有機ＥＬ素子、及びディスプレイパネル、及びディスプレイパネルの製造方法
【課題】トップエミッション型の有機ＥＬ素子の視野角依存性を抑えた有機ＥＬ素子及びその製造法を提供することを目的とする。
【解決手段】基板上に、第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第１電極を画素ごとに区画する隔壁と、第１電極及び第２電極の間に挟持され、少なくとも有機発光層と、第１電極及び有機発光層の間に形成されたキャリア注入層を含む発光媒体層を有する有機ＥＬ素子、及びディスプレイパネルにおいて、前記画素が、少なくとも第１の発光色を示す第１の画素と、第２の発光色を示す第２の画素を有し、前記第１の画素の第１電極は多段階に変化する膜厚分布を有する第１のパターンを有し、前記第２画素の第１電極は第１のパターンとは異なる多段階に変化する膜厚分布を有する第２のパターンを有することを特徴とする有機ＥＬ素子。
【解決手段】基板上に、第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第１電極を画素ごとに区画する隔壁と、第１電極及び第２電極の間に挟持され、少なくとも有機発光層と、第１電極及び有機発光層の間に形成されたキャリア注入層を含む発光媒体層を有する有機ＥＬ素子、及びディスプレイパネルにおいて、前記画素が、少なくとも第１の発光色を示す第１の画素と、第２の発光色を示す第２の画素を有し、前記第１の画素の第１電極は多段階に変化する膜厚分布を有する第１のパターンを有し、前記第２画素の第１電極は第１のパターンとは異なる多段階に変化する膜厚分布を有する第２のパターンを有することを特徴とする有機ＥＬ素子。
【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と略す)現象を利用した有機ＥＬ素子構造および有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた駆動方式のカラー有機ＥＬディスプレイパネルが考案されている。そのディスプレイパネルにおいて、ＴＦＴが形成されている基板側に光を取り出す方式、いわゆるボトムエミッション方式では、配線部分の遮光効果により、開口率が上がらないため、最近ではＴＦＴが形成されている基板とは反対側に光を取り出す方式であるトップエミッション方式が考案されてきている。
【０００３】
しかしながら、トップエミッション方式を採用した場合、ボトムエミッション方式と比べて、有機発光層で発光した光が外に取り出されるまでに、各層を通過する光路長の範囲が広いため、多重反射干渉効果（キャビティ効果）により、視野角依存性が出る。
また、その依存性は、電極の膜厚や、有機ＥＬ層の膜厚によっても特性が変わってしまう問題があった。
【０００４】
視野角依存性を抑える技術としては、ＩＴＯ膜厚をランダムに変えることにより、視野角依存性を抑える方法が特許文献１に示されているが、この方法はボトムエミッション型の有機ＥＬ素子における白色の特性に関するものであり、トップエミッション型の単色では同じ特性が出ないものと考えられる。すなわち、従来のトップエミッション型の有機ＥＬ素子及びディスプレイパネルでは、有機発光層で発光した光が、多重反射効果（キャビティ効果）により視野角依存性が出るという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８１０８０号公報
【特許文献２】特開２００４−３３５４７０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、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の視野角依存性を抑えた、有機ＥＬ素子及びその製造法を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、基板上に、第１電極と、
第１電極に対向する第２電極と、
第１電極を画素ごとに区画する隔壁と、
第１電極及び第２電極の間に挟持され、少なくとも有機発光層と、
第１電極及び有機発光層の間に形成されたキャリア注入層を含む発光媒体層を有する有機ＥＬ素子、及びディスプレイパネルにおいて、
前記画素が、少なくとも第１の発光色を示す第１の画素と、
第２の発光色を示す第２の画素を有し、
前記第１の画素の第１電極は多段階に変化する膜厚分布を有する第１のパターンを有し、前記第２画素の第１電極は第１のパターンとは異なる多段階に変化する膜厚分布を有する第２のパターンを有すること
を特徴とする有機ＥＬ素子である。
【０００８】
請求項２の発明は、前記第１電極は、金属からなる鏡面反射をする反射電極と、反射電極上の透明電極から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記キャリア注入層は、正孔輸送層および／または正孔注入層で形成され、前記第２電極と前記有機発光層との間には、電子輸送層および／または電子注入層が、形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を使用したことを特徴とするディスプレイパネルである。
【００１１】
請求項５の発明は、基板の上に、第１電極を形成する成膜工程と、
形成すべき画素に応じて形成した膜をパターニングして電極を形成するパターニング工程と、
電極を、各画素ごとに、多段階の膜厚に形成して第一電極とするエッチング工程と
前記パターン形成された第１電極の端部を覆うように隔壁を形成する工程と
前記第1電極を覆うように発光媒体層を形成する発光媒体層形成工程と、
前記有機ＥＬ層を覆うように、第２電極を形成する電極形成工程と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１２】
請求項６の発明は、前記正孔輸送層、前記正孔注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１３】
請求項７の発明は、前記電子輸送層及び前記電子注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１４】
請求項８の発明は、前記ウェットプロセス法が凸版印刷法であることを特徴とする請求項６または７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１５】
請求項９の発明は、前記発光媒体層が、ドライプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５乃至８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項５乃至９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法を使用したことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の有機ＥＬ素子、及びその製造方法においては、第１電極を、有機膜厚や発光色に合わせて、多段の膜厚を３次元的に形成したことで、各画素ごとの視野角依存性を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の有機ＥＬ素子の概略断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の概略断面図である。
【図３】ディスプレイパネルの素子構造を示す概略断面図
【図４】凸版印刷装置の概略図
【図５】従来の構造における比較例の視野角特性
【図６】本発明の構造における実施例の視野角特性
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの説明をするために一例としてアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルに関して述べる。ただし、本発明はアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルに限定されるものではなく、パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置にも適用することができる。
以下、本発明による有機ＥＬ素子、及びその製造方法は、図面を用いて説明する。
