JP2004071395A - 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】酸性物質による透明電極等の陽極の溶解を抑制しつつ、発光特性を悪化させることなく、発光物質の輝度を維持し、長寿命化となる電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器を提供する。
【解決手段】陽極（透明電極）２３は、該陽極を構成する電極材料に酸素を混合しつつ形成された第１の陽極層（透明電極層）２３Ａと、該第１の陽極層２３Ａの酸素の混合量よりも少ない量の酸素を前記電極材料に混合しつつ形成され、酸性物質を含む正孔注入層７０と接する第２の陽極層（透明電極層）２３Ｂとを備える。
【選択図】　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する）表示装置などの電気光学装置においては、基板上に複数の回路素子、陽極、正孔注入層、ＥＬ物質などの電気光学物質で形成される発光層、また、陰極などが積層され、それらを封止基板によって基板との間に挟んで封止した構成を具備しているものがある。具体的には、ガラス基板等の透明基板上に、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、等の透明導電材料からなる陽極（透明電極）と、ポリチオフェン誘導体（以下、ＰＥＤＯＴと略記する）のドーピング体からなる正孔注入層と、ポリフルオレン等の発光物質からなる発光層と、Ｃａ等の低仕事関数を有する金属材料や金属化合物からなる陰極とを順次積層したものである。このような電気光学装置においては、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子とが、発光能を有する発光層内で再結合し、励起状態から失活する際に発光する現象を利用している。
【０００３】
この電気光学装置の正孔注入層を構成しているＰＥＤＯＴのドーピング体には、ＰＥＤＯＴにＰＳＳ（ポリスチレンスルフォン酸）をドープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが採用され、その一種であるバイトロン−Ｐ（Ｂｙｔｒｏｎ−Ｐ：バイエル社製）などを好適に用いることが多い。
このＰＳＳは、強い酸性材料であり、ＰＳＳがドープされたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは強酸性（ｐＨ＝１．３程度）を示すので、陽極上に正孔注入層のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを積層形成すると、陽極の一部が溶出、侵食され、陽極の溶解、浸食反応によって中和された界面が形成される。この界面においては、陽極とＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが混合され、ＰＳＳのスルホン酸基と陽極とが絡み合って密着し、渾然一体となった接合状態となる。
このように陽極とＰＥＤＯＴ：ＰＳＳとの界面を密着させた接合状態にすることで、陽極と正孔注入層との間においては、高い導電性が得られ、十分な電荷移動が行われるので、発光層は良好に発光する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の電気光学装置においては、強酸性のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳによって透明電極の一部が溶出し、溶出された透明電極の金属イオンが発光層中に拡散することで、発光特性の悪化、発光物質の輝度の低下及び電気光学装置の短寿命化を招いてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、酸性物質による透明電極等の陽極の溶解を抑制しつつ、発光特性を悪化させることなく、発光物質の輝度を維持し、長寿命化となる電気光学装置及びその製造方法、並びに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】
前記課題を解決するために、本発明の電気光学装置の製造方法は、電気光学素子と、前記電気光学素子と電気的に接続される透明電極とを含む電気光学装置の製造方法であって、基体上に、透明電極を構成する電極材料に酸素を混合しつつ、第１の透明電極層を形成する第１の工程と、前記第１の透明電極層上に、前記第１の工程における酸素の混合量よりも少ない量の酸素を前記電極材料に混合しつつ、第２の透明電極層を形成する第２の工程と、前記第２の透明電極層上に酸性物質を含む酸性層を形成する第３の工程と、を含むことを特徴としている。
上記の方法によれば、第１の工程によって、透明電極を構成する電極材料に酸素を混合しつつ、第１の透明電極層を形成し、次に、第２の工程によって、第１の透明電極層上に、第１の工程における酸素の混合量よりも少ない量の酸素を電極材料に混合しつつ、第２の透明電極層を形成し、さらに、第３の工程によって、酸性層が形成されるので、酸性層を構成する酸性物質により、第２の透明電極層では酸化が発生するが、第１の透明電極層では酸性物質の影響が及ぼされることがなく、酸化が発生しない。
なお、上記における「酸性物質を含む層」とは、例えば、電気光学装置である有機ＥＬ装置においては、一対の電極間に形成される機能層のいずれかの層を意味する。即ち、酸性物質を含むか、もしくは酸性物質からなる層であれば、正孔注入層、正孔輸送層、有機ＥＬ層（発光層）、電気注入層、又は電気輸送層等の層のいずれかが適用され、これに限定されるものではない。
