(57)【要約】【課題】光取出し効率を向上させ、かつ、色再現性に優れた表示を可能にする。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子１００であって、薄膜トランジスタを有するＴＦＴ基板１１０と、ＴＦＴ基板１１０上に形成され、平坦な上面を有する平坦化膜１２０と、平坦化膜１２０の平坦な上面上に形成された反射電極１３１と、反射電極１３１上に形成された色変換層１３２と、色変換層１３２上に形成され、光透過性を有する陽極である透明電極１３３と、透明電極１３３の上方に形成される陰極１４０と、透明電極１３３と陰極１４０との間に形成され、陽極及び陰極間に印加される電圧に応じて発光する発光層１３７とを備え、透明電極１３３と薄膜トランジスタのソース電極１１６とは、電気的に接続されている。【選択図】図１
2010287543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
薄膜トランジスタを有するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板と、
前記ＴＦＴ基板上に形成され、平坦な上面を有する平坦化膜と、
前記平坦化膜の平坦な上面上に形成された反射層と、
前記反射層上に形成された色変換層と、
前記色変換層上に形成され、光透過性を有する陽極及び陰極の一方である第１電極と、
前記第１電極の上方に形成され、前記陽極及び陰極の他方である第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に形成され、前記第１電極及び前記第２電極間に印加される電圧に応じて発光する発光層とを備え、
前記第１電極と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとは、電気的に接続されている
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに、
前記平坦化膜と、前記反射層及び前記色変換層のうち少なくとも非導電性である層とを貫通する少なくとも１つの第１コンタクトホールに形成された第１導電部を備え、
前記第１導電部は、前記第１電極と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続する
請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記反射層は、導電性を有し、
前記第１コンタクトホールは、
前記平坦化膜を貫通する第２コンタクトホールと、
前記第２コンタクトホールが形成された平面内の位置とは異なる位置に形成された、前記色変換層を貫通する第３コンタクトホールとを含み、
前記第１導電部は、
前記第２コンタクトホールに形成された第２導電部と、
前記第３コンタクトホールに形成された第３導電部とを含み、
前記第２導電部は、前記反射層と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続し、
前記第３導電部は、前記第１電極と前記反射層とを電気的に接続する
請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記反射層及び前記色変換層は、導電性を有し、
前記第１導電部は、前記反射層と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続する
請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記色変換層は、硬化性を有する液体が硬化してなる層である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記色変換層は、カラーフィルタ、又はダイクロイックミラーである
請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに、
前記第１電極の上方に形成された、前記発光層を所定の領域毎に分離するバンクを備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに、
前記平坦化膜上に形成された、前記発光層を所定の領域毎に分離するバンクを備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記色変換層及び前記カラーフィルタの少なくとも１つは、画素のサブピクセル毎に、材料及び膜厚の少なくとも１つが異なっている
有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１０】
薄膜トランジスタを有するＴＦＴ基板上に、平坦な上面を有する平坦化膜を形成する平坦化膜形成ステップと、
前記平坦化膜の平坦な上面上に、反射層を形成する反射層形成ステップと、
前記反射層上に、色変換層を形成する色変換層形成ステップと、
前記平坦化膜と、前記反射層、及び前記色変換層のうち少なくとも非導電性である層とを貫通する少なくとも１つの第１コンタクトホールを形成する第１コンタクトホール形成ステップと、
前記色変換層上に、光透過性を有する陽極及び陰極の一方である第１電極を形成する第１電極形成ステップと、
前記第１電極の上方に、前記陽極及び陰極間に印加される電圧に応じて発光する発光層を形成する発光層形成ステップと、
前記発光層の上方に、前記陽極及び陰極の他方である第２電極を形成する第２電極形成ステップとを含み、
前記第１電極と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとは、前記第１コンタクトホールを介して電気的に接続されている
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第１コンタクトホール形成ステップは、
前記反射層及び前記色変換層を形成する前に、前記平坦化膜を貫通する第２コンタクトホールを形成する第２コンタクトホール形成ステップと、
前記第２コンタクトホールが形成された平面内の位置とは異なる位置に、前記色変換層を貫通する第３コンタクトホールを形成する第３コンタクトホール形成ステップとを含み、
前記反射層と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとは、前記第２コンタクトホールを介して電気的に接続され、
前記第１電極と前記反射層とは、前記第３コンタクトホールを介して電気的に接続されている
請求項１０記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１２】
前記色変換層形成ステップでは、前記色変換層を塗布法により形成する
請求項１０又は１１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１３】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、さらに、
前記第１電極を形成した後に、前記発光層を所定の領域毎に分離するためのバンクを形成するバンク形成ステップを含む
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１４】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、さらに、
前記反射層を形成した後に、前記発光層を所定の領域毎に分離するためのバンクを前記反射層又は前記平坦化膜上に形成するバンク形成ステップを含む
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子、有機ＥＬ表示装置及びそれらの製造方法に関し、特に、色変換層を備えることで発光色の色純度を向上させた有機ＥＬ素子、有機ＥＬ表示装置及びそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と記載する）を用いた表示装置をフルカラー化する構成として、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）に発光する発光素子を２次元状に配列した構成が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の技術では、透明基板の上に、当該透明基板上に直接配置された透明電極と、有機ＥＬ層と、反射電極とが順次積層された構成を有し、透明基板の下部に色変換層を設けた発光素子が提案されている。この構成では、有機ＥＬ層で発光した光は、直接又は反射電極で反射され、透明電極と透明基板と色変換層とを通って外部に出射する。すなわち、色変換層は、光出射側に設けられている。
