JP2016219125A - 発光素子及び表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】或る発光素子における隣接発光素子間に漏れ電流が流れ難い発光素子を提供する。【解決手段】発光素子１１は、基体上に形成された第１電極２２；基体及び第１電極２２上に形成され、第１電極２２の一部が露出した開口部４１Ａを有する第１絶縁層４１；第１絶縁層４１上に形成され、第１絶縁層４１に設けられた開口部４１Ａから突出した突出端部４２Ａを有する第２絶縁層４２；第２絶縁層４２上に形成され、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａよりも後退した端部４３Ａを有する第３絶縁層４３；第１電極２２上から第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３上に亙り形成された電荷注入・輸送層５１及び発光層を備えた有機層５２；並びに、有機層５２上に形成された第２電極２４を備えており、電荷注入・輸送層５１の少なくとも一部分は、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａにおいて不連続である。【選択図】 図１

Description

本開示は、発光素子及び表示装置に関する。
近年、液晶表示装置に代わる表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、単に、『有機ＥＬ素子』と略称する場合がある）を用いた有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、単に、『有機ＥＬ表示装置』と略称する場合がある）が注目されている。有機ＥＬ表示装置は、自発光型であり、消費電力が低いという特性を有しており、また、高精細度の高速ビデオ信号に対しても十分な応答性を有するものと考えられており、実用化に向けての開発、商品化が鋭意進められている。
有機ＥＬ表示装置では、例えば、１つの画素を、赤色発光層を有し、赤色を発光する発光素子から構成された副画素、緑色発光層を有し、緑色を発光する発光素子から構成された副画素、及び、青色発光層を有し、青色を発光する発光素子から構成された副画素の３つの副画素（発光素子）から構成することで、高コントラスト、且つ、高い色再現性を実現することが可能である。一方、高解像度化のためには画素ピッチの縮小が求められるが、画素ピッチが微細化するにつれて１つの画素をこのような３つの副画素から構成することが困難となる。
そこで、全画素に亙り白色発光層を形成し、カラーフィルタを用いて白色光を着色する方法、即ち、白色発光層を有する発光素子（『白色発光素子』と呼ぶ）と赤色カラーフィルタとの組合せによる赤色副画素（『赤色発光素子』と呼ぶ）、白色発光素子と緑色カラーフィルタとの組合せによる緑色副画素（『緑色発光素子』と呼ぶ）、白色発光素子と青色カラーフィルタとの組合せによる青色副画素（『青色発光素子』と呼ぶ）の３つの副画素（発光素子）から１つの画素を構成する技術の開発が進められている。白色発光層は、全白色発光素子に亙り、連続した層として形成されている。赤色発光層、緑色発光層、青色発光層を副画素毎に形成する必要がないので、画素ピッチの微細化が可能となる。各白色発光素子において、白色発光層は第１電極と第２電極との間に形成されており、第１電極は各発光素子において独立に形成されている一方、第２電極は各発光素子において共通化されている。
このような構成にあっては、或る発光素子における第１電極と、この或る発光素子に隣接した発光素子（便宜上、『隣接発光素子』と呼ぶ）を構成する第２電極との間に、漏れ電流が流れるといった現象が生じる場合がある。そして、このような現象が生じると、本来、発光しないはずの発光素子に発光が生じる一方、発光すべき発光素子における電流低下を招き、その結果、画像に滲みが生じ、画素全体の色度が所望の色度からずれてしまう問題が起こる。
このような問題を解決する手段が、例えば、特開２０１４−２３２６３１号公報から周知である。この特許公開公報に開示された表示装置は、基板側から順に、それぞれが画素毎に設けられた複数の第１電極、複数の第１電極のそれぞれに対向して開口を有する。更に、開口の縁部に庇を有する絶縁層、絶縁層の庇において切断、又は、高抵抗化され、電荷注入性及び電荷輸送性の内の少なくとも一方を示す電荷注入・輸送層、全画素に共通の１又は複数の発光層を含む有機層、及び、有機層の全面に形成された第２電極を備えている。
特開２０１４−２３２６３１号公報
このように、上記の特許公開公報に開示された表示装置にあっては、電荷注入・輸送層が絶縁層の庇において切断され、又は、高抵抗化されるので、或る発光素子における第１電極と隣接発光素子を構成する第２電極との間に漏れ電流が流れるといった現象が生じ難い。しかしながら、場合によっては、このような構成でも漏れ電流の発生防止が不十分であることがある。
従って、本開示の目的は、或る発光素子における第１電極と隣接発光素子を構成する第２電極との間に漏れ電流が流れるといった現象が生じ難い構成、構造を有する発光素子、及び、係る発光素子から構成された表示装置を提供することにある。
上記の目的を達成するための本開示の発光素子は、
基体上に形成された第１電極、
基体及び第１電極上に形成され、第１電極の一部が露出した開口部を有する第１絶縁層、
第１絶縁層上に形成され、第１絶縁層に設けられた開口部から突出した突出端部を有する第２絶縁層、
第２絶縁層上に形成され、第２絶縁層の突出端部よりも後退した端部を有する第３絶縁層、
第１電極上から第２絶縁層及び第３絶縁層上に亙り形成された電荷注入・輸送層、
電荷注入・輸送層上に形成され、有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、並びに、
有機層上に形成された第２電極、
を備えており、
電荷注入・輸送層の少なくとも一部分は、第２絶縁層の突出端部において不連続である。
上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、上記の本開示の発光素子が、複数、２次元マトリクス状に配列されて成る。
本開示の発光素子あるいは本開示の表示装置を構成する発光素子（以下、これらの発光素子を総称して、便宜上、『本開示の発光素子等』と呼ぶ）において、第１絶縁層と第３絶縁層によって挟まれた第２絶縁層には開口部から突出した突出端部（即ち、第１絶縁層及び第３絶縁層から突出した突出端部）が設けられているので、第１電極上から第２絶縁層及び第３絶縁層上に亙り形成された電荷注入・輸送層の少なくとも一部分は、突出端部において確実に不連続状態となる。即ち、電荷注入・輸送層が第２絶縁層の突出端部において確実に切断され、又は、高抵抗化されるので、或る発光素子における第１電極と隣接発光素子を構成する第２電極との間に漏れ電流が流れるといった現象の発生を確実に防止することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
図１は、実施例１の表示装置の模式的な一部断面図である。 図２は、実施例１の表示装置を構成する発光素子における第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層等を拡大した模式的な一部断面図である。 図３は、実施例１の表示装置を構成する発光素子における有機層等を拡大した模式的な一部断面図である。 図４は、実施例１の表示装置の製造方法を説明するための層間絶縁層等の示す模式的な一部断面図である。 図５は、図４に引き続き、実施例１の表示装置の製造方法を説明するための層間絶縁層等の示す模式的な一部断面図である。 図６は、図５に引き続き、実施例１の表示装置の製造方法を説明するための層間絶縁層等の示す模式的な一部断面図である。 図７は、図６に引き続き、実施例１の表示装置の製造方法を説明するための層間絶縁層等の示す模式的な一部断面図である。 図８は、実施例２の表示装置の製造方法を説明するための層間絶縁層等の示す模式的な一部断面図である。 図９は、図８に引き続き、実施例２の表示装置の製造方法を説明するための層間絶縁層等の示す模式的な一部断面図である。 図１０は、図９に引き続き、実施例２の表示装置の製造方法を説明するための層間絶縁層等の示す模式的な一部断面図である。 図１１は、実施例２の表示装置の製造工程の途中における発光素子を構成する第１電極等の断面写真である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ、第２絶縁層の突出端部から第３絶縁層を超えた領域の上方に位置する有機層の部分の頂面がなだらかでない場合と、なだらかである場合の電界の集中状態をシミュレーションした結果を示す図である。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の発光素子及び本開示の表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の発光素子及び本開示の表示装置）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．その他
