【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法、及び有機ＥＬ装置、並びに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する）装置においては、基板上に複数の回路素子、透明電極、有機ＥＬ層及び金属電極等が積層され、それらを封止基板によって基板との間に挟んで封止した構成を具備しているものがある。
このような有機ＥＬ装置においては、正孔と電子とが、蛍光能を有する有機ＥＬ層内で再結合し、励起状態から失活する際に発光する現象を利用している。
【０００３】
また、この有機ＥＬ装置の金属電極の形成方法においては、種種の成膜方法が好適に用いられており、その中でも真空蒸着法が採用されることが多い。この真空蒸着法による金属電極形成過程においては、金属電極の下地膜の凹凸形状やパーティクルの付着によって金属電極にピンホールが生じる場合があり、また、これ以外にも、真空蒸着装置の輻射熱や基板の加熱によって有機ＥＬ層に含有していた水分が気化し、これが金属電極を貫通することによりピンホールが生じてしまう場合がある。
このピンホールによって、有機ＥＬ装置の外部から有機ＥＬ層に水分や酸素が浸入してしまい、有機ＥＬ素子の寿命低下を招いてしまうという問題があった。更に水分や酸素の浸入によって有機ＥＬ素子内にダークスポットと呼ばれる欠陥が発生しやすくなり、また、金属電極の酸化によって安定した発光が得られないという問題があった。
【０００４】
このような有機ＥＬ層への水分や酸素の侵入に起因する問題に対して、幾つかの提案がなされている。その一つとして、水分や酸素を含む外気と有機ＥＬ層とが触れないように、金属或いはガラス製の封止部材を有機ＥＬ素子に接着する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、それ以外にも、金属電極上に低融点の金属を蒸着し、更に加熱溶解させてピンホールを埋める方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１２１１７０号公報
【特許文献２】
特開２００１−５２８６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１においては、完全に外気を遮断することが難しく、僅かに侵入した水分や酸素が金属電極のピンホールを通じて有機ＥＬ層内部に侵入し、有機ＥＬ層の劣化を引き起こすという問題があった。
また、特許文献２においては、異なる２種類の金属を別々に蒸着する必要があり、また加熱工程が新たに必要になるため、量産性の低下と生産コストアップを招いてしまうだけでなく、加熱工程によって耐熱性に乏しい有機ＥＬ層材料の劣化を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、金属電極を形成する方法として、同種類の金属を２回以上に分けて真空蒸着法により成膜し、一度生成したピンホールや欠陥が金属電極の深さ方向に繋がらないようにすることで、有機ＥＬ層と水分や酸素との接触を抑制し、有機ＥＬ装置の長寿命化を達成することができると共に、ダークスポット欠陥の発生を抑制することができる有機ＥＬ装置の製造方法、及び有機ＥＬ装置、並びに電子機器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
即ち、有機ＥＬ素子を狭持している一対の電極のうち少なくとも一方の電極を構成する少なくとも一つ金属層のうち一の金属材料からなる層を蒸着により形成する蒸着工程を有し、蒸着工程を蒸着条件を変化させて行うことを特徴とするものである。
従って、本発明によれば、一種類の金属材料からなる複数層の電極が形成される。また、蒸着条件を変化させながら電極を形成することによって結晶方位が変わり、電極の各層の結晶状態が異なって形成される。従って、各層がそれぞれピンホールを有した場合であっても、それらが繋がることがない。
また、蒸着条件を変化させることによって蒸着速度が変化し、結晶状態の疎密が生じ、従って複数層の各層の結晶状態に差異が生じるので、複数層の各層がそれぞれピンホールを有した場合であっても、それらが繋がることがない。
このように電極のピンホールが繋がることがないので、電極外部の水分や酸素が電極を通過することがなく、有機ＥＬ層に対する水分や酸素の侵入を抑制することができる。更に、有機ＥＬ層と水分や酸素との接触が抑制されることによって、有機ＥＬ装置の長寿命化を達成することができると共に、ダークスポット欠陥の発生を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明は、先に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であり、変化させる蒸着条件は、基板の温度、基板の姿勢、基板の回転速度、及び蒸着物質が通過する蒸気流通部の開口面積のうち少なくとも一つを含むことを特徴とするものである。
ここで、基板の温度とは、基板を加熱及び冷却することによって所定の温度に設定された温度を意味しており、蒸着装置が備えた温調機構部が蒸着条件に応じて任意に設定するものである。
また、基板の姿勢とは、蒸着源に対する基板の傾斜角度を意味しており、蒸着装置が備えた姿勢制御機構が蒸着条件に応じて任意に設定するものである。
また、基板の回転速度とは、蒸着装置が備えた回転機構が蒸着条件に応じて任意に設定するものである。
また、蒸着物質が通過する蒸気流通部の開口面積とは、蒸着源と、蒸気流通部と、開口面積調整機構と、基板とを備えた蒸着装置において、開口面積調整機構によって調整された蒸気流通部の開口面積を意味している。従って、蒸着源で蒸気となった蒸着物質が蒸気流通部を通過して基板に蒸着される際に、蒸気流通部の開口面積の大小が調整されることで、所定量の蒸着物質が基板に蒸着される。
また、上記の蒸着条件は、蒸着中に任意に変化させてもよい。
従って、本発明によれば、先に記載した蒸着条件を好適に変化させて複数層の電極を形成することができる。
【００１０】
また、本発明は、先に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であり、蒸着工程は、一の金属材料からなる層の蒸着を、途中で中断することを特徴とするものである。ここで、蒸着を途中で中断する工程とは、蒸着物質の結晶成長が一旦停止状態にすることを意味しており、蒸着装置が備えた開閉機構部が蒸気流通部を任意に閉じることによって行われる。
従って、本発明によれば、蒸着を中断することによって、蒸着物質の結晶成長が一旦停止状態にすることができ、好適に複数層の電極を形成することができる。
【００１１】
また、本発明は、先に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であり、蒸着工程は、同一の蒸着装置において行われることを特徴とするものである。
従って、本発明によれば、同一の蒸着装置において複数層の電極が形成されるので、複数の蒸着装置が不要になり、蒸着工程の簡略化を達成することができる。
【００１２】
次に、本発明の有機ＥＬ装置は、先に記載の方法を用いて製造されたことを特徴とする。
従って、本発明によれば、有機ＥＬ層に対する水分や酸素の侵入が抑制され、長寿命化の達成とダークスポット欠陥の発生が抑制された有機ＥＬ装置となる。
【００１３】
次に、本発明の電子機器は、先に記載の有機ＥＬ装置を表示手段として備える電子機器を特徴とするものである。
従って、本発明の電子機器としては、例えば、携帯電話機、移動体情報端末、時計、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置などを例示することができる。このように電子機器の表示部に、本発明の有機ＥＬ装置を採用することによって、有機ＥＬ装置の長寿命化の達成及びダークスポット欠陥の発生が抑制された電子機器となる。
これらの電子機器を製造するには、前記の実施形態の有機ＥＬ装置１を、携帯電話、携帯型情報処理装置、腕時計型電子機器などの各種電子機器の表示部に組み込むことにより製造される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、有機ＥＬ装置の製造方法及び有機ＥＬ装置、並びに電子機器の実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。なお、以下に示す各図においては、各層や各部材を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。
【００１５】
〔有機ＥＬ装置の第１実施形態〕
本発明の有機ＥＬ装置の第１実施形態として、電気光学物質の一例である電界発光型物質の有機ＥＬ材料を用いた有機ＥＬ装置について説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。
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、以下では、ＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ装置である。
【００１７】
図１に示すように、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…とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１…と信号線１０２…の各交点付近に、画素領域Ｘ…が設けられている。
【００１８】
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。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８０が接続されている。
【００１９】
更に、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陽極（電極）２３と、この陽極２３と陰極５０との間に挟み込まれた機能層１１０とが設けられている。陽極２３と陰極５０と機能層１１０により、発光素子が構成されている。
【００２０】
この有機ＥＬ装置１によれば、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から陽極２３に電流が流れ、更に機能層１１０を介して陰極５０に電流が流れる。機能層１１０は、これを流れる電流量に応じて発光する。そこで、発光はそれぞれ陽極２３…ごとにオン・オフを制御されるから、陽極２３は画素電極となっている。
【００２１】
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の具体的な態様を、図２〜４を参照して説明する。図２は有機ＥＬ装置１の構成を模式的に示す平面図である。図３は図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図、図４は図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、電気絶縁性を備える基板２０と、図示略のスイッチング用ＴＦＴに接続された画素電極が基板２０上にマトリックス状に配置されてなる図示略の画素電極域と、画素電極域の周囲に配置されるとともに各画素電極に接続される電源線１０３…（図１参照）と、少なくとも画素電極域上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部３（図中一点鎖線枠内）とを具備して構成されている。また、画素部３は、中央部分の実表示領域４（図中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線及び二点鎖線の間の領域）とに区画されている。
【００２３】
実表示領域４には、それぞれ画素電極を有する表示領域Ｒ、Ｇ、ＢがＡ−Ｂ方向及びＣ−Ｄ方向に離間して配置されている。
また、実表示領域４の図中両側には、走査線駆動回路８０が配置されている。
この走査線駆動回路８０はダミー領域５の下側に位置して設けられている。
【００２４】
更に、実表示領域４の図中上側には、検査回路９０が配置されている。この検査回路９０はダミー領域５の下側に位置して設けられている。この検査回路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って、例えば検査結果を外部に出力する不図示の検査情報出力手段を備え、製造途中や出荷時の表示装置の品質、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】
