有機ＥＬ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を抑制することが可能な有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板１０１と、基板１０１上に形成された第一電極１０２と、基板１０１上に形成され且つ第一電極１０２の周囲を囲む隔壁１０３と、隔壁１０３内で第一電極１０２上に形成されて画素を構成する発光媒体層１０８と、隔壁１０３及び発光媒体層１０８上に形成された第二電極１０９を備え、発光媒体層１０８の有機発光層１０６の膜厚が画素の中心から隔壁１０３に向かうほど厚さが厚くなる場合は、当該有機発光層１０６の上に形成される電子注入層１０７の膜厚も画素の中心から隔壁１０３にかけて厚く形成し、逆の場合は、電子注入層１０７の膜厚を画素の中心から隔壁にかけて薄く形成する。
【解決手段】基板１０１と、基板１０１上に形成された第一電極１０２と、基板１０１上に形成され且つ第一電極１０２の周囲を囲む隔壁１０３と、隔壁１０３内で第一電極１０２上に形成されて画素を構成する発光媒体層１０８と、隔壁１０３及び発光媒体層１０８上に形成された第二電極１０９を備え、発光媒体層１０８の有機発光層１０６の膜厚が画素の中心から隔壁１０３に向かうほど厚さが厚くなる場合は、当該有機発光層１０６の上に形成される電子注入層１０７の膜厚も画素の中心から隔壁１０３にかけて厚く形成し、逆の場合は、電子注入層１０７の膜厚を画素の中心から隔壁にかけて薄く形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子と、その製造方法に関するものであり、特に、有機薄膜のＥＬ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、陽極としての電極と、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た構造を有しており、電極（陽極と陰極）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。
上記のような有機ＥＬ素子には、発光効率を増大させるなどの目的から、陽極と有機発光層との間に、正孔注入層、正孔輸送層、又は、有機発光層と陰極との間に、電子輸送層、電子注入層等が、適官選択して設けられている。そして、有機発光層と、上述した正孔注入層、正孔輪送層、電子輪送層、電子注入層等を合わせた層が、有機発光層と呼ばれている。
【０００３】
また、有機発光層を形成する有機発光材料には、低分子材料と高分子材料とがある。一般的に、低分子材料は、真空蒸着法等により薄膜を形成し、このときに微細パターンのマスクを用いてパターニングするが、この方法では、基板が大型化すればするほど、パターニング精度が出にくいという問題がある。また、真空蒸着法等による薄膜の形成では、真空中で成膜するために、スループットが悪いという問題がある。
【０００４】
そこで、最近では、高分子材料を溶剤に溶かして塗工液とし、この塗工液をウェットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。高分子材料の塗工液を用い、ウェットコーティング法で有機発光層を含む発光媒体層を形成する場合の層構成は、陽極側から、正孔輸送層及び有機発光層を積層する二層構成が一般的である。
このとき、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、安定して分散させてなる有機発光インキを用いて、塗り分ける必要がある。
【０００５】
上述したような従来の有機ＥＬ素子において、例えば、図５に示すように、ウェットコーティング法で有機発光層１０６の形成を行うと、第一電極１０２（画素電極）を絶縁するために設けられた隔壁１０３の形状に沿って、ウェットコーティング法で形成した薄膜が厚膜化するため、有機発光層１０６の平坦性が悪化してしまう。なお、図５は、従来例の有機ＥＬ素子１００の概略構成を示す断面図である。
【０００６】
そのため、画素内での発光が不均一となり、一画素内のピーク輝度に対して、画素内全輝度が低滅する問題があった。さらに、有機発光層の膜厚が、ある程度まで厚くなると、有機発光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間題もあった。このような問題を解決する方法として、例えば、下記特許文献１に示すような、有機発光層の膜厚を均一にする方法が提案されている。
【０００７】
特許文献１には、インクジェット法による、有機発光層の膜厚の平坦性を高める方法として、予め、基板上に、フォトリソグラフィ法等を用いて、撥インキ性のある材料でバンクを形成し、そのバンク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弾かれ、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。しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、弾い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ある。
【０００８】
また、特許文献１に開示されている方法とは別の方法として、下記特許文献２には、正孔輪送層を陽極上のみに選択的に形成することで陽極上だけを発光させて、発光画素の発光領域を均一にする方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２‐３０５０７７号公報
【特許文献２】特開２００８‐７１８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に開示されている方法では発光領域を均一にすることは可能であるが、有機発光層に膜厚の分布が存在するため、有機発光層が形成する発光領域に発生する画素内での発光ムラや輝度低下を抑制することが困難である。
本発明では、有機ＥＬ素子が備える発光媒体層において、有機発光層の平坦性が低いことに起因する、画素内での発光ムラや輝度低下を抑制することが可能な、有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のうち、請求項１に記載した発明は、基板と、当該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て画素を構成する発光媒体層と、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素子であって、前記発光媒体層は、電子注入層を除き、前記隔壁から画素の中心に近づくほど膜厚が減少又は増加している発光媒体層の膜上に、膜厚が不均一な電子注入注入層が少なくとも１層形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【００１２】
次に、本発明のうち、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記発光媒体層は、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ものである。
次に、本発明のうち、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した発明であって、前記電子注入層は、アルカリ金属及び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ものである。
【００１３】
次に、本発明のうち、請求項４に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載した発明であって、前記電子注入層は、有機物を用いて形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
次に、本発明のうち、請求項５に記載した発明は、請求項１から請求項４のうち何れか一項に記戟した発明であって、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が減少する場合、画素の中心から当該発光強度が１０％減少する領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該発光強度が１０％減少する領域から隔壁側の電子注入層の厚さを厚くし、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が増大する場合、画素の中心から当該発光強度が１０％増大する領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該発光強度が１０％増大する領域から隔壁側の電子注入層の厚さを薄くしたことを特徴とするものである。
【００１５】
次に、本発明のうち、請求項６に記載した発明は、有機発光層の発光膜厚が、画素の中心より隔壁側が厚くなる場合、画素の中心膜厚から当該膜厚が５ｎｍ厚くなる領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該膜厚が中心より５ｎｍ以上厚くなる領域から隔壁側の電子注入層の厚さを厚くし、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が増大する場合、画素の中心から当該膜厚が５ｎｍ薄くなる領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該膜厚が５ｎｍ以上薄くなる領域から隔壁側の電子注入層の厚さを薄くしたことを特徴とするものである。
【００１６】
次に、本発明のうち、請求項７に記載した発明は、請求項１から請求項６のうち何れか一項に記載した有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記発光媒体層に含まれる層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されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、膜厚分布のある有機ＥＬパネルにおいて、有機発光層の膜厚の分布に応じて、電子注入層の膜厚を変化させるように形成することが可能となり、画素の中心より膜厚の厚い部分では、電子注入性を高くし、薄い部分では、電子注入性を低くすることが可能となる。このため、画素内において発生する輝度低下、及び、ムラ改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す説明図であり、（ａ）は有機発光層の画素中心膜厚が薄い有機ＥＬ素子の縦断面図、（ｂ）は有機発光層の画素中心膜厚が厚い有機ＥＬ素子の縦断面図である。
【図２】基板の詳細な構成を示す縦断面図である。
【図３】凸版印刷法に用いる凸版印刷装置の概略構成図である。
【図４】電子注入層の成膜に用いるメタルマスクパターンであり、（ａ）は有機発光層の画素中心膜厚が薄いときの電子注入層用メタルマスク、（ｂ）は有機発光層の画素中心膜厚が厚いときの電子注入層用メタルマスクである。
【図５】従来の有機ＥＬ素子の一例を示す説明図であり、（ａ）は有機発光層の画素中心膜厚が薄い有機ＥＬ素子の縦断面図、（ｂ）は有機発光層の画素中心膜厚が厚い有機ＥＬ素子の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成と、有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
（構成）
まず、図１を用いて、本実施形態の有機ＥＬ素子１００の構成を説明する。図１は、本実施形態の有機ＥＬ素子１００の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、有機ＥＬ素子１００は、基板１０１と、第一電極１０２と、隔壁１０３と、発光媒体層１０６と、第二電極１０９を備えている。本実施形態では、一例として、第一電極１０２を陽極
とし、第二電極１０９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１０２は、画素ごとに隔壁１０３で区画された画素電極として形成され、第二電極１０９は、素子全面に形成した対向電極として形成される。なお、また、有機ＥＬ素子１００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１０２、第二電極１０９）がそれぞれ直交するストライプ状とした、パッシプマトリマトリックス駆動型の有機ＥＬ素子であってもよい。また、第一電極１０２を陰極とし、第二電極１０９を陽極とした逆構造としてもよい。
【００２０】
（基板の詳細な構成）
