JP2011009639A - 有機ｅｌ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素電極と対向電極とのショートを抑制することが可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】画素電極と、前記画素電極の上方に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記画素電極と前記有機層との間に配置され、第１面積にわたって第１膜厚に形成された厚膜領域と、第１面積より小さい第２面積にわたって第１膜厚より薄い第２膜厚に形成された薄膜領域と、を有する酸化物層と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置及びその製造方法に関する。

近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。

例えば、特許文献１によれば、画素電極と有機発光層との間に、正孔輸送性及び電子ブロック性を有する無機物の積層体からなるバッファ層を備えた有機ＥＬ素子が開示されている。特に、この特許文献１においては、バッファ層として、遷移金属の酸化物、窒化物、酸窒化物などによって形成された正孔輸送層と機能層との積層体が開示されている。

特開２００８−２７０７３１号公報

本発明の目的は、画素電極と対向電極とのショートを抑制することが可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、
画素電極と、前記画素電極の上方に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記画素電極と前記有機層との間に配置され、第１面積にわたって第１膜厚に形成された厚膜領域と、第１面積より小さい第２面積にわたって第１膜厚より薄い第２膜厚に形成された薄膜領域と、を有する酸化物層と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、
画素電極と、前記画素電極の上に配置され、第１面積にわたって第１膜厚に形成された厚膜領域と、第１面積より小さい第２面積にわたって第１膜厚より薄い第２膜厚に形成された薄膜領域と、を有する無機化合物によって形成された第１ホール輸送層またはホール注入層と、前記第１ホール輸送層または前記ホール注入層の上に配置され有機化合物によって形成された第２ホール輸送層と、前記第２ホール輸送層の上に配置された発光層と、前記発光層の上に配置された電子輸送層と、を有する有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。

本発明の第３の態様によれば、
画素電極と、前記画素電極の上方に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記画素電極と前記有機層との間に第１酸化物層及び第２酸化物層が積層された厚膜領域と、前記画素電極と前記有機層との間に前記第１酸化物層が形成されず前記第２酸化物層が配置され前記厚膜領域よりも薄い第１薄膜領域を含む第１領域と、前記画素電極と前記有機層との間に前記第２酸化物層が形成されず前記第１酸化物層が配置され前記厚膜領域よりも薄い第２薄膜領域を含む第２領域と、を有し、前記第２薄膜領域が前記第１薄膜領域よりも広い面積にわたって形成された酸化物層と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。

本発明の第４の態様によれば、
画素電極を形成する工程と、前記画素電極の表面を洗浄する第１洗浄工程と、前記第１洗浄工程の後に、前記画素電極の上に第１酸化物層を形成する工程と、前記第１酸化物層の表面を洗浄する第２洗浄工程と、前記第２洗浄工程の後に、前記第１酸化物層の上に第２酸化物層を形成する工程と、前記第２酸化物層の上に有機層を形成する工程と、前記有機層の上に対向電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、画素電極と対向電極とのショートを抑制することが可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。 図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子を備えたアレイ基板の概略断面図である。 図３は、図２に示した有機ＥＬ表示装置の概略上面図である。 図４は、本実施形態における有機ＥＬ素子の主要部を模式的に示す断面図である。 図５は、図４に示した有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための図である。 図６は、図５に示した製造工程を経て形成された有機ＥＬ素子の主要部を模式的に示す断面図である。 図７は、他の本実施形態における有機ＥＬ素子の主要部を模式的に示す断面図である。 図８は、製造過程で異物の影響を受けた有機ＥＬ素子の主要部を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。

すなわち、有機ＥＬ装置は、表示パネル１を備えている。この表示パネル１は、アレイ基板１００及び封止基板２００を備えている。アレイ基板１００は、画像を表示する略矩形状のアクティブエリア１０２において、マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えている。封止基板２００は、アクティブエリア１０２において、アレイ基板１００に備えられた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと向かい合っている。この封止基板２００は、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する絶縁基板である。

これらのアレイ基板１００及び封止基板２００は、アクティブエリア１０２を囲む枠状に形成されたシール部材３００によって貼り合わせされている。シール部材３００は、例えば、樹脂材料や、フリットガラスによって形成されている。なお、アレイ基板１００の封止基板２００に向かい合う表面が無機系材料からなる保護膜によって覆われた固体封止構造を採用しても良いし、さらに、保護膜と封止基板２００との間に樹脂材料が充填されても良い。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが封止基板２００の側から光を放射するトップエミッションタイプである場合には、保護膜や充填用の樹脂材料は光透過性を有する材料によって形成される。

