(57)【要約】【課題】デバイス自体の寿命の低下を抑制する有機ＥＬデバイスを提供する。【解決手段】表示用回路が形成されている基板と、該基板上に、第一絶縁層と、下部電極と、第二絶縁層と、有機化合物層と、上部電極とがこの順に積層されてなる積層体と、から構成され、該第一絶縁層又は該第二絶縁層が、コポリマー樹脂からなる層であり、該コポリマー樹脂が下記の（Ａ）及び（Ｂ）で示される（メタ）アクリル酸エステルユニットを有することを特徴とする、有機ＥＬデバイス。  （Ａ）側鎖に脂環式炭化水素（群）を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット  （Ｂ）側鎖に下記一般式（１）に示される置換基群を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット2009205870.tif 000017【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示用回路が形成されている基板と、
該基板上に、第一絶縁層と、下部電極と、第二絶縁層と、有機化合物層と、上部電極とがこの順に積層されてなる積層体と、から構成され、
該第一絶縁層又は該第二絶縁層が、コポリマー樹脂からなる層であり、
該コポリマー樹脂が下記の（Ａ）及び（Ｂ）で示される（メタ）アクリル酸エステルユニットを有することを特徴とする、有機ＥＬデバイス。
（Ａ）側鎖に脂環式炭化水素（群）を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット
（Ｂ）側鎖に下記一般式（１）に示される置換基群を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット
【化１】
2009205870.tif 000015
（式（１）において、Ｒaは、単結合又は２価の置換基あるいは置換基群を表す。Ｒb、Ｒc及びＲdは、それぞれ水素又は直鎖型炭化水素基を表す。）
【請求項２】
基板本体と表示用回路とからなる基板と、
該基板上に設けられパターニングが施されている第一絶縁層と、
該第一絶縁層上に設けられ下部電極と有機化合物層と上部電極とをこの順に積層してなる有機ＥＬ素子と、
該有機ＥＬ素子の周囲を取り囲むように配置されている第二絶縁層と、から構成され、
該第一絶縁層又は該第二絶縁層が、コポリマー樹脂からなる層であり、
該コポリマー樹脂が下記の（Ａ）及び（Ｂ）で示される（メタ）アクリル酸エステルユニットを有することを特徴とする、有機ＥＬデバイス。
（Ａ）側鎖に脂環式炭化水素（群）を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット
（Ｂ）側鎖に下記一般式（１）に示される置換基群を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット
【化２】
2009205870.tif 000016
【請求項３】
前記コポリマー樹脂が下記の（ａ）乃至（ｃ）のいずれかを満たすことを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機ＥＬデバイス。
（ａ）前記（メタ）アクリル酸エステルユニットのうち２種類以上が、ホモポリマーにしたときに該ホモポリマーのガラス転移点（Ｔg）が１５０℃以上であること
（ｂ）前記コポリマー樹脂のＴgが１５０℃以上であること
（ｃ）前記コポリマー樹脂のＴg以下の温度における熱重量損失率が５％以下であること
【請求項４】
前記コポリマー樹脂の吸湿性が１×１０-3ｇ／ｃｍ3以下であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネセンス（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬという。）を利用した有機ＥＬデバイスは、陽極と陰極との間に、有機キャリア輸送層や有機発光層を積層させた有機化合物層が設けられている素子である。また有機ＥＬデバイスは、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
このような有機ＥＬデバイスを使用した表示装置のうち、各画素に有機ＥＬデバイスを駆動するための薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＴＦＴという。）を設けているアクティブマトリックス型の表示装置は、高画質、長寿命という利点を有するので特に開発が進んでいる。
【０００４】
アクティブマトリックス型の表示装置の場合、ＴＦＴや配線が設けられている基板の表面を絶縁化及び平滑化する目的で、基板及びＴＦＴを覆うように絶縁層が設けられている（以下、この絶縁層を第一絶縁層とする。）。
【０００５】
また、アクティブマトリックス型の表示装置の場合、有機ＥＬ素子を形成する際、隣接する有機ＥＬ素子同士に発光層等の有機化合物層を構成する材料が混和しないようにバンクもしくは素子分離膜と呼称される画素間分離構成を画素間に構成する。この構成は、絶縁性材料を塗布しパターニングして形成される（以下、このパターニングを第二絶縁層とする。）。
【０００６】
ここで、図面を参照しながら上述した第一絶縁層及び第二絶縁層が設けられている有機ＥＬデバイス用基板について説明する。