以下、図１を参照しつつ、図２を用いて、基板１０１の詳細な構成について説明する。図２は、基板１０１として用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２００の詳細な構成を示す断面図である。なお、本実施形態では、基板１０１として、第一電極及び隔壁が設けられたＴＦＴ基板を用いた場合を例に挙げて説明する。本実施形態の有機ＥＬ素子１００が備える基板１０１は、薄膜トランジスタ２００と第一電極２０１（画素電極）が設けられている。薄膜トランジスタ２００と第一電極１０２とは電気接続している。また、薄膜トラ
ンジスタ２００は、基板１０１（支持体）で支持されている。基板１０１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。
【００２１】
ここで、基板１０１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。
また、基板１０１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。
【００２２】
さらに、基板１０１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１０１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。
【００２３】
上記の材料からなる基板１０１は、有機ＥＬ素子１００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１０６への水分の侵入を避けるために、基板１０１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。
薄膜トランジスタ２００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２０３と、ゲート絶縁膜２０４及びゲート電極２０５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。
【００２４】
上記の活性層２０３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。
（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）。
【００２５】
ゲート絶縁膜２０４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。即ち、ゲート絶縁膜２０４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２０５としては、一般的にゲート電極２０５として使用されているものを用いることが可能である。即ち、ゲート電極２０５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。なお、薄膜トランジスタ２００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。
【００２６】
また、本実施形態の有機ＥＬ素子１００は、薄膜トランジスタ２００が有機ＥＬ素子１００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２００のドレイン電極２０７と、第一電極１０２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２０６を付し、走査線に符号２０８を付し、薄膜トランジスタ２００と第一電極１０２及び隔壁１０３との間に介装したトランジスタ絶縁膜に、符号２０９を付している。
【００２７】
（第一電極の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、第一電極１０２の詳細な構成について説明する。第一電極１０２は、基板１０１上にパターン化して形成されており、隔壁１０３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１０２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。
【００２８】
ここで、第一電極１０２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１００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１００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１０２を形成してもよい。
【００２９】
さらに、第一電極１０２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１０６にて発光される光を、第二電極１０９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１００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１０２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。
【００３０】
（隔壁の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、隔壁１０３の詳細な構成について説明する。隔壁１０３は、基板１０１上に形成されており、第一電極１０２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１００は、各画素（サブピクセル）に対して第一電極１０２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１０２の端部（側面）を覆うように形成される隔壁１０３の最も好適な形状は、第一電極１０２を最短距離で区切る格子状を基本とする。
【００３１】
また、隔壁１０３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１０３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１０３の好適な高さは、０．１［μｍ］以上１０［μｍ］以下の範囲内であり、より好適には、０．５［μｍ］以上２［μｍ］以下の範囲内程度である。その理由は、隔壁１０３の高さが高すぎる場合、第二電極１０９（対向電極）の形成及び封止を妨げ、隔壁１０３の高さが低すぎる場合、第一電極１０２の端部を覆い切れない、又は、発光媒体層１０６の形成時に、隣接する画素と混色してしまうためである。
【００３２】
隔壁１０３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１０３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。
【００３３】
（発光媒体層の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、発光媒体層１０６の詳細な構成について説明する。発光媒体層１０６は、隔壁１０３内で第一電極１０２上に形成されて、第一電極１０２と第二電極１０９との間に挟まれており、正孔注入層１０４と、有機発光層１０６と、電子注入層１０７と、インターレイヤー層１０５を含んでいる。正孔注入層１０４は、電子又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１０２上及び隔壁１０３上、具体的には、第一電極１０２上と、隔壁１０３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。なお、正孔注入層１０４の詳細な構成については、後述する。
【００３４】
有機発光層１０６は、発光に寄与する層であり、正孔注入層１０４上に形成されている。即ち、正孔注入層１０４は、有機発光層１０６の下に形成されている。図１ａの場合の有機発光層１０６は、画素の中心が最も薄く、隔壁１０３にむかうにつれて厚くなっている。また、図１ｂの場合の有機発光層１０６は、画素の中心が最も厚く、隔壁１０３にむかうにつれて、薄くなっている。なお、有機発光層１０６の詳細な構成については、後述する。
【００３５】
電子注入層１０７は、電子を注入する層であり、有機発光層１０６上に形成されている。また、電子注入層１０７の膜厚は、有機発光層１０６の膜厚同様、画素の中心から隔壁にかけて分布を持っている。なお、電子注入層１０７の詳細な構成については、後述する。
インターレイヤー層１０５は、正孔注入層１０４と有機発光層１０６との間に形成されて、正孔注入層１０４及び有機灘光層１４と積層している。また、インターレイヤー層１０５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１０８は、隔壁１０３内で第一電極１０２上に形成されることにより、有機ＥＬ素子１００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。即ち、各画素を構成する有機発光層１０６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。
【００３６】
（正孔注入層の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、正孔注入層１０４の詳細な構成について説明する。正孔注入層１０４の膜厚は、２０［ｎｍ］以上１００［ｎｍ］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１０４の膜厚が２０［ｎｍ］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１０４の膜厚が１００［ｎｍ］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。正孔注入層１０４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１０４を形成する。
【００３７】
また、正孔注入層１０４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１０４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。
【００３８】
（有機発光層の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、有機発光層１０６の詳細な構成について説明する。有機発光層１０６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１０６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１０５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。
【００３９】
有機発光層１０６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。
【００４０】
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、又は、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。
【００４１】
（電子注入層の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、電子注入層１０７の詳細な構成について説明する。電子注入層１０７の材料としては、例えば、透過性が高く、有機発光層１０６への電子注入効率が高い、仕事関数の高い材料を用いる。この場合、具体的な材料としては、ＬｉＦ、ＢａＦ２、ＣｓＦ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、これ以外にも、電子注入層１０７の材料としては、例えば、有機材料として、Ａ１ｑ３が挙げられるが限定するものではない。
【００４２】
また、電子注入層１０７は、有機発光層１０６の中心から隔壁１０３へ向かう方向へ、有機発光層１０６の発光強度が低下する図１ａの場合は、１０［％］低下領域から、隔壁１０３にかけて厚くなるように形成されている。一方、有機発光層１０６の中心から隔壁１０３へ向かう方向へ、有機発光層１０６の発光強度が増加する図１ｂの場合は、１０［％］増加する領域から、隔壁１０３にかけて薄くなるように形成されている。
【００４３】
ここで、有機発光層１０６の中心から隔壁１０３へ向かう方向へ有機発光層１０６の膜厚が厚くなる図１ａの場合、画素の中心膜厚から５ｎｍ厚くなる領域から有機発光層１０６の発光強度が１０［％］低下するため、電子注入層１０７は画素の中心膜厚から５ｎｍ厚くなる領域から隔壁１０３に掛けて電子注入層１０７が厚くなるように形成されている。このように、高い電子注入性の必要な膜厚が厚い領域には電子注入層を厚くすることで電子注入層からの電子注入効率を向上させ、膜厚の厚い画素周辺領域と画素中央領域での発光ムラや駆動電圧を低下することができる。