【００２０】
本発明の一様態としての有機ＥＬ素子の概略断面図を図２に示した。本発明の有機ＥＬ素子は、基板１０１と、基板上の画素ごとに設けられた第１電極（陽極）１０４と、これに対向するように形成された第２電極（陰極）１１０とに狭持された層（発光媒体層１０９）を有している。
第１電極１０４は、基板１０１の一方の面に、形成すべき画素に応じてパターニングされている。そして、各第１電極１０４の上面は、エッチングされ、多段階の膜厚で形成されている。
また、発光媒体層１０９には、少なくとも発光に寄与する有機発光層１０８と、電子あるいは正孔を注入するキャリア注入層として、正孔輸送層１０６を含んでいる。なお、発光媒体層１０９としては、第２電極（陰極）１１０と発光媒体層１０９の間に電子注入層や正孔ブロック層（インターレイヤー１０７）、第１電極（陽極）１０４と発光媒体層１０９の間に正孔注入層や電子ブロック層（インターレイヤー１０７）等を必要に応じて積層することができる。
【００２１】
さらに本発明の有機ＥＬ素子は有機発光層１０８を区画する隔壁１０５を有する。このような有機ＥＬ素子を画素（サブピクセル）として配列することにより、ディスプレイパネルとすることができる。各画素を構成する有機発光層１０８を例えばＲＧＢの３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できる。
【００２２】
本発明の有機ＥＬ素子では、第１電極１０４をエッチング加工することにより、発光色や発光媒体の膜厚に合わせて画素ごとに多段の膜厚を形成したことで、各膜厚での視野角特性を改善でき、視野角依存性を抑制することができる。
【００２３】
以下、本発明の有機ＥＬ素子構成について詳細に説明する。
【００２４】
図３に本発明に用いることができる隔壁付きＴＦＴ基板の例を示した。本発明のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルに用いるＴＦＴ付き基板（バックプレーン）３１０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と有機ＥＬディスプレイパネルの下部電極（画素電極）が設けられており、かつ、ＴＦＴと下部電極とが電気的に接続されている。
【００２５】
ＴＦＴや、その上方に構成されるアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルは支持体で支持される。支持体としては機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れた支持体であれば如何なる材料も使用することができる。例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、または、これらプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは複数層を積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板や、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができる。光の取出しをどちらの面から行うかに応じて支持体の透光性を選択すればよい。これらの材料からなる支持体は、有機ＥＬディスプレイパネル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ましい。特に、発光媒体層への水分の侵入を避けるために、支持体における含水率およびガス透過係数を小さくすることが好ましい。
【００２６】
支持体上に設ける薄膜トランジスタは、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層、ゲート絶縁膜及びゲート電極から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。
【００２７】
活性層３０３は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層３０３は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法、ＳｉＨ４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法、Ｓｉ２Ｈ６ ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ４ ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）、減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極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）、等が挙げられる。
【００２８】
ゲート絶縁膜３０４としては、よく知られた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でき、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等を用いることができる。
【００２９】
ゲート電極３０５としては、よく知られたゲート電極として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅等の金属や高融点金属（チタン、タンタル、タングステン等）、ポリシリコン、高融点金属のシリサイドやポリサイド、等が挙げられる。
【００３０】
薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。
【００３１】
本発明のディスプレイパネルは薄膜トランジスタが有機ＥＬディスプレイパネルのスイッチング素子として機能するように接続されている必要があり、トランジスタのドレイン電極３１０と有機ＥＬディスプレイパネルの画素電極が電気的に接続されている。
【００３２】
次に、第１電極１０４の形成法を説明する。
支持体（基板）１０１上に、第１電極１０４になる材料を成膜し、形成されるべき画素に応じてパターニングを行う。
第１電極１０４の材料としては、正孔の注入を効率よく行うために、仕事関数が大きい材料が用いられる。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。
本発明のトップエミッション方式では透明であることは必要ではないが、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性金属酸化物を用いて第１電極１０４を形成してもよい。さらに、ＩＴＯなど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、 Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗなど）を用いることが好ましい。この反射電極１０２は、導電性金属酸化物より抵抗率が低いので補助電極として機能すると同時に、有機発光層１０８にて発光される光を第２電極１１０側に反射して光の有効利用を図ることが可能となる。
【００３３】
第１電極１０４の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。第１電極１０４のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。基板としてＴＦＴを形成した物を用いる場合は下層の画素に対応して導通をとることができるように形成する。
【００３４】
本発明において、図２に示すような形状の第１電極１０４を形成する手順としては、マスク蒸着により、反射電極１０２を画素ごとにパターニング成膜した後、透明電極をマスクスパッタリング法により、反射電極１０２上に成膜する。次に、レジスト膜を成膜し、パターニングを行って必要なパターンを形成後、異方性のドライエッチングを行う。
このレジストパターンの形成とドライエッチング工程を繰り返すことにより、多段の膜厚を有する電極を形成することができる。
【００３５】
