JP4552390B2

JP4552390B2 - 有機ｅｌ装置の製造方法

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Publication number: JP4552390B2
Application number: JP2003172150A
Authority: JP
Inventors: 建二林; 康史柄沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2023-06-17
Also published as: JP2005011573A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【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）表示装置などの電気光学装置は、基板上に陽極、正孔注入層、ＥＬ特性を持つ有機電気光学材料からなる発光層、及び電子注入層などを含む陰極等が積層された素子構造のものが知られている。このような有機ＥＬ装置を構成する有機ＥＬ素子では、発光層や電子注入層を形成する材料が大気中の酸素や水分の侵入による変質により、発光素子として寿命が短くなるといった課題があった。
【０００３】
そのため、外部環境から酸素や水分の浸透を防止するため、通常、陰極の上を覆うようにガラス板や金属板で覆い、樹脂等のシール材で貼り合せる封止構造を用いているが、シール材も酸素や水分の透過が多く、素子に到達しないように高速で吸湿するゲッター材などを空間を設けて設置する必要があった。さらに、発光材料や画素を隔離する隔壁材料などの有機材料は、外部環境や通電時の発熱による高温環境下での体積膨張が大きく、発生した応力が第２の電極などの無機材料との界面に発生して剥離することで水分などが侵入し、結果として発光素子の耐久性が低下してしまうのである。
【０００４】
本発明者は、このような酸素や水分による発光素子の寿命低下について検討した結果、有機材料である発光層及び隔壁と、無機材料である陰極との間の密着性を向上させることで、高温環境下において発生する剥離を防ぎ、さらに剥離がもたらす応力でガスバリア層が損傷するのを防ぐことにより、発光層や電子注入層に水分や酸素が入り込まずに、発光素子の耐久性を向上させる知見を得た。
【０００５】
有機ＥＬ装置において、特に陰極と発光層との間の密着性を高めるための技術としては、例えばカソード電極（陰極）に電子注入性の高い電子注入層と金属密着層とを積層して設け、この金属密着層を有機ＥＬ層（発光層）に接合するように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、単に酸素や水分の透過を防止して耐久性の向上を図ったものとしては、ホール輸送層、電子輸送層、カソード電極を覆ってヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロキサンなどからなる有機保護層と金属薄膜とを設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１６２６５３号公報
【特許文献２】
特開平９−２７０２９６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の金属密着層を設けた技術では、基本的にこの密着層は金属であり無機材料であることから、有機材料である発光層との密着性が十分良好にならず、したがって陰極と発光層との間の密着性が十分に得られないといった問題があった。
また、前述したように単に酸素や水分の透過を防止して耐久性の向上を図ったものは知られているものの、前記有機保護膜は無機材料と有機材料との間に設けられたものではない。したがって、有機ＥＬ装置においては、性質の異なる無機材料と有機材料との間の密着性向上を図る技術は、未だ提供されていないのが実状である。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、無機材料からなる陰極側と有機材料からなる発光素側との間を良好に密着させ、これにより高温環境下においても界面の剥離を起こすことなく、外部環境下からの酸素や水分の侵入を防止して耐久性を向上させた、有機ＥＬ装置とその製造方法、及びこれを備えた電子機器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の有機ＥＬ装置は、基体上に第１の電極、有機材料からなり少なくとも発光層を有する機能層、第２の電極がこの順に配置されてなる有機ＥＬ装置において、前記発光層が有機材料からなる隔壁に囲まれた画素領域に設けられ、前記隔壁及び／又は前記機能層の表面上に、有機珪素化合物又は有機チタン化合物からなる密着層が設けられ、前記密着層の表面上に無機材料からなる前記第２の電極が設けられていることを特徴としている。
この有機ＥＬ装置によれば、有機材料からなる前記隔壁及び／又は前記機能層と、無機材料からなる前記第２の電極との間に有機珪素化合物又は有機チタン化合物からなる密着層が設けられているので、この密着層を構成する有機珪素化合物又は有機チタン化合物が、珪素（Ｓｉ）原子やチタン（Ｔｉ）原子を持つ無機質の基と炭素（Ｃ）原子を持つ有機質の基とを備えていることにより、前記隔壁及び／又は前記機能層と前記第２の電極との間が前記密着層を介すことで、体積膨張が起きる高温環境下においても剥離することがなくなる。
よって、これらの界面の剥離で生じる応力によって第２の電極やガスバリア層の損傷が起こらなくなり、酸素や水分の侵入透過が防止されることにより、特に機能層における発光層の劣化が防止され、耐久性の向上が得られる。
【００１０】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記密着層が、前記隔壁及び前記機能層が露出しないように、これらよりも広い範囲で被覆されるように設けられているのが好ましく、さらに、前記密着層及び第２の電極が露出しないようにさらに広い範囲でガスバリア層が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、ガスバリア層により表面及び側面においても密着層及び第２の電極を覆うことで、酸素や水分で変質しやすい前記機能層や前記第２の電極を表面だけでなく側面からも保護することができるため、酸素や水分の侵入に起因する発光素子の劣化がより確実に防止される。
【００１１】
なお、この有機ＥＬ装置においては、前記ガスバリア層が、無機酸化物、無機窒化物、無機酸窒化物のいずれかからなる絶縁性の層であるのが好ましい。
このようにすれば、特に第２の電極が無機材料からなっていることにより、同じく無機材料からなるガスバリア層が第２の電極に対して良好に密着し、欠陥のない緻密な層となり、したがってこのガスバリア層の酸素や水分に対するバリア性がより良好なものとなる。
【００１２】
また、前記ガスバリア層が、珪素化合物であってもよい。
このように、ガスバリア層を例えば珪素窒化物や珪素酸窒化物、珪素酸化物などの無機材料である珪素化合物によって形成すれば、やはり無機材料からなる第２の電極に対してガスバリア層が良好に密着し、欠陥のない緻密な層となることにより、ガスバリア層の酸素や水分に対するバリア性がより良好なものとなる。
また、これらの珪素化合物は透明性を有するため、第２の電極を透明なものを選択すれば、封止面から発光を取り出すトップエミッション構造にすることができる。
【００１３】
また、前記ガスバリア層が、チタン化合物と珪素化合物とを積層してなる多層膜であってもよい。
チタン化合物として、特に酸化チタンや酸窒化チタン、チタン酸ストロンチウムのように紫外線吸収性を有し、かつ光触媒活性をも有するものを用いることにより、このチタン化合物からなる層が紫外線吸収層として機能し、これにより屋外での使用などの際の耐光性が向上する。また、このチタン化合物層の上に珪素化合物層を形成する際、この形成で発生した紫外線等の光によってチタン化合物層表面が活性化され、その光触媒活性が発揮される。すると、例えばこのチタン化合物層表面に有機物等の不純物が付着しても、この不純物が前記の光触媒の作用によって分解除去され、これによりチタン化合物層の上に珪素化合物が良好に積層する。
【００１４】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記ガスバリア層の上に保護層が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、ガスバリア層で覆われた第２の電極や機能層を保護層でより確実に保護することができる。
【００１５】
なお、この有機ＥＬ装置において前記保護層は、機械的衝撃に対する緩衝機能を有しているか、あるいは表面保護機能を有しているのが好ましい。
