(57)【要約】【課題】有機ＥＬ装置において、陽極やバッファ層が発光層に及ぼす消光や劣化等の影響を低減させ、駆動における安定性を確保する。【解決手段】基体の上方に配置された第１の電極と第２の電極との間に、少なくとも発光層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記発光層が液体状態から形成され、前記第１の電極の上方にバッファ層を形成する第１の工程を含み、前記第１の工程において、前記バッファ層の少なくとも一部をプラズマ重合法により形成することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。この方法によれば、駆動において、良好な安定性を有する有機ＥＬ装置を得ることができる。【選択図】図１
2006310282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の上方に配置された第１の電極と第２の電極との間に、少なくとも発光層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記発光層が液体状態から形成され、
前記第１の電極の上方にバッファ層を形成する第１の工程を含み、
前記第１の工程において、前記バッファ層の少なくとも一部をプラズマ重合法により形成すること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記プラズマ重合法において、フッ素を含有する材料を用いること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記材料はフルオロカーボンを含むこと、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
さらに前記第１の電極上に正孔注入層を形成する第２の工程を含み、
前記第２の工程を行った後に、前記第１の工程を行うこと、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記正孔注入層は前記バッファ層に接触すること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載の前記正孔注入層は、エチレンジオキシチオフェンを含む高分子化合物であることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載の前記正孔注入層は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳであることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記発光層は、前記基体の上方に配置され、
前記発光層を区画するバンクが設けられ、
前記バッファ層は前記バンクの上方にも設けられていること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記第１の工程において、前記バッファ層を前記第１の電極に接触するように形成し、
前記第１の電極の表面の平均粗さ（Ｒａ）が、１５Å以上である場合において、前記バッファ層の平均の厚さが、１５Åより大きく２００Åより小さいこと、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記バッファ層の平均の厚さが２００Å以下であること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記バッファ層の平均の厚さが６０Å以下であること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記バッファ層は、前記第２の電極に接触すること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項８に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
さらに、前記バッファ層上に前記第２の電極を形成する第３の工程を含み、
前記バッファ層と前記第２の電極は接触すること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２乃至１３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記バッファ層の平均の厚さが３０Å以下であること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法
【請求項１５】
請求項４又は５に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記バッファ層は、前記正孔注入層を完全に覆うこと、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項８に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記バンクを構成する第１の膜は、前記第１の電極の一部を覆っており、
前記第１の膜の、少なくとも一部は前記バッファ層の一部と重なっていること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の有機ＥＬ装置の製造方法において、
前記第１の膜は、無機材料から構成されていること、
を特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１８】
基体の上方に配置された第１の電極と、
前記基体の上方に配置された第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された発光層と、
前記発光層と前記第１の電極との間に配置された絶縁膜と、を含むこと、
