JP4288918B2 - 有機ｅｌパネルおよびその製造方法、それを用いた電気光学パネル並びに電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）の発光層からの光効率に着目した有機ＥＬパネルおよびその製造方法、それを用いた電気光学パネル並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬパネルでは、一般に、基板上に、エレクトロルミネッセンスによって発光する発光層と、キャリアとなる正孔を供給するための正孔輸送層または電子を供給するための電子輸送層の少なくとも１つと、この発光層に電圧を印加するための一対の陽電極層および陰電極層とが積層されている。
この発光層で発せられた光は、有機ＥＬパネルで発光させる領域側であるユーザの視野域へと照射されるが、その光の全てが直射されるわけではなく、その反射または吸収により視野域へと照射されない光も存在する。このため、輝度や色純度などが低下するという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するために従来の有機ＥＬパネルでは、反射率の高い白色の隔壁を形成するための感光性ペーストを提供している（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この感光性ペーストは焼成後に白色の酸化物として変質される性質を有しており、有機ＥＬ素子の発光層で発せられた光に対して、隔壁の光透過を妨げる作用が得られる。これにより、輝度や色純度向上に役立てることができるという効果がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２７８１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１に示されているような技術では、電極に対して影響を与えないようにするために、その感光性ペースト自体に絶縁性を持たせることが必要である。さらには、白い隔壁を設けることで光透過を妨げているが、反射光を積極的に利用するという観点からすれば、必ずしも大きな効果は期待できない。
【０００６】
本発明は上述した課題に鑑みてなされ、その目的は、有機ＥＬ素子の発光層からの光を視野側へと反射させる隔壁層を有する有機ＥＬパネルおよびその製造方法、それを用いた電気光学パネル並びに電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上述課題を解決するため、本発明の有機ＥＬパネルは、少なくとも一層の有機材料を有しかつＥＬ（エレクトロルミネッセンス）によって発光可能な発光層と、前記発光層に電圧を印加するための一対の電極層とが形成された基板上に、前記発光層から発せられる光を視野域へと反射する光反射面を有する光反射層と、前記光反射層の側面を覆い、透明性かつ絶縁性を有する透明層とを有することを特徴とする。
この構成によれば、透明層の内部に光反射層を有する隔壁層が設けられている。このため、この光反射層にアルミニウムなど高反射性の導電性金属を積極的に用いれば、光照射効率を格段に高めることができるようになる。
本発明の有機ＥＬパネルは、基板と、 前記基板上に設けられ、少なくとも一層の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料を含む発光層と、前記発光層を挟み込む一対の電極層と、前記発光層を区画する隔壁と、を含み、前記隔壁は、前記発光層から発せられる光を前記基板側とは反対側へ反射する光反射面を有する光反射層と、前記光反射層の少なくとも側面を覆い、透明性かつ絶縁性を有する透明層と、を有し、前記基板上から光反射層までの距離は、前記基板上から発光層までの距離より短いことを特徴とする。
また、本発明の有機ＥＬパネルは、前記電極層の一方の電極層は発光層の基板側に設けられ、前記透明層で区画され、前記電極層の他方の電極層は発光層の基板側と反対側に設けられ、前記前記発光層と前記隔壁を覆うように形成され、前記他方の電極層は、前記反射層と接触していることを特徴とする。
【０００８】
（２）また、本発明は、上記（１）に記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記光反射層の光反射面は、前記発光層が形成される領域の基板に対して鈍角を成すことを特徴とする。
この構成のように光反射面の少なくとも一部に傾斜を持たせることにより、光反射面からの入射光に対する反射光の多くを直接または間接的に視野域へと導くことができるようになる。
【０００９】
（３）また、本発明は、上記（１）または（２）に記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記透明層に対して前記基板側とは反対側に、該反対側からの射影が前記光反射層の一部を覆う遮光性の遮光層を有することを特徴とする。
この構成のような遮光層を有することで、外光の反射を防ぎコントラストの向上に役立てることができる。
【００１０】
（４）また、本発明は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記発光層から発せらた光は、前記基板に対して前記発光層が形成された方向の視野域へと照射されることを特徴とする。
このように、基板上の有機ＥＬ素子が形成された側に発光させるトップエミッション構造に対して、本発明の有機ＥＬパネルは顕著な効果が得られる。
【００１１】
（５）また、本発明は、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の有機ＥＬパネルを搭載した電気光学パネルにおいて、前記電極層への電圧の印加に応じて駆動される画素を有し、前記透明層は、前記画素と隣り合う他の画素とを隔てることを特徴とする。
このように電気光学パネルとして利用すれば、透明層を隣接する画素との隔壁として作用させることができると共に、光反射層においては光照射効率を格段に高めるように作用させることができる。
また、本発明は、前記画素を駆動するＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ＴＦＴが低温多結晶シリコンを半導体層として用いていることを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明は、上記（５）に記載の電気光学パネルにおいて、前記画素を駆動する駆動パネルでは、低温多結晶シリコン基板にＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子が形成されていることを特徴とする。
