JP2008016205A - 光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布領域への液状の材料の塗布により形成されてそれぞれ光を射出する複数の塗布層の厚みを塗布領域の全域にわたって均一とする。
【解決手段】有機ＥＬ装置１０を提供する。有機ＥＬ装置１０は、基板１１と、基板１１上に形成され、基板１１上の塗布領域Ｒの一部をそれぞれ占める複数の形成領域を画定するバンク１６と、それぞれ光を射出し、複数の形成領域にインクを塗布し真空乾燥により一括して乾燥させて形成された複数の発光機能層１４とを備える。複数の発光機能層１４の各々から射出された光は有機ＥＬ装置１０から射出される。有機ＥＬ装置１０では、塗布領域Ｒの端部における形成領域の体積は、塗布領域Ｒの中央部における形成領域の体積よりも大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学装置および電子機器に関する。

それぞれ光を射出する複数の塗布層を有する光学装置が知られている。塗布層は、その形成領域に液状の材料を塗布し真空乾燥により一括して乾燥させて形成される。この光学装置の一種に、複数の有機ＥＬ（Electro Luminescent）素子を有する有機ＥＬ装置がある。この有機ＥＬ装置では、有機ＥＬ素子の発光層が上記の塗布層に相当する。複数の発光層の形成では、まず、各発光層を形成する有機ＥＬ材料を溶質として含むインクを当該発光層の形成領域に塗布する。次に、塗布されたインクを一括して乾燥させる。インクの乾燥の方法としては真空乾燥が好適である。

従来の有機ＥＬ装置では、インクの乾燥速度（乾燥に要する時間）が不均一となる。具体的には、複数の形成領域がそれぞれ一部を占める塗布領域において、中央部に塗布されたインクは遅く乾き、端部に塗布されたインクは早く乾く。インクの乾燥速度が不均一となると、従来の有機ＥＬ装置では、発光層の厚みが不均一となる。つまり、発光層の膜厚ムラが生じる。これは、有機ＥＬ素子の輝度ムラや発光色ムラの原因となる。

そこで、塗布領域の端部の発光層からの光を射出することのない有機ＥＬ装置が提案されている（特許文献１〜特許文献３参照）。この種の有機ＥＬ装置では、発光層の厚みが略均一の有機ＥＬ素子からの光のみが射出される。したがって、上記の輝度ムラや発光色ムラは抑制される。
特開２００６−３８７０号公報 特開２００２−２２２６９５号公報 特開２００２−２５２０８３号公報

しかし、特許文献１〜特許文献３に記載の有機ＥＬ装置では、光の出射に寄与しない発光層、すなわち無駄な発光層を形成する必要がある。このような無駄が生じるのは、塗布領域の中央部と端部とで発光層の厚みが不均一となるからである。つまり、発光層の膜厚ムラが解消されていないからである。塗布層の厚みが不均一となることは、特定の波長の光を選択的に透過させる着色層を含む機能領域を複数備えたカラーフィルタ基板にもあてはまる。

そこで、本発明は、複数の塗布層の厚みが塗布領域の全域にわたって均一となる光学装置および電子機器を提供する。

本発明は、基板と、前記基板上の塗布領域に形成され、それぞれ光を出射する複数の塗布層と、前記基板上に形成され、前記複数の塗布層の形成領域を画定する隔壁とを備え、
前記複数の塗布層の各々から射出された光を射出する光学装置であって、前記形成領域のうち前記塗布領域の端部における第１形成領域の体積は、前記形成領域のうち前記塗布領域の中央部における第２形成領域の体積よりも大きい、ことを特徴とする光学装置（第１光学装置）を提供する。
本発明において、基板としては、例えばガラス製の透明基板を挙げることができる。また、塗布層としては、例えば光を発する発光層や光を透過させる透光層が挙げられる。発光層としては、例えば電気エネルギによる励起子の励起を経て発光する層を例示することができる。透光層としては、例えば特定の波長の光のみを透過させる着色層を例示することができる。また、隔壁としては、例えば塗布層が発光層の場合のバンクや塗布層が着色層の場合のブラックマトリクスを挙げることができる。
また、本発明において、複数の塗布層は、複数の形成領域に液状の材料を塗布し真空乾燥により一括して乾燥させて形成してもよい。この乾燥では、液状の材料に含まれている液体が蒸発するが、その蒸発速度は、基板上の塗布領域の端部で速く、中央部で遅い。したがって、端部の形成領域に塗布する液状の材料の量が塗布領域の全域にわたって均一の場合には、中央部に塗布された材料よりも端部に塗布された材料の方が早く乾燥し、塗布層の厚みが不均一となってしまう。
そこで、第１光学装置では、形成領域の体積を、塗布領域の中央部よりも端部において大きくしている。このため、第１光学装置では、端部の形成領域に塗布する液状の材料の量を中央部よりも端部で多くすることが可能であり、そうすることにより、液状の材料の乾燥速度を塗布領域の全域にわたって均一とすることができる。よって、第１光学装置によれば、塗布領域の全域にわたって塗布層の厚みを均一とすることができる。