本発明の隔壁１０５は画素に対応した発光領域を区画するように形成し、第１電極１０４の端部を覆うように形成するのが好ましい（図２参照）。一般的にアクティブマトリクス駆動型のディスプレイパネルは各画素（サブピクセル）に対して画素電極１０４が形成され、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、画素電極の端部を覆うように形成される隔壁の最も好ましい形状は各画素電極を最短距離で区切る格子状を基本とする。
【００３６】
隔壁１０５の形成方法としては、従来と同様、基板上に無機膜を一様に形成し、レジストパターンでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基板上に感光性樹脂を積層し、フォトリソ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。必要に応じて撥水剤を添加したり、プラズマやＵＶを照射して形成後にインクに対する撥液性を付与することもできる。隔壁１０５の好ましい高さは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜２μｍ程度である。高すぎると対向電極の形成及び封止を妨げ、低すぎると画素電極３０１の端部を覆い切れない、あるいは発光媒体層１０９の形成時に隣接する画素と混色してしまうからである。
【００３７】
次に、有機発光層１０８等の発光媒体層１０９の形成方法について説明する。
まず隔壁１０５形成後、正孔輸送層１０６を形成する。
正孔輸送材料としては、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）
などが挙げられる。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て形成する。また正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３ 、ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１）、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２ 、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｈＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２などの無機材料を蒸着法を用いて形成する。ただし材料はこれらに限定されるもの
ではない。
【００３８】
正孔輸送層１０６形成後、インターレイヤー層１０７に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しく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などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。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て形成する。
インターレイヤー層１０７形成後、有機発光層１０８を形成する。有機発光層１０８は電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層１０８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、イリジウム錯体系など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。
【００３９】
これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。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、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、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、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加されてもよい。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態にかかる凸版印刷装置について図４を参照して説明する。
図４は、有機発光材料からなる有機発光インキを、画素電極、絶縁層、正孔輸送層が形成された被印刷基板４０７上にパターン印刷する際に使用するもので、凸版印刷装置はインクタンク４０１とインキチャンバー４０２とアニロックスロール４０３と凸版が設けられた版４０５がマウントされた版銅４０６、及び被印刷基板４０７を載置するステージ４０８、を有している。
インクタンク４０１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４０２にはインクタンク４０１より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４０３はインキチャンバー４０１のインキ供給部に接して回転可能に指示されている。
【００４１】
次に、第２電極１１０を形成する。第２電極を陰極とする場合には透過性が高く、且つ、有機発光層１０８への電子注入効率の高い、仕事関数の高い材料を用いる。具体的には、ＬｉＦ、ＢａＦ2，ＣｓＦなどの材料である。
第２電極１１０の成膜成法は、材料に応じて、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、スパッタ法を用いることができる。
【００４２】
次に、封止体（図示せず）について説明する。
発光媒体層１０９から基板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、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ため通常は外部と遮断するための封止体（図示せず）を設ける。封止体は例えば封止材上に樹脂層を設けて作製することができる。
封止材としては、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、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、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、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な
どがあり、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ましい。
【００４３】
前記樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２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などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、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などを挙げることができる。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できる。封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬディスプレイパネルの大きさや形状により任意に決定されるが、５〜５００μｍ程度が望ましい。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが、直接有機ＥＬディスプレイパネル側に形成することもできる。
【００４４】
最後に、有機ＥＬディスプレイパネルと封止体との貼り合わせを封止室で行う。封止体を、封止材と樹脂層の２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ましい。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ましい。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できる。
