(57)【要約】【課題】隔壁により区画された画素領域に対して有機発光媒体材料を溶かしたインクを印刷形成し、画素領域内に有機発光媒体層を平坦に形成することで、発光効率を向上させることができる有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子１０は、基板１１と、基板１１上に設けられた格子状隔壁１３、１３’と、格子状隔壁１３、１３’により区画された領域内に形成された第一電極１２と、第一電極１２上に形成された、有機発光材料を含む有機発光媒体層１５と、有機発光媒体層１５上に形成された第二電極１６とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、格子状隔壁１３、１３’により区画された領域内の中央部で、かつ第一電極１２上に平坦化隔壁１４を形成したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられた格子状隔壁と、前記格子状隔壁により区画された領域内に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された、有機発光材料を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層上に形成された第二電極とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記格子状隔壁により区画された領域内の中央部で、かつ前記第一電極上に平坦化隔壁を形成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記平坦化隔壁の高さは、前記格子状隔壁の高さの６０％以上、８０％以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記平坦化隔壁は、透明であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記平坦化隔壁の幅は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記格子状隔壁により区画された領域において、前記格子状隔壁の４辺から前記平坦化隔壁までの距離が均等になるように、一つ以上の前記平坦化隔壁が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一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】
前記格子状隔壁は、１段目の隔壁と前記１段目の隔壁上に形成された２段目の隔壁とを含む２段構成であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一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】
前記格子状隔壁の前記２段目の隔壁は、前記平坦化隔壁と同材料で形成されており、
前記格子状隔壁の前記２段目の隔壁と前記平坦化隔壁とは、同時に形成されることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記格子状隔壁の前記１段目の隔壁は、格子状であり、
前記格子状隔壁の前記２段目の隔壁は、ライン状隔壁であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記平坦化隔壁は、前記第二電極で被覆されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
基板上に第一電極を形成する工程と、
前記第一電極の端部を覆うように格子状隔壁を形成する工程と、
前記格子状隔壁により区画された領域内の中央部に平坦化隔壁を形成する工程と、
凸部を備えるライン状凸版を用いた印刷法により、前記格子状隔壁により区画された領域内の前記第一電極上及び前記平坦化隔壁上に有機発光媒体層を形成する工程と、
前記有機発光媒体層上に第二電極を形成する工程と、を含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記有機発光媒体層の形成に用いる前記ライン状凸版に備わる凸部の幅は、前記印刷方向に対して平行方向の前記格子状隔壁により区画された領域の幅と同じ幅であり、
前記ライン状凸版は、前記平坦化隔壁に接触しないことを特徴とす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】