【０００４】
また、特許文献２には、透明基板の上に、当該透明基板上に直接配置された反射電極と、有機ＥＬ層と、透明電極とが順次積層された構成を有し、透明電極上に色変換層を設けた発光素子が提案されている。すなわち、この構成では、有機ＥＬ層で発光した光は、直接又は反射電極で反射され、透明電極と色変換層とを通って外部に出射する。
【０００５】
さらに、特許文献３には、透明基板の上に、当該透明基板上に直接配置された反射電極と、透明導電層と、有機ＥＬ層と、透明電極とが順次積層された構成を有し、透明電極上に色変換層を設けた発光素子が提案されている。すなわち、この構成では、特許文献２に記載された発光素子と同様に、有機ＥＬ層で発光した光は、直接又は反射電極で反射され、透明電極と色変換層とを通って外部に出射する。
【０００６】
以上のように、２つの電極を備えた共振器構造を備えた有機ＥＬ発光素子は、光出射側に色変換層を備えることで、発光色の不要な波長領域の成分を減少させ、取り出される光の色純度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１３２０８１号公報
【特許文献２】特開２０００−１９５６７０号公報
【特許文献３】特開２００５−１１６５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術では、光出射側に色変換層を備えることにより不要な波長領域の成分を吸収するために、光取出し効率が低下しやすい。したがって、高輝度の発光素子を実現するには、消費電極及び素子寿命にとって負荷が大きいという課題がある。
【０００９】
また、有機ＥＬ素子では、キャビティ効果の観点から陽極、有機ＥＬ層、陰極の各層には平坦性が求められるが、上記従来技術では、これらの層の平坦性を向上させる点については記載されていない。
【００１０】
そこで、本発明は、光取出し効率を向上させ、かつ、色再現性に優れた表示が可能な有機ＥＬ素子、及び、当該有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示装置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】
【００１１】
上記従来技術の課題を解決するため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、薄膜トランジスタを有するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板と、前記ＴＦＴ基板上に形成され、平坦な上面を有する平坦化膜と、前記平坦化膜の平坦な上面上に形成された反射層と、前記反射層上に形成された色変換層と、前記色変換層上に形成され、光透過性を有する陽極及び陰極の一方である第１電極と、前記第１電極の上方に形成され、前記陽極及び陰極の他方である第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に形成され、前記第１電極及び前記第２電極間に印加される電圧に応じて発光する発光層とを備え、前記第１電極と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとは、電気的に接続されている。
【００１２】
これにより、発光層と反射層との間に色変換層を備えることで、発光層で発光した光のうち反射層によって反射する反射光が波長シフトすることを低減し、色純度を高めることができる。また、上面に色変換層を備える従来技術に比べて、本発明の有機ＥＬ素子では、発光層で発光した光のうち上面に直接放射される光は色変換層を通過しないので、光取出し効率を向上させることができる。
【００１３】
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに、前記平坦化膜と、前記反射層及び前記色変換層のうち少なくとも非導電性である層とを貫通する少なくとも１つの第１コンタクトホールに形成された第１導電部を備え、前記第１導電部は、前記第１電極と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続してもよい。
【００１４】
これにより、コンタクトホールを介して第１電極とソース又はドレイン電極とを電気的に接続するので、容易に電気的な接続を行うことができる。
【００１５】
また、前記反射層は、導電性を有し、前記第１コンタクトホールは、前記平坦化膜を貫通する第２コンタクトホールと、前記第２コンタクトホールが形成された平面内の位置とは異なる位置に形成された、前記色変換層を貫通する第３コンタクトホールとを含み、前記第１導電部は、前記第２コンタクトホールに形成された第２導電部と、前記第３コンタクトホールに形成された第３導電部とを含み、前記第２導電部は、前記反射層と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続し、前記第３導電部は、前記第１電極と前記反射層とを電気的に接続してもよい。
【００１６】
これにより、第１電極とソース又はドレイン電極との電気的な接続をより確実に行うことができる。なぜなら、１つのコンタクトホールが複数の層を貫通する場合は、層の界面で段差が生じ、生じた段差の影響でコンタクトホール内部に形成される導電性領域が断線する恐れがあるのに対して、２つのコンタクトホールにより複数の層を１つのコンタクトホールが貫通することを減らしているためである。
【００１７】
また、前記反射層及び前記色変換層は、導電性を有し、前記第１導電部は、前記反射層と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続してもよい。
【００１８】
これにより、第１電極と反射層とは色変換層と電気的に接続するので、色変換層を貫通するためのコンタクトホールを形成する必要がなく、製造工程数を少なくすることができる。したがって、低コストで本発明の有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００１９】
また、前記色変換層は、硬化性を有する液体が硬化してなる層であってもよい。
【００２０】
これにより、色変換層は、平坦性をより高めることができるので、色強度のばらつきなどを抑制することができ、適切なキャビティ効果を得ることができる。
【００２１】
また、前記色変換層は、カラーフィルタ、又はダイクロイックミラーであってもよい。
【００２２】
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに、前記第１電極の上方に形成された、前記発光層を所定の領域毎に分離するバンクを備えてもよい。
【００２３】
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに、前記平坦化膜上に形成された、前記発光層を所定の領域毎に分離するバンクを備えてもよい。
【００２４】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記色変換層及び前記カラーフィルタの少なくとも１つは、画素のサブピクセル毎に、材料及び膜厚の少なくとも１つが異なっている。
【００２５】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、薄膜トランジスタを有するＴＦＴ基板上に、平坦な上面を有する平坦化膜を形成する平坦化膜形成ステップと、前記平坦化膜の平坦な上面上に、反射層を形成する反射層形成ステップと、前記反射層上に、色変換層を形成する色変換層形成ステップと、前記平坦化膜と、前記反射層、及び前記色変換層のうち少なくとも非導電性である層とを貫通する少なくとも１つの第１コンタクトホールを形成する第１コンタクトホール形成ステップと、前記色変換層上に、光透過性を有する陽極及び陰極の一方である第１電極を形成する第１電極形成ステップと、前記第１電極の上方に、前記陽極及び陰極間に印加される電圧に応じて発光する発光層を形成する発光層形成ステップと、前記発光層の上方に、前記陽極及び陰極の他方である第２電極を形成する第２電極形成ステップとを含み、前記第１電極と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとは、前記第１コンタクトホールを介して電気的に接続されている。