【０００７】
図２は、一般的な有機ＥＬデバイス用基板の構成を示す断面図である。図２の有機ＥＬデバイス用基板２００は、基板本体２０１と、基板本体２０１の上部に設けられているＴＦＴ２０２とを有し、基板本体２０１上にパッシベーション層２０３と第一絶縁層２０４とがこの順で積層されている。また第一絶縁層２０４上には下部電極２０５が設けられている。ここで下部電極２０５は所定のパターンニングが施されており、各電極間は第一絶縁層２０４上に設けられ所定のパターニングが施されている第二絶縁層２０６によって絶縁されている。また下部電極２０５は、コンタクトホール２０７を介してＴＦＴ２０２と電気的に接続されている。
【０００８】
図２の有機ＥＬデバイス用基板を使用して有機ＥＬデバイスを作製する場合は、下部電極２０５のうち第二絶縁層２０６によって絶縁されていない部分に有機化合物層（図示せず）及び上部電極（図示せず）を形成する。
【０００９】
図２の有機ＥＬデバイス用基板２００において、パッシベーション層２０３は、窒化ケイ素化合物（ＳｉＮx）等で構成される。
【００１０】
一方、第一絶縁層２０４は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等のポリマー樹脂で構成される。第一絶縁層２０４を形成する際の膜の平坦性、解像度や形状制御性等といったレジスト化に関係する性能、コスト等を考慮すると、第一絶縁層２０４は、好ましくは、アクリル樹脂で構成される。尚、第一絶縁層２０４は、スピンコート法等を用いた塗布工程、ウェットパターニング工程、熱キュア工程を経て所望のパターン形状に形成される。
【００１１】
他方、第二絶縁層２０６は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等のポリマー樹脂からなるレジスト材料、ＳｉＮx等の無機材料等で構成される。成膜された薄膜が含水しにくい上に物理的化学的に安定であることが要求されることから第二絶縁層２０６は、好ましくは、ＳｉＮx等の無機材料で構成される。
【００１２】
ところで、パッシベーション層２０３及び第二絶縁層２０６の構成材料であるＳｉＮxは、成膜方法、成膜条件等により一定の内部応力が発生する。これに対して第一絶縁層２０４を構成するポリマー樹脂も成膜時に内部応力が発生するが、ＳｉＮxの内部応力とは異なる。このため、ＳｉＮx膜上にポリマー樹脂膜を形成する際に当該ポリマー樹脂膜がＳｉＮx膜から剥離するという問題が生じていた。特にＳｉＮx膜からなるパッシベーション層２０３とポリマー樹脂膜からなる第一絶縁層２０４とでは接触面積が大きいため、上記の剥離の問題が生じやすい。また、上記の剥離の発生は、有機ＥＬデバイスの寿命を短くすることに繋がるので問題となる。
【００１３】
この剥離の問題を解決する手段として、ＳｉＮx膜とポリマー樹脂膜との密着性を向上させることが考えられる。この密着性を向上させる手段として、例えば、特許文献１及び２にて開示されている当該ポリマー材料にＳｉを含有させる方法が挙げられる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−５９００５号公報
【特許文献２】特開２００５−２００４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ここで特許文献１には、Ｓｉを含有するポリマー材料及びその合成手段が開示されている。しかし、ポリマー材料中にＳｉを含有させる目的が塗工後の撥水性、耐熱性の向上を主眼とするものであり、有機ＥＬデバイスの構成材料としての用途があるかどうかについては判別がつかない。一方、特許文献２には、特定の反応性シリル基を含んだアクリル系共重合体を主成分とする接着剤が開示されており、高い接着力を示すことが記載されている。しかし、このアクリル系共重合体が有機ＥＬデバイスの構成材料たり得るかについては不明である。
【００１６】
上記の課題に鑑み、本発明の目的は、デバイス自体の寿命の低下を抑制する有機ＥＬデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の有機ＥＬデバイスは、表示用回路が形成されている基板と、該基板上に、第一絶縁層と、下部電極と、第二絶縁層と、有機化合物層と、上部電極とがこの順に積層されてなる積層体と、から構成され、該第一絶縁層又は該第二絶縁層が、コポリマー樹脂からなる層であり、該コポリマー樹脂が下記の（Ａ）及び（Ｂ）で示される（メタ）アクリル酸エステルユニットを有することを特徴とする。
【００１８】
（Ａ）側鎖に脂環式炭化水素（群）を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット
（Ｂ）側鎖に下記式（１）に示される置換基群を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット
【００１９】
【化１】
2009205870.tif 000002
（式（１）において、Ｒaは、単結合又は２価の置換基あるいは置換基群を表す。Ｒb、Ｒc及びＲdは、それぞれ水素又は直鎖型炭化水素基を表す。）
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、デバイス自体の寿命の低下を抑制する有機ＥＬデバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
