有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法
【課題】画素内で発生する発光ムラや輝度低下が改善され、画素内での発光領域が拡がり、画素毎の輝度増加が可能な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】基板と、前記基板上に形成された第一電極と、前記基板上に形成され且つ前記第一電極の周囲を囲む隔壁と、前記隔壁内で前記第一電極上に形成された発光媒体層と、前記隔壁及び前記発光媒体層上に形成された第二電極と、を備える有機ＥＬ素子において、前記発光媒体層は、前記隔壁から離れた部分ほど膜厚が減少している有機発光層を含み、前記有機発光層上に第一電子注入層と第二電子注入層が形成され、且つ、前記第一電子注入層は前記隔壁の上部を覆わないよう形成され、前記第二電子注入層は一部が前記隔壁を覆うように形成されている。
【解決手段】基板と、前記基板上に形成された第一電極と、前記基板上に形成され且つ前記第一電極の周囲を囲む隔壁と、前記隔壁内で前記第一電極上に形成された発光媒体層と、前記隔壁及び前記発光媒体層上に形成された第二電極と、を備える有機ＥＬ素子において、前記発光媒体層は、前記隔壁から離れた部分ほど膜厚が減少している有機発光層を含み、前記有機発光層上に第一電子注入層と第二電子注入層が形成され、且つ、前記第一電子注入層は前記隔壁の上部を覆わないよう形成され、前記第二電子注入層は一部が前記隔壁を覆うように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜のエレクトロルミネッセンス(以下、ＥＬと略称する)現象を利用した有機ＥＬ素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、基板上に透明電極としての電極と、陰極としての電極との間に、少なくともＥＬ現象を呈する有機発光層を挟持してなる構造を有し、電極間に電圧が印加されると、有機発光層に正孔と電子が注入され、この正孔と電子とが有機発光層で再結合することにより、有機発光層が発光する自発光型の素子である。さらに、発光効率を増大させるなどの目的から、透明電極と有機発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層、及び、有機発光層と陰極との間に電子輸送層、電子注入層などが適宜選択して設けられている。
【０００３】
これら各層は、有機材料や無機材料からなる。有機材料には低分子系材料と高分子系材料とがある。
【０００４】
低分子系材料を用いた例としては、例えば、正孔注入層に銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、正孔輸送層にＮ，Ｎ’―ジフェニル―Ｎ，Ｎ’―ビス（３―メチルフェニル）―１，１’―ビフェニル―４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、有機発光層にトリス（８―キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、電子輸送層に２―（４―ビフェニリル）―５―（４―ｔｅｒｔ―ブチル―フェニル）―１，３，４，―オキサジゾール（ＰＢＤ）、電子注入層にＬｉＦなどを用いたものが挙げられる。
【０００５】
これら低分子系材料よりなる各層は、一般に０．１〜２００ｎｍ程度の膜厚で、主に抵抗加熱方式などの真空蒸着法やスパッタ法などの真空中の乾式法（ドライプロセス）によって成膜されている。
【０００６】
また、低分子系材料は種類が豊富で、その組み合わせによって発光効率や発光輝度、寿命などの向上が期待されている。
【０００７】
高分子系材料としては、例えば有機発光層として、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾールなどの高分子中に低分子の発光色素を溶解させたものや、ポリフェニレンビニレン誘導体（以下、ＰＰＶと略す）、ポリアルキルフルオレン誘導体（以下、ＰＡＦと略す）等の高分子蛍光体や、希土類金属系等の高分子燐光体が用いられている。
【０００８】
これら高分子系材料は一般に、溶剤に溶解または分散され、塗布や印刷などの湿式法（ウエットプロセス）を用いて、１〜１００ｎｍ程度の膜厚で成膜されている。
【０００９】
湿式法を用いた場合、真空蒸着法などの真空中の乾式法を用いた場合に比べ、大気中で成膜が可能、設備が安価である、大型化が容易である、短時間に効率よく成膜可能である、などの利点がある。
【００１０】
また、高分子系材料を用いて成膜した有機薄膜は結晶化や凝集が起こりにくく、さらには他層のピンホールや異物を被覆するため、短絡やダークスポットなどの不良を防ぐことができる利点もある。
【００１１】
高分子系材料の塗液を用いてウェットコーティング法で有機発光層を含む有機発光媒体
層を形成する場合、有機発光層はカラーパネル化するために赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光色をもつ有機発光材料を溶剤中に溶解または安定して分散してなる有機発光インキを用いて塗り分ける必要がある。
【００１２】
一般に、有機ＥＬ素子は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた第一電極と、第一電極の周縁を囲むように形成された隔壁と、隔壁で囲まれた第一電極の上面及び隔壁の上面に形成された無機または有機の正孔輸送層と、第一電極と対向する有機発光層の上面に形成された第二電極とから構成されている。
【００１３】
そこで、ウェットコーティング法で膜形成を行うと、各画素電極を絶縁するために設けられた隔壁の形状に沿って、厚膜化するため平坦性が悪くなってしまう。そのため、画素内での発光が不均一となり、１画素内のピーク輝度に対して画素内全輝度が低減する。そのため、発光効率や寿命に影響を与える問題があった。さらに、ある程度厚くなると有機層の導電性が悪くなり、発光しない部分が生じるため、実開口率が小さくなる問題もあった。
【００１４】
ウェットコーティング法を用いて有機発光材料を塗布する場合、インクジェット法によるパターン形成方法が提案されている。特許文献１では、予め基板上にフォトリソグラフィ法などを用いて、撥インキ性のある材料でバンクを形成し、そこにインク液滴を着弾させることで、バンク形状に応じてインクがはじかれ、直線性のパターンが得られるという方法が開示されている。
【００１５】
また、特許文献２では、隔壁を親液性を有する第一絶縁層と第一絶縁層上に疎液性を有する第二絶縁層を積層した構造を形成し、そこにインクジェット法を用いて有機発光層を形成することで、画素内の有機発光層の膜厚バラツキを抑制する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−３０５０７７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、上記した特許文献１の方法では、はじかれたインクが画素内に戻るときに画素内部でインクが盛り上がり、画素内の有機発光層の膜厚にばらつきができてしまうという問題が残る。また、特許文献２の方法では、第一電極と有機発光層の間に正孔輸送層または正孔注入層を形成する工程で、スパッタ法または蒸着法等によりベタ成膜した場合、疎液性を有した第二絶縁層も覆ってしまうため、有機発光層の膜厚の不均一性を抑制する効果が失われてしまう問題があった。
【００１８】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、画素内で発生する発光ムラや輝度低下が改善され、画素内での発光領域が拡がり、画素毎の輝度増加が可能な有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の請求項１に係る発明は、
基板と、前記基板上に形成された第一電極と、前記基板上に形成され且つ前記第一電極の
周囲を囲む隔壁と、前記隔壁内で前記第一電極上に形成された発光媒体層と、前記隔壁及び前記発光媒体層上に形成された第二電極と、を備える有機ＥＬ素子において、
前記発光媒体層は、前記隔壁から離れた部分ほど膜厚が減少している有機発光層を含み、前記有機発光層上に第一電子注入層と第二電子注入層が形成され、且つ、前記第一電子注入層は前記隔壁の上部を覆わないよう形成され、前記第二電子注入層は一部が前記隔壁を覆うように形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【００２０】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記有機発光層の中心から前記隔壁へ向かう方向で、前記有機発光層の膜厚が中心部の膜厚に対して０〜３０nm未満まで増加する領域には前記第一電子注入層が設けられ、前記有機発光層の膜厚が中心部の膜厚に対して３０nm以上増加する領域には、前記第二電子注入層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２１】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記第一電子注入層は、前記有機発光層の中心から前記隔壁へ向かう方向へ、発光強度が５０％低下する領域まで設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２２】
また、本発明の請求項４に係る発明は、前記第一電子注入層及び前記第二電子注入層は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２３】
また、本発明の請求項５に係る発明は、前記第一電子注入層及び前記第二電子注入層は、有機物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２４】
また、本発明の請求項６に係る発明は、前記発光媒体層は、前記有機発光層の下に形成された正孔注入層を含むことを特徴とする請求項１に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２５】
次に、本発明の請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載する有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記発光媒体層を構成する層のうち少なくとも１つの層は、ウェットプロセス法を用いて形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、最適なキャリアバランスを考慮して、有機発光層上に形成する第一電子注入層と第二電子注入層の形成領域が分けられていることで、有機発光層の膜厚の厚い部分が発光し、かつ輝度が向上する。その結果、画素内での発光領域が拡がり、画素毎の輝度増加が可能な有機ＥＬ素子を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の、一実施形態における概略構成例を断面で示す模式図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子に係る、基板の詳細な構成例を断面で示す模式図である。
【図３】凸版印刷法に用いる凸版印刷装置の概略構成を説明する模式図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子の、電子注入層の成膜に用いるマスクパターン例である。
【図５】本発明の有機ＥＬ素子に係る、実施例及び比較例の、短辺方向の画素幅に対する輝度依存性を示すグラフである。
【図６】従来の有機ＥＬ素子の、概略構成例を断面で示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の有機ＥＬ素子を一実施形態に基づいて、図面を参照しつつ、以下に詳細説明する。なお、以下の説明で、本発明と従来とで同一の呼称の部材については同一の符号を用いて説明する。
【００２９】
［構成］
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の、一実施形態における概略構成例を断面で示す模式図である。図１に示すように、有機ＥＬ素子１は、基板２と、第一電極４と、隔壁６と、発光媒体層８と、第二電極１０を備えている。なお、本実施形態では、一例として、有機ＥＬ素子１を、第一電極４を陽極とし、第二電極１０を陰極としたアクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ素子とした場合について説明する。この場合、第一電極４は、画素ごとに隔壁６で区画された画素電極として形成され、第二電極１０は、素子全面に形成した対向電極として形成される。なお、有機ＥＬ素子１の構成は、上記の構成に限定するものではなく、例えば、各電極（第一電極４、第二電極１０）がそれぞれ直交するストライプ状とした、パッシプマトリクス駆動型の有機ＥＬ素子であってもよい。また、第一電極４を陰極とし、第二電極１０を陽極とした逆構造としてもよい。
【００３０】
［基板２］
図２は、基板２の詳細な構成を示す断面図である。本実施形態では、基板２として、第一電極４及び隔壁６が設けられたＴＦＴ基板を用いた場合を例に挙げて説明する。図２に示すように、本発明の有機ＥＬ素子１が備える基板２は、薄膜トランジスタ２０（ＴＦＴ）と第一電極４（画素電極）が設けられている。薄膜トランジスタ２０と第一電極４とは、電気接続している。また、薄膜トランジスタ２０は、基板２（支持体）で支持されている。
