(57)【要約】【課題】湿式塗布法を用いてマルチフォトン方式の有機ＥＬ装置を良好に製造することを可能とする有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板２０上に複数の第１電極１０を配置し、第１電極１０の周囲に少なくとも頂面が機能液に対して撥液性を示す隔壁層２４を形成する工程と、隔壁層２４に囲まれた領域が成す開口部２６に機能液を塗布し、第１の有機機能層３０Ａを形成する工程と、開口部２６に対応する位置にマスク開口部６０ａを備えたマスク６０を介し、隔壁層２４の頂面２４ａを除く領域に、正孔を注入する機能と電子を注入する機能とを有する中間電極層４０を形成する工程と、中間電極層４０の上に、機能液Ｌ２を塗布し第２の有機機能層３０Ｂを形成する工程と、を備え、中間電極層４０は、第２の有機機能層３０Ｂに正孔を注入する機能と、第１の有機機能層３０Ａに電子を注入する機能とを有することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機機能層の形成材料を溶媒に溶解または分散させた機能液を塗布して、第１電極および第２電極に挟持された複数の有機機能層を備える発光素子を基板上に形成する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記基板上に複数の前記第１電極を配置し、前記第１電極の周囲に少なくとも頂面が前記機能液に対して撥液性を示す隔壁層を形成する工程と、
前記隔壁層に囲まれた領域が成す開口部に前記機能液を塗布し、第１の有機機能層を形成する工程と、
前記開口部に対応する位置にマスク開口部を備えたマスクを介し、前記隔壁層の頂面を除く領域に、正孔を注入する機能と電子を注入する機能とを有する中間電極層を形成する工程と、
前記中間電極層の上に、前記機能液を塗布し第２の有機機能層を形成する工程と、を備え、
前記中間電極層は、前記第２の有機機能層に正孔を注入する機能と、前記第１の有機機能層に電子を注入する機能とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項２】
前記中間電極層を形成する工程では、各々の前記中間電極層の周縁部を前記隔壁層の側壁に当接して形成することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項３】
前記中間電極層を形成する工程では、前記マスク開口部の大きさが、前記開口部の下端部の開口部面積以上で、且つ、前記開口部の上端部の開口部面積以下であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項４】
前記隔壁層は、側壁が順テーパ状の形状であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の有機機能層と前記第２の有機機能層が同じ形成材料であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項６】
前記中間電極層は、前記第１電極側に配置された電子供与性物質を含む第１層と、前記第２電極側に配置された電子受容性物質を含む第２層とを備える積層構造であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２層の形成材料は、仕事関数が４．３ｅＶより大きい電子受容性の金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１から請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項８】
前記金属酸化物は、酸化モリブデンであることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項９】
前記隔壁層を形成する工程に先立って、少なくとも前記第１電極を覆う無機正孔注入層を形成する工程を備え、
前記無機正孔注入層の形成材料は、前記電子受容性の金属酸化物であることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項１０】
前記中間電極層は、前記第１の有機機能層と前記第２の有機機能層との間に電荷移動錯体を形成することで、前記第２の有機機能層に正孔を注入し、前記第１の有機機能層に電子を注入する材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項１１】
前記機能液の塗布は、液滴吐出法を用いて行うことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、有機機能層を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置（以下「有機ＥＬ装置」という）が知られている。
【０００３】
有機ＥＬ装置では、有機機能層に対し陽極から正孔が、また陰極から電子がそれぞれ送り込まれ、これらが有機機能層中で結合することによって発光する。そのため、同じ有機ＥＬ装置を用いて高輝度発光を得るためには、正孔と電子の結合量を増やすこと、換言すれば駆動電流量を増やすことが必要である。しかし、駆動電流量を増やすと配線等における電気抵抗により発生するジュール熱が増大し、有機機能層の温度が上昇するため、有機機能層の寿命が低下するという懸念がある。
【０００４】
そこで、有機機能層を直列に複数積層し輝度を高める、マルチフォトンと呼ばれる方式の有機ＥＬ装置が開発されている。マルチフォトン方式の有機ＥＬ装置では、複数の有機機能層はそれぞれ、中間電極層と呼ばれる層を介して積層している。「中間電極層」は、一成分として電気抵抗の高い金属酸化物を備えており、配線が接続されていなくても電圧印加時に一方の面から正孔を注入し、他方の面からは電子を注入し、かつ、層内には略等電位を保つという性質を有している。そのため、電圧印加時には、隣接する有機機能層に対し両面から正孔または電子を注入することができ、この中間電極層の性質を利用することで、積層する有機機能層を効率的に発光させることができる（例えば特許文献１から４参照）。
【０００５】