緩衝機能を有していれば、機械的な外部からの衝撃に対して前記第２の電極や機能層、ガスバリア層を保護することができる。また、表面保護機能として、例えば耐圧性や耐摩耗性、ガスバリア性、紫外線遮断性などの機能を有していれば、機能層（例えば発光層）や第２の電極がこの保護層によって保護され、したがって発光素子の耐久性が向上する。さらに、第２の電極及びガスバリア層及び保護層が透明であれば、保護層が光反射防止機能を有することで発光特性が向上する。
【００１６】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記密着層となる前記有機珪素化合物が、窒素原子を有するアミノシランまたはシラザンであるのが好ましい。
このようにアミノシランまたはシラザンを用いれば、反応性の高いアミノ基やシラザン基などの窒素原子を含む官能基が有機材料表面に対して極めて接着しやすいため、有機材料からなる前記隔壁及び／又は前記機能層と無機材料からなる前記第２の電極との界面が高温環境下でも良好に接着するようになる。
【００１７】
また、前記有機ＥＬ装置においては、前記機能層がキャリア注入または輸送効果を有する有機キャリア注入／輸送層を少なくとも１層以上備えていてもよく、前記第２の電極が、前記密着層側に電子注入効果を有する無機電子注入層を備えていてもよい。
このようにすれば、発光層に対するキャリア注入性が高まり、発光特性が向上する。また、この電子注入層が無機であることにより、この電子注入性が備えられていない第２の電極の場合と同様に、密着層との間の密着が良好となる。
【００１８】
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基体上に第１の電極と、有機材料からなり少なくとも有機発光層を有する機能層と、第２の電極とをこの順に形成する有機ＥＬ装置の製造方法において、前記発光層を有機材料からなる隔壁に囲まれた画素領域に設ける工程と、前記隔壁及び／又は前記機能層の表面上に、有機珪素化合物又は有機チタン化合物からなる密着層を設ける工程と、前記密着層の表面上に無機材料からなる前記第２の電極を設ける工程と、を備えたことを特徴としている。
この有機ＥＬ装置の製造方法によれば、有機材料からなる前記隔壁及び／又は前記機能層と、無機材料からなる前記第２の電極との間に有機珪素化合物又は有機チタン化合物からなる密着層を設けるようにしたので、この密着層を構成する有機珪素化合物又は有機チタン化合物が無機性の基と有機性の基とを備えていることにより、前記隔壁及び／又は前記機能層と前記第２の電極との間が前記密着層を介すことで十分良好に密着する。
よって、これらの間への酸素や水分の透過を防止することにより、特に機能層における発光層の劣化を防止することができ、したがって得られる有機ＥＬ装置の耐久性向上を図ることができる。
【００１９】
また、前記有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記第２の電極上にガスバリア層を設ける工程を備えることが好ましい。
このようにすれば、第２の電極に電子注入性の高い吸湿変化しやすい材料が含まれていても耐久性の低下を防ぐことが出来る。
【００２０】
また、前記密着層及び前記第２の電極及び前記ガスバリア層が、気相成長法により連続的に形成されるのが好ましい。
このようにすれば、例えば同じ気相成長法で各層を形成することなどにより、生産性の向上を図ることができる。
【００２１】
本発明の電子機器は、前記の有機ＥＬ装置あるいは前記の製造方法で得られた有機ＥＬ装置を備えたことを特徴としている。
この電子機器によれば、前述したように機能層における発光層の劣化が防止され、これにより耐久性向上が図られた有機ＥＬ装置を備えているので、この有機ＥＬ装置を表示部とすることにより、特に表示部の耐久性に優れた良好なものとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施形態によって詳しく説明する。
まず、本発明の一実施形態としての有機ＥＬ装置の、配線構造を図１に参照して説明する。
図１に示す有機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型の有機ＥＬ装置である。
【００２３】
この有機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。
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。
【００２４】
さらに、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ＴＦＴ１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持する保持容量１１３と、該保持容量１１３によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極（第１の電極）２３と、この画素電極２３と陰極（第２の電極）５０との間に挟み込まれた機能層１１０とが設けられている。画素電極２３と陰極５０と機能層１１０により、発光素子（有機ＥＬ素子）が構成されている。
【００２５】
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から画素電極２３に電流が流れ、さらに機能層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。
【００２６】
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の具体的な構成を図２〜図５に参照して説明する。ここで図３は図２中Ａ−Ｂの断面図、図４は図２中Ｃ−Ｄの断面図、図５は図３中の領域４の拡大詳細図を示す。
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、図２に示すように電気絶縁性を備えた基板２０と、スイッチング用ＴＦＴ（図示せず）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画素電極域（図示せず）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（図示せず）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２中一点鎖線枠内）とを具備して構成されたアクティブマトリクス型のものである。しかし、陰極５０をストライプ状にパターン化したパッシブマトリックス型でも、本実施形態に適用は可能である。なお、本発明においては、基板２０と後述するようにこれの上に形成されるスイッチング用ＴＦＴや各種回路、及び層間絶縁膜などを含めて、基体と称している。（図３、４中では符号２００で示している。）
【００２７】
画素部３は、中央部分の実表示領域４（図２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−Ｂ方向およびＣ−Ｄ方向にそれぞれ離間してマトリックス状に配置されている。
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。これら走査線駆動回路８０、８０は、ダミー領域５の下層側に配置されたものである。
【００２８】
さらに、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なっている。なお、この検査回路９０も、ダミー領域５の下側に配置されたものである。
【００２９】
走査線駆動回路８０および検査回路９０は、その駆動電圧が、所定の電源部から駆動電圧導通部３１０（図３参照）および駆動電圧導通部３４０（図４参照）を介して、印加されるよう構成されている。また、これら走査線駆動回路８０および検査回路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の作動制御を行う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）および駆動電圧導通部３５０（図４参照）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。
【００３０】
また、この有機ＥＬ装置１は、図３、図４に示すように基体２００上に、第１の電極（画素電極２３）と発光層６０を有した機能層と第２の電極（陰極５０）とからなる発光素子（有機ＥＬ素子）を多数形成したもので、特に機能層の発光層６０と陰極５０との間に密着層６５を設けたものである。また、この有機ＥＬ装置１には、前記発光素子を覆ってガスバリア層３０が形成されている。
【００３１】