を特徴とする有機ＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置等の電気光学装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機ＥＬ装置に含まれる有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に発光性の有機材料を薄膜形成した構造となっている。そして、両電極から注入された電子と正孔とが発光層内で再結合し、励起したエネルギーが発光として放出されるとして理解されている。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子において、発光層やキャリア輸送層等の有機材料の成膜には、おもに真空蒸着法や塗布法が採用される。
【０００４】
蒸着法においては、微細なパターニングのためにマスク真空蒸着法等が用いられるが、マスクの撓み等の問題で大型ディスプレイの製造において高いパターニング精度を得ることは一般に困難であるとされている。
【０００５】
一方、塗布法においては、微細なパターニングのために選択的に液滴を吐出するインクジェット法等が用いられるが、大型ディスプレイの製造への適用は比較的容易である。また、必要な部分にのみ材料を配置するため、材料利用効率の向上も図ることができる。
【０００６】
なお、塗布法により作製された有機ＥＬ素子については、J. H. Burroughes, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, R. H. Friend, P. L.Burns, A. B. Holmes, Nature, 347, 539 (1990).（非特許文献１）などに報告されている。
【０００７】
一般に有機ＥＬ素子において、キャリア注入層やキャリア輸送層等を発光を担う発光層と電極との間に挿入することにより発光の量子効率や寿命等の素子特性が向上することが知られている。
【０００８】
例えば、特願平９−１８７１３７（特許文献１）には、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸）からなる導電性高分子を正孔注入層としてＩＴＯと発光層の間に挿入することで、素子特性が向上することが報告されている。
【０００９】
【特許文献１】特願平９−１８７１３７
【非特許文献１】J. H. Burroughes, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, R. H. Friend, P. L. Burns, and A. B. Holmes, Nature, 347, 539 (1990).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、キャリア注入層や輸入層は、発光効率や寿命の低下を引き起こすことがある。例えば、正孔注入層に用いる材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを利用する場合、化学種が発光層中に拡散することにより、発光効率や寿命の低下を引き起こすという問題が生じていた。また、電子と正孔の移動速度のアンバランスにより、発光層以外の部分での電子と正孔との衝突確率が増大して、無効電流の増加し、発光効率が低下するという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、主に上記問題点を解決するためになされたものである。
【００１２】
本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基体の上方に配置された第１の電極と第２の電極との間に、少なくとも発光層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記第１の電極の上方にバッファ層を形成する第１の工程を含み、前記第１の工程において、前記バッファ層の少なくとも一部をプラズマ重合法により形成することを特徴とする。
【００１３】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、プラズマ重合法を用いることにより、緻密で良好な膜を得ることができる。
【００１４】
これにより、例えば、前記第１の電極に含まれる、前記発光層の劣化因子となる化学種の前記発光層への拡散を抑制することが可能となる。
【００１５】
また、前記第１の電極と前記バッファ層との間にキャリア注入層やキャリア輸送層が配置されている場合は、上記のキャリア注入層やキャリア輸送層に含まれる、前記発光層の劣化因子となる化学種の前記発光層への拡散を抑制することが可能となる。
【００１６】
さらに、前記発光層で発生した励起子や前記第２の電極から注入されたキャリアの前記第１の電極方向への移動を抑制するという効果も期待することができる。
【００１７】
なお、前記第１の電極とは、例えば、画素電極、陽極あるいは陰極であってもよい。
【００１８】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記プラズマ重合法において、フッ素を含有する材料を用いるようにしてもよい。
【００１９】
上記の材料としては、例えば、炭素―フッ素結合を有するフルオロカーボン化合物が好ましい。炭素―フッ素結合を含む化合物を用いて得られた膜は、耐溶媒性や耐久性が高い等の特性を有する。
【００２０】
このため、前記バッファ層を形成した後、インクジェット法等の液滴吐出法により発光層などの機能層を積層してもバッファ層より下の層に対する損傷を最小限とすることができる。
【００２１】
また、前記バッファ層を形成した後、蒸着法等により発光層などの機能層を成膜した場合でも、バッファ層より下の層に対する損傷を最小限とすることができる。
【００２２】
なお、上記の材料としては、水素や窒素等の元素が含まれるものを使用してもよい。
【００２３】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、さらに前記第１の電極上に正孔注入層を形成する第２の工程を含み、前記第２の工程を行った後に、前記第１の工程を行うようにしてもよい。