また、上記における第１の透明電極層と第２の透明電極層の「性質」とは、透明電極が備えるべき性質、即ち、光透過性や導電性等を意味する。
【０００７】
本発明の電気光学装置の製造方法においては、前記酸性層と前記第２の透明電極層との相互作用により、前記第２の工程終了時の前記第２の透明電極層の性質を変化させることを特徴としている。
これによれば、第２の透明電極層の上層に形成される層の酸性物質を、第２の工程終了時の第２の透明電極側に侵入させ、酸性物質を単に第２の透明電極層の溶解として作用させることにより、第２の透明電極層の性質を所望の光透過性や導電性を有する性質に変化させるので、透明電極の一部の溶解と、溶解に起因する透明電極の溶出を抑制することが可能となる。また、第２の透明電極層の溶解により、酸素イオンの溶出が従来に比べて少なくなるため、酸素イオンによる素子劣化が押さえられる。
【０００８】
本発明の電気光学装置の製造方法においては、前記第２の工程における前記酸素の混合量は、前記第１の工程における前記酸素の混合量の１／２以下であることを特徴としている。
これによれば、第２の工程における酸素の混合量を、第１の工程における酸素の混合量の１／２以下とするので、酸性物質が第２の透明電極層に侵入した後、第２の透明電極層の性質は、効率良く、所望の性質に変化したものとなり、良好な光透過性を得ることが可能となる。
【０００９】
また、本発明の電気光学装置においては、電気光学素子と、前記電気光学素子と電気的に接続される透明電極とを含む電気光学装置であって、前記透明電極の上層には、酸性物質を含む層を備えてなり、前記透明電極は、該透明電極を構成する電極材料に酸素を混合しつつ形成された第１の透明電極層と、前記第１の透明電極層の酸素の混合量よりも少ない量の酸素を前記電極材料に混合しつつ形成され、前記酸性物質を含む層と接する第２の透明電極層と、を備えることを特徴としている。
上記の装置によれば、透明電極の形成時に、第１の透明電極層と、還元状態の第２の透明電極層とを形成するので、第２の透明電極層の上層に形成される層の酸性物質が透明電極側に侵入しても、酸性物質は、単に第２の透明電極層の溶解に作用するだけであり、酸素イオンを発生させないので、透明電極の一部の溶解だけで治まり、素子劣化を抑制することが可能となる。
【００１０】
本発明の電気光学装置においては、前記第２の透明電極層の膜厚は、５０ｎｍ以下であることを特徴としている。
これによれば、第２の透明電極層の膜厚を５０ｎｍ以下とするので、酸性物質が第２の透明電極層に侵入した後、第２の透明電極層は、良好な光透過性を得ることが可能となる。
【００１１】
本発明の電気光学装置においては、前記透明電極は、金属酸化物であることを特徴としており、特に、前記金属酸化物は、インジウム錫酸化物であるか、もしくは、亜鉛を含有することが好ましい。
この装置によれば、透明電極が金属酸化物であるので、酸性物質による透明電極の溶出を抑制する第２の透明電極層を好適に作用させることが可能となる。金属酸化物がインジウム錫酸化物であるか、もしくは、亜鉛を含有する場合は、特に第２の透明電極層を好適に作用させることが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の電子機器は、請求項３から７のいずれか一項の電気光学装置を備えたことを特徴としている。
このような電子機器としては、例えば、携帯電話機、移動体情報端末、時計、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置などを例示することができる。このような電子機器の表示部に、本発明の表示装置を採用することによって、表示品質を向上させることができる電子機器を提供することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器の実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。なお、以下に示す各図においては、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、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００１４】〔第１の実施形態〕
本発明の電気光学装置の第１の実施形態として、電気光学物質の一例である電界発光型物質、中でも有機ＥＬ材料を用いたＥＬ表示装置について説明する。
【００１５】図１は、本実施形態に係るＥＬ表示装置の配線構造を示す模式図である。
ＥＬ表示装置（電気光学装置）１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス方式のＥＬ表示装置である。
【００１６】図１に示すように、ＥＬ表示装置１は、複数の走査線１０１…と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２…と、各信号線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た構成を有するとともに、走査線１０１…と信号線１０２…の各交点付近に、画素領域Ｘ…が設けられている。
【００１７】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線駆動回路１００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線駆動回路８０が接続されている。
