JP2009259457A - 有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴吐出法で形成する機能膜の膜厚ムラをより少なくし、これによって表示性能を向上した有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法、及び電子機器とを提供する。
【解決手段】隔壁１４の開口部１４ａ内に、第１電極１１と少なくとも有機発光層を含む機能層と第２電極とが設けられ、機能層のうちの少なくとも一層が液滴吐出法で形成されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子である。開口部の開口形状が、長軸Ｘと短軸Ｙとを有してなる長円状に形成されている。隔壁１４の、開口部１４ａにおける短軸Ｙ方向に沿う第１隔壁部１４１の高さａが、開口部１４ａにおける長軸Ｘ方向に沿う第２隔壁部１４２の高さｂより高く形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法、及び電子機器に関する。

近年、多数の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）の製造においては、機能性材料を含む液状体（機能液）を所定の位置に配置し、所望の機能膜を形成する技術が活発に開発されている。特に、インクジェット法に代表される液滴吐出法によれば、用いるインクジェットヘッドの解像度に応じて微少な機能液を所望の位置に塗布することができるため、微細なパターンの機能膜を形成することができ、したがって高解像度で高品質な有機ＥＬ装置を形成するが可能になる。

ところで、液滴吐出法を用いた製造方法では、機能液を塗布する領域の周囲に隔壁（バンク）を設け、それぞれの機能液の配置箇所を区画することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。隔壁を設けることで吐出の際の位置精度を向上し、さらに塗布された機能液が他の領域の機能液と混ざり合うことを抑制することにより、良好なパターニングを可能にするためである。
このような隔壁を用いた製造方法では、実際には隔壁に開口部を形成してこの開口部内を機能液の塗布領域、すなわち発光素子（有機ＥＬ素子）の形成領域とし、開口部内に第１電極（画素電極）を臨ませる（露出させる）ようにしている。

また、隔壁に形成される開口部の開口形状としては、当初においては矩形状（長方形状）が一般的であった。しかし、吐出配置された液滴（機能液）は、開口部内に落下すると表面張力で丸くなろうとすることから、特に開口部の角部（隅部）においては、液滴が十分に濡れ拡がらなくなってしまう。その結果、得られる機能膜に膜厚ムラ等が生じ、これによって膜内で発光量の差が生じたり、輝度や色合いに違いが生じるなど、表示不良（表示ムラ）を生じる一因になっていた。
そこで、近年では、開口形状を長円状、すなわち陸上競技におけるトラックの形状とし、これによって角部を無くすことにより、液滴の濡れ拡がり性を向上することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−２２２６９５号公報 特開２００４−１２７５５２号公報

前記したように、長円状の開口形状を有した開口部内にインクジェット法（液滴吐出法）で液滴を吐出配置し、得られた機能膜では、開口形状が矩形状である場合に比べ、膜厚ムラが少なくなる。したがって、この有機ＥＬ素子では、膜厚ムラが少なくなった分、その表示性能が向上している。しかしながら、このように開口形状が長円状となる開口部を形成した隔壁を用いても、形成する機能膜には依然として膜厚ムラが生じ、これが表示性能を損なう一因になっている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、液滴吐出法で形成する機能膜の膜厚ムラをより少なくし、これによって表示性能を向上した有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法、及び電子機器とを提供することにある。

本発明者は、前記目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得た。
図９（ａ）の平面図に示す、従来の長円状の開口形状を有する開口部５０を形成した隔壁５２を用いた場合の、機能膜のプロファイルは、実験の結果、図９（ｂ）、（ｃ）に示すようになることが分かった。ここで、図９（ａ）に示したように長円状の開口部５０は、長軸Ｘと短軸Ｙとを有し、長軸Ｘの長さが２００μｍ、短軸Ｙの長さが５０μｍになっている。なお、長円状の開口部５０は、長軸Ｘに沿う直線状の辺５０ａと、短軸Ｙに沿う曲線状の辺５０ｂとに囲まれて形成されている。曲線状の辺５０ｂは、直径が５０μｍである半円の円弧形状となっている。

また、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。これら図９（ｂ）、（ｃ）中において符号５５は機能膜であり、この機能膜５５は、有機材料を溶解または分散させてなる液状体（インク）が、前記開口部５０内にインクジェット法（液滴吐出法）で吐出され配された後、乾燥処理されて形成されたものである。

また、図９（ｂ）、（ｃ）に示したように、隔壁５２は下側に設けられたＳｉＯ_２からなる無機隔壁５３と、これの上に形成されたアクリル樹脂からなる有機隔壁５４とによって構成されている。この隔壁５２は、その開口部５０内に、ＩＴＯからなる第１電極（画素電極）５７を露出させた（臨ませた）状態で形成されている。そして、この第１電極５７の表面と無機隔壁５３とには親液処理がなされており、有機隔壁５４には撥液処理がなされている。なお、有機隔壁５４はその高さが２μｍとなっており、一方、無機隔壁５３は有機隔壁５４に比べて十分に薄く形成されている。したがって、隔壁５２の高さとしては、有機隔壁５４の高さによってほぼ決定されることになる。

