JP2007207545A - 有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法、並びに電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】所望状態の光を射出可能な有機エレクトロルミネッセンス装置を提供する。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板と、基板上に設定された画素領域を囲む隔壁と、発光可能な有機層とを備えている。有機層は、隔壁に囲まれた画素領域及び隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成されている。隔壁の高さをＨＢ、画素領域における有機層の膜厚をＨＥとしたとき、隔壁の高さＨＢが、膜厚ＨＥの２倍以下となるように設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：electroluminescence）装置、及びその製造方法、並びに電子機器に関する。
ディスプレイの光源や、照明用光源、電子写真方式プリンタ等の光源として、面発光が可能な有機ＥＬ装置を適用しようとする試みがある。また、有機ＥＬ装置において、特許文献１、２に開示されているように、隔壁（バンク）で囲まれた領域内に、発光可能な有機層を形成するための材料を含む液体材料を供給する技術が知られている。
特開２００１−１８９１９２号公報 特開２００５−２２２７７６号公報
ところで、基板上に設定された画素領域を囲むように隔壁を形成した状態で、例えばスピンコート法によって有機層を形成するための材料を含む液体材料を基板上に塗布する場合、隔壁の構造等によっては、画素領域内に形成される有機層の膜厚が不均一になる可能性がある。有機層の膜厚が不均一になると、その有機層から射出される光の輝度が不均一になる可能性があり、所望状態の光を射出できなくなる可能性がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、所望状態の光を射出可能な有機エレクトロルミネッセンス装置、及び有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、並びにその有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明は、発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、基板と、前記基板上に設定された画素領域を囲む隔壁とを備え、前記有機層は、前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成され、前記隔壁の高さをＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚をＨＥとしたとき、隔壁の高さＨＢが、膜厚ＨＥの２倍以下となるように設けられている有機エレクトロルミネッセンス装置を提供する。
本発明者は、有機層を、隔壁に囲まれた画素領域及び隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成する場合、隔壁の高さＨＢを、画素領域における有機層の膜厚ＨＥの２倍よりも小さくすることで、画素領域内における有機層の膜厚の均一性を所望レベルにできることを見出した。そこで、本発明によれば、ＨＢ ≦ ２×ＨＥの条件を満足するように隔壁及び有機層を設けることによって、有機層の膜厚を均一化することができる。したがって、その有機層から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
前記画素領域の直径をＬ１としたとき、隔壁の高さＨＢが、直径Ｌ１の０．０１倍以下となるように設けられている構成を採用することができる。
本発明者は、隔壁の高さＨＢを、画素領域の直径Ｌ１の０．０１倍よりも小さくすることで、画素領域内における有機層の膜厚の均一性をより一層所望レベルにできることを見出した。そこで、本発明によれば、ＨＢ ≦ ０．０１×Ｌ１の条件を満足するように、画素領域の大きさに応じて、隔壁を設けることによって、有機層の膜厚を均一化することができる。したがって、その有機層から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
また本発明は、発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、基板と、前記基板上に設定された画素領域を囲む隔壁と、前記基板と前記隔壁との間に設けられた配線とを備え、前記隔壁の高さをＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚をＨＥ、前記配線の高さをＨＬとしたとき、隔壁の高さＨＢと配線の高さＨＬとの和が、膜厚ＨＥの２倍以下となるように設けられている有機エレクトロルミネッセンス装置を提供する。
本発明者は、有機層を、隔壁に囲まれた画素領域及び隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成する場合であって、基板と隔壁との間に配線を設ける場合、配線の高さＨＬと隔壁の高さＨＢとの和を、画素領域内における有機層の膜厚ＨＥの２倍よりも小さくすることで、画素領域内における有機層の膜厚の均一性を所望レベルにできることを見出した。そこで、本発明によれば、ＨＢ＋ＨＬ ≦ ２×ＨＥの条件を満足するように隔壁、有機層、及び配線を設けることによって、有機層の膜厚を均一化することができる。したがって、その有機層から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
前記画素領域の直径をＬ１、前記画素領域のエッジと前記配線のエッジとの距離をＬ２としたとき、直径Ｌ１の０．７倍の値が、距離Ｌ２以下となるように設けられている構成を採用することができる。
