JP5305267B2 - 有機ｅｌ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置に関する。
近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。
この有機ＥＬ素子は、正孔注入電極（陽極）から正孔を注入するとともに、電子注入電極（陰極）から電子を注入し、発光層で正孔と電子とを再結合させて発光を得るものである。フルカラー表示を得るためには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発光する画素を構成する必要がある。赤、緑、青の各画素を構成する有機ＥＬ素子の発光層には、赤色、緑色、青色といったそれぞれ異なる発光スペクトルで発光する発光材料を塗り分ける必要がある。このような発光材料を塗り分ける方法として、真空蒸着法がある。このような真空蒸着法によって低分子系の有機ＥＬ材料を成膜する場合、各色の画素毎に開口した金属性のファインマスクを用いてそれぞれ独立にマスク蒸着する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
本発明は、輝度の均一化を可能とする有機ＥＬ装置を提供することにある。
本発明の一態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記スイッチング素子と前記画素電極との間に配置され、遮光絶縁材料によって形成された絶縁膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記スイッチング素子と前記画素電極との間に配置され、遮光絶縁材料によって形成された絶縁膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置され、光照射によって発光性能が変化するドーパント材料を含む有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記スイッチング素子と前記画素電極との間に配置され、前記ドーパント材料の発光性能を変化させるのに必要な照射量で照射された光のうち前記スイッチング素子に到達する光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満となる材料によって形成された絶縁膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置され、光照射によって発光性能が変化するドーパント材料を含む有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記スイッチング素子と前記画素電極との間に配置され、前記ドーパント材料の発光性能を変化させるのに必要な照射量で照射された光のうち前記スイッチング素子に到達する光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満となる材料によって形成された絶縁膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の上方に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜の上に配置された画素電極と、遮光絶縁材料によって形成され、前記絶縁膜の上に配置されるとともに前記画素電極を囲む隔壁と、前記画素電極の上に配置された有機層と、前記有機層の上に配置されるとともに前記隔壁を覆う対向電極と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の上方に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜の上に配置された画素電極と、遮光絶縁材料によって形成され、前記絶縁膜の上に配置されるとともに前記画素電極を囲む隔壁と、前記画素電極の上に配置された有機層と、前記有機層の上に配置されるとともに前記隔壁を覆う対向電極と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の上方に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜の上に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置され、光照射によって発光性能が変化するドーパント材料を含む有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記絶縁膜の上に配置されるとともに前記画素電極を囲み、前記ドーパント材料の発光性能を変化させるのに必要な照射量で照射された光のうち前記スイッチング素子に到達する光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満となる材料によって形成された隔壁と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の上方に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜の上に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置され、光照射によって発光性能が変化するドーパント材料を含む有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記絶縁膜の上に配置されるとともに前記画素電極を囲み、前記ドーパント材料の発光性能を変化させるのに必要な照射量で照射された光のうち前記スイッチング素子に到達する光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満となる材料によって形成された隔壁と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
本発明によれば、輝度の均一化を可能とする有機ＥＬ装置を提供することができる。
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
≪第１実施形態≫
この第１実施形態では、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した上面発光型の有機ＥＬ表示装置について説明する。