このような隔壁５２の開口部５０内に、前記液状体（インク）をインクジェットヘッド（図示せず）から吐出し、図９（ｂ）、（ｃ）中二点鎖線で示すように開口部５０内から流れ出ない程度に液状体を配する。その後、乾燥処理を行うことにより、図９（ｂ）、（ｃ）中実線で示すように機能膜５５を形成する。
このようにして形成された機能膜５５は、前記長円の長軸Ｘ方向にスキャンしたときの膜形状が、図９（ｂ）に示すように、両側と中央部とが凹み、これら両側部と中央部との間が盛り上がる、Ｍ形状となる。また、前記長円の短軸Ｙ方向にスキャンしたときの膜形状が、図９（ｃ）に示すように、両側が外側に向かって厚くなり、中央部が凹む、Ｕ形状となる。
よって、このような長円状の開口形状を有する開口部５０内に形成した従来の機能膜５５は、前述したように、依然として膜厚ムラが生じているのである。

また、隔壁の高さと機能膜の膜厚プロファイルとの関係を調べるため、図１０（ａ）の平面図に示す、円形の開口形状を有する開口部６０を形成した隔壁６２を用いた場合の、機能膜のプロファイルを、実験によって求めた。ここで、図１０（ａ）に示したように円形の開口部６０については、その直径を５０μｍに形成した。また、隔壁の６２の高さについては、図１０（ｂ）に示すように有機隔壁６４の高さを２μｍにした場合と、図１０（ｃ）に示すように有機隔壁６４の高さを１．６μｍにした場合の、二通りで実験を行った。なお、図１０（ｂ）、（ｃ）中において符号６３は無機隔壁であり、この無機隔壁６３は、有機隔壁６４に比べ十分に薄く形成されたものである。したがって、隔壁６２の高さは、前述したように有機隔壁６４の高さによってほぼ決定されることになる。また、符号６７はＩＴＯからなる第１電極（画素電極）である。

このような隔壁６２の開口部６０に対し、図９（ａ）〜（ｃ）に示した場合と同様にして液状体（インク）をインクジェットヘッド（図示せず）から吐出し、機能膜を形成した。その結果、有機隔壁の高さを２μｍと相対的に高くした図１０（ｂ）では、開口形状である円の直径方向にスキャンしたときの機能膜６５ａの膜形状は、両側が外側に向かって厚くなり、中央部が凹む、Ｕ形状となった。一方、有機隔壁の高さを１．６μｍと相対的に低くした図１０（ｃ）では、円の直径方向にスキャンしたときの機能膜６５ｂの膜形状は、その中央部が盛り上がった、逆Ｕ形状となった。
なお、図９（ｂ）、（ｃ）に示した傾向、及び図１０（ｂ）、（ｃ）に示した傾向は、再現性良く現れた。

このような知見のもとに、本発明者はさらに研究を重ねた結果、特に図９（ｂ）に示したようなＭ形状となる膜形状（膜厚プロファイル）を改善し、これを平坦化させるのに、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）とで得られる膜形状の違いを応用することに思い到った。そして、後述するように実験を行った結果、開口部内に平坦な機能膜を形成することができることを確認し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、開口部を形成した隔壁の前記開口部内に、第１電極と少なくとも有機発光層を含む機能層と第２電極とが設けられ、前記機能層のうちの少なくとも一層が液滴吐出法で形成されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記開口部の開口形状が、長軸と短軸とを有してなる長円状又は楕円状に形成され、
前記隔壁の、前記開口部における短軸方向に沿う第１隔壁部の高さａが、前記開口部における長軸方向に沿う第２隔壁部の高さｂより高く形成されていることを特徴としている。

この有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、隔壁の開口部における短軸方向に沿う第１隔壁部の高さａを、開口部における長軸方向に沿う第２隔壁部の高さｂより高く形成したので、前記開口部内に液滴吐出法で形成される、機能層を構成する機能膜の、長軸方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が、中央部が凹むＵ形状となる傾向になる。したがって、従来ではこの長軸方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が、両側と中央部とが凹み、これら両側部と中央部との間が盛り上がるＭ形状になっていたのに対し、前記のＵ形状となる傾向を加えることで、この長軸方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が平坦化する。よって、この有機エレクトロルミネッセンス素子にあっては、前記機能膜の膜厚ムラがより少なくなり、これによって表示性能が向上する。

また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記第１隔壁部の高さａが、第２隔壁部の高さｂの１．３倍以上の高さであるのが好ましい。
このようにすれば、後述する実験結果より、機能層を構成する機能膜の膜形状がより平坦化する。

また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記隔壁が、少なくともその表層部が樹脂材料からなり、該表層部の表面が撥液処理されているのが好ましい。
このようにすれば、隔壁の撥液性が発揮されることにより、液滴吐出法で形成される機能膜の膜厚ムラがより少なくなる。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、基板上に第１電極を形成する工程と、
前記基板上に、長軸と短軸とを有してなる長円状又は楕円状の開口形状を有し、かつ前記第１電極を露出させる開口部を備えた隔壁を形成する工程と、
前記開口部内に、有機発光層を含む機能層を液滴吐出法で形成する工程と、
前記機能層を覆って第２電極を形成する工程と、を備え、
前記隔壁を形成する工程では、前記開口部における短軸方向に沿う第１隔壁部の高さａが、前記開口部における長軸方向に沿う第２隔壁部の高さｂより高くなるように該隔壁を形成することを特徴としている。

