(57)【要約】【課題】塗布型の有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、有機発光素子が発光の色毎に異なる有機発光層を有していても、全ての有機発光素子からの光取出し効率を高めることを目的とする。【解決手段】基板と、前記基板に配置された赤色発光する有機発光素子Ｒと、緑色発光する有機発光素子Ｇと、青色発光する有機発光素子Ｂと、を含む有機ＥＬディスプレイパネルであって、前記有機発光素子のそれぞれは、反射電極であり、かつ凹曲状の画素電極と、前記画素電極上に塗布形成された機能層と、前記機能層上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された透明電極である対向電極と、前記塗布形成された機能層を規定するバンクと、を有し、前記塗布形成された機能層の量が、前記素子Ｒと、前記素子Ｇと、前記素子Ｂ毎に相違し、かつ前記凹曲状の画素電極の曲率半径が、前記素子Ｒと、前記素子Ｇと、前記素子Ｂ毎に相違する、有機ＥＬディスプレイパネル。【選択図】図６
2011009017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に配置された赤色発光する有機発光素子Ｒと、緑色発光する有機発光素子Ｇと、青色発光する有機発光素子Ｂと、を含む有機ＥＬディスプレイパネルであって、
前記有機発光素子のそれぞれは、反射電極であり、かつ凹曲状の画素電極と、前記画素電極上に塗布形成された機能層と、前記機能層上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された透明電極である対向電極と、前記塗布形成された機能層を規定するバンクと、を有し、
前記塗布形成された機能層の量が、前記素子Ｒと、前記素子Ｇと、前記素子Ｂ毎に相違し、かつ
前記凹曲状の画素電極の曲率半径が、前記素子Ｒと、前記素子Ｇと、前記素子Ｂ毎に相違する、有機ＥＬディスプレイパネル。
【請求項２】
前記塗布形成された機能層の厚さが、前記素子Ｒと、前記素子Ｇと、前記素子Ｂ毎に相違する、請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
【請求項３】
前記素子Ｒ、前記素子Ｇおよび前記素子Ｂのうち最も量の多い前記機能層を有する素子の前記画素電極の曲率半径は最も大きく、
前記素子Ｒ、前記素子Ｇおよび前記素子Ｂのうち最も量の少ない前記機能層を有する素子の前記画素電極の曲率半径は最も小さい、請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
【請求項４】
前記塗布形成された機能層は、正孔輸送層である、請求項１に記載の有機ＥＬディスプ
レイパネル。
【請求項５】
前記塗布形成された機能層は、正孔注入層である、請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイパネルは、基板に配置された複数の有機発光素子を有する。有機発光素子は、基本的に、画素電極と、有機発光層と、対向電極とを有する。有機発光層で正孔と電子とが電子−正孔対を形成し、それが発光性の励起子として有機発光層が発光する。有機発光層から発せられた光は、画素電極または対向電極のうちの透明電極を通して、外部に取出される。この光の取出し効率は数％であり、向上が求められている。
【０００３】
光の取出し効率を高めるために、画素電極または対向電極のうちの一方を透明電極として、かつもう一方を反射電極とする。有機発光層からの発光を効率的に透明電極から取出すためである。このとき、有機発光層からの発光の一部は、透明電極に向かって発光し；他の一部は反射電極に向かい、反射電極で反射されて透明電極に向かう。そのため、有機発光層から透明電極に向かう光と、反射電極で反射されて透明電極向かう光とが、互いに減衰しないようにすれば、光の取出し効率を向上させることができる。
【０００４】
反射電極である金属電極と有機発光層との間にスパッタリングなどで透明導電膜を配置して、取出し光が減衰しないように、有機発光層から反射電極までの光学的距離を調整する技術が報告されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００５】
また、有機発光層や正孔輸送層などを、有機発光層や正孔輸送層などの材料を含む溶液を塗布し、乾燥させて形成する技術が知られている。溶液の塗布領域は、隔壁（バンク）で規定されている。
【０００６】
塗布形成する機能層の形状プロフィールは、溶液の溶質や溶媒の種類、およびそれらの含有割合によって相違する。例えば、有機発光素子の各色のカラーフィルター膜を塗布形成しようとするときには、塗布する溶液の溶質が色毎に相違する。そのため、隔壁（バンク）の高さやテーパ角度が同じであると、カラーフィルター膜の形状が色毎に相違しやすい。そこで、カラーフィルター膜の色毎に、隔壁（バンク）の高さやテーパ角度を変えて、カラーフィルター膜の膜厚均一性を高める技術が報告されている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
