(57)【要約】  発光領域で有機材料の膜厚をより均一に出来る有機ＥＬ表示素子を提供する。基板と、基板上に形成された第１電極と、少なくとも前記第１電極の周端上及び周囲に形成されて前記第１電極上に画素の発光領域に対応した第１開口部の領域を区画する第１絶縁層と、前記第１電極の周端に形成された第１絶縁層部分よりも外周側で前記第１開口部の外周を囲繞するように第２開口部を形成する第２絶縁層と、前記第２開口部に形成され、ウェットコーティング法を用いて形成された１層以上のウェットコート層及び有機発光層を含む発光媒体層と、前記第２開口部に対し前記発光媒体層を間に挟んで前記第１電極と対向して形成された第２電極と、を備え、第１電極上に形成された第１絶縁層の膜厚は、前記ウェットコート層のうち最も第１電極側に形成される第１ウェットコート層の膜厚よりも薄膜であると共に第１電極の膜厚よりも薄膜である。
2012132292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、当該基板上に形成された第１電極と、
少なくとも前記第１電極の周端上及び周囲に形成されて前記第１電極上に画素の発光領域に対応した第１開口部の領域を区画する第１絶縁層と、
前記第１電極の周端及びその周端に形成された第１絶縁層部分よりも外周側で前記第１開口部の外周を囲繞するように形成されて第２開口部の領域を区画する第２絶縁層と、
前記第２開口部に形成され、ウェットコーティング法を用いて形成された１層以上のウェットコート層及び有機発光層を含む発光媒体層と、
前記第２開口部に対し前記発光媒体層を間に挟んで前記第１電極と対向して形成された第２電極と、を備え、
少なくとも第１電極上に形成された第１絶縁層の膜厚は、前記ウェットコート層のうち最も第１電極側に形成される第１ウェットコート層における第１電極と対向する位置の膜厚よりも薄膜であると共に第１電極の膜厚よりも薄膜であることを特徴とする有機ＥＬ表示素子。
【請求項２】
前記第１絶縁層の膜厚は、前記第１ウェットコート層の膜厚の１／２以下の厚さであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示素子。
【請求項３】
前記第１絶縁層の膜厚は、第１電極の膜厚の１／２以下の厚さであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ表示素子。
【請求項４】
前記第１電極の周端及びその周端に形成された第１絶縁層部分と、その外周の第２絶縁層との間の間隔は、１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか１項に記載の有機ＥＬ表示素子。
【請求項５】
表示素子として、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示素子を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示素子の製造方法であって、
前記少なくとも１層のウェットコート層を形成するウェットコーティング法が印刷法であることを特徴とする有機ＥＬ表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記印刷法は、凸版印刷法であることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示素子の製造方法。
【請求項８】
表示素子として有機ＥＬ表示素子を備えた有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
前記有機ＥＬ表示素子を、請求項６又は請求項７に記載の有機ＥＬ表示素子の製造方法を用いて作製することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示素子、有機ＥＬ表示装置、及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示素子は、陽極としての電極と、陰極としての電極との間に、少なくともＥＬ現象を呈する有機発光層を挟持してなる構造を有し、電極間に電圧が印加されると、有機発光層に正孔と電子とが注入され、この正孔と電子とが有機発光層で再結合することにより、有機発光層が発光する自発光型の表示素子である。さらに、有機ＥＬ表示素子において、発光効率を増大させるなどの目的から、陽極と有機発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層、又は、有機発光層と陰極との間に電子輸送層、電子注入層などの機能層が適宜選択して設けられている。そして、有機発光層と、これら正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などの機能層とを合わせて有機発光媒体層と呼ばれている。【０００３】
有機発光媒体層を形成する有機材料には、低分子材料と高分子材料がある。そして、有機材料として低分子材料を使用した有機発光媒体層の形成に良く使用される方法として、真空蒸着法等によって薄膜形成する方法がある。このときに微細パターンのマスクを用いてパターニングするが、この方法では基板が大型化すればするほどパターニング精度が出にくいという問題がある。また、真空中で成膜するためにスループットが悪いという問題もある。【０００４】
そこで高分子材料や低分子材料を溶媒に溶かしてインキとし、これをウェットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。薄膜形成するためのウェットコーティング法としては、スピンコート法、バーコート法、スリットコート法、ディップコート法等がある。しかしながら、高精細にパターニングしたりＲＧＢ３色に塗り分けしたりするためには、これらのウェットコーティング法では難しく、塗りわけ・パターニングを得意とする印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。【０００５】