【００４５】
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法などのドライプロセスを用いて、窒化珪素膜など無機薄膜による封止体とすることも可能であり、また、これらを組み合わせることも可能である。
パシベーション膜の膜厚は、１００〜５００ｎｍを用いることができ、材料の透湿性、水蒸気光透過性などにより異なるが１５０〜３００ｎｍが好適に用いる事ができる。トップエミッション型の構造では、上記の特性に加え、光透過性を考慮する必要があり、可視光波長領域の全平均で７０％以上であれば好適に用いる事が可能である。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
基板として支持体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を備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは２００ｍｍ×２００ｍｍでその中に対角５インチのディスプレイが中央に設置されており、この基板の上方に第１電極を形成させた。形成方法としては、まず、反射電極としてＣｒをマスク蒸着し、スパッタ法によりＩＴＯ膜を厚さ１５０ｎｍ形成し、画素の端から画素幅の１０％ずつ中心に向かうほど、膜厚が薄くなるよう形成し、発光層が赤の場合、６０〜１５０ｎｍ、青、緑の場合は、６０〜１１０ｎｍの多段の膜厚になるように、スパッタリング成膜でマスクを形成し、反応性イオンエッチングでエッチングする作業を繰り返し行った。
【００４７】
次に、画素を区画するように隔壁を形成した。
隔壁の形成方法は、まず、アクリル系のフォトレジスト材料を前面スピンコートし、厚さを２μｍとした。基板前面に塗布されたフォトレジスト材料に対してフォトリソグラフィー法により画素電極間に幅４０μｍのラインパターンを形成した。
第１電極と隔壁の表面上に、厚さ２０ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）を、スパッタ法により成膜した。
【００４８】
次に、インターレイヤー材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用いこの基板を凸版印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのラインパターンに合わせて有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後のインターレイヤーの膜厚は１０ｎｍとなった。更に、有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、この基板を凸版印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのラインパターンに合わせて有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層の膜厚は８０ｎｍとなった。この工程を３回繰り返し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の発光色に対する有機発光層を各画素に形成した。
【００４９】
次に、第２電極として真空蒸着法でＢａ膜をメタルマスクを用いて厚み４ｎｍ成膜した後、Ａｌ膜を真空蒸着法によりメタルマスクを用いて５ｎｍ成膜した。そして、パッシベーション膜（図示せず）としてＳｉＯｘを、ＥＢ蒸着法により２００ｎｍ積層した。その後、封止ガラスと接着剤を、発光領域をカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して密閉封止し、アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルを製作した。
【００５０】
＜比較例＞
次に、比較例について説明する。
比較例として、本発明に係る有機ＥＬパネルには該当しない構成の有機ＥＬパネルを作製した。この比較例は、実施例１で形成した段差を持たせた第１電極ではなく、第１電極の全幅で膜厚を１５０ｎｍになるようにパターンニングした第１電極を形成した後に、第１電極の鍔部を被覆するように隔壁を形成させた。この第１電極の成膜より先の工程は、実施例１と同一とした。従って、正孔輸送層においてほぼ均一な膜厚となり、周囲より高抵抗な膜が存在しないため、本発明には該当しないアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。
図５に、比較例の視野角特性を、図６に実施例の視野角特性を示す。
実施例の視野角特性は、膜厚によって異なる視野角特性と光取り出し効率に向上により、全体として視野角特性が改善され、比較例と比べ、正面（−３０度〜３０度）輝度が改善され全体として２％輝度が向上した。
【符号の説明】
【００５１】
１０１・・・支持体（基板）
１０２・・・反射電極
１０３・・・透明電極
１０４・・・第１電極
１０５・・・隔壁
１０６・・・正孔輸送層
１０７・・・インターレイヤー層
１０８・・・有機発光層
１０９・・・発光媒体層
１１０・・・第２電極
３０１・・・画素電極
３０２・・・支持体（基板）
３０３・・・活性層
３０４・・・ゲート絶縁膜
３０５・・・ゲート電極
３０６・・・ソース電極
３０７・・・ドレイン電極
３０８・・・走査線
３０９・・・絶縁膜
３１０・・・ＴＦＴ付き基板
３１１・・・隔壁
４００・・・凸版印刷装置
４０１・・・インキタンク
４０２・・・インキチャンバ
４０３・・・アニロックスロール
４０４・・・インキ層
４０５・・・版
４０６・・・版胴
４０７・・・被印刷基板
４０８・・・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と略す)現象を利用した有機ＥＬ素子構造および有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた駆動方式のカラー有機ＥＬディスプレイパネルが考案されている。そのディスプレイパネルにおいて、ＴＦＴが形成されている基板側に光を取り出す方式、いわゆるボトムエミッション方式では、配線部分の遮光効果により、開口率が上がらないため、最近ではＴＦＴが形成されている基板とは反対側に光を取り出す方式であるトップエミッション方式が考案されてきている。
【０００３】
しかしながら、トップエミッション方式を採用した場合、ボトムエミッション方式と比べて、有機発光層で発光した光が外に取り出されるまでに、各層を通過する光路長の範囲が広いため、多重反射干渉効果（キャビティ効果）により、視野角依存性が出る。
また、その依存性は、電極の膜厚や、有機ＥＬ層の膜厚によっても特性が変わってしまう問題があった。
【０００４】
視野角依存性を抑える技術としては、ＩＴＯ膜厚をランダムに変えることにより、視野角依存性を抑える方法が特許文献１に示されているが、この方法はボトムエミッション型の有機ＥＬ素子における白色の特性に関するものであり、トップエミッション型の単色では同じ特性が出ないものと考えられる。すなわち、従来のトップエミッション型の有機ＥＬ素子及びディスプレイパネルでは、有機発光層で発光した光が、多重反射効果（キャビティ効果）により視野角依存性が出るという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８１０８０号公報
【特許文献２】特開２００４−３３５４７０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、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の視野角依存性を抑えた、有機ＥＬ素子及びその製造法を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、基板上に、第１電極と、
第１電極に対向する第２電極と、
第１電極を画素ごとに区画する隔壁と、
第１電極及び第２電極の間に挟持され、少なくとも有機発光層と、
第１電極及び有機発光層の間に形成されたキャリア注入層を含む発光媒体層を有する有機ＥＬ素子、及びディスプレイパネルにおいて、
