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JP2003133070A - 積層膜の製造方法、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

積層膜の製造方法、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、及び電子機器

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Publication number
JP2003133070A
JP2003133070A JP2001332919A JP2001332919A JP2003133070A JP 2003133070 A JP2003133070 A JP 2003133070A JP 2001332919 A JP2001332919 A JP 2001332919A JP 2001332919 A JP2001332919 A JP 2001332919A JP 2003133070 A JP2003133070 A JP 2003133070A
Authority
JP
Japan
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layer
electro
manufacturing
organic electroluminescence
refractive index
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001332919A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Miyazawa
貴士 宮澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Priority to TW091125266A priority patent/TWI273859B/zh
Priority to KR10-2002-0065530A priority patent/KR100518162B1/ko
Priority to CNB021503036A priority patent/CN100548083C/zh
Priority to US10/283,304 priority patent/US7025647B2/en
Publication of JP2003133070A publication Critical patent/JP2003133070A/ja
Priority to KR1020050061615A priority patent/KR100554505B1/ko
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料層の化学的・物理的性質を所望の状態に
保持できる電気光学装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
1は、基板2上に低屈折率層3、封止層4、陽極8、発
光層5、正孔輸送層6,陰極7など複数の複数の層を積
層したものである。そして、これら積層した層のうち低
屈折率層3を形成する際、湿潤ゲルは基板2上に塗布さ
れた後、超臨界乾燥法によって乾燥される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の層を含む積
層膜の製造方法、光学材料を備えた電気光学素子を含む
電気光学装置の製造方法、及び電子機器に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】各画素に対応して有機エレクトロルミネ
ッセンス(electroluminescence)素子を備えた有機エ
レクトロルミネッセンス表示装置(電気光学装置)は、
高輝度で自発光であること、直流低電圧駆動が可能であ
ること、応答が高速であること、固体有機膜による発光
であることなどから表示性能に優れており、また、表示
装置の薄型化、軽量化、低消費電力化が可能であるた
め、将来的に液晶表示装置に続く表示装置として期待さ
れている。
【0003】図22は模式的な有機エレクトロルミネッ
センス表示装置の一例を示す断面図である。この有機エ
レクトロルミネッセンス表示装置100においては、ガ
ラス基板101上に、発光層102と正孔輸送層103
とが金属電極(陰極)104と透明電極(陽極)105
との間に挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子
106が形成されている。図示しないが、アクティブマ
トリクス型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の
場合、実際には複数のデータ線と複数の走査線とが格子
状に配置され、これらデータ線や走査線に区画されたマ
トリクス状に配置された各画素毎に、スイッチングトラ
ンジスタやドライビングトランジスタ等の駆動用トラン
ジスタと上記の有機エレクトロルミネッセンス素子10
6とが配置されている。そして、データ線や走査線を介
して駆動信号が供給されると陰極と陽極との間に電流が
流れ、有機エレクトロルミネッセンス素子106が発光
してガラス基板101の外面側に光が出射され、その画
素が点灯する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、実際の有機
エレクトロルミネッセンス表示装置では、上述したよう
な複数の材料層に加え、さらに封止層や樹脂層(または
ポリマー層)などが配置されることがある。これら材料
層の製造工程において、材料層中に残留している溶媒や
ポリマーの前駆体あるいはモノマーなどの不純物は、有
機エレクトロルミネッセンス素子の劣化の原因となるこ
とがある。また、溶媒やポリマーの前駆体あるいはモノ
マーが除去した際に材料層の体積が減少し、有機エレク
トロルミネッセンス表示装置の機能に支障をきたすこと
がある。
【0005】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、電気光学装置における各部材や積層膜を
形成する際、不純物を十分に除去し、各層、各部材の化
学的特性や物理的特性を所望の状態に維持できる積層膜
の製造方法、電気光学装置の製造方法、及びこの製造方
法によって製造された電気光学装置を備える電子機器を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の積層膜の製造方法は、複数の層を含む積層
膜の製造方法において、前記複数の層のうち、少なくと
も1つの層を形成する工程の少なくとも一部を、超臨界
条件下で行うことを特徴とする。
【0007】本発明によれば、積層膜を構成する層を形
成する工程の少なくとも一部を、超臨界条件下で行うこ
とにより、層中から溶媒や不純物などが除去される。し
たがって、積層膜は不純物に起因する劣化を防止され
る。なお、上記「層」とは、積層された膜状部材に限ら
ず、積層方向と直交する方向に分布する領域に形成され
ている材料・部材をも含む。
【0008】そして、例えば、超臨界流体として二酸化
炭素(CO2)やエチルアルコールを用いた場合、比較
的低温度・低圧力な超臨界条件を生成できるので、層の
化学的特性変化や物理的特性変化(体積収縮などの形状
変化)を抑えつつ層から不純物(溶媒、モノマーなど)
の除去を行うことができる。したがって、所望の特性を
有する積層膜を製造できる。なお、超臨界流体とは、状
態図で、温度、圧力、エントロピー線図の臨界点より少
し上の温度、圧力下にある状態の流体を意味する。ま
た、超臨界流体としては、例えば、水、二酸化炭素、メ
チルアルコール、エチルアルコール及び酸素などが使用
可能である。
【0009】この場合において、前記少なくとも1つの
層は低屈折率材料により構成されている。低屈折率材料
としては、例えば、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム
あるいはこれを含む材料、フッ化マグネシウムの微粒子
を分散したゲル、含フッ素ポリマーあるいはこれを含む
材料、分岐構造を有するような多孔性ポリマー、所定の
材料に無機微粒子及び有機微粒子の少なくともいずれか
一方を含有した材料などが挙げられる。また、例えば、
低屈折率材料として湿潤ゲルを用いた場合、この湿潤ゲ
ルを超臨界条件下において乾燥することにより、光を透
過可能な多孔質体であるエアロゲルを得ることができ
る。この場合、エアロゲル(多孔質体)を生成するため
に、超臨界条件下において乾燥工程を行うことにより、
湿潤ゲルをほとんど収縮させずに乾燥することができ
る。また、前記少なくとも1つの層はポリマーにより構
成されている。そして、前記ポリマーにより構成される
層を形成する工程は、基体上に前記ポリマーの前駆体又
はモノマーを配置した後、硬化又は重合する過程を含
む。すなわち、積層膜の1つの層としてのポリマー層
は、基体上に流動性の高いモノマーを塗布した後、硬化
又は重合することにより形成してもよい。そして、硬化
又は重合することによって形成されたポリマー層を超臨
界条件下で乾燥することにより、ポリマー層に残留して
いる溶媒やポリマーの前駆体あるいはモノマーを除去で
きる。また、ポリマー層が多孔質体となる場合には、超
臨界条件下において乾燥することにより、空隙率を維持
できる。
【0010】この場合において、前記複数の層のうち、
少なくとも1つの層はバリア層である。バリア層を有す
ることにより、積層膜の物質の透過性を抑制することが
できる。
【0011】ここで、例えば、バリア層の上層あるいは
下層に前記ポリマー層(あるいは低屈折率材料層)を形
成する場合、バリア層の構造欠陥を低減するなどの理由
から、前述したように流動性の高いモノマーを塗布した
後、硬化又は重合することによってポリマー層を形成す
ることがある。そして、このポリマー層(低屈折率層)
を超臨界条件下において乾燥することにより、ポリマー
層の空隙率は確保されるので、バリア層及びポリマー層
を有する積層膜は、良好な光透過性及びバリア性を有す
るようになる。
【0012】バリア層は、浸透を抑制すべき物質によっ
て適宜選択することが可能である。例えば、酸素や水の
抑制などには、例えば、セラミック、特に窒化珪素、酸
化窒化珪素、酸化珪素などが好ましい。また、有機材料
や無機材料に乾燥剤及び吸着剤の少なくとも一方を分散
したものであってもよい。金属イオンの浸透の抑制に
は、例えば、絶縁膜に種々の元素を添加したものが好ま
しい。
【0013】本発明の電気光学装置は、上記の積層膜の
製造方法により製造された積層膜と、電気光学素子と、
を備えている。
【0014】本発明の第1の電気光学装置の製造方法
は、光学材料を備えた電気光学素子を含む電気光学装置
の製造方法であって、前記電気光学装置を構成する部材
のうち、少なくとも1つの部材を形成する工程の一部
を、超臨界条件下で行うことを特徴とする。本発明の第
2の電気光学装置の製造方法は、光学材料を備えた電気
光学素子を含む電気光学装置の製造方法であって、ポリ
マー層及び低屈折率層のうち少なくとも1つを形成する
工程を含み、前記工程の少なくとも一部を超臨界条件下
で行うことを特徴とする。ここでは、低屈折率層とは通
常のガラスと同等若しくはそれ以下の屈折率を有する材
料層を意味する。具体的には屈折率1.5以下であるこ
とが好ましく、1.2以下であることがさらに好まし
い。本発明によれば、電気光学装置を構成する部材を形
成する工程の一部を、例えばこの部材に含まれている溶
媒や不純物超臨界条件下で、部材中から除去される。し
たがって、電気光学装置からは素子劣化に起因する不純
物が十分に除去され、電気光学装置は所望の性能を長期
間維持できる。また、超臨界条件下で溶媒や不純物の除
去を行うことにより、部材の所望の形状を維持すること
も可能である。なお、上記「形成」とは、溶媒やモノマ
ーなどの不純物除去などの物理的現象や、種々の化学的
現象を含む。上記の電気光学装置の製造方法において、
バリア層を形成する工程を含んでもよい。バリア層を設
けることにより、例えば、酸素や水分、イオンなど素子
劣化に原因となる物質の装置内部への侵入を抑制するこ
とができる。
【0015】本発明の有機エレクトロルミネッセンス装
置の製造方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子を
備えた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、前記有機エレクトロルミネッセンス装置を構成
する部材のうち、少なくとも1つの部材を形成する工程
の少なくとも1部を、超臨界条件下で行うことを特徴と
する。本発明の第2の有機エレクトロルミネッセンス装
置の製造方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子を
備えた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、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を構成
する材料層のうち、少なくとも1つの材料層を形成する
工程の少なくとも1部を、超臨界条件下で行うことを特
徴とする。ここで、前記有機エレクトロルミネッセンス
素子を構成する材料層としては、具体的には、例えば、
正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注
入層が挙げられる。
【0016】本発明の第1の電子機器は、上記の電気光
学装置を備えていることを特徴とする。本発明の第2の
電子機器は、上記の電気光学装置の製造方法により製造
された電気光学装置を備えていることを特徴とする。本
発明の第3の電子機器は、上記有機エレクトロルミネッ
センス装置の製造方法により製造された上記有機エレク
トロルミネッセンス装置を備えていることを特徴とす
る。本発明によれば、表示品位に優れ、明るい画面の表
示部を備えた電子機器を実現できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電気光学装置の製
造方法について説明する。まず、図1を参照しながら本
発明の製造方法により製造された電気光学装置の一例に
ついて説明する。図1は本発明の製造方法により製造さ
れた電気光学装置としての有機エレクトロルミネッセン
ス表示装置の一例を示す概略構成断面図である。なお、
図1に示された有機エレクトロルミネッセンス表示装置
は一例であって、これに限定されるものではない。図1
において、有機エレクトロルミネッセンス表示装置1
は、光を透過可能な基板(光透過層)2と、基板2の一
方の面側に設けられ一対の陰極(電極)7及び陽極(電
極)8に狭持された有機エレクトロルミネッセンス材料
からなる発光層5と正孔輸送層6とからなる有機エレク
トロルミネッセンス素子(発光素子)9と、基板1と有
機エレクトロルミネッセンス素子9との間に積層されて
いる低屈折率層3及び封止層(またはバリア層)4とを
備えている。低屈折率層3は封止層4より基板2側に設
けられている。なお、陰極と陽極とを逆に配置してもよ
い。封止層4を低屈折率層3より基板2側に設けても良
い。また、封止層4を基板2の下に設けてもよい。
【0018】ここで、図1に示す有機エレクトロルミネ
ッセンス表示装置1は、発光層5からの発光光を基板2
側から装置外部に取り出す形態であり、基板2の形成材
料としては、光を透過可能な透明あるいは半透明材料、
例えば、透明なガラス、石英、サファイア、あるいはポ
リエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポ
リエーテルケトンなどの透明な合成樹脂などが挙げられ
る。特に、基板2の形成材料としては、安価なソーダガ
ラスが好適に用いられる。一方、基板2と反対側から発
光光を取り出す形態の場合には、基板は不透明であって
もよく、その場合、基板2としてアルミナ等のセラミッ
ク、ステンレス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、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用
いることができる。
【0019】陽極8は、例えば、インジウム錫酸化物
(ITO:Indium Tin Oxide)等からなる透明電極であ
って光を透過可能である。正孔輸送層6は、例えば、ト
リフェニルアミン誘導体(TPD)、ピラゾリン誘導
体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフ
ェニルジアミン誘導体等からなる。具体的には、特開昭
63−70257号、同63−175860号公報、特
開平2−135359号、同2−135361号、同2
−209988号、同3−37992号、同3−152
184号公報に記載されているもの等が例示されるが、
トリフェニルジアミン誘導体が好ましく、中でも4,
4’−ビス(N(3−メチルフェニル)−N−フェニル
アミノ)ビフェニルが好適とされる。ポリエチレンジオ
キシチオフェンまたはポリエチレンジオキシチオフェン
とポリスチレンスルホン酸との混合物などの高分子系材
料も使用可能である。
【0020】なお、正孔輸送層に代えて正孔注入層を形
成するようにしてもよく、さらに正孔注入層と正孔輸送
層を両方形成するようにしてもよい。その場合、正孔注
入層の形成材料としては、例えば銅フタロシアニン(C
uPc)や、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)アルミニウム等が
挙げられるが、特に銅フタロシアニン(CuPc)を用
いるのが好ましい。
【0021】発光層5の形成材料としては、低分子の有
機発光色素や高分子発光体、すなわち各種の蛍光物質や
燐光物質などの発光物質、Alq3(アルミキレート錯
体)などの有機エレクトロルミネッセンス材料が使用可
能である。発光物質となる共役系高分子の中ではアリー
レンビニレン又はポリフルオレン構造を含むものなどが
好ましい。低分子発光体では、例えばナフタレン誘導
体、アントラセン誘導体、ペリレン誘導体、ポリメチン
系、キサテン系、クマリン系、シアニン系などの色素
類、8−ヒドロキノリンおよびその誘導体の金属錯体、
芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン誘導
体等、または特開昭57−51781、同59−194
393号公報等に記載されている公知のものが使用可能
である。陰極7はアルミニウム(Al)やマグネシウム
(Mg)、金(Au)、銀(Ag)等からなる金属電極
である。また、これらの金属を積層したものも陰極とし
て使用可能である。
【0022】なお、陰極7と発光層5との間に、電子輸
送層や電子注入層を設けることができる。電子輸送層の
形成材料としては、特に限定されることなく、オキサジ
アゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導
体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよ
びその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テト
ラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フル
オレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびそ
の誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノ
リンおよびその誘導体の金属錯体等が例示される。具体
的には、先の正孔輸送層の形成材料と同様に、特開昭6
3−70257号、同63−175860号公報、特開
平2−135359号、同2−135361号、同2−
209988号、同3−37992号、同3−1521
84号公報に記載されているもの等が例示され、特に2
−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニ
ル)−1,3,4−オキサジアゾール、ベンゾキノン、
アントラキノン、トリス(8−キノリノール)アルミニ
ウムが好適とされる。
【0023】低屈折率層3は、ここでは基板2より光の
透過屈折率が低い層であり、例えば、シリカエアロゲル
によって構成されている。シリカエアロゲルとは、シリ
コンアルコキシドのゾルゲル反応により形成される湿潤
ゲルを超臨界乾燥することによって得られる均一な超微
細構造を持った光透過性の多孔質体である。シリカエア
ロゲルは体積の90%以上を空隙が占め、残りが微細な
SiO2粒子で構成された材料であり、粒子径が光の波
長よりも小さいため、光透過性を有し、その屈折率は典
型的には1.2以下である。また、空隙率を変化させる
ことによって屈折率を調整できる。ここで、基板2の材
料であるガラスの屈折率は1.54、石英の屈折率は
1.45である。
【0024】封止層(またはバリア層)4は、基板2側
の外部から電極7,8を含む有機エレクトロルミネッセ
ンス素子9に対して酸素や水が侵入するのを遮断するも
のであって、膜厚や材料を適宜選択することにより光を
透過可能となっている。封止層4を構成する材料として
は、例えばセラミックや窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化
珪素などの材料が用いられ、中でも酸化窒化珪素が透明
性、ガスバリア性の観点から好ましい。金属イオンの浸
透なども素子劣化の原因となる場合があるが、例えば、
ホウ素、炭素、窒素、アルミニウム、ケイ素、リン、セ
リウム、イッテルビウム、サマリウム、エルビウム、イ
ットリウム、ランタン、ガドリニウム、ジスプロシウ
ム、ネオジウム、など元素から選ばれた少なくとも1つ
の元素を含む絶縁膜も金属イオンなどの浸透に対するバ
リア層として機能する。例えば、酸化マグネシウム、炭
酸マグネシウム、酸化鉄、酸化チタン、ベントナイト、
酸性白土、モンモリロナイト、珪藻土、活性アルミナ、
シリカアルミナ、ゼオライト、シリカ、ジルコニア、酸
化バリウムなど含む材料層も酸素や水分を吸着または吸
蔵するので、バリア層4として機能する。なお、バリア
層4の厚さは発光層5から射出される光の波長より小さ
くなるように設定されるこのが好ましい(例えば0.1
μm)。
【0025】有機エレクトロルミネッセンス表示装置1
はアクティブマトリクス型である場合は、図示しない
が、複数のデータ線と複数の走査線とが格子状に配置さ
れ、これらデータ線や走査線に区画されたマトリクス状
に配置された各画素毎に、スイッチングトランジスタや
ドライビングトランジスタ等の駆動用トランジスタを介
して上記の有機エレクトロルミネッセンス素子9が接続
されている。そして、データ線や走査線を介して駆動信
号が供給されると電極間に電流が流れ、有機エレクトロ
ルミネッセンス素子9の発光層5が発光して基板2の外
面側に光が射出される。
【0026】また、有機エレクトロルミネッセンス表示
装置1のうち、有機エレクトロルミネッセンス素子9を
挟んで封止層4と反対側の表面にも、電極7,8を含む
有機エレクトロルミネッセンス素子9に対して酸素や水
が侵入するのを遮断する封止部材10が形成されてい
る。封止部材としては上記の封止層4と同様な材料を用
いることができる。
【0027】以下、低屈折率層3を構成する材料がエア
ロゲルである場合の形成過程について説明する。はじめ
に、エアロゲル(シリカエアロゲル)を形成する手順に
ついて説明する。エアロゲルを形成するには、まず原料
となる金属アルコキシド(シリコンアルコキシド)と有
機溶媒とを混合した溶液を調整し、これを加水分解・縮
重合して湿潤ゲルを得る。そして、湿潤ゲルを溶媒中で
十分熟成することにより、乾燥処理前のシリカエアロゲ
ル層3が形成される。シリカエアロゲルは、テトラメト
キシシラン(TMOS)、或はテトラエトキシシラン
(TEOS)を出発原料として、溶媒にメタノールやエ
タノール等のアルコール類、加水分解の為の触媒として
アンモニア水を用いる方法が一般的である。また、薄膜
形状のシリカエアロゲルを形成するには、スピンコート
法やディップコート法等により基板2(基体)上に湿潤
ゲルを形成する。
【0028】こうして形成された湿潤ゲル(乾燥前のシ
リカエアロゲル層3)に対して、超臨界乾燥法を用いて
乾燥処理する。超臨界乾燥法とは、溶媒の臨界点以上の
高温、高圧下で湿潤ゲルを乾燥させる方法であり、臨界
点以上の高温、高圧条件下では、溶媒は気体と液体との
区別のない超臨界状態となる。このような状態で湿潤ゲ
ル中の溶媒を取り除くと、ゲル中に気液界面が生じない
ため、表面張力に伴う機械的応力がゾルの骨格に加わら
ず、湿潤ゲルを殆ど収縮させずに乾燥させることができ
る。超臨界流体を用いた超臨界乾燥法によって、湿潤ゲ
ル(原料溶液)中の溶媒を超臨界流体で置換し、湿潤ゲ
ル中の溶媒を除去する。超臨界流体として、例えば、二
酸化炭素(CO2)の超臨界流体、若しくは、メタノー
ルやエタノールのようなアルコールの超臨界流体を用い
ることができる。
【0029】なお、超臨界乾燥を行う際の超臨界流体と
しては、CO2やエタノールやメタノールの他に、例え
ば、NH3、H2O、N2O、メタン、エタン、エチレ
ン、プロパン、ペンタン、イソプロパノール、イソブタ
ノール、シクロトリフルオロメタン、モノフルオロメタ
ン、シクロヘキサノールなどを用いることもできる。
【0030】エアロゲルを形成するための超臨界乾燥の
手法としては、溶媒(通常、アルコール類)そのものを超
臨界状態にした後に、乾燥させる「アルコール乾燥法」
と、超臨界状態にした流体(超臨界流体:通常液化二酸
化炭素)を流し込み、溶媒を溶かし込んでから取り去る
「CO2抽出法」の2つの方法が知られている。上記方
法のうちアルコール乾燥法では、溶媒がアルコールの単
相であるため、CO2抽出法に比べて圧力・温度の制御
が単純でありプロセスが容易であるというメリットがあ
る。ここで、アルコール乾燥法では、アルコールの超臨
界状態まで加熱・加圧する。例えば、エタノールの超臨
界点は241℃、6.1MPaであるが、これを超える
条件として通常260℃、8.0MPa程度で処理され
ている。一方、CO2抽出法の場合の処理条件は、80
℃、15MPa程度であり、処理温度を低下することが
できる。
【0031】次に、図2を用いて、エアロゲル層を乾燥
する超臨界乾燥装置及び乾燥方法の一例について説明す
る。図2に示す超臨界乾燥装置は、溶媒207および基
板上に塗布されたシリカエアロゲルからなる被処理物2
08を収納する超臨界溶媒収納容器210と、この超臨
界溶媒収納容器210を内部に設置することのできる外
部容器211とからなる。外部容器211は例えばFR
Pからなり、O−リング212によって密閉され、窒素
ボンベ213からの窒素ガス(不活性ガス)が流量調整
弁214を介して外部容器211内に圧送されることに
よって、外部容器211内の圧力が高圧になるように設
定されている。また、超臨界乾燥処理が終了後には、排
出弁215を有する流路から外部容器211内の窒素ガ
スが排出される。
【0032】一方、超臨界溶媒収納容器210は例えば
ステンレス鋼からなり、溶媒2077および被処理物2
08を収納した状態で密閉できる構造であり、その外側
には、誘導コイル(誘導発熱体)やヒータなどからなる
温度制御装置218が設けられている。超臨界溶媒収納
容器210の外壁(この図では上部外壁)には、外部容
器211内部の圧力(以下、便宜上「外圧」と呼ぶこと
がある)が超臨界溶媒収納容器210内部の圧力(以
下、便宜上「内圧」と呼ぶことがある)よりも一定圧力
以上(例えば、0.1MPa以上)高くなると開口動作
する様に調整された圧力調整弁216aが設けられてい
る。また、内部容器へのパーティクル流入を抑えるとい
う観点からして、この圧力調整弁216aには、フィル
ター(図示せず)を介在させることが好ましい。
【0033】一方、超臨界溶媒収納容器210の外壁の
他の部分(この図では下部外壁)には、外圧が内圧より
も一定圧力以上(例えば、0.1MPa以上)下がった
ときに開口動作する様に調整された溶媒排出弁216b
が備えられている。また、超臨界溶媒収納容器210の
外側で且つ外部容器211の内側には、回収容器217
が設置されており、前記溶媒排出弁216bから適宜排
出される溶媒は、この回収容器217aに回収される様
に構成されている。
【0034】次に、図2の超臨界乾燥装置を用いた超臨
界乾燥方法について説明する。まず、上述したように、
基板上面にスピンコート法などによって湿潤ゲル膜を形
成する。そして、前記図2に示した装置を用い、湿潤ゲ
ル膜を超臨界乾燥する。クリーンルーム内において、湿
潤ゲル膜とエタノールとを超臨界乾燥装置の超臨界溶媒
収納容器210内に封入し、次いでこの超臨界溶媒収納
容器210を外部容器211内に配置した後、外部容器
211を密閉する。
【0035】その後、前記流量調整弁214を開いて窒
素ボンベ213からの窒素ガスを外部容器211内に圧
送して外部容器211内圧力(外圧)を加圧する。この
過程で圧力調整弁216aが開口動作し、エタノールと
湿潤ゲル膜を収納した超臨界溶媒収納容器210内が加
圧(内圧)されることになる。
【0036】引き続き、超臨界溶媒収納容器210を温
度制御装置218によって所定の温度に昇温する。この
昇温過程で、超臨界溶媒収納容器210内圧力(内圧)
が外部容器211内圧力(外圧)よりも高くなると、溶
媒排出弁216bが開口動作してエタノールが排出さ
れ、回収容器217に回収される。即ち、溶媒排出弁2
16bは、この段階では安全弁としての機能を発揮する
ことになる。また、このとき排出される溶媒は超臨界状
態であるが、内部容器から吐出すると同時に冷却されて
液体状態に戻る。そして結果的に、内圧は保持され、超
臨界状態が維持されて超臨界乾燥が進行する。
【0037】その後、前記排出弁215を開いて、外部
容器211内の窒素ガスを排出し、外部容器211内を
大気圧まで減圧すると、溶媒排出弁216bが開口動作
し、超臨界溶媒収納容器210からエタノールが排出さ
れて回収容器217に回収される。また、窒素ボンベ2
13から乾燥窒素ガスを流通させ、超臨界溶媒収納容器
210内のエタノールを完全に除去した後、超臨界溶媒
収納容器210を室温まで冷却する。そして、最終的に
超臨界溶媒収納容器210を外部容器211から取り出
し、クリーンルーム内で開封して被処理物208を取り
出す。
【0038】こうして、超臨界乾燥法を用いることによ
り、エタノールが気液界面のない状態で膜中から除去さ
れるため、表面張力によるゲルの収縮が殆どおこらず、
湿潤ゲル(原料溶液)の網目構造が収縮することなく、
湿潤ゲルから液相(例えば、溶媒)やモノマーをはじめ
とする不純物を除去して高い空隙率を有する多孔質層を
得ることができる。
【0039】以上、シリカエアロゲル層(低屈折率層)
3の形成方法について説明した。そして、図1に示した
有機エレクトロルミネッセンス表示装置1を製造する際
には、基板2に形成された低屈折率層3上に、プラズマ
CVD法によって酸窒化ケイ素により構成される封止層
4を形成する。上述のように封止層4の構成する材料と
して種々の材料を用いることができるので、用いる材料
に応じて形成方法は適宜選択できる。そして、封止層4
上にスパッタリングやイオンプレーティング、真空蒸着