これらの有機材料を溶媒に溶解または分散させてインキとした場合、有機材料の溶解性から濃度を１％前後とする必要がある。このインキを印刷する方法としては、弾性を有するゴム版や樹脂版を用いる凸版印刷法（例えば特許文献１参照）、さらにはインクジェット法（例えば特許文献２参照）などが提案されている。【０００６】
これら凸版印刷法やインクジェット法にて被印刷基板上に有機発光媒体層を形成する場合、濃度が１％前後のインキがそのままの状態で被印刷基板に転写される。したがって、有機発光インキをＲＧＢ三色に塗り分けする場合、有機発光インキが隣の画素まで広がってしまい、混色が生じてしまう。そのため、インキの広がりを抑えるために隔壁を設け、さらに隔壁によって仕切られた画素電極内に有機発光インキを印刷するという方法が用いられている。【０００７】
一般的に隔壁には、パターニングされた感光性ポリイミド等の絶縁物がサブピクセルを区画するように形成されている。その際、隔壁パターンは陽極として成膜されている透明電極のエッジ部を覆うように形成され、隔壁パターンがサブピクセル領域を規定している。
凸版印刷法やインクジェット法による塗膜形成方法においては、隔壁で囲まれた画素内で塗膜が乾燥していくために、画素周辺部においてコーヒーステインの様な現象が発生し、その結果画素開口部の中で中心部は乾燥後の塗布膜厚が薄く、隔壁に接する外周部の塗布膜厚は厚くなるなどの問題があり、平坦性が悪くなってしまう。【０００８】
図１に従来の有機ＥＬ表示素子における画素の一例の断面を示した。第１電極０２の周端部を覆うように隔壁０３が形成され、隔壁０３のエッジによってＥＬ発光領域０６が規定されている。この構成においてウェットコーティング法により発光媒体層０４を構成する有機層を形成する際、有機材料を溶かした溶液を、隔壁０３で区画された開口に入れて乾燥するときに、図１に示すように、液が寄る等の現象によって膜厚が不均一になる。具体的には、隔壁近傍において発光媒体層０４の膜厚が厚くなるということが起きる。図１中、符号０５は第２電極を示す。【０００９】
有機ＥＬ表示素子において、効率良く且つ信頼性のある表示素子を作製するには発光媒体層の各層の膜厚が重要である。しかし、隔壁０３の影響により画素内において塗布膜厚の平坦性が悪くなる場合には、相対的に膜厚が薄くなった部分が主に発光するようになり、猫目状の発光形状となったり、各層の膜厚が最適な組み合わせではない領域が増加したりする。その結果、画素発光効率が低下してしまうといった問題があった。【００１０】
また、膜厚平坦性が悪い場合においては、有機ＥＬ発光による経時現象として生じる有機層の電気的な高抵抗化の進展に伴い、経時により発光量が少ない膜厚の厚い部分で電流注入量及び発光量が増加していく。その結果、膜厚差異を起因とした光学干渉度合いの違いによる現象として、取り出される光の波長成分が変化し、色度が経時で変化していくという問題も生じてしまう。例えば、青色で厚膜部分の発光が増加することで、高波長成分が増加し、水色に近い色に変化するという問題も生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１５５８５８号公報
【特許文献２】特開２００２−３０５０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、発光領域で有機材料の膜厚が均一な有機ＥＬ表示素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明の一態様である有機ＥＬ表示素子は、基板と、当該基板上に形成された第１電極と、少なくとも前記第１電極の周端上及び周囲に形成されて前記第１電極上に画素の発光領域に対応した第１開口部の領域を区画する第１絶縁層と、前記第１電極の周端及びその周端に形成された第１絶縁層部分よりも外周側で前記第１開口部の外周を囲繞するように形成されて第２開口部の領域を区画する第２絶縁層と、前記第２開口部に形成され、ウェットコーティング法を用いて形成された１層以上のウェットコート層及び有機発光層を含む発光媒体層と、前記第２開口部に前記発光媒体層を間に挟んで前記第１電極と対向して形成された第２電極と、を備え、少なくとも第１電極上に形成された第１絶縁層の膜厚は、前記ウェットコート層のうち最も第１電極側に形成される第１ウェットコート層における第１電極と対向する位置の膜厚よりも薄膜であると共に第１電極の膜厚よりも薄膜であることを特徴とする。【００１４】
本発明の態様である有機ＥＬ表示素子は、前記第１絶縁層の膜厚は、前記第１ウェットコート層の膜厚の１／２以下の厚さであることが好ましい。
本発明の態様である有機ＥＬ表示素子は、前記第１絶縁層の膜厚は、第１電極の膜厚の１／２以下の厚さであることが好ましい。
本発明の態様である有機ＥＬ表示素子は、前記第１電極の周端及びその周端に形成された第１絶縁層部分と、その外周の第２絶縁層との間の間隔は、１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。【００１５】
本発明の別の態様である有機ＥＬ表示装置は、表示素子として、前記態様で示したいずれかの有機ＥＬ表示素子を備えることを特徴とする。
本発明の別の態様である有機ＥＬ表示素子の製造方法は、前記態様で示した有機ＥＬ表示素子の製造方法であって、前記少なくとも１層のウェットコート層を形成するウェットコーティング法が印刷法であることを特徴とする。【００１６】
本発明の態様の前記印刷法は、凸版印刷法であるが好ましい。
