(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の電極と、対向電極と、前記電極と前記対向電極との間に少なくとも複数の有機化合物層とを有するエレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記対向電極は電子注入層と、前記電子注入層上に設けられた、金属酸化物を有する透明導電層とを有し、
前記エレクトロルミネッセンス素子に、電流密度を５０〜３７５Ａ／ｍ2として１〜２分、電流を流しながら、４０℃以上で且つ前記複数の有機化合物層のうち最も低いガラス転移温度のもののガラス転移温度未満で１〜２分、加熱する電界アニール処理を行う工程を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
前記電界アニール処理は、定電流を流すことを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
前記電界アニール処理は、定電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項４】
前記エレクトロルミネッセンス素子は、トップエミッション構造であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
基板上の電極と、対向電極と、前記電極と前記対向電極との間に少なくとも複数の有機化合物層とを有するエレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
電子注入層及び前記電子注入層上に設けられた、金属酸化物の透明導電層を有する前記対向電極をスパッタによって前記有機化合物層に設けて、前記エレクトロルミネッセンス素子を形成する工程と、
前記エレクトロルミネッセンス素子に、電流密度を５０〜３７５Ａ／ｍ2として１〜２分、電流を流しながら、４０℃以上で且つ前記複数の有機化合物層のうち最も低いガラス転移温度のもののガラス転移温度未満で１〜２分、加熱する電界アニール処理を行う工程を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。 
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子はアノードとカソードとの間に有機化合物層が介在した積層構造を為しており、アノードとカソードの間に順バイアス電圧が印加されると、有機化合物層内で電子と正孔が再結合引き起こして有機化合物層が発光する。それぞれ赤、緑、青に発光する複数の有機エレクトロルミネッセンス素子をサブピクセルとして基板上にマトリクス状に配列し、画像表示を行うエレクトロルミネッセンスディスプレイパネルが実現化されている。
【０００３】
また、有機化合物層の中にはインクジェット法といった湿式塗布法によって電極に積層されることが可能なものもあり、電極に対して酸素プラズマ処理を行うことによって電極を親液化し、その後電極に有機化合物含有液を塗布すると、電極に塗布した有機化合物含有液がアノード全体に広がり、均一な膜厚の有機化合物層を形成することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３５３５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルでは、主に有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている透明基板側から発光を取り出すボトムエミッション方式と、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されている透明基板と反対側から発光を取り出すトップエミッション方式とがある。ボトムエミッション方式では、アクティブ駆動の場合、基板に設けられた画素トランジスタ等によりサブピクセルの開口率（発光面積の割合）が低下するが、トップエミッション方式では、画素トランジスタ上にも有機エレクトロルミネッセンス素子を配置できるので画素回路等の影響を受けずに開口率を高めることができるという利点がある。
【０００５】
トップエミッション方式では、基板上に画素電極、有機発光層を含む単層又は複数の層の担体輸送層を形成し、その上に透明導電膜となる対向電極を形成する必要がある。透明導電膜の材料としては、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物があり、このような材料の成膜方法としてはスパッタリングや電子ビーム等の成膜法があるが、このような製法ではその下の担体輸送層にダメージを与えてしまう。また、担体の注入性を向上するために、金属酸化物と担体輸送層との間に薄い低仕事関数の金属層を介在させる場合、プロセス中に存在する微量な酸素によってこの金属層が酸化してしまうといった問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、エレクトロルミネッセンス素子やエレクトロルミネッセンス素子の製造工程において、エレクトロルミネッセンス素子の輝度や発光効率を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、基板上の電極と、対向電極と、前記電極と前記対向電極との間に少なくとも複数の有機化合物層とを有するエレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、前記対向電極は電子注入層と、前記電子注入層上に設けられた、金属酸化物を有する透明導電層とを有し、前記エレクトロルミネッセンス素子に、電流密度を５０〜３７５Ａ／ｍ2として１〜２分、電流を流しながら、４０℃以上で且つ前記複数の有機化合物層のうち最も低いガラス転移温度のもののガラス転移温度未満で１〜２分、加熱する電界アニール処理を行うことを特徴とする。 