図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えたアレイ基板１００の断面図である。なお、ここでは、トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが図示されているが、本実施形態においては、アレイ基板１００の側から光を放射するボトムエミッションタイプの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを適用しても良い。

このアレイ基板１００は、ガラスなどの絶縁基板ＳＵＢ、絶縁基板ＳＵＢの上方に形成されたスイッチング素子ＳＷ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤなどを備えている。絶縁基板ＳＵＢの上には、アンダーコート層１１１が配置されている。このアンダーコート層１１１は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。このようなアンダーコート層１１１は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。

アンダーコート層１１１の上には、スイッチング素子ＳＷの半導体層ＳＣが配置されている。この半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されている。この半導体層ＳＣには、チャネル領域ＳＣＣを挟んでソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤが形成されている。

半導体層ＳＣは、ゲート絶縁膜１１２によって被覆されている。また、ゲート絶縁膜１１２は、アンダーコート層１１１の上にも配置されている。このゲート絶縁膜１１２は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。このようなゲート絶縁膜１１２は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。

ゲート絶縁膜１１２の上には、チャネル領域ＳＣＣの直上にスイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇが配置されている。この例では、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。このゲート電極Ｇは、パッシベーション膜１１３によって被覆されている。また、パッシベーション膜１１３は、ゲート絶縁膜１１２の上にも配置されている。このパッシベーション膜１１３は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。このようなパッシベーション膜１１３は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。

パッシベーション膜１１３の上には、スイッチング素子ＳＷのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄが配置されている。ソース電極Ｓは、半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳにコンタクトしている。ドレイン電極Ｄは、半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤにコンタクトしている。スイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇ、ソース電極Ｓ、及び、ドレイン電極Ｄは、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電材料を用いて形成されている。

ソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄは、絶縁膜１１４によって被覆されている。また、絶縁膜１１４は、パッシベーション膜１１３の上にも配置されている。このような絶縁膜１１４は、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、シリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。また、このような絶縁膜１１４は、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する画素電極ＰＥは、絶縁膜１１４の上に配置されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極Ｄに接続されている。この画素電極ＰＥは、この例では陽極に相当する。

この画素電極ＰＥは、反射電極ＰＥＲ及び透過電極ＰＥＴが積層された２層構造である。つまり、反射電極ＰＥＲは、絶縁膜１１４の上に配置されている。また、透過電極ＰＥＴは、反射電極ＰＥＲの上に配置されている。反射電極ＰＥＲは、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過電極ＰＥＴは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。なお、画素電極ＰＥは、上述した２層構造に限らず、３層以上の積層構造であっても良いし、反射電極ＰＥＲ単層であっても良いし、透過電極ＰＥＴ単層であっても良い。

絶縁膜１１４の上には、隔壁ＰＩが配置されている。この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの周囲に配置されている。また、この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの一部に重なっている。このような隔壁ＰＩは、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、各種無機化合物などの絶縁材料によって形成されている。

画素電極ＰＥの上には、ホール輸送性を有する酸化物層１２０が配置されている。この酸化物層１２０は、隔壁ＰＩから露出した画素電極ＰＥを覆うとともに、隔壁ＰＩの上に延在している。この酸化物層１２０の詳細については、後述する。なお、図２においては、酸化物層１２０は、隔壁ＰＩの上で途切れているが、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在していてもよい。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する有機層ＯＲＧは、酸化物層１２０の上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、少なくとも発光層を含み、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでいる。この有機層ＯＲＧの詳細については、後述する。なお、有機層ＯＲＧの材料については、蛍光材料を含んでいても良いし、燐光材料を含んでいても良い。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。この対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧのみならず隔壁ＰＩも被覆している。この例では、対向電極ＣＥは、陰極に相当する。このような対向電極ＣＥは、例えば、マグネシウム・銀などによって形成された半透過層によって構成されている。なお、対向電極ＣＥは、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成された透過層を含んでいても良い。このような対向電極ＣＥは、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。