本発明の別の態様である機ＥＬ表示装置の製造方法は、表示素子として有機ＥＬ表示素子を備えた有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記有機ＥＬ表示素子を、前記態様のいずれかで示した有機ＥＬ表示素子の製造方法を用いて作製することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の態様によれば、発光領域での有機層の膜厚平坦をより実現することで、発光不良の発生が抑制された有機ＥＬ表示素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の有機ＥＬ表示素子における画素の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示素子の一例示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示素子の画素の一例示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示素子の画素の第１電極と隔壁の配置の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＴＦＴ付き基板の一例を示す図４のＡ―Ａ’間での概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る凸版印刷装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付けることにする。
本実施形態では、有機ＥＬ表示装置に適用される、図２に示すアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示素子１０をボトムエミッション型として、本発明を適用した場合について説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬ素子に適用することも可能であり、また、第１電極側から光を取り出すボトムエミッション型及び第２電極側から光を取り出すトップエミッション型の双方の型で実施することが可能である。
【００２０】
図３は、図２における、本実施形態のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ素子１０を構成する１画素分を示す概略断面図の一例である。図４は本実施形態のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ素子１０を構成する１画素の第１電極と隔壁の配置の一例を示す図面である。
【００２１】
以下、本発明を適用したアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示素子１０について、図２、図３及び図４を参照して説明する。
本実施形態のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示素子１０の画素部１００は、図３に示すように、画素ごとに設けられる図示しない薄膜トランジスタＴＦＴを備えたＴＦＴ基板１０１と、基板１０１上に形成された第１電極１０２（陽極）と、第１電極１０２の第１電極画素部１１２の周端（図４参照）を覆うように設けられて、第１電極１０２上に第１開口部１１０を形成する第１絶縁層１０３と、第１開口部１１０の外周を囲繞する第２開口部１１１を形成して画素間を区切るための隔壁としての第２絶縁層１０４と、第２開口部１１１内に形成される発光媒体層１０５と、発光媒体層１０５上に形成されて前記第１電極１０２と対向する第２電極１０６（陰極）と、を備える。第１電極の周端に形成される第１絶縁層１０３の部分と、その外周の第２絶縁層１０４との間には隙間が形成されている。
【００２２】
なお、図４における第１電極画素部１１２の周端は、第１電極１０２の周端に形成された第１絶縁層１０３の部分を含む領域であり、図４では第１絶縁層１０３は省略して表している。
発光媒体層１０５は、少なくとも有機発光層を含む層であり、また１層以上がウェットコーティング法により形成されるウェットコート層となっている。なお、有機発光層がウェットコート層でも良い。その発光媒体層１０５は、好ましくは第１電極上に正孔輸送層、電子ブロック又は正孔注入層、インターレイヤ、有機発光層、電子注入層、正孔ブロック層、電子輸送層といった複数の層の組み合わせからなるものが好ましい。
【００２３】
本実施形態においては、ＥＬ発光領域は第１開口部１１０により規定された範囲となっており、ウェットコーティング法により形成される発光媒体層のウェットコート層は、第２開口部１１１内に成膜される。ウェットコート層は、図１に示した従来の構造と同様に、第２絶縁層１０４の影響によって、開口部の中心に比べて第２絶縁層１０４側が厚膜となっている。これに対し、本実施形態では、厚膜部分を発光領域に含まないように、第１絶縁層１０３により第１開口部１１０を形成することで平坦膜厚部のみを発光領域として規定することができる。その際、第１絶縁層の膜厚ｄ１が、ウェットコーティング法により最も第１電極１０２側に形成される第１ウェットコート層１０５（ａ）の膜厚ｄ２に対して、ｄ１＜ｄ２とすることで、第１絶縁層１０３の影響により第１開口部１１０内で平坦性が悪化するのを抑制することができる。より好ましくは、ｄ１＜（ｄ２／２）とする方が良い。ここで、前記膜厚の比較は、第１電極１０２と当該第１電極の厚さ方向で対向する部分の厚さとする。
【００２４】
また、本実施形態における構造においては、第１電極１０２に形成される第１電極画素部１１２の周端が、第２絶縁層１０４が形成する開口内側にあり、第１電極１０２の膜厚ｄ３、第１絶縁膜１０３の膜厚ｄ１の膜厚をｄ１＜ｄ３とすることで、第１電極１０２周端部と第２絶縁層１０４との間に生じる膜厚差の存在により、溝が形成される。その結果、ウェットコーティング法で成膜した際に、前記溝部によって第２絶縁層１０４側の膜厚の上昇が抑えられ、図１に示した従来構造に比べて、第２絶縁層１０４の影響により厚膜となる領域が外側に移動し、ウェットコーティング層の膜厚平坦領域を広げることが可能である。第１電極１０２の膜厚ｄ３、第１絶縁膜１０３の膜厚ｄ１の膜厚の関係についてはより好ましくはｄ１＜（ｄ３／２）とする方が良い。
【００２５】
なお、図４中、符号１１３は第１電極接続部を示す。
