JP4345267B2

JP4345267B2 - ELECTRO-OPTICAL DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICE

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Publication number: JP4345267B2
Application number: JP2002216865A
Authority: JP
Inventors: 英和小林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: JP2004063139A

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（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）、等の透明導電材料からなる陽極と、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、Ａｌｑ３等の発光物質からなる発光層と、Ａｌ等の高融点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、蛍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のスルフォ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】
また、近年、上述の電気光学装置の正孔注入層及び発光層の形成方法においては、インクジェット方式が提案されている。インクジェット方式とは、いわゆるインクジェットプリンタでよく知られているカラー印刷技術であり、各種材料を液状化させた材料インクの液滴を、インクジェットヘッドから透明基板上に吐出し、定着させるものである。インクジェット方式によれば、微細な領域に材料インクの液滴を正確に吐出できるので、フォトリソグラフィーを行うことなく、所望の着色領域に直接材料インクを定着させることができる。従って、材料の無駄も発生せず、製造コストの低減も図れ、非常に合理的な方法となる。
【０００５】
【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によって陽極の一部が溶解し、溶解された陽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。また、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは分散性が悪いため、ＰＳＳに含まれる酸性粒子が拡散することなくＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ中に留まってしまい、この粒子が発光層と陰極を浸食し、ダークスポットが生成してしまうという問題があった。また、更にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの形成においては、インクジェット装置が用いられるので、インクジェット装置を構成する金属部材がＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの酸によって浸食されやすいという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、強酸性のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳによる陽極の金属イオンの溶出を最小限に抑制しつつ、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、電気光学装置の長寿命化を図り、ダークスポット生成の抑制し、また、インクジェット装置の要部への浸食を抑制すると共に、製造コストを低減できる電気光学装置及びその製造方法、並びにそのような電気光学装置を備えた電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
即ち、一対の電極間に狭持された発光層と正孔注入層を備えた電気光学装置において、前記正孔注入層を形成する強酸性の正孔注入材料に、アルカリ剤が添加されていることを特徴とするものである。
本発明の電気光学装置について、例えば強酸性物質はＰＥＤＯＴ：ＰＳＳであり、アルカリ剤がアンモニアである場合を説明する。
従って、本発明では、正孔注入材料にアンモニアが添加されることによって、正孔注入材料中のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳに含まれるスルフォン酸基とアンモニアとによって、中和反応が生じ、正孔注入材料は所定のｐＨ値に調整され、即ち、容易に正孔注入材料のｐＨ値の調整を行うことができる。
このように、ｐＨ値を調整できるので、これまで強酸性であった正孔注入材料を弱酸性に調整することができ、正孔注入材料の強酸による陽極の溶解、浸食を抑えることによって電極の金属イオンの発光層への溶出を最小限に抑制することができ、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、電気光学装置の長寿命化を達成することができる。
また、上述の中和反応によって正孔注入材料の流動性が向上するので、これまで分散性が悪かったＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、正孔注入材料内に均一に分散し、また、ＰＳＳに含まれる酸性粒子が一様に拡散し、よって、酸性粒子がＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ中に留まることがなく、酸性粒子による発光層及び陰極への浸食を抑制し、即ち、ダークスポットの生成を抑制することができる。
また、材料吐出法によって上述の正孔注入材料を吐出して正孔注入層を形成する場合には、材料吐出装置におけるインク流路の金属部材の腐食、浸食を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明は、先に記載の電気光学装置であり、アルカリ剤が添加された正孔注入材料は、ｐＨ４以上になっていることが好ましい。
従って、本発明では、正孔注入材料がｐＨ４以上にされるので、正孔注入材料の強酸による陽極の溶解、浸食を好適に抑えることができる。これにより電気光学装置の長寿命化を達成することができる。また、同時にダークスポットの生成を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明は、先に記載の電気光学装置であり、アルカリ剤は、アンモニア又はアミンであるか、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩基であることが好ましい。
従って、本発明では、好適なアルカリ剤が採用されるので、正孔注入材料の強酸による陽極の溶解、浸食を好適に抑えるができる。これにより電気光学装置の長寿命化を達成することができる。また、同時にダークスポットの生成を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明は、先に記載の電気光学装置であり、正孔注入材料は、ポリチオフェン、ポリアニリン及びポリピロールのうち少なくともいずれか一つを有していることが好ましい。
従って、本発明では、先に記載の電気光学装置を製造することができるので、先に記載の電気光学装置と同様の効果を奏する。
【００１１】
また、更に本発明の電気光学装置の製造方法は、先に記載の電気光学装置の製造方法であり、正孔注入層を形成する強酸性の正孔注入材料にアルカリ剤を添加すると共に、該正孔注入材料を材料吐出法によって吐出して前記正孔注入層を形成することを特徴とするものである。
従って、本発明では、先に記載の電気光学装置を製造することができるので、先に記載の電気光学装置と同様の効果を奏する。
また、本発明では、材料吐出法を用いるので、液状化された正孔注入材料の材料インクを形成し、その材料インクを吐出・乾燥させることによって、必要なパターンを成膜することができる。その結果として、一様な層膜を形成してから部分的に層膜を除去してパターンを形成するという材料および製造工程の無駄が低減され、製造が容易になり、製造コストを低減することができる。
更に、発光層などを材料吐出法により形成する場合、同一のプロセスで製造できるので製造効率を向上することができる。
ここで、液状化とは、所定の材料を蒸発又は揮発可能な液体中に含ませることによって液体状とすることを意味する。従って、例えば溶媒に材料を溶かして液体状とすること、及び材料を液体中に分散させて液体状とすることを含むものとする。後者の場合、材料は粉体として形成されてもよいし、粉砕されて砕片とされていてもよい。また材料吐出法によって製造可能であれば、他の形態をとることにより液状化してもよい。
【００１２】
次に、本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
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。このように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、長期に渡って安定した表示が可能となるとともに、製造コストが低減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、以下では、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】
更に、画素領域Ｘの各々には、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該電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極（電極）２３と、この陽極２３と陰極５０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、更に機能層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、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（一点鎖線及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。この走査線駆動回路８０はダミー領域５の下側に位置して設けられている。
【００２３】
更に、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。この検査回路９０はダミー領域５の下側に位置して設けられている。この検査回路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）を介して送信及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、この基板２０の対向側である封止基板３０側から発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、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（発光層）６０及び電子輸送層５２を順に形成されたものである。
【００３１】
陽極２３は、ＩＴＯによって構成され、印加された電圧によって、正孔を有機ＥＬ層６０に向けて注入するものであり、仕事関数が高く導電性を有している。陽極２３を形成するための材料としては、ＩＴＯに限るものではなく、封止側発光型のＥＬ表示装置の場合には、特に光透過性を備えた材料を採用する必要はなく、好適な材料であればよい。また、基板側発光型のＥＬ表示装置の場合には、光透過性を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、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）を採用することができる。
【００３２】
正孔注入層７０は、陽極２３の正孔を有機ＥＬ層６０に注入するものであり、正孔注入材料に溶媒を加えた材料インクを後述のインクジェット法（材料吐出法）によって成膜し、乾燥処理によって蒸発させて形成したものである。正孔注入材料としては、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン）にＰＳＳ（ポロスチレンスルフォン酸）をドープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの一種であるバイトロン−Ｐ（Bytron-Ｐ：バイエル社製）が採用され、また、材料インクには、アルカリ剤の一つであるアンモニアが添加され、ｐＨ６に調整されている。
