JP2018125136A - 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バンクにより区画された複数の画素を有し、バンクの高さを揃えつつも、発光媒体層の平坦性が高く、発光ムラが抑制された有機ＥＬ表示装置を実現する。
【解決手段】一面１０ａを有する基板１０と、該一面上に形成された複数の第１電極２０と、該各第１電極を囲むバンク３０と、該バンクに囲まれた領域内に順次形成された発光媒体層４０および第２電極５０とを有する有機ＥＬ表示装置にて、バンク３０を一面１０ａに対する法線方向から見て、枠体状の主隔壁３１と該主隔壁のうち一辺とこれに対向する他辺とを繋ぐ直線方向に沿って伸びるように形成され、該主隔壁に囲まれた領域を分割する副隔壁３２とにより構成する。また、上記法線方向から見て、該副隔壁の上記直線方向に対して直交する直交方向における幅をＷとし、前記主隔壁のうち前記直交方向において互いに向き合う内壁間の幅をＬとして、９．６≦Ｗ／Ｌ×１００≦２１．７を満たすものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の画素を有する有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置およびその製造方法に関する。

従来より、一面を有する基板の一面上に陽極を有し、当該陽極のうちバンクに区画された領域と陰極との間に発光媒体層、例えば正孔注入層、発光層、電子注入層などが積層された画素と呼ばれる複数の発光領域を備える有機ＥＬ表示装置が知られている。有機ＥＬ表示装置における複数個の画素は、陽極のうちバンクにより囲まれた領域内に形成され、それぞれ離れて配置されている。この種の有機ＥＬ表示装置では、各画素の発光媒体層の膜厚にバラツキがあると発光ムラなどの不具合が生じるため、これを抑制する必要がある。

ここで、近年、低コストで発光媒体層の膜厚バラツキに起因する発光ムラを抑えた有機ＥＬ表示装置を製造する方法として、発光媒体層を塗布法で成膜することが検討されている。一般的に、塗布法による成膜では、真空蒸着法による成膜よりも簡便に行うことができる一方で、溶媒が乾燥して溶質が薄膜化する際に、基板との濡れ性、溶媒の乾燥速度や溶液の形状などが不均一になりやすく、膜厚制御が難しくなる。

また、各陽極を枠体状のバンクで四方から囲むことで各画素領域が構成された構造においてバンクの高さが高すぎると、発光媒体層の塗布工程の際に、発光媒体層材料を含む溶液（以下「インク」という）がバンクの側壁に這い上がってしまい得る。一方、バンクを低くしすぎると、発光媒体層の塗布工程の際に、インクがバンクを乗り越えて異なる発光色の発光材料が混ざる混色が生じ得る。

上記の課題を解決するための手法としては、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１に記載の有機ＥＬ素子は、上記の従来の構成をベースとしながらも、枠体状のバンクの四辺のうち一辺もしくは二辺の高さを当該バンクの他辺よりも高くした構成（以下当該一辺もしくは二辺を「高隔壁」、他辺を「低隔壁」という）とされている。また、特許文献１に記載の有機ＥＬ素子の製造工程では、発光媒体層の塗布工程において、陽極を形成する面と直交する垂直面に対して３度〜５度の範囲内でインクを吐出するノズルヘッドを傾けつつ、バンクのうち高隔壁に対してインクを吐出する。これにより、高隔壁に対してインクを吐出することにより、バンクで囲まれた領域内からインクが流れ出すことを抑制しつつ、低隔壁においてはインクの這い上がりによる厚膜化を抑制できる。その結果、特許文献１に記載の有機ＥＬ素子は、発光媒体層の膜厚バラツキが低減され、画素内もしくは画素間の発光ムラおよび混色の発生が抑制された有機ＥＬ素子となる。

特開２０１２−３８６１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の有機ＥＬ素子は、発光媒体層の膜厚バラツキについては低減できるものの、バンクを高隔壁と低隔壁とに作り分け、かつ、インクを吐出するノズルヘッドを傾ける必要があり、その製造プロセスが複雑である。また、バンクが高隔壁と低隔壁とにより構成されるため、その平坦性が低くなってしまう。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、同じ高さの隔壁により構成されたバンクを有しつつも、発光媒体層の膜厚バラツキが低減され、発光ムラを抑制した有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置は、一面（１０ａ）を有する基板（１０）と、一面上に形成された複数の第１電極（２０）と、一面上に形成され、一面に対する法線方向から見て、複数の第１電極それぞれを囲む枠体状の主隔壁（３１）と主隔壁のうち一辺とこれに対向する他辺とを繋ぐ直線方向に沿って伸びるように形成され、主隔壁に囲まれた領域を分割する副隔壁（３２）とにより構成されるバンク（３０）と、複数の第１電極上であって、主隔壁と副隔壁とにより囲まれた領域に形成された発光媒体層（４０）と、発光媒体層上に設けられ、複数の第１電極に対応して形成された複数の第２電極（５０）と、を備える。このような構成において、法線方向から見て、副隔壁の直線方向に対して直交する直交方向における幅をＷとし、主隔壁のうち直交方向において互いに向き合う内壁間の幅をＬとして、９．６≦Ｗ／Ｌ×１００≦２１．７を満たす。

これにより、同じ高さの隔壁により構成されたバンクとしつつも、当該バンクをその中央付近で分割する副隔壁を設けられた構成とすることで、当該バンクの領域内における発光媒体層材料を溶かしたインクが乾燥させるまでその蒸発ムラが抑制される。その結果、当該バンクに囲まれた領域内における発光媒体層の平坦性を向上でき、発光ムラが抑制された有機ＥＬ表示装置となる。