【００２６】
これにより、発光層と反射層との間に色変換層を備えることで、発光層で発光した光のうち反射層によって反射する反射光が波長シフトすることを低減し、色純度を高めることができる。また、上面に色変換層を備える従来技術に比べて、本発明の有機ＥＬ素子では、発光層で発光した光のうち上面に直接放射される光は色変換層を通過しないので、光取出し効率を向上させることができる。
【００２７】
また、前記第１コンタクトホール形成ステップは、前記反射層及び前記色変換層を形成する前に、前記平坦化膜を貫通する第２コンタクトホールを形成する第２コンタクトホール形成ステップと、前記第２コンタクトホールが形成された平面内の位置とは異なる位置に、前記色変換層を貫通する第３コンタクトホールを形成する第３コンタクトホール形成ステップとを含み、前記反射層と前記薄膜トランジスタのソース又はドレインとは、前記第２コンタクトホールを介して電気的に接続され、前記第１電極と前記反射層とは、前記第３コンタクトホールを介して電気的に接続されていてもよい。
【００２８】
これにより、第１電極とソース又はドレイン電極との電気的な接続をより確実に行うことができる。なぜなら、１つのコンタクトホールが複数の層を貫通する場合は、層の界面で段差が生じ、生じた段差の影響でコンタクトホール内部に形成される導電性領域が断線する恐れがあるのに対して、２つのコンタクトホールにより複数の層を１つのコンタクトホールが貫通することを減らしているためである。
【００２９】
また、前記色変換層形成ステップでは、前記色変換層を塗布法により形成してもよい。
【００３０】
これにより、色変換層は、平坦性をより高めることができるので、色強度のばらつきなどを抑制することができ、適切なキャビティ効果を得ることができる。
【００３１】
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、さらに、前記第１電極を形成した後に、前記発光層を所定の領域毎に分離するためのバンクを形成するバンク形成ステップを含んでもよい。
【００３２】
これにより、発光層の材料を塗布すべき領域をバンクによって決定されるので、容易に発光層を形成することができる。
【００３３】
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、さらに、前記反射層を形成した後に、前記発光層を所定の領域毎に分離するためのバンクを前記反射層又は前記平坦化膜上に形成するバンク形成ステップを含んでもよい。
【００３４】
これにより、発光層だけでなく、色変換層の材料を塗布すべき領域もバンクによって決定されるので、不必要な領域にまで材料を塗布する必要が無くなり、低コストで有機ＥＬ素子を製造することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ表示装置によれば、光取出し効率を向上させ、かつ、色再現性に優れた表示を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１の有機ＥＬ素子の構造の一例を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図３】実施の形態１の有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図４】実施の形態１の有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図５】実施の形態１の有機ＥＬ表示装置の一例であるデジタルテレビを示す図である。
【図６】実施の形態２の有機ＥＬ素子の構造の一例を示す断面図である。
【図７】実施の形態２の有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図８】実施の形態３の有機ＥＬ素子の構造の一例を示す断面図である。
【図９】実施の形態３の有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図１０】異なる実施の形態の有機ＥＬ素子の構造の一例を示す断面図である。
【図１１】異なる実施の形態の有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下では、本発明の有機ＥＬ素子、有機ＥＬ表示装置及びそれらの製造方法について、実施の形態に基づいて図を用いて詳細に説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
本実施の形態の有機ＥＬ素子では、ＴＦＴ基板上に平坦化膜を介して、反射電極と、色変換層と、陽極及び陰極の一方である第１透明電極と、発光層と、陽極及び陰極の他方である第２透明電極とが、順に積層されている。平坦化膜、反射電極、及び色変換層には、ＴＦＴ基板のソース又はドレイン電極と第１透明電極とを電気的に接続するためのコンタクトホールが形成されている。以下では、まず本実施の形態の有機ＥＬ素子の構造について、図１を用いて説明する。
【００３９】
図１は、本実施の形態の有機ＥＬ素子１００の構造の一例を示す断面図である。有機ＥＬ素子１００は、ＴＦＴ基板１１０と、平坦化膜１２０と、発光素子１３０とを備える。
【００４０】
図１に示すように、ＴＦＴ基板１１０上に平坦化膜１２０が形成されている。平坦化膜１２０は、ＴＦＴ基板１１０が形成されている面とは反対側に、平坦な主面（図１の上側の面）を有する。そして、発光素子１３０は、平坦化膜１２０の平坦な主面上に形成されている。
【００４１】
以下では、ＴＦＴ基板１１０、平坦化膜１２０及び発光素子１３０のそれぞれの構成について詳細に説明する。
【００４２】
まず、ＴＦＴ基板１１０は、図１に示すように、基板１１１と、ゲート電極１１２と、ゲート絶縁膜１１３と、半導体層１１４と、ドレイン電極１１５と、ソース電極１１６と、パッシベーション膜１１７とを備える。
【００４３】
基板１１１は、例えば、ソーダガラス、無蛍光ガラス、リン酸系ガラス、ホウ酸系ガラスなどのガラス基板、又は、石英基板である。あるいは、基板１１１は、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂などのプラスチック基板又はプラスチックフィルムであってもよい。また、基板１１１は、アルミナなどの金属基板又は金属ホイルなどであってもよい。なお、基板１１１は、フレキシブル基板であってもよい。
【００４４】
ゲート電極１１２は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）の合金で構成される電極であって、基板１１１上に蒸着法又はスパッタ法などにより形成される。
【００４５】
ゲート絶縁膜１１３は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、又は窒化シリコン（ＳｉＮx）で構成される絶縁膜であって、ゲート電極１１２上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成される。なお、図１に示す例では、ゲート絶縁膜１１３は、ゲート電極１１２と基板１１１とを覆うように形成されているが、ゲート電極１１２と半導体層１１４との間に形成されていればよい。
【００４６】
半導体層１１４は、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で構成される活性化層であって、ゲート絶縁膜１１３上、かつ、ゲート電極１１２の上方にＣＶＤ法などにより形成される。
【００４７】
ドレイン電極１１５及びソース電極１１６は、例えば、モリブデン及びタングステンの合金と、アルミニウム（Ａｌ）と、モリブデン及びタングステンの合金とが積層された構造を有し、各層は、半導体層１１４上に蒸着法又はスパッタ法などにより形成される。
