JP2005268202A - 有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】 輝度分布の均一化を実現し、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子と陰極の間における寄生容量を抑制し、良好な表示特性が得られる有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】 基板２０上に形成された走査線１０１及び信号線１０２と、当該走査線及び当該信号線の交差部の近傍に形成されたスイッチング素子１１２と、当該スイッチング素子の動作に応じて発光する発光機能層２２と、当該発光機能層の相互間に形成された第１及び第２絶縁層２４、２５と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置１であって、第２絶縁層は、発光機能層と非接触の位置に形成されていると共に、走査線、信号線、及びスイッチング素子に対応した位置に少なくとも形成されており、第１及び第２絶縁層には、当該第１及び第２絶縁層を被覆する撥液性薄膜２６が形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器に関する。
近年、液晶ディスプレイに替わる自発発光型ディスプレイとして有機物を用いた発光装置の開発が加速している。このような有機物を発光材料として用いた有機エレクトロルミネッセンス装置（本明細書を通じて有機ＥＬ装置と称す）の製造方法においては、真空蒸着法を用いる方法や、インクジェット法（液滴吐出法）等の湿式成膜法を用いる方法が知られている。真空蒸着法を用いる方法は、マスク越しに基板と蒸着源とを対向配置させた状態で、低分子系発光材料を気化させ、マスクパターンに応じた発光層を形成している（例えば、特許文献１参照。）。これに対し、インクジェット法を用いる方法は、高分子系発光材料を含む液体材料をビットマップ等のパターンデータに応じて吐出（塗布）し、当該ビットマップパターンに応じた発光層を形成している。
このようなインクジェット法においては、直径がμｍオーダーの液滴を高解像度で吐出、塗布することができるため、高精細パターニングが可能である。また、所定パターンのみに液体材料を吐出するので、材料の無駄が生じず、低コストで有機ＥＬ装置を製造できるという利点を有する。
また、インクジェット法を行う前工程として、基板上に撥液部及び親液部を相対的に形成する方法が一般的に知られている。例えば、撥液性の樹脂絶縁層と親液性の酸化シリコン層とを積層する方法が知られている。また、近年では、自己組織化膜の撥液膜を基板全面に形成し、マスク越しに紫外線照射を施して撥液膜を部分的に除去して親液パターンを形成する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。このようないずれの方法においても、撥液部に着弾した液体材料を親液部に向けて流動させ、当該親液部において液体材料を留まらせることが可能となる。
次に、親液部及び撥液部を積層形成した後にインクジェット法を用いて製造された有機ＥＬ装置について説明する。
図１１（ａ）は、有機ＥＬ装置の要部断面図である。図１１（ａ）において、符号３００は画素電極、符号３０１は酸化シリコン層（親液部）、符号３０２は樹脂絶縁層（撥液部）、符号３０３は正孔注入層、符号３０４は発光層、符号３０５は陰極を各々示している。ここで、正孔注入層３０３及び発光層３０４は、インクジェット法を用いて液体材料の塗布によって形成されるので樹脂絶縁層３０２との接触面を有し、更に、液体材料中の溶媒を乾燥させることによって形成されるので、中央部ｘｃが薄膜化し、端部ｘ１、ｘ２において厚膜化した膜厚プロファイル（断面形状）となる。
特開平９−２０４９８５号公報 特開２００２−２３７３８３号公報
ところで、上記のように形成された発光層３０４の輝度分布を測定すると、図１１（ｂ）に示すように、端部ｘ１、ｘ２の輝度が低く、中央部ｘｃの輝度が高くなってしまい、輝度が不均一になるという問題があった。更に、発光層３０４を長時間発光させると、図１１（ｃ）に示すように輝度劣化が進み、中央部ｘｃの輝度が端部ｘ１、ｘ２よりも低くなってしまうという問題があった。
このような輝度の不均一化は、発光寿命が低下するだけでなく、所望の発光色を表示できないという問題があった。
更に、中央部ｘｃ及び端部ｘ１、ｘ２の膜厚の均一化を図るために第２絶縁層３０２を薄膜化した場合には、画素電極３００の下方に設けられた薄膜トランジスタと、陰極３０５の間に寄生容量が発生し、クロストークが生じてしまうという問題があった。また、薄膜トランジスタが寄生容量の影響を受けてしまうことで、正常なスイッチング特性が得られず、表示品位が低下するという問題があった。
また、薄膜トランジスタと陰極３０５との間の寄生容量が増加する影響は、信号線や走査線の容量負荷が大きくなり、信号線や走査線の駆動回路の負荷が大きくなるというものである。これらの駆動回路の駆動能力が同じであれば、信号線や走査線の信号が伝わり難くなり、スイッチング素子の動作にも影響を与えてしまう。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、正孔注入層や発光層等の断面プロファイルの均一化を図ることで輝度分布の均一化を実現し、更に、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子と陰極の間における寄生容量を抑制し、良好な表示特性が得られる有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の有機ＥＬ装置は、基板上に形成された走査線及び信号線と、当該走査線及び当該信号線の交差部の近傍に形成されたスイッチング素子と、当該スイッチング素子の動作に応じて発光する発光機能層と、当該発光機能層の相互間に形成された第１及び第２絶縁層と、を備えた有機ＥＬ装置であって、前記第２絶縁層は、前記発光機能層と非接触の位置に形成されていると共に、少なくとも前記走査線、前記信号線、及び前記スイッチング素子に対応した位置に形成されており、前記第１及び第２絶縁層には、当該第１及び第２絶縁層を被覆する撥液性薄膜が形成されていることを特徴としている。
ここで、スイッチング素子とは、走査線及び信号線の各々の電位に応じて動作するものであり、主として発光機能層の発光／非発光状態、中間諧調の発光状態を制御するものである。また、スイッチング素子は、このようなスイッチ動作を行う以外にも、走査線及び信号線に付与される信号を処理する信号処理回路や補償回路の素子としても機能するものである。
また、発光機能層は、液滴吐出法によって電極上に塗布形成される正孔注入層や発光層等を意味する。
本発明によれば、少なくとも走査線、信号線、及びスイッチング素子に対応した位置に第２絶縁層が形成されているので、当該走査線、信号線、及びスイッチング素子に対する寄生容量を大幅に低減することができ、寄生容量の影響を抑制することができる。従って、寄生容量に起因するクロストークの発生を防止することができる。また、走査線及び信号線の駆動回路の負荷を抑えることが可能であり、走査線及び信号線を伝わる電気信号の遅れや歪を抑えることができる。これにより、スイッチング素子は良好なスイッチ動作をするので、表示品位が優れた有機ＥＬ装置を達成することができる。
特に、本発明は、発光機能層に電力を供給する駆動用トランジスタよりも、信号線、走査線、及びスイッチング素子は、寄生容量の影響を受け易いという知見によってなされた発明である。具体的には、駆動用トランジスタは、一定の電位が供給されている電源線に接続されたものであるために、電位が安定したものとなっている。これに対して、信号線、走査線、及びスイッチング素子は、駆動用トランジスタよりも周囲の電界や寄生容量の作用によって電位変動が生じ易い特性を有している。
そこで、本発明は、信号線、走査線、及びスイッチング素子に対応した位置に第２絶縁層を形成することにより、これらの配線及び素子の寄生容量を低減し、これらを伝わる電気信号の遅れや歪を低減するものであり、これによって寄生容量の影響を抑制して表示品位が優れた有機ＥＬ装置を実現するものである。
また、本発明によれば、発光機能層と第２絶縁層が非接触の位置に配置されるので、液滴吐出法を用いて発光機能層の液体材料を塗布形成した場合に、従来技術に示したような液体材料と第２絶縁層との接触が生じることがない。更に、撥液性薄膜が形成されているので、当該撥液性薄膜によって被覆されている第１及び第２絶縁層に液体材料が這い上がることがない。従って、撥液性薄膜の非形成部分のみに液体材料を納まらせて塗布形成できる。そして、当該非形成部分における液体材料中の溶媒が乾燥することで発光機能層が形成されるので、撥液性薄膜への這い上がりや、第２絶縁層との接触が生じることなく、発光機能層を形成することができる。更に、このような発光機能層の膜厚プロファイル（断面形状）の均一化を達成できる。