この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、隔壁の開口部における短軸方向に沿う第１隔壁部の高さａを、開口部における長軸方向に沿う第２隔壁部の高さｂより高く形成したので、前述したように、前記開口部内に液滴吐出法で形成される、機能層を構成する機能膜の、長軸方向に沿ってスキャンしたときの膜形状を平坦化することができ、したがって、前記機能膜の膜厚ムラをより少なくし、これによって表示性能を向上することができる。

また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、前記第１隔壁部の高さａを、第２隔壁部の高さｂの１．３倍以上の高さにするのが好ましい。
このようにすれば、後述する実験結果より、機能層を構成する機能膜の膜形状をより平坦化することができる。

また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、前記隔壁を形成する工程で、少なくともその表層部を樹脂材料で形成するとともに、該表層部の表面を撥液処理するのが好ましい。
このようにすれば、隔壁の撥液性が発揮されることにより、液滴吐出法で形成される機能膜の膜厚ムラがより少なくなる。

本発明の電子機器は、前記の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴としている。
この電子機器によれば、液滴吐出法で形成される機能膜の膜厚ムラがより少なくなり、これによって表示性能が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を備えているので、この電子機器自体も表示性能に優れたものとなる。

以下、本発明の有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）を備えた有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ装置）について、図面を参照して詳しく説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。

図１は、本発明の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ装置の、概略構成を示す側断面図であり、図１中符号１は有機ＥＬ装置である。この有機ＥＬ装置１は、基板２上に形成された多数の有機ＥＬ素子３０の機能層１５から射出された光を、有機ＥＬ素子３０が形成された基板２とは反対側の封止基板２０から取り出す、トップエミッション方式のものである。

基板２は、ガラスや石英、樹脂、あるいは金属等の反射性を有する材料からなるもので、その表面（内面）には、例えばＳｉＯ_２（シリコン酸化物）からなる絶縁膜３が形成されている。絶縁膜３上には、個々の有機ＥＬ素子３０に対応して駆動用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）４が設けられている。駆動用ＴＦＴ４は、絶縁膜３上に形成されたポリシリコン等からなる半導体層５と、半導体層５のチャネル領域にゲート絶縁膜（図示略）を介して対向配置されたゲート電極６と、を備えている。そして、ゲート絶縁膜及びゲート電極６を覆って、ＳｉＯ_２やＳｉＮからなる層間絶縁膜７が形成されている。

層間絶縁膜７上にはソース電極８及びドレイン電極９が形成され、それぞれ、コンタクトホール７ａ，７ｂを介して半導体層５のソース領域（図示せず）及びドレイン領域（図示せず）に接続されている。また、ソース電極８は、層間絶縁膜７上に形成された電源配線１０３に接続されている。電源配線１０３は、画素開口部の開口率を高めるべく、この画素開口部の側方、すなわち前記駆動用ＴＦＴ４の側方に配置されたもので、Ａｌ等によって形成されたものである。
これら駆動用ＴＦＴ４及び電源配線１０３を覆って、基板２上を平坦化する平坦化層（有機平坦化層）１０が形成されている。平坦化層１０は、例えば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の耐熱性及び絶縁性を有する有機材料によって形成されている。

また、この平坦化層１０上には、前記駆動用ＴＦＴ４の直上及びその近傍部に、有機ＥＬ素子３０の陽極である画素電極（第１電極）１１が形成されている。この画素電極１１は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）等の反射性を有する導電性材料で形成されている。あるいは、仕事関数を調整するため、上層を透明なＩＴＯとし、下層をＡｌ等の反射性導電材料とする、積層構造の電極としてもよい。画素電極１１は、平坦化層１０を貫通してドレイン電極９に到達するコンタクトホール１０ａを介して、ドレイン電極９に接続されている。また、駆動用ＴＦＴ４のゲート電極６は、後述するスイッチング用ＴＦＴ１１２に接続されて、画素信号を保持する保持容量ｃａｐと電気的に接続されている。

画素電極１１の周縁部上、及びその周囲には、無機隔壁１２と、無機隔壁１２上に形成された有機隔壁１３とからなる隔壁１４が形成されている。隔壁１４には、画素電極１１を有機ＥＬ素子３０ごとに区画し、かつ画素電極１１の上面（基板２と反対側の面）を露出させる開口部（画素開口部）１４ａが形成されている。また、有機隔壁１３の端部（開口部１４ａを規定する部分）は、無機隔壁１２の端部（開口部１４ａを規定する部分）より、開口部１４ａから見て外側となるように形成されている。これによって開口部１４ａ内に露出した隔壁１４には、開口部１４ａ内の有機隔壁１３と無機隔壁１２との境界部分に、無機隔壁１２の上面を露出させた階段状の段差部が形成されている。ただし、これら無機隔壁１２の開口部と有機隔壁１３の開口部１３ａとは、その大きさの差が開口部１３ａの大きさに比べて十分に小さく、したがって、無機隔壁１２の開口部と有機隔壁１３の開口部１３ａとは実質的に同一の大きさとなる。

無機隔壁１２は、ＳｉＯ_２等の絶縁性の無機材料によって形成されたもので、その表面に親液化処理が施され、濡れ性が向上させられたことにより、親液性を有したものとなっている。有機隔壁１３は、例えば平坦化層１０と同じ有機材料によって形成されたもので、その表面に撥液化処理が施されたことにより、撥液性を有したものとなっている。

