(57)【要約】【課題】  従来のＡｌ蒸着カソードを用いた有機ＥＬ素子と略同等の特性を持つとともに、成膜スループットが高く、寿命の長い有機ＥＬ装置および有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。【解決手段】  基板２上に第１の電極１１１と、少なくとも有機材料からなる発光層１１０ｂを有する機能層１１０と、第２の電極１２と、がこの順に配置されてなる有機ＥＬ装置であって、機能層１１０の上に少なくとも第２の電極１２として機能する層を備えた複数層の透明膜が配置され、機能層に最も近い透明膜１２ａがＳｉＯＮからなることを特徴とする。【選択図】  図３
2005123123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の電極と、少なくとも有機材料からなる発光層を有する機能層と、第２の電極と、がこの順に配置されてなる有機ＥＬ装置であって、
前記機能層の上に少なくとも前記第２の電極として機能する層を備えた複数層の透明膜が配置され、
前記機能層に最も近い前記透明膜がシリコン酸窒化膜からなることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記シリコン酸窒化膜からなる透明膜の膜厚が０．５ｎｍから１０ｎｍの範囲で形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
前記第２の電極として機能する層がインジウム錫酸化膜からなることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
基板上に第１の電極と、少なくとも有機材料からなる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装置の製造方法であって、
前記機能層の上に少なくとも前記第２の電極として機能する層を備えた複数層の透明膜を形成し、
前記機能層に最も近い前記透明膜をシリコン酸窒化膜で形成し、
前記シリコン酸窒化膜からなる透明膜の形成に、外部からの酸素を遮断した雰囲気下で行うイオンプレーティング法を用いていることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２の電極として機能する層をインジウム錫酸化膜で形成し、
前記インジウム錫酸化膜からなる第２の電極の形成に、イオンプレーティング法を用いていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
前記インジウム錫酸化膜からなる第２の電極を形成するイオンプレーティング法の装置が、前記シリコン酸窒化膜からなる透明膜を形成するイオンプレーティング法の装置と同一の装置であることを特徴する請求項５記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置および有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界発光を利用したエレクトロルミネッセンス素子（以下ＥＬ素子と表記する）は、自己発光のため視認性が高く、かつ耐衝撃性に優れるなどの優れた特徴を有することから、各種表示装置における発光素子としての利用が注目されている。
【０００３】
上記ＥＬ素子の中でもトップエミッション有機ＥＬ素子を用いたパネルは、基板上面より光が取り出せるため、回路の設計自由度が高く、大型、高輝度、高精細パネルを製造する基本構造として開発が進められている。
このトップエミッション有機ＥＬ素子は、透明導電膜よりなる第１の電極層と、超薄膜の電子注入金属層およびその上面に形成される透明導電膜よりなる第２の電極層と、を設けた構造が知られている。これらの透明導電膜を構成する材料としては、ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）やＳｎＯ２が知られている。しかし、有機層を介して基板に透明電極層を積層するに際して、有機層の損傷を防ぐために基板温度を室温から１００℃近くに設定して蒸着するため、比抵抗値が高い透明電極となり、透明導電層の配線ラインで電圧降下が発生し、不均一な発光が生じていた。そのため、上述した不具合を生じさせないようなさまざまな技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１６２９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１においては、透明導電膜をスパッタリング法により形成し、スパッタリング出力を２０Ｗ程度の低い電力に抑えている。スパッタリング出力を抑えることにより、スパッタリング時に発生するプラズマにより有機層が損傷を受けないようにしている。
しかしながら、スパッタリング出力を抑えたことにより、透明導電膜の積層効率が低下し、透明導電膜を形成するのに要する時間が長くなってしまうという問題があった。
また、上述のようにスパッタリング出力を抑えも有機層にはプラズマによるダメージが与えられ非発光点などの不具合が発生するという問題があった。
【０００５】
また、発明者らは上述した有機層に対するスパッタのダメージを回避するために、イオンプレーティング方式による透明導電膜の積層方法を見い出した。イオンプレーティング方式では、プラズマが成膜対象の基板表面に接することが少なく、成膜ダメージに起因する非発光点の発生が少なかった。
しかしながら、この方式においても有機層に対する何らかのダメージがあり、有機層の発光できる期間が短いという問題があった。さらに、有機ＥＬ素子の電圧・電流密度特性が従来のＡｌ蒸着カソードと比べて劣るという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、従来のＡｌ蒸着カソードを用いた有機ＥＬ素子と略同等の特性を持つとともに、成膜スループットが高く、寿命の長い有機ＥＬ装置および有機ＥＬ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の有機ＥＬ装置は、基板上に第１の電極と、少なくとも有機材料からなる発光層を有する機能層と、第２の電極と、がこの順に配置されてなる有機ＥＬ装置であって、機能層の上に少なくとも第２の電極として機能する層を備えた複数層の透明膜が配置され、機能層に最も近い透明膜がシリコン酸窒化膜からなることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明の有機ＥＬ装置は、機能層に最も近い透明膜がシリコン酸窒化膜により成膜されるが、シリコン酸窒化膜は成膜時に外部から酸素を導入することなく透明膜を成膜することができる。そのため、機能層上に透明膜を堆積させる際に、成膜雰囲気中の酸素分圧を従来よりも低く設定することができる。その結果、成膜中に下地となる機能層が酸化されることを極力防止することができ、シリコン酸窒化膜からなる透明膜上に他の透明膜を、酸素を導入した雰囲気中で堆積させても、機能層が酸化されることを防止することができる。