〈本開示の発光素子及び本開示の表示装置、全般に関する説明〉
本開示の発光素子等において、第２絶縁層の突出端部から第３絶縁層を超えた領域における第２絶縁層及び第３絶縁層の頂面はなだらかである形態とすることができ、これによって、その上に形成される有機層、第２電極もなだらかとなり、第１電極と第２電極とによって形成される電界が発光層において集中することを抑制することができる。電界集中が発光層において発生すると、発光層における発光状態が不均一になる虞が生じ、あるいは又、例えば、開口部の縁部に対応する発光層の領域が環状に（額縁状に）発光するといった現象が生じる。「第２絶縁層及び第３絶縁層の頂面はなだらかである」とは、発光素子の中心を通る仮想垂直面で第２絶縁層及び第３絶縁層を切断したときに得られる第２絶縁層及び第３絶縁層の頂面の曲線が微分可能であることを意味する。尚、頂面の曲線の一部には微分可能でない領域が含まれ得る。
上記の好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、第１絶縁層を構成する材料と、第２絶縁層を構成する材料と、第３絶縁層を構成する材料とは、異なっている構成とすることができる。具体的には、第１絶縁層をエッチングするとき、第２絶縁層及び第３絶縁層はエッチングされ難く、第２絶縁層をエッチングするとき、第１絶縁層及び第３絶縁層はエッチングされ難く、第３絶縁層をエッチングするとき、第１絶縁層及び第２絶縁層はエッチングされ難い材料から、各絶縁層を構成することが好ましい。（第１絶縁層を構成する材料，第２絶縁層を構成する材料，第３絶縁層を構成する材料）の組合せとして、
（ＳｉＮ系材料，ＳｉＣ系材料，ＳｉＯ2系材料）、
（ＳｉＮ系材料，ＳｉＯ2系材料，ＳｉＣ系材料）、
（ＳｉＣ系材料，ＳｉＮ系材料，ＳｉＯ2系材料）、
（ＳｉＣ系材料，ＳｉＯ2系材料，ＳｉＮ系材料）、
（ＳｉＯ2系材料，ＳｉＮ系材料，ＳｉＣ系材料）、
（ＳｉＯ2系材料，ＳｉＣ系材料，ＳｉＮ系材料）
を挙げることができる。ここでは、ＳｉＮ系材料にはＳｉＯＮも含まれる。以下においても同様である。あるいは又、上記の好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、第１絶縁層を構成する材料と、第２絶縁層及び第３絶縁層を構成する材料とは異なっており、第２絶縁層を構成する材料と、第３絶縁層を構成する材料とは同じである構成とすることができる。具体的には、第１絶縁層をエッチングするとき、第２絶縁層及び第３絶縁層はエッチングされ難く、第２絶縁層及び第３絶縁層をエッチングするとき、第１絶縁層はエッチングされ難い材料から、各絶縁層を構成することが好ましい。（第１絶縁層を構成する材料，第２絶縁層を構成する材料及び第３絶縁層を構成する材料）の組合せとして、
（ＳｉＮ系材料，ＳｉＣ系材料）、
（ＳｉＣ系材料，ＳｉＮ系材料）、
（ＳｉＮ系材料，ＳｉＯ2系材料）、
（ＳｉＯ2系材料，ＳｉＮ系材料）、
（ＳｉＣ系材料，ＳｉＯ2系材料）、
（ＳｉＯ2系材料，ＳｉＣ系材料）
を挙げることができる。或る絶縁層をエッチングするときに他の絶縁層がエッチングされ難い場合、或る絶縁層と他の絶縁層とに間には大きなエッチング選択比があると表現されるが、ここで、エッチング選択比として、限定するものではないが、２以上を挙げることができる。
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、電荷注入・輸送層の少なくとも一部分が第２絶縁層の突出端部において不連続となることで、電荷注入・輸送層は高抵抗化されている形態とすることができる。電荷注入・輸送層の全部が、第２絶縁層の突出端部において不連続な状態であってもよい。あるいは又、十分に高抵抗な状態であれば、電荷注入・輸送層は、一部が繋がっていてもよいし、極薄い厚さで繋がっていてもよい。
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、第１電極の上方における第２絶縁層の厚さは、第１電極の上方における第１絶縁層及び第３絶縁層の厚さよりも薄い形態とすることができ、これによって、電荷注入・輸送層の少なくとも一部分を、第２絶縁層の突出端部において確実に不連続な状態とすることが可能となり、電荷注入・輸送層の高抵抗化を一層確実なものとすることができる。第１電極の上方における第２絶縁層の厚さＴ2として、３ｎｍ乃至３０ｎｍを例示することができるし、第１電極の上方における第１絶縁層の厚さＴ1として、５ｎｍ乃至５０ｎｍを例示することができるし、第１電極の上方における第３絶縁層の厚さＴ3として、５ｎｍ乃至５０ｎｍを例示することができる。あるいは又、
０．０６≦Ｔ2／Ｔ1≦ ６
０．０６≦Ｔ2／Ｔ3≦ ６
０．１ ≦Ｔ3／Ｔ1≦１０
を例示することができる。開口部から突出した第２絶縁層の突出端部の長さＬ2として、１０ｎｍ乃至１５０ｎｍを例示することができる。第２絶縁層の突出端部の長さＬ2と第１絶縁層の厚さＴ1と関係（アスペクト比）として、
０．５≦Ｌ2／Ｔ1≦３０
を例示することができる。第１絶縁層における開口部の縁部の第１電極への射影像（『開口部縁部射影像』と呼ぶ）と第３絶縁層の端部の第１電極への射影像（『第３絶縁層端部射影像』と呼ぶ）との関係は、開口部縁部射影像と第３絶縁層端部射影像とが重なっていてもよいし、開口部縁部射影像が第３絶縁層端部射影像内に含まれる状態であってもよいし、第３絶縁層端部射影像が開口部縁部射影像内に含まれる状態であってもよい。開口部の平面形状として、正方形、四隅が丸みを帯びた正方形、長方形、四隅が丸みを帯びた長方形、円形、楕円形を例示することができる。
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、発光層は、異なる色を発光する少なくとも２層の発光層から構成されている形態とすることができ、この場合、有機層から出射される光は白色である形態とすることができる。具体的には、発光層は、赤色（波長：６２０ｎｍ乃至７５０ｎｍ）を発光する赤色発光層、緑色（波長：４９５ｎｍ乃至５７０ｎｍ）を発光する緑色発光層、及び、青色（波長：４５０ｎｍ乃至４９５ｎｍ）を発光する青色発光層の３層が積層された構造とすることができ、全体として白色を発光する。あるいは又、青色を発光する青色発光層、及び、黄色を発光する黄色発光層の２層が積層された構造とすることができ、全体として白色を発光する。あるいは又、青色を発光する青色発光層、及び、橙色を発光する橙色発光層の２層が積層された構造とすることができ、全体として白色を発光する。そして、このような白色を発光する白色発光素子が赤色カラーフィルタを備えることで赤色発光素子が構成され、白色発光素子が緑色カラーフィルタを備えることで緑色発光素子が構成され、白色発光素子が青色カラーフィルタを備えることで青色発光素子が構成される。赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子によって１画素が構成される。場合によっては、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子及び白色を出射する発光素子（あるいは補色光を出射する発光素子）によって１画素を構成してもよい。尚、異なる色を発光する少なくとも２層の発光層から構成されている形態にあっては、実際には、異なる色を発光する発光層が混合し、明確に各層に分離されていない場合がある。あるいは又、１つの画素を、赤色発光層を有し、赤色を発光する発光素子から構成された副画素、緑色発光層を有し、緑色を発光する発光素子から構成された副画素、及び、青色発光層を有し、青色を発光する発光素子から構成された副画素の３つの副画素（発光素子）から構成することもできる。あるいは又、１つの画素を、赤色発光層を有し、赤色を発光する発光素子から構成された副画素、緑色発光層を有し、緑色を発光する発光素子から構成された副画素、及び、青色発光層を有し、青色を発光する発光素子から構成された副画素、白色を発光する発光素子から構成された副画素（あるいは補色光を出射する発光素子）の４つの副画素（発光素子）から構成することもできる。
カラーフィルタは、所望の顔料や染料から成る着色剤を添加した樹脂によって構成されており、顔料や染料を選択することにより、目的とする赤色、緑色、青色等の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。白色を発光する発光素子にあっては透明なフィルタを配設すればよい。カラーフィルタとカラーフィルタとの間にはブラックマトリクス層（遮光層）を形成してもよい。ブラックマトリクス層は、例えば、黒色の着色剤を混入した光学濃度が１以上の黒色の樹脂膜（具体的には、例えば、黒色のポリイミド樹脂から成る）、又は、薄膜の干渉を利用した薄膜フィルタから構成されている。薄膜フィルタは、例えば、金属、金属窒化物あるいは金属酸化物から成る薄膜を２層以上積層して成り、薄膜の干渉を利用して光を減衰させる。薄膜フィルタとして、具体的には、Ｃｒと酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ2Ｏ3）とを交互に積層したものを挙げることができる。