【００３１】
基板２としては、機械的強度及び絶縁性を有し、寸法安定性に優れていれば、如何なる材料も使用することが可能である。ここで、基板２の材料としては、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を用いることが可能である。
【００３２】
また、基板２の材料としては、例えば、上記の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、窒化アルミニウム等の金属窒化物、酸窒化珪素等の金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等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等の金属箔、シート、板等を用いることが可能である。さらに、基板２の材料としては、例えば、上記の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、ステンレス等の金属膜を積層させた非透光性基材等を用いることが可能である。ここで、基板２の透光性は、光の取出しをどちらの面から行うかに応じて選択すればよい。
【００３３】
上記の材料からなる基板２は、有機ＥＬ素子１内への水分の侵入を避けるために、無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好適である。特に、発光媒体層８への水分の侵入を避けるために、基板２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適である。
【００３４】
薄膜トランジスタ２０としては、公知の薄膜トランジスタを用いることが可能である。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２２と、ゲート絶縁膜２４及びゲート電極２６から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。ここで、薄膜トランジスタ２０の構造は、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、コプレーナ型等が挙げられる。また、活性層２２の構成は、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、または、チオフェンオリゴマー、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可能である。
【００３５】
上記の活性層２２は、例えば、以下の（ａ）から（ｃ）に記載する方法を用いて形成することが出来る。
（ａ）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。具体的には、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。
（ｂ）Ｓｉ２Ｈ６ガスを用いたＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ４ガスを用いた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、さらに、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）。
（ｃ）減圧ＣＶＤ法または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８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）。
【００３６】
ゲート絶縁膜２４としては、一般的にゲート絶縁膜として使用されているものを用いることが可能である。すなわち、ゲート絶縁膜２４としては、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２や、ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ２等を用いることが可能である。ゲート電極２６としては、一般的にゲート電極として使用されているものを用いることが可能である。すなわち、ゲート電極２６の材料としては、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）や、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。
【００３７】
なお、薄膜トランジスタ２０の構造は、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が三つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、一つの画素中に二つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。また、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、薄膜トランジスタ２０が有機ＥＬ素子１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る。このため、薄膜トランジスタ２０のドレイン電極２８と、第一電極４を電気的に接続している。なお、図２では、ソース電極に符号３０を付し、走査線に符号３２を付し、薄膜トランジスタ２０と第一電極４及び隔壁６との間に介装したトランジスタ絶縁膜に、符号３４を付している。
【００３８】
［第一電極４］
次に、第一電極４の詳細な構成について説明する。第一電極４は、基板２上にパターン化して形成されており、隔壁６によって区画されて、各画素に対応した画素電極を形成している。第一電極４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等の金属複合酸化物や、金、白金等の金属材料や、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等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可能である。
【００３９】
ここで、第一電極４を陽極とする場合には、ＩＴＯ等の仕事関数の高い材料を選択することが好適である。特に、通常の有機ＥＬ素子では、陽極を通して光が放出されるために、陽極が透明であることが要求され、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物が用いられる。また、有機ＥＬ素子が、上方から光を取り出す、いわゆるトップエミッション構造の場合は、透明であることは必要ではないが、ＩＴＯ、ＩＺＯ（インジウムと亜鉛の複合酸化物）等の導電性金属酸化物を用いて、第一電極を形成してもよい。
【００４０】
さらに、第一電極４の材料として、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物を用いる場合、その下に反射率の高い反射電極（Ｃｒ、Ａ１、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ等）を用いることが好適である。この場合、反射電極は、導電性金属酸化物よりも抵抗率が低いため、補助電極として機能するとともに、後述する有機発光層１４にて発光される光を、第二電極１０側に反射して、光の有効利用を図ることが可能となる。また、有機ＥＬ素子が、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。さらに、必要に応じて、第一電極４の配線抵抗を低くするために、銅やアルミニウム等の金属材料を補助電極として併設してもよい。
【００４１】
［隔壁６］
次に、隔壁６の詳細な構成について説明する。隔壁６は、基板２上に形成されており、第一電極４の周囲を囲むことにより、画素に対応した発光領域を区画するように形成されている。ここで、一般的に、アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ素子は、各画素（サブピクセル）に対して第一電極が形成されており、それぞれの画素が、できるだけ広い面積を占有しようとするため、第一電極の端部（側面）を覆うように形成される隔壁の最も好適な形状は、第一電極を最短距離で区切る格子状を基本とする。
【００４２】
また、隔壁６の材料は、少なくとも、エチレン性不飽和化合物、光重合開始剤及びアルカリ可溶性バインダーを含有する。さらに、隔壁６の材料は、界面活性剤等を含有することが好適であり、溶剤も含有している。隔壁６の好適な高さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であり、より好適には、０．５μｍ以上２μｍ以下の範囲内である。その理由は、隔壁６の高さが高すぎる場合は、第二電極１０（対向電極）の形成及び封止が妨げられ、隔壁６の高さが低すぎる場合は、第一電極４の端部を覆い切れず、また、発光媒体層８の形成時に隣接する画素と混色してしまうためである。
【００４３】
隔壁６の断面形状としては、順テーパ形状、逆テーパ形状等の台形状や、半円形等が挙げられ、また、多段状になっていても良い。ここで、隔壁６の断面形状が多段状である場合には、下の基板側の下段と上の基板側の上段とが異なる材料・形成方法であっても、同じ材料・形成方法であってもよい。この場合、例えば、下段はＳｉＮ等の無機材料からなり、上段は上述した材料からなる構成等が挙げられる。
【００４４】
［発光媒体層８］
次に、発光媒体層８の詳細な構成について説明する。発光媒体層８は、隔壁６内で第一電極４上に形成されて、第一電極４と第二電極１０との間に挟持されており、正孔注入層１２と、有機発光層１４と、第一電子注入層１６と、第二電子注入層１７と、インターレイヤー層１８を含んでいる。正孔注入層１２は、電子または正孔を注入するキャリア注入層を構成しており、第一電極４上及び隔壁６上、具体的には、第一電極４上と、隔壁６上の全面とを覆うように形成されている。これにより、画素領域での膜形状が平坦になるため、画素ごとの膜厚を均一にすることが可能となる。
【００４５】
なお、正孔注入層１２の詳細な構成については、後述する。有機発光層１４は、発光に寄与する層であり、正孔注入層１２上に形成されている。すなわち、正孔注入層１２は、有機発光層１４の下に形成されている。また、有機発光層１４は、隔壁６から離れた部分
ほど厚さが減少しており、その中心において、厚さが最小となっている。なお、有機発光層１４の詳細な構成については、後述する。第一電子注入層１６と、第二電子注入層１７は、電子を注入する層であり、有機発光層１４上に形成されている。また、第一電子注入層１６は隔壁６の上部を覆わないよう形成され、第二電子注入層１７は隔壁６の一部を覆うように形成されている。なお、電子注入層の詳細な構成については、後述する。
【００４６】
インターレイヤー層１８は、正孔注入層１２と有機発光層１４との間に形成されて、正孔注入層１２及び有機発光層１４と積層している。また、インターレイヤー層１８は、電子注入層や電子ブロック層を形成している。また、発光媒体層８は、隔壁６内で第一電極４上に形成されることにより、有機ＥＬ素子１を、画素（サブピクセル）として配列することを可能とし、画像表示装置とすることが可能となる。すなわち、各画素を構成する有機発光層１４を混色することなく、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）の三色に塗り分けることで、フルカラーのディスプレイパネルを作製することが可能となる。
【００４７】
［正孔注入層１２］
次に、正孔注入層１２の詳細な構成について説明する。正孔注入層１２の膜厚は、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内であることが好適である。これは、正孔注入層１２の膜厚が２０ｎｍよりも薄くなると、ショート欠陥が生じやすくなり、また、正孔注入層１２の膜厚が１００ｎｍを超えると、高抵抗化により低電流化してしまうためである。
【００４８】
正孔注入層１２の材料としては、例えば、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（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）等が挙げられる。これらの材料は、溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いることにより、正孔注入層１２を形成する。
【００４９】
また、正孔注入層１２の材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、例えば、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１）、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｈＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等の無機材料を用いる。そして、蒸着法、または、スパッタリング法を用いて、正孔注入層１２を形成する。ただし、上記の材料は、これらに限定されるものではない。
【００５０】
［有機発光層１４］