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記スイッチング素子の動作に応じて、前記発光機能層を発光駆動させる駆動素子を更に備え、当該駆動素子に対応した位置に前記第２絶縁層が形成されていることを特徴としている。
ここで、駆動素子とは、スイッチング素子の後段側の回路を構成する素子であり、例えば、電源線、電源線に接続された駆動用トランジスタ、スイッチング素子と駆動用トランジスタとの間の配線、駆動用トランジスタの動作を保持する保持容量、電源線と駆動用トランジスタとの間の配線等を意味するものである。このような駆動素子は、いずれもスイッチング素子の動作によって従動的に動作するものである。
本発明によれば、上記の有機ＥＬ装置と同様の効果が得られると共に、第２絶縁層が駆動素子に対応した位置に形成されることで、当該駆動素子に対して寄生容量を大幅に低減することができ、寄生容量の影響を更に抑制することができる。従って、寄生容量に起因するクロストークの発生を防止することができる。これにより、駆動素子は良好に動作をするので、表示品位が優れた有機ＥＬ装置を達成することができる。
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記撥液性薄膜は単分子膜であることを特徴としている。
このようにすれば、単分子から２分子程度の分子層からなる撥液性薄膜を形成することができる。また、これによって湿式成膜法によって単分子膜を形成することができる。
このような単分子膜の中でも、カップリング剤を採用することが好ましい。カップリング剤は、紫外線を照射することによって分解される性質を有するので、全面形成された撥液性薄膜に向けて紫外線を局所的に照射することによって所定パターンの撥液性薄膜を形成することができる。
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記撥液性薄膜は樹脂膜であることを特徴としている。
このようにすれば、樹脂材料からなる撥液性薄膜を形成することができる。また、これによって湿式成膜法によって樹脂膜を形成することができる。このような樹脂材料の中でも、非感光性樹脂材料や感光性樹脂材料が適宜採用される。非感光性樹脂材料を用いれば、フォトリソグラフィ法とエッチング法を用いることによって所定パターンの撥液性薄膜を形成することができる。また、感光性樹脂材料を用いれば、現像処理によって所定パターンの撥液性薄膜を形成することができる。
また、樹脂材料自体に撥液性がない場合には、撥液処理を施すことによって撥液性を付与することが可能となり、撥液性薄膜を形成することができる。
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記撥液性薄膜は前記発光機能層の膜厚よりも１．５倍以下の膜厚であることを特徴としている。
このようにすれば、発光機能層の液体材料に含まれる溶媒が乾燥した後に、撥液性薄膜への材料の這い上がりを確実に防止することができる。更に、膜厚が１．５倍以下であるので、発光機能層をより好適に平坦化することができる。
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記撥液性薄膜は前記第２絶縁層の側部と前記第１絶縁層の上部を連続的に被覆していることを特徴としている。
このようにすれば、撥液性薄膜の上面においては液体材料が這い上がることがないので、発光機能層の液体材料と第２絶縁層が接触することがない。従って、第２絶縁層の側部と発光機能層とを確実に非接触状態に保つことができる。
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記第１絶縁層は、電極を露出する開口部を有しており、当該開口部において前記電極と前記発光機能層が接触配置されていることを特徴としている。
このようにすれば、開口部において発光機能層と電極が接触するので、電極から発光機能層に向けて好適にキャリアを注入することができる。また、第１絶縁層は材料自体に親液性を有していることが好ましく、この場合には電極上に発光機能層の液体材料を好適に濡れ広がらせることができる。
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に形成された走査線及び信号線と、当該走査線及び当該信号線の交差部の近傍に形成されたスイッチング素子と、当該スイッチング素子の動作に応じて発光する発光機能層と、当該発光機能層の相互間に形成された第１及び第２絶縁層と、を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記発光機能層と非接触の位置に、かつ、少なくとも前記走査線、前記信号線、及び前記スイッチング素子に対応した位置に、前記第２絶縁層を形成する工程と、前記第１及び第２絶縁層を被覆する撥液性薄膜を形成する工程と、を有することを特徴としている。
本発明によれば、少なくとも走査線、信号線、及びスイッチング素子に対応した位置に第２絶縁層が形成されるので、当該走査線、信号線、及びスイッチング素子に対して寄生容量を大幅に低減することができ、寄生容量の影響を抑制することができる。従って、寄生容量に起因するクロストークの発生を防止することができる。これにより、スイッチング素子は良好なスイッチ動作をするので、表示品位が優れた有機ＥＬ装置を達成することができる。
また、本発明によれば、第２絶縁層を発光機能層と非接触となるように配置するので、液滴吐出法を用いて発光機能層の液体材料を塗布形成した場合に、従来技術に示したような液体材料と第２絶縁層との接触が生じることがない。更に、撥液性薄膜が形成されているので、当該撥液性薄膜によって被覆されている第１及び第２絶縁層に液体材料が這い上がることがない。従って、撥液性薄膜の非形成部分のみに液体材料を納まらせて塗布形成できる。そして、当該非形成部分における液体材料中の溶媒が乾燥することで発光機能層が形成されるので、撥液性薄膜への這い上がりや、第２絶縁層との接触が生じることなく、発光機能層を形成することができる。更に、このような発光機能層の膜厚プロファイル（断面形状）の均一化を達成できる。
また、前記有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記撥液性薄膜を形成する工程は、単分子膜材料を含む液体材料を塗布して前記基板の全面に単分子膜を形成する工程と、当該単分子膜の一部を除去して電極を露出する工程と、を有することを特徴としている。
このようにすれば、電極上を除いた部分に単分子膜からなる撥液性薄膜を形成することができる。また、電極が露出することにより、液体材料を電極上に塗布した場合に電極上のみに液体材料を濡れ広がらせることが可能となり、液体材料に含まれる発光機能層を形成することができる。
また、前記有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記単分子膜の一部を除去して電極を露出する工程は、光遮蔽部と光透過部を有するマスクを介して前記単分子膜に紫外線を照射することを特徴としている。
このようにすれば、紫外線が照射された部分の単分子膜が分解して除去される。そして、マスクを越して紫外線を照射するので、マスクの光透過部を通過する紫外線によって単分子膜を除去することができる。また、マスクの光遮蔽部に遮られた部分に対応する位置の単分子膜を残留させることができる。即ち、マスクに形成された光遮蔽部及び光透過部のパターンに応じて単分子膜を除去することができる。
また、前記有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記単分子膜の一部を除去して電極を露出する工程は、光遮蔽部と光透過部を有する前記基板を介して前記単分子膜に紫外線を照射することを特徴としている。
このようにすれば、基板自体がマスクとして機能するので、マスクレスの紫外線照射を行うことができる。ここで、基板上の光遮蔽部は、走査線、信号線、スイッチング素子、駆動素子、第１及び第２絶縁層に対応していることが好ましく、基板上の光透過部は、透明電極に対応していることが好ましい。