第１光学装置において、形成領域の体積を塗布領域の中央部よりも端部において大きくする手法としては、例えば、前記基板に略平行で前記複数の形成領域を横切る一または複数の平面において、前記第１形成領域が占める面積は前記第２形成領域が占める面積よりも広くなるようにしても良いし、前記第１形成領域の厚みが、前記第２形成領域の厚みよりも厚くなるようにしてもよい。

第１光学装置において、前記隔壁は、前記形成領域の下部を画定する第１隔壁と、前記第１隔壁上に形成され、前記形成領域の上部を画定する第２隔壁とを有し、前記塗布領域の端部における前記第２隔壁の底面積は、前記塗布領域の中央部における前記第２隔壁の底面積よりも広い、ようにしてもよい。この態様では、塗布領域の端部において形成領域の上面の面積を広くすることなく形成領域の体積を大きくすることが可能である。つまり、この態様では、ただでさえ速い端部の蒸発速度が更に速くなってしまう事態を回避することが可能である。よって、端部の形成領域に塗布する材料の量を少なく抑えることができる。

また、本発明は、基板と、前記基板上の塗布領域に形成され、それぞれ光を出射する複数の塗布層と、前記基板上に形成され、前記複数の塗布層の形成領域を画定する隔壁とを備え、前記複数の塗布層の各々から射出された光を射出する光学装置であって、前記隔壁は、前記形成領域の下部を画定する親液性の第１隔壁と、前記第１隔壁上に形成され、前記形成領域の上部を画定する撥液性の第２隔壁とを有し、前記塗布領域の端部における前記第１隔壁の厚みは、前記塗布領域の中央部における前記第１隔壁の厚みよりも厚い、ことを特徴とする光学装置（第２光学装置）を提供する。
前述のように、液体の蒸発速度は中央部よりも端部において速い。そのため、塗布する材料の量を中央部と端部とで等しくした場合には、中央部の材料はその上面が十分に凹んでから乾燥を終えるのに対し、端部の材料はその上面が十分に凹まないうちに乾燥を終えてしまう。これにより、塗布領域において発光層の厚みが不均一となってしまう。しかし、第２光学装置では、形成領域の下部の厚み（親液性の第１隔壁の厚み）が塗布領域の中央部よりも端部において長いから、材料の上面を凹ませる力が中央部よりも端部において強くなる。したがって、端部において短時間で乾燥する材料の上面を十分に凹ませることができる。よって、第２光学装置によれば、塗布する材料の量が塗布領域の全域にわたって均一であっても、塗布領域の全域にわたって塗布層の厚みを均一とすることができる。

また、本発明は、基板と、前記基板上の塗布領域に形成され、それぞれ光を出射する複数の塗布層と、前記基板上に形成され、前記複数の塗布層の形成領域を画定する隔壁とを備え、前記複数の塗布層の各々から射出された光を射出する光学装置であって、前記隔壁は、前記形成領域の下部を画定する第１隔壁と、前記第１隔壁上に形成され、前記形成領域の上部を画定する第２隔壁とを有し、前記塗布領域の端部における前記第２隔壁の厚みは、前記塗布領域の中央部における前記第２隔壁の厚みよりも薄い、ことを特徴とする光学装置（第３光学装置）を提供する。
前述のように、塗布する材料の量を中央部と端部とで等しくした場合には、中央部の材料はその上面が十分に凹んでから乾燥するのに対し、端部の材料はその上面が十分に凹まないうちに乾燥してしまう。しかし、第２光学装置では、形成領域の上部の厚み（撥液性の第２隔壁の厚み）が塗布領域の中央部よりも端部において短いから、中央部においては形成領域から溢れず、端部においては形成領域から溢れるように、等量の材料を塗布することが可能であり、そのようにすることにより、端部において短時間で乾燥する材料の上面を十分に凹ませることができる。よって、第３光学装置によれば、塗布する材料の量が塗布領域の全域にわたって均一であっても、塗布領域の全域にわたって塗布層の厚みを均一とすることができる。

上記の各光学装置において、形成領域の底面積を塗布領域の全域にわたって均一としてもよい。一般に、塗布層の形成領域の底面積は出射光量を規定するから、形成領域の底面積を塗布領域の全域にわたって均一とすることにより、塗布層の出射光量を塗布領域の全域にわたって均一とすることができる。

また、本発明は、上記の各光学装置を備える電子機器を提供する。この電子機器によれば、上述した各種の効果に起因する各種の効果を得ることができる。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態を説明する。これらの図面においては、各層や各部材の寸法の比率は、実際のものとは適宜に異なっている。また、以下の説明における具体的な数値や材料は一例に過ぎず、本発明の技術的範囲がこれらの数値や材料に限定されることはない。これは、層の形成方法や各種処理の方法についても同様である。

＜Ａ：第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態では、液状の材料の乾燥速度を塗布領域の全域にわたって均一とすることにより、塗布領域の全域にわたる塗布層の厚みの均一化を図っている。