【００１８】さらに、画素領域Ｘ各々には、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ＴＦＴ１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２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１１３と、該保持容量１１３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ＴＦＴ１２３（駆動用電子素子）と、この駆動用ＴＦＴ１２３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陽極２３（陽極電極）と、この陽極２３と陰極５０（陰極電極）との間に挟み込まれた機能層１１０とが設けられている。陽極２３と陰極５０と機能層１１０により、発光素子が構成されている。
【００１９】このＥＬ表示装置１によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から陽極２３に電流が流れ、さらに機能層１１０を介して陰極５０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。そこで、発光はそれぞれ陽極２３…ごとにオン・オフを制御されるから、陽極２３は画素電極となっている。
【００２０】次に、本実施形態のＥＬ表示装置１の具体的な態様を、図２〜４を参照して説明する。
図２は、ＥＬ表示装置１の構成を模式的に示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図であり、図４は、図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００２１】図２に示すように、本実施形態のＥＬ表示装置１は、電気絶縁性を備える基板２０と、図示略のスイッチング用ＴＦＴに接続された画素電極が基板２０上にマトリックス状に配置されてなる図示略の画素電極域と、画素電極域の周囲に配置されるとともに各画素電極に接続される電源線１０３…（図１参照）と、少なくとも画素電極域上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部３（図中一点鎖線枠内）とを具備して構成されている。また、画素部３は、中央部分の実表示領域４（図中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線および二点鎖線の間の領域）とに区画されている。
【００２２】実表示領域４には、それぞれ画素電極を有する表示領域Ｒ、Ｇ、ＢがＡ−Ｂ方向及びＣ−Ｄ方向に離間して配置されている。
また、実表示領域４の図中両側には、走査線駆動回路８０が配置されている。該走査線駆動回路８０は、ダミー領域５の下側に位置して設けられている。
【００２３】さらに、実表示領域４の図中上側には、検査回路９０が配置されている。該検査回路９０は、ダミー領域５の下側に位置して設けられている。検査回路９０は、ＥＬ表示装置１の作動状況を検査するための回路であって、例えば、検査結果を外部に出力する不図示の検査情報出力手段を備え、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。
【００２４】走査線駆動回路８０及び検査回路９０の駆動電圧は、所定の電源部から駆動電圧導通部３１０（図３参照）及び駆動電圧導通部３４０（図４参照）を介して印加されている。また、これら走査線駆動回路８０及び検査回路９０への駆動制御信号及び駆動電圧は、このＥＬ表示装置１の作動制御を司る所定のメインドライバなどから駆動制御信号導通部３２０（図３参照）及び駆動電圧導通部３５０（図４参照）を介して送信および印加されるようになっている。なお、この場合の駆動制御信号とは、走査線駆動回路８０及び検査回路９０が信号を出力する際の制御に関連するメインドライバなどからの指令信号である。
【００２５】ＥＬ表示装置１は、図３及び図４に示すように、基板２０と封止基板３０とが封止樹脂４０を介して貼り合わされている。基板２０、封止基板３０及び封止樹脂４０とで囲まれた領域には、乾燥剤４５が挿入されるとともに、例えば窒素ガスなどの不活性ガスが充填された不活性ガス充填層４６が形成されている。
【００２６】基板２０は、封止側発光型のＥＬ表示装置の場合には、該基板２０の対向側である封止基板３０側から発光光を取り出す構成であるので、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の他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００２７】また、いわゆる基板側発光型のＥＬ表示装置の場合には、基板２０側から発光光を取り出す構成であるので、基板２０は、透明あるいは半透明のものが採用される。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。
【００２８】封止基板３０は、例えば、電気絶縁性を有する板状部材を採用することができる。また、封止樹脂４０は、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂からなるものであり、特に熱硬化樹脂の一種であるエポキシ樹脂よりなることが好ましい。
【００２９】また、基板２０上には、陽極２３…を駆動するための駆動用ＴＦＴ１２３…などを含む回路部１１が形成され、回路部１１の上部には、駆動用ＴＦＴ１２３…に接続されたそれぞれの陽極２３…が図２の表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂの位置に対応して形成されている。実表示領域４内の陽極２３…の上層には、機能層１１０が形成され、その上層には、陰極５０が形成されている。なお、回路部１１には、走査線駆動回路８０、検査回路９０、及びそれらを接続して駆動するための駆動電圧動通部３１０、３４０、３５０、駆動制御信号導通部３２０などが含まれている。