【００４８】
パッシベーション膜１１７は、半導体層１１４、ドレイン電極１１５、及びソース電極１１６を保護する層であって、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、又は窒化シリコン（ＳｉＮx）で構成される。また、パッシベーション膜１１７には、ソース電極１１６又はドレイン電極１１５と発光素子１３０の電極と電気的に接続するためのコンタクトホールが形成されている。コンタクトホールは、例えば、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液を用いたウェットエッチング法などにより形成される。
【００４９】
なお、本実施の形態の有機ＥＬ素子１００では、ソース電極１１６と発光素子１３０の陽極とを電気的に接続しているが、ソース電極１１６又はドレイン電極１１５と、発光素子１３０の陽極又は陰極とのいずれを接続してもよい。
【００５０】
平坦化膜１２０は、ＴＦＴ基板１１０上に形成され、ＴＦＴ基板１１０が形成される側とは反対側（図１に示す例では、上面）に平坦な主面を有する平坦化膜である。また、平坦化膜１２０には、コンタクトホール１２１が形成されている。なお、平坦化膜１２０は、絶縁性を有する。
【００５１】
このコンタクトホール１２１は、平坦化膜１２０と、後述する色変換層１３２及び正孔注入層１３４とを貫通している。コンタクトホール１２１内部には、導電性領域が形成されており、後述する透明電極１３３とソース電極１１６とを電気的に接続している。
【００５２】
なお、平坦化膜１２０は、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、又はシリコン系樹脂などで構成される。また、平坦化膜１２０の厚さは、例えば、３μｍである。平坦化膜１２０の上面を平坦化する方法については、図面を用いて後で説明する。
【００５３】
発光素子１３０は、反射電極１３１と、色変換層１３２と、透明電極１３３と、正孔注入層１３４と、バンク１３５と、正孔輸送層１３６と、発光層１３７と、電子輸送層１３８と、電子注入層１３９と、陰極１４０とを備える。図１に示すように、発光素子１３０は、平坦化膜１２０の平坦な主面上に形成される。
【００５４】
反射電極１３１は、平坦化膜１２０上に形成され、発光層１３７で発光した光を反射する層である。反射電極１３１の材料は、例えば、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）の合金（ＡＰＣ）である。また、反射電極１３１の厚さは、例えば、２００ｎｍである。
【００５５】
色変換層１３２は、反射電極１３１上に形成され、発光層１３７で発光した光の一部を透過させ、一部を吸収し、吸収した光の波長（色）とは異なる波長（色）の光を放出する機能、すなわち、色変換機能を有する。色変換層１３２には、コンタクトホール１２１が形成されている。また、色変換層１３２は、画素のＲＧＢのそれぞれに対応する波長（色）の光を放出するように形成される。
【００５６】
なお、色変換層１３２は、例えば、着色透明フィルタ（いわゆる、カラーフィルタ）、バンドパスフィルタなどである。色変換層１３２の材料は、例えば、有機顔料を含むアクリル樹脂などである。また、色変換層１３２の厚さは、例えば、２μｍである。
【００５７】
透明電極１３３は、色変換層１３２上に形成され、発光層１３７で発光した光を充分に透過する導電性材料で構成され、発光素子１３０の陽極として機能する。透明電極１３３は、コンタクトホール１２１に形成された導電性領域を介してソース電極１１６と電気的に接続する。なお、この導電性領域は、反射電極１３１及び透明電極１３３の形成時に同時に形成される。
【００５８】
また、透明電極１３３は、色変換層１３２によって色変換が施された光（すなわち、色変換層１３２を通過した光）も充分に透過することが好ましい。例えば、透明電極１３３は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などで構成される。また、透明電極１３３の厚さは、例えば、１００ｎｍである。
【００５９】
正孔注入層１３４は、透明電極１３３上に形成され、発光層１３７への正孔の注入を促進する機能を有する層である。また、正孔注入層１３４には、コンタクトホール１２１が形成されている。正孔注入層１３４の材料は、例えば、酸化タングステン（ＷＯx）である。また、正孔注入層１３４の厚さは、例えば、４０ｎｍである。
【００６０】
バンク１３５は、発光層１３７などの材料となる機能溶液を塗布法などにより形成する際に、機能溶液を塗布する領域を定めるための分離壁であり、例えば、画素と画素との間に形成される。バンク１３５の材料は、例えば、レジストなどの感光性樹脂である。バンクの厚さ（高さ）は、例えば、１μｍであり、望ましくは１〜２μｍである。
【００６１】
正孔輸送層１３６は、正孔注入層１３４上に形成され、正孔注入層１３４から注入された正孔を発光層１３７に輸送する機能を有する層である。また、正孔輸送層１３６の厚さは、例えば、２０ｎｍであり、望ましくは２０〜１２０ｎｍである。
【００６２】
正孔輸送層１３６の材料は、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、ブタジエン化合物、ポリスチレン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体などである。なお、好ましくは、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物である。
【００６３】
発光層１３７は、陽極及び陰極から注入されたキャリアの再結合により発光する有機発光層である。具体的には、発光層１３７では、陽極である透明電極１３３から正孔注入層１３４及び正孔輸送層１３６を介して注入された正孔と、陰極１４０から電子注入層１３９及び電子輸送層１３８を介して注入された電子とが再結合することで発光する。また、発光層１３７は、画素のＲＧＢに対応する波長（色）の光を発光するように形成される。発光層１３７の厚さは、例えば、６０ｎｍであり、望ましくは、４０〜１００ｎｍである。
【００６４】
発光層１３７の材料は、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物、アザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、アンスラセン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２，２’−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩基とＩＩＩ族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体などである。
【００６５】
電子輸送層１３８は、発光層１３７上に形成され、電子注入層１３９から注入された電子を発光層１３７に輸送する機能を有する層である。電子輸送層１３８の厚さは、例えば、５ｎｍである。また、電子輸送層１３８の材料は、例えば、バリウム（Ｂａ）である。あるいは、電子輸送層１３８の材料は、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ジフェキノン誘導体、ペリレンテトラカルボキシル誘導体、アントラキノジメタン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリノン誘導体、キリノン錯体誘導体などでもよい。
【００６６】
電子注入層１３９は、電子輸送層１３８上に形成され、発光層１３７への電子の注入を促進する機能を有する層である。電子注入層１３９の厚さは、例えば、２０ｎｍである。また、電子注入層１３９の材料は、例えば、酸化タングステン（ＷＯx）である。
【００６７】
陰極１４０は、電子注入層１３９上に形成され、発光層１３７で発光した光を充分に透過する導電性材料で構成された陰極である。陰極１４０の厚さは、例えば、１００ｎｍである。また、陰極１４０の材料は、例えば、ＩＴＯ又はＩＺＯなどである。
【００６８】