すなわち、配線によって、隔壁の内側面に段差が形成される可能性があり、その段差によって、画素領域内における有機層の膜厚が不均一になる可能性があるが、本発明者は、画素領域のエッジと配線のエッジとの距離Ｌ２を、画素領域の直径Ｌ１の０．７倍よりも大きくすることで、段差の形成を抑え、画素領域内における有機層の膜厚の均一性を所望レベルにできることを見出した。そこで、本発明によれば、０．７×Ｌ１ ≦ Ｌ２の条件を満足するように、画素領域の大きさに応じて、配線を画素領域から所定距離だけ離れた位置に設けることによって、有機層の膜厚を均一化することができる。したがって、その有機層から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
隔壁の高さＨＢと配線の高さＨＬとの和が、直径Ｌ１の０．０１倍以下となるように設けられている構成を採用することができる。
本発明者は、配線の高さＨＬと隔壁の高さＨＢとの和を、画素領域の直径Ｌ１の０．０１倍よりも小さくすることで、画素領域内における有機層の膜厚の均一性をより一層所望レベルにできることを見出した。そこで、本発明によれば、ＨＢ＋ＨＬ ≦ ０．０１×Ｌ１の条件を満足するように、画素領域の大きさに応じて、隔壁及び配線を設けることによって、有機層の膜厚を均一化することができる。したがって、その有機層から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
また本発明は、発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、基板と、前記基板上に設定された画素領域を囲む隔壁とを備え、前記有機層は、前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成され、前記画素領域内の前記有機層から射出される光の最大輝度ＫＭに対して所定の割合の輝度ＫＰの光を射出可能な発光領域の面積をＡＰ、前記画素領域の面積をＡ１、ＡＰ／Ａ１を発光領域率としたとき、前記発光領域率の目標値に応じて、前記隔壁の高さＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚ＨＥ、及び前記画素領域の直径Ｌ１のそれぞれが設定されている有機エレクトロルミネッセンス装置を提供する。
本発明によれば、ＡＰ／Ａ１で定義される発光領域率の目標値（例えば０．７）に応じて、隔壁の高さＨＢ、画素領域における有機層の膜厚ＨＥ、及び画素領域の直径Ｌ１のそれぞれを設定することで、所望の均一性を有する膜厚を有する有機層を形成することができる。したがって、その有機層から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
また本発明は、発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、基板と、前記基板上に設定された画素領域を囲む隔壁と、前記基板と前記隔壁との間に設けられた配線とを備え、前記有機層は、前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成され、前記画素領域内の前記有機層から射出される光の最大輝度ＫＭに対して所定の割合の輝度ＫＰの光を射出可能な発光領域の面積をＡＰ、前記画素領域の面積をＡ１、ＡＰ／Ａ１を発光領域率としたとき、前記発光領域率の目標値に応じて、前記隔壁の高さＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚ＨＥ、前記配線の高さＨＬ、前記画素領域の直径Ｌ１、及び前記画素領域のエッジと前記配線のエッジとの距離Ｌ２のそれぞれが設定されている有機エレクトロルミネッセンス装置を提供する。
本発明によれば、ＡＰ／Ａ１で定義される発光領域率の目標値（例えば０．７）に応じて、隔壁の高さＨＢ、画素領域における有機層の膜厚ＨＥ、配線の高さＨＬ、画素領域の直径Ｌ１、及び画素領域のエッジと配線のエッジとの距離Ｌ２のそれぞれを設定することで、所望の均一性を有する膜厚を有する有機層を形成することができる。したがって、その有機層から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
また本発明は、上記記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた電子機器を提供する。
本発明によれば、所望状態の光を射出可能な有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた電子機器が提供される。
また本発明は、発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法において、前記基板上に設定された画素領域を囲むように隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記有機層を形成するための材料を含む液体材料を前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように供給する液体材料供給工程とを有し、前記隔壁の高さをＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚をＨＥとしたとき、隔壁の高さＨＢが、膜厚ＨＥの２倍以下となるように、前記各工程を実行する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法を提供する。
本発明者は、有機層を形成するための材料を含む液体材料を、隔壁に囲まれた画素領域及び隔壁の上面のそれぞれに連続するように供給する場合、隔壁の高さＨＢを、画素領域における有機層の膜厚ＨＥの２倍よりも小さくすることで、画素領域内における有機層の膜厚の均一性を所望レベルにできることを見出した。そこで、本発明によれば、ＨＢ ≦ ２×ＨＥの条件を満足するように隔壁及び有機層を設けることによって、有機層の膜厚を均一化することができる。したがって、その有機層から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
