有機ＥＬ表示装置およびその製造方法
【課題】低コストで高精度に製造できる有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】正孔輸送層、発光層および電子輸送層のうち少なくとも１つの層を形成する工程は、層の膜材料層を形成する工程と、膜材料層と間隔を隔てて所定のパターンが形成されたマスクを配置して、マスクと膜材料層との間に活性ガスを導入しながら、マスクを介して膜材料層に活性化エネルギーを付与する工程と、を有する。光エッチング法によりパターニングを行って有機ＥＬ素子を形成するため、蒸着マスクを用いて塗り分けを行う場合に比べ、低コストかつ高精度に有機ＥＬ表示装置を製造できる。
【解決手段】正孔輸送層、発光層および電子輸送層のうち少なくとも１つの層を形成する工程は、層の膜材料層を形成する工程と、膜材料層と間隔を隔てて所定のパターンが形成されたマスクを配置して、マスクと膜材料層との間に活性ガスを導入しながら、マスクを介して膜材料層に活性化エネルギーを付与する工程と、を有する。光エッチング法によりパターニングを行って有機ＥＬ素子を形成するため、蒸着マスクを用いて塗り分けを行う場合に比べ、低コストかつ高精度に有機ＥＬ表示装置を製造できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置は自発光素子である有機ＥＬ素子を備えており、視野角が広い、バックライトが不要で薄型化が可能、応答速度が早い、等の特徴がある。そのため、有機ＥＬ表示装置は次世代の表示装置として注目されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
近年、電極を多層構造にして電気的障壁を低減することにより、発光層へのキャリア注入効率を向上したり、干渉効果を利用して発光層からの光取り出し効率を向上したりする技術が提案されている。
【０００４】
しかしながら、電極を多層構造にするためには電極を発光色ごとに塗り分ける必要があり、製造工程数が増加してしまう。また、塗り分けるために多種の蒸着マスクが必要であるが、この蒸着マスクは打痕、傷、歪みなどが生じやすく、蒸着マスクを洗浄または検査する際に破損してしまうこともある。その結果、有機ＥＬ表示装置の製造コストが高くなってしまうという問題がある。また、蒸着マスクを用いる場合、それほど高精度にはパターニングできないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１３３７６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、低コストで高精度に製造できる有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、それぞれ異なる色の光を発する第１乃至第３有機ＥＬ素子を備え、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成される第１キャリア注入層と、前記第１キャリア注入層上に形成される第１キャリア輸送層と、前記第１キャリア輸送層上に形成される発光層と、前記発光層上に形成される第２キャリア輸送層と、前記第２キャリア輸送層上に形成される第２キャリア注入層と、前記第２キャリア注入層上に形成される第２電極と、を有し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記第１キャリア注入層、前記第１キャリア輸送層および前記発光層のうち少なくとも１つの層の下面の高さは略同一で、厚さは異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の一態様によれば、それぞれ異なる色の光を発する第１乃至第３有機ＥＬ素子を備え、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成される第１キャリア注入層と、前記第１キャリア注入層上に形成される第１キャリア輸送層と、前記第１キャリア輸送層上に形成される発光層と、前記発光層上に形成される第２キャリア輸送層と、前記第２キャリア輸送層上に形成される第２キャリア注入層と、前記第２キャリア注入層上に形成される第２電極と、を有し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記第１キャリア注入層、前記第１キャリア輸送層および前記発光層のうち少なくとも１つの層の下面の高さは略同一であり、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のうちの２つの有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記少なくとも１つの層の厚さは略同一で、他の１つの有機ＥＬ素子が有する前記少なくとも１つの層の厚さとは異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、基板上に、異なる３色に対応した複数の第１電極を形成する工程と、前記複数の第１電極上にそれぞれ、異なる３色に対応した第１キャリア注入層と第１キャリア輸送層とを順に形成する工程と、異なる３色に対応した前記第１キャリア輸送層上にそれぞれ、異なる色の光で発光する複数の発光層を形成する工程と、前記複数の発光層上にそれぞれ、第２キャリア輸送層と、第２キャリア注入層とを順に形成する工程と、前記第２キャリア注入層上に、前記異なる３色に対応した複数の第２電極を形成する工程と、を備え、前記第１キャリア輸送層、前記複数の発光層および前記第２キャリア輸送層のうち少なくとも１つの層を形成する工程は、前記異なる３色に対応した前記層の膜材料層を形成する工程と、前記膜材料層と間隔を隔てて所定のパターンが形成されたマスクを配置して、前記マスクと前記膜材料層との間に活性ガスを導入しながら、前記マスクを介して前記膜材料層に活性化エネルギーを付与する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低コストで高精度に有機ＥＬ表示装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の断面図。
【図２】有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの断面図。
【図３】図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【図４】図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの製造工程断面図。
【図５】図４に続く製造工程断面図。
【図６】図５に続く製造工程断面図。
【図７】図６に続く製造工程断面図。
【図８】光エッチング法を説明する図。
【図９】図８の一点鎖線内を拡大した図。
【図１０】光エッチング法によりパターニングされた状態を示す図。
【図１１】図２の変形例である有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの断面図。
【図１２】図１１の有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【図１３】第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの断面図。
【図１４】図１３の有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【図１５】図１３の半導体装置の製造工程断面図。
【図１６】図１５に続く製造工程断面図。
【図１７】図１６に続く製造工程断面図。
【図１８】図１７に続く製造工程断面図。
【図１９】図１８に続く製造工程断面図。
【図２０】図１９に続く製造工程断面図。
【図２１】図２０に続く製造工程断面図。
【図２２】図２１に続く製造工程断面図。
【図２３】第３の実施形態に係る有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂの断面図。
【図２４】図２３の有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【図２５】第４の実施形態に係る有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂの断面図。
【図２６】図２５の有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置およびその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の断面図である。同図は、有機ＥＬ素子が発する光を上面から取り出す上面発光素子型であり、かつ、乾燥剤および中空構造を有さず封止層により有機ＥＬ素子を封止する固体封止技術を用いたアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置の例である。なお、図１およびその他の図面は、各層の厚さを正確に表したものではない。
【００１４】
図１の有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板ＩＳと、絶縁体膜Ｉ１，Ｉ２と、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）３０ｒ，３０ｇ，３０ｂと、電源線ＰＬと、映像信号線ＤＬｒ，ＤＬｇ，ＤＬｂと、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂと、隔壁７０とを備えている。
【００１５】
ＴＦＴ３０ｒは、ソース領域２１ｒおよびドレイン領域２２ｒと、ゲート絶縁膜２３ｒと、ゲート電極２４ｒとを有する。ソース領域２１ｒおよびドレイン領域２２ｒはガラス基板ＩＳ上の半導体層に互いに離間して形成され、その間にキャリアが移動するチャネルが形成される。ＴＦＴ３０ｒのソース電極は電源線ＰＬと接続され、電源電圧が供給される。ゲート電極２４ｒは映像信号線ＤＬｒから不図示の選択素子を介して画素電圧が供給される。ドレイン電極は有機ＥＬ素子５０ｒの陽極ＡＮＤｒと接続される。ＴＦＴ３０ｒは画素電圧に応じた電流を有機ＥＬ素子５０ｒに流す。ＴＦＴ３０ｇ，ＴＦＴ３０ｂも同様の構成である。このＴＦＴ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂは絶縁体膜Ｉ１，Ｉ２により覆われ、互いに絶縁される。
【００１６】
有機ＥＬ素子５０ｒは、陽極ＡＮＤｒと、有機物層ＯＲＧｒと、陰極ＣＴＤとを有する。陽極ＡＮＤｒは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いて形成される。有機物層ＯＲＧｒはＴＦＴ３０ｒが流す電流の大きさに応じた輝度で発光する。陰極ＣＴＤは有機物層ＯＲＧｒが発する光を透過する透明な電極である。図１は、陰極ＣＴＤが有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂで共通して用いられる例を示している。
【００１７】
有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは、赤色（Ｒ）波長に対応する光、緑色（Ｇ）波長に対応する光、青色（Ｂ）波長に対応する光をそれぞれ発する。また、有機物層ＯＲＧｒ，ＯＲＧｇ，ＯＲＧｂの構成はそれぞれ異なっており、後述する。これらの点を除いて、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは同様の構成である。
【００１８】