前記ライン状凸版を用いた印刷法により、前記有機発光媒体層を形成する工程の前に、前記格子状隔壁及び前記平坦化隔壁の表面を、プラズマ処理し、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の範囲内で削る工程を含むことを特徴とする請求項１０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、印刷法により形成された有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報表示端末のディスプレイ用途として、大小の光学式表示装置が使用されるようになってきている。中でも、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」とも表記する。）を用いた表示装置は、自発光型であるため応答速度が速く、消費電力が低いことから次世代のディスプレイとして注目されている。有機ＥＬ素子は有機発光材料を含む発光媒体層を、第一電極と第二電極で挟んだ単純な基本構造をしている。この電極間に電圧を印加し、一方の電極から注入されるホールと、他方の電極から注入される電子とが発光層内で再結合する際に生じる光を画像表示や光源として用いるというものである。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、低分子発光媒体材料を蒸着法で形成する方式が一般的に用いられているが、低分子発光媒体層の積層数分だけ高価な蒸着装置を必要とするといった課題や、高精細化に伴い、基板大型化が困難であるといった課題がある。これらの課題を解決する手段として、低分子発光媒体材料や高分子発光媒体材料を有機溶媒に溶かしてインク化して、インクジェット法や凸版印刷法、ノズルコーティング法などの印刷法を用いて有機発光媒体層を形成する方式がある（特許文献１を参照）。
【０００４】
印刷法を用いた有機ＥＬ素子は、大型基板でも高精細画素に対し、インクを均一量印刷形成することができるが、画素領域を区画する隔壁にインクが濡れあがる現象が生じるために、画素領域内の有機発光媒体層を平坦化することが困難であり、発光形状が円（あるいは楕円）状となりやすく、発光効率が低下したり色度が低下するといった課題がある。この課題を解決するために、隔壁を撥水化する手法が報告されている（特許文献２を参照）が、有機発光媒体層を複数層積層する場合には効果が得られないといった課題や、第二電極の密着性低下による膜剥がれが生じるといった課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１３５６１号公報
【特許文献２】特開２０１１−９６３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、隔壁により区画された画素領域に対して有機発光媒体材料を溶かしたインクを印刷形成し、画素領域内に有機発光媒体層を平坦に形成することで、発光効率を向上させることができる有機エレクトロルミネッセンス素子及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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、基板と、前記基板上に設けられた格子状隔壁と、前記格子状隔壁により区画された領域内に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された、有機発光材料を含む有機発光媒体層と、前記有機発光媒体層上に形成された第二電極とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記格子状隔壁により区画された領域内の中央部で、かつ前記第一電極上に平坦化隔壁を形成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。
【０００８】
また、本発明の別の態様は、前記平坦化隔壁の高さは、前記格子状隔壁の高さの６０％以上、８０％以下の範囲内であることとしても良い。
また、本発明の別の態様は、前記平坦化隔壁は、透明であることとしても良い。
また、本発明の別の態様は、前記平坦化隔壁の幅は、１０μｍ以下であることとしても良い。
【０００９】
また、本発明の別の態様は、前記格子状隔壁により区画された領域において、前記格子状隔壁の４辺から前記平坦化隔壁までの距離が均等になるように、一つ以上の前記平坦化隔壁が形成されていることとしても良い。
また、本発明の別の態様は、前記格子状隔壁は、１段目の隔壁と前記１段目の隔壁上に形成された２段目の隔壁とを含む２段構成であることとしても良い。
また、本発明の別の態様は、前記格子状隔壁の前記２段目の隔壁は、前記平坦化隔壁と同材料で形成されており、前記格子状隔壁の前記２段目の隔壁と前記平坦化隔壁とは、同時に形成されることとしても良い。
また、本発明の別の態様は、前記格子状隔壁の前記１段目の隔壁は、格子状であり、前記格子状隔壁の前記２段目の隔壁は、ライン状隔壁であることとしても良い。
また、本発明の別の態様は、前記平坦化隔壁は、前記第二電極で被覆されていることとしても良い。
【００１０】
また、本発明の別の態様は、基板上に第一電極を形成する工程と、前記第一電極の端部を覆うように格子状隔壁を形成する工程と、前記格子状隔壁により区画された領域内の中央部に平坦化隔壁を形成する工程と、凸部を備えるライン状凸版を用いた印刷法により、前記格子状隔壁により区画された領域内の前記第一電極上及び前記平坦化隔壁上に有機発光媒体層を形成する工程と、前記有機発光媒体層上に第二電極を形成する工程と、を含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記有機発光媒体層の形成に用いる前記ライン状凸版に備わる凸部の幅は、前記印刷方向に対して平行方向の前記格子状隔壁により区画された領域の幅と同じ幅であり、前記ライン状凸版は、前記平坦化隔壁に接触しないことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