【００２４】
前記正孔注入層は、エチレンジオキシチオフェンを含む高分子化合物を含んでいてもよい。
【００２５】
また、前記正孔注入層は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳであってもよい。
【００２６】
正孔注入層が前記発光層と前記第１の電極との間に配置されることになるが、これにより、正孔注入効率が向上し、あるいは、電子の移動速度に対して最適の正孔の移動速度を設定することが可能となる。
【００２７】
正孔注入層に前記発光層の劣化因子等特性低下の要因となる化学種が含まれている場合に、前記バッファ層はそのような化学種の前記発光層への拡散や浸透を抑制することができる。
【００２８】
あるいは、前記発光層で発生した励起子の前記第１の電極側への拡散や前記第２の電極から注入された電子が前記第１の電極に貫通することを抑制することが可能となる。
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記正孔注入層は前記バッファ層に接触するようにしてもよい。
【００２９】
これにより、例えば、前記正孔注入層に前記発光層の劣化因子等特性低下の要因となる化学種が含まれている場合に、前記バッファ層はそのような化学種の前記発光層への拡散や浸透を効率良く抑制することができる。
【００３０】
また、前記正孔注入層の表面に発生した構造欠陥等のキャリアや励起子の捕捉サイトを補修するという効果も期待できる。
【００３１】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記発光層は、前記基体の上方に配置され、記発光層を区画するバンクが設けられ、前記バッファ層は前記バンクの上方にも設けられていることが好ましい。
【００３２】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法は、特に前記バンクの上方の前記第２の電極が配置されている場合に顕著な効果を奏する。
【００３３】
つまり、前記バッファ層は前記第２の電極に含まれる、発光層等の機能層や有機ＥＬ素子を駆動するためのトランジスタ等の能動素子の劣化因子となる拡散を抑制するという効果が期待できる。
【００３４】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記第１の工程において、前記バッファ層を前記第１の電極に接触するように形成し、前記第１の電極の表面の平均粗さ（Ｒａ）が、１５Å以上である場合において、前記バッファ層の平均の厚さが、１５Åより大きく２００Åより小さいことが望ましい。
【００３５】
特に、前記バッファ層の厚さが平均して１０Å以下の場合、前記第１の電極と前記発光層とが直接接触する部分が形成されてしまうことがあるため、素子劣化が誘引されてしまう可能性がある。
【００３６】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記バッファ層の平均の厚さが２００Å以下であってもよい。
【００３７】
特に前記バッファ層と前記第１の電極とが接触する場合、前記バッファ層の平均の厚さが２００Å以下であれば、適度な導電性を確保することが可能である。
【００３８】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記バッファ層の平均の厚さが６０Å以下であってもよい。
【００３９】
特に前記バッファ層と前記第１の電極との間に正孔注入層等のキャリア注入層、あるいは正孔輸送層等のキャリア輸送層等が配置されている場合、適度な導電性を確保するためには、前記バッファ層の平均の厚さが６０Å以下であることが好ましい。
【００４０】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記バッファ層は、前記第２の電極に接触していてもよい。
【００４１】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、さらに、前記バッファ層上に前記第２の電極を形成する第３の工程を含み、前記バッファ層と前記第２の電極は接触してもよい。
【００４２】
前記バッファ層が前記第２の電極に接触していることにより、前記第２の電極に含まれる、有機ＥＬ素子の劣化因子となる化学種の拡散や浸透を抑制することができる。
【００４３】
また、トランジスタ等の能動素子により有機ＥＬ素子を駆動する場合は、前記第２の電極に含まれる物質が可動イオンとなって能動素子を劣化させることがあるが、前記第２の電極と前記バッファ層とが接触することにより、可動イオンの拡散や浸透を抑制するという効果も期待できる。
【００４４】
前記バッファ層が前記第２の電極に接触して設けられている場合、前記バッファ層の平均の厚さは３０Å以下であることが望ましい。
【００４５】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記バッファ層は、前記正孔注入層を完全に覆うことが好ましい。
【００４６】
これにより、例えば、前記正孔注入層に前記発光層の劣化因子等特性低下の要因となる化学種が含まれている場合に、前記バッファ層はそのような化学種の前記発光層への拡散や浸透をより効率良く抑制することができる。
【００４７】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記バンクを構成する第１の膜は、前記第１の電極の一部を覆っており、前記第１の膜の、少なくとも一部は前記バッファ層の一部と重なっていてもよい。
【００４８】
これにより、前記第１の電極、キャリア注入層あるいはキャリア輸送層の端部も前記バッファ層により覆われることが可能となり、前記第１の電極、キャリア注入層あるいはキャリア輸送層を発生源とする有機ＥＬ素子の劣化因子の拡散や浸透を抑制するという効果が期待できる。
【００４９】