これにより、機能層の発光効率の低下、寿命の低下を防止して明るい表示を実現することができる。また、シリコン酸窒化膜は、外部から酸素を導入しなくても光の透過を妨げることのない膜を成膜することができ、従来のインジウム錫酸化膜の成膜速度と比較してもその成膜速度は遅くないため、成膜スループットの低下を防止することができる。
【０００９】
なお、機能層は、例えば、発光層と、この発光層に電子や正孔を輸送／注入するための電子輸送／注入層や、正孔輸送／注入層等との積層体として構成される。また、発光層単体で機能層を構成してもよい。
【００１０】
上記の構成を実現するために、より具体的には、シリコン酸窒化膜からなる透明膜の膜厚が０．５ｎｍから１０ｎｍの範囲で形成されていることが望ましい。
この構成によれば、例えば、シリコン酸窒化膜からなる透明膜の膜厚が０．５ｎｍよりも薄い状態で酸素の供給を開始すると、下地の機能層に酸素が侵入、酸化されて十分な発光効率、寿命を得られない。一方、シリコン酸窒化膜からなる透明膜の膜厚が１０ｎｍよりも厚く成膜すると、機能層と第２の電極との電気的接続を遮断、絶縁してしまうため、機能層が発光できなくなる。
【００１１】
上記の構成を実現するために、より具体的には、第２の電極として機能する層をインジウム錫酸化膜により成膜することが望ましい。
この構成によれば、インジウム錫酸化膜により第２の電極として機能する層を成膜することにより、高透明で機能層からの光を妨げることがなく、低抵抗で従来のＡｌ蒸着カソードを用いた場合と略同等の電圧・電流密度特性を実現することができる。
【００１２】
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に第１の電極と、少なくとも有機材料からなる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装置の製造方法であって、機能層の上に少なくとも第２の電極として機能する層を備えた複数層の透明膜を形成し、機能層に最も近い透明膜をシリコン酸窒化膜で形成し、シリコン酸窒化膜からなる透明膜の形成に、外部からの酸素を遮断した雰囲気下で行うイオンプレーティング法を用いていることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法では、機能層に最も近い透明層を外部からの酸素を遮断した雰囲気下で行うイオンプレーティング法を用いてシリコン酸窒化膜により形成している。このため、上記透明層を積層させるときに、活性な酸素により機能層が酸化されることを極力防止することができる。また、シリコン酸窒化膜は、外部からの酸素を遮断した雰囲気下でも従来のインジウム錫酸化膜と略同等の高透明度の透明そうを成膜することができる。これにより、機能層の発光効率の低下、寿命の低下を防止して明るい表示を実現することができる。さらに、外部からの酸素を遮断した雰囲気下のイオンプレーティング法を用いたシリコン酸窒化膜の堆積、成膜は、従来のスパッタリング法によるインジウム錫酸化膜の堆積などと比較しても遅くなく、成膜スループットの低下を防止することができる。
【００１４】
上記の構成を実現するために、より具体的には、第２の電極として機能する層をインジウム錫酸化膜で形成し、インジウム錫酸化膜からなる第２の電極の形成に、イオンプレーティング法を用いることが望ましい。
この構成によれば、第２の電極を、イオンプレーティング法を用いてインジウム錫酸化膜により形成している。イオンプレーティング法を用いているため、インジウム錫酸化膜成膜面がプラズマに曝されることがなく、成膜による機能層へのダメージをより低減することができる。
また、第２の電極を、従来のＡｌ蒸着カソードなどと比較しても遜色のない低抵抗、高透過率な透明導電膜として成膜することができる。
【００１５】
上記の構成を実現するために、より具体的には、インジウム錫酸化膜からなる第２の電極を形成するイオンプレーティング法の装置が、シリコン酸窒化膜からなる透明膜を形成するイオンプレーティング法の装置と同一の装置であってもよい。
この構成によれば、シリコン酸窒化膜からなる透明膜の成膜工程と、インジウム錫酸化膜からなる第２の電極の成膜工程とを、同一のイオンプレーティング法の装置で連続して行うことができる。そのため、両成膜工程の間に行われる基板の搬送などの工程を削減することができ、シリコン酸窒化膜からなる透明膜およびインジウム錫酸化膜からなる第２の電極の成膜スループット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】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図１から図１４を参照して説明する。なお、図１から図１４において、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、各層や各部材の縮尺は実際のものと異なるように表している。
【００１７】
図１は本実施形態のエレクトロルミネッセンス表示装置の一例である有機ＥＬ表示装置の配線構造を示す平面模式図である。
図１に示すように、本実施形態のエレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ装置）１には、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、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ている。そして、走査線１０１と信号線１０２とにより区画された領域が画素領域として構成されている。
