(57)【要約】【課題】  有機層の下地となる下部電極表面の平坦化を図りながら、下部電極に対して所望の厚さを得る膜厚制御を可能にする。【解決手段】  基板１１上に、有機層の下地となる下部電極１２が複数回に分けた成膜による成膜層（１２ａ，１２ｂ）を研磨した研磨面１２Ａを有するように形成される。１回目の成膜による成膜層１２ａの上にそれより厚く２回目以降の成膜による成膜層１２ｂを形成する。その成膜層（１２ａ，１２ｂ）を２回目以降の成膜による膜厚ｔ２より厚く研磨して研磨面１２Ａを形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、下部電極、少なくとも有機発光機能層を有する有機層、上部電極からなる有機ＥＬ素子を形成した有機ＥＬパネルであって、
前記下部電極は、複数回に分けた成膜によって形成された成膜層の表面を研磨した研磨面を有することを特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項２】
前記下部電極は、前記成膜層の１回目の成膜で設定された膜厚より薄い膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載された有機ＥＬパネル。
【請求項３】
前記下部電極は、前記成膜層の１回目の成膜で設定された膜厚をｔ１、２回目以降の成膜で設定された膜厚をｔ２（但し、ｔ２＞ｔ１）、前記成膜層の表面を研磨する設定厚さをｔ３（但し、ｔ３＞ｔ２）とするとき、ｔ１＋ｔ２−ｔ３で設定される膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載された有機ＥＬパネル。
【請求項４】
基板上に、下部電極、少なくとも有機発光機能層を有する有機層、上部電極からなる有機ＥＬ素子を形成した有機ＥＬパネルの形成方法であって、
前記基板上に、複数回に分けた成膜によって設定された膜厚の成膜層を形成し、該成膜層の表面を設定された厚さだけ研磨することによって所望の膜厚の前記下部電極を形成することを特徴とする有機ＥＬパネルの形成方法。
【請求項５】
前記成膜層を成膜する際に、１回目の成膜で設定される膜厚より２回目以降の成膜で設定される膜厚が厚く設定され、前記成膜層の表面を研磨する際の厚さが前記２回目以降の成膜で設定される厚さより厚く設定されることを特徴とする請求項４に記載された有機ＥＬパネルの形成方法。
【請求項６】
前記成膜層の表面を研磨する際の厚さによって、前記下部電極の膜厚を所望の厚さに調整することを特徴とする請求項４又は５に記載された有機ＥＬパネルの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（Electroluminescence）パネル及びその形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬパネルは、基板上に有機ＥＬ素子による面発光要素を形成して、この面発光要素を単数又は複数配列することで表示領域を形成するものである。有機ＥＬ素子の形成は、基板上に各種構造の下部電極を形成した後、有機発光機能層を含む有機層の成膜パターンを形成し、その上に上部電極を形成する。
【０００３】
図１は、一般的な従来の有機ＥＬパネルを構成する有機ＥＬ素子の断面構造を示したものである。基板１１上に形成される有機ＥＬ素子１０は、一対の電極間に有機発光機能層を含む有機層２０が挟持された層構造を有しており、更に詳しくは、基板１１上に形成された下部電極１２の周囲に絶縁膜１３が形成され、この絶縁膜１３によって区画された下部電極１２上の領域が発光領域Ｓになっている。そして、この発光領域Ｓでは、下部電極１２上に有機層２０が積層されており、その上に上部電極１４が形成されている。
【０００４】
有機層２０としては、ここでは、下部電極１２側を陽極、上部電極１４側を陰極として、正孔輸送層２１、発光層２２、電子輸送層２３の３層構造の例を示している。それ以外にも、正孔輸送層２１と電子輸送層２３の何れか一方又は両方を除いた構造、前記の各層の少なくとも一層を複数層で形成する構造、或いは正孔輸送層２１の陽極側に正孔注入層を形成するもの、電子輸送層２３の陰極側に電子注入層を形成するものなどが考えられている。また、下部電極１２，上部電極１４に対して、陽極と陰極を逆にして、前述の構造を上下逆転する構造であってもよい。
【０００５】
このような有機ＥＬパネルを構成する有機ＥＬ素子は、下部電極１２と上部電極１４との間に電圧を印加することによって、陽極側から正孔が陰極側から電子が有機層２０内に注入・輸送され、それらが再結合することで発光が得られる。したがって、下部電極１２と上部電極１４との間に挟持される有機層２０の成膜には膜厚の均一性が要求され、発光領域Ｓにおける有機層２０に局部的な薄層部が存在する場合には、その箇所にリーク電流が発生して発光不良を引き起こすことになる。