基体２００を構成する基板２０としては、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、この基板２０の対向側であるガスバリア層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、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などが挙げられる。
【００３２】
また、いわゆる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、ガスバリア層３０側から発光光を取り出すトップエミッション型とし、よって基板２０としては前記した不透明のもの、例えば不透明のプラスチックフィルムなどが用いられる。
【００３３】
また、基板２０上には、画素電極２３を駆動するための駆動用ＴＦＴ１２３などを含む回路部１１が形成されており、その上に発光素子（有機ＥＬ素子）が多数設けられている。発光素子は、図５に示すように、陽極として機能する画素電極（第１の電極）２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔輸送層７０と、電気光学物質の一つである有機ＥＬ物質を備える発光層６０と、前記密着層６５と、陰極（第２の電極）５０とがこの順に形成されて構成されたものである。また、陰極５０には、その内面側、すなわち密着層６５側に、電子注入効果を有する無機材料製の電子注入層６７が設けられている。
このような構成のもとに、発光素子はその発光層６０において、正孔輸送層７０から注入された正孔と、陰極５０から電子注入層６７を介して注入された電子とが結合することにより、発光を生じる。
【００３４】
なお、本実施形態では、機能層を、後述するように有機材料からなる正孔輸送層７０と、同じく有機材料からなる発光層６０とから構成している。ただし、本発明の機能層はこれに限定されることなく、例えば正孔注入層や電子注入層、電子輸送層などのキャリア注入層またはキャリア輸送層をさらに設けてもよく、また、正孔阻止層（ホールブロッキング層）や電子阻止層（エレクトロン阻止層）を設けてもよい。
【００３５】
画素電極２３は、本実施形態ではトップエミッション型であることから透明である必要がなく、したがって適宜な導電材料によって形成されている。例えば、ＩＴＯ電極を用い、これの裏面（発光層６０と反対側の面）に反射層としてアルミニウムやチタンを積層した構造とすることができる。なお、ボトムエミッション型とする場合には、当然ながら透明である必要であり、その場合にはＩＴＯ等の透明導電性材料が好適に用いられる。
【００３６】
正孔輸送層７０の形成材料としては、例えばポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、またはそれらのドーピング体などが用いられる。具体的には、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）分散液などが用いられる。
【００３７】
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。
なお、前記の高分子材料に代えて、従来公知の低分子材料を用いることもできる。
【００３８】
また、本実施形態において正孔輸送層７０と発光層６０とは、図３〜図５に示すように基体２００上にて格子状に形成された親液性制御層２５と、本発明における隔壁となる有機バンク層２２１とによって囲まれて配置され、これにより囲まれた正孔輸送層７０および発光層６０は単一の発光素子（有機ＥＬ素子）を構成する素子層となっている。なお、格子状に形成された親液性制御層２５および有機バンク層２２１にあって、特に最外周を形成する部分、すなわち発光層６０の最外周位置のものの外側部を覆った状態でこれを囲む部分が、囲み部材２０１となっている。
【００３９】
ここで、囲み部材２０１については、特にその上部を形成する有機バンク層２２１における、外側部を形成する面２０１ａの基体２００表面に対する角度θが、１１０度以上となっている。このような角度としたのは、この上に形成する密着層６５、電子注入層６７、陰極５０、さらにはガスバリア層３０のステップカバレージ性を良好にし、外側部上での密着層６５、電子注入層６７、陰極、ガスバリア層３０の連続性を確保するためである。
【００４０】
密着層６５は、前記発光層６０および有機バンク層２２１を覆ってこれらの表面上に形成されたもので、有機珪素化合物又は有機チタン化合物からなるものである。具体的には、有機珪素化合物としてメチルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等のＳｉ−Ｏ−Ｒ（Ｒ：アルキル）基を有するアルコキシシラン化合物、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラメチルジシラザン等のシラザン（Ｓｉ−Ｎ）基を有するシラザン化合物、また、有機チタン化合物としてテトライソプロポキシチタン、メチルトリエトキシチタン等のＴｉ−Ｏ−Ｒ基を有するチタンアルコキシド化合物が好適に用いられる。特に、有機珪素化合物の中でも、窒素原子を有するアミノ基（−ＮＨ、−ＮＨ２など）やシラザン基などの窒素原子を有するアミノシラン及びシラザンが好適とされている。
このような材料からなる密着層６５は、その厚さが、０．１〜１０ｎｍ程度とされ、特に薄い方が、陰極５０側からの電子を通し易くなるため好ましい。すなわち、この密着層６５は、少なくとも単分子からなる層が発光層６０および有機バンク層２２１の表面に設けられていればよく、その場合に、この密着層６５は完全に連続しておらず、例えば網目状のようにミクロ的に抜けている部分があってもよい。
【００４１】
このように完全には連続していなくとも、各分子が有機性の基と無機性の基を有していることから、密着層６５はその有機性の基が発光層６０および有機バンク層２２１の表面に良好に密着し、無機性の基が電子注入層６７に良好に密着するようになる。したがって、この密着層６５は、発光層６０および有機バンク層２２１の表面上に電子注入層６７を良好に密着させるものとなる。なお、前記材料からなる密着層６５は、後述する成膜時の加熱処理などによって一部分解し、材料の分子形態とは異なる分子形態となっていることも考えられる。しかし、その場合にも、珪素（Ｓｉ）原子及びチタン（Ｔｉ）原子を有する無機質の基と炭素（Ｃ）原子を有する有機性の基が混在した状態で密着層６５を形成していることから、この密着層６５は、有機材料層からなる発光層６０および有機バンク層２２１と、無機材料からなる電子注入層６７とを良好に密着させる機能を有したものとなっている。
また、この密着層６５は、図３〜図５に示したように本実施形態では実表示領域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、前記発光層６０と有機バンク層２２１及び囲み部材２０１の上面、さらには囲み部材２０１の外側部を形成する面２０１ａを全て覆った状態で基体２００上に形成されたものとなっている。
【００４２】
電子注入層６７は、前記密着層６５上に形成されたもので、少なくともその下側の発光層６０を覆って形成されたものである。この電子注入層６７は、前述したように無機材料からなるもので、具体的には、リチウムやカルシウム、ナトリウム、マグネシウム、バリウムなどの１族及び２族金属原子からなる低仕事関数の金属やこれらの合金、また、フッ化リチウム（ＬｉＦ）や酸化ナトリウムなどの金属フッ化物や金属酸化物などによって形成されている。このような材料からなる電子注入層６７は、その厚さが０．１〜５０ｎｍ程度とされる。
【００４３】
陰極５０は、本実施形態では前記密着層６５および電子注入層６７が露出しないように、これらよりも広い範囲を被覆して形成されたものである。ただし、本発明はこれに限定されることなく、前記密着層６５および電子注入層６７の端部が露出するように、これらよりも狭い範囲を被覆して形成されたものであってもよい。この陰極５０は、無機材料からなるもので、アルミニウムや銀、銅などの金属やこれらの合金、酸化亜鉛や酸化スズ、酸化チタン、酸化タングステンなどの金属酸化物、窒化チタンなどの金属窒化物または金属酸窒化物、さらにはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）やインジウムセリウム酸化物等の複合酸化物などによって形成されている。また、これら材料が、単層でなく多層に成膜されて構成されたものであってもよい。このような材料からなる陰極５０は、その厚さが５〜３００ｎｍ程度とされる。
【００４４】
なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１はトップエミッション型であることから、この陰極５０は光透過性を有している必要があり、したがって材料としては透明導電性のＩＴＯ等が好適に用いられる。また、ＣａやＡｌなどの他の材料を用いる場合には、十分に透明となるような厚さで形成される。