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、電荷注入・輸送層は、電荷注入性及び電荷輸送性の内の少なくとも一方を示す形態とすることができる。第１電極をアノード電極とし、第２電極をカソード電極とする場合、電荷注入・輸送層を、具体的には、正孔注入層から構成することができるし、正孔注入層が形成されておらず、正孔輸送層が形成されている場合、正孔輸送層から構成することができる。
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、限定するものではないが、
基体は、トランジスタ（具体的には、例えば、ＭＯＳＦＥＴ）が形成されたシリコン半導体基板及びその上に形成された層間絶縁層から成り、
第１電極及び第１絶縁層は層間絶縁層上に形成されており、
第１電極とシリコン半導体基板に形成されたトランジスタとは、層間絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して接続されている形態とすることができる。尚、このような形態の表示装置は、後述する上面発光型表示装置から構成される。
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子を備えた本開示の表示装置において、第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層、電荷注入・輸送層、有機層及び第２電極は、複数の発光素子において共通化されている形態とすることができる。
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）から成る構成とすることができるし、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）から成る構成とすることができる。
本開示の表示装置は、別の表現をすれば、
第１基板、第２基板、及び、第１基板と第２基板とによって挟まれた画像表示部を備えており、
画像表示部には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子が、複数、２次元マトリクス状に配列されている。ここで、第１基板側に発光素子が形成されている。
本開示の表示装置は、第２基板から光を出射するトップエミッション方式（上面発光方式）の表示装置（上面発光型表示装置）とすることができるし、あるいは又、第１基板から光を出射するボトムエミッション方式（下面発光方式）の表示装置（下面発光型表示装置）とすることもできる。上面発光型表示装置にあっては、第１基板と対向する第２基板の面側にカラーフィルタ及びブラックマトリクス層を形成すればよい。一方、下面発光型表示装置にあっては、第２基板と対向する第１基板の面側にカラーフィルタ及びブラックマトリクス層を形成すればよい。前述したようにトランジスタが形成されたシリコン半導体基板及びその上に形成された層間絶縁層から基体を構成する場合、シリコン半導体基板が第１基板に相当する。以下においては、専ら、表示装置が上面発光型表示装置から構成されている例に基づき説明を行うが、表示装置が下面発光型表示装置から構成されている場合、以下の説明を、適宜、読み替えればよい。
第１基板あるいは第２基板を、シリコン半導体基板以外にも、高歪点ガラス基板、ソーダガラス（Ｎａ2Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ2）基板、硼珪酸ガラス（Ｎａ2Ｏ・Ｂ2Ｏ3・ＳｉＯ2）基板、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）基板、鉛ガラス（Ｎａ2Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ2）基板、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に例示される有機ポリマー（高分子材料から構成された可撓性を有するプラスチックフィルムやプラスチックシート、プラスチック基板といった高分子材料の形態を有する）から構成することができる。第１基板と第２基板を構成する材料は、同じであっても、異なっていてもよい。但し、上面発光型表示装置にあっては、第２基板は発光素子からの光に対して透明であることが要求され、下面発光型表示装置にあっては、第１基板は発光素子からの光に対して透明であることが要求される。
第１電極を構成する材料として、第１電極をアノード電極として機能させる場合、例えば、アルミニウム（Ａｌ）及びアルミニウムを含む合金等を挙げることができるし、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）といった金属あるいは合金（例えば、銀を主成分とし、０．３質量％乃至１質量％のパラジウム（Ｐｄ）と、０．３質量％〜１質量％の銅（Ｃｕ）とを含むＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金や、Ａｌ−Ｎｄ合金、Ａｌ−Ｎｉ合金）を挙げることもできる。第１電極の厚さとして、０．１μｍ乃至１μｍを例示することができる。あるいは又、インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）や、インジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）等の正孔注入特性に優れた透明導電材料を挙げることもできるし、誘電体多層膜やアルミニウム（Ａｌ）といった光反射性の高い反射膜上に、インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）や、インジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）等の正孔注入特性に優れた透明導電材料を積層した構造とすることもできる。一方、第１電極をカソード電極として機能させる場合、仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料から構成することが望ましいが、アノード電極として用いられる光反射率の高い導電材料に適切な電子注入層を設けるなどして電子注入性を向上させることで、カソード電極として用いることもできる。
一方、第２電極を構成する材料（半光透過材料あるいは光透過材料）として、第２電極をカソード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、有機層に対して電子を効率的に注入できるように仕事関数の値の小さな導電材料から構成することが望ましく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルカリ金属又はアルカリ土類金属と銀（Ａｇ）［例えば、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）との合金（Ｍｇ−Ａｇ合金）］、マグネシウム−カルシウムとの合金（Ｍｇ−Ｃａ合金）、アルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）の合金（Ａｌ−Ｌｉ合金）等の仕事関数の小さい金属あるいは合金を挙げることができ、中でも、Ｍｇ−Ａｇ合金が好ましく、マグネシウムと銀との体積比として、Ｍｇ：Ａｇ＝５：１〜３０：１を例示することができる。あるいは又、マグネシウムとカルシウムとの体積比として、Ｍｇ：Ｃａ＝２：１〜１０：１を例示することができる。第２電極の厚さとして、４ｎｍ乃至５０ｎｍ、好ましくは、４ｎｍ乃至２０ｎｍ、より好ましくは６ｎｍ乃至１２ｎｍを例示することができる。あるいは又、第２電極を、有機層側から、上述した材料層と、例えばＩＴＯやＩＺＯから成る所謂透明電極（例えば、厚さ３×１０-8ｍ乃至１×１０-6ｍ）との積層構造とすることもできる。第２電極に対して、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、銅、銅合金、金、金合金等の低抵抗材料から成るバス電極（補助電極）を設け、第２電極全体として低抵抗化を図ってもよい。一方、第２電極をアノード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、仕事関数の値の大きな導電材料から構成することが望ましい。第２電極の平均光透過率は５０％乃至９０％、好ましくは６０％乃至９０％であることが望ましい。
第１電極や第２電極の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）やＭＯＣＶＤ法、イオンプレーティング法とエッチング法との組合せ；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、メタルマスク印刷法といった各種印刷法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル・ゲル法等を挙げることができる。各種印刷法やメッキ法によれば、直接、所望の形状（パターン）を有する第１電極や第２電極を形成することが可能である。尚、有機層を形成した後、第２電極を形成する場合、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さな成膜方法、あるいは又、ＭＯＣＶＤ法といった成膜方法に基づき形成することが、有機層のダメージ発生を防止するといった観点から好ましい。有機層にダメージが発生すると、リーク電流の発生による「滅点」と呼ばれる非発光画素（あるいは非発光副画素）が生じる虞がある。また、有機層の形成からこれらの電極の形成までを大気に暴露することなく実行することが、大気中の水分による有機層の劣化を防止するといった観点から好ましい。前述したとおり、場合によっては、第２電極はパターニングしなくともよく、所謂共通電極とすることができる。