一方、有機発光層１０６の中心から隔壁１０３へ向かう方向へ有機発光層１０６の膜厚が薄くなる図１ｂの場合は、画素の中心膜厚から５ｎｍ薄くなる領域から有機発光層１０６の発光強度が１０［％］増加するため、電子注入層１０７は画素の中心膜厚から５ｎｍ薄くなる領域から隔壁１０３に掛けて電子注入層１０７が薄くなるように形成されている。このように、発光輝度が高くなり易い膜厚が薄い領域には電子注入層を薄くすることで電子注入層からの電子注入効率を抑えて発光輝度を抑え、膜厚の薄い画素周辺領域と画素中央領域での発光ムラや駆動電圧を低下することができる。
【００４４】
（第二電極の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、第二電極１０９の詳細な構成について説明する。第二電極１０９は、基板２及び発光媒体層１０８上に形成されており、第一電極１０２と対向している。ここで、第二電極１０９は、例えば、電子注入層１０７への、水や酸素の浸入を防ぐために、隔壁１０３及び発光媒体層１０８全体を覆うように形成する。第二電極１０９の材料としては、第二電極１０９を陰極とする場合には、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体を用いる。
【００４５】
（封止体について）
有機ＥＬ素子１００を、上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１０８から、基板１０１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１００は、電極（第一電極１０２、第二電極１０９）間に発光材料（発光媒体層１０８）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１０６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１００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。
【００４６】
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、１×１０−６［ｇ／ｍ２／ｄａｙ］以下であることが好適である。
【００４７】
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。
【００４８】
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、５［μｍ］以上５００［μｍ］以下の範囲内程度が好適である。
【００４９】
なお、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１００側に、直接形成することも可能である。また、有機ＥＬ素子１００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。
【００５０】
なお、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、１００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］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、水蒸気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、１５０［ｎｍ］以上３００［ｎｍ］以下の範囲内とすることが好適である。また、有機ＥＬ素子１００を、上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。
【００５１】
（有機ＥＬ素子の製造方法）
以下、図１及び２を参照しつつ、図３を用いて、有機ＥＬ素子１００の製造方法を説明する。有機ＥＬ素子１００を製造する際には、まず、基板１０１上に第一電極１０２を形成する、第一電極形成工程を行う。即ち、有機ＥＬ素子１００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１０２を形成する方法としては、第一電極１０２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１０２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。
【００５２】
ここで、第一電極１０２のパターニング方法としては、第一電極１０２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１０１としてＴＦＴ２００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。
【００５３】
そして、基板１０１上に第一電極１０２を形成した後、第一電極１０２の周囲を囲む隔壁１０３を基板１０１上に形成する、隔壁形成工程を行う。即ち、有機ＥＬ素子１００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１０２を形成した基板１０１上に隔壁１０３を形成する方法としては、例えば、第一電極１０２を形成した基板１０１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１０２を形成した基板１０１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。
【００５４】
また、必要に応じて、隔壁１０３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１０３の形成後に、隔壁１０３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１０１上に隔壁１０３を形成した後、発光媒体層１０８を第一電極１０２上に形成する、発光媒体層形成工程を行う。即ち、有機ＥＬ素子１００の製造方法には、発光媒体層形成工程を含む。
【００５５】
発光媒体層形成工程は、正孔注入層１０４を第一電極１０２上が覆うように形成する正孔注入層形成工程と、有機発光層１０６を正孔注入層１０４上に形成する有機発光層形成工程と、電子注入層１０７を有機発光層１０６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１０４の材料に応じて、正孔注入層１０４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。
【００５６】
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。なわち、発光媒体層１０８が含む層（正孔注入層１０４、有機発光層１０６、電子注入層１０７）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してもよい。
【００５７】
有機発光層形成工程では、有機発光層１０６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１０６を各発光色に塗り分ける場合には、隔壁１０３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。
【００５８】
即ち、有機発光層形成工程では、第一電極１０２上を覆うように形成された正孔注入層１０４上に、有機発光層１０６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１０６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何れかを用いて行う。なお、上述した成膜法以外の方法を用いて、有機発光層１０６を形成してもよい。
【００５９】
ここで、図３を用いて、上記の凸版印刷法により、有機発光層１０６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３００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３００は、有機発光材料からなる有機発光インキを、第一電極１０２、正孔注入層１０４、インターレイヤー層１０５が形成された基板１０１上にパターン印刷する際に用いる装置であり、インキタンク３０１と、インキチャンバー３０２と、アニロックスロール３０３と、凸部を有する凸版３０５がマウントされた版胴３０６を有している。
【００６０】
インキタンク３０１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３０２には、インキタンク３０１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３０３は、インキチャンバー３０２のインキ供給部に接して、インキチャンバー３０２へ回転可能に支持されている。
上記のパターン印刷を行う際には、アニロックスロール３０３の回転に伴い、アニロックスロール３０３の表面に供給された有機発光インキのインキ層３０４が、均一な膜厚に形成される。このインキ層３０４のインキは、アニロックスロール３０３に近接して回転駆動される版胴３０６にマウントされた凸版３０５の凸部に転移する。そして、ステージ３０８に、被印刷基板３０７（基板１０１）が設置されており、凸版３０５の凸部にあるインキが被印刷基板３０７（基板１０１）に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て、基板１０１上に有機発光層１０６が形成されることとなる。
【００６１】
なお、他の発光媒体層（例えば、インターレイヤー層１０５）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１０１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１００は、発光媒体層１０８が、正孔注入層１０４と、有機発光層１０６と、電子注入層１０７に加え、インターレイヤー層１０５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１０５を形成するインターレイヤー層形成工程を行う。即ち、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１０５を形成するインターレイヤー層形成工程を含んでいる。
【００６２】
インターレイヤー層１０５形成工程において、インターレイヤー層１０５を形成する際には、インターレイヤー層１０５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。
【００６３】
電子注入層１０７形成工程では、有機発光層１０６よりも面積が小さいマスクパターンを用いて、電子注入層１０７の材料に応じ、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、電子注入層１０７を形成する。
なお、本実施形態では、有機発光層１０６形成工程の後工程として、電子注入層１０７形成工程を行う。
【００６４】
上述した発光媒体層形成工程により発光媒体層１０８を形成した後、基板１０１及び発光媒体層１０８上に、第二電極１０９を形成する、第二電極形成工程を行う。即ち、有機ＥＬ素子１００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１０９を形成する方法としては、第二電極１０９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１０９を形成した後、上述した封止体を形成して、有機ＥＬ素子１００の製造を終了する。
【００６５】
（第一実施形態の効果）
以下、第一実施形態の効果を記載する。本実施形態の有機ＥＬ素子１００及びその製造方法であれば、画素の中心の有機発光層１０６の膜厚を基準にして、隔壁１０３に向かって有機発光層１０６の膜厚が厚くなる場合は電子注入層１０７の膜厚を厚くし、逆に薄くなる場合は、電子注入層１０７も薄くし、膜厚の厚い部分と薄い部分で電子注入性を調整することが可能となる。このため、有機ＥＬ素子１００が備える発光媒体層１０８において、有機発光層１０６の画素の中心膜厚より厚い部分や、薄い部分での輝度ムラや輝度低下を抑制することが可能となる。その結果、画素内で発生する発光ムラや輝度低下を抑制することが可能な、有機ＥＬ素子１００及びその製造方法を提供することが可能となる。
【００６６】
（変形例）
以下、第一実施形態の変形例を列挙する。
（１）本実施形態の有機ＥＬ素子１００では、発光媒体層１０８の構成を、正孔注入層１０４と、有機発光層１０６と、インターレイヤー層１０５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１０８の構成に、インターレイヤー層１０５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１００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１０５を形成するインターレイヤー層１０５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１０６形成工程が、インターレイヤー層１０５形成工程を含んでいなくともよい。