有機隔壁１３は、無機隔壁１２を覆って形成されたもので、その開口形状が隔壁１４全体の開口部１４ａの開口形状となっている。なお、本例では、有機隔壁１３はその開口部１３ａの内面がテーパ面となっており、したがってその上面側における開口形状が最も大きな開口となっている。よって、本発明における開口部の開口形状とは、前記したテーパ面の最上部における形状をいう。また、この開口部の開口形状（開口部１３ａ（１４ａ）の開口形状）は、本例では図２（ａ）に示すように長円状（トラック形状）、すなわち長軸Ｘと短軸Ｙとを有した形状となっており、図９（ａ）に示した開口部５０と同じ長円状になっている。また、このような隔壁１４の開口部１４ａはマトリクス状に配置されている。

ここで、本例では、図２（ａ）に示す隔壁１４は、前記開口部１４ａにおける短軸Ｙ方向に沿う第１隔壁部１４１の高さａが、前記開口部１４ａにおける長軸Ｘ方向に沿う第２隔壁部１４２の高さｂより高く形成されている。短軸Ｙ方向に沿う第１隔壁部１４１とは、前記開口部１４ａの、短軸Ｙに沿う曲線状の辺１４１ａを端縁として、これの近傍部を形成する隔壁部であり、長軸Ｘ方向に沿う第２隔壁部１４２とは、前記開口部１４ａの、長軸Ｘに沿う直線状の辺１４２ａを端縁として、これの近傍部を形成する隔壁部である。

図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図２（ｂ）に示す隔壁１４が第１隔壁部１４１となる。図２（ｃ）は、図２（ａ）におけるＣ−Ｃ線矢視断面図であり、図２（ｃ）に示す隔壁１４が第２隔壁部１４２となる。ここで、無機隔壁１２の厚さは有機隔壁１３の厚さに比べて十分に薄いので、隔壁１４の厚さ（高さ）は、実質的に有機隔壁１３の厚さによって決定されることになる。したがって、本発明では、第１隔壁部１４１の高さａ、第２隔壁部１４２の高さｂは、いずれも対応する箇所における有機隔壁１３の厚さ（高さ）を言うものとする。
すなわち、本発明では、図２（ｂ）に示した第１隔壁部１４１の高さ（有機隔壁１３の高さ）ａが、図２（ｃ）に示した第２隔壁部１４２の高さ（有機隔壁１３の高さ）ｂより高くなっている。これら高さの差は、より大きくなっているのが好ましく、具体的には、後述する実験結果より、その比（ａ／ｂ）が１．３以上であるのが好ましい。

なお、このような第１隔壁部１４１の高さａと第２隔壁部１４２の高さｂとの差（違い）は、図２（ｂ）に示すように、隔壁１４中の第１隔壁部１４１と対応する位置に、第３の隔壁１４５を設けたことによる。この第３の隔壁１４５は、無機隔壁１２上に形成されたもので、無機材料、有機材料のいずれからなっていてもよい。そして、無機隔壁１２上に第３の隔壁１４５が形成された後、該第３の隔壁１４５を覆って無機隔壁１２上のほぼ全域に有機隔壁１３が形成されることにより、図２（ｂ）に示した第１隔壁部１４１の高さａは、図２（ｃ）に示した第２隔壁部１４２の高さｂより、第３の隔壁１４５の高さ分、高くなっている。

つまり、第３の隔壁１４５の高さが、予め設定した第１隔壁部１４１の高さａと第２隔壁部１４２の高さｂとの差（ａ−ｂ）になるように、この第３の隔壁１４５を形成することにより、前記差（ａ−ｂ）を所望の差にすることができるのである。
なお、第３の隔壁１４５の形成については、無機材料あるい有機材料からなる層を所望の厚さに形成した後、公知のレジスト技術やエッチング技術を用いて前記層をパターニングする。これにより、図２（ａ）中に破線による斜線で示す領域、すなわち第１隔壁部１４１と対応する領域に、第３の隔壁１４５を形成することができる。

このような第１隔壁部１４１と第２隔壁部１４２とを有した隔壁１４（有機隔壁１３）の開口部１４ａ内には、図１に示すように機能層１５が設けられている。なお、図１は、特に隔壁１４の開口部１４ａに関しては、前記の図２（ｃ）に対応する側断面を示す図となっている。機能層１５は、複数の機能膜、すなわち、画素電極１１側に形成された正孔注入・輸送層１６（機能膜）と、その上に積層されて形成された発光層（有機発光層）１７（機能膜）と、を備えて形成されたものである。正孔注入・輸送層１６は、例えば、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、すなわち、ポリスチレンスルフォン酸を分散媒として、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液等の液状材料を乾燥することによって形成されている。また、発光層１７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により形成されている。特にフルカラー表示を行う場合には、赤色、緑色、青色の各波長域に対応する光を発光する材料が用いられる。

ここで、発光層１７の形成材料としては、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が好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３などの燐光材料を用いることもできる。

機能層１５上には、機能層１５及び隔壁１４を覆って、有機ＥＬ素子３０の陰極である透明な共通電極（第２電極）１８が設けられている。この共通電極１８は、低仕事関数の金属であるアルカリ金属やアルカリ土類金属によって形成され、あるいは、ＭｇＡｇやＬｉＦ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などによって形成されたものである。
また、共通電極１８上には、光透過性を有する接着層１９を介して、例えば、ガラスや石英等の透明な材料で形成された封止基板２０が貼着されている。