本発明の有機ＥＬデバイスは、表示用回路が形成されている基板と、この基板上に、第一絶縁層と、下部電極と、第二絶縁層と、有機化合物層と、上部電極とがこの順に積層されてなる積層体と、から構成される。
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の有機ＥＬデバイスの構成について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施形態に係るアクティブマトリックス型の有機ＥＬ表示装置を示す概略図である。図１に示される有機ＥＬデバイス１は、基板１０１と、基板１０１に内蔵されている複数のＴＦＴ１０２とを有する。基板１０１には後述する有機ＥＬ素子１０を駆動するための駆動回路（図示せず）が素子毎に有機ＥＬ素子１０の周辺に内蔵されている。これらの回路は、ＴＦＴ１０２及び配線で構成され、外部取出し端子群（図示せず）を通して外部回路と接続される。
【００２５】
基板１０１上には、基板１０１に内蔵されたＴＦＴ１０２及び配線を覆ってその表面を絶縁化及び平坦化させることを目的として第一絶縁層１０３が設けられている。尚、基板１０１の表面を絶縁化及び平坦化させることを目的として、基板１０１と第一絶縁層１０３との間にパッシベーション層（図示せず）を設けてもよい。
【００２６】
第一絶縁層１０３上には、下部電極１０４、有機化合物層１０５及び上部電極１０６がこの順に積層されてなる有機ＥＬ素子１０が設けられている。有機ＥＬ素子１０は、ＴＦＴ１０２によって駆動され、ＴＦＴ１０２に対応してマトリックス状に配置されている。ここで有機ＥＬ素子１０は、有機ＥＬデバイス１の画素として機能する。尚、有機ＥＬ素子１０中の下部電極１０４と基板１０１上の配線とは、第一絶縁層１０３にパターニング形成されたコンタクトホール１１０を介して接続されている。また、上部電極１０６は全ての有機ＥＬ素子１０に対して共通に形成されている。
【００２７】
さらに、第一絶縁層１０３上には、第二絶縁層１０７が有機ＥＬ素子１０に隣接し、有機ＥＬ素子１０の周囲を取り囲むように配置されている。第二絶縁層１０７は、有機ＥＬ素子１０を形成する際に、隣接する画素同士に有機ＥＬ素子１０の、特に、発光層（図示せず）を構成する材料が混和しないようにするための隔壁として機能する。
【００２８】
また、有機ＥＬデバイス１は、有機ＥＬ素子１０及び駆動回路の上に、表示装置の機械的強度の維持及び表示装置への水分透過防止を目的として、封止部材１０８が接着剤１０９により基板１０１に接着されている。
【００２９】
次に、本発明の有機ＥＬデバイスを構成する部材について説明する。
【００３０】
本発明の有機ＥＬデバイスにおいて、第一絶縁層１０３又は第二絶縁層１０７は、コポリマー樹脂からなる層である。またこのコポリマー樹脂は下記の（Ａ）及び（Ｂ）で示される（メタ）アクリル酸エステルユニットを有する。
【００３１】
（Ａ）側鎖に脂環式炭化水素（群）を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット
（Ｂ）側鎖に下記式（１）に示される置換基群を有する（メタ）アクリル酸エステルユニット
【００３２】
【化２】
2009205870.tif 000003
【００３３】
尚、（Ｂ）でいう式（１）に示される置換基群の詳細については後述する。
【００３４】
まず上記（Ａ）で表される（メタ）アクリル酸エステルユニットについて説明する。上記（Ａ）で表される（メタ）アクリル酸エステルユニットは、下記一般式（２）にて示される（メタ）アクリル酸エステルユニットをいう。
【００３５】
【化３】
2009205870.tif 000004
【００３６】
式（２）において、Ｒ0は、水素原子又はメチル基を表す。
【００３７】
式（２）において、Ｒ1は、下記に示される脂環式炭化水素基又は脂環式炭化水素を有する置換基を表す。
【００３８】
【化４】
2009205870.tif 000005
【００３９】
上記式において、Ｒ2は炭素数１以上の直鎖型もしくは分岐型アルキル基、当該アルキル基の誘導体、水酸基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。
【００４０】
Ｒ2で表される直鎖型もしくは分岐型アルキル基の具体例として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、２−メチルプロピル基、１−メチルプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等を挙げることができる。
【００４１】
また、Ｒ2で表される当該アルキル基の誘導体として、例えば、ヒドロキシアルキル基（ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、１−ヒドロキシプロピル基、２−ヒドロキシプロピル基、３−ヒドロキシプロピル基、２−ヒドロキシブチル基、３−ヒドロキシブチル基、４−ヒドロキシブチル基等）、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、２−メチルプロポキシ基、１−メチルプロポキシ基、ｔ−ブトキシ基等）、シアノアルキル基（シアノメチル基、２−シアノエチル基、３−シアノプロピル基、４−シアノブチル基等）を挙げることができる。