【００３０】次に機能層１１０の概略構成について、図５を参照して説明する。
図５は、本実施形態の機能層１１０の概略構成を説明するための概念図である。機能層１１０は、陽極２３と陰極５０に挟まれる多層構造を備えており、陽極２３側から順に、正孔注入層７０、有機ＥＬ層６０（発光層）、及び電子注入層５２とを備えており、さらに、本発明では、陽極２３は、第１の陽極層（第１の透明電極層）２３Ａと、第２の陽極層（第２の透明電極層）２３Ｂとを備えることを特徴としている。
【００３１】陽極２３は、印加された電圧によって、正孔を有機ＥＬ層６０に向けて注入する機能を有する。陽極２３を形成するための材料としては、光透過性と導電性を兼ね備えた公知の材料を採用することができる。例えば、金属酸化物が挙げられるが、特に、本実施形態では、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、もしくは、金属酸化物に亜鉛（Ｚｎ）を含有した材料、例えば酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス透明導電膜（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ／アイ・ゼット・オー（登録商標））（出光興産社製）を採用する。
【００３２】第１の陽極層２３Ａは、陽極２３を構成する層のうち、基板２０側に形成される最下層であって、一般に形成される陽極と同一の構造を有する。即ち、この第１の陽極層２３Ａは、形成時には光透過性と導電性とを兼ね備えたものである。
【００３３】第２の陽極層２３Ｂは、陽極２３を構成する層のうち、正孔注入層７０側に形成される最上層である。この第２の陽極層２３Ｂは、正孔注入層７０が酸性の傾向を示す場合、正孔注入層７０を構成する酸性物質によって、正孔注入層７０の下層に位置する陽極２３が酸化により溶解することを防止する保護層としての機能を有する。即ち、第２の陽極層２３Ｂは、形成時の初期状態は還元状態であって、例えば電極材質がＩＴＯである場合、インジウムと錫との影響によって黒ずんだ半透明の層となっている。この還元状態の第２の陽極層２３Ｂ上に、酸性物質を含んだ正孔注入層７０を形成すると、前記酸性物質は、正孔注入層７０に接する第２の陽極層２３Ｂ内に移動して該第２の陽極層２３Ｂを溶解し、所望の光透過性を有する陽極層が形成される。さらに、この溶解反応に、陽極２３に侵入した酸性物質が使用されるために、第１の陽極層２３Ａには酸性物質が到達しないので、該酸性物質による陽極２３の溶解を防止し、素子劣化を抑制することが可能となる。
【００３４】正孔注入層７０は、特に、有機ＥＬ層６０の発光効率、寿命などの素子特性を向上させる機能を有する。正孔注入層７０を形成するための材料としては、例えば、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、または、それらのドーピング体などが採用できる。例えば、ポリチオフェン誘導体では、ＰＥＤＯＴにＰＳＳ（ポリスチレンスルフォン酸）をドープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが採用できる。より具体的な一例を挙げれば、その一種であるバイトロン−Ｐ（Ｂｙｔｒｏｎ−Ｐ：バイエル社製）などを好適に用いることができる。
【００３５】
また、正孔注入層に代えて正孔輸送層を形成しても良く、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良い。その場合、正孔輸送層７１を形成するための材料は、正孔を輸送できれば周知のどのような正孔輸送材料であっても良く、例えば、そのような材料として、アミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系などに分類される有機材料が種々知られている。正孔注入層と正孔輸送層を両方形成する場合には、例えば、正孔輸送層の形成に先立って、正孔注入層を陽極側に形成し、その上に正孔輸送層を形成するのが好ましい。このように正孔輸送層を正孔注入層とともに形成することにより、駆動電圧の上昇を制御することができるとともに、駆動寿命（半減期）を長くすることが可能となる。
【００３６】有機ＥＬ層６０では、陽極２３から正孔注入層７０を経て注入された正孔と、陰極５０からの注入された電子とが結合して蛍光を発生させる構成が形成されている。有機ＥＬ層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、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、例えば、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、キナクリドン等の材料をドープして用いることもできる。
【００３７】陰極５０は、図３〜４に示すように、実表示領域４及びダミー領域５の総面積より広い面積を備え、それぞれを覆うように形成されている。陰極５０は、陽極２３の対向電極として、電子を有機ＥＬ層６０に注入する機能を備える。封止側発光型のＥＬ表示装置の場合は、有機ＥＬ層６０から発光する光を陰極５０側から取り出すので、光透過性を備える必要がある。この場合は、光透過性であって、仕事関数が低い材料から構成される。