また本発明は、発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法において、前記基板上の所定位置に配線を形成する配線形成工程と、前記基板上に設定された画素領域を囲むように、且つ前記基板との間で前記配線を挟むように隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記有機層を形成するための材料を含む液体材料を前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように供給する液体材料供給工程とを有し、前記隔壁の高さをＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚をＨＥ、前記配線の高さをＨＬとしたとき、隔壁の高さＨＢと配線の高さＨＬとの和が、膜厚ＨＥの２倍以下となるように、前記各工程を実行する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法を提供する。
本発明者は、有機層を、隔壁に囲まれた画素領域及び隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成する場合であって、基板と隔壁との間に配線を設ける場合、配線の高さＨＬと隔壁の高さＨＢとの和を、画素領域内における有機層の膜厚ＨＥの２倍よりも小さくすることで、画素領域内における有機層の膜厚の均一性を所望レベルにできることを見出した。そこで、本発明によれば、ＨＢ＋ＨＬ ≦ ２×ＨＥの条件を満足するように隔壁、有機層、及び配線を設けることによって、有機層の膜厚を均一化することができる。したがって、その有機層から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
前記液体材料供給工程は、スピンコート法を用いて、前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに前記液体材料を塗布する構成を採用することができる。
本発明によれば、基板上に複数の画素領域が形成されている場合においても、それら画素領域のそれぞれに液体材料を円滑に供給できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。更には、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す側断面図である。図１において、有機ＥＬ装置Ｓは、基板１と、基板１上に設けられた発光素子（有機ＥＬ素子）２とを備えている。発光素子２は基板１の表面（能動面）に設けられている。また、有機ＥＬ装置Ｓは、発光素子２を駆動するための不図示の駆動素子（チップ）を備えている。また、基板１の表面の所定位置には、発光素子２と駆動素子とを電気的に接続する不図示の配線が設けられている。
発光素子２は、基板１の表面に形成された陽極３と、発光可能な有機層４と、陰極７とを備えている。本実施形態においては、有機層４は、正孔輸送層５と、発光層６とを含む。陽極３及び陰極７は、有機層４を挟むように設けられている。
基板１上には画素領域１０が設定されており、その画素領域１０を囲むように隔壁８が設けられている。そして、有機層４は、隔壁８に囲まれた画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに連続するように形成されている。
発光素子２の陽極３は、不図示の駆動素子と配線を介して電気的に接続されている。また不図示ではあるが、発光素子２の陰極７も駆動素子と電気的に接続されている。発光素子２の陽極３及び陰極７には、駆動素子より駆動信号を含む電力（電流）が供給される。
本実施形態の有機ＥＬ装置Ｓは、発光素子２からの発光を基板１側から装置外部に取り出す形態、所謂ボトム・エミッションであり、画素領域１０内の有機層４から射出される光は、基板１を通過する。基板１は、光を透過可能な透明あるいは半透明材料、例えば、透明なガラス、石英、サファイア、あるいはポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルケトンなどの透明な合成樹脂などによって形成されている。
陽極３は、印加された電圧によって正孔を正孔輸送層５に注入するものであり、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）などの透明導電膜により形成されている。
正孔輸送層５は、陽極３の正孔を発光層６に輸送・注入するためのものであり、公知の材料を用いることができる。例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどを用いることができる。更に具体的には、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などを用いることができる。
発光層６は、陽極３から正孔輸送層５を経て注入された正孔と、陰極７から注入された電子とを結合して蛍光を発生させる機能を有する。発光層６を形成する材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。例えば、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などを用いることができる。
また、発光層６と陰極７との間に電子輸送層を設けてもよい。電子輸送層は、発光層６に電子を注入する役割を果たすものである。電子輸送層を形成する材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体などを用いることができる。