隔壁７０は隣接する有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを絶縁するものであり、例えば樹脂材料により形成される。図１では、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを取り囲むように土手部（リブ）が形成されるが、この土手部はなくてもよい。有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは不図示の封止基板または封止膜により密封される。
【００１９】
図１は一画素の断面図を示しており、この画素をマトリクス状に複数個配置することにより、有機ＥＬ表示装置が構成される。
【００２０】
図２は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの断面図である。実際には、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは図１に示すように離れて形成されるが、便宜上、図２ではこれらを隣接させて描いている。
【００２１】
有機ＥＬ素子５０ｂは、陽極（第１電極）ＡＮＤｂと、正孔注入層ＨＩＬ（Hole Injection Layer）と、第１正孔輸送層ＨＴＬ（Hole Transport Layer）１と、第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、青色発光層ＥＭＬ（Emitting Layer）ｂと、第１電子輸送層ＥＴＬ（Electron Transport Layer）１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬ（Electron Injection Layer）と、陰極（第２電極）ＣＴＤとを有する。有機ＥＬ素子５０ｂの陽極ＡＮＤｂと陰極ＣＴＤを除いた部分が図１の有機物層ＯＲＧｂである。
【００２２】
有機ＥＬ素子５０ｇは、陽極ＡＮＤｇと、正孔注入層ＨＩＬと、第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、緑色発光層ＥＭＬｇと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。有機ＥＬ素子５０ｇの陽極ＡＮＤｇと陰極ＣＴＤを除いた部分が図１の有機物層ＯＲＧｇである。
【００２３】
有機ＥＬ素子５０ｒは、陽極ＡＮＤｒと、正孔注入層ＨＩＬと、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、赤色発光層ＥＭＬｒと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。有機ＥＬ素子５０ｒの陽極ＡＮＤｒと陰極ＣＴＤを除いた部分が図１の有機物層ＯＲＧｒである。
【００２４】
正孔注入層ＨＩＬは正孔（第１キャリア）を陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂから注入する。正孔注入層ＨＩＬは正孔の注入効率が高い導電性薄膜であり、アモルファスカーボン等の無機材料でもよいし、導電性の有機材料でもよい。第１〜第３正孔輸送層ＨＴＬ１〜ＨＴＬ３は正孔を発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂに輸送する。電子注入層ＥＩＬは陰極から電子（第２キャリア）を注入する。第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２は電子を発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂに輸送する。
【００２５】
本実施形態では、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが有する正孔注入層ＨＩＬの上面に段差がある。より具体的には、正孔注入層ＨＩＬの下面の高さは略同一に形成されるが、その厚さはそれぞれ異なっている。以下に説明する光エッチング法により図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを製造することにより、正孔注入層ＨＩＬの上面にこのような段差が形成される。
【００２６】
図３は、図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの製造工程の手順を示す工程図であり、図４〜図７は、図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの製造工程断面図である。
【００２７】
まず、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上に、正孔注入層ＨＩＬをスパッタリング法により積層する。さらに、正孔注入層ＨＩＬ上に、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第２正孔輸送層ＨＴＬ２の膜材料層を順に蒸着法により積層する（ステップＳ１）。これにより、図４に示す断面構造が得られる。
【００２８】
次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第２および第１正孔輸送層ＨＴＬ２，ＨＴＬ１と、正孔注入層ＨＩＬの一部とを順にエッチングする（ステップＳ２）。
【００２９】
図８は、光エッチング法を説明する図である。図９は、図８の一点鎖線内を拡大した図である。図１０は、光エッチング法によりパターニングされた状態を示す図である。図８および図９では、正孔注入層ＨＩＬ上に第１正孔輸送層の膜材料層ＨＴＬ１が積層された状態を示しており、光エッチング法により有機材料である膜材料層ＨＴＬ１をパターニングして、図１０に示す第１正孔輸送層ＨＴＬ１を形成する工程を示している。なお、図８〜図１０では、正孔注入層ＨＩＬより下の層および第１正孔輸送層の膜材料ＨＴＬ１より上の層を省略している。
【００３０】
図８に示すように、基板固定ステージ１１は膜材料層ＨＴＬ１が積層されたガラス基板を固定する。ガラスマスク１２には透過部１２ａおよび遮光部１２ｂにより所定のパターンが形成されている。膜材料層ＨＴＬ１の所望の領域にガラスマスク１２のパターンが転写されるよう重ね合わせ位置を調整して、ガラスマスク１２を設置する。図示のように、ガラスマスク１２と膜材料層ＨＴＬ１とは間隔を隔てて配置される。紫外線光源１３はガラスマスク１２を介して膜材料層ＨＴＬ１に紫外線１４を照射する。このとき、図９に示すように、ガラスマスク１２の透過部１２ａに照射された紫外線１４のみが選択的に膜材料層ＨＴＬ１に到達する。
【００３１】
なお、紫外線光源１３とガラスマスク１２との間に照明系レンズ（不図示）を設けてもよい。照明系レンズを介して紫外線１４を照射することにより、ガラスマスク１２のパターン転写精度を向上できる。また、ガラスマスク１２と膜材料層ＨＴＬ１との間に投影系レンズ（不図示）を設けてもよい。投影系レンズを介してＵＶ光を照射することにより、ガラスマスク１２のパターン転写精度をさらに向上できる。
【００３２】
ガラスマスク１２（投影系レンズを設ける場合は、投影系レンズ）と膜材料層ＨＴＬ１との間には、少なくとも酸素を含む活性ガス１５が窒素をキャリアガスとして導入される。活性ガス１５の濃度は、ガラスマスク１２と膜材料層ＨＴＬ１との距離、照射する紫外線１４の強度および波長、被エッチング材料のエッチングレート等を考慮して最適化する。なお、キャリアガスはヘリウムやアルゴンなどの希ガスを含む不活性ガスでもよいし、窒素および希ガスの混合ガスでもよい。
【００３３】
紫外線１４の波長は活性ガス１５を効率よく活性化できる波長とする。例えば、紫外線光源１３は波長１８５ｎｍおよび２５４ｎｍの光を含むブロードな低圧水銀ランプでもよいし、波長１７２ｎｍのキセノンエキシマランプ、あるいは、波長１５７ｎｍのＦ２レーザでもよい。また、その他の光エネルギー光線またはレーザでもよい。なお、紫外線照射以外の手法で活性化エネルギーを付与してもよく、例えばレーザ光線を照射してもよい。
【００３４】
活性ガス１５はガラスマスク１２の透過部１２ａを透過した紫外線１４を吸収して活性化し、反応性が高い状態となる。また、膜材料層ＨＴＬ１のうち透過部１２ａの直下に積層された部分は紫外線１４に照射され、表面にダングリングボンドが発生したり、結合が緩んだりして、反応性が高い状態となる。
【００３５】
反応性が高い状態となった活性ガス１５と、膜材料層ＨＴＬ１表面の炭素原子または水素原子とが結合し、一酸化炭素、二酸化炭素または水分子となって膜材料層ＨＴＬ１から脱離する。この一酸化炭素等はキャリアガスにより排出される。
【００３６】
一方、膜材料層ＨＴＬ１のうち遮光部１２ｂの直下に積層された部分は、紫外線１４が照射されないため、活性ガス１５と結合して脱離することはほとんどない。
【００３７】
結果として、図１０に示すように、ガラスマスク１２の透過部１２ａに対応する部分のみが選択的にエッチングされ、第１正孔輸送層ＨＴＬ１が形成される。ガラス基板とガラスマスク１２とを同期してスキャンすることにより、第１正孔輸送層ＨＴＬ１が形成される。このとき、スキャン方向と活性ガス１５の導入方向とを同一とするとよい。
【００３８】
第１正孔輸送層ＨＴＬ１の下に形成された正孔注入層ＨＩＬがアモルファスカーボンまたは有機材料である場合、光エッチング法で電極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の膜材料層ＨＴＬ１をエッチングすると、その下の正孔注入層ＨＩＬの一部もエッチングされる。その結果、図２および図１０に示すように、正孔注入層ＨＩＬの上面には段差が生じる。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、蒸着マスクを用いた蒸着による塗り分けプロセスではなく、ガラスマスク１２を用いた光エッチング法により第１正孔輸送層ＨＴＬ１を形成するため、より高精度にパターニングできる。
【００４０】
また、蒸着マスクは膜材料層と接触させて用いるため、蒸着マスク表面に異物や凹凸があると、円形混色や滅点等の不良を生じる。これに対し、光エッチング法ではガラスマスク１２と膜材料層とを接触させないため、これらの不良は生じない。また、接触により蒸着マスクは汚染するので、例えば１〜２ロット分処理するたびに蒸着マスクを洗浄し、洗浄後には異物の有無や位置精度の検査をしなければならない。一方、ガラスマスク１２は非接触なので洗浄する必要はなく、製造効率が向上する。さらに、蒸着マスクに比べ、ガラスマスク１２は強固であるため、打痕、傷、歪み等は生じにくく、取り扱いが容易である。このように、光エッチング法により加工することで、有機ＥＬ表示装置の製造コストを抑制できる。
【００４１】
また、図１０に示すように、第１正孔輸送層ＨＴＬ１の側面は活性ガス１５に含まれる酸素が取り込まれて変質した側壁部（テーパ部）１６が形成される。この側壁部１６は含有酸素量が多いため、屈折率が他の部分とは異なる。また、より多くの活性ガスにさらされる膜材料層ＨＴＬ１の上部は、下部に比べてエッチングレートが高くなるため、側壁部１６は上面側ほど幅が狭いテーパ状に形成される。そのため、側壁部１６は有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが各層と平行な方向に発した光を上方へ反射する。その結果、光取り出しの効率を向上できる。この側壁部１６の角度および屈折率は活性ガス１５の濃度および流速などにより調整可能である。
【００４２】