このようなマルチフォトン方式の有機ＥＬ装置では、単層構造に比べて高い電流でより高い輝度を示すことが可能となり、高い発光効率を実現することができる。また、同じ輝度を達成しようとする場合に、単層構造に比べて少ない電流で良いことになり、有機機能層の寿命を延ばすことが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−２４７９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２６９３５１号公報
【特許文献３】特開２００６−３２３１５号公報
【特許文献４】特開２００６−３１８６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、有機ＥＬ素子は、有機機能層の形成材料に低分子材料を用いるか、又は高分子材料を用いるかによってその製造方法が異なる。低分子材料の場合には、剛直な骨格を有する分子が多く、有機溶媒に対する溶解性が低いものが多い。そのため、例えば真空蒸着法のような気相反応が用いられる。一方で、高分子材料の場合には、有機溶媒に対する溶解性が比較的高いものが多い。そのため、有機機能層の形成材料を含む液状体（機能液）を所定の位置に塗布・配置し、溶媒を蒸発させることで所望の形成材料の膜（機能膜）を成膜する、湿式塗布法が用いられる。
【０００７】
この湿式塗布法の有効な手段の１つとして液滴吐出法を用いた製造方法が知られている。液滴吐出法には、パターニングにマスクが不要、高解像度が可能、インクの損失が少ない、大面積の塗布が容易、といった様々な利点がある。そのため微細なパターン、例えばフルカラー表示を行うための微細なＲＧＢパターン、が塗りわけられた機能膜の形成に適しており、高解像度で高品質な有機ＥＬ装置とすることが可能である。
【０００８】
液滴吐出法を用いた製造方法では、それぞれの機能液の配置箇所を区画するため機能液を塗布する領域の周囲に隔壁（バンク）を設ける。バンクを設けることで位置精度が向上する上に、塗布された機能液が他の領域に塗布される機能液と混ざり合うことを抑制することができる。パターニングを確実なものとするために、バンクは機能液に対して撥液性を示すこと、また、機能液を塗布する領域は機能液に対して親液性であることが望ましいとされている。
【０００９】
しかし、上述の液滴吐出法のような湿式塗布法を用いてマルチフォトン方式の有機ＥＬ装置を製造する場合には、次のような課題が生じる。すなわち、バンク構造を設けて液滴吐出法を行う場合には、確実なパターニングのためにバンクは撥液性に保つ必要があるが、一方で、中間電極層は金属または金属酸化物を備えて構成されるため蒸着法で形成する必要がある。そのため、中間電極層を形成すると、撥液性のバンク上にも中間電極層が形成されてしまうため、バンクが親液性になり、確実なパターニングが困難になるおそれがある。
【００１０】
また、上記特許文献では、いずれも有機機能層に低分子材料を用い、蒸着法により有機機能層を形成しているため、高分子材料を用いた湿式塗布法の課題についての対策は特に言及されていない。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、湿式塗布法を用いてマルチフォトン方式の有機ＥＬ装置を良好に製造することを可能とする有機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】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、有機機能層の形成材料を溶媒に溶解または分散させた機能液を塗布して、第１電極および第２電極に挟持された複数の有機機能層を備える発光素子を基板上に形成する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、前記基板上に複数の前記第１電極を配置し、前記第１電極の周囲に少なくとも頂面が前記機能液に対して撥液性を示す隔壁層を形成する工程と、前記隔壁層に囲まれた領域が成す開口部に前記機能液を塗布し、第１の有機機能層を形成する工程と、前記開口部に対応する位置にマスク開口部を備えたマスクを介し、前記隔壁層の頂面を除く領域に、正孔を注入する機能と電子を注入する機能とを有する中間電極層を形成する工程と、前記中間電極層の上に、前記機能液を塗布し第２の有機機能層を形成する工程と、を備え、前記中間電極層は、前記第２の有機機能層に正孔を注入する機能と、前記第１の有機機能層に電子を注入する機能とを有することを特徴とする。
この方法によれば、無機化合物である中間電極層が隔壁層の頂面を除く領域に形成される。そのため、中間電極層の形成後にも隔壁層の頂面の撥液性が維持され湿式塗布法による良好な塗りわけが可能となる。したがって、蒸着により中間電極層を形成しても、湿式塗布法を用いて機能液を塗り分け、所望の有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００１３】
本発明においては、前記中間電極層を形成する工程では、各々の前記中間電極層の周縁部を前記隔壁層の側壁に当接して形成することが望ましい。
この方法によれば、第１の有機機能層は中間電極層と隔壁層と基板とに囲まれた空間内に密閉されることとなる。そのため、中間電極層の上に機能液を配置しても、機能液が含む溶媒により第１の有機機能層が溶かされること無く、良好に有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００１４】
本発明においては、前記中間電極層を形成する工程では、前記マスク開口部の大きさが、前記開口部の下端部の開口部面積以上で、且つ、前記開口部の上端部の開口部面積以下であることが望ましい。
このようなマスクを使用することで、中間電極層の周縁部を隔壁層の側壁に当接させることが容易になる。
【００１５】
本発明においては、前記隔壁層は、側壁が順テーパ状の形状であることが望ましい。
この方法によれば、中間電極層の周縁部を前記隔壁層の側壁に容易に当接して形成することができる。そのため、湿式塗布法を用いた有機ＥＬ素子の製造が容易になる。
【００１６】
