。このように、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００４４】
本実施形態によれば、正孔注入層１７０内に酸発生材料が含まれるように形成するので、別途酸発生材料を有する層を形成する工程を省略することができる。これにより、製造工程の短縮化を図ることができる。
【００４５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態では有機ＥＬ装置の製造方法が上記実施形態とは異なっており、その他の構成は上記第２実施形態と同様である。以下、上記第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４６】
ここでは、第２実施形態と同一の構成の有機ＥＬ装置１０１の製造方法を説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、有機ＥＬ装置１０１の製造過程を模式的に示す工程図である。図７（ａ）〜図７（ｃ）では、第２実施形態と同様、説明の簡単のため、駆動回路部１０５及び隔壁１２５の図示を省略している。
【００４７】
まず、基板１０２上に駆動回路部１０５を形成し、図７（ａ）に示すように、画素電極１２３と、隔壁１２５とを形成する。画素電極１２３及び隔壁１２５を形成したら、これら画素電極１２３及び隔壁１２５上に上述の酸発生材料を含んだ正孔注入層１７０を形成する。
【００４８】
正孔注入層１７０は、第１実施形態と同様の正孔注入層材料に、例えば上記の酸発生材料のうち光照射によって酸を発生するものであって水溶性のものを加えて水溶媒に溶解させ、画素電極１２３及び隔壁１２５上に塗布・乾燥して形成する。塗布する溶液には、酸発生材料が０．１〜１０ｗ％程度含まれるようにする。酸発生材料の含有率が０．１ｗ％よりも小さいと酸が十分に発生しなくなる。一方、酸発生材料の含有率が１０ｗ％よりも大きくなっても、酸発生の効果はそれほど向上しない。正孔注入層１７０を形成したら、当該正孔注入層１７０上に発光層１６０を形成し、発光層１６０上に陰極１５０を形成する。
【００４９】
陰極１５０を形成したら、図７（ｂ）に示すように、正孔注入層１７０に光を照射する。上記実施形態に示した光源を用いて、酸発生材料の吸収帯（感度が高い波長帯域）の波長の光を照射することが好ましい。正孔注入層１７０に光を照射すると、正孔注入層１７０内の酸発生材料が水と反応し、酸が発生する。
【００５０】
この酸によって、図７（ｃ）に示すように画素電極１２３の表面が溶解し、画素電極１２３と正孔注入層１７０との界面に溶出して密着層１８０が形成される。酸発生後の酸発生材料は、正孔注入層１７０に残留する。密着層１８０が形成されたら、接着層４０を介して封止基板３０を貼り合わせる。このように、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００５１】
本実施形態によれば、陰極１５０まで形成した後、正孔注入層１７０に含まれる酸発生材料から酸を発生させて画素電極１２３の表面を溶解するので、陰極１５０の形成までは従来の製造工程を活かすことができ、かつ、画素電極１２３と正孔注入層１７０との間の密着性を高めることが可能となる。
【００５２】
なお、本実施形態では、正孔注入層１７０に光を照射する際、上記の光源によって正孔注入層１７０に光を照射する代わりに、陰極１５０と画素電極１２３との間に電圧を印加し、発光層１６０にて光を発光させ、当該発光した光を正孔注入層１７０に照射するようにしても構わない。これにより、別途光源を用意する必要がなく、製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００５３】
［第４実施形態］
次に、本発明に係る電子機器について、携帯電話を例に挙げて説明する。
図８は、携帯電話４００の全体構成を示す斜視図である。
携帯電話４００は、筺体４０１、複数の操作ボタンが設けられた操作部４０２、画像や動画、文字等を表示する表示部４０３を有する。表示部４０３には、本発明に係る有機ＥＬ装置１、１０１が搭載される。
【００５４】
このように、画素電極と正孔注入層と間の密着性を向上することができる有機ＥＬ装置１、１０１を備えているので、表示特性の高い表示部を有する電子機器（携帯電話）４００を得ることができる。
【００５５】
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、酸発生材料として、上記実施形態で述べたものの他に、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＣＦ３ＳＯ３−の塩が挙げられる。また、スルホン酸を発生するスルホン化物を用いても良い。これらは、光酸発生材料として用いることができる。
【００５６】
熱酸発生材料としては、スルホニウム塩型化合物、アニリニウム塩型化合物、ピリジウム塩型化合物、ホスホニウム塩型化合物などの既知の化合物が挙げられる。これらのオニウム塩型化合物のカウンターアニオンとしては、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＣＦ３ＳＯ３−、トルエンスルホネート、トリフレートなどが挙げられる。
【００５７】
勿論、これらのイオン性材料のみならず、中性の有機分子から構成される材料を用いても構わない。中性の有機分子から構成される材料は、水系の溶媒だけでなく、各種有機溶媒に対して高い相溶性を得られるものもあり、これらの材料を選択することにより、膜厚を均一に形成することができるなどの利点がある。なお、上記に列挙した材料は例示に過ぎず、これらの材料のほか適宜材料を選択することが可能である。
【００５８】
また、上記実施形態においては、ボトムエミッション型の有機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、トップエミッション型の有機ＥＬ装置であっても本発明の適用は可能である。
【００５９】
また、上記各実施形態では、正孔注入層及び発光層が有機化合物からなる有機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い。例えば、正孔注入層及び発光層が無機材料からなる無機ＥＬ装置であっても本発明の適用は可能であり、正孔注入層及び発光層が有機化合物及び無機化合物の両方を含んだ材料からなるＥＬ装置であっても本発明の適用は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す断面図。
【図２】酸発生材料の分子構成を示す図。
【図３】酸発生材料から酸が発生する反応過程を示す図。
【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】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６】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７】本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造過程を示す工程図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る電子機器の構成を示す図。
【符号の説明】
【００６１】