【００３８】陰極５０を形成する材料としては、例えば、カルシウム金属又はカルシウムを主成分とする合金を有機ＥＬ層６０側に積層して第１の陰極層とし、該第１の陰極層の上層にアルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金、もしくは銀又は銀−マグネシウム合金などを積層して第２の陰極層とした積層体を採用することができる。なお、第２の陰極層は、第１の陰極層を覆って、酸素や水分などとの化学反応から保護するとともに、陰極５０の導電性を高めるために設けられる。したがって、単層構造でも良く、また、金属材料に限るものではない。
【００３９】次に、実表示領域４に設けられた駆動用ＴＦＴ１２３の近傍の構成について、図６〜９を参照して簡単に説明する。図６は、図１の画素領域Ｘの平面視模式図である。図７は、図６のＥ部におけるＦ−Ｇ方向に沿った断面図である。図８は、図６のＨ部におけるＩ−Ｊ方向に沿った断面図である。図９は、図６のＧ部におけるＬ−Ｍ方向に沿った断面図である。
【００４０】図６に示すように、画素領域Ｘでは、Ｅ部に駆動用ＴＦＴ１２３が、Ｈ部に保持容量１１３が、Ｋ部にスイッチング用ＴＦＴ１１２が形成され、それぞれ、図１に示すように、互いに接続され、走査線１０１、信号線１０２、ソース電極２４３（電源線１０３）とも接続されている。
【００４１】まず、機能層１１０を含む駆動用ＴＦＴ１２３の近傍の構成を、図７を参照して簡単に説明する。
図７に示すように、基板２０の表面には、図示略のＳｉＯ_２を主体とする下地保護層を下地として、該下地保護層の上層にシリコン層２４１が形成されている。シリコン層２４１の表面は、ＳｉＯ_２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２によって覆われている。なお、本明細書において、「主体」とする成分とは、構成成分のうち最も含有率の高い成分を指すこととする。
【００４２】シリコン層２４１において、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２４１ａとされている。なお、このゲート電極２４２は、図示略の走査線１０１の一部である。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２が形成されたゲート絶縁層２８２の表面は、ＳｉＯ_２を主体とする第１層間絶縁層２８３によって覆われている。
【００４３】さらに、シリコン層２４１において、チャネル領域２４１ａのソース側にはソース領域２４１Ｓが、チャネル領域２４１ａのドレイン側には濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられている。ソース領域２４１Ｓ及びドレイン領域２４１Ｄには、濃度傾斜が設けられ、いわゆるＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｏｐｅｄ　Ｄｒａｉｎ）構造となっている。ソース領域２４１Ｓは、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２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、上述した電源線１０３（図１、６参照、図７においては、ソース電極２４３の位置に紙面垂直方向に延在する）の一部として構成される。一方、ドレイン領域２４１Ｄは、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２４３ｂ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。
【００４４】ソース電極２４３及びドレイン電極２４４が形成された第１層間絶縁層２８３の上層は、例えばアクリル系の樹脂成分を主体とする第２層間絶縁層２８４によって覆われている。この第２層間絶縁層２８４は、アクリル系の絶縁膜以外の材料、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２などを用いることもできる。そして、陽極２３が第２層間絶縁層２８４の面上に形成されるとともに、該第２層間絶縁層２８４に設けられたコンタクトホール２３ａを介してドレイン電極２４４に接続されている。即ち、陽極２３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２４１Ｄに接続されている。
【００４５】陽極２３が形成された第２層間絶縁層２８４の表面は、陽極２３と、図示略の例えばＳｉＯ_２などの親液性材料を主体とする親液性制御層と、アクリルやポリイミドなどからなる有機バンク層２２１とによって覆われている。図３、４に示すように、有機バンク層２２１…は、陽極２３…の間にその回りを取り囲むように２次元的に配置されており、機能層１１０…から上側に発光された光が、有機バンク層２２１によって仕切られる構成とされている。なお、本実施形態における親液性制御層の「親液性」とは、少なくとも有機バンク層２２１を構成するアクリル、ポリイミドなどの材料と比べて親液性が高いことを意味するものとする。以上に説明した基板２０から第２層間絶縁層２８４までの層は回路部１１を構成している。
【００４６】なお、本実施形態のＥＬ表示装置１は、カラー表示を行うべく構成されている。即ち、図２における光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂごとに機能層１１０…に含まれる各有機ＥＬ層６０が、それぞれ三原色に対応して形成されている。即ち、有機ＥＬ層６０…が表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂごとに異なるだけなので、詳細の説明は省略する。