請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、一面（１０ａ）を有する基板（１０）を用意することと、一面上に複数の第１電極（２０）を形成することと、複数の第１電極上に複数の第１電極それぞれを囲む枠体状の主隔壁（３１）と主隔壁のうち一辺とこれに対向する他辺とを繋ぐ直線方向に沿って伸びつつ、主隔壁に囲まれた領域を分割する副隔壁（３２）とによりなるバンク（３０）を複数形成することと、複数の第１電極上であって、複数のバンクに囲まれた領域それぞれに発光媒体層（４０）、第２電極（５０）をこの順に形成することと、を含む。このような製造方法において、バンクを複数形成することにおいては、一面に対する法線方向から見て、直交方向における副隔壁の幅をＷとし、主隔壁のうち直交方向において互いに向き合う内壁間の幅をＬとして、０．０９６≦Ｗ／Ｌ≦０．２１７を満たすようにし、発光媒体層を形成することにおいては、発光媒体層材料を含む溶液を塗布することによって行う。

これにより、主隔壁とこれに囲まれた領域を分割する副隔壁とによりバンクを形成し、発光媒体層を塗布により形成することで、同じ高さの隔壁により構成されつつも、発光媒体層の平坦性が向上され、画素の発光ムラが抑制された有機ＥＬ表示装置を製造できる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態の有機ＥＬ表示装置における画素の配置例を示す上面レイアウト図である。 図１中の一点鎖線ＩＩ−ＩＩ間における第１実施形態の有機ＥＬ表示装置の断面構成を示す断面図である。 副隔壁を有しないバンクに囲まれた領域に発光媒体層を形成する場合と副隔壁を有するバンクに囲まれた領域に発光媒体層を形成する場合における膜形状の違いを示す断面図である。 第１実施形態の有機ＥＬ表示装置の画素領域における発光媒体層の形状と平坦率について示す図である。 第１実施形態の有機ＥＬ表示装置のバンクにおける開口部と平坦部の長さ関係について示した図である。 第１実施形態の有機ＥＬ表示装置の画素領域における画素幅に対する副隔壁の幅の比率と発光媒体層の平坦率との関係を調べた結果を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態の有機ＥＬ表示装置について、図１〜図６を参照して述べる。図１では、後述する複数の画素１００の配列を分かりやすくするため、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の構成要素のうち基板１０、バンク３０および画素１００以外の要素については省略している。

本実施形態の有機ＥＬ表示装置は、図２に示すように、一面１０ａを有する基板１０と、一面１０ａ上に形成された第１電極２０と、第１電極２０を囲むバンク３０と、発光媒体層４０および第２電極５０とを備えてなる。このような構成において、発光媒体層４０および第２電極５０は、第１電極２０のうちバンク３０に囲まれた領域上に形成されている。本実施形態の有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、一面１０ａに対する法線方向（以下「一面法線方向」という）から見て、例えば長方形状とされた第１開口部１０１と第２開口部１０２とにより構成される発光領域である画素１００が複数形成されている。画素１００は、図１に示すように、図１の左右方向をＸ方向とし、Ｘ方向の属する平面上であってＸ方向と直交する方向をＹ方向として、例えばＸ方向とＹ方向に沿って規則的に並ぶように配列されている。

一面１０ａを有する基板１０は、有機ＥＬ表示装置の支持体である。基板１０には、例えばガラスなどの透明基板を用いることができるが、ガラスには限られず、樹脂基板や金属基板など様々なものを用いることができる。樹脂基板などを基板１０として用いる場合には、必要に応じて、樹脂基板等に水分や酸素などの透過を抑制するバリア膜を形成したものを用いてもよい。なお、基板１０は、リジッドな基板であってもよいし、フレキシブルな基板であってもよい。

第１電極２０は、本実施形態では、発光媒体層４０を機能させる電圧を印加するための電極であり、本実施形態では、ホール注入電極として機能する。第１電極２０は、複数設けられ、透明または半透明の電極を形成することのできる公知の導電性物質で構成される。具体的には、第１電極２０として酸化物を用いる場合、酸化物には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化亜鉛アルミニウム、酸化亜鉛ガリウム、酸化チタンニオブ等を用いることができる。このうち、特にＩＴＯは、低抵抗であること、耐溶剤性があること、透明性に優れていることなどの利点を有する材料である。

金属材料を第１電極２０として用いる場合には、基板１０の一面１０ａ上に、例えばアルミニウム、金、銀等の金属材料を蒸着したものが挙げられる。また、ポリアニリン等の有機半導体を用いて第１電極２０としても良い。さらに、ＩＴＯ等の酸化物上に金属材料を成膜した積層体や金属材料上にＩＴＯ等の酸化物を成膜した積層体を第１電極２０として用いても良い。

第１電極２０については、スパッタリングなどによって基板１０の一面１０ａ上に成膜することができる。必要に応じて、第１電極２０の成膜後にエッチングによってディスプレイなどにおいて要求される形状にパターニングしたり、ＵＶオゾン処理やプラズマ処理などにより表面の活性化を行ったりしてもよい。

バンク３０は、図１もしくは図２に示すように、第１電極２０の一部を囲む枠体状の主隔壁３１と主隔壁３１を分割するように設けられた副隔壁３２とを有してなり、複数設けられた各第１電極２０の上に設けられる。バンク３０は、例えば図１に示すように、枠体状とされた主隔壁３１と主隔壁３１のうち一辺とこれに対向する他辺とを直線的に繋ぐように形成され、主隔壁３１に囲まれた領域を２つの領域に分割する副隔壁３２とにより構成されている。主隔壁３１と副隔壁３２の詳細については、後述するバンク３０の配置関係の説明にて述べる。

バンク３０には、例えば所望の形状とするためによく用いられる材料である感光性材料を用いることができる。バンク３０として感光性材料を用いる場合には、ポジ型レジスト、ネガ型レジストのどちらの感光性材料を用いてもよく、市販されている材料を用いてもよい。感光性材料としては、例えばポリイミド系、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系、フルオレン系等を使用することができるが、他の材料を使用してもよい。また、有機ＥＬ表示装置の画素１００を発光させた場合におけるコントラストを上げる目的で、遮光性の材料を感光性材料に含有させてもよい。

なお、バンク３０が十分な絶縁性を有さない場合には、バンク３０を通じて隣り合う第１電極２０に電流が流れてしまい表示不良が発生し得るため、バンク３０を形成する感光性材料は、絶縁性を有する必要がある。