走査線駆動回路８０及び検査回路９０の駆動電圧は、所定の電源部から駆動電圧導通部３１０（図３参照）及び駆動電圧導通部３４０（図４参照）を介して印加されている。また、これら走査線駆動回路８０及び検査回路９０への駆動制御信号及び駆動電圧は、この有機ＥＬ装置１の作動制御を司る所定のメインドライバなどから駆動制御信号導通部３２０（図３参照）及び駆動電圧導通部３５０（図４参照）を介して送信及び印加されるようになっている。なお、この場合の駆動制御信号とは、走査線駆動回路８０及び検査回路９０が信号を出力する際の制御に関連するメインドライバなどからの指令信号である。
【００２６】
有機ＥＬ装置１は、図３及び図４に示すように、基板２０と封止基板３０とが封止樹脂４０を介して貼り合わされている。基板２０、封止基板３０及び封止樹脂４０とで囲まれた領域には、乾燥剤４５が挿入されるとともに、例えば窒素ガスなどの不活性ガスが充填された不活性ガス充填層４６が形成されている。
【００２７】
基板２０は、封止側発光型の有機ＥＬ装置の場合には、この基板２０の対向側である封止基板３０側から発光を取り出す構成であるので、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の他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００２８】
また、基板側発光型の有機ＥＬ装置の場合には、基板２０側から発光を取り出す構成であるので、基板２０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、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特に、安価なソーダガラス基板が好適に用いられる。
【００２９】
封止基板３０は、例えば、電気絶縁性を有する板状部材を採用することができる。また、封止樹脂４０は、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂からなるものであり、特に熱硬化樹脂の一種であるエポキシ樹脂よりなることが好ましい。
【００３０】
また、基板２０上には、陽極２３…を駆動するための駆動用ＴＦＴ１２３…などを含む回路部１１が形成され、回路部１１の上部には、駆動用ＴＦＴ１２３…に接続されたそれぞれの陽極２３…が図２の表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂの位置に対応して形成されている。実表示領域４内の陽極２３…の上層には、機能層１１０が形成され、その上層には、陰極５０が形成されている。なお、回路部１１には、走査線駆動回路８０、検査回路９０、及びそれらを接続して駆動するための駆動電圧動通部３１０、３４０、３５０、駆動制御信号導通部３２０などが含まれている。
【００３１】
次に、機能層１１０の概略構成について、図５を参照して説明する。
図５は本実施形態の機能層１１０の概略構成を説明するための概念図である。機能層１１０は、陽極２３と陰極５０に挟まれる多層構造を備えており、陽極２３側から順に、ＰＥＤＯＴ７１と、有機ＥＬ層（有機ＥＬ素子）６０と、電子輸送層５２とが形成されたものである。
【００３２】
陽極２３は、ＩＴＯによって構成され、印加された電圧によって、正孔を有機ＥＬ層６０に向けて注入するものであり、仕事関数が高く導電性を有している。陽極２３を形成するための材料としては、ＩＴＯに限るものではなく、封止側発光型の有機ＥＬ装置の場合には、特に光透過性を備えた材料を採用する必要はなく、好適な材料であればよい。また、基板側発光型の有機ＥＬ装置の場合には、光透過性を備えた公知の材料を採用することができる。例えば、金属酸化物が挙げられるが、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、もしくは、金属酸化物に亜鉛（Ｚｎ）を含有した材料、例えば、酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス透明導電膜（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ／アイ・ゼット・オー）（登録商標））（出光興産社製）を採用することができる。
【００３３】
ＰＥＤＯＴ７１は、導電性高分子材料の一つであり、陽極２３の正孔を有機ＥＬ層６０に注入するための正孔注入層を構成するものであり、その膜厚は、３０ｎｍに形成されている。
このような正孔注入層を形成する材料の例として種種の導電性高分子材料が好適に用いられ、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール等を採用することができる。
【００３４】
有機ＥＬ層６０は、陽極２３からＰＥＤＯＴ７１を経て注入された正孔と、陰極５０からの注入された電子とが結合して蛍光を発生させるようになっている。有機ＥＬ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を用いることができる。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、例えば、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、キナクリドン等の材料をドープして用いることもできる。
【００３５】
電子輸送層５２は、有機ＥＬ層６０に電子を注入する役割を果たすものであり、この形成材料としては、特に限定されることなく、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体等が例示される。具体的には、先の正孔輸送層の形成材料と同様に、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示され、特に２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが好適とされる。
【００３６】
次に、図３、図４及び図６を用いて陰極について説明する。ここで、図６は図５に示した陰極５０の詳細を示した拡大図である。
陰極５０は、図３及び図４に示すように、実表示領域４及びダミー領域５の総面積より広い面積を備え、それぞれを覆うように形成されている。陰極５０は、陽極２３の対向電極として、電子を有機ＥＬ層６０に注入する機能を備える。
封止側発光型の有機ＥＬ装置の場合には、有機ＥＬ層６０から発光する光を陰極５０側から取り出す構成であるので、陰極５０は光透過性を備える必要がある。また、基板側発光型の有機ＥＬ装置の場合には、有機ＥＬ層６０から発光する光を陽極２３側から取り出す構成であるので、陰極５０は特に光透過性を備える必要がなく、好適な材料が採用される。また、更に上記いずれの場合であっても、陰極５０は、仕事関数が低い材料から構成される。
【００３７】
また、陰極５０は、図６に示すように第１陰極層５３と、第２陰極層５１ａと、第３陰極層５１ｂとが機能層１１０上に形成された構成となっている。陰極５０を構成する各層の材料としては、第１陰極層５３には例えばカルシウム金属又はカルシウムを主成分とする合金が採用され、第２陰極層５１ａ及び第３陰極層５１ｂには、アルミニウムが採用される。
ここで、第２陰極層５１ａ及び第３陰極層５１ｂは、後に説明する蒸着工程の際に生じたピンホール５４ａ、５４ｂを複数有しているが、第２陰極層５１ａ及び第３陰極層５１ｂの蒸着条件を変えて形成することによって、ピンホール５４ａ、５４ｂが繋がらず積層された構成となっている。
なお、第２陰極層５１ａ及び第３陰極層５１ｂの材料は、アルミニウム以外にアルミニウムを主成分とする合金、銀又は銀−マグネシウム合金等を採用してもよい。
また、第２陰極層５１ａ及び第３陰極層５１ｂの合計膜厚は１００〜１２０ｎｍ程度が好ましい。
【００３８】
上述したように有機ＥＬ装置１においては、陰極５０に生じたピンホール５４ａ、５４ｂが繋がることがなく、従って、陰極５０の外部から侵入する水分や酸素が第２陰極層５１ａ及び第３陰極層５１ｂを通過することがなく、機能層１１０に対して水分や酸素の侵入を抑制することができる。更に、機能層１１０と水分や酸素との接触が抑制されることによって、有機ＥＬ装置１の長寿命化を達成することができると共に、ダークスポット欠陥の発生を抑制することができる。
【００３９】
次に、実表示領域４に設けられた駆動用ＴＦＴ１２３の近傍の構成について、図７〜９を参照して簡単に説明する。図７は、図１の画素領域Ｘの平面視模式図である。図８は、図７のＥ部におけるＦ−Ｇ方向に沿った断面図である。図９は、図７のＨ部におけるＩ−Ｊ方向に沿った断面図である。図１０は、図７のＧ部におけるＬ−Ｍ方向に沿った断面図である。
【００４０】
図７に示すように、画素領域Ｘでは、Ｅ部に駆動用ＴＦＴ１２３が、Ｈ部に保持容量１１３が、Ｋ部にスイッチング用ＴＦＴ１１２が形成され、それぞれ、図１に示すように、互いに接続され、走査線１０１、信号線１０２、ソース電極２４３（電源線１０３）とも接続されている。
【００４１】
まず、機能層１１０を含む駆動用ＴＦＴ１２３の近傍の構成を、図８を参照して簡単に説明する。
図８に示すように、基板２０の表面には、図示略のＳｉＯ２を主体とする下地保護層を下地として、その上層にシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面は、ＳｉＯ２及びＳｉＮのうちいずれかを主体とするゲート絶縁層２８２によって覆われている。なお、本明細書において、「主体」とする成分とは、構成成分のうち最も含有率の高い成分を指すこととする。
【００４２】
シリコン層２４１において、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と重なる領域がチャネル領域２４１ａとされている。なお、このゲート電極２４２は図示略の走査線１０１の一部である。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２が形成されたゲート絶縁層２８２の表面は、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３によって覆われている。
【００４３】
更に、シリコン層２４１において、チャネル領域２４１ａのソース側にはソース領域２４１Ｓが、チャネル領域２４１ａのドレイン側にはドレイン領域２４１Ｄが設けられている。ソース領域２４１Ｓ及びドレイン領域２４１Ｄには濃度傾斜が設けられ、いわゆるＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造となっている。ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、上述した電源線１０３（図１、６参照、図８においてはソース電極２４３の位置に紙面垂直方向に延在する）の一部として構成される。一方、ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４３ｂを介して、ソース電極２４３と同一層からなるドレイン電極２４４に接続されている。
【００４４】
ソース電極２４３及びドレイン電極２４４が形成された第１層間絶縁層２８３の上層は、例えばアクリル系の樹脂成分を主体とする第２層間絶縁層２８４によって覆われている。この第２層間絶縁層２８４は、アクリル系の絶縁膜以外の材料、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ２などを用いることもできる。そして、陽極２３が第２層間絶縁層２８４の面上に形成されるとともに、該第２層間絶縁層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。即ち、陽極２３は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１のドレイン領域２４１Ｄに接続されている。
【００４５】
陽極２３が形成された第２層間絶縁層２８４の表面は、陽極２３と、図示略の例えばＳｉＯ２などの親液性材料を主体とする親液性制御層と、アクリルやポリイミドなどからなる有機バンク層２２１とによって覆われている。図３、４に示すように、有機バンク層２２１…は、陽極２３…の間にその回りを取り囲むように２次元的に配置されており、機能層１１０…から上側に発光された光が、有機バンク層２２１によって仕切られる構成とされている。なお、本実施形態における親液性制御層の「親液性」とは、少なくとも有機バンク層２２１を構成するアクリル、ポリイミドなどの材料と比べて親液性が高いことを意味するものとする。以上に説明した基板２０から第２層間絶縁層２８４までの層は回路部１１を構成している。
【００４６】
なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、カラー表示を行うべく構成されている。即ち、図２における光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂごとに機能層１１０…に含まれる各有機ＥＬ層６０が、それぞれ三原色に対応して形成されている。即ち、有機ＥＬ層６０…が表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂごとに異なるだけなので、詳細の説明は省略する。
【００４７】
保持容量１１３は、図９に示すように、ゲート電極２４２とソース電極２４３とが第１層間絶縁層２８３を介して対向することにより形成されている。
また、スイッチング用ＴＦＴ１１２は、図１０に示すように、シリコン層２４１と同様の構成のシリコン層２５０によって、信号線１０２に接続するドレイン領域２５０Ｓ、ゲート絶縁層２８２を挟んで走査線１０１と対向するキャリア領域２５０ａ、コネクタ２６０を介してゲート電極２４２に接続するドレイン領域２５０Ｄから構成された、駆動用ＴＦＴ１２３と同様の構造を備えるスイッチング素子である。
【００４８】
このように構成された有機ＥＬ装置１においては、電源線１０３（図１参照）から駆動電流が機能層１１０の陽極２３に流れ込むと、陽極２３と陰極５０の間に電位差が生じ、陽極２３の正孔がＰＥＤＯＴ７１を介して、有機ＥＬ層６０に注入され、陰極５０の電子が電子輸送層５２を介して有機ＥＬ層６０に注入されるので、有機ＥＬ層６０に注入された正孔と電子とが結合することにより、有機ＥＬ層６０は発光する。
【００４９】
〔有機ＥＬ装置の第２実施形態〕
次に、有機ＥＬ装置の第２実施形態について、図１３を用いて説明する。図１３は図５に示した陰極５０の詳細を示した拡大図である。
本実施形態と第１実施形態との相違点は、陰極５０の構成のみが異なっており、その他の構成要素は第１実施形態と同様である。本実施形態においては、異なる部分のみを説明し、その他の同一構成要素には同一符号を付している。
【００５０】
陰極５０は、図１３に示すように第１陰極層５３ａと、第２陰極層５３ｂと、第３陰極層５１とが機能層１１０上に形成された構成となっている。陰極５０を構成する各層の材料としては、第１陰極層５３ａ及び第２陰極層５３ｂには、カルシウム金属又はカルシウムを主成分とする合金が採用され、第３陰極層５１には、アルミニウム、アルミニウムを主成分とする合金、銀又は銀−マグネシウム合金等が採用される。
ここで、第１陰極層５３ａ及び第２陰極層５３ｂは、蒸着工程の際に生じたピンホール５４ａ、５４ｂを複数有しているが、第１陰極層５３ａ及び第２陰極層５３ｂの蒸着条件を変えて形成することによって、ピンホール５４ａ、５４ｂが繋がらず積層された構成となっている。
【００５１】
上述したように、本実施形態の陰極５０においても、先に記載した実施形態と同様の効果を得ることができる。即ち、機能層１１０に対して水分や酸素の侵入を抑制することができ、機能層１１０と水分や酸素との接触が抑制されることによって、有機ＥＬ装置１の長寿命化を達成することができると共に、ダークスポット欠陥の発生を抑制することができる。
【００５２】
〔有機ＥＬ装置の製造方法の第１実施形態〕
次に、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１の製造方法の一例について、図１１を参照して説明する。図１１（ａ）〜（ｄ）に示す各断面図は、図７中のＦ−Ｇ線の断面図に対応しており、各製造工程順に示している。なお、以下の説明では、本発明に特に関係する工程、即ち、回路部１１が形成されたあとの工程を中心にして説明する。
【００５３】
図１１（ａ）は、基板２０上に、駆動用ＴＦＴ１２３と信号線１０２などが適宜の方法によって形成された様子を示す。例えば、ポリシリコン層を形成し、ポリシリコン層をフォトリソグラフィ法によりパターニングし、島状のシリコン層２４１などを形成し、プラズマＣＶＤ法、熱酸化法などにより、シリコン酸化膜によって、ゲート絶縁層２８２を形成し、シリコン層２４１などにイオン注入法により不純物をドープして、駆動用ＴＦＴ１２３などを形成し、金属膜によりゲート電極２４２などを形成し、それらの上層に第１層間絶縁層２８３を形成してからパターニングすることによって、コンタクトホール２４３ａ、２４３ｂなどを形成したものである。
【００５４】
同時に、他の断面では、スイッチング用ＴＦＴ１１２、保持容量１１３が形成されていることは言うまでもないが、本質的な差異はないので、以下では本発明に関わりの深い駆動用ＴＦＴ１２３の近傍を例にとって説明することにする。
【００５５】
次の工程では、図１１（ｂ）に示すように、第１層間絶縁層２８３を覆う第２層間絶縁層２８４を、例えばアクリル系樹脂などの高分子材料もしくはシリコン酸化膜などの無機材料によって形成する。更に、第２層間絶縁層２８４のうち、駆動用ＴＦＴのドレイン電極２４４に対応する部分を、例えばエッチングにより除去してコンタクトホール２３ａを形成する。
【００５６】
次に、図１１（ｃ）に示すように、第２層間絶縁層２８４の上に、陽極２３が形成される領域を空けて、有機バンク層２２１、２２１を形成する。具体的には、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂などのレジストを溶媒に溶かしたものを、スピンコート法、ディップコート法などの各種塗布法により塗布して有機質層を形成してから、エッチングなどによってパターニングすることができる。しかし、印刷法又はインクジェット法によって、材料インクを吐出・乾燥して形成すれば、パターンニングの工程が不要となり材料の無駄もなくなることから、より好ましい。
【００５７】
次に、図１１（ｄ）に示すように、有機バンク層２２１、２２１間に、第２層間絶縁層２８４のコンタクトホール２３ａを介してドレイン電極２４４と導通する陽極２３を形成する。陽極２３は、印刷法又はインクジェット法によって材料インクを吐出・乾燥して所定位置に成膜する。
例えば、インクジェットヘッド（図示略）に材料インクを充填し、インクジェットヘッドの吐出ノズルを第２層間絶縁層２８４などの陽極形成面に対向させ、インクジェットヘッドと基材（基板２０）とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御された液滴を謡曲形成面に吐出する。次に、吐出後の液滴を乾燥処理して材料インクに含まれる溶媒又は液体を蒸発させることにより、陽極２３が形成される。
【００５８】
なお、上記の説明では製造方法の概略を説明したものであり、成膜対象によっては、インクジェット法によって成膜する際、材料吐出に先立って、例えばプラズマ処理などによって、親インク化工程、撥インク化工程を施すなどの周知の適宜処理を行うことは言うまでもない。
また、インクジェット法によって重ねて成膜を行う際、下層の再溶解を防止するために、上層の材料インクの溶媒などに下層を溶解させないものを用いることは言うまでもない。
【００５９】
また、陽極２３の形成の際に、ダミー領域のダミーパターンも形成する。なお、図３、４では、これら陽極２３、ダミーパターンを総称して陽極２３としている。ダミーパターンは、第２層間絶縁層２８４を介して下層のメタル配線へ接続しない構成とされている。即ち、ダミーパターンは、島状に配置され、実表示領域４に形成されている陽極２３の形状とほぼ同一の形状を有している。
【００６０】
次に、同様にして陽極２３の上層に機能層１１０を形成していく。即ち、ＰＥＤＯＴ７１と、有機ＥＬ層６０と、電子輸送層５２とを順次成膜する。機能層１１０は、上記と同様の印刷法又はインクジェット法等により成膜することができる。なお、この機能層１１０の形成工程以降は、正孔注入層７０、正孔輸送層７１、有機ＥＬ層６０及び電子輸送層５２などの酸化を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うことが望ましい。
続いて、機能層１１０、有機バンク層２２１などを覆う陰極５０を下記に記載した蒸着装置及び蒸着方法によって形成する。
【００６１】
更に続いて、図３、４に示すように、乾燥剤４５を内側に形成した封止基板３０を、封止樹脂４０を介して回路部１１上に取り付けて、回路部１１を封止する。その際、不活性雰囲気中で行うことにより、不活性ガス充填層４６が形成される。
【００６２】
次に、陰極５０を形成する際に用いられる蒸着装置及び蒸着方法について図６及び図１２を用いて説明する。図１２は、基板に対して陰極形成に用いる蒸着装置の一例について外観を模式的に示した概略模式図である。
この蒸着装置３０１は、蒸着物質の蒸気を生じさせる蒸着源３０２と、蒸着物質の蒸気が流通可能な蒸気流通部３０３と、蒸気流通部３０３を開閉する開閉弁３０４ａを備える開閉機構部３０４と、基板２０を固定すると共に基板の温度設定を行う温調機構部３０７とを具備する蒸着室３０８、蒸着室３０８を真空にするための真空ポンプ３１０を備えている。
【００６３】
このように構成された蒸着装置３０１を用いた蒸着方法の概略について説明する。まず、真空ポンプ３１０を作動することで蒸着室３０８が真空状態になり、温調機構部３０７が作動することで基板２０が所定の温度に設定され、開閉機構部３０４が開閉弁３０４ａを駆動することで蒸気流通部３０３が開状態になり、更に加熱装置（図示略）により蒸着源３０２を加熱すると蒸着源３０２から蒸着物質の蒸気が発生する。蒸着源３０２から発生した蒸気流は、蒸気流通部３０３を通過し、基板２０の表面に蒸着される。
なお、異種の蒸着物質を基板２０に積層形成する場合は、異なる蒸着装置を用いて蒸着物質を順次積層することが好ましく、蒸着装置間における基板２０の搬送は真空状態で行うことが好ましい。
【００６４】
このような蒸着装置及び蒸着方法を用いて図６に示した陰極５０を形成する場合について説明する。
まず、予め基板２０に形成された機能層１１０上に、蒸着物質のカルシウム金属を蒸着し、第１陰極層５３を形成する。次に、真空状態を維持した状態で、図示しない搬送装置が基板２０を別の蒸着装置に搬送する。続いて、基板２０の温度等が好適に設定された状態で、蒸着物質のアルミニウムを蒸着し、第２陰極層５１ａを形成する。更に、蒸着条件を変えた後に、同一の蒸着装置内で第３陰極層５１ｂを形成する。
【００６５】
具体的な第３陰極層５１ｂの形成過程については、まず、第２陰極層５１ａの形成が終了したところで、開閉機構部３０４が開閉弁３０４ａを駆動させることによって蒸気流通部３０３が閉状態になり、蒸着源３０２から発生した蒸着物質の蒸気流は遮断される。更に温調機構部３０７が基板２０を室温程度まで冷却する。これによって、第２陰極層５１ａの結晶成長が停止状態となる。
次に、第３陰極層５１ｂを形成するための基板温度等の蒸着条件を好適に設定し、開閉機構部３０４が開閉弁３０４ａを駆動させることによって蒸気流通部３０３が開状態になり、蒸着源３０２から発生した蒸着物質の蒸気流は蒸気流通部３０３を通過して基板２０に蒸着し、第３陰極層５１ｂが形成される。
ここで、基板２０の温度は、蒸着中に変更してもよい。
【００６６】
このように蒸着物質の結晶成長を一旦停止状態にした後に、上記の蒸着条件を変更し、再び蒸着を行うことによって、第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂとの結晶方位が変わるので、第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂがそれぞれピンホール５４ａ、５４ｂを有した場合であっても、それらが繋がることがない。
また、蒸着条件を変更することによって蒸着速度が変化し、結晶状態の疎密が生じることによって、第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂとの結晶状態に差異が生じ、上記と同様にピンホール５４ａ、５４ｂが繋がることがない。
【００６７】
上述したように、蒸着物質の結晶方位を変え、また、蒸着速度を変えることによって、ピンホール５４ａ、５４ｂが繋がることがなく、従って、陰極５０の外部から侵入する水分や酸素が第２陰極層５１ａ及び第３陰極層５１ｂを通過することがなく、第１陰極層５３及び機能層１１０に対して水分や酸素の侵入を抑制することができる。更に、機能層１１０と水分や酸素との接触が抑制されることによって、有機ＥＬ装置１の長寿命化を達成することができると共に、ダークスポット欠陥の発生を抑制することができる。
また、同一の蒸着装置において、蒸着条件を変化させることによって第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂが形成されるので、複数の蒸着装置が不要になり、蒸着工程の簡略化を達成することができる。
【００６８】
〔有機ＥＬ装置の製造方法の第２実施形態〕
次に、有機ＥＬ装置の製造方法の第２実施形態について図６及び図１４を用いて説明する。図１４は基板に対して陰極形成に用いる蒸着装置の一例について外観を模式的に示した概略模式図である。