図３は、図２に示した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの上面図である。

図示した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいて、画素電極ＰＥは、略長方形状であり、例えば長辺の長さが１００μｍ程度であり、短辺の長さが５０μｍ程度である。隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥを囲み、しかも、画素電極ＰＥの周縁の全周にわたって重なっている。酸化物層１２０は、画素電極ＰＥに重なるとともに隔壁ＰＩの上にも延在している。有機層ＯＲＧは、酸化物層１２０に重なるとともに、隔壁ＰＩの上にも延在している。対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧに重なるとともに隔壁ＰＩの上にも延在している。

図４は、本実施形態における有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの主要部を模式的に示す断面図である。なお、この図４においては、図示しない隔壁によって囲まれた内側の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの断面構造を図示しており、説明に不要な構成は省略している。

酸化物層１２０は、画素電極ＰＥの上に配置された第１酸化物層１２１と、第１酸化物層１２１の上に配置された第２酸化物層１２２と、を有している。これらの第１酸化物層１２１及び第２酸化物層１２２は、例えば、主として酸化モリブデンなどの無機化合物によって形成され、必要に応じてマグネシウムなどの金属をドープして形成されても良い。このような酸化物層１２０は、ホール輸送性を有しており、本実施形態においては第１ホール輸送層ＨＴＬ１（またはホール注入層）として機能する。

なお、第１酸化物層１２１と第２酸化物層１２２とが同一材料によって形成されている場合には、両者の境界を確認できない場合があり得るが、一方の酸化物層のみに金属がドープされている場合には、両者の境界を確認できる。また、第１酸化物層１２１と第２酸化物層１２２とが異なる材料によって形成されている場合には、両者の境界を確認できる。

有機層ＯＲＧは、第２酸化物層１２２の上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、第２酸化物層１２２の上に配置されたホール輸送層ＨＴＬと、ホール輸送層ＨＴＬの上に配置された発光層ＥＭＬと、発光層ＥＭＬの上に配置された電子輸送層ＥＴＬと、を有している。ここでは、ホール輸送層ＨＴＬは、第１ホール輸送層ＨＴＬ１と区別するために、第２ホール輸送層ＨＴＬ２と称する。

第１ホール輸送層ＨＴＬ１が無機化合物によって形成されているのに対して、第２ホール輸送層ＨＴＬ２が有機化合物によって形成されているため、第１ホール輸送層ＨＴＬ１と第２ホール輸送層ＨＴＬ２との境界は確認できる。なお、有機層ＯＲＧにおいては、第２ホール輸送層ＨＴＬ２と発光層ＥＭＬとの境界が確認できない場合があり得る。

対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。

次に、図４に示した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの製造方法について図５を参照しながら説明する。

まず、図５の（ａ）に示すように、絶縁基板ＳＵＢの上にアンダーコート層１１１、ゲート絶縁膜１１２、パッシベーション膜１１３、絶縁膜１１４、画素電極ＰＥ、図示しないスイッチング素子や隔壁などを形成した後に、前記画素電極ＰＥの表面を洗浄する第１洗浄処理を行い、さらに、乾燥処理を行う。この第１洗浄処理は、例えば、純水や、イソプロピルアルコールなどのアルコール類などを用いて行う。このような第１洗浄処理により、画素電極ＰＥの表面などに付着していた異物が除去される。

図５の（ａ）では、第１洗浄処理の後の状態を図示しており、第１洗浄処理によって除去し切れなかった残留異物、もしくは、第１洗浄処理の際に付着した異物が画素電極ＰＥの上に存在した状態を図示している。なお、図５では、絶縁基板ＳＵＢと画素電極ＰＥとの間に配置されたアンダーコート層１１１、ゲート絶縁膜１１２、パッシベーション膜１１３、絶縁膜１１４を総称して絶縁膜１１０とした。

続いて、図５の（ｂ）に示すように、画素電極ＰＥの上に、酸化物層１２０として第１酸化物層１２１を形成する。ここでは、第１酸化物層１２１として、例えば、蒸着法により酸化モリブデンの薄膜を２０ｎｍの膜厚に形成した。このように形成した第１酸化物層１２１の抵抗率は、１．５×１０^７Ωｃｍであった。