【００６７】
（実施例）
以下、図１から図３を参照しつつ、図４を用いて、上述した第一実施形態の有機ＥＬ素子１００と、二種類の比較例の有機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、第一実施形態の二種類の有機ＥＬ素子１００を実施例１、実施例２と記載する。同様に、以下の説明では、二種類の比較例の有機ＥＬ素子を、それぞれ、比較例１、比較例２と記載する。ここで、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２の有機ＥＬ素子は、全て、有機発光層１０６の色を青色とした。
【００６８】
（実施例１）
実施例１の有機ＥＬ素子１００を製造する際には、基板１０１として、基板１０１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２００と、その上方に形成された第一電極１０２（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のサイズは、２００［ｍｍ］×２００［ｍｍ］である。さらに、上記のアクティブマトリクス基板は、その中に対角が５インチであり、画素数が３２０×２４０のディスプレイが中央に配置されている。そして、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１５０［ｎｍ］のＩＴＯ膜を形成し、これを第一電極１０２とした。
【００６９】
さらに、第一電極１０２の周囲を囲んで画素を区画するような形状で、隔壁１０３を形成した。ここで、隔壁１０３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２［μｍ］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１０２上に幅３０［μｍ］の隔壁１０３を形成した。
【００７０】
次に、上記のように形成した第一電極１０２及び隔壁１０３上に、厚さ２０［ｎｍ］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１０４を形成した。そして、インターレイヤー層１０５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１０２の真上に、そのラインパターンに合わせて、凸版印刷法で印刷を行った。このとき、３００［線／インチ］のアニロックスロール及び感光性樹脂版を使用した。その結果、印刷・乾燥後のインターレイヤー層１０５の膜厚は、２０［ｎｍ］となった。
【００７１】
次に、青色の有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を、その濃度が１［％］と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１０２の真上に、そのラインパターンに合わせて、有機発光層１０６を凸版印刷法で印刷した。このとき、１５０［線／インチ］のアニロックスロール４０５及び水現像タイプの感光性樹脂板を使用した。その結果、印刷・乾燥後の有機発光層１０６の膜厚は、画素の中心が最も薄く６０［ｎｍ］で、隔壁１０３に向かうにつれて厚くなり、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が、画素の中心膜厚より５ｎｍ厚くなり、この点から画素の端まで膜厚が増加した。
【００７２】
次に、電子注入層１０７として、２種類のメタルマスクを用いた真空蒸着法により２回に分けてＢａを形成した。ここで、上記のメタルマスクは、画素の端から、画素の中心に向かって１０［μｍ］以内の範囲が開口している第１メタルマスク（図４ａ）と、画素全体が開口している第２マスク（図示せず）を用いた。まず、第１メタルマスクを用い、画素の端から１０［μｍ］までの領域にＢａを１．２［ｎｍ］形成し、次に第２メタルマスクを用い画素全体にＢａを４．０［ｎｍ］形成した。
【００７３】
さらに、第二電極１０９として、アルミニウム膜を、第２メタルマスクを用いた真空蒸着法により、隔壁１０３及び発光媒体層１０８の上面を覆う広さで、厚みが１５０［ｎｍ］となるように成膜した。そして、上記のように第二電極１０９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。
【００７４】
（実施例２）
隔壁を形成する工程までは、実施例１と同じ工程により作成を行なった。次に、第一電極１０２及び隔壁１０３上に、厚さ２０［ｎｍ］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１０４を形成した。そして、インターレイヤー層１０５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１０２の真上に、そのラインパターンに合わせて、インクジェット法で印刷を行った。その結果、印刷・乾燥後のインターレイヤー層１０５の膜厚は、２０［ｎｍ］となった。
【００７５】
次に、青色の有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を、その濃度が１［％］と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１０２の真上に、そのラ
インパターンに合わせて、有機発光層１０６をインクジェット法で印刷した。その結果、
印刷・乾燥後の有機発光層１０６の膜厚は、画素の中心が最も厚く６０［ｎｍ］で、隔壁
１０３に向かうにつれて薄くなり、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が、画素の中心膜厚より５ｎｍ薄くなり、この点から画素の端まで膜厚が減少した。
【００７６】
次に、電子注入層１０７として、２種類のメタルマスクを用いた真空蒸着法により２回に分けてＢａを形成した。ここで、上記のメタルマスクは、画素の中心から隔壁に向かって距離が±５［μｍ］まで開口している第３メタルマスク（図４ｂ）と、画素全体が開口している前記第２メタルマスクを用いた。まず、第３メタルマスクを用い、画素の中心から１０［μｍ］までの領域に、Ｂａを１．２［ｎｍ］形成し、次に第２メタルマスクを用いて画素全体にＢａを４．０［ｎｍ］形成した。
（比較例１）
比較例１の有機ＥＬ素子は、電子注入層を、有機発光層全体を均一な膜厚で覆うように形成した。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。比較例１においても、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が、画素の中心膜厚より５ｎｍ厚くなり、この点から画素の端まで膜厚が増加した。
（比較例２）
比較例２の有機ＥＬ素子は、電子注入層を、有機発光層全体を均一な膜厚で覆うように成した。その他の材料、各層の厚さ、工程は、上述した実施例２と同等とした。比較例２においても、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が、画素の中心膜厚より５ｎｍ薄くなり、この点から画素の端まで膜厚が減少した。
【００７７】
（実施例及び比較例に対する物性の評価）
上記の手順によって得られた、実施例１及び２、比較例１及び２の有機ＥＬ素子に対して、７Ｖ駆動時の輝度及び発光状態の顕微鏡による目視確認、１５０［ｃｄ／ｍ２］時の駆動電圧を測定し、比較を行った。
発光状態の目視の確認の結果、実施例１及び２では画素内での輝度ムラや輝度低下は見られなかった。一方、比較例１では、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が画素の中心膜厚より５ｎｍ厚くなっている点から発光強度が１０［％］低下し、比較例２では、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が画素の中心膜厚より５ｎｍ薄くなっている点から発光強度が１０［％］増加し、輝度ムラとなって観測された。
また、表１に示した輝度と電圧の比較結果から、実施例１は比較例１と比較して３０％の輝度が向上し、１５０［ｃｄ／ｍ２］時の駆動電圧が０．５Ｖ低電圧化した。実施例２では、比較例２と比較して３０％の輝度が向上し、１５０［ｃｄ／ｍ２］時の駆動電圧が０．７Ｖ低電圧化した。以上のことにより、本発明を実施することにより輝度ムラや輝度低を抑制できただけでなく、輝度が向上し、駆動電圧の低電圧化するという結果が得られた。
【００７８】
【表１】
【符号の説明】
【００７９】
１００・・・有機ＥＬ素子
１０１・・・基板（支持体）
１０２・・・第１電極
１０３・・・隔壁
１０４・・・正孔輸送層
１０５・・・インターレイヤー層
１０６・・・有機発光層
１０７・・・電子注入層
１０８・・・発光媒体層
１０９・・・第２電極（陰極）
２００・・・薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２０１・・・画素電極
２０２・・・支持体
２０３・・・活性層
２０４・・・ゲート絶縁膜
２０５・・・ゲート電極
２０６・・・ソース電極
２０７・・・ドレイン電極
２０８・・・走査線
２０９・・・絶縁膜
２１０・・・ＴＦＴ付き基板
２１１・・・隔壁
３００・・・凸版印刷装置
３０１・・・インキタンク
３０２・・・インキチャンバー
３０３・・・アニロックスロール
３０４・・・インキ層
３０５・・・凸版
３０６・・・版胴
３０７・・・被印刷基板
３０８・・・ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子と、その製造方法に関するものであり、特に、有機薄膜のＥＬ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、陽極としての電極と、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た構造を有しており、電極（陽極と陰極）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。
上記のような有機ＥＬ素子には、発光効率を増大させるなどの目的から、陽極と有機発光層との間に、正孔注入層、正孔輸送層、又は、有機発光層と陰極との間に、電子輸送層、電子注入層等が、適官選択して設けられている。そして、有機発光層と、上述した正孔注入層、正孔輪送層、電子輪送層、電子注入層等を合わせた層が、有機発光層と呼ばれている。
【０００３】
また、有機発光層を形成する有機発光材料には、低分子材料と高分子材料とがある。一般的に、低分子材料は、真空蒸着法等により薄膜を形成し、このときに微細パターンのマスクを用いてパターニングするが、この方法では、基板が大型化すればするほど、パターニング精度が出にくいという問題がある。また、真空蒸着法等による薄膜の形成では、真空中で成膜するために、スループットが悪いという問題がある。
【０００４】
そこで、最近では、高分子材料を溶剤に溶かして塗工液とし、この塗工液をウェットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。高分子材料の塗工液を用い、ウェットコーティング法で有機発光層を含む発光媒体層を形成する場合の層構成は、陽極側から、正孔輸送層及び有機発光層を積層する二層構成が一般的である。
このとき、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、安定して分散させてなる有機発光インキを用いて、塗り分ける必要がある。
【０００５】
上述したような従来の有機ＥＬ素子において、例えば、図５に示すように、ウェットコーティング法で有機発光層１０６の形成を行うと、第一電極１０２（画素電極）を絶縁するために設けられた隔壁１０３の形状に沿って、ウェットコーティング法で形成した薄膜が厚膜化するため、有機発光層１０６の平坦性が悪化してしまう。なお、図５は、従来例の有機ＥＬ素子１００の概略構成を示す断面図である。
【０００６】
そのため、画素内での発光が不均一となり、一画素内のピーク輝度に対して、画素内全輝度が低滅する問題があった。さらに、有機発光層の膜厚が、ある程度まで厚くなると、有機発光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間題もあった。このような問題を解決する方法として、例えば、下記特許文献１に示すような、有機発光層の膜厚を均一にする方法が提案されている。
【０００７】
