(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面に形成された光透過性導電材料からなる陽極層と、
前記基板の一方の面側に形成され、前記陽極層よりも前記基板から離れた位置に形成された陰極層と、
前記陽極層と前記陰極層との間に配置された有機発光層を含む一または二以上の有機薄膜層と、
を有し、
前記陽極層は、前記基板から離れる側に向けて狭くなるテーパ状の側面と、前記基板の前記一方の面と略平衡な面であって前記基板から離れる側に位置する第１の面と、を有する複数の凸部を有し、
前記陰極層は、平面視において前記複数の凸部と重なる位置に少なくとも配置され、かつ前記複数の凸部の形状に応じた斜面を有すること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】
前記複数の凸部は、平面視において、前記陽極層と前記陰極層とが重なる領域の中心点を回転の中心として回転対称となる位置に配置されるよう形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記複数の凸部の各々の厚さは、前記有機発光層の厚さとのより大きいことを特徴とする請求項１または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】
基板の一方の面に、光透過性を有する導電性材料からなり、前記基板から離れる側に向けて狭くなるテーパ状の側面と、前記基板の前記一方の面と略平衡な面であって前記基板から離れる側に位置する第１の面と、を有する複数の凸部を備えた陽極層を形成する工程と、
少なくとも前記陽極層の上に有機発光層を形成する工程と、
少なくとも前記有機発光層の上であって、少なくとも平面視において前記複数の凸部と重なる位置に、前記複数の凸部の形状に応じた斜面を有する陰極層を形成する工程と、
を備え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の製造方法。
【請求項５】
前記陽極層を形成する工程は、
前記基板上に、光透過性導電性材料からなる第１の薄膜をスパッタリング法により形成する工程と、
前記第１の薄膜上に、光透過性導電性材料を含有する液体の塗膜を形成した後、この塗膜中の溶剤を除去することにより、光透過性導電性材料からなる第２の薄膜を形成する工程と、
前記第２の薄膜をパターニングした後に焼成することにより前記凸部を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項４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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光層で発生した光の出射効率に優れた有機エレクトロルミネッセンス（エレクトロルミネッセンス）素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（陰極と陽極との間に有機発光層を有する構造の素子）を画素に対応させて備える有機エレクトロルミネッセンス表示体は、高輝度で自発光であること、直流低電圧駆動が可能であること、応答性が高速であること、固体有機膜による発光であることから、表示性能に優れているとともに、薄型化、軽量化、低消費電力化が可能であるため、将来的に液晶表示体に代わるものとして期待されている。
【０００３】
有機エレクトロルミネッセンス表示体では、有機エレクトロルミネッセンス素子からなる多数の画素が、直交する行と列とからなるマトリックス状に配置されている。有機エレクトロルミネッセンス表示体の駆動方式には、アクティブマトリックス方式とパッシブマトリックス方式がある。
【０００４】
パッシブマトリックス方式では、有機発光層を挟む２つの電極のうちの一方をマトリックスの行に対応させ、他方を列に対応させてパターニングしてあり、両電極が重なる位置に有機エレクトロルミネッセンス素子からなる画素が形成されている。また、行電極と列電極が走査線とデータ線に対応していて、行電極および列電極の１本ずつを選択してオン状態とするため、両方の電極が同時にオン状態となっている位置の画素のみが発光する。
【０００５】
一方、アクティブマトリックス方式では、一方の電極（画素電極）と有機発光層をマトリックス状に形成し、他方の電極は表示体全面に共通電極として形成し、各画素毎に駆動用のトランジスタと容量を備えている。そのため、アクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体は、高輝度での高精細化が可能であり、多階調化や表示体の大型化に対応できる。
【０００６】
図９〜１１を用いて、これまでに提案されているアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体の一例を説明する。図９は、この表示体の部分平面図であって、一つの画素とその周囲に配置されたこの画素の駆動用素子等を示す。図１０は、この表示体の１つの画素を駆動するための回路を示す。図１１は図９のＡ−Ａ線断面図を示す。
【０００７】