前記構成を採用する結果、第２開口部１１１中に、第１開口部１１０で規定される発光領域を広く取ると共に、発光媒体層１０５が第１開口部１１０で膜厚平坦である有機ＥＬ表示素子を得ることができる。なお、第１絶縁膜１０３は、第１電極１０１上に形成される層が無機膜により形成される場合の電流リークや第１電極１０２の周端での形状不良による発光異常などを抑制するために必要であり、その第１絶縁膜１０３の膜厚は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下の膜厚であることが好ましい。
【００２６】
次に、本実施の形態にかかるアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示素子１０に用いる基板（バックプレーン）１０１について、図５を参照して説明する。図５は図４のＡ−Ａ’間での断面図を示している。
本実施形態のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示素子１０に用いる基板（バックプレーン）１０１には、図５に示すように、薄膜トランジスタＴＦＴと有機ＥＬ表示素子１０の第１電極１０２を設けている。そして、薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極２０７と有機ＥＬ表示素子１０の第１電極１０２とを第１電極接続部１１３を介して電気的に接続している。薄膜トランジスタＴＦＴや、その上方に構成されるアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示素子１０が形成されるＴＦＴ基板（バックプレーン）１０１は、支持体２０２により支持される。
【００２７】
この支持体２０２としては、機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れた部材であれば如何なる材料も使用することができる。例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、または、これらプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板や、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができる。
【００２８】
また、光の取り出しをどちらの面から行うかに応じて支持体２０２の透光性を選択すればよい。これらの材料からなる支持体２０２は、有機ＥＬ表示素子１０内への水分の侵入を避けるために、無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、有機発光媒体層１０５への水分の侵入を避けるために、支持体２０２における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。
【００２９】
支持体２０２上に設ける薄膜トランジスタＴＦＴは、公知の構成を有する薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、図５に示すように、主としてソース電極２０６となる領域、ドレイン電極２０７となる領域、チャネル領域が形成される活性層２０３、ゲート絶縁膜２０４及びゲート電極２０５から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタＴＦＴの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、ボトムゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。なお、図５において、符号２０８は走査線、符号２０９は層間絶縁膜を示す。
【００３０】
活性層２０３は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層２０３は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法；ＳｉＨ４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法；Ｓｉ２Ｈ６ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、またＳｉＨ４ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザ等のレーザによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）；減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜２０４を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極２０５を形成し、その後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法（高温プロセス）等が挙げられる。
【００３１】
ゲート絶縁膜２０４としては、通常、ゲート絶縁膜として使用されているものを用いることができ、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２、ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ２等を用いることができる。ゲート電極２０５としては、通常、ゲート電極として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅等の金属、チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属、ポリシリコン、高融点金属のシリサイド、ポリサイド等が挙げられる。ソース電極２０６及びドレイン電極２０７としては、通常、ソース電極及びドレイン電極として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅等の金属、チタン、タンタル、タングステン等を用いることができる。