【００４２】
上記のアルキル基及び当該アルキル基の誘導体は、さらに置換基を有してもよい。置換基として、具体的には、上記のアルキル基及び当該アルキル基の誘導体と同様の置換基、水酸基、カルボキシル基、シアノ基等が挙げられる。
【００４３】
次に、上記（Ｂ）で表される（メタ）アクリル酸エステルユニットについて説明する。上記（Ｂ）で表される（メタ）アクリル酸エステルユニットとは、下記一般式（３）にて示される（メタ）アクリル酸エステルユニットをいう。
【００４４】
【化５】
2009205870.tif 000006
【００４５】
式（３）において、Ｒ0は、水素原子又はメチル基を表す。
【００４６】
式（３）において、Ｒ3は、下記式（１）に示される置換基群を表す。
【００４７】
【化６】
2009205870.tif 000007
【００４８】
式（１）において、Ｒaは、単結合又は２価の置換基あるいは２価の置換基群を表す。
【００４９】
Ｒaで表される２価の置換基として、具体的には、プロピレン等のアルキレン基、カルボニル等が挙げられる。
【００５０】
Ｒaで表される２価の置換基群として、具体的には、下記式（４）で示される置換基群が挙げられる。
【００５１】
【化７】
2009205870.tif 000008
【００５２】
式（４）において、Ｒ4は、２価の直鎖型炭化水素基を表す。
【００５３】
式（４）において、ｎは、１以上、好ましくは、１以上２０以下の整数である。
【００５４】
式（１）において、Ｒb、Ｒc及びＲdは、それぞれ水素又は直鎖型炭化水素基を表す。式（１）中のＲb、Ｒc及びＲd並びに式（４）中のＲ4で述べられている直鎖型炭化水素基として、具体的には、Ｃ２−Ｃ２０から選ばれるアルキル鎖に因む置換基等が挙げられる。
【００５５】
上記（Ｂ）で表される（メタ）アクリル酸エステルユニットは、例えば、特開昭５４−３６３９５号公報、特開昭５７−５５９５４号公報等に記載のヒドロシリル化法又は反応性シリル基を含有する単量体を用いた溶液重合法によって製造することができる。しかし、上記（Ｂ）で表される（メタ）アクリル酸エステルユニットの製造方法はこれに限定されない。
【００５６】
第一絶縁層１０３又は第二絶縁層１０７の構成材料であるコポリマー樹脂は、上記（Ａ）及び（Ｂ）の（メタ）アクリル酸エステルユニットの他に、スチレンユニット、メタクリル酸ユニット、アクリル酸ユニット等を有していてもよい。
【００５７】
また各ユニットの結合様式は特段制限がなく、例えば、ランダム共重合、ブロック共重合、交互共重合、周期的共重合等の様式もしくはそれらの混合様式で構成される。
【００５８】
また、各ユニットの成分比については特に制限はないが、上記（Ａ）で表される（メタ）アクリル酸エステルユニットは、好ましくは、コポリマー樹脂全体に対して５０重量％以下とする。また、上記（Ｂ）で表される（メタ）アクリル酸エステルユニットは、好ましくは、コポリマー樹脂全体に対して１０重量％以下とする。
【００５９】
また、コポリマー樹脂の分子量（重合度）は使用する粘度、即ち、最終的に得たい膜厚に依存して変化させることが可能である。コポリマーの分子量は、好ましくは、ポリスチレン換算重量平均分子量にして５，０００以上１００，０００以下である。さらに好ましくは、１０，０００以上５０，０００以下である。またコポリマー樹脂の分子量の分散度は、材料特性の再現性の観点から、好ましくは、１．５以下で調整される。
【００６０】
このように、第一絶縁層１０３又は第二絶縁層１０７の構成材料は、分子中にＳｉ原子が含まれるコポリマー樹脂である。Ｓｉ原子が含まれていることにより、このコポリマー樹脂は窒化ケイ素化合物（ＳｉＮx）等の無機材料からなる薄膜上に薄膜を形成したときに双方の膜の密着性が向上し、コポリマー樹脂からなる薄膜は当該無機材料からなる薄膜から剥離しにくくなる。
【００６１】
特に、基板１０１と第一絶縁層１０３との間にＳｉＮxからなるパッシベーション層を設ける場合は、第一絶縁層１０３がパッシベーション層から剥離されないようにする理由から、第一絶縁層１０３の構成材料は当該コポリマー樹脂である。また、当該コポリマー樹脂により第一絶縁層１０３を形成後、基板を加熱すると、第一絶縁層１０３とパッシベーション層との密着性が向上すると共にレジストとしての解像度が向上する。
【００６２】
ところで、有機ＥＬデバイスにおいて、当該デバイス中に水分が存在することは、表示性能の低下やデバイス寿命の短縮をまねくため、極力排除するかもしくは水分が残留しにくい構成であることが望ましい。ここで当該コポリマー樹脂は、疎水性の（メタ）アクリル酸ユニットを有していることから耐水性・耐湿性に優れるものである。また、万が一水分を吸収した場合でも一定温度の加熱によってその水分の脱離が可能である。
【００６３】
従って、当該コポリマー樹脂を第一絶縁層１０３又は第二絶縁層１０７の構成材料として使用とすることにより、デバイス自体の寿命を向上させることができる。
【００６４】
ここで当該コポリマー樹脂は、好ましくは、下記の（ａ）乃至（ｃ）のいずれかを満たす。
【００６５】
（ａ）（メタ）アクリル酸エステルユニットのうち２種類以上が、ホモポリマーにしたときに該ホモポリマーのガラス転移点（Ｔg）が１５０℃以上（好ましくは、１５０℃以上２００℃以下）であること