バンク３０は、膜厚が０．５μｍから５．０μｍの範囲内であることが好ましい。バンク３０の膜厚が低すぎると、隣接画素間で発光媒体層４０経由でのリーク電流の発生や短絡発生、異なる発光色の有機発光材料の混合による混色などが生じ得るためである。また、バンク３０の膜厚が厚すぎると、後述する発光媒体層４０の塗布工程で第１電極２０がバンク３０から露出した領域に接液しにくいなどの支障をきたすおそれがあり、必要以上にバンク３０を厚く形成する理由もないためである。

バンク３０は、第１電極２０を備える基板１０上に、例えば感光性材料を塗布した後、パターン露光および現像を行って隔壁パターンを形成して乾燥を行うフォトリソグラフィ法により形成される。具体的には、感光性材料の塗布工程においては、例えばスピンコーター、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター等の公知の塗布方法を用いている。パターン露光、現像の工程においては、従来公知の露光、現像方法によりバンク３０のパターンを形成できる。乾燥工程においては、例えばオーブン、ホットプレート等の従来公知の方法によりバンク３０を乾燥させることができる。

発光媒体層４０は、電圧が印加された際に第１電極２０側から正孔が注入されると共に、第２電極５０側から電子が注入され、これらの正孔と電子とが再結合したときに生じるエネルギーの一部を光に変換する機能を果たす。具体的には、発光媒体層４０は、第１電極２０と第２電極５０との間に設けられ、本実施形態では、例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層などがこの順に積層された構成とされている。

正孔注入層は、電圧が印加された際に正孔を発生させ、正孔注入層の上に接して設けられる正孔輸送層に発生した正孔を注入する層である。正孔注入層については、正孔輸送性を有する公知の物質で構成することができる。正孔輸送性を有する物質としては、例えばＰＥＤＯＴ（Poly(3,4−ethylenedioxythiophene)の略称）などが挙げられる。

正孔注入層の材料としては、正孔輸送層および発光層の材料を溶かす溶媒に溶けないかもしくは溶解性が小さいものを使用することが好ましい。正孔注入層上に正孔輸送層、発光層が順次積層された構成となっているため、正孔注入層の材料として正孔輸送層および発光層の材料を溶かす溶媒によく溶解するものを使用すると、正孔輸送層や発光層の積層が困難になるためである。

なお、正孔注入層の材料のガラス転移点またはガラス転移点のない材料の場合にはその融点が、後述する正孔輸送層および発光層の乾燥温度よりも高いことが好ましい。正孔輸送層および発光層の乾燥工程における正孔注入層への熱的ダメージを抑制できるためである。

正孔注入層は、正孔注入層材料を含む溶液（以下「正孔注入層塗液」という。）をバンク３０が形成された基板１０上に塗布した後、溶媒を乾燥して除去することにより形成される。具体的には、塗布工程においては、例えばディスペンサー法、インクジェット法、凸版印刷法、転写法等の従来公知の方法により正孔注入層塗液を例えばＹ方向に沿って部分的に塗布することができる。具体的には、例えば凸版印刷法により、Ｙ方向に繰り返し配列される各画素１００を形成する領域に塗布することで、正孔注入層塗液をストライプ状に塗布できる。そして、乾燥工程においては、例えばオーブン、ホットプレート等の従来公知の方法により正孔注入層塗液の溶媒を乾燥して除去することができる。

なお、上記のような部分的に塗布できる方法であれば、上記の方法に限られず、他の公知の塗布方法を用いてもよい。この際、正孔注入層塗液を吐出もしくは印刷する位置については、一面法線方向から見て、副隔壁３２上に当該塗液を吐出もしくは印刷して副隔壁３２から第１開口部１０１と第２開口部１０２に流し込むことにより行うことができる。これにより、副隔壁３２が形成されていない従来の有機ＥＬ表示装置に比べて、塗布の工程を増やすことなく、第１開口部１０１および第２開口部１０２に正孔注入層を形成できる。具体的には、副隔壁３２により形成された第１開口部１０１および第２開口部１０２のそれぞれに正孔注入層塗液を吐出もしくは印刷する必要がなくなり、塗布における工数増加を防ぐことができる。

正孔輸送層は、正孔注入層から注入された正孔を、正孔輸送層の上に接して設けられる発光層に輸送するための層である。正孔輸送層は、正孔輸送性を有する物質で構成される。正孔輸送性を有する物質としては、例えば１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（４’−メチル−４−ビフェニリル）アミノ］ベンゼンなどが挙げられる。

正孔輸送層の材料のガラス転移点またはガラス転移点のない材料の場合にはその融点が、次に積層される発光層の乾燥温度よりも高いことが好ましい。発光層の乾燥温度による正孔輸送層への熱的ダメージを抑制できるためである。なお、正孔輸送層は、正孔注入層と同様に上記の塗布法で形成される。

正孔輸送層の材料としては、発光層の材料を溶かす溶媒に溶けないかもしくは溶解性が小さいものを使用することが好ましい。正孔輸送層の材料として発光層の材料を溶かす溶媒によく溶解するものを使用すると、次に積層する発光層の成膜が困難になるからである。

なお、正孔輸送層は、正孔注入層と同様の工程により形成されるが、正孔輸送層として架橋性の官能基を有する材料を用いる場合には、上記の工程に加えて発光層の材料を溶かす溶媒に対して不溶化するための加熱処理がなされてもよい。

発光層は、第１電極２０側から輸送された正孔と第２電極５０側から輸送された電子が再結合した際に生じるエネルギーの一部を光に変換するための層である。発光層には、高分子材料や低分子材料もしくはこれらの混合物を用いることができるが、高分子材料を用いることが好ましい。発光層の材料を溶かした溶液を塗布する際に、高分子材料のほうが低分子材料よりも、特性低下の要因となり得る他の材料の添加をすることなく、塗布方法に適した溶液調整、例えば粘度調整などを行うのに適しているためである。発光層には、蛍光性発光材料や燐光性発光材料もしくはこれらの混合物を用いることができる。