【００３２】
なお、薄膜トランジスタＴＦＴは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極２０５が３つ以上形成されたマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。
本実施形態にかかるアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示素子１０は、薄膜トランジスタＴＦＴが有機ＥＬ表示素子１０のスイッチング素子として機能するように接続されている必要があり、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極２０６と画素部１００の画素電極（第１電極１０２）とが電気的に接続されている。
【００３３】
次に、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極２０６を電気的に接続する画素部１００の第１電極１０２について説明する。図３に示すように、ＴＦＴ基板１０１の上に第１電極１０２を成膜し、形成されるべき画素に応じてパターニングを行う。パターニングされた第１電極１０２は、後述の第１絶縁層１０３と第２絶縁層１０４によって区画され、各画素に対応した第１電極１０２となる。
【００３４】
第１電極１０２の材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。第１電極１０２を陽極とする場合には、ＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。下方から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション構造の場合は透光性のある材料を選択する必要がある。必要に応じて、第１電極１０２の配線抵抗を低くするために、銅やアルミニウムなどの金属材料を補助電極として併設してもよい。
【００３５】
第１電極１０２の形成方法としては、第１電極１０２を形成する材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。第１電極１０２のパターニング方法としては、第１電極１０２を形成する材料やその成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。基板として薄膜トランジスタＴＦＴを形成した物を用いる場合は下層の画素に対応して導通を図ることができるように形成する。
【００３６】
次に、画素部１００の第１絶縁層１０３及び第２絶縁層１０４を形成する方法について説明する。
本実施形態にかかる画素部１００の第１絶縁層１０３は、第１電極画素部１１２の周端部を覆い、画素の発光領域に対応した第１開口部１１０を区画するように形成する。第２絶縁層１０４は、第１電極画素部１１２の周端部（第１画素電極に形成された第１絶縁膜部分を含む位置）から１．０μｍ以上外側に形成し、第２開口部１１１内でウェットコーティング層の膜厚平坦領域の割合が高くなるように配置する必要があり、１μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。
【００３７】
第１絶縁層１０３及び第２絶縁層１０４の形成方法としては、従来と同様に、ＴＦＴ基板１０１上に第１電極１０２が形成されてなる基体上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を積層し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。
第１電極の画素部１１２上を第１絶縁層１０３が覆う幅（図３の第１開口部１１０の端部から第１電極画素部１１２の端部までの距離）は、第１開口部１１０をより広くするため３μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
ここで、第１絶縁層１０３の膜厚ｄ１は、発光媒体層１０５を形成するウェットコート層のうち最も第１電極１０２側に形成される層１０５（ａ）の膜厚ｄ２及び、第１電極１０２の膜厚ｄ３との間に、ｄ１＜ｄ２、ｄ１＜ｄ３となるようにする。より好ましくはｄ１＜（ｄ２／２）、ｄ１＜（ｄ３／２）であることが良い。ｄ１とｄ２及びｄ３が前記関係を満たした上で、第１絶縁層１０３の膜厚は、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００３９】
第２絶縁層１０４の高さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下である。第２絶縁層１０４が高すぎると第２電極１０８の形成及び封止の妨げとなり、低すぎると画素電極（第１電極１０２）の周縁を覆い切れない、あるいは有機発光層等の形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。
【００４０】
次に、本実施形態に係る画素部１００の有機発光層等の発光媒体層１０５の形成方法について説明する。
発光媒体層１０５の一例として、正孔注入層、インターレイヤ、発光層、電子輸送層が順次設けられる構成が挙げられる。ここで発光媒体層１０５を構成するウェットコート層のうち最も第１電極１０２側に形成される層１０５（ａ）は、発光媒体層の構成層が無機膜で形成される場合や、有機膜を蒸着などの真空成膜法により成膜する場合があるため、発光媒体層の前記第１ウェットコート層１０５（ａ）が、第１電極１０２上に形成される１層目であるとは限らない。
【００４１】