本発明においては、前記第１の有機機能層と前記第２の有機機能層が同じ形成材料であることが望ましい。
中間電極層により第１の有機機能層が保護されるため、用意に同じ形成材料を用いて有機ＥＬ素子を形成することができる。そのため、同じ光を射出する発光層を直列に配置することができ、高輝度の有機エレクトロルミネッセンス装置とすることができる。
【００１７】
本発明においては、前記中間電極層は、前記第１電極側に配置された電子供与性物質を含む第１層と、前記第２電極側に配置された電子受容性物質を含む第２層とを備える積層構造であることが望ましい。
この方法によれば、それぞれ第１の有機機能層への電子の注入と、第２の有機機能層への正孔の注入と良好に行うことができる物質が各有機機能層に隣接して配置されているため、各層への電子および正孔の注入が容易に行われる。そのため、上述した効果に加え、良好な発光を可能とする有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００１８】
本発明においては、前記第２層の形成材料は、仕事関数が４．３ｅＶより大きい電子受容性の金属酸化物を含むことが望ましい。
この方法によれば、第２の有機機能層に正孔を注入する性質を十分に確保して、良好な中間電極層を形成し、設計通りの効果を期待できる有機ＥＬ装置が製造可能となる。
【００１９】
本発明においては、前記金属酸化物は、酸化モリブデンであることが望ましい。
この方法によれば、人体に対する危険性が少なく取り扱いが簡単な酸化モリブデンを用いている。そのため、大気中で行う湿式塗布法では取り扱いや操作が簡便になり、容易に有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００２０】
本発明においては、前記隔壁層を形成する工程に先立って、少なくとも前記第１電極を覆う無機正孔注入層を形成する工程を備え、前記無機正孔注入層の形成材料は、前記電子受容性の金属酸化物であることが望ましい。
この方法によれば、中間電極層の形成材料と共通する材料で無機正孔注入層を形成することができるため、必要な材料・設備を減らすことができる。そのため、上記の効果が得られるだけでなく、製造工程が簡便になる。
【００２１】
本発明においては、前記無機正孔注入層の形成材料は、前記中間電極層の形成材料と同じ材料を含んでいることが望ましい。
この方法によれば、無機正孔注入層の形成のために新たな材料を必要とせず、工程負担を減らすことが可能となる。
【００２２】
また、本発明においては、前記中間電極層は、前記第１の有機機能層と前記第２の有機機能層との間に電荷移動錯体を形成することで、前記第２の有機機能層に正孔を注入し、前記第１の有機機能層に電子を注入する材料を含んでいてもよい。
この方法によれば、電荷移動錯体を形成する反応により発生した電荷が、電圧印加時に陰極方向と陽極方向へ移動し、第１の有機機能層への電子の注入と第２の有機機能層への正孔の注入とが容易に行われる。そのため、上述した効果に加え、良好な発光を可能とする有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００２３】
本発明においては、前記機能液の塗布は、液滴吐出法を用いて行うことが望ましい。
この方法によれば、高精細なパターンで機能液を塗り分けることが可能であり、高解像度で高品質な有機ＥＬ装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［第１実施形態］
以下、図１〜図４を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。また、本実施形態では、有機ＥＬ装置１の製造に液滴吐出法を用いているため、まず液滴吐出法について概要を説明した後に、本実施形態の有機ＥＬ装置の説明へと移る。
【００２５】
図１は、液滴吐出法に用いる装置（液滴吐出装置）が備える液滴吐出ヘッド３０１の断面図である。液滴吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドである。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド３０１の下面に一方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、液状体の液滴Ｌが吐出される。本実施形態の液状体は、有機機能層の形成材料を含む機能液である。本実施形態で吐出する機能液の一滴の量は、例えば１〜３００ナノグラムである。
【００２６】
本実施形態では、液滴吐出ヘッド３０１には電気機械変換式の吐出技術を採用したものを用いる。本方式では、液状体を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、液状体を収容する材料タンクを含む液状体供給系３２３を介して液状体が供給される。ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させることにより、液体室３２１が変形して内圧が高まり、ノズル３２５から液状体の液滴Ｌが吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量を制御し、液状体の吐出量を制御する。
【００２７】
なお、液滴吐出法の吐出技術としては、上記の電気機械変換式の他に、帯電制御方式、加圧振動方式、電気熱変換方式、静電吸引方式などのものが挙げられ、これらのいずれの方式も好適に用いることができる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。加圧振動方式は、材料に例えば３０ｋｇ／ｃｍ２程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものである。電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料をノズルから吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてノズル先端から材料を引き出すものである。この他にも、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式のものがあり、いずれも適用可能である。