以上のように陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第２および第１正孔輸送層ＨＴＬ２，ＨＴＬ１と、正孔注入層ＨＩＬの一部とを光エッチングすることにより、図６に示す断面構造が得られる。その後、さらに第２正孔輸送層の膜材料ＨＴＬ２を蒸着法により積層し（図３のステップＳ３）、図６に示す断面構造が得られる。
【００４３】
次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ上の膜材料ＨＴＬ２と、正孔注入層ＨＩＬの一部をエッチングする（ステップＳ４）。これにより、図７に示す断面構造が得られる。このとき、陽極ＡＮＤｒ上の正孔注入層ＨＩＬと陽極ＡＮＤｇ上の正孔注入層ＨＩＬとの間に段差が生じる。また、第２正孔輸送層ＨＴＬ２の側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００４４】
図７に示すように、陽極ＡＮＤｒ上、ＡＮＤｇ上およびＡＮＤｂ上の正孔注入層の厚さはそれぞれ異なっている。
【００４５】
その後、第３正孔輸送層ＨＴＬ３を蒸着法により積層する（ステップＳ５）。さらに、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂの上面にそれぞれ発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂを積層する（ステップＳ６）。続いて、これらの上に第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２と電子注入層ＥＩＬとをそれぞれ蒸着法により積層する（ステップＳ７）。さらに、陰極ＣＴＤを積層して、図２に示す断面構造の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが形成される。
【００４６】
上述のように、正孔注入層ＨＩＬの上面には段差が生じる。各有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂから取り出す光の波長、図２の正孔注入層ＨＩＬから電子注入層ＥＩＬまでの各層の膜厚および屈折率に応じてこの段差を適切に設計することで、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂからの光取り出し効率を向上できる。より具体的には、この段差の厚さを、各発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂが上方向に発した光と、下方向に発して下面で上方向に反射される光とが共振を行って増幅される厚さに設定するとよい。なお、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂの下にアルミニウムまたは銀などの金属反射層（不図示）を設け、下方向に発した光を上方向に反射しやすいようにしておいてもよい。
【００４７】
図１１は、図２の変形例である有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの断面図である。有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂは、正孔注入層ＨＩＬと第１正孔輸送層ＨＴＬ１の間に、共通の第４正孔輸送層ＨＴＬ４を有する。そして、正孔注入層ＨＩＬではなく、第４正孔輸送層ＨＴＬ４に段差がある。
【００４８】
図１２は、図１１の有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの製造工程の手順を示す工程図である。以下、図２および図３と異なる点を中心に説明する。
【００４９】
まず、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上に、電子注入層ＨＩＬと、第４、第１および第２正孔輸送層ＨＴＬ４，ＨＴＬ１，ＨＴＬ２を順に積層する（ステップＳ１’）。次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第２および第１正孔輸送層ＨＴＬ２，ＨＴＬ１と、第４正孔輸送層ＨＴＬ４の一部とを順にエッチングする（ステップＳ２’）。
【００５０】
その後、さらに第２正孔輸送層の膜材料ＨＴＬ２を積層する（ステップＳ３）。続いて、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ上の第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、第４正孔輸送層ＨＴＬ４の一部とを順にエッチングする（ステップＳ４’）。以降の製造工程は図３と同様である。以上により、図１１に示す構造の有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂが得られる。
【００５１】
図２および図１１の他、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬのうちの少なくとも１つに段差がある有機ＥＬ素子を形成してもよい。この場合も、共振動作により光取り出し効率が大きくなるよう、段差の厚さを調整するとよい。
【００５２】
このように、第１の実施形態では、光エッチング法によりパターニングを行って有機ＥＬ素子を形成する。そのため、蒸着マスクを用いて塗り分けを行う場合に比べ、低コストかつ高精度に有機ＥＬ表示装置を製造できる。また、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬのうちの少なくとも１つに段差が形成されるため、この段差の厚さを利用して共振動作により発光素子ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂが発する光を増幅し、光取り出し効率を向上できる。また、光エッチング法により形成される層の側面には側壁部が形成されるため、この側壁部により有機ＥＬ素子が各層と平行な方向に発する光を上面に反射することにより、さらに光取り出し効率を向上できる。
【００５３】
（第２の実施形態）
以下に説明する第２の実施形態では、有機ＥＬ素子のより具体的な例を示す。
【００５４】
図１３は、第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの断面図である。
【００５５】
有機ＥＬ素子５２ｂは、陽極ＡＮＤｂと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、青色発光層ＥＭＬｂと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。
【００５６】
有機ＥＬ素子５２ｇは、陽極ＡＮＤｇと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、緑色発光層ＥＭＬｇと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。
【００５７】
有機ＥＬ素子５２ｒは、陽極ＡＮＤｒと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、赤色発光層ＥＭＬｒと、青色発光層ＥＭＬｂと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。
【００５８】
図１３の有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂでは、第１および第３正孔輸送層ＨＴＬ１，ＨＴＬ３の上面に段差がある。より具体的には、陽極ＡＮＤｒ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１の厚さと陽極ＡＮＤｇ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１の厚さは略同一だが、陽極ＡＮＤｂ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１の厚さはこれらと異なる。
【００５９】
図１４は、図１３の有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの製造工程の手順を示す工程図であり、図１５〜図２２は、図１３の有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの製造工程断面図である。
【００６０】
まず、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上に、電子注入層ＨＩＬをスパッタリング法により積層する。さらに、電子注入層ＨＩＬ上に、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第２正孔輸送層の膜材料層ＨＴＬ２をそれぞれ蒸着法により積層する（ステップＳ１１）。これにより、図１５に示す断面構造が得られる。
【００６１】
次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の膜材料層ＨＴＬ２をエッチングして、陽極ＡＮＤｂ上に第２正孔輸送層ＨＴＬ２を形成する（ステップＳ１２）。これにより、図１６に示す断面構造が得られる。このとき、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１の一部もエッチングされ、陽極ＡＮＤｂ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１と陽極ＡＮＤｇ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１との間に段差が生じる。また、第２正孔輸送層ＨＴＬ２の側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００６２】
その後、第１および第２正孔輸送層ＨＴＬ１，ＨＴＬ２上に、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、赤色発光層の膜材料層ＥＭＬｒとをそれぞれ蒸着法により積層し（ステップＳ１３）、図１７に示す断面構造が得られる。
【００６３】
次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上の膜材料層ＥＭＬｒをエッチングして、陽極ＡＮＤｒ上に赤色発光層ＥＭＬｒを形成する（ステップＳ１４）。これにより、図１８に示す断面構造が得られる。このとき、陽極ＡＮＤｇ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３の一部もエッチングされ、陽極ＡＮＤｒ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３と陽極ＡＮＤｇ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３との間に段差が生じる。また、赤色発光層ＥＭＬｒの側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００６４】
その後、緑色発光層の膜材料層ＥＭＬｇを蒸着法により積層し（ステップＳ１５）、図１９に示す断面構造が得られる。次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｂ上の膜材料層ＥＭＬｇをエッチングして、陽極ＡＮＤｇ上に緑色発光層ＥＭＬｇを形成する（ステップＳ１６）。これにより、図２０に示す断面構造が得られる。
【００６５】