【０００８】
請求項１に記載の発明は、前記電界アニール時の加熱温度は、前記有機化合物層のガラス転移温度未満であることを特徴とする。 
【０００９】
請求項１に記載の発明では、前記電界アニール時の加熱時間は、１〜２分であることを特徴とする。 
【００１０】
請求項１に記載の発明では、前記電界アニール時の電流を流す時間は１〜２分であることを特徴とする。 
【００１１】
請求項２に記載の発明では、前記電界アニール処理は、定電流を流すことを特徴とする。 
【００１２】
請求項３に記載の発明では、前記電界アニール処理は、定電圧を印加することを特徴とする。 
【００１３】
請求項４に記載の発明では、前記エレクトロルミネッセンス素子は、トップエミッション構造であることを特徴とする。 
【００１４】
請求項１に記載の発明では、前記対向電極は電子注入層と、金属酸化物を有する透明導電層とを有することを特徴とする。 
【００１６】
請求項５に記載の発明は、基板上の電極と、対向電極と、前記電極と前記対向電極との間に少なくとも複数の有機化合物層とを有するエレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、電子注入層及び前記電子注入層上に設けられた、金属酸化物の透明導電層を有する前記対向電極をスパッタによって前記有機化合物層に設けて、前記エレクトロルミネッセンス素子を形成する工程と、前記エレクトロルミネッセンス素子に、電流密度を５０〜３７５Ａ／ｍ2として１〜２分、電流を流しながら、４０℃以上で且つ前記複数の有機化合物層のうち最も低いガラス転移温度のもののガラス転移温度未満で１〜２分、加熱する電界アニール処理を行う工程を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。 
【００１７】
請求項８に記載の発明では、前記電界アニール時の加熱温度は、前記有機化合物層のガラス転移温度未満であることを特徴とする。 
【００１８】
請求項５に記載の発明では、前記電界アニール時の電流密度は、５０〜３７５Ａ／ｍ2であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、エレクトロルミネッセンス素子を加熱した状態で電極と対向電極との間に電圧又は電流を印加することで、エレクトロルミネッセンス素子の輝度や発光効率等の発光特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence）という用語をＥＬと略称する。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１は、有機ＥＬ素子１０を厚さ方向に切断した断面図である。有機ＥＬ素子１０は、基板１１上に順に形成された画素電極１２（陽極）と、有機ＥＬ層１３（有機化合物層）と、対向電極１８とを備える。
【００２６】
画素電極１２は、少なくとも光反射性導電膜を有する単層又は複数の層を備えており、具体的には、気相成長法によって基板１１上に成膜されたアルミニウム光反射性導電膜及びその上に成膜された透明導電性膜（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ））を、必要に応じてフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いてパターニングすることによって形成されたものであり、有機ＥＬ素子１０のアノードを構成する。有機ＥＬ層１３は、少なくとも有機化合物を含む発光層を有する単層又は複数の層を備えている。有機ＥＬ層１３内の有機発光層以外に担体輸送層がある場合、この担体輸送層は有機化合物層であってもよく、無機化合物であってもよい。担体輸送層としては、正孔輸送層、電子輸送層等がある。有機ＥＬ層１３は画素電極１２の上に形成された正孔輸送層、発光層の二層構造であっても良いし、また発光層、電子輸送層からなる二層構造であっても良いし、担体輸送層と発光層との組合せ、層の数は任意に設定できる。また、これらの層構造において他の担体輸送層の担体輸送性を制限する中間層が介在した積層構造であっても良いし、その他の積層構造であっても良い。
【００２７】
画素電極１２上には、担体輸送層として正孔輸送層１６、有機化合物を含む発光層１７が順に積層されて有機ＥＬ層１３が形成されている。正孔輸送層１６は、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）及びドーパントであるＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）が好ましく、発光層１７は、ポリフェニレンビニレン系発光材料、ポリフルオレン系発光材料等の共役二重結合高分子を有することが好ましい。
【００２８】
正孔輸送層１６及び発光層１７は、湿式塗布法（例えば、微細な液滴を吐出するインクジェット法や液体を流し込むノズルプリント法）によって成膜される。この場合、正孔輸送層１６となるＰＥＤＯＴ及びＰＳＳを含有する有機化合物含有液を画素電極１２に塗布後乾燥して正孔輸送層１６を成膜し、その後、発光層１７となる発光材料を含有する有機化合物含有液を塗布して成膜する。
【００２９】
発光層１７の上には、カソードとして機能する対向電極１８が設けられている。対向電極１８は、有機ＥＬ層１３側の薄い電子注入層１４と、電子注入層１４上に設けられた透明導電層１５とを備える。電子注入層１４は、画素電極１２よりも仕事関数の低い材料で形成されており、例えば、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、希土類金属の少なくとも一種を含む単体又は合金で形成されており、可視光が透過するように厚さが０．１ｎｍ〜５０ｎｍの薄膜であることが好ましい。あるいは、電子注入層１４は、上記各種材料の層が積層された積層構造となっていても良い。