【０００６】
有機層２０の膜厚を均一にするためには、その下地となる下部電極１２の平坦度合いを高めることが重要になる。一般に基板１１側から光を取り出すボトムエミッション方式を採用する場合には、下部電極１２としてＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等の透明導電膜を用いるが、その成膜には、スパッタリング蒸着や電子ビーム（ＥＢ）蒸着が通常採用されている。しかしながら、これによる成膜の表面粗さは、JIS B0601で定義される表面粗さの最大高さ（Rmax）が数〜数十ｎｍのオーダーになるので、有機層２０の積層厚さが１００〜２００ｎｍ程度であることを考えるとかなり大きな影響を与えることになる。
【０００７】
そこで従来技術として、下記特許文献１に記載のものが提案されている。これによると、スパッタリング蒸着や電子ビーム蒸着で形成されたＩＴＯからなる下部電極の表面を研磨することによって、JIS B0601で定義される表面粗さの最大高さ（Rmax）を５ｎｍ以下にすることが示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２４５９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この従来例によると、下部電極の表面を数十ｎｍ研磨することになるので、表面の凸部を削り取ることは可能であるが、極端に凹んだ部分は依然として残ってしまうという問題がある。
【００１０】
特に、下部電極の成膜時に異物等が表面に付着して成膜欠陥（ピンホール）が生じたような場合には、表面をいくら研磨しても成膜欠陥部分の凹部は残ってしまうことになる。
【００１１】
また、下部電極の膜厚は、基板側から光を取り出すことを考えた場合、取り出される光のスペクトルが所望のピーク波長を示すように、発光色に応じて設定膜厚を制御する必要がある。すなわち、有機層２０内で生じた発光の中には、各層の境界面で複数の反射を繰り返した後に透明導電膜（下部電極）を透過して出射される光が存在するため、有機ＥＬ素子自体が光学的干渉フィルタの機能を示すことになるが、下部電極の膜厚に着目した場合には、有機層と下部電極との界面で反射した後出力される光と下部電極と基板との界面で反射した後出力される光の反射干渉現象によって、出力光のスペクトルが変化することになる。したがって、有機ＥＬパネルを形成するに際しては、下部電極の膜厚制御は重要な設計要因になる。
【００１２】
しかしながら、従来技術のように、単純に下部電極の表面を研磨すると、研磨によって削られる厚さは表面の粗さによって異なるので、最終的な下部電極の膜厚を設定値に制御することが困難になる。すなわち、最初にｔ１の厚さ設定で下部電極が成膜され、その表面を既知の設置厚さｔｓだけ研磨すれば、最終的な下部電極の膜厚はｔ１−ｔｓとして設定することができるが、この状態では必要な表面の平坦性が必ずしも得られているとは限らない。したがって、表面の平坦性を追求すると実質的には研磨する厚さｔｓを既知の値に設定することできないことになり、最終的に所望の膜厚を有する下部電極に仕上げることができないという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、一つには、下部電極の表面を平坦にしてその上に成膜する有機層の膜厚を均一化することによって、リーク電流の発生を防ぎ良好な発光特性を得ること、特に、成膜時に成膜欠陥が形成された場合にも表面の平坦な下部電極を得ることができること、また一つには、下部電極表面の平坦化を図りながら所望の厚さを得る膜厚制御を可能にすること等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明による有機ＥＬパネル及びその形成方法は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
【００１５】
［請求項１］基板上に、下部電極、少なくとも有機発光機能層を有する有機層、上部電極からなる有機ＥＬ素子を形成した有機ＥＬパネルであって、前記下部電極は、複数回に分けた成膜によって形成された成膜層の表面を研磨した研磨面を有することを特徴とする有機ＥＬパネル。
【００１６】