また、本発明の別の態様は、前記ライン状凸版を用いた印刷法により、前記有機発光媒体層を形成する工程の前に、前記格子状隔壁及び前記平坦化隔壁の表面を、プラズマ処理し、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の範囲内で削る工程を含むこととしても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、印刷法を用いた有機ＥＬ素子において、高精細の画素領域内に対し、平坦に有機発光媒体層を形成することができるため、発光効率に優れ、表示品位に優れた有機ＥＬディスプレイを、大基板に安価に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における有機エレクトロルミネッセンス素子１０の断面構造の一例である。
【図２】本発明の実施形態における隔壁１３の斜視図の一例である。
【図３】凸版印刷を用いた平坦化隔壁１４のない隔壁１３へのインク２０の転写図例である。
【図４】本発明の実施形態において、凸版印刷を用いた隔壁１３へのインク２０の転写図例である。
【図５】本発明の実施形態における平坦化隔壁１４の形状の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図に従って説明する。なお、以下の説明で参照する図面は、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さ、寸法等は実際のものとは異なる。
図１〜３に示すように、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子１０は、基板１１と、基板１１上に設けられた隔壁１３（または１３’）と、隔壁１３に区画された画素領域内に形成された有機発光媒体層１５を具備し、前記隔壁１３は少なくとも１段からなる格子状隔壁である（図示は２段の隔壁１３及び１３’）。また、有機発光媒体層１５と隔壁１３との下方には第一電極１２が、そしてこれらの上方には第二電極１６がそれぞれ設けられ、有機発光媒体層１５を挟む構造となっている。また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子１０の特徴である平坦化隔壁１４は、格子状隔壁１３により区画された画素領域のほぼ中央部に位置し、かつ第一電極１２上に形成された構造である。また、図示はしていないが、有機発光媒体層１５と第二電極１６とは、大気中の水分や酸素により劣化しやすいため、ガラス材やバリア膜、バリアフィルムなどを用いた既知の封止方法により密閉封止する。以下、各構成層の詳細を説明する。
【００１４】
＜基板＞
基板１１は本発明の実施形態に係る印刷体の支持体となるものである。基板１１の材料としては絶縁性を有し寸法安定性に優れた基板であれば如何なる基板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、シリコーン樹脂、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。光取出し面として、基板１１側か封止側のどちらの面から行うかに応じて基材１１の透光性を選択すれば良く、色も特に限定されるものではない。これらの材料からなる基板１１は、有機ＥＬ素子１０内への水分の侵入を避けるために、無機膜やフッ素樹脂層を形成して、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１５への水分の侵入を避けるために、基板１１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。
【００１５】
また、有機ＥＬ素子１０を形成する場合には、上記基板１１として薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」とも表記する。）を形成したアクティブ駆動方式用基板を用いても良い。本発明の実施形態に係る印刷体をアクティブ駆動型有機ＥＬ素子とする場合には、ＴＦＴ上に、平坦化層が形成してあるとともに、平坦化層上に有機ＥＬ素子１０の下部電極（つまり、第一電極１２）が設けられており、かつ、ＴＦＴと下部電極とが平坦化層に設けたコンタクトホールを介して電気接続してあることが好ましい。このように構成することにより、ＴＦＴと、有機ＥＬ素子１０との間で、優れた電気絶縁性を得ることができる。ＴＦＴや、その上方に構成される有機ＥＬ素子１０は支持体で支持される。支持体としては機械的強度や、寸法安定性に優れていることが好ましく、具体的には先に基板１１として述べた材料を用いることができる。支持体上に設ける薄膜トランジスタは、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層、ゲート絶縁膜及びゲート電極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、コプレーナ型等の公知の構造が挙げられる。