なお、前記第１の膜は、例えば、後で説明する無機バンク１３に対応するものであってもよい。
【００５０】
上記の有機ＥＬ装置の製造方法において、前記第１の膜は、無機材料から構成されていてもよい。前記無機材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、または酸窒化ケイ素等が挙げられる。
【００５１】
本発明に係る有機ＥＬ装置は、基体の上方に配置された第１の電極と、前記基体の上方に配置された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された発光層と、前記発光層と前記第１の電極との間に配置された絶縁膜と、を含むこと、を特徴とする。
【００５２】
上記の有機ＥＬ装置において、前記発光層はインクジェットあるいはスピンコート法等の液相プロセスにより形成することがことが好ましい。
【００５３】
上記の絶縁膜は、上記の有機ＥＬ装置の製造方法における前記バッファ層のような機能を有するものであってもよい。例えば、前記第１の電極に含まれる、前記発光層の劣化因子となる化学種の前記発光層への拡散を抑制し、あるいは、前記第１の電極と前記バッファ層との間にキャリア注入層やキャリア輸送層が配置されている場合は、上記のキャリア注入層やキャリア輸送層に含まれる、前記発光層の劣化因子となる化学種の前記発光層への拡散を抑制するものであることが好ましい。
【００５４】
上記の絶縁膜を形成する方法としては、例えば、塗布法、蒸着法、あるいはＣＶＤ法等が適宜用いられるが、上記のようにプラズマ重合法を用いれば緻密で耐久性に優れた膜を形成することが可能である。
【００５５】
上記の絶縁膜は、前記発光層あるいは前記第１の電極を区画するバンクの上方にも設けられていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
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適宜変更可能である。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。
【００５７】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。なお、有機ＥＬ装置を表示装置として用いた例を示す。
【００５８】
[本発明に係る第一例の有機ＥＬ装置]
インクジェット方式による有機ＥＬ装置の製造方法においては、例えば、画素を形成する有機物からなる発光材料、キャリア注入材料、あるいはキャリア輸送材料等を溶媒に溶解または分散させたインク組成物を、インクジェットヘッドから吐出し、電極上に塗布し、有機ＥＬ素子を形成する。吐出されたインク滴を精度よく所定の画素領域に塗布する為に、画素領域あるいは電極を仕切る隔壁（以下バンク）を設ければ、より精度良く、画素に対応して発光層、キャリア注入層、あるいはキャリア輸送層を配置することが可能となる。
【００５９】
（基板）
図１は本発明に係る第一例の有機ＥＬ装置の断面図を示したものである。ガラス基板１０上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１及び絶縁層１５を有する回路素子部１６が形成され、この回路素子部１６上にパターンニングされた陽極１２が配置されている。ＴＦＴ１１と陽極１２とは、絶縁層１５に設けられた配線１７を介して接続されている。
【００６０】
更に、陽極１２を区画するためにＳｉＯ2などからなる無機バンク１３と無機バンク１３上に配置された有機バンク１４とから構成されている。バンクの形状つまり画素の開口形は、円形、楕円、四角、いずれの形状でも構わないが、インク組成物には表面張力があるため、四角形の角部は丸みを帯びているほうが好ましい。有機バンク１４に用いる材料は所望の機能に応じて適宜選択されるが、一般に絶縁性、耐熱性あるいは無機バンク１３との密着性を有することが好ましい。発光層等の機能層の形成にインクジェット法等の液滴吐出法を用いる場合は、撥液性あるいはインク溶剤耐性を有するものであることが望まれる。バンクは、上述したような積層構造を有するものに特には限定されないが、例えば陽極１２がＩＴＯからなる場合は、ＩＴＯとの密着性を上げるために、無機バンク１３を備える方が好ましい。有機物バンク１４の膜厚は発光層等の機能層の膜厚、吐出される液滴の量等を考慮して適宜選択されるが、本実施形態では１〜２μｍ程度としている。
【００６１】
（陽極）
本実施形態では、陽極１２は透明導電材料によって形成されているので、発光層６０から発した光がガラス基板１０側から取り出される、いわゆるボトムエミッション型有機ＥＬ装置として利用できる。透明導電材料としてはＩＴＯが好適であるが、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。
【００６２】
なお、陽極１２が透明電極である場合、下層にアルミニウム膜を配置することにより、発光層６０で発した光が陰極７０側から取り出される、いわゆるトップエミッション型有機ＥＬ装置を構成することができる。
【００６３】
（正孔注入層）
正孔注入層４０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）［商品名；バイトロン−ｐ（Bytron-p）：バイエル社製］の分散液、すなわち、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、さらにこれを水やイソプロピルアルコール等の極性溶媒に溶解させたものが好適に用いられる。
【００６４】
（バッファ層）
バッファ層７０の形成においては、気体状材料を用いたプラズマ重合法を用いることが望ましい。これにより、緻密で耐久性の高い重合膜を形成することが可能である。
【００６５】
上記のプラズマ重合法に用いる材料としては、所望の膜質等を考慮して適宜選択することができる。例えば、バッファ層７０が極性の高いイオン等の化学種の浸透や拡散を抑制する場合は、バッファ層７０を非極性とすることが好ましい。その場合、メタン、エチレン、あるいはエタン等の通常の炭化水素化合物をプラズマ重合の材料として用いることができる。