【００４７】保持容量１１３は、図８に示すように、ゲート電極２４２とソース電極２４３とが第１層間絶縁層２８３を介して対向することにより形成されている。
また、スイッチング用ＴＦＴ１１２は、図９に示すように、シリコン層２４１と同様の構成のシリコン層２５０によって、信号線１０２に接続するソース領域２５０Ｓ、ゲート絶縁層２８２を挟んで走査線１０１と対向するキャリア領域２５０ａ、コネクタ２６０を介してゲート電極２４２に接続するドレイン領域２５０Ｄから構成された、駆動用ＴＦＴ１２３と同様の構造を備えるスイッチング素子である。
【００４８】次に、本実施形態に係るＥＬ表示装置１の製造方法の一例について、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）〜（ｄ）に示す各断面図は、図６中のＦ−Ｇ線の断面図に対応しており、各製造工程順に示している。なお、以下の説明では、本発明に特に関係する工程、即ち、回路部１１が形成されたあとの工程を中心にして説明する。
【００４９】図１０（ａ）は、基板２０上に、駆動用ＴＦＴ１２３と信号線１０２などが適宜の方法によって形成された様子を示す。例えば、ポリシリコン層を形成し、ポリシリコン層をフォトリソグラフィ法によりパターニングし、島状のシリコン層２４１などを形成し、プラズマＣＶＤ法、熱酸化法などにより、シリコン酸化膜によって、ゲート絶縁層２８２を形成し、シリコン層２４１などにイオン注入法により不純物をドープして、駆動用ＴＦＴ１２３などを形成し、金属膜によりゲート電極２４２などを形成し、それらの上層に第１層間絶縁層２８３を形成してからパターニングすることによって、コンタクトホール２４３ａ、２４３ｂなどを形成したものである。
【００５０】同時に、他の断面では、スイッチング用ＴＦＴ１１２、保持容量１１３が形成されていることは言うまでもないが、本質的な差異はないので、以下では本発明に関わりの深い駆動用ＴＦＴ１２３の近傍を例にとって説明することにする。
【００５１】次の工程では、図１０（ｂ）に示すように、第１層間絶縁層２８３を覆う第２層間絶縁層２８４を、例えばアクリル系樹脂などの高分子材料もしくはシリコン酸化膜などの無機材料によって形成する。さらに、第２層間絶縁層２８４のうち、駆動用ＴＦＴのドレイン電極２４４に対応する部分を、例えばエッチングにより除去してコンタクトホール２３ａを形成する。
【００５２】次に、図１０（ｃ）に示すように、第２層間絶縁層２８４の上に、陽極２３が形成される領域を空けて、有機バンク層２２１、２２１を形成する。具体的には、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溶かしたものを、スピンコート法、ディップコート法などの各種塗布法により塗布して有機質層を形成してから、エッチングなどによってパターニングすることができる。しかし、印刷法又はインクジェット法（材料吐出法）によって、組成物インクを吐出・乾燥して形成すれば、パターンニングの工程が不要となり材料の無駄もなくなるから、より好ましい。
【００５３】次に、図１０（ｄ）に示すように、有機バンク層２２１、２２１間に、第２層間絶縁層２８４のコンタクトホール２３ａを介してドレイン電極２４４と導通する陽極２３を形成する。
まず、第１の陽極層２３Ａを形成する。該第１の陽極層２３Ａは、例えばＩＴＯ等の透明電極材料をスパッタ法などの成膜方法によって形成することができる。さらに、成膜中に酸素を一定量混合させることによって、形成される陽極は、光透過性及び導電性に優れたものとなる。
【００５４】
第１の陽極層２３Ａの形成後、該第１の陽極層２３Ａ上に第２の陽極層２３Ｂを形成する。第２の陽極層２３Ｂも上記と同様にスパッタ法などの成膜方法によって形成することができる。また、成膜中には、第１の陽極層２３Ａの形成時に混合させた酸素量よりも少ない量の酸素を混合させる。特に、第２の陽極層２３Ｂの形成時における酸素混合量は、第１の陽極層２３Ａの形成時における酸素混合量の１／２以下とすることが望ましい。これにより、現時点で第２の陽極層２３Ｂは、還元状態となっている。さらには、第２の陽極層２３Ｂの膜厚は、５０ｎｍ以下とすることが望ましい。これにより、完成時の陽極２３は、良好な光透過性が得られる。
【００５５】また、同時に、ダミー領域のダミーパターンを形成する。なお、図３、４では、これら陽極２３、ダミーパターンを総称して陽極２３としている。ダミーパターンは、第２層間絶縁層２８４を介して下層のメタル配線へ接続しない構成とされている。即ち、ダミーパターンは、島状に配置され、実表示領域４に形成されている陽極２３の形状とほぼ同一の形状を有している。
【００５６】次に、陽極２３の上層に機能層１１０を形成する。即ち、正孔注入層７０、有機ＥＬ層６０、電子注入層５２を順次成膜する。
例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで構成される正孔注入層７０が第２の陽極層２３Ｂ上に形成される場合、強酸性であるＰＳＳは、正孔注入層７０から第２の陽極層２３Ｂに侵入する。第２の陽極層２３Ｂは、還元状態で、侵入したＰＳＳは、第２の陽極層２３Ｂの溶解に使用される。これにより、第１の陽極層２３Ａと第２の陽極層２３Ｂとが有する光透過性や導電性等の性質は、互いに近似した性質、即ち、陽極２３の一部が溶出することに起因する、陽極の金属イオンが発光層中に拡散することを抑制された良好な光透過性を有する陽極２３が形成される。
【００５７】