このように低温多結晶シリコンＴＦＴ素子が形成された駆動パネルを用いれば、高性能の電気光学パネルを提供することができる。
【００１３】
（７）また、本発明は、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の有機ＥＬパネルを搭載した電子機器を提供する。
この有機ＥＬパネルを光源として搭載した電子機器を製造すれば、光照射効率を格段に高めた装置を提供することができるようになる。なお、電子機器としては例えば、ノートパソコン，携帯電話機，時計，表示機能付きデジタルカメラ，または表示機能付きナビゲーション装置などが挙げられる。
【００１４】
（８）また、本発明の有機ＥＬパネルの製造方法では、基板上に、電圧を印加するための一方の電極層を形成する第１の工程と、光を前記基板とは反対側に反射する光反射層を形成する第２の工程と、前記光反射層の側面を透明性かつ絶縁性を有する透明層で覆う第３の工程と、電圧を印加することでＥＬ（エレクトロルミネッセンス）により発光する、有機材料を有する発光層を形成する第４の工程と、前記一方の電極とは異なる他方の電極を形成する第５の工程とを有することを特徴とする。
この製造方法を用いれば、有機ＥＬ素子の発光層から発せられた光を視野側へと反射させ、効率的にこの光を利用する隔壁層を有する有機ＥＬパネルを製造することができる。
また、本発明の有機ＥＬパネルの製造方法では、基板上に、電圧を印加するための一方の電極層を形成する第１の工程と、光を前記基板とは反対側に反射する光反射層を形成する第２の工程と、前記光反射層の少なくとも側面を透明性かつ絶縁性を有する透明層で覆う第３の工程と、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料を含む発光層を形成する第４の工程と、前記一方の電極層とは異なる他方の電極層を形成する第５の工程とを有し、
前記基板上から光反射層までの距離は、前記基板上から発光層までの距離より短く形成することを特徴とする。
【００１５】
（９）また、本発明では、上記（８）に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記発光層は、インクジェット吐出により形成されることを特徴とする。
上記（８）で透明層を形成したため、特にインクジェットの吐出による発光層の形成工程に役立たせることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を以下に詳細に説明する。
【００１７】
（有機ＥＬパネルの構成）
初めに、図１を用いて、有機ＥＬパネル２の構成を説明する。図１は、この有機ＥＬパネル２において、或る一つの有機ＥＬ素子が形成された部分に着目し、この有機ＥＬ素子をガラス基板１０面に垂直方向（縦方向）に切断した縦断面図を示したものである。
【００１８】
この有機ＥＬパネル２は、ガラス基板１０とは反対側から発光させるいわゆるトップエミッション構造を有しており、このガラス基板１０上には、緩衝層１２を介して、有機ＥＬ素子３０が形成されている。ここで、有機ＥＬパネル２を、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、アクティブマトリックス駆動を行う駆動パネルなどと共に電気光学パネルとして用いた場合、実際は、図１に示すように、この有機ＥＬパネル２における画素を駆動させるため、緩衝層１２におけるコンタクトホールを介して陽電極層３２が形成されるが、ここでは特に有機ＥＬパネルとしての説明を行い、電気光学パネルとしての説明は後述することとする。
また、特にガラス基板１０に対して有機ＥＬパネル２が形成された側を上部、その反対側を下部として表現することとする。
【００１９】
有機ＥＬ素子３０では、このガラス基板１０上に、陽電極層３２、正孔輸送層４０、発光層４２、電子注入性陰電極層４４、および透明性導電層３４がこの順に積層されている。
【００２０】
陽電極層３２は、ある所定仕事関数（例えば４．８ｅＶ以上）を有する、Ｃｒ，ＭｏまたはＴａなどの材料からなる層であり、蒸着法またはスパッタリングなどにより形成される。あるいは、この陽電極層３２の代わりに、ガラス基板１０側から光反射性膜およびＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性膜を積層した構造を用いてもよい。
電子注入性陰極層４４は、低い仕事関数を有するＣａやＬｉなどの電子注入性の高いアルカリ金属やアルカリ土類金属、あるいはそのフッ化物や酸化物などからなる極薄層（１〜２０ｎｍ）であり、蒸着法により形成される。
透明性導電層３４は、ＩＴＯや非晶質透明導電性のＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系などの酸化物からなる層であり、スパッタリングなどにより形成される。
正孔輸送層４０は、Polyethylendioxythiophene/ Polystyrenesulfonete（Baytron P、バイエル社商標）や芳香族アミン誘導体などの有機化合物薄膜からなる層であり、インクジェット法などにより形成される。
【００２１】
発光層４２は、ｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）やポリフルオレン（ＰＦ）などの高分子発光材料からなる層であり、インクジェット法などにより形成される。あるいは、この発光層４２の材料として代わりに、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体やビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウムなどの金属錯体、またはペリレン（青）やキナクリドン（緑）などの低分子蛍光材料を用いてもよい。さらに発光層と陰極との間に電子輸送性の高い有機層や正孔ブロッキング性のある有機層を導入してもよい。
【００２２】
この有機ＥＬ素子３０では、陽電極層３２と透明性導電層３４とに直流電圧が印加されることにより、正孔輸送層４０からキャリアとなるホールが、また電子注入性陰電極層４４からキャリアとなる電子がそれぞれ移動される。発光層４２では、このキャリア同士が再結合することで、電界発光が生じる。
【００２３】
さらに、有機ＥＬパネル２には、隔壁層５０が形成されている。この隔壁層５０では、光反射性を有しかつ３０〜２００ｎｍの層厚の光反射層５４が、透明性かつ絶縁性を有する透明層５２で覆われている。