法などを用いて陽極8を形成し、陽極8上に順次、正孔
輸送層6、発光層5、陰極7を蒸着して積層することに
より、有機エレクトロルミネッセンス表示装置1が製造
される。
【0040】上記構成の有機エレクトロルミネッセンス
表示装置1においては、発光層5から射出した光は透明
電極8を透過し、封止層4、低屈折率層3を経て基板2
に入射する。この時、低屈折率層であるシリカエアロゲ
ル層3は超臨界乾燥法によって高い空隙率を維持されて
おり、ガラスや石英からなる基板2よりも屈折率が低い
ため、光は低屈折率材料から高屈折率材料に入射するこ
とになり、臨界角以上の角度でシリカエアロゲル3に入
射した光が基板2との界面で臨界角以下となる方向に屈
折し、基板2内での全反射条件から外れるため、従来の
構成であれば全反射していた光を外部に取り出すことが
できる。
【0041】以上説明したように、超臨界乾燥法によっ
て湿潤ゲルを乾燥し、シリカエアロゲル層3を形成した
ことにより、過剰に高温・減圧環境にすることなく乾燥
処理できる。したがって、多孔質体であるエアロゲルは
空隙を潰されずに形状を維持できるとともに、化学的性
質も維持できる。さらに、湿潤ゲルに含まれていた溶媒
やモノマーなどの不純物は十分に除去されるので、これ
ら不純物に起因する有機エレクトロルミネッセンス材料
の劣化を防止でき、良好な光学特性を維持できる。
【0042】そして、シリカエアロゲル層3の高い空隙
率が維持され、発光層5の発光特性も良好に維持される
ことにより、発光層5から射出した光を効率良く外部に
取り出すことができるので、良好な視認性を有する有機
エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することがで
きる。
【0043】なお、本実施形態において、シリカエアロ
ゲル層3は基板2上に湿潤ゲルをスピンコート法で塗布
された後、超臨界乾燥法で乾燥することにより形成され
る構成であるが、別の基材(基体)上に湿潤ゲルを塗布
して超臨界乾燥し、図3に示すようなシリカエアロゲル
層3及び封止層4からなる積層膜20を予め形成してお
き、この積層膜20を基板2上に貼付する構成としても
よい。
【0044】なお、本実施形態においては、基板2上に
低屈折率層3を設け、低屈折率層3上に封止層4を設け
た構成であるが、基板2上に封止層4を設け、封止層4
上に低屈折率層3を設ける構成としてもよい。このよう
に、陽極8(有機エレクトロルミネッセンス素子9)と
基板2との間における層構成は、基板2/低屈折率層3
/封止層4/陽極8でもいいし、基板2/封止層4/低
屈折率層3/陽極8でもいい。更には、基板2/封止層
4/低屈折率層3/封止層4/陽極8と封止層を複数層
設けてもよい。
【0045】シリカエアロゲル層3のための湿潤ゲルを
形成する際、湿潤ゲルに合成樹脂(有機物)を混合して
おいてもよい。この場合の合成樹脂は、その熱変性温度
が超臨界流体の臨界温度よりも高く光を透過可能な合成
樹脂である。超臨界流体として例えばアルコールを用い
た場合、その熱変性温度がアルコールの臨界温度よりも
高く光を透過可能な合成樹脂としては、ヒドロキシルプ
ロピルセルロース(HPC),ポリビニルブチラール
(PVB),エチルセルロース(EC)等が挙げられる
(なお、PVB及びECはアルコールに可溶で水には不
溶)。溶媒としてエーテルを用いる場合には樹脂として
塩素系ポリエチレン等を選択し、またCO 2を溶媒とし
て用いる場合にはHPC等を選択することが望ましい。
このように、乾燥対象の材料層中に合成樹脂や有機物が
添加されている場合でも、超臨界乾燥法を用いて乾燥処
理することにより、合成樹脂や有機物を比較的低温度で
乾燥できるので、高温乾燥に起因する合成樹脂(有機
物)の変性を防止できる。
【0046】本実施形態において、超臨界乾燥法を用い
て乾燥される層はシリカエアロゲル層(低屈折率層)3
として説明したが、超臨界乾燥法によって、発光層や正
孔輸送層、封止層、あるいは電子輸送層を乾燥してもよ
い。超臨界乾燥法を用いることにより、発光層や正孔輸
送層、電子輸送層、あるいは封止層の溶媒やモノマー等
の不純物を十分に除去することができ、また、層の体積
収縮を低減できる。
【0047】本実施形態における低屈折率層3はシリカ
エアロゲルであるが、アルミナを基調としたエアロゲル
でもよく、基板2より低屈折率で光を透過可能な多孔質
体であればよい。そして、多孔質体(エアロゲル)は密
度が0.4g/cm3以下であることが好ましい。
【0048】一方、低屈折率層3としては多孔質体でな
くてもよく、エポキシ系接着剤(屈折率:1.42)や
アクリル系接着剤(屈折率:1.43)など、光を透過
可能で基板2より低屈折率な高分子材料からなる接着剤
でもよい。そして、これら高分子材料からなる低屈折率
層3を超臨界乾燥すればよい。これらの接着剤を単独で
使用した場合であっても、基板2を構成するガラスや石
英よりも屈折率が低いため、光の取り出し効率を向上で
きる。また、これらの接着剤を使用する場合には、基板
2と封止層4とを貼り合わせることによって有機エレク
トロルミネッセンス表示装置1を製造できる。
【0049】更に、低屈折率層3としては、多孔質シリ
カでもよいし、フッ化マグネシウム(屈折率:1.3
8)あるいはこれを含む材料でもよい。フッ化マグネシ
ウムによる低屈折率層3はスパッタリングによって形成
可能である。あるいは、フッ化マグネシウムの微粒子を
分散したゲルでもよい。あるいは、フッ素系ポリマー又
はこれを含む材料、例えば、パーフルオロアルキル−ポ
リエーテル、パーフルオロアルキルアミン、またはパー
フルオロアルキル−ポリエーテル−パーフルオロアルキ
ルアミン混合フィルムでもよい。
【0050】更には、所定のポリマーバインダーに、可
溶性もしくは分散性である低屈折率のフルオロカーボン
化合物を混在したものでもよい。ポリマーバインダーと
しては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリ
ビニルピロリドン、ポリビニルスルホン酸ナトリウム
塩、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレングリコー
ル、ポリα−トリフルオロメチルアクリル酸、ポリビニ
ルメチルエーテル−コ−無水マレイン酸、ポリエチレン
グリコール−コ−プロピレングリコール、ポリメタアク
リル酸などが挙げられる。また、フルオロカーボン化合
物としては、パーフルオロオクタン酸−アンモニウム
塩、パーフルオロオクタン酸−テトラメチルアンモニウ
ム塩、C−7とC−10のパーフルオロアルキルスルホ
ン酸アンモニウム塩、C−7とC−10のパーフルオロ
アルキルスルホン酸テトラメチルアンモニウム塩、フッ
素化アルキル第4級アンモニウムアイオダイド、パーフ
ルオロアジピン酸、およびパーフルオロアジピン酸の第
4級アンモニウム塩などが挙げられる。
【0051】更に、低屈折率層3として空隙を導入する
方法が有効であるため、上記エアロゲルの他に、微粒子
を用いて微粒子間または微粒子内のミクロボイドとして
空隙を形成してもよい。微粒子としては、無機微粒子あ
るいは有機微粒子を低屈折率層に用いることができる。
そして、これを超臨界条件下で処理することにより空隙
率を維持することができ、屈折率の上昇を抑制すること
ができる。無機微粒子は、非晶質であることが好まし
い。無機微粒子は、金属の酸化物、窒化物、硫化物また
はハロゲン化物からなることが好ましく、金属酸化物ま
たは金属ハロゲン化物からなることがさらに好ましく、
金属酸化物または金属フッ化物からなることが最も好ま
しい。金属原子としては、Na、K、Mg、Ca、B
a、Al、Zn、Fe、Cu、Ti、Sn、In、W、
Y、Sb、Mn、Ga、V、Nb、Ta、Ag、Si、
B、Bi、Mo、Ce、Cd、Be、PbおよびNiが
好ましく、Mg、Ca、BおよびSiがさらに好まし
い。二種類の金属を含む無機化合物を用いてもよい。特
に好ましい無機化合物は、二酸化ケイ素、すなわちシリ
カである。
【0052】無機微粒子内ミクロボイドは、例えば、粒
子を形成するシリカの分子を架橋させることにより形成
することができる。シリカの分子を架橋させると体積が
縮小し、粒子が多孔質になる。ミクロボイドを有する
(多孔質)無機微粒子は、ゾル−ゲル法(特開昭53−
112732号、特公昭57−9051号の各公報記
載)または析出法(APPLIED OPTICS、27、3356頁(198
8)記載)により、分散物として直接合成することがで
きる。また、乾燥・沈澱法で得られた粉体を、機械的に
粉砕して分散物を得ることもできる。市販の多孔質無機
微粒子(例えば、二酸化ケイ素ゾル)を用いてもよい。
ミクロボイドを有する無機微粒子は、低屈折率層の形成
のため、適当な媒体に分散した状態で使用することが好
ましい。分散媒としては、水、アルコール(例、メタノ
ール、エタノール、イソプロピルアルコール)およびケ
トン(例、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン)が好ましい。
【0053】有機微粒子を構成する材料としては、ポリ
エチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンなど、一般的
な炭化水素系高分子が使用可能である。モノマーの重合
反応(例えば乳化重合法)などにより合成されるポリマ
ー微粒子も使用可能である。フッ素原子を含む含フッ素
高分子も使用可能である。含フッ素ポリマーを合成する
ために用いるフッ素原子を含むモノマーの例には、フル
オロオレフィン類(例、フルオロエチレン、ビニリデン
フルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオ
ロプロピレン、パーフルオロ−2,2−ジメチル−1,
3−ジオキソール)、アクリル酸またはメタクリル酸の
フッ素化アルキルエステル類およびフッ素化ビニルエー
テル類が含まれる。フッ素原子を含むモノマーとフッ素
原子を含まないモノマーとのコポリマーを用いてもよ
い。フッ素原子を含まないモノマーの例には、オレフィ
ン類(例、エチレン、プロピレン、イソプレン、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン)、アクリル酸エステル類(例、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−
エチルヘキシル)、メタクリル酸エステル類(例、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブ
チル)、スチレン類(例、スチレン、ビニルトルエン、
α−メチルスチレン)、ビニルエーテル類(例、メチル
ビニルエーテル)、ビニルエステル類(例、酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル)、アクリルアミド類(例、N
−tert−ブチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルア
クリルアミド)、メタクリルアミド類およびアクリルニ
トリル類が含まれる。
【0054】有機微粒子内ミクロボイドは、例えば、粒
子を形成するポリマーを架橋させることにより形成する
ことができる。ポリマーを架橋させると体積が縮小し、
粒子が多孔質になる。粒子を形成するポリマーを架橋さ
せるためには、ポリマーを合成するためのモノマーの2
0モル%以上を多官能モノマーとすることが好ましい。
多官能モノマーの割合は、30乃至80モル%であるこ
とがさらに好ましく、35乃至50モル%であることが
最も好ましい。多官能モノマーの例には、ジエン類
(例、ブタジエン、ペンタジエン)、多価アルコールと
アクリル酸とのエステル(例、エチレングリコールジア
クリレート、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)、多価ア
ルコールとメタクリル酸とのエステル(例、エチレング
リコールジメタクリレート、1,2,4−シクロヘキサ
ンテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラ
メタクリレート)、ジビニル化合物(例、ジビニルシク
ロヘキサン、1,4−ジビニルベンゼン)、ジビニルス
ルホン、ビスアクリルアミド類(例、メチレンビスアク
リルアミド)およびビスメタクリルアミド類が含まれ
る。粒子間のミクロボイドは、微粒子を少なくとも2個
以上積み重ねることにより形成することができる。
【0055】低屈折率層3を、微細空孔と微粒子状無機
物とを有する材料によって構成してもよい。この場合、
低屈折率層3はコーティングにより形成され、微細空孔
は層の塗布後に活性化ガス処理を行ない、ガスが層から
離脱することによって形成される。あるいは、2種類以
上の超微粒子(例えば、MgF2とSiO2 )を混在さ
せて、膜厚方向にその混合比を変化させることによって
低屈折率層3を形成してもよい。混合比を変化させるこ
とにより屈折率が変化する。超微粒子は、エチルシリケ
ートの熱分解で生じたSiO2により接着している。エ
チルシリケートの熱分解では、エチル部分の燃焼によっ
て、二酸化炭素と水蒸気も発生する。二酸化炭素と水蒸
気が層から離脱することにより、超微粒子の間に間隙が
生じている。あるいは、多孔質シリカよりなる無機微粉
末とバインダーとを含有して低屈折率層3を形成しても
よいし、含フッ素ポリマーからなる微粒子を2個以上積
み重ねることにより、微粒子間に空隙を形成した低屈折
率層3を形成してもよい。
【0056】分子構造レベルで空隙率を向上させること
もできる。例えばデンドリマーなどの分岐構造を有する
ポリマーを用いても低屈折率が得られる。
【0057】そして、上記の材料を用いて、低屈折率層
3は、屈折率が1.4以下に設定されていることが望ま
しい。基板2として屈折率が1.45の石英や、屈折率
が約1.54のガラスなどを用いた際、基板2の屈折率
より低い屈折率となる。
【0058】なお、低屈折率層3を、超臨界乾燥法を用
いたシリカエアロゲル層とせずに、多孔性を有するSi
2膜としてもよい。このSiO2膜は、プラズマCVD
法(プラズマ化学的気相成長法)により形成され、反応
ガスとしてSiH4とN2Oを用いる。さらに、このSi
2膜の上に、多孔性を有するSiO2膜を形成する。こ
のSiO2膜は常圧CVD法(常圧化学的気相成長法)
により形成され、TEOS(テトラエトキシシラン)と
2(酸素)と低濃度のO3(オゾン)とを含む反応ガス
を用いる。ここで、低濃度のO3とは、上記TEOSの
酸化に必要な濃度よりも低い濃度のO3を言うものであ
る。
【0059】封止層(バリア層)4と陽極8との間、あ
るいは低屈折率層3と封止層4との間にポリマー層を介
在させてもよい。このポリマー層を構成する材料として
は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンな
ど、一般的な炭化水素系高分子が使用可能である。モノ
マーの重合反応(例えば乳化重合法)などにより合成さ
れるポリマー微粒子も使用可能である。フッ素原子を含
む含フッ素高分子も使用可能である。含フッ素ポリマー
を合成するために用いるフッ素原子を含むモノマーの例
には、フルオロオレフィン類(例、フルオロエチレン、
ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘ
キサフルオロプロピレン、パーフルオロ−2,2−ジメ
チル−1,3−ジオキソール)、アクリル酸またはメタ
クリル酸のフッ素化アルキルエステル類およびフッ素化
ビニルエーテル類が含まれる。フッ素原子を含むモノマ
ーとフッ素原子を含まないモノマーとのコポリマーを用
いてもよい。フッ素原子を含まないモノマーの例には、