また、前記有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記撥液性薄膜を形成する工程は、樹脂材料を含む液体材料を塗布して前記基板の全面に樹脂膜を形成する工程と、当該樹脂膜の一部を除去して電極を露出する工程と、親液処理及び撥液処理を施す工程と、を有することを特徴としている。
このようにすれば、樹脂材料からなる撥液性薄膜を形成することができる。また、電極が露出するので、液体材料を電極上に塗布した場合に当該電極上のみに液体材料を濡れ広がらせることが可能となる。従って、電極上のみに発光機能層を形成することができる。
また、樹脂膜の一部を除去して電極を露出する工程は、非感光性樹脂材料又は感光性樹脂材料のいずれかに応じて異なる。例えば、非感光性樹脂材料を用いれば、フォトリソグラフィ法とエッチング法を用いることによって樹脂膜の一部を除去することができる。また、感光性樹脂材料を用いれば、現像処理によって樹脂膜の一部を除去することができる。また、親液処理及び撥液処理を施すことにより、樹脂膜を撥液化、電極を親液化にすることができる。これによって、樹脂膜上には液体材料が塗布されずに、電極上のみに液体材料を濡れ広がらせることができる。
また、本発明の電子機器は、先に記載の有機ＥＬ装置を備えることを特徴としている。
このような電子機器としては、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等を例示することができる。また、大型の表示画面を有するテレビや、大型モニタ等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、表示特性が良好な電子機器を提供することが可能となる。
以下、本発明を詳しく説明する。
なお、この実施の形態は、本発明の一部の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。また、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。
まず、本発明の有機ＥＬ装置の一実施形態を説明する。図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図であり、図１において符号１は有機ＥＬ装置である。
この有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下ＴＦＴと称する。）を用いたアクティブマトリクス方式のもので、複数の走査線１０１…と、各走査線１０１に対して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（駆動素子）１０３…とからなる配線構成を有し、走査線１０１…と信号線１０２…との各交点付近に画素領域Ｘ…を形成したものである。
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。
更に、画素領域Ｘ各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ（スイッチング素子）１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量（駆動素子）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ＴＦＴ（駆動素子）１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極（電極）２３と、この画素電極２３と陰極５０との間に挟み込まれた発光機能層２２とが設けられている。
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の具体的な態様を、図２〜図４を参照して説明する。ここで、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は有機ＥＬ装置１における画素領域Ｘの回路構成を説明するための拡大平面図である。図４は図２のＡ−Ａ’線に沿う要部の断面図である。また、図４（ａ）はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各々の色で発光する発光機能層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ近傍の断面図であり、図４（ｂ）は一つの発光機能層２２近傍を詳細に示した断面拡大図であり、図４（ｃ）は図３に示した画素領域Ｘの断面図であって、実際の寸法に則した拡大図である。
まず、図２を参照し、有機ＥＬ装置１の構成を説明する。
図２に示すように本実施形態の有機ＥＬ装置１は、光透過性と電気絶縁性とを備える基板２０と、スイッチング用ＴＦＴ１１２に接続された画素電極２３が基板２０上にマトリックス状に配置されてなる画素領域Ｘ（図１参照）と、画素領域Ｘ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…と、少なくとも画素領域Ｘ上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部３（図２中一点鎖線枠内）とを備えて構成されている。なお、本実施形態において画素部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（一点鎖線および二点鎖線の間の領域）とに区画されている。
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−Ａ’方向に規則的に配置されている。
また、実表示領域４の図２中両側には、走査線駆動回路８０、８０が配置されている。この走査線駆動回路８０、８０は、ダミー領域５の下層側に位置して設けられている。
また、実表示領域４の図２中上方側には検査回路９０が配置されており、この検査回路９０はダミー領域５の下層側に配置されて設けられている。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検査情報出力手段（図示せず）を備え、製造途中や出荷時における表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。
走査線駆動回路８０および検査回路９０の駆動電圧は、所定の電源部から駆動電圧導通部（不図示）及び駆動電圧導通部（不図示）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への駆動制御信号および駆動電圧は、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（不図示）及び駆動電圧導通部（不図示）を介して送信およ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および検査回路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。
次に、図３を参照し、画素領域Ｘの回路構成について説明する。
図３に示すように、画素領域Ｘは、基板２０上に設けられたＴＦＴ１１２，１２３、画素電極２３、及び保持容量１１３を主体として構成されている。上記構成部材のうち、スイッチング用ＴＦＴ１１２と、駆動用ＴＦＴ１２３と、保持容量１１３とが、当該画素領域Ｘにおける回路部を構成している。
スイッチング用ＴＦＴ１１２は、ゲート電極１１２ｇと、ソース領域１１２ｓと、ドレイン領域１１２ｄとを有している。ソース領域１１２ｓ及びドレイン領域１１２ｄは、ポリシリコン等からなる半導体層に形成されている。そして、ソース領域１１２ｓとドレイン領域１１２ｓとの間のゲート電極１１２ｇと対向する領域に不図示のチャネル領域が形成されており、当該チャネル領域はゲート電極１１２ｇの電界の作用によってソース領域１１２ｓとドレイン領域１１２ｄとの間の導通状態をスイッチングするようになっている。ゲート電極１１２ｇは、走査線１０１を分岐して形成されており、走査線駆動回路８００の走査信号がゲート電極１１２ｇに供給されるようになっている。また、ＴＦＴ１１２において、ソース領域１１２ｓと信号線１０２、並びに、ドレイン領域１１２ｄとドレイン電極ＤＲとは、それぞれコンタクトホールＣを介して電気的に接続されている。