また、画素電極の形状を凹曲状にすることで、画素電極上に塗布形成される機能層の膜厚を均一にする技術が報告されている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２７２８５５号公報
【特許文献２】特開２００７−３１０１５６号公報
【特許文献３】特開２００８−２４３７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
有機発光素子は、赤色発光する有機発光素子Ｒと、緑色発光する有機発光素子Ｇと、青色発光する有機発光素子Ｂとに分類されうる。各有機発光素子に含まれる有機発光層の全てを白色発光する有機発光層として、白色光をカラーフィルターで着色することもあるが；有機発光素子毎に、赤色発光する有機発光層、緑色発光する有機発光層、または青色発光する有機発光層を配置してもよい。
【００１０】
素子毎に有機発光層の成分が異なると、有機発光層から発せられる光の波長λも相違する。波長λが相違すると、光取出し効率を高めるための条件（光学的距離）も相違する。したがって、素子毎に有機発光層の成分が異なると、光の取出し効率を高めるための光学的距離も素子毎に相違する。
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、反射電極と有機発光層との間に透明導電膜をスパッタリングなどによって一括形成するので、素子ごとに光学的距離を調節するのは困難である。
【００１２】
本発明は、塗布型の有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、有機発光素子が発光色毎に異なる有機発光層を有していても、全ての有機発光素子からの光取出し効率を高める手段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】
本発明者は、各有機発光素子における有機発光層と反射電極との間に配置され、塗布形成される機能層の厚さを調整することで、全ての有機発光素子のそれぞれの光取出し効率を高めることを検討した。
【００１４】
塗布形成される機能層の厚さを調整するには、機能材料を含む溶液の塗布量を調整することが考えられる。ところが、溶液の塗布量は、各有機ＥＬ素子を規定するバンクの形状によってある程度決定されるので、塗布量の調整には限界がある。一方で、塗布形成される機能層の厚さを調整するには、機能材料を含む溶液の濃度を調整することが考えられる。ところが前述したように、塗布する溶液の濃度によって、形成される機能層の形状プロフィールが変わってしまう。従って、各有機発光素子の機能層の形状を適切に制御することが困難となる。
【００１５】
詳細は後述するが本発明者は、塗布する溶液の濃度に応じて、素子毎に画素電極の形状を適切に制御すれば、機能層の形状を適切に制御することができ、全ての有機発光素子の光取出し効率を高めることができることを見いだし、さらに検討を加えて本発明を完成させた。
【００１６】
本発明は、以下に示す有機ＥＬディスプレイパネルに関する。これらの有機ＥＬディスプレイパネルは、トップエミッション型となりうる。
［１］基板と、前記基板に配置された赤色発光する有機発光素子Ｒと、緑色発光する有機発光素子Ｇと、青色発光する有機発光素子Ｂと、を含む有機ＥＬディスプレイパネルであって、前記有機発光素子のそれぞれは、反射電極であり、かつ凹曲状の画素電極と、前記画素電極上に塗布形成された機能層と、前記機能層上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された透明電極である対向電極と、前記塗布形成された機能層を規定するバンクと、を有し、前記塗布形成された機能層の量が、前記素子Ｒと、前記素子Ｇと、前記素子Ｂ毎に相違し、かつ前記凹曲状の画素電極の曲率半径が、前記素子Ｒと、前記素子Ｇと、前記素子Ｂ毎に相違する、有機ＥＬディスプレイパネル。
［２］前記塗布形成された機能層の厚さが、前記素子Ｒと、前記素子Ｇと、前記素子Ｂ毎に相違する、［１］に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
［３］前記素子Ｒ、前記素子Ｇおよび前記素子Ｂのうち最も量の多い前記機能層を有する素子の前記画素電極の曲率半径は最も大きく、前記素子Ｒ、前記素子Ｇおよび前記素子Ｂのうち最も量の少ない前記機能層を有する素子の前記画素電極の曲率半径は最も小さい、［１］に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
［４］前記塗布形成された機能層は、正孔輸送層である、［１］〜［３］のいずれか一つに記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
