JP4770557B2 - 発光素子およびその製造方法、発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンピューターや携帯電話、ＰＤＡ、テレビジョンなどの情報端末機器およ
びＯＰＨなど光源に用いられる、表示装置としての発光装置の構造およびその製造方法に
関する。

有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと称すこともある）素子は、少なくとも
一層の発光性有機層が陰極と陽極との間に配置された構造を有する自発光性素子であり、
液晶表示素子と比較して、応答速度が速く視野角度が広い等、表示素子としての利点を多
く備えているため、表示装置の画素や光源等を含む多種多様な用途での実用化が検討され
ている。
発光装置に用いられている有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ／Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕ
ｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子は、少なくとも、陽極層、正孔輸送層、発光層および陰極層
がこの順に積層されている。これらの各層のうち、正孔輸送層および発光層を形成する方
法として、基板上に、高分子材料からなる有機機能材料を溶媒に溶解あるいは分散した液
状物の液滴をノズル開口からドット状に吐出した後、液体から溶媒を乾燥させることによ
り基板上に定着させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１２３９８８号公報

従来の製造方法では、正孔輸送層として、ドーパントしてポリスチレンスルホン酸（Ｐ
ＳＳ）を含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を用いて、Ｉ
ＴＯ等に代表される陽極上に成膜するのが一般的である。
特許文献１に開示の技術のように、画素開口部毎に対応している陽極上に正孔輸送層を
成膜した場合、陽極開口部周辺部においては膜厚が薄くなるなど膜厚が不均一になる課題
がある。さらに、正孔輸送層が高い電気伝導を有する為に、膜厚の不均一により電流のバ
ラツキが生じ、発光輝度のバラツキが生じる。また、発光層内でのキャリアバランスが崩
れる結果、電流効率あるいは駆動寿命の低下を招く恐れがある。

また液状物の液滴をノズル開口からドット状に吐出する液滴吐出法では、液滴を安定し
た状態に吐出するには、液状物の粘度などを調整する必要があり、それには、ポリスチレ
ンスルホン酸および３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを溶解あるいは分散させる
溶媒として、水に有機溶剤を配合した混合溶媒を用いればよい。しかしながら、原因につ
いては未だ十分に解明されていないが、溶媒として水を用いた場合と、有機溶剤と水との
混合溶媒を用いた場合とでは、正孔輸送層の導電率、表面粗さ、仕事関数などが変化して
しまうという問題点がある。このため、正孔輸送層から発光層への正孔注入量が変化し、
発光層でのキャリアバランスが崩れる結果、発光効率が低下するという問題点がある。

このような問題は、液滴吐出法に限らず、スピンコート法などを採用した場合にも同様
に発生する。すなわち、湿式法を採用する限り、避けられない問題点である。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、エレクトロルミネッセンス素子の正孔輸送層
の製造条件を変えても同等の素子特性を得ることのできる発光装置およびその製造方法を
提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の発光素子では、少なくとも、基板上に陽極層、正
孔輸送層、発光層および陰極層がこの順に積層された発光画素を有する発光素子において
、前記陽極層の上に、該陽極層の表面を複数の領域に分ける絶縁層を備えていることを特
徴とする少なくとも、陽極層、正孔輸送層、発光層および陰極層がこの順に積層された発
光画素を有するエレクトロルミネッセンス素子を備えた発光装置において、発光画素内に
おいて、陽極層上に絶縁層を設けることにより、発光画素内において陽極が複数の領域に
分けられていることを特徴とする。

本発明では、正孔輸送層を液滴吐出法などの湿式法により形成する際に、正孔輸送層の
電気伝導度が高い場合でも、発光画素内の陽極層の表面（陽極開口部）が絶縁層で複数の
領域に分けられている為に、製造条件の変更に伴う抵抗変化を陽極開口部に設けた絶縁層
で補正できる。該陽極開口部に設けられる前記絶縁層の形状を最適化することで、それ故
、電気伝導の高い正孔輸送層を用いた場合でに、陽極開口部の絶縁層の形状を最適化する
ことで、正孔輸送層全体としての抵抗を制御することができるので、エレクトロルミネッ
センス素子に十分な寿命を確保することができ、かつ、良好な発光特性を得ることができ
る。