【００３０】
電子注入層１４の上には、透明な導電性材料（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ））を気相成長法によって成膜することによって透明導電層１５が形成されている。
【００３１】
次に、有機ＥＬ素子１０の製造方法について説明する。
まず、気相成長法によって導電性膜を基板１１の表面にべた一面に成膜し、その導電性膜に対してフォトリソグラフィー法・エッチング法を順に施すことによって、画素電極１２をパターニングする。画素電極１２が複数の層構造の場合、まとめてパターニングしてもよいが、複数の層のエッチングの際に電池反応を引き起こしてしまう場合、下層を先にパターニング後、上層をパターニングしてもよい。この後、純水中に基板１１ごと浸して超音波洗浄を行い、引き続きＵＶプラズマ装置により酸素プラズマを発生し洗浄及び画素電極１２の親液化処理を行う。
【００３２】
次に、正孔注入材料（例えば導電性高分子であるＰＥＤＯＴ及びドーパントとなるＰＳＳ）を水に溶解した水溶性有機化合物含有液を画素電極１２上に塗布し、正孔輸送層１６を形成する。塗布方法としては、インクジェット法（液滴吐出法）、ノズルプリント法、その他の印刷方法を用いても良いし、ディップコート法、スピンコート法といったコーティング法を用いても良い。
【００３３】
正孔輸送層１６を形成した後、正孔輸送層１６を大気に曝露した状態で、基板１１を載置しているステージを加熱して基板１１を１６０〜２００℃の温度で乾燥させ、残留溶媒の除去を行う。
【００３４】
次に、発光色の異なる画素ごとに共役二重結合高分子発光材料をそれぞれ疎水性の有機溶剤（例えば、キシレン、テトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン）に溶かし、有機化合物含有液を準備する。そして、正孔輸送層１６上に有機化合物含有液を塗布する。有機化合物含有液は親油性なため、正孔輸送層１６をほとんど溶解しない。これにより、正孔輸送層１６上に発光層１７を成膜する。塗布方法としてはインクジェット法（液滴吐出法）、ノズルプリント法その他の印刷方法を用いて行う。
【００３５】
次に、不活性ガス雰囲気（例えば、窒素ガス雰囲気）下または真空中でステージを加熱して基板１１を乾燥させ、残留溶媒の除去を行う。なお、真空中で成膜炉内に設けられたシーズヒータによって乾燥を行っても良い。
【００３６】
次に、気相成長法により電子注入層１４を発光層上にべた一面に成膜する。具体的には、真空蒸着法によってインジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、希土類金属の少なくとも一種を含む単体又は合金の薄膜をべた一面に成膜する。次に、気相成長法により錫ドープ酸化インジウム（Indium Thin Oxide；ＩＴＯ）や亜鉛ドープ酸化インジウム等の金属酸化物を有する透明導電層１５をべた一面に成膜する。このあと、適宜保護封止膜を全体に被膜してもよい。以上により、トランジスタアレイパネル５０上に有機ＥＬ素子１０が形成される。電子注入層１４は、透明導電層１５より仕事関数が低いことが電子注入性の観点から好ましい。ここで、電子注入層１４は透明導電層１５の金属酸化物に含まれる酸素により部分酸化されて電子の注入障壁が生じてしまう。
【００３７】
次に、有機ＥＬ素子１０に対し、電界アニールプロセスを行う。具体的には、有機ＥＬ素子１０全体を正孔輸送層１６及び発光層１７のうち、低い方のガラス転移温度以下、例えば４０℃以上１５０℃以下の温度に加熱する（アニーリング）。同時に、有機ＥＬ素子１０のアノードとカソードとの間に順バイアスに電圧を印加して電流を流す。電圧の大きさは、有機ＥＬ素子１０が発光する程度である。このとき、電界アニールプロセスは、一定電流を有機ＥＬ素子１０に流し続けて有機ＥＬ素子１０に印加される電圧値がほぼ一定になるまで続けるか、或いは一定電圧を有機ＥＬ素子１０に印加して有機ＥＬ素子１０に流れる電流値がほぼ一定になるまで続ける。
【００３８】
上記電界アニールプロセスを経ることで、後述の実施例に示すように、有機ＥＬ素子の輝度や発光効率等の発光特性が向上する。これには、以下のような理由が考えられる。
【００３９】
すなわち、電子注入層１４の上に気相成長法により透明導電層１５を形成すると、電子注入層１４を構成する仕事関数の低い材料が透明導電層１５との界面で部分的に酸化し、透明導電層１５から発光層１７へのキャリア（電子）の注入障壁が形成される。これに対し、有機ＥＬ素子１０を加熱しながら電圧を印加すると、加熱したことにより正孔輸送層１６、発光層１７内でのキャリアの移動度が高くなる。すると、外部から印加した電圧は、電界アニールプロセス前より相対的に抵抗が高くなった注入障壁に集中し、注入障壁に強電界がかかる。この強電界により、電子注入層１４と透明導電層１５との界面の構造が変化し、電子の注入性が改善されると考えられる。
【実施例１】
【００４０】
以下、本実施の形態について実施例を挙げることによりさらに具体的に示す。
【００４１】
〔有機ＥＬ素子の作成〕
あらかじめＩＴＯからなる画素電極を形成したガラス基板を、純水中で超音波洗浄し、さらにＵＶプラズマ装置を用いて酸素プラズマ処理を行い表面の清浄化を行った。次に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液を、ガラス基板のパターン形成面にスピンコートし、２００℃で２０分間乾燥させ、膜厚５０ｎｍ程度の正孔輸送層を形成した。さらに、正孔輸送層の上に、ポリフルオレンのキシレン溶液をスピンコートし乾燥して層厚７０〜８０ｎｍ程度の発光層を形成した。その後、真空雰囲気で１２０℃で３０分間乾燥させた。