［５］前記塗布形成された機能層は、正孔注入層である、［１］〜［３］のいずれか一つに記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、有機発光素子に含まれる有機発光層の成分が、発光色毎に相違しているにもかかわらず、全ての有機発光素子の光取出し効率が高められている。そのため、輝度が高く、コントラストの高い有機ＥＬディスプレイパネルが得られる。しかも、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、塗布型の有機ＥＬディスプレイパネルとなりうるため、ディスプレイパネルの大型化や、その生産性の向上などが実現されうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の有機ＥＬディスプレイパネルに含まれる有機ＥＬ素子の概略断面図であり、光学的距離Ｌを説明するための図である。
【図２】機能材料溶液の濃度と、形成される機能層の形状との関係を説明する図である。
【図３】機能材料溶液の濃度と、形成される機能層の形状と、画素電極の形状との関係を説明する図である。
【図４】本発明の有機ＥＬディスプレイパネルに含まれる有機発光素子の設計プロセスのフローを示す。
【図５】光取出し効率と、正孔輸送層の厚さとの関係を示すグラフである。
【図６】実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルを示す断面図である。
【図７】実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法のフローを示す図である。
【図８】実施の形態２の有機ＥＬディスプレイパネルを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、基板と、前記基板に配置された複数の有機発光素子を有する。複数の有機発光素子には、赤色発光する有機発光素子Ｒと、緑色発光する有機発光素子Ｇと、青色発光する有機発光素子Ｂと、が含まれる。各有機発光素子は、ＲＧＢ毎に、異なる成分の有機発光層を有することが好ましい。
【００２０】
各有機発光素子は少なくとも、基板上に配置された画素電極と、画素電極上に配置された有機発光層と、有機発光層上に配置された対向電極とを有する。本発明では有機発光層は塗布形成されることが好ましい。また、各有機発光素子は、後述する光学的距離を調整する塗布形成された機能層を有する。また、各有機発光素子は、有機発光層や、機能層を規定するためのバンクを有する。
【００２１】
本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、ＲＧＢ毎に機能層の量および画素電極の形状が調節されていることに特徴を有するが、他の構成は、本発明の効果を損なわない限り公知の有機ＥＬディスプレイパネルと同じであってよい。例えば、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、ボトムエミッション型であっても、トップエミッション型であってもよい。
【００２２】
有機ＥＬディスプレイパネルをトップエミッション型とするには、画素電極を反射電極として、対向電極と透明電極とする。一方、有機ＥＬディスプレイパネルをボトムエミッション型とするには、画素電極を透明電極として、対向電極を反射電極とする。反射電極の例には、アルミニウムや銀などの金属電極や、ＡＰＣ（ＡｇＰｄＣｕ）などの合金電極などが含まれる。透明電極の例には、ＩＴＯ電極やＩＺＯ電極などが含まれる。
通常は、有機発光素子の画素電極がアノード電極であり、対向電極がカソード電極である。
【００２３】
基板は、特に限定されないが、ガラス基板などである。また基板には、薄膜トランジスタ（駆動ＴＦＴ）が配置されていてもよい。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のソースまたはドレイン電極が、有機発光素子の画素電極（後述）と接続していてもよい。
【００２４】
画素電極は、基板上に配置された導電層である。画素電極上には、遷移金属の酸化物（例えば、タングステンオキサイド）からなる正孔注入層が配置されていてもよい。
【００２５】
本発明では、画素電極が、凹曲状であることを特徴とする。通常画素電極上に塗布形成される層（機能層および有機発光層）は凹曲状になることから（図２参照）、画素電極を凹曲状にすることで、画素電極上に塗布形成される層の膜厚を均一にすることができる。また、本発明では、凹曲状の画素電極の曲率半径がＲＧＢ毎に異なることを特徴とする。ＲＧＢ毎に画素電極の曲率半径を違える理由および具体的な画素電極の曲率半径については後述する。ここで「画素電極が凹曲状」とは、画素電極の表面のうち、後述する機能層に接する表面の中央部が基板側に窪んだ曲面であることを意味する。
【００２６】
画素電極を凹曲状にするには、例えば、基板に凹曲部を形成し、凹曲部上に画素電極を形成すればよい。基板に凹曲部を形成するには、基板を直接ウェットエッチングまたはドライエッチングしてもよいし、凹曲部が形成される面に感光性樹脂層を配置し、感光性樹脂層を露光し、現像してもよい（図７参照）。