【００１６】
活性層は、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、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、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を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極を形成し、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。
【００１７】
ゲート絶縁膜としては、ゲート絶縁膜として使用されている公知の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。薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が３つ以上のマルチゲート構造であっても良い。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していても良い。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良い。
【００１８】
本発明の実施形態に係る印刷体を有機ＥＬ素子１０として形成する場合には、ＴＦＴが有機ＥＬ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、トランジスタのドレイン電極と有機ＥＬ素子１０の画素電極（つまり、第一電極１２）とが電気的に接続されている。トップエミッション構造とする場合には画素電極は光を反射する金属を用いる必要があり、ボトムエミッション構造とする場合には画素電極は光を透過する材料を用いる必要がある。薄膜トランジスタとドレイン電極と有機ＥＬ素子１０の画素電極との接続は、平坦化膜を貫通するコンタクトホール内に形成された接続配線を介して行われる。
【００１９】
平坦化膜の材料についてはＳｉＯ２、スピンオンガラス、ＳｉＮ（例えば、Ｓｉ３Ｎ４）、ＴａＯ（例えば、Ｔａ２Ｏ５）等の無機材料、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フォトレジスト材料、ブラックマトリックス材料等の有機材料等を用いることができる。これらの材料に合わせてスピンコーティング法、ＣＶＤ法、蒸着法等を選択できる。必要に応じて、平坦化層として感光性樹脂を用いフォトリソグラフィーの手法により、あるいは一旦全面に平坦化層を形成後、下層の薄膜トランジスタに対応した位置にドライエッチング、ウェットエッチング等でコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはその後導電性材料で埋めて平坦化層上層に形成される画素電極との導通を図る。平坦化層の厚みは下層のＴＦＴ、コンデンサ、配線等を覆うことができれば良く、厚みは数μｍ、例えば３μｍ程度あれば良い。
【００２０】
＜第一電極＞
基板１１の上に第一電極１２を成膜し、必要に応じてパターニングを行なう。第一電極１２は格子状隔壁１３（または１３’）によって区画された領域１３０内にあり（図２を参照）、各画素に対応した画素電極となる。第一電極１２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。第一電極１２を陽極とする場合にはＩＴＯなどの透明性と導電性を有しかつ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、第一電極１２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良い。
【００２１】
第一電極１２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。第一電極１２のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、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１１として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。
【００２２】
＜格子状隔壁＞
本発明の実施形態に係る格子状隔壁１３は画素領域１３０に対応した発光領域１３２を区画するように形成する。基体が第一電極１２を備えている場合は第一電極１２の端部を覆うように形成するのが好ましい。隔壁１３は少なくとも１段からなる格子状の隔壁で、第一電極１２が格子状に区画されれば良く（図２（ａ）を参照）、図２（ｂ）に示すように１段目に格子状の隔壁１３’を設けた後に、２段目にライン状の隔壁１３を形成しても良い。このとき、有機機能性薄膜の印刷に用いる凸版上の凸部は、ライン状隔壁１３と平行な直線状に形成される。
【００２３】