［請求項４］基板上に、下部電極、少なくとも有機発光機能層を有する有機層、上部電極からなる有機ＥＬ素子を形成した有機ＥＬパネルの形成方法であって、前記基板上に、複数回に分けた成膜によって設定された膜厚の成膜層を形成し、該成膜層の表面を設定された厚さだけ研磨することによって所望の膜厚の前記下部電極を形成することを特徴とする有機ＥＬパネルの形成方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図２は本発明の一実施形態に係る有機ＥＬパネル及びその形成方法を説明する説明図である。本発明の有機ＥＬパネル及びその形成方法は、図１に示す従来技術と同様に、基板１１上に、下部電極１２、少なくとも有機発光機能層を有する有機層２０、上部電極１４からなる有機ＥＬ素子を形成するものであり、この有機ＥＬ素子を表示単位とする表示領域を形成するものである。よって、以下の本発明の実施形態に係る説明にも図１の符号を共用することにする。
【００１８】
そして、本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルでは、図２に示すように、下部電極１２は、複数回に分けた成膜によって形成された成膜層（１２ａ，１２ｂ）の表面を研磨した研磨面１２Ａを有することを特徴としている。また、下部電極１２は、成膜層（１２ａ，１２ｂ）の１回目の成膜で設定された膜厚ｔ１より薄い膜厚ｔ０を有することを特徴としている。
【００１９】
また、下部電極１２は、成膜層（１２ａ，１２ｂ）の１回目の成膜で設定された膜厚をｔ１、２回目以降の成膜で設定された膜厚をｔ２（但し、ｔ２＞ｔ１）、成膜層（１２ａ，１２ｂ）の表面を研磨する設定厚さをｔ３（但し、ｔ３＞ｔ２）とするとき、ｔ１＋ｔ２−ｔ３で設定される膜厚ｔ０を有することを特徴としている。
【００２０】
また、このような有機ＥＬパネルの形成方法としては、基板１１上に、複数回に分けた成膜によって設定された膜厚の成膜層（１２ａ，１２ｂ）を形成し、成膜層（１２ａ，１２ｂ）の表面を設定された厚さｔ３だけ研磨することによって所望の膜厚ｔ０の下部電極１２を形成することを特徴とする。
【００２１】
また、成膜層（１２ａ，１２ｂ）を成膜する際に、１回目の成膜で設定される膜厚ｔ１より２回目以降の成膜で設定される膜厚ｔ２が厚く設定され、成膜層（１２ａ，１２ｂ）の表面を研磨する際の厚さｔ３が２回目以降の成膜で設定される厚さｔ３より厚く設定されることを特徴とする。更には、成膜層（１２ａ，１２ｂ）の表面を研磨する際の厚さｔ３によって、下部電極１２の膜厚ｔ０を所望の厚さに調整することを特徴とする。
【００２２】
このような実施形態に係る有機ＥＬパネル及びその形成方法は、一つには、一般のスパッタリング等による成膜では、膜厚を厚く成膜すると表面の凹凸が厚さに伴って成長して表面粗さが悪化するのに対して、薄厚の成膜では表面粗さの精度が比較的高いことに着目したものであり、下部電極１２を成膜する際に、複数回に分けた成膜を行うことによって、表面粗さの悪化を防ぐようにしたものである。
【００２３】
また、下部電極１２を形成する１回の成膜では、図２（ａ）に示すような成膜欠陥Ｐ１が生じてしまうことがあり、この状態で成膜を続けると一箇所に深い成膜欠陥Ｐ１が形成されてしまうが、成膜を複数回に分けて行うと、図２（ｂ）に示すように、仮に２回目の成膜で成膜欠陥Ｐ２が生じたとしても、１回目の成膜時に生じた成膜欠陥Ｐ１と２回目以降の成膜時に生じた成膜欠陥Ｐ２とが同じ箇所に形成される（重なり合う）ことは無いと考えられるので、この複数回の成膜によって、少なくとも１回目の成膜時の膜厚ｔ１以下のところには成膜欠陥による凹部がない状態を形成することができる。
【００２４】
そして、このように形成された成膜層（１２ａ，１２ｂ）を凹部が無い状態のところまで研磨することで、平坦な表面を有する下部電極１２を得ることができる。
【００２５】
更には、成膜層（１２ａ，１２ｂ）の表面を研磨する厚さｔ３（図２（ｃ）参照）は、ｔ２＜ｔ３＜（ｔ１＋ｔ２）の範囲では、全ての範囲で凹部が無い平坦な研磨面１２Ａを形成することができることになるので、前述の範囲でｔ３を調整することによって、平坦な研磨面１２Ａを確保しながら、下部電極１２の膜厚ｔ０を所望の厚さに調整することができる。
【００２６】
すなわち、下部電極１２の形成方法としては、図２（ａ）に示すように、先ず、下部電極１２の設定膜厚ｔ０より厚い膜厚ｔ１の成膜層１２ａが得られるように１回目の成膜を行い、更に、図２（ｂ）で示すように、この１回目の成膜で形成した成膜層１２ａの膜厚ｔ１よりも厚い膜厚ｔ２で２回目以降の成膜を行って成膜層１２ａ，１２ｂを形成する。そして、図２（ｃ）に示すように、成膜層１２ｂの膜厚ｔ２よりも厚い厚さｔ３で、成膜層（１２ａ，１２ｂ）を研磨する。この際に、研磨の厚さｔ３を前述した範囲で適宜調整すれば、平坦な研磨面１２Ａを有ししかも所望の膜厚ｔ０（この際、膜厚ｔ０は成膜層１２ａの膜厚ｔ１より薄い膜厚になる。）を有する下部電極１２を形成することができる。なお、この際の膜厚調整は、各成膜又は研磨処理の処理時間によって調整することができる。
【００２７】
これによって、本発明の実施形態では、下部電極１２を透明導電膜として基板１１側から光を取り出す場合に、下部電極１２の膜厚ｔ０を制御することで、出力光スペクトルのピーク波長を発光色に合わせることができ、出力光の高効率化を達成することができる。