正孔注入層は第１電極から正孔を注入する機能を有する。正孔注入層の物性値としては、画素電極の仕事関数と同等以上の仕事関数を有することが好ましい。これは画素電極からインターレイヤへ効率的に正孔注入を行うためである。画素電極の材料により異なるが４．５ｅＶ以上６．５ｅＶ以下を用いることができ、画素電極がＩＴＯやＩＺＯの場合、５．０ｅＶ以上６．０ｅＶ以下が好適に用いることが可能である。正孔注入層の比抵抗に関しては、膜厚３０ｎｍ以上の状態で、１×１０３〜２×１０６Ω・ｍであることが好ましく、より好ましくは５×１０３〜１×１０６Ω・ｍである。また、ボトムエッション構造では画素電極側から放出光を取り出すため、光透過性が低いと取り出し効率が低下してしまうため、可視光波長領域の全平均で７５％以上が好ましく、８５％以上ならば好適に用いることが可能である。
【００４２】
正孔注入層を構成する材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物等の高分子材料を用いることができる。この他にも、導電率が１０−２Ｓ／ｃｍ以上１０−６Ｓ／ｃｍ以下である導電性高分子を好ましく用いることができる。高分子材料は、湿式法による成膜工程に使用可能である。このため、正孔注入層を形成する際に高分子材料を用いることが好ましい。このような高分子材料は、水又は溶剤によって分散或いは溶解され、分散液又は溶液として使用される。
【００４３】
正孔注入材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、Ｃｕ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３，Ｍｎ２Ｏ３，ＦｅＯｘ（ｘ≧０．１），ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ２Ｏ３，Ａｇ２Ｏ，ＭｏＯ，Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＴｉＯ２，ＳｎＯ２，ＴｈＯ２，Ｖ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５，ＭｏＯ３，ＷＯ３，ＭｎＯ２などを用いて真空蒸着法やスパッタ法により形成する。ただし材料はこれらに限定されるものではない。
【００４４】
正孔注入層を形成した後、インターレイヤを形成する。このインターレイヤを形成する際に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種ウェットコーティング法や凸版印刷法やインクジェット法などの各種印刷法を用いて形成される。また無機材料では、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等の遷移金属酸化物およびこれらの窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００４５】
インターレイヤを形成した後、有機発光層を形成する。この有機発光層は、電流を流すことにより発光する層であり、有機発光層を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ‘−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられるが、本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００４６】
これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【００４７】
上述した高分子材料に加え、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレンなどの低分子系発光材料が使用できる。
【００４８】
有機発光層の形成法としては、ウェットコーティング法が好ましく、インクジェット法、ノズル塗工法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの既存の成膜法を用いることができる。
ここで、本実施形態では、発光媒体層１０５として正孔注入層、インターレイヤ、有機発光層と形成したが、これらの層構成は、使用する材料等に応じて適宜選択することが好ましい。例えば、さらに、有機発光層と陰極としての第２電極１０６との間に、電子輸送層及び電子注入層の両方又は何れか一方を設けるようにしてもよい。
【００４９】
次に、有機材料を用いる場合の正孔輸送層及び有機発光層を形成する際に用いる装置の一例として、凸版印刷装置３００について図６を参照して説明する。
図６は、上述の画素電極（第１電極１０２）、第１絶縁層１０３、隔壁としての第２絶縁層１０４、例えば無機材料からなる正孔輸送層までが形成されたＴＦＴ基板１０１を、被印刷基板３０７として、有機発光材料からなる有機発光インキを、ＴＦＴ基板１０１上にパターン印刷するための、凸版印刷装置３００である。
【００５０】
この凸版印刷装置３００は、インキタンク３０１とインキチャンバ３０２とアニロックスロール３０３と、画線部が凸形状に形成された凸版からなる版３０５がマウントされた版銅３０６とを有している。インキタンク３０１には、溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、インキチャンバ３０２にはインキタンク３０１より有機発光インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール３０３はインキチャンバ３０２のインキ供給部に接して回転可能に支持されている。前記版３０５には、予めＴＦＴ基板１０１に形成された画素１００のパターンに応じて凸形状の画線部を形成しておく。
【００５１】
アニロックスロール３０３の回転に伴い、インキチャンバ３０２により、アニロックスロール３０３の表面に有機発光インキが供給され、供給された有機発光インキのインキ層３０４は均一な膜厚に形成される。このインキ層３０４のインキはアニロックスロール３０３に近接して回転駆動される版胴３０６にマウントされた版３０５の画線部となる凸状部に転移し、平台３０８上に設置された被印刷基板３０７の、隔壁としての第２絶縁層１０４で囲まれた第２開口部１１１にパターン印刷される。
