(57)【要約】【課題】画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し、安定で寿命特性に優れた有機エレクトロルミネッセント装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】正孔を注入する陽極と、複数の異なる発光色をもつ発光機能を有した層と、電子を注入する陰極と、複数の前記発光色毎に領域を分離する撥液層とを有し、前記発光機能を有した層が、前記撥液層で分離された領域よりも内側に画素領域を規定されている。この構成によれば、撥液層の端面で液滴分離がなされるが、この端面で表面張力に起因する液滴のもりあがりによって、膜厚にばらつきが生じても、画素領域が前記撥液層で分離された領域よりも内側に規定されているため、画素領域内は、膜厚の安定した領域となっており、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し、安定で寿命特性に優れ有機エレクトロルミネッセント装置を提供することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１の電極と、第１の電極上に設けられると共に第１の電極に応じて複数の異なる発光色をもつ発光機能を有した層と、前記発光機能を有した層を前記第１の電極とで挟み込むように配置された第２の電極と、第１の電極の周囲に設けられ複数の前記発光色毎に領域を分離する撥液層とを有し、
前記発光機能を有した層が、前記撥液層で分離された領域よりも内側に画素領域を規定された有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項２】
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記第１の電極または第２の電極のいずれかと発光機能を有した層との間に形成され、かつ、
前記発光機能を有した層の発光領域を規制して画素領域を形成する画素規制部を有し、
前記発光機能を有した層が、前記撥液層で分離された領域内において、前記画素規制部上に跨って一体的に形成された有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記撥液層は自己組織化膜である有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって
前記撥液層はライン毎に前記領域が一体となるようにライン状に形成された有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって
前記画素規制部の少なくとも前記発光領域を規制する側の端部の厚みを２００ナノメートル以下に構成した有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記画素規制部の開口端は、前記撥液層の開口端の内縁よりも内側に位置するようにした有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項７】
請求項２乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記第１の電極または第２の電極のうち、基板側に位置する一方の外端よりも外側に、前記撥液層の開口端の内縁が位置するようにした有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記発光機能を有した層は、前記画素規制部側に一体的に形成され、電子または正孔の一方の注入を制御する電荷注入層を含む有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項９】
請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記電荷注入層は遷移金属酸化物層である有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項１０】
請求項２乃至９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記発光機能を有した層は塗布膜を含む有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項１１】
請求項２乃至１０のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記画素規制部は無機絶縁膜である有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法であって、
前記発光機能を有した層のうち、少なくとも発光領域をもつ層の形成に先立ち、
撥液層を形成する工程を有し、
前記撥液層で分離された領域内に、所望の粘度の溶液を充填し、前記発光領域をもつ層を形成する工程を含む有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法であって、
前記撥液層を形成する工程は、塗布法により自己組織化膜を形成する工程と、紫外線照射によりパターニングする工程とを含む有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法であって、
前記撥液層を形成する工程に先立ち、
前記撥液層の形成された基板表面全体に、ドライプロセスにより、遷移金属酸化物からなる電荷注入層を形成する工程を含む有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法であって、
前記充填する工程は、
前記撥液層で分離された領域内に、インクジェット法により溶液を充填する工程である有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法であって、
前記充填する工程は、
前記撥液層で分離された領域内に、ノズルコート法またはディスペンス法により溶液を充填する工程である有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記第１電極の表面と、前記第１電極間の自己組織化膜が形成される層の表面とが同一平面上にある有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項１８】
請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記第１電極の端部がテーパ形状断面を有する有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項１９】
請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記第１電極上に透明導電膜を有し、前記透明導電膜の撥液層方向の幅が、前記第１電極の撥液層方向の幅より大きい有機エレクトロルミネッセント装置。
【請求項２０】
請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセント装置であって、
前記第１電極間に画素規制層を有し、前記画素規制層の端部は前記第１電極の端部を覆い、前記画素規制層の端部はテーパ形状である有機エレクトロルミネッセント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセント装置およびその製造方法にかかり、特に携帯電話やテレビなどのディスプレイや表示素子、各種光源などに用いられ、低輝度から光源用途等の高輝度まで幅広い輝度範囲で駆動される電界発光素子である有機エレクトロルミネッセント素子を用いた有機エレクトロルミネッセント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセント素子は固体蛍光性物質の電界発光現象を利用した発光デバイスであり、小型のディスプレイとして一部で実用化されている。
【０００３】
有機エレクトロルミネッセント素子は発光機能を有した層（以下発光層）に用いられる材料によって、いくつかのグループに分類することが出来る。代表的なもののひとつは発光層に低分子量の有機化合物を用いる低分子有機エレクトロルミネッセント素子で、主に真空蒸着法を用いて作成される。そして今一つは発光層に高分子化合物を用いる高分子有機エレクトロルミネッセント素子である。
【０００４】
高分子有機エレクトロルミネッセント素子は各機能層を構成する材料を溶解した溶液を用いることでスピンコート法やインクジェット法、印刷法等による成膜が可能であり、その簡便なプロセスから低コスト化や大面積化が期待できる技術として注目されている。
【０００５】
典型的な高分子有機エレクトロルミネッセント素子は陽極および陰極の間に電荷注入層、発光層等の複数の機能層を積層することで作製される。この高分子有機エレクトロルミネッセント素子を用いてアクティブマトリックス型のディスプレイを製造しようとすると、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などの駆動回路と共に、同一基板上に複数の有機エレクトロルミネッセント素子を配列して形成する必要がある。
【０００６】
例えば、発光層として高分子膜を塗布法によって形成したボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセント素子では、まず、ガラスまたはプラスチック基板上に陽極としてのＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を成膜したガラス基板上に電荷注入層としてのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸の混合物：以下ＰＥＤＯＴと記載する）薄膜をスピンコート、インクジェット、ノズルコート法、ディスペンス法、印刷法などによって成膜する。ＰＥＤＯＴは電荷注入層として事実上の標準となっている材料であり、陽極側に配置されることでホール注入層として機能する。
【０００７】
ＰＥＤＯＴ層の上に電子ブロック層としての機能を有するインターレイヤおよび発光層としてポリフェニレンビニレン（以下ＰＰＶと表す）およびその誘導体、またはポリフルオレンおよびそれらの誘導体、デンドリマーおよびその誘導体、特に中心にイリジウム等の燐光発光中心を有するデンドリマーがスピンコート法等上記の塗布方法によって成膜される。そしてこれら発光層上に、真空蒸着法、電子ビーム蒸着、スパッタ法等によって陰極としての金属層が成膜され素子が完成する。
【０００８】
このような高分子有機エレクトロルミネッセント素子では、インクジェット法やその他の塗布方法において、１画素毎にＰＥＤＯＴおよびインターレイヤ、発光層を形成しており、各層のサイズや膜厚のばらつきが生じ易く、たとえばこの膜厚ムラが輝度ムラ、膜厚が薄い部分への電流集中による寿命の低下等の課題を有しており、これが画素ばらつきの原因となりひいては寿命にも影響を与えていた。
【０００９】
そこで、電荷注入層および発光層を高精度に配列するために種々の構成が提案されている（例えば特許文献１）。
この有機エレクトロルミネッセント素子は、異なる色の複数の画素を構成する複数の有機エレクトロルミネッセント素子を備え、第１および第２の電極との間に発光層およびキャリア輸送層を挟み、発光層およびキャリア輸送層を一体化することにより位置あわせ精度の緩和をはかるものである。この例では、ホール輸送層、電子輸送層のいずれについてもＮＰＢやＡｌｑなどの低分子有機材料が用いられている。