【００４２】
発光層を形成した基板を真空蒸着用のチャンバに入れ、１０-4Ｐａ以下の圧力にし、発光層上に０．０５ｎｍ／ｓの成膜レートでＣａを蒸着し、１２ｎｍの膜厚の電子注入層を形成した。次に、電子注入層を形成した基板を対向ターゲット型のスパッタ装置のチャンバに入れ、０．１Ｐａの圧力下で１．５ｋＷの電力として、電子注入層上に膜厚５０ｎｍ程度のＩＴＯからなる対向電極をスパッタ成膜した。
【００４３】
〔電界アニールプロセス〕
作成した有機ＥＬ素子を窒素雰囲気のグローブボックス内のホットプレートに載せて１２０℃に加熱しながら、画素電極と対向電極との間に３．５Ｖの電圧を順バイアス方向に印加し、一定電流値となる時間（２分間）になるまで発光させた。
【００４４】
＜比較例１＞
対向電極をＩＴＯの代わりにアルミニウムにより成膜し、ボトムエミッション方式とした。
【００４５】
＜比較例２＞
実施例１の電界アニールプロセスにおいて、加熱のみを行い、電圧の印加を行わなかった。それ以外は、実施例１と同様である。
【００４６】
＜比較例３＞
電界アニールプロセスを行わなかった点以外は、実施例１と同様である。
【００４７】
実施例１、比較例１〜３の有機ＥＬ素子に電圧を印加し、電流量、輝度を計測した。輝度については、比較例１では基板の下面側より取り出された光量を、実施例１、比較例２，３では基板の上面側及び下面側より取り出された光量の合計した。その結果を図２〜４に示す。
【００４８】
＜結果＞
図２は、実施例１、比較例１〜３の有機ＥＬ素子に印加した電圧と得られた輝度との関係を示したグラフである。電界アニールプロセスにおいて加熱及び電圧の印加をした有機ＥＬ素子（実施例１）は、より対向電極のシート抵抗の低いボトムエミッション方式のもの（比較例１）よりも発光特性が悪いものの、電界アニールプロセスにおいて加熱のみをしたもの（比較例２）、電界アニールプロセスを行わなかったもの（比較例３）よりも同じ電圧を印加したときの発光輝度が高く、同じ輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。
【００４９】
図３は、実施例１、比較例１〜３の有機ＥＬ素子に電圧を印加したときに流れる電流密度を示したグラフである。電界アニールプロセスにおいて加熱及び電圧の印加をした有機ＥＬ素子（実施例１）は、ボトムエミッション方式のもの（比較例１）よりも対向電極が高抵抗であるものの、電界アニールプロセスにおいて加熱のみをしたもの（比較例２）、電界アニールプロセスを行わなかったもの（比較例３）よりも導電性が改善されたことがわかる。
【００５０】
図４は、実施例１、比較例１〜３の有機ＥＬ素子の輝度と発光効率の関係を示したグラフである。電界アニールプロセスにおいて加熱及び電圧の印加をした有機ＥＬ素子（実施例１）は、ボトムエミッション方式のもの（比較例１）よりも発光効率が悪いものの、電界アニールプロセスにおいて加熱のみをしたもの（比較例２）、電界アニールプロセスを行わなかったもの（比較例３）よりも発光効率が改善されたことがわかる。
【００５１】
このように、トップエミッション方式の有機ＥＬ素子に対し、電界アニールプロセスにおいて加熱及び電圧の印加をすることにより、素子効率を改善することができることがわかった。
【実施例２】
【００５２】
〔有機ＥＬ素子の作成〕
下地となる銀、アルミ合金膜上にＩＴＯを２５ｎｍの膜厚で被膜した画素電極を備えるガラス基板を、純水中で超音波洗浄し、さらにＵＶプラズマ装置を用いて酸素プラズマ処理を行い表面の清浄化を行った。次に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液を、ガラス基板のパターン形成面にスピンコートし、２００℃で２０分間乾燥させ、膜厚４０〜５０ｎｍ程度の正孔輸送層を形成した。さらに、正孔輸送層の上に、ポリフルオレンのキシレン溶液をスピンコートし乾燥して層厚７０〜８０ｎｍ程度の発光層を形成した。その後、真空雰囲気で１２０℃で３０分間乾燥させた。
【００５３】
発光層を形成した基板を真空蒸着用のチャンバに入れ、１０-4Ｐａ以下の圧力にし、発光層上に０．０５ｎｍ／ｓの成膜レートでＣａを蒸着し、１５ｎｍの膜厚の電子注入層を形成した。次に、電子注入層を形成した基板を対向ターゲット型のスパッタ装置のチャンバに入れ、０．１Ｐａの圧力下で１．５ｋＷの電力として、電子注入層上に膜厚１００ｎｍ程度のＩＴＯからなる対向電極をスパッタ成膜した。
【００５４】
上記製法で作成された有機ＥＬ素子は、縦横２ｍｍ角の複数の画素を備えるパネルであり、このパネルを複数用意し、１つの画素に電界アニール処理しない状態で、画素電極及び対向電極間に印加された電圧に対して流れる電流を測定し、その後、他方の画素に電界アニール処理してから、画素電極及び対向電極間に印加された電圧に対して流れる電流を測定した。ここでの電界アニール処理は、窒素雰囲気で１２０℃で１分間、加熱しながら定電流を流してなるものである。
【００５５】
図５〜図８は、各パネルのそれぞれ上記他方の画素において、電界アニール時に画素電極及び対向電極間に順バイアス方向に流した定電流を０．２ｍＡ、０．６ｍＡ、１．０ｍＡ、１．５ｍＡにしたものを示している。
【００５６】
図７に示す、１．０ｍＡ、つまり、２５０Ａ／ｍ2の電流密度の電界アニール処理をしたものが最も電流を流しやすく、次いで１．５ｍＡつまり、３７５Ａ／ｍ2の電流密度の電界アニール処理したもの、０．６ｍＡつまり、１５０Ａ／ｍ2の電流密度の電界アニール処理したもの、０．２ｍＡつまり、５０Ａ／ｍ2の電流密度の電界アニール処理したもの、の順に電流を流しやすい、つまり発光しやすいことが確認された。したがって、電流密度が５０〜３７５Ａ／ｍ2の電界アニールを行うことによって、電界アニールを行わないよりも効果があり、特に電流密度が２５０〜３７５Ａ／ｍ2の電界アニールを行うことが特に効果的であった。