＜Ａ−１：構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ装置（光学装置）の平面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１０の断面図であり、図１のＡ−Ａ線矢視断面図でもある。この有機ＥＬ装置１０は、図１の塗布領域Ｒの全域にわたって均等に配置された複数の発光素子１２を有する。各発光素子１２は、発光可能な素子であり、具体的には、有機ＥＬ素子すなわちＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）である。塗布領域Ｒは、その中央部の領域Ｒ１と、領域Ｒ１を囲む領域Ｒ２と、領域Ｒ２を囲む端部の領域Ｒ３とに分かれている。領域Ｒ１〜Ｒ３には、それぞれ、複数の発光素子１２が配置されている。

基板１１は、厚みが５００μｍのガラス基板を有する。このガラス基板上には、発光素子１２を駆動するための配線層や絶縁層などの各種の層が形成されている。基板１１上には、複数の発光素子１２が形成されている。各発光素子１２からの光は基板１１側から有機ＥＬ装置１０外へ出射する。各発光素子１２は、基板１１上に形成された円盤状の第１電極１３と、第１電極１３上に形成された発光機能層（塗布層）１４と、発光機能層１４上に形成された第２電極１５とを有する。第１電極１３は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の光透過率の高い材料から形成されている。

発光機能層１４は、発光可能であり、正孔と電子との再結合による励起子の励起を経て発光する発光層Ｅ１２を、発光層Ｅ１２に正孔を注入する正孔注入層Ｅ１１上に積層させて形成されている。このことから明らかなように、本実施の形態では、第１電極１３が陽極となり、第２電極１５が陰極となる。なお、本実施の形態を変形し、発光機能層１４が発光層Ｅ１２のみを含むようにしてもよいし、第１電極１３と第２電極１５との間で陰陽を逆転させてもよい。

正孔注入層Ｅ１１は、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンシオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）から形成されており、その厚みは５０ｎｍである。発光層Ｅ１２は、例えば、公知の青色蛍光材料から形成されており、その厚みは１００ｎｍである。もちろん、他の色の蛍光材料から形成することも可能である。第２電極１５は、全ての発光素子１２に共通し、全ての発光機能層１４を覆っている。第２電極１５は単層構成であっても複数層構成であってもよい。複数層構成の場合には、発光層Ｅ１２側の薄い下層を仕事関数が小さい材料（例えばカルシウム）から形成し、厚い上層を仕事関数が大きい材料（例えばアルミニウム）から形成することが好ましい。この場合、下層の厚みは例えば５ｎｍ、上層の厚みは例えば３００ｎｍとなる。

一方、基板１１および第１電極１３上には、発光機能層１４が形成される領域（以降、「形成領域」と称する）を発光素子１２毎に区画するバンク１６が形成されている。バンク１６は、全ての発光素子１２とともに、第２電極１５に覆われている。各形成領域は回転体状をなし、その回転軸は基板１１に略垂直である。前述の塗布領域Ｒは基板１１上の層状の領域であり、各形成領域は塗布領域Ｒの一部を占めている。形成領域の体積は塗布領域Ｒにおける形成領域の位置によって異なる。すなわち、領域Ｒ１における各形成領域の体積：領域Ｒ２における各形成領域の体積：領域Ｒ３における各形成領域の体積＝１：１．１：１．３となっている。

バンク１６は、各形成領域の下部（以降、「下部領域」と称する）を画定する第１バンクＢ１１上に、各形成領域の上部（以降、「上部領域」と称する）を画定する第２バンクＢ１２を積層して形成されている。各形成領域において、当該形成領域内の下部領域の回転軸と当該形成領域内の上部領域の回転軸は略一致しており、当該上部領域の底面の一部が各下部領域の上面となっている。各上部領域はテーパを有し、底面よりも上面の方が広くなっている。

第１バンクＢ１１は二酸化珪素から形成されており、その厚みは１００ｎｍである。第１バンクＢ１１は各第１電極１３の周縁部を覆っており、発光機能層１４の下部側面（正孔注入層Ｅ１１の側面および発光層Ｅ１２の下部側面）は第１バンクＢ１１の表面のみに接触している。この接触面には親液性の加工が施されている。各第１電極１３の上面のうち第１バンクＢ１１に覆われていない領域（開口）は、下部領域の底面に一致しており、その直径は１００μｍである。

第２バンクＢ１２はアクリル系樹脂から形成されており、その厚みは約２μｍである。第２バンクＢ１２は第１バンクＢ１１および基板１１上に形成されており、発光機能層１４の上部側面（発光層Ｅ１２の上部側面）は第２バンクＢ１２の表面のみに接触している。この接触面には撥液性の加工が施されている。第２バンクＢ１２に画定される各上部領域は、テーパを有し、底面よりも上面の方が広くなっている。また、上部領域の上面の直径（Ｊ）は全ての上部領域に共通である。一方、上部領域の底面の直径は塗布領域Ｒにおける形成領域の位置によって異なる。すなわち、領域Ｒ１内ではＴ１、領域Ｒ２内ではＴ２、領域Ｒ３内ではＴ３であり、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３である。Ｔ１、Ｔ２およびＴ３は、直径がＴ１の円の面積：直径がＴ２の円の面積：直径がＴ３の円の面積＝１：１．１：１．３となるように定められている。