図９および１０に示すように、このアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体では、有機エレクトロルミネッセンス素子Ｅからなる画素毎に、スイッチングトランジスタ１３、容量１４、ドライビングトランジスタ１５を備えている。これらの素子は走査線１０、信号線１１、共通線１２で駆動回路に接続されている。そして、このアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体では、スイッチングトランジスタ１３により画素の選択を行い、ドライビングトランジスタ１５により画素である有機エレクトロルミネッセンス素子Ｅを設定された輝度で発光させる。
【０００８】
図１１に示すように、この表示体のガラス基板１上には、信号線１１およびドライビングトランジスタ１５を含む各駆動用素子が形成された後に、絶縁層１６が形成されている。そして、この絶縁層１６には、ドライビングトランジスタ１５のソース・ドレイン電極１５ａの位置に、コンタクトホール１６ａが形成されている。また、絶縁層１６の上に、基板面上を画素毎に区画するバンク１７が形成されている。
【０００９】
このバンク１７で区画された画素領域内に、陽極層（光透過性の電極層）３および有機発光層４が形成されている。さらにその上の基板面全体に、陰極層（光反射性の電極層）５が形成されている。なお、陽極層３を形成する際に、コンタクトホール１６ａ内に陽極層３の構成材料（導電体）が充填されて、ソース・ドレイン電極１５ａと陽極層３とが接続される。図９に、このコンタクトホール１６ａ内に充填された導電体（接続プラグ）を符号「１８」で示す。
【００１０】
有機エレクトロルミネッセンス表示体の消費電力を低減するためには、上述の駆動方式の違いに関わらず、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を改善することが有効である。そのための方法としては、電極層および有機発光層の材料や、有機発光層と電極層との間にホール輸送層および／または電子輸送層を設ける場合の各層の材料および組み合わせを改善することが挙げられる。
【００１１】
また、図１２に示すように、有機発光層４で発生した光はあらゆる方向に放射される。そして、ガラス基板１Ａ側にまっすぐに放射された光と、光反射性の陰極層５と有機発光層４との界面で反射した光の一部が、ガラス基板１Ａ側に出射される。この図に示すように、積層面の全体が平坦である積層体では、積層体Ｓの積層面と平行に放射された光Ｈは、有機発光層４の端面（図１１で、バンク１７の内壁面と接する面）に向かい、ガラス基板１Ａ側には出射されない。
【００１２】
その結果、有機発光層４で発生した光の出射効率（有機発光層４での発光量全体に占めるガラス基板１Ａ側へ出射された光量の比率）は、例えば２０％程度であると言われている。そのため、有機発光層４で発生した光の出射効率を高くすることは、有機エレクトロルミネッセンス表示体の消費電力を低減するために重要となる。
特開平１１−２１４１６３号公報には、一方の電極層に多数の孔を設け、この孔を利用して他方の電極に傾斜面を設けることで、基板面に水平方向に出射される光を基板面垂直方向に反射させることにより、有機発光層で発生した光の出射効率を高くすることが記載されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の方法では、一方の電極層に孔を設けることで実質的に電極面積が減少するため、有機エレクトロルミネッセンス表示体の開口率が低下する。開口率の低下は発光効率の低下につながる。したがって、上記公報に記載の方法には、有機エレクトロルミネッセンス表示体の消費電力を低減するという点でさらなる改善の余地がある。
【００１４】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光層で発生した光の出射効率を高くすることを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板と、前記基板の一方の面に形成された光透過性導電材料からなる陽極層と、前記基板の一方の面側に形成され、前記陽極層よりも前記基板から離れた位置に形成された陰極層と、前記陽極層と前記陰極層との間に配置された有機発光層を含む一または二以上の有機薄膜層と、を有し、前記陽極層は、前記基板から離れる側に向けて狭くなるテーパ状の側面と、前記基板の前記一方の面と略平衡な面であって前記基板から離れる側に位置する第１の面と、を有する複数の凸部を有し、前記陰極層は、平面視において前記複数の凸部と重なる位置に少なくとも配置され、かつ前記複数の凸部の形状に応じた斜面を有すること特徴とする。
また本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記複数の凸部は、平面視において、前記陽極層と前記陰極層とが重なる領域の中心点を回転の中心として回転対称となる位置に配置されるよう形成されていることを特徴とする。
また本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記複数の凸部の各々の厚さは、前記有機発光層の厚さとのより大きいことを特徴とする。
また本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、基板の一方の面に、光透過性を有する導電性材料からなり、前記基板から離れる側に向けて狭くなるテーパ状の側面と、前記基板の前記一方の面と略平衡な面であって前記基板から離れる側に位置する第１の面と、を有する複数の凸部を備えた陽極層を形成する工程と、少なくとも前記陽極層の上に有機発光層を形成する工程と、少なくとも前記有機発光層の上であって、少なくとも平面視において前記複数の凸部と重なる位置に、前記複数の凸部の形状に応じた斜面を有する陰極層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする
また本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、前記陽極層を形成する工程は、前記基板上に、光透過性導電性材料からなる第１の薄膜をスパッタリング法により形成する工程と、前記第１の薄膜上に、光透過性導電性材料を含有する液体の塗膜を形成した後、この塗膜中の溶剤を除去することにより、光透過性導電性材料からなる第２の薄膜を形成する工程と、前記第２の薄膜をパターニングした後に焼成することにより前記凸部を形成する工程と、を有することを特徴とする。
また本発明の参考例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極層と、陽極層と、前記陰極層と前記陽極層との間に配置された有機発光層を含む一または二以上の有機薄膜層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、陰極層と、陽極層と、が斜面を有することを特徴とする。
【００１６】
係る有機エレクトロルミネッセンス素子の、有機発光層で発生した光が陰極層又は陽極層のいずれかの斜面で反射するため、係る有機エレクトロルミネッセンス素子は観測側に効率良く光が導出されるのに適した構造を有している。
なお、陽極（アノード）層を構成する材料としては、例えば、ITO、プラチナ、ニッケル、イリジウム、パラジウムを用いることができ、場合によっては上記の材料を含む積層膜としても良い。陰極（カソード）層を構成する材料としては、例えば、金、マグネシウム−銀、酸化リチウム−アルミニウム、及びフッ化リチウム−アルミニウムが用いることができ、場合によっては、例えば、フッ化リチウムとアルミニウムとの積層膜あるいは酸化リチウムとアルミニウムとの積層膜などの上記の材料を含む積層膜としても良い。光は、電極の膜厚や材料を適宜選択して光透過性の電極とすれば、陰極層あるいは陽極層のいずれの側からも取り出すことができる。
【００１７】
例えば、この有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、有機発光層で発生して、積層体の積層面と平行またはほぼ平行に放射された光（以下、この光を「平行放射光」と称する。）の少なくとも一部は、主に、光反射性の電極層と有機発光層との境界の斜面で反射されて、光透過性の電極層側に出射される。
この有機エレクトロルミネッセンス素子は、斜面を設けることによって両電極層および有機発光層の表面積を増加させることができるため、積層面の全体が平坦である場合に比べて、発光量を増大させるのに適している。
【００１８】
前記画素内の周縁部側に斜面を設けた場合は、画素部で発生した光が周縁部に設けられた斜面で反射されやすいので、光の出射効率が高くなる。したがって、本発明の参考例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記斜面は、前記領域内の周縁部側に形成されていることが好ましい。
【００１９】
前記平行放射光のうち、前記境界の斜面で反射される光の量は、斜面による有機発光層の突出高さが大きいほど多くなる。したがって、本発明の参考例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記斜面による有機発光層の突出高さは、有機発光層の厚さより大きいことが好ましく、光透過性の電極層の厚さと有機発光層の厚さとの合計値より大きいことがより好ましい。
【００２０】
本発明の参考例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記斜面は、面内に均一な配置で複数個形成されていることが好ましい。これにより、前記境界の斜面で反射されて光透過性の電極層側に出射される光量の前記領域内での均一性が高くなる。
本発明の参考例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記斜面は、前記積層体を形成する基板上に絶縁性材料からなる突起を設けることによって形成することができる。また、前記積層体を形成する基板側に形成される電極層を、斜面に対応する凸部を有する形状とすることによって形成することもできる。
【００２１】
本発明はまた、本発明の参考例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法として、下記の(1)〜(5)を備えたことを特徴とする方法を提供する。
(1)前記積層体を形成する基板上に絶縁膜を形成する工程。
(2)前記絶縁膜をパターニングすることにより、前記基板上の前記斜面に対応する部分に、絶縁性材料からなる突起を形成する工程。
【００２２】
(3)前記突起が形成された基板上に一方の電極層（陽極層または陰極層）を形成する工程。
(4)前記電極層の上に有機発光層を形成する工程。
(5)前記有機発光層の上に他方の電極層（陰極層または陽極層）を形成する工程。
【００２３】
本発明の方法において、前記突起は、下記の(21)〜(23)の工程により形成することが好ましい。
(21)前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程。
(22)第１の絶縁膜上に、第１の絶縁膜とは異なる材料からなる第２の絶縁膜を形成する工程。
【００２４】