格子状の隔壁１３の形成方法としては、従来と同様、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、フォトリソ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。必要に応じて撥水剤を添加したり、プラズマやＵＶを照射して形成後にインク２０に対する撥液性を付与することもできる。
【００２４】
隔壁１３の好ましい高さは０．１μｍ〜１０μｍであるが、あまり高すぎると凸版印刷版１９により画素領域１３０にインク２０が転写されにくくなるため、５μｍ以下であることがこのましく、隣接画素で混色しないように１μｍ以上であることが好ましい。
隔壁１３の好ましい幅は３μｍ〜５０μｍ程度であるが、隔壁１３の幅が大きくなりすぎると画素開口率が低下してしまい、また隔壁１３の幅が小さすぎると、後述する平坦化隔壁１４の形成領域が限定され、印刷版と接触し印刷不良の原因となるので、１０μｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
＜平坦化隔壁＞
本発明の実施形態に係る平坦化隔壁１４は、格子状隔壁１３により区画された画素領域１３０のほぼ中央部に形成され、第一電極１２上に形成する。平坦化隔壁１４を形成しない場合（図３を参照）、凸版印刷法により画素領域１３０内にインク２０が印刷形成されると（図３(a)を参照）、このインク２０は隔壁１３に濡れ上がり乾燥するために、有機発光媒体層１５の膜形状としては凹形状となり、例えば有機発光媒体層１５の中央部の膜厚に対して膜厚差が１０％以内の平坦化領域１３１は、画素領域１３０に対して５０％になってしまう（図３(ｂ)を参照）。すると、発光領域１３２は楕円形のような形状となり５０％程度になってしまう（図３(ｃ)を参照）。
【００２６】
これに対して、平坦化隔壁１４を形成した格子状隔壁基板を用いた場合（図４を参照）、凸版印刷法により画素領域１３０内にインク２０が印刷形成されると（図４(a) を参照）、このインク２０は格子状隔壁１３には濡れあがるが、平坦化隔壁１４は格子状隔壁１３に比べて高さが低いために濡れ上がりの程度が小さく、またこの平坦化隔壁１４の存在により格子状隔壁１３への濡れ上がりの程度を減少させる効果があるため、例えば有機発光媒体層１５の膜厚差が１０％以内の平坦化領域１３１は、画素領域１３０に対して角部を除くほぼ全面とすることができ（図４(ｂ) を参照）、発光領域１３２は画素領域１３０のほぼ全域とすることができる（図４(ｃ) を参照）。
【００２７】
平坦化隔壁１４の形状は図５に例示するが、画素領域１３０内にあって、格子状隔壁１３の４辺から平坦化隔壁１４までの距離が均等であると、画素領域１３０全面にわたり有機発光媒体層１５を平坦化することができるため好ましい。また、この平坦化隔壁１４が形成された部分は発光できないため、画素領域１３０に対して平坦化隔壁１４が占める割合を少なくしないと、有機発光媒体層１５を平坦化した意味が無い。そのため、平坦化隔壁１４の画素占有率は少なくとも３０％以下、好ましくは１５％以下であることが好ましい。さらには、平坦化隔壁１４の材料として透明な材料を用いて、平坦化隔壁１４の線幅を１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下にすると、平坦化隔壁１４の周辺部で発光した光が拡散し平坦化隔壁１４が黒点として見えない。また、平坦化隔壁１４の線幅は３μｍ以上とすることが好ましい。これは、平坦化隔壁１４の線幅が３μｍより細い場合には、フォトリソにより形成することができないためである。
【００２８】
平坦化隔壁１４の高さは画素開口幅により最適値があるが、格子状隔壁１３の高さに対しておおむね６０％〜８０％程度にすると、平坦化領域１３１を広くすることができ好適である。平坦化隔壁１４を格子状隔壁１３よりも低くする方法としては、例えば格子状隔壁１３と平坦化隔壁１４の材料として感光性樹脂を用い、同時形成した後に、平坦化隔壁１４を露光もしくは遮光する部分に半透過膜を用いることにより、格子状隔壁１３との露光（遮光）量を変えても良い。また、格子状隔壁１３を２段隔壁として、１段目の格子状隔壁１３’として例えば窒化珪素などの無機膜を形成した後に、２段目の格子状隔壁１３を形成すると同時に平坦化隔壁１４を形成すれば、１段目の格子状隔壁１３’の分高さを低くすることが容易にできる。
なお、この平坦化隔壁１４の一部は、図１に示すように、後述する第二電極１６で被覆されていても良い。平坦化隔壁１４を被覆しないと、水分の浸入経路となり、有機発光層が劣化してしまう。
【００２９】
＜有機発光媒体層＞
次に、有機機能性薄膜として有機発光媒体層１５を形成する。本発明の実施形態に係る有機発光媒体層１５としては、有機発光材料を含む単層膜、あるいは多層膜で形成することができる。多層膜で形成する場合の構成例としては、正孔輸送層、電子輸送性発光層または正孔輸送性発光層、電子輸送層からなる２層構成や正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層からなる３層構成、さらには、必要に応じて正孔又は電子注入機能と正孔又は電子輸送機能を分けたり、正孔又は電子の輸送をプロックする層などを挿入することにより、さらに多層形成することがより好ましい。なお、有機発光媒体層１５は、全ての層が有機材料であることを意味するものではなく、少なくとも有機発光層を有し、その他機能層を無機材料に置き換えても良い。また、本発明中の有機発光層とは有機発光材料を含む層を指し、電荷輸送層とは正孔輸送層等それ以外の発光効率を上げるために形成されている層を指す。