陰極７は、発光層６へ効率的に電子注入を行うことができる仕事関数の低い金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又はカルシウム（Ｃａ）等の金属材料から形成されている。
隔壁８は、画素領域１０を区画するものであって、画素領域１０を囲むように設けられている。本実施形態においては、画素領域１０は円形状に設定されている。隔壁８を形成する材料としては、例えばポリイミド等の絶縁性を有する有機物を用いることができる。なお、隔壁８は、二酸化珪素等の絶縁性を有する無機物で形成されていてもよいし、無機物と有機物とを組み合わせたものであってもよい。
そして、駆動素子より発光素子２に駆動信号が供給されると、陽極３と陰極７との間に電流が流れ、発光素子２が発光して透明な基板１の外面側に光が射出される。すなわち、発光素子２のうち、隔壁８に囲まれた画素領域１０内の有機層４（発光層６）から射出された光は、基板１を通過して、基板１の外面側に取り出される。
本実施形態においては、隔壁８の高さをＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚をＨＥとしたとき、
ＨＢ ≦ ２×ＨＥ … （１）
の条件を満足するように、隔壁８及び有機層４が設けられている。ここで、有機層４の膜厚ＨＥとは、有機層４の平坦な部分の膜厚であって、最も薄い部分である。
また、本実施形態においては、画素領域１０は円形状であり、その画素領域１０の直径をＬ１としたとき、
ＨＢ ≦ ０．０１×Ｌ１ … （２）
の条件を満足するように、画素領域１０の直径Ｌ１に応じて、隔壁８の高さＨＢが設けられている。
次に、上述した構成を有する有機ＥＬ装置Ｓの製造方法について説明する。図２のフローチャートに示すように、本実施形態における有機ＥＬ装置Ｓの製造方法は、基板１上に設定された画素領域１０を囲むように隔壁８を形成する隔壁形成工程Ｓ１と、有機層４を形成するための材料を含む液体材料を隔壁８に囲まれた画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに連続するように供給する液体材料供給工程Ｓ２とを有する。液体材料供給工程Ｓ２は、スピンコート法を用いて、画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに液体材料を塗布する。
基板１上に陽極３が形成された後、隔壁８を形成するための膜が形成される。例えばスピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ダイコート法、及びディップコート法等の所定の方法で、隔壁８を形成するための膜が形成される。そして、露光処理、現像処理、及びエッチング処理等を含むフォトリソグラフィの手法を用いて膜をパターニングすることにより、画像領域１０を囲むように隔壁８が形成される（隔壁形成工程Ｓ１）。
次に、図３の模式図に示すように、スピンコート法を用いて、隔壁８に囲まれた画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに連続するように、有機層４（正孔輸送層５、発光層６）を形成するための材料を含む液体材料が塗布される。すなわち、隔壁８を備えた基板１を回転装置２１で回転しつつ、その基板１上に、液体材料供給装置２２より、有機層４を形成するための材料を含む液体材料が供給される。これにより、有機層４を形成するための材料を含む液体材料は、隔壁８に囲まれた画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに連続するように塗布される。
液体材料を塗布した後、所定の処理（例えば乾燥処理、加熱処理など）が実行される。本実施形態においては、隔壁８の高さをＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚をＨＥとしたとき、上記（１）式の条件を満足するように、上述の各工程Ｓ１、Ｓ２を含む製造条件が設定されている。そして、有機層４上に陰極７が形成されることにより、図１に示すような有機ＥＬ装置１が製造される。
本実施形態においては、画素領域１０内の有機層４から射出される光の最大輝度ＫＭに対して所定の割合の輝度ＫＰの光を射出可能な発光領域の面積をＡＰ、画素領域の面積をＡ１、ＡＰ／Ａ１を発光領域率としたとき、発光領域率の目標値に応じて、隔壁８の高さＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚ＨＥ、及び画素領域１０の直径Ｌ１のそれぞれが設定されている。すなわち、本実施形態においては、発光領域は、画素領域１０のうち、最大輝度ＫＭに対して所定の割合（例えば９５％以上）の輝度ＫＰの光を射出可能な領域として定義され、発光領域率は、ＡＰ／Ａ１として定義される。発光領域率が大きい場合、画素領域１０内における輝度プロファイルは均一であり、発光領域率が小さい場合、画素領域１０内における輝度プロファイルは不均一となる。
画素領域１０内の有機層４から射出される光の輝度は、有機層４（発光層６）の膜厚に応じて変化し、画素領域１０内の有機層４から射出される光の輝度の分布（以下適宜、輝度プロファイル、と称する）は、有機層４（発光層６）の膜厚の分布（以下適宜、膜厚プロファイル、と称する）に応じて変化する。有機層４（発光層６）の膜厚が厚いほど、画素領域１０内の有機層４から射出される光の輝度は小さくなる。例えば、画素領域１０内の有機層４の膜厚プロファイルが図４（Ａ）に示すような場合、輝度プロファイルは図４（Ｂ）に示すようになる。したがって、図１に示すように、隔壁８の内側面８Ｓ近傍における有機層４の膜厚が、画素領域１０の中央における有機層４の膜厚よりも厚い場合には、有機層４のうち、隔壁８の内側面８Ｓ近傍の領域から射出される光の輝度は、画素領域１０の中央の領域から射出される光の輝度よりも小さくなる。