(23)第２の絶縁膜をパターニングする工程。
また、本発明の参考例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法として、下記の(6)〜(8)を備えたことを特徴とする方法を提供する。
(6)前記積層体を形成する基板上に、一方の電極層（陽極層または陰極層）を、前記領域の面内全体に配置され且つ前記斜面に対応する部分に凸部を有するように形成する工程。
【００２５】
(7)前記電極層の上に有機発光層を形成する工程。
(8)前記有機発光層の上に他方の電極層（陰極層または陽極層）を形成する工程。
この方法において、前記一方の電極層（陽極層または陰極層）が光透過性の電極層である場合、その電極層は、下記の(61)〜(63)の工程により形成することが好ましい。
【００２６】
(61)前記基板上に、光透過性導電性材料からなる第１の薄膜をスパッタリング法により形成する工程。
(62)前記第１の薄膜上に、光透過性導電性材料を含有する液体の塗膜を形成した後、この塗膜中の溶剤を除去することにより、光透過性導電性材料からなる第２の薄膜を形成する工程。
【００２７】
(63)前記第２の薄膜をパターニングした後に焼成することにより凸部を形成する工程。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１および図２を用いて、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の第１実施形態に相当する有機エレクトロルミネッセンス表示体について説明する。図１はこの有機エレクトロルミネッセンス表示体の一領域（図１１のバンク１７で区画された画素領域に対応する領域）内を示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。図２の符号１Ａは、積層体Ｓが形成される直前の状態（図１１で、ガラス基板１上に各種駆動用素子が形成され、バンク１７が形成されている状態）のガラス基板を示す。
【００２９】
このガラス基板１Ａ上に、光透過性の絶縁性材料からなる突起２を介して積層体Ｓが形成されている。この突起２は、ガラス基板１Ａ上に、二酸化珪素（ＳｉＯ2）や窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）等の光透過性の絶縁性材料からなる薄膜を、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法により例えば４００ｎｍの厚さで形成した後、この薄膜をパターニングすることによって形成されている。このパターニングは、前記薄膜上にレジストパターンを形成した後にエッチングすることにより行われる。
【００３０】
このパターニングにより、突起２の４つの側面が、ガラス基板１Ａから離れる側に向けて狭くなるテーパ状の斜面６１となるように、前記薄膜の画素領域内の周縁部を所定幅で除去する。その結果、突起２の側面をなす４つの斜面６１が画素領域内の周縁部側に形成される。なお、断面図である図２には、２つの斜面６１ａ，６１ｂのみが表示される。
【００３１】
積層体Ｓは、ガラス基板１Ａ側から、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2）からなる陽極層（光透過性の電極層）３と、有機発光層４と、金属製の陰極層（光反射性の電極層）５とで構成されている。これらの各層３〜５をなす薄膜を、突起２が形成された後のガラス基板１Ａ上に順次形成する。これにより、各層３〜５にも、突起２の４つの斜面６１の部分に、斜面６２〜６４が形成される。これらの斜面６２〜６４は、陽極層３側から陰極層５側に向けて突出している。また、これらの斜面６２〜６４は画素領域内の周縁部側に形成されている。
【００３２】
なお、断面図である図２には、各２つの斜面６２ａ〜６４ａ，６２ｂ〜６４ｂのみが表示される。平面図である図１には、陰極層５の４つの斜面６４ａ〜６４ｄが表示される。
ＩＴＯからなる陽極層３は、例えばスパッタリング法により形成される。有機発光層４は、例えば、陽極層３側にホール輸送層を有する２層構造か、さらに陰極層５側に電子輸送層を有する３層構造とする。有機発光層４は、低分子材料を用いる場合には蒸着法等で形成され、高分子材料を用いる場合にはスピンコート法やインクジェット法等で形成される。
【００３３】
陰極層５は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）に、カルシウム（Ｃａ）またはマグネシウム（Ｍｇ）を、あるいはリチウム（Ｌｉ）等のアルカリ金属を含有する材料を用い、蒸着法等で形成される。
この実施形態では、陽極層３の厚さを１００ｎｍとし、有機発光層４の厚さを２００ｎｍとし、突起２の厚さを、これらの厚さの合計値３００ｎｍより大きな４００ｎｍとしている。これにより、斜面６３による有機発光層４の突出高さｈが、陽極層３の厚さと有機発光層４の厚さとの合計寸法より大きくなっている。
【００３４】
したがって、この実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、有機発光層４で発生して積層体Ｓの積層面と平行に放射された光Ｈは、主に有機発光層４と陰極層５との境界の斜面６３で反射されて、陽極層３側に出射される。これにより、有機発光層４で発生した光の陽極層３側への出射効率を、開口率を低下させずに高くすることができる。なお、斜面６３の傾斜を４５°とすることにより、この斜面６３で反射されて陽極層３側に出射される光量を最大にすることができる。
