JP2012160388A

JP2012160388A - 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法

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Publication number: JP2012160388A
Application number: JP2011020416A
Authority: JP
Inventors: Satoru Miyashita; 悟宮下
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】長寿命で、コントラストと色純度が高く、消費電力の小さい有機ＥＬ表示装置を提供する。また低コストで製造するために、少ない部品構成で、大型基板を用いた生産性の良い有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ表示装置１００は、ボトムエミッション型であって、透明基板２上に隔壁としてのバンク部１１２で区画された赤色、緑色、青色に対応する透明な画素電極１１１と、画素電極１１１上に形成された正孔輸送層１１０ｂと、正孔輸送層１１０ｂ上に形成されインクジェット法で塗り分けられた赤色、緑色、青色それぞれの有機発光層１１０ｃと、これらの有機発光層１１０ｃを覆う対向電極１２と、を備え、画素電極１１１は有機発光層１１０ｃからの発光色と同色の光を選択透過する着色成分を含有されてなり、画素電極１１１の膜厚が０．３μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、発光素子としての有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子を有する有機ＥＬ表示装置および、インクジェット方式を用いた有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。

有機ＥＬ素子は、１０Ｖ以下の低電圧で高輝度の面発光が可能であり、発光効率が高く、また有機化合物の多様性により多色化が比較的容易であると考えられることから、安価で低消費電力のフルカラー表示装置を実現するものとして注目を集めている。

フルカラー表示装置の作製に必要な３原色（赤色、緑色、青色）を得る方法としては、白色発光素子にカラーフィルターを組み合わせる方法と、３原色の発光素子を個別に塗り分ける方法が主に提案されている。
カラーフィルターをＴＦＴ（Thin Film Transistor）などの回路素子が設けられた基板上に形成し、更に白色発光素子を積層させてボトムエミッションで３原色を出射させる方式は大型表示装置の製造に向いているが、消費電力が必然的に大きくなってしまう。
３原色の発光素子を個別に塗り分ける方法には、１色ごと精密金属マスクを介して蒸着する方式と、インクジェット方式を用いて３色塗り分ける方式が提案されている（特許文献１参照）。
金属マスクを介して蒸着する方式でトップエミッション構造の３原色の発光素子をＴＦＴ基板上に形成し、カラーフィルターを形成したガラス基板と貼り合わせる方式を用いて、有機ＥＬテレビ（ＸＥＬ−１：ソニー社製）が商品化されている。円偏光板を用いなくともコントラストを高くでき、消費電力を抑えた色純度の高い有機ＥＬテレビが実現されたが、大型基板を用いる製造に適さず、カラーフィルター部材が別途必要となるため、製造コストの上昇を招いてしまっていた。

消費電力が小さく、大画面化が容易で安価なフルカラー表示装置として、ボトムエミッション型であって、基板上にマトリクス状に配置された画素電極と、画素電極と対向する対向電極と、画素電極と対向電極の間に存在する、各画素電極毎に赤、緑、青をそれぞれ発光する３つの型の有機発光層とを有し、３つの型の有機発光層の内、少なくとも１つの型の有機発光層と表示面との間に、当該型の有機発光層を励起し得る波長の光を吸収する遮光層を具備する有機ＥＬ装置が知られている（特許文献２参照）。
また、特許文献２には、当該遮光層が画素電極を兼ねることも開示されている。