図５（Ａ）の模式図に示すような膜厚プロファイルを有する有機層４が形成されている場合について考える。図５（Ｂ）に示すように、画素領域１０内の有機層４のうち、膜厚が薄い領域から射出される光の輝度が最大輝度ＫＭとなる。均一な輝度を得るためには、最大輝度ＫＭに対して所定の割合（例えば９５％以上）の輝度ＫＰの光を射出可能な発光領域が可能な限り大きいことが望ましい。すなわち、上述の発光領域率が可能な限り大きいことが望ましく、平坦で薄い領域が大きく形成された膜厚プロファイルが得られることが望ましい。本実施形態においては、発光領域率の目標値（例えば０．７）に応じて、隔壁８の高さＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚ＨＥ、及び画素領域１０の直径Ｌ１のそれぞれが設定されている。すなわち、本実施形態においては、所望の発光領域率（０．７以上）が得られるように、換言すれば、平坦で薄い領域が大きく形成された膜厚プロファイルが得られるように、隔壁８の高さＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚ＨＥ、及び画素領域１０の直径Ｌ１のそれぞれを最適化している。本実施形態においては、所望の発光領域率（０．７以上）を得るために、膜厚の最小値ＨＥに対して所定の割合（例えば１０１．５％以下）の膜厚を有する領域の大きさ（直径Ｌ３）が、画素領域１０の大きさ（直径Ｌ１）に対して７０％以上になるように設定される。すなわち、発光領域の直径Ｌ３が、画素領域１０の直径Ｌ１に対して７０％以上になるように設定されている。
そして、本実施形態においては、上述の（１）式、（２）式の条件を満足するように、画素領域１０の大きさ（直径Ｌ１）に応じて、隔壁８の高さＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚ＨＥを設定することにより、所望の発光領域率（発光領域の大きさ）が得られるような膜厚プロファイルを得ている。（１）式の条件を満足するように、すなわち隔壁８が膜厚プロファイルに大きな影響を及ぼさない程度に、隔壁８の高さＨＢに対して膜厚ＨＥを大きくすることによって、所望の発光領域率を得ることができる。また、（２）式の条件を満足するように、すなわち画素領域１０の大きさ（直径Ｌ１）に応じて、隔壁８の高さＨＢを十分に小さくすることによって、所望の発光領域率を得ることができる。
なお、上述の発光領域率の目標値（０．７）、最大輝度ＫＭに対する輝度ＫＰの割合（９５％以上）等の値は一例である。これらの値は、例えば有機ＥＬ装置Ｓの仕様等に応じて定められる。
（実験例）
図６の模式図に示すように、画素領域１０の直径Ｌ１を６０μｍ、隔壁８の高さＨＢを５０ｎｍに設定し、膜厚ＨＥが１００ｎｍである有機層４を形成した。これは、上述の（１）式、（２）式の条件を満足する。この場合、発光領域の直径Ｌ３は５６μｍとなった。ここで、画素領域１０及び発光領域のそれぞれはほぼ円形状である。また、発光領域率は、約８７％となる。このように、（１）式、（２）式の条件を満足することにより、発光領域率として目標値である７０％を得ることができた。
（比較例）
図７の模式図に示すように、画素領域１０の直径Ｌ１を６０μｍ、隔壁８の高さＨＢを２０００ｎｍに設定し、膜厚ＨＥが１００ｎｍである有機層４を形成した。これは、上述の（１）式、（２）式の条件を満足しない。この場合、発光領域の直径Ｌ３は１８μｍとなり、発光領域率は、約９％となった。このように、（１）式、（２）式の条件を満足しない場合、発光領域率の目標値である７０％を得ることができないことが確認できた。
以上説明したように、ＨＢ ≦ ２×ＨＥの条件を満足するように隔壁８及び有機層４を設けることによって、有機層４の膜厚を均一化することができる。また、ＨＢ ≦ ０．０１×Ｌ１の条件を満足するように、画素領域１０の大きさに応じて、隔壁８を設けることによって、有機層４の膜厚をより一層均一化することができる。したがって、その有機層４から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図８は第２実施形態に係る有機ＥＬ装置Ｓを示す側断面図である。図８に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置Ｓは、基板１と隔壁８との間に設けられた配線９を備えている。具体的には、配線９は、基板１と隔壁８の下に設けられた陽極３との間に配置されている。上述したように、配線９は、発光素子２と駆動素子とを電気的に接続するためのものであり、発光素子２の陽極３は、不図示の駆動素子と配線９を介して電気的に接続されている。
また、上述の第１実施形態同様、基板１上には画素領域１０が設定されており、その画素領域１０を囲むように隔壁８が設けられている。そして、有機層４は、隔壁８に囲まれた画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに連続するように形成されている。
そして、駆動素子より発光素子２に駆動信号が供給されると、陽極３と陰極７との間に電流が流れ、発光素子２が発光して透明な基板１の外面側に光が射出される。すなわち、発光素子２のうち、隔壁８に囲まれた画素領域１０内の有機層４（発光層６）から射出された光は、基板１を通過して、基板１の外面側に取り出される。
次に、上述した構成を有する有機ＥＬ装置Ｓの製造方法について説明する。本実施形態における有機ＥＬ装置Ｓの製造方法は、基板１上の所定位置に配線９を形成する配線形成工程（Ｓ０）と、基板１上に設定された画素領域１０を囲むように、且つ基板１との間で配線９を挟むように隔壁８を形成する隔壁形成工程（Ｓ１）と、有機層４を形成するための材料を含む液体材料を隔壁８に囲まれた画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに連続するように供給する液体材料供給工程（Ｓ２）とを有する。本実施形態においても、液体材料供給工程においては、スピンコート法を用いて、隔壁８に囲まれた画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに連続するように、有機層４を形成するための材料を含む液体材料が塗布される。