【００３５】
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子では、両電極層３，５および有機発光層４が斜面を有し、しかも画素領域の面内全体に存在しているため、積層面の全体が平坦である積層体を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子よりも、両電極層３，５および有機発光層４の面積が増加し、その分だけ発光量が多くなる。
［第２実施形態］
図１および図３を用いて、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の第２実施形態に相当する有機エレクトロルミネッセンス表示体について説明する。図１はこの有機エレクトロルミネッセンス表示体の一領域（図１１のバンク１７で区画された画素領域に対応する領域）内を示す平面図であり、図３は図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。図３の符号１Ａは、積層体Ｓが形成される直前の状態（図１１で、ガラス基板１上に各種駆動用素子が形成され、バンク１７が形成されている状態）のガラス基板を示す。
【００３６】
このガラス基板１Ａ上に、第１の絶縁膜２１および第１の絶縁膜２１とは異なる絶縁性材料からなる突起２を介して、積層体Ｓが形成されている。第１の絶縁膜２１は窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）からなり、突起２は二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる。
第１の絶縁膜２１は、プラズマＣＶＤ法により例えば１００ｎｍの厚さで形成される。突起２は、プラズマＣＶＤ法により二酸化珪素薄膜（第２の絶縁膜）を例えば３００ｎｍの厚さで形成した後、この薄膜をパターニングすることによって形成されている。このパターニングは、前記薄膜上にレジストパターンを形成した後に、例えばフッ酸系のエッチング液によりウエットエッチングすることにより行われる。
【００３７】
このパターニングにより、突起２の４つの側面が、ガラス基板１Ａから離れる側に向けて狭くなるテーパ状の斜面６１となるように、前記薄膜の画素領域内の周縁部を所定幅で除去する。その結果、突起２の側面をなす４つの斜面６１が画素領域内の周縁部側に形成される。なお、断面図である図３には、２つの斜面６１ａ，６１ｂのみが表示される。
【００３８】
積層体Ｓは、ガラス基板１Ａ側から、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2）からなる陽極層（光透過性の電極層）３と、有機発光層４と、金属製の陰極層（光反射性の電極層）５とで構成されている。これらの各層３〜５をなす薄膜を、突起２が形成された後のガラス基板１Ａ上に順次形成する。これにより、各層３〜５にも、突起２の４つの斜面６１の部分に、斜面６２〜６４が形成される。これらの斜面６２〜６４は、陽極層３側から陰極層５側に向けて突出している。また、これらの斜面６２〜６４は、画素領域内の周縁部側に形成されている。
【００３９】
なお、断面図である図３には、各２つの斜面６２ａ〜６４ａ，６２ｂ〜６４ｂのみが表示される。平面図である図１には、陰極層５の４つの斜面６４ａ〜６４ｄが表示される。
各層３〜５の構成および形成方法は、有機発光層４の厚さを１００ｎｍとした点を除き、第１実施形態と同じである。すなわち、この実施形態では、陽極層３の厚さを１００ｎｍとし、有機発光層４の厚さを１００ｎｍとし、突起２の厚さを、これらの厚さの合計値２００ｎｍより大きな３００ｎｍとしている。これにより、斜面６３による有機発光層４の突出高さｈが、陽極層３の厚さと有機発光層４の厚さとの合計寸法より大きくなっている。
【００４０】
したがって、この実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、有機発光層４で発生して積層体Ｓの積層面と平行に放射された光Ｈは、主に斜面６３で反射されて、陽極層３側に出射される。これにより、有機発光層４で発生した光の陽極層３側への出射効率を、開口率を低下させずに高くすることができる。なお、斜面６３の傾斜を４５°とすることにより、この斜面６３で反射されて陽極層３側に出射される光量を最大にすることができる。
【００４１】
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子では、両電極層３，５および有機発光層４が斜面を有し、しかも画素領域の面内全体に存在しているため、積層面の全体が平坦である積層体を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子よりも、両電極層３，５および有機発光層４の面積が増加し、その分だけ発光量が多くなる。
さらに、この実施形態では、斜面を形成するための突起２の形成を、窒化珪素からなる第１の絶縁膜と酸化珪素からなる第２の絶縁膜を連続的に形成した後に、第２の絶縁膜をフッ酸系エッチング液でウエットエッチングすることにより行っている。フッ酸系エッチング液によるエッチング速度は、第２の絶縁膜の材料である酸化珪素で高く、第１の絶縁膜の材料である窒化珪素で低い。
【００４２】