【００６６】
また、キャリアや励起子の散逸等を抑制するのであれば、上記の炭化水素化合物の他、酸化ケイ素等の無機の絶縁物質の前駆体であるアルコキシシラン類等の絶縁膜の原料となる材料も用いることができる。
【００６７】
バッファ層７０上に塗布法で発光層等の機能膜を形成する場合は、バッファ層７０の濡れ性も考慮することも可能である。強い撥液性の重合膜を形成する場合、炭素―フッ素結合を有する、例えば、ＣＦ4、ＣＨ4Ｆ8、Ｃ4Ｆ10、Ｃ2Ｆ4 及びＣ4Ｆ8等のフルオロカーボンを含むものをプラズマ重合の材料として用いることが望ましい。
【００６８】
バッファ層７０の平均の厚さは、例えば、図１のように示したように、正孔注入層４０が発光層６０と陽極１２との間に配置された場合は、適切な積層方向における導電性を確保するために６０Åよりも小さいことが好ましい。
【００６９】
無機バンク１３の一部が有機バンク１４から陽極１２のある方向に張り出しており、当該無機バンク１３の一部が陽極１２の一部を覆うように形成されているが、バッファ層７０の一部は、当該無機バンク１３の一部と重なるように形成されている。このような構成を採用することにより、正孔注入層４０の端部における発光層６０と正孔注入層４０とを接触させないようにすることになり、発光層６０の周辺部と中央部との間の輝度の差、すなわち輝度ムラを低減することができる。
【００７０】
また、図１に示した本発明に係る第一例の有機ＥＬ装置は、発光層６０構成する膜の周辺部において、当該陽極１２の一部と重なる当該無機バンク１３の一部と当該バッファ層７０の一部との間に正孔注入層４０を構成する膜の一部が挿入されている構造を有しているが、その挿入された膜の一部の膜厚が当該膜の中央部の膜厚より小さくなっており、かつ、その上方に当該バッファ層７０の一部が配置されているため、当該膜の周辺部におけるキャリア集中が緩和され、長寿命化という効果も期待できる。
【００７１】
上述のキャリア集中の緩和という効果は、例えば、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層及び発光層等の有機ＥＬ素子を構成する他の機能層を、図１に示した構成において正孔注入層４０と適宜に置換することにより同様な効果が期待できる。
【００７２】
（発光層）
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適宜用いられる。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。すなわち、発光波長帯域が赤色に対応した発光層６０Ｒ、緑色に対応した発光層６０Ｇ、及び青色に対応した発光層６０Ｂの三つの発光層が、指定された階調レベルで発光することにより、有機ＥＬ装置が全体としてフルカラー表示を行う構成となっている。
【００７３】
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適宜用いられる。
【００７４】
発光層６０の形成材料として特に限定はないが、例えば、（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、Ｉｒ（ｐｐｙ）3等の低分子材料をドープして用いることもできる。
【００７５】
なお、ここで、「高分子」とは、分子量が数百程度のいわゆる「低分子」よりも分子量の大きい重合体を意味し、上述の高分子材料には、一般に高分子と呼ばれる分子量１００００以上の重合体の他に、分子量が１００００以下のオリゴマーと呼ばれる低重合体が含まれる。
【００７６】
なお、本実施形態では、赤色の発光層６０Ｒ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６０Ｇ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６０Ｂ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、これら発光層６０Ｒ、発光層６０Ｇ及び発光層６０Ｂのそれぞれの膜厚については、寿命、輝度、あるいは色度等を考慮して適宜設定されるが、ここでは、駆動電圧を考慮して、６０〜１２０ｎｍに設定されている。
【００７７】
（陰極）
陰極５０は陰極の安定性、仕事関数あるいは光の透過率等を考慮して適宜選択される。ここでは、上述の発光層に用いる材料に適合するＣａ（カルシウム）を用いている。Ｃａの仕事関数は２．９ｅＶと小さく、発光層への電子注入が良好に行われる。しかし、酸化されやすく安定性に乏しいため、導電性を補う役割として、Ｃａ表面をＡｌ（アルミニウム）で覆う。さらに、発光特性を向上させるために、ＬｉＦ（フッ化リチウム）をＣａと発光層の界面に挿入する。この共通陰極５０の厚さとしては、本実施例においては、ＬｉＦが２ｎｍ、Ｃａが２０ｎｍ、Ａｌは２００ｎｍとした。また、特にトップエミッション型の有機ＥＬ装置とする場合には、十分に薄い補助陰極５０を形成してこれに透光性を持たせることが可能であり、あるいは透光性を有するＩＴＯ等の導電性材料を用いて陰極５０を形成することも可能である。
【００７８】
［有機ＥＬ装置の製造方法］
次に、図２を参照して、上述の本発明に係る第一の例の有機ＥＬ装置を製造する方法の一例を各工程の断面構造に沿って説明する。
【００７９】
（正孔注入層の形成）
図２（Ａ）に陽極１２、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１等を含む基体の一部の断面図を示す。正孔注入層をインクジェット塗布する前に、プラズマ処理により無機バンク１３及び有機バンク１４をそれぞれ親インク化及び撥インク化する。プラズマ処理の条件は、大気圧下で、パワー３００Ｗ 、電極−基板間距離１ｍｍ、酸素プラズマ処理では、酸素ガス流量１００ｍ／ｍｉｎ、ヘリウムガス流量１０ｌ／ｍｉｎ、テーブル搬送速度１０ｍｍ/ｓで行い、続けてＣＦ４プラズマ処理では、ＣＦ４ガス流量１００ｍｌ／ｍｉｎ、ヘリウムガス流量１０ｌ／ｍｉｎ、テーブル搬送速度３ｍｍ/ｓの往復で行う。