以上の構成に示すように、本実施の形態の有機ＥＬ素子１００は、トップエミッション型の発光素子であって、陽極である透明電極１３３と反射電極１３１との間に色変換層１３２が形成されている。これにより、発光層１３７で発光した光のうち、反射電極１３１によって反射して上面に放出される反射光が波長シフトすることを低減し、色純度を高めることができる。また、発光層１３７で発光した光のうち上面に直接放射される光は、色変換層１３２を通過しないので、上面に色変換層を備える従来技術に比べて、光取出し効率を向上させることができる。
【００６９】
続いて、本実施の形態の有機ＥＬ素子１００を２次元状に配列した有機ＥＬ表示装置の製造方法について、図２〜図４を用いて説明する。有機ＥＬ表示装置は、画素のサブピクセル毎に、例えば、ＲＧＢ毎に本実施の形態の有機ＥＬ素子１００を備える。なお、以下の説明では、製造途中の有機ＥＬ素子１００のことを単に“デバイス”と記載する場合がある。
【００７０】
図２〜図４は、本実施の形態の有機ＥＬ素子１００の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【００７１】
まず、図２（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板１１０を洗浄する。例えば、純水でＴＦＴ基板１１０を洗浄し、洗浄したＴＦＴ基板１１０をクリーンドライエアー（ＣＤＡ：Ｃｌｅａｎ  Ｄｒｙ  Ａｉｒ）装置を用いて乾燥させる。なお、ここでは、パッシベーション膜１１７には、コンタクトホール１５０が形成されており、ソース電極１１６の少なくとも一部が露出している。
【００７２】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板１１０上に平坦化膜１２０を形成する。例えば、平坦化膜１２０の材料であるポジ型感光性アクリル樹脂を、スピンコーターなどの塗布装置を用いて約３μｍ塗布する。そして、ホットプレートなどの加熱装置を用いて８０℃で、９０秒間、デバイスを加熱する（プリベーク処理）。
【００７３】
続いて、図２（ｃ）に示すように、平坦化膜１２０にコンタクトホール１５１を形成する。例えば、フォトリソグラフィーによるパターニングと、ウェットエッチングとを行うことで、平坦化膜１２０の所定の領域を除去することでコンタクトホール１５１を形成する。ここで所定の領域は、平面内におけるコンタクトホール１５０が形成されている位置である。
【００７４】
具体的には、ソース電極１１６の露出面（コンタクトホール１５０）に対応するパターンが開口されたフォトマスクを介して、塗布した感光性アクリル樹脂を露光する。このときの露光量は、例えば、１２０ｍＪ／ｃｍ2である。さらに、露光後、０．４％のＴＭＡＨ水溶液にデバイスを９０秒間浸すことで、パドル現像を行う。
【００７５】
パドル現像後、デバイスを純水で洗浄し、ＣＤＡ装置を用いて乾燥させる。そして、ホットプレートなどの加熱装置を用いて、１３０℃で、１８０秒間、デバイスを加熱する（ポストベーク処理）。加熱後、室温までデバイスを冷却し、クリーンオーブン装置を用いて、２２０℃で、１時間焼成する（焼成処理）。
【００７６】
次に、図２（ｄ）に示すように、コンタクトホール１５１が形成された平坦化膜１２０上に反射電極１３１を形成する。このとき、コンタクトホール１５１内にも反射電極１３１の一部が形成される。例えば、スパッタ装置を用いて、銀、パラジウム、銅を材料としてＡＰＣ合金を２００ｎｍ製膜する。
【００７７】
続いて、図２（ｅ）に示すように、反射電極１３１の所定の領域をエッチングにより除去する。例えば、フォトリソグラフィーによるパターニングとウェットエッチングとを行う。具体的には、まず、反射電極１３１上にポジ型レジストを約１．５μｍ塗布した後、所定の画素毎のパターンのフォトマスクを介して、レジストを露光する。このときの露光量は、例えば、６０ｍＪ／ｃｍ2である。さらに、露光後、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液にデバイスを６０秒間浸すことで、パドル現像を行う。
【００７８】
パドル現像後、リン酸、酢酸、及び硝酸の混酸からなるエッチング溶液にデバイスを浸すことで、露出しているＡＰＣ合金を除去する。ＡＰＣ合金の除去後、アルコールアミン系の剥離液にデバイスを浸すことでレジストを除去する。さらに、デバイスを純水で洗浄し、ＣＤＡ装置を用いて乾燥させる。
【００７９】
これにより、画素領域１５２以外の部分に形成されていた反射電極１３１を除去することができる。また、反射電極１３１は、コンタクトホール１５１内にも形成されているため、反射電極１３１とソース電極１１６とは、電気的に接続される。
【００８０】
引き続き、図３（ａ）に示すように、反射電極１３１上に色変換層１３２を形成する。なお、色変換層１３２は、画素のサブピクセル毎に、材料、及び膜厚の少なくとも１つを異ならせて形成される。
【００８１】
例えば、ＲＧＢのうち青色（Ｂ）の光を放出する色変換層１３２を形成する場合、青色の顔料を含むネガ型感光性アクリル樹脂を、スピンコーターなどの塗布装置を用いて、反射電極１３１上に約２μｍ塗布する。そして、ホットプレートなどの加熱装置を用いて９０℃で、９０秒間、デバイスを加熱する（プリベーク処理）。
【００８２】
次に、図３（ｂ）に示すように、色変換層１３２の所定の領域を除去する。例えば、フォトリソグラフィーとウェットエッチングとを行う。具体的には、フォトマスクを介して、感光性アクリル樹脂を露光する。このときのフォトマスクのパターンは、コンタクトホール１５１と、Ｒ画素と、Ｇ画素とが遮光されたパターンである。また、このときの露光量は、９０ｍＪ／ｃｍ2である。さらに、露光後、２．３８％ＴＭＡＨ水溶液にデバイスを１２０秒間浸すことで、パドル現像を行う。
【００８３】
パドル現像後、ＣＤＡ装置を用いて乾燥させる。そして、例えば、クリーンオーブン装置を用いて、２２０℃で、１時間焼成する（焼成処理）。これにより、色変換層１３２と平坦化膜１２０とを貫通するコンタクトホール１５３が、コンタクトホール１５１の形成されていた領域に形成される。
【００８４】
さらに、Ｒ画素、及びＧ画素のそれぞれに対しても同様にして、色変換層１３２を形成する。色変換層１３２の材料、及び膜厚の少なくとも１つが異なるだけで、行う工程は図３（ａ）及び図３（ｂ）と同じである。
【００８５】
次に、図３（ｃ）に示すように、色変換層１３２上に透明電極１３３を形成する。例えば、スパッタ装置を用いて、ＩＴＯを１００ｎｍ製膜する。このとき、コンタクトホール１５３内にも透明電極１３３の一部が形成される。
【００８６】
続いて、図３（ｄ）に示すように、透明電極１３３の所定の領域を除去する。例えば、フォトリソグラフィーとウェットエッチングとを行う。具体的には、まず、透明電極１３３上にポジ型レジストを約１．５μｍ塗布した後、所定の画素毎のパターンのフォトマスクを介して、レジストを露光する。このときの露光量は、例えば、６０ｍＪ／ｃｍ2である。さらに、露光後、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液にデバイスを６０秒間浸すことで、パドル現像を行う。
【００８７】
パドル現像後、希フッ酸からなるエッチング溶液にデバイスを浸すことで、露出しているＩＴＯを除去する。ＩＴＯの除去後、アルコールアミン系の剥離液にデバイスを浸すことでレジストを除去する。さらに、デバイスを純水で洗浄し、ＣＤＡ装置を用いて乾燥させる。その後、クリーンオーブン装置を用いて、デバイスを２００℃で、１時間焼成する。なお、この焼成は、ＩＴＯをポリ化させるために行われる処理である。
【００８８】
これにより、画素領域１５２以外の部分に形成されていた透明電極１３３を除去することができる。また、透明電極１３３は、コンタクトホール１５３内にも形成されているため、透明電極１３３とソース電極１１６とは、反射電極１３１を介して電気的に接続される。
【００８９】