特許文献１には、インクジェット法による、有機発光層の膜厚の平坦性を高める方法として、予め、基板上に、フォトリソグラフィ法等を用いて、撥インキ性のある材料でバンクを形成し、そのバンク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弾かれ、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。しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、弾い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ある。
【０００８】
また、特許文献１に開示されている方法とは別の方法として、下記特許文献２には、正孔輪送層を陽極上のみに選択的に形成することで陽極上だけを発光させて、発光画素の発光領域を均一にする方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２‐３０５０７７号公報
【特許文献２】特開２００８‐７１８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に開示されている方法では発光領域を均一にすることは可能であるが、有機発光層に膜厚の分布が存在するため、有機発光層が形成する発光領域に発生する画素内での発光ムラや輝度低下を抑制することが困難である。
本発明では、有機ＥＬ素子が備える発光媒体層において、有機発光層の平坦性が低いことに起因する、画素内での発光ムラや輝度低下を抑制することが可能な、有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のうち、請求項１に記載した発明は、基板と、当該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て画素を構成する発光媒体層と、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素子であって、前記発光媒体層は、電子注入層を除き、前記隔壁から画素の中心に近づくほど膜厚が減少又は増加している発光媒体層の膜上に、膜厚が不均一な電子注入注入層が少なくとも１層形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【００１２】
次に、本発明のうち、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記発光媒体層は、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ものである。
次に、本発明のうち、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した発明であって、前記電子注入層は、アルカリ金属及び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ものである。
【００１３】
次に、本発明のうち、請求項４に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載した発明であって、前記電子注入層は、有機物を用いて形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
次に、本発明のうち、請求項５に記載した発明は、請求項１から請求項４のうち何れか一項に記戟した発明であって、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が減少する場合、画素の中心から当該発光強度が１０％減少する領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該発光強度が１０％減少する領域から隔壁側の電子注入層の厚さを厚くし、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が増大する場合、画素の中心から当該発光強度が１０％増大する領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該発光強度が１０％増大する領域から隔壁側の電子注入層の厚さを薄くしたことを特徴とするものである。
【００１５】
次に、本発明のうち、請求項６に記載した発明は、有機発光層の発光膜厚が、画素の中心より隔壁側が厚くなる場合、画素の中心膜厚から当該膜厚が５ｎｍ厚くなる領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該膜厚が中心より５ｎｍ以上厚くなる領域から隔壁側の電子注入層の厚さを厚くし、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が増大する場合、画素の中心から当該膜厚が５ｎｍ薄くなる領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該膜厚が５ｎｍ以上薄くなる領域から隔壁側の電子注入層の厚さを薄くしたことを特徴とするものである。
【００１６】
次に、本発明のうち、請求項７に記載した発明は、請求項１から請求項６のうち何れか一項に記載した有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記発光媒体層に含まれる層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されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、膜厚分布のある有機ＥＬパネルにおいて、有機発光層の膜厚の分布に応じて、電子注入層の膜厚を変化させるように形成することが可能となり、画素の中心より膜厚の厚い部分では、電子注入性を高くし、薄い部分では、電子注入性を低くすることが可能となる。このため、画素内において発生する輝度低下、及び、ムラ改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す説明図であり、（ａ）は有機発光層の画素中心膜厚が薄い有機ＥＬ素子の縦断面図、（ｂ）は有機発光層の画素中心膜厚が厚い有機ＥＬ素子の縦断面図である。
【図２】基板の詳細な構成を示す縦断面図である。
【図３】凸版印刷法に用いる凸版印刷装置の概略構成図である。
【図４】電子注入層の成膜に用いるメタルマスクパターンであり、（ａ）は有機発光層の画素中心膜厚が薄いときの電子注入層用メタルマスク、（ｂ）は有機発光層の画素中心膜厚が厚いときの電子注入層用メタルマスクである。
【図５】従来の有機ＥＬ素子の一例を示す説明図であり、（ａ）は有機発光層の画素中心膜厚が薄い有機ＥＬ素子の縦断面図、（ｂ）は有機発光層の画素中心膜厚が厚い有機ＥＬ素子の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成と、有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
（構成）
まず、図１を用いて、本実施形態の有機ＥＬ素子１００の構成を説明する。図１は、本実施形態の有機ＥＬ素子１００の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、有機ＥＬ素子１００は、基板１０１と、第一電極１０２と、隔壁１０３と、発光媒体層１０６と、第二電極１０９を備えている。本実施形態では、一例として、第一電極１０２を陽極
とし、第二電極１０９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１０２は、画素ごとに隔壁１０３で区画された画素電極として形成され、第二電極１０９は、素子全面に形成した対向電極として形成される。なお、また、有機ＥＬ素子１００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１０２、第二電極１０９）がそれぞれ直交するストライプ状とした、パッシプマトリマトリックス駆動型の有機ＥＬ素子であってもよい。また、第一電極１０２を陰極とし、第二電極１０９を陽極とした逆構造としてもよい。
【００２０】
（基板の詳細な構成）
以下、図１を参照しつつ、図２を用いて、基板１０１の詳細な構成について説明する。図２は、基板１０１として用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２００の詳細な構成を示す断面図である。なお、本実施形態では、基板１０１として、第一電極及び隔壁が設けられたＴＦＴ基板を用いた場合を例に挙げて説明する。本実施形態の有機ＥＬ素子１００が備える基板１０１は、薄膜トランジスタ２００と第一電極２０１（画素電極）が設けられている。薄膜トランジスタ２００と第一電極１０２とは電気接続している。また、薄膜トラ
ンジスタ２００は、基板１０１（支持体）で支持されている。基板１０１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。
【００２１】
ここで、基板１０１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。
また、基板１０１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。
【００２２】
さらに、基板１０１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１０１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。
【００２３】
上記の材料からなる基板１０１は、有機ＥＬ素子１００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１０６への水分の侵入を避けるために、基板１０１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。
薄膜トランジスタ２００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２０３と、ゲート絶縁膜２０４及びゲート電極２０５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。
【００２４】
上記の活性層２０３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。
（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）。
【００２５】
ゲート絶縁膜２０４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。即ち、ゲート絶縁膜２０４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２０５としては、一般的にゲート電極２０５として使用されているものを用いることが可能である。即ち、ゲート電極２０５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。なお、薄膜トランジスタ２００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。
【００２６】
また、本実施形態の有機ＥＬ素子１００は、薄膜トランジスタ２００が有機ＥＬ素子１００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２００のドレイン電極２０７と、第一電極１０２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２０６を付し、走査線に符号２０８を付し、薄膜トランジスタ２００と第一電極１０２及び隔壁１０３との間に介装したトランジスタ絶縁膜に、符号２０９を付している。
【００２７】
（第一電極の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、第一電極１０２の詳細な構成について説明する。第一電極１０２は、基板１０１上にパターン化して形成されており、隔壁１０３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１０２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。
【００２８】
ここで、第一電極１０２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１００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１００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１０２を形成してもよい。
【００２９】