【００３０】
正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、銅フタロシアニンやその誘導体、１，１−ビス（４−ジーｐ−トリアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルーＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニルー４，４’−ジアミンなどの芳香族アミンなどの低分子材料、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（以下、「ＰＥＤＯＴ」とも表記する。）や、ＰＥＤＯＴとポリスチレンスルホン酸（以下、「ＰＳＳ」とも表記する。）との混合物（以下、「ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ」とも表記する。）などの高分子材料、ポリチオフェンオリゴマー材料、Ｃｕ２Ｏ、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｏＯ３などの無機材料化合物などが挙げられる。
【００３１】
有機発光層に用いられる有機発光材料としては、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−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノリノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）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、ペンタ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、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポルフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光体等、Ｉｒ錯体等の燐光性発光体などの低分子系発光材料や、ポリフルオレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリスピロなどの高分子材料や、これら高分子材料に前記低分子材料の分散または共重合した材料や、その他既存の高分子・低分子発光材料を用いることができる。
【００３２】
電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、２−（４−ビフィニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体やビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等を用いることができる。形成には真空蒸着等を用いることができる。
【００３３】
有機発光媒体層１５の膜厚は、単層または積層により形成する場合においても１０００ｎｍ以下であり、好ましくは５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。特に、有機ＥＬ素子１０の正孔輸送材料は、基体や第一電極１２の表面突起を覆う効果が大きく、５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度厚い膜を成膜することがより好ましい。
有機発光媒体層１５の形成方法としては、正孔輸送層及び電子輸送層はその材料に応じて、真空蒸着法や、スピンコート法、スプレーコート法、フレキソ法、グラビア法、マイクログラビア法、凸版印刷法、凹版オフセット法やインクジェット法、ノズルコート法などを用いることができるが、有機発光材料層の形成方法は凸版印刷法が特に好ましく、本発明の実施形態では有機発光媒体層１５を構成する層のうち少なくとも１層を凸版印刷法によって形成する。凸版印刷法によって形成される層はカラー化に対応して色分けの必要があることから有機発光層が好ましい。この方法によれば各色発光材料の特性に対応して電荷輸送材料を変更する場合にも好ましく適応できる。有機発光媒体層１５を構成する層全てを本発明の実施形態に係る印刷法で形成すれば製造工程を簡略化できる。
【００３４】
有機発光媒体層１５を構成する材料を溶液化する際には、形成方法に応じて、溶剤の蒸気圧、固形分比、粘度などを制御することが好ましい。溶剤としては、水、キシレン、アニソール、シクロヘキサノン、メシチレン、テトラリン、シクロヘキシルベンゼン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、トルエン、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの単独溶媒でも、混合溶媒でも良い。また、塗工性向上のために、必要に応じて界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤などの添加剤を適量混合することがより好ましい。塗布液の乾燥方法としては、発光特性に支障のない程度に溶剤を取り除ければ良く、加熱や減圧をしても良い。