また、本実施形態では、スイッチング素子として薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置であるため、この陰極５０及び前記電子注入層６７は、画素電極２３とは異なり単純にエリア領域を覆う形態の膜となっている。
【００４５】
また、この陰極５０は、図４に示すように前記囲み部材２０１の面２０１ａの外側で基体２００の外周部に形成された陰極用配線２０２に接続されている。この陰極用配線２０２にはフレキシブル基板２０３が接続されており、これによって陰極５０は、陰極用配線２０２を介してフレキシブル基板２０３上の図示しない駆動ＩＣ（駆動回路）に接続されたものとなっている。
【００４６】
このような陰極５０の上には、発光層６０及び有機バンク層２２１及び囲み部材２０１が露出しないように広い範囲で被覆している密着層６５と陰極５０が、基体２００上で露出しないようにさらに広い範囲で被覆してガスバリア層３０が設けられている。このガスバリア層３０は、その内側に酸素や水分が浸入するのを防止するためのもので、これにより陰極５０や発光層６０への酸素や水分の浸入を防止し、酸素や水分による陰極５０や発光層６０の変質等を抑えるようにしたものである。
【００４７】
このガスバリア層３０は、例えば無機化合物からなるもので、好ましくは珪素化合物、すなわち珪素窒化物や珪素酸窒化物、珪素酸化物などによって形成されている。ただし、珪素化合物以外でも、例えばアルミナや酸化タンタルなどからなっていてもよい。このようにガスバリア層３０が無機化合物で形成されていれば、特に陰極５０がＩＴＯからなっていることにより、ガスバリア層３０とこの陰極５０との密着性がよくなり、したがってガスバリア層３０が欠陥のない緻密な層となって酸素や水分に対するバリア性がより良好になる。
【００４８】
また、このガスバリア層３０としては、例えば前記の珪素化合物の範囲で異なる層を積層した構造としてもよく、具体的には、陰極５０側から珪素窒化物、珪素酸窒化物の順に形成し、あるいは陰極５０側から珪素酸窒化物、珪素酸化物の順に形成してガスバリア層３０を構成するのが好ましい。また、このような組み合わせ以外にも、組成比の異なる珪素酸窒化物を２層以上積層した場合に、陰極５０側の層の酸素濃度がこれより外側の層の酸素濃度より低くなるように構成するのが好ましい。
このようにすれば、陰極５０側がその反対側より酸素濃度が低くなることから、ガスバリア層３０中の酸素が陰極５０を通ってその内側の発光層６０に到り、発光層６０を劣化させてしまうといったことを防止することができ、これにより発光層６０の長寿命化を図ることができる。
【００４９】
また、ガスバリア層３０としては、積層構造とすることなく、その組成を不均一にして特にその酸素濃度が連続的に、あるいは非連続的に変化するような構成としてもよく、その場合にも、陰極５０側の酸素濃度が外側の酸素濃度より低くなるように構成するのが、前述した理由により好ましい。
また、このようなガスバリア層３０の厚さとしては、３０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であるのが好ましい。３０ｎｍ未満であると、膜の欠陥や膜厚のバラツキなどによって部分的に貫通孔が形成されてしまい、ガスバリア性が損なわれてしまうおそれがあるからであり、５００ｎｍを越えると、応力による割れが生じてしまうおそれがあるからである。
【００５０】
また、このガスバリア層３０としては、下地層としてチタン化合物層を形成し、これの上に前記の珪素化合物からなる層を積層させた多層膜としてもよい。
チタン化合物としては、特に酸化チタンや酸窒化チタン、チタン酸ストロンチウムのように紫外線吸収性を有し、かつ光触媒活性をも有するもの好適に用いられる。このようなチタン化合物からなる層は、紫外線吸収層として機能することにより、有機ＥＬ装置１を屋外で使用したときなどにその耐光性を向上させるものとなる。また、前記したようにこのチタン化合物層の上に珪素化合物層を形成した際、この形成で発生した紫外線等の光によってチタン化合物層の表面が活性化し、その光触媒活性を発揮する。すると、例えばこのチタン化合物層表面に有機物等の不純物が付着しても、この不純物が前記の光触媒の作用によって分解除去され、これによりチタン化合物層の上に珪素化合物が良好に積層するようになる。
なお、本実施形態ではトップエミッション型としていることから、ガスバリア層３０は透光性を有する必要があり、したがってその材質や膜厚を適宜に調整することにより、本実施形態では可視光領域における光線透過率を例えば８０％以上にしている。
【００５１】
ガスバリア層３０の外側には、これの上を覆って保護部２０４が設けられている。この保護部２０４は、本実施形態では硬度の異なる二つの保護層、すなわちガスバリア層３０側に設けられた緩衝層２０５と、この上に設けられた表面保護層２０６とから構成されている。なお、これら二つの保護層は、いずれも本発明における保護層を構成するものとなる。
緩衝層２０５は、前記ガスバリア層３０に密着し、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有するもので、例えばウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ポリオレフィン系、シリコーン系、フッ素樹脂系などの、柔軟でガラス転移点が低い樹脂材料からなる接着剤によって形成されたものである。また、この緩衝層２０５は、表面保護層２０６より硬度が低く形成されたものである。
【００５２】
このような緩衝層２０５としては、その硬度を低くするため、例えば発泡材料を用いることなどによって微細な空孔を有した多孔質体に形成してもよい。このように多孔質体に形成すれば、クッション性が高められて緩衝機能が一層高くなり、また、この緩衝層２０５を透過する光の取出し効率、すなわち光透過率も高くなり、トップエミッション型にした場合に有利になる。
なお、緩衝層２０５を形成するための接着剤には、前記有機珪素化合物を１％程度添加しておくのが好ましく、このようにすれば、形成される緩衝層２０５とガスバリア層３０との密着性がより良好になり、したがって機械的衝撃に対する緩衝機能が高くなる。また、特にガスバリア層３０が珪素化合物で形成されている場合などでは、有機珪素化合物によってこのガスバリア層３０の欠陥を修復することができ、したがってガスバリア層３０のガスバリア性を高めることができる。
【００５３】
表面保護層２０６は、緩衝層２０５上に設けられることにより、保護部２０４の表面側を構成するものであり、耐圧性や耐摩耗性、外部光反射防止性、ガスバリア性、紫外線遮断性、レンズ性などの機能の少なくとも一つを有してなる層である。具体的には、ガラスや高分子層（プラスチックフィルム）、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）層、酸化珪素等の無機酸化物層などによって形成されるもので、前述したように緩衝層２０５より硬度が高い材料で形成され、あるいは硬度が高くなるよう形成されたことにより、緩衝層２０５より硬度が高いものとされたものである。なお、ここでいう硬度とは、押し込み硬さとして、一般にプラスチック材料に対して適用されるロックウェル硬さや、反発硬さとして、プラスチック材料やゴム材料などに適用されるショアー硬さ、さらには引っ掻き硬さとして鉱物に適用されるモース硬さなど、種々の試験法による硬さによって規定されるが、本発明においては特に押し込み硬さや反発硬さによって規定される硬さとするのが好ましい。
また、この例の有機ＥＬ装置においては、トップエミッション型にする場合に前記表面保護層２０６、緩衝層２０５を共に透光性のものにする必要があるが、ボトムエミッション型とする場合にはその必要はない。
【００５４】
前記の発光素子の下方には、図５に示したように回路部１１が設けられている。この回路部１１は、基板２０上に形成されて基体２００を構成するものである。すなわち、基板２０の表面にはＳｉＯ２を主体とする下地保護層２８１が下地として形成され、その上にはシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ２および／またはＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。
【００５５】
また、前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と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、図示しない走査線１０１の一部である。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２を形成したゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。