有機層は発光層を備えているが、その他、例えば、正孔輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造、正孔輸送層と電子輸送層を兼ねた発光層との積層構造等から構成することができる。有機層の形成方法として、真空蒸着法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法；転写用基板上に形成されたレーザ吸収層と有機層の積層構造に対してレーザを照射することでレーザ吸収層上の有機層を分離して、有機層を転写するといったレーザ転写法、各種の塗布法を例示することができる。有機層を真空蒸着法に基づき形成する場合、例えば、所謂メタルマスクを用い、係るメタルマスクに設けられた開口を通過した材料を堆積させることで有機層を得ることができるし、有機層を、上述したように、パターニングすること無く、全面に形成してもよい。場合によっては、有機層の一部（具体的には、例えば、正孔輸送層）の少なくとも一部分が、第２絶縁層の突出端部において不連続な状態となっていてもよい。電荷注入・輸送層の形成方法として、真空蒸着法等のＰＶＤ法を例示することができる。
正孔輸送層（正孔供給層）の厚さと電子輸送層（電子供給層）の厚さは、概ね等しいことが望ましい。あるいは又、正孔輸送層（正孔供給層）よりも電子輸送層（電子供給層）を厚くしてもよく、これによって、低い駆動電圧で高効率化に必要、且つ、発光層への十分な電子供給が可能となる。即ち、アノード電極に相当する第１電極と発光層との間に正孔輸送層を配置し、しかも、電子輸送層よりも薄い膜厚で形成することで、正孔の供給を増大させることが可能となる。そして、これにより、正孔と電子の過不足がなく、且つ、キャリア供給量も十分多いキャリアバランスを得ることができるため、高い発光効率を得ることができる。また、正孔と電子の過不足がないことで、キャリアバランスが崩れ難く、駆動劣化が抑制され、発光寿命を長くすることができる。
第１電極は、前述したとおり、層間絶縁層上に設けられている。そして、この層間絶縁層は、第１基板に形成された発光素子駆動部を覆っている。発光素子駆動部は、１又は複数のトランジスタ（例えば、ＭＯＳＦＥＴやＴＦＴ）から構成されており、トランジスタと第１電極とは、前述したとおり、層間絶縁層に設けられたコンタクトホール（コンタクトプラグ）を介して電気的に接続されている。発光素子駆動部は、周知の回路構成とすることができる。層間絶縁層の構成材料として、ＳｉＯ2、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低融点ガラス、ガラスペーストといったＳｉＯ2系材料；ＳｉＯＮ系材料を含むＳｉＮ系材料；アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の絶縁性樹脂を、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。層間絶縁層の形成には、ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、各種印刷法等の公知のプロセスが利用できる。
第２電極の上方には、有機層への水分の到達防止を目的として、絶縁性あるいは導電性の保護膜を設けることが好ましい。保護膜は、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法、あるいは又、ＣＶＤ法やＭＯＣＶＤ法といった成膜方法に基づき形成することが、下地に対して及ぼす影響を小さくすることができるので好ましい。あるいは又、有機層の劣化による輝度の低下を防止するために、成膜温度を常温に設定し、更には、保護膜の剥がれを防止するために保護膜のストレスが最小になる条件で保護膜を成膜することが望ましい。また、保護膜の形成は、既に形成されている電極を大気に暴露することなく形成することが好ましく、これによって、大気中の水分や酸素による有機層の劣化を防止することができる。更には、保護膜は、有機層で発生した光を例えば８０％以上、透過する材料から構成することが望ましく、具体的には、無機アモルファス性の絶縁性材料、例えば、以下に示す材料を例示することができる。このような無機アモルファス性の絶縁性材料は、グレインを生成しないため、透水性が低く、良好な保護膜を構成する。具体的には、保護膜を構成する材料として、発光層で発光した光に対して透明であり、緻密で、水分を透過させない材料を用いることが好ましく、より具体的には、例えば、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ）、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-xＮx）、アモルファス酸化シリコン（α−Ｓｉ1-yＯy）、アモルファスカーボン（α−Ｃ）、アモルファス酸化・窒化シリコン（α−ＳｉＯＮ）、Ａｌ2Ｏ3を挙げることができる。保護膜を導電材料から構成する場合、保護膜を、ＩＴＯやＩＺＯのような透明導電材料から構成すればよい。保護膜と第２基板とは、例えば、樹脂層（封止樹脂層）を介して接合されている。樹脂層（封止樹脂層）を構成する材料として、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤といった熱硬化型接着剤や、紫外線硬化型接着剤を挙げることができる。
表示装置の最外面には、紫外線吸収層、汚染防止層、ハードコート層、帯電防止層を形成してもよいし、保護部材を配してもよい。
表示装置は、更に一層の光取出し効率の向上を図るために、共振器構造を備えていてもよい。具体的には、第１電極と有機層との界面によって構成された第１界面（あるいは、第１電極の下方に層間絶縁層を介して設けられた光反射層とこの層間絶縁層との界面）と、第２電極と有機層との界面によって構成された第２界面との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第２電極から出射させる。そして、発光層の最大発光位置から第１界面までの距離をＬ1、光学距離をＯＬ1、発光層の最大発光位置から第２界面までの距離をＬ2、光学距離をＯＬ2とし、ｍ1及びｍ2を整数としたとき、以下の式（１−１）、式（１−２）、式（１−３）及び式（１−４）を満たしている。
０．７｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝≦２×ＯＬ1／λ≦１．２｛−Φ1／（２π）＋ｍ1｝ （１−１）
０．７｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝≦２×ＯＬ2／λ≦１．２｛−Φ2／（２π）＋ｍ2｝ （１−２）
Ｌ1＜Ｌ2 （１−３）
ｍ1＜ｍ2 （１−４）
ここで、
λ ：発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長（あるいは又、発光層で発生し た光の内の所望の波長）
Φ1：第１界面で反射される光の位相シフト量（単位：ラジアン）
但し、−２π＜Φ1≦０
Φ2：第２界面で反射される光の位相シフト量（単位：ラジアン）
但し、−２π＜Φ2≦０
である。
尚、発光層の最大発光位置から第１界面までの距離Ｌ1とは、発光層の最大発光位置から第１界面までの実際の距離（物理的距離）を指し、発光層の最大発光位置から第２界面までの距離Ｌ2とは、発光層の最大発光位置から第２界面までの実際の距離（物理的距離）を指す。また、光学距離とは、光路長とも呼ばれ、一般に、屈折率ｎの媒質中を距離Ｌだけ光線が通過したときのｎ×Ｌを指す。以下においても、同様である。従って、平均屈折率をｎ0としたとき、
ＯＬ1＝Ｌ1×ｎ0
ＯＬ2＝Ｌ2×ｎ0
の関係がある。ここで、平均屈折率ｎ0とは、有機層及び各種層間絶縁層を構成する各層の屈折率と厚さの積を合計し、有機層及び各種層間絶縁層の厚さで除したものである。また、第２電極は半光透過材料から成り、最も光取出し効率を高くし得るｍ1＝０，ｍ2＝１である形態とすることができる。
光反射層及び第２電極は入射した光の一部を吸収し、残りを反射する。従って、反射される光に位相シフトが生じる。この位相シフト量Φ1，Φ2は、光反射層及び第２電極を構成する材料の複素屈折率の実数部分と虚数部分の値を、例えばエリプソメータを用いて測定し、これらの値に基づく計算を行うことで求めることができる（例えば、"Principles of Optic", Max Born and Emil Wolf, 1974 (PERGAMON PRESS) 参照）。尚、有機層や各種層間絶縁層等の屈折率もエリプソメータを用いて測定することで求めることができる。