【００１０】
また、同様に位置ずれを防ぐために、画素間を分離するための領域に重なるように発光層を形成し、隣接する発光層間に生じる境界部と、有機層で構成される電子輸送層やホール輸送層などの電荷注入層の境界部とが一致するように形成した構造も提案されている。（例えば特許文献２）
【００１１】
上記特許文献１および２の構造においては、いずれも、画素を分離する領域（画素規制部）上に、発光層および電荷注入層が設けられており、これらの上層に真空蒸着法で電極が形成される。
【００１２】
大画面のディスプレイを製造する場合には、低分子型の有機材料をRGBそれぞれに分離形成する場合はマスク蒸着が用いられるが、マスクの大きさが大きくなるとたわみや伸び等が問題となり、高精度のアライメントを行うことは困難である。一方、発光層を構成する物質を溶液化して、塗布・印刷法を用いて塗り分ける方法は広く検討されている。例えば、特許文献３には、インクジェット法を用いる有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法において発光層の成膜範囲を正孔注入・輸送層の成膜範囲と同等かそれ以上にすることでリーク電流を抑制するという方法が提案されており、ＳｉＯ2で作製した絶縁膜の開口部にポリイミドで形成した撥液層（バンク）が形成されている。しかしながら、撥液層に塗布液（有機樹脂）が這い上がり、膜厚が不均一となるという問題があり、リークは改善されても発光層の膜厚のバラツキは改善されておらず、この膜厚ムラが輝度ムラ、膜厚が薄い部分への電流集中による寿命の低下等の原因となっていた。
【００１３】
そこで、この這い上がりを抑制すべく、撥液層の表面に疎水性加工を施し、這い上がりを低減する方法も提案されている（特許文献４）。この場合、這い上がりは低減されるものの、表面張力により、画素領域内でこの有機樹脂層の盛り上がりが生じ周縁部に比べて中央部は膜厚が大きくなるという問題があった。このように、特許文献４には、バンク構造をもつ有機エレクトロルミネッセント素子において、撥液層上部にＣＦ４プラズマ処理を行うことにより、液滴保持容積の拡大と表面張力による保持力向上により、液滴分離を行なうようにした素子構造が提案されている。また素子構造の形成においては、発光機能を有する層の塗布に先立ち、紫外線照射を行なうようにしているため、親液性領域にフッ素原子が付着しても、紫外線によってフッ素原子を除去することができ、親液性領域の親液性が低下することはなく、良好な状態の正孔注入層を形成し得るとしている。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−２５７６５６号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９３０４号公報
【特許文献３】国際公開第０１／０７４１２１号明細書
【特許文献４】特開２００７−１１１６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献４の構成によっても、撥液層が発光機能を有した層からの光取り出し性を低下させ、また撥液層を有機系材料で構成した場合、この有機系材料からの不純物混入で発光特性が低下するという問題があった。
また、有機撥液層上部および側面の撥水化に用いられるフッ素プラズマによる汚染により、発光効率が低下するという問題もあった。
【００１６】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し安定で寿命特性に優れた有機エレクトロルミネッセント装置およびその製造方法を提供することを目的とする。特に、複数の発光色での発光が必要な表示素子、即ち、フルカラーディスプレイやマルチカラーディスプレイを、特に発光材料を溶液にて塗布する場合に起こる場合に課題となる、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し安定で寿命特性に優れた有機エレクトロルミネッセント装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、有機エレクトロルミネッセント装置の発光効率の向上をはかることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そこで本発明の有機エレクトロルミネッセント装置は、基板上に形成された第１の電極と、第１の電極上に設けられると共に第１の電極に応じて複数の異なる発光色をもつ発光機能を有した層と、前記発光機能を有した層を前記第１の電極と挟み込むように配置された第２の電極と、第１の電極の周囲に設けられ複数の前記発光色毎に領域を分離する撥液層とを有し、前記発光機能を有した層が、前記撥液層で分離された領域よりも内側に画素領域を規定されたことを特徴とする。
この構成によれば、撥液層の端面で液滴分離がなされるが、この端面で表面張力に起因する液滴のもりあがりによって、膜厚にばらつきが生じても、画素領域が前記撥液層で分離された領域よりも内側に規定されているため、画素領域内は、膜厚の安定した領域となっており、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し、安定で寿命特性に優れ有機エレクトロルミネッセント装置を提供することが可能となる。
なお、陽極は基板上に配置されるが、基板に接触して配置されても、接触せずに上方に配置されてもよい。また、本実施の形態の陽極と陰極の配置関係は、陽極が基板に近い側に設けられてもいる態様を示したが、陰極が基板に近い側に設けられる形態でもよい。
【００１８】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセント装置は、前記第１の電極または第２の電極のいずれかと発光機能を有した層との間に形成され、かつ、前記発光機能を有した層の発光領域を規制して画素領域を形成する画素規制部を有し、前記発光機能を有した層が、前記撥液層で分離された領域内において、前記画素規制部上に跨って一体的に形成されたものを含む。
この構成によれば、前記発光機能を有した層が、前記撥液層で分離された領域内において、前記画素規制部上に跨って一体的に形成されているため、発光機能を有した層を形成するための塗布液がより広い領域に充填されることになり、撥液層で囲まれた共通領域内に円滑に充填され、安定な膜厚を、むらなく形成することができ、かつその内部で画素規制部によって規定されたより安定な膜厚の領域のみが発光に寄与する領域となる。このため、撥液層層で分離された領域端面（境界面）の近傍で膜厚の不安定な領域があったとしても、その領域は画素規制部で覆われ、電圧が印加されない非発光領域となる。さらにまた、画素規制部に起因する段差はなくすことができないものの、発光機能を有した層を画素毎に分離する場合に比べて複数画素分一体的に形成しているため、塗布腋が、より広い領域で、この段差上を流動することになり、より安定な塗布膜を得ることができる。従って微細な画素に対しても良好な色分離が可能となり、画素領域における発光機能を有した層の膜厚が安定していることから、長寿命でかつ信頼性の高い有機エレクトロルミネッセント装置を形成することが可能となる。
【００１９】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記撥液層は自己組織化膜であるものを含む。
この構成により、フッ素プラズマなどを用いることなく、撥液層を形成することができるため、フッ素プラズマによる汚染による、発光効率の低下を防ぐことができる。
【００２０】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記撥液層はライン毎に前記領域が一体となるようにライン状に形成されたものを含む。
この構成により、１ライン毎に共通領域となるため、塗布液の流動化がより円滑となり、均一な塗布膜の形成が可能となる。
【００２１】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記画素規制部の少なくとも前記発光領域を規制する側の端部の厚みを２００ナノメートル以下に構成したものを含む。
画素規制部の膜厚は、上層に形成される発光機能を有した層の性能上は薄い方が好ましいが、ピンホール等ができるとショートすることから、実験結果から、好ましくは１０ｎｍから２００ｎｍの間、特に好ましくは１０ｎｍから１００ｎｍであることがいえる。
【００２２】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記画素規制部の開口端は、前記撥液層の開口端の内縁よりも内側に位置するようにしたものを含む。
この構成によれば、撥液層の存在による這い上がり部分を含む膜厚不安定領域を発光領域から除外することができるため、安定で信頼性の高い発光を得ることが可能となる。
【００２３】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記第１の電極または第２の電極のうち、基板側に位置する一方の外端よりも外側に、前記撥液層の開口端の内縁が位置するようにしたものを含む。
この構成によれば、撥液層の存在による這い上がり部分を含む膜厚不安定領域を発光領域から除外することができるため、安定で信頼性の高い発光を得ることが可能となる。
【００２４】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記発光機能を有した層は、前記画素規制部側に一体的に形成され、電子または正孔の一方の注入を制御する電荷注入層を含むものを含む。
この構成によれば、電荷注入層が、その上層に形成される発光機能を有した層に対して、画素規制部に起因する段差を低減するバッファ機能をもつことになり、より安定な膜厚を得ることができる。
【００２５】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記電荷注入層は遷移金属酸化物層であるものを含む。
この構成によれば、一体的に形成しても横方向のリークはなく、安定であるため、素子特性の向上を図ることが可能となる。
【００２６】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記発光機能を有した層は塗布膜を含むものを含む。
この構成によれば、発光機能を有した層のすべてが塗布膜である必要はなく、少なくとも１層が塗布膜であればよい。
【００２７】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記画素規制部は無機絶縁膜であるものを含む。
この構成によれば、無機絶縁膜は安定して優れた絶縁性を確保することができる。
【００２８】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記画素規制部は窒化シリコン膜であるものを含む。
この構成によれば、窒化シリコン膜は緻密で絶縁性が高いため、薄くても絶縁性を確保することができることから、段差の低減を図ることができる。また、窒化シリコン膜に代えて酸化シリコンを用いてもよい。酸化シリコンも絶縁性が高く、小さな膜厚で優れた絶縁性を確保することができる。