（ｂ）コポリマー樹脂のＴgが１５０℃以上（好ましくは、１５０℃以上２００℃以下）であること
（ｃ）コポリマー樹脂のＴg以下の温度における熱重量損失率が５％以下であること
【００６６】
また、第一絶縁層１０３又は第二絶縁層１０７の構成材料であるコポリマー樹脂において、樹脂自体の吸湿性は、好ましくは、１×１０-3ｇ／ｃｍ3以下である。既に上記に述べたように有機ＥＬデバイスの構成内部に水分が存在すると、当該デバイスの発光強度の低下、当該デバイスの駆動電圧の上昇、非発光領域の出現等の不具合が発生することが知られている。
【００６７】
ポリマー樹脂中に水分が含まれる原因として、第一絶縁層及び第二絶縁層をパターニングで形成する際に、現像・リンス工程等でポリマー樹脂が水にさらされることが挙げられる。ここで、ポリマー樹脂は、第一もしくは第二絶縁層を形成した後に一定条件で加熱処理を行うと、第一絶縁層及び第二絶縁層に含有される水分がある程度ポリマー樹脂から脱離される。その際、脱離乾燥後のポリマー樹脂の水分は１×１０-3ｇ／ｃｍ3以下であるのが好ましい。
【００６８】
さらに、本発明の有機ＥＬデバイスにおいて、第一絶縁層１０３又は第二絶縁層１０７の構成材料として、光を感受して酸を放出する機能を有する感光性酸発生部を有する化合物（光酸発生剤）が含まれてもよい。ここで光酸発生剤の含有量は、コポリマー樹脂に対して、好ましくは、０．１重量％乃至２０重量％であり、さらに好ましくは、０．５重量％乃至１２重量％である。
【００６９】
光酸発生剤は、紫外線、放射線、可視光等にさらされるとその構造が一部分解することにより酸が生成する。この生成した酸によって樹脂の一部の化学結合が分解されて樹脂がアルカリ可溶性に変化する。即ち、アルカリに対して不溶である絶縁層の構成材料において、上記光照射を受けた部分では光酸発生剤から発生した酸によりアルカリ可溶性に変化する。引き続きアルカリ溶液及び水で洗浄することにより、アルカリ可溶性部分が除去洗浄され、残存したアルカリ不溶性部分により所謂パターニング形成がなされるものである。
【００７０】
以上より、本発明における実施態様では、少なくとも第一絶縁層１０３もしくは第二絶縁層１０７が、上述のコポリマー樹脂を使用すればよい。例えば、第一絶縁層１０３が上述のコポリマー樹脂で構成される場合は、第二絶縁層１０７は窒化ケイ素化合物（ＳｉＮx）等の無機材料で構成されていてもよい。本発明における実施態様の中でも、好ましくは、第一絶縁層及び第二絶縁層に上述のポリマー樹脂を使用する。これにより、本発明における特徴及び効果が顕著になる。
【００７１】
次に、本発明の有機ＥＬ表示装置を構成する部材について説明する。尚、第一絶縁層１０３及び第二絶縁層１０７を構成する部材については、既に説明しているので省略する。
【００７２】
基板１０１として、無アルカリガラス基板、ガラス／樹脂積層基板、ＰＥＴ、ＰＳ、ＰＣ、ＰＮ等の樹脂基板等が使用できる。
【００７３】
ＴＦＴ１０２として、例えば、以下の工程で作製されるものが挙げられる。
１．基板上にＰｏｌｙ−Ｓｉからなるゲート電極を形成する
２．次に、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する
３．次に、ゲート絶縁膜の上に、ゲート電極と整合するチャネル領域、Ｐｏｌｙ−Ｓｉからなるソース及びドレイン電極を有する半導体薄膜をそれぞれ設ける
【００７４】
有機ＥＬ素子１０は、上述したように下部電極１０４、有機化合物層１０５及び上部対向電極１０６をこの順に積層してなるものである。
【００７５】
下部電極１０４は金属又は透明導電膜からなり、この下部電極１０４を構成する材料としては、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｕ等の金属材料、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ等のインジウム系酸化物を含む透明導電膜が使用できる。下部電極１０４は、単一の層で構成されてもよいし、上記の材料を積層して構成されてもよい。
【００７６】
有機化合物層１０５は、発光層又は発光性を有する層を有するものであるが、その材質及び必要に応じて当該有機化合物層を複数層で構成する際の層組成は特に制限されるものではない。具体的には、有機化合物層１０５は、発光層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を含み、これらの層を適宜積層して構成される。
【００７７】
上部電極１０６を構成する材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ等のインジウム系酸化物を含む透明導電膜、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｕ等の金属材料が使用できる。上部対向電極１０６は、単一の層で構成されてもよいし、上記の材料を積層して構成されてもよい。
【００７８】
封止部材１０８は、ガラス製の封止部材を使用してもよい。また、上部対向電極１０６を形成した後にＳｉＮ、ＳｉＯ、有機高分子等を単層もしくは異なる材質の層を複数積層して前記ガラス封止部材１０８の代替としてもよい（図示せず）。
【実施例】
【００７９】