【００１８】
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側駆動回路１０４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側駆動回路１０５が接続されている。
【００１９】
各画素領域には、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の薄膜トランジスタ１１２と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量ｃａｐと、該保持容量ｃａｐ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の薄膜トランジスタ１２３と、この駆動用薄膜トランジスタ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに当該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極１１１と、この画素電極１１１と陰極１２との間に挟み込まれる機能層１１０とが設けられている。画素電極１１１と陰極１２と機能層１１０により発光部Ａが構成され、表示装置１は、この発光部Ａをマトリクス状に複数備えて構成されている。
【００２０】
係る構成によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに機能層１１０を介して陰極１２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。
【００２１】
図２は本表示装置の平面模式図である。図３に、本表示装置における表示領域２ａの断面構造を拡大した図を示す。
図３に示すように、本実施形態の表示装置１は、基板２上に回路素子部１４と表示素子部１０が順に積層され、この積層体の形成された基板面が封止部によって封止された構造を有する。表示素子部１０は、発光層１１０ｂを含む発光素子部１１と、発光素子部１１上に形成された陰極（第２の電極）１２とからなる。この陰極１２及び封止部は透光性を有しており、本表示装置１は、発光層から発した表示光が封止部側から出射される、所謂トップエミッション型の表示装置として構成されている。
【００２２】
基板２には、透明基板（又は半透明基板）又は不透明基板のいずれを用いることもできる。透明又は半透明な基板としては、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、安価なソーダガラス基板が好適に用いられる。不透明な基板としては、例えばアルミナ等のセラミックやステンレススチール等の金属シートに表面酸化等の絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。
また、基板２は、図２に示すように、中央に位置する表示領域２ａと、基板２の周縁に位置して表示領域２ａを囲む非表示領域２ｂとに区画されている。
表示領域２ａは、マトリックス状に配置された発光部Ａによって形成される領域であり、表示領域の外側に非表示領域２ｂが形成されている。そして、非表示領域２ｂには、表示領域２ａに隣接するダミー表示領域２ｄが形成されている。
【００２３】
回路素子部１４には、図２および図３に示すように、前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜トランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ１２３等が備えられており、表示領域２ａに配置された各発光部Ａを駆動するようになっている。
陰極１２は、その一端が発光素子部１１上から基板２上に形成された陰極用配線１２０に接続しており、この配線の一端部がフレキシブル基板５上の配線５ａに接続されている。また、配線５ａは、フレキシブル基板５上に備えられた駆動ＩＣ６（駆動回路）に接続されている。
【００２４】
また、回路素子部１４の非表示領域２ｂには、前述の電源線１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）が配線されている。
また、表示領域２ａの図２中両側には、前述の走査側駆動回路１０５、１０５が配置されている。この走査側駆動回路１０５、１０５はダミー領域２ｄの下側の回路素子部１４内に設けられている。さらに回路素子部１４内には、走査側駆動回路１０５、１０５に接続される駆動回路用制御信号配線１０５ａと駆動回路用電源配線１０５ｂとが設けられている。さらに表示領域２ａの図２中上側には検査回路１０６が配置されている。
【００２５】
封止部３は、基板２に塗布された封止樹脂と、封止缶（封止部材）とから構成されている。
封止樹脂は、基板２と封止缶を接着する接着剤であり、例えばマイクロディスペンサ等により基板２の周囲に環状に塗布されている。この封止樹脂は、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等からなり、特に、熱硬化樹脂の１種であるエポキシ樹脂よりなることが好ましい。また、この封止樹脂には酸素や水分を通しにくい材料が用いられており、基板２と封止缶の間から封止缶内部への水又は酸素の侵入を防いで、陰極１２または発光素子部１１内に形成された発光層１１０ｂの酸化を防止するようになっている。
【００２６】
ガラスや樹脂等の透光性部材からなる封止缶は、その内側に表示素子１０を収納する凹部が設けられており、封止樹脂を介して基板２に接合されている。なお、封止缶の内面側には、必要に応じて、非表示領域２ｂに対応する領域に、酸素や水分を吸収又は除去するゲッター材を設けることができる。このゲッター材としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ等のアルカリ金属、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物等を好適に用いることができる。
【００２７】
この表示装置１は、基板２上に、ＴＦＴなどの回路等が形成された回路素子部１４と、画素電極（第１の電極）１１１と、発光層１１０ｂを含む機能層１１０が形成された発光素子部１１と、陰極１２とが順次積層されて構成されている。