特開平１０−１２３７７号公報特開２００７−４９９３号公報

通常、有機ＥＬ素子の透明な画素電極はＩＴＯ（酸化インジウム・スズ合金）などのスパッタ膜からなり、上記特許文献２においては、公知技術であるゾルゲル法を用いて、顔料の微粒子が混入した電極膜を形成していた。ゾルゲル法とは金属をアルコキシド化して得られたゾルを加水分解・重縮合反応により流動性を失ったゲルとし、このゲルを加熱して酸化物を得る方法である。
有機Ｉｎと有機Ｓｎ成分からなるＩＴＯのゾルは、４５０℃以上の焼成で良好な薄膜が形成され、焼成温度を高くするほど低抵抗が得られる。１回の塗布当たりの膜厚は１００ｎｍ以下が一般的であり、塗布・焼成を繰り返すと、より厚い膜が得られる。しかし、顔料の微粒子を混入させたゾルは、３００℃以上に加熱するのが難しいため抵抗が高く、またクラックの発生や繰り返しプロセスを考慮すると、３００ｎｍ以下の膜厚にせざるを得なかった。
その電極膜に着色成分を含有させても十分な光吸収が得られない。そのためフルカラー表示装置として、十分なコントラストと色純度を提供できないという課題があった。
また有機ＥＬ素子としてみた場合、着色成分が発光層に拡散したり、電子と正孔のキャリアバランスが崩れることで、発光寿命の短時間化という課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例の有機ＥＬ表示装置は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置であって、透明基板上に形成され、隔壁で区画された領域に設けられた透明な画素電極と、前記画素電極上に形成された正孔輸送層と、前記画素電極上に前記正孔輸送層を介して形成され、少なくともた赤色、緑色、青色の発光色に対応して設けられた有機発光層と、前記有機発光層を覆うように形成された対向電極と、を備え、前記画素電極は、前記有機発光層からの発光色と同色の光を選択透過する着色成分を含有されてなり、前記画素電極の膜厚が０．３μｍ以上、２μｍ以下であることを特徴とする。

この構成によれば、コントラストと色純度が高いフルカラー表示が可能な有機ＥＬ表示装置を提供することができる。

［適用例２］上記適用例の有機ＥＬ表示装置において、前記画素電極が導電性高分子からなることを特徴とする。
これにより、有機ＥＬ表示装置の消費電力と発光寿命を、特に優れたものとすることができる。

［適用例３］上記適用例の有機ＥＬ表示装置において、前記導電性高分子がポリチオフェン誘導体からなることを特徴とする。
これにより、有機ＥＬ表示装置の消費電力と発光寿命を、特に優れたものとすることができる。

［適用例４］上記適用例の有機ＥＬ表示装置において、前記画素電極の導電率が１００Ｓ／ｃｍ以上であることを特徴とする。
これにより、有機ＥＬ表示装置の消費電力と発光寿命を、特に優れたものとすることができる。

［適用例５］上記適用例の有機ＥＬ表示装置において、前記画素電極と前記正孔輸送層との間に、正孔注入層が形成されていることが好ましい。
これにより、有機ＥＬ表示装置の消費電力と発光寿命を、特に優れたものとすることができる。

［適用例６］上記適用例の有機ＥＬ表示装置において、前記有機発光層と前記対向電極の間に、電子輸送層が形成されていることが好ましい。
これにより、有機ＥＬ表示装置の消費電力と発光寿命を、特に優れたものとすることができる。

［適用例７］本適用例の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、透明基板上において隔壁で区画された領域に、導電性高分子と着色成分とを含む液体をインクジェット法を用いて塗布し、塗布された前記液体を乾燥して画素電極を形成する工程と、前記画素電極上に機能層形成材料を含む液体をインクジェット法を用いて塗布し、塗布された前記液体を乾燥して有機発光層を含む機能層を形成する工程と、前記機能層を覆う対向電極を形成する工程と、を備え、前記画素電極の膜厚が０．３μｍ以上、２μｍ以下であることを特徴とする。
これにより、低コストで製造するために、大型基板を用いたとしても、少ない部品構成で、生産性の良いフルカラー表示が可能な有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することができる。

［適用例８］上記適用例の有機ＥＬ表示装置の製造方法において、前記機能層を形成する工程は、前記画素電極と前記有機発光層との間に、正孔輸送層を形成する工程を含み、インクジェット方式により正孔輸送層形成材料をい含む液体を吐出した後、加熱により架橋させて前記正孔輸送層を形成することが好ましい。
これにより、低コストで製造するために、大型基板を用いたとしても、少ない部品構成で、生産性を特に優れたものとすることができる。