なお、発光層は、正孔注入層や正孔輸送層と同様の工程により形成されるが、水分や酸素に弱い発光層の材料へのダメージを軽減するため、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスなど非酸化雰囲気中にて塗布および乾燥を行うことが好ましい。また、発光層は、正孔注入層や正孔輸送層と同様に上記の塗布法で形成される。

第２電極５０は、本実施形態では、発光層の上に配置され、発光層に電子を注入する電子注入層と第１電極２０と第２電極５０との間に配置された発光媒体層４０に電圧を印加する電極層とが積層された層である。第２電極５０のうち電子注入層には、仕事関数の低い材料を用いること、すなわち発光層との仕事関数の差が小さくなる材料を用いることが好ましい。発光層と電子注入層との仕事関数の差を小さくすることで、電子を発光層に注入するためのエネルギー障壁が小さくなり、各画素１００を発光させるために要する電圧を低くできるためである。

具体的には、電子注入層としては、例えばアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のハロゲン化物などを用いることができる。電極層としては、例えばＡｌ、Ａｇなどの導電性の金属材料などを用いることができる。より具体的には、第２電極５０としては、Ａｌ／Ｃａ、Ａｌ／Ｂａ、Ａｌ／Ｌｉ、Ａｌ／ＬｉＦ、Ａｌ／ＮａＦ、Ａｌ／ＣｓＦ、Ａｌ／ＣａＦ、Ａｌ／Ｃａ／ＬｉＦ等の積層構造などが採用できる。また、これらの積層構造については、例えば真空蒸着法などによって形成することができる。なお、上記の例では、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のハロゲン化物が発光層側に積層されている。

なお、本実施形態の有機ＥＬ表示装置については、第２電極５０まで形成した後、最後に乾燥窒素雰囲気中にて図示しない封止缶を基板１０の素子形成側に貼り合わせ、封止している。

以上が本実施形態における有機ＥＬ表示装置の基本的な構成である。次に、有機ＥＬ表示装置におけるバンク３０における主隔壁３１と副隔壁３２の配置等の詳細について、具体的に述べる。

本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、主隔壁３１は、例えば図１のＸ方向に沿った辺とＹ方向に沿った辺とにより構成され、Ｘ方向がＹ方向よりも短い長方形枠体状とされている。この長方形枠体状の主隔壁３１とこれに囲まれた領域を分割する副隔壁３２とにより構成されたバンク３０において、副隔壁３２は、本実施形態では、図１に示すように、Ｙ方向に沿って形成され、主隔壁３１をＸ方向において分割するように形成されている。副隔壁３２は、主隔壁３１に囲まれた領域内にインクを塗布した際に、該インクが濡れ広がる幅を狭め、該インクに含まれる溶媒が揮発して膜を形成するまでの該溶媒の蒸発ムラを低減するために形成される。つまり、溶媒の蒸発ムラを低減することで、第１開口部１０１および第２開口部１０２のそれぞれにおける中心部での膜厚がそれぞれの端部における膜厚よりも厚くなることを抑制し、発光媒体層４０の平坦性を向上するためである。平坦性が向上する推定メカニズムについては、後で詳しく説明する。

副隔壁３２は、本実施形態では、主隔壁３１のうち一辺およびこれに対向する他辺と直交するように設けられると共に、主隔壁３１に囲まれた領域を２つに等分割するように形成されている。具体的には、図１に示すように、主隔壁３１に囲まれた領域が副隔壁３２によって、第１開口部１０１と第２開口部１０２とに二分割され、第１開口部１０１のＸ方向における幅をＬ１とし、第２開口部１０２のＸ方向における幅をＬ２とする。また、Ｘ方向における主隔壁３１のうち隣接する内壁同士の幅を画素幅Ｌとし、副隔壁３２のＸ方向における幅を副隔壁幅Ｗとする。

このような場合において、副隔壁３２は、画素幅Ｌに対するＷの比率、すなわちＷ／Ｌが０．０９６〜０．２１７の範囲内となるように形成されている。また、副隔壁３２は、Ｌ２に対するＬ１の比率、すなわちＬ１／Ｌ２が０．８６〜１．１６の範囲内となるように形成されることが好ましく、Ｌ１／Ｌ２が１．０となるように形成されることがより好ましい。これにより、画素１００の領域内における発光媒体層４０の膜厚の平坦性が向上し、画素１００内もしくは画素１００間における発光ムラが改善され、発光ムラが低減された有機ＥＬ表示装置となるためである。Ｗ／ＬおよびＬ１／Ｌ２の範囲の具体例については、後で詳しく説明する。

次に、副隔壁３２を第１開口部１０１および第２開口部１０２の幅Ｌ１、Ｌ２に対する比率やＬ１とＬ２との比率が上記の所定の範囲とすることにより、発光媒体層４０の平坦性が改善される推定メカニズムについて、図３を参照して説明する。

まず、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の有機ＥＬ表示装置でいう副隔壁３２が形成されてないバンク３０内の領域に発光媒体層４０の材料を含むインク４１（以下単に「インク４１」という）を塗布する場合について説明する。この場合、画素の開口部の幅は、主隔壁３１のうち互いに向かい合う内壁同士の距離となり、副隔壁３２が形成されている場合に比べて開口部の幅が広い。

ここで、液滴の乾燥において、単位面積当たりの溶媒の存在量に分布があることにより、溶媒の蒸発量に分布が生じること、すなわち液滴のうち端部と中心部とではその溶媒の蒸発量が異なることが知られている。具体的には、端部における溶媒の蒸発量が、中心部における溶媒の蒸発量よりも多く、端部付近から乾燥が始まり、中心部付近についてはその後に乾燥する。このように、端部から中心部に向かって液滴の乾燥が起きると、液滴に溶質が存在する場合には、端部から中心部に向かって膜形成が起きる。