光反射層５４は、例えばアルミニウムなどの材料で、ガラス基板１０の面から離れる方向に向かってその縦断面がテーパー形状になるように形成されている。透明層５２は、例えばアクリルやポリイミドなどの絶縁材料であり、光反射層５４を覆い、かつ陽電極層３２の外周を覆うように形成されている。このように、陽電極層３２の外周を覆うように形成することが望ましい。これにより、例えばインクジェット法による、正孔輸送層４０や発光層４２などの形成過程において積層された有機ＥＬ素子を形成するのに役立つ。
【００２４】
このような有機ＥＬパネル２において、図２を用いて、その発光に伴う素子３０周辺の現象を以下に説明する。
陽電極層３２と透明性導電層３４とに電圧が印加されると、発光層４２自体が光を発する。例えば、図２のＡ，ＢまたはＣ方向などに光が発せられる。従来の有機ＥＬパネルでは、発光層４２から発せられた光は、陽電極層３２により反射されたり、その反射を繰り返したり、または周囲の層に吸収されるなどしていた。
【００２５】
このような状況において、本発明に係る有機ＥＬパネル２では、特に上記Ｂ，Ｃ方向などへの光（散乱光）および乱反射光を、ガラス基板１０上面（つまり、視野域方向）へと反射させるように機能する光反射層５４が設けられている。この光反射層５４において、傾斜面である光反射面５４ａを有することで、発光層４２から発せられた光およびその乱反射光は、例えば図２の記号Ｄのような軌跡を辿り、視野域方向へと導かれるようになる。
なお、光反射層５４の層厚を（ガラス基板１０上の緩衝層１２を基準として）３０〜２００ｎｍとすることで、有機ＥＬ素子３０自体における、ガラス基板１０上から発光層のまでの厚さと同等またはそれ以上となり、より効果的である。
【００２６】
このように、本発明に係る有機ＥＬパネルを用いることで、有機ＥＬ素子３０から発せられた光およびその乱反射光を、視野域へと積極的に導くことができるようになり、光照射効率を格段に高めることができるようになる。
【００２７】
（有機ＥＬパネルの変形構成例）
なお、上述した図１の有機ＥＬパネル２では、光反射層５４は、緩衝層１２を介したガラス基板１０上に縦断面がテーパー状に形成されていたが、これに限るものではない。この光反射層５４は、発光層４２から発せられた光およびその乱反射光を視野域側へと反射させる光反射面を少なくとも一領域有していればよい。この場合、特に光反射面は、有機ＥＬ素子３０が形成されているガラス基板１０面領域に対して、その一部が鈍角を成すように形成されていることが望ましい。また、図１に示すようなほぼ平坦な光反射面に限らず、発光層４２から発せられた光およびその乱反射光を視野域側へと導くように機能する面であれば、例えば湾曲面であってもよい。また他に、光反射層５４自体の縦断面が全体的に湾曲している構成であってもよい。
関連して、上述の実施形態では、光反射層５４の光反射面の縦断面はその一部が鈍角を形成するのが望ましいことからテーパー状として説明を進めたが、例えば仮に、図１の有機ＥＬパネル２の縦断面図において、その光反射層の一方が長方形形状になっていても、他方が少なくともテーパー形状を有してさえいれば、十分に本発明の効果を奏することができる。
【００２８】
この他、特に発光層４２から発せられた直射光に着目した場合、光反射層５４の光反射面は、発光層４２の下面（正孔輸送層４０と接する側）とほぼ同じ水平位置から上部（視野域の方向）に形成されていればよい。
また、透明層５２は、図１に示すように光反射層５４を全て覆うものに限らず、光反射層５４の側面のみ覆うものであればよい。このようにしても隔壁層として十分に機能する。さらには、透明層５２は、少なくとも有機ＥＬ素子の積層長の高さで、光反射層５４の側面を覆うように形成されていればよい。
【００２９】
（有機ＥＬパネルの製造方法）
次に、図３および図４を用いて、有機ＥＬパネルの製造方法を以下に説明する。なお、この図３および図４で用いる各符号は、便宜的に、図１で説明した符号に基づいて用いることとする。
【００３０】
初めに、図３において、例えば電気光学装置としての画素を駆動させる電極に対応させて、蒸着法またはスパッタリングなどにより、緩衝層１２が堆積されたガラス基板１０に、陽電極層３２をＣｒ，ＭｏまたはＴａなどの材料で形成する。この後、スパッタリングにより、３０〜２００ｎｍの層厚のアルミニウム層１００を形成する（工程１）。
【００３１】
次に、アルミニウム層１００上にネガ感光性のレジストを塗布し、光反射層を形成するための所望の領域がパターニングされたマスクを用いて露光・現像処理することで、所望のパターンを有するレジスト１０２を形成する（工程２）。
【００３２】
次に、サイドエッチング現象を引き起こす等方性ドライエッチングまたはウェットエッチングにより、アルミニウム層１００を所望の形に形成し（工程３）、この後レジスト１０２を除去する（工程４）。これにより、アルミニウム層１００は、その縦断面が視野域側（つまり、ガラス基板１０に対して、有機ＥＬ素子が形成される側）に向かってその縦断面がテーパー形状を有する層５４へと変形される。この層５４が、光反射を行う光反射層として作用する。
【００３３】
次に、図４において、例えばポジ型感光性および絶縁性を有するアクリルまたはポリイミドなどの材料からなる透明樹脂１１０を、例えば１μｍの層厚で、光反射層５４を覆うように塗布する（工程５）。
【００３４】
次に、この透明樹脂層１１０を、透明層の形成のための所望の領域がパターニングされたマスクを用いて露光・現像処理を行うことでパターニングし、所望の透明層５２を形成する（工程６）。
なお、ここでは透明層５２を、陽極電極の外周に接するか、あるいは覆うようにすることが望ましい。これは、後の工程である有機ＥＬ素子の形成工程の際に、陽極電極の横側面に正孔輸送層などの材料などが入り込まないようにするためである。
【００３５】
次に、Ｏ2プラズマ処理により陽電極層３２の表面の塗れ性を向上させる表面処理を行った後に、さらにフッ素性ガス下におけるプラズマ処理にて隔壁層５０の表面を撥水化処理する。この後、インクジェット装置からの吐出により、芳香族アミン誘導体などの正孔輸送材料から成る正孔輸送層４０、およびｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）などの高分子発光材料から成る発光層４２を順次形成する。そして、真空蒸着により、仕事関数の低いＣａ，Ｍｇなどの材料で光透過性を得られるほどの層厚から成る電子注入性陰電極層４４、およびＩＴＯや非晶質透明導電性のＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系などの材料から成る透明性導電層３４を形成する（工程７）。