オレフィン類(例、エチレン、プロピレン、イソプレ
ン、塩化ビニル、塩化ビニリデン)、アクリル酸エステ
ル類(例、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸2−エチルヘキシル)、メタクリル酸エステル類
(例、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸ブチル)、スチレン類(例、スチレン、ビニル
トルエン、α−メチルスチレン)、ビニルエーテル類
(例、メチルビニルエーテル)、ビニルエステル類
(例、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル)、アクリルア
ミド類(例、N−tert−ブチルアクリルアミド、N−シ
クロヘキシルアクリルアミド)、メタクリルアミド類お
よびアクリルニトリル類が含まれる。
【0060】ポリマー層を封止層4の上層に形成するに
は、図4(a)に示すように、まず基板2上に低屈折率
層3及び封止層4を形成した後、この封止層(バリア
層、基体)4上面に、ポリマーのモノマー(又は前駆
体)を塗布する。モノマーは流動性が高く、封止層4上
面に塗布されて平坦化される。そして、図4(b)に示
すように、塗布されたモノマーを硬化又は重合すること
によりポリマー層12が形成される。このように、流動
性の高いモノマーを塗布した後、このモノマーを硬化又
は重合してポリマー層12とすることにより、ポリマー
層12は平坦化され、ひいては封止層4の構造欠陥を低
減する。そして、ポリマー層12により封止層4の構造
欠陥が低減されるので、封止層4は良好なバリア性を発
揮する。
【0061】そして、図4(c)に示すように、形成さ
れたポリマー層12を超臨界条件下で乾燥することによ
り、ポリマー層12に残留している前記モノマー(又は
前駆体)や溶媒などの不純物は十分に除去され、体積収
縮などの形状変化も最小限に抑えられる。更に、このポ
リマー層12が多孔質体である場合には、空隙は潰され
ずに高い空隙率を維持でき、良好な光取り出し効率を確
保できる。こうしてポリマー層12が形成されたら、図
4(d)に示すように、このポリマー層12の上層に陽
極8を形成する。
【0062】なお、図4では、ポリマー層12を封止層
4と陽極8との間に形成するといった基板2/低屈折率
層3/封止層4/ポリマー層12/陽極8という層構成
であるが、低屈折率層3と封止層4との間に形成し、基
板2/低屈折率層3/ポリマー層12/封止層4/陽極
8、といった層構成としてもよい。または封止層4を基
板2の下方に配置してもよい。
【0063】更に、基板2/封止層4/ポリマー層12
/低屈折率層3/陽極8としてもよい。この場合、ポリ
マー層12は、基板2/封止層4からなる基体上に前記
モノマーを塗布し、このモノマーを硬化又は重合した
後、超臨界乾燥することによって形成される。そして、
このときの封止層4の構造欠陥はポリマー層12によっ
て低減される。
【0064】更に、低屈折率層3を設けずに、基板2と
陽極8との間に、ポリマー層12及び封止層(バリア
層)4を介在させる構成とすることもできる。
【0065】そして、ポリマー層12を封止層4の上層
に形成するには、図5(a)に示すように、まず基板2
上に封止層4を形成した後、この封止層(バリア層)4
上面に、ポリマーのモノマー(又は前駆体)を塗布す
る。そして、図5(b)に示すように、塗布されたモノ
マーを硬化又は重合することによりポリマー層12が形
成される。このように、流動性の高いモノマーを塗布し
た後、このモノマーを硬化又は重合してポリマー層12
とすることにより、ポリマー層12は平坦化され、ひい
ては封止層4の構造欠陥を低減するなどの機能を果た
す。
【0066】そして、ポリマー層12が形成されたら、
図5(c)に示すように、このポリマー層12を超臨界
乾燥することにより、ポリマー層12は、体積収縮など
の形状変化を最小限に抑えられつつ溶媒やモノマーを十
分に除去される。更に、このポリマー層12が多孔質体
である場合には、空隙は潰されずに高い空隙率を維持で
き、良好な光取り出し効率を確保できる。こうしてポリ
マー層12が形成されたら、図5(d)に示すように、
このポリマー層12の上層に陽極8を形成する。このよ
うに、封止層4の構造欠陥を低減するためのポリマー層
12を設けることにより、封止層4は良好なバリア性を
発揮するので、水、酸素、種々の金属イオンなどの浸透
を抑制することができる。
【0067】本発明の超臨界乾燥法によって、図6に示
すような有機エレクトロルミネッセンス表示装置の低屈
折率層11を乾燥するようにしてもよい。図6に示す有
機エレクトロルミネッセンス表示装置1は、光を透過可
能な基板2と、基板2の一方の面に設けられ一対の電極
7,8に挟持された発光層5及び正孔輸送層6を備える
有機エレクトロルミネッセンス素子9と、基板2と有機
エレクトロルミネッセンス素子9のうち陽極8との間に
設けられ、基板2より屈折率が低い低屈折率層11とを
備えている。そして、低屈折率層11には、乾燥剤及び
吸着剤の少なくとも一方が分散されている。すなわち、
図6に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置1は
封止層を有してはないが、乾燥剤あるいは吸着剤を上記
実施形態で説明した低屈折率層を構成する材料に、分散
させることにより、低屈折率と水、酸素、金属イオンな
ど種々の劣化因子の内部への浸透の抑制という複数の機
能を低屈折率層11に付与するこができる。
【0068】ここで、低屈折率層11は、上記の低屈折
率層を構成する材料を用いることができる。さらにこれ
らの材料に、例えば、ホウ素、炭素、窒素、アルミニウ
ム、ケイ素、リン、セリウム、イッテルビウム、サマリ
ウム、エルビウム、イットリウム、ランタン、ガドリニ
ウム、ジスプロシウム、ネオジウム、など元素から選ば
れた少なくとも1つの元素を含む物質を添加するか、ま
たは、例えば、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、
酸化鉄、酸化チタン、ベントナイト、酸性白土、モンモ
リロナイト、珪藻土、活性アルミナ、シリカアルミナ、
ゼオライト、シリカ、ジルコニア、酸化カルシウム、酸
化バリウム等のアルカリ土類金属の酸化物、塩化カルシ
ウム等のアルカリ土類金属のハロゲン化物、五酸化リン
などの物質を添加することにより、低屈折率層11にバ
リア層としての機能を付与することができる。上記の添
加される物質のうち、特に、ホウ素、炭素、窒素、アル
ミニウム、ケイ素、リン、セリウム、イッテルビウム、
サマリウム、エルビウム、イットリウム、ランタン、ガ
ドリニウム、ジスプロシウム、ネオジウム、など元素か
ら選ばれた少なくとも1つの元素を含む物質を添加した
場合には、良好な熱伝導率も付与することができるの
で、有機エレクトロルミネッセンス装置を駆動した際、
発生する熱を放熱する機能をさらに低屈折率層11に付
与することもできる。
【0069】そして、低屈折率層11を形成する際に
は、超臨界条件下で溶媒や不純物の除去することによ
り、体積収縮が抑えることができる。
【0070】そして、この場合も、乾燥剤を含む低屈折
率層11を超臨界乾燥法を用いて予め膜状部材としてお
き、この膜状部材を基板2と陽極8との間に配置させる
ようにしてもよい。以上、電気光学装置の一例として有
機エレクトロルミネッセンス装置について述べてきた
が、例えば、液晶装置、帯電粒子を電場により偏在させ
ることにより表示などを行う電気泳動装置、フィールド
エミッション装置、電子放出素子から放出された電子を
用いて発光膜を発光させる電子放出型発光装置など種々
の電気光学装置に対する適用ももちろん可能である。
【0071】次に、本発明に係る電気光学装置の製造方
法を、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたアク
ティブマトリクス型の表示装置の製造方法に適用した場
合の一例について図7,図8,図9を参照しながら説明
する。図7は有機エレクトロルミネッセンス表示装置の
回路図、図8は対向電極や有機エレクトロルミネッセン
ス素子を取り除いた状態での画素部の拡大平面図であ
る。
【0072】図7に示す回路図のように、この有機エレ
クトロルミネッセンス表示装置S1は、基板上に、複数
の走査線131と、これら走査線131に対して交差す
る方向に延びる複数の信号線132と、これら信号線1
32に並列に延びる複数の共通給電線133とがそれぞ
れ配線されたもので、走査線131及び信号線132の
各交点に対応して、画素(画素領域素)ARが設けられ
て構成されたものである。
【0073】信号線132に対しては、シフトレジス
タ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを
備えるデータ線駆動回路90が設けられている。一方、
走査線131に対しては、シフトレジスタ及びレベルシ
フタを備える走査線駆動回路80が設けられている。ま
た、画素領域ARの各々には、走査線131を介して走
査信号がゲート電極に供給される第1の薄膜トランジス
タ22と、この第1の薄膜トランジスタ22を介して信
号線132から供給される画像信号を保持する保持容量
capと、保持容量capによって保持された画像信号
がゲート電極に供給される第2の薄膜トランジスタ24
と、この第2の薄膜トランジスタ24を介して共通給電
線133に電気的に接続したときに共通給電線133か
ら駆動電流が流れ込む画素電極23と、この画素電極
(陽極)23と対向電極(陰極)222との間に挟み込
まれる発光部(発光層)60とが設けられている。
【0074】このような構成のもとに、走査線131が
駆動されて第1の薄膜トランジスタ22がオンとなる
と、そのときの信号線132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、第2の薄
膜トランジスタ24の導通状態が決まる。そして、第2
の薄膜トランジスタ24のチャネルを介して共通給電線
133から画素電極23に電流が流れ、さらに発光層6
0を通じて対向電極222に電流が流れることにより、
発光層60は、これを流れる電流量に応じて発光するよ
うになる。
【0075】ここで、各画素ARの平面構造は、図8に
示すように、平面形状が長方形の画素電極23の四辺
が、信号線132、共通給電線133、走査線131及
び図示しない他の画素電極用の走査線によって囲まれた
配置となっている。なお、図示しないが、インクジェッ
ト装置やディスペンサー、あるいはマイクロスポッティ
ング装置など液体を用いて画素電極上に発光層やキャリ
ア輸送層などを配置する場合は、角が無い円形や長円な
どの形状を有する画素電極であることが好ましい場合が
ある。
【0076】図9は図8のA−A矢視断面図である。こ
こで、図9に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装
置は、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transist
or)が配置された基板2側とは反対側から光を取り出す
形態を取っている。図9に示すように、有機エレクトロ
ルミネッセンス表示装置S1は、基板2と、インジウム
錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)等の透明電極材
料からなる陽極(画素電極)23と、陽極23から正孔
を輸送可能な正孔輸送層70と、電気光学物質の1つで
ある有機エレクトロルミネッセンス物質を含む発光層
(有機エレクトロルミネッセンス層)60と、発光層6
0の上面に設けられている電子輸送層50と、電子輸送
層50の上面に設けられているアルミニウム(Al)や
マグネシウム(Mg)、金(Au)、銀(Ag)、カル
シウム(Ca)等からなる陰極(対向電極)222と、
基板2上に形成され、画素電極23と陰極222との間
に流れる電流を制御する薄膜トランジスタ(以下、「T
FT」と称する)24とを有している。TFT24は、
走査線駆動回路80及びデータ線駆動回路90から供給
される信号に基づいて作動する。
【0077】TFT24は、SiO2を主体とする下地
保護層281を介して基板2の表面に設けられている。
このTFT24は、下地保護層281の上層に形成され
たシリコン層241と、シリコン層241を覆うように
下地保護層281の上層に設けられたゲート絶縁層28
2と、ゲート絶縁層282の上面のうちシリコン層24
1に対向する部分に設けられたゲート電極242と、ゲ
ート電極242を覆うようにゲート絶縁層282の上層
に設けられた第1層間絶縁層283と、ゲート絶縁層2
82及び第1層間絶縁層283にわたって開孔するコン
タクトホールを介してシリコン層241と接続するソー
ス電極243と、ゲート電極242を挟んでソース電極
243と対向する位置に設けられ、ゲート絶縁層282
及び第1層間絶縁層283にわたって開孔するコンタク
トホールを介してシリコン層241と接続するドレイン
電極244と、ソース電極243及びドレイン電極24
4を覆うように第1層間絶縁層283の上層に設けられ
た第2層間絶縁層284とを備えている。
【0078】そして、第2層間絶縁層284の上面に画
素電極23が配置され、画素電極23とドレイン電極2
44とは、第2層間絶縁層284に設けられたコンタク
トホール23aを介して接続されている。また、第2層
間絶縁層284の表面のうち有機エレクトロルミネッセ
ンス素子が設けられている以外の部分と陰極222との
間には、合成樹脂などからなる第3絶縁層(バンク層)
221が設けられている。
【0079】なお、シリコン層241のうち、ゲート絶
縁層282を挟んでゲート電極242と重なる領域がチ
ャネル領域とされている。また、シリコン層241のう
ち、チャネル領域のソース側にはソース領域が設けられ
ている一方、チャネル領域のドレイン側にはドレイン領
域が設けられている。このうち、ソース領域が、ゲート
絶縁層282と第1層間絶縁層283とにわたって開孔
するコンタクトホールを介して、ソース電極243に接
続されている。一方、ドレイン領域が、ゲート絶縁層2
82と第1層間絶縁層283とにわたって開孔するコン
タクトホールを介して、ソース電極243と同一層から
なるドレイン電極244に接続されている。画素電極2
3は、ドレイン電極244を介して、シリコン層241
のドレイン領域に接続されている。
【0080】本例では、TFT24が設けられている基
板2とは反対側から発光光を取り出す構成(トップエミ
ッション型)であるため、基板2は不透明であってもよ
く、その場合、アルミナ等のセラミック、ステンレス等
の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、
熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ
る。
【0081】一方、有機エレクトロルミネッセンス素子
では後述するような、発光層からの発光光をTFTが設
けられている基板側から取り出す構成(バックエミッシ
ョン型)とすることも可能である。発光光を基板側から
取り出す構成とする場合、基板材料としてはガラスや石
英、樹脂等の透明ないし半透明なものが用いられるが、
特に安価なソーダガラスが好適に用いられる。ソーダガ
ラスを用いた場合、これにシリカコートを施すのが、酸
アルカリに弱いソーダガラスを保護する効果を有し、さ
らに基板の平坦性をよくする効果も有するため好まし
い。また、基板に色フィルター膜や発光性物質を含む色
変換膜、あるいは誘電体反射膜を配置して、発光色を制
御するようにしてもよい。
【0082】次に、図10及び図11を参照しながら図