この第１実施形態では、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した上面発光型の有機ＥＬ表示装置について説明する。
図１は、第１実施形態における有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子ＳＷ及び第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰの断面図である。
この表示パネルＤＰは、例えば、ガラス基板などの絶縁基板ＳＵＢを備えている。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、絶縁基板ＳＵＢの上方において、画像を表示するアクティブエリアＤＳＰの第１乃至第３画素ＰＸ１乃至３にそれぞれ配置されている。
絶縁基板ＳＵＢの上には、スイッチング素子ＳＷの半導体層ＳＣが配置されている。この半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されている。この半導体層ＳＣには、チャネル領域ＳＣＣを挟んでソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤが形成されている。この半導体層ＳＣは、第１絶縁膜１１によって被覆されている。この第１絶縁膜１１は、アクティブエリアＤＳＰの概ね全体に亘って延在している。このような第１絶縁膜１１は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
第１絶縁膜１１の上には、チャネル領域ＳＣＣの直上にスイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇが配置されている。この例では、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。このゲート電極Ｇは、第２絶縁膜１２によって被覆されている。また、この第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上にも配置されている。この第２絶縁膜１２は、アクティブエリアＤＳＰの概ね全体に亘って延在している。このような第２絶縁膜１２は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
第２絶縁膜１２の上には、スイッチング素子ＳＷのソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥが配置されている。ソース電極ＳＥは、半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳにコンタクトしている。ドレイン電極ＤＥは、半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤにコンタクトしている。スイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇ、ソース電極ＳＥ、及び、ドレイン電極ＤＥは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電材料を用いて形成されている。
これらのソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、第３絶縁膜１３によって被覆されている。また、この第３絶縁膜１３は、第２絶縁膜１２の上にも配置されている。この第３絶縁膜１３は、アクティブエリアＤＳＰの概ね全体に亘って延在している。このような第３絶縁膜１３は、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、シリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
第３絶縁膜１３の上には、第４絶縁膜１４が配置されている。つまり、この第４絶縁膜１４は、スイッチング素子ＳＷの上方に配置された絶縁膜に相当する。この第４絶縁膜１４は、アクティブエリアＤＳＰの概ね全体に亘って延在している。この第４絶縁膜１４は、遮光絶縁材料によって形成されている。このような遮光絶縁材料は、例えば、母材に色材（あるいは遮光材）を混合して形成される。遮光絶縁材料の母材としては、例えば、アクリル基含有樹脂、ポリイミド基含有樹脂、シリコーン基含有樹脂、フッ素基含有樹脂、ウレタン基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂などが挙げられ、上記６種類のうちの少なくとも１つが選択されるが、母材として上記６種類のうちの２種類以上を組み合わせた混合物とすることが望ましい。また、上記母材に混合される色材としては、例えば、黒色色材が挙げられる。黒色色材としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、ボーンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック、シアニンブラック、チタンブラック、アニリンブラックや酸化鉄系黒色顔料などが挙げられ、これらのうちの少なくとも１つが選択される。
なお、上記母材に混合される色材としては、上記黒色色材に限らず、例えば、色相の異なる色材を混合調製して黒色色材と同等の遮光性を有する混合物も適用可能である。黒色色材と同等の混合物を調製するために混合使用可能な色材としては、ビクトリアピュアブルー（４２５９５）、オーラミンＯ（４１０００）、カチロンブリリアントフラビン（ベーシック１３）、ローダミン６ＧＣＰ（４５１６０）、ローダミンＢ（４５１７０）、サフラニンＯＫ７０：１００（５０２４０）、エリオグラウシンＸ（４２０８０）、Ｎｏ．１２０／リオノールイエロー（２１０９０）、リオノールイエローＧＲＯ（２１０９０）、シムラーファーストイエロー８ＧＦ（２１１０５）、ベンジジンイエロー４Ｔ−５６４Ｄ（２１０９５）、シムラーファーストレッド４０１５（１２３５５）、リオノールレッド７Ｂ４４０１（１５８５０）、ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ（７４１６０）、リオノールブルーＳＭ（２６１５０）、等が挙げられる（なお、上記の（ ）内の数字は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）番号を意味する）。また、更に他の混合使用可能な顔料についてＣ．Ｉ．名にて示すと、例えば、Ｃ．Ｉ．黄色顔料２０、２４、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１４７、１４８、１５０、１５３、１５４、１６６、Ｃ．Ｉ．オレンジ顔料３６、４３、５１、５５、５９、６１、Ｃ．Ｉ．赤色顔料９、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２５４、Ｃ．Ｉ．バイオレット顔料１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５、１５：１、１５：４、１５：6、２２、６０、６４、Ｃ．Ｉ．緑色顔料７、３６、Ｃ．Ｉ．ブラウン顔料２３、２５、２６等を挙げることができる。