その後、青色発光層の膜材料層ＥＭＬｂを蒸着法により積層し（ステップＳ１７）、図２１に示す断面構造が得られる。次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｇ上の膜材料層ＥＭＬｂをパターニングして、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｂ上に青色発光層ＥＭＬｂ形成する（ステップＳ１８）。これにより、図２２に示す断面構造が得られる。このとき、青色発光層ＥＭＬｂの側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００６６】
その後、第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２、電子注入層ＥＩＬおよび陰極ＣＴＤをそれぞれ蒸着法により積層し（ステップＳ１９）、図１３に示す有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂが得られる。
【００６７】
このように、第２の実施形態では、蒸着マスクを用いた塗り分けを行わず、光エッチング法により各膜材料層をパターニングする。そのため、低コストかつ高精度に有機ＥＬ表示装置を製造できる。
【００６８】
（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、有機ＥＬ素子５３ｇの構造が第２の実施形態と異なる。
【００６９】
図２３は、第３の実施形態に係る有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂの断面図である。有機ＥＬ素子５３ｇは緑色発光層ＥＭＬｇと第１電子輸送層ＥＴＬ１との間に青色発光層ＥＭＬｂを有する。この点が第２の実施形態における有機ＥＬ素子５２ｇと異なる。有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｂの構造は第２の実施形態における有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｂと同様であり、第１および第３正孔輸送層ＨＴＬ１，ＨＴＬ３の上面に段差がある。
【００７０】
図２４は、図２３の有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂの製造工程の手順を示す工程図である。図２４のステップＳ１１〜Ｓ１７までは第２の実施形態と同様であり、図２１に示す断面図が得られる。その後、緑色発光層ＥＭＬｇ上の青色発光層ＥＭＬｂをエッチングすることなく、第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２、電子注入層ＥＩＬおよび陰極ＣＴＤを積層し（ステップＳ１９）、図２３に示す有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂが得られる。
【００７１】
この場合、有機ＥＬ素子５３ｇに残存する青色発光層ＥＭＬｂは発光せず、電子輸送層として機能する。また、この青色発光層ＥＭＬｂの厚さを調整して、有機ＥＬ素子５３ｇが発する光の発光効率を向上させることができる。
【００７２】
このように、第３の実施形態では、緑色発光層ＥＭＬｇ上の青色発光層ＥＭＬｂをエッチングしないため、第２の実施形態より製造工程数を少なくでき、より低コストで有機ＥＬ表示装置を製造できる。
【００７３】
（第４の実施形態）
以下に説明する第４の実施形態は、各有機ＥＬ素子が正孔ブロッキング層（キャリアブロッキング層）ＨＢＬ（Hole Blocking Layer）を有するものである。
【００７４】
図２５は、第４の実施形態に係る有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂの断面図である。各有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂが正孔ブロッキング層ＨＢＬを有する点と、有機ＥＬ素子５４ｂの第３正孔輸送層ＨＴＬ３が他の有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇの第３正孔輸送層ＨＴＬ３より厚い点が、第３の実施形態と異なる。
【００７５】
正孔ブロッキング層ＨＢＬがない場合、発光層ＥＭＬから電子輸送層ＥＴＬに漏れ出した正孔により電子輸送層ＥＴＬが劣化し、発光輝度が低下してしまう。これに対し、本実施形態の正孔ブロッキング層ＨＢＬは陽極から注入された正孔を発光層ＥＭＬに留め、電子輸送層ＥＴＬに到達するのを抑制する。そのため、電子輸送層ＥＴＬに漏れ出す正孔が少なくなり、有機ＥＬ素子の劣化を抑制できる。その結果、有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂを長寿命化できる。
【００７６】
また、有機ＥＬ素子５４ｂの第３正孔輸送層ＨＴＬ３を厚く形成することで、焼き付きやすい青色画素の焼き付きを低減できる。
【００７７】
図２６は、図２５の有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂの製造工程の手順を示す工程図である。
【００７８】
ステップＳ１１，Ｓ１２は第２の実施形態と同様である。その後、第３正孔輸送層の膜材料層ＨＴＬ３を蒸着法により積層する（ステップＳ２１）。次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の膜材料層ＨＴＬ３の一部をエッチングして、第３正孔輸送層ＨＴＬ３を形成する（ステップＳ２２）。これにより、陽極ＡＮＤｂ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３は、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３より厚くなる。また、第３正孔輸送層ＨＴＬ３の側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００７９】
その後、赤色発光層の膜材料層ＥＭＬｒを蒸着法により積層する（ステップＳ１３’）。以降ステップＳ１７までは第３の実施形態と同様である。その後、青色発光層ＥＭＬｂ上に、正孔ブロッキング層ＨＢＬ、第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２、電子注入層ＥＩＬおよび陰極ＣＴＤをそれぞれ蒸着法により積層し（ステップＳ１９’）、図２４に示す有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂが得られる。
【００８０】
このように、第４の実施形態では、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けるため、有機ＥＬ表示装置を長寿命化できる。また、有機ＥＬ素子５４ｂの第３正孔輸送層ＨＴＬ３を厚く形成するため、青色画素の焼き付きを低減できる。
【００８１】
なお、上述した各実施形態では、全ての層を光エッチング法によりパターニングする例を示したが、正孔輸送層、発光層および電子輸送層のうち少なくとも１つの層を光エッチング法により形成し、他の層を他の手法（例えば蒸着マスクを用いた蒸着）により形成してもよい。
【００８２】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
５０ｒ〜５４ｒ，５０ｇ〜５４ｇ，５０ｂ〜５４ｂ 有機ＥＬ素子
ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ 陽極
ＨＩＬ 正孔注入層
ＨＴＬ１〜ＨＴＬ４ 正孔輸送層
ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ 発光層
ＨＢＬ 正孔ブロッキング層
ＥＴＬ１，ＥＴＬ２ 電子輸送層
ＥＩＬ 電子注入層
ＣＴＤ 陰極
１２ マスク
１３ 紫外線光源
１４ 紫外線
１５ 活性化ガス
１６ 側壁部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置は自発光素子である有機ＥＬ素子を備えており、視野角が広い、バックライトが不要で薄型化が可能、応答速度が早い、等の特徴がある。そのため、有機ＥＬ表示装置は次世代の表示装置として注目されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
近年、電極を多層構造にして電気的障壁を低減することにより、発光層へのキャリア注入効率を向上したり、干渉効果を利用して発光層からの光取り出し効率を向上したりする技術が提案されている。
【０００４】
しかしながら、電極を多層構造にするためには電極を発光色ごとに塗り分ける必要があり、製造工程数が増加してしまう。また、塗り分けるために多種の蒸着マスクが必要であるが、この蒸着マスクは打痕、傷、歪みなどが生じやすく、蒸着マスクを洗浄または検査する際に破損してしまうこともある。その結果、有機ＥＬ表示装置の製造コストが高くなってしまうという問題がある。また、蒸着マスクを用いる場合、それほど高精度にはパターニングできないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１３３７６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、低コストで高精度に製造できる有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、それぞれ異なる色の光を発する第１乃至第３有機ＥＬ素子を備え、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成される第１キャリア注入層と、前記第１キャリア注入層上に形成される第１キャリア輸送層と、前記第１キャリア輸送層上に形成される発光層と、前記発光層上に形成される第２キャリア輸送層と、前記第２キャリア輸送層上に形成される第２キャリア注入層と、前記第２キャリア注入層上に形成される第２電極と、を有し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記第１キャリア注入層、前記第１キャリア輸送層および前記発光層のうち少なくとも１つの層の下面の高さは略同一で、厚さは異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の一態様によれば、それぞれ異なる色の光を発する第１乃至第３有機ＥＬ素子を備え、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成される第１キャリア注入層と、前記第１キャリア注入層上に形成される第１キャリア輸送層と、前記第１キャリア輸送層上に形成される発光層と、前記発光層上に形成される第２キャリア輸送層と、前記第２キャリア輸送層上に形成される第２キャリア注入層と、前記第２キャリア注入層上に形成される第２電極と、を有し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記第１キャリア注入層、前記第１キャリア輸送層および前記発光層のうち少なくとも１つの層の下面の高さは略同一であり、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のうちの２つの有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記少なくとも１つの層の厚さは略同一で、他の１つの有機ＥＬ素子が有する前記少なくとも１つの層の厚さとは異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、基板上に、異なる３色に対応した複数の第１電極を形成する工程と、前記複数の第１電極上にそれぞれ、異なる３色に対応した第１キャリア注入層と第１キャリア輸送層とを順に形成する工程と、異なる３色に対応した前記第１キャリア輸送層上にそれぞれ、異なる色の光で発光する複数の発光層を形成する工程と、前記複数の発光層上にそれぞれ、第２キャリア輸送層と、第２キャリア注入層とを順に形成する工程と、前記第２キャリア注入層上に、前記異なる３色に対応した複数の第２電極を形成する工程と、を備え、前記第１キャリア輸送層、前記複数の発光層および前記第２キャリア輸送層のうち少なくとも１つの層を形成する工程は、前記異なる３色に対応した前記層の膜材料層を形成する工程と、前記膜材料層と間隔を隔てて所定のパターンが形成されたマスクを配置して、前記マスクと前記膜材料層との間に活性ガスを導入しながら、前記マスクを介して前記膜材料層に活性化エネルギーを付与する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低コストで高精度に有機ＥＬ表示装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の断面図。