このように、共振器構造を有する有機ＥＬ表示装置にあっては、実際には、白色発光素子が赤色カラーフィルタを備えることで構成された赤色発光素子は、発光層で発光した赤色光を共振させて、赤味がかった光（赤色の領域に光スペクトルのピークを有する光）を第２電極から出射する。また、白色発光素子が緑色カラーフィルタを備えることで構成された緑色発光素子は、発光層で発光した緑色光を共振させて、緑味がかった光（緑色の領域に光スペクトルのピークを有する光）を第２電極から出射する。更には、白色発光素子が青色カラーフィルタを備えることで構成された青色発光素子は、発光層で発光した青色光を共振させて、青味がかった光（青色の領域に光スペクトルのピークを有する光）を第２電極から出射する。即ち、発光層で発生した光の内の所望の波長λ（具体的には、赤色の波長、緑色の波長、青色の波長）を決定し、式（１−２）、式（１−２）、式（１−３）、式（１−４）に基づき、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子のそれぞれにおけるＯＬ1，ＯＬ2等の各種パラメータを求めて、各発光素子を設計すればよい。
光反射層を構成する材料として、アルミニウム、アルミニウム合金（例えば、Ａｌ−Ｎｄ）、Ｔｉ／Ａｌ積層構造、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、銀合金（例えば、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ）を挙げることができ、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法やイオンプレーティング法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル・ゲル法等によって形成することができる。
表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータを構成するモニター装置として使用することができるし、テレビジョン受像機や携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末，Personal Digital Assistant）、ゲーム機器に組み込まれたモニター装置として使用することができる。あるいは又、電子ビューファインダー（Electronic View Finder，ＥＶＦ）や頭部装着型ディスプレイ（Head Mounted Display，ＨＭＤ）に適用することができる。
実施例１は、本開示の発光素子（具体的には、有機ＥＬ素子）、及び、本開示の表示装置（具体的には、有機ＥＬ表示装置）に関する。実施例１の表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置と呼ぶ場合がある）の模式的な一部断面図を図１に示し、実施例１の表示装置を構成する発光素子における第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層等を拡大した模式的な一部断面図を図２に示し、有機層等を拡大した模式的な一部断面図を図３に示す。実施例１の有機ＥＬ表示装置は、アクティブマトリックス型のカラー表示の有機ＥＬ表示装置であり、上面発光型表示装置である。即ち、第２電極を通して光が出射される。
実施例１の有機ＥＬ表示装置は、次に述べる実施例１の発光素子１１が、複数、２次元マトリクス状に配列されて成る。あるいは又、実施例１の有機ＥＬ表示装置は、別の表現をすれば、第１基板２１、第２基板２３、及び、第１基板２１と第２基板２３とによって挟まれた画像表示部１０を備えており、画像表示部１０には、次に述べる実施例１の発光素子１１が、複数、２次元マトリクス状に配列されている。第１基板側に発光素子１１が形成されている。
実施例１の発光素子１１は、
基体上に形成された第１電極２２、
基体及び第１電極２２上に形成され、第１電極２２の一部が露出した開口部４１Ａを有する第１絶縁層４１、
第１絶縁層４１上に形成され、第１絶縁層４１に設けられた開口部４１Ａから突出した突出端部４２Ａを有する第２絶縁層４２、
第２絶縁層４２上に形成され、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａよりも後退した端部４３Ａを有する第３絶縁層４３、
第１電極２２上から第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３上に亙り形成された電荷注入・輸送層５１、
電荷注入・輸送層５１上に形成され、有機発光材料から成る発光層を備えた有機層５２、並びに、
有機層５２上に形成された第２電極２４、
を備えており、
電荷注入・輸送層５１の少なくとも一部分は、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａにおいて不連続である。
実施例１にあっては、第１絶縁層４１を構成する材料と、第２絶縁層４２を構成する材料と、第３絶縁層４３を構成する材料とは、異なっている。具体的には、第１絶縁層４１をエッチングするとき、第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３はエッチングされ難く、第２絶縁層４２をエッチングするとき、第１絶縁層４１及び第３絶縁層４３はエッチングされ難く、第３絶縁層４３をエッチングするとき、第１絶縁層４１及び第２絶縁層４２はエッチングされ難い材料から、各絶縁層４１，４２，４３は構成されている。（第１絶縁層４１を構成する材料，第２絶縁層４２を構成する材料，第３絶縁層４３を構成する材料）の組合せは、具体的には、（ＳｉＮ系材料，ＳｉＣ系材料，ＳｉＯ2系材料）である。また、第１電極２２の上方における第２絶縁層４２の厚さＴ2は、第１電極２２の上方における第１絶縁層４１及び第３絶縁層４３の厚さＴ1，Ｔ3よりも薄い。具体的には、第１電極２２の上方における厚さＴ1が３０ｎｍの第１絶縁層４１はＳｉＮから成り、第１電極２２の上方における厚さＴ2が２０ｎｍの第２絶縁層４２はＳｉＣから成り、第１電極２２の上方における厚さＴ3が５０ｎｍの第３絶縁層４３はＳｉＯ2から成る。開口部４１Ａから突出した第２絶縁層４２の突出端部４２Ａの長さＬ2は、例えば、１００ｎｍである。また、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａの長さＬ2と第１絶縁層４１の厚さＴ1と関係（アスペクト比）は、
Ｌ2／Ｔ1＝３．３
である。開口部縁部射影像は第３絶縁層端部射影像内に含まれている。云い換えれば、第３絶縁層４３の端部４３Ａは、開口部４１Ａの縁部４１Ｂよりも突出している。開口部縁部射影像から第３絶縁層端部射影像までの距離（突出量）は、例えば、５０ｎｍである。開口部４１Ａの平面形状は、例えば、２μｍ×２μｍの四隅が丸みを帯びた矩形形状、又は、直径２μｍの円形である。第２絶縁層４２の突出端部４２Ａと第１絶縁層４１に設けられた開口部４１の縁部４１Ｂと第１電極２２によって囲まれた領域には、電荷注入・輸送層５１が形成されていてもよいし、有機層５２の一部が形成されていてもよいが、図１に示す例では空所となっている。
また、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａから第３絶縁層４３を超えた領域における第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３の頂面はなだらかである。
第２絶縁層の突出端部から第３絶縁層を超えた領域の上方に位置する有機層の部分の頂面がなだらかでない場合と、なだらかである場合の電界の集中状態をシミュレーションした結果を、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。図１２Ａ及び図１２Ｂの大きさは、縦２５０ｎｍ、横２５０ｎｍに相当する。図１２Ａにおいて、「Ａ」で囲んだ領域である開口部の端部の電界強度を「１」としたとき、頂面がなだらかでない「Ｂ」で囲んだ有機層の領域の電界強度は、０．９２であった。一方、図１２Ｂにおいて、「Ｃ」で囲んだ領域である開口部の端部の電界強度は０．７８であり、第３絶縁層の上部の領域である「Ｄ」で囲んだ領域の電界強度は０．８１であり、頂面がなだらかな「Ｅ」、「Ｆ」で囲んだ有機層領域の電界強度は、それぞれ、０．６４、０．６６であった。尚、図１２Ｂに示す例のシミュレーションにあっては、第１絶縁層に設けられた開口部の縁部を省略した。このように、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａから第３絶縁層４３を超えた領域における第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３の頂面をなだらかにすることで、その上に形成される有機層５２、第２電極２４もなだらかとなり、第１電極２２と第２電極２４とによって形成される電界が発光層において集中することを抑制することができることが判る。