さらに、第一電極１０２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１０６にて発光される光を、第二電極１０９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１００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１０２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。
【００３０】
（隔壁の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、隔壁１０３の詳細な構成について説明する。隔壁１０３は、基板１０１上に形成されており、第一電極１０２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１００は、各画素（サブピクセル）に対して第一電極１０２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１０２の端部（側面）を覆うように形成される隔壁１０３の最も好適な形状は、第一電極１０２を最短距離で区切る格子状を基本とする。
【００３１】
また、隔壁１０３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１０３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１０３の好適な高さは、０．１［μｍ］以上１０［μｍ］以下の範囲内であり、より好適には、０．５［μｍ］以上２［μｍ］以下の範囲内程度である。その理由は、隔壁１０３の高さが高すぎる場合、第二電極１０９（対向電極）の形成及び封止を妨げ、隔壁１０３の高さが低すぎる場合、第一電極１０２の端部を覆い切れない、又は、発光媒体層１０６の形成時に、隣接する画素と混色してしまうためである。
【００３２】
隔壁１０３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１０３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。
【００３３】
（発光媒体層の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、発光媒体層１０６の詳細な構成について説明する。発光媒体層１０６は、隔壁１０３内で第一電極１０２上に形成されて、第一電極１０２と第二電極１０９との間に挟まれており、正孔注入層１０４と、有機発光層１０６と、電子注入層１０７と、インターレイヤー層１０５を含んでいる。正孔注入層１０４は、電子又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１０２上及び隔壁１０３上、具体的には、第一電極１０２上と、隔壁１０３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。なお、正孔注入層１０４の詳細な構成については、後述する。
【００３４】
有機発光層１０６は、発光に寄与する層であり、正孔注入層１０４上に形成されている。即ち、正孔注入層１０４は、有機発光層１０６の下に形成されている。図１ａの場合の有機発光層１０６は、画素の中心が最も薄く、隔壁１０３にむかうにつれて厚くなっている。また、図１ｂの場合の有機発光層１０６は、画素の中心が最も厚く、隔壁１０３にむかうにつれて、薄くなっている。なお、有機発光層１０６の詳細な構成については、後述する。
【００３５】
電子注入層１０７は、電子を注入する層であり、有機発光層１０６上に形成されている。また、電子注入層１０７の膜厚は、有機発光層１０６の膜厚同様、画素の中心から隔壁にかけて分布を持っている。なお、電子注入層１０７の詳細な構成については、後述する。
インターレイヤー層１０５は、正孔注入層１０４と有機発光層１０６との間に形成されて、正孔注入層１０４及び有機灘光層１４と積層している。また、インターレイヤー層１０５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１０８は、隔壁１０３内で第一電極１０２上に形成されることにより、有機ＥＬ素子１００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。即ち、各画素を構成する有機発光層１０６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。
【００３６】
（正孔注入層の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、正孔注入層１０４の詳細な構成について説明する。正孔注入層１０４の膜厚は、２０［ｎｍ］以上１００［ｎｍ］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１０４の膜厚が２０［ｎｍ］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１０４の膜厚が１００［ｎｍ］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。正孔注入層１０４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１０４を形成する。
【００３７】
また、正孔注入層１０４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１０４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。
【００３８】
（有機発光層の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、有機発光層１０６の詳細な構成について説明する。有機発光層１０６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１０６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１０５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。
【００３９】
有機発光層１０６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。
【００４０】
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、又は、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。
【００４１】
（電子注入層の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、電子注入層１０７の詳細な構成について説明する。電子注入層１０７の材料としては、例えば、透過性が高く、有機発光層１０６への電子注入効率が高い、仕事関数の高い材料を用いる。この場合、具体的な材料としては、ＬｉＦ、ＢａＦ２、ＣｓＦ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、これ以外にも、電子注入層１０７の材料としては、例えば、有機材料として、Ａ１ｑ３が挙げられるが限定するものではない。
【００４２】
また、電子注入層１０７は、有機発光層１０６の中心から隔壁１０３へ向かう方向へ、有機発光層１０６の発光強度が低下する図１ａの場合は、１０［％］低下領域から、隔壁１０３にかけて厚くなるように形成されている。一方、有機発光層１０６の中心から隔壁１０３へ向かう方向へ、有機発光層１０６の発光強度が増加する図１ｂの場合は、１０［％］増加する領域から、隔壁１０３にかけて薄くなるように形成されている。
【００４３】
ここで、有機発光層１０６の中心から隔壁１０３へ向かう方向へ有機発光層１０６の膜厚が厚くなる図１ａの場合、画素の中心膜厚から５ｎｍ厚くなる領域から有機発光層１０６の発光強度が１０［％］低下するため、電子注入層１０７は画素の中心膜厚から５ｎｍ厚くなる領域から隔壁１０３に掛けて電子注入層１０７が厚くなるように形成されている。このように、高い電子注入性の必要な膜厚が厚い領域には電子注入層を厚くすることで電子注入層からの電子注入効率を向上させ、膜厚の厚い画素周辺領域と画素中央領域での発光ムラや駆動電圧を低下することができる。
一方、有機発光層１０６の中心から隔壁１０３へ向かう方向へ有機発光層１０６の膜厚が薄くなる図１ｂの場合は、画素の中心膜厚から５ｎｍ薄くなる領域から有機発光層１０６の発光強度が１０［％］増加するため、電子注入層１０７は画素の中心膜厚から５ｎｍ薄くなる領域から隔壁１０３に掛けて電子注入層１０７が薄くなるように形成されている。このように、発光輝度が高くなり易い膜厚が薄い領域には電子注入層を薄くすることで電子注入層からの電子注入効率を抑えて発光輝度を抑え、膜厚の薄い画素周辺領域と画素中央領域での発光ムラや駆動電圧を低下することができる。
【００４４】
（第二電極の詳細な構成）
以下、図１及び図２を参照して、第二電極１０９の詳細な構成について説明する。第二電極１０９は、基板２及び発光媒体層１０８上に形成されており、第一電極１０２と対向している。ここで、第二電極１０９は、例えば、電子注入層１０７への、水や酸素の浸入を防ぐために、隔壁１０３及び発光媒体層１０８全体を覆うように形成する。第二電極１０９の材料としては、第二電極１０９を陰極とする場合には、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体を用いる。
【００４５】
（封止体について）
有機ＥＬ素子１００を、上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１０８から、基板１０１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１００は、電極（第一電極１０２、第二電極１０９）間に発光材料（発光媒体層１０８）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１０６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１００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。
【００４６】
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、１×１０−６［ｇ／ｍ２／ｄａｙ］以下であることが好適である。
【００４７】
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。
【００４８】
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、５［μｍ］以上５００［μｍ］以下の範囲内程度が好適である。
【００４９】
なお、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１００側に、直接形成することも可能である。また、有機ＥＬ素子１００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。
【００５０】
なお、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、１００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］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、水蒸気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、１５０［ｎｍ］以上３００［ｎｍ］以下の範囲内とすることが好適である。また、有機ＥＬ素子１００を、上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。
【００５１】
（有機ＥＬ素子の製造方法）
以下、図１及び２を参照しつつ、図３を用いて、有機ＥＬ素子１００の製造方法を説明する。有機ＥＬ素子１００を製造する際には、まず、基板１０１上に第一電極１０２を形成する、第一電極形成工程を行う。即ち、有機ＥＬ素子１００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１０２を形成する方法としては、第一電極１０２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１０２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。
【００５２】
ここで、第一電極１０２のパターニング方法としては、第一電極１０２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１０１としてＴＦＴ２００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。