これにより、第２の絶縁膜のフッ酸系エッチング液によるエッチングで第１の絶縁膜がオーバーエッチングされ難くなるため、突起２の突出高さを第２の絶縁膜の厚さと同じにすることが容易にできる。したがって、第２の絶縁膜の厚さを突起２の突出高さに合わせて形成することにより、突起２の突出高さを容易に制御することができる。
［第３実施形態］
図１および図４を用いて、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の第３実施形態に相当する有機エレクトロルミネッセンス表示体について説明する。図１はこの有機エレクトロルミネッセンス表示体の一領域（図１１のバンク１７で区画された画素領域に対応する領域）内を示す平面図であり、図４は図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。図４の符号１Ａは、積層体Ｓが形成される直前の状態（図１１で、ガラス基板１上に各種駆動用素子が形成され、バンク１７が形成されている状態）のガラス基板を示す。
【００４３】
この実施形態では、両電極層３，５および有機発光層４の斜面６２〜６４が、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2）からなる陽極層（光透過性の電極層）３を、斜面に対応する凸部３２を有する形状とすることによって形成されている。この陽極層３は以下の方法で形成されている。
先ず、ガラス基板１Ａ上に第１のＩＴＯ薄膜３１を、スパッタリング法により厚さ１００ｎｍで形成する。次に、第１のＩＴＯ薄膜３１の上に、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）を含有する有機酸からなる液体（光透過性導電性材料を含有する液体）を、スピンコート法により塗布して塗膜を形成する。次に、１００℃で加熱することにより、この塗膜中の溶剤を除去して、第２のＩＴＯ薄膜を形成する。
【００４４】
次に、第２のＩＴＯ薄膜をパターニングした後に焼成することによって、凸部３２を形成する。これらの工程は、焼成後の凸部３２の厚さが例えば２００ｎｍとなるようにして行う。また、このパターニングは、第２のＩＴＯ薄膜上にレジストパターンを形成した後に、例えば王水系のエッチング液を用いてウエットエッチングすることにより行う。
【００４５】
このパターニングにより、ＩＴＯ薄膜からなる凸部３２の４つの側面が、ガラス基板１Ａから離れる側に向けて狭くなるテーパ状の斜面６２となるように、第２のＩＴＯ薄膜の画素領域内の周縁部を所定幅で除去する。その結果、凸部３２の側面をなす４つの斜面６２が画素領域内の周縁部側に形成される。なお、断面図である図４には、２つの斜面６２ａ，６２ｂのみが表示される。
【００４６】
この凸部３２を有する陽極層３の上に、有機発光層４と、金属製の陰極層（光反射性の電極層）５を順次形成する。これにより、有機発光層４および陰極層５にも、凸部３２の４つの斜面６２の部分に、斜面６３，６４が形成される。これらの斜面６２〜６４は陽極層３側から陰極層５側に向けて突出している。また、これらの斜面６２〜６４は画素領域内の周縁部側に形成されている。
【００４７】
なお、断面図である図４には、各２つの斜面６３ａ，６４ａ，６３ｂ，６４ｂのみが表示される。平面図である図１には、陰極層５の４つの斜面６４ａ〜６４ｄが表示される。
有機発光層４および陰極層５の構成および形成方法は、有機発光層４の厚さを１００ｎｍとした点を除き、第１実施形態と同じである。すなわち、この実施形態では、有機発光層４の厚さを１００ｎｍとし、凸部３２の厚さをこれより大きな２００ｎｍとしている。これにより、斜面６３による有機発光層４の突出高さｈが、有機発光層４の厚さより大きくなっている。
【００４８】
したがって、この実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、有機発光層４で発生して積層体Ｓの積層面と平行に放射された光Ｈは、主に陰極層５と有機発光層４との境界の斜面６３で反射されて、陽極層（光透過性の電極層）３側に出射される。これにより、有機発光層４で発生した光の陽極層３側への出射効率を、開口率を低下させずに高くすることができる。なお、斜面６３の傾斜を４５°とすることにより、この斜面６３で反射されて陽極層３側に出射される光量を最大にすることができる。
【００４９】
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子では、両電極層３，５および有機発光層４が斜面を有し、しかも画素領域の面内全体に存在しているため、積層面の全体が平坦である積層体を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子よりも、両電極層３，５および有機発光層４の面積が増加し、その分だけ発光量が多くなる。
さらに、この実施形態では、斜面を形成するためのＩＴＯからなる凸部３２の形成を、スパッタリング法で第１のＩＴＯ膜を形成した上に液体塗布法で第２のＩＴＯ膜を形成し、これをパターニングすることにより行っている。ここで、液体塗布法で形成されたＩＴＯ膜はスパッタリング法で形成されたＩＴＯ膜に比べてエッチング速度が速いため、下地となる第１のＩＴＯ膜がオーバーエッチングされ難い。
【００５０】
これにより、凸部３２の突出高さを第２のＩＴＯ膜の厚さと同じにすることが容易にできる。したがって、第２のＩＴＯ膜の厚さを凸部３２の突出高さに合わせて形成することにより、凸部３２の突出高さを容易に制御することができる。なお、本実施例では、陽極（アノード）３であるITO電極側から光が取り出されるが、陽極と陰極とを入れ換えた配置でも良い。例えば、本実施例の陰極層（カソード）５として、光の反射効率の高い金属アノードを用い、これに対応して、陽極層３として、例えば、光透過率の高い薄膜金属カソードを用いても、同様に効率良く光を取り出すことができる。