駆動用ＴＦＴ１２３は、ゲート電極１２３ｇと、ソース領域１２３ｓと、ドレイン領域１２３ｄとを主体として構成されている。ソース領域１２３ｓ及びドレイン領域１２３ｄは、ポリシリコン等からなる半導体層に形成されている。ソース領域１２３ｓとドレイン領域１２３ｄとの間には不図示のチャネル領域が形成されており、当該チャネル領域はゲート電極１２３ｇの電界の作用によってソース領域１２３ｓとドレイン領域１２３ｄとの間の導通状態をスイッチングするようになっている。ゲート電極１２３ｇは、ドレイン電極ＤＲとコンタクトホールＣを介して電気的に接続されており、電源線１０３に沿って延びる容量電極１０４と同一部材で一体に形成されている。また、ソース領域１２３ｓと電源線１０３とがコンタクトホールＣを介して電気的に接続され、ドレイン領域１２３ｄと画素電極２３とが、コンタクトホールＣ及び図示略のドレイン電極を介して電気的に接続されている。ここで、ドレイン電極は、層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールＣに埋設された中継導電部材である。
保持容量１１３は、電源線１０３と容量電極１０４とが対向配置された領域に形成されている。容量電極１０４はゲート電極１２３ｇ及びドレイン電極ＤＲと電気的に接続されているので、ドレイン領域１１２ｄを介して供給される画像信号を保持するとともに、この保持した画像信号をゲート電極１２３ｇに対して供給するようになっている。
更に、画素電極２３の上方には、酸化シリコン層（第１絶縁層）２４、樹脂絶縁層（第２絶縁層）２５、及び撥液膜（撥液性薄膜）２６が順次に積層形成されている（後述）。ここで、酸化シリコン層２４は開口部２４ａを有し、撥液膜２６は開口部２６ａを有している。これにより、画素電極２３は、当該開口部２４ａ、２６ａにおいて露出した状態となり、後述する発光機能層２２と画素電極２３とが接触するようになっている。更に、本発明の特徴点に示したように、樹脂絶縁層２５の位置と、走査線１０１、信号線１０２、及びスイッチング用ＴＦＴ１１２の位置とは、対応しており、これらは平面視において重なり合って形成されている。また、本実施形態においては、駆動用ＴＦＴ１２３や保持容量１１３は、樹脂絶縁層２５と重なっていない状態となっている。
このようなＴＦＴを備える有機ＥＬ装置１においては、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して電源線１０３から画素電極２３に電流が流れ、更に発光機能層２２を介して陰極５０に電流が流れる。すると、発光機能層２２は、これを流れる電流量に応じて発光する。
次に、図４を参照し、断面構造について説明する。
図４（ａ）に示すように、有機ＥＬ装置１は、基板２０と封止基板３０が不図示の封止樹脂を介して貼り合わされてなるものである。基板２０、封止基板３０および封止樹脂で囲まれた領域においては、封止基板３０の内面に水分や酸素を吸収するゲッター剤４５が貼着されている。また、その空間部は窒素ガスが充填されて窒素ガス充填層４６となっている。このような構成のもとに、有機ＥＬ装置１内部に水分や酸素が浸透するのが抑制され、これにより有機ＥＬ装置１はその長寿命化が図られたものとなっている。
基板２０としては、所謂トップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、この基板２０の対向側である封止基板３０側から発光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。
また、所謂ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の場合には、基板２０側から発光光を取り出す構成であるので、基板２０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、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、特にガラス基板が好適に用いられる。なお、本実施形態では、基板２０側から発光光を取り出すボトムエミッション型とし、よって基板２０としては透明あるいは半透明のものを用いるようにする。
封止基板３０としては、例えば電気絶縁性およびガスバリア性を有する板状部材を採用することができる。また、封止樹脂も電気絶縁性およびガスバリア性を有することが好ましく、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っているのが好ましい。
また、基板２０上には、回路部（スイッチング素子）１１が形成されている。当該回路部１１は、図１に示すように走査線１０１と、信号線１０２と、スイッチング用ＴＦＴ１１２、駆動用ＴＦＴ１２３、及び保持容量１１３を備えている。また、当該回路部１１は、例えば、４個や５個のトランジスタからなる信号処理回路を備えてもよい。当該回路部１１においては、ＴＦＴや発光機能層２２の動作バラツキを補償する補償回路や、電流プログラム方式の回路、電圧プログラム方式の回路、電圧比較方式の回路、サブフレーム方式の回路、等の信号処理回路が画素領域毎に設けられた構成を実現することが可能となる。また、上記のように回路部１１のうち走査線１０１と、信号線１０２と、及びスイッチング用ＴＦＴ１１２の位置は、樹脂絶縁層２５の位置と対応し、図３に示すよう平面視において重なり合って形成されている。また、信号処理回路が回路部１１に形成されている場合でも、当該信号処理回路は樹脂絶縁層２５の位置と対応して形成される。
更に、駆動用ＴＦＴ１２３に対応する上方の位置には、酸化シリコン層２４と樹脂絶縁層２５が積層して設けられている。更に、酸化シリコン層２４と樹脂絶縁層２５を覆うように撥液膜２６が形成されている。
酸化シリコン層２４は、画素電極２３に隣接して配置していると共に、画素電極２３の一部を露出させる開口部２４ａが形成されている。更に、当該酸化シリコン層２４は、液体材料に対して親液性を有している。本実施形態においては無機材料であるＳｉＯ２を採用しているが、他の無機材料や有機材料の各種材料を採用してもよい。
樹脂絶縁層２５は、酸化シリコン層２４の上部に形成されていると共に、後述する発光機能層２２とは非接触の位置に形成されている。当該樹脂絶縁層２５の材料としてはアクリルやポリイミド等の有機材料が採用されている。また、樹脂絶縁層２５の膜厚は約２μｍ程度であることが好ましい。なお、図４（ｂ）に示すように、樹脂絶縁層２５の側部２５ａは基板２０平面に対して略垂直に形成されているが、当該側部２５ａを所定角度で傾斜させてもよい。
撥液膜２６は、酸化シリコン層２４と樹脂絶縁層２５を覆うように形成されている。更に、撥液膜２６は、酸化シリコン層２４の開口部２４ａに応じて非形成となっている。即ち、画素電極２３の露出部２３ａ上には撥液膜２６が形成されていない。また、撥液膜２６は、樹脂絶縁層２５の側部２５ａと、酸化シリコン層２４の上部２４ｂを連続的に被覆している。
このような撥液膜２６は、パーフロロアルキルトリメトキシシランを材料とする単分子膜である。そして、その膜厚は単分子〜２分子程度であることが好ましい。なお、本実施形態では、シランカップリング剤を採用しているが、カップリング剤はシラン系を含めて、チタン系、シラン系等の金属のアルキレートで、撥液性の基、例えばアルキル基、アリル基、或いはこれらに芳香族が置換しているフッ化物が好ましい。
なお、本実施形態における撥液膜２６の「撥液性」とは、少なくとも酸化シリコン層２４を構成する材料（本実施形態ではＳｉＯ２）等の材料と比べて撥液性が高いことを意味するものとする。
画素電極２３は、本例ではボトムエミッション型であることから透明導電材料によって形成されている。透明導電材料としてはＩＴＯが好適とされるが、これ以外にも、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）等を用いることができる。なお、本実施形態ではＩＴＯを用いるものとする。また、トップエミッション型である場合には、特に光透過性を備えた材料を採用する必要はなく、例えばＩＴＯの下層側にＡｌ等を設けて反射層として用いることもできる。そして、図４（ａ）に示すように、画素電極２３の露出部２３ａ上には、発光機能層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂが形成されている。ここで、発光機能層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、ＲＧＢ各々の色で発光するようになっている。
そして、図４（ｂ）に示すように、発光機能層２２は、画素電極２３側から、正孔注入層７０と、発光層６０と、電子注入層６５とが積層形成された構成となっている。正孔注入層７０は、画素電極２３からの正孔を発光層６０に注入／輸送する層膜である。電子注入層６５は、後述する陰極５０からの電子を発光層６０に注入／輸送する層膜である。発光層６０は、注入された正孔及び電子の結合によって発光する層膜である。ここで、発光層６０は、発光機能層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに応じて異なる材料で形成されている。