本実施形態においては、隔壁８の高さをＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚をＨＥ、配線９の高さをＨＬとしたとき、
ＨＢ＋ＨＬ ≦ ２×ＨＥ … （３）
の条件を満足するように、隔壁８、有機層４、及び配線９が設けられている。
また、本実施形態においては、画素領域１０は円形状であり、その画素領域の直径をＬ１、画素領域１０のエッジと配線９のエッジとの距離（最短距離）をＬ２としたとき、
０．７×Ｌ１ ≦ Ｌ２ … （４）
の条件を満足するように、画素領域１０の直径Ｌ１に応じて、距離Ｌ２が設けられている。
また、本実施形態においては、
ＨＢ＋ＨＬ ≦ ０．０１×Ｌ１ … （５）
の条件を満足するように、画素領域１０の直径Ｌ１に応じて、隔壁８の高さＨＢ、及び配線９の高さＨＬが設けられている。
本実施形態においては、画素領域１０内の有機層４から射出される光の最大輝度ＫＭに対して所定の割合の輝度ＫＰの光を射出可能な発光領域の面積をＡＰ、画素領域の面積をＡ１、ＡＰ／Ａ１を発光領域率としたとき、発光領域率の目標値に応じて、隔壁８の高さＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚ＨＥ、配線９の高さＨＬ、画素領域１０の直径Ｌ１、及び画素領域１０のエッジと配線９のエッジとの距離Ｌ２のそれぞれが設定されている。
本実施形態においては、所望の発光領域率（０．７以上）を得るために、換言すれば、平坦で薄い領域が大きく形成された膜厚プロファイルを得るために、隔壁８の高さＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚ＨＥ、配線９の高さＨＬ、画素領域１０の直径Ｌ１、及び画素領域１０のエッジと配線９のエッジとの距離Ｌ２のそれぞれを最適化している。
そして、本実施形態においては、上述の（３）〜（５）式の条件を満足するように、画素領域１０の大きさ（直径Ｌ１）に応じて、隔壁８の高さＨＢ、画素領域１０における有機層４の膜厚ＨＥ、配線９の高さＨＬ、及び画素領域１０のエッジと配線９のエッジとの距離Ｌ２のそれぞれを設定することにより、所望の発光領域率（発光領域の大きさ）が得られるような膜厚プロファイルを得ている。（３）式の条件を満足するように、すなわち隔壁８や配線９が膜厚プロファイルに大きな影響を及ぼさない程度に、膜厚ＨＥを大きくすることによって、所望の発光領域率を得ることができる。また、（５）式の条件を満足するように、すなわち画素領域１０の大きさ（直径Ｌ１）に応じて、隔壁８の高さＨＢ及び配線９の高さＨＬを十分に小さくすることによって、所望の発光領域率を得ることができる。
また、配線９によって、隔壁８の内側面８Ｓに段差８Ｄが形成される可能性があり、その段差８Ｄによって、画素領域１０内における有機層４の膜厚が不均一になる可能性があるが、（４）式の条件を満足するように、画素領域１０の大きさ（直径Ｌ１）に応じて、配線９を画素領域１０から所定距離だけ離れた位置に設けることによって、有機層４の膜厚を均一化することができる。
以上説明したように、基板１と隔壁８との間に配線９が設けられる場合において、ＨＢ＋ＨＬ ≦ ２×ＨＥの条件を満足するように隔壁８、配線９、及び有機層４を設けることによって、有機層４の膜厚を均一化することができる。また、ＨＢ＋ＨＬ ≦ ０．０１×Ｌ１の条件を満足するように、画素領域１０の大きさに応じて、隔壁８及び配線９を設けることによって、有機層４の膜厚をより一層均一化することができる。また、０．７×Ｌ１ ≦ Ｌ２の条件を満足するように、画素領域１０の大きさに応じて、距離Ｌ２を設けることによって、有機層４の膜厚をより一層均一化することができる。したがって、その有機層４から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。図９は第３実施形態に係る有機ＥＬ装置Ｓを示す側断面図である。図９に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置Ｓは、配線９を含む基板１の表面（能動面）と陽極３との間に層間絶縁層１２が配置され、陽極３と配線９とは、層間絶縁層１２の所定位置に形成されたコンタクトホール１３を介して電気的に接続されている。
また、上述の各実施形態同様、基板１上には画素領域１０が設定されており、その画素領域１０を囲むように隔壁８が設けられている。そして、有機層４は、隔壁８に囲まれた画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに連続するように形成されている。
本実施形態においても、スピンコート法を用いて、隔壁８に囲まれた画素領域１０及び隔壁８の上面８Ａのそれぞれに連続するように、有機層４を形成するための材料を含む液体材料が塗布される。
本実施形態においても、ＨＢ＋ＨＬ ≦ ２×ＨＥの条件を満足するように隔壁８、配線９、及び有機層４を設けることによって、有機層４の膜厚を均一化することができる。また、ＨＢ＋ＨＬ ≦ ０．０１×Ｌ１の条件を満足するように、画素領域１０の大きさに応じて、隔壁８及び配線９を設けることによって、有機層４の膜厚をより一層均一化することができる。また、０．７×Ｌ１ ≦ Ｌ２の条件を満足するように、画素領域１０の大きさに応じて、距離Ｌ２を設けることによって、有機層４の膜厚をより一層均一化することができる。したがって、その有機層４から射出される光の輝度を均一化することができ、所望状態の光を射出することができる。
なお、上述の第１〜第３実施形態において、画素領域１０及び発光領域が円形状である場合を例にして説明したが、画素領域１０及び発光領域の形状は任意である。例えば矩形状であってもよい。その場合、画素領域１０の幅（Ｌ１’）に応じて、隔壁８の高さＨＢ、配線９の高さＨＬ、画素領域１０のエッジと配線９のエッジとの距離Ｌ２等が設定される。