本発明において、前記正孔輸送層層は、例えば、ドーパントを正孔輸送層材料中に含有
している。この場合、前記ドーパントは高分子材料からなる。

本発明において、前記正孔輸送層層は、例えば、ポリスチレンスルホン酸を前記ドーパ
ントして含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンからなる。

本発明は、前記正孔輸送層と前記発光層との層間に、高分子材料からなる中間層が電子
ブロック層などとして形成されている場合にも適用することができる。

本発明を適用した発光装置を製造する際、前記正孔輸送層の形成にあたっては、当該正
孔輸送層を形成するための材料を溶媒に溶解あるいは分散させた液状物を媒体上に塗布す
る塗布工程と、当該媒体上に吐出した前記液状物を乾燥させる乾燥工程とを行い、前記液
状物では前記溶媒として有機溶剤と水との混合溶媒を用いる。

ここで、前記塗布工程では、前記液状物の液滴をノズル開口から媒体上に吐出する液滴
吐出工程を行うことが好ましい。このように構成すると、スピンコート法と比較して、媒
体上の所定位置に液状物を選択的に塗布でき、生産効率が高いとともに材料が無駄になら
ないという利点がある。

本発明を適用した発光装置は、携帯電話機、テレビ、車載パネル、パーソナルコンピュ
ータやＰＤＡなどの電子機器においてフルカラー表示装置として用いられる。また、本発
明を適用した発光装置は、文字情報表示パネルや車載パネルのエリアカラー表示装置とし
て用いることができる。さらに、本発明を適用した発光装置は、各種光源や、デジタル複
写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして用いることができる。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明に用いた
各図では、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、各層や各部材毎
に縮尺を相違させてある。

図１は、発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた発光装置のうち、
エレクトロルミネッセンス表示装置の電気的構成を示すブロック図である。

図１に示す発光装置１００は、駆動電流が流れることによって発光する有機エレクトロ
ルミネッセンス素子を薄膜トランジスタで駆動制御するエレクトロルミネッセンス装置で
あり、このタイプの発光装置１００では、有機エレクトロルミネッセンス素子が自己発光
するため、バックライトを必要とせず、また、視野角依存性が少ないなどの利点がある。
本形態の発光装置１００では、複数の走査線１６３と、この走査線１６３の延設方向に対
して交差する方向に延設された複数のデータ線１６４と、これらのデータ線１６４に並列
する複数の共通給電線１６５と、データ線１６４と走査線１６３との交差点に対応する画
素１１５とが構成され、画素１１５は、画像表示領域にマトリクス状に配置されている。
データ線１６４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１６１が構成されている。走査線１６３に対しては、シ
フトレジスタおよびレベルシフタを備える走査線駆動回路１５４が構成されている。また
、複数の画素１１５の各々には、走査線１６３を介して走査信号がゲート電極に供給され
る画素スイチング用の薄膜トランジスタ１０６と、この薄膜トランジスタ１０６を介して
データ線１６４から供給される画像信号を保持する保持容量１３３と、この保持容量１３
３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電流制御用の薄膜トランジスタ
１０７と、薄膜トランジスタ１０７を介して共通給電線１６５に電気的に接続したときに
共通給電線１６５から駆動電流が流れ込む有機エレクトロルミネッセンス素子１１０とが
構成されている。

（発光装置の画素構成）
図２（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は各々、本発明を適用した発光装置の１画素分の平面
図、断面図および１画素図である。図３は、本発明を適用した発光装置の各色に対応する
３つの画素（１ドット分）の断面図である。