図示を略すが、第２電極１５上には封止層が設けられ、この封止層によって全ての発光素子１２が封止されている。この封止により、全ての発光素子１２が外気から保護されている。なお、封止の方法は任意である。

＜Ａ−２：製造方法＞
次に、有機ＥＬ装置１０の製造工程について説明する。
まず、基板１１を形成する。具体的には、ガラス基板上に、発光素子１２を駆動するための配線層や絶縁層などの各種の層を形成して基板１１とする。次に、基板１１上に複数の第１電極１３を形成する。

次に、図３に示すように、基板１１および複数の第１電極１３上に複数の形成領域を確定するバンク１６を形成する。バンク１６の形成では、まず、基板１１および複数の第１電極１３上に二酸化珪素を１００ｎｍ厚で蒸着する。次に、上記二酸化珪素上に、アクリル系樹脂を約２μｍ厚で積層し、フォトリソグラフィによりパターニングし、第２バンクＢ１２を形成し、複数の上部領域が画定される。次に上部領域によって露出した二酸化珪素をフォトリソグラフィによりパターニングすることにより、第１バンクＢ１１を形成し、複数の下部領域が画定される。

次に、バンク１６の露出面に親液化処理を施す。具体的には、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理（Ｏ2プラズマ処理）を行う。この処理により、バンク１６の露出面に水酸基が導入されて親液性が付与される。次に、バンク１６の露出面に撥液化処理を施す。具体的には、大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理（ＣＦ4プラズマ処理）を行う。この処理により、第２バンクＢ１２の露出面にフッ素基が導入されて撥液性が付与される。なお第１バンクＢ１１は無機物である二酸化珪素で形成されているため、この撥液化処理によって第１バンクＢ１１の露出面が撥液化されることはない。また撥液化処理のためのプラズマ処理は第２バンクＢ１２の露出面のみに選択的に行ってもよい。

次に、図４に示すように、各下部領域の底部に発光機能層Ｅ１１を形成する。この形成では、各下部領域の底部に、正孔注入層Ｅ１１を形成してから発光層Ｅ１２を形成する。
正孔注入層Ｅ１１の形成手順は以下の通りである。
まず、液状の第１インクを塗布して各下部領域の底部に溜める。第１インクは、溶質として固形分濃度が０．５％で重量比が１：５０のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを含み、溶媒の５０％としてジエチレングリコールモノブチルエーテルと、溶媒の残量として純水（具体的には超純水）とを含む。塗布の方法としては、インクジェット装置（液滴吐出装置）を用いたインクジェット法を用いる。すなわち、インクジェット装置のヘッドのノズルから第１インクの液滴を吐出させる。なお、第１インクの塗布では、領域Ｒ１内の各下部領域に塗布する量：領域Ｒ２内の各下部領域に塗布する量：領域Ｒ３内の各下部領域に塗布する量＝１：１．１：１．３となるようにする。

次に、塗布された第１インクを一括して乾燥させる。
具体的には、まず、真空乾燥を行う。すなわち、基板１１が置かれている空間を減圧して第１インク中の溶媒の沸点を下げ、当該溶媒を低温で蒸発させる。これにより、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳが濃縮されて析出し、正孔注入層Ｅ１１が形成される。ところで、真空乾燥における第１インクの溶媒の蒸発速度は、領域Ｒ１では遅く、領域Ｒ２ではより速く、領域Ｒ３では最も速い。しかし、第１インクの塗布量は、領域Ｒ１では少なく、領域Ｒ２ではより多く、領域Ｒ３では最も多くなっている。よって、塗布された第１インクの乾燥速度は、塗布領域Ｒの全域にわたって均一となる。つまり、正孔注入層Ｅ１１の厚み（５０ｎｍ）は塗布領域Ｒの全域にわたって均一となる。なお、図示を略すが、正孔注入層Ｅ１１の上面には凹凸があり、本実施の形態では、正孔注入層Ｅ１１の中央部の厚みを「正孔注入層Ｅ１１の厚み」としている。
次に、２００℃で１０分間程度熱する熱処理を行う。これにより、正孔注入層Ｅ１１から残存する溶媒が除去される。なお、第１インクの塗布では、正孔注入層Ｅ１１の厚みが５０ｎｍとなるように、塗布する第１インクの量を調節する。

発光層Ｅ１２の形成手順は以下の通りである。
まず、液状の第２インクを塗布して各形成領域の底部に溜める。各形成領域の底部には既に正孔注入層Ｅ１１が形成されているから、第２インクは正孔注入層Ｅ１１上に溜まる。第２インクは、溶質として青色蛍光材料を含み、溶媒としてシクロヘキシルベンゼンを含む。この塗布でもインクジェット法を用いる。なお、第２インクの塗布では、領域Ｒ１内の各形成領域に塗布する量：領域Ｒ２内の各形成領域に塗布する量：領域Ｒ３内の各形成領域に塗布する量＝１：１．１：１．３となるようにする。