【００２８】
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の具体的な態様を、図２から図４を参照して説明する。ここで、図２は有機ＥＬ装置１を模式的に示す断面図であり、図３から図４は有機ＥＬ装置１の製造方法を示す工程図である。まず図２を用いて有機ＥＬ装置１の構成を説明した後に、図３から図４を用いて製造方法の説明を行う。
【００２９】
ここで、有機ＥＬ装置には、有機ＥＬ素子が放つ光を有機ＥＬ素子が形成された基板側とは反対側から取り出すトップエミッション方式と、有機ＥＬ素子が形成された基板側から基板を介して取り出すボトムエミッション方式の２種類の発光方式がある。本発明はこのどちらの方式に適用しても良好な結果が得られるため、以下の説明においては形成材料などに限定があるものを除き、発光方式に限定をせずに記載する。
【００３０】
図２に示すように、有機ＥＬ装置１は、基板本体２０Ａと、基板本体２０Ａ上に形成され配線や駆動素子等を備える素子層２０Ｂとを備える基板２０と、基板２０上に形成される画素電極（第１電極、陽極）１０と、画素電極１０と平面的に重なる開口部を備えた画素隔壁層２２と、画素隔壁層２２の上に形成された共通隔壁層２４とを備えている。また、共通隔壁層２４に囲まれた領域には、共通隔壁層２４の側壁２４ｂに当接して、発光部３０が形成されており、更にその上には、共通隔壁層２４の頂面２４ａ、側壁２４ｂ、を覆って発光部３０の上面の全面を覆う共通電極５０が形成されている。画素電極１０と発光部３０と共通電極５０とで有機ＥＬ素子（発光素子）７０を形成している。
【００３１】
発光部３０には、画素電極１０からの正孔の注入を容易にする正孔注入層（有機機能層）３２と、第１の有機発光層（有機機能層）３０Ａと、第１中間電極層（第１層）４０Ａおよび第２中間電極層（第２層）４０Ｂからなる中間電極層４０と、第２の有機発光層（有機機能層）３０Ｂを備えており、画素電極１０上にこの順に積層されている。中間電極層４０は、第１の有機発光層３０Ａと接する面から第１の有機発光層３０Ａに対して電子を注入し、第２の有機発光層３０Ｂと接する面から第２の有機発光層３０Ｂに対して正孔を注入する性質を備えている。
【００３２】
また、共通電極５０は、共通隔壁層２４の頂面２４ａ、側壁２４ｂ、を覆って第２の有機発光層３０Ｂの上面の全面を覆う電子注入陰極５０Ａと、電子注入陰極５０Ａの表面全面を覆う陰極５０Ｂを備えている。以下の説明においては、基板２０の配置している側を下側、共通電極５０が配置している側を上側として、各構成の上下関係、積層関係を示すこととする。以下、各構成要素について順に説明する。
【００３３】
基板本体２０Ａは、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などが挙げられる。透明基板としては、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の有機高分子（樹脂）を用いることができる。また、光透過性を備えるならば、前記材料を積層または混合して形成された複合材料を用いることもできる。本実施形態では、基板本体２０Ａの材料としてガラスを用いる。
【００３４】
素子層２０Ｂは、有機ＥＬ装置１を駆動させるための各種配線や駆動素子、及び無機物または有機物の絶縁膜などを備えている。各種配線や駆動素子はフォトリソグラフィによりパターニングした後エッチングすることにより、また、絶縁膜は蒸着法やスパッタ法など通常知られた方法により適宜形成することができる。
【００３５】
素子層２０Ｂの上には、画素電極１０が形成されている。画素電極１０の形成材料には、仕事関数が５ｅＶ以上の材料を用いることができる。このような材料は、正孔注入効果が高いため画素電極６０の形成材料として好ましい。このような材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Thin Oxide:インジウム錫酸化物）等の金属酸化物を挙げることができる。本実施形態ではＩＴＯを用いる。
【００３６】
また、素子層２０Ｂの上には、画素電極１０の端部に一部が乗り上げるように、画素隔壁層２２が形成されている。画素隔壁層２２は画素電極１０に対応する開口部を備えており、該開口部内に画素電極１０が露出している。画素隔壁層２２は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の無機絶縁材料で形成されており、開口部の位置に対応するマスクを介したエッチング等の公知の方法で形成することができる。本実施形態では、ＳｉＯ２を用いて形成する。
【００３７】
画素隔壁層２２上には、画素電極１０の周囲を囲むように共通隔壁層２４が形成されている。共通隔壁層２４は、断面形状が順テーパ状に形成されている。そのため、共通隔壁層２４で囲まれた空間は、下部よりも上部が広く開口している。共通隔壁層２４の頂面２４ａは、後述する有機機能層の形成材料を含む機能液（機能液）に対して撥液性を示すように形成されている。共通隔壁層２４は、例えば含フッ素樹脂のような撥液性を備えた樹脂で形成してもよく、また、光硬化性のアクリル樹脂やポリイミド樹脂で形成した後に、ＣＦ４プラズマ処理等を施し、撥液性を持たせても良い。本実施形態では、アクリル樹脂で共通隔壁層２４を形成した後に、ＣＦ４プラズマ処理による撥液処理を施す。
【００３８】
共通隔壁層２４に囲まれた領域の底面に露出した面（ここでは画素電極１０と画素隔壁２２の一部）には、側壁２４ｂに当接して、画素電極１０からの正孔の注入を容易にする電荷移動層としての正孔注入層３２が形成されている。正孔注入層３２は、前述の液滴吐出ヘッド３０１から正孔注入層の形成材料の溶液（機能液）を塗布し、溶媒を蒸発させて形成する。正孔注入層３２の形成材料は、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム、ポリスチレンスルフォン酸、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸との混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の公知の材料を例示することができる。また、塗布時にこれらを溶かしておく溶媒としては、水、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−イミダゾリノン等の極性溶媒を例示することができる。本実施形態ではＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いる。