図５の（ｂ）では、画素電極ＰＥの上に第１酸化物層１２１が形成されている一方で、画素電極ＰＥの上に存在している異物及びこの異物の周囲には第１酸化物層１２１が形成されていない状態を図示している。つまり、異物付近の画素電極ＰＥは、第１酸化物層１２１によって覆われることなく、第１酸化物層１２１から露出している。なお、この図５の（ｂ）においては、異物の一部にも第１酸化物層１２１が堆積するが図示を省略している。

続いて、図５の（ｃ）に示すように、このような第１酸化物層１２１を形成した後に、前記第１酸化物層１２１の表面を洗浄する第２洗浄処理を行い、さらに、乾燥処理を行う。この第２洗浄処理は、第１洗浄処理と同様に、例えば、純水やアルコール類などを用いて行う。このような第２洗浄処理により、画素電極ＰＥの表面などに付着していた異物が除去される、あるいは、画素電極ＰＥに付着していた異物が画素電極ＰＥの表面から移動もしくは再付着する。

図５の（ｃ）では、第２洗浄処理の後の状態を図示しており、第２洗浄処理によって画素電極ＰＥの表面から第１酸化物層１２１の表面に異物が移動もしくは再付着した状態を図示している。

続いて、図５の（ｄ）に示すように、第１酸化物層１２１の上、及び、異物の影響によって第１酸化物層１２１から露出していた画素電極ＰＥの上に、酸化物層１２０として第２酸化物層１２２を形成する。ここでは、第２酸化物層１２２として、例えば、蒸着法により酸化モリブデンにマグネシウムを２％ドープした薄膜を２０ｎｍの膜厚に形成した。このように形成した第２酸化物層１２２の抵抗率は、８．０×１０^６Ωｃｍであった。

図５の（ｄ）では、第１酸化物層１２１及び画素電極ＰＥの上に第２酸化物層１２２が形成されている一方で、第１酸化物層１２１の上に存在している異物及びこの異物の周囲には第２酸化物層１２２が形成されていない状態を図示している。つまり、異物付近の第１酸化物層１２１は、第２酸化物層１２２によって覆われることなく、第２酸化物層１２２から露出している。なお、この図５の（ｄ）においては、異物の一部にも第２酸化物層１２２が堆積するが図示を省略している。

その後、図６に示すように、第２酸化物層１２２の上に有機層ＯＲＧを形成し、この有機層ＯＲＧの上に、対向電極ＣＥを形成した。なお、有機層ＯＲＧは、第２酸化物層１２２の上に、図示しない第２ホール輸送層ＨＴＬ２、発光層ＥＭＬ、電子輸送層ＥＴＬをこの順に積層して形成した。また、対向電極ＣＥは、マグネシウム・銀によって形成した。さらに、本実施形態においては、有機層ＯＲＧと対向電極ＣＥとの間に、図示しない電子注入層としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）の薄膜を形成した。

なお、図６においては、上述した工程を経て形成された有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの主要部の断面を模式的に示しているが、説明に不要な構成は省略している。

画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間の酸化物層１２０に着目すると、第１酸化物層１２１が形成されていない部分、及び、第２酸化物層１２２が形成されていない部分については、第１酸化物層１２１及び第２酸化物層１２２が積層されている部分と比較して膜厚が薄い。ここでの膜厚とは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する各層の積層方向に沿った長さに対応する。

図６に示した例では、酸化物層１２０は、厚膜領域Ａ１と、第１領域Ａ１１と、第２領域Ａ１２とを有している。厚膜領域Ａ１は、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に第１酸化物層１２１及び第２酸化物層１２２が積層されている部分に相当する。つまり、この厚膜領域Ａ１では、画素電極ＰＥの上に第１酸化物層１２１が積層されるとともに、第１酸化物層１２１の上に第２酸化物層１２２が積層され、第２酸化物層１２２の上に有機層ＯＲＧが積層されている。第１領域Ａ１１は、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に第１酸化物層１２１が形成されずに第２酸化物層１２２が配置された部分に相当する。つまり、この第１領域Ａ１１では、画素電極ＰＥが第１酸化物層１２１から露出しており、画素電極ＰＥの上に第２酸化物層１２２が積層され、第２酸化物層１２２の上に有機層ＯＲＧが積層されている。第２領域Ａ１２は、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に第２酸化物層１２２が形成されずに第１酸化物層１２１が配置された部分に相当する。つまり、この第２領域Ａ１２では、画素電極ＰＥの上に第１酸化物層１２１が積層され、この第１酸化物層１２１が第２酸化物層１２２から露出しており、第１酸化物層１２１の上に有機層ＯＲＧが積層されている。