また、これらの色材は、上記記した黒色色材と混合されても良い。
このような第４絶縁膜１４は、概ね黒色である。ここで適用した遮光絶縁材料は、完全に光の透過を遮る（つまり透過率ゼロ％）材料でなくても良く、僅かに光を通す場合もあり得る。この第４絶縁膜１４については後に詳述する。
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の画素電極ＰＥは、第４絶縁膜１４の上に配置されている。つまり、第４絶縁膜１４は、スイッチング素子ＳＷと画素電極ＰＥとの間に配置された絶縁膜に相当している。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＤＥに電気的に接続されている。この画素電極ＰＥは、例えば陽極に相当する。
このような画素電極ＰＥは、反射層ＰＥＲ及び透過層ＰＥＴが積層された２層構造である。すなわち、反射層ＰＥＲは、第４絶縁膜１４の上に配置されている。透過層ＰＥＴは、反射層ＰＥＲの上に積層されている。反射層ＰＥＲは、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過層ＰＥＴは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。なお、この画素電極ＰＥは、反射層ＰＥＲの単層構造であっても良い。
第４絶縁膜１４の上には、隔壁ＰＩが配置されている。隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥを囲むように配置されている。また、この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの一部に重なっている。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、この隔壁ＰＩによって分離されている。このような隔壁ＰＩは、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、各種無機化合物などの絶縁材料によって形成されている。この隔壁ＰＩを形成する材料については、略透明な光透過性を有する材料であっても良いし、第４絶縁膜１４と同様の遮光絶縁材料であっても良い。隔壁ＰＩが第４絶縁膜１４と同様の遮光絶縁材料によって形成されていた場合、第４絶縁層１４に隔壁ＰＩが重なった領域においては、第４絶縁層１４に隔壁ＰＩが重なっていない領域よりも遮光性が高い。
各画素電極ＰＥの上には、有機層ＯＲＧが配置されている。この有機層ＯＲＧは、アクティブエリアＤＳＰの略全体に亘って延在した連続膜であり、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、各画素電極ＰＥ及び隔壁ＰＩを被覆している。有機層ＯＲＧは、第１発光層ＥＭＬ１、第２発光層ＥＭＬ２、及び、第３発光層ＥＭＬ３を有している。なお、有機層ＯＲＧは、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでいても良い。
第１発光層ＥＭＬ１は、画素電極ＰＥの上に配置されるとともに隔壁ＰＩの上にも配置されている。第２発光層ＥＭＬ２は、画素電極ＰＥの上方及び隔壁ＰＩの上方において第１発光層ＥＭＬ１の上に積層されている。第３発光層ＥＭＬ３は、画素電極ＰＥの上方及び隔壁ＰＩの上方において第２発光層ＥＭＬ２の上に積層されている。
このような有機層ＯＲＧは、対向電極ＣＥによって被覆されている。つまり、対向電極ＣＥは、第３発光層ＥＭＬ３の上に配置されている。この例では、対向電極ＣＥは、陰極に相当する。この対向電極ＣＥは、アクティブエリアＤＳＰの略全体に亘って延在した連続膜であり、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在している。
このような対向電極ＣＥは、半透過層によって形成されている。半透過層は、例えば、マグネシウム・銀などの導電材料によって形成可能である。なお、対向電極ＣＥは、半透過層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、透過層単層構造、または、半透過層単層構造であっても良い。透過層は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。
画素ＰＸ１乃至３に対応してそれぞれ配置された各画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧと対向電極ＣＥとは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を形成している。すなわち、画素ＰＸ１は第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１を備え、画素ＰＸ２は第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２を備え、画素ＰＸ３は第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３を備えている。なお、図１においては、画素ＰＸ１の第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１、画素ＰＸ２の第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２、画素ＰＸ３の第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３がそれぞれ１つずつ図示されているが、Ｘ方向にこれらが繰り返し配置されている。つまり、図中の右側の第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３に隣接して第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１が配置されている。同様に、図中の左側の第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１に隣接して第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３が配置されている。