【００５７】
なお、各有機ＥＬ素子の下地となる銀、アルミ合金膜の膜厚は同等であり、図５〜図８に示す特性の有意差順には影響がない。また電界アニール時のアニール温度は、有機ＥＬ素子の複数の担体輸送層のうち、最もガラス転移温度の低いもののガラス転移温度を超えると特性が著しく劣化することが確認され、最もガラス転移温度の低い担体輸送層のガラス転移温度未満であることが好ましい。また４０℃未満の電界アニールにおいても、著しい改善が見られなかった。
【実施例３】
【００５８】
実施例３では、電界アニールの条件が、窒素雰囲気中、１分間、６．０Ｖの定電圧（初期電流密度１７９．３Ａ／ｍ2）を画素電極及び対向電極間に順バイアス方向に印加するとともに１２０℃で加熱したこと以外は実施例２と同じである。
【実施例４】
【００５９】
実施例４では、電界アニールの条件が、窒素雰囲気中、１分間、６．６Ｖの定電圧（初期電流密度３３７．６Ａ／ｍ2）を画素電極及び対向電極間に順バイアス方向に印加するとともに１２０℃で加熱したこと以外は実施例２と同じである。
【実施例５】
【００６０】
実施例５では、電界アニールの条件が、窒素雰囲気中、１０分間、３．５Ｖの定電圧（初期電流密度７．０Ａ／ｍ2）を画素電極及び対向電極間に順バイアス方向に印加するとともに１２０℃で加熱したこと以外は実施例２と同じである。
【００６１】
＜比較例４＞
比較例４では、電界アニールを行わない以外は実施例２と同じである。
【００６２】
図９〜図１３は、それぞれ実施例３〜実施例５及び比較例４における輝度−効率（ｌｍ／Ｗ）、輝度−効率（ｃｄ／Ａ）特性、電流密度−輝度特性、電圧−輝度特性、電圧−電流密度特性を示している。
【００６３】
実施例３〜５はいずれも、比較例４より特性が向上しており、特に実施例３が効率の点で著しく改善が見られた。このことから、実施例５のように有機ＥＬ素子のしきい値程度の電流しか流れない低電圧を比較的長時間印加するよりも、実施例３のように有機ＥＬ素子のしきい値を十分越える電流を流して比較的短い時間で印加することが効果的であることが確認された。
【００６４】
以上のことから電界アニール条件において、加熱するとともに順バイアス方向に電流又は電圧印加する時間が１分〜２分程度で、電流密度が５０〜３７５Ａ／ｍ2で、加熱温度が有機ＥＬ素子の単数或いは複数の担体輸送層のうち、最もガラス転移温度の低いもののガラス転移温度未満であることが好ましい。
【００６５】
＜第２実施形態＞
図１４は、ＥＬディスプレイパネルを厚さ方向に切断した断面図である。このＥＬディスプレイパネルにおいては、赤、青及び緑のサブピクセルによって１ドットの画素が構成され、このような画素がマトリクス状に配列されている。水平方向の配列に着目すると赤のサブピクセル、青のサブピクセル、緑のサブピクセルの順に繰り返し配列され、垂直方向の配列に着目すると同じ色が一列に配列されている。
【００６６】
このＥＬディスプレイパネルにおいては、サブピクセルに各種の信号を出力するために、複数の走査線（図示せず）、信号線Ｙ及び供給線（図示せず）が設けられている。走査線及び供給線と、信号線Ｙとは互いに直行する方向に延在している。
【００６７】
サブピクセルは、３つのｎチャネル型トランジスタ２１〜２３と、キャパシタ（図示せず）と、有機ＥＬ素子２０とを有する。３つのｎチャネル型トランジスタ２１〜２３及びキャパシタは、走査線、信号線Ｙ及び供給線の入力信号に応じて有機ＥＬ素子２０に電圧を印加する。
【００６８】
図１４に示すように、絶縁基板２の上にトランジスタ２１〜２３のゲートが設けられるとともに、図示しないがキャパシタの一方の電極、走査線及び供給線が設けられ、これらが共通のゲート絶縁膜３１によって被覆されている。絶縁膜３１の上には、トランジスタ２１〜２３のソース及びドレイン、キャパシタの他方の電極、信号線Ｙが設けられ、これらが共通の保護絶縁膜３２によって被覆されている。
【００６９】
保護絶縁膜３２には、樹脂を硬化させた平坦化膜３３が積層されている。平坦化膜３３の表面が平坦となり、トランジスタ２１〜２３、走査線、信号線Ｙ及び供給線による凹凸が解消されている。なお、絶縁基板２から平坦化膜３３までの積層構造がトランジスタアレイパネル５０である。
【００７０】
平坦化膜３３上には、サブピクセル電極２０ａ（画素電極）がマトリクス状に配列されている。なお、これらサブピクセル電極２０ａは、気相成長法によって平坦化膜３３上に成膜された導電性膜（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ））をフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いてパターニングすることによって形成されたものである。それぞれのサブピクセルにおいてコンタクトホール９１が平坦化膜３３及び保護絶縁膜３２を貫通するよう形成され、コンタクトホール９１に埋められた導電性パッド９２によってサブピクセル電極２０ａがトランジスタ２３のソースに接続されている。
【００７１】
平坦化膜３３上には、サブピクセル電極２０ａの他に絶縁膜３４が形成されている。絶縁膜３４はサブピクセル電極２０ａの間を縫うように網目状に形成されるとともにサブピクセル電極２０ａの一部外縁部に重なり、サブピクセル電極２０ａを囲繞している。
【００７２】