厚膜領域Ａ１における酸化物層１２０は、第１酸化物層１２１の膜厚及び第２酸化物層１２２の膜厚の総和に相当する第１膜厚Ｔ１を有している。第１領域Ａ１１は、厚膜領域Ａ１よりも薄い第１薄膜領域Ａ２１を含んでいる。第２領域Ａ１２は、厚膜領域Ａ１よりも薄い第２薄膜領域Ａ２２を含んでいる。なお、第１領域Ａ１１の全体が第１薄膜領域Ａ２１であるとは限らないし、同様に、第２領域Ａ１２の全体が第２薄膜領域Ａ２２であるとは限らない。本実施形態において、これらの第１薄膜領域Ａ２１及び第２薄膜領域Ａ２２を、単に薄膜領域Ａ２と総称することがある。

薄膜領域Ａ２における酸化物層１２０は、第１膜厚Ｔ１より小さい第２膜厚Ｔ２を有している。すなわち、第１薄膜領域Ａ２１における酸化物層１２０の膜厚は、第２酸化物層１２２のみの膜厚に相当する第２膜厚Ｔ２となる。また、第２薄膜領域Ａ２２における酸化物層１２０の膜厚は、第１酸化物層１２１のみの膜厚に相当する第２膜厚Ｔ２となる。なお、図６において、第１薄膜領域Ａ２１の膜厚と、第２薄膜領域Ａ２２の膜厚とは、必ずしも同一の第２膜厚Ｔ２になるとは限らない。

このように、酸化物層１２０の厚膜領域Ａ１が介在する画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間隔は、酸化物層１２０の薄膜領域Ａ２が介在する画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間隔よりも大きい。

通常、第１酸化物層１２１及び第２酸化物層１２２を形成する過程で異物の影響を受けなければ、酸化物層１２０は、画素電極ＰＥの上の略全体にわたって第１膜厚Ｔ１で略均一に形成される。つまり、酸化物層１２０の略全体が厚膜領域Ａ１となる。

第１酸化物層１２１及び第２酸化物層１２２を形成する過程で異物の影響を受けた場合にも、酸化物層１２０は、異物の影響を受けていない画素電極ＰＥの上の大部分においては第１膜厚Ｔ１の厚膜領域Ａ１となる一方で、異物の影響を受けた画素電極ＰＥの上の局所的な部分においては第１膜厚Ｔ１より薄い第２膜厚Ｔ２の薄膜領域Ａ２が形成される。つまり、薄膜領域Ａ２が形成された第２面積は、厚膜領域Ａ１が形成された第１面積より小さい。

上述したように、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に配置された酸化物層１２０は、第１面積にわたって第１膜厚Ｔ１に形成された厚膜領域Ａ１と、第１面積より小さい第２面積にわたって第１膜厚Ｔ１より薄い第２膜厚Ｔ２に形成された薄膜領域Ａ２と、を有している。

因みに、異物の平均的なサイズは、直径が１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度であり、画素電極ＰＥの一辺のサイズと比較して極めて小さい。このため、異物が存在したとしても、この異物の影響によって形成される薄膜領域Ａ２の面積は、厚膜領域Ａ１の面積と比較して極めて小さい。

また、第１領域Ａ１１及び第２領域Ａ１２が同一の異物に起因して形成された場合には、第１領域Ａ１１が形成された面積は、第２領域Ａ１２が形成された面積と略同等となる。このような場合であっても、第２領域Ａ１２に含まれる第２薄膜領域Ａ２２が形成された面積は、第１領域Ａ１１に含まれる第１薄膜領域Ａ２１が形成された面積よりも大きい。

つまり、酸化物層１２０は、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に第１酸化物層１２１及び第２酸化物層１２２が積層された厚膜領域Ａ１と、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に第１酸化物層１２１が形成されず第２酸化物層１２２が配置され厚膜領域Ａ１よりも薄い第１薄膜領域Ａ２１を含む第１領域Ａ１１と、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に第２酸化物層１２２が形成されず第１酸化物層１２１が配置され厚膜領域Ａ１よりも薄い第２薄膜領域Ａ２２を含む第２領域Ａ１２と、を有しており、第２薄膜領域Ａ２２が第１薄膜領域Ａ２１よりも広い面積にわたって形成されている。