前記画素が、少なくとも第１の発光色を示す第１の画素と、
第２の発光色を示す第２の画素を有し、
前記第１の画素の第１電極は多段階に変化する膜厚分布を有する第１のパターンを有し、前記第２画素の第１電極は第１のパターンとは異なる多段階に変化する膜厚分布を有する第２のパターンを有すること
を特徴とする有機ＥＬ素子である。
【０００８】
請求項２の発明は、前記第１電極は、金属からなる鏡面反射をする反射電極と、反射電極上の透明電極から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記キャリア注入層は、正孔輸送層および／または正孔注入層で形成され、前記第２電極と前記有機発光層との間には、電子輸送層および／または電子注入層が、形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を使用したことを特徴とするディスプレイパネルである。
【００１１】
請求項５の発明は、基板の上に、第１電極を形成する成膜工程と、
形成すべき画素に応じて形成した膜をパターニングして電極を形成するパターニング工程と、
電極を、各画素ごとに、多段階の膜厚に形成して第一電極とするエッチング工程と
前記パターン形成された第１電極の端部を覆うように隔壁を形成する工程と
前記第1電極を覆うように発光媒体層を形成する発光媒体層形成工程と、
前記有機ＥＬ層を覆うように、第２電極を形成する電極形成工程と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１２】
請求項６の発明は、前記正孔輸送層、前記正孔注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１３】
請求項７の発明は、前記電子輸送層及び前記電子注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１４】
請求項８の発明は、前記ウェットプロセス法が凸版印刷法であることを特徴とする請求項６または７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１５】
請求項９の発明は、前記発光媒体層が、ドライプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５乃至８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項５乃至９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法を使用したことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の有機ＥＬ素子、及びその製造方法においては、第１電極を、有機膜厚や発光色に合わせて、多段の膜厚を３次元的に形成したことで、各画素ごとの視野角依存性を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の有機ＥＬ素子の概略断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の概略断面図である。
【図３】ディスプレイパネルの素子構造を示す概略断面図
【図４】凸版印刷装置の概略図
【図５】従来の構造における比較例の視野角特性
【図６】本発明の構造における実施例の視野角特性
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの説明をするために一例としてアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルに関して述べる。ただし、本発明はアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルに限定されるものではなく、パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置にも適用することができる。
以下、本発明による有機ＥＬ素子、及びその製造方法は、図面を用いて説明する。
【００２０】
本発明の一様態としての有機ＥＬ素子の概略断面図を図２に示した。本発明の有機ＥＬ素子は、基板１０１と、基板上の画素ごとに設けられた第１電極（陽極）１０４と、これに対向するように形成された第２電極（陰極）１１０とに狭持された層（発光媒体層１０９）を有している。
第１電極１０４は、基板１０１の一方の面に、形成すべき画素に応じてパターニングされている。そして、各第１電極１０４の上面は、エッチングされ、多段階の膜厚で形成されている。
また、発光媒体層１０９には、少なくとも発光に寄与する有機発光層１０８と、電子あるいは正孔を注入するキャリア注入層として、正孔輸送層１０６を含んでいる。なお、発光媒体層１０９としては、第２電極（陰極）１１０と発光媒体層１０９の間に電子注入層や正孔ブロック層（インターレイヤー１０７）、第１電極（陽極）１０４と発光媒体層１０９の間に正孔注入層や電子ブロック層（インターレイヤー１０７）等を必要に応じて積層することができる。
【００２１】
さらに本発明の有機ＥＬ素子は有機発光層１０８を区画する隔壁１０５を有する。このような有機ＥＬ素子を画素（サブピクセル）として配列することにより、ディスプレイパネルとすることができる。各画素を構成する有機発光層１０８を例えばＲＧＢの３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できる。
【００２２】
本発明の有機ＥＬ素子では、第１電極１０４をエッチング加工することにより、発光色や発光媒体の膜厚に合わせて画素ごとに多段の膜厚を形成したことで、各膜厚での視野角特性を改善でき、視野角依存性を抑制することができる。
【００２３】
以下、本発明の有機ＥＬ素子構成について詳細に説明する。
【００２４】
図３に本発明に用いることができる隔壁付きＴＦＴ基板の例を示した。本発明のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルに用いるＴＦＴ付き基板（バックプレーン）３１０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と有機ＥＬディスプレイパネルの下部電極（画素電極）が設けられており、かつ、ＴＦＴと下部電極とが電気的に接続されている。
【００２５】
ＴＦＴや、その上方に構成されるアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルは支持体で支持される。支持体としては機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れた支持体であれば如何なる材料も使用することができる。例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、または、これらプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは複数層を積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板や、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができる。光の取出しをどちらの面から行うかに応じて支持体の透光性を選択すればよい。これらの材料からなる支持体は、有機ＥＬディスプレイパネル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ましい。特に、発光媒体層への水分の侵入を避けるために、支持体における含水率およびガス透過係数を小さくすることが好ましい。
【００２６】
支持体上に設ける薄膜トランジスタは、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層、ゲート絶縁膜及びゲート電極から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。
【００２７】