このような正孔注入材料の例として種種の導電性高分子材料が好適に用いられ、例えば、ポリアニリン、ポリピロール等を採用することができる。また、正孔注入材料に添加するアルカリ剤としては、アンモニアに限定することはなく、フェニルアミン等のアミンを有したものを採用することができる。
【００３３】
有機ＥＬ層６０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ようになっている。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。
【００３４】
電子輸送層５２は、有機ＥＬ層６０に電子を注入する役割を果たすものであり、こ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及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及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。
【００３５】
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。また本実施形態では、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。そのために光透過性であって、仕事関数が低い材料から構成される。
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、そ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、化学的に安定で仕事関数が低く、単層構造でもよく、また金属材料に限るものではない。
【００３６】
このように構成された機能層１１０においては、正孔注入層７０がｐＨ６に調整されたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの材料インクを乾燥することにより形成されているので、正孔注入層７０と接合している陽極２３は正孔注入層７０の酸によって最小限に溶解され、ＩＴＯを構成する金属であるインジウム及び錫がイオン化され、陽極２３と正孔注入層７０は密着した接合状態となり、導電性が確保される。また、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳにアンモニアが添加されることによって、中和反応が生じ、余分なＰＳＳがアンモニアにより中和され、必要以上にＩＴＯを溶解することがない。
また、アンモニアが添加されたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをインクジェット法によって吐出する場合には、インクジェット装置インク流路内のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳと接触する金属部材の腐食、浸食が抑制される。
【００３７】
このような正孔注入層７０を備えた機能層１１０の陽極２３に、電源線１０３（図１参照）から駆動電流が流れ込むと、陽極２３と陰極５０の間に電位差が生じ、陽極２３の正孔が正孔注入層７０を介して、有機ＥＬ層６０に注入され、また、陰極５０の電子が電子輸送層５２を介して有機ＥＬ層６０に注入されるので、有機ＥＬ層６０に注入された正孔と電子とが結合することにより、有機ＥＬ層６０は発光する。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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ＳｉＯ２を主体とする下地保護層を下地として、その上層にシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面は、ＳｉＯ₂及びＳｉＮのうちいずれか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。
【００４１】
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、ＳｉＯ₂を主体とする第１層間絶縁層２８３によって覆われている。
【００４２】
更に、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。
【００４３】
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、ＳｉＯ₂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。
【００４４】
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ＳｉＯ₂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。
【００４５】
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。
【００４６】
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に接続するドレイン領域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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。更に、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。
【００５１】
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によって、材料インクを吐出・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ことから、より好ましい。
【００５２】
ここで、インクジェット法及びインクジェット装置について説明する。
図１１は、インクジェット装置の概略構成を示す概略構成図である。
インクジェット装置４００は、材料インクを貯留するインクタンク４１０と、材料インクを移送するインク流路４２０と、１滴当たりの液量が制御された材料インクを吐出する吐出ノズル４３０を備えた吐出ヘッド４４０と、吐出ヘッド４４０を制御する吐出ヘッド制御部４５０とによって構成されており、また、インクタンク４１０、インク流路４２０、吐出ノズル４３０及び吐出ヘッド４４０においては、材料インクと接触する部分は金属部材が用いられている。
【００５３】
このインクジェット装置４００が吐出する材料インクは、所定の材料を蒸発又は揮発可能な液体中に含ませることによって液状化されたものであり、従って、例えば溶媒に材料を溶かして液状化されたもの、及び材料を液体中に分散させて液状化されたものを含むものとする。後者の場合、材料は粉体であってもよいし、粉砕された砕片であってもよい。また材料吐出法によって製造可能であれば、他の形態をとることにより液状化された材料インクであってもよい。また、分散性が悪い強酸性の材料を吐出する場合には、これにアルカリ剤等を添加して、中和させて流動性を向上させたものであってもよい。このようなアルカリ剤を添加する場合は、予めアルカリ剤を添加した材料インクをインクタンク４１０に搭載するだけに限らず、インクタンク４１０内において、材料インクの所定の流動性を維持できるような種種の方法が好適に採用される。
なお、インクタンク４１０、インク流路４２０、吐出ノズル４３０及び吐出ヘッド４４０は、材料インク毎に専用に使用されるので、異種の材料インクが混同することはない。
【００５４】
このように構成されたインクジェット装置４００においては、材料インクがインクタンク４１０からインク経路４２０を経て吐出ヘッド４４０に供給し、また、不図示のステージ部が吐出ヘッド４４０と基材（基板２０）とを相対移動させ、吐出ヘッド制御部４５０の制御信号に応じて材料インクが基材に吐出され、所定の材料インクによる所望のパターンが形成される。
【００５５】
図１０（ｄ）に戻り、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。陽極２３は、印刷法又はインクジェット法によって材料インクを吐出・乾燥して所定位置に成膜する。
また、その際同時に、ダミー領域のダミーパターンも形成する。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、同様にして陽極２３の上層に機能層１１０を形成していく。即ち、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０、電子輸送層５２を順次成膜する。そして、機能層１１０、有機バンク層２２１などを覆う陰極５０を透明電極として成膜する。機能層１１０、陰極５０は、上記と同様の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、この機能層１１０の形成工程以降は、正孔注入層７０、正孔輸送層７１、有機ＥＬ層６０及び電子輸送層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。
【００５７】
ここで、正孔注入層７０をインクジェット法で成膜する場合について詳細を説明する。正孔注入層７０の材料インクは、ｐＨ６となるようにＰＥＤＯＴ：ＰＳＳにアンモニアが添加されたものであり、この材料インクがインクタンク４１０、インク流路４２０及び吐出ヘッド４４０に充填された状態で、吐出ノズル４３０を陽極２３の上面に対向させ、吐出ヘッド４４０と基材とを相対移動させながら、吐出ノズル４３０から正孔注入層７０の材料インクを陽極２３の上面に吐出する。次に、この基材を乾燥処理することによって、材料インクに過剰に添加されたアンモニアは溶媒又は液体と共に蒸発し、正孔注入層７０が形成される。
また、正孔注入層７０の材料インクはｐＨ６に調整されているので、この材料インクと接触するインクタンク４１０、インク流路４２０、吐出ノズル４３０及び吐出ヘッド４４０を構成する金属部材が腐食、浸食することがない。
【００５８】
更に、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】
上述したように、本実施形態のＥＬ表示装置１によれば、正孔注入層７０は、アンモニアによってｐＨ６に調整された材料インクによって形成されるので、陽極２３の溶解、浸食を最小限に抑え、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、ＥＬ表示装置１の長寿命化を達成することができる。また、更にインクタンク４１０、インク流路４２０、吐出ノズル４３０及び吐出ヘッド４４０を構成する金属部材の腐食、浸食を抑制することができる。
また、中和反応によって正孔注入材料の流動性が向上し、ＰＳＳの酸性粒子が一様に拡散し、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ中に留まることがないので、ダークスポットの生成を抑制することができる。
【００６０】
また、本発明に係るＥＬ表示装置１の製造方法によれば、インクジェット法によって正孔注入層７０を形成し、ＥＬ表示装置１を製造するので、製造効率が向上するとともに材料の無駄がなくなり、ＥＬ表示装置１の製造コストを低減することができるという効果を奏する。
【００６１】
なお、上記の説明では製造方法の概略を説明したものであり、成膜対象によっては、インクジェット法によって成膜する際、材料吐出に先立って、例えば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、上層の材料インク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。
【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１２に基づき説明する。
図１２（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１２（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１２（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１２（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１２（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１２（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１２（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、前記の第１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、第１の実施形態のＥＬ表示装置の特徴を有するので、表示特性、信頼性が向上するとともに、製造コストが低減された電子機器となる。