【００５３】
そして、基板１０１上に第一電極１０２を形成した後、第一電極１０２の周囲を囲む隔壁１０３を基板１０１上に形成する、隔壁形成工程を行う。即ち、有機ＥＬ素子１００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１０２を形成した基板１０１上に隔壁１０３を形成する方法としては、例えば、第一電極１０２を形成した基板１０１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１０２を形成した基板１０１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。
【００５４】
また、必要に応じて、隔壁１０３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１０３の形成後に、隔壁１０３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１０１上に隔壁１０３を形成した後、発光媒体層１０８を第一電極１０２上に形成する、発光媒体層形成工程を行う。即ち、有機ＥＬ素子１００の製造方法には、発光媒体層形成工程を含む。
【００５５】
発光媒体層形成工程は、正孔注入層１０４を第一電極１０２上が覆うように形成する正孔注入層形成工程と、有機発光層１０６を正孔注入層１０４上に形成する有機発光層形成工程と、電子注入層１０７を有機発光層１０６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１０４の材料に応じて、正孔注入層１０４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。
【００５６】
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。なわち、発光媒体層１０８が含む層（正孔注入層１０４、有機発光層１０６、電子注入層１０７）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してもよい。
【００５７】
有機発光層形成工程では、有機発光層１０６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１０６を各発光色に塗り分ける場合には、隔壁１０３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。
【００５８】
即ち、有機発光層形成工程では、第一電極１０２上を覆うように形成された正孔注入層１０４上に、有機発光層１０６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１０６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何れかを用いて行う。なお、上述した成膜法以外の方法を用いて、有機発光層１０６を形成してもよい。
【００５９】
ここで、図３を用いて、上記の凸版印刷法により、有機発光層１０６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３００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３００は、有機発光材料からなる有機発光インキを、第一電極１０２、正孔注入層１０４、インターレイヤー層１０５が形成された基板１０１上にパターン印刷する際に用いる装置であり、インキタンク３０１と、インキチャンバー３０２と、アニロックスロール３０３と、凸部を有する凸版３０５がマウントされた版胴３０６を有している。
【００６０】
インキタンク３０１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３０２には、インキタンク３０１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３０３は、インキチャンバー３０２のインキ供給部に接して、インキチャンバー３０２へ回転可能に支持されている。
上記のパターン印刷を行う際には、アニロックスロール３０３の回転に伴い、アニロックスロール３０３の表面に供給された有機発光インキのインキ層３０４が、均一な膜厚に形成される。このインキ層３０４のインキは、アニロックスロール３０３に近接して回転駆動される版胴３０６にマウントされた凸版３０５の凸部に転移する。そして、ステージ３０８に、被印刷基板３０７（基板１０１）が設置されており、凸版３０５の凸部にあるインキが被印刷基板３０７（基板１０１）に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て、基板１０１上に有機発光層１０６が形成されることとなる。
【００６１】
なお、他の発光媒体層（例えば、インターレイヤー層１０５）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１０１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１００は、発光媒体層１０８が、正孔注入層１０４と、有機発光層１０６と、電子注入層１０７に加え、インターレイヤー層１０５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１０５を形成するインターレイヤー層形成工程を行う。即ち、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１０５を形成するインターレイヤー層形成工程を含んでいる。
【００６２】
インターレイヤー層１０５形成工程において、インターレイヤー層１０５を形成する際には、インターレイヤー層１０５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。
【００６３】
電子注入層１０７形成工程では、有機発光層１０６よりも面積が小さいマスクパターンを用いて、電子注入層１０７の材料に応じ、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、電子注入層１０７を形成する。
なお、本実施形態では、有機発光層１０６形成工程の後工程として、電子注入層１０７形成工程を行う。
【００６４】
上述した発光媒体層形成工程により発光媒体層１０８を形成した後、基板１０１及び発光媒体層１０８上に、第二電極１０９を形成する、第二電極形成工程を行う。即ち、有機ＥＬ素子１００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１０９を形成する方法としては、第二電極１０９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１０９を形成した後、上述した封止体を形成して、有機ＥＬ素子１００の製造を終了する。
【００６５】
（第一実施形態の効果）
以下、第一実施形態の効果を記載する。本実施形態の有機ＥＬ素子１００及びその製造方法であれば、画素の中心の有機発光層１０６の膜厚を基準にして、隔壁１０３に向かって有機発光層１０６の膜厚が厚くなる場合は電子注入層１０７の膜厚を厚くし、逆に薄くなる場合は、電子注入層１０７も薄くし、膜厚の厚い部分と薄い部分で電子注入性を調整することが可能となる。このため、有機ＥＬ素子１００が備える発光媒体層１０８において、有機発光層１０６の画素の中心膜厚より厚い部分や、薄い部分での輝度ムラや輝度低下を抑制することが可能となる。その結果、画素内で発生する発光ムラや輝度低下を抑制することが可能な、有機ＥＬ素子１００及びその製造方法を提供することが可能となる。
【００６６】
（変形例）
以下、第一実施形態の変形例を列挙する。
（１）本実施形態の有機ＥＬ素子１００では、発光媒体層１０８の構成を、正孔注入層１０４と、有機発光層１０６と、インターレイヤー層１０５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１０８の構成に、インターレイヤー層１０５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１００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１０５を形成するインターレイヤー層１０５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１０６形成工程が、インターレイヤー層１０５形成工程を含んでいなくともよい。
【００６７】
（実施例）
以下、図１から図３を参照しつつ、図４を用いて、上述した第一実施形態の有機ＥＬ素子１００と、二種類の比較例の有機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、第一実施形態の二種類の有機ＥＬ素子１００を実施例１、実施例２と記載する。同様に、以下の説明では、二種類の比較例の有機ＥＬ素子を、それぞれ、比較例１、比較例２と記載する。ここで、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２の有機ＥＬ素子は、全て、有機発光層１０６の色を青色とした。
【００６８】
（実施例１）
実施例１の有機ＥＬ素子１００を製造する際には、基板１０１として、基板１０１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２００と、その上方に形成された第一電極１０２（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のサイズは、２００［ｍｍ］×２００［ｍｍ］である。さらに、上記のアクティブマトリクス基板は、その中に対角が５インチであり、画素数が３２０×２４０のディスプレイが中央に配置されている。そして、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１５０［ｎｍ］のＩＴＯ膜を形成し、これを第一電極１０２とした。
【００６９】
さらに、第一電極１０２の周囲を囲んで画素を区画するような形状で、隔壁１０３を形成した。ここで、隔壁１０３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２［μｍ］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１０２上に幅３０［μｍ］の隔壁１０３を形成した。
【００７０】
次に、上記のように形成した第一電極１０２及び隔壁１０３上に、厚さ２０［ｎｍ］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１０４を形成した。そして、インターレイヤー層１０５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１０２の真上に、そのラインパターンに合わせて、凸版印刷法で印刷を行った。このとき、３００［線／インチ］のアニロックスロール及び感光性樹脂版を使用した。その結果、印刷・乾燥後のインターレイヤー層１０５の膜厚は、２０［ｎｍ］となった。
【００７１】
次に、青色の有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を、その濃度が１［％］と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１０２の真上に、そのラインパターンに合わせて、有機発光層１０６を凸版印刷法で印刷した。このとき、１５０［線／インチ］のアニロックスロール４０５及び水現像タイプの感光性樹脂板を使用した。その結果、印刷・乾燥後の有機発光層１０６の膜厚は、画素の中心が最も薄く６０［ｎｍ］で、隔壁１０３に向かうにつれて厚くなり、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が、画素の中心膜厚より５ｎｍ厚くなり、この点から画素の端まで膜厚が増加した。
【００７２】
次に、電子注入層１０７として、２種類のメタルマスクを用いた真空蒸着法により２回に分けてＢａを形成した。ここで、上記のメタルマスクは、画素の端から、画素の中心に向かって１０［μｍ］以内の範囲が開口している第１メタルマスク（図４ａ）と、画素全体が開口している第２マスク（図示せず）を用いた。まず、第１メタルマスクを用い、画素の端から１０［μｍ］までの領域にＢａを１．２［ｎｍ］形成し、次に第２メタルマスクを用い画素全体にＢａを４．０［ｎｍ］形成した。
【００７３】
さらに、第二電極１０９として、アルミニウム膜を、第２メタルマスクを用いた真空蒸着法により、隔壁１０３及び発光媒体層１０８の上面を覆う広さで、厚みが１５０［ｎｍ］となるように成膜した。そして、上記のように第二電極１０９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。