隔壁ＰＩは、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１と第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２との間に配置され、両者を分離している。また、隔壁ＰＩは、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３との間に配置され、両者を分離している。また、隔壁ＰＩは、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３と第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１との間に配置され、両者を分離している。
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の封止は、乾燥剤（図示せず）を付けた封止基板ＳＵＢ２を表示領域の周辺に塗布したシール材で貼り合わせて実施しても良いし、封止基板ＳＵＢ２をフリットガラスで貼り合わせて実施（フリット封止）しても良いし、さらに、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を透湿性の低い保護膜で覆うことによって実施（固体封止）しても良いし、これらのいずれかの封止手法を組み合わせても良い。なお、封止基板ＳＵＢ２は、例えば、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板によって形成されている。
この第１実施形態においては、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、反射層ＰＥＲを有する画素電極ＰＥと、半透過層によって形成された対向電極ＣＥとにより、封止基板ＳＵＢ２の側から光を放射する上面発光型のマイクロキャビティ構造を構成することが可能である。なお、有機層ＯＲＧを挟持する画素電極ＰＥまたは対向電極ＣＥが透明電極のみによって構成されている場合には、マイクロキャビティ構造が得られない。
また、マイクロキャビティ構造を採用した場合、対向電極ＣＥの上には、光透過性を有する絶縁膜、例えばシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）を配置しても良い。このような絶縁膜は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を保護する保護膜として利用可能であるのに加えて、光学干渉を最適化するための光路長を調整するための光学マッチング層として利用可能である。さらに、画素電極ＰＥの反射層と対向電極ＣＥの半透過層との間に、光透過性を有する絶縁膜、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）を配置しても良い。このような絶縁膜は、光学干渉条件を調整するための調整層として利用可能である。
本実施の形態においては、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の発光色は、互いに異なるように構成されている。ここに示した例では、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１の発光色は赤色であり、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光色は緑色であり、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光色は青色である。
ここでは、主波長が５９５ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲を第１波長範囲と定義し、この第１波長範囲内にある色を赤色とする。また、主波長が４９０ｎｍより長く且つ５９５ｎｍよりも短い範囲を第２波長範囲と定義し、この第２波長範囲内にある色を緑色とする。さらに、主波長が４００ｎｍ乃至４９０ｎｍの範囲を第３波長範囲と定義し、この第３波長範囲内にある色を青色とする。
図２には、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の構造が模式的に示されている。第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２、及び、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の各々は、画素電極ＰＥと、この画素電極ＰＥと向き合った対向電極ＣＥと、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に介在した有機層ＯＲＧと、を有している。
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、以下のように構成されている。
すなわち、画素電極ＰＥは、反射層ＰＥＲ及びこの反射層ＰＥＲの上に積層された透過層ＰＥＴによって形成されている。有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの透過層ＰＥＴの上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、透過層ＰＥＴの上に配置された第１発光層（赤色発光層）ＥＭＬ１、第１発光層ＥＭＬ１の上に配置された第２発光層（緑色発光層）ＥＭＬ２、第２発光層ＥＭＬ２の上に配置された第３発光層（青色発光層）ＥＭＬ３を有している。対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの第３発光層ＥＭＬ３の上に配置されている。