ここで、図３（ａ）に示すように、副隔壁３２が形成されていないバンク３０に囲まれた領域にインク４１が塗布された場合において、この画素の開口部の幅Ｌが広い、例えば４０μｍ以上とされたときについて検討する。このインク４１の乾燥については、端部側、すなわちバンク３０の内壁側から始まり、その後、バンク３０に囲まれた領域の中心部に向かって進むこととなる。つまり、バンク３０の内壁側から中心部に向かって膜形成が進むことから、中心部付近のインク４１が溜まり、最後に蒸発する。その結果、図３（ｂ）に示すように、バンク３０のうち中心部付近が凸形状の膜、すなわち中心部付近が厚膜化された膜が形成されやすい。一方、バンク３０の内壁付近については、バンク３０の内壁に沿ってインク４１の一部が濡れ広がって這い上がるため、部分的に液量が多くなり、結果として乾燥が最初に始まる端部に比べて厚膜化された発光媒体層４０が形成される。つまり、バンク３０内に形成される発光媒体層４０の分布としては、図３（ｂ）に示すように、内壁付近では厚く、端部付近では薄く、中心付近では厚いといった具合となる。したがって、このような形状のバンク３０に形成される発光媒体層４０は、膜厚のムラが大きい、すなわち平坦性が低い膜となってしまうと考えられる。

これに対して、図３（ｃ）に示すように、主隔壁３１と副隔壁３２とにより構成されたバンク３０にインク４１が塗布された場合について検討する。この場合、バンク３０は、主隔壁３１のうち互いに向き合う内壁同士が副隔壁３２により分断されることにより、２つの開口部、すなわち第１開口部１０１と第２開口部１０２とを有することとなる。このような構成のバンクとされていても、主隔壁３１および副隔壁３２の内壁付近については、上記と同様にインク４１の這い上がりが生じることにより、他の部位に比べて厚膜化される。その一方で、第１開口部１０１の幅Ｌ１および第２開口部１０２の幅Ｌ２は、図３（ａ）の場合における画素幅Ｌに比べて約半分程度と狭くなる。その結果、第１開口部１０１および第２開口部１０２に塗布されたインク４１については、端部における溶媒の蒸発量と中心部における溶媒の蒸発量との差が、副隔壁３２を形成しない場合に比べて小さくなる。つまり、インク４１のうち端部付近と中心部付近との乾燥に時間差があまり生じず、これらの間での膜厚のムラが副隔壁３２を形成しない場合に比べて小さくなる。結果として、主隔壁３１と副隔壁３２とにより構成されるバンク３０内に形成される発光媒体層４０は、図３（ｄ）に示すように、１つの画素１００全体としての平坦性が高い膜となると考えられる。

なお、画素１００が一面法線方向から見て長軸と短軸に分かれるような形状、例えば長方形状とされた場合においては、長軸方向における開口部幅よりも短軸方向における開口部幅のほうが発光媒体層４０の平坦性に与える影響が大きい。これは、本発明者らが実験的に得られた結果からの推測であるが、長軸方向における中心部付近であっても短軸方向に配置された主隔壁３１および副隔壁３２の内壁へのインク４１の這い上がりによる影響が大きいためであると考えられる。具体的には、長軸方向における中心部付近のインク４１には、短軸方向に配置された主隔壁３１および副隔壁３２の内壁が近くに存在し、上記の這い上がりの影響を受け、長軸方向における乾燥ムラの影響が相対的に小さくなる。その結果、短軸方向における開口部幅の影響が支配的となると考えられる。したがって、短軸方向における第１開口部１０１および第２開口部の幅Ｌ１、Ｌ２が所定の間隔よりも小さくなるように調整するほうが、より上記の平坦性向上の効果が得られると考えられる。

次に、バンク３０内に形成された発光媒体層４０の平坦性の定義について、図４を参照して説明する。図４において、横軸には、上記図１に示した画素１００のうち第１開口部１０１のＸ方向における幅である第１開口部幅Ｌ１が示されており、縦軸には、発光媒体層４０の膜厚が示されている。

なお、第２開口部１０２のＸ方向における幅である第２開口部幅Ｌ２と発光媒体層４０の膜厚との関係についても同様に表すことができる。また、第１開口部１０１もしくは第２開口部１０２のＹ方向における幅と発光媒体層４０の膜厚との関係についても同様である。

図４では、塗布、または印刷により得られる第１開口部１０１における発光媒体層４０のＸ方向における膜形状の例を示している。図４に示されるように、第１開口部幅Ｌ１内にて基準値より１０ｎｍまで厚い部分の幅を、平坦な部分である平坦部とし、Ｘ方向における平坦部の幅をＨ１とする。また、第１開口部１０１のＹ方向についても同様に考え、Ｙ方向における平坦部の幅をＨ２とする。このとき、第１開口部１０１における平坦部の面積については、Ｈ１×Ｈ２により求めることができる。また、第２開口部幅Ｌ２内にて基準値より１０ｎｍまで厚い部分の幅を、平坦な部分である平坦部とし、Ｘ方向における平坦部の幅をＨ３とし、Ｘ方向における平坦部の幅をＨ４とすると、第２開口部１０２における平坦部の面積は、Ｈ３×Ｈ４により求めることができる。また、第１開口部１０１のＹ方向における幅をＬ３とし、第２開口部１０２のＹ方向における幅をＬ４とすると、１つの画素１００の発光領域である開口部の面積は、（Ｌ１×Ｌ３）＋（Ｌ２×Ｌ４）により求めることができる。

なお、上記の開口部の面積や平坦部の面積を算出するＬ１〜Ｌ４、Ｈ１〜Ｈ４については、例えば図５のように示すことができる。本実施形態では、Ｈ１およびＨ２については、第１開口部１０１でのＸ方向およびＹ方向におけるそれぞれの中心位置での平坦部であり、Ｈ３およびＨ４については、第２開口部１０２でのＸ方向およびＹ方向におけるそれぞれの中心位置での平坦部である。

ここで、図４に示されるように、第１開口部幅Ｌ１内における膜厚の最小値を第１開口部１０１の基準値とし、第２開口部幅Ｌ２内における膜厚の最小値を第２開口部１０２の基準値とする。この基準値の膜厚は、典型的には５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度のものであり、たとえば６０ｎｍ程度とされる。