【図２】有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの断面図。
【図３】図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【図４】図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの製造工程断面図。
【図５】図４に続く製造工程断面図。
【図６】図５に続く製造工程断面図。
【図７】図６に続く製造工程断面図。
【図８】光エッチング法を説明する図。
【図９】図８の一点鎖線内を拡大した図。
【図１０】光エッチング法によりパターニングされた状態を示す図。
【図１１】図２の変形例である有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの断面図。
【図１２】図１１の有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【図１３】第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの断面図。
【図１４】図１３の有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【図１５】図１３の半導体装置の製造工程断面図。
【図１６】図１５に続く製造工程断面図。
【図１７】図１６に続く製造工程断面図。
【図１８】図１７に続く製造工程断面図。
【図１９】図１８に続く製造工程断面図。
【図２０】図１９に続く製造工程断面図。
【図２１】図２０に続く製造工程断面図。
【図２２】図２１に続く製造工程断面図。
【図２３】第３の実施形態に係る有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂの断面図。
【図２４】図２３の有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【図２５】第４の実施形態に係る有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂの断面図。
【図２６】図２５の有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂの製造工程の手順を示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置およびその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の断面図である。同図は、有機ＥＬ素子が発する光を上面から取り出す上面発光素子型であり、かつ、乾燥剤および中空構造を有さず封止層により有機ＥＬ素子を封止する固体封止技術を用いたアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置の例である。なお、図１およびその他の図面は、各層の厚さを正確に表したものではない。
【００１４】
図１の有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板ＩＳと、絶縁体膜Ｉ１，Ｉ２と、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）３０ｒ，３０ｇ，３０ｂと、電源線ＰＬと、映像信号線ＤＬｒ，ＤＬｇ，ＤＬｂと、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂと、隔壁７０とを備えている。
【００１５】
ＴＦＴ３０ｒは、ソース領域２１ｒおよびドレイン領域２２ｒと、ゲート絶縁膜２３ｒと、ゲート電極２４ｒとを有する。ソース領域２１ｒおよびドレイン領域２２ｒはガラス基板ＩＳ上の半導体層に互いに離間して形成され、その間にキャリアが移動するチャネルが形成される。ＴＦＴ３０ｒのソース電極は電源線ＰＬと接続され、電源電圧が供給される。ゲート電極２４ｒは映像信号線ＤＬｒから不図示の選択素子を介して画素電圧が供給される。ドレイン電極は有機ＥＬ素子５０ｒの陽極ＡＮＤｒと接続される。ＴＦＴ３０ｒは画素電圧に応じた電流を有機ＥＬ素子５０ｒに流す。ＴＦＴ３０ｇ，ＴＦＴ３０ｂも同様の構成である。このＴＦＴ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂは絶縁体膜Ｉ１，Ｉ２により覆われ、互いに絶縁される。
【００１６】
有機ＥＬ素子５０ｒは、陽極ＡＮＤｒと、有機物層ＯＲＧｒと、陰極ＣＴＤとを有する。陽極ＡＮＤｒは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いて形成される。有機物層ＯＲＧｒはＴＦＴ３０ｒが流す電流の大きさに応じた輝度で発光する。陰極ＣＴＤは有機物層ＯＲＧｒが発する光を透過する透明な電極である。図１は、陰極ＣＴＤが有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂで共通して用いられる例を示している。
【００１７】
有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは、赤色（Ｒ）波長に対応する光、緑色（Ｇ）波長に対応する光、青色（Ｂ）波長に対応する光をそれぞれ発する。また、有機物層ＯＲＧｒ，ＯＲＧｇ，ＯＲＧｂの構成はそれぞれ異なっており、後述する。これらの点を除いて、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは同様の構成である。
【００１８】
隔壁７０は隣接する有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを絶縁するものであり、例えば樹脂材料により形成される。図１では、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを取り囲むように土手部（リブ）が形成されるが、この土手部はなくてもよい。有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは不図示の封止基板または封止膜により密封される。
【００１９】
図１は一画素の断面図を示しており、この画素をマトリクス状に複数個配置することにより、有機ＥＬ表示装置が構成される。
【００２０】
図２は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの断面図である。実際には、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは図１に示すように離れて形成されるが、便宜上、図２ではこれらを隣接させて描いている。
【００２１】
有機ＥＬ素子５０ｂは、陽極（第１電極）ＡＮＤｂと、正孔注入層ＨＩＬ（Hole Injection Layer）と、第１正孔輸送層ＨＴＬ（Hole Transport Layer）１と、第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、青色発光層ＥＭＬ（Emitting Layer）ｂと、第１電子輸送層ＥＴＬ（Electron Transport Layer）１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬ（Electron Injection Layer）と、陰極（第２電極）ＣＴＤとを有する。有機ＥＬ素子５０ｂの陽極ＡＮＤｂと陰極ＣＴＤを除いた部分が図１の有機物層ＯＲＧｂである。
【００２２】
有機ＥＬ素子５０ｇは、陽極ＡＮＤｇと、正孔注入層ＨＩＬと、第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、緑色発光層ＥＭＬｇと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。有機ＥＬ素子５０ｇの陽極ＡＮＤｇと陰極ＣＴＤを除いた部分が図１の有機物層ＯＲＧｇである。
【００２３】
有機ＥＬ素子５０ｒは、陽極ＡＮＤｒと、正孔注入層ＨＩＬと、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、赤色発光層ＥＭＬｒと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。有機ＥＬ素子５０ｒの陽極ＡＮＤｒと陰極ＣＴＤを除いた部分が図１の有機物層ＯＲＧｒである。
【００２４】
正孔注入層ＨＩＬは正孔（第１キャリア）を陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂから注入する。正孔注入層ＨＩＬは正孔の注入効率が高い導電性薄膜であり、アモルファスカーボン等の無機材料でもよいし、導電性の有機材料でもよい。第１〜第３正孔輸送層ＨＴＬ１〜ＨＴＬ３は正孔を発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂに輸送する。電子注入層ＥＩＬは陰極から電子（第２キャリア）を注入する。第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２は電子を発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂに輸送する。
【００２５】
本実施形態では、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが有する正孔注入層ＨＩＬの上面に段差がある。より具体的には、正孔注入層ＨＩＬの下面の高さは略同一に形成されるが、その厚さはそれぞれ異なっている。以下に説明する光エッチング法により図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを製造することにより、正孔注入層ＨＩＬの上面にこのような段差が形成される。
【００２６】
図３は、図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの製造工程の手順を示す工程図であり、図４〜図７は、図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの製造工程断面図である。
【００２７】