次に、有機発光層１４の詳細な構成について説明する。有機発光層１４は、正孔と電子を再結合させることで発光する層であり、有機発光層１４から放出される表示光が単色の場合は、インターレイヤー層１８を被覆するように形成するが、多色の表示光を得るためには、必要に応じてパターニングを行うことにより、好適に用いることが可能である。
【００５１】
有機発光層１４を形成する有機発光材料は、例えば、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系等の発光性色素を、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられるが、本実施形態では、これらの材料に限定するものではない。
【００５２】
また、上記の有機発光材料は、溶媒に溶解または安定に分散させることにより、有機発光インキとなる。ここで、有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シク
ロヘキサノン等の単独、または、これらの混合溶媒が挙げられる。特に、トルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が、有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、上記の有機発光インキには、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添如されていてもよい。
【００５３】
［第一電子注入層１６、第二電子注入層１７］
以下、第一電子注入層１６と第二電子注入層１７の詳細な構成について説明する。本発明においては、有機発光層１４の厚みにより最適なキャリアバランスが異なるため、膜厚分布が存在する有機発光層１４上に設けた電子注入層は第一電子注入層１６と第二電子注入層１７に分けて形成させている。第一電子注入層１６及び第二電子注入層１７の材料としては、透過性が高く、有機発光層１４への電子注入効率が高い、さらに仕事関数の小さい材料を用いる。この場合、具体的な材料としては、Ｃａ、Ｃｓ、ＬｉＦ、ＢａＦ2等の、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の化合物が挙げられる。これ以外にも、電子注入層１６の材料としては、例えば、有機材料として、Ａ１ｑ3等が挙げられる。前述で挙げた材料の中から、キャリアバランスを考慮し第一電子注入層１６と第二電子注入層１７の材料選択を行う。例えば、前述で設けた有機発光層１４が電子輸送性の高い材料であれば、有機発光層１４の膜厚が厚くなると導電性が悪くなり電子の注入性が低下するため、厚膜部上には仕事関数が小さいなど電子注入性が高くなる材料を選択することが好ましい。また、有機発光層１４が正孔輸送性の高い材料であれば、逆にキャリアバランスを考え厚膜部上に仕事関数が高いなど電子注入性の低くなる材料を選択する。ただし、上述した材料の選定に限定するものではない。
【００５４】
第一電子注入層１６と第二電子注入層１７の形成領域としては、有機発光層１４の中心から隔壁６へ向かう方向で、有機発光層１４の膜厚が中心部の膜厚に対して０〜３０nm未満まで増加する領域には第一電子注入層１６を設け、有機発光層１４の膜厚が中心部の膜厚に対して３０nm以上増加する領域には第二電子注入層１７が設けられているように形成されている。また、第一電子注入層１６は有機発光層１４の中心から隔壁６へ向かう方向へ、画素内の中心発光強度から５０％低下する領域まで設けるように形成されている。
【００５５】
［第二電極１０］
第二電極１０は、基板２及び発光媒体層８上に形成されており、第一電極４と対向している。ここで、第二電極１０は、例えば、第一電子注入層１６及び第二電子注入層への、水や酸素の浸入を防ぐために、隔壁６及び発光媒体層８全体を覆うように形成する。第二電極１０の材料としては、第二電極１０を陰極とする場合には、例えば、Ｍｇ、Ａ１、Ｙｂ等の金属単体を用いる。
【００５６】
［封止体］
有機ＥＬ素子１を、前述したトップエミッション方式で作成する場合、発光媒体層８から、基板２と反対側の封止体を通して放射される表示光を取り出すためには、可視光波長領域に対して、光透過性が必要となる。また、有機ＥＬ素子１は、電極（第一電極４、第二電極１０）間に発光材料（発光媒体層８）を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機発光層１４の材料である有機発光材料は、大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまう。このため、通常、有機ＥＬ素子１には、外部と遮断するための封止体（図示せず）を設ける。このような封止体は、例えば、封止材上に樹脂層を設けて形成することが可能である。
【００５７】
上記の封止材の材料としては、水分や酸素の透過性が低い基材を用いる必要がある。ここで、封止材の材料としては、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルム等を挙げることができる。耐湿性フィルムとしては、例えば、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘを
ＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルム、または、吸水剤を塗布した重合体フィルム等がある。ここで、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好適である。
【００５８】
封止材上に設ける樹脂層の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂等からなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、二液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物等の熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。
【００５９】
また、樹脂層を封止材の上に形成する方法としては、例えば、溶剤溶液法、押出ラミネーション法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法等を挙げることができる。この場合、必要に応じて、吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることも可能である。ここで、封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬ表示装置の大きさや形状により任意に決定されるが、５μｍ以上５００μｍ以下の範囲内が好適である。
【００６０】
上記の説明では、封止体を、封止材上に樹脂層として形成したが、封止体を、有機ＥＬ素子１側に、直接形成することも可能である。また、有機ＥＬ素子１と封止体との貼り合わせは、封止室で行う。ここで、封止体を、封止材と樹脂層の二層構造とし、樹脂層に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好適である。一方、樹脂層に熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに、硬化温度で加熱硬化を行うことが好適である。また、樹脂層に光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことが可能である。
【００６１】
また、上述したような封止材を用いて封止を行う前や、その代わりに、例えば、パッシベーション膜として、ＥＢ蒸着法やＣＶＤ法等のドライプロセスを用いて、窒化珪素膜等無機薄膜による封止体を用いることも可能である。また、これらを組み合わせた封止体を用いることも可能である。この場合、上述したパッシベーション膜の膜厚は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内とすることが可能である。特に、材料の透湿性や、光透過性等により異なるが、パッシベーション膜の膜厚を、１５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内とすることが好適である。また、有機ＥＬ素子１を、前述したトップエミッション型の構造とした場合、上記の特性に加え、光透過性を考慮する必要があるため、可視光波長領域の全平均で７０％以上であれば好適である。
【００６２】
［有機ＥＬ素子１の製造方法］
以下、図１及び２を参照しつつ、図３を用いて、本発明の有機ＥＬ素子１の製造方法を説明する。有機ＥＬ素子１を製造する際には、まず、基板２上に第一電極４を形成する第一電極形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、第一電極形成工程を含む。第一電極形成工程において、第一電極４を形成する方法としては、第一電極４の材料に応じて、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、スパッタリング法等の乾式成膜法を用いることが可能である。また、第一電極４を形成する方法としては、乾式成膜法以外にも、グラビア印刷法や、スクリーン印刷法等の湿式成膜法等を用いることが可能である。
【００６３】
ここで、第一電極４のパターニング方法としては、第一電極４の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法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法等の既存のパターニング法を用いることが可能である。なお、基板２としてＴＦＴを形成した基板（図２参照）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。
【００６４】
そして、基板２上に第一電極４を形成した後、第一電極４の周囲を囲む隔壁６を基板２上に形成する隔壁形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、隔壁形成工程を含む。隔壁形成工程において、第一電極４を形成した基板２上に隔壁６を形成する方法としては、例えば、第一電極４を形成した基板２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、第一電極４を形成した基板２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。
【００６５】
また、必要に応じて、隔壁６の材料に、撥水剤を添加することや、プラズマやＵＶを照射して、隔壁６の形成後に、隔壁６に対して、インクに対する撥液性を付与することも可能である。隔壁形成工程により基板２上に隔壁６を形成した後、発光媒体層８を第一電極４上に形成する発光媒体層形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、発光媒体層形成工程を含む。
【００６６】
発光媒体層形成工程は、正孔注入層１２を第一電極４上を覆うように形成する正孔注入層形成工程と、有機発光層１４を正孔注入層１２上に形成する有機発光層形成工程と、第１電子注入層１６と第２電子注入層１７を有機発光層１４上に形成する電子注入層形成工程を含む。正孔注入層形成工程では、正孔注入層１２の材料に応じて、正孔注入層１２の材料を溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法やスリットコート法、スプレーコート法、バーコート法、ディップコート法、凸版印刷法によって形成する方法や、抵抗加熱蒸着法によって形成する方法を用いる。
【００６７】
また、これらの方法以外に、例えば、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、スパッタリング法等のドライ成購法や、スピンコート法、ゾルゲル法等のウェット成膜法等、既存の成膜法を用いてもよい。ここで、発光媒体層８が含む層（正孔注入層１２、有機発光層１４、第１電子注入層１６、第２電子注入層１７）のうち少なくとも一つの層は、ウェットプロセス法を用いて形成する。
【００６８】
有機発光層形成工程では、有機発光層１４の材料に応じて、インクジェット印刷法、ノズルプリント印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法等のウェット成膜法等既存の成膜法を用いる。特に、有機発光材料を、溶媒に溶解、または、安定に分散させた有機発光インキを用いて、有機発光層１４を各発光色に塗り分ける場合には、隔壁６間にインキを転写してパターニングできるインクジェット法、ノズルプリント法、凸版印刷法が好適である。
【００６９】
すなわち、有機発光層形成工程では、第一電極４上を覆うように形成された正孔注入層１２上に、有機発光層１４の材料である有機発光材料を溶媒に溶解または分散させた有機発光インキを塗工して、有機発光層１４をパターン化して形成する。また、有機発光層形成工程は、印刷法、インクジェット法及びノズルプリント法のうちいずれかを用いて行う。なお、上述した成膜法以外の方法を用いて、有機発光層１４を形成してもよい。
【００７０】