また、図４（ａ）については、Ｌ１とＨ１が等しい例であり、図４（ｂ）では、発光媒体層４０が下凸形状となった例であり、図４（ｃ）では、中心部の膜厚が基準値よりも厚くなった例である。このような発光媒体層４０の膜形状のプロファイルや膜厚については、例えば走査型白色干渉計により、確認することができる。

なお、第１開口部幅Ｌ１内もしくは第２開口部幅Ｌ２内にて基準値よりも１０ｎｍ以下にて厚い膜厚であれば、すなわち、基準値との膜厚差が１０ｎｍ以下であれば、定電流駆動の場合、輝度変化が１０％未満に抑えられることが確認されている。輝度変化が１０％未満であれば、有機ＥＬ素子として実用上、問題無いレベルである。このことは、後述する本実施形態の実施例および比較例ともに言えること、すなわち、発光媒体層４０を構成する高分子発光材料の分子量に関係なく、言えることである。

そこで、本発明者らは、平坦性のパラメータとして、第１開口部１０１および第２開口部１０２の面積の合計である開口部面積に対する平坦部の面積の割合を平坦率とした。具体的には、平坦率は、（（Ｈ１×Ｈ２）＋（Ｈ３×Ｈ４））／（（Ｌ１×Ｌ３）＋（Ｌ２×Ｌ４））×１００（％）で求めることができる。

（実施例）
次に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置にて主隔壁３１と副隔壁３２とによるバンク３０を形成する場合において、副隔壁３２の副隔壁幅Ｗの画素幅Ｌに対する割合と発光媒体層４０の平坦率との関係を調査した結果を表１および図６に示す。

表１に示す「平坦部面積」は、１つの画素１００における第１開口部１０１の平坦部面積（Ｈ１×Ｈ２）と第２開口部１０２の平坦部面積（Ｈ３×Ｈ４）の合計である。表１にいう「開口部面積」は、１つの画素１００における第１開口部１０１の開口部面積（Ｌ１×Ｌ３）と第２開口部１０２の開口部面積（Ｌ２×Ｌ４）の合計である。

表１に示す各実施例および各比較例では、発光媒体層４０の形成は、凸版印刷法を用いて行った。ここで、印刷方向は図１中のＹ方向とした。また、各実施例および各比較例では、図１において、Ｘ方向に２４０個、Ｙ方向に３２０個の画素１００がそれぞれ配置されたマトリクス状とした。そして、各画素１００のＸ方向における画素幅Ｌを３４．５μｍとし、Ｙ方向における画素幅を１５８．５μｍとした。また、Ｘ方向における画素１００同士のピッチを４０μｍ、Ｙ方向における画素１００同士のピッチを６５μｍとした。そして、各画素１００において、副隔壁３２をＹ方向に沿って伸びるように設けると共に、第１開口部１０１と第２開口部１０２とに等分割するように、すなわちＸ方向における第１開口部１０１の幅Ｌ１と第２開口部１０２の幅Ｌ２とが等しくなるように形成した。このような配置とした副隔壁３２のＸ方向における副隔壁幅Ｗを０〜１５μｍの範囲内で変更した。

まず、基板１０としてのガラス基板上に、スパッタ法を用いてＩＴＯ膜を形成し、フォトリソグラフィエッチング法によりＩＴＯ膜をパターニングして、上記の画素幅Ｌおよび画素ピッチを有する第１電極２０を形成した。その上に、例えば高分子発光材料をテトラリンに溶解させた溶液をインク４１として用い、このインク４１を凸版印刷法により第１電極２０上に塗布して乾燥し、発光媒体層４０を形成した。このとき、図１に示されるＹ方向を印刷方向とした。

表１および図６に示されるように、副隔壁幅Ｗを３．３μｍ〜７．５μｍとした、すなわちＷ／Ｌが０．０９６〜０．２１７の範囲内とした実施例１〜４においては、７０％以上の平坦率を示した。これは、上記推定メカニズムで述べたように、主隔壁３１で囲まれた領域が、副隔壁３２により短軸方向の幅が短い第１開口部１０１と第２開口部１０２とに分割されたことで、インク４１の蒸発ムラが抑えられ、発光媒体層４０の平坦性が向上したためと考えられる。

また、上記の結果から、主隔壁３１の画素幅Ｌについては、１５．２μｍ〜７８．１μｍの範囲内とされることが好ましいと考えられる。具体的には、画素幅Ｌが上記の副隔壁幅ＷおよびＷ／Ｌの範囲内において最小となるのは、副隔壁幅Ｗが３．３μｍ、かつＷ／Ｌが０．２１７となる場合である。すなわち、３．３μｍ／Ｌ＝０．２１７により導き出されるＬ＝１５．２μｍが、上記の範囲内におけるＬの最小値となる。同様に、画素幅Ｌが上記の副隔壁幅ＷおよびＷ／Ｌの範囲内において最大となるのは、副隔壁幅Ｗが７．５μｍ、かつＷ／Ｌが０．０９６となる場合、すなわちＬ＝７８．１μｍの場合である。そのため、少なくともＬについては、１５．２μｍ〜７８．１μｍの範囲内とされることで、発光媒体層４０の平坦性が確保できると考えられる。

また、一般的に、塗布法による成膜において、形成する膜の平坦性を向上するために、塗液の溶媒として複数の溶媒を使用し、濡れ広がりの制御や蒸発ムラの抑制を行うことが行われている。これに対して、インク４１の溶媒として１種類の溶媒のみを使用した上記の実施例１〜４の結果から、単一溶媒に発光媒体層材料を溶かした塗液を用いて塗布しても発光媒体層４０の平坦性が向上することが判明した。これは、開口部の幅を所定の範囲に制御することで、単一溶媒により構成される塗液であっても蒸発ムラを低減し、平坦性の高い膜を形成できることを示していると考えられる。

これに対して、副隔壁幅Ｗを０μｍとした場合、すなわち副隔壁３２を形成しない場合（Ｗ／Ｌ＝０）には、平坦率が４９％であった。これは、短軸方向の画素幅が広い形状とされることでインク４１の蒸発ムラの発生による中心部付近の厚膜化が生じ、発光媒体層４０の平坦性が低下した結果であると考えられる。