本実施形態と第１実施形態との相違点は、陰極５０を形成する際に用いられる蒸着装置及び蒸着方法のみが異なっており、その他の構成要素は第１実施形態と同様である。本実施形態においては、異なる部分のみを説明し、その他の同一構成要素には同一符号を付している。
【００６９】
図１４に示す蒸着装置４０１は、先に記載した蒸着装置３０１の構成に基板２０の姿勢を制御する姿勢制御機構４０２を付加した構成となっており、この姿勢制御機構４０２は蒸着源３０２に対して基板２０の傾斜角度を制御して配設するようになっており、更にその傾斜角度は蒸着中に変更することも可能である。
【００７０】
このように構成された蒸着装置４０１を用いた蒸着方法について説明する。
まず、第１実施形態と同様に、機能層１１０上に第１陰極層５３を形成し、基板２０を蒸着装置に搬送する。
次に、基板２０の温度及び蒸着源３０２に対する基板２０の傾斜角度等が好適に設定された状態で、蒸着物質のアルミニウムを蒸着し、第２陰極層５１ａを形成する。更に、蒸着条件を変えた後に、同一の蒸着装置内で第３陰極層５１ｂを形成する。
【００７１】
具体的な第３陰極層５１ｂの形成過程については、まず、第２陰極層５１ａの形成が終了したところで、開閉機構部３０４が開閉弁３０４ａを駆動させることによって蒸気流通部３０３が閉状態になり、蒸着源３０２から発生した蒸着物質の蒸気流は遮断される。更に温調機構部３０７が基板２０を室温程度まで冷却する。これによって、第２陰極層５１ａの結晶成長が停止状態となる。
次に、第３陰極層５１ｂを形成するための基板温度及び蒸着源３０２に対する基板２０の傾斜角度等の蒸着条件を好適に設定し、開閉機構部３０４が開閉弁３０４ａを駆動させることによって蒸気流通部３０３が開状態になり、蒸着源３０２から発生した蒸着物質の蒸気流は蒸気流通部３０３を通過して基板２０に蒸着し、第３陰極層５１ｂが形成される。
ここで、基板２０の温度、蒸着源３０２に対する基板２０の傾斜角度は、蒸着中に変更してもよい。
【００７２】
このように蒸着物質の結晶成長を一旦停止状態にした後に、上記の種種の蒸着条件を変更し、再び蒸着を行うことによって、第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂとの結晶方位が変わるので、第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂがそれぞれピンホール５４ａ、５４ｂを有した場合であっても、それらが繋がることがない。
また、蒸着条件を変更することによって蒸着速度が変化し、結晶状態の疎密が生じることによって、第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂとの結晶状態に差異が生じ、上記と同様にピンホール５４ａ、５４ｂが繋がることがない。
以上説明したように、本実施形態においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
〔有機ＥＬ装置の製造方法の第３実施形態〕
次に、有機ＥＬ装置の製造方法の第３実施形態について図６及び図１５を用いて説明する。図１５は基板に対して陰極形成に用いる蒸着装置の一例について外観を模式的に示した概略模式図である。
本実施形態と第１実施形態との相違点は、陰極５０を形成する際に用いられる蒸着装置及び蒸着方法のみが異なっており、その他の構成要素は第１実施形態と同様である。本実施形態においては、異なる部分のみを説明し、その他の同一構成要素には同一符号を付している。
【００７４】
図１５に示す蒸着装置５０１は、先に記載した蒸着装置３０１の構成に基板２０を回転させる回転機構５０２を付加し、また、蒸着装置３０１の開閉機構部３０４に代えて、開口面積調整機構部５０３を備えた構成となっている。
回転機構５０２は、基板２０を所定の回転速度で回転するようになっている。開口面積調整機構部５０３は、調整弁５０３ａを駆動して蒸気流通部３０３の開口面積を調整すると共に、蒸気流通部３０３を開閉するようになっている。
【００７５】
このように構成された蒸着装置５０１を用いた蒸着方法について説明する。
まず、第１実施形態と同様に、機能層１１０上に第１陰極層５３を形成し、基板２０を蒸着装置に搬送する。
次に、基板２０の温度、基板２０の回転速度及び蒸気流通部３０３の開口面積等が好適に設定された状態で、蒸着物質のアルミニウムを蒸着し、第２陰極層５１ａを形成する。ここで、第２陰極層５１ａは、回転機構５０２が基板２０を回転させている状態で形成されるので、均一に形成される。また、開口面積調整機構部５０３によって蒸気流通部３０３の開口面積が調整されるので、所定量の蒸着物質が基板２０に蒸着される。
第２陰極層５１ａが形成された後に、蒸着条件を変えて、同一の蒸着装置内で第３陰極層５１ｂを形成する。
【００７６】
具体的な第３陰極層５１ｂの形成過程においては、まず、第２陰極層５１ａの形成が終了したところで、開口面積調整機構部５０３が調整弁５０３ａを駆動することによって蒸気流通部３０３が閉状態になり、蒸着源３０２から発生した蒸着物質の蒸気流は遮断される。更に温調機構部３０７が基板２０を室温程度まで冷却する。これによって、第２陰極層５１ａの蒸着物質の結晶成長が停止状態となる。
次に、蒸着条件を変更して第３陰極層５１ｂを形成する。従って、基板温度、基板２０の回転速度及び蒸気流通部３０３の開口面積等の蒸着条件を好適に設定し、蒸着物質のアルミニウムを蒸着する。ここで、第３陰極層５１ｂは、基板２０表面に均一に形成され、所定量の蒸着物質が基板２０に蒸着される。
ここで、基板２０の温度、回転速度及び蒸気流通部３０３の開口面積は、蒸着中に変更してもよい。
【００７７】
このように蒸着物質の結晶成長を一旦停止状態にした後に、上記の種種の蒸着条件を変更し、再び蒸着を行うことによって、第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂとの結晶方位が変わるので、第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂがそれぞれピンホール５４ａ、５４ｂを有した場合であっても、それらが繋がることがない。
また、蒸着条件を変更することによって蒸着速度が変化し、結晶状態の疎密が生じることによって、第２陰極層５１ａと第３陰極層５１ｂとの結晶状態に差異が生じ、上記と同様にピンホール５４ａ、５４ｂが繋がることがない。
以上説明したように、本実施形態においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
〔電子機器〕
以下、先に記載した有機ＥＬ装置を備えた電子機器の具体例について図１６に基づき説明する。
図１６（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１６（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。
図１６（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１６（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。
図１６（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１６（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０１はキーボードなどの入力部、符号１２０２は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部、符号１２０３は情報処理装置本体を示している。
【００７９】
図１６（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、前記の実施形態の有機ＥＬ装置を用いた表示部を備えたものであり、先の実施形態の有機ＥＬ装置の特徴を有するので、長寿命化の達成及びダークスポット欠陥の発生が抑制された有機ＥＬ装置を備えた電子機器となる。
これらの電子機器を製造するには、前記の実施形態の有機ＥＬ装置１を、携帯電話、携帯型情報処理装置、腕時計型電子機器などの各種電子機器の表示部に組み込むことにより製造される。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図。
【図２】有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図。
【図３】図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図。
【図４】図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図。
【図５】機能層の概略構成を示す概念図。
【図６】陰極の詳細を示す拡大図。
【図７】図１の画素領域Ｘの平面視模式図。
【図８】図７のＥ部におけるＦ−Ｇ方向に沿った断面図。
【図９】図７のＨ部におけるＩ−Ｊ方向に沿った断面図。
【図１０】図７のＧ部におけるＬ−Ｍ方向に沿った断面図。
【図１１】有機ＥＬ装置の製造方法の工程図。
【図１２】有機ＥＬ装置の陰極を形成する蒸着装置の概略模式図。
【図１３】陰極の詳細を示す拡大図。
【図１４】有機ＥＬ装置の陰極を形成する蒸着装置の概略模式図。
【図１５】有機ＥＬ装置の陰極を形成する蒸着装置の概略模式図。
【図１６】電子装置を示す斜視図。
【符号の説明】
１ 有機ＥＬ装置、２３ 陽極（電極）、５０ 陰極（電極）、６０ 有機ＥＬ層（有機ＥＬ素子）、３０１、４０１、５０１ 蒸着装置、１０００、１１００、１２００ 電子機器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an organic EL device, an organic EL device, and an electronic device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an organic electroluminescence (hereinafter abbreviated as “organic EL”) device, a plurality of circuit elements, a transparent electrode, an organic EL layer, a metal electrode, and the like are stacked on a substrate, and these are interposed between the substrate and a substrate by a sealing substrate. Some have a configuration in which they are sealed by sandwiching them.
Such an organic EL device utilizes a phenomenon in which holes and electrons recombine in an organic EL layer having a fluorescent ability and emit light when deactivated from an excited state.
[0003]
Further, in the method of forming the metal electrode of the organic EL device, various film forming methods are suitably used, and among them, a vacuum deposition method is often employed. In the process of forming a metal electrode by the vacuum deposition method, pinholes may be generated in the metal electrode due to the irregular shape of the base film of the metal electrode and the adhesion of particles. In some cases, moisture contained in the organic EL layer is vaporized by the heating, and a pinhole may be generated when the moisture penetrates the metal electrode.