ここで、図３を用いて、凸版印刷法により、有機発光層１４を形成する手順を説明する。図３は、凸版印刷法に用いる凸版印刷装置３６の概略構成を示す図である。図３に示すように、凸版印刷装置３６は、有機発光材料からなる有機発光インキを、第一電極４、正孔注入層１２、インターレイヤー層１８が形成された基板２上にパターン印刷する際に用いる装置であり、インクタンク３８と、インキチャンバー４０と、アニロックスロール４２と、凸部が設けられた凸版４４がマウントされた版胴４６を有している。
【００７１】
インクタンク３８には、溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、インキチ
ャンバー４０には、インクタンク３８から、有機発光インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール４２は、インキチャンバー４０のインキ供給部に接して、インキチャンバー４０へ回転可能に支持されている。
【００７２】
上記のパターン印刷を行う際には、アニロックスロール４２の回転に伴い、アニロックスロール４２の表面に供給された有機発光インキのインキ層４８が、均一な膜厚に形成される。このインキ層４８のインキは、アニロックスロール４２に近接して回転駆動される版胴４６にマウントされた凸版４４の凸部に転移する。そして、ステージ５０に、被印刷基板（基板２）が設置されており、凸版４４の凸部にあるインキが基板２に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て、基板２上に有機発光層１４が形成されることとなる。
【００７３】
なお、他の発光媒体層（例えば、インターレイヤー層１８）をインキ化して塗工する場合についても、上記と同様の形成方法を用いて、基板２上に層を形成することが可能である。ここで、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、発光媒体層８が、正孔注入層１２と、有機発光層１４と、電子注入層１６に加え、インターレイヤー層１８を含んでいる。このため、本実施形態では、有機発光層形成工程の後工程として、インターレイヤー層１８を形成するインターレイヤー層形成工程を行う。すなわち、本実施形態では、発光媒体層形成工程が、インターレイヤー層１８を形成するインターレイヤー層形成工程を含んでいる。
【００７４】
インターレイヤー層形成工程において、インターレイヤー層１８を形成する際には、インターレイヤー層１８の材料として、ポリビニルカルバゾール、またはその誘導体、側鎖または主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等の、芳香族アミンを含むポリマー等を用い、これらの材料を、溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法やインクジェット法、ノズルプリント法、凸版印刷法、スリットコート法、バーコート法を用いて形成する。
【００７５】
次に、画素内の有機発光層上に形成する各電子注入層の成膜工程として、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す異なるマスクパターンを用いて成膜する。第一電子注入層１６は図４（ａ）のような中心部が空洞かつ隔壁上部を覆わないマスクで、第二電子注入層１７は図４（ｂ）、（ｃ）のような中心部が遮蔽かつ隔壁上部の一部を覆うマスクでパターン形成する。ただし、上述したこれらマスクパターンに限定するものではない。成膜手法としては材料に応じ、抵抗過熱法、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、スパッタ法等を用いて、第一電子注入層１６及び第二電子注入層１７を形成する。
【００７６】
上述した発光媒体層形成工程により発光媒体層８を形成した後、基板２及び発光媒体層８上に、第二電極１０を形成する第二電極形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、第二電極形成工程を含む。第二電極形成工程において、第二電極１０を形成する方法としては、第二電極１０の材料に応じて、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、スパッタリング法等の乾式成膜法を用いることが可能である。第二電極１０を形成した後、上述した封止体を形成して、有機ＥＬ素子１の製造を終了する。
【００７７】
以上説明した如く、本実施形態の有機ＥＬ素子１の構成、及びその製造方法であれば、最適なキャリアバランスを考慮して有機発光層１４上に形成する第一電子注入層１６と第二電子注入層１７の形成領域を分けることで、有機発光層１４の膜厚の厚い部分が発光し、かつ輝度が向上する。その結果、画素内での発光領域が拡がりかつ画素内全輝度の増加が可能な、有機ＥＬ素子１及びその製造方法を提供することが可能となる。
【００７８】
本発明の有機ＥＬ素子は、上述した実施形態例以外にも可能であり、例えば、以下に列挙する構成及び製造方法が可能である。
（１）本実施形態の有機ＥＬ素子１では、発光媒体層８の構成を、正孔注入層１２と、有機発光層１４と、インターレイヤー層１８を含んでいる構成としたが、これに限定するものではなく、発光媒体層８の構成を、インターレイヤー層１８を含んでいない構成としてもよい。
（２）本実施形態の有機ＥＬ素子１の製造方法では、発光媒体層形成工程が、インターレイヤー層１８を形成するインターレイヤー層形成工程を含んでいるが、これに限定するものではなく、発光媒体層形成工程が、インターレイヤー層形成工程を含んでいなくともよい。
【実施例】
【００７９】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【００８０】
図１から図４を参照しつつ、図５を用いて、上述した第一実施形態の有機ＥＬ素子１と、比較例の有機ＥＬ素子を製造し、両者に対する物性の評価を行った結果について説明する。なお、以下の説明では、第一実施形態の有機ＥＬ素子１を、「本発明例の有機ＥＬ素子」と記載する。同様に、以下の説明では、比較例の有機ＥＬ素子を、「比較例の有機ＥＬ素子」と記載する。
【００８１】
＜実施例１＞
本発明例の有機ＥＬ素子を製造する際に、基板２として、基板２上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ２０と、その上方に形成された第一電極４（画素電極）とを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。また、アクティブマトリクス基板（基板２）のサイズは、２００ｍｍ×２００ｍｍである。さらに、上記のアクティブマトリクス基板は、その中に５型の、画素数が３２０×２４０のディスプレイが中央に配置されている。
【００８２】
まず、上記のアクティブマトリクス基板上に、スパッタ法を用いて、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜を形成し、これを第一電極４とした。さらに、第一電極４の周囲を囲んで画素を区画するような形状で、隔壁６を形成した。ここで、隔壁６を形成する際には、まず、アクリル系のフォトレジスト材料を、アクティブマトリクス基板の全面に厚さ２μｍで形成した後、上記のフォトレジスト材料に対して、フォトリソグラフィ法により、第一電極４上に幅３０μｍの隔壁６を形成した。各画素の幅は８０μｍ×１５０μmとなった。
【００８３】
次に、上記のように形成した第一電極４及び隔壁６上に、厚さ２０ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）を、スパッタリング製膜により成膜して、正孔注入層１２を形成した。そして、インターレイヤー層１８の材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を、濃度が０．５％となるようにトルエンに溶解させたインキを用いて、上記のアクティブマトリクス基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第一電極４の真上に、そのラインパターンに合わせて、凸版印刷法で印刷し、その後乾燥を行った。このとき、３００線／２．５４ｃｍのアニロックスロール及び感光性樹脂版を使用した。インターレイヤー層１８の狙い膜厚は、２０ｎｍとして印刷した。
【００８４】
次に、有機発光材料であり、かつ電子輸送性の高いポリフェニレンビニレン誘導体を用いて、その濃度が１％となるようにトルエンに溶解させて有機発光インキとし、上記のアクティブマトリクス基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第一電極４の真上に、そのラインパターンに合わせて、有機発光層１４を凸版印刷法で印刷し、その後乾燥を行った。このとき、１５０線／２．５４ｃｍのアニロックスロール４２及び水現像タイプの感光性樹脂板を使用した。有機発光層１４の狙い膜厚は６０ｎｍとして印刷した。
【００８５】
次に、第一電子注入層１６と第二電子注入層１７を、第一電子注入層１６には図４（ａ
）に示したメタルマスクを用いて、第二電子注入層１７には図４（ｂ）及び（ｃ）に示したメタルマスクを用いて、真空蒸着法により成膜する。材料の選択としては、有機発光層１４に電子輸送性の高い材料を用いているため、第一電子注入層１６にはＣａ（ＬＵＭＯ：２．９ｅＶ）を、第二電子注入層１７にはＣｓ（ＬＵＭＯ：１．９ｅＶ）を用いて、膜厚はそれぞれ４ｎｍ形成した。これにより、第一電子注入層１６を、有機発光層１４の厚さが最も薄い中心から隔壁へ向かう方向へ、厚さが３０ｎｍ未満厚い領域まで、さらに、画素内の中心発光強度の５５％低下する領域まで形成した。第二電子注入層１７は、有機発光層１４の厚さが最も薄い中心から隔壁へ向かう方向へ、厚さが３０ｎｍ以上増加する領域に形成した。
【００８６】
さらに、第二電極１０として、アルミニウム膜を、メタルマスクを用いた真空蒸着法により、隔壁６及び発光媒体層８の上面を覆う広さで、厚みが１５０ｎｍとなるように成膜した。そして、上記した第二電極１０を成膜したアクティブマトリクス基板に対し、封止材としたガラス板を、発光領域全てをカバーするように載せた後、約９０℃で一時間程度、接着剤を熱硬化させて封止を行った。
【００８７】
＜比較例１＞
比較例の有機ＥＬ素子は、第一電子注入層１６を、有機発光層１４全体を覆うように形成し、第二電子注入層１７は形成せずに作製した。その他の材料、各層の厚さ、工程は、上述した実施例１と同様とした。
【００８８】
［実施例１及び比較例１の物性評価］
上記の手順によって得られた、実施例１と、比較例１の有機ＥＬ素子に対して、画素内の輝度分布を測定した。図５は、実施例１及び比較例１の有機ＥＬ素子の画素中心を通る短辺方向の画素幅に対しての輝度依存性を表したグラフである。図５に示すように、本発明の有機ＥＬ素子である実施例１の画素内発光領域は比較例１よりも拡がり、輝度比較では、比較例が９０ｃｄ／ｍ２に対して本発明例が１４０ｃｄ／ｍ２と特性向上した結果を得た。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・有機ＥＬ素子 ２・・・基板 ４・・・第１電極 ６・・・隔壁
８・・・発光媒体層 １０・・・第二電極 １２・・・正孔注入層
１４・・・有機発光層 １６・・・第一電子注入層 １７・・・第二電子注入層 １８・・・インターレイヤー層 ２０・・・薄膜トランジスタ ２２・・・活性層
２４・・・ゲート絶縁膜 ２６・・・ゲート電極 ２８・・・ドレイン電極
３０・・・ソース電極 ３２・・・走査線 ３４・・・トランジスタ絶縁膜
３６・・・凸版印刷装置 ３８・・・インクタンク ４０・・・インキチャンバー
４２・・・アニロックスロール ４４・・・凸版 ４６・・・版胴
４８・・・インキ層 ５０・・・ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜のエレクトロルミネッセンス(以下、ＥＬと略称する)現象を利用した有機ＥＬ素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、基板上に透明電極としての電極と、陰極としての電極との間に、少なくともＥＬ現象を呈する有機発光層を挟持してなる構造を有し、電極間に電圧が印加されると、有機発光層に正孔と電子が注入され、この正孔と電子とが有機発光層で再結合することにより、有機発光層が発光する自発光型の素子である。さらに、発光効率を増大させるなどの目的から、透明電極と有機発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層、及び、有機発光層と陰極との間に電子輸送層、電子注入層などが適宜選択して設けられている。
【０００３】
これら各層は、有機材料や無機材料からなる。有機材料には低分子系材料と高分子系材料とがある。
【０００４】
低分子系材料を用いた例としては、例えば、正孔注入層に銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、正孔輸送層にＮ，Ｎ’―ジフェニル―Ｎ，Ｎ’―ビス（３―メチルフェニル）―１，１’―ビフェニル―４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、有機発光層にトリス（８―キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、電子輸送層に２―（４―ビフェニリル）―５―（４―ｔｅｒｔ―ブチル―フェニル）―１，３，４，―オキサジゾール（ＰＢＤ）、電子注入層にＬｉＦなどを用いたものが挙げられる。
【０００５】