【００２９】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記画素規制部なしに、一方の電極が画素領域を規定したものを含む。
この構成によれば、より薄型化をはかることができる。
【００３０】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置を製造する方法において、前記発光機能を有した層のうち、少なくとも発光領域をもつ層が、前記撥液層で分離された領域内に、所望の粘度の溶液を充填する工程を含む。
この構成によれば、より、広い領域に溶液を充填すればよいため、ボイドがなく均一な塗布膜を形成することが可能となる。
【００３１】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置を製造する方法において、前記撥液層を形成する工程は、塗布法により自己組織化膜を形成する工程と、紫外線照射によりパターニングする工程とを含む。
この構成により、フッ素プラズマなどを用いることなく、撥液層を形成することができるため、フッ素プラズマによる汚染による、発光効率の低下を防ぐことができる。
【００３２】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法において、前記撥液層を形成する工程に先立ち、前記撥液層の形成された基板表面全体に、ドライプロセスにより、遷移金属酸化物からなる電荷注入層を形成する工程を含むものを含む。
この構成によれば、ドライプロセスにより、遷移金属酸化物層を形成しているためバンドギャップの低減をはかることができ、電荷注入特性の向上をはかることができるとともに、段差の低減をはかることができる。なお、撥液層の形成された基板表面に、発光領域を形成する層の形成に先立ち、塗布法によりＰＥＤＯＴなどの電荷注入層（インターレイヤ）を形成するようにしてもよい。
【００３３】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記充填する工程は、前記撥液層で分離された領域内に、インクジェット法により溶液を充填する工程であるものを含む。
この構成によれば、撥液層に這い上がりが生じても、発光領域は画素規制部で規制されているため、安定な膜厚をもつ発光領域を得ることができる。特に、大サイズ基板を用いたときに基板内に均一な厚みを有する有機機能膜を形成でき、これによって発光ムラの少ないパネルを作製できるという効果を奏功する。
【００３４】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記充填する工程は、前記撥液層で分離された領域内に、ノズルコート法またはディスペンス法により溶液を充填する工程であるものを含む。
この構成によれば、撥液層に這い上がりが生じても、発光領域は画素規制部で規制されているため、安定な膜厚をもつ発光領域を得ることができるという効果を奏功する。
【００３５】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記第１電極の表面と、前記第１電極間の自己組織化膜が形成される層の表面とが同一平面上にあるものを含む。
この構成によれば、前記第１電極の表面と、前記第１電極間の自己組織化膜が形成される層の表面とが同一平面上にあるため、紫外線照射などにより自己組織化膜を感光させて親液化部を作製する際、段差部に十分に紫外線が当たらないことが原因で撥液部が残ることがなく、膜厚が安定する。
【００３６】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記第１電極の端部がテーパ形状断面を有するものを含む。
この構成によれば、前記第１電極の端部がテーパ形状断面を有するため、紫外線により自己組織化膜の親液化部を作製する際、段差部に十分に紫外線が当たらないことが原因で撥液部が残るということがなく、膜厚が安定する。
【００３７】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記第１電極上に透明導電膜を有し、前記透明導電膜の撥液層方向の幅が、前記第１電極の撥液層方向の幅より大きいものを含む。
この構成によれば、撥液層の端面で液滴分離がなされるが、この端面で表面張力に起因する液滴の盛り上がりによって、膜厚にばらつきが生じても、透明導電膜として規定されている画素領域が前記撥液層で分離された領域よりも内側に規定されているおり、画素領域内は、膜厚の安定した領域となっている。この結果、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し、安定で寿命特性に優れ有機エレクトロルミネッセント装置を提供することが可能となる。
更に、段差部に十分に紫外線が当たらないことが原因で撥液部が残るということがなく、膜厚が安定する。
【００３８】
また、本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント装置において、前記第１電極間に画素規制層を有し、前記画素規制層の端部は前記第１電極の端部を覆い、前記画素規制層の端部はテーパ形状であるものを含む。
この構成によれば、第１の上に成膜された画素規制層により第１の電極端部の段差が緩和され、更に画素規制層の端部はテーパ形状になっているので、紫外線により自己組織化膜の親液化部を作製する際、段差部に十分に紫外線が当たらないことが原因で撥液部が残るということがなく、膜厚が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１の有機エレクトロルミネッセント装置の要部を示す図、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図
【図２】本発明の実施の形態１の有機エレクトロルミネッセント装置の製造工程を示す図
【図３】本発明の実施の形態２の有機エレクトロルミネッセント装置を示す図、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図４】本発明の実施の形態３の有機エレクトロルミネッセント装置を示す図、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図５】本発明の実施の形態４の有機エレクトロルミネッセント装置を示す図、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図６】本発明の実施の形態５の有機エレクトロルミネッセント装置を示す図、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図７】本発明の実施の形態６の有機エレクトロルミネッセント装置を示す図、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図８】本発明の実施の形態６の表示装置の等価回路図
【図９】本発明の実施の形態６の表示装置のレイアウト説明図
【図１０】本発明の実施の形態６の表示装置の上面説明図
【図１１】本発明の実施の形態７の有機エレクトロルミネッセント装置を示す図
【図１２】本発明の実施の形態８の有機エレクトロルミネッセント装置を示す図
【図１３】本発明の実施の形態９の有機エレクトロルミネッセント装置を示す図
【図１４】本発明の実施の形態１０の有機エレクトロルミネッセント装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４０】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態の有機エレクトロルミネッセント装置の１ラインの一部を示す上面図およびこのＡ−Ａ断面図である。本実施の形態１の有機エレクトロルミネッセント装置は、図１に示すように、表面に積層された半導体薄膜内にＴＦＴなどの素子（図示せず）の形成されたガラス基板１１上に、複数の有機エレクトロルミネッセント素子がマトリックス状に配列されたもので、前記ガラス基板１１上に、正孔を注入する第１の電極としての陽極１２と、前記陽極１２の一部に開口を有して形成され正孔または電子のうち少なくとも一方の注入を制御して発光機能を有した層の発光領域を規制する画素規制部１３と、複数の異なる色に発光する発光機能を有した層１４と、電子を注入する第２の電極としての陰極１５と、複数の発光色毎に領域を分離する撥液層１６とを有し、前記発光機能を有した層１４が、前記撥液層１６で分離された領域内において、前記画素規制部１３上に跨って一体的に形成されたことを特徴とする。発光機能を有した層１４は、前記撥液層１６で分離された領域よりも内側に、画素規制部１３の開口を有し、この開口により画素領域が規定されている。ここで撥液層は、図２に要部拡大図を示すように、色毎にライン状に分離するように形成された自己組織化膜のパターンで構成されている。この撥液層に囲まれた領域に、インクジェット法などにより発光層となる樹脂層が充填され、ライン毎に一体形成されている。この画素規制部１３の開口Ｏに相当する領域が発光領域となる。
【００４１】
この有機エレクトロルミネッセント装置は、前記発光機能を有する層１４が、前記撥液層１６で分離された領域内において、前記画素規制部１３上に跨って一体的に形成されているため、発光機能を有した層を形成するための塗布液はより広い領域に充填されることになり、撥液層で囲まれた共通領域内に円滑に充填され、安定な膜厚で、むらなく形成することができる。そしてその内部で画素規制部によって規定されたより安定な膜厚の領域のみが発光に寄与する領域となる。このため、撥液層１６の近傍で膜厚の不安定な領域があったとしても、その領域は画素規制部１３で覆われ、電圧が印加されない領域となる。さらにまた、画素規制部に起因する段差はなくすことができないものの、発光機能を有した層を画素毎に分離する場合に比べて複数画素分一体的に形成しているため、塗布腋が、より広い領域で、この段差上を流動することになり、より安定な塗布膜を得ることができる。従って幅方向は狭小であっても、長さ方向は一体的に形成されて長いため、微細な色分離が可能となり、画素領域における発光機能を有した層の膜厚が安定していることから、長寿命でかつ信頼性の高い有機エレクトロルミネッセント素子を形成することが可能となる。また、撥液層が自己組織化膜で構成されており、膜厚が薄い上、フッ素プラズマを用いる事無く形成でき、プラズマダメージを抑制し、信頼性の高い有機エレクトロルミネッセント装置を提供することが可能となる。
【００４２】
次に本発明の実施の形態１の有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板１１上に、スパッタリング法によりＩＴＯ薄膜を形成し、これをフォトリソグラフィによりパターニングすることにより、陽極１２を形成する。
【００４３】
次いで、スパッタリング法により窒化シリコン膜を形成しこれをフォトリソグラフィによりパターニングすることにより、画素規制部１３を形成する。
続いて、図２（ｂ）に示すように、真空蒸着法により、金属酸化物薄膜を形成し、これをフォトリソグラフィによりパターニングすることにより、電荷注入層１４ａを形成する。
【００４４】
この後、塗布法により、自己組織化膜を形成し、紫外線を選択照射することで、この自己組織化膜を親水化し、図２（ｃ）に示すように、撥液層１６のパターンを形成する。
この後、図２（ｄ）に示すように、塗布法により高分子材料からなる発光層１４ｂを塗布する。そして熱処理を行い硬化させる。