Due to this pinhole, there is a problem that moisture or oxygen enters the organic EL layer from outside the organic EL device, and the life of the organic EL element is reduced. Further, there is a problem that a defect called a dark spot is easily generated in the organic EL element due to infiltration of moisture or oxygen, and stable light emission cannot be obtained due to oxidation of the metal electrode.
[0004]
Several proposals have been made for the problem caused by the intrusion of moisture or oxygen into the organic EL layer. As one of them, there has been proposed a structure in which a metal or glass sealing member is bonded to an organic EL element so that outside air containing moisture or oxygen does not come into contact with the organic EL layer (for example, see Patent Document 1). .). In addition, another method has been proposed in which a metal having a low melting point is vapor-deposited on a metal electrode and further heated and melted to fill a pinhole (for example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-121170
[Patent Document 2]
JP 2001-52863 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Literature 1, it is difficult to completely shut off the outside air, and there is a problem that moisture or oxygen slightly invading enters the inside of the organic EL layer through pinholes of the metal electrode and causes deterioration of the organic EL layer. there were.
Further, in Patent Document 2, it is necessary to separately deposit two different types of metals, and a new heating step is required, which not only causes a decrease in mass productivity and an increase in production cost, but also causes a heating. There is a problem that the process causes deterioration of the organic EL layer material having poor heat resistance.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to form a metal electrode by forming a film of the same kind of metal twice or more by a vacuum evaporation method and forming the metal once. By preventing the pinholes and defects from being connected in the depth direction of the metal electrode, the contact between the organic EL layer and moisture or oxygen can be suppressed, and the life of the organic EL device can be prolonged. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an organic EL device, an organic EL device, and an electronic device that can suppress generation of dark spot defects.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following solutions.
That is, the method includes a vapor deposition step of forming, by vapor deposition, a layer made of one metal material among at least one metal layer forming at least one electrode of the pair of electrodes sandwiching the organic EL element, Is performed by changing the deposition conditions.
Therefore, according to the present invention, a plurality of layers of electrodes made of one kind of metal material are formed. In addition, by forming an electrode while changing the deposition conditions, the crystal orientation changes, and the crystal state of each layer of the electrode is formed differently. Therefore, even if each layer has a pinhole, they are not connected.
Further, by changing the deposition conditions, the deposition rate changes, and the density of the crystalline state is changed, and thus the crystalline state of each of the plurality of layers is different, so that each of the plurality of layers has a pinhole. But they are not connected.
As described above, since the pinholes of the electrodes are not connected, moisture and oxygen outside the electrodes do not pass through the electrodes, and thus intrusion of moisture and oxygen into the organic EL layer can be suppressed. Further, by suppressing the contact between the organic EL layer and moisture or oxygen, the life of the organic EL device can be extended, and the occurrence of dark spot defects can be suppressed.
[0009]
Further, the present invention is the method for manufacturing an organic EL device according to the above, wherein the vapor deposition conditions to be changed are the temperature of the substrate, the posture of the substrate, the rotation speed of the substrate, and the opening area of the vapor flow section through which the vapor deposition material passes. And at least one of the following.
Here, the temperature of the substrate means a temperature set to a predetermined temperature by heating and cooling the substrate, and the temperature control mechanism provided in the vapor deposition apparatus is arbitrarily set according to the vapor deposition conditions. Things.
The attitude of the substrate means an angle of inclination of the substrate with respect to the evaporation source, and is arbitrarily set by an attitude control mechanism provided in the evaporation apparatus according to the evaporation conditions.
Further, the rotation speed of the substrate is arbitrarily set by a rotation mechanism provided in the vapor deposition apparatus according to vapor deposition conditions.
Further, the opening area of the vapor flow section through which the deposition material passes is defined as the vapor flow adjusted by the opening area adjustment mechanism in a vapor deposition apparatus including a deposition source, a vapor flow section, an opening area adjustment mechanism, and a substrate. Means the opening area of the part. Therefore, when the vapor deposition material that has been vaporized by the vapor deposition source passes through the vapor flow portion and is vapor-deposited on the substrate, the size of the opening area of the vapor flow portion is adjusted, so that a predetermined amount of the vapor deposition material is deposited on the substrate. Deposited.
Further, the above-described deposition conditions may be arbitrarily changed during the deposition.
Therefore, according to the present invention, a plurality of layers of electrodes can be formed by suitably changing the above-described deposition conditions.
[0010]
According to the present invention, there is provided the method for manufacturing an organic EL device described above, wherein the vapor deposition step interrupts vapor deposition of a layer made of one metal material. Here, the step of interrupting the vapor deposition in the middle means that the crystal growth of the vapor deposition material is temporarily stopped, and is performed by the closing mechanism of the vapor deposition device arbitrarily closing the vapor flow section. Is
Therefore, according to the present invention, by suspending the vapor deposition, the crystal growth of the vapor deposition material can be temporarily stopped, and a plurality of layers of electrodes can be suitably formed.
[0011]
Further, the present invention is the above-described method for manufacturing an organic EL device, wherein the vapor deposition step is performed in the same vapor deposition apparatus.
Therefore, according to the present invention, since a plurality of layers of electrodes are formed in the same vapor deposition device, a plurality of vapor deposition devices become unnecessary, and simplification of the vapor deposition process can be achieved.
[0012]
Next, an organic EL device according to the present invention is manufactured using the method described above.
Therefore, according to the present invention, there is provided an organic EL device in which penetration of moisture and oxygen into the organic EL layer is suppressed, a long life is achieved, and generation of dark spot defects is suppressed.
[0013]
Next, an electronic apparatus of the present invention is characterized by an electronic apparatus including the above-described organic EL device as a display unit.
Therefore, examples of the electronic device of the present invention include a mobile phone, a mobile information terminal, a clock, a word processor, and an information processing device such as a personal computer. Thus, by adopting the organic EL device of the present invention for the display portion of the electronic device, the electronic device can achieve a longer life of the organic EL device and can suppress the occurrence of dark spot defects.
In order to manufacture these electronic devices, the organic EL device 1 of the above-described embodiment is manufactured by incorporating the organic EL device 1 into a display section of various electronic devices such as a mobile phone, a portable information processing device, and a wristwatch type electronic device.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing an organic EL device, an organic EL device, and an electronic device will be described with reference to the drawings.
This embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the technical idea of the present invention. In each of the drawings described below, the scale of each layer and each member is different so that each layer and each member have a size recognizable in the drawings.
[0015]
[First Embodiment of Organic EL Device]
As a first embodiment of the organic EL device of the present invention, an organic EL device using an organic EL material of an electroluminescent substance as an example of an electro-optical material will be described.
[0016]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a wiring structure of the organic EL device according to the present embodiment.
The organic EL device 1 is an active matrix type organic EL device using a thin film transistor (Thin Film Transistor, hereinafter abbreviated as TFT) as a switching element.
[0017]
As shown in FIG. 1, the organic EL device 1 includes a plurality of scanning lines 101, a plurality of signal lines 102 extending in a direction intersecting at right angles to each scanning line 101, and a plurality of signal lines 102 in parallel. A plurality of extending power supply lines 103 are arranged, and a pixel region X is provided near each intersection of the scanning lines 101 and the signal lines 102.
[0018]
The data line drive circuit 100 including a shift register, a level shifter, a video line, and an analog switch is connected to the signal line 102. The scanning line 101 is connected to a scanning line driving circuit 80 including a shift register and a level shifter.
[0019]
Further, in each of the pixel regions X, a switching TFT 112 for supplying a scanning signal to a gate electrode via the scanning line 101 and a holding for holding a pixel signal shared from the signal line 102 via the switching TFT 112 A capacitor 113, a driving TFT 123 to which a pixel signal held by the holding capacitor 113 is supplied to a gate electrode, and driving from the power line 103 when electrically connected to the power line 103 via the driving TFT 123. An anode (electrode) 23 into which an electric current flows, and a functional layer 110 interposed between the anode 23 and the cathode 50 are provided. A light emitting element is constituted by the anode 23, the cathode 50, and the functional layer 110.
[0020]
According to the organic EL device 1, when the scanning line 101 is driven and the switching TFT 112 is turned on, the potential of the signal line 102 at that time is held in the storage capacitor 113, and according to the state of the storage capacitor 113. The on / off state of the driving TFT 123 is determined. Then, a current flows from the power supply line 103 to the anode 23 via the channel of the driving TFT 123, and further, a current flows to the cathode 50 via the functional layer 110. The functional layer 110 emits light according to the amount of current flowing therethrough. Therefore, since the light emission is controlled on / off for each of the anodes 23..., The anodes 23 are pixel electrodes.
[0021]
Next, a specific mode of the organic EL device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the organic EL device 1. FIG. 3 is a sectional view taken along the line AB in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line CD in FIG.
[0022]
As shown in FIG. 2, the organic EL device 1 according to the present embodiment includes a substrate 20 having electrical insulation and pixel electrodes connected to a switching TFT (not shown) arranged in a matrix on the substrate 20. A pixel electrode area (not shown), a power supply line 103 arranged around the pixel electrode area and connected to each pixel electrode (see FIG. 1), and a substantially rectangular pixel located at least on the pixel electrode area in a plan view 3 (within the dashed-dotted frame in the figure). In addition, the pixel portion 3 includes a real display area 4 in a central portion (in a two-dot chain line frame in the figure) and a dummy area 5 arranged around the real display area 4 (an area between the one-dot chain line and the two-dot chain line). It is divided into and.
[0023]
In the actual display area 4, display areas R, G, and B each having a pixel electrode are arranged apart from each other in the AB direction and the CD direction.
Further, scanning line driving circuits 80 are arranged on both sides of the actual display area 4 in the drawing.
The scanning line driving circuit 80 is provided below the dummy area 5.
[0024]
Further, an inspection circuit 90 is arranged above the actual display area 4 in the drawing. The inspection circuit 90 is provided below the dummy area 5. The inspection circuit 90 is a circuit for inspecting the operation status of the organic EL device 1, and includes, for example, an inspection information output unit (not shown) for outputting an inspection result to the outside. It is configured so that quality and defect inspection can be performed.