活性層３０３は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層３０３は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法、ＳｉＨ４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法、Ｓｉ２Ｈ６ ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ４ ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）、減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極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）、等が挙げられる。
【００２８】
ゲート絶縁膜３０４としては、よく知られた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でき、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等を用いることができる。
【００２９】
ゲート電極３０５としては、よく知られたゲート電極として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅等の金属や高融点金属（チタン、タンタル、タングステン等）、ポリシリコン、高融点金属のシリサイドやポリサイド、等が挙げられる。
【００３０】
薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。
【００３１】
本発明のディスプレイパネルは薄膜トランジスタが有機ＥＬディスプレイパネルのスイッチング素子として機能するように接続されている必要があり、トランジスタのドレイン電極３１０と有機ＥＬディスプレイパネルの画素電極が電気的に接続されている。
【００３２】
次に、第１電極１０４の形成法を説明する。
支持体（基板）１０１上に、第１電極１０４になる材料を成膜し、形成されるべき画素に応じてパターニングを行う。
第１電極１０４の材料としては、正孔の注入を効率よく行うために、仕事関数が大きい材料が用いられる。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。
本発明のトップエミッション方式では透明であることは必要ではないが、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性金属酸化物を用いて第１電極１０４を形成してもよい。さらに、ＩＴＯなど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、 Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗなど）を用いることが好ましい。この反射電極１０２は、導電性金属酸化物より抵抗率が低いので補助電極として機能すると同時に、有機発光層１０８にて発光される光を第２電極１１０側に反射して光の有効利用を図ることが可能となる。
【００３３】
第１電極１０４の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。第１電極１０４のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。基板としてＴＦＴを形成した物を用いる場合は下層の画素に対応して導通をとることができるように形成する。
【００３４】
本発明において、図２に示すような形状の第１電極１０４を形成する手順としては、マスク蒸着により、反射電極１０２を画素ごとにパターニング成膜した後、透明電極をマスクスパッタリング法により、反射電極１０２上に成膜する。次に、レジスト膜を成膜し、パターニングを行って必要なパターンを形成後、異方性のドライエッチングを行う。
このレジストパターンの形成とドライエッチング工程を繰り返すことにより、多段の膜厚を有する電極を形成することができる。
【００３５】
本発明の隔壁１０５は画素に対応した発光領域を区画するように形成し、第１電極１０４の端部を覆うように形成するのが好ましい（図２参照）。一般的にアクティブマトリクス駆動型のディスプレイパネルは各画素（サブピクセル）に対して画素電極１０４が形成され、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、画素電極の端部を覆うように形成される隔壁の最も好ましい形状は各画素電極を最短距離で区切る格子状を基本とする。
【００３６】
隔壁１０５の形成方法としては、従来と同様、基板上に無機膜を一様に形成し、レジストパターンでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基板上に感光性樹脂を積層し、フォトリソ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。必要に応じて撥水剤を添加したり、プラズマやＵＶを照射して形成後にインクに対する撥液性を付与することもできる。隔壁１０５の好ましい高さは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜２μｍ程度である。高すぎると対向電極の形成及び封止を妨げ、低すぎると画素電極３０１の端部を覆い切れない、あるいは発光媒体層１０９の形成時に隣接する画素と混色してしまうからである。
【００３７】
次に、有機発光層１０８等の発光媒体層１０９の形成方法について説明する。
まず隔壁１０５形成後、正孔輸送層１０６を形成する。
正孔輸送材料としては、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）
などが挙げられる。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て形成する。また正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３ 、ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１）、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２ 、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｈＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２などの無機材料を蒸着法を用いて形成する。ただし材料はこれらに限定されるもの
ではない。
【００３８】
正孔輸送層１０６形成後、インターレイヤー層１０７に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しく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などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。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て形成する。
インターレイヤー層１０７形成後、有機発光層１０８を形成する。有機発光層１０８は電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層１０８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、イリジウム錯体系など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。
【００３９】
これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。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、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、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、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加されてもよい。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態にかかる凸版印刷装置について図４を参照して説明する。