また、副隔壁幅Ｗを１５μｍとした、すなわちＷ／Ｌを０．４３５とした比較例２では、平坦率が２１．４％であった。これは、第１開口部１０１および第２開口部１０２の短軸方向の幅が短くなりすぎた結果、主隔壁３１および副隔壁３２の内壁へのインク４１の這い上がりの影響がインク４１の蒸発ムラの影響よりも相対的に大きくなったためであると考えられる。具体的には、インク４１の這い上がりにより内壁付近の膜厚が他の部位よりも厚くなるが、短軸方向の幅が短い形状では、中心部付近のインク４１も主隔壁３１および副隔壁３２の内壁への這い上がりにより引っ張られ、中心部付近の薄膜化が起きたと推測される。これにより、内壁付近の厚膜化と中心部付近の薄膜化が同時に発生した結果、発光媒体層４０の平坦性が低下したと考えられる。

このように、画素１００の発光領域を形成するバンク３０を枠体状の主隔壁３１と主隔壁３１の一辺とこれに対向する他辺とを繋ぐように形成された副隔壁３２とにより構成することで、当該領域内における発光媒体層４０の平坦性を向上できる。

なお、副隔壁３２は、上記実施例１〜４では、画素１００の画素幅Ｌを等分割する中心位置に形成されているが、これに限らず、中心位置と異なる位置に形成されていてもよい。具体的には、実施例１では、Ｌ１およびＬ２は（３４．５−３．３）÷２＝１５．６μｍとされ、実施例４ではＬ１およびＬ２は（３４．５−７．５）÷２＝１３．５μｍとされている。つまり、画素幅Ｌが３４．５μｍとされている場合において、Ｌ１およびＬ２が、少なくとも１３．５μｍ〜１５．６μｍの範囲内とされていれば、発光媒体層４０の平坦率７０％以上を確保できると考えられる。Ｌ１およびＬ２をそれぞれ１３．５μｍ〜１５．６μｍの範囲内において適宜変更した場合におけるＬ１／Ｌ２は、およそ０．８６〜１．１６の範囲内となる。すなわち、副隔壁３２は、少なくとも０．８６≦Ｌ１／Ｌ２≦１．１６を満たす範囲内において中心位置と異なる位置に適宜形成できると考えられる。

次に、副隔壁３２を備えるバンク３０とすることによる最小の開口部面積の減少が発光寿命に与える影響について検討する。なお、ここでいう最小の開口部面積とは、本実施形態における第１開口部１０１もしくは第２開口部１０２の開口部面積を指す。

まず、一般的には、複数の画素１００を有する有機ＥＬ表示装置においては、各画素１００の発光寿命を長くする観点から、発光面積を大きくするほうが好ましい。これは、各画素１００の発光面積を大きくすると、各画素１００を発光させて得られる画面の視認性を上げるために必要な各画素１００の輝度を低くすることができ、低輝度での駆動のほうが高輝度での駆動よりも各画素１００の発光寿命が長くできるためである。

ここで、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、画素１００が副隔壁３２の形成により第１開口部１０１と第２開口部１０２とに分割されているため、最小の発光領域、すなわち開口部面積が小さくなる。そのため、副隔壁３２を備えない従来の有機ＥＬ表示装置（以下、単に「従来の有機ＥＬ表示装置」という）における各画素に比べて、第１開口部１０１および第２開口部１０２の輝度を高くする必要がある。よって、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光寿命は、従来の有機ＥＬ表示装置に比べて低下するように思える。

しかし、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、上記のように第１開口部１０１および第２開口部１０２における発光媒体層４０の平坦率が高い。そのため、第１開口部１０１および第２開口部１０２の発光寿命については、従来の有機ＥＬ表示装置の画素に比べて長くなる。結果として、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光寿命は、従来の有機ＥＬ表示装置の画素の開口部面積に比べて、最小の開口部面積が小さくされていても、その低下が抑制され、従来の有機ＥＬ表示装置と同等以上となる。

なお、ここでいう発光寿命とは、初期の所定輝度における電流密度を固定して連続駆動させた際において、輝度が初期の所定輝度の半分となるまでの時間、すなわち半減輝度寿命を意味する。

このように、本実施形態によれば、画素１００の発光領域を形成するバンク３０を枠体状の主隔壁３１と主隔壁３１に囲まれた領域を分割する副隔壁３２とにより構成された構造とすることで、発光媒体層４０の平坦性が向上した有機ＥＬ表示装置となる。すなわち、画素１００における発光ムラが低減された有機ＥＬ表示装置となる。また、画素１００の発光ムラが低減されることにより、画素１００における電流密度のムラも少なくなり、その信頼性が向上する。さらに、主隔壁３１および副隔壁３２は、異なる厚みとする必要性がなく、バンク３０の平坦性も確保される。

また、副隔壁３２を設けたバンク３０に囲まれた領域内に発光媒体層４０を塗布により形成すると共に、副隔壁３２上にインク４１を吐出もしくは印刷することにより、簡便に、画素１００の発光ムラが抑制された有機ＥＬ表示装置を製造できる。

（他の実施形態）
なお、上記した第１実施形態に示した有機ＥＬ表示装置は、本発明の有機ＥＬ表示装置の一例を示したものであり、上記の第１実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）例えば、上記第１実施形態では、副隔壁３２が長軸方向に沿って伸びるように１つ形成された例について述べたが、これに加えて短軸方向に沿って伸びる副隔壁３２が設けられてもよい。具体的には、図１に示すように長軸方向であるＹ方向に沿って伸びる副隔壁３２と、第１開口部１０１および第２開口部１０２をＹ方向において２つに等分割するように短軸方向であるＸ方向に沿って伸びる副隔壁３２とを備える画素１００を作製した。そして、Ｙ方向に沿って伸びる副隔壁３２を備える画素１００（以下「二分割画素」という）と、Ｘ方向とＹ方向に沿って伸びる副隔壁３２を備える画素１００（以下「四分割画素」という）における発光媒体層４０の平坦性について確認した。