図３は、本例の有機ＥＬ装置１の配線構造を示す模式図である。図３に示すように有機ＥＬ装置１は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２に並列に延びる複数の電源配線１０３とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１及び信号線１０２の各交点付近に、画素領域Ａを形成したものである。

信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４が接続されている。走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０５が接続されている。また、画素領域Ａの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極６（図１参照）に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持する保持容量ｃａｐと、この保持容量ｃａｐによって保持された画素信号がゲート電極６に供給される駆動用ＴＦＴ４と、この駆動用ＴＦＴ４を介して電源配線１０３に電気的に接続したときに、電源配線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極１１と、この画素電極１１と共通電極１８との間に挟み込まれた機能層１５とが、設けられている。
そして、画素電極１１と共通電極１８と機能層１５とにより、有機ＥＬ素子３０が構成されている。

このような構成によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用ＴＦＴ４のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ４のチャネルを介して、電源配線１０３から画素電極１１に電流が流れ、さらに機能層１５を介して共通電極１８に電流が流れる。すると、機能層１５はこれを流れる電流量に応じて発光する。

このような構成の有機ＥＬ装置１を製造するには、まず、図４（ａ）に示すように、基板２上に絶縁膜３を形成し、絶縁膜３上に駆動用ＴＦＴ４、スイッチング用ＴＦＴ１１２及び前述の配線や回路等を形成する。すなわち、絶縁膜３上にポリシリコン等の半導体層５と、半導体層５を覆うゲート絶縁膜（図示略）とを形成し、その上にゲート電極６を形成する。次いで、半導体層５に不純物をドープしてソース領域、ドレイン領域、及びチャネル領域を形成する。そして、これらを覆って層間絶縁膜７を形成し、さらにフォトリソグラフィ法によって層間絶縁膜７を貫通し、半導体層５のソース領域及びドレイン領域に到達するコンタクトホール７ａ，７ｂを形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、層間絶縁膜７上に電源配線１０３を形成する。具体的には、マスクを用いて蒸着法でＡｌを選択的に成膜することにより、例えば格子状のパターンに形成する。
次いで、層間絶縁膜７上にソース電極８およびドレイン電極９を形成する。

次いで、図４（ｃ）に示すように、スピンコート法等によってこれらを覆うようにアクリル樹脂等を成膜し、平坦化層１０を形成する。
次いで、レジスト技術、エッチング技術を用いた公知の手法によって平坦化層１０を貫通し、ドレイン電極９に到達するコンタクトホール１０ａを形成する。

次に、図５（ａ）に示すように、平坦化層１０上に画素電極１１を形成し、コンタクトホール１０ａを介してドレイン電極９に接続する。
次いで、図５（ｂ）に示すように、画素電極１１及び平坦化層１０を覆ってＳｉＯ_２等からなる絶縁性の無機材料層１２０を形成する。そして、レジスト技術、エッチング技術等を用いて無機材料層１２０をパターニングし、画素電極１１を区画するとともに画素電極１１の上部を露出させる開口部１２ａを形成し、無機隔壁１２を形成する。

次いで、画素電極１１、無機隔壁１２を覆ってスピンコート法等によりアクリル樹脂等を成膜し、所望の厚さの第３の隔壁材料層（図示せず）を形成する。なお、この第３の隔壁材料層については、有機材料でなく無機材料で形成してもよいのはもちろんある。
続いて、レジスト技術、エッチング技術等によって前記第３の隔壁材料層をパターニングし、図２（ａ）、（ｂ）に示したように第１隔壁部１４１の形成領域に、第３の隔壁１４５を形成する。なお、図５（ｂ）、（ｃ）は、図２（ａ）におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である図２（ｃ）に対応した図となっており、したがって、無機隔壁１２上に第３の隔壁１４５が形成されていない図（状態）となっている。

次いで、図５（ｃ）に示すように、画素電極１１、無機隔壁１２を覆い、さらに第３の隔壁１４５（図示せず）を覆ってスピンコート法等によりアクリル樹脂等を成膜し、有機材料層１３０を形成する。すると、この有機材料層１３０は、第３の隔壁１４５を形成した領域では、この第３の隔壁１４５の高さを反映して高さが相対的に高くなり、第３の隔壁１４５を形成していない領域では、無機隔壁１２上に直接形成されることで、高さが相対的に低くなる。

続いて、レジスト技術、エッチング技術等によって有機材料層１３０をパターニングし、画素電極１１を露出させるテーパ形状の開口部１３ａを形成する。これにより、図２（ｂ）に示したように第３の隔壁１４５を形成した領域に高さａの第１隔壁部１４１が形成され、図２（ｃ）に示したように第３の隔壁１４５を形成していない領域に高さｂの第２隔壁部１４２が形成される。これにより、第１隔壁部１４１と第２隔壁部１４２とを有する、有機隔壁１３が得られる。

このとき、開口部１３ａについては、無機隔壁１２の開口部１２ａよりも一回り大きく形成する。また、特に第３の隔壁１４５を無機材料で形成した場合には、該第３の隔壁１４５が有機隔壁１３の外側に露出することなく、該有機隔壁１３によって完全に覆われるようにしておく。なお、第３の隔壁１４５を有機材料で形成した場合でも、該第３の隔壁１４５が有機隔壁１３によって完全に覆われるようにしておくのが好ましく、本例では、図２（ｂ）に示したように第３の隔壁１４５を有機隔壁１３によって完全に覆っている。