正孔注入層７０の形成材料としては、特に３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、即ち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、更にこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔注入層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。
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。また、本実施形態では、フルカラー表示を行うべく、その発光波長帯域が光の三原色にそれぞれ対応して形成されている。即ち、発光機能層２２Ｒには発光波長帯域が赤色に対応した発光層６０が設けられており、発光機能層２２Ｇには発光波長帯域が緑色に対応した発光層６０が設けられており、発光機能層２２Ｂには発光波長帯域が青色に対応した発光層６０が設けられている。このようなＲＧＢの三つの発光層を備える発光機能層２２により、１画素が構成され、これらが階調して発光することにより、有機ＥＬ装置１が全体としてフルカラー表示をなすようになっている。
発光層６０の形成材料として具体的には、（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。
本実施形態においては、赤色の発光層６０の形成材料として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の形成材料としてポリジオクチルフルオレンを用いている。また、青色発光層６０の形成材料としては、ポリフルオレン系又はポリパラフェニレン系の共役系高分子を用いても良い。
また、これら各発光層６０については、特にその厚さについては制限がなく、また各色毎に好ましい厚さも変わるものの、例えば青色発光層６０の厚さとしては、６０〜７０ｎｍ程度とするのが好ましい。
電子注入層６５は、発光層６０の上に形成されたものである。当該電子注入層６５の材料は、発光機能層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの各種材料に応じて適宜選択される。具体的な材料としては、アルカリ金属のフッ化物として、ＬｉＦ（フッ化リチウム）、ＮａＦ（フッ化ナトリウム）、ＫＦ（フッ化カリウム）、ＲｂＦ（フッ化ルビジウム）、ＣｓＦ（フッ化セシウム）などや、あるいはアルカリ金属の酸化物、即ちＬｉ２Ｏ（酸化リチウム）、Ｎａ２Ｏ（酸化ナトリウム）などが好適に用いられる。また、この電子注入層６５の厚さとしては、０．５ｎｍ〜１０ｎｍ程度とするのが好ましい。
陰極５０は、発光領域４およびダミー領域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たもので、電子注入層６５上に設けられた低仕事関数の金属からなる第１陰極と、該第１陰極上に設けられて該第１陰極を保護する第２陰極とからなるものである。第１陰極を形成する低仕事関数の金属としては、特に仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属であるのが好ましく、具体的にはＣａ（仕事関数；２．６ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数；２．１ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数；２．５ｅＶ）が好適に用いられる。第２陰極は、第１陰極を覆って酸素や水分などからこれを保護するとともに、陰極５０全体の導電性を高めるために設けられたものである。この第２陰極の形成材料としては、化学的に安定で比較的仕事関数が低いものであれば特に限定されることなく、任意のもの、例えば金属や合金などが使用可能であり、具体的にはＡｌ（アルミニウム）やＡｇ（銀）などが好適に用いられる。
なお、上記構成の有機ＥＬ装置１は、ボトムエミッション型の構造を有しているが、これを限定するものではない。当該有機ＥＬ装置１は、封止基板３０側から発光光を取り出す所謂トップエミッション型においても適用可能である。
トップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合には、基板２０の対向側である封止基板３０側から発光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。
次に、図４（ｃ）を参照し、各画素領域Ｘの断面構造について、各部材の実際の縮尺を合わせた構成を説明する。ここで、図４（ｃ）は、図３のＥ−Ｅ’線に沿う要部の断面図である。
図４（ｃ）に示すように、撥液膜２６の開口部２６ａと、樹脂絶縁層２５の側部２５ａとの間の距離Ｂは約１０μｍ程度となっている。また、具体的な距離Ｂの設定値は、正孔注入層７０及び発光層６０をインクジェット法（液滴吐出法）によって形成する際の液体材料に含まれる溶質の割合によって適宜決定される。例えば、溶質が０．５〜１．０％である場合には、距離Ｂを１０μｍに設定することが好ましく、溶質が１．０〜２．０％である場合には、距離Ｂを８μｍに設定することが好ましく、また、溶質が０．５％未満である場合には、距離Ｂを１０μｍ以上に設定することが好ましい。このように、距離Ｂを好適に設定することで、インクジェット法によって吐出された液滴が樹脂絶縁層２５の側部２５ａに接触し難くなり、正孔注入層７０及び発光層６０を所望のプロファイルで形成することが可能となる。
また、正孔注入層７０及び発光層６０の総厚ｔは１００ｎｍとなっており、また、幅Ｄは、５０μｍとなっている。
更に、図３及び図４（ｃ）に示すように、信号線１０２は、樹脂絶縁層２５の下側、かつ、平面視において重なって配置されている。また、図３に示すように、信号線１０２のみならず、走査線１０１及びスイッチング用ＴＦＴ１１２も樹脂絶縁層２５の下側、かつ、平面視において重なって配置されている。
また、信号線１０２の側方には、電源線１０３が形成され、更に当該電源線１０３に対向して容量電極１０４が形成されている。当該電源線１０３及び容量電極１０４は、画素電極２３よりも下層側に形成されている。
（有機ＥＬ装置の製造方法の第１実施形態）
次に、図１〜図７を参照し、有機ＥＬ装置の製造方法の第１実施形態について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、基板２０上に回路部１１を形成する。当該回路部１１は、走査線１０１、信号線１０２、スイッチング用ＴＦＴ１１２、駆動用ＴＦＴ１２３、電源線１０３、及び保持容量１１３から構成されている（図３参照）。このような回路部１１を形成するには、公知のフォトリソグラフィ法、エッチング法等が好適に用いられる。また、駆動用ＴＦＴ１２３及びスイッチング用ＴＦＴ１１２に用いられる半導体はドレイン領域、ソース領域、チャネル領域からなり、当該各領域を形成するには、イオンドーピング法等が好適に用いられる。
また、このような回路部１１の形成過程においては、各層膜を積層する際に好適に層間絶縁膜を形成する。そして、回路部１１の最上層の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、駆動用ＴＦＴ１２３のドレイン電極を露出する。
次に、基板２０の全面を覆うように画素電極２３となる導電膜を形成する。
そして、当該導電膜をパターニングすることにより、コンタクトホールを介して駆動用ＴＦＴ１２３のドレイン電極と導通する画素電極２３を形成する。
次に、酸化シリコン層２４を形成する。
当該酸化シリコン層２４は、画素電極２３の一部を露出させる開口部２４ａを有している。当該開口部２４ａを形成することによって、画素電極２３の露出部２３ａが形成される。このように露出部２３ａが形成されることによって、画素電極２３からの正孔移動が可能となる。
次に、樹脂絶縁層２５を形成する。
当該樹脂絶縁層２５は、酸化シリコン層２４の所定位置を覆うように形成される。更に、図３に示すように走査線１０１、信号線１０２、及びスイッチング用ＴＦＴ１１２に重なるように形成される。