【００２８】
以上のとおり、本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネル及びその形成方法によると、前述した特徴によって、一つには、下部電極１２の表面を平坦にしてその上に成膜する有機層の膜厚を均一化することによって、リーク電流の発生を防ぎ良好な発光特性を得ることができる。特に、成膜時に成膜欠陥が形成された場合にも表面の平坦な下部電極を得ることができる。また、下部電極１２表面の平坦化を図りながら所望の厚さを得る膜厚制御を可能にし、出力光の高効率化を達成することができるという効果が得られる。
【００２９】
以下、本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの各構成要素について更に具体的に説明する。
【００３０】
ａ．基板；
有機ＥＬパネルの基板１１としては、平板状、フィルム状、球面状等、形状は特に拘らない。材質としては、ガラス，プラスチック，石英，金属等を採用することができる。基板１１側から光を取り出す方式（ボトムエミッション方式）としては、透明性を有する平板状，フィルム状のもので、材質としては、ガラス又はプラスチック等を用いることが好ましい。
【００３１】
ｂ．電極；
下部電極１２，上部電極１４は、一方が陰極側、他方が陽極側に設定される。陽極側は陰極側より仕事関数の高い材料で構成され、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属膜やＩＴＯ、ＩＺＯ等の酸化金属膜等の透明導電膜が用いられる。逆に陰極側は陽極側より仕事関数の低い材料で構成され、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の金属膜、ドープされたポリアニリンやドープされたポリフェニレンビニレン等の非晶質半導体、Ｃｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｍｎ２Ｏ５等の酸化物を使用できる。また、下部電極１２，上部電極１４ともに透明な材料により構成した場合には、光の放出側と反対の電極側に反射膜を設けた構成にすることもできる。
【００３２】
ｃ．有機層；
有機層２０は、少なくとも有機発光機能層を有する単層又は多層の有機化合物材料層からなるが、層構成はどのように形成されていても良い。一般には、図１に示すように、陽極側から陰極側に向けて、正孔輸送層２１、発光層２２、電子輸送層２３を積層させたものを用いることができるが、発光層２２、正孔輸送層２１、電子輸送層は２３それぞれ１層だけでなく複数層積層して設けても良く、正孔輸送層２１、電子輸送層２３についてはどちらかの層を省略しても、両方の層を省略しても構わない。また、正孔注入層、電子注入層等の有機材料層を用途に応じて挿入することも可能である。正孔輸送層２１、発光層２２、電子輸送層２３は従来の使用されている材料（高分子材料、低分子材料を問わない）を適宜選択して採用できる。
【００３３】
また、発光層２２を形成する発光材料においては、１重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と３重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（りん光）のどちらを採用しても良い。
【００３４】
ｅ．封止部材、封止膜；
本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルは、金属製、ガラス製、プラスチック製等による封止部材により有機ＥＬ素子１０が封止されているもの、或いは封止膜により有機ＥＬ素子１０が封止されているものを含む。
【００３５】
封止部材は、ガラス製の封止基板にプレス成形、エッチング、ブラスト処理等の加工によって封止凹部（一段掘り込み、二段掘り込みを問わない）を形成したもの、或いは、平板ガラスを使用し、ガラス（プラスチックでも良い）製のスペーサにより支持基板と封止空間を形成するもの等が採用される。
【００３６】
封止膜は、単層膜または複数の保護膜を積層することにより形成することができる。使用材料としては無機物、有機物等のどちらでもよい。無機物としては、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ等の窒化物、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＧｅＯ等の酸化物、ＳｉＯＮ等の酸化窒化物、ＳｉＣＮ等の炭化窒化物、金属フッ素化合物、金属膜、等を挙げることができる。有機物としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリパラキシレン、パーフルオロオレフィン、パーフルオロエーテル等のフッ素系高分子、ＣＨ３ＯＭ、Ｃ２Ｈ５ＯＭ等の金属アルコキシド、ポリイミド前駆体、ペリレン系化合物、等を挙げることができる。積層や材料の選択は有機ＥＬ素子の設計により適宜選択する。