このようにして有機隔壁１３を形成することにより、無機隔壁１２と第３の隔壁１４５と有機隔壁１３とを備え、無機隔壁１２の開口部１２ａと有機隔壁１３の開口部１３ａとからなる開口部１４ａを有した、隔壁１４が形成される。そして、このようにして有機隔壁１３の開口部１３ａ、すなわち隔壁１４の開口部１４ａを形成すると、その開口縁部では、図２（ｂ）、（ｃ）に示したように高さが異なる第１隔壁部１４１と第２隔壁部１４２とが形成される。

次に、画素電極１１の表面を洗浄処理し、続いて、画素電極１１と無機隔壁１２と有機隔壁１３とを形成した側の面に酸素プラズマ処理を行う。これにより、表面に付着した有機物等の汚染物を除去して濡れ性を向上させる。具体的には、基板２を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱し、続いて大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ_２プラズマ処理）を行う。

次いで、撥液化処理を行うことにより、特に有機隔壁１３の上面及び内面の濡れ性を低下させる。具体的には、大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ_４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された基板２を室温まで冷却することで、有機隔壁１３の上面及び側面を撥液化し、その濡れ性を低下させる。
なお、このＣＦ_４プラズマ処理においては、画素電極１１の露出面および無機隔壁１２についても多少の影響を受けるが、画素電極１１の材料である金属等や無機隔壁１２の構成材料であるＳｉＯ_２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、酸素プラズマ処理で濡れ性が向上した面は濡れ性がそのままに保持される。
次に、基板２を、例えば、２００℃程度の温度に加熱してアニール処理を行う。

次いで、図１に示したように、隔壁１４に囲まれた開口部１４ａ内に正孔注入・輸送層１６を形成する。この正孔注入・輸送層１６の形成工程では、開口部１４ａ内に正孔注入・輸送層１６の形成材料を選択的に配する必要上、特に液滴吐出法であるインクジェット法が採用される。

図６（ａ）は、インクジェット法で液滴を吐出する装置（液滴吐出装置）に備えられたインクジェットヘッド３０１の断面図である。このインクジェットヘッド３０１には、液状体を収容する液体室３２１に隣接して、ピエゾ素子３２２が設けられている。液体室３２１には、液状体を収容する材料タンクを含む液状体供給系３２３を介して、液状体が供給されるようになっている。ピエゾ素子３２２は、駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させる。これにより、液体室３２１を変形して内圧を高め、ノズル３２５から液状体の液滴を吐出する。すなわち、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量を制御し、液状体の吐出量を制御するようになっている。

また、このインクジェットヘッド３０１は、図６（ｂ）に示すようにその下面に多数の吐出ノズル３２５を、一定間隔で一列（あるいは複数列）に配置した、マルチノズルタイプのものである。これら吐出ノズル３２５からは、それぞれ独立して、前記したように機能層１５の形成材料となる機能液（液状体）の液滴が吐出されるようになっている。

このようなインクジェットヘッド３０１を用いたインクジェット法により、正孔注入・輸送層１６の形成材料であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの分散液を、前記開口部１４ａ内に所定量吐出し、これによって画素電極１１の露出面上に配する。
その後、熱処理（乾燥・焼成処理）を例えば２００℃で１０分間程度行うことにより、機能層１５を構成する機能膜となる正孔注入・輸送層１６を、厚さ２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に形成する。すると、隔壁１４の開口部１４ａにおける前記第１隔壁部１４１の高さａを、前記第２隔壁部１４２の高さｂより高くしているので、得られた正孔注入・輸送層１６は、前記長軸Ｘ方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が平坦化する。

次いで、この正孔注入・輸送層１６上に、発光層１７を形成する。この発光層１７の形成工程においても、上記の正孔注入・輸送層１６の形成工程と同様に、液滴吐出法であるインクジェット法で行う。
その後、窒素雰囲気中にて１３０℃で３０分間程度熱処理を行い、隔壁１４に形成された開口部１４ａ内、すなわち画素領域Ａ上に、機能層１５を構成する機能膜となる発光層１７を、厚さ５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度に形成する。なお、発光層１７の形成材料中に用いる溶媒としては、正孔注入・輸送層１６を再溶解させないもの、例えば、キシレンなどが好適に用いられる。このようにして発光層１７を形成すると、この場合にも、第１隔壁部１４１の高さａを第２隔壁部１４２の高さｂより高くしているので、得られた発光層１７は、前記長軸Ｘ方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が平坦化する。

次いで、発光層１７及び有機隔壁１３を覆ってＭｇＡｇなどの透明導電材料を成膜し、共通電極１８を形成する。この共通電極１８の形成では、正孔注入・輸送層１６や発光層１７の形成とは異なり、真空蒸着法等で行うことにより、画素領域Ａにのみ選択的に形成するのでなく、基板２のほぼ全面に共通電極１８を形成する。
その後、共通電極１８上に接着剤を用いて接着層１９を形成し、さらにこの接着層１９によって封止基板２０を接着し、封止を行う。これにより、有機ＥＬ素子３０を多数備えてなる有機ＥＬ装置１が得られる。