画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に酸化物層１２０を配置しない場合、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを形成する過程で、画素電極ＰＥの上に異物が存在した状態で有機層ＯＲＧを蒸着すると、異物の影響により有機層ＯＲＧが均一に蒸着されず、画素電極ＰＥの一部が有機層ＯＲＧから露出してしまうことがある。このため、有機層ＯＲＧに続いて対向電極ＣＥを蒸着すると、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間でショートが発生する。このようなショートが発生した状態の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤでは、表示不良を発生し、点欠陥となる。このため、有機層ＯＲＧを形成する前に、十分な洗浄を行って異物を事前に取り除く必要があるが、異物が完全に除去できない場合がある。

本実施形態によれば、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に配置された酸化物層１２０を備えている。図４に示した例では、酸化物層１２０は、第１酸化物層１２１及びこの第１酸化物層１２１に積層された第２酸化物層１２２によって構成されている。このような酸化物層１２０を形成する過程においては、第１酸化物層１２１を形成した後に、洗浄工程を経てから、第２酸化物層１２２を形成している。

このため、たとえ第１酸化物層１２１を形成する過程で画素電極ＰＥの上に異物が付着していたとしても、第２酸化物層１２２を形成する前の洗浄工程により異物が除去される。この洗浄工程に続いて第２酸化物層１２２を形成する工程では、第１酸化物層１２１の上に第２酸化物層１２２が積層されるとともに、異物の影響により第１酸化物層１２１が形成されず画素電極ＰＥが露出していた部分は第２酸化物層１２２によって覆われる。つまり、画素電極ＰＥは、第１酸化物層１２１及び第２酸化物層１２２の少なくとも一方によって確実に覆われる。

このような酸化物層１２０の上に有機層ＯＲＧを形成した後に、有機層ＯＲＧの上に対向電極ＣＥを形成することによって得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤによれば、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間のショートを抑制することが可能となる。したがって、点欠陥の発生も抑制できる。

一方で、第２酸化物層１２２を形成する前の洗浄工程において、除去した異物が第１酸化物層１２１の上に再付着したとしても、第２酸化物層１２２を形成する工程で、異物付近で第２酸化物層１２２が形成されていないものの、下地となる第１酸化物層１２１が画素電極ＰＥを覆っているため、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間のショートを抑制することが可能となる。

なお、画素電極ＰＥを形成する工程と対向電極ＣＥを形成する工程との間のＥＬ工程において、異物は基板上にランダムに付着するため、洗浄処理の後の取り扱いで、異物が除去されたのと同じ位置に再度異物が付着する確率は極めて低い。このため、第１酸化物層１２１を形成したのちに洗浄し、異物を除去した後に第２酸化物層１２２を形成することで点欠陥の低減が可能となる。

上述した工程を経て形成した表示パネル１について、点欠陥数をカウントしたところ、以下の結果が得られた。なお、ここでは、各画素が、赤色に発光する有機ＥＬ素子を備えた赤サブピクセル、緑色に発光する有機ＥＬ素子を備えた緑サブピクセル、及び、青色に発光する有機ＥＬ素子を備えた青サブピクセルを備えたＱＶＧＡモード（３２０×ＲＧＢ×２４０、全２３０，４００サブピクセル）の表示パネル１を作成した。酸化物層１２０を形成しなかった場合に点欠陥数が２０個であったのに比較して、酸化物層１２０を形成した場合には、点欠陥数が３個に低減した。

また、上述した工程を経て形成した表示パネル１については、第１酸化物層１２１が有する第１抵抗率（１．５×１０^７Ωｃｍ）よりも、第２酸化物層１２２が有する第２抵抗率（８．０×１０^６Ωｃｍ）の方が小さい。このため、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間の酸化物層１２０の抵抗増大による駆動電圧の上昇を抑制することができる。

上述した本実施形態においては、酸化物層１２０が第１酸化物層１２１と第２酸化物層１２２との積層体である場合について説明したが、酸化物層１２０は、無機化合物からなる酸化物層を３層以上にわたって積層した積層体であっても良い。