【００３６】
次に、有機ＥＬ素子自体の発光が、隣接する（特に図示しない）有機ＥＬ素子へと影響することを防ぐため、光反射層５４の光反射面とその上面との交線（辺）を境界として、隔壁層５０に対してガラス基板１０とは反対側（つまり視野域側）に、この視野域側方向からの射影が光反射層５４の一部を覆う領域に、パターニングマスクを用いたスパッタリングやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などにより、酸化チタン，酸化タンタルまたはクロムなどの遮光性材料から成る遮光層６０を形成する（工程８）。この遮光層６０を形成することで、外光の反射を防ぎコントラストの向上に役立てることができる。
なお、上記工程８による遮光層６０の形成工程は、上記工程６における発光層４２の形成直後に行ってもよい。
【００３７】
なお、上述のように説明した、図１の有機ＥＬパネル、または図３，４で説明した製造方法によって製造された有機ＥＬパネルは一例であり、これらは本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形形体・工程を採ることも可能である。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
例えば、図１の有機ＥＬパネルでは、正孔輸送層、発光層および電子注入性陰電極層からなる、いわゆる３層型の有機ＥＬ素子が形成されていたが、正孔輸送層および発光層、あるいは電子注入性陰電極層および発光層から成る２層型の有機ＥＬ素子が形成されていても、また他に４層以上の多層型であっても上述と同様の効果を奏することができるのはもちろんである。換言すれば、有機ＥＬ素子が形成されたパネルであれば、その素子の形体は問わない。
【００３８】
また、上記工程８で形成される遮光層６０においては、本発明の有機ＥＬパネルが電気光学パネルまたは電子機器に搭載されて用いられる場合、特に、各画素の開口部領域に対応してこれを形成することで、従来の有機ＥＬパネルと比して、輝度の向上、およびコントラスト性能の向上に寄与することができるようになる。
ここで、特にこのように電気光学パネルとして利用すれば、透明層５２を隣接する画素との隔壁として作用させると共に、光反射層５４においては光照射効率を格段に高めるように作用させることができる。
【００３９】
また、上記工程５，６では、透明層５２を形成するためにポジ型感光性を有するアクリルやポリイミドなどを用いて説明したが、この他に、ネガ型感光性のアクリルなどを用いてもよい。この場合、上記工程５，６においては、例えばネガ型感光性および絶縁性を有するアクリルなどの材料からなる透明樹脂を、例えば１μｍの層厚で、光反射層５４を覆うように塗布する。この後、この透明樹脂層上に、上記工程６における透明層の形成のための所望の領域とは異なる領域がパターニングされたマスクを用いて、露光・現像処理を行うことでパターニングし、所望の透明層５２を形成する。
【００４０】
また、図１の有機ＥＬパネル、または図３，４で説明した製造方法によって製造された有機ＥＬパネルを、例えばＴＦＴ素子を有するアクティブマトリックス駆動を行う駆動パネルなどと共に一対の電極間における印加電圧の制御により画素を駆動させる電気光学パネルとして用いたり、パッシブマトリックス駆動を行う電気光学パネルとして用いたり、あるいは電子機器に搭載して用いれば、従来の有機ＥＬパネルを用いた電気光学パネルおよび電子機器と比して、輝度の向上、およびコントラスト性能の向上に寄与することができる。ここで、特に、駆動パネルとして、低温多結晶シリコンＴＦＴを駆動素子として用いれば、高性能の電気光学パネルを提供することができる。
なお、電子機器としては例えば、ノート型パーソナルコンピュータ，携帯電話機，時計，表示機能付きデジタルカメラ，または表示機能付きナビゲーション装置などが挙げられる。図５には、一例として、本発明に係る有機ＥＬパネルが搭載された携帯電話機２００を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る有機ＥＬパネルの構成を示す図である。
【図２】 図１の有機ＥＬパネルの作用を説明するための図である。
【図３】 本発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法を示す図である。
【図４】 本発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法を示す図である。
【図５】 本発明に係る有機ＥＬパネルを搭載した電子機器の一例である。
【符号の説明】
２…有機ＥＬパネル
１０…ガラス基板
１２…緩衝層
３０…有機ＥＬ素子
３２…陽電極層
３４…透明性導電層
４０…正孔輸送層
４２…発光層
４４…電子注入性陰電極層
５０…隔壁層
５２…透明層
５４…光反射層
６０…遮光層
１０２…レジスト
２００…携帯電話機
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）の発光層からの光効率に着目した有機ＥＬパネルおよびその製造方法、それを用いた電気光学パネル並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬパネルでは、一般に、基板上に、エレクトロルミネッセンスによって発光する発光層と、キャリアとなる正孔を供給するための正孔輸送層または電子を供給するための電子輸送層の少なくとも１つと、この発光層に電圧を印加するための一対の陽電極層および陰電極層とが積層されている。
この発光層で発せられた光は、有機ＥＬパネルで発光させる領域側であるユーザの視野域へと照射されるが、その光の全てが直射されるわけではなく、その反射または吸収により視野域へと照射されない光も存在する。このため、輝度や色純度などが低下するという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するために従来の有機ＥＬパネルでは、反射率の高い白色の隔壁を形成するための感光性ペーストを提供している（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この感光性ペーストは焼成後に白色の酸化物として変質される性質を有しており、有機ＥＬ素子の発光層で発せられた光に対して、隔壁の光透過を妨げる作用が得られる。これにより、輝度や色純度向上に役立てることができるという効果がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２７８１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１に示されているような技術では、電極に対して影響を与えないようにするために、その感光性ペースト自体に絶縁性を持たせることが必要である。さらには、白い隔壁を設けることで光透過を妨げているが、反射光を積極的に利用するという観点からすれば、必ずしも大きな効果は期待できない。