図４は、有機発光材料からなる有機発光インキを、画素電極、絶縁層、正孔輸送層が形成された被印刷基板４０７上にパターン印刷する際に使用するもので、凸版印刷装置はインクタンク４０１とインキチャンバー４０２とアニロックスロール４０３と凸版が設けられた版４０５がマウントされた版銅４０６、及び被印刷基板４０７を載置するステージ４０８、を有している。
インクタンク４０１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４０２にはインクタンク４０１より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４０３はインキチャンバー４０１のインキ供給部に接して回転可能に指示されている。
【００４１】
次に、第２電極１１０を形成する。第２電極を陰極とする場合には透過性が高く、且つ、有機発光層１０８への電子注入効率の高い、仕事関数の高い材料を用いる。具体的には、ＬｉＦ、ＢａＦ2，ＣｓＦなどの材料である。
第２電極１１０の成膜成法は、材料に応じて、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、スパッタ法を用いることができる。
【００４２】
次に、封止体（図示せず）について説明する。
発光媒体層１０９から基板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、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ため通常は外部と遮断するための封止体（図示せず）を設ける。封止体は例えば封止材上に樹脂層を設けて作製することができる。
封止材としては、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、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、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、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な
どがあり、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ましい。
【００４３】
前記樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２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などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、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などを挙げることができる。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できる。封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬディスプレイパネルの大きさや形状により任意に決定されるが、５〜５００μｍ程度が望ましい。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが、直接有機ＥＬディスプレイパネル側に形成することもできる。
【００４４】
最後に、有機ＥＬディスプレイパネルと封止体との貼り合わせを封止室で行う。封止体を、封止材と樹脂層の２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ましい。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ましい。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できる。
【００４５】
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法などのドライプロセスを用いて、窒化珪素膜など無機薄膜による封止体とすることも可能であり、また、これらを組み合わせることも可能である。
パシベーション膜の膜厚は、１００〜５００ｎｍを用いることができ、材料の透湿性、水蒸気光透過性などにより異なるが１５０〜３００ｎｍが好適に用いる事ができる。トップエミッション型の構造では、上記の特性に加え、光透過性を考慮する必要があり、可視光波長領域の全平均で７０％以上であれば好適に用いる事が可能である。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
基板として支持体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を備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは２００ｍｍ×２００ｍｍでその中に対角５インチのディスプレイが中央に設置されており、この基板の上方に第１電極を形成させた。形成方法としては、まず、反射電極としてＣｒをマスク蒸着し、スパッタ法によりＩＴＯ膜を厚さ１５０ｎｍ形成し、画素の端から画素幅の１０％ずつ中心に向かうほど、膜厚が薄くなるよう形成し、発光層が赤の場合、６０〜１５０ｎｍ、青、緑の場合は、６０〜１１０ｎｍの多段の膜厚になるように、スパッタリング成膜でマスクを形成し、反応性イオンエッチングでエッチングする作業を繰り返し行った。
【００４７】
次に、画素を区画するように隔壁を形成した。
隔壁の形成方法は、まず、アクリル系のフォトレジスト材料を前面スピンコートし、厚さを２μｍとした。基板前面に塗布されたフォトレジスト材料に対してフォトリソグラフィー法により画素電極間に幅４０μｍのラインパターンを形成した。
第１電極と隔壁の表面上に、厚さ２０ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）を、スパッタ法により成膜した。
【００４８】
次に、インターレイヤー材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用いこの基板を凸版印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのラインパターンに合わせて有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後のインターレイヤーの膜厚は１０ｎｍとなった。更に、有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、この基板を凸版印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのラインパターンに合わせて有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層の膜厚は８０ｎｍとなった。この工程を３回繰り返し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の発光色に対する有機発光層を各画素に形成した。
【００４９】
次に、第２電極として真空蒸着法でＢａ膜をメタルマスクを用いて厚み４ｎｍ成膜した後、Ａｌ膜を真空蒸着法によりメタルマスクを用いて５ｎｍ成膜した。そして、パッシベーション膜（図示せず）としてＳｉＯｘを、ＥＢ蒸着法により２００ｎｍ積層した。その後、封止ガラスと接着剤を、発光領域をカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して密閉封止し、アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルを製作した。
【００５０】
＜比較例＞
次に、比較例について説明する。