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】
ガラス基板上にＴＦＴを形成した後に、陽極としてＩＴＯをパターニングし、次に、正孔注入材料としてバイエル社製バイトロン−ｐ（Bytron-p：バイエル社製）にアンモニアを加えて、ｐＨ６となるように調合した。これを先のＩＴＯをパターニングしたガラス基板上にスピンコートし、２００℃で１０分間焼成し、その膜厚を６０ｎｍとした。この上に、ポリジオクチルフルオレンを膜厚７０ｎｍとなるように製膜し、陰極としてＬｉＦ２ｎｍ、Ｃａ２０ｎｍ、Ａｌ２００ｎｍとなるように製膜した。
更に、エポキシ系接着剤及びガラス基板を用いて封止した。４００Ｃｄ／ｍ^２から半減寿命は５０時間となった。また、１年保存後のダークスポットの生成量は５個／ｃｍ^２であった。
これに対して、従来の正孔注入層、即ち、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ混合物未中和で正孔注入層を形成した場合、保存後のダークスポットの生成量は１００個／ｃｍ^２であった。
【００６５】
また、次に別の実施例について説明する。
ガラス基板上にＴＦＴを形成した後に、陽極としてＩＴＯをパターニングし、次に、正孔注入材料としてバイエル社製バイトロン−ｐ（Bytron-p：バイエル社製）にフェニルアミンを加えて、ｐＨ６となるように調合した。これを先のＩＴＯをパターニングしたガラス基板上にスピンコートし、２００℃で１０分間焼成し、その膜厚を６０ｎｍとした。この上に、ポリジオクチルフルオレンを膜厚７０ｎｍとなるように製膜し、陰極としてＬｉＦ２ｎｍ、Ｃａ２０ｎｍ、Ａｌ２００ｎｍとなるように製膜した。
更に、エポキシ系接着剤及びガラス基板を用いて封止した。４００Ｃｄ／ｍ^２から半減寿命は４５時間となった。また、１年保存後のダークスポットの生成量は１０個／ｃｍ^２であった。
これに対して、従来の正孔注入層、即ち、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ混合物未中和で正孔注入層を形成した場合、１年保存後のダークスポットの生成量は１００個／ｃｍ^２であった。
【００６６】
【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、アルカリ剤を正孔注入材料に添加することによって、所定のｐｈに調整することができる効果が得られる。また、正孔注入材料の強酸による電極の溶解、浸食を好適に抑えることで、電気光学装置の長寿命化を達成することができ、また、ダークスポットの生成を抑制できる効果が得られる。また、材料吐出法によって正孔注入材料の材料インクを吐出して正孔注入層を形成する場合には、材料吐出装置のインク流路の金属部材の腐食、浸食を抑制することができる効果が得られる。
【００６７】
また、本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、インクジェット法によって正孔注入層を形成し、電気光学装置を製造するので、製造効率が向上するとともに材料の無駄がなくなり、電気光学装置の製造コストを低減することができるという効果を奏する。
【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の実施形態の、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の実施形態の、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線に沿う断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の、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の実施形態の、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１の実施形態の、インクジェット装置の概略構成を説明するための概略構成図である。
【図１２】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】
１ＥＬ表示装置（電気光学装置）
２３陽極（電極）
５０陰極（電極）
６０有機ＥＬ層（発光層）
７０正孔注入層
１０００、１１００、１２００電子機器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-optical device, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electro-optical device such as an organic electroluminescence (hereinafter abbreviated as organic EL) display device, a plurality of circuit elements, an anode, a hole injection layer, and an electro-optical material such as an EL material are formed on a substrate. Some have a structure in which a light-emitting layer, a cathode, and the like are stacked and sealed with a sealing substrate between them. Specifically, on a transparent substrate such as a glass substrate, indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO) ₂ ), A positive electrode made of a transparent conductive material, a hole injection layer made of a polythiophene derivative (hereinafter abbreviated as PEDOT), a light emitting layer made of a light emitting material such as Alq3, and a refractory metal such as Al. A cathode made of a material or a metal compound is sequentially laminated.
In such an electro-optical device, holes injected from the anode side and electrons injected from the cathode side recombine in the light emitting layer having fluorescence ability and emit light when deactivated from the excited state. The phenomenon is used.
[0003]
PEDOT: PSS, in which PEDOT is doped with PSS (polystyrene sulfonic acid), is adopted as a PEDOT doped body constituting the hole injection layer of this electro-optical device. : Manufactured by Bayer) is often used.
This PSS is a strong acidic material, and PEDOT: PSS doped with PSS exhibits strong acidity (pH = about 1.3). Therefore, when PEDOT: PSS of the hole injection layer is formed on the anode, A part of the material is eluted and eroded, and an interface neutralized by dissolution of the anode and erosion reaction is formed. At this interface, the anode and PEDOT: PSS are mixed, and the sulfonic acid group of the PSS and the anode are intertwined and intimately bonded, resulting in a unified state.
In this way, by making the bonded state in which the interface between the anode and PEDOT: PSS is in close contact, high conductivity is obtained between the anode and the hole injection layer, and sufficient charge transfer is performed. The light emitting layer emits light well.
[0004]
In recent years, an inkjet method has been proposed as a method for forming the hole injection layer and the light emitting layer of the electro-optical device described above. The ink-jet method is a color printing technique well known for so-called ink-jet printers, in which droplets of material ink obtained by liquefying various materials are discharged from an ink-jet head onto a transparent substrate and fixed. According to the ink jet method, since the droplets of the material ink can be accurately ejected to a fine area, the material ink can be directly fixed to a desired colored area without performing photolithography. Accordingly, no material is wasted and the manufacturing cost can be reduced, which is a very rational method.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional electro-optical device, a part of the anode is dissolved by the strongly acidic PEDOT: PSS, and the dissolved metal ions of the anode are diffused in the light emitting layer. There has been a problem in that the luminance is reduced and the life of the electro-optical device is shortened. In addition, since PEDOT: PSS has poor dispersibility, acidic particles contained in PSS remain in PEDOT: PSS without diffusing, and these particles erode the light emitting layer and the cathode, and dark spots are generated. There was a problem. Furthermore, in forming PEDOT: PSS, since an ink jet apparatus is used, there is a problem in that the metal member constituting the ink jet apparatus is easily eroded by the acid of PEDOT: PSS.