回路素子部１４には、基板２上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成され、この下地保護膜２ｃ上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜１４１が形成されている。なお、半導体膜１４１には、ソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂが高濃度Ｐイオン打ち込みにより形成されている。また、Ｐが導入されなかった部分がチャネル領域１４１ｃとなっている。
【００２８】
また、回路素子部１４には、下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆うゲート絶縁膜１４２が形成されている。そして、このゲート絶縁膜１４２上には、半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極１４３（走査線１０１）が形成されている。そして、半導体膜１４１、ゲート絶縁膜１４２、ゲート電極１４３により薄膜トランジスタ１２３が構成されている。
【００２９】
また、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されており、この第１、第２層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂには、絶縁膜１４４ａ、１４４ｂを貫通して半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４５、１４６が形成されている。コンタクトホール１４５は画素電極に接続されており、このコンタクトホール１４５を介して画素電極１１１と半導体のソース領域１４１ａが電気的に接続されている。また、コンタクトホール１４６は電源線１０３に接続されており、このコンタクトホール１４６を介して、電源線１０３から画素信号が供給されるようになっている。
以上により駆動用の回路が構成されている。なお、回路素子部１４には、前述した保持容量ｃａｐ及びスイッチング用の薄膜トランジスタ１４２も形成されているが、図３ではこれらの図示を省略している。
【００３０】
画素電極１１１は、第２層間絶縁膜１４４ｂ上に平面視略矩形にパターニングされて形成されており、表示領域２ａ内にマトリクス状に複数配置されている。
この画素電極１１１には、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜や銀（Ａｇ）膜等の高反射率の金属膜が用いられており、基板２側に発した光を封止部３側に効率的に出射させるようになっている。
なお、画素電極１１１は、例えばＡｌ膜の層厚が１００ｎｍから５００ｎｍの範囲となるように形成され、Ａｌ膜の上にＩＴＯ（インジウム錫酸化膜）を層厚が５０ｎｍから２００ｎｍの範囲となるように積層して形成してもよい。
【００３１】
発光素子部１１は、複数の画素電極１１１上の各々に積層された機能層１１０と、各画素電極１１１及び機能層１１０の間に備えられて各機能層１１０を仕切るバンク層１１２とを主体として構成されている。機能層１１０上には陰極１２が配置されており、これら画素電極１１１、機能層１１０及び陰極１２によって発光部Ａが構成されている。
なお、バンク層１１２と第２層間絶縁膜１４４ｂとの間に、隣り合う画素電極１１１を絶縁するとともに、これを保護するために、絶縁保護膜を配置してもよい。絶縁保護膜としては、例えばＣＶＤ法やスパッタリング法によりシリコン酸化膜を１μｍの厚さに形成することができる。
【００３２】
バンク層１１２は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性に優れたレジストからなり、画素電極１１１の形成位置に対応して開口部１１２ｄが形成されている。
なお、バンク層１１２に仕切られた各領域において、画素電極１１１の電極面１１１ａは酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって親液処理されており、親液性を示す。一方、開口部１１２ｄの壁面及びバンク層１１２の上面１１２ｆは、４フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理（撥液処理）されており、撥液性を示す。
なお、蒸着法により正孔注入／輸送層１１０ａおよび発光層１１０ｂを形成する場合にはバンク層１１２の形成を省略してもよい。バンク層１１２は、インクジェット法により正孔注入／輸送層１１０ａおよび発光層１１０ｂを形成する場合に必要なものであるので、蒸着法でこれらの層を形成する場合には必要とならない。
【００３３】
機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に隣接して形成された発光層１１０ｂと、この発光層１１０ｂ上に隣接して形成された電子注入層１１０ｃとから構成されている。
正孔注入／輸送層１１０ａは例えば５ｎｍから５０ｎｍの層厚に形成され、正孔を発光層１１０ｂに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入／輸送層１１０ａ内部において輸送する機能を有する。この正孔注入／輸送層形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物を用いることができる。
また、電子注入層１１０ｃは例えば５ｎｍから２０ｎｍの層厚に形成され、電子を発光層１１０ｂに注入する機能を有するとともに、電子を電子注入層１１０ｃ内部において輸送する機能を有する。層厚が５ｎｍよりも小さくなると電子注入効率を向上させる効果がなくなり、層厚が２０ｎｍよりも厚くなると内部抵抗が高くなり発光電圧が高くなってしまう。この電子注入層１１０ｃとしては、例えばバソクプロイン（ＢＣＰ）とセシウムの共蒸着膜やＭｇとＡｇの共蒸着、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌなどを好適に用いることができる。
【００３４】