【００３９】
正孔注入層３２の上には、側壁２４ｂに当接して、第１の有機発光層３０Ａが形成されている。有機発光層３０Ａも、有機発光層の形成材料の溶液（機能液）を塗布し、溶媒を蒸発させて形成する。第１の有機発光層３０Ａの形成材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の高分子発光材料を好適に用いることができる。このような材料としては、ポリフルオレン（ＰＦ）、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリフェニレン（ＰＰ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン、ポリジアルキルフルオレン（ＰＤＡＦ）、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール（ＰＦＢＴ）、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）や、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等のポリシランなどの各誘導体を例示することができる。また、これらの発光材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
【００４０】
溶媒には、水、メタノール、エタノール等の水と相溶性のあるアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルイミダゾリン（ＤＭＩ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、２，３−ジヒドロベンゾフラン、等が挙げられ、これらの溶媒を２種以上適宜混合したものであっても良い。また、これらの溶媒にシクロヘキシルベンゼン等を適宜加えて粘度を調整しても構わない。
【００４１】
第１の有機発光層３０Ａの上には、側壁２４ｂに当接して中間電極層４０が形成されている。中間電極層４０は、第１中間電極層４０Ａと第２中間電極層４０Ｂとを備えている。中間電極層は、一方の面からは正孔を注入し、他方の面からは電子を注入する役割を備えた電気的絶縁層であり、ここでは第１中間電極層４０Ａと第２中間電極層４０Ｂとがこれらの役割を分担している。マルチフォトン方式の有機ＥＬ装置では、中間電極層が複数の有機発光層に挟持されて形成されている。また、中間電極層４０は透光性を備える程度に薄く形成されている。
【００４２】
第１の有機発光層３０Ａの上には、まず第１中間電極層４０Ａが形成されている。第１中間電極層４０Ａは、電子を放出しやすい（仕事関数が小さい）性質を備えた金属や、このような金属のフッ化物、酸化物など、第１の有機発光層３０Ａに電子を注入する性質を備えた材料で形成されている。このような金属としては例えば、Ｌｉ，Ｃｓなど周期律表で１族に属するアルカリ金属、Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒなど周期律表で２族に属するアルカリ土類金属が挙げられる。また、フッ化物には、ＬｉＦ，ＣｓＦ，ＭｇＦ２，ＣａＦ２，ＳｒＦ２，ＢａＦ２が挙げられる。酸化物には、ＳｒＯｘ，ＣａＯなどが挙げられる。本実施形態ではＬｉＦを用いる。また、第１中間電極層４０Ａの厚みは５ｎｍ以下である。本実施形態では４ｎｍとしている。
【００４３】
次いで第１中間電極層４０Ａの上には、第２中間電極層４０Ｂが形成されている。第２中間電極層４０Ｂは、電子を放出しにくく（仕事関数が大きく）、第２の有機発光層４０Ｂから電子を受容する（正孔を注入する）性質を備えた材料で形成されている。このような材料としては、仕事関数が４．３ｅＶより大きい金属酸化物が好ましく、例えば、ＭｏＯ３（仕事関数：５．５ｅＶ），Ｖ２Ｏ５（同５．６ｅＶ），ＲｕＯ２（同５．０ｅＶ）をあげることができる（仕事関数出典：宮田清蔵，『有機ＥＬ素子とその工業化最前線』（エヌティーエス出版）（４−９０−０８３０２９−１））。本実施形態ではＭｏＯ３を用いる。また、第２中間電極層４０Ｂの厚みは、１ｎｍ以上であり１００ｎｍ以下となるように形成している。１ｎｍより薄くなると成膜が困難であり、１００ｎｍより厚くなると透光性が不足する。本実施形態では５０ｎｍである。
【００４４】
中間電極層４０の上には、側壁２４ｂに当接して第２の有機発光層３０Ｂが形成されている。第２の有機発光層３０Ｂも、後述する方法にて機能液を塗布し、溶媒を蒸発させて形成する。第２の有機発光層３０Ｂは、設計に応じて形成材料を選択することができ、第１の有機発光層３０Ａと同じ材料で形成しても良く、異なっても良い。本実施形態では、第１の有機発光層３０Ａと同じ材料で形成する。
【００４５】
第２の有機発光層３０Ｂの上には、共通隔壁層２４の頂面２４ａ、側壁２４ｂを覆って表面全面に電子注入陰極５０Ａが形成されている。電子注入陰極５０Ａは、上述した第１中間電極層４０Ａを形成可能な金属や金属のフッ化物、酸化物などを用いて形成することができる。本実施形態ではＣａを材料として形成する。電子注入陰極５０Ａの厚みは５ｎｍである。
【００４６】
電子注入陰極層５０Ａの上には、電子注入陰極層５０Ａの表面全面を覆って陰極５０Ｂが形成されている。陰極５０Ｂは、ＡｌやＣｕなど導電性の良い金属材料で形成されており、厚みは２００ｎｍである。陰極５０Ｂは、不図示の陰極取り出し端子へとつながる陰極コンタクト部へ接続されている。
【００４７】