以下、実施例をもって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８０】
［実施例１］
（コポリマー樹脂）
有機ＥＬデバイスの構成材料として以下に示されるコポリマー樹脂を使用した。
【００８１】
本実施例では、下記式（５ａ）乃至（５ｅ）で示されるユニットで構成されるコポリマー樹脂を使用した。
【００８２】
【化８】
2009205870.tif 000009
【００８３】
このコポリマー樹脂において、各ユニットの成分比は、モル比にして（５ａ）：（５ｂ）：（５ｃ）：（５ｄ）：（５ｅ）＝４０：２５：１２．５：１２．５：１０である。またこのコポリマー樹脂の重量平均分子量はポリスチレン換算で２０，０００であり、分散度は１．３以下である。
【００８４】
ここで、式（５ａ）乃至（５ｅ）で示されるユニットのうち、（５ａ）のみからなるホモポリマーのＴgは１７５℃であり、（５ｄ）のみからなるホモポリマーのＴgは２００℃であった。また本実施例で使用するコポリマー樹脂の熱特性について走査型示差熱分析装置を用いて測定・評価した。その結果、このコポリマー樹脂は、２００℃以上２５０℃以下の範囲でＴgが測定されることがわかった。
【００８５】
またこのコポリマー樹脂をエチレングリコール系溶媒に溶解することにより調製した２０重量％エチレングリコール系溶液を、シリコン基板上に滴下して薄膜を形成した。この薄膜について、１×１０-5Ｐａで減圧しながら、２００℃で２時間加熱処理した。ここで加熱処理後の樹脂中の残留水分量について質量分析装置により分析した。その結果、５×１０-4ｇ／ｃｍ3の水分が定量された。また、当該基板からコポリマー樹脂薄膜のみを回収して熱天秤測定を行った。その結果、２００℃における熱重量減少率は３％であった。
【００８６】
（有機ＥＬデバイス）
図１に示される有機ＥＬ発光装置を以下の工程で作製した。まずＴＦＴ１０２が形成された基板１０１に、式（５ａ）乃至（５ｅ）で示されるユニットで構成されるポリマー樹脂を２０重量％含んだエチレングリコール系溶液を塗布しスピンコート法で薄膜を形成した。次に基板１０１を２００℃で加熱することにより、透明かつＴＦＴ１０２等に起因する基板１０１の凹凸を平滑する第一絶縁層１０３を形成した。
【００８７】
次に、第一絶縁層１０３上にレジスト（クラリアント社製、ＡＺ３１００）を塗布製膜した。次に、マスクを介してＵＶ照射を行った後アルカリ液で処理した。このとき、ＵＶ照射を受けた部分のみが除去された。引き続いてドライエッチング処理を施して、第一絶縁層１０３のうちレジスト開口部に露出している部分を除去した後、レジスト剥離液によって残留レジストを剥離した。このようにして、パターニングされた第一絶縁層を形成した。
【００８８】
次に、第一絶縁層１０３を形成した基板１０１にＣｒを２００ｎｍ蒸着し、前記と同様の手法で下部電極１０４をパターニング形成した。引き続き、第二絶縁層の材料として、ＳｉＮxを用いて、第二絶縁層（素子分離部）１０７を形成した。まずプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮx薄膜を形成した。このとき基板１０１側から基板上面に向かって膜厚方向に窒素比率が漸減するようにＣＶＤ装置に導入するモノシランガスとアンモニアガスとの流量を制御した。その結果、ＳｉＮx膜の密度が膜厚方向に連続的に変化している第二絶縁層となる薄膜が得られた。
【００８９】
次に、フォトリソグラフィ法により有機ＥＬ素子１０を取り囲むように第二絶縁層を形成した。このとき第二絶縁層を形成する際に窒素濃度を連続的に変化させているので、当該窒素濃度に応じてウエットエッチングのレートを変化させた。こうすることにより、側壁の形状が頂上部から下部電極に向かって傾斜を有している第二絶縁層のパターンを得た。
【００９０】
次に、基板１０１を外気にさらすことなく真空蒸着装置の中に導入した。
【００９１】
この後、下記に示す化合物を使用して、所定の位置に有機ＥＬ素子１０を作製した。
【００９２】
【化９】
2009205870.tif 000010
【００９３】
まず、第二絶縁層１０７に囲まれた青色画素に対応した位置のみに開口を有する第一のマスクを配置し、α−ＮＰＤを膜厚４０ｎｍで蒸着して正孔輸送層を形成した。引き続き、ゲストとしてペリレンを加えたＡｌｑ3を膜厚３０ｎｍ（ゲストは膜中で１５重量％になるよう調整）で共蒸着し、青色の発光層を形成した。青色の発光層を形成した後、第一のマスクをはずした。
【００９４】
次に、第二絶縁層１０７に囲まれた緑色画素に対応した位置のみに開口を有する第二のマスクを配置し、α−ＮＰＤを膜厚４０ｎｍで蒸着して正孔輸送層を形成した。続いてゲストとしてクマリン誘導体である７−ジエチルアミノ−４−メチルクマリンを加えたＡｌｑ3を膜厚２０ｎｍ（ゲストは膜全体に対して１５重量％になるように調整）で共蒸着し、緑色の発光層を形成した。緑色の発光層を形成した後、第二のマスクをはずした。
【００９５】
次に、第二絶縁層１０７に囲まれた赤色画素に対応した位置のみに開口を有する第三のマスクを配置し、α−ＮＰＤを膜厚４０ｎｍで蒸着して正孔輸送層を形成した。引き続きゲストとしてＢｔｐ2Ｉｒ（ａｃａｃ）を加えたＣＢＰを膜厚３５ｎｍ（ゲストは膜全体に対して１５重量％になるように調整）で共蒸着し、赤色の発光層を形成した。赤色の発光層を形成した後、第三のマスクをはずした。
【００９６】