次に、図３（ｅ）に示すように、透明電極１３３上に正孔注入層１３４を形成する。このとき、コンタクトホール１５３内にも正孔注入層１３４が形成される。例えば、スパッタ装置を用いて、ＷＯxを４０ｎｍ製膜する。そして、コンタクトホール１５３内に形成された正孔注入層１３４をエッチングにより除去する。例えば、透明電極１３３の除去と同様にエッチングすることで正孔注入層１３４を除去する。ただし、コンタクトホール１５３に対応する開口が形成されたパターンのフォトマスクを利用する。これにより、正孔注入層１３４と色変換層１３２と平坦化膜１２０とを貫通するコンタクトホール１５４が、コンタクトホール１５３の形成されていた領域に形成される。なお、コンタクトホール１５４が、図１に示すコンタクトホール１２１に相当する。
【００９０】
さらに、図３（ｆ）に示すように、正孔注入層１３４の所定の領域上にバンク１３５を形成する。例えば、バンク１３５の材料であるネガ型レジストを、スピンコーターなどの塗布装置を用いて約１μｍ塗布する。そして、ホットプレートなどの加熱装置を用いて８０℃で、９０秒間、デバイスを加熱する（プリベーク処理）。
【００９１】
そして、画素領域１５２に対応するパターンが遮光されたフォトマスクを介して、塗布したレジストを露光する。このときの露光量は、例えば、６０ｍＪ／ｃｍ2である。さらに、露光後、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液にデバイスを６０秒間浸すことで、パドル現像を行う。
【００９２】
パドル現像後、デバイスを純水で洗浄し、ＣＤＡ装置を用いて乾燥させる。そして、ホットプレートなどの加熱装置を用いて、１３０℃で、１８０秒間、デバイスを加熱する（ポストベーク処理）。加熱後、室温までデバイスを冷却し、クリーンオーブン装置を用いて、２３０℃で、１時間焼成する（焼成処理）。以上のようにして、バンク１３５が形成される。
【００９３】
なお、バンク１３５は、上述したように機能溶液を塗布する領域を定めるための分離壁であるため、撥水性を有することが好ましい。したがって、Ｏ2プラズマ処理を施し、さらに、ＣＦ4プラズマ処理を施すことで、バンク１３５に対して撥水処理を行う。
【００９４】
続いて、図４（ａ）に示すように、正孔注入層１３４上に正孔輸送層１３６を形成する。このとき、コンタクトホール１５４内にも正孔輸送層１３６が形成される。例えば、インクジェット装置などの塗布装置を用いて、ポリマータイプの有機化合物材料をバンク１３５間に約２０ｎｍ塗布する。なお、具体的な材料は上述した通りである。そして、ＣＤＡ装置を用いてデバイスを乾燥させ、クリーンオーブン装置を用いて、デバイスを１８０℃で、１時間焼成する。
【００９５】
次に、図４（ｂ）に示すように、正孔輸送層１３６上に発光層１３７を形成する。なお、発光層１３７は、画素のサブピクセル毎に、材料、及び膜厚の少なくとも１つを異ならせて形成される。例えば、インクジェット装置などの塗布装置を用いて、ポリマータイプの有機化合物材料をバンク１３５間に約６０ｎｍ塗布する。なお、具体的な材料は上述した通りである。そして、ＣＤＡ装置を用いてデバイスを乾燥させ、クリーンオーブン装置を用いて、デバイスを１８０℃で、１時間焼成する。この発光層１３７の形成を、ＲＧＢのそれぞれに対して（すなわち、計３回）行う。
【００９６】
続いて、図４（ｃ）に示すように、発光層１３７上に電子輸送層１３８を形成する。例えば、蒸着装置を用いてバリウム（Ｂａ）を５ｎｍ製膜する。さらに、電子輸送層１３８上に電子注入層１３９を形成する。例えば、蒸着装置を用いてＷＯxを２０ｎｍ製膜する。
【００９７】
そして、図４（ｄ）に示すように、電子注入層１３９上に陰極１４０を形成する。例えば、プラズマ蒸着装置を用いてＩＴＯを１００ｎｍ製膜する。以上の工程を経て、有機ＥＬ素子１００が形成される。
【００９８】
なお、最後に、ＲＧＢ毎に形成された有機ＥＬ素子１００の上面を所定のシール剤を用いて封止する。そして、デバイスを基板からスクライバーを用いて切り出し、実装部の端面を研磨する。その後、駆動用集積回路をソース側及びゲート側に実装する。このようにして、図５に示すようなデジタルテレビなどの有機ＥＬ表示装置が製造される。
【００９９】
以上のように、平坦化膜１２０は、塗布法により形成されているので、上面を容易に平坦化することができる。さらに、平坦化膜１２０上に反射電極１３１を介して、色変換層１３２を塗布法で形成しているので、さらに、透明電極１３３が形成される面（色変換層１３２の上面）の平坦性を高めることができる。色変換層１３２の平坦性が高まることで、色強度のばらつきなどを抑制することができ、適切なキャビティ効果を得ることができる。
【０１００】
なお、色変換層１３２の平坦性がより高まるのは、一般的に、平坦化膜が厚いほどその平坦性を向上させることができ、本実施の形態では、平坦化膜１２０だけでなく、色変換層１３２も平坦性を高めるのに寄与するためである。
【０１０１】
さらに、本実施の形態では、色変換層１３２が、陽極である透明電極１３３と反射電極１３１との間に形成する。これにより、発光層１３７で発光した光のうち、反射電極１３１によって反射して上面に放出される反射光は、色変換層１３２を２回通過することになる。したがって、反射光の色純度を高めることができ、発光層１３７から上方に向けて発光した光と反射光との色度ズレを抑制することができる。
【０１０２】
したがって、本実施の形態の有機ＥＬ素子１００は、光取出し効率を向上させ、かつ、色再現性に優れた表示が可能である。
【０１０３】
（実施の形態２）
本実施の形態の有機ＥＬ素子では、実施の形態１の有機ＥＬ素子と同様に、ＴＦＴ基板上に平坦化膜を介して、反射電極と、色変換層と、陽極及び陰極の一方である第１透明電極と、発光層と、陽極及び陰極の他方である第２透明電極とが、順に積層されている。平坦化膜と色変換層とにはそれぞれ異なる位置にコンタクトホールが形成されており、ＴＦＴ基板のソース又はドレイン電極と第１透明電極とを、それぞれのコンタクトホールと反射電極とを介して電気的に接続している。以下では、まず、本実施の形態の有機ＥＬ素子の構造について、図６を用いて説明する。
【０１０４】
図６は、本実施の形態の有機ＥＬ素子２００の構造の一例を示す断面図である。有機ＥＬ素子２００は、ＴＦＴ基板１１０と、平坦化膜２２０と、発光素子２３０とを備える。なお、以下では、図１に示した実施の形態１の有機ＥＬ素子１００と同じ構成については、同じ符号を付しており、説明を省略する。
【０１０５】
平坦化膜２２０は、ＴＦＴ基板１１０上に形成され、ＴＦＴ基板が形成される側とは反対側（図６に示す例では、上面）に平坦な主面を有する平坦化膜である。また、平坦化膜２２０には、コンタクトホール２２１が形成されている。コンタクトホール２２１は、平坦化膜１２０を貫通している。コンタクトホール２２１内部には、導電性領域が形成されており、反射電極１３１とソース電極１１６とを電気的に接続している。
【０１０６】
なお、平坦化膜２２０の材料及び厚さは、実施の形態１の平坦化膜１２０と同じである。また、平坦化膜２２０は、絶縁性を有する。
【０１０７】
発光素子２３０は、反射電極１３１と、色変換層２３２と、透明電極２３３と、正孔注入層２３４と、バンク１３５と、正孔輸送層１３６と、発光層１３７と、電子輸送層１３８と、電子注入層１３９と、陰極１４０とを備える。図６に示すように、発光素子２３０は、平坦化膜２２０の平坦な主面上に形成される。
【０１０８】
色変換層２３２は、反射電極１３１上に形成され、色変換機能を有する。色変換層２３２には、コンタクトホール２２２が形成されている。コンタクトホール２２２は、色変換層２３２と正孔注入層２３４とを貫通する。
【０１０９】
また、色変換層２３２は、画素のＲＧＢのそれぞれに対応する波長（色）の光を放出するように形成される。なお、色変換層２３２の材料及び厚さは、実施の形態１の色変換層１３２と同じである。
【０１１０】
透明電極２３３は、色変換層２３２上に形成され、発光層１３７で発光した光を充分に透過する導電性材料で構成され、発光素子２３０の陽極として機能する。透明電極２３３は、コンタクトホール２２２に形成された導電性領域を介して反射電極１３１と電気的に接続する。なお、この導電性領域は、透明電極２３３の形成時に同時に形成される。なお、透明電極２３３の材料及び厚さは、実施の形態１の透明電極１３３と同じである。
【０１１１】
正孔注入層２３４は、透明電極２３３上に形成され、発光層１３７への正孔の注入を促進する機能を有する層である。また、正孔注入層２３４には、コンタクトホール２２２が形成されている。正孔注入層２３４の材料及び厚さは、実施の形態１の正孔注入層１３４と同じである。