9に示した有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製
造プロセスについて説明する。はじめに、基板2上にシ
リコン層241を形成する。シリコン層241を形成す
る際には、まず、図10(a)に示すように、基板2の
表面にTEOS(テトラエトキシシラン)や酸素ガスな
どを原料としてプラズマCVD法により厚さ約200〜
500nmのシリコン酸化膜からなる下地保護層281
を形成する。
【0083】次に、図10(b)に示すように、基板2
の温度を約350℃に設定して、下地保護膜281の表
面にプラズマCVD法あるいはICVD法により厚さ約
30〜70nmのアモルファスシリコン膜からなる半導
体層241Aを形成する。次いで、この半導体層241
Aに対してレーザアニール法、急速加熱法、または固相
成長法などによって結晶化工程を行い、半導体層241
Aをポリシリコン層に変換する。レーザアニール法で
は、例えばエキシマレーザでビームの長寸が400mm
のラインビームを用い、その出力強度は例えば200m
J/cm2 とする。ラインビームについては、その短寸
方向におけるレーザ強度のピーク値の90%に相当する
部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査す
る。
【0084】次いで、図10(c)に示すように、半導
体層(ポリシリコン層)241Aをパターニングして島
状のシリコン層241とし、その表面に対して、TEO
Sや酸化ガスなどを原料としてプラズマCVD法により
厚さ約60〜150nmのシリコン酸化膜又は窒化膜か
らなるゲート絶縁層282を形成する。なお、シリコン
層241は、図7に示した第2の薄膜トランジスタ24
のチャネル領域及びソース・ドレイン領域となるもので
あるが、異なる断面位置においては第1の薄膜トランジ
スタ22のチャネル領域及びソース・ドレイン領域とな
る半導体膜も形成されている。つまり、二種類のトラン
ジスタ22、24は同時に形成されるが、同じ手順で作
られるため、以下の説明において、トランジスタに関し
ては、第2の薄膜トランジスタ24についてのみ説明
し、第1の薄膜トランジスタ22についてはその説明を
省略する。
【0085】なお、ゲート絶縁層282を多孔性を有す
るシリコン酸化膜(SiO2膜)としてもよい。多孔性
を有するSiO2膜からなるゲート絶縁層282は、反
応ガスとしてSi26とO3とを用いて、CVD法(化
学的気相成長法)により形成される。これらの反応ガス
を用いると、気相中に粒子の大きいSiO2が形成さ
れ、この粒子の大きいSiO2がシリコン層241や下
地保護層281の上に堆積する。そのため、ゲート絶縁
層282は、層中に多くの空隙を有し、多孔質体とな
る。そして、ゲート絶縁層282は多孔質体となること
によって低誘電率を有するようになる。
【0086】なお、ゲート絶縁層282の表面にH(水
素)プラズマ処理をしてもよい。これにより、空隙の表
面のSi−O結合中のダングリングボンドがSi−H結
合に置き換えられ、膜の耐吸湿性が良くなる。そして、
このプラズマ処理されたゲート絶縁層282の表面に別
のSiO2層を設けてもよい。また、ゲート絶縁層28
2をCVD法で形成する際の反応ガスは、Si26+O
3の他に、Si26+O2、Si38+O3、Si38
2としてもよい。更に、上記の反応ガスに加えて、B
(ホウ素)含有の反応ガス、F(フッ素)含有の反応ガ
スを用いてもよい。
【0087】更に、多孔質体であるゲート絶縁層282
を形成する際、多孔性を有するSiO2膜と、通常の減
圧化学的気相成長法により形成されたSiO2膜とを積
層することにより、膜質の安定した多孔質体としてのゲ
ート絶縁層282を形成することもできる。そして、こ
れらの膜を積層するには、減圧下におけるSiH4とO2
の雰囲気中において、プラズマを断続的、又は周期的に
発生させることによって可能となる。具体的には、ゲー
ト絶縁層282は、基板2を所定のチャンバ内に収容
し、例えば400℃に保持しながら、反応ガスとしてS
iH4とO2を用い、RF電圧(高周波電圧)をチャンバ
に印加することにより形成される。成膜中においては、
SiH4流量、O2流量が一定であるのに対し、RF電圧
は10秒の周期でチャンバに印加される。これにともな
い、プラズマが10秒の周期で発生、消滅する。このよ
うに、時間変化するプラズマを用いることにより、1つ
のチャンバー内で、減圧CVDを用いるプロセスと、減
圧下におけるプラズマCVDを用いるプロセスとを繰り
返し行うことができる。そして、減圧CVDと減圧下に
おけるプラズマCVDとを繰り返し行うことにより、膜
中に多数の空隙を有するSiO2膜が形成される。すな
わち、ゲート絶縁層282は多孔性を有することにな
る。
【0088】次いで、図10(d)に示すように、ゲー
ト絶縁層282上にアルミニウム、タンタル、モリブデ
ン、チタン、タングステンなどの金属を含む導電膜をス
パッタ法により形成した後、これをパターニングし、ゲ
ート電極242を形成する。次いで、この状態で高濃度
のリンイオンを打ち込み、シリコン層241に、ゲート
電極242に対して自己整合的にソース領域241s及
びドレイン領域241dを形成する。この場合、ゲート
電極242はパターニング用マスクとして用いられる。
なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域2
41cとなる。
【0089】次いで、図10(e)に示すように、第1
層間絶縁層283を形成する。第1層間絶縁層283
は、ゲート絶縁層282同様、シリコン酸化膜または窒
化膜、多孔性を有するシリコン酸化膜などによって構成
され、ゲート絶縁層282の形成方法と同様の手順でゲ
ート絶縁層282の上層に形成される。そして、この第
1層間絶縁層283及びゲート絶縁層282にフォトリ
ソグラフィ法を用いてパターニングすることにより、ソ
ース電極及びドレイン電極に対応するコンタクトホール
を形成する。次いで、第1層間絶縁層283を覆うよう
に、アルミニウムやクロム、タンタル等の金属からなる
導電層を形成した後、この導電層のうち、ソース電極及
びドレイン電極が形成されるべき領域を覆うようにパタ
ーニング用マスクを設けるとともに、導電層をパターニ
ングすることにより、ソース電極243及びドレイン電
極244を形成する。次に、図示はしないが、第1層間
絶縁層283上に、信号線、共通給電線、走査線を形成
する。このとき、これらに囲まれる箇所は後述するよう
に発光層等を形成する画素となることから、例えばバッ
クエミッション型とする場合には、TFT24が前記各
配線に囲まれた箇所の直下に位置しないよう、各配線を
形成することが好ましい。
【0090】次いで、図11(a)に示すように、第2
層間絶縁層284を、第1層間絶縁層283、各電極2
43、244、前記不図示の各配線を覆うように形成す
る。第2層間絶縁層284は、第1層間絶縁層283同
様、シリコン酸化膜または窒化膜、多孔性を有するシリ
コン酸化膜などによって構成され、第1層間絶縁層28
3の形成方法と同様の手順で第1層間絶縁層283の上
層に形成される。そして、第2層間絶縁層284を形成
したら、第2層間絶縁層284のうちドレイン電極24
4に対応する部分にコンタクトホール23aを形成す
る。そして、このコンタクトホール23aを介してドレ
イン電極244に連続するようにITO等の導電性材料
をパターニングし、画素電極(陽極)23を形成する。
【0091】有機エレクトロルミネッセンス素子に接続
する陽極23は、ITOやフッ素をドープしてなるSn
2、更にZnOやポリアミン等の透明電極材料からな
り、コンタクトホール23aを介してTFT24のドレ
イン電極244に接続されている。陽極23を形成する
には、前記透明電極材料からなる膜を第2層間絶縁層2
84上面に形成し、この膜をパターニングすることによ
り形成される。
【0092】陽極23を形成したら、図11(b)に示
すように、第2層間絶縁層284の所定位置及び陽極2
3の一部を覆うように、有機バンク層221を形成す
る。第3絶縁層221はアクリル樹脂、ポリイミド樹脂
などの合成樹脂によって構成されている。具体的な第3
絶縁層221の形成方法としては、例えば、アクリル樹
脂、ポリイミド樹脂などのレジストを溶媒に融かしたも
のを、スピンコート、ディップコート等により塗布して
絶縁層を形成する。なお、絶縁層の構成材料は、後述す
るインクの溶媒に溶解せず、しかもエッチング等によっ
てパターニングしやすいものであればどのようなもので
もよい。更に、絶縁層をフォトリソグラフィ技術等によ
り同時にエッチングして、開口部221aを形成するこ
とにより、開口部221aを備えた第3絶縁層221が
形成される。
【0093】ここで、第3絶縁層221の表面には、親
インク性を示す領域と、撥インク性を示す領域とが形成
される。本実施形態においてはプラズマ処理工程によ
り、各領域を形成するものとしている。具体的にプラズ
マ処理工程は、予備加熱工程と、開口部221aの壁面
並びに画素電極23の電極面を親インク性にする親イン
ク化工程と、第3絶縁層221の上面を撥インク性にす
る撥インク化工程と、冷却工程とを有している。すなわ
ち、基材(第3絶縁層等を含む基板2)を所定温度(例
えば70〜80土程度)に加熱し、次いで親インク化工
程として大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ
処理(O2プラスマ処理)を行う。続いて、撥インク化
工程として大気雰囲気中で4フッ化メタンを反応ガスと
するプラスマ処理(CF4プラスマ処理)を行い、プラ
ズマ処理のために加熱された基材を室温まで冷却するこ
とで、親インク性及び撥インク性が所定箇所に付与され
ることとなる。なお、画素電極23の電極面について
も、このCF4プラスマ処理の影響を多少受けるが、画
素電極23の材料であるITO等はフッ素に対する親和
性に乏しいため、親インク化工程で付与された水酸基が
フッ素基で置換されることがなく、親インク性が保たれ
る。
【0094】次いで、図11(c)に示すように、陽極
23の上面に正孔輸送層70を形成する。ここで、正孔
輸送層70の形成材料としては、特に限定されることな
く公知のものが使用可能であり、例えばピラゾリン誘導
体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフ
ェニルジアミン誘導体等が挙げられる。具体的には、特
開昭63−70257号、同63−175860号公
報、特開平2−135359号、同2−135361
号、同2−209988号、同3−37992号、同3
−152184号公報に記載されているもの等が例示さ
れるが、トリフェニルジアミン誘導体が好ましく、中で
も4,4’−ビス(N(3−メチルフェニル)−N−フ
ェニルアミノ)ビフェニルが好適とされる。
【0095】なお、正孔輸送層に代えて正孔注入層を形
成するようにしてもよく、さらに正孔注入層と正孔輸送
層を両方形成するようにしてもよい。その場合、正孔注
入層の形成材料としては、例えば銅フタロシアニン(C
uPc)や、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)アルミニウム等が
挙げられるが、特に銅フタロシアニン(CuPc)を用
いるのが好ましい。ポリエチレンジオキシチオフェンま
たはポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンス
ルホン酸との混合物などの高分子系材料も使用可能であ
る。
【0096】正孔注入/輸送層70を形成する際には、
インクジェット法が用いられる。すなわち、上述した正
孔注入/輸送層材料を含む組成物インクを陽極23の電
極面上に吐出した後に、乾燥処理及び熱処理を行うこと
により、陽極23上に正孔注入/輸送層70が形成され
る。なお、この正孔注入/輸送層形成工程以降は、正孔
注入/輸送層70及び発光層(有機エレクトロルミネッ
センス層)60の酸化を防止すべく、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。例えば、インクジェットヘッド(不図示)に正孔注
入/輸送層材料を含む組成物インクを充填し、インクジ
ェットヘッドの吐出ノズルを陽極23の電極面に対向さ
せ、インクジェットヘッドと基材(基板2)とを相対移
動させながら、吐出ノズルから1滴当たりの液量が制御
されたインキ滴を電極面に吐出する。次に、吐出後のイ
ンク滴を乾燥処理して組成物インクに含まれる極性溶媒
を蒸発させることにより、正孔注入/輸送層70が形成
される。
【0097】なお、組成物インクとしては、例えば、ポ
リエチレンジオキシチオフェン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との混合物を、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を用い
ることができる。ここで、吐出されたインク滴は、親イ
ンク処理された陽極23の電極面上に広がり、開口部2
21aの底部近傍に満たされる。その一方で、撥インク
処理された第3絶縁層221の上面にはインク滴がはじ
かれて付着しない。したがって、インク滴が所定の吐出
位置からはずれて第3絶縁層221の上面に吐出された
としても、該上面がインク滴で濡れることがなく、はじ
かれたインク滴が第3絶縁層221の開口部221a内
に転がり込む。
【0098】ここで、陽極23の上面にインクジェット
法で形成された正孔輸送層70に対して超臨界条件下に
おいて乾燥処理が行われる。超臨界乾燥することによっ
て、正孔輸送層70中の溶媒(不純物)等は十分に除去
される。そして、超臨界流体としてCO2等を用いるこ
とによって、前述したように比較的低温度で溶媒除去が
できるので、正孔輸送層70の化学的・物理的性質を大
きく変化させてしまうことがない。また、溶媒の溜去の
際の体積収縮が抑えられるので、通電の際のショートを
防止することができる。
【0099】次いで、図11(d)に示すように、正孔
注入/輸送層70上面に発光層60を形成する。発光層
60の形成材料としては、特に限定されることなく、低
分子の有機発光色素や高分子発光体、すなわち各種の蛍
光物質や燐光物質からなる発光物質が使用可能である。
発光物質となる共役系高分子の中ではアリーレンビニレ
ン構造やポリフルオレン構造を含むものが特に好まし
い。低分子蛍光体では、例えばナフタレン誘導体、アン
トラセン誘導体、ペリレン誘導体、ポリメチン系、キサ
テン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、8−ヒ
ドロキノリンおよびその誘導体の金属錯体、芳香族アミ
ン、テトラフェニルシクロペンタジエン誘導体等、また
は特開昭57−51781、同59−194393号公
報等に記載されている公知のものが使用可能である。
【0100】発光層60の形成材料として高分子蛍光体
を用いる場合には、側鎖に蛍光基を有する高分子を用い
ることができるが、好ましくは共役系構造を主鎖に含む
もので、特に、ポリチオフェン、ポリ−p−フェニレ
ン、ポリアリーレンビニレン、ポリフルオレンおよびそ
の誘導体が好ましい。中でもポリアリーレンビニレンお
よびその誘導体が好ましい。該ポリアリーレンビニレン
およびその誘導体は、下記化学式(1)で示される繰り
返し単位を全繰り返し単位の50モル%以上含む重合体
である。繰り返し単位の構造にもよるが、化学式(1)
で示される繰り返し単位が全繰り返し単位の70%以上
であることがさらに好ましい。 −Ar−CR=CR’− (1) 〔ここで、Arは、共役結合に関与する炭素原子数が4
個以上20個以下からなるアリーレン基または複素環化
合物基、R、R’はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜2
0のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数
4〜20の複素環化合物、シアノ基からなる群から選ば
れた基を示す。〕
【0101】該高分子蛍光体は、化学式(1)で示され
る繰り返し単位以外の繰り返し単位として、芳香族化合
物基またはその誘導体、複素環化合物基またはその誘導
体、およびそれらを組み合わせて得られる基などを含ん
でいてもよい。また、化学式(1)で示される繰り返し
単位や他の繰り返し単位が、エーテル基、エステル基、
アミド基、イミド基などを有する非共役の単位で連結さ
れていてもよいし、繰り返し単位にそれらの非共役部分
が含まれていてもよい。
【0102】前記高分子蛍光体において化学式(1)の
Arとしては、共役結合に関与する炭素原子数が4個以
上20個以下からなるアリーレン基または複素環化合物
基であり、下記の化学式(2)で示す芳香族化合物基ま
たはその誘導体基、複素環化合物基またはその誘導体
基、およびそれらを組み合わせて得られる基などが例示
される。
【0103】
【化1】 (R1〜R92は、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜
20のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ
基;炭素数6〜18のアリール基およびアリールオキシ
基;ならびに炭素数4〜14の複素環化合物基からなる
群から選ばれた基である。)
【0104】これらのなかでフェニレン基、置換フェニ
レン基、ビフェニレン基、置換ビフェニレン基、ナフタ
レンジイル基、置換ナフタレンジイル基、アントラセン
−9,10−ジイル基、置換アントラセン−9,10−
ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、置換ピリジン
−2,5−ジイル基、チエニレン基および置換チエニレ
ン基が好ましい。さらに好ましくは、フェニレン基、ビ
フェニレン基、ナフタレンジイル基、ピリジン−2,5
−ジイル基、チエニレン基である。
【0105】化学式(1)のR、R’が水素またはシア
ノ基以外の置換基である場合について述べると、炭素数
1〜20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基などが挙げ
られ、メチル基、エチル基、ペンチル基、ヘキシル基、
ヘプチル基、オクチル基が好ましい。アリール基として
は、フェニル基、4−C1〜C12アルコキシフェニル
基(C1〜C12は炭素数1〜12であることを示す。
以下も同様である。)、4−C1〜C12アルキルフェ
ニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などが例示さ
れる。
【0106】溶媒可溶性の観点からは化学式(1)のA
rが、1つ以上の炭素数4〜20のアルキル基、アルコ
キシ基およびアルキルチオ基、炭素数6〜18のアリー
ル基およびアリールオキシ基ならびに炭素数4〜14の
複素環化合物基から選ばれた基を有していることが好ま
しい。
【0107】これらの置換基としては以下のものが例示
される。炭素数4〜20のアルキル基としては、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、デシル基、ラウリル基などが挙げられ、ペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基が好ましい。
また、炭素数4〜20のアルコキシ基としては、ブトキ
シ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチル
オキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ラウリ
ルオキシ基などが挙げられ、ペンチルオキシ基、ヘキシ
ルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基が好
ましい。炭素数4〜20のアルキルチオ基としては、ブ
チルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチ
ルチオ基、オクチルチオ基、デシルオキシ基、ラウリル
チオ基などが挙げられ、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ
基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基が好ましい。アリ
ール基としては、フェニル基、4−C1〜C12アルコ
キシフェニル基、4−C1〜C12アルキルフェニル
基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などが例示され
る。アリールオキシ基としては、フェノキシ基が例示さ
れる。複素環化合物基としては2−チエニル基、2−ピ
ロリル基、2−フリル基、2−、3−または4−ピリジ
ル基などが例示される。これら置換基の数は、該高分子
蛍光体の分子量と繰り返し単位の構成によっても異なる
が、溶解性の高い高分子蛍光体を得る観点から、これら
の置換基が分子量600当たり1つ以上であることがよ
り好ましい。
【0108】なお、前記高分子蛍光体は、ランダム、ブ
ロックまたはグラフト共重合体であってもよいし、それ
らの中間的な構造を有する高分子、例えばブロック性を
帯びたランダム共重合体であってもよい。蛍光の量子収
率の高い高分子蛍光体を得る観点からは完全なランダム
共重合体よりブロック性を帯びたランダム共重合体やブ
ロックまたはグラフト共重合体が好ましい。また、ここ
で形成する有機エレクトロルミネッセンス素子は、薄膜
からの蛍光を利用することから、該高分子蛍光体は固体
状態で蛍光を有するものが用いられる。
【0109】該高分子蛍光体に対して溶媒を使用する場
合に、好適なものとしては、クロロホルム、塩化メチレ
ン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、
キシレンなどが例示される。高分子蛍光体の構造や分子
量にもよるが、通常はこれらの溶媒に0.1wt%以上
溶解させることができる。また、前記高分子蛍光体とし
ては、分子量がポリスチレン換算で103 〜10 7 であ
ることが好ましく、それらの重合度は繰り返し構造やそ
の割合によっても変わる。成膜性の点から一般には繰り
返し構造の合計数で好ましくは4〜10000、さらに
好ましくは5〜3000、特に好ましくは10〜200
0である。
【0110】このような高分子蛍光体の合成法として
は、特に限定されないものの、例えばアリーレン基にア
ルデヒド基が2つ結合したジアルデヒド化合物と、アリ
ーレン基にハロゲン化メチル基が2つ結合した化合物と
トリフェニルホスフィンとから得られるジホスホニウム
塩からのWittig反応が例示される。また、他の合
成法としては、アリーレン基にハロゲン化メチル基が2
つ結合した化合物からの脱ハロゲン化水素法が例示され
る。さらに、アリーレン基にハロゲン化メチル基が2つ
結合した化合物のスルホニウム塩をアルカリで重合して
得られる中間体から熱処理により該高分子蛍光体を得る
スルホニウム塩分解法が例示される。いずれの合成法に
おいても、モノマーとして、アリーレン基以外の骨格を
有する化合物を加え、その存在割合を変えることによ
り、生成する高分子蛍光体に含まれる繰り返し単位の構
造を変えることができるので、化学式(1)で示される
繰り返し単位が50モル%以上となるように加減して仕
込み、共重合してもよい。これらのうち、Wittig
反応による方法が、反応の制御や収率の点で好ましい。
【0111】さらに具体的に、前記高分子蛍光体の1つ
の例であるアリーレンビニレン系共重合体の合成法を説
明する。例えば、Wittig反応により高分子蛍光体
を得る場合には、例えばまず、ビス(ハロゲン化メチ
ル)化合物、より具体的には、例えば2,5−ジオクチ
ルオキシ−p−キシリレンジブロミドをN,N−ジメチ
ルホルムアミド溶媒中、トリフェニルホスフィンと反応
させてホスホニウム塩を合成し、これとジアルデヒド化
合物、より具体的には、例えば、テレフタルアルデヒド
とを、例えばエチルアルコール中、リチウムエトキシド
を用いて縮合させるWittig反応により、フェニレ
ンビニレン基と2,5−ジオクチルオキシ−p−フェニ
レンビニレン基を含む高分子蛍光体が得られる。このと
き、共重合体を得るために2種類以上のジホスホニウム
塩および/または2種類以上のジアルデヒド化合物を反
応させてもよい。これらの高分子蛍光体を発光層の形成
材料として用いる場合、その純度が発光特性に影響を与
えるため、合成後、再沈精製、クロマトグラフによる分
別等の純化処理をすることが望ましい。
【0112】また、前記の高分子蛍光体からなる発光層
の形成材料としては、フルカラー表示をなすため、赤、
緑、青の三色の発光層形成材料が用いられ、それぞれが
所定のパターニング装置(インクジェット装置)によっ
て予め設定された位置の画素ARに射出され、パターニ
ングされる。なお、前記の発光物質としては、ホスト材
料にゲスト材料を添加した形態のものを用いることもで
きる。
【0113】このような発光材料としては、ホスト材料
として例えば高分子有機化合物や低分子材料が、またゲ
スト材料として得られる発光層の発光特性を変化させる
ための蛍光色素、あるいは燐光物質を含んでなるものが
好適に用いられる。高分子有機化合物としては、溶解性
の低い材料の場合、例えば前駆体が塗布された後、以下
の化学式(3)に示すように加熱硬化されることによっ
て共役系高分子有機エレクトロルミネッセンス層となる
発光層を生成し得るものがある。例えば、前駆体のスル
ホニウム塩の場合、加熱処理されることによりスルホニ
ウム基が脱離し、共役系高分子有機化合物となるもの等
がある。また、溶解性の高い材料では、材料をそのまま
塗布した後、溶媒を除去して発光層にし得るものもあ
る。
【0114】
【化2】
【0115】前記の高分子有機化合物は固体で強い蛍光
を持ち、均質な固体超薄膜を形成することができる。し
かも、形成能に富みITO電極との密着性も高く、さら
に、固化した後は強固な共役系高分子膜を形成する。
【0116】このような高分子有機化合物としては、例
えばポリアリーレンビニレンが好ましい。ポリアリーレ
ンビニレンは水系溶媒あるいは有機溶媒に可溶で第2の
基体11に塗布する際の塗布液への調製が容易であり、
さらに一定条件下でポリマー化することができるため、
光学的にも高品質の薄膜を得ることができる。このよう
なポリアリーレンビニレンとしては、PPV(ポリ(パ
ラ−フェニレンビニレン))、MO−PPV(ポリ
(2,5−ジメトキシ−1,4−フェニレンビニレ
ン))、CN−PPV(ポリ(2,5−ビスヘキシルオ
キシ−1,4−フェニレン−(1−シアノビニレ
ン)))、MEH−PPV(ポリ[2−メトキシ−5−
(2’−エチルヘキシルオキシ)]−パラ−フェニレン
ビニレン)、等のPPV誘導体、PTV(ポリ(2,5
−チエニレンビニレン))等のポリ(アルキルチオフェ
ン)、PFV(ポリ(2,5−フリレンビニレン))、
ポリ(パラフェニレン)、ポリアルキルフルオレン等が
挙げられるが、なかでも化学式(4)に示すようなPP
VまたはPPV誘導体の前駆体からなるものや、化学式
(5)に示すようなポリアルキルフルオレン(具体的に
は化学式(6)に示すようなポリアルキルフルオレン系
共重合体)が特に好ましい。PPV等は強い蛍光を持
ち、二重結合を形成するπ電子がポリマー鎖上で非極在
化している導電性高分子でもあるため、高性能の有機エ
レクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
【0117】
【化3】
【0118】
【化4】
【0119】
【化5】
【0120】なお、前記PPV薄膜の他に発光層を形成
し得る高分子有機化合物や低分子材料、すなわち本例に
おいてホスト材料として用いられるものは、例えばアル
ミキノリノール錯体(Alq3)やジスチリルビフェニ
ル、さらに化学式(7)に示すBeBq2やZn(OX
Z)2 、そしてTPD、ALO、DPVBi等の従来よ
り一般的に用いられているものに加え、ピラゾリンダイ
マー、キノリジンカルボン酸、ベンゾピリリウムパーク
ロレート、ベンゾピラノキノリジン、ルブレン、フェナ
ントロリンユウロピウム錯体等が挙げられ、これらの1
種または2種以上を含む有機エレクトロルミネッセンス
素子用組成物を用いることができる。
【0121】
【化6】
【0122】一方、このようなホスト材料に添加される
ゲスト材料としては、前記したように蛍光色素や燐光物
質が挙げられる。特に蛍光色素は、発光層の発光特性を
変化させることができ、例えば、発光層の発光効率の向
上、または光吸収極大波長(発光色)を変えるための手
段としても有効である。すなわち、蛍光色素は単に発光
層材料としてではなく、発光機能そのものを担う色素材
料として利用することができる。例えば、共役系高分子
有機化合物分子上のキャリア再結合で生成したエキシト
ンのエネルギーを蛍光色素分子上に移すことができる。
この場合、発光は蛍光量子効率が高い蛍光色素分子から
のみ起こるため、発光層の電流量子効率も増加する。し
たがって、発光層の形成材料中に蛍光色素を加えること
により、同時に発光層の発光スペクトルも蛍光分子のも
のとなるので、発光色を変えるための手段としても有効
となる。
【0123】なお、ここでいう電流量子効率とは、発光
機能に基づいて発光性能を考察するための尺度であっ
て、下記式により定義される。 ηE =放出されるフォトンのエネルギー/入力電気エネ
ルギー そして、蛍光色素のドープによる光吸収極大波長の変換
によって、例えば赤、青、緑の3原色を発光させること
ができ、その結果フルカラー表示体を得ることが可能と
なる。さらに蛍光色素をドーピングすることにより、エ
レクトロルミネッセンス素子の発光効率を大幅に向上さ
せることができる。
【0124】蛍光色素としては、赤色の発色光を発光す
る発光層を形成する場合、レーザー色素のDCM−1、
あるいはローダミンまたはローダミン誘導体、ペニレン
等を用いるのが好ましい。これらの蛍光色素をPPVな
どホスト材料にドープすることにより、発光層を形成す
ることができるが、これらの蛍光色素は水溶性のものが
多いので、水溶性を有するPPV前駆体であるスルホニ
ウム塩にドープし、その後、加熱処理すれば、より均一
な発光層の形成が可能になる。このような蛍光色素とし
て具体的には、ローダミンB、ローダミンBベース、ロ
ーダミン6G、ローダミン101過塩素酸塩等が挙げら
れ、これらを2種以上混合したものであってもよい。
【0125】また、緑色の発色光を発光する発光層を形
成する場合、キナクリドン、ルブレン、DCJTおよび
その誘導体を用いるのが好ましい。これらの蛍光色素に
ついても、前記の蛍光色素と同様、PPVなどホスト材
料にドープすることにより、発光層を形成することがで
きるが、これらの蛍光色素は水溶性のものが多いので、
水溶性を有するPPV前駆体であるスルホニウム塩にド
ープし、その後、加熱処理すれば、より均一な発光層の
形成が可能になる。
【0126】さらに、青色の発色光を発光する発光層を
形成する場合、ジスチリルビフェニルおよびその誘導体
を用いるのが好ましい。これらの蛍光色素についても、
前記の蛍光色素と同様、PPVなどホスト材料にドープ
することにより、発光層を形成することができるが、こ
れらの蛍光色素は水溶性のものが多いので、水溶性を有
するPPV前駆体であるスルホニウム塩にドープし、そ
の後、加熱処理すれば、より均一な発光層の形成が可能
になる。
【0127】また、青色の発色光を有する他の蛍光色素