まず、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上に、正孔注入層ＨＩＬをスパッタリング法により積層する。さらに、正孔注入層ＨＩＬ上に、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第２正孔輸送層ＨＴＬ２の膜材料層を順に蒸着法により積層する（ステップＳ１）。これにより、図４に示す断面構造が得られる。
【００２８】
次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第２および第１正孔輸送層ＨＴＬ２，ＨＴＬ１と、正孔注入層ＨＩＬの一部とを順にエッチングする（ステップＳ２）。
【００２９】
図８は、光エッチング法を説明する図である。図９は、図８の一点鎖線内を拡大した図である。図１０は、光エッチング法によりパターニングされた状態を示す図である。図８および図９では、正孔注入層ＨＩＬ上に第１正孔輸送層の膜材料層ＨＴＬ１が積層された状態を示しており、光エッチング法により有機材料である膜材料層ＨＴＬ１をパターニングして、図１０に示す第１正孔輸送層ＨＴＬ１を形成する工程を示している。なお、図８〜図１０では、正孔注入層ＨＩＬより下の層および第１正孔輸送層の膜材料ＨＴＬ１より上の層を省略している。
【００３０】
図８に示すように、基板固定ステージ１１は膜材料層ＨＴＬ１が積層されたガラス基板を固定する。ガラスマスク１２には透過部１２ａおよび遮光部１２ｂにより所定のパターンが形成されている。膜材料層ＨＴＬ１の所望の領域にガラスマスク１２のパターンが転写されるよう重ね合わせ位置を調整して、ガラスマスク１２を設置する。図示のように、ガラスマスク１２と膜材料層ＨＴＬ１とは間隔を隔てて配置される。紫外線光源１３はガラスマスク１２を介して膜材料層ＨＴＬ１に紫外線１４を照射する。このとき、図９に示すように、ガラスマスク１２の透過部１２ａに照射された紫外線１４のみが選択的に膜材料層ＨＴＬ１に到達する。
【００３１】
なお、紫外線光源１３とガラスマスク１２との間に照明系レンズ（不図示）を設けてもよい。照明系レンズを介して紫外線１４を照射することにより、ガラスマスク１２のパターン転写精度を向上できる。また、ガラスマスク１２と膜材料層ＨＴＬ１との間に投影系レンズ（不図示）を設けてもよい。投影系レンズを介してＵＶ光を照射することにより、ガラスマスク１２のパターン転写精度をさらに向上できる。
【００３２】
ガラスマスク１２（投影系レンズを設ける場合は、投影系レンズ）と膜材料層ＨＴＬ１との間には、少なくとも酸素を含む活性ガス１５が窒素をキャリアガスとして導入される。活性ガス１５の濃度は、ガラスマスク１２と膜材料層ＨＴＬ１との距離、照射する紫外線１４の強度および波長、被エッチング材料のエッチングレート等を考慮して最適化する。なお、キャリアガスはヘリウムやアルゴンなどの希ガスを含む不活性ガスでもよいし、窒素および希ガスの混合ガスでもよい。
【００３３】
紫外線１４の波長は活性ガス１５を効率よく活性化できる波長とする。例えば、紫外線光源１３は波長１８５ｎｍおよび２５４ｎｍの光を含むブロードな低圧水銀ランプでもよいし、波長１７２ｎｍのキセノンエキシマランプ、あるいは、波長１５７ｎｍのＦ２レーザでもよい。また、その他の光エネルギー光線またはレーザでもよい。なお、紫外線照射以外の手法で活性化エネルギーを付与してもよく、例えばレーザ光線を照射してもよい。
【００３４】
活性ガス１５はガラスマスク１２の透過部１２ａを透過した紫外線１４を吸収して活性化し、反応性が高い状態となる。また、膜材料層ＨＴＬ１のうち透過部１２ａの直下に積層された部分は紫外線１４に照射され、表面にダングリングボンドが発生したり、結合が緩んだりして、反応性が高い状態となる。
【００３５】
反応性が高い状態となった活性ガス１５と、膜材料層ＨＴＬ１表面の炭素原子または水素原子とが結合し、一酸化炭素、二酸化炭素または水分子となって膜材料層ＨＴＬ１から脱離する。この一酸化炭素等はキャリアガスにより排出される。
【００３６】
一方、膜材料層ＨＴＬ１のうち遮光部１２ｂの直下に積層された部分は、紫外線１４が照射されないため、活性ガス１５と結合して脱離することはほとんどない。
【００３７】
結果として、図１０に示すように、ガラスマスク１２の透過部１２ａに対応する部分のみが選択的にエッチングされ、第１正孔輸送層ＨＴＬ１が形成される。ガラス基板とガラスマスク１２とを同期してスキャンすることにより、第１正孔輸送層ＨＴＬ１が形成される。このとき、スキャン方向と活性ガス１５の導入方向とを同一とするとよい。
【００３８】
第１正孔輸送層ＨＴＬ１の下に形成された正孔注入層ＨＩＬがアモルファスカーボンまたは有機材料である場合、光エッチング法で電極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の膜材料層ＨＴＬ１をエッチングすると、その下の正孔注入層ＨＩＬの一部もエッチングされる。その結果、図２および図１０に示すように、正孔注入層ＨＩＬの上面には段差が生じる。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、蒸着マスクを用いた蒸着による塗り分けプロセスではなく、ガラスマスク１２を用いた光エッチング法により第１正孔輸送層ＨＴＬ１を形成するため、より高精度にパターニングできる。
【００４０】
また、蒸着マスクは膜材料層と接触させて用いるため、蒸着マスク表面に異物や凹凸があると、円形混色や滅点等の不良を生じる。これに対し、光エッチング法ではガラスマスク１２と膜材料層とを接触させないため、これらの不良は生じない。また、接触により蒸着マスクは汚染するので、例えば１〜２ロット分処理するたびに蒸着マスクを洗浄し、洗浄後には異物の有無や位置精度の検査をしなければならない。一方、ガラスマスク１２は非接触なので洗浄する必要はなく、製造効率が向上する。さらに、蒸着マスクに比べ、ガラスマスク１２は強固であるため、打痕、傷、歪み等は生じにくく、取り扱いが容易である。このように、光エッチング法により加工することで、有機ＥＬ表示装置の製造コストを抑制できる。
【００４１】
また、図１０に示すように、第１正孔輸送層ＨＴＬ１の側面は活性ガス１５に含まれる酸素が取り込まれて変質した側壁部（テーパ部）１６が形成される。この側壁部１６は含有酸素量が多いため、屈折率が他の部分とは異なる。また、より多くの活性ガスにさらされる膜材料層ＨＴＬ１の上部は、下部に比べてエッチングレートが高くなるため、側壁部１６は上面側ほど幅が狭いテーパ状に形成される。そのため、側壁部１６は有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが各層と平行な方向に発した光を上方へ反射する。その結果、光取り出しの効率を向上できる。この側壁部１６の角度および屈折率は活性ガス１５の濃度および流速などにより調整可能である。
【００４２】
以上のように陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第２および第１正孔輸送層ＨＴＬ２，ＨＴＬ１と、正孔注入層ＨＩＬの一部とを光エッチングすることにより、図６に示す断面構造が得られる。その後、さらに第２正孔輸送層の膜材料ＨＴＬ２を蒸着法により積層し（図３のステップＳ３）、図６に示す断面構造が得られる。
【００４３】
次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ上の膜材料ＨＴＬ２と、正孔注入層ＨＩＬの一部をエッチングする（ステップＳ４）。これにより、図７に示す断面構造が得られる。このとき、陽極ＡＮＤｒ上の正孔注入層ＨＩＬと陽極ＡＮＤｇ上の正孔注入層ＨＩＬとの間に段差が生じる。また、第２正孔輸送層ＨＴＬ２の側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００４４】
図７に示すように、陽極ＡＮＤｒ上、ＡＮＤｇ上およびＡＮＤｂ上の正孔注入層の厚さはそれぞれ異なっている。
【００４５】
その後、第３正孔輸送層ＨＴＬ３を蒸着法により積層する（ステップＳ５）。さらに、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂの上面にそれぞれ発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂを積層する（ステップＳ６）。続いて、これらの上に第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２と電子注入層ＥＩＬとをそれぞれ蒸着法により積層する（ステップＳ７）。さらに、陰極ＣＴＤを積層して、図２に示す断面構造の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが形成される。
【００４６】
上述のように、正孔注入層ＨＩＬの上面には段差が生じる。各有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂから取り出す光の波長、図２の正孔注入層ＨＩＬから電子注入層ＥＩＬまでの各層の膜厚および屈折率に応じてこの段差を適切に設計することで、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂからの光取り出し効率を向上できる。より具体的には、この段差の厚さを、各発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂが上方向に発した光と、下方向に発して下面で上方向に反射される光とが共振を行って増幅される厚さに設定するとよい。なお、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂの下にアルミニウムまたは銀などの金属反射層（不図示）を設け、下方向に発した光を上方向に反射しやすいようにしておいてもよい。
【００４７】
図１１は、図２の変形例である有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの断面図である。有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂは、正孔注入層ＨＩＬと第１正孔輸送層ＨＴＬ１の間に、共通の第４正孔輸送層ＨＴＬ４を有する。そして、正孔注入層ＨＩＬではなく、第４正孔輸送層ＨＴＬ４に段差がある。
【００４８】
図１２は、図１１の有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの製造工程の手順を示す工程図である。以下、図２および図３と異なる点を中心に説明する。
【００４９】
まず、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上に、電子注入層ＨＩＬと、第４、第１および第２正孔輸送層ＨＴＬ４，ＨＴＬ１，ＨＴＬ２を順に積層する（ステップＳ１’）。次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第２および第１正孔輸送層ＨＴＬ２，ＨＴＬ１と、第４正孔輸送層ＨＴＬ４の一部とを順にエッチングする（ステップＳ２’）。
【００５０】
その後、さらに第２正孔輸送層の膜材料ＨＴＬ２を積層する（ステップＳ３）。続いて、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ上の第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、第４正孔輸送層ＨＴＬ４の一部とを順にエッチングする（ステップＳ４’）。以降の製造工程は図３と同様である。以上により、図１１に示す構造の有機ＥＬ素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂが得られる。