このような有機ＥＬ装置１に印加すると、第１中間電極層４０Ａは第１の有機発光層３０Ａに電子を注入し、第２中間電極層４０Ｂは第２の有機発光層３０Ｂに正孔を注入する。これに加えて、画素電極１０からは第１の有機発光層３０Ａに正孔を注入し、電子注入性陰極５０Ａからは第２の有機発光層３０Ｂに電子を注入するため、各有機発光層３０Ａ，３０Ｂはそれぞれに発光するマルチフォトン方式の有機ＥＬ装置となる。
【００４８】
次いで、図３および図４を用い、有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。図３には第１の有機発光層３０Ａを形成するまでを、図４には第２の共通電極５０を形成し有機ＥＬ装置１を形成するまでをそれぞれ示す。なお、以下の製造方法に挙げる各処理の反応条件は一例であり、これに限定するものではない。
【００４９】
まず図３（ａ）に示すように、基板本体２０Ａ上に素子層２０Ｂを形成した基板２０に、画素電極１０を形成する。更に、画素電極１０の上に画素隔壁２２を形成した後、順テーパ状の断面形状を備えた共通隔壁層２４を形成する。これらはいずれも従来公知の方法を用いて形成することができる。共通隔壁２２を形成した後に、基板２０をＯ２ガス下でプラズマによる表面処理を行う。このＯ２プラズマ処理により、基板２０及び基板２０上に形成された各構成要素の表面は、表面の不純物が除去され親液化される。
【００５０】
次いで、ＣＦ４ガス下でプラズマによる表面処理を行う。このＣＦ４プラズマ処理により、共通隔壁層２４の頂面２４ａおよび側壁２４ｂが撥液化される。ＣＦ４プラズマ処理では有機物が撥液化されるため、共通隔壁層２４の表面を選択的に撥液化することができる。また、この撥液処理を行うとまず頂面２４ａが撥液化し、次いで側壁２４ｂが撥液化される。そのため、ＣＦ４プラズマ処理の処理時間が短いと側壁２４ｂが撥液処理されないことが考えられるが、本発明の目的からは頂面２４ａが撥液化されていれば良い。
【００５１】
次いで図３（ｂ）に示すように、共通隔壁層２４で囲まれた領域（開口部２６）に、液滴吐出ヘッド３０１を用いて機能液Ｌ１（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液）を塗布し、乾燥および焼成することにより正孔注入層３２を形成する。焼成は、ホットプレート上、大気中において２００℃で１０分間加熱することで行った。共通隔壁層２４の表面が撥液処理されているため、また、開口部２６の底部は親液処理されているため、機能液Ｌ１は良好に濡れ広がる。
【００５２】
次いで図３（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド３０１を用いて機能液Ｌ２（有機発光層の形成材料を含む機能液）を塗布し、乾燥およびアニール処理して、正孔注入層３２の上に第１の有機発光層３０Ａを形成する。アニール処理は、ホットプレート上、窒素雰囲気下において１３０℃で１時間加熱することで行った。共通隔壁層２４の表面が撥液処理されているため、機能液Ｌ１と同様に機能液Ｌ２も容易に開口部２６の中に配置される。このようにして、第１の有機発光層３０Ａを形成する。
【００５３】
次いで図４（ａ）に示すように、第１の有機発光層３０Ａの上に第１中間電極層４０Ａを形成する。第１中間電極層４０Ａは、開口部２６の位置・形状に対応する平面視形状のマスク開口部６０ａを備えたマスク６０を介し、真空蒸着法により形成する。ここでは、側壁２４ｂの上端部における開口部２６の開口径（開口面積）と略等しい大きさのマスク開口部６０ａを備えたマスク６０を使用する。
【００５４】
次いで、第１中間電極層４０Ａの上には第２中間電極層４０Ｂを形成する。第２中間電極層４０Ｂも第１中間電極層４０Ａの形成に用いたマスクと同じマスクを介して、真空蒸着法にて形成する。形成された第１中間電極層４０Ａおよび第２中間電極層４０Ｂは中間電極層４０を成す。
【００５５】
このようなマスクを介して形成することで、共通隔壁層２４の頂面２４ａには中間電極層４０は形成されず、頂面２４ａの撥液性は維持されることとなる。更には、共通隔壁層２４の側壁２４ｂが順テーパ状に形成されているため、形成される中間電極層４０は確実に側壁２４ｂと当接して形成される。そのため、中間電極層４０と、側壁２４ｂと、基板２０とで囲まれた空間に第１の有機発光層３０Ａを密閉することになる。なお、図では側壁２４ｂの上端には中間電極層４０が形成されていないが、形成されていても構わない。
【００５６】
次いで図４（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド３０１を用いて機能液Ｌ２を塗布し、乾燥およびアニール処理して、中間電極層４０の上に第２の有機発光層３０Ｂを形成する。アニール処理は、第１の有機発光層３０Ａの形成時と同じく、ホットプレート上、窒素雰囲気下において１３０℃で１時間加熱することで行った。上述のように、中間電極層４０を開口部２６の中に選択的に形成するため、頂面２４ａの撥液性は維持されたままとなっている。したがって、塗布される機能液Ｌ２は容易に開口部２６の中に配置され、良好なパターニングが可能となる。このようにして、第２の有機発光層３０Ｂを形成する。
【００５７】
次いで図４（ｃ）に示すように、真空蒸着法にて基板２０の上面全面に電子注入陰極５０Ａと陰極５０Ｂとをこの順に形成し共通電極５０とする。以上のようにして製造を行って有機ＥＬ素子７０を形成し、有機ＥＬ装置１が完成する。
【００５８】
以上のような有機ＥＬ装置の製造方法によれば、無機化合物である中間電極層４０が共通隔壁層２４の頂面２４ａを除く領域に形成される。そのため、中間電極層４０の形成後にも隔壁層２４の頂面２４ａの撥液性が維持されていることから、機能液を塗り分け所望の有機ＥＬ装置１を製造することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、中間電極層４０の周縁部を側壁２４ｂに当接するように形成している。そのため、第１の有機機能層３０Ａは中間電極層４０と共通隔壁層２４と基板２０とに囲まれた空間内に密閉されることとなる。したがって、中間電極層４０の上に機能液Ｌ２を配置しても、機能液Ｌ２は第１の有機機能層３０Ａには接しないため、第１の有機機能層３０Ａが機能液Ｌ２に溶かされること無く、良好に有機ＥＬ装置１を製造することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、マスク開口部６０ａの大きさが、開口部２６の上端部の開口部面積と略等しい。このようなマスク６０を使用することで、中間電極層４０の周縁部を共通隔壁層２４の側壁に当接させることが容易になる。