【０１１２】
以上の構成に示すように、本実施の形態の有機ＥＬ素子２００は、平面内で互いに異なる位置に形成された２つのコンタクトホール２２１及び２２２にそれぞれ形成された導電性領域と、反射電極１３１とによって、透明電極２３３とＴＦＴ基板１１０のソース電極１１６とを電気的に接続している。
【０１１３】
この構成により、第１電極とソース又はドレイン電極との電気的な接続をより確実に行うことができる。なぜなら、１つのコンタクトホールが複数の層を貫通する場合は、層の界面で段差が生じ、生じた段差の影響でコンタクトホール内部に形成される導電性領域が断線する恐れがあるのに対して、２つのコンタクトホール２２１及び２２２により複数の層を１つのコンタクトホールが貫通することを減らしているためである。
【０１１４】
続いて、本実施の形態の有機ＥＬ素子２００の製造方法について、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態の有機ＥＬ素子２００の製造工程の一例を示す工程断面図である。なお、以下では、実施の形態１の有機ＥＬ素子１００の製造方法と同一の工程については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。また、以下の説明では、製造途中の有機ＥＬ素子２００のことを単に“デバイス”と記載する場合がある。
【０１１５】
まず、実施の形態１と同様にして、ＴＦＴ基板１１０の洗浄処理から、色変換層２３２の形成処理までを行う。これにより、図７（ａ）に示すように、反射電極１３１上に色変換層２３２が形成されたデバイスが製造される。このとき、色変換層２３２は、コンタクトホール１５１内部にも形成される。なお、コンタクトホール１５１は、図６に示すコンタクトホール２２１に相当する。
【０１１６】
次に、図７（ｂ）に示すように、色変換層２３２の所定の領域を除去する。具体的には、実施の形態１と同じようにフォトリソグラフィーによるパターニングとエッチング処理とを行う。このとき、実施の形態１では、コンタクトホール１５１と同じ位置を開口するようなパターンを用いたのに対して、本実施の形態では、平面内でコンタクトホール１５１とは異なる位置を開口するようなパターンを用いる。これにより、図７（ｂ）に示すように、コンタクトホール１５１が形成された領域とは異なる領域に、コンタクトホール２５１を形成する。なお、コンタクトホール２５１は、図６に示すコンタクトホール２２２に相当する。
【０１１７】
そして、実施の形態１と同様にして、ＲＧＢのそれぞれに対する色変換層２３２を形成する。
【０１１８】
次に、図７（ｃ）に示すように、色変換層２３２上、及びコンタクトホール２５１内に透明電極２３３を形成する。例えば、スパッタ装置を用いて、ＩＴＯを１００ｎｍ製膜する。これにより、透明電極２３３と反射電極１３１とは、コンタクトホール２５１を介して電気的に接続される。
【０１１９】
続いて、図７（ｄ）に示すように、透明電極２３３の所定の領域を除去する。具体的には、実施の形態１と同じようにフォトリソグラフィーによるパターニングとエッチング処理とを行う。
【０１２０】
さらに、図７（ｅ）に示すように、透明電極２３３上、及びコンタクトホール２５１内に、正孔注入層２３４を形成する。例えば、スパッタ装置を用いて、ＷＯxを４０ｎｍ製膜する。そして、コンタクトホール２５１内に形成された正孔注入層２３４をエッチングにより除去する。このとき、コンタクトホール２５１に対応するパターンのフォトマスクを用いて正孔注入層２３４をパターニングする。具体的なパターニング及びエッチング処理は、実施の形態１と同様である。
【０１２１】
以降、バンク１３５の形成処理（図３（ｆ）又は図７（ｆ））から、実施の形態１と同様の処理を行うことで、本実施の形態の有機ＥＬ素子２００が形成される。
【０１２２】
以上のように、本実施の形態の有機ＥＬ素子２００では、２つのコンタクトホール２２１及び２２２が、平面内で互いに異なる位置に形成される。そして、この２つのコンタクトホール２２１及び２２２のそれぞれに形成された導電性領域と、反射電極１３１とによって、透明電極２３３とＴＦＴ基板１１０のソース電極１１６とが電気的に接続される。
【０１２３】
実施の形態１に示すようにコンタクトホール１２１の場合では、例えば、図２（ｃ）及び図３（ｂ）などに示すように、平面内で同じ位置にコンタクトホールを形成している。このときに、反射電極１３１と色変換層１３２との境界で段差が生じる恐れがあり、生じた段差によってコンタクトホール１２１に形成した導電性領域（透明電極１３３）が断線することが起こりうる。
【０１２４】
これに対して、本実施の形態の有機ＥＬ素子２００では、コンタクトホール２２１及び２２２内部に段差が生じないので、コンタクトホール２２１及び２２２内部に形成する導電性領域が断線する可能性を低減することができる。したがって、実施の形態１に示すような複数の層を貫通する１つのコンタクトホール１２１の場合に比べて、透明電極２３３とソース電極１１６との電気的な接続をより確実にすることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態の有機ＥＬ素子２００の製造方法では、２つのコンタクトホール２２１及び２２２を形成しているが、製造工程数は実施の形態１と同じであるため、製造コストを増加させることもない。
【０１２６】
また、本実施の形態の有機ＥＬ素子２００は、コンタクトホールの数及びその形成される位置を除いて、実施の形態１の有機ＥＬ素子１００と同じ構造であるため、色変換層２３２の平坦性も優れている。したがって、色強度のばらつきなどを抑制することができ、適切なキャビティ効果を得ることができるとともに、反射光の色純度を高めることができ、発光層１３７から上方に向けて発光した光と反射光との色度ズレを抑制することができる。
【０１２７】
（実施の形態３）
本実施の形態の有機ＥＬ素子では、実施の形態１の有機ＥＬ素子と同様に、ＴＦＴ基板上に平坦化膜を介して、反射電極と、色変換層と、陽極及び陰極の一方である第１透明電極と、発光層と、陽極及び陰極の他方である第２透明電極とが、順に積層されている。また、平坦化膜にはコンタクトホールが形成されている。本実施の形態の色変換層は、導電性を有し、ＴＦＴ基板のソース又はドレイン電極と第１透明電極とを、コンタクトホールと反射電極と色変換層とを介して電気的に接続している。以下では、まず、本実施の形態の有機ＥＬ素子の構造について、図８を用いて説明する。
【０１２８】
図８は、本実施の形態の有機ＥＬ素子３００の構造の一例を示す断面図である。有機ＥＬ素子３００は、ＴＦＴ基板１１０と、平坦化膜２２０と、発光素子３３０とを備える。なお、以下では、図１又は図６に示した有機ＥＬ素子１００又は２００と同じ構成については、同じ符号を付しており、説明を省略する。
【０１２９】
発光素子３３０は、反射電極１３１と、色変換層３３２と、透明電極１３３と、正孔注入層１３４と、バンク１３５と、正孔輸送層１３６と、発光層１３７と、電子輸送層１３８と、電子注入層１３９と、陰極１４０とを備える。図８に示すように、発光素子３３０は、平坦化膜２２０の平坦な主面上に形成される。
【０１３０】
色変換層３３２は、反射電極１３１上に形成され、色変換機能と、導電性とを有する。色変換層３３２が導電性を有するので、反射電極１３１と、透明電極１３３とは電気的に接続されている。
【０１３１】
したがって、本実施の形態の有機ＥＬ素子３００では、実施の形態２のように透明電極１３３と反射電極１３１とを電気的に接続するためのコンタクトホールを形成する必要がない。
【０１３２】
色変換層３３２は、例えば、金属の積層膜であって、金属薄膜の緩衝を利用したダイクロイックミラーである。また、色変換層３３２の厚さは、例えば、２μｍである。
【０１３３】
以上の構成に示すように、本実施の形態の有機ＥＬ素子３００は、導電性を有する色変換層３３２を備え、平坦化膜２２０には、コンタクトホール２２１が形成されている。透明電極１３３は、色変換層３３２と、反射電極１３１と、コンタクトホール２２１に形成された導電性領域とによって、ＴＦＴ基板１１０のソース電極１１６と電気的に接続している。