ここで、電荷注入・輸送層５１の少なくとも一部分が第２絶縁層４２の突出端部４２Ａにおいて不連続となることで、電荷注入・輸送層５１は高抵抗化されている。電荷注入・輸送層５１の全部が、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａにおいて不連続な状態であってもよい。
実施例１において、有機層５２は、電荷注入・輸送層側から、正孔輸送層（ＨＴＬ：Hole Transport Layer）と発光層と電子輸送層（ＥＴＬ：Electron Transport Layer）と電子注入層（ＥＩＬ：Electron InjectionLayer）との積層構造を有する。発光層は、異なる色を発光する少なくとも２層の発光層から構成されており、有機層５２から出射される光は白色である。具体的には、発光層は、赤色を発光する赤色発光層、緑色を発光する緑色発光層、及び、青色を発光する青色発光層の３層が積層された構造を有する。発光層を、青色を発光する青色発光層、及び、黄色を発光する黄色発光層の２層が積層された構造とすることもできるし、青色を発光する青色発光層、及び、橙色を発光する橙色発光層の２層が積層された構造とすることができる。赤色を表示すべき発光素子（赤色発光素子１１Ｒ）には赤色カラーフィルタ１２Ｒが備えられており、緑色を表示すべき発光素子（緑色発光素子１１Ｇ）には緑色カラーフィルタ１２Ｇが備えられており、青色を表示すべき発光素子（青色発光素子１１Ｂ）には青色カラーフィルタ１２Ｂが備えられている。赤色発光素子１１Ｒ、緑色発光素子１１Ｇ及び青色発光素子１１Ｂは、カラーフィルタを除き、同じ構成、構造を有する。カラーフィルタ１２とカラーフィルタ１２との間にはブラックマトリクス層（遮光層）１３が形成されている。そして、カラーフィルタ１２及びブラックマトリクス層１３は、第１基板２１と対向する第２基板２３の面側に形成されている。これによって、発光層とカラーフィルタ１２との間の距離を短くすることができ、発光層から出射した光が隣接する他色のカラーフィルタ１２に入射して混色が生じることを抑制することができる。
実施例１において、電荷注入・輸送層５１は、電荷注入性及び電荷輸送性の内の少なくとも一方を示す。具体的には、電荷注入・輸送層５１は、正孔注入層（ＨＩＬ：Hole Injection Layer）から構成されている。
正孔注入層として機能する電荷注入・輸送層５１は、正孔注入効率を高める層であると共に、リークを防止するバッファ層として機能し、厚さは、例えば２ｎｍ乃至１０ｎｍ程度である。正孔注入層は、例えば、以下の式（Ａ）又は式（Ｂ）で表されるヘキサアザトリフェニレン誘導体から成る。
ここで、Ｒ1〜Ｒ6は、それぞれ、独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシ基、アミノ基、アルールアミノ基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシ基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、ニトリル基、シアノ基、ニトロ基、又は、シリル基から選ばれる置換基であり、隣接するＲm（ｍ＝１〜６）は環状構造を介して互いに結合してもよい。また、Ｘ1〜Ｘ6は、それぞれ、独立に、炭素又は窒素原子である。
正孔輸送層は発光層への正孔輸送効率を高める層である。発光層では、電界が加わると電子と正孔との再結合が起こり、光を発生する。電子輸送層は発光層への電子輸送効率を高める層であり、電子注入層は発光層への電子注入効率を高める層である。
正孔輸送層は、例えば、厚さが４０ｎｍ程度の４，４′，４″−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン〈ｍ−ＭＴＤＡＴＡ〉又はα−ナフチルフェニルジアミン〈αＮＰＤ〉から成る。
発光層は、混色により白色光を生じる発光層であり、例えば、上述したとおり、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層が積層されて成る。
赤色発光層では、電界が加わることにより、第１電極２２から注入された正孔の一部と、第２電極２４から注入された電子の一部とが再結合して、赤色の光が発生する。このような赤色発光層は、例えば、赤色発光材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料及び両電荷輸送性材料の内、少なくとも１種の材料を含んでいる。赤色発光材料は、蛍光性の材料であってもよいし、燐光性の材料であってもよい。厚さが５ｎｍ程度の赤色発光層は、例えば、４，４−ビス（２，２−ジフェニルビニン）ビフェニル〈ＤＰＶＢｉ〉に、２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン〈ＢＳＮ〉を３０質量％混合したものから成る。
緑色発光層では、電界が加わることにより、第１電極２２から注入された正孔の一部と、第２電極２４から注入された電子の一部とが再結合して、緑色の光が発生する。このような緑色発光層は、例えば、緑色発光材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料及び両電荷輸送性材料の内、少なくとも１種の材料を含んでいる。緑色発光材料は、蛍光性の材料であってもよいし、燐光性の材料であってもよい。厚さが１０ｎｍ程度の緑色発光層は、例えば、ＤＰＶＢｉに、クマリン６を５質量％混合したものから成る。
青色発光層では、電界が加わることにより、第１電極２２から注入された正孔の一部と、第２電極２４から注入された電子の一部とが再結合して、青色の光が発生する。このような青色発光層は、例えば、青色発光材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料及び両電荷輸送性材料の内、少なくとも１種の材料を含んでいる。青色発光材料は、蛍光性の材料であってもよいし、燐光性の材料であってもよい。厚さが３０ｎｍ程度の青色発光層は、例えば、ＤＰＶＢｉに、４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル〈ＤＰＡＶＢｉ〉を２．５質量％混合したものから成る。
厚さが２０ｎｍ程度の電子輸送層は、例えば、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム〈Ａｌｑ３〉から成る。厚さが０．３ｎｍ程度の電子注入層は、例えば、ＬｉＦあるいはＬｉ2Ｏ等から成る。
発光素子１１は、有機層５２を共振部とした共振器構造を有していてもよい。この場合、発光面から反射面（具体的には、第１電極２２及び第２電極２４）までの距離を適切に調整するために、有機層５２の厚さは、８×１０-8ｍ以上、５×１０-7ｍ以下であることが好ましく、１．５×１０-7ｍ以上、３．５×１０-7ｍ以下であることがより好ましい。
そして、第１絶縁層４１、第２絶縁層４２、第３絶縁層４３、電荷注入・輸送層５１、有機層５２及び第２電極２４は、複数の発光素子において共通化されている。即ち、これらの層４１，４２，４３，５１，５２及び第２電極２４は、パターニングされておらず、所謂ベタ膜の状態にある。このように、発光素子毎に発光層を塗り分けて形成する（パターニング形成する）のではなく、全発光素子において共通の発光層をベタ成膜することで、例えば画角が数インチ以下で、画素ピッチが数十マイクロメートル以下である、小型、且つ、高解像度の表示装置にも対応可能となる。
第２電極２４の上方には、有機層５２への水分の到達防止を目的として、絶縁性あるいは導電性の保護膜２６（具体的には、例えばＳｉＯ2系材料やＳｉＮ系材料から成る）が設けられている。また、保護膜２６と第２基板２３とは、例えばエポキシ系接着剤から成る樹脂層（封止樹脂層）２７を介して接合されている。アノード電極として機能する第１電極２２は、厚さ０．１μｍのアルミニウム（Ａｌ−Ｎｉ合金）から成る。カソード電極として機能する第２電極２４は厚さ１０ｎｍのＭｇ−Ａｇ合金から成る。
実施例１において、基体は、トランジスタ（具体的には、例えば、ＭＯＳＦＥＴ）３０が形成されたシリコン半導体基板（第１基板２１）、及び、その上に形成されたＳｉＯ2から成る層間絶縁層２５から構成されている。第１電極２２及び第１絶縁層４１は層間絶縁層２５上に形成されており、第１電極２２とシリコン半導体基板（第１基板２１）に形成されたトランジスタ３０とは、層間絶縁層２５に形成されたコンタクトホール３６を介して接続されている。ここで、ＭＯＳＦＥＴから成るトランジスタ３０は、ゲート電極３１、ゲート絶縁層３２、チャネル形成領域３３、ソース／ドレイン領域３４から構成されており、各トランジスタ３０の間には素子分離領域３５が形成され、これによって、トランジスタ３０は相互に分離されている。
以下、実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造方法の概要を説明する。
［工程−１００］