［適用例９］上記適用例の有機ＥＬ表示装置の製造方法において、前記有機発光層と前記対向電極の間に、電子輸送層を形成する工程を有し、真空蒸着法を用いて、前記電子輸送層および前記対向電極を形成することが好ましい。
これにより、低コストで製造するために、大型基板を用いたとしても、少ない部品構成で、生産性を特に優れたものとすることができる。

本実施形態の有機ＥＬ表示装置の電気的な構成を示す等価回路図。実施例１の有機ＥＬ素子の層構成を示す模式図。本実施形態の有機ＥＬ表示装置の画素領域の平面図。本実施形態の有機ＥＬ表示装置について表示領域の断面構造を示す拡大図。本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法を示すフローチャート。本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す程を示す概略断面図。実施例１の画素電極（着色層）の膜厚に対する、有機ＥＬ表示装置の明所コントラスト比を示すグラフ。実施例２の画素電極の導電率に対する、有機ＥＬ表示装置の画素内輝度分布を示すグラフ。実施例３の有機ＥＬ素子の層構成を示す拡大断面図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために、縮尺は各層や各部材ごとに異なる場合がある。

本実施形態の有機ＥＬ表示装置について図１〜図４を参照して説明する。図１は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の電気的な構成を示す等価回路図、図２は本実施形態の有機ＥＬ表示装置における有機ＥＬ素子の構成を示す模式図、図３は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の画素領域の平面図、図４は図３におけるＸとＹを結ぶ直線で切断した、本実施形態の有機ＥＬ表示装置における画素領域の断面図である。

図１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１００は、基板上に、複数の走査線１３１と、走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、信号線１３２に並列に延びる複数の電源線１３３とが配線されている。また、走査線１３１及び信号線１３２の各交点毎に画素領域Ａが形成されている。

信号線１３２には、例えば、シフトレジスター、レベルシフター、ビデオライン及びアナログスイッチを含むデータ側駆動回路１０３が接続されている。また、走査線１３１には、シフトレジスター及びレベルシフターを含む走査側駆動回路１０４が接続されている。

画素領域Ａには、走査線１３１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の第１の薄膜トランジスター１２３と、この第１の薄膜トランジスター１２３を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量１３５と、保持容量１３５によって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用の第２の薄膜トランジスター１２４と、この第２の薄膜トランジスター１２４を介して電源線１３３に電気的に接続したときに電源線１３３から駆動電流が流れ込む画素電極１１１（陽極）と、画素電極１１１と対向電極１２（陰極）との間に挟み込まれる機能層１１０とが設けられている。機能層１１０は、後述する有機ＥＬ層（発光層）を含んでいる。

画素領域Ａでは、走査線１３１が駆動されて第１の薄膜トランジスター１２３がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量１３５に保持され、この保持容量１３５の状態に応じて、第２の薄膜トランジスター１２４の導通状態が決まる。また、第２の薄膜トランジスター１２４のチャネルを介して電源線１３３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに機能層１１０を通じて対向電極１２（陰極）に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて、機能層１１０が発光する。
以降、第１の薄膜トランジスター１２３をスイッチング用ＴＦＴ１２３、第２の薄膜トランジスター１２４を駆動用ＴＦＴ１２４と呼ぶ。

図２には、有機ＥＬ素子１０の層構成の模式図が示されている。有機ＥＬ素子１０は、透明な画素電極（陽極）１１１と、対向電極（陰極）１２と、これらの電極間に挟み込まれた機能層１１０とを有している。画素電極１１１は、発光層からの発光色と同色の光を選択透過する着色成分を含有している。機能層１１０は、正孔注入層１１０ａと、正孔輸送層１１０ｂと、有機ＥＬ層（発光層）１１０ｃと、電子輸送層１１０ｄから構成されている。また、対向電極１２は電子注入層１２ａと反射電極層１２ｂとが積層されて構成されている。