[0025]
The driving voltages of the scanning line driving circuit 80 and the inspection circuit 90 are applied from a predetermined power supply unit via the driving voltage conducting unit 310 (see FIG. 3) and the driving voltage conducting unit 340 (see FIG. 4). The drive control signal and the drive voltage to the scanning line drive circuit 80 and the inspection circuit 90 are supplied from a predetermined main driver or the like that controls the operation of the organic EL device 1 to the drive control signal conducting section 320 (see FIG. 3). The signal is transmitted and applied via the drive voltage conducting section 350 (see FIG. 4). The drive control signal in this case is a command signal from a main driver or the like related to control when the scanning line drive circuit 80 and the inspection circuit 90 output signals.
[0026]
In the organic EL device 1, as shown in FIGS. 3 and 4, the substrate 20 and the sealing substrate 30 are bonded via a sealing resin 40. In a region surrounded by the substrate 20, the sealing substrate 30, and the sealing resin 40, a desiccant 45 is inserted, and an inert gas filling layer 46 filled with an inert gas such as a nitrogen gas is formed. Have been.
[0027]
In the case of a sealing-side light emitting type organic EL device, the substrate 20 has a configuration in which light is emitted from the sealing substrate 30 side, which is a side opposite to the substrate 20, so that both a transparent substrate and an opaque substrate are used. Can be. Examples of the opaque substrate include a thermosetting resin, a thermoplastic resin, and the like, in addition to a ceramic sheet such as alumina or a metal sheet such as stainless steel subjected to an insulation treatment such as surface oxidation.
[0028]
Further, in the case of a substrate-side light-emitting type organic EL device, light emission is extracted from the substrate 20 side, so that the substrate 20 is made of a transparent or translucent material. For example, glass, quartz, resin (plastic, plastic film) and the like can be mentioned. In particular, an inexpensive soda glass substrate is suitably used.
[0029]
As the sealing substrate 30, for example, a plate-like member having electrical insulation properties can be adopted. The sealing resin 40 is made of, for example, a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin, and is particularly preferably made of an epoxy resin, which is a kind of thermosetting resin.
[0030]
A circuit section 11 including a driving TFT 123 for driving the anodes 23 is formed on the substrate 20, and each of the anodes 23 connected to the driving TFTs 123 is formed above the circuit section 11. Are formed corresponding to the positions of the display areas R, G, and B in FIG. A functional layer 110 is formed above the anodes 23 in the actual display area 4, and a cathode 50 is formed above the functional layers 110. The circuit section 11 includes a scanning line drive circuit 80, an inspection circuit 90, and drive voltage communication sections 310, 340, and 350 for connecting and driving them, a drive control signal conduction section 320, and the like. I have.
[0031]
Next, a schematic configuration of the functional layer 110 will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a schematic configuration of the functional layer 110 of the present embodiment. The functional layer 110 has a multilayered structure sandwiched between the anode 23 and the cathode 50, and has a PEDOT 71, an organic EL layer (organic EL element) 60, and an electron transport layer 52 formed in this order from the anode 23 side. It is.
[0032]
The anode 23 is made of ITO, injects holes toward the organic EL layer 60 by an applied voltage, and has a high work function and conductivity. The material for forming the anode 23 is not limited to ITO. In the case of an organic EL device of a sealing side emission type, it is not necessary to employ a material having a light transmitting property, and a suitable material is used. Should be fine. In the case of a substrate-side light-emitting type organic EL device, a known material having light transmittance can be used. For example, a metal oxide can be used. Indium tin oxide (ITO) or a material containing zinc (Zn) in a metal oxide, for example, an indium oxide / zinc oxide based amorphous transparent conductive film (Indium Zinc Oxide: IZO / I-Z-O) (registered trademark) (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) can be employed.
[0033]
PEDOT 71 is one of conductive polymer materials, and constitutes a hole injection layer for injecting holes of the anode 23 into the organic EL layer 60. The PEDOT 71 has a thickness of 30 nm. I have.
As an example of a material for forming such a hole injection layer, various conductive polymer materials are suitably used, and for example, polythiophene, polyaniline, polypyrrole, and the like can be employed.
[0034]
The organic EL layer 60 is configured such that holes injected from the anode 23 via the PEDOT 71 and electrons injected from the cathode 50 combine to generate fluorescence. As a material for forming the organic EL layer 60, a known light-emitting material that can emit fluorescence or phosphorescence can be used. Specifically, polyfluorene derivative (PF), (poly) paraphenylenevinylene derivative (PPV), polyphenylene derivative (PP), polyparaphenylene derivative (PPP), polyvinylcarbazole (PVK), polythiophene derivative, polymethylphenylsilane A polysilane-based material such as (PMPS) is preferably used. In addition, polymer materials such as perylene dyes, coumarin dyes, and rhodamine dyes such as rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, nile red, coumarin 6, A material such as quinacridone can be doped for use.
[0035]
The electron transport layer 52 plays a role of injecting electrons into the organic EL layer 60. The material for forming the electron transport layer 52 is not particularly limited, and oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and its derivatives, benzoquinone, Derivatives, naphthoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane and its derivatives, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and its derivatives, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and its derivatives, and the like. You. Specifically, similarly to the material for forming the hole transport layer, JP-A-63-70257, JP-A-63-175860, JP-A-2-135359, JP-A-2-135361, and JP-A-2-209988 And those described in JP-A-3-37992 and JP-A-3-152184, and particularly 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4. -Oxadiazole, benzoquinone, anthraquinone, tris (8-quinolinol) aluminum are preferred.
[0036]
Next, the cathode will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 6. FIG. Here, FIG. 6 is an enlarged view showing details of the cathode 50 shown in FIG.
As shown in FIGS. 3 and 4, the cathode 50 has an area larger than the total area of the actual display area 4 and the dummy area 5, and is formed so as to cover each of them. The cathode 50 has a function of injecting electrons into the organic EL layer 60 as a counter electrode of the anode 23.
In the case of an organic EL device of a sealing side emission type, since light emitted from the organic EL layer 60 is extracted from the cathode 50 side, the cathode 50 needs to have optical transparency. In the case of a substrate-side light-emitting organic EL device, light emitted from the organic EL layer 60 is extracted from the anode 23 side. Is adopted. In any of the above cases, the cathode 50 is made of a material having a low work function.
[0037]
The cathode 50 has a configuration in which a first cathode layer 53, a second cathode layer 51a, and a third cathode layer 51b are formed on the functional layer 110 as shown in FIG. As a material of each layer constituting the cathode 50, for example, calcium metal or an alloy containing calcium as a main component is employed for the first cathode layer 53, and aluminum is employed for the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b. Is done.
Here, the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b have a plurality of pinholes 54a and 54b generated at the time of a vapor deposition step described later, but the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b The pinholes 54a and 54b are stacked without being connected to each other by changing the deposition conditions.
In addition, as the material of the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b, an alloy containing aluminum as a main component other than aluminum, silver, a silver-magnesium alloy, or the like may be adopted.
The total thickness of the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b is preferably about 100 to 120 nm.
[0038]
As described above, in the organic EL device 1, the pinholes 54 a and 54 b generated in the cathode 50 are not connected, and therefore, moisture and oxygen entering from the outside of the cathode 50 are prevented from entering the second cathode layer 51 a and the third cathode layer. The penetration of moisture or oxygen into the functional layer 110 can be suppressed without passing through the functional layer 110. Further, by suppressing the contact between the functional layer 110 and moisture or oxygen, the life of the organic EL device 1 can be extended, and the occurrence of dark spot defects can be suppressed.
[0039]
Next, a configuration near the driving TFT 123 provided in the actual display area 4 will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic plan view of the pixel region X in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the FG direction in a portion E of FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view along the IJ direction in the H section of FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the LM direction in the G section of FIG.
[0040]
As shown in FIG. 7, in the pixel region X, a driving TFT 123 is formed in an E portion, a storage capacitor 113 is formed in an H portion, and a switching TFT 112 is formed in a K portion, and are connected to each other as shown in FIG. , The scanning line 101, the signal line 102, and the source electrode 243 (the power supply line 103).
[0041]
First, the configuration near the driving TFT 123 including the functional layer 110 will be briefly described with reference to FIG.
As shown in FIG. 8, a silicon layer 241 is formed on the surface of the substrate 20 with an underlying protective layer mainly composed of SiO 2 (not shown) as an underlayer. The surface of this silicon layer 241 is made of SiO 2 And a gate insulating layer 282 mainly composed of SiN. In the present specification, the term “main component” refers to a component having the highest content rate among constituent components.
[0042]
In the silicon layer 241, a region overlapping with the gate electrode 242 with the gate insulating layer 282 interposed therebetween is a channel region 241a. The gate electrode 242 is a part of the scanning line 101 (not shown). On the other hand, the surface of the gate insulating layer 282 which covers the silicon layer 241 and has the gate electrode 242 formed thereon is made of SiO 2 2 The first interlayer insulating layer 283 mainly composed of
[0043]
Further, in the silicon layer 241, a source region 241S is provided on the source side of the channel region 241a, and a drain region 241D is provided on the drain side of the channel region 241a. The source region 241S and the drain region 241D are provided with a concentration gradient, and have a so-called LDD (Light Doped Drain) structure. The source region 241S is connected to the source electrode 243 via a contact hole 243a opened over the gate insulating layer 282 and the first interlayer insulating layer 283. The source electrode 243 is configured as a part of the above-described power supply line 103 (see FIGS. 1 and 6, and extends in the direction perpendicular to the paper of FIG. 8 at the position of the source electrode 243). On the other hand, the drain region 241D is connected to a drain electrode 244 formed of the same layer as the source electrode 243 via a contact hole 243b opened over the gate insulating layer 282 and the first interlayer insulating layer 283.
[0044]
The upper layer of the first interlayer insulating layer 283 on which the source electrode 243 and the drain electrode 244 are formed is covered with a second interlayer insulating layer 284 mainly composed of, for example, an acrylic resin component. The second interlayer insulating layer 284 is made of a material other than an acrylic insulating film, for example, SiN, SiO 2 Etc. can also be used. The anode 23 is formed on the surface of the second interlayer insulating layer 284, and is connected to the drain electrode 244 via a contact hole 23a provided in the second interlayer insulating layer 284. That is, the anode 23 is connected to the drain region 241D of the silicon layer 241 via the drain electrode 244.
[0045]
The surface of the second interlayer insulating layer 284 on which the anode 23 is formed is provided with the anode 23 and a SiO 2 And a lyophilic control layer mainly composed of a lyophilic material, and an organic bank layer 221 made of acrylic or polyimide. As shown in FIGS. 3 and 4, the organic bank layers 221 are two-dimensionally arranged between the anodes 23 so as to surround them, and light emitted upward from the functional layers 110 is It is configured to be partitioned by an organic bank layer 221. The “lyophilicity” of the lyophilicity control layer in the present embodiment means that the lyophilicity is higher than at least the material of the organic bank layer 221 such as acrylic or polyimide. The layers from the substrate 20 to the second interlayer insulating layer 284 described above constitute the circuit section 11.