【００８０】
図２（Ｂ）において、正孔注入層４０の材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用い、極性溶剤であるイソプロピルアルコール，Ｎ−メチルピロリドン，１，３−ジメチルー２−イミダゾリジノンで分散させたインク組成物を調製し、インクジェット法により吐出、塗布する。
【００８１】
次に、真空中（１ｔｏｒｒ（133.3Ｐａ））、室温、２０分という条件でインク組成物に含まれる溶媒を除去し、その後、窒素中、２００℃（ホットプレート上）、１０分の熱処理を行う。この方法により、膜厚の均一な第１の正孔注入層４０を形成する。
【００８２】
（バッファ層の形成）
次に、図２（Ｃ）に示したように、正孔注入層４０の上にバッファ層７０を形成する。このバッファ層形成工程では、気体状材料を原料とするプラズマ重合法が用いられる。ここでは、プラズマ重合法に用いる原料としては、ＣＨＦ3を用いた。
【００８３】
まず、チャンバー内を９×１０-5Ｔｏｒｒ以下にした。その後、ガス流量５０ｓｃｃｍ、ガス圧力０．２Ｔｏｒｒ、プラズマ放電周波数１３．５６ＭＨｚ、放電出力２５Ｗの条件において、約８０Å/ｍｉｎの速度で重合膜が形成された。
【００８４】
（発光層の形成）
次いで、図２（Ｄ）に示すように、発光層形成工程による発光層６０の形成を行う。この発光層形成工程では、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、インクジェット法により、発光層形成材料を陽極バッファ層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、発光層６０を形成する。この発光層６０の形成は、赤、緑、及び青のそれぞれの画素に対応したバッファ層７０上にインクジェット法により選択的に塗布することにより行う。なお、インクジェット法において、吐出量や吐出回数等を最適化することにより、発光層６０Ｒ、発光層６０Ｇ、及び発光層６０Ｂのそれぞれの所望の膜特性を適宜調整することが可能である。
【００８５】
（陰極の形成）
次いで、図２（Ｅ）に示すように、陰極５０を形成する。ここで、陰極５０はＬｉＦ、Ｃａ及びＡｌを積層して形成される。陰極５０の形成には真空蒸着法が用いられる。
【００８６】
その後、陰極５０の上面全体をエポキシ樹脂系接着剤で覆い封止を行い、本実施形態の有機ＥＬ装置が形成される。
【００８７】
［本発明に係る第二例の有機ＥＬ装置］
図３は、本発明に係る第二例の有機ＥＬ装置の断面図を示したものである。
【００８８】
上述の第一例の有機ＥＬ装置と第二例の有機ＥＬ装置との主な相違点は、上述の第一例有機ＥＬ装置においては、陽極１２の上方において、バッファ層７０は発光層６０と正孔注入層４０との間に配置されているのに対して、第二例の有機ＥＬ装置においては、陽極１２の上方において、バッファ層７０は陽極１２及び発光層６０の両方と接触している点である。それ以外の構成要素については、上述の第一例の有機ＥＬ装置の説明において述べた構成材料、出発原料及びプロセス条件等が採用可能である。
【００８９】
図３に示した本発明に係る第二例の有機ＥＬ装置におけるバッファ層７０の膜厚は、陽極１２とバッファ層７０とが接触している等の理由により図１に示した第一例の有機ＥＬ装置におけるバッファ層７０の膜厚より大きくすることが可能である。
【００９０】
具体的には、第二例の有機ＥＬ装置におけるバッファ層７０の膜厚は、適度な有機ＥＬ素子の積層方向における導電性を確保するためには、２００Å程度であってもよい。
【００９１】
陽極の表面の平均粗さ（Ｒａ）が、１５Å以上である場合において、バッファ層７０の平均の厚さが、１５Åより大きく２００Åより小さければ、陽極１２は、発光層６０との直接のコンタクトが回避され、有機ＥＬ素子の駆動安定性の向上や発光層６０を構成する膜の部部位による輝度の差を低減等が期待できる。
【００９２】
また、無機バンク１３の一部が有機バンク１４から陽極１２のある方向に張り出しており、当該無機バンク１３の一部が陽極１２の一部を覆うように形成されているが、バッファ層７０の一部は、当該無機バンク１３の一部と重なるように形成されている。このような構成を採用することにより、陽極１２の端部における発光層６０と陽極１２とを接触させないようにすることになり、発光層６０を構成する膜の周辺部と中央部との間の輝度の差、すなわち輝度ムラを低減することができる。
【００９３】
上述の本発明に係る第二の例の有機ＥＬ装置を製造する方法と、図２に示した有機ＥＬ装置を製造する方法との主な相違点は、陽極１２上に直接バッファ層７０を形成するという点である。
【００９４】
具体的には陽極１２の表面を酸素プラズマ処理を行うことにより、陽極１２とバッファ層７０との密着性が向上する。次に、図２に示した有機ＥＬ装置を製造する方法において述べたバッファ層７０を形成するための出発原料を用いたプラズマ重合を行うことにより、バッファ層７０が形成される。
【００９５】
それ以外の工程については、図２に示した有機ＥＬ装置を製造する方法において述べた構成材料、出発原料及びプロセス条件等が採用可能である。
【００９６】
［電子機器］
次に、本発明に係る電子機器について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の有機ＥＬ装置を備えた携帯電話の斜視図である。図３において符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は表示部を示している。この携帯電話１０００は、本実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部１００１を備えているので、良好な表示特性を発揮することができる。