【００３７】
ｄ．パネルの各種方式；
本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルは、パッシブマトリクス型の表示パネルを形成することもできるし、或いは、アクティブマトリクス型の表示パネルを形成することもできる。また、単色表示であっても、多色表示であってもよいが、カラー表示パネルを形成するためには、塗り分け方式、白色や青色等の単色の有機ＥＬ素子にカラーフィルタや蛍光材料による色変換層を組み合わせた方式（ＣＦ方式、ＣＣＭ方式）等により、フルカラー有機ＥＬパネル、又はマルチカラー有機ＥＬパネルを形成することができる。また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルとしては、前述したように基板１１側から光を取り出すボトムエミッション方式にすることもできるし、或いは、基板１１とは逆側から光を取り出すトップエミッション方式にすることもできる。
【実施例】
【００３８】
以下に、本発明の更に具体的な実施例を説明する。ここでは、図１及び図２を参照しながら設定膜厚１１０ｎｍの下部電極１２を形成する例を示す。
【００３９】
先ず、ガラス等の基板１１上にＩＴＯ等をスパッタリング蒸着或いはＥＢ蒸着等によって１回目の成膜を行い、膜厚ｔ１＝１４０ｎｍになるように成膜層１２ａを形成する（図２（ａ））。次いで、２回目の成膜を行い、例えば膜厚ｔ２＝１７０ｎｍ（ｔ２＞ｔ１）になるように成膜層１２ｂを形成する（図２（ｂ））。２回以上の成膜を行う場合には、ここでいう膜厚ｔ２は２回目以降の合計の成膜を指すものとする。
【００４０】
その後、ポリシリング、ラッピング、テープラッピング等の手法により成膜層（１２ａ，１２ｂ）の表面の凹凸を研磨して、例えばｔ３＝２００ｎｍ（ｔ３＞ｔ２）だけ削り取る（図２（ｃ））。これによって、全体として１１０ｎｍの厚さの平坦な研磨面１２Ａを有する下部電極１２を得ることができる。
【００４１】
これによると、有機ＥＬ素子のリークの原因の一つとして考えられている下部電極１２の凹凸を軽減することができる。特に、スパッタリング等による成膜では、ゴミ等の付着による巨大な成膜欠陥が形成されることがあるが、本発明の実施例によると、この成膜欠陥による凹部を無くすることができる。
【００４２】
このように下部電極１２が形成された基板１１を、真空蒸着装置に搬入し、図１の従来技術と同様にして、有機層２０の蒸着を行う。ここで、有機層２０は、銅フタロシアニンからなる正孔注入層を３０ｎｍ、ＴＤＰ等からなる正孔輸送層を５０ｎｍ、Ａｌｑ３等からなる発光層または電子輸送層を２０ｎｍ、ＬｉＦからなる電子注入層を１ｎｍ成膜して形成することができる。この有機層２０上にＡｌ等からなる上部電極１４を１００ｎｍ積層して、実施例の有機ＥＬパネルの構成要素である有機ＥＬ素子１０を得る。
【００４３】
次いで、平板ガラスにエッチング処理を施して一段掘り込みの封止凹部を形成し、その封止凹部内にＢａＯを主成分にした乾燥剤をシート状にした乾燥手段を貼り付けて封止部材を形成する。そして、基板１１の有機ＥＬ素子１０が形成された側の表面と封止部材の封止凹部が形成された側の表面の間に封止空間が形成されるように、接着剤を介して両者を貼り合わせて有機ＥＬパネルを得る。この貼り合わせに用いられる接着剤としては、紫外線硬化型のエポキシ樹脂製接着剤に１〜１００μｍ粒径のプラスチックスペーサを０．１〜０．５重量％ほど適量混合したものを用い、基板１１又は封止部材の一方にディスペンサ等を用いて塗布する。貼り合わせ後には紫外線を照射して接着剤を硬化させる。
【００４４】
本発明の実施例にて得られた有機ＥＬパネルは、リーク電流等の発生を防いだ良好な発光特性を有するものであり、下部電極１２の膜厚制御を可能にしているので、出力光の高効率化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来技術の説明図である。
【図２】本発明の実施形態を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０    有機ＥＬ素子
１１    基板
１２    下部電極
１２ａ，１２ｂ    成膜層
１２Ａ    研磨面
１３    絶縁膜
１４    上部電極
２０    有機層
２１    正孔輸送層
２２    発光層
２３    電子輸送層
Ｓ    発光領域
【図１】
2005267942.tif 000003
【図２】
2005267942.tif 000004