先ず、シリコン半導体基板（第１基板２１）に発光素子駆動部を公知のＭＯＳＦＥＴ製造プロセスに基づき形成した後、全面に、層間絶縁層２５をＣＶＤ法に基づき形成する。そして、トランジスタ３０の一方のソース／ドレイン領域の上方に位置する層間絶縁層２５の部分に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき接続孔を形成する。その後、接続孔を含む層間絶縁層２５の上に金属層を、例えば、スパッタリング法に基づき形成し、次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき金属層をパターニングすることで、層間絶縁層２５上に第１電極２２を形成することができる（図４参照）。第１電極２２は、各発光素子毎に分離されている。
［工程−１１０］
その後、全面に、ＣＶＤ法に基づき、第１絶縁層形成層４４、第２絶縁層形成層４５及び第３絶縁層形成層４６を、順次、形成する（図５参照）。次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第３絶縁層形成層４６をパターニングする。具体的には、第３絶縁層形成層４６上にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィ技術に基づきレジスト層をパターニングする。そして、パターニングされたレジスト層をエッチング用マスクとして用いて第３絶縁層形成層４６を非等方的にエッチングした後、レジスト層を除去する。こうして、図６に示す構造を得ることができる。
その後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第２絶縁層形成層４５をパターニングする。具体的には、第２絶縁層形成層４５上にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィ技術に基づきレジスト層をパターニングする。そして、パターニングされたレジスト層をエッチング用マスクとして用いて第２絶縁層形成層４５を非等方的にエッチングした後、レジスト層を除去する。こうして、図７に示す構造を得ることができる。
更に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第１絶縁層形成層４４をパターニングする。具体的には、第１絶縁層形成層４４上にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィ技術に基づきレジスト層をパターニングする。そして、パターニングされたレジスト層をエッチング用マスクとして用いて第１絶縁層形成層４４を等方的にエッチングした後、レジスト層を除去する。こうして、図２に示す構造を得ることができる。
［工程−１２０］
次に、例えば、真空蒸着法といったＰＶＤ法に基づき電荷注入・輸送層５１を全面に形成する。このとき、電荷注入・輸送層５１は、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａにおいて、切断されるか、あるいは、一部において極薄い膜で繋がった状態となる。このように、第２絶縁層４２の突出端部４２Ａによって、電荷注入・輸送層５１を、別途パターニングすることなく、第１電極２２毎（発光素子１１毎）に、確実に分離した状態で形成することができる。
［工程−１３０］
その後、電荷注入・輸送層５１上に、有機層５２を、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法といったＰＶＤ法、スピンコート法やダイコート法等のコーティング法等によって成膜する。このとき、有機層５２の一部（例えば、正孔輸送層）が、突出端部４２Ａによって切断されてもよいが、図１では、有機層５２全体が切断されずに繋がっている状態を図示している。
［工程−１４０］
次いで、例えば真空蒸着法等に基づき、有機層５２の全面に第２電極２４を形成する。このようにして、第１電極２２上に、有機層５２及び第２電極２４を、例えば、真空雰囲気において連続して成膜することができる。その後、例えばＣＶＤ法又はＰＶＤ法によって、全面に保護膜２６を形成する。最後に、樹脂層（封止樹脂層）２７を介して保護膜２６と第２電極２２とを貼り合わせる。尚、第２基板２３には、予めカラーフィルタ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、及び、ブラックマトリクス層１３を形成しておく。そして、カラーフィルタ１２が形成された面を貼り合わせ面とする。こうして、図１に示した有機ＥＬ表示装置を得ることができる。
以上のとおり、実施例１にあっては、第１絶縁層４１と第３絶縁層４３によって挟まれた第２絶縁層４２には、開口部４１Ａから突出した突出端部４２Ａ（即ち、第１絶縁層４１及び第３絶縁層４３から突出した突出端部４２Ａ）が設けられているので、第１電極２２上から第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３上に亙り形成された電荷注入・輸送層５１の少なくとも一部分は、突出端部４２Ａにおいて確実に不連続状態となる。即ち、電荷注入・輸送層５１が第２絶縁層４２の突出端部４２Ａにおいて確実に切断され、又は、高抵抗化されるので、或る発光素子における第１電極２２と隣接発光素子を構成する第２電極２４との間に漏れ電流が流れるといった現象の発生を確実に防止することができる。また、画素全体の色度が所望の色度からずれてしまうことが無くなり、白色発光素子から出射される白色光の色度の改善を図ることができる。
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の発光素子において、第１絶縁層４１を構成する材料と、第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３を構成する材料とは異なっており、第２絶縁層４２を構成する材料と、第３絶縁層４３を構成する材料とは同じである。具体的には、第１絶縁層４１をエッチングするとき、第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３はエッチングされ難く、第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３をエッチングするとき、第１絶縁層４１はエッチングされ難い材料から、各絶縁層４１，４２，４３は構成されている。より具体的には、第１絶縁層４１を構成する材料はＳｉＮから成り、第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３を構成する材料はＳｉＯ2から成る。以上の点を除き、実施例２の表示装置、発光素子の構成、構造は、実施例１の表示装置、発光素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
以下、実施例２の有機ＥＬ表示装置の製造方法の概要を説明する。
［工程−２００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、シリコン半導体基板（第１基板２１）に発光素子駆動部を公知のＭＯＳＦＥＴ製造プロセスに基づき形成した後、層間絶縁層２５の形成、第１電極２２の形成を行う。
［工程−２１０］
その後、全面に、ＣＶＤ法に基づき、第１絶縁層形成層４７、第２／第３絶縁層形成層４８を、順次、形成する。次いで、第２／第３絶縁層形成層４８上にレジスト層４９を形成し、フォトリソグラフィ技術に基づきレジスト層をパターニングすることで、開口部４９Ａを有し、順テーパー状のレジスト層４９を形成する（図８参照）。そして、パターニングされたレジスト層４９をエッチング用マスクとして用いて第２／第３絶縁層形成層４８を非等方的にエッチングした後、レジスト層を除去する。こうして、図９に示す構造を得ることができる。
その後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第１絶縁層形成層４７をパターニングする。具体的には、第１絶縁層形成層４７上にレジスト層を形成し、フォトリソグラフィ技術に基づきレジスト層をパターニングする。そして、パターニングされたレジスト層をエッチング用マスクとして用いて第１絶縁層形成層４７を等方的にエッチングした後、レジスト層を除去する。こうして、図１０に示す構造を得ることができる。
［工程−２２０］
次に、実施例１の［工程−１２０］、［工程−１３０］、［工程−１４０］と同様の工程を実行することで、実施例２の有機ＥＬ表示装置を得ることができる。
以上のとおり、実施例２にあっても、第１絶縁層４１と第３絶縁層４３によって挟まれた第２絶縁層４２には、開口部４１Ａから突出した突出端部４２Ａ（即ち、第１絶縁層４１及び第３絶縁層４３から突出した突出端部４２Ａ）が設けられているので、第１電極２２上から第２絶縁層４２及び第３絶縁層４３上に亙り形成された電荷注入・輸送層５１の少なくとも一部分は、突出端部４２Ａにおいて確実に不連続状態となる。即ち、電荷注入・輸送層５１が第２絶縁層４２の突出端部４２Ａにおいて確実に切断され、又は、高抵抗化されるので、或る発光素子における第１電極２２と隣接発光素子を構成する第２電極２４との間に漏れ電流が流れるといった現象の発生を確実に防止することができる。しかも、画素全体の色度が所望の色度からずれてしまうことが無くなり、白色発光素子から出射される白色光の色度の改善を図ることができる。