[0006]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the object thereof is to suppress the elution of metal ions at the anode by the strongly acidic PEDOT: PSS to the minimum and to emit light without deteriorating the light emission characteristics. Electro-optical device capable of maintaining the brightness of the material, extending the life of the electro-optical device, suppressing the generation of dark spots, suppressing erosion to the main part of the ink jet device, and reducing the manufacturing cost It is an object of the present invention to provide a method and an electronic apparatus including such an electro-optical device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
That is, in an electro-optical device having a light emitting layer and a hole injection layer sandwiched between a pair of electrodes, an alkali agent is added to the strongly acidic hole injection material forming the hole injection layer. It is characterized by this.
Regarding the electro-optical device of the present invention, for example, a case where the strongly acidic substance is PEDOT: PSS and the alkaline agent is ammonia will be described.
Therefore, in the present invention, by adding ammonia to the hole injection material, a neutralization reaction occurs due to the sulfonic acid group and ammonia contained in PEDOT: PSS in the hole injection material, and the hole injection material is It is adjusted to a predetermined pH value, that is, the pH value of the hole injection material can be easily adjusted.
In this way, since the pH value can be adjusted, a hole injection material that has been strongly acidic until now can be used. Weakly acidic By controlling the dissolution and erosion of the anode by the strong acid of the hole injection material, the elution of the metal ions of the electrode to the light emitting layer can be suppressed to a minimum, and light emission can be performed without deteriorating the light emission characteristics. The luminance of the material can be maintained and the life of the electro-optical device can be extended.
In addition, since the fluidity of the hole injection material is improved by the neutralization reaction described above, PEDOT: PSS, which has been poorly dispersible until now, is uniformly dispersed in the hole injection material, and the acidity contained in the PSS. The particles diffuse uniformly, so that the acidic particles do not stay in PEDOT: PSS, and the erosion of the acidic particles to the light emitting layer and the cathode can be suppressed, that is, the generation of dark spots can be suppressed.
Further, when the hole injection layer is formed by discharging the above-described hole injection material by a material discharge method, corrosion and erosion of the metal member in the ink flow path in the material discharge device can be suppressed.
[0008]
In addition, the present invention is the electro-optical device described above, and the hole injection material to which the alkali agent is added preferably has a pH of 4 or more.
Therefore, in the present invention, since the hole injection material has a pH of 4 or higher, dissolution and erosion of the anode by the strong acid of the hole injection material can be suitably suppressed. As a result, the life of the electro-optical device can be extended. At the same time, the generation of dark spots can be suppressed.
[0009]
The present invention is the electro-optical device described above, and the alkaline agent is preferably ammonia or an amine, or an alkali metal or alkaline earth metal base.
Therefore, in the present invention, since a suitable alkaline agent is employed, dissolution and erosion of the anode by the strong acid of the hole injection material can be suitably suppressed. As a result, the life of the electro-optical device can be extended. At the same time, the generation of dark spots can be suppressed.
[0010]
In addition, the present invention is the electro-optical device described above, and the hole injection material preferably includes at least one of polythiophene, polyaniline, and polypyrrole.
Accordingly, in the present invention, since the electro-optical device described above can be manufactured, the same effect as the electro-optical device described above can be obtained.
[0011]
Furthermore, the electro-optical device manufacturing method of the present invention is the above-described electro-optical device manufacturing method, in which an alkali agent is added to the strongly acidic hole injection material forming the hole injection layer, The hole injection layer is formed by discharging a hole injection material by a material discharge method.
Accordingly, in the present invention, since the electro-optical device described above can be manufactured, the same effect as the electro-optical device described above can be obtained.
In the present invention, since a material discharge method is used, a necessary pattern can be formed by forming a material ink of a liquefied hole injection material, and discharging and drying the material ink. As a result, it is possible to reduce the waste of the material and the manufacturing process of forming a uniform layer film and then partially removing the layer film to form a pattern, facilitating the manufacturing, and reducing the manufacturing cost. Can do.
Furthermore, when the light emitting layer or the like is formed by a material discharge method, manufacturing efficiency can be improved because it can be manufactured by the same process.
Here, liquefaction means making it into a liquid state by including a predetermined material in a liquid that can be evaporated or volatilized. Therefore, for example, it includes dissolving a material in a solvent to form a liquid, and dispersing the material in a liquid to form a liquid. In the latter case, the material may be formed as a powder, or may be crushed into pieces. Moreover, as long as it can be manufactured by a material discharge method, it may be liquefied by taking other forms.
[0012]
Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device according to the present invention.
Examples of such electronic devices include information processing devices such as mobile phones, mobile information terminals, watches, word processors, and personal computers. As described above, by adopting the display device of the present invention for the display unit of an electronic device, it is possible to provide an electronic device that enables stable display over a long period of time and can reduce manufacturing costs.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an electro-optical device, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
This embodiment shows one mode of the present invention, does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. In each of the drawings shown below, the scale of each layer and each member is different in order to make each layer and each member recognizable on the drawing.
[0014]
[First Embodiment]
As a first embodiment of the electro-optical device of the present invention, an EL display device using an electroluminescent material, particularly an organic EL material, as an example of an electro-optical material will be described.
[0015]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a wiring structure of an EL display device according to this embodiment.
An EL display device (electro-optical device) 1 is an active matrix type EL display device using a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) as a switching element.
[0016]
As shown in FIG. 1, the EL display device 1 includes a plurality of scanning lines 101, a plurality of signal lines 102 extending in a direction perpendicular to the scanning lines 101, and parallel to each signal line 102. A plurality of extending power lines 103 are wired, and pixel regions X are provided in the vicinity of the intersections of the scanning lines 101 and the signal lines 102.
[0017]
A data line driving circuit 100 including a shift register, a level shifter, a video line, and an analog switch is connected to the signal line 102. Further, a scanning line driving circuit 80 including a shift register and a level shifter is connected to the scanning line 101.
[0018]
Further, in each pixel region X, a switching TFT 112 to which a scanning signal is supplied to the gate electrode via the scanning line 101 and a pixel signal shared from the signal line 102 via the switching TFT 112 are held. A capacitor 113, a driving TFT 123 to which a pixel signal held by the holding capacitor 113 is supplied to the gate electrode, and driving from the power line 103 when electrically connected to the power line 103 through the driving TFT 123 An anode (electrode) 23 through which current flows and a functional layer 110 sandwiched between the anode 23 and the cathode 50 are provided. The anode 23, the cathode 50, and the functional layer 110 constitute a light emitting element.
[0019]
According to the EL display device 1, when the scanning line 101 is driven and the switching TFT 112 is turned on, the potential of the signal line 102 at that time is held in the holding capacitor 113, and according to the state of the holding capacitor 113. The on / off state of the driving TFT 123 is determined. Then, current flows from the power supply line 103 to the anode 23 through the channel of the driving TFT 123, and further current flows to the cathode 50 through the functional layer 110. The functional layer 110 emits light according to the amount of current flowing through it. Therefore, since light emission is controlled on and off for each anode 23, the anode 23 is a pixel electrode.