【００５２】
次に、第２電極１０６を形成する。第２電極１０６を陰極とする場合には有機発光層への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いる。具体的にはＭｇ，Ａｌ，Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ，ＬｉＦ等の化合物を数ｎｍ挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層したりして用いてもよい。または電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数が低いＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｓｃ，Ｙ，Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ，Ａｌ，Ｃｕの金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。
【００５３】
第２電極１０６の形成方法は、第２電極１０６となる材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることができる。
有機ＥＬ素子を外部からの酸素や水分から保護するために、対向電極上にパッシベーション層を形成しても良い。パッシベーション層としては、酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化炭素などの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、炭化ケイ素などの金属炭化物、必要に応じて、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜との積層膜を用いてもよいが、特に、バリア性と透明性の面から、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素を用いることが好ましく、さらには、膜密度を可変した積層膜や勾配膜を使用することにより、段差被覆性とバリア性を両立する膜となる。
【００５４】
パッシベーション層の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法を用いることができるが、特に、バリア性や段差被覆性の面、さらには成膜条件により膜密度や膜組成を容易に可変できることから、ＣＶＤ法を用いることが好ましい。ＣＶＤ法としては、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、ＶＵＶ−ＣＶＤ法などを用いることができる。また、ＣＶＤ法における反応ガスとしては、モノシランや、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）やテトラエトキシシランなどの有機シリコン化合物に、Ｎ２、Ｏ２、ＮＨ３、Ｈ２、Ｎ２Ｏなどのガスを必要に応じて添加してもよく、必要に応じて、シランなどのガス流量や、プラズマ電力を変えることにより膜密度を変化させてもよく、使用する反応性ガスにより膜中に水素や炭素が含有させることもできる。
【００５５】
パッシベーション層の膜厚としては、５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下とすることが好ましい。
アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬ表示素子１０としては電極間に発光材料を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機発光材料は大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまう。このため、通常は外部と遮断するための封止体（図示せず）を設ける。封止体は例えば封止材上に樹脂層を設けて作製することができる。
【００５６】
封止材としては、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１×１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましい。
【００５７】
樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬ表示素子１０の大きさや形状により任意に決定されるが、５μｍ〜５００μｍ程度が望ましい。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが直接有機ＥＬ表示素子側に形成することもできる。
【００５８】
最後に、有機ＥＬ表示素子１０と封止体との貼り合わせを封止室で行う。封止体を、封止材と樹脂層の２層構造とし、樹脂層に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。
【実施例】
【００５９】
以下に本発明に基づく実施例、及び比較例を示す。
（実施例１）
基板として、支持体上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、その上方に形成された画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは２００ｍｍ×２００ｍｍでその中に対角５インチ、画素数は３２０×２４０のディスプレイが中央に配置されている。【００６０】
画素用の電極としてＩＴＯを用いた。ＩＴＯはスパッタリングにより形成し、膜厚は４０ｎｍとし、そのＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィ法と酸溶液によるエッチングによってパターニングを行った。ＩＴＯ膜は画素部と接続部を有しており、接続部にてＴＦＴと接続している。