次に、電子輸送層として、ＢＣＰを膜厚５０ｎｍで蒸着した。次に、電子注入層として、ＬｉＦを膜厚１ｎｍで蒸着した。
【００９７】
このようにして有機化合物層１０５を形成した基板１０１を外気にさらすことなくスパッタ装置に移し、上部電極としてＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）を膜厚２００ｎｍで形成した。
【００９８】
この後、基板１０１を乾燥Ｎ2充填雰囲気下に移動し、外部からの水分を遮断するための封止部材１０８を接着した。封止部材１０８として、一定の厚さのガラス基板内側をくりぬき、くりぬいた場所に酸化バリウムや酸化カルシウムを含有する吸湿性フィルムを貼付した物を用いた。この封止部材１０８を乾燥Ｎ2雰囲気下で接着剤１０９を介して上部対向電極１０６まで形成した基板１０１の最表面に接着固定して形成した。このようにして有機ＥＬ表示装置を作製した。
【００９９】
得られた有機ＥＬデバイスについて、駆動電流もしくは電圧供給用の外部配線を下部電極又は上部電極に接続した。そして、下部電極と上部電極との間に電流もしくは電圧を印加すると有機ＥＬ素子部分が発光した。ここで本実施例にて作製した有機ＥＬデバイスは、後述する比較例１の有機ＥＬデバイスと比較すると、第一絶縁層と第二絶縁層とが剥離していないことがわかった。また本実施例にて作製した有機ＥＬデバイスは、後述する比較例２と比較して発光強度の低下が抑制されていることがわかった。これは有機ＥＬデバイスの劣化が軽減されることを意味している。
【０１００】
［実施例２］
（コポリマー樹脂）
有機ＥＬデバイスの構成材料として以下に示されるコポリマー樹脂を使用した。
【０１０１】
本実施例では、下記式（６ａ）乃至（６ｆ）で示されるユニットで構成されるコポリマー樹脂を使用した。
【０１０２】
【化１０】
2009205870.tif 000011
【０１０３】
このコポリマー樹脂において、各ユニットの成分比は、モル比にして（６ａ）：（６ｂ）：（６ｃ）：（６ｄ）：（６ｅ）：（６ｆ）＝４０：１０：１２．５：１２．５：１０：１５である。またこのコポリマー樹脂の重量平均分子量はポリスチレン換算で２０，０００であり、分散度は１．３以下である。
【０１０４】
ここで、式（６ａ）乃至（６ｆ）で示されるユニットのうち、（６ａ）のみからなるホモポリマーのＴgは１８０℃であり、（６ｄ）のみからなるホモポリマーのＴgは２００℃であった。また本実施例で使用するコポリマー樹脂の熱特性について走査型示差熱分析装置を用いて測定・評価した。その結果、このコポリマー樹脂は、２００℃以上２５０℃以下の範囲でＴgが測定されることがわかった。
【０１０５】
またこのコポリマー樹脂をエチレングリコール系溶媒に溶解することにより調製した２０重量％エチレングリコール系溶液を、シリコン基板上に滴下して薄膜を形成した。この薄膜について、１×１０-5Ｐａで減圧しながら、２００℃で２時間加熱処理した。ここで加熱処理後の樹脂中の残留水分量について質量分析装置により分析した。その結果、５×１０-4ｇ／ｃｍ3の水分が定量された。また、当該基板からコポリマー樹脂薄膜のみを回収して熱天秤測定を行った。その結果、２００℃における熱重量減少率は３％であった。
【０１０６】
（有機ＥＬデバイス）
実施例１において、第一絶縁層の構成材料を、式（５ａ）乃至（５ｅ）で示されるユニットで構成されるコポリマー樹脂に代えて、式（６ａ）乃至（６ｆ）で示されるユニットで構成されるコポリマー樹脂とした。これ以外は、実施例１と同様の方法により有機ＥＬデバイスを作製した。得られた有機ＥＬデバイスについて、実施例１と同様に評価した。その結果、本実施例で作製した有機ＥＬデバイスは、実施例１の有機ＥＬデバイスと同様の効果を発現することがわかった。
【０１０７】
［実施例３］
実施例１において、第一絶縁層の構成材料を、式（５ａ）乃至（５ｅ）で示されるユニットで構成されるコポリマー樹脂と、下記式（７Ａ）及び（７Ｂ）に示される化合物の混合物である光酸発生剤との混合物とした。
【０１０８】
【化１１】
2009205870.tif 000012
【０１０９】
尚、本実施例において、コポリマー樹脂と式（７Ａ）及び（７Ｂ）に示される光酸発生剤との混合比を重量濃度比にして９０：１０とした。また、式（７Ａ）及び（７Ｂ）中のＱには１以上のＱ’を含むものである。
【０１１０】
本実施例において、第一絶縁層１０３を以下の方法で形成した。即ち、基板上に、コポリマー樹脂及び感光性酸発生剤を含むエチレングリコール溶液をスピンコート法で塗布した。この後、９０℃でプリベークし、マスクを介してＵＶ照射を行って露光部をアルカリ液で除去した。引き続いてＮ2気流下において２００℃で６０分加熱した。これにより透明かつＴＦＴ等に起因する基板の凹凸が最表面において軽減された第一絶縁層１０３が形成された。
【０１１１】
以上を除いては、実施例１と同様の方法により有機ＥＬデバイスを作製した。得られた有機ＥＬデバイスについて、実施例１と同様に評価した。その結果、本実施例で作製した有機ＥＬデバイスは、実施例１の有機ＥＬデバイスと同様の効果を発現することがわかった。
【０１１２】
［実施例４］
実施例３において、第二絶縁層１０７の構成材料を式（５ａ）乃至（５ｅ）で示されるユニットで構成されるコポリマー樹脂とした。
【０１１３】