機能層１１０を形成した後、該機能層１１０、又は有機バンク層２２１などを覆う陰極５０を成膜する。機能層１１０、陰極５０は、印刷法又はインクジェット法、あるいは蒸着法などにより成膜することができる。なお、機能層１１０の形成工程以降は、正孔注入層７０、有機ＥＬ層６０及び電子注入層５２などの酸化を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うことが望ましい。
【００５８】さらに、図３、４に示すように、乾燥剤４５を内側に形成した封止基板３０を、封止樹脂４０を介して回路部１１上に取り付けて、回路部１１を封止する。その際、不活性雰囲気中で行うことにより、不活性ガス充填層４６が形成される。
【００５９】このように、陽極２３の形成時に、第１の陽極層２３Ａと、還元状態の第２の陽極層２３Ｂとを形成することにより、例えば、強酸性のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳによって形成された正孔注入層７５の酸性物質、特にドーパントであるＰＳＳが陽極２３側に侵入しても、ＰＳＳは、単に第２の陽極層２３Ｂの溶解に作用するだけなので、陽極２３の一部が溶解し、第１の陽極層であるＩＴＯの酸素イオンが溶出することを防止することが可能となる。なお、第２の陽極層２３Ｂの溶解とは、還元状態であったものを通常のＩＴＯの状態に変化させる、即ち、通常のＩＴＯ膜が有する光透過性と導電性とが得られる状態に近づけることを意味するのであって、過度に陽極を溶解させ、特性を悪化させることではないのは勿論である。
【００６０】なお、上記の説明は、製造方法の概略を説明したものであり、例えば、インクジェット法によって成膜する際、成膜対象によっては吐出に先立って、プラズマ処理などによって、親インク化工程、撥インク化工程を施すなどの周知の適宜処理を行うことは言うまでもない。また、インクジェット法によって重ねて成膜を行う際、下層の再溶解を防止するために、上層の液状材料の溶媒などに下層を溶解させないものを用いることは言うまでもない。
【００６１】さらに、上記の説明では、陽極２３と正孔注入層７０とが接する構成としたが、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、本発明は、陽極２３の上層に形成される層が酸性を示す場合に、その層の酸によって陽極２３が溶解されることを防止するものであるので、陽極２３と接する上層に位置する層としては、正孔輸送層、有機ＥＬ層、電子注入層、又は電子輸送層のいずれかであっても構わない。
【００６２】〔第２の実施形態〕
以下、第１の実施形態のＥＬ表示装置を備えた電子機器の具体例について図１１に基づき説明する。
図１１（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記のＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図１１（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は前記のＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図１１（ｃ）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１１（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０１はキーボードなどの入力部、符号１２０２は前記のＥＬ表示装置を用いた表示部、符号１２０３は情報処理装置本体を示している。
【００６３】図１１（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、前記の第１又は第２の実施形態のＥＬ表示装置を用いた表示部を備えたものであり、先の実施形態のＥＬ表示装置の特徴を有するので、表示特性、信頼性が向上した電子機器となる。
これらの電子機器を製造するには、第１又は第２の実施形態のＥＬ表示装置１を、携帯電話、携帯型情報処理装置、腕時計型電子機器などの各種電子機器の表示部に組み込むことにより製造される。
【００６４】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示す。本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００６５】〔第１の実施例〕
陽極（透明電極）の材料として、ＩＴＯを採用した。
まず、放電維持のためにアルゴンガスに酸素を１％程度混合し、圧力を０．５Ｐａ程度とした雰囲気中において、スパッタ法により５０ｎｍの膜厚まで第１の陽極層（第１の透明電極層）を形成した。その後、酸素を０．２％まで減少させて、さらに５０ｎｍの膜厚の第２の陽極層（第２の透明電極）を形成した。
第２の陽極層上に、正孔注入層として、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｂｙｔｒｏｎ−ｐ：バイエル社製）をスピンコート法にて膜厚６０ｎｍに成膜した。
正孔注入層上に、有機ＥＬ層（発光層）として、ポリジオクチルフルオレンをキシレン溶液としてスピンコート法にて膜厚８０ｎｍに成膜した。
有機ＥＬ層上に、陰極として、ＬｉＦを２ｎｍ、続いてＣａを２０ｎｍ、さらに、補助電極としてＡｌを２００ｎｍのそれぞれの膜厚に成膜した後、封止を施し、有機ＥＬ装置を完成させた。
この有機ＥＬ装置によれば、従来の有機ＥＬ装置と比較して、ＩＴＯ中の金属イオンの溶出量が半減し、定電流駆動時の発光半減寿命は、約２倍となった。
【００６６】
〔第２の実施例〕
陽極（透明電極）の材料として、ＩＺＯを採用した。