【００５６】
また、シリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａのソース側には、低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられる一方、チャネル領域２４１ａのドレイン側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられて、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain ）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２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、前述した電源線１０３（図１参照、図５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ている。一方、高濃度ドレイン領域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２４４ａ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。
【００５７】
ソース電極２４３およびドレイン電極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、ＳｉＯ_２などを用いることもできる。そして、ＩＴＯからなる画素電極２３が、この第２層間絶縁層２８４の表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。すなわち、画素電極２３は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄに接続されている。
【００５８】
なお、走査線駆動回路８０および検査回路９０に含まれるＴＦＴ（駆動回路用ＴＦＴ）、すなわち、例えばこれらの駆動回路のうち、シフトレジスタに含まれるインバータを構成するＮチャネル型又はＰチャネル型のＴＦＴは、画素電極２３と接続されていない点を除いて前記駆動用ＴＦＴ１２３と同様の構造とされている。
【００５９】
画素電極２３が形成された第２層間絶縁層２８４の表面には、画素電極２３と、前記した親液性制御層２５及び有機バンク層２２１とが設けられている。親液性制御層２５は、例えばＳｉＯ_２などの親液性材料を主体とするものであり、有機バンク層２２１は、アクリル樹脂やポリイミド、ＣＯＣ（環状オレフィン共重合樹脂）などからなるものである。そして、画素電極２３の上には、親液性制御層２５に設けられた開口部２５ａ、および有機バンク２２１に囲まれてなる開口部２２１ａの内部に、正孔輸送層７０と発光層６０とがこの順に積層されている。なお、本実施形態における親液性制御層２５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上の第２層間絶縁層２８４までの層が、回路部１１を構成するものとなっている。
【００６０】
ここで、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、カラー表示を行うべく、各発光層６０が、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。例えば、発光層６０として、発光波長帯域が赤色に対応した赤色用発光層６０Ｒ、緑色に対応した緑色用発光層６０Ｇ、青色に対応した青色用有機ＥＬ層６０Ｂとをそれぞれに対応する表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂに設け、これら表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂをもってカラー表示を行う１画素が構成されている。また、各色表示領域の境界には、金属クロムをスパッタリングなどにて成膜した図示略のＢＭ（ブラックマトリクス）が、例えば有機バンク層２２１と親液性化制御層２５との間に形成されている。
【００６１】
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の製造方法の一例を、図６〜図１０を参照して説明する。なお、本実施形態においては、有機ＥＬ装置１がトップエミッション型である場合について説明する。また、図６〜図１０に示す各断面図は、図２中のＡ−Ｂ線の断面図に対応した図である。
まず、図６（ａ）に示すように、基板２０の表面に、下地保護層２８１を形成する。次に、下地保護層２８１上に、ＩＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などを用いてアモルファスシリコン層５０１を形成した後、レーザアニール法又は急速加熱法により結晶粒を成長させてポリシリコン層とする。
【００６２】
次いで、図６（ｂ）に示すように、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、２５１および２６１を形成する。これらのうちシリコン層２４１は、表示領域内に形成され、画素電極２３に接続される駆動用ＴＦＴ１２３を構成するものであり、シリコン層２５１、２６１は、走査線駆動回路８０に含まれるＰチャネル型およびＮチャネル型のＴＦＴ（駆動回路用ＴＦＴ）をそれぞれ構成するものである。
【００６３】
次に、プラズマＣＶＤ法、熱酸化法などにより、シリコン層２４１、２５１および２６１、下地保護層２８１の全面に厚さが約３０ｎｍ〜２００ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁層２８２を形成する。ここで、熱酸化法を利用してゲート絶縁層２８２を形成する際には、シリコン層２４１、２５１および２６１の結晶化も行い、これらのシリコン層をポリシリコン層とすることができる。
【００６４】
また、シリコン層２４１、２５１および２６１にチャネルドープを行う場合には、例えば、このタイミングで約１×１０^１２／ｃｍ^２のドーズ量でボロンイオンを打ち込む。その結果、シリコン層２４１、２５１および２６１は、不純物濃度（活性化アニール後の不純物にて算出）が約１×１０^１７／ｃｍ^３の低濃度Ｐ型のシリコン層となる。
【００６５】
次に、Ｐチャネル型ＴＦＴ、Ｎチャネル型ＴＦＴのチャネル層の一部にイオン注入選択マスク５０２を形成し、この状態でリンイオンを約１×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量でイオン注入する。その結果、図６（ｃ）に示すように、シリコン層２４１及び２６１中に高濃度ソース領域２４１Ｓおよび２６１Ｓ並びに高濃度ドレイン領域２４１Ｄおよび２６１Ｄが形成される。
【００６６】
次に、ゲート絶縁層２８２の表面全体に、ドープドシリコンやシリサイド膜、あるいはアルミニウム膜やクロム膜、タンタル膜という金属膜からなるゲート電極形成用導電層を形成する。この導電層の厚さは概ね５００ｎｍ程度である。その後、フォトリソ法により、図６（ｄ）に示すように、Ｐチャネル型の駆動回路用ＴＦＴを形成するゲート電極２５２、画素用ＴＦＴを形成するゲート電極２４２、Ｎチャネル型の駆動回路用ＴＦＴを形成するゲート電極２６２を形成する。
また、駆動制御信号導通部３２０（３５０）、陰極電源配線の第１層１２１も同時に形成する。なお、この場合、駆動制御信号導通部３２０（３５０）はダミー領域５に配設するものとされている。
【００６７】
続いて、ゲート電極２４２，２５２および２６２をマスクとして用い、シリコン層２４１，２５１および２６１に対してリンイオンを約４×１０^１３／ｃｍ^２のドーズ量でイオン注入する。その結果、ゲート電極２４２，２５２および２６２に対してセルフアライン的に低濃度不純物が導入され、図６（ｄ）に示すように、シリコン層２４１および２６１中に低濃度ソース領域２４１ｂおよび２６１ｂ、並びに低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび２６１ｃが形成される。また、シリコン層２５１中に低濃度不純物領域２５１Ｓおよび２５１Ｄが形成される。
【００６８】
次に、図７（ｅ）に示すように、Ｐチャネル型の駆動回路用ＴＦＴ以外の部分を覆うイオン注入選択マスク５０３を形成する。このイオン注入選択マスク５０３を用いて、シリコン層２５１に対してボロンイオンを約１．５×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量でイオン注入する。結果として、Ｐチャネル型駆動回路用ＴＦＴを構成するゲート電極２５２もマスクとして機能するため、シリコン層２５１中にセルフアライン的に高濃度不純物がドープされる。したがって、低濃度不純物領域２５１Ｓおよび２５１Ｄはカウンタードープされ、Ｐ型チャネル型の駆動回路用ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域となる。