絶縁膜３４上には、銅、銀、金、アルミ又はそれらを主成分とした合金を含む金属隔壁Ｗが形成されている。金属隔壁Ｗは垂直方向のサブピクセル電極２０ａの列とその隣りのサブピクセル電極２０ａの列との間において垂直方向に延在し、信号線Ｙと金属隔壁Ｗが平行となっているとともに平面視して重なっている。金属隔壁Ｗは、メッキ法により形成されたものであり、トランジスタ２１〜２３の各電極、走査線、信号線Ｙ及び供給線よりも十分に厚い。また、これら金属隔壁Ｗは、サブピクセルが配列されている領域の外側において互いに接続され、電子注入層２０ｃ及び対向電極２０ｄ（透明導電膜）とも導通している。金属隔壁Ｗは電子注入層２０ｃ及び対向電極２０ｄのシート抵抗を下げ、電子注入層２０ｃ及び対向電極２０ｄの膜内電位差を消失させる作用をもたらす。なお、金属隔壁Ｗの表面に金メッキを施してさらに導電性を向上させても良い。
【００７３】
金属隔壁Ｗの表面には、撥液性を有した撥液性導通層３６が成膜されている。撥液性導通層３６は、次の化学式（１）に示されたトリアジルトリチオールのメルカプト基（−ＳＨ）の水素原子（Ｈ）が還元離脱し、硫黄原子（Ｓ）が選択的に金属隔壁Ｗの表面に酸化吸着したものである。なお、或る液体に対して接触角が５０°以上になる状態を撥液性といい、或る液体に対して接触角が４０°以下になる状態を親液性という。
【００７４】
【化１】
0004692415.tif 000002
【００７５】
撥液性導通層３６は、金属隔壁Ｗの表面にトリアジルトリチオール分子の極めて薄い分子層構造を形成したものであるから、非常に低抵抗であり、厚さ方向に電気的に導通することができる。トリアジルトリチオール分子は、選択的に金属と結合するが、ＩＴＯ等の金属酸化物や、有機物には撥液性を示すほど被膜することはない。なお、撥液性を顕著にするためにトリアジルトリチオールに代えて、次の化学式（２）に示すようにトリアジルトリチオールのメルカプト基（−ＳＨ）がフッ化アルキルを含む撥液性官能基に置換された誘導体を用いても良い。撥液性官能基は化学式（２）に示したもの以外でも良い。なお、化学式（２）の化合物はメルカプト基（−ＳＨ）の水素原子（Ｈ）が還元離脱し、硫黄原子（Ｓ）が金属隔壁Ｗの表面に酸化吸着することで、撥液性導通層３６が形成される。
【００７６】
【化２】
0004692415.tif 000003
ただし、ｍは１以上の整数であり、好ましくは２であり、ｎは１以上の整数であり、好ましくは３である。
【００７７】
サブピクセル電極２０ａ上には正孔輸送層２０ｅ、発光層２０ｆが順に積層されて有機ＥＬ層２０ｂ（有機化合物層）が形成されている。正孔輸送層２０ｅは、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ及びドーパントであるＰＳＳからなり、発光層２０ｆは、ポリフェニレンビニレン系発光材料やポリフルオレン系発光材料等の共役ポリマからなる。なお、有機ＥＬ層２０ｂは発光層の上にさらに電子輸送層を設けても良い。また、有機ＥＬ層２０ｂはサブピクセル電極２０ａの上に形成された発光層、電子輸送層からなる二層構造であっても良いし、担体輸送層と発光層との組合せは任意に設定できる。また、これらの層構造において適切な層間に担体輸送を制限するインタレイヤ層が介在した積層構造であっても良いし、その他の積層構造であっても良い。
【００７８】
正孔輸送層２０ｅ及び発光層２０ｆは、撥液性導通層３６の形成後に湿式塗布法（例えば、インクジェット法）によって成膜される。この場合、正孔輸送層２０ｅとなるＰＥＤＯＴ及びＰＳＳを含有する有機化合物含有液をサブピクセル電極２０ａに塗布して成膜し、その後、発光層２０ｆとなる
共役ポリマ発光材料を含有する有機化合物含有液を塗布して成膜するが、厚膜の金属隔壁Ｗが設けられているので、更には金属隔壁Ｗの表面に撥液性導通層３６が形成されているので、隣り合うサブピクセル電極２０ａに塗布された有機化合物含有液が金属隔壁Ｗを越えて混ざり合うことを防止することができる。
【００７９】
なお、サブピクセルが赤の場合には発光層２０ｆが赤色に発光し、サブピクセルが緑の場合には発光層２０ｆが緑色に発光し、サブピクセルが青の場合には発光層２０ｆが青色に発光するように、それぞれの材料を設定する。
【００８０】
発光層２０ｆ上には、有機ＥＬ素子２０のカソードを構成する電子注入層２０ｃが成膜されている。電子注入層２０ｃは、全てのサブピクセルに共通して形成された共通電極であり、べた一面に成膜されている。電子注入層２０ｃがべた一面に成膜されることで、電子注入層２０ｃが撥液性導通層３６を挟んで金属隔壁Ｗを被覆している。撥液性導通層３６は極めて薄い膜であるので電子注入層２０ｃと金属隔壁Ｗは撥液性導通層３６を介して導通している。低抵抗の金属隔壁Ｗを張り巡らされたことによって、電子注入層２０ｃの電位はどのサブピクセルにおいても均等になっている。
【００８１】
電子注入層２０ｃは、サブピクセル電極２０ａよりも仕事関数の低い材料で形成されており、例えば、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、希土類金属の少なくとも一種を含む単体又は合金で形成されている。あるいは、電子注入層２０ｃは、上記各種材料の層が積層された積層構造となっていても良い。
【００８２】
電子注入層２０ｃ上には、透明な導電性材料（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ））を気相成長法によって成膜することによって対向電極２０ｄ（透明導電膜）が形成されている。
【００８３】
なお、サブピクセル電極２０ａ、有機ＥＬ層２０ｂ、電子注入層２０ｃ、対向電極２０ｄの順に積層されたものが有機ＥＬ素子２０である。
【００８４】
次に、トランジスタアレイパネル５０上へ有機ＥＬ素子２０を形成し、ＥＬディスプレイパネルを製造する製造方法について説明する。
【００８５】