【００６１】
また、本実施形態では、共通隔壁層２４の側壁２４ｂの断面形状が順テーパ状になるように形成することとしている。そのため、中間電極層４０の周縁部を共通隔壁層２４の側壁２４ｂに容易に当接して形成することができ、第１の有機機能層３０Ａが機能液Ｌ２に溶かされることを防ぐことができる。したがって、有機ＥＬ装置１の製造が容易になる。
【００６２】
また、本実施形態では、第１の有機機能層３０Ａと第２の有機機能層３０Ｂとが同じ形成材料である形成されている。そのため、同じ光を射出する発光層を直列に配置することができ、高輝度の有機エレクトロルミネッセンス装置１とすることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、中間電極層４０は、画素電極１０側に配置された電子供与性物質を含む第１中間電極層４０Ａと、共通電極５０側に配置された電子受容性物質を含む第２中間電極層４０Ｂとを備える積層構造となっている。そのため、各層への電子および正孔の注入を容易に行うことができ、良好な発光を可能とする有機ＥＬ装置１を製造することができる
【００６４】
また、本実施形態では、中間電極層４０の形成材料に、仕事関数が４．３ｅＶより大きいＭｏＯ３を用いている。そのため第２の有機機能層３０Ｂに正孔を注入する性質を十分に確保しており、設計通りの効果を期待できる有機ＥＬ装置１を製造することが出来る。また、ＭｏＯ３は人体に対する危険性が少なく取り扱いが簡単な材料であるため、大気中で行う湿式塗布法では取り扱いや操作が簡便になり、容易に有機ＥＬ装置１を製造することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、液滴吐出法を用いて機能液Ｌ１，Ｌ２の塗布を行い、正孔注入層３２と有機発光層３０Ａ，３０Ｂの形成を行っている。そのため、高解像度で高品質な有機ＥＬ装置１を製造することができる。
【００６６】
なお、本実施形態においては、第１の有機発光層３０Ａと第２の有機発光層３０Ｂとを同じ材料で形成することとしたが、異なる材料で形成することとしても構わない。その様な場合には、例えば青色と黄色に発色する２層を形成することで全体として白色光を射出する有機ＥＬ装置とすることができる。
【００６７】
また、本実施形態においては、有機発光層は２層であったが、更に多数の有機発光層を備えることとしても良い。その場合には、各有機発光層の間には同様に中間電極層を形成することが望ましい。
【００６８】
また、本実施形態においては、中間電極層４０は２種の異なる層が積層して形成されていることとしたが、これに限らない。例えば更に多くの層が積層していても構わない。また、第１の有機発光層に電子注入が可能であれば正孔注入性の第２中間電極層４０Ｂの１層のみで中間電極層４０を形成し、第１中間電極層４０Ａを形成しないことしても構わない。
【００６９】
また、本実施形態においては、中間電極層４０は金属および金属酸化物が積層して形成されていることとしたが、中間電極層４０には電荷移動錯体を形成する材料を用いることもできる。このような材料としては、例えば、２−ＴＮＡＴＡやα−ＮＰＤなどのアリールアミン化合物（ドナー）と、これらのアリールアミン化合物と電荷移動錯体を形成することができる物質（アクセプタ）と、によって形成される電荷移動錯体をあげることができる。アクセプタはＶ２Ｏ５のような無機物でもよく、また、４Ｆ−ＴＣＮＱのような有機物でも良い。これら物質は複数層に積層していてもよく、また混合して同一の層になっていても良い。積層する場合には、例えば、正孔注入層がアクセプタとして作用するというように、中間電極層と隣接する層との間に電荷移動錯体を形成することとしても良い。
【００７０】
これら物質の電荷移動錯体では、ドナーであるアリールアミン化合物の非共有電子対からアクセプタの物質へ電子が移動するため、移動する電子、および移動によって生じる正孔が電気伝導を担うようになる。そして、これら発生した電荷が、電圧印加時に陰極方向と陽極方向へ移動し、第１の有機発光層３０Ａへの電子の注入と第２の有機発光層３０Ｂへの正孔の注入とが容易に行われるようになる。そのため、上述した効果に加え、良好な発光を可能とする有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００７１】
また、画素電極１０と第１の有機発光層３０Ａとの間、または中間電極層４０と第２の有機発光層３０Ｂとの間に、有機発光層での発光効率を向上させる機能を備えたインターレイヤ層を形成することとしても良い。インターレイヤ層の形成材料には、例えばアミン系の導電性高分子を用いることができ、該形成材料を含む機能液を液滴吐出法で塗布して形成することができる。インターレイヤ層を設けると、画素電極１０と第１の有機発光層３０Ａとの界面、または中間電極層４０と第２の有機発光層３０Ｂとの界面での有機発光層の失活を防止でき、発光効率を上げ有機ＥＬ装置を長寿命化することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、液滴吐出法を用いて機能液を配置することとしたが、他にもスクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、ディスペンサ法など、機能液を配置して機能膜を形成する他の湿式塗布法を用いることもできる。
【００７３】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置２の説明図である。本実施形態の有機ＥＬ装置は、第１実施形態と一部共通している。異なるのは、共通隔壁層が囲む領域に複数の有機ＥＬ素子（図では３つ）が配置されていることである。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７４】