そして最後に蒸着法によって陰極１５（図１参照）を形成する。
【００４５】
このように本発明の方法によれば、高分子材料を塗布することにより形成される発光層１４ｂは撥液層によってパターニングされるため、製造が容易でかつ大面積化が可能である。また、撥液層が自己組織化膜で構成されているため、プラズマによるダメージもなく、発光効率が高く、信頼性の高い有機エレクトロルミネッセント装置を形成することが可能となる。
【００４６】
（撥液層）
撥液層は以下のようにして形成される。表面に、フルオロアルキルシランなどからなる自己組織化膜を形成することにより、これが撥液層として機能し、撥液処理を行う。この撥液処理によって自己組織化膜からなる撥液層１６が形成される。そして、この撥液層１６により、陽極１２およびこの表面に形成された画素規制部１３の表面全体に対し、発光機能を有した液状体は所定の接触角を持つようになる。
【００４７】
基板表面を処理するための有機分子膜は、基板に結合可能な官能基と、その反対側に親液基あるいは撥液基といった基板の表面性を改質する（表面エネルギーを制御する）官能基と、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖を備えており、基板に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成するものである。
【００４８】
自己組織化膜とは、基板などの下地層の構成原子と反応可能な結合性官能基と、それ以外の直鎖分子とからなり、該直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。即ち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性を付与することができる。
【００４９】
上記の高い配向性を有する化合物として、例えばフルオロアルキルシランを用いた場合には、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向されて自己組織化膜が形成されるので、膜の表面に均一な撥液性が付与される。
【００５０】
このような自己組織化膜を形成する化合物としては、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下「ＦＡＳ」という）を挙げることができる。使用に際しては、一つの化合物を単独で用いるのも好ましいが、２種以上の化合物を組合せて使用しても、よい。また、本実施の形態においては、前記の自己組織化膜を形成する化合物として、前記ＦＡＳを用いるのが、基板との密着性および良好な撥液性を付与する上で好ましい。
【００５１】
ＦＡＳは、一般的に構造式ＲｎＳｉＸ（４−ｎ）で表される。ここでｎは１以上３以下
の整数を表し、Ｘはメトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子などの加水分解基である。またＲはフルオロアルキル基であり、（ＣＦ３）（ＣＦ２）ｘ（ＣＨ２）ｙ［ここでｘは０
以上１０以下の整数を、ｙは０以上４以下の整数を表す］の構造を持ち、複数個のＲまたはＸがＳｉに結合している場合には、ＲまたはＸはそれぞれすべて同じでも良いし、異なっていてもよい。Ｘで表される加水分解基は加水分解によりシラノールを形成して、基板（ガラス）等の下地のヒドロキシル基と反応してシロキサン結合で基板と結合する。一方、Ｒは表面に（ＣＦ３）等のフルオロ基を有するため、基板等の下地表面を濡れにくい（表面エネルギーが低い）表面に改質する。
【００５２】
そして、紫外光などにより自己組織化膜の官能基（たとえばフルオロ基）を部分的に除去し、ヒドロキシル基を表面に部分的に存在させることにより、撥液性を制御することができる。
【００５３】
自己組織化膜は、上記の原料化合物と被処理体（この例では陽極および画素規制部が形成されたガラス基板１１）とを同一の密閉容器中に入れておき、室温の場合は２〜３日程度の間放置することで被処理体の表面に形成される。また、密閉容器全体をたとえば１００℃に保持することにより、３時間程度で自己組織化膜を被処理体の表面に形成することができる。
以上、気相からの撥液層の形成方法について説明したが、液相からも自己組織化膜は形成可能である。例えば、原料化合物を含む溶液中に被処理体を浸積し、洗浄、乾燥することで被処理体の表面に自己組織化膜を形成することができる。
【００５４】
なお、自己組織化膜を形成する前に、被処理体の表面に紫外光を照射したり、溶媒により洗浄したりして、前処理を施すことができる。
【００５５】
（画素規制部）
また、透光性のガラス基板１１の上に陽極１２として形成された透光性電極ＩＴＯに、発光領域を規制する画素規制部１３が設けられる。ここで画素規制部の厚みは、画素規制部に用いられる絶縁膜の材料およびプロセスによって下限があり、上層に形成される発光機能を有した層の性能上は薄い方が好ましいが、ピンホール等ができるとショートすることから、好ましくは１０ｎｍから２００ｎｍの間の範囲で用いられ、特に好ましくは１０ｎｍから１００ｎｍである。
【００５６】
この画素規制部は、ＳｉＯ２, ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等の絶縁性の無機物、もしくはポリイミド等の有機材料が用いられる。ただし、膜厚が上記のように極めて薄い領域になった場合、無機材料を用いる方が絶縁破壊等に対して有利である。無機材料は上記の他にピンホール等がなく絶縁性に優れたものであれば適用可能である。
【００５７】
（ホール注入層）
その後、ホール注入層１４ａとして、有機物であれば上記のポリチオフェン系のＰＥＤＴ： ＰＳＳ等の材料をスピンコートやインクジェット法、ノズルコート法で形成する。他にポリアニリン系の材料も用いることが出来る。無機物のホール注入層も知られており、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化ルテニウム等が用いられる。その他にフラーレン等の炭素化合物を蒸着して用いることが出来る。これらは、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法によって形成される。膜厚は、５ｎｍから２００ｎｍの間で用いるのが好ましい。
また、酸化モリブデンや、酸化タングステン、フラーレン等の炭素化合物等蒸着やスパッタ法で形成される膜が好ましく用いられる。特に遷移金属の酸化物類は、イオン化ポテンシャルが大きく発光材料へのホール注入が容易であり、安定性にも優れていることから特に好ましい。これらの酸化物類は成膜時または成膜後に欠陥準位を有するように作製することがホール注入層を高めるのに有効である。
【００５８】
（発光層・インターレイヤ）
ホール注入層（１４ａ）の上には、有機半導体材料を塗布して、発光層（１４ｂ）を形成する。また、発光層１４ｂと陰極との間には電子注入層１４ｃが形成される。この際、発光層とホール注入層の間にホールブロッキング層などとして、インターレイヤ（中間層）を設けると発光効率が向上する。このホールブロッキング層としては、ポリフルオレン系の高分子材料で発光層に用いる材料よりＬＵＭＯ（最低空軌道）レベルが高いか、もしくは電子の移動度が小さいＴＦＢ等が用いられるが、これに限ったものではない。発光層としては、ポリフルオレン系、ポリフェニレンビニレン系、ペンダント型、デンドリマー型、塗布型の低分子系を含め、溶媒に溶解させ、塗布して薄膜を形成出来るものであれば種類を問わない。発光層（発光機能を有した層）には、発光機能を有する材料を複数種含むことができ、ホールと電子の移動度や注入性、発光色度の調節をすることができる。また、発光材料をドーパントとして用いる場合は、ホスト材料にドーパントを混合した塗布液を用いることができる。ドーパントとしては、公知の蛍光発光材料や燐光発光材料を用いることができる。これらの材料は、いわゆる低分子、高分子あるいはオリゴマー等いずれであってもよい。また高分子のホスト材料に低分子のドーパントを添加する等種々の組み合わせをとることも可能である。
【００５９】
（陰極）
また、有機エレクトロルミネッセント素子の陰極１５としては、仕事関数の小さい金属もしくは合金が用いられるが、トップエミッション構造の有機エレクトロルミネッセント素子を構成するために、透光性材料からなる導電膜を積層することで、透明陰極を形成することができる。この仕事関数の低い材料からなる超薄膜としては、Ｂａ−Ａｌの２層構造に限定されることなく、Ｃａ−Ａｌの２層構造、あるいはＬｉ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｔｉ等の金属やこれらの酸化物、フッ化物に代表されるハロゲン化物、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｉｎ合金等のＭｇ合金や、Ａｌ−Ｌｉ合金、Ａｌ−Ｓｒ合金、Ａｌ−Ｂａ合金等のAl合金等が用いられる。あるいはＬｉＯ２／ＡｌやＬｉＦ／Ａｌ等の積層構造の超薄膜と、透光性導電膜との積層構造も陰極材料として好適である。さらにＴｉＯｘや、ＭｏＯｘ、ＷＯｘ、ＴｉＯｘ、ＺｎＯ等の遷移金属酸化物で酸素欠損をもち導電性をしめすものは電子の注入層として使用することが出来る。
【００６０】
（層構成）
層構成は、発光した光を基板側から取り出すボトムエミッション型の他に、基板の反対側から取り出すいわゆるトップエミッション型でもよい。この場合は、陽極としては光を反射する陽極とするのが好ましく、陰極としては実質的に透光性のある陰極が用いられる。上記陰極および陽極は多層構成としてもよい。さらに、基板に近い方の電極を陰極とするいわゆるリバース構造をとることも可能である。この構造においてもボトムエミッション型、トップエミッション型がある。
【００６１】
層構成としては、種々の層構成をとることができる。例えば陽極１２の側から順に正孔輸送層／電子ブロック層／上述した有機発光材料層（ともに図示せず）の三層構造としてもよいし、発光機能を有した層１４を陰極１５の側から順に電子輸送層／有機発光材料層（ともに図示せず）の二層構造、あるいは陽極１２の側から順に正孔輸送層／有機発光材料層の２層構造（ともに図示せず）、あるいは陽極１２の側から順に正孔注入層／正孔輸送層／電子ブロック層／有機発光材料層／正孔ブロック層／電子輸送層／電子注入層のごとく７層構造（ともに図示せず）としてもよい。またはより単純に発光機能を有した層１４が上述した有機発光材料のみからなる単層構造であってもよい。このように実施の形態において発光機能を有した層１４と呼称する場合は、発光機能を有した層１４が正孔輸送層、電子ブロック層、電子輸送層などの機能層を有する多層構造である場合も含むものとする。後に説明する他の実施の形態についても同様である。
【００６２】
(実施の形態２)
本実施の形態では、有機エレクトロルミネッセント素子を２次元配列した有機エレクトロルミネッセント装置を示すもので、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。本実施の形態では、画素規制部１３が縦横に配置され、画素領域Ａｒを構成する領域に開口Ｏを形成している。またこの画素規制部１３は、陽極１２上にパターン形成された正孔注入層１４ａ上に撥液層１６を形成している。そしてこの撥液層１６の開口端は、画素規制部１３上に位置するように、すなわち、画素領域よりも外側に撥液層１６が位置するように構成される。