【００７４】
（実施例２）
隔壁を形成する工程までは、実施例１と同じ工程により作成を行なった。次に、第一電極１０２及び隔壁１０３上に、厚さ２０［ｎｍ］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１０４を形成した。そして、インターレイヤー層１０５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１０２の真上に、そのラインパターンに合わせて、インクジェット法で印刷を行った。その結果、印刷・乾燥後のインターレイヤー層１０５の膜厚は、２０［ｎｍ］となった。
【００７５】
次に、青色の有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を、その濃度が１［％］と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１０２の真上に、そのラ
インパターンに合わせて、有機発光層１０６をインクジェット法で印刷した。その結果、
印刷・乾燥後の有機発光層１０６の膜厚は、画素の中心が最も厚く６０［ｎｍ］で、隔壁
１０３に向かうにつれて薄くなり、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が、画素の中心膜厚より５ｎｍ薄くなり、この点から画素の端まで膜厚が減少した。
【００７６】
次に、電子注入層１０７として、２種類のメタルマスクを用いた真空蒸着法により２回に分けてＢａを形成した。ここで、上記のメタルマスクは、画素の中心から隔壁に向かって距離が±５［μｍ］まで開口している第３メタルマスク（図４ｂ）と、画素全体が開口している前記第２メタルマスクを用いた。まず、第３メタルマスクを用い、画素の中心から１０［μｍ］までの領域に、Ｂａを１．２［ｎｍ］形成し、次に第２メタルマスクを用いて画素全体にＢａを４．０［ｎｍ］形成した。
（比較例１）
比較例１の有機ＥＬ素子は、電子注入層を、有機発光層全体を均一な膜厚で覆うように形成した。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。比較例１においても、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が、画素の中心膜厚より５ｎｍ厚くなり、この点から画素の端まで膜厚が増加した。
（比較例２）
比較例２の有機ＥＬ素子は、電子注入層を、有機発光層全体を均一な膜厚で覆うように成した。その他の材料、各層の厚さ、工程は、上述した実施例２と同等とした。比較例２においても、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が、画素の中心膜厚より５ｎｍ薄くなり、この点から画素の端まで膜厚が減少した。
【００７７】
（実施例及び比較例に対する物性の評価）
上記の手順によって得られた、実施例１及び２、比較例１及び２の有機ＥＬ素子に対して、７Ｖ駆動時の輝度及び発光状態の顕微鏡による目視確認、１５０［ｃｄ／ｍ２］時の駆動電圧を測定し、比較を行った。
発光状態の目視の確認の結果、実施例１及び２では画素内での輝度ムラや輝度低下は見られなかった。一方、比較例１では、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が画素の中心膜厚より５ｎｍ厚くなっている点から発光強度が１０［％］低下し、比較例２では、画素の端から１０μｍ離れた画素内の点における膜厚が画素の中心膜厚より５ｎｍ薄くなっている点から発光強度が１０［％］増加し、輝度ムラとなって観測された。
また、表１に示した輝度と電圧の比較結果から、実施例１は比較例１と比較して３０％の輝度が向上し、１５０［ｃｄ／ｍ２］時の駆動電圧が０．５Ｖ低電圧化した。実施例２では、比較例２と比較して３０％の輝度が向上し、１５０［ｃｄ／ｍ２］時の駆動電圧が０．７Ｖ低電圧化した。以上のことにより、本発明を実施することにより輝度ムラや輝度低を抑制できただけでなく、輝度が向上し、駆動電圧の低電圧化するという結果が得られた。
【００７８】
【表１】
【符号の説明】
【００７９】
１００・・・有機ＥＬ素子
１０１・・・基板（支持体）
１０２・・・第１電極
１０３・・・隔壁
１０４・・・正孔輸送層
１０５・・・インターレイヤー層
１０６・・・有機発光層
１０７・・・電子注入層
１０８・・・発光媒体層
１０９・・・第２電極（陰極）
２００・・・薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２０１・・・画素電極
２０２・・・支持体
２０３・・・活性層
２０４・・・ゲート絶縁膜
２０５・・・ゲート電極
２０６・・・ソース電極
２０７・・・ドレイン電極
２０８・・・走査線
２０９・・・絶縁膜
２１０・・・ＴＦＴ付き基板
２１１・・・隔壁
３００・・・凸版印刷装置
３０１・・・インキタンク
３０２・・・インキチャンバー
３０３・・・アニロックスロール
３０４・・・インキ層
３０５・・・凸版
３０６・・・版胴
３０７・・・被印刷基板
３０８・・・ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、当該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て画素を構成する発光媒体層と、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素子であって、前記発光媒体層は、電子注入層を除き、前記隔壁から画素の中心に近づくほど膜厚が減少又は増加している発光媒体層の膜上に、膜厚が不均一な電子注入注入層が少なくとも１層形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記発光媒体層は、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に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記電子注入層は、アルカリ金属及び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又は請求項２に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記電子注入層は、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又は請求項２に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項５】
有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が減少する場合、画素の中心から当該発光強度が１０％減少する領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該発光強度が１０％減少する領域から隔壁側の電子注入層の厚さを厚くし、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が増大する場合、画素の中心から当該発光強度が１０％増大する領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該発光強度が１０％増大する領域から隔壁側の電子注入層の厚さを薄くしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項６】
有機発光層の発光膜厚が、画素の中心より隔壁側が厚くなる場合、画素の中心膜厚から当該膜厚が５ｎｍ厚くなる領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該膜厚が中心より５ｎｍ以上厚くなる領域から隔壁側の電子注入層の厚さを厚くし、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が増大する場合、画素の中心から当該膜厚が５ｎｍ薄くなる領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該膜厚が５ｎｍ以上薄くなる領域から隔壁側の電子注入層の厚さを薄くしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうち何れか一項に記載した有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記発光媒体層に含まれる層のうち少なくとも一つの層を、ウェットプロセス法を用いて形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１】
基板と、当該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て画素を構成する発光媒体層と、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素子であって、前記発光媒体層は、電子注入層を除き、前記隔壁から画素の中心に近づくほど膜厚が減少又は増加している発光媒体層の膜上に、膜厚が不均一な電子注入注入層が少なくとも１層形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記発光媒体層は、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に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記電子注入層は、アルカリ金属及び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又は請求項２に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記電子注入層は、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又は請求項２に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項５】
有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が減少する場合、画素の中心から当該発光強度が１０％減少する領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該発光強度が１０％減少する領域から隔壁側の電子注入層の厚さを厚くし、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が増大する場合、画素の中心から当該発光強度が１０％増大する領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該発光強度が１０％増大する領域から隔壁側の電子注入層の厚さを薄くしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項６】
有機発光層の発光膜厚が、画素の中心より隔壁側が厚くなる場合、画素の中心膜厚から当該膜厚が５ｎｍ厚くなる領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該膜厚が中心より５ｎｍ以上厚くなる領域から隔壁側の電子注入層の厚さを厚くし、有機発光層の発光強度が画素の中心より隔壁側が増大する場合、画素の中心から当該膜厚が５ｎｍ薄くなる領域まで電子注入層の厚さを均一とし且つ当該膜厚が５ｎｍ以上薄くなる領域から隔壁側の電子注入層の厚さを薄くしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載した有機ＥＬ素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうち何れか一項に記載した有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記発光媒体層に含まれる層のうち少なくとも一つの層を、ウェットプロセス法を用いて形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２１６８１０（Ｐ２０１２−２１６８１０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７１３５５（Ｐ２０１２−７１３５５）
【出願日】平成２４年３月２７日（２０１２．３．２７）
【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１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２７日（２０１２．３．２７）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]