具体的な樹脂絶縁層２５の形成方法としては、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解したものを、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する。続いて、有機質層をフォトリソグラフィ技術、エッチング技術等を用いてパターニングすることにより樹脂絶縁層２５を形成する。また、樹脂絶縁層２５は、酸化シリコン層２４の表面に形成されると共に、露出部２３ａから離れて形成される。これによって、後の工程で発光機能層２２の液体材料が塗布されても、樹脂絶縁層２５が液体材料に接触することがない。
なお、樹脂絶縁層２５の材料としては、非感光性樹脂材料や感光性樹脂材料が適宜採用可能である。ここで、非感光性樹脂材料を採用すれば、フォトリソグラフィ技術で用いるマスクパターンに応じて樹脂絶縁層２５を形成することが可能となる。また、感光性樹脂材料を採用すれば、フォトリソグラフィ技術で用いるフォトレジストの塗布工程やエッチング工程が不要になり、現像によって樹脂絶縁層２５を形成することが可能となる。
また、本実施形態では、酸化シリコン層２４上に樹脂絶縁層２５を形成しているが、異なる２つの画素電極２３の間に位置してブラックマトリクスを形成してもよい。この場合、金属クロムを用いてスパッタリング法によって形成される。
次に、撥液膜２６を形成する。
当該撥液膜２６の形成方法は、まず、パーフロロアルキルトリメトキシシラン１％アルコール液をディッピングで塗布し、次に、アルコールでリンスすることで基板２０上の全面に撥液膜２６を形成する。これによって、単分子〜２分子層程度の膜厚からなる単分子膜が形成される。
次に、図５に示すように、マスクＭを介して紫外線Ｌを照射することにより、所定のパターンで単分子膜を形成する。ここで、マスクＭには画素電極２３の露出部２３ａに対応する光透過部Ｍａと、それ以外の光遮蔽部Ｍｂが形成されている。このようなマスクＭを介して紫外線Ｌを照射することにより、光透過部Ｍａを通過した紫外線Ｌが撥液膜２６に当り、単分子膜は分解して除去する。ここで、紫外線Ｌを照射するには、波長２４５ｎｍの低圧水銀灯を用いることが好ましい。これによって、露出部２３ａを除く部分に撥液膜２６が形成される。このように形成された撥液膜２６は、樹脂絶縁層２５の側部２５ａと、酸化シリコン層２４の上部２４ｂを連続的に被覆するように形成される。
なお、本実施形態においては、樹脂絶縁層２５を形成した後に撥液膜２６を形成しているが、撥液膜２６を形成する前に画素電極２３の露出部２３ａを確実に親液性とするための撥液処理を基板２０の全面に施してもよい。このような撥液処理としては、Ｏ２プラズマ処理が好適である。
また、本実施形態においては、シランカップリング剤を採用しているが、これに限定するものではない。他の材料としては、チタン系等の金属のアルキレートで撥液性の基、例えば、アルキル基、アリル基、或いはこれらに芳香族が置換しているものの弗化物が好適である。
次に、正孔注入層７０を形成する。
当該正孔注入層７０の形成方法としては、インクジェット法が好適に採用される。まず、図６に示すように、インクジェットヘッドＨに正孔注入層７０の材料を含む液体材料を充填し、インクジェットヘッドＨの吐出ノズルを酸化シリコン層２４の開口部２４ａ内に位置する露出部２３ａに対向させ、インクジェットヘッドＨと基板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体材料Ｌを露出部２３ａに吐出する。これによって、正孔注入層７０の材料を含む液体材料７０ａを画素電極２３の露出部２３ａ上に選択的に配してこれを塗布する。
このとき、吐出ノズルから吐出された液体材料７０ａは、露出部２３ａ上にて広がり、酸化シリコン層２４の開口部２４ａ内に満たされる。その一方で、撥液膜２６の上面では、液滴がはじかれて付着しない。従って、液滴が所定の吐出位置からずれて、液滴の一部が撥液膜２６の表面にかかったとしても、該表面が液滴で濡れることがなく、また、液滴が這い上がることない。従って、撥液膜２６において、弾かれた液滴が酸化シリコン層２４の開口部２４ａ内に引き込まれる。
なお、この正孔注入層形成工程以降では、各種の形成材料や形成した要素の酸化・吸湿を防止すべく、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好ましい。
その後、乾燥処理および熱処理を行うことで、液体材料７０ａに含まれる溶媒が蒸発し、画素電極２３の露出部２３ａ上に正孔注入層７０が形成される。正孔注入層７０の形成材料としては、例えば前記のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをイソプロピルアルコールなどの極性溶媒に溶解させたものが用いられる。
次に、発光層６０を形成する。
当該発光層６０の形成方法としては、上記の正孔注入層７０の形成と同様に、インクジェット法が好適に採用される。即ち、図７に示すように、インクジェット法により発光層６０の材料を含む液体材料６０ａを正孔注入層７０上に吐出する。ここで、撥液膜２６の上面では、液滴がはじかれて付着しない。従って、液滴が所定の吐出位置からずれて、液滴の一部が撥液膜２６の表面にかかったとしても、該表面が液滴で濡れることがなく、また、液滴が這い上がることない。従って、撥液膜２６において、弾かれた液滴が酸化シリコン層２４の開口部２４ａ内に引き込まれる。そして、液体材料６０ａは正孔注入層７０上において凸状に配置される。
その後、乾燥処理および熱処理を行うことで、液体材料６０ａに含まれる溶媒が蒸発し、正孔注入層７０上に発光層６０が形成される。ここで、発光層６０の形成においては、ＲＧＢの色毎に行う。また、このような乾燥を施すことで、発光層６０の上面は略平坦化される。
なお、発光層６０を形成する工程においては、正孔注入層７０の再溶解を防止するため、発光層６０の材料を有する液体材料６０ａとして、正孔注入層７０に対して不溶な無極性溶媒を用いる。
次に、電子注入層６５を形成する。
当該電子注入層６５を形成する工程においては、例えば蒸着法やスパッタ法等によってアルカリ金属のフッ化物あるいは酸化物等を成膜して電子注入層６５を厚さ２ｎｍ程度に形成する。本実施形態ではＬｉＦを成膜している。なお、ＬｉＦに代えてＮａＦを成膜して電子注入層６５を形成するようにしてもよい。
次に、陰極５０を形成する。
当該陰極５０を形成する工程においては、電子注入層６５側に形成される第１陰極５０ａと、当該第１陰極５０ａの上部に形成される第２陰極５０ｂを形成する。当該工程では、電子注入層６５の形成と同様、蒸着法やスパッタ法等によって低仕事関数の金属、即ちＣａ、ＢａあるいはＳｒを成膜して、第１陰極５０ａを形成する。
更に、当該第１陰極５０ａの上に蒸着法やスパッタ法等を用いて、例えばＡｌを成膜して第２陰極５０ｂを形成する。そして、これにより第１陰極５０ａと第２陰極５０ｂとからなる陰極５０を得る。
なお、前記電子注入層６５の形成、及び陰極５０の形成工程では、正孔注入層７０や発光層６０とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うため、画素電極２３上にのみ選択的に材料を配するのでなく、基板２０のほぼ全面に材料が設けられることになる。
このように陰極５０が形成された後に、封止工程によって封止基板３０を設ける。この封止工程では、封止基板３０の内側にゲッター剤４５を貼着しつつ、該封止基板３０と基板２０とを封止樹脂４０にて封止することにより、図４（ａ）に示した有機ＥＬ装置１が完成となる。なお、この封止工程も窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うのが好ましい。
上述したように、本実施形態における有機ＥＬ装置１、及び有機ＥＬ装置１の製造方法においては、樹脂絶縁層２５が走査線１０１、信号線１０２、及びスイッチング用ＴＦＴ１１２と対応する位置に形成されているので、陰極５０との間における寄生容量を抑制し、クロストークの発生を防止することができる。更に、当該寄生容量の防止によって、スイッチング用ＴＦＴ１１２のスイッチング特性が良好なものとなり、表示品位が優れた有機ＥＬ装置１を達成することができる。
また、発光機能層２２と樹脂絶縁層２５が非接触の位置に配置されるので、液滴吐出法を用いて発光機能層２２の液体材料を塗布形成した場合に、従来技術に示したような液体材料と樹脂絶縁層２５との接触が生じることがない。更に、撥液膜２６が形成されているので、当該撥液膜２６によって被覆されている酸化シリコン層２４、及び樹脂絶縁層２５に液体材料が這い上がることがない。従って、撥液膜２６の非形成部分のみに液体材料を納まらせて塗布形成できる。そして、当該撥液膜２６の非形成部分における液体材料中の溶媒が乾燥することで発光機能層２２が形成されるので、撥液膜２６への這い上がりや、樹脂絶縁層２５との接触が生じることなく、発光機能層２２を形成することができる。更に、このような発光機能層２２の膜厚プロファイル（断面形状）の均一化を達成できる。