【００３５】
＜凸版印刷法＞
本発明の実施形態で好ましく用いることができる印刷法である凸版印刷法について詳細に説明する。有機機能性薄膜の形成に用いることのできる凸版としては水現像タイプの樹脂凸版を用いることが好ましい。このような樹脂版を構成する水現像タイプの感光性樹脂としては、例えば親水性のポリマーと不飽和結合を含むモノマーいわゆる架橋性モノマー及び光重合開始剤を構成要素とするタイプが挙げられる。このタイプでは、親水性ポリマーとしてポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体等が用いられる。また、架橋性モノマーとしては、例えばビニル結合を有するメタクリレート類が挙げられ、光重合開始剤としては例えば芳香族カルボニル化合物が挙げられる。中でも、印刷適性の面からポリアミド系の水現像タイプの感光性樹脂が好適である。
【００３６】
有機機能性薄膜の形成に用いる印刷機は、被印刷基板として平板に印刷する方式の凸版印刷機であれば使用可能であるが、例えば、インクタンクとインクチャンバーとアニロックスロールと、樹脂凸版を取り付けした版胴を有している。インクタンクには、溶剤で希釈された有機機能性インクが収容されており、インクチャンバーにはインクタンクより有機機能性インクが送り込まれるようになっている。アニロックスロールは、インクチャンバーのインク供給部及び版胴に接して回転するようになっている。
【００３７】
アニロックスロールの回転にともない、インクチャンバーから供給された有機機能性インクはアニロックスロール表面に均一に保持されたあと、版胴に取り付けされた樹脂凸版の凸部に均一な膜厚で転移する。さらに、被印刷基板は摺動可能な基板固定台（ステージ）上に固定され、版のパターンと基板のパターンの位置調整機構により、位置調整しながら印刷開始位置まで移動して、版胴の回転に合わせて樹脂凸版の凸部が基板に接しながらさらに移動し、基板の所定位置にパターニングしてインクを転移する。
【００３８】
＜第二電極＞
次に、第二電極１６を形成する。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、ＮａＦ、Ｂａ、ＢａＯ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕ、Ａｇなどを積層して用いても良い。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等の金属元素との合金系を用いても良い。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。また、トップエミッションにする場合には、上記金属層と、ＩＴＯやＩＺＯ、ＡＺＯなどの透明導電膜との積層膜を用いることが好ましい。
【００３９】
第二電極１６の形成方法は、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、スパッタリング法を用いることができる。第二電極１６の厚さに特に制限はないが、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が望ましい。また、第二電極１６を透光性電極層として利用する場合、ＣａやＬｉなどの金属材料を用いる場合の膜厚は０．１ｎｍ〜１０ｎｍ程度が望ましい。
【００４０】
＜封止体＞
有機ＥＬ素子１０は大気中の水分や酸素によって、有機発光媒体層１５や第二電極１６が容易に劣化してしまうため、大気から遮断するための封止体を設ける必要がある。図示はしていないが、既知の封止法を用いることができる。たとえば、封止ガラスの周辺部に接着層でシールしても良く、アルミナ、窒化ケイ素などのバリア膜を形成しても良く、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したバリアフィルムで被覆しても良い。
以上のように、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１０であれば、印刷法を用いて画素領域１３０に有機発光媒体層１５を平坦に形成することができるので、発光素子の発光効率を向上させることができる。
以下、有機ＥＬ素子１０の製造方法について簡単に説明する。
【００４１】
＜製造方法＞
まず、基板１１上に第一電極１２を形成する。次に、第一電極１２の端部を覆うように格子状隔壁１３、１３’を形成する。その後、格子状隔壁１３、１３’により区画された画素領域１３０内の中央部に平坦化隔壁１４を形成する。