【００６３】
この構成によれば、撥液層の端面で液滴分離がなされるが、この端面で表面張力に起因する液滴のもりあがりによって、膜厚にばらつきが生じても、画素領域が前記撥液層で分離された領域よりも内側に規定されているため、画素領域内は、膜厚の安定した領域となっており、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し、安定で寿命特性に優れ有機エレクトロルミネッセント装置を提供することが可能となる。
【００６４】
(実施の形態３)
本実施の形態でも、前記実施の形態２と同様、有機エレクトロルミネッセント素子を２次元配列した有機エレクトロルミネッセント装置を構成している。図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。本実施の形態では、正孔注入層１４ａが画素規制部１３よりも上層に、複数の画素領域に渡って一体的に形成された点で前記実施の形態２と異なるが、他は前記実施の形態２と同様に形成されている。正孔注入層１４ａが画素規制部１３上に縦横に配置され、画素領域Ａｒを構成する領域に開口Ｏを形成している。また、この画素規制部１３は、陽極１２上に形成された正孔注入層１４ａ上に撥液層１６を形成している。そしてこの撥液層１６の開口端は、画素規制部１３上に位置するように、すなわち、画素領域よりも外側に撥液層１６が位置するように構成される。
【００６５】
また、発光層と陽極との間に複数の発光部に跨って連続的に形成された正孔注入層１４ａとしてドライプロセスで形成した酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物層を介在させると共に、この上層に電子ブロック層などのインターレイヤ１４Ｓを配置している。
【００６６】
すなわち、本発明は、少なくとも一組の電極と、前記電極間に形成された発光機能を有した層とを具備した複数の発光部を基板上に形成した有機エレクトロルミネッセント装置であって、少なくとも１種類の有機半導体からなる発光層に加え、前記一組の電極のうち少なくとも一方の電極と前記発光層との間に配されたホール注入層を有する。酸化モリブデンなど、前記遷移金属の酸化物層は、複数の発光部に跨って連続的に形成されたことを特徴とする。これは横方向の導電率が小さいため、複数の画素に跨って一体的に形成しても、クロストークがほとんど無いため画素ばらつきが小さく、高精度の発光特性を得る事が可能となる。
【００６７】
この構成において、遷移金属の酸化物層を発光層よりも下層側に配したときは遷移金属の酸化物層を複数の画素に跨って一体的に形成することにより、インターレイヤ１４Ｓおよび発光層１４ｂの形成に際し、陽極１２上と画素規制部１３上のいずれも正孔注入層１４ａ上となり、有機発光材料に対する接触角が同じであるため、この画素規制部１３の開口端での塗布時の液滴のかたよりがなく、比較的平坦な表面を図ることができる。従って、発光機能を有した層の上層に形成される電極の形成に際してもさらなる高精度のパターンを得る事が可能となる。
【００６８】
(実施の形態４)
次に本発明の実施の形態４について説明する。
本実施の形態でも、前記実施の形態２、３と同様、有機エレクトロルミネッセント素子を２次元配列した有機エレクトロルミネッセント装置を構成している。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。前記実施の形態１乃至３では撥液層１６を縦横に形成したが、本実施の形態では、撥液層１６をライン状に形成したことを特徴とするもので、インターレイヤ１４Ｓと発光層１４ｂは縦方向には一体的にライン状をなすように形成されている。本実施の形態では、前記実施の形態２と同様、正孔注入層１４ａは画素規制部１３よりも下層に、パターン形成されている。画素規制部１３が縦横に配置され、画素領域Ａｒを構成する領域に開口Ｏを形成している。またこの画素規制部１３は、陽極１２上に形成された正孔注入層１４ａ上に形成されており、さらにこの上層に撥液層１６が形成されている。そしてこの撥液層１６の開口端は、画素規制部１３上に位置するように、すなわち、画素領域よりも外側に撥液層１６が位置するように構成される。
【００６９】
また、発光層と陽極との間に複数の発光部に跨って連続的に形成された正孔注入層１４ａとしてドライプロセスで形成した酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物層を介在させると共に、この上層に電子ブロック層などのインターレイヤ１４Ｓを配置している。
【００７０】
すなわち、本発明は、少なくとも一組の電極と、前記電極間に形成された発光機能を有した層とを具備した複数の発光部を基板上に形成した有機エレクトロルミネッセント装置であって、少なくとも１種類の有機半導体からなる発光層に加え、前記一組の電極のうち陽極と前記発光層との間に配されたホール注入層を有する。インターレイヤ１４Ｓおよび発光層１４ｂは、複数の発光部に跨ってライン状に連続的に形成されたことを特徴とする。これは横方向の導電率が小さいため、複数の画素に跨って一体的に形成しても、クロストークがほとんど無いため画素ばらつきが小さく、高精度の発光特性を得る事が可能となる。
【００７１】
この構成において、インターレイヤ１４Ｓおよび発光層１４ｂの形成に際し、ライン状に一体的に形成され、ライン方向には安定した膜厚で形成される一方、撥液層との界面近傍では若干の這い上がりを形成するが、撥液層の端部よりも内側に画素規制部１３が形成されているため、発光に寄与する画素領域は膜厚の安定した領域となっているため、長寿命で信頼性の高い有機エレクトロルミネッセント素子を形成することが可能となる。
【００７２】
また、この構成によれば、電荷注入層として遷移金属の酸化物を用いることにより、発光強度が極めて大きく特性の安定な有機エレクトロルミネッセント発光装置を得ることができる。これは、２種類の高分子材料のクーロン相互作用による緩やかな結合が外れ易いＰＥＤＯＴのように電流密度の増大に際しても、不安定となったりすることなく、安定な特性を維持することができ、発光強度を安定化させることができる。このように遷移金属酸化物からなる電荷注入層を基板側に複数の画素に跨って一体的に配することで、有機エレクトロルミネッセント発光装置において広範囲の電流密度に亘って素子の発光強度および、発光効率を高レベルに維持することができ、また、寿命も向上する。従って、発光機能を有した層に対して基板側か上層側かあるいは両方か、いずれの側に遷移金属の酸化物層を配した場合にも、安定でキャリア注入特性は大きく、発光効率の向上を図ることが可能となる。また、本発明に用いられる酸化物は可視光領域で実質的に透明である、膜厚が多少のバラツキを持っていたとしても電荷注入特性が大きく変化しないという特徴を有している。
【００７３】
(実施の形態５)
次に本発明の実施の形態５について説明する。
本実施の形態では、画素規制部１３を用いることなく、陽極１２と、正孔注入層１４ａとを１素子毎に個別となるようにパターニングし、この上層に、これら陽極１２および正孔注入層１４ａのパターンよりも外側に矩形の開口Ｏをもつように撥液層１６が形成されるようにし、この撥液層１６上に、インターレイヤ１４Ｓと発光層１４ｂとが形成されたことを特徴とするもので、前記実施の形態２、３、４と同様、有機エレクトロルミネッセント素子を２次元配列した有機エレクトロルミネッセント装置を構成している。図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
本実施の形態では、撥液層１６を開口Ｏ０をもつように形成し、インターレイヤ１４Ｓ
と発光層１４ｂはこの開口Ｏ０内に形成されているが、本実施の形態では、画素規制部１
３を用いる事無く、陽極および正孔注入層を個別にパターニングし、これらによって画素領域Ａｒを規定している。そしてこの撥液層１６の開口端は、陽極１２および正孔注入層１４ａよりも外側、すなわち、画素領域よりも外側に位置するように構成される。
【００７４】
ここでも、正孔注入層１４ａとしてはドライプロセスで形成した酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物層を用いている。
【００７５】
すなわち、本発明は、少なくとも一組の電極と、前記電極間に形成された発光機能を有した層とを具備した複数の発光部を基板上に形成した有機エレクトロルミネッセント装置であって、少なくとも１種類の有機半導体からなる発光層に加え、前記一組の電極のうち陽極と前記発光層との間に配されたホール注入層を有する。陽極と正孔注入層とインターレイヤ１４Ｓと発光層１４ｂとが個別に形成されて画素領域を構成したことを特徴とする。
【００７６】
この構成において、インターレイヤ１４Ｓおよび発光層１４ｂの形成に際し、個別に形成され、撥液層との界面近傍では若干の這い上がりを形成するが、撥液層の端部よりも内側に陽極１２が形成されているため、発光に寄与する画素領域は這い上がり領域よりも内側に位置し、膜厚の安定した領域となっているため、長寿命で信頼性の高い有機エレクトロルミネッセント素子を形成することが可能となる。
【００７７】
(実施の形態６)
次に本発明の実施の形態６について説明する。
本実施の形態でも、画素規制部１３を用いることなく、陽極１２と、正孔注入層１４ａとを１素子毎に個別となるようにパターニングし、この上層に、これら陽極１２および正孔注入層１４ａのパターンよりも外側にライン状に撥液層１６が形成されるようにし、この撥液層１６上に、インターレイヤ１４Ｓと発光層１４ｂとが縦方向には一体的にライン状をなすように形成されたことを特徴とするもので、前記実施の形態２、３、４と同様、有機エレクトロルミネッセント素子を２次元配列した有機エレクトロルミネッセント装置を構成している。図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
前記実施の形態４と同様、本実施の形態でも、撥液層１６をライン状に形成し、インターレイヤ１４Ｓと発光層１４ｂは縦方向には一体的にライン状をなすように形成されているが、本実施の形態では、画素規制部１３を用いる事無く、陽極および正孔注入層を個別にパターニングし、これらによって画素領域Ａｒを規定している。そしてこの撥液層１６の開口（Ｏ１）端は、陽極１２および正孔注入層１４ａよりも外側、すなわち、画素領域よりも外側に位置するように構成される。
【００７８】
ここでも、正孔注入層１４ａとしてはドライプロセスで形成した酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物層を用いている。
【００７９】
すなわち、本発明は、少なくとも一組の電極と、前記電極間に形成された発光機能を有した層とを具備した複数の発光部を基板上に形成した有機エレクトロルミネッセント装置であって、少なくとも１種類の有機半導体からなる発光層に加え、前記一組の電極のうち陽極と前記発光層との間に配されたホール注入層を有する。陽極と正孔注入層とが個別に形成されて画素領域を構成し、インターレイヤ１４Ｓおよび発光層１４ｂは、複数の発光部に跨ってライン状に連続的に形成されたことを特徴とする。これは横方向の導電率が小さいため、複数の画素に跨って一体的に形成しても、クロストークがほとんど無いため画素ばらつきが小さく、高精度の発光特性を得る事が可能となる。