［第４実施形態］
図５および図６を用いて、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の第４実施形態に相当する有機エレクトロルミネッセンス表示体について説明する。図５はこの有機エレクトロルミネッセンス表示体の一領域（図１１のバンク１７で区画された画素領域に対応する領域）内を示す平面図であり、図６は図５のＡ−Ａ線断面図である。図４の符号１Ａは、積層体Ｓが形成される直前の状態（図１１で、ガラス基板１上に各種駆動用素子が形成され、バンク１７が形成されている状態）のガラス基板を示す。
【００５１】
この実施形態では、前記第３実施形態と同様に、両電極層３，５および有機発光層４の斜面６２〜６４が、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2）からなる陽極層（光透過性の電極層）３を、斜面に対応する凸部３２を有する形状とすることによって形成されている。ただし、前記第３実施形態では一画素領域に１個の凸部３２が形成されているが、この実施形態では一画素領域に１６個の凸部３２が形成されている。これ以外の構成は第３実施形態と同じである。
【００５２】
すなわち、この実施形態では、第２のＩＴＯ膜に対するパターニングを、４つの斜面６２を有する１６個の凸部３２が、一画素領域の中心点Ｏを回転中心とした回転対称の配置で形成されるように行う。そして、これらの凸部３２を有する陽極層３の上に、有機発光層４と、金属製の陰極層（光反射性の電極層）５を順次形成する。
【００５３】
これにより、有機発光層４および陰極層５にも、各凸部３２の４つの斜面６２の部分に、斜面６３，６４が形成される。これらの斜面６２〜６４は陽極層３側から陰極層５側に向けて突出している。また、図５に示すように、この表示体の一画素領域を陰極層５側から見ると、陰極層５の４つの斜面６４ａ〜６４ｄを側面とし、１つの平面６４ｅを上面とする１６個の突起７が、一画素領域の中心点Ｏを回転中心とした回転対称の配置で形成されている。
【００５４】
すなわち、この実施形態では、一画素領域の面内に均一に１６×４組の斜面が配置されている。これにより、有機発光層４で発生して積層体Ｓの積層面と平行に放射された光を反射させて陽極層３側に出射させる斜面６３が、一画素領域の面内に均一に配置されている。
したがって、この実施形態では、一画素領域の周縁部側にのみ斜面が形成されている第３実施形態と比較して、一画素領域内での輝度の均一性が高くなるという効果を有する。
【００５５】
複数個の斜面を一画素領域の面内に均一に配置する配置方法であって、図５の例とは異なる例を図７および８に示す。図７（ａ）は前記配置方法の一例を示す平面図であって、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図８（ａ）は前記配置方法の一例を示す平面図であって、図８（ｂ）は図８（ａ）の突起７の詳細を示す拡大図である。
【００５６】
図７の配置では、図７（ａ）に示すように、画素領域の周縁部に、画素領域をなす正方形の２つの相似体で所定幅に形成された枠体状の突起７１を設け、これより内側にも同様の枠体状の突起７２を設けている。この場合、図７（ｂ）に示すように、一画素領域の中心Ｏから端部までの間に、各突起７１，７２による４つの斜面６４ａ，６４ｂが形成されている。なお、図７（ｂ）は、積層体Ｓとガラス基板１Ａとが一体になっている断面図であるため、この図には、最表面にある陰極層５の斜面６４ａ，６４ｂのみが表示される。
【００５７】
図８の配置では、陰極層５の４つの斜面６４ａ〜６４ｄを側面とし、１つの平面６４ｅを上面とする１６個の突起７が、一画素領域の中心点Ｏを回転中心とした回転対称の配置で形成されている。突起７の平面形状は、この図のような長方形や図５のような正方形に限定されず、円形等であってもよい。突起７の平面形状が長方形や正方形である場合と円形である場合を比較すると、円形である方が一画素領域内での輝度の均一性は高くなる。
【００５８】
なお、上記各実施形態の積層体は、基板側に光透過性の電極層を有する構成となっているが、基板側に光反射性の電極層を有する積層体を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子も本発明に含まれる。基板側に光反射性の電極層を有する積層体を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子で、基板側の電極層と基板との間に絶縁性材料からなる突起を設ける場合には、この突起が光透過性となっている必要はない。
【００５９】
また、上記各実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス表示体について説明しているが、本発明はこれに限定されず、面光源等の他の有機エレクトロルミネッセンス素子にも適用される。そして、面光源の場合には、上記第４実施形態のように、複数個の斜面を発光面内に均一な配置で形成することにより、発光面内での輝度の均一性を高くすることが有効である。
【００６０】