なお、上述の第１〜第３実施形態において、有機層４が正孔輸送層５と発光層６からなる場合を例にして説明したが、有機層４を形成する材料層（機能層）として、正孔注入層、電子輸送層等が含まれてもよい。
なお、上述の第１〜第３実施形態において、有機層４を形成するための材料を含む液体材料を、スピンコート法を用いて基板１上のほぼ全域に塗布しているが、液体材料を基板１上のほぼ全域に塗布可能な方式（湿式塗布方式）であれば、任意の手法を用いることができる。
＜光書き込みヘッド＞
図１０は、上述の有機ＥＬ装置Ｓを、電子写真方式プリンタの光書き込みヘッド（プリンタヘッド）に適用した場合の一例を示す図である。図１０において、有機ＥＬ装置Ｓの基板１の上方には光学系６０が設けられており、光学系６０の上方には感光ドラム（感光体）６１が設けられている。有機ＥＬ装置Ｓは、光学系６０を介して、感光ドラム６１に対して光を照射する。有機ＥＬ装置Ｓの基板１から射出された光は、光学系６０を通って感光ドラム６１上に集光されるようになっている。有機ＥＬ装置Ｓは均一な輝度（照度）の光を射出できるため、感光ドラム６１を良好に感光させることができ、その感光ドラム６１を用いて良好に画像形成することができる。
＜電子機器＞
次に、上述の有機ＥＬ装置Ｓを備えた電子機器の例について説明する。上述の有機ＥＬ装置Ｓは、面発光が可能な照明用光源として用いることができる。例えば、液晶表示装置の表示部を構成するバックライトとして用いることができる。
図１１（Ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（Ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ装置Ｓを用いた表示部を示している。
図１１（Ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（Ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の有機ＥＬ装置Ｓを用いた表示部を示している。
図１１（Ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１１（Ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の有機ＥＬ装置Ｓを用いた表示部を示している。
図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示す電子機器は、上記実施の形態の有機ＥＬ装置Ｓを備えているので、所望の性能を有する電子機器を提供することができる。
なお、本発明の技術範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の各実施形態の有機ＥＬ装置Ｓは、モノクロームのディスプレイに適用することができる。
また、上述の各実施形態の有機ＥＬ装置Ｓの発光層６（有機層４）を、例えば白色発光材料で構成し、各画素領域のそれぞれから射出される光（白色光）を、カラーフィルタを用いて、赤色光、緑色光、及び青色光のそれぞれに変換することによって、フルカラーのディスプレイを形成することも可能である。
また、上述の各実施形態では、発光素子２の発光が基板１を介して外面側に射出される形式、所謂ボトム・エミッションの例を用いて説明したが、発光素子２の発光が基板１と逆側の陰極７側から射出される形式、所謂トップ・エミッションであっても適用可能である。この場合、陰極７としては、光の取り出しが可能な透明あるいは半透明材料が用いられる。
第１実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す側断面図である。 第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するためのフローチャート図である。 スピンコート法を用いて液体材料を塗布する状態を示す模式図である。 膜厚プロファイルと輝度プロファイルとの関係を示す模式図である。 発光領域、画素領域、最大輝度等の関係を説明するための模式図である。 実験例を説明するための図である。 比較例を説明するための図である。 第２実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す側断面図である。 第３実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す側断面図である。 有機ＥＬ装置を光書き込みヘッドに適用した例を説明するための図である。 有機ＥＬ装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
符号の説明
１…基板、２…発光素子、３…陽極、４…有機層、５…正孔輸送層、６…発光層、７…陰極、８…隔壁、８Ａ…上面、９…配線、１０…画素領域、Ｓ…有機ＥＬ装置

Claims (11)

  1. 発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、
    基板と、
    前記基板上に設定された画素領域を囲む隔壁とを備え、
    前記有機層は、前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成され、
    前記隔壁の高さをＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚をＨＥとしたとき、
    隔壁の高さＨＢが、膜厚ＨＥの２倍以下となるように設けら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装置。
  2. 前記画素領域の直径をＬ１としたとき、