これら低分子系材料よりなる各層は、一般に０．１〜２００ｎｍ程度の膜厚で、主に抵抗加熱方式などの真空蒸着法やスパッタ法などの真空中の乾式法（ドライプロセス）によって成膜されている。
【０００６】
また、低分子系材料は種類が豊富で、その組み合わせによって発光効率や発光輝度、寿命などの向上が期待されている。
【０００７】
高分子系材料としては、例えば有機発光層として、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾールなどの高分子中に低分子の発光色素を溶解させたものや、ポリフェニレンビニレン誘導体（以下、ＰＰＶと略す）、ポリアルキルフルオレン誘導体（以下、ＰＡＦと略す）等の高分子蛍光体や、希土類金属系等の高分子燐光体が用いられている。
【０００８】
これら高分子系材料は一般に、溶剤に溶解または分散され、塗布や印刷などの湿式法（ウエットプロセス）を用いて、１〜１００ｎｍ程度の膜厚で成膜されている。
【０００９】
湿式法を用いた場合、真空蒸着法などの真空中の乾式法を用いた場合に比べ、大気中で成膜が可能、設備が安価である、大型化が容易である、短時間に効率よく成膜可能である、などの利点がある。
【００１０】
また、高分子系材料を用いて成膜した有機薄膜は結晶化や凝集が起こりにくく、さらには他層のピンホールや異物を被覆するため、短絡やダークスポットなどの不良を防ぐことができる利点もある。
【００１１】
高分子系材料の塗液を用いてウェットコーティング法で有機発光層を含む有機発光媒体
層を形成する場合、有機発光層はカラーパネル化するために赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光色をもつ有機発光材料を溶剤中に溶解または安定して分散してなる有機発光インキを用いて塗り分ける必要がある。
【００１２】
一般に、有機ＥＬ素子は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた第一電極と、第一電極の周縁を囲むように形成された隔壁と、隔壁で囲まれた第一電極の上面及び隔壁の上面に形成された無機または有機の正孔輸送層と、第一電極と対向する有機発光層の上面に形成された第二電極とから構成されている。
【００１３】
そこで、ウェットコーティング法で膜形成を行うと、各画素電極を絶縁するために設けられた隔壁の形状に沿って、厚膜化するため平坦性が悪くなってしまう。そのため、画素内での発光が不均一となり、１画素内のピーク輝度に対して画素内全輝度が低減する。そのため、発光効率や寿命に影響を与える問題があった。さらに、ある程度厚くなると有機層の導電性が悪くなり、発光しない部分が生じるため、実開口率が小さくなる問題もあった。
【００１４】
ウェットコーティング法を用いて有機発光材料を塗布する場合、インクジェット法によるパターン形成方法が提案されている。特許文献１では、予め基板上にフォトリソグラフィ法などを用いて、撥インキ性のある材料でバンクを形成し、そこにインク液滴を着弾させることで、バンク形状に応じてインクがはじかれ、直線性のパターンが得られるという方法が開示されている。
【００１５】
また、特許文献２では、隔壁を親液性を有する第一絶縁層と第一絶縁層上に疎液性を有する第二絶縁層を積層した構造を形成し、そこにインクジェット法を用いて有機発光層を形成することで、画素内の有機発光層の膜厚バラツキを抑制する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−３０５０７７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、上記した特許文献１の方法では、はじかれたインクが画素内に戻るときに画素内部でインクが盛り上がり、画素内の有機発光層の膜厚にばらつきができてしまうという問題が残る。また、特許文献２の方法では、第一電極と有機発光層の間に正孔輸送層または正孔注入層を形成する工程で、スパッタ法または蒸着法等によりベタ成膜した場合、疎液性を有した第二絶縁層も覆ってしまうため、有機発光層の膜厚の不均一性を抑制する効果が失われてしまう問題があった。
【００１８】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、画素内で発生する発光ムラや輝度低下が改善され、画素内での発光領域が拡がり、画素毎の輝度増加が可能な有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の請求項１に係る発明は、
基板と、前記基板上に形成された第一電極と、前記基板上に形成され且つ前記第一電極の
周囲を囲む隔壁と、前記隔壁内で前記第一電極上に形成された発光媒体層と、前記隔壁及び前記発光媒体層上に形成された第二電極と、を備える有機ＥＬ素子において、
前記発光媒体層は、前記隔壁から離れた部分ほど膜厚が減少している有機発光層を含み、前記有機発光層上に第一電子注入層と第二電子注入層が形成され、且つ、前記第一電子注入層は前記隔壁の上部を覆わないよう形成され、前記第二電子注入層は一部が前記隔壁を覆うように形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【００２０】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記有機発光層の中心から前記隔壁へ向かう方向で、前記有機発光層の膜厚が中心部の膜厚に対して０〜３０nm未満まで増加する領域には前記第一電子注入層が設けられ、前記有機発光層の膜厚が中心部の膜厚に対して３０nm以上増加する領域には、前記第二電子注入層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２１】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記第一電子注入層は、前記有機発光層の中心から前記隔壁へ向かう方向へ、発光強度が５０％低下する領域まで設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２２】
また、本発明の請求項４に係る発明は、前記第一電子注入層及び前記第二電子注入層は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２３】
また、本発明の請求項５に係る発明は、前記第一電子注入層及び前記第二電子注入層は、有機物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２４】
また、本発明の請求項６に係る発明は、前記発光媒体層は、前記有機発光層の下に形成された正孔注入層を含むことを特徴とする請求項１に記載する有機ＥＬ素子である。
【００２５】
次に、本発明の請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載する有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記発光媒体層を構成する層のうち少なくとも１つの層は、ウェットプロセス法を用いて形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、最適なキャリアバランスを考慮して、有機発光層上に形成する第一電子注入層と第二電子注入層の形成領域が分けられていることで、有機発光層の膜厚の厚い部分が発光し、かつ輝度が向上する。その結果、画素内での発光領域が拡がり、画素毎の輝度増加が可能な有機ＥＬ素子を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の、一実施形態における概略構成例を断面で示す模式図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子に係る、基板の詳細な構成例を断面で示す模式図である。
【図３】凸版印刷法に用いる凸版印刷装置の概略構成を説明する模式図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子の、電子注入層の成膜に用いるマスクパターン例である。
【図５】本発明の有機ＥＬ素子に係る、実施例及び比較例の、短辺方向の画素幅に対する輝度依存性を示すグラフである。
【図６】従来の有機ＥＬ素子の、概略構成例を断面で示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の有機ＥＬ素子を一実施形態に基づいて、図面を参照しつつ、以下に詳細説明する。なお、以下の説明で、本発明と従来とで同一の呼称の部材については同一の符号を用いて説明する。
【００２９】
［構成］
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の、一実施形態における概略構成例を断面で示す模式図である。図１に示すように、有機ＥＬ素子１は、基板２と、第一電極４と、隔壁６と、発光媒体層８と、第二電極１０を備えている。なお、本実施形態では、一例として、有機ＥＬ素子１を、第一電極４を陽極とし、第二電極１０を陰極としたアクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ素子とした場合について説明する。この場合、第一電極４は、画素ごとに隔壁６で区画された画素電極として形成され、第二電極１０は、素子全面に形成した対向電極として形成される。なお、有機ＥＬ素子１の構成は、上記の構成に限定するものではなく、例えば、各電極（第一電極４、第二電極１０）がそれぞれ直交するストライプ状とした、パッシプマトリクス駆動型の有機ＥＬ素子であってもよい。また、第一電極４を陰極とし、第二電極１０を陽極とした逆構造としてもよい。
【００３０】
［基板２］
図２は、基板２の詳細な構成を示す断面図である。本実施形態では、基板２として、第一電極４及び隔壁６が設けられたＴＦＴ基板を用いた場合を例に挙げて説明する。図２に示すように、本発明の有機ＥＬ素子１が備える基板２は、薄膜トランジスタ２０（ＴＦＴ）と第一電極４（画素電極）が設けられている。薄膜トランジスタ２０と第一電極４とは、電気接続している。また、薄膜トランジスタ２０は、基板２（支持体）で支持されている。
【００３１】
基板２としては、機械的強度及び絶縁性を有し、寸法安定性に優れていれば、如何なる材料も使用することが可能である。ここで、基板２の材料としては、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を用いることが可能である。
【００３２】
また、基板２の材料としては、例えば、上記の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、窒化アルミニウム等の金属窒化物、酸窒化珪素等の金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等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等の金属箔、シート、板等を用いることが可能である。さらに、基板２の材料としては、例えば、上記の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、ステンレス等の金属膜を積層させた非透光性基材等を用いることが可能である。ここで、基板２の透光性は、光の取出しをどちらの面から行うかに応じて選択すればよい。
【００３３】
上記の材料からなる基板２は、有機ＥＬ素子１内への水分の侵入を避けるために、無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好適である。特に、発光媒体層８への水分の侵入を避けるために、基板２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適である。
【００３４】
薄膜トランジスタ２０としては、公知の薄膜トランジスタを用いることが可能である。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２２と、ゲート絶縁膜２４及びゲート電極２６から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。ここで、薄膜トランジスタ２０の構造は、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、コプレーナ型等が挙げられる。また、活性層２２の構成は、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、または、チオフェンオリゴマー、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可能である。
【００３５】
上記の活性層２２は、例えば、以下の（ａ）から（ｃ）に記載する方法を用いて形成することが出来る。
（ａ）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。具体的には、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。
（ｂ）Ｓｉ２Ｈ６ガスを用いたＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ４ガスを用いた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、さらに、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）。