１、１０１…有機ＥＬ装置 ２、１０２…素子基板 ３、１０３…ＥＬ素子 ５、１０５…駆動回路部 ２３、１２３…画素電極 ２５、１２５…隔壁 ５０、１５０…陰極 ６０、１６０…発光層 ７０、１７０…正孔注入層 ８０、１８０…密着層 ８１…溶出層 ８２…残留層 ８５…酸発生層 ４００…携帯電話
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に陽極を形成し、前記陽極上に正孔注入層を形成し、前記正孔注入層上に発光層を形成し、前記発光層上に陰極を形成するＥＬ装置の製造方法であって、
前記陽極を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を陽極と正孔注入層との間に配置し、
前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、
前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極と前記正孔注入層との界面に溶出させる
ことを特徴とするＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記基板上に前記陽極を形成した後、前記陽極上に前記酸発生材料を含んだ酸発生層を形成し、
前記酸発生層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、
前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極の表面に溶出させ、
前記溶解した部分を溶出させた後、前記酸発生層上に、前記正孔注入層と前記発光層と前記陰極とを順に形成する
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板上に前記陽極を形成した後、前記陽極上に前記酸発生材料を含んだ前記正孔注入層を形成し、
前記正孔注入層上に前記発光層を形成し、
前記正孔注入層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、
前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極の表面に溶出させる
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記溶解した部分を溶出させた後、前記発光層上に前記陰極を形成する
ことを特徴とする請求項３に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記発光層上に前記陰極を形成した後、前記正孔注入層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解する
ことを特徴とする請求項３に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
前記酸発生材料が、光を照射されることにより酸を発生する材料からなり、
前記発光層で発光される光によって前記酸発生材料から前記酸を発生させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項７】
基板上に設けられた陽極と、
前記陽極上に設けられた正孔注入層と、
前記正孔注入層上に設けられた発光層と、
前記発光層上に設けられた陰極と、
前記陽極と前記正孔注入層との間に設けられ、前記陽極と前記正孔注入層とを密着すると共に前記陽極と前記正孔注入層との間で正孔を流通可能な密着層と
を具備することを特徴とするＥＬ装置。
【請求項１】
基板上に陽極を形成し、前記陽極上に正孔注入層を形成し、前記正孔注入層上に発光層を形成し、前記発光層上に陰極を形成するＥＬ装置の製造方法であって、
前記陽極を溶解可能な酸を発生する酸発生材料を陽極と正孔注入層との間に配置し、
前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、
前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極と前記正孔注入層との界面に溶出させる
ことを特徴とするＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記基板上に前記陽極を形成した後、前記陽極上に前記酸発生材料を含んだ酸発生層を形成し、
前記酸発生層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、
前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極の表面に溶出させ、
前記溶解した部分を溶出させた後、前記酸発生層上に、前記正孔注入層と前記発光層と前記陰極とを順に形成する
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板上に前記陽極を形成した後、前記陽極上に前記酸発生材料を含んだ前記正孔注入層を形成し、
前記正孔注入層上に前記発光層を形成し、
前記正孔注入層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解し、
前記陽極のうち溶解した部分を前記陽極の表面に溶出させる
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記溶解した部分を溶出させた後、前記発光層上に前記陰極を形成する
ことを特徴とする請求項３に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記発光層上に前記陰極を形成した後、前記正孔注入層に含まれる前記酸発生材料から前記酸を発生させて前記陽極の表面を溶解する
ことを特徴とする請求項３に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
前記酸発生材料が、光を照射されることにより酸を発生する材料からなり、
前記発光層で発光される光によって前記酸発生材料から前記酸を発生させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項７】
基板上に設けられた陽極と、
前記陽極上に設けられた正孔注入層と、
前記正孔注入層上に設けられた発光層と、
前記発光層上に設けられた陰極と、
前記陽極と前記正孔注入層との間に設けられ、前記陽極と前記正孔注入層とを密着すると共に前記陽極と前記正孔注入層との間で正孔を流通可能な密着層と
を具備することを特徴とするＥＬ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１０８６０４（Ｐ２００８−１０８６０４Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９１０４３（Ｐ２００６−２９１０４３）
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【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２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【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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