図３には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する３つの画素領域Ａの平面図が示されている。画素を区画する隔壁としてのバンク部１１２とを主体として構成されている。バンク部１１２は、無機物バンク層（第１バンク層）１１２ａと、有機物バンク層（第２バンク層）１１２ｂとの積層にて構成されている。画素の縁部に駆動用ＴＦＴに接続されるコンタクトホール１０８が配置されている。

図４には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する３つの画素領域Ａの断面構造が示されている。有機ＥＬ表示装置１００は、基板２上に、上記スイッチング用ＴＦＴ１２３などの回路が形成された回路素子部１４、画素電極（陽極）１１１、機能層１１０が形成された発光素子部１１、及び対向電極（陰極）１２が順次積層して構成されている。

この有機ＥＬ表示装置１００では、発光層１１０ｃから基板２側に発した光が、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（光出射側）に出射されるとともに、発光層１１０ｃから基板２の反対側に発した光が対向電極（陰極）１２により反射されて、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側に出射されるようになっている。

回路素子部１４においては、基板２上に遮光性材料からなる遮光層ＢＭが島状に形成され、さらにこれを覆う形にてシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成されている。この下地保護膜２ｃ上には、遮光層ＢＭと平面的に重畳する位置に対し、島状の半導体膜１４１が形成されている。
さらに回路素子部１４には、下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆う透明なゲート絶縁膜１４２が形成されており、該ゲート絶縁膜１４２上にはＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗなどからなるゲート電極（走査線）１４３が形成されている。また、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されている。各層間絶縁膜としては、例えばＳｉＯ₂或いはＳｉＮからなるもの透光性絶縁膜を適当な膜厚（例えば２００ｎｍ程度）としたものを採用することができる。

ゲート電極１４３は半導体膜１４１のチャネル領域に対応する位置に設けられている。また、第１層間絶縁膜１４４ａおよび第２層間絶縁膜１４４ｂを貫通して、半導体膜１４１のソース領域、ドレイン領域にそれぞれ接続されるコンタクトホール１４６，１０８が形成されている。
そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、導電性高分子からなる透明な画素電極１１１が形成されている。該画素電極１１１は、マトリクス状に形成されており、その厚さは、０．３μｍ〜２μｍ（例えば１μｍ）の範囲とされている。
また、画素電極１１１は、上述したコンタクトホール１０８を介して駆動用ＴＦＴ１２４に接続されている。なお、他方のコンタクトホール１４６は電源線１３３に接続されている。

このようにして、回路素子部１４には、画素電極１１１に接続された半導体膜１４１を含む駆動用ＴＦＴ１２４が形成されている。図４においては図示省略したが、スイッチング用ＴＦＴ１２３も同様にして回路素子部１４に形成されている。
そして、上記のような画素電極１１１の上に発光素子部１１が形成されている。発光素子部１１は、画素電極１１１上に積層された機能層１１０と、機能層１１０同士の間に配されて各機能層１１０を区画する隔壁としてのバンク部１１２とを主体として構成されている。機能層１１０上には、アルミニウムなどの反射性金属膜からなる対向電極（陰極）１２が配置されている。
有機ＥＬ素子１０は、このような画素電極１１１、機能層１１０、対向電極（陰極）１２を含むものである。

バンク部１１２は、基板２側に位置する無機物バンク層（第１バンク層）１１２ａと、基板２から離れて位置する有機物バンク層（第２バンク層）１１２ｂとの積層にて構成されている。無機物バンク層１１２ａは、例えばＳｉＯ₂、ＳｉＮ_xなどの無機材料からなり、画素開口を備える形にて厚さ５０ｎｍ程度に形成されている。
また、有機物バンク層１１２ｂは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの耐熱性、耐溶媒性のあるレジストを用い、２μｍ〜３μｍの膜厚で形成されている。
以降、より具体的な有機ＥＬ素子１０の構成と製造方法について、実施例や比較例を挙げて説明する。