また、第二絶縁層１０７を以下の方法により形成した。即ち、当該コポリマー樹脂の薄膜を製膜した後、ＵＶ照射をマスク像のフォーカスをずらしながら行った。次に、現像を行ことにより側壁が一定角度の傾斜（テーパ角）を有する第二絶縁層１０７を形成した。
【０１１４】
以上を除いては、実施例３と同様の方法により有機ＥＬデバイスを作製した。得られた有機ＥＬデバイスについて、実施例３と同様に評価した。その結果、本実施例の有機ＥＬデバイスは、後述する比較例２の有機ＥＬデバイスと比較して長期駆動における発光強度の低下が抑制されることが示された。このため有機ＥＬデバイスの劣化が軽減されることがわかった。
【０１１５】
［比較例１］
（コポリマー樹脂）
有機ＥＬデバイスの構成材料として以下に示されるコポリマー樹脂を使用した。
【０１１６】
本比較例では、下記式（８ａ）乃至（８ｅ）で示されるユニットで構成されるコポリマー樹脂を使用した。
【０１１７】
【化１２】
2009205870.tif 000013
【０１１８】
このコポリマー樹脂において、各ユニットの成分比は、モル比にして（８ａ）：（８ｂ）：（８ｃ）：（８ｄ）：（８ｅ）＝４５：２５：１２．５：１２．５：５である。またこのコポリマー樹脂の重量平均分子量はポリスチレン換算で２０，０００であり、分散度は１．４以下である。
【０１１９】
ここで、式（８ａ）乃至（８ｅ）で示されるユニットのうち、（８ａ）のみからなるホモポリマーのＴgは１１０℃であり、（８ｂ）のみからなるホモポリマーのＴgは１７５℃であり、（８ｄ）のみからなるホモポリマーのＴgは２００℃であった。また本比較例で使用するコポリマー樹脂の熱特性について走査型示差熱分析装置を用いて測定・評価した。その結果、このコポリマー樹脂は、２００℃以上２５０℃以下の範囲でＴgが測定されることがわかった。
【０１２０】
（有機ＥＬデバイス）
実施例１と同様の方法により、第一絶縁層、下部電極、第二絶縁層をこの順で形成した。ここで第二絶縁層を形成したときに、第二絶縁層であるＳｉＮx膜が第一絶縁層であるコポリマー樹脂膜から剥離してしまった。このため、本比較例で使用したコポリマー樹脂は有機ＥＬデバイスの構成材料としては使用できないことがわかった。
【０１２１】
［比較例２］
（コポリマー樹脂）
有機ＥＬデバイスの構成材料として以下に示されるコポリマー樹脂を使用した。
【０１２２】
本比較例では、下記式（９ａ）乃至（９ｅ）で示されるユニットで構成されるコポリマー樹脂を使用した。
【０１２３】
【化１３】
2009205870.tif 000014
【０１２４】
このコポリマー樹脂において、各ユニットの成分比は、モル比にして（９ａ）：（９ｂ）：（９ｃ）：（９ｄ）：（９ｅ）＝４０：２５：１２．５：１２．５：１０である。またこのコポリマー樹脂の重量平均分子量はポリスチレン換算で２０，０００であり、分散度は１．４以下である。
【０１２５】
ここで、式（９ａ）乃至（９ｅ）で示されるユニットのうち、（９ａ）のみからなるホモポリマーのＴgは１１０℃であり、（９ｂ）のみからなるホモポリマーのＴgは１００℃であり、（９ｄ）のみからなるホモポリマーのＴgは２００℃であった。また本比較例で使用するコポリマー樹脂の熱特性について走査型示差熱分析装置を用いて測定・評価した。その結果、このコポリマー樹脂は、１５０℃以下の範囲でＴgが測定されることがわかった。
【０１２６】
次に、実施例１と同様に方法で、シリコン基板上に当該コポリマー樹脂からなる薄膜を成膜した。次に、当該薄膜付きシリコン基板を１×１０-5Ｐａに減圧し、２００℃で２時間加熱処理した。次に、加熱処理後における薄膜の吸水率について質量分析装置により分析した。その結果、１×１０-2ｇ／ｃｍ3以上の水分が定量され、水分放出量の減少は実施例１に比較して少なかった。また、当該基板から薄膜を回収して熱天秤測定を行うと、２００℃における熱重量減少率は２０％であった。
【０１２７】
従って、本比較例のコポリマー樹脂は、熱特性及び水分含有能において実施例で使用されるコポリマー樹脂とは劣るものであり、有機ＥＬデバイスの構成材料としては不向きである。
【０１２８】
以上より、本発明の有機ＥＬデバイスは、デバイスの平坦化を担う第一絶縁層が、水分吸収量が少なく、また第二絶縁層の構成材料であるＳｉＮx等に対して一定の密着性の向上を有するものである。このため、本発明の有機ＥＬデバイスは、長期かつ安定な駆動を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の有機ＥＬデバイスの一実施形態に係るアクティブマトリックス型の有機ＥＬデバイスを示す概略図である。
【図２】一般的な有機ＥＬデバイス用基板の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  有機ＥＬデバイス
１０  有機ＥＬ素子
１０１，２０１  基板
１０２，２０２  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１０３，２０４  第一絶縁層
１０４，２０５  下部電極
１０５  有機化合物層
１０６  上部電極
１０７，２０６  第二絶縁層
１０８  ガラス封止部材
１０９  接着剤
１１０，２０７  コンタクトホール
２０３  パッシベーション層
【図１】
2009205870.tif 000018
【図２】
2009205870.tif 000019