【００６９】
次いで、図７（ｆ）に示すように、基板２０の全面にわたって第１層間絶縁層２８３を形成するとともに、フォトリソグラフィ法を用いて該第１層間絶縁層２８３及びゲート絶縁層２８２をパターニングすることにより、各ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極に対応する位置にコンタクトホールＣを形成する。
【００７０】
次に、図７（ｇ）に示すように、第１層間絶縁層２８３を覆うように、アルミニウム、クロム、タンタルなどの金属からなる導電層５０４を形成する。この導電層５０４の厚さは概ね２００ｎｍないし８００ｎｍ程度である。この後、導電層５０４のうち、各ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極が形成されるべき領域２４０ａ、駆動電圧導通部３１０（３４０）が形成されるべき領域３１０ａ、陰極電源配線の第２層が形成されるべき領域１２２ａを覆うようにパターニング用マスク５０５を形成するとともに、該導電層５０４をエッチングして、図８（ｈ）に示すソース電極２４３、２５３、２６３、ドレイン電極２４４、２５４、２６４を形成する。
【００７１】
次いで、図８（ｉ）に示すように、これらが形成された第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によって形成する。この第２層間絶縁層２８４は、約１〜２μｍ程度の厚さに形成されることが望ましい。なお、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２により第２層間絶縁膜を形成することも可能であり、ＳｉＮの膜厚としては２００ｎｍ、ＳｉＯ_２の膜厚としては８００ｎｍに形成することが望ましい。
【００７２】
次いで、図８（ｊ）に示すように、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。
その後、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、この導電膜をパターニングすることにより、図９（ｋ）に示すように、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と導通する画素電極２３を形成すると同時に、ダミー領域のダミーパターン２６も形成する、なお、図３、４では、これら画素電極２３、ダミーパターン２６を総称して画素電極２３としている。
【００７３】
ダミーパターン２６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。すなわち、ダミーパターン２６は、島状に配置され、実表示領域に形成されている画素電極２３と同一の形状を有している。もちろん、表示領域に形成されている画素電極２３の形状と異なる構造であってもよい。なお、この場合、ダミーパターン２６は少なくとも前記駆動電圧導通部３１０（３４０）の上方に位置するものも含むものとする。
【００７４】
次いで、図９（ｌ）に示すように、画素電極２３、ダミーパターン２６上、および第２層間絶縁膜上に絶縁層である親液性制御層２５を形成する。なお、画素電極２３においては一部が開口する態様にて親液性制御層２５を形成し、開口部２５ａ（図３も参照）において画素電極２３からの正孔移動が可能とされている。逆に、開口部２５ａを設けないダミーパターン２６においては、絶縁層（親液性制御層）２５が正孔移動遮蔽層となって正孔移動が生じないものとされている。続いて、親液性制御層２５において、異なる２つの画素電極２３の間に位置して形成された凹状部にＢＭ（図示せず）を形成する。具体的には、親液性制御層２５の前記凹状部に対して、金属クロムを用いスパッタリング法にて成膜する。
【００７５】
次いで、図９（ｍ）に示すように、親液性制御層２５の所定位置、詳しくは前記ＢＭを覆うように有機バンク層２２１を形成する。具体的な有機バンク層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。なお、有機質層の構成材料は、後述するインクの溶媒に溶解せず、しかもエッチングなどによってパターニングし易いものであればどのようなものでもよい。
【００７６】
続いて、有機質層をフォトリソグラフィ技術、エッチング技術を用いてパターニングし、有機質層にバンク開口部２２１ａを形成することにより、開口部２２１ａに壁面を有した有機バンク層２２１を形成する。ここで、この有機バンク層２２１にあたっては、特にその最外周を形成する部分、すなわち前述した本発明における囲み部材２０１の外側部を形成する面２０１ａについて、その基体２００表面に対する角度θを１１０度以上となるように形成するのが好ましい。このような角度に形成することにより、この上に形成する陰極５０、さらにはガスバリア層３０のステップカバレージ性を良好にすることができる。
なお、この場合、有機バンク層２２１は、少なくとも前記駆動制御信号導通部３２０の上方に位置するものを含むものとする。
【００７７】
次いで、有機バンク層２２１の表面に、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。本実施形態においては、プラズマ処理によって各領域を形成する。具体的には、該プラズマ処理を、予備加熱工程と、有機バンク層２２１の上面および開口部２２１ａの壁面ならびに画素電極２３の電極面２３ｃ、親液性制御層２５の上面をそれぞれ親液性にする親液化工程と、有機バンク層２２１の上面および開口部の壁面を撥液性にする撥液化工程と、冷却工程とで構成する。
【００７８】
すなわち、基材（バンクなどを含む基板２０）を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱し、次いで親液化工程として大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ_２プラズマ処理）を行う。次いで、撥液化工程として大気雰囲気中で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ_４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された基材を室温まで冷却することで、親液性および撥液性が所定箇所に付与されることとなる。
【００７９】
なお、このＣＦ_４プラズマ処理においては、画素電極２３の電極面２３ｃおよび親液性制御層２５についても多少の影響を受けるが、画素電極２３の材料であるＩＴＯおよび親液性制御層２５の構成材料であるＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、親液化工程で付与された水酸基がフッ素基で置換されることがなく、親液性が保たれる。
【００８０】
次いで、正孔輸送層形成工程によって正孔輸送層７０の形成を行う。この正孔輸送層形成工程では、例えばインクジェット法等の液滴吐出法や、スピンコート法などにより、正孔輸送層材料を電極面２３ｃ上に塗布し、その後、乾燥処理および熱処理を行い、電極２３上に正孔輸送層７０を形成する。正孔輸送層材料を例えばインクジェット法で選択的に塗布する場合には、まず、インクジェットヘッド（図示略）に正孔輸送層材料を充填し、インクジェットヘッドの吐出ノズルを親液性制御層２５に形成された前記開口部２５ａ内に位置する電極面２３ｃ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電極面２３ｃに吐出する。
次に、吐出後の液滴を乾燥処理し、正孔輸送層材料に含まれる分散媒や溶媒を蒸発させることにより、正孔輸送層７０を形成する。
【００８１】
ここで、吐出ノズルから吐出された液滴は、親液性処理がなされた電極面２３ｃ上にて広がり、親液性制御層２５の開口部２５ａ内に満たされる。その一方で、撥液処理された有機バンク層２２１の上面では、液滴がはじかれて付着しない。したがって、液滴が所定の吐出位置からはずれて有機バンク層２２１の上面に吐出されたとしても、該上面が液滴で濡れることがなく、弾かれた液滴が親液性制御層２５の開口部２５ａ内に転がり込む。
なお、この正孔輸送層形成工程以降は、正孔輸送層７０および発光層６０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のが好ましい。
【００８２】