図１１に、［工程−２１０］が完了した時点での、発光素子を構成する第１電極等の断面写真を示す。第２絶縁層４２の突出端部４２Ａの先端部が、写真撮影用の試料作製時、若干、下方に曲がってしまっているが、第１絶縁層４１と第３絶縁層４３によって挟まれた第２絶縁層４２には、開口部４１Ａから突出した突出端部４２Ａが設けられていることが明確に判る。
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した表示装置、有機ＥＬ表示装置、発光素子、有機ＥＬ素子の構成、構造の構成は例示であり、適宜、変更することができる。第１絶縁層を、下層第１絶縁層及び上層第１絶縁層の２層から構成し、第１電極２２と第１電極２２の間に露出した層間絶縁層２５の部分の下層第１絶縁層を形成し、下層第１絶縁層、及び、第１電極の縁部に、平坦な上層第１絶縁層を形成してもよい。実施例においては、専ら、白色発光素子とカラーフィルタの組合せから副画素を構成したが、代替的に、１つの画素を、赤色発光層を有し、赤色を発光する発光素子から構成された副画素、緑色発光層を有し、緑色を発光する発光素子から構成された副画素、及び、青色発光層を有し、青色を発光する発光素子から構成された副画素の３つの副画素（発光素子）から構成することもできる。
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《発光素子》
基体上に形成された第１電極、
基体及び第１電極上に形成され、第１電極の一部が露出した開口部を有する第１絶縁層、
第１絶縁層上に形成され、第１絶縁層に設けられた開口部から突出した突出端部を有する第２絶縁層、
第２絶縁層上に形成され、第２絶縁層の突出端部よりも後退した端部を有する第３絶縁層、
第１電極上から第２絶縁層及び第３絶縁層上に亙り形成された電荷注入・輸送層、
電荷注入・輸送層上に形成され、有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、並びに、
有機層上に形成された第２電極、
を備えており、
電荷注入・輸送層の少なくとも一部分は、第２絶縁層の突出端部において不連続である発光素子。
［Ａ０２］第２絶縁層の突出端部から第３絶縁層を超えた領域における第２絶縁層及び第３絶縁層の頂面はなだらかである［Ａ０１］に記載の発光素子。
［Ａ０３］第１絶縁層を構成する材料と、第２絶縁層を構成する材料と、第３絶縁層を構成する材料とは、異なっている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０４］第１絶縁層を構成する材料と、第２絶縁層及び第３絶縁層を構成する材料とは異なっており、第２絶縁層を構成する材料と、第３絶縁層を構成する材料とは同じである［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０５］電荷注入・輸送層の少なくとも一部分が第２絶縁層の突出端部において不連続となることで、電荷注入・輸送層は高抵抗化されている［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０６］第１電極の上方における第２絶縁層の厚さは、第１電極の上方における第１絶縁層及び第３絶縁層の厚さよりも薄い［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０７］発光層は、異なる色を発光する少なくとも２層の発光層から構成されている［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０８］有機層から出射される光は白色である［Ａ０７］に記載の発光素子。
［Ａ０９］電荷注入・輸送層は、電荷注入性及び電荷輸送性の内の少なくとも一方を示す［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ１０］基体は、トランジスタが形成されたシリコン半導体基板及びその上に形成された層間絶縁層から成り、
第１電極及び第１絶縁層は層間絶縁層上に形成されており、
第１電極とシリコン半導体基板に形成されたトランジスタとは、層間絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して接続されている［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｂ０１］《表示装置》
［Ａ０１］乃至［Ａ１０］のいずれか１項に記載の発光素子が、複数、２次元マトリクス状に配列されて成る表示装置。
［Ｂ０２］第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層、電荷注入・輸送層、有機層及び第２電極は、複数の発光素子において共通化されている［Ｂ０１］に記載の表示装置。
１０・・・画像表示部、１１・・・発光素子、１１Ｒ・・・赤色発光素子、１１Ｇ・・・緑色発光素子、１１Ｂ・・・青色発光素子、１２Ｒ・・・赤色カラーフィルタ、１２Ｇ・・・緑色カラーフィルタ、１２Ｂ・・・青色カラーフィルタ、１３・・・ブラックマトリクス層、２１・・・第１基板、２２・・・第１電極、２３・・・第２基板、２４・・・第２電極、２５・・・層間絶縁層、２６・・・保護膜、２７・・・樹脂層（封止樹脂層）、３０・・・トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、３１・・・ゲート電極、３２・・・ゲート絶縁層、３３・・・チャネル形成領域、３４・・・ソース／ドレイン領域、３５・・・素子分離領域、３６・・・コンタクトホール、４１・・・第１絶縁層、４２・・・第１絶縁層に設けられた開口部、４２Ａ・・・開口部の縁部、４２・・・第２絶縁層、４２Ａ・・・突出端部、４３・・・第３絶縁層、４３Ａ・・・第３絶縁層の端部、４４，４７・・・第１絶縁層形成層、４５・・・第２絶縁層形成層、４６・・・第３絶縁層形成層、４８・・・第２／第３絶縁層形成層、４９・・・レジスト層、４９Ａ・・・レジスト層に設けられた開口部、５１・・・電荷注入・輸送層、５２・・・有機層

Claims (12)

  1. 基体上に形成された第１電極、
    基体及び第１電極上に形成され、第１電極の一部が露出した開口部を有する第１絶縁層、
    第１絶縁層上に形成され、第１絶縁層に設けられた開口部から突出した突出端部を有する第２絶縁層、
    第２絶縁層上に形成され、第２絶縁層の突出端部よりも後退した端部を有する第３絶縁層、
    第１電極上から第２絶縁層及び第３絶縁層上に亙り形成された電荷注入・輸送層、
    電荷注入・輸送層上に形成され、有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、並びに、
    有機層上に形成された第２電極、
    を備えており、
    電荷注入・輸送層の少なくとも一部分は、第２絶縁層の突出端部において不連続である発光素子。
  2. 第２絶縁層の突出端部から第３絶縁層を超えた領域における第２絶縁層及び第３絶縁層の頂面はなだらかである請求項１に記載の発光素子。
  3. 第１絶縁層を構成する材料と、第２絶縁層を構成する材料と、第３絶縁層を構成する材料とは、異なっている請求項１に記載の発光素子。
  4. 第１絶縁層を構成する材料と、第２絶縁層及び第３絶縁層を構成する材料とは異なっており、第２絶縁層を構成する材料と、第３絶縁層を構成する材料とは同じである請求項１に記載の発光素子。
  5. 電荷注入・輸送層の少なくとも一部分が第２絶縁層の突出端部において不連続となることで、電荷注入・輸送層は高抵抗化されている請求項１に記載の発光素子。
  6. 第１電極の上方における第２絶縁層の厚さは、第１電極の上方における第１絶縁層及び第３絶縁層の厚さよりも薄い請求項１に記載の発光素子。
  7. 発光層は、異なる色を発光する少なくとも２層の発光層から構成されている請求項１に記載の発光素子。
  8. 有機層から出射される光は白色である請求項７に記載の発光素子。
  9. 電荷注入・輸送層は、電荷注入性及び電荷輸送性の内の少なくとも一方を示す請求項１に記載の発光素子。
  10. 基体は、トランジスタが形成されたシリコン半導体基板及びその上に形成された層間絶縁層から成り、
    第１電極及び第１絶縁層は層間絶縁層上に形成されており、
    第１電極とシリコン半導体基板に形成されたトランジスタとは、層間絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して接続されている請求項１に記載の発光素子。
  11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の発光素子が、複数、２次元マトリクス状に配列されて成る表示装置。
  12. 第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層、電荷注入・輸送層、有機層及び第２電極は、複数の発光素子において共通化されている請求項１１に記載の表示装置。
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