としては、クマリンおよびその誘導体を挙げることがで
きる。これらの蛍光色素は、PPVと相溶性がよく発光
層の形成が容易である。また、これらのうち特にクマリ
ンは、それ自体は溶媒に不溶であるものの、置換基を適
宜に選択することによって溶解性を増し、溶媒に可溶と
なるものもある。このような蛍光色素として具体的に
は、クマリン−1、クマリン−6、クマリン−7、クマ
リン120、クマリン138、クマリン152、クマリ
ン153、クマリン311、クマリン314、クマリン
334、クマリン337、クマリン343等が挙げられ
る。
【0128】さらに、別の青色の発色光を有する蛍光色
素としては、テトラフェニルブタジエン(TPB)また
はTPB誘導体、DPVBi等を挙げることができる。
これらの蛍光色素は、前記赤色蛍光色素等と同様に水溶
液に可溶であり、またPPVと相溶性がよく発光層の形
成が容易である。以上の蛍光色素については、各色とも
に1種のみを用いてもよく、また2種以上を混合して用
いてもよい。なお、このような蛍光色素としては、化学
式(8)に示すようなものや、化学式(9)に示すよう
なもの、さらに化学式(10)に示すようなものが用い
られる。
【0129】
【化7】
【0130】
【化8】
【0131】
【化9】
【0132】これらの蛍光色素については、前記共役系
高分子有機化合物等からなるホスト材料に対し、後述す
る方法によって0.5〜10wt%添加するのが好まし
く、1.0〜5.0wt%添加するのがより好ましい。
蛍光色素の添加量が多過ぎると得られる発光層の耐候性
および耐久性の維持が困難となり、一方、添加量が少な
過ぎると、前述したような蛍光色素を加えることによる
効果が十分に得られないからである。
【0133】また、ホスト材料に添加されるゲスト材料
としての燐光物質としては、化学式(11)に示すIr
(ppy)3 、Pt(thpy)2 、PtOEPなどが
好適に用いられる。
【0134】
【化10】
【0135】なお、前記の化学式(11)に示した燐光
物質をゲスト材料とした場合、ホスト材料としては、特
に化学式(12)に示すCBP、DCTA、TCPB
や、前記したDPVBi、Alq3が好適に用いられ
る。また、前記蛍光色素と燐光物質については、これら
を共にゲスト材料としてホスト材料に添加するようにし
てもよい。
【0136】
【化11】
【0137】なお、このようなホスト/ゲスト系の発光
物質によって発光層60を形成する場合、例えば予めパ
ターニング装置(インクジェット装置)にノズル等の材
料供給系を複数形成しておき、これらノズルからホスト
材料とゲスト材料とを予め設定した量比で同時に吐出さ
せることにより、ホスト材料に所望する量のゲスト材料
が添加されてなる発光物質による、発光層60を形成す
ることができる。
【0138】発光層60は、正孔注入/輸送層70の形
成方法と同様の手順で形成される。すなわち、インクジ
ェット法によって発光層材料を含む組成物インクを正孔
注入/輸送層70の上面に吐出した後に、乾燥処理及び
熱処理を行うことにより、第3絶縁層221に形成され
た開口部221a内部の正孔注入/輸送層70上に発光
層60が形成される。この発光層形成工程も上述したよ
うに不活性ガス雰囲気化で行われる。吐出された組成物
インクは撥インク処理された領域ではじかれるので、イ
ンク滴が所定の吐出位置からはずれたとしても、はじか
れたインク滴が第3絶縁層221の開口部221a内に
転がり込む。
【0139】正孔注入/輸送層70の上面にインクジェ
ット法で形成された発光層60に対して超臨界条件下に
おいて乾燥処理が行われる。超臨界乾燥することによっ
て、発光層60中の溶媒(不純物)等は十分に除去され
る。そして、超臨界流体としてCO2等を用いることに
よって、前述したように比較的低温度で溶媒除去ができ
るので、発光層60の化学的・物理的性質を大きく変化
させてしまうことがない。また、溶媒の溜去の際の体積
収縮が抑えられるので、通電の際のショートを防止する
ことができる。
【0140】次いで、発光層60の上面に電子輸送層5
0を形成する。電子輸送層50も発光層60の形成方法
と同様、インクジェット法により形成される。電子輸送
層50の形成材料としては、特に限定されることなく、
オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよび
その誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキ
ノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導
体、テトラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導
体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン
およびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロ
キシキノリンおよびその誘導体の金属錯体等が例示され
る。具体的には、先の正孔輸送層の形成材料と同様に、
特開昭63−70257号、同63−175860号公
報、特開平2−135359号、同2−135361
号、同2−209988号、同3−37992号、同3
−152184号公報に記載されているもの等が例示さ
れ、特に2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブ
チルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、ベン
ゾキノン、アントラキノン、トリス(8−キノリノー
ル)アルミニウムが好適とされる。
【0141】発光層60の上面にインクジェット法で形
成された電子輸送層50に対して超臨界条件下において
乾燥処理が行われる。超臨界乾燥することによって、電
子輸送層50中の溶媒(不純物)等は十分に除去され
る。そして、超臨界流体としてCO2等を用いることに
よって、前述したように比較的低温度で溶媒除去ができ
るので、電子輸送層50の化学的・物理的性質を大きく
変化させてしまうことがない。また、溶媒の溜去の際の
体積収縮が抑えられるので、通電の際のショートを防止
することができる。
【0142】なお、前述した正孔注入/輸送層70の形
成材料や電子輸送層50の形成材料を発光層60の形成
材料に混合し、発光層形成材料として使用してもよく、
その場合に、正孔注入/輸送層形成材料や電子輸送層形
成材料の使用量については、使用する化合物の種類等に
よっても異なるものの、十分な成膜性と発光特性を阻害
しない量範囲でそれらを考慮して適宜決定される。通常
は、発光層形成材料に対して1〜40重量%とされ、さ
らに好ましくは2〜30重量%とされる。
【0143】次いで、図11(e)に示すように、電子
輸送層50及び第3絶縁層221の上面に陰極222を
形成する。陰極222は、電子輸送層50及び第3絶縁
層221の表面全体、あるいはストライプ状に形成され
ている。陰極222については、もちろんAl、Mg、
Li、Caなどの単体材料やMg:Ag(10:1合
金)の合金材料からなる1層で形成してもよいが、2層
あるいは3層からなる金属(合金を含む。)層として形
成してもよい。具体的には、Li2 O(0.5nm程
度)/AlやLiF(0.5nm程度)/Al、MgF
2 /Alといった積層構造のものも使用可能である。陰
極222は上述した金属からなる薄膜であり、光を透過
可能である。
【0144】以上説明したように、本発明の電気光学装
置の製造方法をトップエミッション型の有機エレクトロ
ルミネッセンス表示装置にも適用することができ、イン
クジェット法によって形成れた正孔輸送層70や発光層
60、電子輸送層50などを超臨界条件下において乾燥
することにより、これら各層から溶媒をはじめとする不
純物の除去を十分に行うことができる。したがって、素
子劣化を防止して装置寿命を長期化し、所望の発光特性
を維持できる。
【0145】なお、本実施形態では、正孔注入/輸送層
70、発光層60、電子輸送層50のそれぞれをインク
ジェット法によって形成しているが、蒸着法などによっ
て形成することもできる。この場合においても、各層を
超臨界条件下で乾燥することにより、揮発性成分や不純
物の除去を、比較的低温度で行うことができ、各層の化
学的性質及び物理的性質を大きく変化させることがな
い。
【0146】なお、前記の正孔注入/輸送層70、発光
層60、電子輸送層50に加えて、ホールブロッキング
層を例えば発光層60の対向電極222側に形成して、
発光層60の長寿命化を図ってもよい。このようなホー
ルブロッキング層の形成材料としては、例えば化学式
(13)に示すBCPや化学式(14)で示すBAlq
が用いられるが、長寿命化の点ではBAlqの方が好ま
しい。
【0147】
【化12】
【0148】
【化13】
【0149】図12に示すトップエミッション型有機エ
レクトロルミネッセンス表示装置S2のように、図9に
示した有機エレクトロルミネッセンス表示装置S1の陰
極222の上面に、低屈折率層3及び封止層(バリア
層)4を設けてもよい。そして、低屈折率層3や封止層
4中に含まれている溶媒(不純物)を超臨界乾燥によっ
て除去するようにしてもよい。なお、低屈折率層3や封
止層4の形成材料や形成方法などは図1を用いて説明し
たものと同一であるのでここでは詳細な説明を省略す
る。
【0150】図13に示すトップエミッション型有機エ
レクトロルミネッセンス表示装置S3のように、低屈折
率層3及び封止層4からなる積層膜20の表面に、光を
透過可能なポリマー層(光透過層)21を更に形成して
もよい。ポリマー層21の形成材料としては、図4のポ
リマー層12と同様な材料が使用可能である。
【0151】ポリマー層21を封止層4の上層に形成す
るには、この封止層(バリア層、基体)4上面に、ポリ
マーのモノマー(又は前駆体)を塗布する。モノマーは
流動性が高く、封止層4上面に塗布されて平坦化され
る。そして、塗布されたモノマーを硬化又は重合するこ
とによりポリマー層21が形成される。このように、流
動性の高いモノマーを塗布した後、このモノマーを硬化
又は重合してポリマー層21とすることにより、ポリマ
ー層21は平坦化され、ひいては封止層4の構造欠陥を
低減する。封止層4はポリマー層12によって構造欠陥
を低減されるので、良好なバリア性を発揮する。そし
て、形成されたポリマー層21を超臨界条件下で乾燥す
ることにより、ポリマー層21に残留している前記モノ
マー(又は前駆体)や溶媒などの不純物は十分に除去さ
れ、体積収縮などの形状変化も最小限に抑えられる。更
に、このポリマー層21が多孔質体である場合には、空
隙は潰されずに高い空隙率を維持でき、良好な光取り出
し効率を確保できる。
【0152】以上説明したように、封止層4の上面にポ
リマー層21を設けることによって、仮に封止層4が欠
陥を有していてもこの欠陥はポリマー層21によって修
繕されるので、封止層4のバリア性を向上できる。そし
て、ポリマー層21を超臨界乾燥することによりポリマ
ー層21に含まれる不純物は十分に除去される。
【0153】有機エレクトロルミネッセンス表示装置に
おいて、図14に示すような層構成とすることもでき
る。すなわち、図14に示す有機エレクトロルミネッセ
ンス表示装置S4は、陰極222の上層に設けられ、こ
の陰極222を保護する保護層51と、保護層51の上
層に設けられた前記低屈折率層3及び前記封止層4から
なる積層膜20と、積層膜20の上層に設けられ、接着
層52を介して積層膜20に接着されている封止基板5
3とを有している。
【0154】保護層51は、セラミックや窒化珪素、酸
化窒化珪素、酸化珪素など、封止層4と同等な材料から
なり、陰極222表面にプラズマCVD法(プラズマ化
学的気相成長法)により形成される。保護層51は、光
を透過可能で接着層52や封止基板53より低い屈折率
を有する。接着層(光透過層)52は、例えばエポキシ
樹脂やアクリル樹脂などの光透過可能な材料によって構
成されている。なお、接着層用樹脂としては、エポキシ
樹脂など2液混合もしくは紫外線照射によって硬化する
タイプのものを用いるのがよい。加熱によって有機エレ
クトロルミネッセンス素子9が劣化する恐れがない場合
は、加熱して硬化させるタイプのものを用いても良い。
封止基板(光透過層)53はバリア性を有し、光を透過
可能な材料によって構成されている。封止基板53の形
成材料としては、例えば封止層4同様、セラミックや窒
化珪素、酸化窒化珪素、酸化珪素などの透明な材料が挙
げられる。あるいは、上記材料からなる封止基板53の
かわりに、所定の合成樹脂からなる保護用シートとして
もよい。
【0155】以上説明したように、陰極222を保護す
る保護層51を設けるとともに、表示装置S3全体を保
護しつつ素子劣化の要因となるガスの侵入を防ぐ封止基
板53を設けることによって、十分なバリア効果が得ら
れる。なお、保護層51を設けずに、封止基板53と積
層膜20とを接着層52を介して接着させるだけでも、
バリア効果が得られる。
【0156】また、図13を用いて説明したポリマー層
21の上層に、図14を用いて説明した封止基板53を
接着層52を介して設けてもよい。
【0157】図15に示す有機エレクトロルミネッセン
ス表示装置S5は、発光層60からの発光光をTFT2
4が設けられている基板2側から装置外部に取り出すい
わゆるバックエミッション型の有機エレクトロルミネッ
センス表示装置である。図15に示す有機エレクトロル
ミネッセンス表示装置S5は、上記実施形態同様、有機
エレクトロルミネッセンス素子の陽極23の下層に設け
られている第2層間絶縁層284と、第2層間絶縁層2
84の下層に設けられている第1層間絶縁層283と、
第1層間絶縁層283の下層に設けられているゲート絶
縁層282と、ゲート絶縁層282の下層に設けられて
いる下地保護層281とを備えている。そして、下地保
護層281と基板2との間には、ポリマー層(低屈折率
層)3及び封止層4からなる積層膜20が設けられてい
る。
【0158】ここで、図15に示す有機エレクトロルミ
ネッセンス表示装置S5はバックエミッション型である
ため、基板2は光を透過可能な材料からなっており、基
板2の形成材料としては、上述したように、ガラスや石
英、樹脂等の透明ないし半透明なものが用いられるが、
特に安価なソーダガラスが好適に用いられる。
【0159】一方、陰極222の上層には、エレクトロ
ルミネッセンス素子に対する素子劣化に起因する物質
(酸素、水分など)の侵入を防止するバリア層54が形
成されている。このバリア層54としては、バリア性を
有する金属膜(金属基板)、樹脂膜、セラミックや窒化
珪素、酸化窒化珪素、酸化珪素などを用いることができ
る。
【0160】また、発光層60からの発光光が通過する
第2層間絶縁層284、第1層間絶縁層283、ゲート
絶縁層282などは、光を透過可能な材料からなってい
る。これら絶縁層の形成材料としては、シリコン酸化膜
や多孔性を有するポリマー、シリカエアロゲルなどが挙
げられる。そして、これら絶縁層を形成する際、絶縁層
用材料を成膜した後、超臨界乾燥することにより、各絶
縁層を形成することができる。
【0161】更に、積層膜20を基板2上に形成する際
には、基板2上面に封止層4を形成した後、ポリマー層
としての低屈折率層3となるべき材料であるモノマー
(あるいは前駆体)を封止層4上に塗布し、このモノマ
ーを硬化又は重合した後、超臨界乾燥することにより、
低屈折率層3が形成される。この場合、低屈折率層3か
らは溶媒等の不純物が十分に除去されて素子劣化が防止
されるとともに、封止層4は構造欠陥を低屈折率層3に
よって修繕され高いバリア性を発揮する。また、低屈折
率層3によって光の取り出し効率を向上できる。