次いで、発光層形成工程によって発光層６０の形成を行う。この発光層形成工程では、例えば前記のインクジェット法により、発光層形成材料を正孔輸送層７０上に吐出し、その後、乾燥処理および熱処理を行うことにより、有機バンク層２２１に形成された開口部２２１ａ内に発光層６０を形成する。この発光層形成工程では、正孔輸送層７０の再溶解を防止するため、発光層形成材料に用いる溶媒として、正孔輸送層７０に対して不溶な無極性溶媒を用いる。
なお、この発光層形成工程では、前記のインクジェット法によって例えば青色（Ｂ）の発光層形成材料を青色の表示領域に選択的に塗布し、乾燥処理した後、同様にして緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）についてもそれぞれその表示領域に選択的に塗布し、乾燥処理する。
【００８３】
次いで、図１０（ｎ）に示すように、密着層形成工程によって密着層６５の形成を行う。この密着層形成工程では、例えば蒸着法等の物理的気相成長法や化学的気相成長法（ＣＶＤ法）が好適に採用され、特にその処理雰囲気としては、乾燥不活性ガス雰囲気下でかつ大気圧下または減圧下であるのが好ましい。すなわち、前記したアミノシランまたはシラザンなどの密着層形成材料を、乾燥不活性ガス雰囲気下でかつ大気圧下または減圧下で蒸着し、あるいは気相成長させることにより、密着層６５を形成する。このように乾燥不活性ガス雰囲気下とすることにより、製造中での酸素や水分による発光層６０の密着に関与する反応性の低下を防止することができる。蒸着法としては、室温での蒸着や抵抗加熱法による蒸着、ランプ加熱法による蒸着などが採用される。
【００８４】
ここで、室温での蒸着とは、前記密着層形成材料の蒸気を加熱しないで生成させ、これを密着層の形成箇所に接触させることで行う方法である。例えば、形成材料としてシラザンの一種であるヘキサメチルジシラザンを用いた場合、その沸点が約１２６℃であることから、このヘキサメチルジシラザンは室温でも約１．３ｋＰａという比較的大きな蒸気圧を持つ。したがって、この蒸気を前記形成箇所に接触させるだけで、所定の薄膜（密着層６５）を形成することができる。また、例えばこのヘキサメチルジシラザンに窒素等の不活性ガスをバブリングさせ、このヘキサメチルジシラザン蒸気を含有した不活性ガスを前記形成箇所にあてることにより、密着層６５を形成することもできる。さらに、スプレー法によってヘキサメチルジシラザンを霧状に吹き付けることにより、密着層６５を形成することもできる。なお、前記したように、抵抗加熱やランプ加熱によって前記形成材料を例えば１００℃以下に加熱することにより、蒸着を行うようにしてもよい。
【００８５】
また、化学的気相成長法としては、熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法が好適に採用される。なお、特にプラズマＣＶＤ法を採用した場合、プラズマの作用によって形成材料が分解する可能性が高いが、その場合にも、無機質の珪素原子またはチタン原子、有機質の炭素原子は必須原子として共存した状態で密着層６５を構成するようになる。したがって、得られた密着層６５は、本発明における密着層６５としての機能が損なわれることなく、密着性を高める機能を良好に発揮するものとなる。
なお、この密着層６５については、前記発光層６０と有機バンク層２２１及び囲み部材２０１の上面全てを覆うのはもちろん、囲み部材２０１の外側部を形成する面２０１ａについてもこれを覆った状態となるように形成する。
【００８６】
次いで、電子注入層形成工程によって電子注入層６７の形成を行う。この電子注入層形成工程では、例えば蒸着法等の物理的気相成長法が採用され、例えばＬｉＦを成膜されることにより、電子注入層６７が形成される。ここで、物理的気相成長法としては、例えば抵抗加熱蒸着や電子線加熱蒸着等の蒸着法、イオンプレーティング法、さらに高周波スパッタやＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）方式などのマイクロ波スパッタ等のスパッタ法などが好適に採用される。なお、この電子注入層６７については、少なくとも前記発光層６０の上面側を覆った状態となるようにして密着層６５上に形成する。ただし、密着層６５と同様に、前記発光層６０及び有機バンク層２２１の上面、さらに囲み部材２０１の上面及び外側部形成面２０１ａ全てを覆った状態となるようにして、形成してもよく、本実施形態では密着層６５と同様に形成するものとする。
【００８７】
次いで、陰極層形成工程によって陰極５０の形成を行う。この陰極層形成工程では、例えば蒸着法等の物理的気相成長法や化学的気相成長法（ＣＶＤ法）が採用され、例えばＩＴＯを成膜されることにより、陰極５０が形成される。ここで、物理的気相成長法としては、例えば抵抗加熱蒸着や電子線加熱蒸着等の蒸着法、イオンプレーティング法、さらに高周波スパッタ、ＥＣＲ方式などのマイクロ波スパッタ等のスパッタ法などが好適に採用され、また、化学的気相成長法としては、ヘリコン波プラズマやＩＣＰ（誘導結合型プラズマ）、ＥＣＲプラズマ、表面波プラズマなどの高密度プラズマＣＶＤ等が好適に採用される。なお、この陰極５０についても、前記電子注入層６７と同様に、少なくとも前記発光層６０の上面側を覆った状態となるようにして密着層６５上に形成すればよいが、本実施形態では、やはり密着層６５と同様に形成するものとする。このように電子注入層６７、陰極５０を密着層６５と同様に前記囲み部材２０１の外側部形成面２０１ａまで覆って形成することにより、これら電子注入層６７、陰極５０で前記発光層６０を確実に覆ってこれを封止することになり、したがって酸素や水分に起因する発光層６０の劣化をより確実に防止できるようになる。
【００８８】
その後、図１０（ｏ）に示すように陰極５０を覆って、すなわち基体２００上にて陰極５０が露出しないように、さらに広い範囲を覆った状態でガスバリア層３０を形成する。ガスバリア層３０の形成方法としては、例えば蒸着法等の物理的気相成長法や化学的気相成長法がその形成材料に応じて適宜に採用される。物理的気相成長法としては、例えば電子線加熱蒸着等の蒸着法、イオンプレーティング法、さらに高周波スパッタ、ＥＣＲ方式などのマイクロ波スパッタ等のスパッタ法などが好適に採用される。また、化学的気相成長法としては、ヘリコン波プラズマやＩＣＰ（誘導結合型プラズマ）、ＥＣＲプラズマ、表面波プラズマなどの高密度プラズマＣＶＤ法が好適に採用される。
【００８９】
ここで、このガスバリア層３０の形成については、前述したように同一の材料によって単層で形成してもよく、また異なる材料で複数の層に積層して形成してもよく、さらには、単層で形成するものの、その組成を膜厚方向で連続的あるいは非連続的に変化させるようにして形成してもよい。
異なる材料で複数の層に積層して形成する場合、例えば、内側の層（陰極５０側の層）を珪素窒化物あるいは珪素酸窒化物などとし、外側の層を珪素酸窒化物あるいは珪素酸化物などとするのが好ましい。
【００９０】
なお、本発明においては、特に前記発光層６０の上に形成される無機材料からなる層、すなわち電子注入層６７、陰極５０、及びガスバリア層３０を、気相成長法によって連続的に形成するのが好ましい。このようにすれば、例えば同じ気相成長法で各層を形成することなどにより、その処理雰囲気を共通化し、あるいは処理雰囲気の調整を容易にすることができ、したがって生産性の向上を図ることができる。また、発光層６０までを形成した基体２００を大気に晒すことなく連続して形成することができ、これによって酸素や水分による発光層６０の劣化を防止することができる。
【００９１】
このようにして基板２０上にガスバリア層３０までを形成したら、これとは別に、無アルカリガラス（日本電気硝子製ＯＡ１０、０．５ｍｍ厚）からなる表面保護層２０６を用意する。そして、この表面保護層２０６に対し、緩衝層２０５の形成材料として例えば２液硬化型のエポキシ接着剤を、シルクスクリーン印刷法等によって接着面形状にパターン塗布する。
その後、この表面保護層２０６の緩衝層形成材料側を、別にガスバリア層３０までを形成した前記のもののガスバリア層３０側に圧着し、必要に応じて加熱を行うことなどにより該材料を硬化させ、緩衝層２０５とする。これにより、図３、図４に示した、保護部２０４を有してなる有機ＥＬ装置１を得る。
なお、複数個取りの基板上に複数の有機ＥＬ装置１を形成した場合には、これに対応して複数個の保護部２０４となる基板（表面保護層２０６）を用意し、これらを圧着した後、スクライブを行って個々の有機ＥＬ装置１を得るようにする。
【００９２】
このようにして得られた有機ＥＬ装置１にあっては、有機材料からなる発光層６０及び有機バンク層２２１（隔壁）と、無機材料からなる電子注入層６７との間に密着層６５が設けられているので、この密着層３０を構成する有機珪素化合物又は有機チタン化合物が無機性の基と有機性の基とを備えていることにより、前記発光層６０及び有機バンク層２２１と電子注入層６７との間が密着層６５を介すことで十分良好に密着するようになる。よって、これらの間への酸素や水分の透過（浸透）が防止されることにより、特に発光層６０の劣化が防止され、これにより耐久性向上を図ることができる。