本例の有機ＥＬ素子３０によれば、長円状の開口部１４ａにおける短軸Ｙ方向に沿う第１隔壁部１４１の高さａを、長軸Ｘ方向に沿う第２隔壁部１４２の高さｂより高く形成したので、開口部１４ａ内に形成した機能膜の、長軸Ｘ方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が、図１０（ｂ）に示したように中央部が凹むＵ形状となる傾向になる。したがって、従来ではこの長軸Ｘ方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が、図９（ｂ）に示したように両側と中央部とが凹み、これら両側部と中央部との間が盛り上がるＭ形状になっていたのに対し、前記のＵ形状となる傾向を加えることで、この長軸Ｘ方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が平坦化する。よって、この有機ＥＬ素子３０にあっては、液滴吐出法で形成される各機能膜（正孔注入・輸送層１６、発光層１７）の膜厚ムラがより少なくなり、これによって表示性能が向上する。

また、このような有機ＥＬ素子３０の製造方法によれば、第１隔壁部１４１の高さａを第２隔壁部１４２の高さｂより高く形成したので、前述したように、長軸方向に沿ってスキャンしたときの機能膜の膜形状を平坦化することができ、したがって、機能膜の膜厚ムラをより少なくし、これによって表示性能を向上することができる。
よって、本発明によれば、例えば前記の特許文献１に記載されている有機ＥＬ装置のように、画素間（有機ＥＬ素子間）での膜厚ムラに起因する発光ムラを抑制すべく、表示画素領域（有効画素領域）の周囲に、表示画素と同じ形状、同ピッチのダミー画素を設け、基板内での画素分布による膜厚ムラをなくすといった手法を採る必要が少なくなる。したがって、ダミー画素領域を設けることによって表示画素領域（有効画素領域）が縮小し、結果的に大画面化が損なわれるのを防止することができる。

なお、本発明は前記例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記例では、隔壁１４（有機隔壁１３）の開口部１４ａ（１３ａ）の開口形状を長円状に形成したが、この開口部１４ａ（１３ａ）の開口形状を、図７に示すように楕円状にしてもよい。このように楕円状にしても、長円状の場合と同様の作用効果が得られる。ただし、開口部を楕円状に形成した場合、その短軸Ｙ方向に沿う第１隔壁部１４１と長軸Ｘ方向に沿う第２隔壁部１４２とは、例えば以下のようにして決定される。

図７に示すように、楕円状の開口部１４ａの開口縁（周縁）に対する接線Ｌと、長軸Ｘ（あるいは短軸Ｙ）とのなす角θが４５°となる、前記周縁上の位置（接点）を点Ｐ１〜点Ｐ４とする。そして、短軸Ｙ方向に沿う点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ曲線Ｄ１、及び点Ｐ３と点Ｐ４とを結ぶ曲線Ｄ２に対応する隔壁部分を第１隔壁部１４１とし、長軸Ｘ方向に沿う点Ｐ２と点Ｐ３とを結ぶ曲線Ｅ１、及び点Ｐ４と点Ｐ１とを結ぶ曲線Ｅ２に対応する隔壁部分を第２隔壁部１４２とする。
このようにしても、長軸Ｘ方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が、図１０（ｂ）に示したように中央部が凹むＵ形状となる傾向になるため、この長軸Ｘ方向に沿ってスキャンしたときの膜形状が平坦化する。

また、前記実施形態ではトップエミッション方式の有機ＥＬ装置について説明したが、本発明を、前記実施形態とは反対側から光を取り出すボトムエミッション方式の有機ＥＬ装置にも、適用することができる。

［電子機器］
次に、前記有機ＥＬ装置を備えた電子機器の例について説明する。図８は、本発明に係る電子機器の一例としての、携帯電話を示す斜視図である。図８に示す携帯電話１３００は、前記有機ＥＬ装置を表示部１３０１として備え、さらに、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。したがって、この携帯電話１３００にあっては、前記したように機能膜の膜厚ムラがより少なく、これによって表示性能が向上した有機ＥＬ素子を有した有機ＥＬ装置を備えているので、この電子機器自体も表示性能に優れたものとなる。

なお、電子機器としては、前記した携帯電話に限られることなく、種々のものに適用することができる。例えば、ディスクトップ型コンピュータ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の画像表示手段として好適に用いることができ、かかる構成とすることで、表示品質が高い表示部を備えた電子機器を提供することができる。

［実験例］
図２（ａ）〜（ｃ）に示した隔壁１４において、第１隔壁部１４１の高さ（有機隔壁１３の高さ）ａと第２隔壁部１４２の高さ（有機隔壁１３の高さ）ｂとを変えて、実験例としての隔壁を作製した。そして、これら隔壁を用いて形成した機能膜の、長円の長軸Ｘ方向にスキャンしたときの膜形状（膜厚プロファイル）を、以下のようにして調べた。
なお、以下の実験では、図２（ｂ）、（ｃ）における無機隔壁１２の厚さを一定とした。また、無機隔壁１２の開口側の端縁が、有機隔壁１３の開口側の端縁より延出した長さ（幅）ｄも、一定にした。

作製した各第１隔壁部１４１、第２隔壁部１４２を有する隔壁１４に形成された開口部に対し、正孔注入・輸送層１６の形成材料をインクジェット法で吐出して、該形成材料をＩＴＯからなる画素電極１１上に配した。続いて、１５０℃で乾燥・焼成処理を行い、正孔注入・輸送層１６を形成した。なお、正孔注入・輸送層１６の形成材料としては、（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液を用い、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ヘキサメチルホスソルアミド（ＨＭＰＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）及びその誘導体、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコールエーテル類といった、高沸点溶媒を添加し、安定した吐出を可能にした。