[0020]
Next, specific modes of the EL display device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the EL display device 1. 3 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line CD in FIG.
[0021]
As shown in FIG. 2, the EL display device 1 according to the present embodiment includes a substrate 20 having electrical insulation and pixel electrodes connected to a switching TFT (not shown) arranged in a matrix on the substrate 20. A pixel electrode region (not shown), a power supply line 103 (see FIG. 1) disposed around the pixel electrode region and connected to each pixel electrode, and a substantially rectangular pixel in plan view located at least on the pixel electrode region Part 3 (inside the dashed-dotted line frame in the figure). In addition, the pixel unit 3 includes a real display area 4 (inside the two-dot chain line in the drawing) at the center and a dummy area 5 (area between the one-dot chain line and the two-dot chain line) arranged around the real display area 4. It is divided into and.
[0022]
In the actual display area 4, display areas R, G, and B each having a pixel electrode are arranged apart from each other in the AB direction and the CD direction.
Further, scanning line driving circuits 80 are arranged on both sides of the actual display region 4 in the drawing. The scanning line driving circuit 80 is provided below the dummy area 5.
[0023]
Further, an inspection circuit 90 is arranged on the upper side of the actual display area 4 in the figure. The inspection circuit 90 is provided below the dummy area 5. The inspection circuit 90 is a circuit for inspecting the operating state of the EL display device 1 and includes, for example, inspection information output means (not shown) for outputting inspection results to the outside. It is configured to be able to inspect quality and defects.
[0024]
The driving voltages of the scanning line driving circuit 80 and the inspection circuit 90 are applied from a predetermined power supply unit via the driving voltage conducting unit 310 (see FIG. 3) and the driving voltage conducting unit 340 (see FIG. 4). The drive control signals and drive voltages to the scanning line drive circuit 80 and the inspection circuit 90 are supplied from a predetermined main driver that controls the operation of the EL display device 1 and the drive control signal conduction unit 320 (see FIG. 3) and Transmission and application are performed via the drive voltage conduction unit 350 (see FIG. 4). The drive control signal in this case is a command signal from a main driver or the like related to control when the scanning line drive circuit 80 and the inspection circuit 90 output signals.
[0025]
As shown in FIGS. 3 and 4, the EL display device 1 includes a substrate 20 and a sealing substrate 30 bonded together with a sealing resin 40 interposed therebetween. In a region surrounded by the substrate 20, the sealing substrate 30 and the sealing resin 40, a desiccant 45 is inserted and an inert gas filling layer 46 filled with an inert gas such as nitrogen gas is formed. Has been.
[0026]
In the case of a sealing-side light-emitting EL display device, the substrate 20 is configured to take out light emission from the sealing substrate 30 side, which is the opposite side of the substrate 20, and therefore, both a transparent substrate and an opaque substrate are used. Can do. Examples of the opaque substrate include a thermosetting resin and a thermoplastic resin in addition to a ceramic sheet such as alumina and a metal sheet such as stainless steel that has been subjected to an insulation treatment such as surface oxidation.
[0027]
In the case of a substrate side light emitting type EL display device, since light emission is taken out from the substrate 20 side, a transparent or translucent substrate 20 is employed. For example, glass, quartz, resin (plastic, plastic film) and the like can be mentioned. In particular, an inexpensive soda glass substrate is preferably used.
[0028]
As the sealing substrate 30, for example, a plate-like member having electrical insulation can be adopted. The sealing resin 40 is made of, for example, a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin, and is preferably made of an epoxy resin that is a kind of thermosetting resin.
[0029]
Further, the circuit unit 11 including driving TFTs 123 for driving the anodes 23 is formed on the substrate 20, and the respective anodes 23 connected to the driving TFTs 123 are formed above the circuit unit 11. Are formed corresponding to the positions of the display regions R, G, and B in FIG. The functional layer 110 is formed on the upper layer of the anodes 23 in the actual display region 4, and the cathode 50 is formed on the upper layer. The circuit unit 11 includes a scanning line driving circuit 80, an inspection circuit 90, driving voltage passing units 310, 340, 350 for connecting and driving them, a driving control signal conducting unit 320, and the like. Yes.
[0030]
Next, a schematic configuration of the functional layer 110 will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a schematic configuration of the functional layer 110 of the present embodiment. The functional layer 110 has a multilayer structure sandwiched between the anode 23 and the cathode 50, and a hole injection layer 70, an organic EL layer (light emitting layer) 60, and an electron transport layer 52 are formed in this order from the anode 23 side. Is.
[0031]
The anode 23 is made of ITO and injects holes toward the organic EL layer 60 by an applied voltage, and has a high work function and conductivity. The material for forming the anode 23 is not limited to ITO. In the case of a sealed-side light-emitting EL display device, it is not necessary to use a material having light transmittance, and a suitable material. If it is. In the case of a substrate-side light-emitting EL display device, a known material having optical transparency can be used. For example, metal oxide can be cited, but indium tin oxide (ITO) or a material containing zinc (Zn) in the metal oxide, for example, indium oxide / zinc oxide based amorphous transparent conductive film (Indium Zinc Oxide: IZO / I z O (registered trademark)) (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) can be employed.
[0032]
The hole injection layer 70 is for injecting holes of the anode 23 into the organic EL layer 60, and a material ink obtained by adding a solvent to the hole injection material is formed by an inkjet method (material discharge method) described later, It is formed by evaporating by a drying process. As the hole injecting material, PEDOT: Polystyrene sulfonic acid (PEDOT) doped with PSS: Polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS: Bytron-P: manufactured by Bayer) is used. Is adjusted to pH 6 by adding ammonia, which is one of alkaline agents.
As an example of such a hole injection material, various kinds of conductive polymer materials are preferably used. For example, polyaniline, polypyrrole, or the like can be employed. Moreover, as an alkaline agent added to a hole injection material, it is not limited to ammonia, What has amines, such as a phenylamine, can be employ | adopted.
[0033]
In the organic EL layer 60, holes injected from the anode 23 through the hole injection layer 70 and electrons injected from the cathode 50 are combined to generate fluorescence. As a material for forming the organic EL layer 60, a known light emitting material capable of emitting fluorescence or phosphorescence can be used. Specifically, (poly) fluorene derivative (PF), (poly) paraphenylene vinylene derivative (PPV), polyphenylene derivative (PP), polyparaphenylene derivative (PPP), polyvinyl carbazole (PVK), polythiophene derivative, polymethyl Polysilanes such as phenylsilane (PMPS) are preferably used. In addition, these polymer materials include polymer materials such as perylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes, such as rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile red, coumarin 6, A material such as quinacridone can be doped.
[0034]
The electron transport layer 52 plays a role of injecting electrons into the organic EL layer 60, and the forming material is not particularly limited, and includes oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and Examples thereof include naphthoquinone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, and the like. The Specifically, as with the material for forming the hole transport layer, JP-A-63-70257, JP-A-63-175860, JP-A-2-135359, JP-A-2-135361, and JP-A-2-209888 are disclosed. And the like described in JP-A-3-379992 and 3-152184, particularly 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4. -Oxadiazole, benzoquinone, anthraquinone, tris (8-quinolinol) aluminum are preferred.