次に、塗布された第２インクを一括して乾燥させる。
具体的には、まず、真空乾燥を行う。すなわち、基板１１が置かれている空間を減圧して第２インク中の溶媒の沸点を下げ、当該溶媒を低温で蒸発させる。これにより、青色蛍光材料が濃縮されて析出し、発光層Ｅ１２が形成される。ところで、真空乾燥における第２インクの溶媒の蒸発速度は、領域Ｒ１では遅く、領域Ｒ２ではより速く、領域Ｒ３では最も速い。しかし、第２インクの塗布量は、領域Ｒ１では少なく、領域Ｒ２ではより多く、領域Ｒ３では最も多くなっている。よって、塗布された第２インクの乾燥速度は、塗布領域Ｒの全域にわたって均一となる。その結果、発光層Ｅ１２の厚み（１００ｎｍ）は塗布領域Ｒの全域にわたって均一となる。なお、図示を略すが、正孔注入層Ｅ１１の上面には凹凸があり、本実施の形態では、発光層Ｅ１２の中央部の厚みを「発光層Ｅ１２の厚み」としている。
次に、窒素雰囲気中で１３０℃で１時間程度熱する熱処理を行う。これにより、発光層Ｅ１２から残存する溶媒が除去される。なお、第２インクの塗布では、発光層Ｅ１２の厚みが１００ｎｍとなるように、塗布する第２インクの量を調節する。

次に、バンク１６および全ての発光層Ｅ１２を覆うように、第２電極１５を形成する。この形成は蒸着によって行われる。例えば、カルシウムを５ｎｍ厚で蒸着し、その上にアルミニウムを３００ｎｍ厚で蒸着する。次に、第２電極１５上に封止層を設け、全ての発光素子１２を外気から保護する。こうして、図２の有機ＥＬ装置１０が得られる。

＜Ａ−３：効果＞
以上説明したように、有機ＥＬ装置１０では、上部領域の底面の面積は、塗布領域Ｒにおける位置によって異なり、領域Ｒ１よりも領域Ｒ２で広く、領域Ｒ２よりも領域Ｒ３で広くなっている。このため、形成領域の体積は、領域Ｒ１よりも領域Ｒ２で大きく、領域Ｒ２よりも領域Ｒ３で大きくなっている。その結果、領域Ｒ１の形成領域に塗布するインクの量を、領域Ｒ１よりも領域Ｒ２で多くし、領域Ｒ２よりも領域Ｒ３で多くすることが可能であり、そうすることによって、インクの乾燥速度を塗布領域Ｒの全域にわたって均一とし、塗布領域Ｒの全域にわたって発光機能層１４の厚みを均一としている。

また、有機ＥＬ装置１０では、上部領域の上面の面積が塗布領域Ｒの全域にわたって均一である。したがって、上部領域の上面をも、領域Ｒ１よりも領域Ｒ２で広く、領域Ｒ２よりも領域Ｒ３で広くする形態に比較すると、有機ＥＬ装置１０には、領域Ｒ３および領域Ｒ２における溶媒の蒸発速度を速くせずに済むという利点がある。この利点は、塗布するインクの量を少なく抑えることができるという効果につながる。

また、有機ＥＬ装置１０では、形成領域の底面積が塗布領域Ｒの全域にわたって均一である。したがって、発光素子１２からの出射光量を塗布領域の全域にわたって均一とすることができる。

＜Ａ−４：変形＞
なお、領域Ｒ１〜Ｒ３において形成領域の体積を異ならせるために面積を異ならせる形成領域の面を、上部領域の底面以外の面としてもよい。例えば、下部領域の上面としてもよいし、上部領域の底面および下部領域の上面としてもよい。要は、基板１１に平行で全ての形成領域を横切る一または複数の平面において各形成領域が占める領域であればよい。ただし、上記の平面に、各形成領域の発光機能層１４が形成されない部分を横切る面は含まれない。

また、形成領域の体積を異ならせるために、上部領域の底面の面積ではなく、形成領域の厚みを塗布領域Ｒにおける位置によって異ならせてもよい。具体的には、形成領域の厚みを、領域Ｒ１よりも領域Ｒ２で厚く、領域Ｒ２よりも領域Ｒ３で厚くしてもよい。

＜Ｂ：第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態では、液状の材料の上面を凹ませる力を塗布領域の中央部よりも端部において強くすることにより、乾燥後の塗布層の上面の形状が塗布領域の全域にわたって均一となるようにし、その結果として、塗布領域の全域にわたる塗布層の厚みの均一化を図っている。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２０の断面図であり、図１のＡ−Ａ線矢視断面図でもある。この有機ＥＬ装置２０は、図１の塗布領域Ｒの全域にわたって均等に配置された複数の発光素子２２を有する。発光素子２２は、発光可能な素子であり、具体的には有機ＥＬ素子である。