その後、形成した各正孔注入・輸送層１６の、長軸Ｘ方向にスキャンしたときの膜形状（膜厚プロファイル）を調べた（実験例１〜８）。また、比較のため、第１隔壁部１４１の高さａと第２隔壁部１４２の高さｂとが同じ高さである従来のものについても、同様にして膜形状を調べた（比較例）。膜形状の評価については、多数の点で膜厚を測定してその標準偏差（σ）を求め、３σが５ｎｍ以下のものを○とした。また、３σが５ｎｍを超えているものの、比較例の３σより小さいものについては△とした。なお、比較例はその３σが５ｎｍを大きく超えており、したがってその膜評価を×とした。
得られた結果を以下に示す。また、第１隔壁部１４１の高さａと第２隔壁部１４２の高さｂとの比（ａ／ｂ）を、併せて示す。

・比較例 ａ＝２．０μｍ、ｂ＝２．０μｍ 膜評価 × ａ／ｂ＝１
・実験例１ ａ＝２．０μｍ、ｂ＝１．８μｍ 膜評価 △ ａ／ｂ＝１．１１
・実験例２ ａ＝２．０μｍ、ｂ＝１．６μｍ 膜評価 ○ ａ／ｂ＝１．２５
・実験例３ ａ＝３．０μｍ、ｂ＝２．７μｍ 膜評価 △ ａ／ｂ＝１．１１
・実験例４ ａ＝３．０μｍ、ｂ＝２．３μｍ 膜評価 ○ ａ／ｂ＝１．３０
・実験例５ ａ＝３．０μｍ、ｂ＝２．０μｍ 膜評価 ○ ａ／ｂ＝１．５０
・実験例６ ａ＝５．０μｍ、ｂ＝４．３μｍ 膜評価 △ ａ／ｂ＝１．１６
・実験例７ ａ＝５．０μｍ、ｂ＝３．８μｍ 膜評価 ○ ａ／ｂ＝１．３２
・実験例８ ａ＝５．０μｍ、ｂ＝３．３μｍ 膜評価 ○ ａ／ｂ＝１．５２

以上の結果より、第１隔壁部１４１の高さａを第２隔壁部１４２の高さｂより高くした実験例１〜８は、いずれも従来品である比較例に比べ、膜形状が平坦化していることが確認された。また、特に（ａ／ｂ）を１．３／以上にすれば、機能膜の膜形状がより平坦化することが確認された。
なお、このようにして形成した正孔注入・輸送層１６上に、それぞれ発光層１７を形成したところ、得られた発光層１７は、いずれも下地の正孔注入・輸送層１６と同様の傾向を有する膜形状となった。

本発明に係る有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す側断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係る隔壁の開口部の構造を示す図である。 本発明の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係る有機ＥＬ装置の製造工程説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係る有機ＥＬ装置の製造工程説明図である。 （ａ）、（ｂ）はインクジェットヘッドの概略構成を示す模式図である。 隔壁の開口形状が楕円状である場合の説明図である。 本発明に係る電子機器を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は従来の隔壁に係る図である。 （ａ）〜（ｃ）は隔壁の高さと膜形状の関係を調べるための図である。

符号の説明

１…有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）、２…基板、１１…画素電極（第１電極）、１２…無機隔壁、１２ａ…開口部、１３…有機隔壁、１３ａ…開口部、１４…隔壁、１４ａ…開口部、１５…機能層、１６…正孔注入・輸送層（機能膜）、１７…発光層（有機発光層、機能膜）、１８…共通電極（第２電極）、３０…有機ＥＬ素子（発光素子）、１４１…第１隔壁部、１４２…第２隔壁部、１４５…第３の隔壁

Claims (7)

1. 開口部を形成した隔壁の前記開口部内に、第１電極と少なくとも有機発光層を含む機能層と第２電極とが設けられ、前記機能層のうちの少なくとも一層が液滴吐出法で形成されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
   前記開口部の開口形状が、長軸と短軸とを有してなる長円状又は楕円状に形成され、
   前記隔壁の、前記開口部における短軸方向に沿う第１隔壁部の高さａが、前記開口部における長軸方向に沿う第２隔壁部の高さｂより高く形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
2. 前記第１隔壁部の高さａは、第２隔壁部の高さｂの１．３倍以上の高さであ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素子。
3. 前記隔壁は、少なくともその表層部が樹脂材料からなり、該表層部の表面が撥液処理されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 基板上に第１電極を形成する工程と、
   前記基板上に、長軸と短軸とを有してなる長円状又は楕円状の開口形状を有し、かつ前記第１電極を露出させる開口部を備えた隔壁を形成する工程と、
   前記開口部内に、有機発光層を含む機能層を液滴吐出法で形成する工程と、
   前記機能層を覆って第２電極を形成する工程と、を備え、
   前記隔壁を形成する工程では、前記開口部における短軸方向に沿う第１隔壁部の高さａが、前記開口部における長軸方向に沿う第２隔壁部の高さｂより高くなるように該隔壁を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
5. 前記第１隔壁部の高さａを、第２隔壁部の高さｂの１．３倍以上の高さにす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素子の製造方法。
6. 前記隔壁を形成する工程では、少なくともその表層部を樹脂材料で形成するとともに、該表層部の表面を撥液処理することを特徴とする請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
7. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた電子機器。

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