このような正孔注入／輸送層１１０ａ、電子注入層１１０ｃを、それぞれ画素電極１１１と発光層１１０ｂの間、及び、陰極１２と発光層１１０ｂとの間に設けることにより、発光層１１０ｂの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。なお、正孔注入／輸送材料は、各色の発光層１１０ｂ毎に異ならせてもよく、又、特定の色の発光層１１０ｂに対して正孔注入／輸送層１１０ａを設けない構成とすることも可能である。
【００３５】
発光層１１０ｂは、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層１１０ｂ１、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層１１０ｂ２、及び青色（Ｂ）に発光する青色発光層１１０ｂ３、の３種類を有し、各発光層１１０ｂ１から１１０ｂ３がストライプ配置されている。この発光層１１０ｂの材料としては、赤色発光層１１０ｂ１としてシアノピリフェニレンビニレン、緑色発光層１１０ｂ２およびとして青色発光層１１０ｂ３ポリフェニレンビニレンなどを用いることができる。なお、上述した有機化合物以外の有機化合物を発光層１１０ｂの材料として用いることができる。
【００３６】
機能層１１０の電子注入層１１０ｃの上には機能層保護膜（透明膜）１２ａが形成されており、機能層保護膜１２ｂの上に陰極１２が形成されている。
機能層保護膜１２ａには、ＳｉＯＮ（シリコン酸窒化膜）からなる透光性材料が用いられており、機能層保護膜１２ａは発光素子１１の全面に形成されている。そして、機能層１１０への酸素の侵入つまり機能層１１０の酸化を防止する役割を果たす。
この機能層保護膜１２ａの膜厚は、０．５ｎｍから１０ｎｍの範囲内で形成されている。機能層保護膜１２ａの膜厚が０．５ｎｍよりも薄いと、例えば陰極１２の成膜工程において用いられる酸素が機能層保護膜１２ａを透過して機能層１１０が酸化されて十分な発光効率、寿命を得ることができない。一方、機能層保護膜１２ａの膜厚が１０ｎｍよりも厚いと、機能層１１０と陰極１２との電気的接続を遮断、絶縁してしまうため、機能層１１０が発光できなくなる。
【００３７】
陰極１２には、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の金属酸化物からなる透光性の導電材料が用いられており、陰極１２は発光素子部１１の全面に形成されている。そして、画素電極１１１と対になって機能層１１０に電流を流す役割を果たす。この陰極１２は、外部から十分な酸素を導入した雰囲気下で形成されているため、低抵抗、高透過率の透明導電膜として形成されている。
【００３８】
この構成によれば、機能層保護膜１２ａが、外部から酸素を導入することなく透明膜を成膜することができるＳｉＯＮにより成膜されている。そのため、機能層１１０上に機能層保護膜１２ａを堆積させる際に、成膜雰囲気中の酸素分圧を従来よりも低く設定することができる。その結果、成膜中に下地となる機能層１１０が酸化されることを極力防止することができ、機能層１１０の発光効率の低下、寿命の低下を防止することができる。
さらに、機能層保護膜１２ａの上に陰極１２を、酸素を導入した雰囲気中で堆積させても、機能層１１０が酸化されることを防止することができる。そのため、陰極１２の成膜時に十分な酸素を導入することができので、低抵抗の陰極１２を成膜することができ、機能層１１０の発光効率の低下、寿命の低下を防止して明るい表示を実現することができる。
また、ＳｉＯＮは、外部から酸素を導入しなくても光の透過を妨げることのない膜を成膜することができ、従来のＩＴＯの成膜速度と比較してもその成膜速度は遅くないため、成膜スループットの低下を防止することができる。
【００３９】
次に、本実施形態の表示装置の製造方法を、図面を参照して説明する。
本実施形態の表示装置１の製造方法は、例えば、（１）バンク部形成工程、（２）プラズマ処理工程（３）正孔注入／輸送層形成工程（第１液滴吐出工程を含む）、（４）発光層形成工程（第２液滴吐出工程を含む）、（５）電子注入層形成工程、（６）陰極形成工程、及び（７）封止工程とを具備して構成されている。なお、製造方法はこれに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
【００４０】
バンク層形成工程は、基板２の所定の位置に開口部１１２ｄを有するバンク層１１２を形成する工程である。以下に形成方法について説明する。
まず、図４に示すように、基板２上に走査線、信号線、薄膜トランジスタ１２３等の回路素子部１４を有し、層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂの上に複数の画素電極１１１が形成された素子基板を準備する。
そして、この基板２上にアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する感光性材料を塗布し、フォトリソグラフィ技術により、画素電極１１１の配置された領域に開口部１１２ｄを形成する（図５参照）。
【００４１】
（２）プラズマ処理工程
プラズマ処理工程は、画素電極１１１の表面を活性化すること、さらにバンク層１１２の表面を表面処理する事を目的として行われる。特に活性化工程では、画素電極１１１上の洗浄、さらに仕事関数の調整を主な目的として行っている。さらに、画素電極１１１の表面の親液化処理、バンク層１１２表面の撥液化処理を行う。
【００４２】
（３）正孔注入／輸送層形成工程
発光素子形成工程では、画素電極１１１上に正孔注入／輸送層を形成する。
正孔注入／輸送層形成工程では、液滴吐出として、例えばインクジェット装置を用いて、正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物を電極面１１１ａ上に吐出する（第１液滴吐出工程）。そして、その後、乾燥処理及び熱処理を行い、画素電極１１１上に正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。
この正孔注入／輸送層形成工程を含めこれ以降の工程は、水、酸素の無い雰囲気とする事が好ましい。例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
【００４３】
インクジェットによる製造方法は以下の通りである。