図５に示すように、基板１１上には、複数の発光素子２２が形成されている。各発光素子２２からの光は基板１１側から有機ＥＬ装置２０外へ出射する。各発光素子２２は、基板１１上に形成された第１電極（陽極）１３と、第１電極１３上に形成された発光機能層（塗布層）２４と、発光機能層２４上に形成された第２電極（陰極）１５とを有する。

発光機能層２４は、発光可能であり、発光層Ｅ２２を正孔注入層Ｅ１１上に積層させて形成されている。発光層Ｅ２２の厚み、機能および形成材料は発光層Ｅ１２と同様である。一方、基板１１および第１電極１３上には、発光機能層２４が形成される領域（本実施の形態における形成領域）を発光素子２２毎に区画するバンク２６が形成されている。第２電極１５は、全ての発光素子２２に共通し、バンク２６および全ての発光機能層２４を覆っている。

本実施の形態においても、各形成領域は、回転体状をなし、その回転軸は基板１１に略垂直であり、基板１１上の塗布領域Ｒの一部を占めている。バンク２６は、各形成領域の下部（本実施の形態における下部領域）を画定する第１バンクＢ２１上に、各形成領域の上部（本実施の形態における上部領域）を画定する第２バンクＢ２２を積層して形成されている。各形成領域において、当該形成領域内の下部領域の回転軸と当該形成領域内の上部領域の回転軸は略一致しており、当該上部領域の底面の一部が各下部領域の上面となっている。各上部領域はテーパを有し、底面よりも上面の方が広くなっている。

第１バンクＢ２１は第１バンクＢ１１と同様であり、第２バンクＢ２２は第２バンクＢ１２と同様である。ただし、第１バンクＢ２１の厚みは、塗布領域Ｒにおける形成領域の位置によって異なる。すなわち、領域Ｒ１内ではＨ１、領域Ｒ２内ではＨ２、領域Ｒ３内ではＨ３であり、Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３である。第２バンクＢ２２に画定される上部領域の底面の直径は全ての上部領域に共通である。

有機ＥＬ装置２０の製造工程は有機ＥＬ装置１０の製造工程と同様である。ただし、第１バンクＢ２１の形成では、第１バンクＢ２１の厚みが、領域Ｒ１内ではＨ１、領域Ｒ２内ではＨ２、領域Ｒ３内ではＨ３となるように、蒸着した等厚の二酸化珪素をエッチングする。また、発光層Ｅ２２の形成では、形成領域に塗布する第２インクの量を、全ての形成領域に共通とする。

ところで、溶媒の蒸発速度は中央部よりも端部において速い。そのため、本実施の形態のように塗布する第２インクの量を塗布領域Ｒの中央部と端部とで等しくすると、通常、中央部の第２インクはその上面が十分に凹んでから乾燥を終えるのに対し、端部の第２インクはその上面が十分に凹まないうちに乾燥を終えてしまう。つまり、発光層の上面の形状が塗布領域の中央部と端部とで著しく異なってしまい、塗布領域における発光層の厚み（発光層の中央部の厚み）が不均一となってしまう。

これに対し、有機ＥＬ装置２０では、下部領域の厚み（親液性の第１バンクＢ２１の厚み）が、領域Ｒ１よりも領域Ｒ２において厚く、領域Ｒ２よりも領域Ｒ３において厚いから、その製造工程において、第２インクの上面を凹ませる力が、領域Ｒ１よりも領域Ｒ２において強く、領域Ｒ２よりも領域Ｒ３において強くなる。したがって、発光層Ｅ２２の上面の形状を塗布領域Ｒの全域にわたって均一とすることができる。よって、有機ＥＬ装置２０によれば、塗布領域Ｒの全域にわたって発光層Ｅ２２の厚みを均一とすることができる。

以上説明したことから明らかなように、有機ＥＬ装置２０によれば、塗布領域Ｒの全域にわたって発光機能層２４の厚みを均一とすることができる。また、有機ＥＬ装置２０によれば、有機ＥＬ装置１０に比較して、その製造に要する第２インクの量を減らすことができる。また、有機ＥＬ装置２０によれば、発光素子２２からの出射光量を塗布領域の全域にわたって均一とすることができる。

＜Ｃ：第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態では、液状の材料を塗布領域Ｒの端部において形成領域から溢れさせることにより、乾燥後の塗布層の上面の形状が塗布領域の全域にわたって均一となるようにし、その結果として、塗布領域の全域にわたる塗布層の厚みの均一化を図っている。

図６は、本発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置３０の断面図であり、図１のＡ−Ａ線矢視断面図でもある。この有機ＥＬ装置３０は、図１の塗布領域Ｒの全域にわたって均等に配置された複数の発光素子３２を有する。発光素子３２は、発光可能な素子であり、具体的には有機ＥＬ素子である。