本形態の発光装置１００を構成するにあたって、より具体的には、図２（Ａ）、（Ｂ）
に示すように、素子基板を構成するガラス基板などからなる基板１２０上にシリコン酸化
膜からなる下地保護膜（図示せず）が形成され、この下地保護膜上に、薄膜トランジスタ
１０７などを構成するための低温ポリシリコン膜からなる半導体膜１０９ａが島状に形成
されている。半導体膜１０９ａには不純物の導入によってソース・ドレイン領域１０９ｂ
、１０９ｃが形成され、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域１０９ｄとなって
いる。下地保護膜および半導体膜１０９ａの上層側にはゲート絶縁膜１２１が形成され、
ゲート絶縁膜１２１上にはアルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ
）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）などからなる走査線１６３およびゲート電極１
４３が形成されている。走査線１６３、ゲート電極１４３およびゲート絶縁膜１２１の上
層側には、第１層間絶縁膜１２２と第２層間絶縁膜１２３とがこの順に積層されている。
ここで、第１層間絶縁膜１２２および第２層間絶縁膜１２３は、シリコン酸化物（ＳｉＯ
₂）、チタン酸化物（ＴｉＯ₂）などの無機絶縁膜から構成されている。

第１層間絶縁膜１２２の上層には、第１層間絶縁膜１２２およびゲート絶縁膜１２１の
コンタクトホールを介してソース・ドレイン領域１０９ｂ、１０９ｃにそれぞれ接続する
ソース・ドレイン電極１２６および共通給電線１６５が形成されている。また、第１層間
絶縁膜１２２の上層にはデータ線１６４も形成されている。

第２層間絶縁膜１２２上には、ＩＴＯ（酸化インジウム−スズ／Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）層からなる光透過性の画素電極１１１が形成され、この画素電極１１１は
、第２層間絶縁膜１２２のコンタクトホールを介してソース・ドレイン電極１２６に電気
的に接続している。従って、画素電極１１１は、薄膜トランジスタ１０７を介して共通給
電線１６５に電気的に接続したとき、共通給電線１６５から駆動電流が流れ込む。
各画素１１５には、陽極としてのＩＴＯ膜からなる画素電極１１１と、陽極を複数の領
域に分ける絶縁層１７１と、有機機能層１１３と、陰極としての対向電極１１２がこの順
に積層された有機エレクトロルミネッセンス素子１１０が形成されている。絶縁層１７１
は、無機化合物であるシリコン酸化物（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）から構成
されている。また、有機化合物であるポリイミドあるいはアクリル樹脂などから構成する
ことも可能である。なお、図２（Ｃ）では、絶縁層１７１が画素電極１１１上に格子状に
形成されているが、斑点状あるいは孔点状などの形状でも可能でありこの限りではない。

本形態の発光装置１００は、基板側に向けて表示光を出射するボトムエミッション型で
あり、対向電極１１２は、薄いカルシウム層やアルミニウム膜などといった光反射性の導
電膜により構成されている。なお、発光装置１００が、基板とは反対側に向けて表示光を
出射するトップエミッション型である場合、対向電極１１２は、例えば、薄いカルシウム
層と、ＩＴＯ層などからなる光透過性陰極層とから構成され、画素電極１１１の下層側に
は、画素電極１１１の略全体と重なるようにアルミニウム膜などからなる光反射層が形成
される。

本形態では、隣接する画素１１５の境界領域には、画素電極１１１の周縁部を取り囲む
ように、感光性樹脂からなる隔壁１０５がバンクとして形成されている。隔壁１０５は、
有機機能層１１３を形成するのにインクジェット法（液体吐出法）を用いるとき、塗布さ
れる液状物の塗布領域を規定するものであり、その表面張力によって、液状物が均一な厚
さで形成される。インクジェット式の液滴吐出装置としては、後述するように、圧電体素
子の体積変化により流動体を吐出させるピエゾジェットの液滴吐出装置や、エネルギー発
生素子として電気熱変換体を用いた液滴吐出装置などが採用される。なお、液滴吐出装置
としてはディスペンサー装置でもよい。ここで、液状物は、水性であると油性であるとを
問わない。また、液状物については、流動性を備えていれば十分で、固体物質が混入して
いても全体として流動体であればよい。また、液体材料に含まれる固体物質は融点以上に
加熱されて溶解されたものでも、溶媒中に微粒子として分散させたものでもよく、溶媒の
他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したものであってもよい。
なお、基板１２０の素子形成面側には、水や酸素の侵入を防ぐことによって、陰極層あ
るいは機能層の酸化を防止する封止樹脂（図示せず）が形成され、さらに封止基板（図示
せず）が貼られることがある。