【００９３】
また、陰極５０上に、前記密着層６５を覆った状態でガスバリア層３０を設けているので、このガスバリア層３０によって酸素や水分の浸透を防止し、前記発光層６０及び有機バンク層２２１と電子注入層６７との間をさらに良好に封止することができることから、酸素や水分の浸透に起因する発光層の劣化をより確実に防止し、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００９４】
また、例えば機械的衝撃が保護部２０４側に加わった場合、加わった衝撃に対し特に高い硬度の保護層である表面保護層２０６がこれに耐する応力、例えば耐圧性や耐摩耗性を発揮し、また低い高度の保護層である緩衝層２０５が機械的衝撃を吸収緩和する機能を発揮するようになり、したがって保護部２０４が機械的衝撃に対し十分に保護機能を発揮するようになる。よって、有機ＥＬ装置１にあっては、素子性能が損なわれるのを確実に防止することができる。
また、特に表面保護層２０６が耐圧性や耐摩耗性、光反射防止性、ガスバリア性、紫外線遮断性などの機能を有していることにより、発光層６０や陰極５０、さらにはガスバリア層もこの表面保護層２０６によって保護することができ、したがって発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００９５】
なお、前記有機ＥＬ装置１では陰極５０の内面側、すなわち密着層６５側に無機材料からなる電子注入層６７を設けたが、本発明はこれに限定されることなく、この電子注入層６７を設けずに陰極５０を直接密着層６５の表面に設けるようにしてもよい。その場合にも、陰極５０が無機材料からなることにより、この陰極５０が密着層６５に良好に密着し、したがって有機材料からなる発光層６０及び有機バンク層２２１（隔壁）と、無機材料からなる陰極５０との間が密着層６５によって十分良好に密着するようになる。
【００９６】
また、電子注入層については、前記の無機材料からなるものでなく、有機材料からなるものを設けてもよい。その場合には、図１１に示すようにこの有機材料からなる電子注入層６７を、本発明の機能層の構成要素として発光層６０の上に形成することができる。この電子注入層６７の形成材料としては、アルミニウムキノリノール錯体やアセチルアセトン錯体、クラウンエーテル錯体などの金属錯体、安息香酸ナトリウムなどの有機金属化合物、さらにポリアセチレンやポリフェニルなどの導電性有機物が用いられる。このような形成材料は、室温蒸着や抵抗加熱蒸着、ランプ加熱蒸着などの物理的気相成長法や、熱ＣＶＤやプラズマＣＶＤ等の化学的気相成長法などによって厚さが例えば１〜５０ｎｍ程度に成膜され、電子注入層６７とされる。なお、このように気相成長法で形成されることから、この電子注入層６７は、図１１に示したように発光層６０の直上だけでなく、有機バンク層２２１の上にもこれを覆って形成されるようになる。
【００９７】
そして、このようにして発光層６０の上に有機材料からなる電子注入層６７を形成した場合、密着層６５はこの電子注入層６７の表面上に形成し、さらにこの密着層６５の上に陰極５０を形成する。このような構成としても、密着層６５は有機材料からなる電子注入層６７と無機材料からなる陰極５０との間に設けられることにより、これらの間を十分良好に密着させ、これにより酸素や水分に起因する発光層６０の劣化を防止して発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００９８】
また、前記有機ＥＬ装置１ではトップエミッション型を例にして説明したが、本発明はこれに限定されることなく、ボトムエミッション型にも、また、両側に発光光を出射するタイプのものにも適用可能である。特にボトムエミッション型とした場合、陰極５０には透明電極を用いる必要はないが、その場合にも、この陰極５０の少なくともガスバリア層３０と接する面側を、無機酸化物によって形成するのが好ましい。
このようにすれば、陰極５０のガスバリア層３０と接する面側が無機酸化物からなっているので、無機化合物あるいは珪素化合物などからなるガスバリア層３０との密着性がよくなり、したがってガスバリア層３０が欠陥のない緻密な層となって酸素や水分に対するバリア性がより良好になる。
【００９９】
また、ボトムエミッション型、あるいは両側に発光光を出射するタイプのものとした場合、基体２００に形成するスイッチング用ＴＦＴ１１２や駆動用ＴＦＴ１２３については、発光素子の直下ではなく、親液性制御層２５および有機バンク層２２１の直下に形成するようにし、開口率を高めるのが好ましい。
また、前記有機ＥＬ装置１では、保護部２０４を表面保護層２０６と緩衝層２０５との二層によって構成したが、本発明はこれに限定されることなく、三層以上で保護部２０４を構成するようにしてもよい。
【０１００】
次に、本発明の電子機器を説明する。本発明の電子機器は、前記の有機ＥＬ装置を表示部として有したものであり、具体的には図１２に示すものが挙げられる。
図１２は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１２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。
この電子機器は、発光素子の長寿命化が図られた前記有機ＥＬ装置を表示部として備えているので、この電子機器自体も表示の信頼性に優れたものとなる。
なお、本発明の電子機器としては、前記の携帯電話に限定されることなく、例えば携帯型情報処理装置や腕時計型電子機器などにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図５】図３の要部拡大断面図である。
【図６】有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に説明する断面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の他の有機ＥＬ装置の要部拡大断面図である。
【図１２】は本発明の電子機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…有機ＥＬ装置（電気光学装置）、２３…画素電極（第１の電極）、
３０…ガスバリア層、５０…陰極（第２の電極）、６０…発光層（機能層）、
６５…密着層、６７…電子注入層、２００…基体、２０１…囲み部材、
２０４…保護部、２０５…緩衝層（保護層）、
２０６…表面保護層（保護層）、２２１…有機バンク層（隔壁）

Claims

基体上に第１の電極と、有機材料からなり少なくとも有機発光層を有する機能層と、第２の電極とをこの順に形成する有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記発光層を有機材料からなる隔壁に囲まれた画素領域に設ける工程と、
前記隔壁及び／又は前記機能層の表面上に、有機チタン化合物からなる密着層を設ける工程と、
前記密着層の表面上に無機材料からなる前記第２の電極を設ける工程と、
前記第２の電極上に、ガスバリア層を設ける工程と、を備え、
前記密着層及び前記第２の電極及びガスバリア層を、気相成長法により連続的に形成することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
前記密着層を、前記隔壁及び前記機能層のうちの少なくとも前記隔壁の表面上に設けることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記ガスバリア層を、無機酸化物、無機窒化物、無機酸窒化物のいずれかからなる絶縁性の層で形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記ガスバリア層を、珪素化合物で形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記ガスバリア層を、チタン化合物と珪素化合物とを積層してなる多層膜で形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記ガスバリア層上に、保護層を設ける工程を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記保護層として、機械的衝撃に対する緩衝機能を有する緩衝層を形成することを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記保護層として、表面保護機能を有する表面保護層を形成することを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ装置の製造方法。