[0046]
Note that the organic EL device 1 of the present embodiment is configured to perform color display. That is, the organic EL layers 60 included in the functional layers 110 are formed corresponding to the three primary colors for each of the display regions R, G, and B corresponding to the three primary colors R, G, and B of FIG. That is, since the organic EL layers 60 differ only in the display regions R, G, and B, detailed description thereof is omitted.
[0047]
As shown in FIG. 9, the storage capacitor 113 is formed by the gate electrode 242 and the source electrode 243 facing each other via the first interlayer insulating layer 283.
In addition, as shown in FIG. 10, the switching TFT 112 is opposed to the scanning line 101 with the drain region 250S connected to the signal line 102 and the gate insulating layer 282 sandwiched by the silicon layer 250 having the same configuration as the silicon layer 241. The switching element includes a carrier region 250a and a drain region 250D connected to the gate electrode 242 via the connector 260, and has the same structure as the driving TFT 123.
[0048]
In the organic EL device 1 configured as described above, when a drive current flows from the power supply line 103 (see FIG. 1) to the anode 23 of the functional layer 110, a potential difference is generated between the anode 23 and the cathode 50, and the potential of the anode 23 is reduced. Since holes are injected into the organic EL layer 60 via the PEDOT 71 and electrons from the cathode 50 are injected into the organic EL layer 60 via the electron transport layer 52, the holes and the electrons injected into the organic EL layer 60 are And the organic EL layer 60 emits light.
[0049]
[Second Embodiment of Organic EL Device]
Next, a second embodiment of the organic EL device will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an enlarged view showing details of the cathode 50 shown in FIG.
This embodiment differs from the first embodiment only in the configuration of the cathode 50, and the other components are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, only different parts will be described, and other identical components will be assigned the same reference numerals.
[0050]
As shown in FIG. 13, the cathode 50 has a configuration in which a first cathode layer 53a, a second cathode layer 53b, and a third cathode layer 51 are formed on the functional layer 110. As a material of each layer constituting the cathode 50, calcium metal or an alloy containing calcium as a main component is adopted for the first cathode layer 53 a and the second cathode layer 53 b, and aluminum and aluminum are used for the third cathode layer 51. , A silver or silver-magnesium alloy, or the like.
Here, the first cathode layer 53a and the second cathode layer 53b have a plurality of pinholes 54a and 54b generated at the time of the vapor deposition step, but the vapor deposition conditions of the first cathode layer 53a and the second cathode layer 53b. The pinholes 54a and 54b are stacked without being connected to each other.
[0051]
As described above, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained also in the cathode 50 of the present embodiment. That is, penetration of moisture or oxygen into the functional layer 110 can be suppressed, and contact between the functional layer 110 and moisture or oxygen can be suppressed, thereby achieving a longer life of the organic EL device 1. In addition, the occurrence of dark spot defects can be suppressed.
[0052]
[First Embodiment of Manufacturing Method of Organic EL Device]
Next, an example of a method for manufacturing the organic EL device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Each of the cross-sectional views shown in FIGS. 11A to 11D corresponds to a cross-sectional view taken along line FG in FIG. 7, and is shown in the order of each manufacturing process. In the following description, the steps particularly related to the present invention, that is, the steps after the circuit section 11 is formed will be mainly described.
[0053]
FIG. 11A shows a state where the driving TFT 123 and the signal line 102 are formed on the substrate 20 by an appropriate method. For example, a polysilicon layer is formed, the polysilicon layer is patterned by a photolithography method, an island-shaped silicon layer 241 and the like are formed, and a gate insulating layer 282 is formed by a silicon oxide film by a plasma CVD method, a thermal oxidation method, or the like. Is formed, and impurities are doped into the silicon layer 241 and the like by an ion implantation method to form the driving TFT 123 and the like, the gate electrode 242 and the like are formed by a metal film, and the first interlayer insulating layer 283 is formed thereon. Then, patterning is performed to form contact holes 243a, 243b and the like.
[0054]
At the same time, it is needless to say that the switching TFT 112 and the storage capacitor 113 are formed in other cross sections, but there is no essential difference. I will do it.
[0055]
In the next step, as shown in FIG. 11B, a second interlayer insulating layer 284 covering the first interlayer insulating layer 283 is formed of a polymer material such as an acrylic resin or an inorganic material such as a silicon oxide film. I do. Further, a portion of the second interlayer insulating layer 284 corresponding to the drain electrode 244 of the driving TFT is removed by, for example, etching to form a contact hole 23a.
[0056]
Next, as shown in FIG. 11C, organic bank layers 221 and 221 are formed on the second interlayer insulating layer 284, leaving a region where the anode 23 is formed. Specifically, for example, a solution of a resist such as an acrylic resin or a polyimide resin dissolved in a solvent is applied by various coating methods such as spin coating and dip coating to form an organic layer, and then patterned by etching or the like. can do. However, it is more preferable to form the material ink by discharging and drying it by a printing method or an ink jet method, since a patterning step becomes unnecessary and material is not wasted.
[0057]
Next, as shown in FIG. 11D, an anode 23 is formed between the organic bank layers 221 and 221 so as to be electrically connected to the drain electrode 244 via the contact hole 23a of the second interlayer insulating layer 284. The anode 23 discharges and dries the material ink by a printing method or an inkjet method, and forms a film at a predetermined position.
For example, an ink-jet head (not shown) is filled with a material ink, a discharge nozzle of the ink-jet head is opposed to an anode forming surface such as the second interlayer insulating layer 284, and the ink-jet head and the base material (substrate 20) are relatively moved. While discharging, droplets having a controlled liquid amount per droplet are discharged from the discharge nozzle to the song forming surface. Next, the anode 23 is formed by evaporating the solvent or liquid contained in the material ink by performing a drying process on the discharged droplet.
[0058]
In the above description, the outline of the manufacturing method is described. Depending on a film formation target, when forming a film by an inkjet method, prior to material ejection, for example, a plasma treatment or the like is performed to make the ink-philic and ink-repellent steps. It goes without saying that well-known appropriate processing such as performing a chemical conversion step is performed.
Further, it is needless to say that, when film formation is performed by an inkjet method, in order to prevent re-dissolution of the lower layer, a material that does not dissolve the lower layer in the solvent of the material ink of the upper layer or the like is used.
[0059]
In forming the anode 23, a dummy pattern in a dummy region is also formed. 3 and 4, these anodes 23 and dummy patterns are collectively referred to as anodes 23. The dummy pattern is configured not to be connected to the lower metal wiring via the second interlayer insulating layer 284. That is, the dummy patterns are arranged in an island shape and have substantially the same shape as the shape of the anode 23 formed in the actual display area 4.
[0060]
Next, the functional layer 110 is formed on the anode 23 in the same manner. That is, the PEDOT 71, the organic EL layer 60, and the electron transport layer 52 are sequentially formed. The functional layer 110 can be formed by a printing method, an inkjet method, or the like similar to the above. After the step of forming the functional layer 110, in order to prevent oxidation of the hole injection layer 70, the hole transport layer 71, the organic EL layer 60, the electron transport layer 52, and the like, an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere is used. It is desirable to carry out in a gas atmosphere.
Subsequently, the cathode 50 covering the functional layer 110, the organic bank layer 221 and the like is formed by the following vapor deposition apparatus and vapor deposition method.
[0061]
Subsequently, as shown in FIGS. 3 and 4, the sealing substrate 30 having the desiccant 45 formed inside is mounted on the circuit portion 11 via the sealing resin 40 to seal the circuit portion 11. At this time, the inert gas filling layer 46 is formed by performing the process in an inert atmosphere.
[0062]
Next, a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method used when forming the cathode 50 will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a schematic diagram schematically showing an external appearance of an example of a vapor deposition apparatus used for forming a cathode on a substrate.
The vapor deposition device 301 includes a vapor deposition source 302 that generates vapor of a vapor deposition material, a vapor circulation unit 303 through which vapor of the vapor deposition material can flow, an opening / closing mechanism 304 including an on-off valve 304a that opens and closes the vapor circulation unit 303, A vapor deposition chamber 308 having a temperature control mechanism 307 for fixing the substrate 20 and setting the temperature of the substrate, and a vacuum pump 310 for evacuating the vapor deposition chamber 308 are provided.
[0063]
An outline of a vapor deposition method using the vapor deposition apparatus 301 configured as described above will be described. First, by operating the vacuum pump 310, the deposition chamber 308 is evacuated, and the temperature control mechanism 307 is operated to set the substrate 20 to a predetermined temperature, and the opening / closing mechanism 304 drives the opening / closing valve 304a. As a result, the vapor distribution section 303 is opened, and when the vapor deposition source 302 is further heated by a heating device (not shown), vapor of the vapor deposition substance is generated from the vapor deposition source 302. The vapor flow generated from the vapor deposition source 302 passes through the vapor distribution section 303 and is vapor-deposited on the surface of the substrate 20.
In the case where different kinds of evaporation materials are stacked on the substrate 20, it is preferable to sequentially stack the evaporation materials using different evaporation devices, and it is preferable that the substrate 20 be transported between the evaporation devices in a vacuum state.
[0064]
A case where the cathode 50 shown in FIG. 6 is formed by using such a deposition apparatus and a deposition method will be described.
First, calcium metal as a deposition material is deposited on the functional layer 110 formed on the substrate 20 in advance to form the first cathode layer 53. Next, a transport device (not shown) transports the substrate 20 to another vapor deposition device while maintaining the vacuum state. Subsequently, while the temperature and the like of the substrate 20 are appropriately set, aluminum as a deposition material is deposited to form the second cathode layer 51a. Further, after changing the evaporation conditions, the third cathode layer 51b is formed in the same evaporation apparatus.
[0065]
Regarding a specific formation process of the third cathode layer 51b, first, when the formation of the second cathode layer 51a is completed, the opening / closing mechanism 304 drives the opening / closing valve 304a, so that the steam circulation unit 303 is closed. The vapor flow of the deposition material generated from the deposition source 302 is shut off. Further, the temperature control mechanism 307 cools the substrate 20 to about room temperature. Thereby, the crystal growth of the second cathode layer 51a is stopped.