（実施例１）
図２は実施例１の有機ＥＬ素子１０の層構成を示す模式図である。有機ＥＬ素子１０は画素電極（着色層）１１１と機能層１１０と対向電極（陰極）１２からなり、機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入層１１０ａと、正孔輸送層１１０ｂと、有機ＥＬ層（発光層）１１０ｃと、電子輸送層１１０ｄから構成されている。画素電極（陽極）１１１から注入された正孔と、対向電極（陰極）１２から注入される電子が有機ＥＬ層１１０ｃの中で再結合し、発光が得られる。
正孔注入層１１０ａは、正孔を画素電極（陽極）１１１から機能層１１０に注入する機能を有する。正孔輸送層１１０ｂは正孔の輸送量を調整する機能を有する。このような正孔輸送層１１０ｂを正孔注入層１１０ａと有機ＥＬ層１１０ｃの間に設けることにより、有機ＥＬ層１１０ｃの発光効率、寿命などの素子特性が向上する。また、電子輸送層１１０ｄは電子の輸送量を調整する機能を有する。このような電子輸送層１１０ｄを対向電極（陰極）１２と有機ＥＬ層１１０ｃの間に設けることにより、有機ＥＬ層１１０ｃの発光効率、寿命などの素子特性が向上する。

このような有機ＥＬ素子１０を有する有機ＥＬ表示装置１００は、図５に示す工程フローチャートで製造することができる。図６に有機ＥＬ表示装置の製造工程の断面図を示す。
まず、図５のコンタクトホール形成工程（ステップＳ１）では、図６（ａ）に示すように、通常のＴＦＴアレイを製造するプロセスにおいて、層間絶縁膜１４４に駆動用ＴＦＴ１２４に接続されるコンタクトホール１０８を形成する。層間絶縁膜１４４のパターニングは、一般的なフォトリソグラフィプロセスでよい。コンタクトホール１０８の位置は、図３に示すように隔壁としてのバンク部１１２の縁に配置されるのが好ましい。

次に、図５のバンク部形成工程（ステップＳ２）では、図６（ｂ）に示すように、各画素の開口部に対応する隔壁としてのバンク部１１２を形成する。バンク部１１２は、無機物バンク層（第１バンク層）１１２ａと、有機物バンク層（第２バンク層）１１２ｂとの積層にて構成されていて、第１バンク層１１２ａがインクジェットインクに濡れ易く、第２バンク層１１２ｂがインクジェットインクをはじき易い機能を有する。バンク部１１２の形成は一般的なフォトリソグラフィプロセスでよく、バンク膜厚は２μｍ〜４μｍが適正範囲である。

次いで、図５の画素電極（着色層）形成工程（ステップＳ３）では、図６（ｃ）に示すように、画素電極（着色層）１１１をインクジェット法で形成する。コンタクトホール１０８内にも導電性材料が満たされ、駆動用ＴＦＴ１２４と導通を取ることができる。画素電極１１１には導電性高分子が膜厚自由度とプロセス容易性で適しており、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体などがよい。特に、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸との混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が好適である。
一方、この画素電極１１１は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する画素毎に異なる構成を有している。具体的には、以下のような構成とされている。まず、赤色（Ｒ）の画素（以下、Ｒ画素とも言う）においては、赤色（Ｒ）の光を選択透過するとともに該赤色（Ｒ）以外の光を選択吸収する着色成分が含有された画素電極１１１_Rが形成されている。また、緑色（Ｇ）の画素（以下、Ｇ画素とも言う）においては、緑色（Ｇ）の光を選択透過するとともに該緑色（Ｇ）以外の光を選択吸収する着色成分が含有された画素電極１１１_Gが形成されている。さらに、青色（Ｂ）の画素（以下、Ｂ画素とも言う）においては、青色（Ｂ）の光を選択透過するとともに該青色（Ｂ）以外の光を選択吸収する着色成分が含有された画素電極１１１_Bが形成されている（図４参照）。
ここで、画素電極１１１は、導電性材料としてＣＬＥＶＩＯＳＰＨ５００（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製）を用いた。Ｒ画素の画素電極１１１_Rに含有されている着色成分はＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７（山陽色素株式会社製）で、Ｇ画素の画素電極１１１_Gに含有されている着色成分はＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、またＢ画素の画素電極１１１_Bに含有されている着色成分はＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ６０である。
上記ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと上記着色成分を混合してインク化し、インクジェット法にて塗分けし、２００℃で乾燥させたところ、５００Ｓ／ｃｍの導電性を示した。膜厚はＲＧＢ各画素共通とし、０．１μｍ〜３．０μｍの水準で画素電極（着色層）１１１を形成した。必要に応じて、複数回の吐出乾燥を繰り返すことで、クラックの無い、ほぼ平坦な導電性高分子膜が得られた。