図６に示すように、基板１１上には、複数の発光素子３２が形成されている。各発光素子３２からの光は基板１１側から有機ＥＬ装置３０外へ出射する。各発光素子３２は、基板１１上に形成された第１電極（陽極）１３と、第１電極１３上に形成された発光機能層（塗布層）３４と、発光機能層３４上に形成された第２電極（陰極）１５とを有する。

発光機能層３４は、発光可能であり、発光層Ｅ３２を正孔注入層Ｅ１１上に積層させて形成されている。発光層Ｅ３２の厚み、機能および形成材料は発光層Ｅ１２と同様である。一方、基板１１および第１電極１３上には、発光機能層３４が形成される領域（本実施の形態における形成領域）を発光素子３２毎に区画するバンク３６が形成されている。第２電極１５は、全ての発光素子３２に共通し、バンク３６および全ての発光機能層３４を覆っている。

本実施の形態においても、各形成領域は、回転体状をなし、その回転軸は基板１１に略垂直であり、基板１１上の塗布領域Ｒの一部を占めている。バンク３６は、各形成領域の下部（本実施の形態における下部領域）を画定する第１バンクＢ１１上に、各形成領域の上部（本実施の形態における上部領域）を画定する第２バンクＢ３２を積層して形成されている。各形成領域において、当該形成領域内の下部領域の回転軸と当該形成領域内の上部領域の回転軸は略一致しており、当該上部領域の底面の一部が各下部領域の上面となっている。各上部領域はテーパを有し、底面よりも上面の方が広くなっている。

第２バンクＢ３２は第２バンクＢ１２と同様である。ただし、第１バンクＢ３２の厚みは、塗布領域Ｒにおける形成領域の位置によって異なる。すなわち、領域Ｒ１内ではＫ１、領域Ｒ２内ではＫ２、領域Ｒ３内ではＫ３であり、Ｋ１＞Ｋ２＞Ｋ３である。第２バンクＢ３２に画定される上部領域の底面の直径は全ての上部領域に共通である。また、第２バンクＢ３２のテーパの角度は全ての上部領域に共通である。

有機ＥＬ装置３０の製造工程は有機ＥＬ装置１０の製造工程と同様である。ただし、第２バンクＢ３２の形成では、第２バンクＢ３２の厚みが、領域Ｒ１内ではＫ１、領域Ｒ２内ではＫ２、領域Ｒ３内ではＫ３となるように、蒸着した等厚のアクリル系樹脂をエッチングする。また、発光層Ｅ３２の形成では、形成領域に塗布する第２インクの量を、全ての形成領域に共通とする。

前述したように、本実施の形態のように塗布する第２インクの量を塗布領域Ｒの中央部と端部とで等しくすると、通常、発光層の上面の形状が塗布領域の中央部と端部とで著しく異なってしまう。これに対し、有機ＥＬ装置３０では、上部領域の厚み（撥液性の第２バンクＢ３２の厚み）が、領域Ｒ１よりも領域Ｒ２において薄く、領域Ｒ２よりも領域Ｒ３において薄くなっており、その製造工程において、第１インクが、領域Ｒ１では形成領域から溢れず、領域Ｒ２では形成領域から少し溢れ、領域Ｒ３では形成領域から多く溢れる。形成領域から溢れた第１インクの上面は凹み、その凹みの程度は、溢れる量が多いほど大きくなる。したがって、発光層Ｅ３２の上面の形状を塗布領域Ｒの全域にわたって均一とすることができる。よって、有機ＥＬ装置３０によれば、塗布領域Ｒの全域にわたって発光層Ｅ３２の厚みを均一とすることができる。

以上説明したことから明らかなように、有機ＥＬ装置３０によれば、塗布領域Ｒの全域にわたって発光機能層３４の厚みを均一とすることができる。また、有機ＥＬ装置３０によれば、有機ＥＬ装置１０に比較して、その製造に要する第２インクの量を減らすことができる。また、有機ＥＬ装置３０によれば、発光素子３２からの出射光量を塗布領域の全域にわたって均一とすることができる。

＜Ｄ：変形＞
以上の説明では、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を例示したが、本発明は、トップエミッション型の有機ＥＬ装置やデュアルエミッション型の有機ＥＬ装置にも適用可能である。また、以上の説明では、塗布領域Ｒを領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の三つに分けた例を示したが、２つに分けてもよいし、４つ以上に分けてもよい。また、本発明は、有機ＥＬ素子に代えて無機ＥＬ素子を有する無機ＥＬ装置にも適用可能である。また、上記の各有機ＥＬ装置を変形し、光の三原色に対応した有機ＥＬ素子を配列してフルカラー画像を表示可能な表示装置としてもよい。この表示装置は本発明の範囲に含まれる。

また、本発明を適用可能な光学装置は、有機ＥＬ装置や無機ＥＬ装置などの発光装置に限らない。例えば、特定の波長の光を選択的に透過させる着色層を含む機能領域を複数備えたカラーフィルタ基板にも適用可能である。この場合、バンクに代わる隔壁としてブラックマトリクスが用いられる。ただし、本発明を適用可能なカラーフィルタ基板は、液状の材料を塗布し真空乾燥により一括して乾燥させて複数の着色層が形成されるものに限る。