また、撥液膜２６は単分子から２分子程度の膜厚の単分子膜であるので、湿式成膜法によって単分子膜を形成することができる。更に、単分子膜の中でも、カップリング剤を採用して形成されているので、紫外線Ｌの照射によって所定パターンの撥液膜２６を形成することができる。
また、撥液膜２６は樹脂絶縁層２５の側部２５ａと酸化シリコン層２４の上部２４ｂを連続的に被覆しているので、撥液膜２６の上面においては液体材料が這い上がることがない。また、発光機能層２２の液体材料と樹脂絶縁層２５が接触することがない。従って、樹脂絶縁層２５の側部２５ａと発光機能層２２とを確実に非接触状態に保つことができる。
また、酸化シリコン層２４は画素電極２３を露出する開口部２４ａを有しており、当該開口部２４ａにおいて画素電極２３と発光機能層２２が接触配置されているので、画素電極２３から発光機能層２２に向けて好適に正孔を注入することができる。また、酸化シリコン層２４は材料自体に親液性を有していることが好ましく、この場合には画素電極２３上に発光機能層２２の液体材料を好適に濡れ広がらせることができる。
また、撥液膜２６を形成する工程は、単分子膜材料を含む液体材料を塗布して基板２０の全面に単分子膜を形成する工程と、当該単分子膜の一部を除去して画素電極２３を露出する工程と、を有するので、画素電極２３上を除いた部分に単分子膜からなる撥液膜２６を形成することができる。また、画素電極２３が露出することにより、液体材料を画素電極２３上に塗布した場合に画素電極２３上のみに液体材料を濡れ広がらせることが可能となり、液体材料に含まれる発光機能層２２を形成することができる。
また、マスクＭを介して単分子膜に紫外線Ｌを照射することにより、単分子膜の一部を除去して画素電極２３を露出しているので、紫外線Ｌが照射された部分の単分子膜を分解して除去することができる。そして、マスクＭを越して紫外線Ｌを照射するので、マスクＭの光透過部Ｍａを通過する紫外線Ｌによって単分子膜を除去することができる。また、マスクＭの光遮蔽部Ｍｂに遮られた部分に対応する位置の単分子膜を残留させることができる。即ち、マスクＭに形成された光遮蔽部Ｍｂ及び光透過部Ｍａのパターンに応じて単分子膜を除去することができる。
なお、上述の実施形態においては、画素領域Ｘ毎にスイッチング用ＴＦＴ１１２及び駆動用ＴＦＴ１２３の２個のトランジスタを備える構成を示したが、より複数のトランジスタを備えてもよい。例えば、４個や５個のトランジスタを備えた構成を採用してもよい。このようなトランジスタを備える場合では、ＴＦＴや発光機能層２２の動作バラツキを補償する補償回路や、電流プログラム方式の回路、電圧プログラム方式の回路、電圧比較方式の回路、サブフレーム方式の回路、等の信号処理回路が画素領域毎に設けられた構成を実現することができる。そして、当該信号処理回路の位置に対応させて、平面視で重なるように樹脂絶縁層２５が形成されることによって、信号処理回路においても寄生容量の影響を抑制することができ、表示品位が優れた有機ＥＬ装置１を達成することができる。
また、上述の本実施形態においては、走査線１０１、信号線１０２、及びスイッチング用ＴＦＴ１１２に重なるように樹脂絶縁層２５が形成されているが、駆動用ＴＦＴ１２３及び保持容量１１３にも重なるように樹脂絶縁層２５を形成してもよい。ここで、駆動用ＴＦＴ１２３及び保持容量１１３は、定電位の電源線１０３に接続されていることから、走査線１０１、信号線１０２、及びスイッチング用ＴＦＴ１１２と比べて、寄生容量の影響を殆ど無視できるが、樹脂絶縁層２５と重なるように形成することにより、寄生容量に起因する表示特性の低下を更に抑制することができる。
（有機ＥＬ装置の製造方法の第２実施形態）
次に、図８を参照し、有機ＥＬ装置の製造方法の第２実施形態について説明する。
ここでは、上記の第１実施形態と異なる部分のみについて説明する。第１実施形態は、マスクＭ越しに紫外線Ｌを撥液膜２６に照射したが、本実施形態はマスクＭを用いずに撥液膜２６に紫外線Ｌを照射している。なお、本実施形態において、同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。
図８に示すように、基板２０の裏面側、即ち、酸化シリコン層２４や樹脂絶縁層２５が形成されていない基板２０の面から紫外線Ｌを照射する。当該紫外線Ｌの照射工程においては、マスクは使用しない。基板２０の裏面２０ａ側から照射された紫外線Ｌは、開口部２４ａが形成されている部分において、透明金属からなる画素電極（光透過部）２３を透過し、当該画素電極２３上に形成された撥液膜２６を照射して分解する。また、酸化シリコン層（光遮蔽部）２４が形成されている部分においては、撥液膜２６に紫外線Ｌが照射されないので、撥液膜２６は分解されない。なお、本実施形態の場合、第１絶縁層は紫外線透過率の低い材料を選ぶと良く、窒化シリコンや、ＳｉＯ等が挙げられる。
上述したように、基板２０の裏面２０ａ側から紫外線Ｌが照射されることにより、開口部２４ａが形成されている部分における単分子膜を除去することができる。また、第１実施形態において使用していたマスクＭが不要になるので、マスクレスの紫外線照射を行うことができる。
（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実施形態について説明する。
ここでは、上記の第１実施形態と異なる部分のみについて説明する。第１実施形態は、湿式成膜法によってカップリング剤を成膜して撥液膜２６を形成したが、本実施形態においては樹脂材料を成膜して撥液膜２６を形成する場合について説明する。なお、本実施形態において、同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態の撥液膜２６の形成方法は、まず、樹脂絶縁層２５を形成した後に、撥液膜２６の材料となる樹脂膜を基板２０上の全面に形成する。ここでは、ディップコート法を用いて成膜することが好ましい。また、この方法で用いられる材料としては、例えばアクリル樹脂やポリイミド樹脂等を含む液体材料が採用される。また、非感光性樹脂又は感光性樹脂のいずれかが採用される。更に、樹脂膜の膜厚は、正孔注入層７０と発光層６０の合計膜厚（発光機能層２２の膜厚）よりも１．５倍以下であることが好ましい。本実施形態においては、０．１μｍ程度の膜厚に調整している。
次に、開口部２４ａを被覆している絶縁膜を除去して撥液膜２６を形成する。
ここで、撥液膜２６の材料として非感光性樹脂材料を採用すれば、フォトリソグラフィ技術で用いるマスクパターンに応じて撥液膜２６を形成することが可能となる。また、感光性樹脂材料を採用すれば、フォトリソグラフィ技術で用いるフォトレジストの塗布工程やエッチング工程が不要になり、現像によって撥液膜２６を形成することが可能となる。
次に、全面にＯ２プラズマ処理を施し、開口部２４ａで囲まれた露出部２３ａのみにＣＦ４プラズマ処理を施すことで、画素電極２３の露出部２３ａのみに親液性、他の部分に撥液性を付与する。
上述したように、本実施形態においては、樹脂材料からなる撥液膜２６を形成することができる。従って、撥液膜２６として樹脂材料を採用した場合であっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、樹脂材料に撥液処理を施すことによって撥液性を付与することが可能となり、撥液膜２６を形成することができる。
また、撥液膜２６の膜厚が正孔注入層７０と発光層６０の合計膜厚よりも１．５倍以下の膜厚であるので、撥液膜２６への材料の這い上がりを確実に防止することができる。更に、膜厚が１．５倍以下であるので、発光機能層２２をより好適に平坦化することができる。
また、撥液膜２６を形成した後に、親液処理及び撥液処理を施す工程を有するので、樹脂膜を撥液化できると共に、画素電極２３を親液化することができる。これによって、樹脂膜上には液体材料が塗布されずに、画素電極２３上のみに液体材料を濡れ広がらせることができる。
図９は、図７に示す発光層６０の輝度分布の測定結果を示す図である。
図９において、横軸は発光層６０のＸ方向の位置を示し、縦軸は輝度を示している。また、図９におけるｘａ、ｘｂは図７における発光層６０の位置に相当している。
図９に示すように、発光層６０の輝度分布は、ｘａ〜ｘｂの間において略均一となっている。特に従来技術に示した輝度分布よりも明らかに均一な輝度分布となった。
（電子機器）
次に、上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の例について説明する。