【００５１】
図２および図１１の他、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬのうちの少なくとも１つに段差がある有機ＥＬ素子を形成してもよい。この場合も、共振動作により光取り出し効率が大きくなるよう、段差の厚さを調整するとよい。
【００５２】
このように、第１の実施形態では、光エッチング法によりパターニングを行って有機ＥＬ素子を形成する。そのため、蒸着マスクを用いて塗り分けを行う場合に比べ、低コストかつ高精度に有機ＥＬ表示装置を製造できる。また、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬのうちの少なくとも１つに段差が形成されるため、この段差の厚さを利用して共振動作により発光素子ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂが発する光を増幅し、光取り出し効率を向上できる。また、光エッチング法により形成される層の側面には側壁部が形成されるため、この側壁部により有機ＥＬ素子が各層と平行な方向に発する光を上面に反射することにより、さらに光取り出し効率を向上できる。
【００５３】
（第２の実施形態）
以下に説明する第２の実施形態では、有機ＥＬ素子のより具体的な例を示す。
【００５４】
図１３は、第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの断面図である。
【００５５】
有機ＥＬ素子５２ｂは、陽極ＡＮＤｂと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、青色発光層ＥＭＬｂと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。
【００５６】
有機ＥＬ素子５２ｇは、陽極ＡＮＤｇと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、緑色発光層ＥＭＬｇと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。
【００５７】
有機ＥＬ素子５２ｒは、陽極ＡＮＤｒと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、赤色発光層ＥＭＬｒと、青色発光層ＥＭＬｂと、第１電子輸送層ＥＴＬ１と、第２電子輸送層ＥＴＬ２と、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。
【００５８】
図１３の有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂでは、第１および第３正孔輸送層ＨＴＬ１，ＨＴＬ３の上面に段差がある。より具体的には、陽極ＡＮＤｒ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１の厚さと陽極ＡＮＤｇ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１の厚さは略同一だが、陽極ＡＮＤｂ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１の厚さはこれらと異なる。
【００５９】
図１４は、図１３の有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの製造工程の手順を示す工程図であり、図１５〜図２２は、図１３の有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの製造工程断面図である。
【００６０】
まず、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上に、電子注入層ＨＩＬをスパッタリング法により積層する。さらに、電子注入層ＨＩＬ上に、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第２正孔輸送層の膜材料層ＨＴＬ２をそれぞれ蒸着法により積層する（ステップＳ１１）。これにより、図１５に示す断面構造が得られる。
【００６１】
次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の膜材料層ＨＴＬ２をエッチングして、陽極ＡＮＤｂ上に第２正孔輸送層ＨＴＬ２を形成する（ステップＳ１２）。これにより、図１６に示す断面構造が得られる。このとき、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１の一部もエッチングされ、陽極ＡＮＤｂ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１と陽極ＡＮＤｇ上の第１正孔輸送層ＨＴＬ１との間に段差が生じる。また、第２正孔輸送層ＨＴＬ２の側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００６２】
その後、第１および第２正孔輸送層ＨＴＬ１，ＨＴＬ２上に、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、赤色発光層の膜材料層ＥＭＬｒとをそれぞれ蒸着法により積層し（ステップＳ１３）、図１７に示す断面構造が得られる。
【００６３】
次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上の膜材料層ＥＭＬｒをエッチングして、陽極ＡＮＤｒ上に赤色発光層ＥＭＬｒを形成する（ステップＳ１４）。これにより、図１８に示す断面構造が得られる。このとき、陽極ＡＮＤｇ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３の一部もエッチングされ、陽極ＡＮＤｒ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３と陽極ＡＮＤｇ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３との間に段差が生じる。また、赤色発光層ＥＭＬｒの側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００６４】
その後、緑色発光層の膜材料層ＥＭＬｇを蒸着法により積層し（ステップＳ１５）、図１９に示す断面構造が得られる。次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｂ上の膜材料層ＥＭＬｇをエッチングして、陽極ＡＮＤｇ上に緑色発光層ＥＭＬｇを形成する（ステップＳ１６）。これにより、図２０に示す断面構造が得られる。
【００６５】
その後、青色発光層の膜材料層ＥＭＬｂを蒸着法により積層し（ステップＳ１７）、図２１に示す断面構造が得られる。次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｇ上の膜材料層ＥＭＬｂをパターニングして、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｂ上に青色発光層ＥＭＬｂ形成する（ステップＳ１８）。これにより、図２２に示す断面構造が得られる。このとき、青色発光層ＥＭＬｂの側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００６６】
その後、第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２、電子注入層ＥＩＬおよび陰極ＣＴＤをそれぞれ蒸着法により積層し（ステップＳ１９）、図１３に示す有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｇ，５２ｂが得られる。
【００６７】
このように、第２の実施形態では、蒸着マスクを用いた塗り分けを行わず、光エッチング法により各膜材料層をパターニングする。そのため、低コストかつ高精度に有機ＥＬ表示装置を製造できる。
【００６８】
（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、有機ＥＬ素子５３ｇの構造が第２の実施形態と異なる。
【００６９】
図２３は、第３の実施形態に係る有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂの断面図である。有機ＥＬ素子５３ｇは緑色発光層ＥＭＬｇと第１電子輸送層ＥＴＬ１との間に青色発光層ＥＭＬｂを有する。この点が第２の実施形態における有機ＥＬ素子５２ｇと異なる。有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｂの構造は第２の実施形態における有機ＥＬ素子５２ｒ，５２ｂと同様であり、第１および第３正孔輸送層ＨＴＬ１，ＨＴＬ３の上面に段差がある。
【００７０】
図２４は、図２３の有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂの製造工程の手順を示す工程図である。図２４のステップＳ１１〜Ｓ１７までは第２の実施形態と同様であり、図２１に示す断面図が得られる。その後、緑色発光層ＥＭＬｇ上の青色発光層ＥＭＬｂをエッチングすることなく、第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２、電子注入層ＥＩＬおよび陰極ＣＴＤを積層し（ステップＳ１９）、図２３に示す有機ＥＬ素子５３ｒ，５３ｇ，５３ｂが得られる。
【００７１】
この場合、有機ＥＬ素子５３ｇに残存する青色発光層ＥＭＬｂは発光せず、電子輸送層として機能する。また、この青色発光層ＥＭＬｂの厚さを調整して、有機ＥＬ素子５３ｇが発する光の発光効率を向上させることができる。
【００７２】
このように、第３の実施形態では、緑色発光層ＥＭＬｇ上の青色発光層ＥＭＬｂをエッチングしないため、第２の実施形態より製造工程数を少なくでき、より低コストで有機ＥＬ表示装置を製造できる。
【００７３】
（第４の実施形態）
以下に説明する第４の実施形態は、各有機ＥＬ素子が正孔ブロッキング層（キャリアブロッキング層）ＨＢＬ（Hole Blocking Layer）を有するものである。
【００７４】
図２５は、第４の実施形態に係る有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂの断面図である。各有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂが正孔ブロッキング層ＨＢＬを有する点と、有機ＥＬ素子５４ｂの第３正孔輸送層ＨＴＬ３が他の有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇの第３正孔輸送層ＨＴＬ３より厚い点が、第３の実施形態と異なる。
【００７５】
正孔ブロッキング層ＨＢＬがない場合、発光層ＥＭＬから電子輸送層ＥＴＬに漏れ出した正孔により電子輸送層ＥＴＬが劣化し、発光輝度が低下してしまう。これに対し、本実施形態の正孔ブロッキング層ＨＢＬは陽極から注入された正孔を発光層ＥＭＬに留め、電子輸送層ＥＴＬに到達するのを抑制する。そのため、電子輸送層ＥＴＬに漏れ出す正孔が少なくなり、有機ＥＬ素子の劣化を抑制できる。その結果、有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂを長寿命化できる。
【００７６】