（有機エレクトロルミネッセンス素子の構成）
本形態の有機エレクトロルミネッセンス素子１１０において、有機機能層１１３は、画
素電極１１１上に積層された正孔輸送層１１３ｃと、この正孔輸送層１１３ｃの上層側に
形成された発光層１１３ｅとを備えている。発光層１１３ｅは、正孔輸送層１１３ｃの側
から注入される正孔と、対向電極１１２の側から注入される電子とが結合して発光する領
域としての機能を担っており、各画素１１５が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のい
ずれの色に対応するかは、発光層１１３ｅを構成する有機材料の種類によって規定されて
いる。発光層１１３ｅの膜厚は約８０〜１５０ｎｍである。本形態では、正孔輸送層１１
３ｃが、正孔発光層１１３ｅに注入する正孔注入層としての機能も担っている。

このように構成した正孔輸送層１１３ｃは、例えばドーパントしてポリスチレンスルホ
ン酸を含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンからなる。

（発光装置１００の動作）
このように構成した発光装置１００において、走査線１６３が駆動されて薄膜トランジ
スタ１０６がオン状態になると、そのときのデータ線１６４の電位が保持容量１３３に保
持され、この保持容量１３３の状態に応じて薄膜トランジスタ１０７の導通状態が制御さ
れる。また、薄膜トランジスタ１０７がオン状態になったとき、薄膜トランジスタ１０７
を介して共通給電線１６５から画素電極１１１に電流が流れ、有機エレクトロルミネッセ
ンス素子１１０では、有機機能層１１３を通じて対向電極１１２に電流が流れる。そして
、このときの電流量に応じて発光層１１３ｅが発光する。そして、ボトムエミンション型
の場合、発光層１１３ｅから発した光は、画素電極１１１および基板１２０を透過して出
射される。これに対して、トップエミッション型の場合、対向電極１１２を透過して、観
測者側に出射される一方、発光層１１３ｅから基板１２０に向けて出射された光は、画素
電極１１１の下層に形成された光反射層によって反射され、対向電極１１２を透過して観
測者側に出射される。

ここで、発光装置１００でカラー表示を行う場合には、図３に示すように、各画素１１
５を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応させることになる。この場合も、各色の
画素１１５において、有機エレクトロルミネッセンス素子１１０の基本的な構成は共通で
ある。なお、発光装置１００でカラー表示を行うにあたっては、有機エレクトロルミネッ
センス素子１１０から白色光を出射させ、この白色光をカラーフィルタで着色する構成を
採用することもある。

以上説明したように、本形態の発光装置１００に用いた有機エレクトロルミネッセンス
素子１１０では、発光画素内の陽極上に細かい領域に分ける為の絶縁層１７１を備えてい
る。電気伝導度の高い正孔輸送層１１３ｃを成膜した場合、電気伝導度および電気抵抗を
、材料を変えずに、発光画素を含む基板の条件を変えることにより制御することにより、
有機ＥＬ発光層へのキャリアバランスを最適化し、発光特性および寿命の向上が得られる
。