【００８０】
この構成において、インターレイヤ１４Ｓおよび発光層１４ｂの形成に際し、ライン状に一体的に形成され、ライン方向には安定した膜厚で形成される一方、撥液層との界面近傍では若干の這い上がりを形成するが、撥液層の端部よりも内側に陽極１２が形成されているため、発光に寄与する画素領域は這い上がり領域よりも内側に位置し、膜厚の安定した領域となっているため、長寿命で信頼性の高い有機エレクトロルミネッセント素子を形成することが可能となる。
【００８１】
なお、本実施の形態の変形例として、前記実施の形態１乃至７の構成において、遷移金属の酸化物層を、発光機能を有した層よりも上層側に配してもよい。また、遷移金属の酸化物層は、下地の発光機能を有した層を保護し、スパッタリングダメージあるいはプラズマダメージなどを回避可能であるため、電極の形成には、大面積基板に適したスパッタリング法を用いることができる。このためＩＴＯ等の透明電極を、発光機能を有した層の上面
にスパッタして形成するトップエミッション型も有機層のダメージ無く作製することができる。また陰極を１体電極ではなく個別電極として形成する場合にも、発光層がエッチングダメージを受けるのを回避することができる。
【００８２】
以上のように、本発明によれば、高輝度に至るまで、幅広い輝度範囲にわたって安定に動作し、かつ寿命特性に優れた有機エレクトロルミネッセント発光装置を実現することができる。
【００８３】
また本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント発光装置において、前記１対の電極のうち基板上に形成される第１の電極（ここでは陽極）の有効面積が、絶縁膜で構成された画素規制部によって規定されており、前記遷移金属の酸化物層は前記画素規制部上を覆うように一体的に形成される。
【００８４】
（成膜方法）
また、本発明の有機エレクトロルミネッセント素子を構成する機能層のうち、遷移金属酸化物層の成膜については上記方法に限定されるものではなく、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、分子線エピタキシー法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法などのドライプロセスが望ましい。また、酸化物のナノ粒子等を適用することも出来る。この場合は、ゾルゲル法、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）、レイヤーバイレイヤー法、スピンコート法、インクジェット法、ディップコーティング法、スプレー法などの湿式法などからも適宜選択可能であり、結果的に本発明の効果を奏効し得るように形成可能な方法であれば、いかなるものでもよいことはいうまでもない。
【００８５】
本発明の発光機能を有した層（発光層、或いは、必要に応じて形成される正孔注入層、電子注入層）を高分子材料で形成する場合、スピンコーティング法や、キャスティング法や、ディッピング法や、バーコート法や、ロールを用いた印刷法、インクジェット法等の湿式成膜法であってもよい。これにより、大規模な真空装置が不要であるため、安価な設備で成膜が可能となるとともに、容易に大面積の有機エレクトロルミネッセント素子の作成が可能となるとともに、有機エレクトロルミネッセント素子の各層間の密着性が向上するため、素子における短絡を抑制することができ、安定性の高い有機エレクトロルミネッセント素子を形成することができる。これら有機材料を塗布する場合は、一般的には有機溶媒に溶解させて用いる。溶媒の沸点は乾燥時間が許す限り、沸点が２００℃を超える高沸点溶媒を用いた方が、乾燥ムラがより少なくなる。
【００８６】
なお、ガラス基板１１は無色透明なガラスの一枚板である。ガラス基板１１としては、例えば透明または半透明のソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の遷移金属酸化物ガラス、無機フッ化物ガラス等の無機ガラスを用いることができる。なお、トップエミッション構造をとる場合は、不透明基板、たとえばシリコン等、も用いることができる。
【００８７】
（実施の形態７）
次に本発明の実施の形態７を、図１１を参照しながら説明する。
図１１（ａ）は、本実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセント装置の平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるＡ−Ａでの断面図である。
図１１において、１１は基板であり、後述する平坦化膜も含む。１２は陽極である。２０は、撥液性自己組織化膜に紫外線を当て親液化した部分、２６は撥液性を残した部分である。図１１は、（ア）基板準備、（イ）陽極形成、（ウ）自己組織化膜形成、（エ）親液部・撥液部形成、（オ）有機発光層形成、（カ）陰極形成という有機エレクトロルミネッセント装置の製造過程において、上記（エ）工程を終了した時点での有機エレクトロルミネッセント装置の図である。図１１（ｃ）は、同じ時点での実施の形態６に対応する平面図であり、図１１（ｄ）は図１１（ｃ）におけるＡ−Ａでの断面図である。
本実施の形態は、陽極１２の表面２１と陽極間の自己組織化膜が形成される層の表面２２が同一平面にあり、自己組織化膜からなる撥液層２６の開口部の幅２４が陽極の幅２３より大きいことを特徴としている。
【００８８】
このような構造を実現するためには、（イ）陽極形成工程において、陽極間を平坦化膜で埋める工程が追加さればよい。すなわち、図１１（ｄ）のように、通常のフォトリソ工程で陽極を形成した後、樹脂などを陽極より厚くスピンコートし、陽極の表面が出現するまで全面プラズマエッチングを施せば良い。或いは、画素に対応した段差を持つ基板を準備し、陽極材料を全面成膜し、基板表面が出現するまで全面にプラズマエッチングを施しても良い。
【００８９】
本構成によれば、ポリイミド樹脂などの有機系材料からなるバンクを使用していないので、有機系材料からの不純物混入で発光特性が低下することがなくなる。また、フッ素プラズマなどを用いることなく、撥液層を形成することができるため、フッ素プラズマによる汚染による、発光効率の低下を防ぐことが可能となる。
【００９０】
また、自己組織化膜からなる撥液層２６の開口部の幅２４が陽極の幅２３より大きいので、陽極１２上は、膜厚の安定した領域となる。すなわち、撥液層２６の端面２７で液滴分離がなされるが、この端面で表面張力に起因する液滴の盛り上がりによって、膜厚にばらつきが生じても、陽極１２として規定されている画素領域が前記撥液層で分離された領域よりも内側に規定されているため、画素領域内は、膜厚の安定した領域となっており、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し、安定で寿命特性に優れ有機エレクトロルミネッセント装置を提供することが可能となる。
【００９１】
更に、陽極１２の表面２１と陽極間の自己組織化膜が形成される層の表面２２が同一平面上にあるので、紫外線により自己組織化膜の親液化部２０を作製する際、図１１（ｄ）の２８のような段差部に十分に紫外線が当たらないことが原因で撥液部が残るということがなく、膜厚が安定する。
【００９２】
また、図１１（ａ）のようにライン状に撥液部を設けると、１ライン毎に共通領域となるため、塗布液の流動化がより円滑となり、均一な塗布膜の形成が可能となる。このとき、陽極は多層構造であってもよい。なお、本実施の形態の陽極と陰極の配置関係は、陽極が基板に近い側に設けられてもいる態様を示したが、陰極が基板に近い側に設けられる形態でもよい。
【００９３】
（実施の形態８）
次に本発明の実施の形態８を、図１２を参照しながら説明する。
図１２（ａ）は、本実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセント装置の平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）におけるＡ−Ａでの断面図である。
図１２において、１１は基板、１２は陽極である。２０は撥液性自己組織化膜に紫外線を当て親液化した部分、２６は撥液性を残した部分である。
【００９４】
図１２は、（ア）基板準備、（イ）陽極形成、（ウ）自己組織化膜形成、（エ）親液部・撥液部形成、（オ）有機発光層形成、（カ）陰極形成という有機エレクトロルミネッセント装置の製造過程において、上記（エ）工程を終了した時点での有機エレクトロルミネッセント装置の図である。図１２（ｃ）は、同じ時点での実施の形態６に対応する平面図で、図１２（ｄ）は図１２（ｃ）におけるＡ−Ａでの断面図である。
【００９５】
本実施の形態は、陽極１２の端部３０がテーパ形状であり、自己組織化膜からなる撥液層２６の開口部の幅２４が陽極の幅２３より大きいことを特徴としている。このような構造を実現するためには、（イ）陽極形成工程において、フォトリソ工程で陽極をパターニングする時、端部にハーフトーンマスクを使用し、厚みが端部に向かって薄くなるレジストを残せばよい。本構成によると、ポリイミド樹脂などの有機系材料からなるバンクを使用していないので、有機系材料からの不純物混入で発光特性が低下することがなくなる。  また、フッ素プラズマなどを用いることなく、撥液層を形成することができるため、フッ素プラズマによる汚染による、発光効率の低下を防ぐことができる。
【００９６】
また、自己組織化膜からなる撥液層２６の開口部の幅２４が陽極の幅２３より大きいので、陽極１２上は、膜厚の安定した領域となる。すなわち、撥液層２６の端面２７で液滴分離がなされるが、この端面で表面張力に起因する液滴の盛り上がりによって、膜厚にばらつきが生じても、陽極１２として規定されている画素領域が前記撥液層で分離された領域よりも内側に規定されている。そして画素領域内は、膜厚の安定した領域となっており、その結果、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し、安定で寿命特性に優れ有機エレクトロルミネッセント装置を提供することが可能となる。
【００９７】
更に、陽極１２の端部３０がテーパ形状であるので、紫外線により自己組織化膜の親液化部２０を作製する際、図１２（ｄ）の２８のような段差部に十分に紫外線が当たらないことが原因で撥液部が残るということがなく、膜厚が安定する。また、図１２（ａ）のように、ライン状に撥液部を設けると、１ライン毎に共通領域となるため、塗布液の流動化がより円滑となり、均一な塗布膜の形成が可能となる。なお陽極は多層構造であっても良い。また、本実施の形態の陽極と陰極の配置関係は、陽極が基板に近い側に設けられてもいる態様を示したが、陰極が基板に近い側に設けられる形態でもよい。
【００９８】
（実施の形態９）
次に本発明の実施の形態９を、図１３を参照しながら説明する。
図１３（ａ）は、本実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセント装置の平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）におけるＡ−Ａでの断面図である。
図１３において、１１は基板、１２は陽極である。２０は撥液性自己組織化膜に紫外線を当て親液化した部分であり、２６は撥液性を残した部分である。４０は陽極１２上で、かつ、自己組織化膜より下に形成され、有機エレクトロルミネッセント装置の光共振を制御する透明導電膜である。透明導電膜としてはＩＴＯなどが使用できる。