【００２７】
機能層とは、反射電極と有機発光層との間に塗布形成され、反射電極と有機発光層との間の光学的距離を調節するための層である。このように本発明は、塗布形成される機能層で、反射電極と有機発光層との間の光学的距離を調節することを特徴とする。
上述のように機能層は反射電極と有機発光層との間に塗布形成される層であるので、機能層は、有機ＥＬディスプレイパネルがトップエミッション方式であるか、またはボトムエミッション方式であるかで異なる。
【００２８】
有機ＥＬディスプレイパネルがトップエミッション方式である場合には、通常、反射電極が画素電極となるため、前記機能層の例には、有機発光層と画素電極との間に配置されるインターレーヤーなどと称される正孔輸送層やＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを含む正孔注入層などが含まれる。さらに、塗布形成できるのであれば、透明導電性膜（塗布型ＩＴＯ膜など）であってもよい。また前記機能層は、好ましくは正孔輸送層（インターレーヤー）である。正孔輸送層の厚さが、多少増減しても、有機発光素子の発光特性が影響を受けにくいからである。
【００２９】
一方、有機ＥＬディスプレイパネルがボトムエミッション方式である場合には、通常、反射電極が対向電極となるため、前記機能層の例には、有機発光層と対向電極との間に配置される電子輸送層や、塗布形成できる透明導電性膜（塗布型ＩＴＯ膜など）などが含まれる。
【００３０】
本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、反射電極と有機発光層との間の光学的距離を、ＲＧＢ毎に適切に調整するために、有機発光層と反射電極との間に配置された塗布形成された機能層の厚さを、ＲＧＢ毎に調整することを特徴とする。したがって、本発明では、ＲＧＢ毎に機能層の膜厚が異なる。以下、図面を参照し、ＲＧＢ毎に機能層の厚さを調節する理由について説明する。
【００３１】
図１には、基板１にトップエミッション型の有機発光素子を示す。図１に示されるように有機発光素子は、基板１と、反射電極２と、塗布形成された機能層３と、各色の有機発光層４と、透明電極５とを有する。もちろん有機発光素子には他の構成部材が含まれていてもよい。
【００３２】
図１に示されるように、有機発光層４が発光したとき、有機発光層４から発せられる光の一部は透明電極５に向かって、透明電極５を通過する（Ｘを参照）。一方、他の一部は反射電極２に向かい（Ｙ１を参照）、反射電極２で反射されて、有機発光層４を通過して透明電極５に向かい（Ｙ２を参照）、透明電極５を通過する。このとき、Ｘで示される光と、Ｙ３で示される光とが強め合うことができれば、透明電極５を通して光を取出す効率が高まる。
【００３３】
Ｘで示される光とＹ３で示される光とが強めあうための条件は、有機発光層４からの発光波長λと、有機発光層４から反射電極２までの光学的距離Ｌとに依存する。光学的距離Ｌは、有機発光層４および有機発光層と反射電極との間に積層された層（図１では機能層３のみ）のそれぞれの、「厚さ」と「屈折率」とに依存する。具体的に、光学的距離Ｌは下記式で示される。
【数１】
2011009017.tif 000003
【００３４】
上記数式において、ｄｉ（ｉ＝１，２，３・・・）は、有機発光層、および有機発光層と反射電極との間に積層された各層の「厚み」を示す。上記数式において、ｎｉ（ｉ＝１，２，３・・・）は、有機発光層、および有機発光層と反射電極との間に積層された各層の「屈折率」を示す。
【００３５】
上記数式で示される光学的距離Ｌが、有機発光層の発光波長λと以下の関係を満たすときに、図１におけるＸで示される光とＹ３で示される光とが強めあうことができる。
【数２】
2011009017.tif 000004
【００３６】
前述の通り、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの各有機発光素子は、ＲＧＢ毎に、異なる成分の有機発光層を有する。有機発光素子Ｒに含まれる有機発光層の発光波長λＲ、有機発光素子Ｇに含まれる有機発光層の発光波長λＧ、有機発光素子Ｂに含まれる有機発光層の発光波長λＢは、互いに異なる。従って、Ｘで示される光とＹ３で示される光とが強めあうことができる光学的距離Ｌも、有機発光素子のＲＧＢ毎に異なる。
【００３７】
このように、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルでは、有機発光層と反射電極との間に配置された塗布形成された機能層の厚さを、ＲＧＢ毎に調整することで、有機発光素子の光学的距離Ｌを、ＲＧＢ毎に適切に調整し、それぞれの有機発光素子からの光取出し効率を高めることができる。その結果、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルでは、有機発光素子の有機発光層と反射電極との間に塗布形成された機能層の厚さが、ＲＧＢ毎に異なる。