また、有機ＥＬ素子５４ｂの第３正孔輸送層ＨＴＬ３を厚く形成することで、焼き付きやすい青色画素の焼き付きを低減できる。
【００７７】
図２６は、図２５の有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂの製造工程の手順を示す工程図である。
【００７８】
ステップＳ１１，Ｓ１２は第２の実施形態と同様である。その後、第３正孔輸送層の膜材料層ＨＴＬ３を蒸着法により積層する（ステップＳ２１）。次に、光エッチング法により、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の膜材料層ＨＴＬ３の一部をエッチングして、第３正孔輸送層ＨＴＬ３を形成する（ステップＳ２２）。これにより、陽極ＡＮＤｂ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３は、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ上の第３正孔輸送層ＨＴＬ３より厚くなる。また、第３正孔輸送層ＨＴＬ３の側面には側壁部（不図示）が形成される。
【００７９】
その後、赤色発光層の膜材料層ＥＭＬｒを蒸着法により積層する（ステップＳ１３’）。以降ステップＳ１７までは第３の実施形態と同様である。その後、青色発光層ＥＭＬｂ上に、正孔ブロッキング層ＨＢＬ、第１および第２電子輸送層ＥＴＬ１，ＥＴＬ２、電子注入層ＥＩＬおよび陰極ＣＴＤをそれぞれ蒸着法により積層し（ステップＳ１９’）、図２４に示す有機ＥＬ素子５４ｒ，５４ｇ，５４ｂが得られる。
【００８０】
このように、第４の実施形態では、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けるため、有機ＥＬ表示装置を長寿命化できる。また、有機ＥＬ素子５４ｂの第３正孔輸送層ＨＴＬ３を厚く形成するため、青色画素の焼き付きを低減できる。
【００８１】
なお、上述した各実施形態では、全ての層を光エッチング法によりパターニングする例を示したが、正孔輸送層、発光層および電子輸送層のうち少なくとも１つの層を光エッチング法により形成し、他の層を他の手法（例えば蒸着マスクを用いた蒸着）により形成してもよい。
【００８２】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
５０ｒ〜５４ｒ，５０ｇ〜５４ｇ，５０ｂ〜５４ｂ 有機ＥＬ素子
ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ 陽極
ＨＩＬ 正孔注入層
ＨＴＬ１〜ＨＴＬ４ 正孔輸送層
ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ 発光層
ＨＢＬ 正孔ブロッキング層
ＥＴＬ１，ＥＴＬ２ 電子輸送層
ＥＩＬ 電子注入層
ＣＴＤ 陰極
１２ マスク
１３ 紫外線光源
１４ 紫外線
１５ 活性化ガス
１６ 側壁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる色の光を発する第１乃至第３有機ＥＬ素子を備え、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、
基板上に形成される第１電極と、
前記第１電極上に形成される第１キャリア注入層と、
前記第１キャリア注入層上に形成される第１キャリア輸送層と、
前記第１キャリア輸送層上に形成される発光層と、
前記発光層上に形成される第２キャリア輸送層と、
前記第２キャリア輸送層上に形成される第２キャリア注入層と、
前記第２キャリア注入層上に形成される第２電極と、を有し、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記第１キャリア注入層、前記第１キャリア輸送層および前記発光層のうち少なくとも１つの層の下面の高さは略同一で、厚さは異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
それぞれ異なる色の光を発する第１乃至第３有機ＥＬ素子を備え、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、
基板上に形成される第１電極と、
前記第１電極上に形成される第１キャリア注入層と、
前記第１キャリア注入層上に形成される第１キャリア輸送層と、
前記第１キャリア輸送層上に形成される発光層と、
前記発光層上に形成される第２キャリア輸送層と、
前記第２キャリア輸送層上に形成される第２キャリア注入層と、
前記第２キャリア注入層上に形成される第２電極と、を有し、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記第１キャリア注入層、前記第１キャリア輸送層および前記発光層のうち少なくとも１つの層の下面の高さは略同一であり、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のうちの２つの有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記少なくとも１つの層の厚さは略同一で、他の１つの有機ＥＬ素子が有する前記少なくとも１つの層の厚さとは異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの層はそれぞれ、前記発光層から直接前記第２電極の方向に向かう光と、前記第１電極側で反射した後に前記第２電極の方向に向かう光と、が共振動作を行う厚さに設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの層はそれぞれ、上面側ほど幅が狭いテーパ部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、前記発光層と前記第２キャリア輸送層との間に、前記第１電極から供給されたキャリアが前記第２キャリア輸送層に到達するのを阻止するキャリアブロッキング層を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
基板上に、異なる３色に対応した複数の第１電極を形成する工程と、
前記複数の第１電極上にそれぞれ、異なる３色に対応した第１キャリア注入層と第１キャリア輸送層とを順に形成する工程と、
異なる３色に対応した前記第１キャリア輸送層上にそれぞれ、異なる色の光で発光する複数の発光層を形成する工程と、
前記複数の発光層上にそれぞれ、第２キャリア輸送層と、第２キャリア注入層とを順に形成する工程と、
前記第２キャリア注入層上に、前記異なる３色に対応した複数の第２電極を形成する工程と、を備え、
前記第１キャリア輸送層、前記複数の発光層および前記第２キャリア輸送層のうち少なくとも１つの層を形成する工程は、
前記異なる３色に対応した前記層の膜材料層を形成する工程と、
前記膜材料層と間隔を隔てて所定のパターンが形成されたマスクを配置して、前記マスクと前記膜材料層との間に活性ガスを導入しながら、前記マスクを介して前記膜材料層に活性化エネルギーを付与する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１】
それぞれ異なる色の光を発する第１乃至第３有機ＥＬ素子を備え、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、
基板上に形成される第１電極と、
前記第１電極上に形成される第１キャリア注入層と、
前記第１キャリア注入層上に形成される第１キャリア輸送層と、
前記第１キャリア輸送層上に形成される発光層と、
前記発光層上に形成される第２キャリア輸送層と、
前記第２キャリア輸送層上に形成される第２キャリア注入層と、
前記第２キャリア注入層上に形成される第２電極と、を有し、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記第１キャリア注入層、前記第１キャリア輸送層および前記発光層のうち少なくとも１つの層の下面の高さは略同一で、厚さは異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
それぞれ異なる色の光を発する第１乃至第３有機ＥＬ素子を備え、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、
基板上に形成される第１電極と、
前記第１電極上に形成される第１キャリア注入層と、
前記第１キャリア注入層上に形成される第１キャリア輸送層と、
前記第１キャリア輸送層上に形成される発光層と、
前記発光層上に形成される第２キャリア輸送層と、
前記第２キャリア輸送層上に形成される第２キャリア注入層と、
前記第２キャリア注入層上に形成される第２電極と、を有し、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記第１キャリア注入層、前記第１キャリア輸送層および前記発光層のうち少なくとも１つの層の下面の高さは略同一であり、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のうちの２つの有機ＥＬ素子がそれぞれ有する前記少なくとも１つの層の厚さは略同一で、他の１つの有機ＥＬ素子が有する前記少なくとも１つの層の厚さとは異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの層はそれぞれ、前記発光層から直接前記第２電極の方向に向かう光と、前記第１電極側で反射した後に前記第２電極の方向に向かう光と、が共振動作を行う厚さに設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの層はそれぞれ、上面側ほど幅が狭いテーパ部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、前記発光層と前記第２キャリア輸送層との間に、前記第１電極から供給されたキャリアが前記第２キャリア輸送層に到達するのを阻止するキャリアブロッキング層を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
基板上に、異なる３色に対応した複数の第１電極を形成する工程と、
前記複数の第１電極上にそれぞれ、異なる３色に対応した第１キャリア注入層と第１キャリア輸送層とを順に形成する工程と、
異なる３色に対応した前記第１キャリア輸送層上にそれぞれ、異なる色の光で発光する複数の発光層を形成する工程と、
前記複数の発光層上にそれぞれ、第２キャリア輸送層と、第２キャリア注入層とを順に形成する工程と、
前記第２キャリア注入層上に、前記異なる３色に対応した複数の第２電極を形成する工程と、を備え、
前記第１キャリア輸送層、前記複数の発光層および前記第２キャリア輸送層のうち少なくとも１つの層を形成する工程は、
前記異なる３色に対応した前記層の膜材料層を形成する工程と、
前記膜材料層と間隔を隔てて所定のパターンが形成されたマスクを配置して、前記マスクと前記膜材料層との間に活性ガスを導入しながら、前記マスクを介して前記膜材料層に活性化エネルギーを付与する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１１−２１６７７８（Ｐ２０１１−２１６７７８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８５３５６（Ｐ２０１０−８５３５６）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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