【０１３４】
この構成により、形成すべきコンタクトホールが１つだけなので、製造工程数を削減することができ、低コストで本実施の形態の有機ＥＬ素子３００を製造することができる。
【０１３５】
続いて、本実施の形態の有機ＥＬ素子３００の製造方法について、図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態の有機ＥＬ素子３００の製造工程の一例を示す工程断面図である。なお、以下では、実施の形態１又は２の有機ＥＬ素子１００又は２００の製造方法と同一の工程については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。また、以下の説明では、製造途中の有機ＥＬ素子３００のことを単に“デバイス”と記載する場合がある。
【０１３６】
まず、実施の形態２と同様にして、ＴＦＴ基板１１０の洗浄処理から、色変換層３３２の形成処理までを行う。これにより、図９（ａ）に示すように、反射電極１３１上に色変換層３３２が形成されたデバイスが製造される。
【０１３７】
次に、図９（ｂ）に示すように、色変換層３３２の所定の領域を除去する。具体的には、実施の形態１と同じようにフォトリソグラフィーによるパターニングとエッチング処理とを行う。
【０１３８】
ここで、上述したように、色変換層３３２が導電性を有するため、色変換層３３２を貫通するコンタクトホールを形成する必要がない。したがって、色変換層３３２の画素領域に対応するパターンのみが形成されたフォトマスクを用いればよい。
【０１３９】
そして、実施の形態１と同様にして、ＲＧＢのそれぞれに対する色変換層３３２を形成する。
【０１４０】
次に、図９（ｃ）に示すように、形成した色変換層３３２上に、透明電極１３３を形成する。例えば、スパッタ装置などを用いて、ＩＴＯを１００ｎｍ製膜する。さらに、図９（ｄ）に示すように、透明電極１３３の所定の領域を除去する。具体的には、実施の形態１と同様にフォトリソグラフィーによるパターニングとエッチング処理とを行う。このとき、エッチングにより除去する領域は、画素領域を除く領域である。
【０１４１】
これにより、透明電極１３３は、導電性を有する色変換層３３２と反射電極１３１とにより、ＴＦＴ基板１１０のソース電極１１６と電気的に接続する。
【０１４２】
以降は、正孔注入層１３４の形成処理（図２（ｅ）又は図９（ｅ））から、実施の形態１と同様の処理を行うことで、本実施の形態の有機ＥＬ素子３００が形成される。
【０１４３】
以上のように、本実施の形態の有機ＥＬ素子３００は、導電性を有する色変換層３３２を有することで、平坦化膜２２０を貫通する１つのコンタクトホールのみで、透明電極１３３とＴＦＴ基板１１０のソース電極１１６とを電気的に接続することができる。
【０１４４】
これにより、製造工程を簡略化することができる。例えば、正孔注入層１３４を除去する工程を行わなくて済む。したがって、製造コストを低減することができる。
【０１４５】
さらに、実施の形態２と同様に、コンタクトホール内で段差が生じる恐れもないため、コンタクトホール内部で導電性領域が断線する可能性を低減することができる。したがって、透明電極１３３とソース電極１１６との接続をより確実に行うことができる。
【０１４６】
以上、本発明の有機ＥＬ素子、有機ＥＬ表示装置及びそれらの製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１４７】
例えば、各実施の形態で説明した有機ＥＬ素子の製造方法は一例に過ぎず、本発明は上述の製造方法に限られない。例えば、実施の形態１では、正孔注入層１３４を形成した後にバンク１３５を形成したが、色変換層１３２を形成する前にバンクを形成してもよい。このときの有機ＥＬ素子の構造断面図を図１０に示す。
【０１４８】
図１０は、本発明の有機ＥＬ素子の別の実施の形態における構造の一例を示す断面図である。同図に示す有機ＥＬ素子４００は、ＴＦＴ基板１１０と、平坦化膜１２０と、発光素子４３０とを備え、平坦化膜１２０及び反射電極１３１上にバンク４３５が形成される。そして、複数のバンク４３５間の反射電極１３１上に色変換層１３２、透明電極１３３、正孔注入層１３４、正孔輸送層１３６、発光層１３７、電子輸送層１３８、電子注入層１３９、陰極１４０が順に積層されている。
【０１４９】
続いて、図１０に示す有機ＥＬ素子４００の製造方法について、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の有機ＥＬ素子の別の実施の形態における製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、以下では、実施の形態１又は２の有機ＥＬ素子１００又は２００の製造方法と同一の工程については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。また、以下の説明では、製造途中の有機ＥＬ素子４００のことを単に“デバイス”と記載する場合がある。
【０１５０】
まず、実施の形態１と同様にして、ＴＦＴ基板１１０の洗浄処理から、反射電極１３１の形成処理までを行う。そして、図１１（ａ）に示すように、反射電極１３１上の所定の領域にバンク４３５を形成する。バンク４３５の具体的な形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１５１】
以降、図１１（ｂ）〜図１１（ｆ）に示すように、バンク４３５間に色変換層１３２、透明電極１３３、正孔注入層１３４を形成する。このとき、各実施の形態では、色変換層１３２の材料をデバイスの全面に塗布していたのに対して、色変換層１３２の材料をインクジェット法などで必要な領域のみに塗布することができる。これにより、材料費を低くすることができるので、低コストで有機ＥＬ素子４００を製造することができる。
【０１５２】
また、フォトリソグラフィーによる各層のパターニングは、ポジ型の感光性材料及びネガ型の感光性材料のいずれを用いてもよい。上述の説明と反対の性質の感光性材料を用いる場合は、開口パターンが反転したフォトマスクを介して感光性材料を露光すればよい。
【０１５３】
また、各層をエッチング処理により除去する際、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのドライエッチングで除去してもよい。
【０１５４】
また、反射電極は、導電性を有しない反射層であってもよい。このとき、コンタクトホールは、反射電極も貫通するように形成される。すなわち、コンタクトホールは、透明電極とＴＦＴ基板のソース又はドレイン電極との間に位置する非導電性である層を貫通すればよい。したがって、例えば、実施の形態１において、反射電極１３１が導電性を有さない反射層であった場合は、コンタクトホール１２１は、色変換層１３２と、反射電極１３１と、平坦化膜１２０とを貫通すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明の有機ＥＬ表示素子及び有機ＥＬ表示装置は、光取出し効率を向上させ、かつ、色再現性に優れた表示が可能であるという効果を奏し、デジタルテレビなどの表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１５６】
１００、２００、３００、４００  有機ＥＬ素子
１１０  ＴＦＴ基板
１１１  基板
１１２  ゲート電極
１１３  ゲート絶縁膜
１１４  半導体層
１１５  ドレイン電極
１１６  ソース電極
１１７  パッシベーション膜
１２０、２２０  平坦化膜
１２１、１５０、１５１、１５３、１５４、２２１、２２２、２５１  コンタクトホール
１３０、２３０、３３０、４３０  発光素子
１３１  反射電極
１３２、２３２、３３２  色変換層
１３３、２３３  透明電極
１３４、２３４  正孔注入層
１３５、４３５  バンク
１３６  正孔輸送層
１３７  発光層
１３８  電子輸送層
１３９  電子注入層
１４０  陰極
１５２  画素領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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