【０００６】
本発明は上述した課題に鑑みてなされ、その目的は、有機ＥＬ素子の発光層からの光を視野側へと反射させる隔壁層を有する有機ＥＬパネルおよびその製造方法、それを用いた電気光学パネル並びに電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上述課題を解決するため、本発明の有機ＥＬパネルは、少なくとも一層の有機材料を有しかつＥＬ（エレクトロルミネッセンス）によって発光可能な発光層と、前記発光層に電圧を印加するための一対の電極層とが形成された基板上に、前記発光層から発せられる光を視野域へと反射する光反射面を有する光反射層と、前記光反射層の側面を覆い、透明性かつ絶縁性を有する透明層とを有することを特徴とする。
この構成によれば、透明層の内部に光反射層を有する隔壁層が設けられている。このため、この光反射層にアルミニウムなど高反射性の導電性金属を積極的に用いれば、光照射効率を格段に高めることができるようになる。
本発明の有機ＥＬパネルは、基板と、 前記基板上に設けられ、少なくとも一層の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料を含む発光層と、前記発光層を挟み込む一対の電極層と、前記発光層を区画する隔壁と、を含み、前記隔壁は、前記発光層から発せられる光を前記基板側とは反対側へ反射する光反射面を有する光反射層と、前記光反射層の少なくとも側面を覆い、透明性かつ絶縁性を有する透明層と、を有し、前記基板上から光反射層までの距離は、前記基板上から発光層までの距離より短いことを特徴とする。
また、本発明の有機ＥＬパネルは、前記電極層の一方の電極層は発光層の基板側に設けられ、前記透明層で区画され、前記電極層の他方の電極層は発光層の基板側と反対側に設けられ、前記前記発光層と前記隔壁を覆うように形成され、前記他方の電極層は、前記反射層と接触していることを特徴とする。
【０００８】
（２）また、本発明は、上記（１）に記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記光反射層の光反射面は、前記発光層が形成される領域の基板に対して鈍角を成すことを特徴とする。
この構成のように光反射面の少なくとも一部に傾斜を持たせることにより、光反射面からの入射光に対する反射光の多くを直接または間接的に視野域へと導くことができるようになる。
【０００９】
（３）また、本発明は、上記（１）または（２）に記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記透明層に対して前記基板側とは反対側に、該反対側からの射影が前記光反射層の一部を覆う遮光性の遮光層を有することを特徴とする。
この構成のような遮光層を有することで、外光の反射を防ぎコントラストの向上に役立てることができる。
【００１０】
（４）また、本発明は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記発光層から発せらた光は、前記基板に対して前記発光層が形成された方向の視野域へと照射されることを特徴とする。
このように、基板上の有機ＥＬ素子が形成された側に発光させるトップエミッション構造に対して、本発明の有機ＥＬパネルは顕著な効果が得られる。
【００１１】
（５）また、本発明は、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の有機ＥＬパネルを搭載した電気光学パネルにおいて、前記電極層への電圧の印加に応じて駆動される画素を有し、前記透明層は、前記画素と隣り合う他の画素とを隔てることを特徴とする。
このように電気光学パネルとして利用すれば、透明層を隣接する画素との隔壁として作用させることができると共に、光反射層においては光照射効率を格段に高めるように作用させることができる。
また、本発明は、前記画素を駆動するＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ＴＦＴが低温多結晶シリコンを半導体層として用いていることを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明は、上記（５）に記載の電気光学パネルにおいて、前記画素を駆動する駆動パネルでは、低温多結晶シリコン基板にＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子が形成されていることを特徴とする。
このように低温多結晶シリコンＴＦＴ素子が形成された駆動パネルを用いれば、高性能の電気光学パネルを提供することができる。
【００１３】
（７）また、本発明は、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の有機ＥＬパネルを搭載した電子機器を提供する。
この有機ＥＬパネルを光源として搭載した電子機器を製造すれば、光照射効率を格段に高めた装置を提供することができるようになる。なお、電子機器としては例えば、ノートパソコン，携帯電話機，時計，表示機能付きデジタルカメラ，または表示機能付きナビゲーション装置などが挙げられる。
【００１４】
（８）また、本発明の有機ＥＬパネルの製造方法では、基板上に、電圧を印加するための一方の電極層を形成する第１の工程と、光を前記基板とは反対側に反射する光反射層を形成する第２の工程と、前記光反射層の側面を透明性かつ絶縁性を有する透明層で覆う第３の工程と、電圧を印加することでＥＬ（エレクトロルミネッセンス）により発光する、有機材料を有する発光層を形成する第４の工程と、前記一方の電極とは異なる他方の電極を形成する第５の工程とを有することを特徴とする。
この製造方法を用いれば、有機ＥＬ素子の発光層から発せられた光を視野側へと反射させ、効率的にこの光を利用する隔壁層を有する有機ＥＬパネルを製造することができる。