【００３８】
塗布形成された機能層の厚さを調整するには、塗布する機能材料の量を調整すればよい。塗布する機能材料の量を調整するために、機能材料を含む溶液の塗布容量を調整してもよい。しかしながら、有機発光素子の塗布領域はバンクで規定されており、塗布領域に提供できる溶液の容量は、ある程度限定される。そこで、塗布する機能材料の量を調整するには、機能材料を含む溶液の濃度を調整することが多い。
【００３９】
機能材料を含む溶液の濃度を調整すると、例えば溶液の粘度が変化する。塗布される溶液の粘度は、機能層の形状に大きな影響を与える。
機能材料溶液の濃度と、機能層の形状（例えば、膜厚均一性）との関係は、必ずしも一義的に定まるものではないが、例えば、図２Ａに示されるようにバンク１００で規定された塗布領域に、濃度の高い機能材料溶液を提供して乾燥させると、バンクのテーパ面１０１と乾燥後の機能層４０との接触角度θが大きくなり、形成された機能層は比較的平坦になる（機能層の表面の曲率半径が大きくなる）。
【００４０】
一方、図２Ｂに示されるように、濃度の低い機能材料溶液を提供して乾燥させると、バンク１００のテーパ面１０１と乾燥後の機能層４０との接触角度θ’が小さくなり、形成された機能層の表面の窪みが深くなる（機能層の表面曲率半径が小さくなる）。従って、画素電極の形状が同じであった場合、濃度の異なる機能材料溶液を提供すると、機能層の膜厚が不均一になる。
【００４１】
この接触角度θの差は、液滴の乾燥における後退接触角の差によるものである。液滴の溶液の濃度が高く、粘度が高い場合には、後退接触角が大きくなり；液滴の溶液の濃度が低く、粘度が低い場合には、後退接触角が小さくなる。
【００４２】
本発明は、上述したように凹曲状の画素電極の曲率半径を素子ごとに調節することで、上述した素子毎の機能層の膜厚のばらつきを補正することを特徴とする。具体的には、濃度の高い機能材料溶液を提供する場合には、図３Ａに示されるように形成される機能層４０の表面の曲率半径が大きくなることから、画素電極２０の曲率半径Ｘを大きくすればよい。一方、濃度の低い機能材料溶液を提供する場合には、図３Ｂに示されるように形成される機能層４０の表面の曲率半径が小さくなることから、画素電極２０の曲率半径Ｘを小さくすればよい。このように提供される機能材料溶液の濃度に応じて、画素電極の曲率半径を調節することで、形成される機能層の形状が異なったとしても、有機発光素子内の機能層の膜厚が均一になる。
【００４３】
このように、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの反射電極と有機発光層との間の光学的距離Ｌを、ＲＧＢ毎に適切に設定するために、機能層の厚さをＲＧＢ毎に調整し；機能層の厚さを調整するために、塗布する機能材料の量を調整し；塗布する機能材料の量を調整するために、塗布する機能材料溶液の濃度を調整する。そして、機能材料溶液の濃度に応じて、各有機発光素子の画素電極の曲率半径を調整する。その結果、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの各有機発光素子は、ＲＧＢ毎に機能層の量が相違し、かつ画素電極の曲率半径が相違する。
【００４４】
次に図４を参照して、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルにおける各有機発光素子の設計プロセスのフローを説明する。
【００４５】
まず、有機発光素子の層構成を設定する（Ｓ１）。有機発光素子の層構成には、少なくとも、画素電極と、有機発光層と、対向電極とが含まれる。画素電極および対向電極のうちの一方を反射電極と設定し、他方を透明電極と設定する。有機発光層と反射電極との間には、さらに塗布形成される機能層を配置する。機能層の厚さにより、反射電極と有機発光層との間の光学的距離Ｌが調整される。
【００４６】
有機発光素子の層構成を決定したのち、光学的距離を調整するための機能層以外の層の厚さを決定する。特に、有機発光層、および有機発光層と反射電極との間にある各層の膜厚ｄｉの決定が重要である。さらに、有機発光層、および有機発光層と反射電極との間にある各層の屈折率ｎｉを求める（Ｓ２）。
【００４７】
次に、有機発光層からの発光波長λを求める。有機発光層からの発光波長λは、有機発光材料に依存する。前記の通り、光取出し効率を高めるには、光学的距離Ｌが、以下の式を満たす必要があるので、下記式を満たす所望の光学的距離Ｌ’を設定する（Ｓ３）。
【数３】
2011009017.tif 000005
【００４８】
そして、光学的距離Ｌ’を満たすように、機能層の厚さを特定する。つまり、機能層以外の各層の厚さは、予め決められているので、機能層以外の各層の厚さおよび屈折率を下記式にあてはめて、機能層の厚さを決めればよい（Ｓ４）。
【数４】
2011009017.tif 000006
【００４９】