図に示すように、有機ＥＬ装置２は基板２０の上に形成された３つの画素電極１０の周囲を取り囲んで共通隔壁層２４が形成されている。そのため、共通隔壁部２４で囲まれる領域内には３つの有機ＥＬ素子７０が配置されている。共通隔壁層２４の配置以外は第１実施形態と違いは無く同様の製造方法で製造することができる。このような有機ＥＬ装置２では、画素開口率が上がるため高輝度化が可能となる。
【００７５】
本実施形態では、共通隔壁部２４で囲まれる領域内に有機ＥＬ素子７０が３つ配置されている例を示したが、更に多くの有機ＥＬ素子７０を配置することとしても良い。
【００７６】
［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ装置３の説明図である。本実施形態の有機ＥＬ装置は、第１実施形態と一部共通している。異なるのは、正孔注入層がＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで形成されておらず、第２中間電極層４０Ｂの形成材料と同じ材料を用いてあらかじめ基板２０の上に形成してあることである。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７７】
図に示すように、有機ＥＬ装置３は基板２０の上に形成された画素電極１０の表面を覆って基板２０の上の全面にＭｏＯ３の層を形成し、無機正孔注入層３４としている。無機正孔注入層３４は、画素電極１０を形成した基板２０に対し真空蒸着法を用いてＭｏＯ３を蒸着することで形成することができる。無機正孔注入層３４の上には、画素電極１０の位置に対応した開口部を備える画素隔壁層２２が設けられており、該開口部には正孔注入層３２が露出している。画素隔壁層２２の上には画素電極１０を囲んで共通隔壁層２４が形成されている。画素隔壁層２２の開口部に露出した正孔注入層３２と、共通隔壁層２４に囲まれた領域の画素隔壁層２２との上には第１の有機発光層３０Ａが形成されている。
【００７８】
このような有機ＥＬ装置３では、あらかじめ第２中間電極層４０Ｂと同じ材料を用いて無機正孔注入層３４を形成しているため、無機正孔注入層３４の形成のための新たな材料を必要とせず工程負担を減らすことが可能となる。
【００７９】
本実施形態では、無機正孔注入層３４の形成材料にＭｏＯ３を用いることとしたが、前述の第２中間電極層の形成材料であればいずれも好適に無機正孔注入層３４の形成材料として用いることができる。他にも、第１の有機発光層３０Ａに正孔を注入することができる材料であれば形成材料として使用可能である。
【００８０】
［電子機器］
次に、本発明の製造方法で製造された有機ＥＬ装置を備える電子機器について、例を挙げて説明する。図７は、上記有機ＥＬ装置をラインヘッドとして備えた画像形成装置（光プリンタ）１０００を示す概略構成図である。
【００８１】
光プリンタ１０００は、転写媒体２２０の走行経路の近傍に、像担持体としての感光体ドラム１６０を備えている。感光体ドラム１６０の周囲には、感光体ドラム１６０の回転方向（図中の矢印方向）に沿って、露光装置１００Ｌ、現像装置１８０及び転写ローラ２１０が順次配設されている。感光体ドラム１６０は、回転軸１７０の周りに回転可能に設けられており、その外周面には、回転軸方向中央部に感光面１６０Ａが形成されている。露光装置１００Ｌ及び現像装置１８０は感光体ドラム１６０の回転軸１７０に沿って長軸状に配置されており、その長軸方向の幅は、感光面１６０Ａの幅と概ね一致している。
【００８２】
露光装置１００Ｌには、複数の有機ＥＬ素子１００Ａを有するラインヘッド（有機ＥＬ装置）１００と、該ラインヘッド１００から放射された光を正立等倍結像させる複数のレンズ素子１２０Ａを有する結像光学素子１２０とを備えている。ラインヘッド１００と結像光学素子１２０とは、互いにアライメントされた状態で図示略のヘッドケースによって保持され、感光体ドラム１６０上に固定されている。ここで、有機ＥＬ素子１００Ａは、上述した製造方法で製造され、マルチフォトン方式の構造を有している。そのため、この光プリンタ１０００は、発光輝度が高く露光不良の生じ難いものとなっている。
【００８３】
なお、電子機器としては、上述したものに限られることなく、種々のものに適用することができる。例えば、携帯電話、ディスクトップ型コンピュータ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の画像表示手段として好適に用いることができ、かかる構成とすることで、表示品質が高い表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００８４】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】液滴吐出装置に備わる液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の有機ＥＬ装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態の有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の第２実施形態の有機ＥＬ装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の有機ＥＬ装置を示す断面図である。
【図７】本発明の製造方法で製造された有機ＥＬ装置を備える電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，２，３…有機エレクトロルミネッセンス装置、１０…画素電極（第１電極）、２０…基板、２４…共通隔壁層（隔壁層）、２４ａ…頂面、２４ｂ…側壁、２６…開口部、３０Ａ，３０Ｂ…有機機能層、３４…無機正孔注入層、４０…中間電極層、５０…共通電極（第２電極）、６０…マスク、６０ａ…マスク開口部、７０…有機ＥＬ素子（発光素子）、Ｌ１，Ｌ２…機能液
【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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