また、上述した本実施形態において、純水等を用いた洗浄工程より前に形成される第１酸化物層１２１は、無機化合物によって形成されているため、洗浄工程において剥離することはない。しかしながら、第１酸化物層１２１を有機化合物によって形成した場合には、洗浄工程において剥離するおそれがあるため、第１酸化物層１２１を形成する材料としては、有機化合物は望ましくない。

一方で、洗浄工程より後に形成される第２酸化物層１２２については、有機化合物によって形成されたホール輸送層に置換しても良い。図７は、他の本実施形態における有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの主要部を模式的に示す断面図である。なお、この図７においては、説明に不要な構成は省略している。

酸化物層１２０は、画素電極ＰＥの上に配置されている。ここに示した例では、酸化物層１２０は、第１酸化物層１２１によって形成されている。この第１酸化物層１２１は、無機化合物によって形成されている。このような第１酸化物層１２１は、ホール輸送性を有しており、本実施形態においては第１ホール輸送層ＨＴＬ１（またはホール注入層）として機能する。

有機層ＯＲＧは、第１酸化物層１２１の上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、第１酸化物層１２１の上に配置された第２ホール輸送層ＨＴＬ２と、第２ホール輸送層ＨＴＬ２の上に配置された発光層ＥＭＬと、発光層ＥＭＬの上に配置された電子輸送層ＥＴＬと、を有している。

なお、第１ホール輸送層ＨＴＬ１が無機化合物によって形成されているのに対して、第２ホール輸送層ＨＴＬ２が有機化合物によって形成されているため、第１ホール輸送層ＨＴＬ１と第２ホール輸送層ＨＴＬ２との境界は確認できる。有機層ＯＲＧにおいては、第２ホール輸送層ＨＴＬ２と発光層ＥＭＬとの境界が確認できない場合があり得る。

対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。

図７に示した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの製造方法について図８を参照しながら簡単に説明する。なお、図８は、このようにして形成された有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの主要部の断面を模式的に示している。

画素電極ＰＥなどを形成した後に、第１洗浄処理及び乾燥処理を行う。続いて、画素電極ＰＥの上に、無機化合物からなる第１酸化物層１２１を形成する。画素電極ＰＥの上に第１酸化物層１２１を形成する際、画素電極ＰＥの上に付着した異物及びこの異物の周囲には第１酸化物層１２１が形成されず、異物付近の画素電極ＰＥは、第１酸化物層１２１に覆われることなく、第１酸化物層１２１から露出している。

このような第１酸化物層１２１を形成した後に、第２洗浄処理及び乾燥処理を行う。そして、このような第１酸化物層１２１を形成した後に、有機層ＯＲＧとして、有機化合物からなる第２ホール輸送層ＨＴＬ２、発光層ＥＭＬ、電子輸送層ＥＴＬの順に形成する。その後、対向電極ＣＥを形成し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを得る。

上記工程で形成される第２ホール輸送層ＨＴＬ２は、第１酸化物層１２１の上に形成されるとともに、第１酸化物層１２１から露出した画素電極ＰＥの上にも形成される。このように形成された第２ホール輸送層ＨＴＬ２については、その上面つまり発光層ＥＭＬとの境界面は、平坦ではなく、第１酸化物層１２１の上に積層された部分と比較して、第１酸化物層１２１から露出した画素電極ＰＥの直上の部分では窪んでいる。なお、有機層ＯＲＧについては、上述した通り、第２ホール輸送層ＨＴＬ２と発光層ＥＭＬとの境界面が確認できない場合があり得る。

図８に示したように、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間の酸化物層１２０に着目すると、第１酸化物層１２１が形成されていない部分については、第１酸化物層１２１が形成されている部分と比較して膜厚が薄い。

図８に示した例では、酸化物層１２０は、厚膜領域Ａ１と、薄膜領域Ａ２とを有している。厚膜領域Ａ１は、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に第１酸化物層１２１が形成されている部分に相当する。つまり、この厚膜領域Ａ１では、画素電極ＰＥの上に第１酸化物層１２１が積層されるとともに、第１酸化物層１２１の上に有機層ＯＲＧが積層されている。薄膜領域Ａ２は、画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧとの間に第１酸化物層１２１が形成されず、画素電極ＰＥが第１酸化物層１２１から露出しており、画素電極ＰＥの上に有機層ＯＲＧの第２ホール輸送層ＨＴＬ２が積層されている。