その後、凸部１９を備えるライン状凸版を用いた印刷法により、格子状隔壁１３、１３’により区画された画素領域１３０内の第一電極１２上及び平坦化隔壁１４上に有機発光媒体層１５を形成する。なお、有機発光媒体層１５の形成の際に用いるライン状凸版に備わる凸部１９の幅は、印刷の方向に対して平行方向の格子状隔壁１３、１３’により区画された画素領域１３０の幅と同じ幅である。また、印刷の際、ライン状凸版は、平坦化隔壁１４に接触しない。
その後、有機発光媒体層１５上に第二電極１６を形成する。
以上の工程を経ることで、有機ＥＬ素子１０を製造することができる。
また、有機発光媒体層１５を形成する工程の前に、格子状隔壁１３、１３’及び平坦化隔壁１４の表面を、プラズマ処理し、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内で削る工程を含んでも良い。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係る有機ＥＬ素子１０の製造方法であれば、格子状隔壁１３、１３’により区画された画素領域１３０に対して有機発光媒体材料を溶かしたインク２０を印刷形成し、画素領域１３０に有機発光媒体層１５を平坦に形成することができるので、発光素子の発光効率を向上させることができる。
次に、本発明の一実施例を具体的に説明するが、本発明はこれに限るものではない。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
基板１１としてはガラス基板を用い、この上に第一電極１２としてＩＴＯ電極を１５０ｎｍスパッタ形成した後にフォトリソ・エッチング法にてパターニングした。
次に、格子状隔壁１３として、窒化珪素膜をＣＶＤ形成した膜（膜厚は０．５μｍ）をドライエッチングでパターン形成し格子状隔壁１３’とし、その上に感光性ポリイミド樹脂をスリットコート法により１．５μｍコーティング形成し、露光・現像工程により格子状隔壁１３を形成した。
【００４４】
感光性ポリイミド樹脂で格子状隔壁１３を形成すると同時に、画素領域１３０のほぼ中央部に１０μｍ幅の線状に平坦化隔壁１４を１．５μｍ形成した。このとき格子状隔壁１３の高さ（２．０μm）に対して平坦化隔壁１４の高さ比は７５％であった。
次に、格子状隔壁１３により区画された領域である画素領域１３０に対して、線状の印刷版１９を用いて、インク２０の印刷形成を複数回行い、膜厚１００ｎｍの有機発光媒体層１５を形成した。有機発光材料としてはポリフルオレン誘導体を用いた。
【００４５】
次に、有機発光媒体層１５上に、第二電極１６として蒸着法によりＢａを５ｎｍ、Ａｌを２００ｎｍ、順次積層し、最後にキャップ封止した。
以上の工程を経て完成した有機エレクトロルミネッセンス素子１０は、画素領域１３０に対して９５％の領域で発光し、平坦化隔壁１４も光の拡散により黒点として目視されず全面均一な画素として視認できた。これにより、格子状隔壁１３を形成しなかった場合と同じ輝度半減寿命を達成することができた。また、６０℃９０％の環境下で１０００ｈｒ保存したが、平坦化隔壁１４を形成したことによるダークエリアは発生しなかった。
【００４６】
（比較例１）
比較例１では、実施例１における格子状隔壁１４を形成せずに有機ＥＬ素子を作製した。その結果、画素領域１３０に対して、５０％の領域しか発光しなかった。これにより、比較例１に係る有機ＥＬ素子の輝度半減寿命は、格子状隔壁１３を形成しなかった場合の輝度半減寿命に対し、３割程度の寿命になった。
（比較例２）
比較例２では、実施例１における窒化珪素からなる格子状隔壁１３’を形成せずに、格子状隔壁１３と同じ高さの平坦化隔壁１４を形成した。その結果、格子状隔壁１３と平坦化隔壁１４との間の領域に対し、５０％の領域しか発光しなかったので、平坦化隔壁１４の部分も非発光領域となり、全体の画素領域１３０に対して４０％程度の領域しか発光しなかった。これにより、比較例２に係る有機ＥＬ素子の輝度半減寿命は、格子状隔壁１３を形成しなかった場合の輝度半減寿命に対して、１割程度の寿命となった。
【００４７】
（比較例３）
比較例３では、実施例１における窒化珪素からなる格子状隔壁１３’の膜厚０．５μｍに対し、２段目の格子状隔壁１３と平坦化隔壁１４の膜厚を０．５μｍで形成し、格子状隔壁１３（１．０μｍ）に対する平坦化隔壁１４の膜厚比を５０％とした。その結果、格子状隔壁１３へのインク２０の濡れ上がりを抑制する効果が薄く、平坦化隔壁１４が黒点として目視されなかったが、画素領域１３０に対して、５０％の領域しか発光せず、発光領域１３２の拡大に対して効果が得られなかった。これにより、比較例２に係る有機ＥＬ素子の輝度半減寿命は、格子状隔壁１３を形成しなかった場合の輝度半減寿命に対し、３割程度の寿命になった。
【符号の説明】
【００４８】
１０・・・有機ＥＬ素子
１１・・・基板
１２・・・第一電極
１３（１３’）・・・（格子状）隔壁
１３０・・・画素領域
１３１・・・平坦化領域
１３２・・・発光領域
１４・・・平坦化隔壁
１５・・・有機発光媒体層
１６・・・第二電極
１９・・・凸版の凸部
２０・・・インク
【図１】
2013077388.tif 000003
【図２】
2013077388.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013077388.tif 000006
【図５】
2013077388.tif 000007