まず、トランジスタアレイパネル５０の保護絶縁膜３２及び平坦化膜３３にコンタクトホール９１を形成し、メッキ法等によってコンタクトホール９１内に導電性パッド９２を形成する。このとき、トランジスタ２３のソースが露出するようにコンタクトホール９１を形成するが、走査線、信号線Ｙ及び供給線の端子部を露出するように形成してもよい。
【００８６】
次に、気相成長法によって導電性膜を平坦化膜３３の表面べた一面に成膜し、その導電性膜に対してフォトリソグラフィー法・エッチング法を順に施すことによって、サブピクセル電極２０ａをパターニングする。
【００８７】
次に、気相成長法によって絶縁膜を成膜後、絶縁膜に対してフォトリソグラフィー法・エッチング法を順次行うことで、その絶縁膜を網目状の下地層となる絶縁膜３４にパターニングする。これにより、サブピクセル電極２０ａが露出される。次に、水平方向に隣り合うサブピクセル電極２０ａの間であってその絶縁膜３４の上に金属隔壁Ｗをメッキ法によって成長させる。
【００８８】
次に、紫外線／オゾン洗浄法によってトランジスタアレイパネル５０を洗浄する。
【００８９】
次に、表面全体にトリアジンチオール化合物またはトリアジンチオール誘導体（化学式（１）又は化学式（２））の水溶液をトランジスタアレイパネル５０に塗布することによって、或いは、トランジスタアレイパネル５０をトリアジンチオール化合物またはトリアジンチオール誘導体の水溶液に浸漬することによって、金属隔壁Ｗの表面処理を行う。トリアジンチオール化合物またはトリアジンチオール誘導体の性質により、金属隔壁Ｗの表面にはトリアジンチオール水溶液が塗布されて、金属隔壁Ｗの表面には撥液性導通層３６が形成されるが、サブピクセル電極２０ａのような金属酸化物や絶縁膜の表面には撥液性導通層がほとんど形成されない。
【００９０】
ここで、化学式（２）のフッ素系トリアジンジチオール誘導体は、水に難溶又は不溶であるが、同モル量のＮａＯＨ又はＫＯＨの水溶液に溶解し、フッ素系トリアジンジチオール誘導体水溶液を調製することができる。水溶液の濃度は、１×１０-4〜１×１０-2ｍｏｌ／Ｌの範囲とする。フッ素系トリアジンジチオール誘導体水溶液を用いる場合には、水溶液の温度を２０〜３０℃とし、浸漬時間を１〜１０分とすることが好ましい。フッ素系トリアジンジチオール誘導体のフッ素は多い程、撥水性を示すが溶媒に溶解しにくくなるので多すぎないことが好ましい。
なお、化学式（１）、化学式（２）のトリアジンチオール水溶液の代わりに、6-ジメチルアミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジチオール−ナトリウム塩の水溶液を用いても良い。この水溶液の濃度を１×１０-3ｍｏｌ／Ｌに調整し、その水溶液の温度を２０〜３０℃とし、浸漬時間を１〜３０分とした。
また、トリアジンチオール水溶液として、6-ジドデシルアミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジチオール−ナトリウム塩の水溶液を用いても良い。この水溶液の濃度を１×１０-3ｍｏｌ／Ｌに調整し、その水溶液の温度を３０〜５０℃とし、浸漬時間を１〜３０分とした。
なお、上述のトリチオールやジチオールに限らず、モノチオールとしてもよく、モノチオールの場合、フッ化アルキルを含む撥液性官能基を一つまたは二つ設けてもよい。
【００９１】
化学式（１）、化学式（２）等のトリアジンチオール水溶液にトランジスタアレイパネル５０を浸漬した後、そのトランジスタアレイパネル５０を取り出し、アルコールによってそのトランジスタアレイパネル５０をすすぐ。これにより、余分なトリアジンチオールを洗い流す。
【００９２】
次に、そのトランジスタアレイパネル５０を水で二次洗浄した後、不活性ガス（例えば、窒素ガス（Ｎ2））をトランジスタアレイパネル５０に吹き付けることにより、トランジスタアレイパネル５０を乾燥させる。
【００９３】
次に、親水性の溶剤に対して溶解性を示し且つ疎水性の溶剤に対して難溶性又は不溶性である正孔注入材料（例えば導電性高分子であるＰＥＤＯＴ及びドーパントとなるＰＳＳ）を水に溶解した有機化合物含有液をサブピクセル電極２０ａに塗布する。塗布方法としては、インクジェット法（液滴吐出法）、その他の印刷方法を用いても良いし、ディップコート法、スピンコート法といったコーティング法を用いても良い。サブピクセル電極２０ａごとに独立して正孔輸送層２０ｅを成膜するためには、インクジェット法等の印刷方法が好ましい。
【００９４】
このように湿式塗布法により正孔輸送層２０ｅを形成した場合、厚膜の金属隔壁Ｗが設けられているから、更には金属隔壁Ｗの表面に撥液性導通層３６がコーティングされているから、隣り合うサブピクセル電極２０ａに塗布された有機化合物含有液が金属隔壁Ｗを越えて混ざり合わない。そのため、サブピクセル電極２０ａごとに独立して正孔輸送層２０ｅを形成することができる。
【００９５】
更に、撥液性導通層３６の撥液性によって、サブピクセル電極２０ａに塗布された有機化合物含有液がサブピクセル電極２０ａの外縁部で厚くならないので、正孔輸送層２０ｅを均一な膜厚で成膜することができる。
【００９６】
正孔輸送層２０ｅを形成した後、正孔輸送層２０ｅを大気に曝露した状態で、ホットプレートを用いてトランジスタアレイパネル５０を１６０〜２００℃の温度で乾燥させ、残留溶媒の除去を行う。
【００９７】
次に、発光色が赤、緑、青の共役ポリマ発光材料をそれぞれ疎水性の有機溶剤（例えば、テトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン）に溶かし、赤、緑、青それぞれの有機化合物含有液を準備する。そして、赤のサブピクセルの正孔輸送層２０ｅ上には赤の有機化合物含有液を塗布し、緑のサブピクセルの正孔輸送層２０ｅ上には緑の有機化合物含有液を塗布し、青のサブピクセルの正孔輸送層２０ｅ上には青の有機化合物含有液を塗布する。これにより、正孔輸送層２０ｅ上に発光層２０ｆを成膜する。塗布方法としてはインクジェット法（液滴吐出法）、その他の印刷方法を用いて、色ごとに塗り分けを行う。