（ｃ）減圧ＣＶＤ法または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８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）。
【００３６】
ゲート絶縁膜２４としては、一般的にゲート絶縁膜として使用されているものを用いることが可能である。すなわち、ゲート絶縁膜２４としては、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２や、ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ２等を用いることが可能である。ゲート電極２６としては、一般的にゲート電極として使用されているものを用いることが可能である。すなわち、ゲート電極２６の材料としては、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）や、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。
【００３７】
なお、薄膜トランジスタ２０の構造は、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が三つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、一つの画素中に二つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。また、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、薄膜トランジスタ２０が有機ＥＬ素子１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る。このため、薄膜トランジスタ２０のドレイン電極２８と、第一電極４を電気的に接続している。なお、図２では、ソース電極に符号３０を付し、走査線に符号３２を付し、薄膜トランジスタ２０と第一電極４及び隔壁６との間に介装したトランジスタ絶縁膜に、符号３４を付している。
【００３８】
［第一電極４］
次に、第一電極４の詳細な構成について説明する。第一電極４は、基板２上にパターン化して形成されており、隔壁６によって区画されて、各画素に対応した画素電極を形成している。第一電極４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等の金属複合酸化物や、金、白金等の金属材料や、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等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可能である。
【００３９】
ここで、第一電極４を陽極とする場合には、ＩＴＯ等の仕事関数の高い材料を選択することが好適である。特に、通常の有機ＥＬ素子では、陽極を通して光が放出されるために、陽極が透明であることが要求され、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物が用いられる。また、有機ＥＬ素子が、上方から光を取り出す、いわゆるトップエミッション構造の場合は、透明であることは必要ではないが、ＩＴＯ、ＩＺＯ（インジウムと亜鉛の複合酸化物）等の導電性金属酸化物を用いて、第一電極を形成してもよい。
【００４０】
さらに、第一電極４の材料として、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物を用いる場合、その下に反射率の高い反射電極（Ｃｒ、Ａ１、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ等）を用いることが好適である。この場合、反射電極は、導電性金属酸化物よりも抵抗率が低いため、補助電極として機能するとともに、後述する有機発光層１４にて発光される光を、第二電極１０側に反射して、光の有効利用を図ることが可能となる。また、有機ＥＬ素子が、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。さらに、必要に応じて、第一電極４の配線抵抗を低くするために、銅やアルミニウム等の金属材料を補助電極として併設してもよい。
【００４１】
［隔壁６］
次に、隔壁６の詳細な構成について説明する。隔壁６は、基板２上に形成されており、第一電極４の周囲を囲むことにより、画素に対応した発光領域を区画するように形成されている。ここで、一般的に、アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ素子は、各画素（サブピクセル）に対して第一電極が形成されており、それぞれの画素が、できるだけ広い面積を占有しようとするため、第一電極の端部（側面）を覆うように形成される隔壁の最も好適な形状は、第一電極を最短距離で区切る格子状を基本とする。
【００４２】
また、隔壁６の材料は、少なくとも、エチレン性不飽和化合物、光重合開始剤及びアルカリ可溶性バインダーを含有する。さらに、隔壁６の材料は、界面活性剤等を含有することが好適であり、溶剤も含有している。隔壁６の好適な高さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であり、より好適には、０．５μｍ以上２μｍ以下の範囲内である。その理由は、隔壁６の高さが高すぎる場合は、第二電極１０（対向電極）の形成及び封止が妨げられ、隔壁６の高さが低すぎる場合は、第一電極４の端部を覆い切れず、また、発光媒体層８の形成時に隣接する画素と混色してしまうためである。
【００４３】
隔壁６の断面形状としては、順テーパ形状、逆テーパ形状等の台形状や、半円形等が挙げられ、また、多段状になっていても良い。ここで、隔壁６の断面形状が多段状である場合には、下の基板側の下段と上の基板側の上段とが異なる材料・形成方法であっても、同じ材料・形成方法であってもよい。この場合、例えば、下段はＳｉＮ等の無機材料からなり、上段は上述した材料からなる構成等が挙げられる。
【００４４】
［発光媒体層８］
次に、発光媒体層８の詳細な構成について説明する。発光媒体層８は、隔壁６内で第一電極４上に形成されて、第一電極４と第二電極１０との間に挟持されており、正孔注入層１２と、有機発光層１４と、第一電子注入層１６と、第二電子注入層１７と、インターレイヤー層１８を含んでいる。正孔注入層１２は、電子または正孔を注入するキャリア注入層を構成しており、第一電極４上及び隔壁６上、具体的には、第一電極４上と、隔壁６上の全面とを覆うように形成されている。これにより、画素領域での膜形状が平坦になるため、画素ごとの膜厚を均一にすることが可能となる。
【００４５】
なお、正孔注入層１２の詳細な構成については、後述する。有機発光層１４は、発光に寄与する層であり、正孔注入層１２上に形成されている。すなわち、正孔注入層１２は、有機発光層１４の下に形成されている。また、有機発光層１４は、隔壁６から離れた部分
ほど厚さが減少しており、その中心において、厚さが最小となっている。なお、有機発光層１４の詳細な構成については、後述する。第一電子注入層１６と、第二電子注入層１７は、電子を注入する層であり、有機発光層１４上に形成されている。また、第一電子注入層１６は隔壁６の上部を覆わないよう形成され、第二電子注入層１７は隔壁６の一部を覆うように形成されている。なお、電子注入層の詳細な構成については、後述する。
【００４６】
インターレイヤー層１８は、正孔注入層１２と有機発光層１４との間に形成されて、正孔注入層１２及び有機発光層１４と積層している。また、インターレイヤー層１８は、電子注入層や電子ブロック層を形成している。また、発光媒体層８は、隔壁６内で第一電極４上に形成されることにより、有機ＥＬ素子１を、画素（サブピクセル）として配列することを可能とし、画像表示装置とすることが可能となる。すなわち、各画素を構成する有機発光層１４を混色することなく、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）の三色に塗り分けることで、フルカラーのディスプレイパネルを作製することが可能となる。
【００４７】
［正孔注入層１２］
次に、正孔注入層１２の詳細な構成について説明する。正孔注入層１２の膜厚は、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内であることが好適である。これは、正孔注入層１２の膜厚が２０ｎｍよりも薄くなると、ショート欠陥が生じやすくなり、また、正孔注入層１２の膜厚が１００ｎｍを超えると、高抵抗化により低電流化してしまうためである。
【００４８】
正孔注入層１２の材料としては、例えば、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（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）等が挙げられる。これらの材料は、溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いることにより、正孔注入層１２を形成する。
【００４９】
また、正孔注入層１２の材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、例えば、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１）、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｈＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等の無機材料を用いる。そして、蒸着法、または、スパッタリング法を用いて、正孔注入層１２を形成する。ただし、上記の材料は、これらに限定されるものではない。
【００５０】
［有機発光層１４］
次に、有機発光層１４の詳細な構成について説明する。有機発光層１４は、正孔と電子を再結合させることで発光する層であり、有機発光層１４から放出される表示光が単色の場合は、インターレイヤー層１８を被覆するように形成するが、多色の表示光を得るためには、必要に応じてパターニングを行うことにより、好適に用いることが可能である。
【００５１】
有機発光層１４を形成する有機発光材料は、例えば、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系等の発光性色素を、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられるが、本実施形態では、これらの材料に限定するものではない。
【００５２】
また、上記の有機発光材料は、溶媒に溶解または安定に分散させることにより、有機発光インキとなる。ここで、有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シク
ロヘキサノン等の単独、または、これらの混合溶媒が挙げられる。特に、トルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が、有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、上記の有機発光インキには、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添如されていてもよい。
【００５３】
［第一電子注入層１６、第二電子注入層１７］
以下、第一電子注入層１６と第二電子注入層１７の詳細な構成について説明する。本発明においては、有機発光層１４の厚みにより最適なキャリアバランスが異なるため、膜厚分布が存在する有機発光層１４上に設けた電子注入層は第一電子注入層１６と第二電子注入層１７に分けて形成させている。第一電子注入層１６及び第二電子注入層１７の材料としては、透過性が高く、有機発光層１４への電子注入効率が高い、さらに仕事関数の小さい材料を用いる。この場合、具体的な材料としては、Ｃａ、Ｃｓ、ＬｉＦ、ＢａＦ2等の、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の化合物が挙げられる。これ以外にも、電子注入層１６の材料としては、例えば、有機材料として、Ａ１ｑ3等が挙げられる。前述で挙げた材料の中から、キャリアバランスを考慮し第一電子注入層１６と第二電子注入層１７の材料選択を行う。例えば、前述で設けた有機発光層１４が電子輸送性の高い材料であれば、有機発光層１４の膜厚が厚くなると導電性が悪くなり電子の注入性が低下するため、厚膜部上には仕事関数が小さいなど電子注入性が高くなる材料を選択することが好ましい。また、有機発光層１４が正孔輸送性の高い材料であれば、逆にキャリアバランスを考え厚膜部上に仕事関数が高いなど電子注入性の低くなる材料を選択する。ただし、上述した材料の選定に限定するものではない。
【００５４】
第一電子注入層１６と第二電子注入層１７の形成領域としては、有機発光層１４の中心から隔壁６へ向かう方向で、有機発光層１４の膜厚が中心部の膜厚に対して０〜３０nm未満まで増加する領域には第一電子注入層１６を設け、有機発光層１４の膜厚が中心部の膜厚に対して３０nm以上増加する領域には第二電子注入層１７が設けられているように形成されている。また、第一電子注入層１６は有機発光層１４の中心から隔壁６へ向かう方向へ、画素内の中心発光強度から５０％低下する領域まで設けるように形成されている。