[0035]
As shown in FIGS. 3 to 4, the cathode 50 has an area larger than the total area of the actual display region 4 and the dummy region 5 and is formed so as to cover each. The cathode 50 has a function of injecting electrons into the organic EL layer 60 as a counter electrode of the anode 23. In the present embodiment, since light emitted from the organic EL layer 60 is extracted from the cathode 50 side, it is necessary to provide light transmittance. Therefore, it is made of a material that is light transmissive and has a low work function.
As a material for forming the cathode 50, for example, calcium metal or an alloy containing calcium as a main component is laminated on the organic EL layer 60 side to form a first cathode layer, and aluminum or an alloy containing aluminum as a main component is formed thereon. Alternatively, a laminate in which silver or a silver-magnesium alloy or the like is laminated to form the second cathode layer can be employed. The second cathode layer covers the first cathode layer and is provided to protect from a chemical reaction with oxygen, moisture, etc., and to increase the conductivity of the cathode 50. Therefore, it is chemically stable, has a low work function, may have a single layer structure, and is not limited to a metal material.
[0036]
In the functional layer 110 configured as described above, the hole injection layer 70 is formed by drying the PEDOT: PSS material ink adjusted to pH 6, and is thus bonded to the hole injection layer 70. The anode 23 is dissolved to the minimum by the acid of the hole injection layer 70, and indium and tin, which are the metals constituting the ITO, are ionized, and the anode 23 and the hole injection layer 70 are brought into an intimately bonded state, ensuring conductivity. Is done. Further, when ammonia is added to PEDOT: PSS, a neutralization reaction occurs, and excess PSS is neutralized with ammonia, so that ITO is not dissolved more than necessary.
Further, when the PEDOT: PSS to which ammonia is added is ejected by the ink jet method, corrosion and erosion of the metal member in contact with the PEDOT: PSS in the ink jet apparatus ink flow path are suppressed.
[0037]
When a drive current flows from the power supply line 103 (see FIG. 1) into the anode 23 of the functional layer 110 having such a hole injection layer 70, a potential difference is generated between the anode 23 and the cathode 50, and the anode 23 is positively connected. The holes are injected into the organic EL layer 60 through the hole injection layer 70, and the electrons of the cathode 50 are injected into the organic EL layer 60 through the electron transport layer 52, so that the holes are injected into the organic EL layer 60. The organic EL layer 60 emits light when the positive holes and electrons are combined.
[0038]
Next, a configuration in the vicinity of the driving TFT 123 provided in the actual display region 4 will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic plan view of the pixel region X in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view along the FG direction in the E portion of FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the IJ direction in the H portion of FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the LM direction in a G portion of FIG.
[0039]
As shown in FIG. 6, in the pixel region X, a driving TFT 123 is formed in the E portion, a holding capacitor 113 is formed in the H portion, and a switching TFT 112 is formed in the K portion, which are connected to each other as shown in FIG. The scanning line 101, the signal line 102, and the source electrode 243 (power supply line 103) are also connected.
[0040]
First, a configuration in the vicinity of the driving TFT 123 including the functional layer 110 will be briefly described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, on the surface of the substrate 20, a base protective layer mainly composed of SiO2 (not shown) is used as a base, and a silicon layer 241 is formed thereon. The surface of this silicon layer 241 is made of SiO. ₂ And a gate insulating layer 282 mainly composed of either SiN or SiN. In the present specification, the “main component” refers to the component having the highest content ratio among the constituent components.
[0041]
In the silicon layer 241, a region overlapping with the gate electrode 242 with the gate insulating layer 282 interposed therebetween is a channel region 241a. The gate electrode 242 is a part of the scanning line 101 (not shown). On the other hand, the surface of the gate insulating layer 282 covering the silicon layer 241 and having the gate electrode 242 formed thereon is made of SiO 2 ₂ Is covered with a first interlayer insulating layer 283.
[0042]
Further, in the silicon layer 241, a source region 241S is provided on the source side of the channel region 241a, and a drain region 241D is provided on the drain side of the channel region 241a. The source region 241S and the drain region 241D are provided with a concentration gradient and have a so-called LDD (Light Doped Drain) structure. The source region 241 </ b> S is connected to the source electrode 243 through a contact hole 243 a that opens through the gate insulating layer 282 and the first interlayer insulating layer 283. The source electrode 243 is configured as a part of the above-described power supply line 103 (see FIGS. 1 and 6, and extends in the direction perpendicular to the paper surface at the position of the source electrode 243 in FIG. 7). On the other hand, the drain region 241 </ b> D is connected to the drain electrode 244 made of the same layer as the source electrode 243 through a contact hole 243 b that opens across the gate insulating layer 282 and the first interlayer insulating layer 283.
[0043]
The upper layer of the first interlayer insulating layer 283 on which the source electrode 243 and the drain electrode 244 are formed is covered with a second interlayer insulating layer 284 mainly composed of, for example, an acrylic resin component. The second interlayer insulating layer 284 is made of a material other than an acrylic insulating film, for example, SiN, SiO. ₂ Etc. can also be used. The anode 23 is formed on the surface of the second interlayer insulating layer 284 and is connected to the drain electrode 244 through a contact hole 23 a provided in the second interlayer insulating layer 284. That is, the anode 23 is connected to the drain region 241D of the silicon layer 241 through the drain electrode 244.
[0044]
The surface of the second interlayer insulating layer 284 on which the anode 23 is formed is connected to the anode 23 and, for example, SiO (not shown). ₂ Are covered with a lyophilic control layer mainly composed of a lyophilic material, and an organic bank layer 221 made of acrylic or polyimide. As shown in FIGS. 3 and 4, the organic bank layers 221... Are two-dimensionally arranged so as to surround the anode 23..., And the light emitted from the functional layer 110. It is configured to be partitioned by the organic bank layer 221. In addition, “lyophilic” of the lyophilic control layer in the present embodiment means that the lyophilic property is higher than at least materials such as acrylic and polyimide constituting the organic bank layer 221. The layers from the substrate 20 to the second interlayer insulating layer 284 described above constitute the circuit unit 11.
[0045]
Note that the EL display device 1 of the present embodiment is configured to perform color display. That is, each organic EL layer 60 included in the functional layer 110 for each of the display regions R, G, B corresponding to the three primary colors R, G, B of FIG. 2 is formed corresponding to the three primary colors. That is, since the organic EL layers 60... Only differ for each of the display regions R, G, and B, detailed description is omitted.
[0046]
As shown in FIG. 8, the storage capacitor 113 is formed by the gate electrode 242 and the source electrode 243 facing each other with the first interlayer insulating layer 283 interposed therebetween.
Further, as shown in FIG. 9, the switching TFT 112 is opposed to the scanning line 101 by sandwiching the drain region 250S connected to the signal line 102 and the gate insulating layer 282 with a silicon layer 250 having the same structure as the silicon layer 241. The switching element includes a carrier region 250a and a drain region 250D connected to the gate electrode 242 via the connector 260 and has the same structure as the driving TFT 123.