【００９９】
図１３は、（ア）基板準備、（イ）陽極形成、（ウ）自己組織化膜形成、（エ）親液部・撥液部形成、（オ）有機発光層形成、（カ）陰極形成という有機エレクトロルミネッセント装置の製造過程において、上記（エ）工程を終了した時点での有機エレクトロルミネッセント装置の図である。図１３(ｃ)は、同じ時点での実施の形態６に対応する平面図で、図１３（ｄ）は図１３（ｃ）におけるＡ−Ａでの断面図である。
【０１００】
本実施の形態は、陽極１２上に陽極１２の幅４１より広い幅４２を持つ透明電導膜４０を形成し、自己組織化膜からなる撥液層２６の開口部の幅２４が透明導電膜の幅４３より大きいことを特徴としている。このような構造を実現するためには、（イ）陽極形成工程において、フォトリソ工程で陽極を形成した後、陽極上に透明電導膜をスパッタなどで成膜し、陽極１２の幅４１より広い幅４２を持つようにフォトリソグラフィーでパターニングすれば良い。
【０１０１】
本構成によれば、ポリイミド樹脂などの有機系材料からなるバンクを使用していないので、有機系材料からの不純物混入で発光特性が低下することがなくなる。また、フッ素プラズマなどを用いることなく、撥液層を形成することができるため、フッ素プラズマによる汚染による、発光効率の低下を防ぐことができる。更に、自己組織化膜からなる撥液層２６の開口部の幅２４が透明導電膜４０の幅４３より大きいので、陽極１２上は、膜厚の安定した領域となる。
【０１０２】
すなわち、撥液層２６の端面２７で液滴分離がなされるが、この端面で表面張力に起因する液滴の盛り上がりによって、膜厚にばらつきが生じても、透明導電膜４０として規定されている画素領域が前記撥液層で分離された領域よりも内側に規定されている。そして画素領域内は、膜厚の安定した領域となっており、その結果、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し、安定で寿命特性に優れ有機エレクトロルミネッセント装置を提供することが可能となる。
【０１０３】
更に、陽極１２上に成膜された透明度導電膜４０により陽極１２端部の段差２８が緩和され、紫外線により自己組織化膜の親液化部２０を作製する際、図１３（ｄ）の２８のような段差部に十分に紫外線が当たらないことが原因で撥液部が残るということがなく、膜厚が安定する。また、図１３（ａ）のようにライン状に撥液部を設けると、１ライン毎に共通領域となるため、塗布液の流動化がより円滑となり、均一な塗布膜の形成が可能となる。なお、陽極は多層構造であってもよい。また、本実施の形態の陽極と陰極の配置関係は、陽極が基板に近い側に設けられている態様を示したが、陰極が基板に近い側に設けられる形態でも良い。
【０１０４】
（実施の形態１０）
次に本発明の実施の形態１０を、図１４を参照しながら説明する。
図１４（ａ）は、本実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセント装置の平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）におけるＡ−Ａでの断面図である。
図１４において、１１は基板、１２は陽極である。２０は撥液性自己組織化膜に紫外線を当て親液化した部分であり、２６は撥液性を残した部分である。５０は陽極１２の間に、端部が陽極１２の端部を覆うように形成された画素規制層である。画素規制層は、自己組織化膜の下に形成される。
【０１０５】
図１４は、（ア）基板準備、（イ）陽極形成、（ウ）自己組織化膜形成、（エ）親液部・撥液部形成、（オ）有機発光層形成、（カ）陰極形成という有機エレクトロルミネッセント装置の製造過程において、上記（エ）工程を終了した時点での有機エレクトロルミネッセント装置の図である。
【０１０６】
図１４（ｃ）は、同じ時点での実施の形態６に対応する平面図で、図１４（ｄ）は図１４（ｃ）におけるＡ−Ａでの断面図である。本実施の形態は、陽極１２の間に、端部５１が陽極１２の端部を覆うように形成された画素規制層５０を有し、更に画素規制層５０は、端部にテーパ部５１を有し、端部以外の部分５２は段差を有せず、自己組織化膜からなる撥液層２６の開口部の幅２４が陽極１２の幅２３より大きいことを特徴としている。
このような構造を実現するためには（イ）陽極形成工程において、フォトリソ工程で陽極を形成した後、陽極上に画素規制層を陽極１２より厚く成膜し、ハーフトーンマスクを用いてパターニングすれば良い。画素規制層としては、ＳｉＯ２などの絶縁物が使用できる。
【０１０７】
本構成によると、ポリイミド樹脂などの有機系材料からなるバンクを使用していないので、有機系材料からの不純物混入で発光特性が低下することがなくなる。また、フッ素プラズマなどを用いることなく、撥液層を形成することができるため、フッ素プラズマによる汚染による、発光効率の低下を防ぐことが可能となる。
【０１０８】
また、自己組織化膜からなる撥液層２６の開口部の幅２４が陽極の幅２３より大きいので、陽極１２上は、膜厚の安定した領域となる。すなわち、撥液層２６の端面２７で液滴分離がなされるが、この端面で表面張力に起因する液滴の盛り上がりによって、膜厚にばらつきが生じても、陽極１２として規定されている画素領域が前記撥液層で分離された領域よりも内側に規定されているため、画素領域内は、膜厚の安定した領域となる。その結果、各画素内の発光輝度ばらつきや画素間の発光ムラを抑制し、安定で寿命特性に優れ有機エレクトロルミネッセント装置を提供することが可能となる。
【０１０９】
さらに、陽極１２上に成膜された画素規制層５０により陽極１２端部の段差２８が緩和され、更に画素規制層５０の端部５１はテーパ形状になっているので、紫外線により自己組織化膜の親液化部２０を作製する際、図１４（ｄ）の２８のような段差部に十分に紫外線が当たらないことが原因で撥液部が残るということがなく、膜厚が安定する。
【０１１０】
また、図１４（ａ）のようにライン状に撥液部を設けると、１ライン毎に共通領域となるため、塗布液の流動化がより円滑となり、均一な塗布膜の形成が可能となる。このとき、陽極は多層構造であってもよい。本実施の形態の陽極と陰極の配置関係は、陽極が基板に近い側に設けられてもいる態様を示したが、陰極が基板に近い側に設けられる形態でもよい。
【０１１１】
（実施の形態１１）
（基板ＴＦＴ）
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセント発光装置を用いた表示装置について説明する。本実施の形態の表示装置は、基本的には、機能層として、陽極側に酸化モリブデン層を介在させた図３に示した実施の形態２の有機エレクトロルミネッセント発光装置と同様の発光装置を用いてアクティブマトリックス型の表示装置を構成したものである。この表示装置は、図８にこのアクティブマトリックス型の表示装置の等価回路図、図９にレイアウト説明図、図１０に上面説明図を示すように、各画素に駆動回路を形成したアクティブマトリックス型の表示装置を構成するものである。
【０１１２】
この表示装置１４０は、図８乃至図１０に示すように、画素を形成する有機エレクトロルミネッセント素子（エレクトロルミネッセント）１１０およびスイッチングトランジスタ１３０、光検出素子としてのカレントトランジスタ１２０とからなる２つのＴＦＴ（Ｔ１，Ｔ２）とコンデンサＣとからなる駆動回路を上下左右に複数個配列し、左右方向に並んだ各駆動回路の第１のＴＦＴ（Ｔ１）のゲート電極を走査線１４３に接続して走査信号を与え、また上下方向に並んだ各駆動回路の第１のＴＦＴのドレイン電極をデータ線に接続し、発光信号を供給するように構成されている。エレクトロルミネッセント素子（エレクトロルミネッセント）の一端には駆動用電源（図示せず）が接続され、コンデンサＣの一端は接地されている。１４３は走査線、１４４は信号線、１４５は共通給電線、１４７は走査線ドライバ、１４８は信号線ドライバ、１４９は共通給電線ドライバである。
【０１１３】
有機エレクトロルミネッセント装置を構成する有機エレクトロルミネッセント素子の断面説明図（図３参照）、図１０はこの表示装置の上面説明図である。図３および図１０に
示すように、駆動用の薄膜トランジスタ（図示せず）を形成したガラス基板１００に、陽極（Ａｌ）１２、酸化モリブデン層（遷移金属酸化物層）１４ａ、有機バッファ層として電子ブロック層：インターレイヤ１４Ｓ、発光層１４ｂ（赤色発光層１４Ｒ，緑色発光層１４Ｇ，青色発光層１４Ｂ）、陰極１５を形成してトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセント素子を形成している。構造としては、陽極および電荷注入層は個別に形成され、発光層は画素規制部１３としての酸化シリコン層と、撥液層１６で開口面積を規定され、陰極１５は、陽極に直交する方向に走行するストライプ状に形成されている。なおこの駆動用の薄膜トランジスタは、例えばガラス基板１００上に有機半導体層（高分子層）を形成し、これを、ゲート絶縁膜で被覆しこの上にゲート電極を形成すると共にゲート絶縁膜に形成したスルーホールを介してソース・ドレイン電極を形成してなるものである。そして、この上にポリイミド膜などを塗布して絶縁層（平坦層）を形成し、その上部に陽極（ＩＴＯ）１２、酸化モリブデン層１４ａ、インターレイヤ１４Ｓ、発光層１４ｂ（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）などの有機半導体層、酸化モリブデン層からなるバッファ層（図示せず）、２層構造の陰極１５（Ｂａ−Ａｌ超薄膜、ＩＴＯ）を形成して有機エレクトロルミネッセント素子を形成した構造を有している。なお、図１０では、コンデンサや配線については省略したが、これらも同じガラス基板上に形成されている。このようなＴＦＴと有機エレクトロルミネッセント素子からなる画素が同一基板上に複数個マトリクス状に形成されてアクティブマトリクス型の表示装置を構成している。
【０１１４】
発光機能を有した層１４は、酸化シリコン層（絶縁層）で構成した画素規制部１３上に、自己規制化膜のパターンで形成された撥液層１６の開口部Ｏにインクジェット法により、発光層が形成される。
【０１１５】
すなわち、製造に際しては、まず、ガラス基板１００上に形成された走査線１４３、信号線１４４、スイッチングＴＦＴ１３０、画素電極を構成するアルミニウムのパターンからなる電極１２（図９および図３参照）、遷移金属酸化物層１３の上に画素規制部１３を形成し、その後開口部を設ける。
そしてこの上層に、自己組織化膜を塗布しマスクを用いて紫外線照射を行なうことでパターニングし、撥液層１６のパターンを形成する。
この後、インクジェット法によって必要に応じてバッファ層としてＴＦＢを塗布する。このＴＦＢ層は遷移金属酸化物層と同様に全面に塗布してもよいし、開口部に対応する部分だけに塗布してもよい。
そして、乾燥工程を経て、開口部に対応する位置にインクジェット法によって所望の色（ＲＧＢのいずれか）に対応する高分子有機ＥＬ材料を塗布し、発光層１４ｂ（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）を形成する。
さらに、バッファ層(図示せず）を成膜し、最後に表示画素１４１が配置されている領
域に対して陰極１５（図３参照）を形成する。
【０１１６】