【００９７】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００９８】
[実施例]
次に、本発明に係る実施例について説明する。
【００９９】
（実施例１）
ガラス基板の上面にＩＴＯからなる画素電極を形成し、その上面に正孔注入層としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを塗布法により６００Å成膜した。
【０１００】
その上面に、バッファ層として、ＣＨＦ3ガスを用い、ガス流量５０ｓｃｃｍ、ガス圧力０．２Ｔｏｒｒ、プラズマ放電周波数１３．５６ＭＨｚ、放電出力２５Ｗの条件において重合膜を３０Å形成した。
【０１０１】
その上面に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）の混合溶液を用いて発光層を形成した。
【０１０２】
その発光層の上面に、陰極となるＬｉＦ４０Å、Ｃａを５０Å、Ａｌを２０００Å真空蒸着法により成膜した。
【０１０３】
その後、封止基板により全体を封止した。
【０１０４】
このように形成した有機ＥＬ装置において、陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、発光層からの発光の輝度、電流を測定した。図５中の実線は、輝度―電圧特性を示す。そして、図６中の実線は、所定の輝度に設定した時の電流値を一定に保った状態での、時間に対する輝度の変化を示す。また、図７中の実線は、時間に対する電圧の変化を示す。ここで、相対輝度とは、初期輝度に対するある時間での輝度の比率である。
【０１０５】
（実施例２）
ガラス基板の上面にＩＴＯからなる画素電極を形成し、その上面に正孔注入層としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを塗布法により６００Å成膜した。
【０１０６】
その上面に、バッファ層として、ＣＨＦ3ガスを用い、ガス流量５０ｓｃｃｍ、ガス圧力０．２Ｔｏｒｒ、プラズマ放電周波数１３．５６ＭＨｚ、放電出力２５Ｗの条件において重合膜を６０Å形成した。
【０１０７】
その上面に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）の混合溶液を用いて発光層を形成した。
【０１０８】
その発光層の上面に、陰極となるＬｉＦ４０Å、Ｃａを５０Å、Ａｌを２０００Å真空蒸着法により成膜した。
【０１０９】
その後、封止基板により全体を封止した。
【０１１０】
このように形成した有機ＥＬ装置において、陽極と陰極とのの間に直流電圧を印加し、発光層からの発光の輝度、電流を測定した。図５中の破線は、輝度―電圧特性を示す。そして、図６中の破線は、実施例１と同じ所定の輝度に設定した時の電流値を一定に保った状態での、時間に対する輝度の変化を示す。また、図７中の破線は、時間に対する電圧の変化を示す。
【０１１１】
（比較例１）
ガラス基板の上面にＩＴＯからなる画素電極を形成し、その上面に正孔注入層としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを塗布法により６００Å成膜した。
【０１１２】
その上面に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）の混合溶液を用いて発光層を形成した。
【０１１３】
その発光層の上面に、陰極となるＬｉＦ４０Å、Ｃａを５０Å、Ａｌを２０００Å真空蒸着法により成膜した。
【０１１４】
その後、封止基板により全体を封止した。
【０１１５】
このように形成した有機ＥＬ装置において、陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、発光層からの発光の輝度、電流を測定した。図５中の点線は、輝度―電圧特性を示す。そして、図６中の点線は、実施例１と同じ所定の輝度に設定した時の電流値を一定に保った状態での、時間に対する輝度の変化を示す。また、図７中の点線は、時間に対する電圧の変化を示す。
【０１１６】
（実施例３）
○バッファ層の調整
ガラス基板を用いて、バッファ層調製を行った。ガラス基板の表面に酸素プラズマ処理を施した。その後、バッファ層を形成した。バッファ層はプラズマ重合法を用いて形成した。重合膜形成は、平行平板型リアクターが搭載されたチャンバー内で行い、ＣＨＦ3ガスを使用した。まず、チャンバー内を９×１０-5Ｔｏｒｒ以下にした。その後、ガス流量５０ｓｃｃｍ、ガス圧力０．２Ｔｏｒｒ、プラズマ放電周波数１３．５６ＭＨｚ、放電出力２５Ｗの条件において、約８０Å/ｍｉｎの速度で重合膜が形成された。
【０１１７】
形成した重合膜を、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）を用いて分析を行ったところ、Ｃ１ｓにスペクトルからは、不純物に起因するスペクトルは検出されず、ＣＦ3、ＣＦ2、ＣＦ、Ｃ−ＣＦ、ＣＨに由来するスペクトルが検出された。
【０１１８】
次いで、ＩＴＯ基板上に重合膜を形成した。ＩＴＯ基板とは、ガラス上面にＩＴＯからなる陽極を形成された基板である。この基板の表面に酸素プラズマ処理を施した。ＩＴＯ表面に１０Å、１００Å、５００Åの膜厚で形成した高分子重合膜と、高分子重合膜を形成していないＩＴＯの表面状態を、ＡＦＭを用いて観測した。その結果、ＩＴＯ表面の平均面粗さ（Ｒａ）が１７．５Åであり、高分子重合膜を１０Å、１００Å、５００Å形成したもののＲａはそれぞれ、１７．４Å、１６．５Å、１３．１Åであった。高分子重合膜が１０Åの場合は、ＩＴＯ表面のＲａに比べほとんど変化がないが、１００Å、５００Åと厚くなるに従い、Ｒａが小さくなっていた。
【０１１９】
○バッファ層の導電性
上述と同様の方法により、ＩＴＯ基板上にＣＨＦ3ガスを用いた重合膜を１００Å、５００Å形成した。その上面に、真空蒸着法によりＡｌを２０００Å形成した。
【０１２０】
このように形成した素子において、陽極と陰極との間に直流電圧を印加した。その際の素子に流れる電流値を測定した。
【０１２１】