機能層の厚さを決定したのち、その厚さの機能層を形成するために必要な機能材料の量を求める（Ｓ５）。一方で、塗布領域に提供する機能材料溶液の容量を設定する。提供する機能材料溶液の容量は、塗布領域の面積や、バンクの高さなどに依存する。この結果、機能材料溶液の濃度が特定される（Ｓ６）。
【００５０】
濃度を特定した機能材料溶液と、塗布領域を規定するバンクの表面自由エネルギーなどから、機能材料溶液の乾燥様式を考慮して、画素電極の曲率半径を決定する（Ｓ７）。一般的には前記の通り、機能材料溶液の濃度が高いほど画素電極の曲率半径を大きくし；機能材料溶液の濃度が低いほど画素電極の曲率半径を小さくする。
【００５１】
このプロセスを、有機発光素子Ｒ、有機発光素子Ｇ、有機発光素子Ｂのそれぞれについて行う。
【００５２】
機能層Ｍの厚さを決定するために、有機ＥＬデバイスシミュレータsetfos (semiconducting emissive thin film optics simulator) を用いてもよい。
【００５３】
以下において、より具体的なトップエミッション型の有機発光素子の設計例を示す。
画素電極：ＡＰＣ電極
正孔注入層：タングステンオキサイド（ＷＯｘ）、膜厚ｄ１（＝１００ｎｍ）、屈折率ｎ１
正孔輸送層（インターレーヤー）：ポリアニリン、膜厚ｄ２、屈折率ｎ２
有機発光層：赤色光、緑色光または青色光（発光波長λ）を発するポリフルオレン、膜厚ｄ３（＝５０ｎｍ）、屈折率ｎ３
対向電極：ＩＴＯ電極
【００５４】
正孔注入層であるタングステンオキサイドは、スパッタリングなどによって一括成膜するので、素子毎に膜厚さを変えることは困難である。有機発光層は、塗布法（インクジェット印刷法）により成膜されるので、素子毎に膜厚さを変えることは可能であるが、有機発光層の膜厚は素子の発光効率や寿命などに大きな影響を与える。そのため、有機発光層の膜厚の自由度には厳しい制限があり、光学的距離を調整するための機能層として有機発光層を用いることは困難である。
【００５５】
そこで、塗布形成される正孔輸送層を、光学的距離を調整するための機能層として用いる。
【００５６】
光学的距離Ｌは、Ｌ＝ｎ１ｄ１+ｎ２ｄ２＋ｎ３ｄ３  で示される。一方、光学的距離Ｌが、Ｌ＝（２ｎ＋１）λ／４を満たすと、光取出し効率が高まる。よって、両者を満たすように、正孔輸送層の膜厚ｄ２を設定する。
【００５７】
有機ＥＬデバイスシミュレータsetfosでの分析結果を図５のグラフに示す。縦軸は、光取出し効率を、横軸は正孔輸送層の膜厚ｄ２を示す。図５のグラフに示されるように、ＲＧＢ毎に最適な膜厚ｄ２が相違することがわかる。例えば、素子Ｒは、正孔輸送層の厚さが約１２０ｎｍであるときに光取出し効率が高く；素子Ｇは、正孔輸送層の厚さが約５６ｎｍであるときに、光取出し効率が高く；素子Ｂは、正孔輸送層の厚さが約１６ｎｍであるときに、光取出し効率が高い。
【００５８】
また、素子Ｒの正孔輸送層の膜厚を低下させるべく、正孔注入層の厚さを１００ｎｍから１８０ｎｍに変更したとすると、素子Ｒは正孔輸送層が１８ｎｍであるときに；素子Ｇは正孔輸送層が９０ｎｍであるときに；素子Ｂは正孔輸送層が３４ｎｍであるときに、光取出し効率が高くなる。このように、正孔輸送層の厚さを調整する必要がある。
【００５９】
もちろん、有機発光層と反射画素電極との間に他の層を追加した場合も、正孔輸送層の厚さを調整する必要がある。
【００６０】
算出された正孔輸送層の膜厚から、正孔輸送層を形成するための塗布材料の濃度を求め、形成される正孔輸送層の形状を予測し、画素電極の曲率半径を設定する。それにより、光学的距離が調整され、光取出し効率が高い有機ＥＬディスプレイパネルを得ることができる。
【００６１】
以下図面を参照し本発明の実施の形態について説明する。
【００６２】
［実施の形態１］
図６は、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルを示す。図６には、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルにおける有機発光素子Ｒ、有機発光素子Ｇ、有機発光素子Ｂの断面が示される。各有機発光素子は、基板１０に配置されており；反射電極である画素電極２０（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）と、画素電極２０上に配置された正孔注入層３０と、正孔注入層３０上に塗布形成された正孔輸送層４０（４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ）と、正孔輸送層４０上に配置された有機発光層５０（５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ）と、有機発光層５０上に配置された透明電極である対向電極６０とを有する。有機発光素子Ｒに含まれる有機発光層５０Ｒは赤色光を発生し、有機発光素子Ｇに含まれる有機発光層５０Ｇは緑色光を発生し、有機発光素子Ｂに含まれる有機発光層５０Ｂは青色光を発生する。
【００６３】