より具体的には、四分割画素では、上記の実施例と同様に各画素１００のＸ方向における画素幅Ｌを３４．５μｍとし、Ｙ方向における画素幅を１５８．５μｍとし、２つの副隔壁幅Ｗをそれぞれ３．３μｍとした。その結果、四分割画素における平坦部の面積と開口部の面積がそれぞれ３５８１μｍ^２、４８４２μｍ^２であり、その平坦率については３５８１／４８４２×１００＝７４．０％であり、副隔壁３２を備えない従来の画素に比べて発光媒体層４０の平坦性が向上した。

このように、副隔壁３２が長軸方向と短軸方向にそれぞれ１つ設けられた画素１００とされることで、上記第１実施形態と同様に、発光媒体層４０の平坦性が向上した有機ＥＬ表示装置となる。

（２）上記第１実施形態では、副隔壁３２が主隔壁３１のうち一辺および他辺と直交する他の二辺と平行になるように形成されている例について説明したが、これに限らず、他の二辺に対して傾いて形成されていてもよい。また、副隔壁３２は、一面法線方向から見て、長軸方向に沿って長方形状とされた例について説明したが、これに限らず、短軸方向における幅が部分的に広くされたり、狭くされたりするなどの形状とされてもよく、他の形状とされてもよい。

（３）上記第１実施形態では、主隔壁３１が、一面法線方向から見て、長方形枠体状とされた例について説明したが、これに限らず、正方形枠体状とされてもよく、他の形状とされてもよい。

（４）上記第１実施形態では、発光媒体層４０が正孔注入層、正孔輸送層、発光層により構成された例を説明したが、これに限られず、有機ＥＬ表示装置として機能する構成であれば、他の層を導入してもよい。例えば、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層などを導入して発光媒体層４０としてもよい。また、発光層に正孔や電子といったキャリアを輸送する公知の材料を導入し、正孔注入層や正孔輸送層もしくはその両方を省いた構成を発光媒体層４０としてもよく、上記の他の導入する層との組み合わせた構成を発光媒体層４０としてもよい。また、発光媒体層４０に用いる材料としては、上記第１実施形態で述べた材料の例に限られず、適宜選択することができる。

（５）上記第１実施形態では、発光媒体層４０で生じた光が第１電極２０側へ透過するボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置の例を挙げた。しかし、発光媒体層４０で生じた光が第２電極５０側へ透過するトップエミッション型としてもよく、第１電極２０および第２電極５０の両方を透過する両面発光型の有機ＥＬ表示装置としてもよい。

１０ 基板
２０ 第１電極
３０ バンク
３１ 主隔壁
３２ 副隔壁
４０ 発光媒体層
５０ 第２電極

Claims (6)

1. 一面（１０ａ）を有する基板（１０）と、
   前記一面上に形成された複数の第１電極（２０）と、
   前記一面上に形成され、前記一面に対する法線方向から見て、前記複数の第１電極それぞれを囲む枠体状の主隔壁（３１）と前記主隔壁のうち一辺とこれに対向する他辺とを繋ぐ直線方向に沿って伸びるように形成され、前記主隔壁に囲まれた領域を分割する副隔壁（３２）とにより構成されるバンク（３０）と、
   前記複数の第１電極上であって、前記主隔壁と前記副隔壁とにより囲まれた領域に形成された発光媒体層（４０）と、
   前記発光媒体層上に設けられ、前記複数の第１電極に対応して形成された複数の第２電極（５０）と、を備え、
   前記法線方向から見て、前記副隔壁の前記直線方向に対して直交する直交方向における幅をＷとし、前記主隔壁のうち前記直交方向において互いに向き合う内壁間の幅をＬとして、９．６≦Ｗ／Ｌ×１００≦２１．７を満たす有機ＥＬ表示装置。
2. 前記副隔壁は、前記主隔壁に囲まれた領域を二分割するように形成されており、二分割された前記領域をそれぞれ第１開口部（１０１）、第２開口部（１０２）とし、前記第１開口部の前記直交方向における幅をＬ１とし、前記第２開口部の前記直交方向における幅をＬ２として、０．８６≦Ｌ１／Ｌ２≦１．１５を満たす請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. Ｌは、１５．２μｍ〜７８．１μｍの範囲内である請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 一面（１０ａ）を有する基板（１０）を用意することと、
   前記一面上に複数の第１電極（２０）を形成することと、
   前記複数の第１電極上に前記複数の第１電極それぞれを囲む枠体状の主隔壁（３１）と前記主隔壁のうち一辺とこれに対向する他辺とを繋ぐ直線方向に沿って伸びつつ、前記主隔壁に囲まれた領域を分割する副隔壁（３２）とによりなるバンク（３０）を複数形成することと、
   前記複数の第１電極上であって、前記複数のバンクに囲まれた領域それぞれに発光媒体層（４０）、第２電極（５０）をこの順に形成することと、を含み、
   前記バンクを複数形成することにおいては、前記一面に対する法線方向から見て、前記直交方向における前記副隔壁の幅をＷとし、前記主隔壁のうち前記直交方向において互いに向き合う内壁間の幅をＬとして、０．０９６≦Ｗ／Ｌ≦０．２１７を満たすようにし、
   前記発光媒体層を形成することにおいては、前記発光媒体層材料を含む溶液を塗布することによって行う有機ＥＬ表示装置の製造方法。
5. 前記バンクを複数形成することにおいては、前記副隔壁を前記主隔壁に囲まれた領域を二分割するように形成すると共に、二分割された前記領域をそれぞれ第１開口部（１０１）、第２開口部（１０２）とし、前記第１開口部の前記直交方向における幅をＬ１とし、前記第２開口部の前記直交方向における幅をＬ２として、０．８６≦Ｌ１／Ｌ２≦１．１５を満たすようにする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
6. 前記発光媒体層を形成することにおいては、前記副隔壁上に前記溶液を塗布することにより行う請求項４または５に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

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