本形態では、正孔輸送層１１３ｃとして、Ｐ型ドーパントとしてポリスチレンスルホン
酸を含有した３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを用いているため、高い導電性を
有している。液滴吐出法により形成する際に、液状物の液滴を安定した状態に吐出するこ
とを目的に液状物の溶媒として有機溶剤と水との混合溶媒を用いたために正孔輸送層１１
３ｃの抵抗が溶媒として水単独を用いた場合と比較して低くなった場合でも、絶縁層１７
１により画素内の陽極が複数の領域に分けられており、発光画素内の正孔輸送層１１３ｃ
内に流れる電流量が絶縁層１７１の形状を最適化するだけで、所定の抵抗値に設定できる
。それ故、液状物の溶媒として有機溶剤と水との混合溶媒を用いた場合でも、有機エレク
トロルミネッセンス素子１１０において、正孔輸送層１１３ｃから発光層１１３ｅに注入
される正孔が、液状物の溶媒として水単独を用いた場合と同等にすることができるので、
エレクトロルミネッセンス素子１１０に十分な寿命を確保することができ、かつ、同等の
発光特性を得ることができる。

本形態の発光装置１００を製造するには、まず、図４（Ａ）に示すように、基板１２０
を用意する。ここで、発光装置１００がボトムエミッション型である場合、基板１２０と
してはガラスや石英、樹脂などの透明ないし半透明なものが用いられるが、特にガラスが
好適に用いられる。また、基板１２０に色フィルター膜や蛍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。これに対して、発
光装置１００がトップエミッション型である場合、基板１２０は不透明であってもよく、
その場合、アルミナなどのセラミックス、ステンレスなど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。
次に、基板１２０に対して、必要に応じて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
からなる下地保護膜（図示せず）を形成する。

次に、基板１２０の温度を約３５０℃に設定して、下地保護膜の表面にプラズマＣＶＤ
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膜１０９（ポリ
シリコン膜）を形成する。次に、半導体膜１０９に対してレーザアニールまたは固相成長
法などの結晶化工程を行い、半導体膜１０９をポリシリコン膜に結晶化する。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２００ｍＪ／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。

次に、図４（Ｂ）に示すように、半導体膜１０９をパターニングして島状の半導体膜１
０９ａとし、その表面に対して、ＴＥＯＳ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６０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜または窒化膜からなるゲート絶縁膜１２
１を形成する。なお、半導体膜１０９ａは、図２に示す薄膜トランジスタ１０７のチャネ
ル領域およびソース・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薄膜
トランジスタ１０６のチャネル領域およびソース・ドレイン領域となる半導体膜も形成さ
れている。すなわち、発光装置１００では、二種類の薄膜トランジスタ１０６、１０７が
同一の層間、あるいは異なる層間に形成されるが、概ね同一の手順で形成されるため、以
下の説明では、薄膜トランジスタ１０７についてのみ説明し、薄膜トランジスタ１０６に
ついてはその説明を省略する。

次に、図４（Ｃ）に示すように、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膜からなる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１４３などを形成する。次に、この状態でリンなどの不純物を打ち込み
、半導体膜１０９ａに、ゲート電極１４３に対して自己整合的にソース・ドレイン領域１
０９ｂ、１０９ｃを形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域１０
９ｄとなる。

次に、図４（Ｄ）に示すように、第１層間絶縁膜１２２を形成した後、コンタクトホー
ルを形成し、これらのコンタクトホールを介してソース・ドレイン領域１０９ｂ、１０９
ｃに電気的に接続するソース・ドレイン電極１２６および共通給電線１６５を形成する。
その際、データ線１６４なども形成する。

次に、図４（Ｅ）に示すように、各配線の上面を覆うように、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂などの
無機絶縁膜からなる第２層間絶縁膜１２３を形成した後、第２層間絶縁膜１２３に対して
ソース・ドレイン電極１２６に対応する位置にコンタクトホールを形成する。

次に、画素電極形成工程において、第２層間絶縁膜１２３の上層にＩＴＯ膜を形成した
後、ＩＴＯ膜をパターニングして、データ線１６４、走査線１６３および共通給電線１６
５に囲まれた所定位置に画素電極１１１を形成する。