【0162】なお、図15に示す有機エレクトロルミネ
ッセンス表示装置S5において、バリア層54と陰極2
22との間に光を反射可能な反射層を設けてもよい。反
射層を設けることにより、発光層60から陰極222側
に射出した光は反射層で反射して基板2側に進むので、
光の取り出し効率を向上できる。
【0163】図16に示すバックエミッション型の有機
エレクトロルミネッセンス表示装置S6のように、最上
層にバリア層54を設けるとともに、下地保護層281
の下層に光を透過可能な基板2を設け、基板2の下層に
ポリマー層55を設け、ポリマー層55の下層に封止層
4及び低屈折率層3からなる積層膜20を設け、積層膜
20の下層に封止基板53を設ける構成とすることがで
きる。
【0164】ポリマー層55の形成材料としては、図1
3で説明したポリマー層21と同様な材料を使用するこ
とができる。。あるいは、ポリマー層55を低屈折率層
3と同等の低屈折率材料によって形成してもよい。そし
て、これら各層を超臨界乾燥することにより、各層に含
まれる不純物を十分に除去できる。
【0165】以上説明したように、ポリマー層や低屈折
率層、封止層の層構成は任意に設定可能であり、高いバ
リア性を実現することができる。なお、図16はバック
エミッション型有機エレクトロルミネッセンス表示装置
を示しているが、もちろん、図17に示すようなトップ
エミッション型有機エレクトロルミネッセンス表示装置
S7においても、様々な層構成を採用することができ
る。こうすることにより、トップエミッション型有機エ
レクトロルミネッセンス表示装置においても、高いバリ
ア性を実現でき、素子劣化を防止できる。ここで、陰極
222の上層には低屈折率層3と封止層4とからなる積
層膜20が形成されている。なお、図17に示すポリマ
ー層55’は、低屈折率性を有している特に必要はな
く、高いバリア性を有する所定の材料や、封止層4の構
造欠陥を修繕可能な所定の材料によって構成可能であ
る。
【0166】図18に示す表示装置S8はパッシブマト
リクス型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置であ
って、図18(a)は平面図、図18(b)は図12
(a)のB−B断面図である。パッシブマトリクス型有
機エレクトロルミネッセンス表示装置S8は、基板12
1上に設けられた複数の第1のバス配線300と、これ
に直交する歩行に配設された複数の第2のバス配線31
0とを備えている。また、電子輸送層141と発光層1
42と正孔輸送層143とを有する発光素子(有機エレ
クトロルミネッセンス素子)140が配置される所定位
置を取り囲むように、例えばSiO2等からなる絶縁膜
320が配設されている。
【0167】そして、バス配線310の上層にはこのバ
ス配線310を保護する保護層51が設けられ、保護層
51の上層には封止層4が設けられ、封止層4の上層に
はポリマー層(低屈折率層)3が設けられ、ポリマー層
3の上層には接着層52を介して封止基板53が設けら
れている。
【0168】そして、ポリマー層3を形成する際には、
封止層4の上面にポリマー層3の形成材料であるモノマ
ー(又は前駆体)を配置し、硬化あるいは重合し、超臨
界乾燥する。もちろん、電子輸送層141、発光層14
2、正孔輸送層143の各層を形成する際にも、超臨界
乾燥法を用いてもよい。
【0169】このように、パッシブマトリクス型の有機
エレクトロルミネッセンス表示装置におけるポリマー層
3や電子輸送層141、発光層142、正孔輸送層14
3の各層を形成する際にも超臨界乾燥法を用いることが
でき、超臨界乾燥によって不純物が十分に除去されるの
で、素子劣化を防止できる。
【0170】なお、上記各実施形態において、各層(各
膜)や基板の側部にシール剤や合成樹脂を設けることが
可能である。
【0171】なお、上記各実施形態では、電気光学装置
として有機エレクトロルミネッセンス表示装置を例とし
てとりあげたが、液晶表示装置はプラズマ表示装置など
を製造する際にも本発明の製造方法を適用可能である。
【0172】[電子機器]上記実施の形態の有機エレク
トロルミネッセンス表示装置を備えた電子機器の例につ
いて説明する。 図19は、携帯電話の一例を示した斜
視図である。図19において、符号1000は携帯電話
本体を示し、符号1001は上記の有機エレクトロルミ
ネッセンス表示装置を用いた表示部を示している。
【0173】図20は、腕時計型電子機器の一例を示し
た斜視図である。図20において、符号1100は時計
本体を示し、符号1101は上記の有機エレクトロルミ
ネッセンス表示装置を用いた表示部を示している。
【0174】図21は、ワープロ、パソコンなどの携帯
型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図21に
おいて、符号1200は情報処理装置、符号1202は
キーボードなどの入力部、符号1204は情報処理装置
本体、符号1206は上記の有機エレクトロルミネッセ
ンス表示装置を用いた表示部を示している。
【0175】図19〜図21に示す電子機器は、上記実
施の形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を備
えているので、表示品位に優れ、明るい画面の有機エレ
クトロルミネッセンス表示部を備えた電子機器を実現す
ることができる。
【0176】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
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り、実
施の形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一
例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【0177】
【発明の効果】本発明によれば、積層される複数の層の
形成工程の少なくとも一部を、この層に含まれている溶
媒(不純物)の臨界点以上の超臨界条件下で行うことに
より、積層される各層の化学的性質や形状などの物理的
性質を維持しつつ、層から溶媒を取り除くことができ
る。したがって、この電気光学装置の光学特性及び発光
特性は長期間良好な状態で維持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気光学装置の製造方法によって形成
された電気光学装置の層構成の一例を示す概略構成図で
ある。
【図2】超臨界乾燥装置の一例を示す概略構成図であ
る。
【図3】本発明の電気光学装置の製造方法によって形成
された積層膜の一例を示す断面図である。
【図4】本発明の電気光学装置の製造方法を説明するた
めの図である。
【図5】本発明の電気光学装置の製造方法を説明するた
めの図である。
【図6】本発明の電気光学装置の製造方法によって形成
された電気光学装置の層構成の他の例を示す概略構成図
である。
【図7】アクティブマトリクス型有機エレクトロルミネ
ッセンス表示装置を示す回路図である。
【図8】図7の表示装置における画素部の平面構造を示
す拡大図である。
【図9】本発明の電気光学装置の製造方法によって製造
された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の層構成
の一例を示す図である。
【図10】本発明の電気光学装置の製造方法の一例を説
明するための図である。
【図11】本発明の電気光学装置の製造方法の一例を説
明するための図である。
【図12】本発明の電気光学装置の製造方法によって製
造された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の層構
成の他の例を示す図である。
【図13】本発明の電気光学装置の製造方法によって製
造された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の層構
成の他の例を示す図である。
【図14】本発明の電気光学装置の製造方法によって製
造された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の層構
成の他の例を示す図である。
【図15】本発明の電気光学装置の製造方法によって製
造された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の層構
成の他の例を示す図である。
【図16】本発明の電気光学装置の製造方法によって製
造された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の層構
成の他の例を示す図である。
【図17】本発明の電気光学装置の製造方法によって製
造された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の層構
成の他の例を示す図である。
【図18】本発明の電気光学装置の製造方法によって製
造されたパッシブマトリクス型有機エレクトロルミネッ
センス表示装置を示す図であって、(a)は平面図、
(b)は(a)のB−B断面図である。
【図19】本発明の電気光学装置を備えた電子機器の一
例を示す図である。
【図20】本発明の電気光学装置を備えた電子機器の一
例を示す図である。
【図21】本発明の電気光学装置を備えた電子機器の一
例を示す図である。
【図22】従来の電気光学装置の一例を示す概略構成図
である。
【符号の説明】
1 有機エレクトロルミネッセンス表示装置(電気光
学装置) 2 基板 3,11 低屈折率層(ポリマー層) 4 封止層(バリア層) 5 発光層 6 正孔輸送層 7 陰極(電極) 8 陽極(電極) 9 有機エレクトロルミネッセンス素子(発光素子
層) 21 ポリマー層

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の層を含む積層膜の製造方法におい
    て、 前記複数の層のうち、少なくとも1つの層を形成する工
    程の少なくとも一部を、超臨界条件下で行うことを特徴
    とする積層膜の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも1つの層は低屈折率材料
    により構成されていることを特徴とする請求項1記載の
    積層膜の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記少なくとも1つの層はポリマーによ
    り構成されていることを特徴とする請求項1記載の積層
    膜の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記ポリマーにより構成される層を形成
    する工程は、基体上に前記ポリマーの前駆体又はモノマ
    ーを配置した後、硬化又は重合する過程を含むことを特
    徴とする請求項3記載の積層膜の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記複数の層のうち、少なくとも1つの
    層はバリア層であることを特徴とする請求項1〜4のい
    ずれか一項記載の積層膜の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記バリア層は、窒化珪素、酸化窒化珪
    素、酸化珪素の少なくともいずれか1つを含むことを特
    徴とする請求項5記載の積層膜の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記バリア層は、所定の材料に乾燥剤及
    び吸着剤の少なくとも一方を分散したものであることを
    特徴とする請求項5記載の積層膜の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか一項記載の積層
    膜の製造方法により製造された積層膜と、電気光学素子
    と、を備えていることを特徴とする電気光学装置。
  9. 【請求項9】 光学材料を備えた電気光学素子を含む電
    気光学装置の製造方法において、 前記電気光学装置を構成する部材のうち、少なくとも1
    つの部材を形成する工程の少なくとも一部を、超臨界条
    件下で行うことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 光学材料を備えた電気光学素子を含む
    電気光学装置の製造方法であって、ポリマー層及び低屈
    折率層の少なくとも一つを形成する工程を含み、前記工
    程の少なくとも一部を超臨界条件下で行うことを特徴と
    する電気光学装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記光学材料は有機エレクトロルミネ
    ッセンス材料であることを特徴とする請求項9または1
    0に記載の電気光学装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項8〜11のいずれか一項記載の
    電気光学装置の製造方法において、バリア層を形成する
    工程を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  13. 【請求項13】有機エレクトロルミネッセンス素子を備
    えた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、 前記有機エレクトロルミネッセンス装置を構成する部材
    のうち、少なくとも1つの部材を形成する工程の少なく
    とも1部を、超臨界条件下で行う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。
  14. 【請求項14】有機エレクトロルミネッセンス素子を備
    えた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、 前記有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する材料
    層のうち、少なくとも一つの材料層を形成する工程の少
    なくとも1部を、超臨界条件下で行うことを特徴とする
    有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  15. 【請求項15】請求項13または14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において、 ポリマー層及び低屈折率層の少なくともいずれか一方を
    形成する工程を含み、前記工程の少なくとも一部を超臨
    界条件下で行う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。
  16. 【請求項16】請求項13乃至15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において、 バリア層を形成する工程を含む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。
  17. 【請求項17】 請求項8に記載された電気光学装置を
    備えていることを特徴とする電子機器。
  18. 【請求項18】請求項9乃至12のいずれかに記載され
    た電気光学装置の製造方法により製造された電気光学装
    置を備えていることを特徴とする電子機器。
  19. 【請求項19】請求項13乃至16のいずれかに記載さ
    れた有機エレクトロルミネッセンス装置を備えているこ
    とを特徴とする電子機器。
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