次に、図５の正孔注入層および正孔輸送層形成工程（ステップＳ４）では、図６（ｄ）に示すように、正孔注入層１１０ａと正孔輸送層１１０ｂとをインクジェット法で形成する。
正孔注入層１１０ａとしては、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体などが用いられる。ここでは、ポリチオフェン誘導体であるＰｌｅｃｏｒｅＯＣ（ＰＬＥＸＴＲＯＮＩＣＳ社製）を用いた。溶媒を調合してインク化し、インクジェット法にて各画素部の画素電極上に吐出し、１８０℃で乾燥させて膜厚５０ｎｍの正孔注入層１１０ａを形成した。
正孔輸送層１１０ｂとしては、芳香族アミン化合物が多く使用され、連結する材料としてポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリメチルフェニルシランなどのポリシラン系などの高分子有機材料が好適に用いられる。
ここで、正孔輸送層１１０ｂは、以下の化学式１に示すように架橋性正孔輸送性材料としてフルオレンとトリフェニルアミンのコポリマー誘導体Ｐ１を用いた。

５％のアミン単位はスチリル架橋基を含んでいる。芳香族の高沸点溶剤に溶解させてインク化し、インクジェット法にて各画素部の正孔注入層１１０ａ上に吐出し、窒素雰囲気中にて１８０℃で乾燥、架橋させて膜厚２０ｎｍの正孔輸送層１１０ｂを形成した。試みに、トルエンで洗浄したが、膜厚の減少は見られなかった。また、画素電極（着色層）１１１からの着色成分の溶出も、観察されなかった。

次に、図５の有機ＥＬ層（発光層）形成工程（ステップＳ５）では、図６（ｄ）に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応した画素の正孔輸送層１１０ｂ上に当該発光色が得られる有機ＥＬ層（発光層）１１０ｃをインクジェット法で形成する。
正孔輸送層１１０ｂ上に形成された有機ＥＬ層１１０ｃは、Ｒ画素では、赤色（Ｒ）に発光する材料からなる赤色有機ＥＬ層１１０ｃ_Rにて構成され、同様に緑色（Ｇ）の画素では、緑色（Ｇ）に発光する材料からなる緑色有機ＥＬ層１１０ｃ_Gにて構成され、さらに青色（Ｂ）の画素では、青色（Ｂ）に発光する材料からなる青色有機ＥＬ層１１０ｃ_Bにて構成されている。
赤色有機ＥＬ層１１０ｃ_Rを形成する発光材料としては、例えばローダミン色素を添加したＰＰＶやＭＥＨ−ＰＰＶあるいはポリフルオレン系及びその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができ、緑色有機ＥＬ層１１０ｃ_Gを形成する発光材料としては、例えばＰＰＶ及びその誘導体やＦ８ＢＴ＋ポリジオクチルフルオレンなどのフルオレン誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができる。青色有機ＥＬ層１１０ｃ_Bを形成する発光材料としては、例えばポリジオクチルフルオレン及びその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができる。芳香族の高沸点溶剤に溶解させてインク化し、インクジェット法にて各画素部の正孔輸送層上に吐出し、窒素雰囲気中にて１５０℃で乾燥させた。乾燥後の厚さは全ての画素で８０ｎｍ程度とした（図４参照）。