図１０（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１０（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図１０（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１０（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理本体、符号６０２は有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図１０（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１０（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は有機ＥＬ装置を備えたＥＬ表示部を示している。
図１０（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、先の実施形態に示した有機ＥＬ装置が備えられたものであるので、表示特性が良好な電子機器となる。
なお、電子機器としては、上記電子機器に限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ディスクトップ型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。
本発明の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図。 本発明の有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図。 本発明の有機ＥＬ装置の要部を示す平面図。 本発明の有機ＥＬ装置の要部を示す断面図。 本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第１実施形態を説明するための図。 本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第１実施形態を説明するための図。 本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第１実施形態を説明するための図。 本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の第２実施形態を説明するための図。 本発明の有機ＥＬ装置の発光特性を示す図。 本発明の有機ＥＬ装置を備える電子機器を示す図。 従来の有機ＥＬ装置の要部を示す断面図。
符号の説明
１…有機ＥＬ装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）
１１…回路部（スイッチング素子）
２０…基板
２２…発光機能層
２３…画素電極（電極）
２４…酸化シリコン層（第１絶縁層）
２４ａ…開口部
２４ｂ…上部
２５…樹脂絶縁層（第２絶縁層）
２５ａ…側部
２６…撥液膜（撥液性薄膜）
１０１…走査線
１０２…信号線
１０３…電源線（駆動素子）
１１２…スイッチング用ＴＦＴ（スイッチング素子）
１１３…保持容量（駆動素子）
１２３…駆動用ＴＦＴ（駆動素子）
Ｌ…紫外線
Ｍ…マスク
Ｍａ…光透過部
Ｍｂ…光遮蔽部


Claims (15)

  1. 基板上に形成された走査線及び信号線と、当該走査線及び当該信号線の交差部の近傍に形成されたスイッチング素子と、当該スイッチング素子の動作に応じて発光する発光機能層と、当該発光機能層の相互間に形成された第１及び第２絶縁層と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
    前記第２絶縁層は、前記発光機能層と非接触の位置に形成されていると共に、少なくとも前記走査線、前記信号線、及び前記スイッチング素子に対応した位置に形成されており、
    前記第１及び第２絶縁層には、当該第１及び第２絶縁層を被覆する撥液性薄膜が形成されていること、
    を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
  2. 前記スイッチング素子の動作に応じて、前記発光機能層を発光駆動させる駆動素子を更に備え、
    当該駆動素子に対応した位置に前記第２絶縁層が形成されていること、
    を特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  3. 前記撥液性薄膜は、単分子膜であること、
    を特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  4. 前記単分子膜は、カップリング剤からなること、
    を特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  5. 前記撥液性薄膜は、樹脂膜であること、
    を特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  6. 前記樹脂膜の表面は、撥液処理が施されていること、
    を特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  7. 前記撥液性薄膜は、前記発光機能層の膜厚よりも１．５倍以下の膜厚であること、
    を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  8. 前記撥液性薄膜は、前記第２絶縁層の側部と前記第１絶縁層の上部を連続的に被覆していること、
    を特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  9. 前記第１絶縁層は、電極を露出する開口部を有しており、当該開口部において前記電極と前記発光機能層が接触配置されていること、
    を特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  10. 基板上に形成された走査線及び信号線と、当該走査線及び当該信号線の交差部の近傍に形成されたスイッチング素子と、当該スイッチング素子の動作に応じて発光する発光機能層と、当該発光機能層の相互間に形成された第１及び第２絶縁層と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
    前記発光機能層と非接触の位置に、かつ、少なくとも前記走査線、前記信号線、及び前記スイッチング素子に対応した位置に、前記第２絶縁層を形成する工程と、
    前記第１及び第２絶縁層を被覆する撥液性薄膜を形成する工程と、を有すること、
    を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  11. 前記撥液性薄膜を形成する工程は、
    単分子膜材料を含む液体材料を塗布して前記基板の全面に単分子膜を形成する工程と、
    当該単分子膜の一部を除去して電極を露出する工程と、を有すること、
    を特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  12. 前記単分子膜の一部を除去して電極を露出する工程は、光遮蔽部と光透過部を有するマスクを介して前記単分子膜に紫外線を照射すること、
    を特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  13. 前記単分子膜の一部を除去して電極を露出する工程は、光遮蔽部と光透過部を有する前記基板を介して前記単分子膜に紫外線を照射すること、
    を特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  14. 前記撥液性薄膜を形成する工程は、
    樹脂材料を含む液体材料を塗布して前記基板の全面に樹脂膜を形成する工程と、
    当該樹脂膜の一部を除去して電極を露出する工程と、
    親液処理及び撥液処理を施す工程と、を有すること、
    を特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  15. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えること、
    を特徴とする電子機器。


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