図６に示すように、インクジェットヘッドＨ１に形成された複数のノズルから正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物１１０ｄを吐出する。ここではインクジェットヘッドを走査することにより各開口部１１２ｄ内に組成物１１０ｄを充填しているが、基板２を走査することによっても可能である。さらに、インクジェットヘッドＨ１と基板２とを相対的に移動させることによっても組成物１１０ｄを充填させることができる。なお、これ以降のインクジェットヘッドＨ１を用いて行う工程では上記の点は同様である。
【００４４】
ここで用いる第１組成物１１０ｄとしては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、１、３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）及びその誘導体、カルビト−ルアセテート、ブチルカルビト−ルアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。
なお、正孔注入／輸送層形成材料は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光層１１０ｂ１から１１０ｂ３に対して同じ材料を用いても良く、発光層毎に変えても良い。
【００４５】
次に、図７に示すような乾燥工程を行い、第１組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させて正孔注入／輸送層形成材料を析出させる。この乾燥処理は、例えば窒素雰囲気中、室温で圧力を例えば１３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度にして行う。圧力が低すぎると第１組成物滴１１０ｄが突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、極性溶媒の蒸発速度が高まり、平坦な膜を形成する事ができない。
乾燥処理後は、窒素中、好ましくは真空中で２００℃で１０分程度加熱する熱処理を行うことで、正孔注入／輸送層１１０ａ内に残存する極性溶媒や水を除去することが好ましい。
【００４６】
このように形成された正孔注入／輸送層１１０ａの大部分は、後の工程で塗布する発光層１１０ｂに溶け込むが、一部が正孔注入／輸送層１１０ａと発光層１１０ｂの間に薄膜状に残存する。これにより、正孔注入／輸送層１１０ａと発光層１１０ｂとの間のエネルギー障壁を下げて正孔の移動を容易にし、発光効率を向上させることができる。
【００４７】
（４）発光層形成工程
発光層形成工程は、表面改質工程、発光層形成材料吐出工程（第２液滴吐出工程）および乾燥工程、とからなる。
表面改質工程は、正孔注入／輸送層１１０ａと発光層１１０ｂとの密着性や、成膜の均一性を高めるために行っている。つまり、発光層形成工程では、正孔注入／輸送層１１０ａの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第２組成物の溶媒として、正孔注入／輸送層１１０ａに対して不溶な非極性溶媒を用いる。しかしその一方で、正孔注入／輸送層１１０ａは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第２組成物を正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出しても、正孔注入／輸送層１１０ａと発光層１１０ｂとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層１１０ｂを均一に塗布できないおそれがある。
このため、非極性溶媒ならびに発光層形成材料に対する正孔注入／輸送層１１０ａの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面改質工程を行うことが好ましい。
【００４８】
表面改質工程は、発光層形成の際に用いる第２組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質材を、インクジェット法（液滴吐出法）、スピンコート法またはディップ法により正孔注入／輸送層１１０ａ上に塗布した後に乾燥することにより行う。表面改質材としては、第２組成物の非極性溶媒と同一なものとして例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を例示でき、第２組成物の非極性溶媒に類するものとして例えば、トルエン、キシレン等を例示できる。
【００４９】
図８に、インクジェットによる吐出方法を示す。
次に、発光層形成工程として、インクジェット法（液滴吐出法）により、発光層形成材料を含む第２組成物を正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出し、その後乾燥処理して、正孔注入／輸送層１１０ａ上に発光層１１０ｂを形成する。
図８に示すように、インクジェットヘッドＨ５と基板２とを相対的に移動し、インクジェットヘッドＨ５に形成された吐出ノズルＨ６から各色（例えばここでは青色（Ｂ））発光層形成材料を含有する第２組成物１１０ｅを吐出する。
【００５０】
吐出の際には、開口部１１２ｄ内に位置する正孔注入／輸送層１１０ａに吐出ノズルを対向させ、インクジェットヘッドＨ５と基板２とを相対移動させながら、正孔注入／輸送層１１０ａ上に第２組成物を吐出する。吐出ノズルＨ６から吐出される液量は１滴当たりの液量が制御されている。
【００５１】
発光層形成材料としては、赤色発光層１１０ｂ１としてシアノピリフェニレンビニレン、緑色発光層１１０ｂ２およびとして青色発光層１１０ｂ３ポリフェニレンビニレンなどを用いることができる。なお、上述した有機化合物以外の有機化合物を発光層１１０ｂの材料として用いることができる。
非極性溶媒としては、正孔注入／輸送層１１０ａに対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。
このような非極性溶媒を発光層１１０ｂの第２組成物に用いることにより、正孔注入／輸送層１１０ａを再溶解させることなく第２組成物を塗布できる。
【００５２】