重合膜が５００Åと厚い場合には、電流値は測定装置における測定限界以下であり、４Ｖ印加時の電流密度に換算すると、１×１０‐5ｍＡ／ｃｍ2以下であった。一方、重合膜が１００Åの場合においては、４Ｖ印加時の電流密度は１．５×１０2ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１２２】
上述と同様の方法により、ＩＴＯ基板上にＣＨＦ3ガスを用いた重合膜を１００Å形成した。
【０１２３】
その上面に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）の混合溶液を用いて発光層を形成した。
【０１２４】
その発光層の上面に、陰極となるＬｉＦ４０Å、Ｃａを５０Å、Ａｌを２０００Å真空蒸着法により成膜した。
【０１２５】
その後、封止基板により全体を封止した。このように形成した有機ＥＬ装置において、陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、発光層からの発光の輝度、電流を測定した。図８中の実線は、所定の輝度に設定した時の電流値を一定に保った状態での、時間に対する輝度の変化を示す。また、図９中の実線は、時間に対する電圧の変化を示す。ここで、相対輝度とは、初期輝度に対するある時間での輝度の比率であり、相対電圧とは、初期電圧に対するある時間での電圧である。
【０１２６】
（実施例４）
実施例３と同様に、ＩＴＯ基板上にＣＨＦ3ガスを用いた重合膜を１０Å形成した。
【０１２７】
実施例３と同様に発光層までを形成した。
【０１２８】
その上面に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）の混合溶液を用いて発光層を形成した。
【０１２９】
その発光層の上面に、陰極となるＣａを２００Å、Ａｌを２０００Å真空蒸着法により成膜した。
【０１３０】
その後、封止基板により全体を封止した。
【０１３１】
このように形成した有機ＥＬ装置において、陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、発光層からの発光の輝度、電流を測定した。図８中の破線は、実施例１と同じ所定の輝度に設定した時の電流値を一定に保った状態での、時間に対する輝度の変化を示す。また、図９中の破線は、時間に対する電圧の変化を示す。
【０１３２】
（比較例２）
ＩＴＯ基板表面に酸素プラズマ処理を施した。
【０１３３】
その上面に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）の混合溶液を用いて発光層を形成した。
【０１３４】
その発光層の上面に、陰極となるＬｉＦ４０Å、Ｃａを５０Å、Ａｌを２０００Å真空蒸着法により成膜した。
【０１３５】
その後、封止基板により全体を封止した。
【０１３６】
このように形成した有機ＥＬ装置において、陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、発光層からの発光の輝度、電流を測定した。図８中の点線は、実施例１と同じ所定の輝度に設定した時の電流値を一定に保った状態での、時間に対する輝度の変化を示す。また、図９中の点線は、時間に対する電圧の変化を示す。
【０１３７】
（比較例３）
ＩＴＯ基板表面に酸素プラズマ処理を施した。その上にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液［商品名；バイトロン−ｐ（Bytron-p）：バイエル社製］を塗布法により６００Å成膜した。
【０１３８】
その上面に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）の混合溶液を用いて発光層を形成した。
【０１３９】
その発光層の上面に、陰極となるＬｉＦ４０Å、Ｃａを５０Å、Ａｌを２０００Å真空蒸着法により成膜した。
【０１４０】
その後、封止基板により全体を封止した。
【０１４１】
このように形成した有機ＥＬ装置において、陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、発光層からの発光の輝度、電流を測定した。図８中の点破線は、実施例１と同じ所定の輝度に設定した時の電流値を一定に保った状態での、時間に対する輝度の変化を示す。また、図９中の点破線は、時間に対する電圧の変化を示す。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明に係る第一例の有機ＥＬ装置を説明する断面図である。
【図２】図１の有機ＥＬ表示装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図３】本発明に係る第二例の有機ＥＬ装置を説明する断面図である。
【図４】本実施形態の有機ＥＬ装置を備えた携帯電話の斜視図である。
【図５】実施例１と実施例２、比較例１における輝度―電圧特性である。
【図６】実施例１と実施例２、比較例１における時間に対する輝度の変化である。
【図７】実施例１と実施例２、比較例１における時間に対する電圧の変化である。
【図８】実施例３、実施例４、比較例２及び比較例３における時間に対する輝度の変化である。
【図９】実施例３、実施例４、比較例２及び比較例３における時間に対する電圧の変化である。
【符号の説明】
【０１４３】
１２陽極  ４０正孔注入層  ５０陰極  ６０発光層  ７０陽極バッファ層。
【図１】
2006310282.tif 000003
【図２】
2006310282.tif 000004
【図３】
2006310282.tif 000005
【図４】
2006310282.tif 000006
【図５】
2006310282.tif 000007
【図６】
2006310282.tif 000008
【図７】
2006310282.tif 000009
【図８】
2006310282.tif 000010
【図９】
2006310282.tif 000011