次に、図５の電子輸送層形成工程（ステップＳ６）、対向電極（陰極）形成工程（ステップＳ７）では、図６（ｅ）に示すように、電子輸送層１１０ｄと電子注入層１２ａと反射電極層１２ｂとを真空蒸着法で形成する。
電子輸送層１１０ｄを形成する電子輸送層の形成材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、フェナンソロリン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン誘導体、フルオレン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ヒドロキシキノリン誘導体、シロールなどが挙げられ、これらの形成材料を用いた成膜方法としては、真空蒸着法が好ましい。発光素子部１１の全面に形成されていればよく、ＲＧＢに対応する各画素毎に選択成膜する必要が無い。本例では表示エリアの開口を備えたオープンメタルマスクを介して、キノリノールアルミ錯体（Ａｌｑ₃）を２０ｎｍの膜厚で形成した。
対向電極（陰極）１２も、ＲＧＢに対応する各画素毎に選択成膜する必要が無く、画素電極（陽極）１１１と対になって機能層１１０に電流を流す役割を果たす。この対向電極（陰極）１２は、本例ではフッ化リチウムからなる電子注入層１２ａとアルミニウムからなる反射電極層１２ｂとが積層されて構成されている。反射電極層１２ｂは、電流を供給する役割と共に、有機ＥＬ層１１０ｃから発せられた光を基板２側に反射させるもので、Ａｌ膜の他、Ａｇ膜、ＡｌとＡｇの積層膜などを採用することもできる。また、その厚さは、例えば１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲とすることができる。基板上において表示エリアおよびその周辺に配置された陰極コンタクト部と導通するように、オープンメタルマスクを介して、真空蒸着法にて形成した。
引き続き窒素雰囲気中にて、ガラス基板と紫外線硬化樹脂からなるシール剤を用いる、公知の封止工程を行なって、有機ＥＬ表示装置１００を作製した。

このように構成された有機ＥＬ表示装置１００においては、画素電極１１１が、画素単位毎に有機ＥＬ層１１０ｃの発光色と同色の色光を選択透過する着色成分が含有されているため、有機ＥＬ層１１０ｃに対し、該有機ＥＬ層１１０ｃ自身の発光色と異なる色の光が入射されることを防止ないし抑制できるようになる。その結果、当該表示装置のコントラストを向上させることが可能となり、また当該画素の色純度を高めることが可能となる。

図７に画素電極（着色層）１１１の膜厚に対する、有機ＥＬ表示装置１００のコントラスト比と駆動電圧を示す。明室コントラスト比は鉛直面照度１００ルクス（ｌｘ）、水平面照度７０ルクス（ｌｘ）の明所条件で、１００％の全白信号と０％の全黒信号を加え、画面の中央部の輝度を測定して算出した。コントラスト比は視認性の観点から最低でも５００：１以上は必要である。したがって、図７に示したグラフによれば、画素電極１１１の膜厚は０．３μｍ以上が好ましい。また、バンク部１１２の膜厚とプロセスの制約を考慮すると、２μｍ以下が素子構成上適している。

（実施例２）
実施例１と同様の方法で、基板２上にコンタクトホール１０８とバンク部１１２を公知のフォトリソグラフィ技術により形成した。そして、形成したバンク内にインクジェット法にて画素電極（着色層）１１１を形成する。
ここで、画素電極１１１は、導電性材料としてＣＬＥＶＩＯＳシリーズ（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製）から選択し、着色成分を含有させ、２００℃で乾燥した後の導電率が、１Ｓ／ｃｍ〜１０００Ｓ／ｃｍとなるようにインクを調合した。インクジェット法にて各画素に塗布し、乾燥させることで、各色の画素共通に厚さ１．０μｍの画素電極（着色層）１１１_R，１１１_G，１１１_Bを得た。
他の膜構成と製造方法は、実施例１と同様で、有機ＥＬ表示装置１００を作製した。図８に画素電極１１１の導電率に対する、有機ＥＬ表示装置１００を白表示２００ｎｉｔで点灯させた時の画素内輝度分布を示す。画素内の発光状態を観察すると、コンタクトホール１０８の付近が明るく、遠ざかるにつれ輝度低下が見られた。画素内輝度分布は輝度寿命や消費電力の観点から１０％以下が望まれる。したがって、図８に示したグラフによれば、画素電極１１１の導電率は１００Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。