比較例として、本発明に係る有機ＥＬパネルには該当しない構成の有機ＥＬパネルを作製した。この比較例は、実施例１で形成した段差を持たせた第１電極ではなく、第１電極の全幅で膜厚を１５０ｎｍになるようにパターンニングした第１電極を形成した後に、第１電極の鍔部を被覆するように隔壁を形成させた。この第１電極の成膜より先の工程は、実施例１と同一とした。従って、正孔輸送層においてほぼ均一な膜厚となり、周囲より高抵抗な膜が存在しないため、本発明には該当しないアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。
図５に、比較例の視野角特性を、図６に実施例の視野角特性を示す。
実施例の視野角特性は、膜厚によって異なる視野角特性と光取り出し効率に向上により、全体として視野角特性が改善され、比較例と比べ、正面（−３０度〜３０度）輝度が改善され全体として２％輝度が向上した。
【符号の説明】
【００５１】
１０１・・・支持体（基板）
１０２・・・反射電極
１０３・・・透明電極
１０４・・・第１電極
１０５・・・隔壁
１０６・・・正孔輸送層
１０７・・・インターレイヤー層
１０８・・・有機発光層
１０９・・・発光媒体層
１１０・・・第２電極
３０１・・・画素電極
３０２・・・支持体（基板）
３０３・・・活性層
３０４・・・ゲート絶縁膜
３０５・・・ゲート電極
３０６・・・ソース電極
３０７・・・ドレイン電極
３０８・・・走査線
３０９・・・絶縁膜
３１０・・・ＴＦＴ付き基板
３１１・・・隔壁
４００・・・凸版印刷装置
４０１・・・インキタンク
４０２・・・インキチャンバ
４０３・・・アニロックスロール
４０４・・・インキ層
４０５・・・版
４０６・・・版胴
４０７・・・被印刷基板
４０８・・・ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１電極と、
第１電極に対向する第２電極と、
第１電極を画素ごとに区画する隔壁と、
第１電極及び第２電極の間に挟持され、少なくとも有機発光層と、
第１電極及び有機発光層の間に形成されたキャリア注入層を含む発光媒体層を有する有機ＥＬ素子、及びディスプレイパネルにおいて、
前記画素が、少なくとも第１の発光色を示す第１の画素と、
第２の発光色を示す第２の画素を有し、
前記第１の画素の第１電極は多段階に変化する膜厚分布を有する第１のパターンを有し、前記第２画素の第１電極は第１のパターンとは異なる多段階に変化する膜厚分布を有する第２のパターンを有すること
を特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第１電極は、金属からなる鏡面反射をする反射電極と、反射電極上の透明電極から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記キャリア注入層は、正孔輸送層および／または正孔注入層で形成され、前記第２電極と前記有機発光層との間には、電子輸送層および／または電子注入層が、形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を使用したことを特徴とするディスプレイパネル。
【請求項５】
基板の上に、第１電極を形成する成膜工程と、
形成すべき画素に応じて形成した膜をパターニングして電極を形成するパターニング工程と、
電極を、各画素ごとに、多段階の膜厚に形成して第一電極とするエッチング工程と
前記パターン形成された第１電極の端部を覆うように隔壁を形成する工程と
前記第1電極を覆うように発光媒体層を形成する発光媒体層形成工程と、
前記有機ＥＬ層を覆うように、第２電極を形成する電極形成工程と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記正孔輸送層、前記正孔注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
前記電子輸送層及び前記電子注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記ウェットプロセス法が凸版印刷法であることを特徴とする請求項６または７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
前記発光媒体層が、ドライプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５乃至８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項５乃至９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法を使用したことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１】
基板上に、第１電極と、
第１電極に対向する第２電極と、
第１電極を画素ごとに区画する隔壁と、
第１電極及び第２電極の間に挟持され、少なくとも有機発光層と、
第１電極及び有機発光層の間に形成されたキャリア注入層を含む発光媒体層を有する有機ＥＬ素子、及びディスプレイパネルにおいて、
前記画素が、少なくとも第１の発光色を示す第１の画素と、
第２の発光色を示す第２の画素を有し、
前記第１の画素の第１電極は多段階に変化する膜厚分布を有する第１のパターンを有し、前記第２画素の第１電極は第１のパターンとは異なる多段階に変化する膜厚分布を有する第２のパターンを有すること
を特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第１電極は、金属からなる鏡面反射をする反射電極と、反射電極上の透明電極から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記キャリア注入層は、正孔輸送層および／または正孔注入層で形成され、前記第２電極と前記有機発光層との間には、電子輸送層および／または電子注入層が、形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を使用したことを特徴とするディスプレイパネル。
【請求項５】
基板の上に、第１電極を形成する成膜工程と、
形成すべき画素に応じて形成した膜をパターニングして電極を形成するパターニング工程と、
電極を、各画素ごとに、多段階の膜厚に形成して第一電極とするエッチング工程と
前記パターン形成された第１電極の端部を覆うように隔壁を形成する工程と
前記第1電極を覆うように発光媒体層を形成する発光媒体層形成工程と、
前記有機ＥＬ層を覆うように、第２電極を形成する電極形成工程と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記正孔輸送層、前記正孔注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
前記電子輸送層及び前記電子注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記ウェットプロセス法が凸版印刷法であることを特徴とする請求項６または７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
前記発光媒体層が、ドライプロセス法により形成されることを特徴とする請求項５乃至８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項５乃至９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法を使用したことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
【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２０１１−６０５９２（Ｐ２０１１−６０５９２Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０９２３３（Ｐ２００９−２０９２３３）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【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２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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