次に、第２の組成物を所定の位置に吐出し終わったら、吐出後の第２組成物滴１１０ｅを乾燥処理し、第２組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発させる。これにより、発光層形成材料が析出し、図９に示すような青色（Ｂ）発光層１１０ｂ３が形成される。なお、図９においては青に発光する発光層が１つのみ図示されているが、図２やその他の図より明らかなように本来は発光素子がマトリックス状に形成されたものであり、図示しない多数の発光層（青色に対応）が形成されている。
続けて、図１０に示すように、前述した青色（Ｂ）発光層１１０ｂ３の場合と同様の工程を用い、赤色（Ｒ）発光層１１０ｂ１を形成し、最後に緑色（Ｇ）発光層１１０ｂ２を形成する。
【００５３】
なお、発光層１１０ｂの形成順序は、前述の順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決める事も可能である。
また、発光層の第２組成物の乾燥条件は、青色１１０ｂ３の場合、例えば、窒素雰囲気中、室温で圧力を１３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度として５から１０分行う条件とする。圧力が低すぎると第２組成物１１０ｅが突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、非極性溶媒の蒸発速度が高まり、発光層形成材料が上部開口部１１２ｄ壁面に多く付着してしまうので好ましくない。
その他の乾燥の手段としては、遠赤外線照射法、高温窒素ガス吹付法等を例示できる。
このようにして、画素電極１１１上に正孔注入／輸送層１１０ａ及び発光層１１０ｂが形成される。
【００５４】
（５）電子注入層形成工程
電子注入層形成工程では、図１１に示すように、発光層１１０ｂ及びバンク層１１２の全面に、バソクプロイン（ＢＣＰ）とセシウムの共蒸着膜からなる電子注入層１１０ｃを形成する。
電子注入層１１０ｃには、他にも例えばＭｇとＡｇの共蒸着や、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌなどを用いることができ、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが、熱による発光層１１０ｂの損傷を防止できる点で好ましい。
【００５５】
（６）陰極形成工程
図１２は、本実施の形態に係るイオンプレーティング法を用いた成膜装置の概略図である。
陰極形成工程では、成膜装置２００を用いたイオンプレーティング法により、電子注入層１１０ｃの全面に、ＳｉＯＮからなる透明膜の機能層保護膜１２ａおよびＩＴＯからなる透明導電膜の陰極１２を連続して成膜する。
成膜装置２００は、図１２に示すように、アルゴンプラズマを発生させるプラズマ生成部２１０と、成膜を行う成膜部２２０と、電子注入層１１０ｃまで積層された基板２を搬送する基板搬送部２３０と、成膜部２２０内の気体を排気する排気部（図示せず）とから概略形成されている。
そして成膜部２２０には、機能層保護膜１２ａまたは陰極１２の材料である蒸着材料２２３（ＳｉＯまたはＩＴＯ）を載置する台部２２１が配置され、台部２２１と対向する位置に電子注入層１１０ｃまで積層された基板２が搬送され、配置されている。プラズマ生成部２１０で生成されたアルゴンプラズマを台部２２１のＳｉＯまたはＩＴＯに導入して、ＳｉＯまたはＩＴＯを蒸発させて電子注入層１１０ｃ上の全面に堆積させている。
なお、機能層保護膜１２ａを積層させる時には、蒸着材料２２３と基板２との間にはバイアスをかけていないため、蒸発した蒸着材料２２３は加速されること無く堆積し、積層される。蒸着材料２２３は加速されないため、蒸着材料２２３が堆積した膜、およびその下地となる電子注入層１１０ｃなどに対して与えるダメージを抑えることができる。
【００５６】
まず、図１３に示すように、電子注入層１１０ｃ上の全面にＳｉＯＮからなる機能層保護膜１２ａを成膜する場合には、台部２２１上に蒸着材料２２３としてＳｉＯを載置し、アルゴンガスを含む窒素ガス雰囲気でＳｉＯＮを電子注入層１１０ｃの全面に堆積させて機能層保護膜１２ａを成膜する。
成膜部２２０の内部は、排気部（図示せず）により吸引することで上述した圧力に減圧されている。
アルゴンガスはプラズマ生成部２１０に導入され、直流電源２１１によりアルゴンプラズマとされて、磁場発生コイル２１２および放電陽極２１３により台部２２１の蒸着材料２２３（ＳｉＯ）へ導入される。ＳｉＯはアルゴンプラズマに加熱されてＳｉＯとして蒸発する。
窒素ガスは成膜部２２０のガス供給部２２２から内部に導入され、台部２２１から基板２の間を窒素で満たし外部からの酸素を遮断した雰囲気を作り出し、機能層１１０の酸化を防止する。また、蒸着材料のＳｉＯから蒸発したＳｉＯは、窒素ガスと結びつきＳｉＯＮを形成して電子注入層１１０ｃ上にＳｉＯＮ層を形成する。
【００５７】
機能層保護膜１２ａの成膜が終了すると、次に台部２２１上の蒸着材料２２３をＳｉＯからＩＴＯに変えて、引き続きアルゴンガスを含む酸素ガス雰囲気により機能層保護膜１２ａ上にＩＴＯを積層させて陰極１２を成膜する（図１４参照）。
アルゴンガスはプラズマ生成部２１０に導入され、プラズマ生成部２１０においてアルゴンプラズマとなり、台部２２１の蒸着材料２２３（ＩＴＯ）に導入される。ＩＴＯはアルゴンプラズマに加熱されてＩＴＯとして蒸発する。
酸素ガスは成膜部２２０のガス供給部２２２から内部に導入され、台部２２１から基板２の間を酸素で満たした雰囲気を作り出す。蒸着材料から蒸発したＩＴＯは酸素ガスと結びつき、Ｏ（酸素）を多く含んだ低抵抗、高透過率のＩＴＯ層が機能層保護膜１２ａの上に形成される。
【００５８】
なお、機能層保護膜１２ａの膜厚は、０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。例えば、成膜量が０．５ｎｍよりも薄い状態で、陰極１２を成膜するために酸素の供給を開始した場合には、下地の機能層（本実施形態では電子注入層１１０ｃ）が酸化され、十分な発光効率が得られない。一方、機能層保護膜１２ａを１０ｎｍよりも厚く成膜した場合には、電子注入層１１０ｃ（機能層１１０）と陰極１２との電気的接続を遮断、絶縁してしまうため、機能層１１０が発光できなくなる。
【００５９】