まず、放電維持のためにアルゴンガスに酸素を１％程度混合し、圧力を０．５Ｐａ程度とした雰囲気中において、スパッタ法により１００ｎｍの膜厚まで第１の陽極層（第１の透明電極層）を形成した。その後、酸素を０．２％まで減少させて、さらに５０ｎｍの膜厚の第２の陽極層（第２の透明電極）を形成した。
第２の陽極層上に、正孔注入層として、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｂｙｔｒｏｎ−ｐ：バイエル社製）をスピンコート法にて膜厚６０ｎｍに成膜した。
正孔注入層上に、有機ＥＬ層（発光層）として、ポリパラフェニレンビニレンのＴＨＴ誘導体メタノール溶液をスピンコート法にて膜厚８０ｎｍに成膜した。温度１５０℃で５時間焼成させた後、有機ＥＬ層上に、陰極として、ＬｉＡｌ合金を２００ｎｍの膜厚に成膜した。
その後、封止を施し、有機ＥＬ装置を完成させた。
この有機ＥＬ装置によれば、従来の有機ＥＬ装置と比較して、ＩＺＯ中の金属イオンの溶出量が半減し、定電流駆動時の発光半減寿命は、約１．５倍となった。
【００６７】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る電気光学装置によれば、透明電極の形成時に、第１の透明電極層と、還元状態の第２の透明電極層とを形成することにより、第２の透明電極層の上層に形成される層の酸性物質が透明電極側に侵入しても、酸性物質は、単に第２の透明電極層の溶解に作用するだけなので、透明電極の一部の溶解と、溶解に起因する透明電極からの酸素イオンの溶出を抑制することが可能となる。したがって、電気光学装置は、発光特性を悪化させることなく、発光物質の輝度を維持し、長寿命となる。
【００６８】また、本発明に係る電子機器によれば、本発明に係る電気光学装置を備えるので本発明に係る電気光学装置と同様の効果を備えた電子機器となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態であるＥＬ表示装置の配線構造を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態であるＥＬ表示装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態である機能層の概略構成を説明するための概念図である。
【図６】図１の画素領域Ｘの平面視模式図である。
【図７】図６のＥ部におけるＦ−Ｇ方向に沿った断面図である。
【図８】図６のＨ部におけるＩ−Ｊ方向に沿った断面図である。
【図９】図６のＧ部におけるＬ−Ｍ方向に沿った断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態であるＥＬ表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の電子装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　　ＥＬ表示装置（電気光学装置）
２３　　　陽極（電極、透明電極）
２３Ａ　　　第１の陽極層（第１の透明電極層）
２３Ｂ　　　第２の陽極層（第２の透明電極層）
５０　陰極（電極）
７０　正孔注入層（層）

Claims (9)

1. 電気光学素子と、
   前記電気光学素子と電気的に接続される透明電極とを含む電気光学装置の製造方法であって、
   基体上に、透明電極を構成する電極材料に酸素を混合しつつ、第１の透明電極層を形成する第１の工程と、
   前記第１の透明電極層上に、前記第１の工程における酸素の混合量よりも少ない量の酸素を前記電極材料に混合しつつ、第２の透明電極層を形成する第２の工程と、
   前記第２の透明電極層上に酸性物質を含む酸性層を形成する第３の工程と、
   を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
2. 前記酸性層と前記第２の透明電極層との相互作用により、前記第２の工程終了時の前記第２の透明電極層の性質を変化させることを特徴とする請求項１記載の電気光学装置の製造方法。
3. 前記第２の工程における前記酸素の混合量は、前記第１の工程における前記酸素の混合量の１／２以下であることを特徴とする請求項１記載の電気光学装置の製造方法。
4. 電気光学素子と、
   前記電気光学素子と電気的に接続される透明電極とを含む電気光学装置であって、
   前記透明電極の上層には、酸性物質を含む層を備えてなり、
   前記透明電極は、該透明電極を構成する電極材料に酸素を混合しつつ形成された第１の透明電極層と、
   前記第１の透明電極層の酸素の混合量よりも少ない量の酸素を前記電極材料に混合しつつ形成され、前記酸性物質を含む層と接する第２の透明電極層と、
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
5. 前記第２の透明電極層の膜厚は、５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の電気光学装置。
6. 前記透明電極は、金属酸化物であることを特徴とする請求項４記載の電気光学装置。
7. 前記金属酸化物は、インジウム錫酸化物であることを特徴とする請求項６記載の電気光学装置。
8. 前記金属酸化物は、亜鉛を含有することを特徴とする請求項６記載の電気光学装置。
9. 請求項４から８のいずれか一項の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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