次に、アクティブマトリックス基板上に設けられた電極画素部の周端を被覆し画素を区画するように第１絶縁層を形成した。この第１絶縁層は、アクティブマトリックス基板上に無機材料を真空蒸着法により厚さ１０ｎｍで一様に形成し、レジストでマスキングした後、電極画素部の周端を０．５μｍ被覆し、発光領域を形成する第１開口部を規定するようにドライエッチング法によりパターンを形成した。【００６１】
画素間を区画する隔壁として第２絶縁層を形成し、第２開口部を形成した。第２絶縁層の形成は、ポジレジストを用いて、スピンコーター法にて基板全面に厚み２μｍで形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングして形成した。第２絶縁層の開口側端部は電極画素部の周端よりも３．５μｍ外側とした。
次に、電極と第１絶縁層及び第２絶縁層との表面上に、正孔注入材料として、厚さ１０ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）を、真空蒸着法により積層させ、正孔注入層を形成した。蒸発源と基板との距離は３００ｍｍ、前記基板表面中心から前記蒸着源方向と前記基板表面の法線方向とのなす角度が０度となる位置に設置した。【００６２】
次に、正孔輸送材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用いて、上述した正孔注入層まで形成したアクティブマトリックス基板を被印刷基板として、凸版印刷装置にセッティングし、第２絶縁層に挟まれた第２開口部の真上にそのラインパターンに合わせて正孔輸送層を凸版印刷法で印刷した。印刷、乾燥後の正孔輸送層の膜厚は３０ｎｍとなった。【００６３】
次に、有機発光材料であるポリフェニレンピニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、上述した正孔輸送層までを形成したアクティブマトリックス基板を被印刷基板として、凸版印刷装置にセッティングし、第２絶縁層に挟まれた第２開口部の真上にそのラインパターンに合わせて、凸版印刷法により画素中央部の狙い膜厚を８０ｎｍとして印刷を行った。【００６４】
次に、対向電極として真空蒸着法でＢａ膜を、メタルマスクを用いて膜厚４ｎｍに成膜した後、Ａｌ膜を真空蒸着法によりメタルマスクを用いて膜厚１５０ｎｍに成膜した。そして、キャップ型封止ガラスと接着剤を、発光領域をカバーするように載せ、約９０℃、１時間接着剤を熱硬化して密閉封止し、アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬ表示素子１０を製作した。【００６５】
このようにして作成したアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬ素子を評価した結果、表１に示すように、膜厚分布が画素中央部の狙い膜厚＋１０％以内となる膜厚を持つ膜厚平坦領域が第１開口部内で１００％となり、発光領域で膜厚平坦であることが確認された。第２開口部内での膜厚平坦領域は８７％であった。発光状態についても良好であった。【００６６】
【表１】
2012132292.tif 000003
【００６７】
（比較例１）
実施例１の比較例として、画素電極のパターン形状を変更し、画素電極周端部が第２絶縁層に覆われるように画素電極を広げて形成した。その他は実施例１と同一条件下で有機ＥＬ表示素子を作成した。この比較例１においては、表１に示すように、膜厚分布が画素中央部の狙い膜厚＋１０％以内となる膜厚を持つ膜厚平坦領域が第１開口部内で９０％となり、第２開口部内で７３％となった。発光状態は良好であった。【００６８】
（比較例２）
実施例１の比較例として、第１絶縁層の膜厚を５０ｎｍとした。その他は実施例１と同一条件下で有機ＥＬ表示素子を作成した。この比較例２においては、表１に示すように、膜厚分布が画素中央部の狙い膜厚＋１０％以内となる膜厚を持つ膜厚平坦領域が第１開口部内で７５％となり、第２開口部内で５８％となった。画素内部の外周部が非発光となり猫目状の発光であった。
【符号の説明】
【００６９】
０１  基板
０２  第１電極
０３  隔壁
０４  発光媒体層
０５  第２電極  
０６  ＥＬ発光領域
１０  アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬ表示素子
１００  アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬ表示素子の画素部
１０１  ＴＦＴ基板（バックプレーン）
１０２  第１電極（画素電極）
１０３  第１絶縁層
１０４  第２絶縁層
１０５  発光媒体層
１０５（ａ）  第１ウェットコート層
１０６  第２電極
１１０  第１開口部（発光領域）
１１１  第２開口部
１１２  第１電極画素部
１１３  第１電極接続部
２０２  支持体
２０３  活性層
２０４  ゲート絶縁膜
２０５  ゲート電極
２０６  ソース電極
２０７  ドレイン電極
２０８  走査線
２１０  絶縁層
３００  凸版印刷装置
３０１  インキタンク
３０２  インキチャンバ
３０３  アニロックスロール
３０４  インキ層
３０５  版
３０６  版胴
３０７  被印刷基板
３０８  平台
【図１】
2012132292.tif 000004
【図２】
2012132292.tif 000005
【図３】
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【図４】
2012132292.tif 000007
【図５】
2012132292.tif 000008
【図６】
2012132292.tif 000009
【国際調査報告】
2012132292.tif 000010
2012132292.tif 000011
2012132292.tif 000012
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