    隔壁の高さＨＢが、直径Ｌ１の０．０１倍以下となるように設けられていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  3. 発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、
    基板と、
    前記基板上に設定された画素領域を囲む隔壁と、
    前記基板と前記隔壁との間に設けられた配線とを備え、
    前記隔壁の高さをＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚をＨＥ、前記配線の高さをＨＬとしたとき、
    隔壁の高さＨＢと配線の高さＨＬとの和が、膜厚ＨＥの２倍以下となるように設けら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装置。
  4. 前記画素領域の直径をＬ１、前記画素領域のエッジと前記配線のエッジとの距離をＬ２としたとき、
    直径Ｌ１の０．７倍の値が、距離Ｌ２以下となるように設けられていることを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  5. 隔壁の高さＨＢと配線の高さＨＬとの和が、直径Ｌ１の０．０１倍以下となるように設けられていることを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  6. 発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、
    基板と、
    前記基板上に設定された画素領域を囲む隔壁とを備え、
    前記有機層は、前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成され、
    前記画素領域内の前記有機層から射出される光の最大輝度ＫＭに対して所定の割合の輝度ＫＰの光を射出可能な発光領域の面積をＡＰ、前記画素領域の面積をＡ１、ＡＰ／Ａ１を発光領域率としたとき、
    前記発光領域率の目標値に応じて、前記隔壁の高さＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚ＨＥ、及び前記画素領域の直径Ｌ１のそれぞれが設定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装置。
  7. 発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置において、
    基板と、
    前記基板上に設定された画素領域を囲む隔壁と、
    前記基板と前記隔壁との間に設けられた配線とを備え、
    前記有機層は、前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように形成され、
    前記画素領域内の前記有機層から射出される光の最大輝度ＫＭに対して所定の割合の輝度ＫＰの光を射出可能な発光領域の面積をＡＰ、前記画素領域の面積をＡ１、ＡＰ／Ａ１を発光領域率としたとき、
    前記発光領域率の目標値に応じて、前記隔壁の高さＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚ＨＥ、前記配線の高さＨＬ、前記画素領域の直径Ｌ１、及び前記画素領域のエッジと前記配線のエッジとの距離Ｌ２のそれぞれが設定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装置。
  8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたことを特徴とする電子機器。
  9. 発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法において、
    前記基板上に設定された画素領域を囲むように隔壁を形成する隔壁形成工程と、
    前記有機層を形成するための材料を含む液体材料を前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように供給する液体材料供給工程とを有し、
    前記隔壁の高さをＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚をＨＥとしたとき、
    隔壁の高さＨＢが、膜厚ＨＥの２倍以下となるように、前記各工程を実行することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  10. 発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法において、
    前記基板上の所定位置に配線を形成する配線形成工程と、
    前記基板上に設定された画素領域を囲むように、且つ前記基板との間で前記配線を挟むように隔壁を形成する隔壁形成工程と、
    前記有機層を形成するための材料を含む液体材料を前記隔壁に囲まれた前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに連続するように供給する液体材料供給工程とを有し、
    前記隔壁の高さをＨＢ、前記画素領域における前記有機層の膜厚をＨＥ、前記配線の高さをＨＬとしたとき、
    隔壁の高さＨＢと配線の高さＨＬとの和が、膜厚ＨＥの２倍以下となるように、前記各工程を実行することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  11. 前記液体材料供給工程は、スピンコート法を用いて、前記画素領域及び前記隔壁の上面のそれぞれに前記液体材料を塗布することを特徴とする請求項９又は１０記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
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