厚膜領域Ａ１における酸化物層１２０は、第１酸化物層１２１の膜厚に相当する第１膜厚Ｔ１を有している。薄膜領域Ａ２は、酸化物層１２０を構成する第１酸化物層１２１が形成されていないため、膜厚はゼロであり、厚膜領域Ａ１よりも薄い。

このような有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいても、画素電極ＰＥの上に第１酸化物層１２０を形成した後に、洗浄工程及び乾燥工程を経てから、第２ホール輸送層ＨＴＬ２を形成しているため、たとえ第１酸化物層１２１を形成する過程で画素電極ＰＥの上に異物が付着していたとしても、第２ホール輸送層ＨＴＬ２を形成する前の洗浄工程により異物が除去される。この洗浄工程に続いて第２ホール輸送層ＨＴＬ２を形成する工程では、第１酸化物層１２１の上に第２ホール輸送層ＨＴＬ２が積層されるとともに、異物の影響により第１酸化物層１２１が形成されず画素電極ＰＥが露出していた部分は第２ホール輸送層ＨＴＬ２によって覆われる。つまり、画素電極ＰＥは、第１酸化物層１２１及び第２ホール輸送層ＨＴＬ２の少なくとも一方によって確実に覆われる。

このような有機ＥＬ素子ＯＬＥＤによれば、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間のショートを抑制することが可能となる。したがって、点欠陥の発生も抑制できる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本実施形態は、有機ＥＬ装置として、有機ＥＬ表示装置について説明したが、有機ＥＬ照明や有機ＥＬプリンターヘッドなどにも利用可能である。

１…表示パネル
１００…アレイ基板
ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子
ＰＥ…画素電極
ＣＥ…対向電極
ＯＲＧ…有機層
１２０…酸化物層 １２１…第１酸化物層 １２２…第２酸化物層

Claims (5)

1. 画素電極と、
   前記画素電極の上方に配置された有機層と、
   前記有機層の上に配置された対向電極と、
   前記画素電極と前記有機層との間に配置され、第１面積にわたって第１膜厚に形成された厚膜領域と、第１面積より小さい第２面積にわたって第１膜厚より薄い第２膜厚に形成された薄膜領域と、を有する酸化物層と、
   を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
2. 前記酸化物層は、前記画素電極の上に配置された第１酸化物層と、前記第１酸化物層の上に配置された第２酸化物層と、を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 画素電極と、
   前記画素電極の上に配置され、第１面積にわたって第１膜厚に形成された厚膜領域と、第１面積より小さい第２面積にわたって第１膜厚より薄い第２膜厚に形成された薄膜領域と、を有する無機化合物によって形成された第１ホール輸送層またはホール注入層と、
   前記第１ホール輸送層または前記ホール注入層の上に配置され有機化合物によって形成された第２ホール輸送層と、前記第２ホール輸送層の上に配置された発光層と、前記発光層の上に配置された電子輸送層と、を有する有機層と、
   前記有機層の上に配置された対向電極と、
   を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
4. 画素電極と、
   前記画素電極の上方に配置された有機層と、
   前記有機層の上に配置された対向電極と、
   前記画素電極と前記有機層との間に第１酸化物層及び第２酸化物層が積層された厚膜領域と、前記画素電極と前記有機層との間に前記第１酸化物層が形成されず前記第２酸化物層が配置され前記厚膜領域よりも薄い第１薄膜領域を含む第１領域と、前記画素電極と前記有機層との間に前記第２酸化物層が形成されず前記第１酸化物層が配置され前記厚膜領域よりも薄い第２薄膜領域を含む第２領域と、を有し、前記第２薄膜領域が前記第１薄膜領域よりも広い面積にわたって形成された酸化物層と、
   を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
5. 画素電極を形成する工程と、
   前記画素電極の表面を洗浄する第１洗浄工程と、
   前記第１洗浄工程の後に、前記画素電極の上に第１酸化物層を形成する工程と、
   前記第１酸化物層の表面を洗浄する第２洗浄工程と、
   前記第２洗浄工程の後に、前記第１酸化物層の上に第２酸化物層を形成する工程と、
   前記第２酸化物層の上に有機層を形成する工程と、
   前記有機層の上に対向電極を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。

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