次に、必要に応じて、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理（Ｏ₂プラズ
マ処理）を行い、画素電極１１１あるいは、第２層間絶縁膜１２３のうち、画素電極１１
１から露出している部分に親液性を付与する。

次に、図４（Ｆ）に示す陽極上の絶縁層形成工程において、図２に示す画素電極１１１
を複数の領域に分けるよう絶縁層１７１を形成する。その結果、１７１の内側には凹部１
５２が形成される。絶縁層１７１は、仕切り部材として機能するものであり、例えば、ポ
リシラザン、ＳｉＯ２、ＳｉＮなどの絶縁性無機材料で形成する。絶縁層１７１の膜厚に
ついては、例えば０．０５〜０．５μｍの高さとなるように形成する。また幅は１〜５μ
ｍとなるように形成する。なお、絶縁層１７１は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの
絶縁性有機材料で形成してもよい。

次に、図４（Ｆ）に示す隔壁形成工程において、図２に示す有機機能層１１３の形成場
所を囲むように隔壁１０５を形成する。その結果、隔壁１０５の内側には凹部１５１が形
成される。隔壁１０５は、仕切り部材として機能するものであり、例えば、アクリル樹脂
、ポリイミド樹脂などの絶縁性有機材料で形成する。隔壁１０５の膜厚については、例え
ば１〜２μｍの高さとなるように形成する。なお、隔壁１０５は、ポリシラザンなどの絶
縁性無機材料で形成してもよい。

次に、必要に応じて、隔壁１０５に対して撥液化処理を行い、隔壁１０５に対して、有
機機能層１１３を形成するための液状物に対する撥液性を付与する。このような撥液性を
付与するためには、例えば、隔壁１０５の表面をフッ素系化合物などで表面処理するとい
った方法が採用される。フッ素化合物としては、例えばＣＦ₄、ＳＦ₅、ＣＨＦ₃などがあ
り、表面処理としては、例えばプラズマ処理、ＵＶ照射処理などが挙げられる。

次に、正孔輸送層１１３ｃを形成する。それには、図５（Ａ）に示す液滴吐出工程（塗
布工程）においては、基板１２０の上面を上に向けた状態で、液滴吐出ヘッドより、液状
の正孔輸送層形成材料（液状物）の液滴Ｍｃを、隔壁１０５に囲まれた凹部１５１内に選
択的に充填する。その際、正孔輸送層形成材料は、流動性が高いため水平方向に広がろう
とするが、塗布された位置を囲んで隔壁１０５が形成されているので、正孔輸送層形成材
料は隔壁１０５を越えてその外側に広がることがない。

ここで、正孔輸送層形成材料としては、例えば、ポリオレフィン誘導体である３，４−
ポリエチレンジオキシチオフェン（正孔輸送層材料）と、ポリスチレンスルホン酸（ドー
パント）とを溶媒に分散させた溶液を用いる。

このようにして正孔輸送層形成材料を液滴吐出ヘッドから吐出して所定位置に配置した
後、液状の正孔輸送層形成材料に対して乾燥処理を行い、正孔輸送層形成材料中の溶媒を
蒸発させ、正孔輸送層形成材料を固化させる（乾燥工程）。ここで、乾燥処理の方法とし
ては、４０〜２００℃程度で加熱して前記正孔輸送層形成材料中の溶媒を蒸発させる方法
と、大気圧以下、例えば１０^-4〜１０^-6パスカル（Ｐａ）程度の減圧雰囲気中に放置して
、正孔輸送層形成材料中の溶媒を蒸発させる方法などがある。このような乾燥工程により
、図５（Ｂ）に示すように、画素電極１１１上に、正孔輸送層１１３ｃが約１０〜６０ｎ
ｍの膜厚で形成される。