Next, the vapor deposition conditions such as the substrate temperature for forming the third cathode layer 51b are suitably set, and the opening / closing mechanism 304 drives the on / off valve 304a, so that the vapor flow section 303 is opened, and the vapor deposition source The vapor flow of the vapor deposition material generated from 302 passes through the vapor distribution section 303 and is vapor-deposited on the substrate 20, thereby forming the third cathode layer 51b.
Here, the temperature of the substrate 20 may be changed during the vapor deposition.
[0066]
After the crystal growth of the deposition material is temporarily stopped in this way, the above-described deposition conditions are changed, and the deposition is performed again, so that the crystal orientation of the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b is changed. Even when the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b have pinholes 54a and 54b, they are not connected.
Also, by changing the deposition conditions, the deposition rate changes, and the density of the crystalline state changes, so that the crystalline state of the second cathode layer 51a and the crystalline state of the third cathode layer 51b are different. There is no connection between 54a and 54b.
[0067]
As described above, by changing the crystal orientation of the deposition material and changing the deposition rate, the pinholes 54a and 54b are not connected, so that moisture and oxygen entering from the outside of the cathode 50 are reduced by the second cathode layer. The penetration of moisture and oxygen into the first cathode layer 53 and the functional layer 110 can be suppressed without passing through the first cathode layer 53 and the functional layer 110 without passing through the first cathode layer 51a and the third cathode layer 51b. Further, by suppressing the contact between the functional layer 110 and moisture or oxygen, the life of the organic EL device 1 can be extended, and the occurrence of dark spot defects can be suppressed.
Further, in the same vapor deposition device, the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b are formed by changing the vapor deposition conditions, so that a plurality of vapor deposition devices become unnecessary, and the simplification of the vapor deposition process is achieved. Can be.
[0068]
[Second Embodiment of Method for Manufacturing Organic EL Device]
Next, a second embodiment of a method for manufacturing an organic EL device will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a schematic diagram schematically showing an external appearance of an example of a vapor deposition apparatus used for forming a cathode on a substrate.
The present embodiment is different from the first embodiment only in the vapor deposition device and the vapor deposition method used when forming the cathode 50, and the other components are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, only different parts will be described, and other identical components will be assigned the same reference numerals.
[0069]
A vapor deposition apparatus 401 shown in FIG. 14 has a configuration in which a posture control mechanism 402 for controlling the posture of the substrate 20 is added to the configuration of the vapor deposition apparatus 301 described above. The tilt angle of the substrate 20 is controlled so as to be disposed, and the tilt angle can be changed during the vapor deposition.
[0070]
A vapor deposition method using the vapor deposition device 401 configured as described above will be described.
First, similarly to the first embodiment, the first cathode layer 53 is formed on the functional layer 110, and the substrate 20 is transported to a vapor deposition device.
Next, with the temperature of the substrate 20, the inclination angle of the substrate 20 with respect to the deposition source 302, and the like appropriately set, aluminum as a deposition material is deposited to form the second cathode layer 51a. Further, after changing the evaporation conditions, the third cathode layer 51b is formed in the same evaporation apparatus.
[0071]
Regarding a specific formation process of the third cathode layer 51b, first, when the formation of the second cathode layer 51a is completed, the opening / closing mechanism 304 drives the opening / closing valve 304a, so that the steam circulation unit 303 is closed. The vapor flow of the deposition material generated from the deposition source 302 is shut off. Further, the temperature control mechanism 307 cools the substrate 20 to about room temperature. Thereby, the crystal growth of the second cathode layer 51a is stopped.
Next, the vapor deposition conditions such as the substrate temperature for forming the third cathode layer 51b and the inclination angle of the substrate 20 with respect to the vapor deposition source 302 are suitably set, and the opening / closing mechanism 304 drives the on / off valve 304a, so that the vapor flow is controlled. The portion 303 is opened, and the vapor flow of the vapor deposition material generated from the vapor deposition source 302 passes through the vapor flow portion 303 and is vapor-deposited on the substrate 20, thereby forming the third cathode layer 51b.
Here, the temperature of the substrate 20 and the inclination angle of the substrate 20 with respect to the evaporation source 302 may be changed during the evaporation.
[0072]
After the crystal growth of the deposition material is once stopped, the above various kinds of deposition conditions are changed and the deposition is performed again, whereby the crystal orientation of the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b is changed. Therefore, even when the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b have the pinholes 54a and 54b, they are not connected.
Also, by changing the deposition conditions, the deposition rate changes, and the density of the crystalline state changes, so that the crystalline state of the second cathode layer 51a and the crystalline state of the third cathode layer 51b are different. There is no connection between 54a and 54b.
As described above, also in the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
[0073]
[Third Embodiment of Method for Manufacturing Organic EL Device]
Next, a third embodiment of a method for manufacturing an organic EL device will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a schematic diagram schematically showing an external appearance of an example of a vapor deposition apparatus used for forming a cathode on a substrate.
The present embodiment is different from the first embodiment only in the vapor deposition device and the vapor deposition method used when forming the cathode 50, and the other components are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, only different parts will be described, and other identical components will be assigned the same reference numerals.
[0074]
A vapor deposition device 501 shown in FIG. 15 includes a rotation mechanism 502 for rotating the substrate 20 in addition to the configuration of the vapor deposition device 301 described above, and an opening area adjusting mechanism instead of the opening / closing mechanism 304 of the vapor deposition device 301. 503 is provided.
The rotation mechanism 502 rotates the substrate 20 at a predetermined rotation speed. The opening area adjusting mechanism 503 drives the adjusting valve 503 a to adjust the opening area of the steam flow section 303 and open and close the steam flow section 303.
[0075]
A vapor deposition method using the vapor deposition device 501 configured as described above will be described.
First, similarly to the first embodiment, the first cathode layer 53 is formed on the functional layer 110, and the substrate 20 is transported to a vapor deposition device.
Next, with the temperature of the substrate 20, the rotation speed of the substrate 20, the opening area of the vapor flow portion 303, and the like appropriately set, aluminum as a deposition material is deposited to form the second cathode layer 51a. Here, since the second cathode layer 51a is formed while the rotation mechanism 502 is rotating the substrate 20, the second cathode layer 51a is formed uniformly. Further, since the opening area of the vapor flow section 303 is adjusted by the opening area adjusting mechanism section 503, a predetermined amount of the evaporation substance is evaporated on the substrate 20.
After the formation of the second cathode layer 51a, the third cathode layer 51b is formed in the same evaporation apparatus while changing the evaporation conditions.
[0076]
In a specific formation process of the third cathode layer 51b, first, when the formation of the second cathode layer 51a is completed, the opening area adjustment mechanism unit 503 drives the adjustment valve 503a to close the steam circulation unit 303. , And the vapor flow of the deposition material generated from the deposition source 302 is shut off. Further, the temperature control mechanism 307 cools the substrate 20 to about room temperature. Thus, the crystal growth of the deposition material of the second cathode layer 51a is stopped.
Next, the third cathode layer 51b is formed by changing the deposition conditions. Therefore, the deposition conditions such as the substrate temperature, the rotation speed of the substrate 20, and the opening area of the vapor flow section 303 are suitably set, and aluminum as a deposition material is deposited. Here, the third cathode layer 51b is uniformly formed on the surface of the substrate 20, and a predetermined amount of a deposition material is deposited on the substrate 20.
Here, the temperature, the rotation speed, and the opening area of the vapor flow section 303 of the substrate 20 may be changed during the vapor deposition.
[0077]
After the crystal growth of the vapor deposition material is temporarily stopped, the above various kinds of vapor deposition conditions are changed and vapor deposition is performed again, whereby the crystal orientation of the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b is changed. Therefore, even when the second cathode layer 51a and the third cathode layer 51b have the pinholes 54a and 54b, they are not connected.
Also, by changing the deposition conditions, the deposition rate changes, and the density of the crystalline state changes, so that the crystalline state of the second cathode layer 51a and the crystalline state of the third cathode layer 51b are different. There is no connection between 54a and 54b.
As described above, also in the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
[0078]
〔Electronics〕
Hereinafter, a specific example of an electronic apparatus including the above-described organic EL device will be described with reference to FIG.
FIG. 16A is a perspective view illustrating an example of a mobile phone. In FIG. 16A, reference numeral 1000 denotes a mobile phone main body, and reference numeral 1001 denotes a display unit using the above-described organic EL device.
FIG. 16B is a perspective view illustrating an example of a wristwatch-type electronic device. In FIG. 16B, reference numeral 1100 denotes a watch main body, and reference numeral 1101 denotes a display unit using the organic EL device.
FIG. 16C is a perspective view illustrating an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer. In FIG. 16C, reference numeral 1200 denotes an information processing device, reference numeral 1201 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1202 denotes a display unit using the organic EL device, and reference numeral 1203 denotes a main body of the information processing device.
[0079]
Each of the electronic devices shown in FIGS. 16A to 16C includes a display unit using the organic EL device of the above embodiment, and has the features of the organic EL device of the previous embodiment. In addition, the electronic apparatus includes the organic EL device that achieves a longer life and suppresses occurrence of dark spot defects.
In order to manufacture these electronic devices, the organic EL device 1 of the above-described embodiment is manufactured by incorporating the organic EL device 1 into a display section of various electronic devices such as a mobile phone, a portable information processing device, and a wristwatch type electronic device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a wiring structure of an organic EL device.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration of an organic EL device.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line AB in FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view taken along the line CD of FIG. 2;
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of a functional layer.
FIG. 6 is an enlarged view showing details of a cathode.
FIG. 7 is a schematic plan view of a pixel region X in FIG. 1;
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along a line FG in a portion E of FIG. 7;
FIG. 9 is a cross-sectional view along the IJ direction in the H section of FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along a line LM in a G part of FIG. 7;
FIG. 11 is a process chart of a method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 12 is a schematic diagram of a vapor deposition apparatus that forms a cathode of an organic EL device.
FIG. 13 is an enlarged view showing details of a cathode.
FIG. 14 is a schematic diagram of a vapor deposition apparatus that forms a cathode of an organic EL device.
FIG. 15 is a schematic diagram of a vapor deposition apparatus that forms a cathode of an organic EL device.
FIG. 16 is a perspective view illustrating an electronic device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 organic EL device, 23 anode (electrode), 50 cathode (electrode), 60 organic EL layer (organic EL element), 301, 401, 501 evaporation device, 1000, 1100, 1200 electronic equipment