また、本発明の有機ＥＬパネルの製造方法では、基板上に、電圧を印加するための一方の電極層を形成する第１の工程と、光を前記基板とは反対側に反射する光反射層を形成する第２の工程と、前記光反射層の少なくとも側面を透明性かつ絶縁性を有する透明層で覆う第３の工程と、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料を含む発光層を形成する第４の工程と、前記一方の電極層とは異なる他方の電極層を形成する第５の工程とを有し、
前記基板上から光反射層までの距離は、前記基板上から発光層までの距離より短く形成することを特徴とする。
【００１５】
（９）また、本発明では、上記（８）に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記発光層は、インクジェット吐出により形成されることを特徴とする。
上記（８）で透明層を形成したため、特にインクジェットの吐出による発光層の形成工程に役立たせることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を以下に詳細に説明する。
【００１７】
（有機ＥＬパネルの構成）
初めに、図１を用いて、有機ＥＬパネル２の構成を説明する。図１は、この有機ＥＬパネル２において、或る一つの有機ＥＬ素子が形成された部分に着目し、この有機ＥＬ素子をガラス基板１０面に垂直方向（縦方向）に切断した縦断面図を示したものである。
【００１８】
この有機ＥＬパネル２は、ガラス基板１０とは反対側から発光させるいわゆるトップエミッション構造を有しており、このガラス基板１０上には、緩衝層１２を介して、有機ＥＬ素子３０が形成されている。ここで、有機ＥＬパネル２を、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、アクティブマトリックス駆動を行う駆動パネルなどと共に電気光学パネルとして用いた場合、実際は、図１に示すように、この有機ＥＬパネル２における画素を駆動させるため、緩衝層１２におけるコンタクトホールを介して陽電極層３２が形成されるが、ここでは特に有機ＥＬパネルとしての説明を行い、電気光学パネルとしての説明は後述することとする。
また、特にガラス基板１０に対して有機ＥＬパネル２が形成された側を上部、その反対側を下部として表現することとする。
【００１９】
有機ＥＬ素子３０では、このガラス基板１０上に、陽電極層３２、正孔輸送層４０、発光層４２、電子注入性陰電極層４４、および透明性導電層３４がこの順に積層されている。
【００２０】
陽電極層３２は、ある所定仕事関数（例えば４．８ｅＶ以上）を有する、Ｃｒ，ＭｏまたはＴａなどの材料からなる層であり、蒸着法またはスパッタリングなどにより形成される。あるいは、この陽電極層３２の代わりに、ガラス基板１０側から光反射性膜およびＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性膜を積層した構造を用いてもよい。
電子注入性陰極層４４は、低い仕事関数を有するＣａやＬｉなどの電子注入性の高いアルカリ金属やアルカリ土類金属、あるいはそのフッ化物や酸化物などからなる極薄層（１〜２０ｎｍ）であり、蒸着法により形成される。
透明性導電層３４は、ＩＴＯや非晶質透明導電性のＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系などの酸化物からなる層であり、スパッタリングなどにより形成される。
正孔輸送層４０は、Polyethylendioxythiophene/ Polystyrenesulfonete（Baytron P、バイエル社商標）や芳香族アミン誘導体などの有機化合物薄膜からなる層であり、インクジェット法などにより形成される。
【００２１】
発光層４２は、ｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）やポリフルオレン（ＰＦ）などの高分子発光材料からなる層であり、インクジェット法などにより形成される。あるいは、この発光層４２の材料として代わりに、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体やビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウムなどの金属錯体、またはペリレン（青）やキナクリドン（緑）などの低分子蛍光材料を用いてもよい。さらに発光層と陰極との間に電子輸送性の高い有機層や正孔ブロッキング性のある有機層を導入してもよい。
【００２２】
この有機ＥＬ素子３０では、陽電極層３２と透明性導電層３４とに直流電圧が印加されることにより、正孔輸送層４０からキャリアとなるホールが、また電子注入性陰電極層４４からキャリアとなる電子がそれぞれ移動される。発光層４２では、このキャリア同士が再結合することで、電界発光が生じる。
【００２３】
さらに、有機ＥＬパネル２には、隔壁層５０が形成されている。この隔壁層５０では、光反射性を有しかつ３０〜２００ｎｍの層厚の光反射層５４が、透明性かつ絶縁性を有する透明層５２で覆われている。
光反射層５４は、例えばアルミニウムなどの材料で、ガラス基板１０の面から離れる方向に向かってその縦断面がテーパー形状になるように形成されている。透明層５２は、例えばアクリルやポリイミドなどの絶縁材料であり、光反射層５４を覆い、かつ陽電極層３２の外周を覆うように形成されている。このように、陽電極層３２の外周を覆うように形成することが望ましい。これにより、例えばインクジェット法による、正孔輸送層４０や発光層４２などの形成過程において積層された有機ＥＬ素子を形成するのに役立つ。
【００２４】
このような有機ＥＬパネル２において、図２を用いて、その発光に伴う素子３０周辺の現象を以下に説明する。
陽電極層３２と透明性導電層３４とに電圧が印加されると、発光層４２自体が光を発する。例えば、図２のＡ，ＢまたはＣ方向などに光が発せられる。従来の有機ＥＬパネルでは、発光層４２から発せられた光は、陽電極層３２により反射されたり、その反射を繰り返したり、または周囲の層に吸収されるなどしていた。
【００２５】
このような状況において、本発明に係る有機ＥＬパネル２では、特に上記Ｂ，Ｃ方向などへの光（散乱光）および乱反射光を、ガラス基板１０上面（つまり、視野域方向）へと反射させるように機能する光反射層５４が設けられている。この光反射層５４において、傾斜面である光反射面５４ａを有することで、発光層４２から発せられた光およびその乱反射光は、例えば図２の記号Ｄのような軌跡を辿り、視野域方向へと導かれるようになる。
なお、光反射層５４の層厚を（ガラス基板１０上の緩衝層１２を基準として）３０〜２００ｎｍとすることで、有機ＥＬ素子３０自体における、ガラス基板１０上から発光層のまでの厚さと同等またはそれ以上となり、より効果的である。