次に、図６（Ａ）に示す液滴吐出工程においては、基板１２０の上面を上に向けた状態
で発光層形成材料（液状物）の液滴Ｍｅを、隔壁１０５に囲まれた凹部１５１内に選択的
に充填する。発光材料としては、例えば分子量が１０００以上の高分子材料が用いられる
。具体的には、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール
、ポリチオフェン誘導体、または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、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、キナクリドンなどをドープし
たものが用いられる。なお、このような高分子材料としては、二重結合のπ電子がポリマ
ー鎖上で非極在化しているπ共役系高分子材料が、導電性高分子でもあることから発光性
能に優れるため、好適に用いられる。特に、その分子内にフルオレン骨格を有する化合物
、すなわちポリフルオレン系化合物がより好適に用いられる。また、このような材料以外
にも、例えば特開平１１−４０３５８号公報に示される有機エレクトロルミネッセンス素
子用組成物、すなわち共役系高分子有機化合物の前駆体と、発光特性を変化させるための
少なくとも１種の蛍光色素とを含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物も
、発光層形成材料として使用可能である。

このような発光材料を溶解あるいは分散する有機溶媒としては、非極性溶媒が好適とさ
れ、特に発光層１１３ｅが正孔輸送層１１３ｃの上に形成されることから、この正孔輸送
層１１３ｃに対して不溶なものが用いられることが好ましい。具体的には、キシレン、シ
クロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベ
ンゼンなどが好適に用いられる。なお、発光層形成材料の吐出による発光層の形成は、赤
色の発色光を発光する発光層の形成材料、緑色の発色光を発光する発光層の形成材料、青
色の発色光を発光する発光層の形成材料を、それぞれ対応する画素に吐出し塗布すること
によって行う。また、各色に対応する画素は、これらが規則的な配置となるように予め決
められている。

このようにして各色の発光層形成材料を吐出した後、液状の発光層形成材料に対して乾
燥処理を行い、発光層形成材料中の溶媒を蒸発させ、発光層形成材料を固化させる（固化
工程）。その結果、図６（Ｂ）に示すように、正孔輸送層１１３ｃ上に固形の発光層１１
３ｅが形成される。これにより、正孔輸送層１１３ｃおよび発光層１１３ｅからなる有機
機能層１１３が形成される。ここでの乾燥処理の方法としても、４０〜２００℃程度で加
熱して発光層形成材料中の溶媒を蒸発させる方法と、大気圧以下、例えば１０^-4〜１０^-6
パスカル（Ｐａ）程度の減圧雰囲気中に放置して発光層形成材料中の溶媒を蒸発させる方
法などがある。

なお、発光層形成材料の乾燥処理については、発光層形成材料のガラス転移点未満の温
度、例えば１００°未満の温度で加熱することにより、乾燥するのが好ましい。このよう
な温度で乾燥することにより、発光層形成材料中の溶剤の蒸発速度を比較的低く抑えるこ
とができるとともに、発光層形成材料の液状化による流動も抑えることができ、その結果
、得られる発光層１１３ｅについても十分に平坦化することができる。また、発光層形成
の際の乾燥処理によって生じる熱的ダメージが、発光層１１３ｅだけでなく、正孔輸送層
１１３ｃに対しても小さくなり、初期輝度の低下などによる表示性能の低下が抑制される
。

次に、図３（Ａ）に示すように、基板１２０の表面全体に、あるいはストライプ状に、
ＬｉＦ／Ａｌ（ＬｉＦとＡｌとの積層膜）やＭｇＡｇ、あるいはＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ（Ｌ
ｉＦとＣａとＡｌとの積層膜）を蒸着法などによって成膜し、対向電極１１２を形成する
。その後、封止を行った後、さらに配線などの各種要素を形成することにより、有機エレ
クトロルミネッセンス素子１１０を各画素１１５に備えた発光装置１００を製造すること
ができる。

［その他の実施の形態］
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や
構成などは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上記形態では、液状物の液滴をノズル開口から媒体上に吐出する液滴吐出法を
採用したが、液状物を媒体上にスピンコート法により塗布する塗布工程を採用した場合に
本発明を適用してもよい。