基板１０は、複数の凹曲部１１を有する。凹曲部１１上には凹曲状の画素電極２０が配置されている。図６に示されるように、画素電極２０Ｒ、画素電極２０Ｇ、画素電極２０Ｂは、その曲率半径Ｘが相違しており、以下の式（１）を満たす。
Ｂｘ  ＜  Ｇｘ  ＜  Ｒｘ    ・・・（１）
【００６４】
正孔注入層３０はタングステンオキサイドなどの遷移金属の酸化物からなり、例えばスパッタリングで形成される。
【００６５】
各有機発光素子の正孔輸送層４０（４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ）と、有機発光層５０（５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ）は塗布形成されており、バンク１００によって規定されている。
【００６６】
また、正孔輸送層４０Ｒと、正孔輸送層４０Ｇと、正孔輸送層４０Ｂは、その膜厚が相違しており、その材料の量も相違している。具体的には、正孔輸送層４０Ｒの膜厚Ｒｔと、正孔輸送層４０Ｇの膜厚Ｇｔと、正孔輸送層４０Ｂの膜厚Ｂｔとは、以下の式（２）を満たす。
Ｂｔ  ＜  Ｇｔ  ＜  Ｒｔ    ・・・（２）
【００６７】
このように、正孔輸送層の厚さをＲＧＢ毎に調節することで各有機発光素子の光学的距離を調節することができる。これにより、光取出し効率が高い有機ＥＬディスプレイパネルを提供することができる。また、画素電極の曲率半径をＲＧＢ毎に調節することで、濃度の異なる正孔輸送層の材料液を画素電極上に塗布した場合であっても、均一な膜厚を有する正孔輸送層を形成することができる。
【００６８】
次に、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルの好ましい製造方法について説明する。実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルの好ましい製造方法は、１）基板を準備する第１ステップ（図７Ａ）、２）基板に２以上の凹曲部を形成する第２ステップ（図７Ｂ、図７Ｃ）、３）基板の凹曲部に画素電極を形成する第３ステップ（図７Ｄ）、４）画素電極上に正孔注入層を形成する第４ステップ（図７Ｅ）、５）基板上にバンクを形成する第５ステップ（図７Ｆ）、６）バンクによって規定された領域に機能層の材料液を塗布し、機能層を形成する第６ステップ（図７Ｇ、図７Ｈ）、７）機能層上に有機発光層を形成する第７ステップ（図７Ｈ、図７Ｉ）、８）有機発光層上に陰極を形成する第８ステップ（図７Ｉ）を有する。
【００６９】
図７Ａは、第１ステップを示す。第１ステップでは基板１０を準備する。基板１０は感光性樹脂層１０’を有する。基板１０は、駆動ＴＦＴを内蔵していてもよい。
【００７０】
図７Ｂおよび図７Ｃは、第２ステップを示す。第２ステップでは、基板１０に凹曲部１１を形成する。基板１０に凹曲部１１を形成するには、基板１０の感光性樹脂層１０’の材料をポジ形のフォトレジストとし、図７Ｂに示されるように中心付近の開口度が外側の開口度よりも大きいメッシュ状のマスクＭを用いて感光性樹脂層１０’を露光すればよい。その後、基板１０を現像することで、凹曲部１１が形成された基板１０を得ることができる。また、凹曲部１１の曲率半径を調節することで、画素電極２０の曲率半径を調節することができる。凹曲部１１の曲率半径を調節するには、マスクＭの開口度を調節すればよい。
【００７１】
図７Ｄは、第３ステップを示す。第３ステップでは、基板１０の凹曲部１１上に画素電極２０を形成する。画素電極２０は、例えば、基板１０の凹曲部１１上に画素電極２０の材料からなる層をスパッタリングなどで成膜し、成膜された層をエッチングによりパターニングすればよい。このように、凹曲部１１上に画素電極２０を形成することで、凹曲状の画素電極２０が得られる。
【００７２】
図７Ｅは、第４ステップを示す。第４ステップでは、画素電極２０上に正孔注入層３０を形成する。正孔注入層３０は、例えば、凹曲状の画素電極２０上に正孔注入層３０の材料からなる層をスパッタリングなどで成膜し、成膜された層をエッチングによりパターニングすることで形成されてもよい。
【００７３】
図７Ｆは第５ステップを示す。第５ステップではバンク１００を形成する。バンク１００は、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて形成されうる。
【００７４】
図７Ｇおよび図７Ｈは、第６ステップを示す。第６ステップでは、正孔注入層３０上に正孔輸送層４０を形成する。正孔輸送層４０は、バンク１００によって規定された領域内に、正孔輸送層の材料液（例えば、ポリアニリンを含む有機溶媒）を塗布し（図７Ｇ）、塗布した材料液を乾燥させることで形成される。材料液を塗布する手段は特に限定されない。塗布する手段の例には、インクジェット、ディスペンサー、ノズルコート、スピンコート、凹版印刷、凸版印刷などが含まれる。好ましい塗布手段は、インクジェットである。
【００７５】