【００２６】
このように、本発明に係る有機ＥＬパネルを用いることで、有機ＥＬ素子３０から発せられた光およびその乱反射光を、視野域へと積極的に導くことができるようになり、光照射効率を格段に高めることができるようになる。
【００２７】
（有機ＥＬパネルの変形構成例）
なお、上述した図１の有機ＥＬパネル２では、光反射層５４は、緩衝層１２を介したガラス基板１０上に縦断面がテーパー状に形成されていたが、これに限るものではない。この光反射層５４は、発光層４２から発せられた光およびその乱反射光を視野域側へと反射させる光反射面を少なくとも一領域有していればよい。この場合、特に光反射面は、有機ＥＬ素子３０が形成されているガラス基板１０面領域に対して、その一部が鈍角を成すように形成されていることが望ましい。また、図１に示すようなほぼ平坦な光反射面に限らず、発光層４２から発せられた光およびその乱反射光を視野域側へと導くように機能する面であれば、例えば湾曲面であってもよい。また他に、光反射層５４自体の縦断面が全体的に湾曲している構成であってもよい。
関連して、上述の実施形態では、光反射層５４の光反射面の縦断面はその一部が鈍角を形成するのが望ましいことからテーパー状として説明を進めたが、例えば仮に、図１の有機ＥＬパネル２の縦断面図において、その光反射層の一方が長方形形状になっていても、他方が少なくともテーパー形状を有してさえいれば、十分に本発明の効果を奏することができる。
【００２８】
この他、特に発光層４２から発せられた直射光に着目した場合、光反射層５４の光反射面は、発光層４２の下面（正孔輸送層４０と接する側）とほぼ同じ水平位置から上部（視野域の方向）に形成されていればよい。
また、透明層５２は、図１に示すように光反射層５４を全て覆うものに限らず、光反射層５４の側面のみ覆うものであればよい。このようにしても隔壁層として十分に機能する。さらには、透明層５２は、少なくとも有機ＥＬ素子の積層長の高さで、光反射層５４の側面を覆うように形成されていればよい。
【００２９】
（有機ＥＬパネルの製造方法）
次に、図３および図４を用いて、有機ＥＬパネルの製造方法を以下に説明する。なお、この図３および図４で用いる各符号は、便宜的に、図１で説明した符号に基づいて用いることとする。
【００３０】
初めに、図３において、例えば電気光学装置としての画素を駆動させる電極に対応させて、蒸着法またはスパッタリングなどにより、緩衝層１２が堆積されたガラス基板１０に、陽電極層３２をＣｒ，ＭｏまたはＴａなどの材料で形成する。この後、スパッタリングにより、３０〜２００ｎｍの層厚のアルミニウム層１００を形成する（工程１）。
【００３１】
次に、アルミニウム層１００上にネガ感光性のレジストを塗布し、光反射層を形成するための所望の領域がパターニングされたマスクを用いて露光・現像処理することで、所望のパターンを有するレジスト１０２を形成する（工程２）。
【００３２】
次に、サイドエッチング現象を引き起こす等方性ドライエッチングまたはウェットエッチングにより、アルミニウム層１００を所望の形に形成し（工程３）、この後レジスト１０２を除去する（工程４）。これにより、アルミニウム層１００は、その縦断面が視野域側（つまり、ガラス基板１０に対して、有機ＥＬ素子が形成される側）に向かってその縦断面がテーパー形状を有する層５４へと変形される。この層５４が、光反射を行う光反射層として作用する。
【００３３】
次に、図４において、例えばポジ型感光性および絶縁性を有するアクリルまたはポリイミドなどの材料からなる透明樹脂１１０を、例えば１μｍの層厚で、光反射層５４を覆うように塗布する（工程５）。
【００３４】
次に、この透明樹脂層１１０を、透明層の形成のための所望の領域がパターニングされたマスクを用いて露光・現像処理を行うことでパターニングし、所望の透明層５２を形成する（工程６）。
なお、ここでは透明層５２を、陽極電極の外周に接するか、あるいは覆うようにすることが望ましい。これは、後の工程である有機ＥＬ素子の形成工程の際に、陽極電極の横側面に正孔輸送層などの材料などが入り込まないようにするためである。
【００３５】
次に、Ｏ2プラズマ処理により陽電極層３２の表面の塗れ性を向上させる表面処理を行った後に、さらにフッ素性ガス下におけるプラズマ処理にて隔壁層５０の表面を撥水化処理する。この後、インクジェット装置からの吐出により、芳香族アミン誘導体などの正孔輸送材料から成る正孔輸送層４０、およびｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）などの高分子発光材料から成る発光層４２を順次形成する。そして、真空蒸着により、仕事関数の低いＣａ，Ｍｇなどの材料で光透過性を得られるほどの層厚から成る電子注入性陰電極層４４、およびＩＴＯや非晶質透明導電性のＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系などの材料から成る透明性導電層３４を形成する（工程７）。
【００３６】
次に、有機ＥＬ素子自体の発光が、隣接する（特に図示しない）有機ＥＬ素子へと影響することを防ぐため、光反射層５４の光反射面とその上面との交線（辺）を境界として、隔壁層５０に対してガラス基板１０とは反対側（つまり視野域側）に、この視野域側方向からの射影が光反射層５４の一部を覆う領域に、パターニングマスクを用いたスパッタリングやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などにより、酸化チタン，酸化タンタルまたはクロムなどの遮光性材料から成る遮光層６０を形成する（工程８）。この遮光層６０を形成することで、外光の反射を防ぎコントラストの向上に役立てることができる。
なお、上記工程８による遮光層６０の形成工程は、上記工程６における発光層４２の形成直後に行ってもよい。
【００３７】
なお、上述のように説明した、図１の有機ＥＬパネル、または図３，４で説明した製造方法によって製造された有機ＥＬパネルは一例であり、これらは本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形形体・工程を採ることも可能である。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
例えば、図１の有機ＥＬパネルでは、正孔輸送層、発光層および電子注入性陰電極層からなる、いわゆる３層型の有機ＥＬ素子が形成されていたが、正孔輸送層および発光層、あるいは電子注入性陰電極層および発光層から成る２層型の有機ＥＬ素子が形成されていても、また他に４層以上の多層型であっても上述と同様の効果を奏することができるのはもちろんである。換言すれば、有機ＥＬ素子が形成されたパネルであれば、その素子の形体は問わない。