＜Ｅ：応用＞
上述した上記の各有機ＥＬ装置は様々な電子機器に応用可能である。画像を示す画像データの供給を受けて当該画像データに応じた輝度で各発光素子を発光させることによって当該画像を表示する表示装置や、画像形成装置の像担持体の感光面に光を照射するライン型の露光装置として利用可能である。表示装置として利用される場合には、発光素子１２がマトリクス状に配置されることになる。露光装置として利用される場合には、発光素子１２が像担持体の感光面の進行方向を横切る方向に並ぶことになる。

［表示装置］
図７は、有機ＥＬ装置１０を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す図である。パーソナルコンピュータ２０００は、表示装置としての有機ＥＬ装置１０と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。

図８は、有機ＥＬ装置１０を表示装置として採用した携帯電話機の構成を示す図である。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに表示装置としての有機ＥＬ装置１０を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、有機ＥＬ装置１０に表示される画面がスクロールされる。

図９は、有機ＥＬ装置１０を表示装置として採用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）の構成を示す図である。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに表示装置としての有機ＥＬ装置１０を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が有機ＥＬ装置１０に表示される。

なお、本発明に係る発光装置が適用される表示装置、または当該表示装置を有する電子機器としては、図７から図９に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。

本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ装置（光学装置）の平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１０の断面図である。 有機ＥＬ装置１０の製造工程を説明するための図である。 有機ＥＬ装置１０の製造工程を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置２０の断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置３０の断面図である。 有機ＥＬ装置１０を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す図である。 有機ＥＬ装置１０を表示装置として採用した携帯電話機の構成を示す図である。 有機ＥＬ装置１０を表示装置として採用した携帯情報端末の構成を示す図である。

符号の説明

１０，２０，３０…有機ＥＬ装置（光学装置）、１２，２２，３２…発光素子、１１…基板、１３…第１電極（陽極）、１４，２４，３４…発光機能層（塗布層）、１５…第２電極（陰極）、１６，２６，３６…バンク（隔壁）、Ｂ１１，Ｂ２１…第１バンク（第１隔壁）、Ｂ１２，Ｂ２２，Ｂ３２…第２バンク（第２隔壁）、Ｅ１１…正孔注入層、Ｅ１２，Ｅ２２，Ｅ３２…発光層。

Claims (8)

1. 基板と、
   前記基板上の塗布領域に形成され、それぞれ光を出射する複数の塗布層と、
   前記基板上に形成され、前記複数の塗布層の形成領域を画定する隔壁とを備え、
   前記複数の塗布層の各々から射出された光を射出する光学装置であって、
   前記形成領域のうち前記塗布領域の端部における第１形成領域の体積は、前記形成領域のうち前記塗布領域の中央部における第２形成領域の体積よりも大きい、
   ことを特徴とする光学装置。
2. 前記基板に略平行で前記複数の形成領域を横切る一または複数の平面において、前記第１形成領域が占める面積は前記第２形成領域が占める面積よりも広い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記第１形成領域の厚みは、前記第２形成領域の厚みよりも厚い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
4. 前記隔壁は、
   前記形成領域の下部を画定する第１隔壁と、
   前記第１隔壁上に形成され、前記形成領域の上部を画定する第２隔壁とを有し、
   前記塗布領域の端部における前記第２隔壁の底面積は、前記塗布領域の中央部における前記第２隔壁の底面積よりも広い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
5. 基板と、
   前記基板上の塗布領域に形成され、それぞれ光を出射する複数の塗布層と、
   前記基板上に形成され、前記複数の塗布層の形成領域を画定する隔壁とを備え、
   前記複数の塗布層の各々から射出された光を射出する光学装置であって、
   前記隔壁は、
   前記形成領域の下部を画定する親液性の第１隔壁と、
   前記第１隔壁上に形成され、前記形成領域の上部を画定する撥液性の第２隔壁とを有し、
   前記塗布領域の端部における前記第１隔壁の厚みは、前記塗布領域の中央部における前記第１隔壁の厚みよりも厚い、
   ことを特徴とする光学装置。
6. 基板と、
   前記基板上の塗布領域に形成され、それぞれ光を出射する複数の塗布層と、
   前記基板上に形成され、前記複数の塗布層の形成領域を画定する隔壁とを備え、
   前記複数の塗布層の各々から射出された光を射出する光学装置であって、
   前記隔壁は、
   前記形成領域の下部を画定する第１隔壁と、
   前記第１隔壁上に形成され、前記形成領域の上部を画定する第２隔壁とを有し、
   前記塗布領域の端部における前記第２隔壁の厚みは、前記塗布領域の中央部における前記第２隔壁の厚みよりも薄い、
   ことを特徴とする光学装置。
7. 前記形成領域の底面積は前記塗布領域の全域にわたって均一である、
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光学装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光学装置を備える電子機器。

Images