【００９８】
このように湿式塗布法により正孔輸送層２０ｅ及び発光層２０ｆを形成した場合、厚膜の金属隔壁Ｗが設けられているから、更には金属隔壁Ｗの表面に活性な撥液性導通層３６がコーティングされているから、隣り合うサブピクセルに塗布された有機化合物含有液が金属隔壁Ｗを越えて混ざり合わない。そのため、サブピクセルごとに独立して発光層２０ｆを形成することができる。
【００９９】
次に、不活性ガス雰囲気（例えば、窒素ガス雰囲気）下でホットプレートによってトランジスタアレイパネル５０を乾燥させ、残留溶媒の除去を行う。なお、真空中でシーズヒータによる乾燥を行っても良い。
【０１００】
次に、気相成長法により電子注入層２０ｃをべた一面に成膜する。具体的には、真空蒸着法によってＣａ又はＢａの薄膜をべた一面に成膜する。次に、気相成長法により対向電極２０ｄをべた一面に成膜する。
以上により、トランジスタアレイパネル５０上に有機ＥＬ素子２０が形成される。
【０１０１】
次に、封止基板により封止された有機ＥＬ素子２０に対し、電界アニールプロセスを行う。具体的には、封止基板を接着したトランジスタアレイパネル５０全体を加熱し、４０℃以上１５０℃以下の温度にする（アニーリング）。同時に、有機ＥＬ素子２０のサブピクセル電極２０ａと対向電極２０ｄとの間に所定の電圧又は所定の電流を印加する。電圧の大きさは、有機ＥＬ素子２０が発光する程度である。このとき、電界アニールプロセスは、一定電流を有機ＥＬ素子２０に流し続けて有機ＥＬ素子２０に印加される電圧値がほぼ一定になるまで続けるか、或いは一定電圧を有機ＥＬ素子２０に印加して有機ＥＬ素子２０に流れる電流値がほぼ一定になるまで続ける。
【０１０２】
次に、封止基板（例えば、メタルキャップ、ガラス基板）に紫外線硬化性又は熱硬化性の接着剤を塗布し、その接着剤によって封止基板を対向電極２０ｄに接着する。
以上により、ＥＬディスプレイパネルが完成する。
【０１０３】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、上記電界アニールプロセスを経ることで、有機ＥＬ素子２０の輝度や発光効率等の発光特性を向上させることができる。
【０１０４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
【０１０５】
例えば、電界アニールプロセスにおいては有機ＥＬ素子２０の有機ＥＬ層１３、２０ｂが著しく劣化せず、且つ十分なエージングができる４０℃以上１５０℃以下の任意の温度にすることができる。また、正孔輸送層や発光層等の厚さも適宜変更可能であり、有機ＥＬ素子に印加する電圧もそれに応じて適宜変更可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の実施形態のＥＬ素子を示す断面図である。
【図２】実施例の有機ＥＬ素子に印加した電圧と得られた輝度との関係を示したグラフである。
【図３】実施例の有機ＥＬ素子に電圧を印加したときに流れる電流密度を示したグラフである。
【図４】実施例の有機ＥＬ素子の輝度と発光効率の関係を示したグラフである。
【図５】電界アニール時に０．２ｍＡの電流を流した場合の電圧−電流特性及び電界アニールを行わない場合の電圧−電流を示したグラフである。
【図６】電界アニール時に０．６ｍＡの電流を流した場合の電圧−電流特性及び電界アニールを行わない場合の電圧−電流を示したグラフである。
【図７】電界アニール時に１．０ｍＡの電流を流した場合の電圧−電流特性及び電界アニールを行わない場合の電圧−電流を示したグラフである。
【図８】電界アニール時に１．５ｍＡの電流を流した場合の電圧−電流特性及び電界アニールを行わない場合の電圧−電流を示したグラフである。
【図９】実施例３〜実施例５及び比較例４での輝度−効率（ｌｍ／Ｗ）特性を示したグラフである。
【図１０】実施例３〜実施例５及び比較例４での輝度−効率（ｃｄ／Ａ）特性を示したグラフである。
【図１１】実施例３〜実施例５及び比較例４での電流密度−輝度特性を示したグラフである。
【図１２】実施例３〜実施例５及び比較例４での電圧−輝度特性を示したグラフである。
【図１３】実施例３〜実施例５及び比較例４での電圧−電流密度特性を示したグラフである。
【図１４】本発明の実施形態のＥＬディスプレイパネルを示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，２０ エレクトロルミネッセンス素子
１１ 基板
１２ 画素電極（陽極）
１３，２０ｂ 有機ＥＬ層（有機化合物層）
１４，２０ｃ 電子注入層  
１５，２０ｄ 対向電極（透明導電膜）
２０ａ サブピクセル電極（画素電極）
５０ トランジスタアレイパネル
【図１】
0004692415.tif 000004
【図２】
0004692415.tif 000005
【図３】
0004692415.tif 000006
【図４】
0004692415.tif 000007
【図５】
0004692415.tif 000008
【図６】
0004692415.tif 000009
【図７】
0004692415.tif 000010
【図８】
0004692415.tif 000011
【図９】
0004692415.tif 000012
【図１０】
0004692415.tif 000013
【図１１】
0004692415.tif 000014
【図１２】
0004692415.tif 000015
【図１３】
0004692415.tif 000016
【図１４】
0004692415.tif 000017