[0047]
Next, an example of a method for manufacturing the EL display device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Each of the cross-sectional views shown in FIGS. 10A to 10D corresponds to the cross-sectional view taken along the line FG in FIG. 6 and is shown in the order of each manufacturing process. In the following description, the process particularly related to the present invention, that is, the process after the circuit portion 11 is formed will be mainly described.
[0048]
FIG. 10A shows a state in which the driving TFT 123, the signal line 102, and the like are formed on the substrate 20 by an appropriate method. For example, a polysilicon layer is formed, the polysilicon layer is patterned by a photolithography method, an island-shaped silicon layer 241 or the like is formed, and a gate insulating layer 282 is formed by a silicon oxide film by a plasma CVD method, a thermal oxidation method, or the like. Then, the silicon layer 241 and the like are doped with impurities by an ion implantation method to form the driving TFT 123 and the like, the gate electrode 242 and the like are formed from a metal film, and the first interlayer insulating layer 283 is formed thereon. Then, contact holes 243a, 243b and the like are formed by patterning.
[0049]
At the same time, it is needless to say that the switching TFT 112 and the storage capacitor 113 are formed in other cross sections. However, since there is no essential difference, the following description will be made by taking the vicinity of the driving TFT 123 deeply related to the present invention as an example. I will do it.
[0050]
In the next step, as shown in FIG. 10B, the second interlayer insulating layer 284 covering the first interlayer insulating layer 283 is formed of a polymer material such as an acrylic resin or an inorganic material such as a silicon oxide film. To do. Furthermore, a portion of the second interlayer insulating layer 284 corresponding to the drain electrode 244 of the driving TFT is removed by, for example, etching to form a contact hole 23a.
[0051]
Next, as shown in FIG. 10C, the organic bank layers 221 and 221 are formed on the second interlayer insulating layer 284 with a region where the anode 23 is formed. Specifically, for example, an organic resin layer is formed by applying a resist solution such as acrylic resin or polyimide resin dissolved in a solvent by various coating methods such as spin coating or dip coating, and then patterned by etching or the like. can do. However, it is more preferable that the material ink is ejected and dried by a printing method or an ink-jet method because a patterning step is unnecessary and the material is not wasted.
[0052]
Here, the ink jet method and the ink jet apparatus will be described.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating a schematic configuration of the inkjet apparatus.
The inkjet apparatus 400 includes an ink tank 410 that stores material ink, an ink flow path 420 that transfers material ink, and a discharge head 440 that includes a discharge nozzle 430 that discharges material ink with a controlled amount of liquid per droplet. And a discharge head control unit 450 that controls the discharge head 440. In the ink tank 410, the ink flow path 420, the discharge nozzle 430, and the discharge head 440, a portion in contact with the material ink is a metal member. Is used.
[0053]
The material ink discharged from the ink jet apparatus 400 is liquefied by including a predetermined material in a liquid that can be evaporated or volatilized. For example, the material ink is liquefied by dissolving the material in a solvent, In addition, it is assumed that the material is liquefied by dispersing the material in a liquid. In the latter case, the material may be a powder or a crushed piece. Moreover, as long as it can be manufactured by a material discharge method, it may be a material ink liquefied by taking other forms. In addition, when discharging a strongly acidic material having poor dispersibility, an alkali agent or the like may be added to the material to neutralize it to improve fluidity. When such an alkaline agent is added, not only the material ink to which the alkaline agent has been added in advance is mounted on the ink tank 410, but also various types that can maintain the predetermined fluidity of the material ink in the ink tank 410. This method is preferably employed.
Note that the ink tank 410, the ink flow path 420, the discharge nozzle 430, and the discharge head 440 are used exclusively for each material ink, so that different types of material inks are not confused.
[0054]
In the ink jet apparatus 400 configured as described above, the material ink is supplied from the ink tank 410 to the discharge head 440 via the ink path 420, and a stage unit (not shown) includes the discharge head 440, the base material (substrate 20), and the like. Are moved relative to each other, and the material ink is ejected onto the substrate in accordance with the control signal of the ejection head control unit 450, and a desired pattern is formed with a predetermined material ink.
[0055]
Returning to FIG. 10 (d), the anode 23 is formed between the organic bank layers 221 and 221 to be electrically connected to the drain electrode 244 through the contact hole 23 a of the second interlayer insulating layer 284. The anode 23 is formed at a predetermined position by discharging and drying material ink by a printing method or an inkjet method.
At the same time, a dummy pattern of the dummy area is also formed. 3 and 4, the anode 23 and the dummy pattern are collectively referred to as the anode 23. The dummy pattern is configured not to be connected to the lower metal wiring via the second interlayer insulating layer 284. That is, the dummy pattern is arranged in an island shape and has substantially the same shape as the shape of the anode 23 formed in the actual display region 4.
[0056]
Next, the functional layer 110 is formed on the anode 23 in the same manner. That is, the hole injection layer 70, the organic EL layer 60, and the electron transport layer 52 are sequentially formed. Then, the cathode 50 covering the functional layer 110, the organic bank layer 221 and the like is formed as a transparent electrode. The functional layer 110 and the cathode 50 can be formed by the same printing method, inkjet method, vapor deposition method, or the like as described above.
In addition, after the formation process of this functional layer 110, in order to prevent oxidation of the hole injection layer 70, the hole transport layer 71, the organic EL layer 60, the electron transport layer 52, and the like, an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere It is desirable to carry out in a gas atmosphere.
[0057]
Here, the case where the hole injection layer 70 is formed by an inkjet method will be described in detail. The material ink of the hole injection layer 70 is obtained by adding ammonia to PEDOT: PSS so that the pH is 6, and in a state where the ink ink is filled in the ink tank 410, the ink flow path 420, and the ejection head 440. The material ink of the hole injection layer 70 is discharged from the discharge nozzle 430 onto the upper surface of the anode 23 while the discharge nozzle 430 is opposed to the upper surface of the anode 23 and the discharge head 440 and the base material are relatively moved. Next, by drying the substrate, the ammonia excessively added to the material ink is evaporated together with the solvent or the liquid, and the hole injection layer 70 is formed.
Further, since the material ink of the hole injection layer 70 is adjusted to pH 6, the metal members constituting the ink tank 410, the ink flow path 420, the discharge nozzle 430, and the discharge head 440 that are in contact with the material ink are corroded and eroded. There is nothing to do.
[0058]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the sealing substrate 30 on which the desiccant 45 is formed is attached on the circuit portion 11 via the sealing resin 40 to seal the circuit portion 11. At that time, the inert gas filling layer 46 is formed by performing in an inert atmosphere.
[0059]
As described above, according to the EL display device 1 of the present embodiment, since the hole injection layer 70 is formed of the material ink adjusted to pH 6 with ammonia, the dissolution and erosion of the anode 23 are minimized. The luminance of the luminescent material can be maintained without deteriorating the light emission characteristics, and the life of the EL display device 1 can be extended. Further, corrosion and erosion of the metal members constituting the ink tank 410, the ink flow path 420, the discharge nozzle 430, and the discharge head 440 can be suppressed.
In addition, the fluidity of the hole injection material is improved by the neutralization reaction, and the acidic particles of PSS are uniformly diffused and do not stay in PEDOT: PSS, so that the generation of dark spots can be suppressed.