【００３８】
また、上記工程８で形成される遮光層６０においては、本発明の有機ＥＬパネルが電気光学パネルまたは電子機器に搭載されて用いられる場合、特に、各画素の開口部領域に対応してこれを形成することで、従来の有機ＥＬパネルと比して、輝度の向上、およびコントラスト性能の向上に寄与することができるようになる。
ここで、特にこのように電気光学パネルとして利用すれば、透明層５２を隣接する画素との隔壁として作用させると共に、光反射層５４においては光照射効率を格段に高めるように作用させることができる。
【００３９】
また、上記工程５，６では、透明層５２を形成するためにポジ型感光性を有するアクリルやポリイミドなどを用いて説明したが、この他に、ネガ型感光性のアクリルなどを用いてもよい。この場合、上記工程５，６においては、例えばネガ型感光性および絶縁性を有するアクリルなどの材料からなる透明樹脂を、例えば１μｍの層厚で、光反射層５４を覆うように塗布する。この後、この透明樹脂層上に、上記工程６における透明層の形成のための所望の領域とは異なる領域がパターニングされたマスクを用いて、露光・現像処理を行うことでパターニングし、所望の透明層５２を形成する。
【００４０】
また、図１の有機ＥＬパネル、または図３，４で説明した製造方法によって製造された有機ＥＬパネルを、例えばＴＦＴ素子を有するアクティブマトリックス駆動を行う駆動パネルなどと共に一対の電極間における印加電圧の制御により画素を駆動させる電気光学パネルとして用いたり、パッシブマトリックス駆動を行う電気光学パネルとして用いたり、あるいは電子機器に搭載して用いれば、従来の有機ＥＬパネルを用いた電気光学パネルおよび電子機器と比して、輝度の向上、およびコントラスト性能の向上に寄与することができる。ここで、特に、駆動パネルとして、低温多結晶シリコンＴＦＴを駆動素子として用いれば、高性能の電気光学パネルを提供することができる。
なお、電子機器としては例えば、ノート型パーソナルコンピュータ，携帯電話機，時計，表示機能付きデジタルカメラ，または表示機能付きナビゲーション装置などが挙げられる。図５には、一例として、本発明に係る有機ＥＬパネルが搭載された携帯電話機２００を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る有機ＥＬパネルの構成を示す図である。
【図２】 図１の有機ＥＬパネルの作用を説明するための図である。
【図３】 本発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法を示す図である。
【図４】 本発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法を示す図である。
【図５】 本発明に係る有機ＥＬパネルを搭載した電子機器の一例である。
【符号の説明】
２…有機ＥＬパネル
１０…ガラス基板
１２…緩衝層
３０…有機ＥＬ素子
３２…陽電極層
３４…透明性導電層
４０…正孔輸送層
４２…発光層
４４…電子注入性陰電極層
５０…隔壁層
５２…透明層
５４…光反射層
６０…遮光層
１０２…レジスト
２００…携帯電話機
Claims (9)
- 基板と、
前記基板上に設けられ、少なくとも一層の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料を含む発光層と、
前記発光層を挟み込む一対の電極層と、
前記発光層を区画する隔壁と、を含み、
前記隔壁は、
前記発光層から発せられる光を前記基板側とは反対側へ反射する光反射面を有する光反射層と、
前記光反射層の少なくとも側面を覆い、透明性かつ絶縁性を有する透明層と、を有し、
前記基板上から光反射層までの距離は、前記基板上から発光層までの距離より短いことを特徴とする有機ＥＬパネル。 - 請求項１に記載の有機ＥＬパネルにおいて、
前記光反射層の光反射面は、前記発光層が形成される領域の基板に対して鈍角を成すことを特徴とする有機ＥＬパネル。 - 請求項１または２に記載の電気光学パネルにおいて、
前記電極層の一方の電極層は発光層の基板側に設けられ、前記透明層で区画され、
前記電極層の他方の電極層は発光層の基板側と反対側に設けられ、前記前記発光層と前記隔壁を覆うように形成され、
前記他方の電極層は、前記反射層と接触していることを特徴とする有機ＥＬパネル。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬパネルを搭載した電気光学パネルにおいて、
前記電極層への電圧の印加に応じて駆動される画素を有し、
前記透明層は、前記画素と隣り合う他の画素とを隔てることを特徴とする電気光学パネル。 - 請求項４に記載の電気光学パネルにおいて、
前記画素を駆動するＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子が形成されていることを特徴とする電気光学パネル。 - 請求項５に記載の電気光学パネルにおいて、
前記ＴＦＴが低温多結晶シリコンを半導体層として用いていることを特徴とする電気光学パネル。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬパネルを搭載した電子機器。
- 基板上に、電圧を印加するための一方の電極層を形成する第１の工程と、
光を前記基板とは反対側に反射する光反射層を形成する第２の工程と、
前記光反射層の少なくとも側面を透明性かつ絶縁性を有する透明層で覆う第３の工程と、
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料を含む発光層を形成する第４の工程と、
前記一方の電極層とは異なる他方の電極層を形成する第５の工程とを有し、
前記基板上から光反射層までの距離は、前記基板上から発光層までの距離より短く形成することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。 - 請求項８に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
前記発光層は、インクジェット吐出により形成されることを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
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