さらに、有機エレクトロルミネッセンス表示体の駆動方式がアクティブマトリックス方式であってもパッシブマトリックス方式であっても、本発明は好適に適用される。パッシブマトリックス方式の場合には、両電極層が重なる部分が画素領域となるため、両電極層が重なる部分に、光透過性の電極層側から光反射性の電極層側に向けて突出する斜面が形成される。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、陰極層と陽極層と両電極層間の有機発光層とを有する積層体を備え、一方の電極層は光透過性であり、他方の電極層は光反射性である有機エレクトロルミネッセンス素子において、有機発光層で発生した光の出射効率を、開口率を低下させずに高くすることができる。
【００６２】
その結果、高輝度且つ低消費電力の点で従来技術よりも優れている有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。
また、本発明の製造方法によれば、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１〜第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体の一画素領域内を示す平面図である。
【図２】第１実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体の構成を示す図であって、図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。
【図３】第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体の構成を示す図であって、図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。
【図４】第３実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体の構成を示す図であって、図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。
【図５】第４実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体の一画素領域内を示す平面図である。
【図６】第４実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示体の構成を示す図であって、図５のＡ−Ａ線断面図に相当する。
【図７】複数個の斜面を一画素領域の面内に均一に配置する配置方法の例を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】複数個の斜面を一画素領域の面内に均一に配置する配置方法の例を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部を示す拡大図である。
【図９】従来のアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体の一例を示す部分平面図であって、一つの画素とその周囲に配置されたこの画素の駆動用素子等を示す。
【図１０】従来のアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス表示体の一例を示す図であって、１つの画素を駆動するための回路を示す。
【図１１】図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図１２】従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図であって、有機発光層で発生した光の挙動を説明するための図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
１Ａ  ガラス基板
２  絶縁性材料からなる突起
３  ＩＴＯからなる陽極層（光透過性の電極層）
４  有機発光層
５  陰極層（光反射性の電極層）
７  突起
１０  走査線
１１  信号線
１２  共通線
１３  スイッチングトランジスタ
１４  容量
１５  ドライビングトランジスタ
１５ａ  ソース・ドレイン電極
１６ａ  コンタクトホール
１６  絶縁層
１７  バンク
１８  接続プラグ
３１  第１のＩＴＯ層（第１の薄膜）
３２  ＩＴＯからなる凸部
６１  絶縁性材料からなる突起の斜面
６２  陽極層と有機発光層との境界の斜面
６３  有機発光層と陰極層との境界の斜面
６４ａ〜６４ｄ  陰極層の斜面
６４ｅ  陰極層の平面
７１  突起
７２  突起
Ｅ  有機エレクトロルミネッセンス素子
Ｈ  平行放射光
ｈ  有機発光層の突出高さ
Ｏ  一画素領域の中心点
Ｓ  積層体
【図１】
0003991605.tif 000002
【図２】
0003991605.tif 000003
【図３】
0003991605.tif 000004
【図４】
0003991605.tif 000005
【図５】
0003991605.tif 000006
【図６】
0003991605.tif 000007
【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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【図１２】
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