この構成によれば、プラズマ照射を用いる事無く撥液層のパターンを形成することができるため、発光効率の高い有機エレクトロルミネッセント装置を得ることができ、また高速駆動が可能で信頼性の高い表示装置を提供することができる。また、発光層は、画素領域よりも大きい領域に高精度にサイズが制御された、撥液層１６で規定された領域内に充填されている。このためインクジェット法により、位置ずれも無く確実に発光層を形成することができ、また周縁部の膜厚の不安定な領域は画素領域とならないため、膜厚およびサイズが高精度に制御された発光層を持つ画素領域を得ることができる。
従って、発光層が均一に形成された表面に形成されると共に、表面も平滑な状態を維持できることになり、発光層が均一に形成され、電界集中もなく、陽極および陰極によって印加される電界が均一に発光層に付与され、良好な発光特性を得ることができる。また各発光層が均一に形成されることになり、発光特性のばらつきもなく良好な発光特性を得ることができる。
また、陰極１５の成膜時あるいはパターニング時においては、発光層は、少なくとも酸化モリブデン層からなるバッファ層で覆うようにすれば、スパッタダメージあるいはプラズマダメージから保護され、信頼性の高い膜形成が可能となる。
【０１１７】
次にエレクトロルミネッセント素子を２次元的に複数配置した発光装置を用いた照明装置の例を、図１０を援用して説明する。２次元的に配置されたエレクトロルミネッセント素子１１０について、例えば全てのエレクトロルミネッセント素子１１０を一斉に点灯／消灯するような構成は極めて容易に実現できる。ただしこのように一斉に点灯／消灯するような構成であっても、少なくとも一方の電極（例えばＡｌで構成される画素電極（図３などにおける陽極１２参照））は個々のエレクトロルミネッセント素子１単位に分離した構成とすることが望ましい。これは何らかの要因によって表示画素１４１に欠陥があったとしても、欠陥が当該表示画素１４１に留まるため、照明装置全体の製造歩留まりを向上させることができるからである。このような構成を有する照明装置は、例えば家庭における一般的な照明器具に応用することができる。この場合に照明装置を極めて薄く構成することができるから、天井のみならず壁面にも容易に設置することができるようになる。
【０１１８】
また、２次元的に配置されたエレクトロルミネッセント素子は任意のデータを供給することで、その発光パターンを簡単に制御することができ、かつ本発明に係るエレクトロルミネッセント素子は、その発光領域を例えば４０μｍ角程度のサイズで構成できるから、照明装置にデータを供給してパネル型の表示装置と兼用するようなアプリケーションを構成できる。もちろんこの場合には表示画素１４１は位置に応じて赤色、緑色、青色に塗り分けられている必要があるが、インクジェット法を用いることにより、極めて容易に多色化が可能となる。
【０１１９】
従来は照明装置と表示装置を比較したときに、その発光輝度は照明装置の方が大きいものであった。しかしながら本発明に係るエレクトロルミネッセント素子１１０は十分に大きく面積をとることができ、極めて高い発光輝度を有しているため、照明装置と表示装置を兼用できるのである。この場合、照明装置と表示装置ではその機能の違い（すなわち使用モード）に起因して発光輝度を調整する機構が必要となるが、この機構は例えば前記実施の形態１に示した構成を採用し駆動電流を制御して各エレクトロルミネッセント素子の発光輝度を調整することで実現できる。即ち照明装置として使用する場合は全てのエレクトロルミネッセント素子をより大きな電流で駆動し、表示装置として使用する場合は小電流でかつ階調に応じて制御された電流値で（すなわち画像データに応じて）各エレクトロルミネッセント素子を駆動すればよい。このようなアプリケーションにおいて、照明装置として機能する場合の電源と、表示装置として機能する場合の電源は単一のものとしてもよいが、駆動電流を制御する、例えばディジタル−アナログ変換器のダイナミックレンジが大きく、表示装置として使用する際の階調数が不足するような場合には、図８および図９に示す共通給電線１４５に接続された電源（図示せず）を使用モードに応じて切り替えるような構成とすることが望ましい。もちろん照明装置としての使用モードにおいても、明るさの制御が必要な態様（すなわち調光機能を有する照明装置）にあっては、先に説明した階調に応じた電流値制御によって容易に対応することができる。また本発明のエレクトロルミネッセント素子は、ガラス基板１００の上のみならず例えばＰＥＴなどの樹脂基板上にも形成できることから、様々なイルミネーション用の照明装置としても応用することができる。
【０１２０】
なお、薄膜トランジスタを有機トランジスタで構成してもよい。また薄膜トランジスタ上に有機エレクトロルミネッセント素子を積層した構造、あるいは有機エレクトロルミネッセント素子上に薄膜トランジスタを積層した構造なども有効である。
【０１２１】
加えて、高画質のエレクトロルミネッセント表示装置を得るために、有機エレクトロルミネッセント素子を形成したエレクトロルミネッセント基板と、ＴＦＴ、コンデンサ、配線などを形成したＴＦＴ基板とを、エレクトロルミネッセント基板の電極とＴＦＴ基板の電極とが接続バンク（撥液層となる突出部）を用いて接続されるように貼り合わせるようにしてもよい。
【０１２２】
またこの遷移金属酸化物層は、積層方向の比抵抗が、面方向の比抵抗の３分の１程度となるように成膜される。また、膜厚を従来では考えられなかった厚さである膜厚４０ｎｍとすることにより、厚膜のＭｏＯ３層によって表面の平坦化および平滑化をはかった上で、良好に発光領域の面積を規制するように構成している。
【０１２３】
ここでは遷移金属酸化物層１１６としての厚いＭｏＯ３層と、陽極であるＡｌ層からなる第１の電極１１２との間にＴＦＢからなるバッファ層（電子ブロック層）を介在させるようにしたが、このバッファ層はなくてもよい。
【０１２４】
（実施例１）
図７（ａ）（ｂ）および（ｃ）に示したように、個別電極状にパターニングされたＩＴＯのパターンを陽極１２として形成したガラス基板１１に、酸化モリブデン層からなるホール注入層を形成してその後、ドライエッチングにて、画素領域を決定するようにパターニングした。画素のサイズは、１２０μｍ＊３００μｍであり、画素数は、２００＊２００画素とした。次に、自己組織化膜によって撥液層１６を形成した。すなわち自己組織化膜形成のための溶液中に、陽極１２およびホール注入層の形成されたガラス基板を浸漬し、乾燥した後、紫外線を用いて選択露光することによって、露光領域の自己組織化膜を除去し非露光領域に相当する撥液層を残留させることで、画素規制部上にライン状の撥液層１６を形成した。画素規制部と撥液層の端部とは５μｍ離れるように形成した。次にインターレイヤとしてＴＦＢを２０ｎｍ、ポリフルオレン骨格を有する緑色発光材料をキシレン溶媒に溶解させ、乾燥後に８０ｎｍの厚みになるように形成した。なお、インクジェット法において、撥液層に挟まれた各画素に跨ってライン状に塗布した。また赤色発光材料、青色発光材料についても同様に撥液層に挟まれた各画素に跨ってライン状に塗布した。これにより、１画素毎に液滴を落とす方法に比べ、液滴量のバラツキが緩和され発光させた場合の均一性が向上する。有機発光材料を乾燥、ベークした後に、陰極としてバリウムを5nm、アルミニウムを１００ｎｍ真空蒸着した。陰極はストライプ上の画素をすべて覆うように形成した。
【０１２５】
以上、得られた試料について、陽極と陰極間に７Ｖの直流電圧を印加し、発光のプロファイルを測定した。発光プロファイルは、高精細のＣＣＤカメラで撮影した。
次にこれらの試料を初期輝度５０００ｃｄになるように電流を設定し、定電流駆動を行い、輝度半減寿命を測定した結果極めて良好であった、またこれら膜厚の不均一性によると思われる発光プロファイルのゆがみと、それから引き起こされる発光寿命の低減は、本発明によって改善されていることがわかる。
なお、酸化モリブデンのかわりに、酸化タングステンを用いた場合でも同様な結果が得られた。
【０１２６】
（実施例２）
実施例１において、ホール注入層を酸化モリブデンからＰＥＤＴ：ＰＳＳにして形成した以外、実施例１と同様にして有機エレクトロルミネッセント素子を作製した場合にも良好な特性を得ることができた。
【０１２７】
（実施例３）
次に、薄膜トランジスタをガラス基板に形成した、低温ポリシリコン基板を用いて、ＲＧＢの塗り分けを行った。ＴＦＴ基板には、絶縁性の有機材料にて平坦化膜を形成した。その基板上に、透明電極としてＩＴＯをスパッタ法で形成しその後、同様にＳｉＮにて画素規制部をそれぞれの厚みで形成し、所望の発光領域になるようにドライエッチングを行った。その後、自己組織化膜からなる撥液層１６を画素列毎に形成した。これにより撥液層で素子の列ごとにストライプ状に分割した。また、すなわちホール注入層としてＰＥＤＴ：ＰＳＳの代わりに酸化タングステンをスパッタ法にて５０ｎｍ形成した。酸化タングステンは、撥液層の上部も含めて全体にスパッタした。これは、ＰＥＤＴに比べて横方向の抵抗が低く、クロストークが生じないと特徴があるため、このような使い方が出来る。次に撥液層で分割された列毎に、インターレイヤ１４ＳとしてＴＦＢを２０ｎｍの厚さになるようにディスペンサーを用いて塗布を行った。それを乾燥、ベーキングしたあとに、発光層として、同様にディスペンサーを用いて、撥液層で分割されたそれぞれの列に赤色発光材料、緑色発光材料、青色発光材料のインクを調合し、平均で８０ｎｍの厚みになるように塗布を行った。その後、陰極としてバリウムを５ｎｍ、アルミニウムを１００ｎｍ真空蒸着した。陰極はストライプ上の画素をすべて覆うように形成した。得られた試料の一部のＴＦＴを外部回路で動作させ発光状態
と寿命を評価した。その緑色の発光列で得られた結果を測定した。
【０１２８】
この場合も実施例１とほぼ同様な結果と傾向を得た。
すなわち、画素規制部膜厚が２００ｎｍ以下であり、かつストライプ状の発光領域を有するように撥液層を形成し画素の端部と撥液層との距離を５ｎｍ以上にすると、輝度半減寿命が向上し、発光プロファイルもほぼ矩形になることが示された。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明の有機エレクトロルミネッセント装置、および画像形成装置は、有機エレクトロルミネッセント素子において、特に発光層を塗布型で行う時に課題となる画素内の発光輝度の均一性あるいは長期にわたる安定な発光を得ることが必要な種々の装置において利用でき、例えばテレビ、ディスプレイの多色発光を必要とするアプリケーションのみならず、単色発光を利用する露光デバイス、プリンタ、ファクシミリなどに適用が可能である。また有機エレクトロルミネッセント素子は有機発光材料の選定によってＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの三原色を得ることができるから、例えばＲＧＢそれぞれの色にて露光する露光装置を用いれば、印画紙を直接露光するタイプの画像形成装置に適用することもできる。
【符号の説明】
【０１３０】
１１  ガラス基板
１２  陽極
１３  画素規制部
１４  発光機能を有した層
１５  陰極
１６  撥液層
１００  ガラス基板
Ｏ、Ｏ０、Ｏ１  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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