【００５５】
［第二電極１０］
第二電極１０は、基板２及び発光媒体層８上に形成されており、第一電極４と対向している。ここで、第二電極１０は、例えば、第一電子注入層１６及び第二電子注入層への、水や酸素の浸入を防ぐために、隔壁６及び発光媒体層８全体を覆うように形成する。第二電極１０の材料としては、第二電極１０を陰極とする場合には、例えば、Ｍｇ、Ａ１、Ｙｂ等の金属単体を用いる。
【００５６】
［封止体］
有機ＥＬ素子１を、前述したトップエミッション方式で作成する場合、発光媒体層８から、基板２と反対側の封止体を通して放射される表示光を取り出すためには、可視光波長領域に対して、光透過性が必要となる。また、有機ＥＬ素子１は、電極（第一電極４、第二電極１０）間に発光材料（発光媒体層８）を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機発光層１４の材料である有機発光材料は、大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまう。このため、通常、有機ＥＬ素子１には、外部と遮断するための封止体（図示せず）を設ける。このような封止体は、例えば、封止材上に樹脂層を設けて形成することが可能である。
【００５７】
上記の封止材の材料としては、水分や酸素の透過性が低い基材を用いる必要がある。ここで、封止材の材料としては、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルム等を挙げることができる。耐湿性フィルムとしては、例えば、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘを
ＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルム、または、吸水剤を塗布した重合体フィルム等がある。ここで、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好適である。
【００５８】
封止材上に設ける樹脂層の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂等からなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、二液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物等の熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。
【００５９】
また、樹脂層を封止材の上に形成する方法としては、例えば、溶剤溶液法、押出ラミネーション法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法等を挙げることができる。この場合、必要に応じて、吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることも可能である。ここで、封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬ表示装置の大きさや形状により任意に決定されるが、５μｍ以上５００μｍ以下の範囲内が好適である。
【００６０】
上記の説明では、封止体を、封止材上に樹脂層として形成したが、封止体を、有機ＥＬ素子１側に、直接形成することも可能である。また、有機ＥＬ素子１と封止体との貼り合わせは、封止室で行う。ここで、封止体を、封止材と樹脂層の二層構造とし、樹脂層に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好適である。一方、樹脂層に熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに、硬化温度で加熱硬化を行うことが好適である。また、樹脂層に光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことが可能である。
【００６１】
また、上述したような封止材を用いて封止を行う前や、その代わりに、例えば、パッシベーション膜として、ＥＢ蒸着法やＣＶＤ法等のドライプロセスを用いて、窒化珪素膜等無機薄膜による封止体を用いることも可能である。また、これらを組み合わせた封止体を用いることも可能である。この場合、上述したパッシベーション膜の膜厚は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内とすることが可能である。特に、材料の透湿性や、光透過性等により異なるが、パッシベーション膜の膜厚を、１５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内とすることが好適である。また、有機ＥＬ素子１を、前述したトップエミッション型の構造とした場合、上記の特性に加え、光透過性を考慮する必要があるため、可視光波長領域の全平均で７０％以上であれば好適である。
【００６２】
［有機ＥＬ素子１の製造方法］
以下、図１及び２を参照しつつ、図３を用いて、本発明の有機ＥＬ素子１の製造方法を説明する。有機ＥＬ素子１を製造する際には、まず、基板２上に第一電極４を形成する第一電極形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、第一電極形成工程を含む。第一電極形成工程において、第一電極４を形成する方法としては、第一電極４の材料に応じて、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、スパッタリング法等の乾式成膜法を用いることが可能である。また、第一電極４を形成する方法としては、乾式成膜法以外にも、グラビア印刷法や、スクリーン印刷法等の湿式成膜法等を用いることが可能である。
【００６３】
ここで、第一電極４のパターニング方法としては、第一電極４の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法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法等の既存のパターニング法を用いることが可能である。なお、基板２としてＴＦＴを形成した基板（図２参照）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。
【００６４】
そして、基板２上に第一電極４を形成した後、第一電極４の周囲を囲む隔壁６を基板２上に形成する隔壁形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、隔壁形成工程を含む。隔壁形成工程において、第一電極４を形成した基板２上に隔壁６を形成する方法としては、例えば、第一電極４を形成した基板２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、第一電極４を形成した基板２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。
【００６５】
また、必要に応じて、隔壁６の材料に、撥水剤を添加することや、プラズマやＵＶを照射して、隔壁６の形成後に、隔壁６に対して、インクに対する撥液性を付与することも可能である。隔壁形成工程により基板２上に隔壁６を形成した後、発光媒体層８を第一電極４上に形成する発光媒体層形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、発光媒体層形成工程を含む。
【００６６】
発光媒体層形成工程は、正孔注入層１２を第一電極４上を覆うように形成する正孔注入層形成工程と、有機発光層１４を正孔注入層１２上に形成する有機発光層形成工程と、第１電子注入層１６と第２電子注入層１７を有機発光層１４上に形成する電子注入層形成工程を含む。正孔注入層形成工程では、正孔注入層１２の材料に応じて、正孔注入層１２の材料を溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法やスリットコート法、スプレーコート法、バーコート法、ディップコート法、凸版印刷法によって形成する方法や、抵抗加熱蒸着法によって形成する方法を用いる。
【００６７】
また、これらの方法以外に、例えば、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、スパッタリング法等のドライ成購法や、スピンコート法、ゾルゲル法等のウェット成膜法等、既存の成膜法を用いてもよい。ここで、発光媒体層８が含む層（正孔注入層１２、有機発光層１４、第１電子注入層１６、第２電子注入層１７）のうち少なくとも一つの層は、ウェットプロセス法を用いて形成する。
【００６８】
有機発光層形成工程では、有機発光層１４の材料に応じて、インクジェット印刷法、ノズルプリント印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法等のウェット成膜法等既存の成膜法を用いる。特に、有機発光材料を、溶媒に溶解、または、安定に分散させた有機発光インキを用いて、有機発光層１４を各発光色に塗り分ける場合には、隔壁６間にインキを転写してパターニングできるインクジェット法、ノズルプリント法、凸版印刷法が好適である。
【００６９】
すなわち、有機発光層形成工程では、第一電極４上を覆うように形成された正孔注入層１２上に、有機発光層１４の材料である有機発光材料を溶媒に溶解または分散させた有機発光インキを塗工して、有機発光層１４をパターン化して形成する。また、有機発光層形成工程は、印刷法、インクジェット法及びノズルプリント法のうちいずれかを用いて行う。なお、上述した成膜法以外の方法を用いて、有機発光層１４を形成してもよい。
【００７０】
ここで、図３を用いて、凸版印刷法により、有機発光層１４を形成する手順を説明する。図３は、凸版印刷法に用いる凸版印刷装置３６の概略構成を示す図である。図３に示すように、凸版印刷装置３６は、有機発光材料からなる有機発光インキを、第一電極４、正孔注入層１２、インターレイヤー層１８が形成された基板２上にパターン印刷する際に用いる装置であり、インクタンク３８と、インキチャンバー４０と、アニロックスロール４２と、凸部が設けられた凸版４４がマウントされた版胴４６を有している。
【００７１】
インクタンク３８には、溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、インキチ
ャンバー４０には、インクタンク３８から、有機発光インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール４２は、インキチャンバー４０のインキ供給部に接して、インキチャンバー４０へ回転可能に支持されている。
【００７２】
上記のパターン印刷を行う際には、アニロックスロール４２の回転に伴い、アニロックスロール４２の表面に供給された有機発光インキのインキ層４８が、均一な膜厚に形成される。このインキ層４８のインキは、アニロックスロール４２に近接して回転駆動される版胴４６にマウントされた凸版４４の凸部に転移する。そして、ステージ５０に、被印刷基板（基板２）が設置されており、凸版４４の凸部にあるインキが基板２に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て、基板２上に有機発光層１４が形成されることとなる。
【００７３】
なお、他の発光媒体層（例えば、インターレイヤー層１８）をインキ化して塗工する場合についても、上記と同様の形成方法を用いて、基板２上に層を形成することが可能である。ここで、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、発光媒体層８が、正孔注入層１２と、有機発光層１４と、電子注入層１６に加え、インターレイヤー層１８を含んでいる。このため、本実施形態では、有機発光層形成工程の後工程として、インターレイヤー層１８を形成するインターレイヤー層形成工程を行う。すなわち、本実施形態では、発光媒体層形成工程が、インターレイヤー層１８を形成するインターレイヤー層形成工程を含んでいる。
【００７４】
インターレイヤー層形成工程において、インターレイヤー層１８を形成する際には、インターレイヤー層１８の材料として、ポリビニルカルバゾール、またはその誘導体、側鎖または主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等の、芳香族アミンを含むポリマー等を用い、これらの材料を、溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法やインクジェット法、ノズルプリント法、凸版印刷法、スリットコート法、バーコート法を用いて形成する。
【００７５】
次に、画素内の有機発光層上に形成する各電子注入層の成膜工程として、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す異なるマスクパターンを用いて成膜する。第一電子注入層１６は図４（ａ）のような中心部が空洞かつ隔壁上部を覆わないマスクで、第二電子注入層１７は図４（ｂ）、（ｃ）のような中心部が遮蔽かつ隔壁上部の一部を覆うマスクでパターン形成する。ただし、上述したこれらマスクパターンに限定するものではない。成膜手法としては材料に応じ、抵抗過熱法、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、スパッタ法等を用いて、第一電子注入層１６及び第二電子注入層１７を形成する。