材料液を乾燥させることによって形成された正孔輸送層４０は凹曲状となる。また、材料液の濃度によって正孔輸送層４０の形状（曲率半径）が異なる。上述したように凹曲状の画素電極２０の曲率半径は、正孔輸送層４０の形状に合わせて調整されているので、均一な膜厚の正孔輸送層４０が得られる。
【００７６】
図７Ｈおよび図７Ｉ、第７ステップを示す。第７ステップでは、正孔輸送層４０上に有機発光層５０を形成する。有機発光層５０は、正孔輸送層４０上に、有機発光層の材料液を塗布し（図７Ｈ）、塗布した材料液を乾燥させることで形成される。
【００７７】
図７Ｉは第８ステップを示す。第８ステップでは、有機発光層５０上に対向電極６０を形成する。対抗電極６０は例えば、蒸着法やスパッタリングで形成される。その後、対向電極上に水分や酸素の浸入を防止するための封止膜を形成してもよい。
【００７８】
［実施の形態２］
実施の形態２では、バンクが２層バンクである形態について説明する。図８は実施の形態２の有機ＥＬディスプレイパネルを示す。図８には、実施の形態２の有機ＥＬディスプレイパネルの各有機発光素子の断面が示されている。実施の形態２の有機ＥＬディスプレイは、前述の実施の形態１の有機ＥＬディスプレイと同様の層構成を有する。つまり、画素電極２０（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）と、正孔注入層３０と、正孔輸送層と４０（４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ）と、有機発光層５０（５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ）と、対向電極６０とを有する。さらに、正孔輸送層４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの厚さと材料の量および画素電極２０Ｒ、２０Ｂ、２０Ｃの曲率半径Ｘがそれぞれ相違している。
【００７９】
図８に示されるように実施の形態２では、バンク１００は、下層バンク１００-１と上層バンク１００-２とを含む二層バンクである。下層バンク１００-１は、おもに正孔輸送層４０を規定しており；上層バンク１００-２は、おもに有機発光層５０を規定している。
【００８０】
下層バンク１００−１のテーパ角度（Ｒα、Ｇα、Ｂα）は、有機発光素子ＲＧＢ毎に同一であってよい。一方、上層バンク１００−２のテーパ角度（Ｒβ、Ｇβ、Ｂβ）は、有機発光素子ＲＧＢ毎に異なっていることが好ましい。このように、上層バンク１００−２のテーパ角度βをＲＧＢ毎に調節し、ＲＧＢ毎に上層バンク１００−２のテーパ角度βを違えることで、塗布形成される有機発光層５０の膜厚を均一にすることができる。
【００８１】
上述の通り有機ＥＬディスプレイの有機発光層５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂは、その材料成分が相違する。従って、各有機発光材料を含む溶液の物性（例えば粘度）も相違する。各有機発光材料を含む溶液の物性が相違すると、形成される有機発光層とバンクのテーパ面との接触角も相違する。このため、有機発光層５０を規定する上層バンク１００−２のテーパ角度βがＲＧＢで同じであった場合、有機発光層の膜厚が不均一になる恐れがある。
一方、本実施の形態のように、バンク１００を二層バンクとし、上層バンク１００−２のテーパ角度βをＲＧＢ毎に調節すれば、塗布形成される有機発光層５０の膜厚を均一にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明により、輝度が高く、コントラストの高い有機ＥＬディスプレイパネルを、塗布法で得ることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  基板
２  反射電極
３  塗布形成される機能層
４  有機発光層
５  透明電極
１０  基板
１０’  感光性樹脂層
１１  凹曲部
２０  画素電極
３０  正孔注入層
４０，４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ  正孔輸送層
５０，５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ  有機発光層
６０  対向電極
１００  バンク
１０１  バンクのテーパ面
１００−１  下層バンク
１００−２  上層バンク
Ｒ  赤色発光する有機発光素子
Ｇ  緑色発光する有機発光素子
Ｂ  青色発光する有機発光素子
Ｍ  マスク
【図１】
2011009017.tif 000007
【図２】
2011009017.tif 000008
【図３】
2011009017.tif 000009
【図４】
2011009017.tif 000010
【図５】
2011009017.tif 000011
【図６】
2011009017.tif 000012
【図７】
2011009017.tif 000013
【図８】
2011009017.tif 000014