（実施例３）
図９は実施例３の有機ＥＬ素子２０の層構成を示す模式図である。有機ＥＬ素子２０は画素電極（着色層）１１１と機能層１１０と対向電極（陰極）１２からなり、機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔輸送層１１０ｂと、有機ＥＬ層（発光層）１１０ｃと、電子輸送層１１０ｄから構成されている。画素電極（陽極）１１１から注入された正孔と、対向電極（陰極）１２から注入される電子が有機ＥＬ層１１０ｃの中で再結合し、発光が得られる。
実施例１と比較し、正孔注入層１１０ａを含まない構成であり、他の膜構成と製造方法は実施例１と同様にして、有機ＥＬ表示装置１００を作製した。画素電極１１１は、導電性材料としてポリチオフェン誘導体を用いているため、正孔注入機能を有しており、本有機ＥＬ素子２０の膜構成が可能となる。表示性能を評価したところ、コントラスト比や色純度は実施例１と変わらなかった。

一方、実施例１と比べて、消費電力が２０％増加し、輝度寿命が２分の１に低下した。電子と正孔のキャリアバランスが崩れたと考えられる。
そこで、正孔輸送層１１０ｂは正孔の輸送量を調整する機能を有するため、架橋性正孔輸送性材料であるフルオレンとトリフェニルアミンの比率を変更したコポリマー誘導体を用いて、有機ＥＬ表示装置１００を作製した。発光効率、寿命などの素子特性が向上し、実施例１と遜色ない表示性能が得られた。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせなどは一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求などに基づき種々変更可能である。

２…基板、１０，２０…有機ＥＬ素子、１１…発光素子部、１２…対向電極（陰極）、１４…回路素子部、１００…有機ＥＬ表示装置、１０８…コンタクトホール、１１０…機能層、１１０ａ…正孔注入層、１１０ｂ…正孔輸送層、１１０ｃ…有機ＥＬ層（発光層）、１１０ｄ…電子輸送層、１１１…画素電極（着色層）、１１２…隔壁としてのバンク部。

Claims

ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置であって、
透明基板上に形成され、隔壁で区画された領域に設けられた透明な画素電極と、
前記画素電極上に形成された正孔輸送層と、
前記画素電極上に前記正孔輸送層を介して形成され、少なくとも赤色、緑色、青色の発光色に対応して設けられた有機発光層と、
前記有機発光層を覆うように形成された対向電極と、を備え、
前記画素電極は、前記有機発光層からの発光色と同色の光を選択透過する着色成分を含有されてなり、
前記画素電極の膜厚が０．３μｍ以上、２μｍ以下であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
前記画素電極が導電性高分子からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記導電性高分子がポリチオフェン誘導体からなることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記画素電極の導電率が１００Ｓ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記画素電極と前記正孔輸送層との間に、正孔注入層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記有機発光層と前記対向電極の間に、電子輸送層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置。
ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
透明基板上において隔壁で区画された領域に、導電性高分子と着色成分とを含む液体をインクジェット法を用いて塗布し、塗布された前記液体を乾燥して画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に機能層形成材料を含む液体をインクジェット法を用いて塗布し、塗布された前記液体を乾燥して有機発光層を含む機能層を形成する工程と、
前記機能層を覆う対向電極を形成する工程と、を備え、
前記画素電極の膜厚が０．３μｍ以上、２μｍ以下であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記機能層を形成する工程は、前記画素電極と前記有機発光層との間に、正孔輸送層を形成する工程を有し、
インクジェット方式により正孔輸送層形成材料を含む液体を吐出した後、加熱により架橋させて前記正孔輸送層を形成することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記有機発光層と前記対向電極の間に、電子輸送層を形成する工程を有し、
真空蒸着法を用いて、前記電子輸送層および前記対向電極を形成することを特徴とする請求項７または８に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。