【００７６】
上述した発光媒体層形成工程により発光媒体層８を形成した後、基板２及び発光媒体層８上に、第二電極１０を形成する第二電極形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、第二電極形成工程を含む。第二電極形成工程において、第二電極１０を形成する方法としては、第二電極１０の材料に応じて、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、スパッタリング法等の乾式成膜法を用いることが可能である。第二電極１０を形成した後、上述した封止体を形成して、有機ＥＬ素子１の製造を終了する。
【００７７】
以上説明した如く、本実施形態の有機ＥＬ素子１の構成、及びその製造方法であれば、最適なキャリアバランスを考慮して有機発光層１４上に形成する第一電子注入層１６と第二電子注入層１７の形成領域を分けることで、有機発光層１４の膜厚の厚い部分が発光し、かつ輝度が向上する。その結果、画素内での発光領域が拡がりかつ画素内全輝度の増加が可能な、有機ＥＬ素子１及びその製造方法を提供することが可能となる。
【００７８】
本発明の有機ＥＬ素子は、上述した実施形態例以外にも可能であり、例えば、以下に列挙する構成及び製造方法が可能である。
（１）本実施形態の有機ＥＬ素子１では、発光媒体層８の構成を、正孔注入層１２と、有機発光層１４と、インターレイヤー層１８を含んでいる構成としたが、これに限定するものではなく、発光媒体層８の構成を、インターレイヤー層１８を含んでいない構成としてもよい。
（２）本実施形態の有機ＥＬ素子１の製造方法では、発光媒体層形成工程が、インターレイヤー層１８を形成するインターレイヤー層形成工程を含んでいるが、これに限定するものではなく、発光媒体層形成工程が、インターレイヤー層形成工程を含んでいなくともよい。
【実施例】
【００７９】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【００８０】
図１から図４を参照しつつ、図５を用いて、上述した第一実施形態の有機ＥＬ素子１と、比較例の有機ＥＬ素子を製造し、両者に対する物性の評価を行った結果について説明する。なお、以下の説明では、第一実施形態の有機ＥＬ素子１を、「本発明例の有機ＥＬ素子」と記載する。同様に、以下の説明では、比較例の有機ＥＬ素子を、「比較例の有機ＥＬ素子」と記載する。
【００８１】
＜実施例１＞
本発明例の有機ＥＬ素子を製造する際に、基板２として、基板２上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ２０と、その上方に形成された第一電極４（画素電極）とを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。また、アクティブマトリクス基板（基板２）のサイズは、２００ｍｍ×２００ｍｍである。さらに、上記のアクティブマトリクス基板は、その中に５型の、画素数が３２０×２４０のディスプレイが中央に配置されている。
【００８２】
まず、上記のアクティブマトリクス基板上に、スパッタ法を用いて、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜を形成し、これを第一電極４とした。さらに、第一電極４の周囲を囲んで画素を区画するような形状で、隔壁６を形成した。ここで、隔壁６を形成する際には、まず、アクリル系のフォトレジスト材料を、アクティブマトリクス基板の全面に厚さ２μｍで形成した後、上記のフォトレジスト材料に対して、フォトリソグラフィ法により、第一電極４上に幅３０μｍの隔壁６を形成した。各画素の幅は８０μｍ×１５０μmとなった。
【００８３】
次に、上記のように形成した第一電極４及び隔壁６上に、厚さ２０ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）を、スパッタリング製膜により成膜して、正孔注入層１２を形成した。そして、インターレイヤー層１８の材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を、濃度が０．５％となるようにトルエンに溶解させたインキを用いて、上記のアクティブマトリクス基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第一電極４の真上に、そのラインパターンに合わせて、凸版印刷法で印刷し、その後乾燥を行った。このとき、３００線／２．５４ｃｍのアニロックスロール及び感光性樹脂版を使用した。インターレイヤー層１８の狙い膜厚は、２０ｎｍとして印刷した。
【００８４】
次に、有機発光材料であり、かつ電子輸送性の高いポリフェニレンビニレン誘導体を用いて、その濃度が１％となるようにトルエンに溶解させて有機発光インキとし、上記のアクティブマトリクス基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第一電極４の真上に、そのラインパターンに合わせて、有機発光層１４を凸版印刷法で印刷し、その後乾燥を行った。このとき、１５０線／２．５４ｃｍのアニロックスロール４２及び水現像タイプの感光性樹脂板を使用した。有機発光層１４の狙い膜厚は６０ｎｍとして印刷した。
【００８５】
次に、第一電子注入層１６と第二電子注入層１７を、第一電子注入層１６には図４（ａ
）に示したメタルマスクを用いて、第二電子注入層１７には図４（ｂ）及び（ｃ）に示したメタルマスクを用いて、真空蒸着法により成膜する。材料の選択としては、有機発光層１４に電子輸送性の高い材料を用いているため、第一電子注入層１６にはＣａ（ＬＵＭＯ：２．９ｅＶ）を、第二電子注入層１７にはＣｓ（ＬＵＭＯ：１．９ｅＶ）を用いて、膜厚はそれぞれ４ｎｍ形成した。これにより、第一電子注入層１６を、有機発光層１４の厚さが最も薄い中心から隔壁へ向かう方向へ、厚さが３０ｎｍ未満厚い領域まで、さらに、画素内の中心発光強度の５５％低下する領域まで形成した。第二電子注入層１７は、有機発光層１４の厚さが最も薄い中心から隔壁へ向かう方向へ、厚さが３０ｎｍ以上増加する領域に形成した。
【００８６】
さらに、第二電極１０として、アルミニウム膜を、メタルマスクを用いた真空蒸着法により、隔壁６及び発光媒体層８の上面を覆う広さで、厚みが１５０ｎｍとなるように成膜した。そして、上記した第二電極１０を成膜したアクティブマトリクス基板に対し、封止材としたガラス板を、発光領域全てをカバーするように載せた後、約９０℃で一時間程度、接着剤を熱硬化させて封止を行った。
【００８７】
＜比較例１＞
比較例の有機ＥＬ素子は、第一電子注入層１６を、有機発光層１４全体を覆うように形成し、第二電子注入層１７は形成せずに作製した。その他の材料、各層の厚さ、工程は、上述した実施例１と同様とした。
【００８８】
［実施例１及び比較例１の物性評価］
上記の手順によって得られた、実施例１と、比較例１の有機ＥＬ素子に対して、画素内の輝度分布を測定した。図５は、実施例１及び比較例１の有機ＥＬ素子の画素中心を通る短辺方向の画素幅に対しての輝度依存性を表したグラフである。図５に示すように、本発明の有機ＥＬ素子である実施例１の画素内発光領域は比較例１よりも拡がり、輝度比較では、比較例が９０ｃｄ／ｍ２に対して本発明例が１４０ｃｄ／ｍ２と特性向上した結果を得た。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・有機ＥＬ素子 ２・・・基板 ４・・・第１電極 ６・・・隔壁
８・・・発光媒体層 １０・・・第二電極 １２・・・正孔注入層
１４・・・有機発光層 １６・・・第一電子注入層 １７・・・第二電子注入層 １８・・・インターレイヤー層 ２０・・・薄膜トランジスタ ２２・・・活性層
２４・・・ゲート絶縁膜 ２６・・・ゲート電極 ２８・・・ドレイン電極
３０・・・ソース電極 ３２・・・走査線 ３４・・・トランジスタ絶縁膜
３６・・・凸版印刷装置 ３８・・・インクタンク ４０・・・インキチャンバー
４２・・・アニロックスロール ４４・・・凸版 ４６・・・版胴
４８・・・インキ層 ５０・・・ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された第一電極と、前記基板上に形成され且つ前記第一電極の周囲を囲む隔壁と、前記隔壁内で前記第一電極上に形成された発光媒体層と、前記隔壁及び前記発光媒体層上に形成された第二電極と、を備える有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光媒体層は、前記隔壁から離れた部分ほど膜厚が減少している有機発光層を含み、前記有機発光層上に第一電子注入層と第二電子注入層が形成され、且つ、前記第一電子注入層は前記隔壁の上部を覆わないよう形成され、前記第二電子注入層は一部が前記隔壁を覆うように形成されている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】
前記有機発光層の中心から前記隔壁へ向かう方向で、前記有機発光層の膜厚が中心部の膜厚に対して０〜３０nm未満まで増加する領域には前記第一電子注入層が設けられ、前記有機発光層の膜厚が中心部の膜厚に対して３０nm以上増加する領域には、前記第二電子注入層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記第一電子注入層は、前記有機発光層の中心から前記隔壁へ向かう方向へ、発光強度が５０％低下する領域まで設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記第一電子注入層及び前記第二電子注入層は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記第一電子注入層及び前記第二電子注入層は、有機物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記発光媒体層は、前記有機発光層の下に形成された正孔注入層を含むことを特徴とする請求項１に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子を製造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って、
前記発光媒体層を構成する層のうち少なくとも１つの層は、ウェットプロセス法を用いて形成されている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１】
基板と、前記基板上に形成された第一電極と、前記基板上に形成され且つ前記第一電極の周囲を囲む隔壁と、前記隔壁内で前記第一電極上に形成された発光媒体層と、前記隔壁及び前記発光媒体層上に形成された第二電極と、を備える有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光媒体層は、前記隔壁から離れた部分ほど膜厚が減少している有機発光層を含み、前記有機発光層上に第一電子注入層と第二電子注入層が形成され、且つ、前記第一電子注入層は前記隔壁の上部を覆わないよう形成され、前記第二電子注入層は一部が前記隔壁を覆うように形成されている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】
前記有機発光層の中心から前記隔壁へ向かう方向で、前記有機発光層の膜厚が中心部の膜厚に対して０〜３０nm未満まで増加する領域には前記第一電子注入層が設けられ、前記有機発光層の膜厚が中心部の膜厚に対して３０nm以上増加する領域には、前記第二電子注入層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記第一電子注入層は、前記有機発光層の中心から前記隔壁へ向かう方向へ、発光強度が５０％低下する領域まで設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記第一電子注入層及び前記第二電子注入層は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記第一電子注入層及び前記第二電子注入層は、有機物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記発光媒体層は、前記有機発光層の下に形成された正孔注入層を含むことを特徴とする請求項１に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載する有機エレクトロルミネッセンス素子を製造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って、
前記発光媒体層を構成する層のうち少なくとも１つの層は、ウェットプロセス法を用いて形成されている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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２０９４６４（Ｐ２０１２−２０９４６４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４８０７（Ｐ２０１１−７４８０７）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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