なお、上述の実施の形態においては、同一の成膜装置２００を用いてＳｉＯＮからなる機能層保護膜１２ａの成膜、ＩＴＯからなる陰極１２の成膜を行う例に適応して説明したが、同一の成膜装置２００を用いる例に限られることなく、機能層保護膜１２ａの成膜と陰極１２の成膜とを別々の成膜装置によって成膜することもできる。
【００６０】
（７）封止工程
封止工程は、発光素子が形成された基板２の前面に封止缶を配置し、基板２と封止缶の周縁部を封止樹脂により封止する工程である。この工程により基板２上に封止部を形成する。
封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極１２にピンホール等の欠陥が生じていた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極１２に侵入して陰極１２が酸化されるおそれがあるので好ましくない。また、封止缶６０４の内面側には、酸素や水分を吸収又は除去するゲッター材を設けることが好ましい。このゲッター材は、例えば非表示領域２ｂに配置し、表示に影響を及ぼさないようにすることが望ましい。
【００６１】
さらに、図２、図３に例示した基板２の配線５ａに陰極１２を接続するとともに、駆動ＩＣ６に回路素子部１４の配線を接続することにより、本実施形態の表示装置１が得られる。
【００６２】
したがって、本実施形態のエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法によれば、機能層保護膜１２ａを、外部からの酸素を遮断した雰囲気下で行うイオンプレーティング法を用いてＳｉＯＮにより形成している。このため、機能層保護膜１２ａを積層させるときに、活性な酸素により機能層１１０が酸化されることを極力防止することができる。
また、ＳｉＯＮは、外部からの酸素を遮断した雰囲気下でも従来のＩＴＯと略同等の高透明度の透明層を成膜することができる。これにより、機能層１１０の発光効率の低下、寿命の低下を防止して明るい表示を実現することができる。
さらに、外部からの酸素を遮断した雰囲気下のイオンプレーティング法を用いたＳｉＯＮの堆積、成膜は、従来のスパッタリング法によるＩＴＯの堆積などと比較しても遅くなく、成膜スループットの低下を防止することができる。
【００６３】
陰極１２として作用する陰極１２を、イオンプレーティング法を用いてＩＴＯにより形成しているため、機能層１１０がプラズマに曝されることがなく、成膜による機能層１１０へのダメージをより低減することができる。
また、陰極１２を、従来のＡｌ蒸着カソードなどと比較しても遜色のない低抵抗、高透過率な透明導電膜として成膜することができる。
【００６４】
ＳｉＯＮからなる機能層保護膜１２ａの成膜工程と、ＩＴＯからなる陰極１２の成膜工程と、を同一の成膜装置２００を用いて連続して行うことができる。そのため、機能層保護膜１２ａおよび陰極１２の成膜工程の間にはさまれる基板の搬送などの工程を削減することができ、機能層保護膜１２ａおよび陰極１２の成膜スループットを向上させることができる。
【００６５】
なお、本発明の技術範囲は上記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において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各発光層１１０ｂをストライプ配置した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、さまざまな配置構造を採用することができる。例えばストライプ配置の他、モザイク配置や、デルタ配置とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態の表示装置の配線構造を示す図である。
【図２】同、表示装置の平面図である。
【図３】同、表示装置の要部を示す断面図である。
【図４】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図５】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図６】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図７】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図８】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図９】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図１０】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図１１】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図１２】本実施の形態に係る成膜装置の概略図である。
【図１３】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図１４】同、表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ装置）、  ２・・・基板、  １２・・・陰極（第２の電極）、  １２ａ・・・機能層保護膜（透明膜）、  １１０・・・機能層、  １１０ｂ・・・発光層、  １１１・・・画素電極（第１の電極）
【図１】
2005123123.tif 000003
【図２】
2005123123.tif 000004
【図３】
2005123123.tif 000005
【図４】
2005123123.tif 000006
【図５】
2005123123.tif 000007
【図６】
2005123123.tif 000008
【図７】
2005123123.tif 000009
【図８】
2005123123.tif 000010
【図９】
2005123123.tif 000011
【図１０】
2005123123.tif 000012
【図１１】
2005123123.tif 000013
【図１２】
2005123123.tif 000014
【図１３】
2005123123.tif 000015
【図１４】
2005123123.tif 000016