また、上記形態では、正孔輸送層としては、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン
を用いたが、その他のポリアルキルチオフェン誘導体や、ポリピロール誘導体を用いても
よい。また、正孔輸送層１１３ｃとしては、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）
シクロヘキサンなどを高分子前駆体として形成した層を用いた場合に本発明を適用しても
よい。

また、図７に示すように、有機エレクトロルミネッセンス素子１１０の有機機能層１１
３において、正孔輸送層１１３ｃと発光層１１３ｅとの層間に、高分子材料からなる中間
層１１３ｄが形成されている場合にも採用してもよい。このような中間層１１３ｄは、例
えば、膜厚が約１〜１０ｎｍの高分子材料層として形成され、発光層１１３ｅから正孔輸
送層１１３ｃへの電子の移動を妨げる電子ブロック層などとして機能する。また、中間層
１１３ｄとして、ＳｂＣｌ₅、ＡｌＣｌ₃、ＦｅＣｌ₃、ＡｓＣｌ₃、ＢＦなどのハロゲン化
金属などのドーパントを含有する芳香族アミン誘導体層などを形成すれば、正孔輸送層１
１３ｃから発光層１１３ｅに不純物イオンが拡散することを防止する不純物イオンブロッ
ク層などとして機能する。

また、本発明を適用した発光装置は、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置に
おける露光用ヘッドとして用いることもできる。

有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた発光装置の電気的構成を示すブロック図。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明を適用した発光装置の１画素分の平面図、断面図、および１画素図。 本発明を適用した発光装置の各色に対応する３つの画素（１ドット分）の断面図。 本発明に係る発光装置の製造方法を示す工程断面図。 本発明に係る発光装置の製造方法を示す工程断面図。 本発明に係る発光装置の製造方法を示す工程断面図。 本発明を適用した発光装置の別の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成を示す断面図。

符号の説明

１００・・発光装置、１０７・・薄膜トランジスタ、１０９ａ・・半導体膜、１０９ｂ
，１０９ｃ・・ソース・ドレイン領域、１０９ｄ・・チャネル領域、１１３ｃ・・正孔輸
送層、１１３ｄ・・中間層、１１３ｅ・・発光層、１２０・・基板、１２１・・ゲート絶
縁膜、１２２・・第１層間絶縁膜、１２３・・第２層間絶縁膜、１４３・・ゲート電極、
１６３・・走査線、１７１・・絶縁層。

Claims (10)

1. 少なくとも、基板上に陽極層、正孔輸送層、発光層および陰極層がこの順に積層された発光画素を有する発光素子において、
   前記正孔輸送層の抵抗を制御するために、前記陽極層の上に前記陽極層の表面を複数の領域に分ける絶縁層を備えていることを特徴とする発光素子。
2. 前記発光画素内において、前記絶縁層で複数の領域に分けられた前記陽極層が、電気的に導通している事を特徴とする請求項１に記載の発光素子。
3. 前記絶縁層が無機化合物からなることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子。
4. 前記絶縁層が有機化合物からなることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子。
5. 前記正孔輸送層が導電性ポリマーからなることを特徴とする請求項３または４に記載の発光素子。
6. 前記正孔輸送層は、ポリスチレンスルホン酸をドーパントして含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンからなることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
7. 前記正孔輸送層と前記発光層との層間に、高分子材料からなる中間層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の発光素子。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の発光素子の製造方法において、前記正孔輸送層の形成にあたっては、当該正孔輸送層を形成するための材料を溶媒に溶解あるいは分散させた液状物を媒体上に塗布する塗布工程と、当該媒体上に吐出した前記液状物を乾燥させる乾燥工程とを行い、前記液状物では前記溶媒として有機溶剤と水との混合溶媒を用いることを特徴とする発光素子の製造方法。
9. 前記塗布工程では、前記液状物の液滴をノズル開口から媒体上に吐出する液滴吐出工程を行うことを特徴とする請求項８に記載の発光素子の製造方法。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の発光素子を備えた事を特長とする発光装置。