[0060]
Moreover, according to the manufacturing method of the EL display device 1 according to the present invention, the hole injection layer 70 is formed by the ink jet method, and the EL display device 1 is manufactured, so that the manufacturing efficiency is improved and the waste of the material is eliminated. There is an effect that the manufacturing cost of the EL display device 1 can be reduced.
[0061]
In the above description, the outline of the manufacturing method has been described. Depending on the film formation target, when forming a film by an inkjet method, prior to material discharge, for example, plasma treatment or the like, an ink-philic step, It goes without saying that well-known appropriate processing such as performing a conversion step is performed.
Needless to say, in order to prevent re-dissolution of the lower layer when forming the film by the ink-jet method, a material that does not dissolve the lower layer in the solvent of the upper layer material ink or the like is used.
[0062]
[Second Embodiment]
Hereinafter, a specific example of an electronic apparatus including the EL display device according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 12A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 12A, reference numeral 1000 denotes a mobile phone main body, and reference numeral 1001 denotes a display unit using the EL display device.
FIG. 12B is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 12B, reference numeral 1100 denotes a watch body, and reference numeral 1101 denotes a display unit using the EL display device.
FIG. 12C is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 12C, reference numeral 1200 denotes an information processing apparatus, reference numeral 1201 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1202 denotes a display unit using the EL display device, and reference numeral 1203 denotes an information processing apparatus main body.
[0063]
Each of the electronic devices shown in FIGS. 12A to 12C includes a display unit using the EL display device of the first embodiment, and the EL display device of the first embodiment. Since it has characteristics, an electronic device with improved display characteristics and reliability and reduced manufacturing costs can be obtained.
In order to manufacture these electronic devices, the EL display device 1 according to the first embodiment is manufactured by incorporating the display device of various electronic devices such as a mobile phone, a portable information processing device, and a wristwatch type electronic device. .
[0064]
【Example】
After forming the TFT on the glass substrate, ITO is patterned as an anode, and then ammonia is added to Bayer-p (Bytron-p) manufactured by Bayer as a hole injection material, so that the pH becomes 6. It was formulated. This was spin-coated on a glass substrate on which the above ITO was patterned and baked at 200 ° C. for 10 minutes, so that the film thickness was 60 nm. On top of this, polydioctylfluorene was deposited to a thickness of 70 nm, and the cathode was deposited to have LiF 2 nm, Ca 20 nm, and Al 200 nm.
Furthermore, it sealed using the epoxy-type adhesive agent and the glass substrate. 400 Cd / m ² Thus, the half life was 50 hours. The amount of dark spots generated after 1 year storage is 5 / cm ² Met.
On the other hand, when the conventional hole injection layer, that is, the hole injection layer is formed by non-neutralization of the PEDOT: PSS mixture, the amount of dark spots generated after storage is 100 / cm. ² Met.
[0065]
Next, another embodiment will be described.
After forming the TFT on the glass substrate, ITO is patterned as an anode, and then phenylamine is added to Bayer-p (Bytron-p) manufactured by Bayer as a hole injection material to reach pH 6. Was formulated as follows. This was spin-coated on a glass substrate on which the above ITO was patterned and baked at 200 ° C. for 10 minutes, so that the film thickness was 60 nm. On top of this, polydioctylfluorene was deposited to a thickness of 70 nm, and the cathode was deposited to have LiF 2 nm, Ca 20 nm, and Al 200 nm.
Furthermore, it sealed using the epoxy-type adhesive agent and the glass substrate. 400 Cd / m ² Thus, the half life was 45 hours. In addition, the amount of dark spots generated after 1 year storage is 10 / cm ² Met.
On the other hand, when the hole injection layer is formed with the conventional hole injection layer, that is, the PEDOT: PSS mixture is not neutralized, the amount of dark spots generated after 1 year storage is 100 / cm 2. ² Met.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the electro-optical device according to the present invention, the effect of being adjusted to a predetermined ph is obtained by adding an alkaline agent to the hole injection material. Further, by suitably suppressing the dissolution and erosion of the electrode by the strong acid of the hole injection material, it is possible to achieve the long life of the electro-optical device and to obtain the effect of suppressing the generation of dark spots. Further, when the hole injection layer is formed by discharging the material ink of the hole injection material by the material discharge method, it is possible to suppress the corrosion and erosion of the metal member in the ink flow path of the material discharge device. can get.
[0067]
In addition, according to the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, since the hole injection layer is formed by an ink jet method and the electro-optical device is manufactured, the manufacturing efficiency is improved and the material is not wasted. The production cost can be reduced.
[0068]
Further, according to the electronic apparatus according to the present invention, since the electro-optical device according to the present invention is provided, the electronic apparatus has the same effect as the electro-optical device according to the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a wiring structure of an EL display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration of an EL display device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line CD of FIG.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a schematic configuration of a functional layer according to the first embodiment of the present invention.
6 is a schematic plan view of a pixel region X in FIG. 1. FIG.
7 is a cross-sectional view taken along the FG direction at a portion E in FIG. 6;
8 is a cross-sectional view taken along the IJ direction in the H portion of FIG. 6;
9 is a cross-sectional view along the LM direction in a G portion of FIG. 6;
FIG. 10 is a process drawing that explains a manufacturing method of an EL display device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a schematic configuration diagram for explaining a schematic configuration of the ink jet apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing an electronic device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 EL display device (electro-optical device)
23 Anode (electrode)
50 Cathode (electrode)
60 Organic EL layer (light emitting layer)
70 hole injection layer
1000, 1100, 1200 Electronic equipment

Claims

In an electro-optical device including a light emitting layer sandwiched between a pair of electrodes and a hole injection layer provided in contact with one of the pair of electrodes ,
The hole injection material, which is a material for forming the hole injection layer containing a strong acid material, is added with an alkaline agent and adjusted to a weak acid in the range of pH 4 to 6 ,
An electro-optical device , wherein a part of the dissolved one electrode and the hole injection material are mixed at an interface between the one electrode and the hole injection layer .

The electro-optical device according to claim 1.
The electro-optical device, wherein the alkali agent is ammonia or an amine.

The electro-optical device according to claim 1.
The electro-optical device, wherein the alkali agent is an alkali metal or alkaline earth metal base.

4. The electro-optical device according to claim 1, wherein the hole injection material includes at least one of polythiophene, polyaniline, and polypyrrole. apparatus.

In a manufacturing method of an electro-optical device including a light emitting layer and a hole injection layer sandwiched between a pair of electrodes,
The hole injection material, which is a material for forming the hole injection layer containing a strong acid material, is adjusted to weak acidity in the range of pH 4 or more and 6 or less by adding an alkali agent, and the formation material is adjusted by a material discharge method. By discharging onto one electrode of the pair of electrodes, a part of one of the pair of electrodes is dissolved, and the part of the dissolved one electrode and the hole injection material are interfaced A method for manufacturing an electro-optical device, comprising forming the hole injection layer mixed in step (1) .

The method of manufacturing the electro-optical device according to claim 5.
The method of manufacturing an electro-optical device, wherein the alkali agent is ammonia or an amine.

An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 1.