第１発光層ＥＭＬ１は、第１ホスト材料ＨＭ１と、発光色が赤色の第１ドーパント材料ＥＭ１との混合物によって形成されている。第１ドーパント材料ＥＭ１は、第１波長範囲である赤色波長に発光中心波長を有するルミネセンス性有機化合物又は組成物からなる赤色発光材料である。第１発光層ＥＭＬ１は、第１ホスト材料ＨＭ１として、例えば９，９-ビス（９-フェニル-９Ｈ-カルバゾル）フルオレン（略称；ＦＬ-２ＣＢＰ）を使用し、第１ドーパント材料ＥＭ１として、例えば４−（ジシアノメチレン）−２−メチル―６−(ジュロリジン―４−イル−ビニル)−４Ｈ−ピラン（略称；ＤＣＭ２）を使用することによって形成されている。
第２発光層ＥＭＬ２は、第２ホスト材料ＨＭ２と、発光色が緑色の第２ドーパント材料ＥＭ２との混合物によって形成されている。第２ドーパント材料ＥＭ２は、第２波長範囲である緑色波長に発光中心波長を有するルミネセンス性有機化合物又は組成物からなる緑色発光材料である。緑色発光層ＥＭＬ２は、第２ホスト材料ＨＭ２として、例えばＦＬ−２ＣＢＰを使用し、第２ドーパント材料ＥＭ２として、例えばトリス（８−ヒドロキシキノラート）アルミニウム（略称；Ａｌｑ３）を使用することによって形成されている。
第３発光層ＥＭＬ３は、第３ホスト材料ＨＭ３と、発光色が青色の第３ドーパント材料ＥＭ３との混合物によって形成されている。第３ドーパント材料ＥＭ３は、第３波長範囲である青色波長に発光中心波長を有するルミネセンス性有機化合物又は組成物からなる青色発光材料である。青色発光層ＥＭＬ３は、第３ホスト材料ＨＭ３として、例えば４，４’−ビス（２，２’−ジフェニル−エテン−１−イル）−ジフェニル（ＢＰＶＢＩ）を使用し、第３ドーパント材料ＥＭ３として、例えばペリレンを使用することによって形成されている。
なお、第１ホスト材料ＨＭ１、第２ホスト材料ＨＭ２、及び、第３ホスト材料ＨＭ３としては、上述した例の他に、１，３，５−トリス（カルバゾル−９−イル）ベンゼン（略称；ＴＣＰ）を用いても良いし、他の材料を使用しても良い。
また、第１ドーパント材料ＥＭ１、第２ドーパント材料ＥＭ２、及び、第３ドーパント材料ＥＭ３としては、上述した例の他の材料を使用してもよい。また、第１ドーパント材料ＥＭ１、第２ドーパント材料ＥＭ２、及び、第３ドーパント材料ＥＭ３の少なくとも1つは、燐光材料であっても良い。
ここで、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３において発光色を制御する原理について説明する。
第１ドーパント材料ＥＭ１のバンドギャップは、第２ドーパント材料ＥＭ２及び第３ドーパント材料ＥＭ３のバンドギャップより小さい。第２ドーパント材料ＥＭ２のバンドギャップは、第３ドーパント材料ＥＭ３のバンドギャップより小さい。なお、このバンドギャップとは、最低空分子軌道(ＬＵＭＯ)と最高被占軌道(ＨＯＭＯ)との間のエネルギー差に相当する。
第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１では、第１発光層ＥＭＬ１に含まれる第１ドーパント材料ＥＭ１のバンドギャップが最も小さいので、他の層へのエネルギー遷移は発生しない。それ故、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１は、赤色に発光し、第２発光層ＥＭＬ２及び第３発光層ＥＭＬ３ではほとんど発光しない。
第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では、第１発光層ＥＭＬ１の第１ドーパント材料ＥＭ１が消光している。この消光とは、ドーパント材料が紫外光を吸収することにより分解または重合または分子構造の変化が生じることにより、発光しなくなる状態、または、発光しにくい状態を言う。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の第１発光層ＥＭＬ１では、第１ドーパント材料ＥＭ１が発光しなくなっている。なお、第１ドーパント材料ＥＭ１が消光していても、第１発光層ＥＭＬ１におけるバンドギャップは消光前と略同等以下である。
このとき、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の第１発光層ＥＭＬ１では、第１ドーパント材料ＥＭ１の消光のための紫外光照射によって、第１発光層ＥＭＬ１のホール注入性またはホール輸送性が増し、紫外光照射前と比較してホール移動度が上昇している。このため、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では、電子と正孔とのバランスが変化することにより、発光位置が緑色発光層ＥＭＬ２にシフトする。それ故、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２は、緑色に発光し、第３発光層ＥＭＬ３ではほとんど発光しない。
第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では、第１発光層ＥＭＬ１の第１ドーパント材料ＥＭ１、及び、第２発光層ＥＭＬ２の第２ドーパント材料ＥＭ２が消光している。第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第１発光層ＥＭＬ１では、第１ドーパント材料ＥＭ１が発光しなくなっている。また、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第２発光層ＥＭＬ２では、第２ドーパント材料ＥＭ２が発光しなくなっている。なお、第１ドーパント材料ＥＭ１が消光していても、第１発光層ＥＭＬ１におけるバンドギャップは消光前と略同等以下である。また、第２ドーパント材料ＥＭ２が消光していても、第２発光層ＥＭＬ２におけるバンドギャップは消光前と略同等以下である。
このとき、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第１発光層ＥＭＬ１では、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と同様に、そのホール注入性またはホール輸送性が増している。また、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第２発光層ＥＭＬ２でも同様に、第２ドーパント材料ＥＭ２の消光のための紫外光照射によって、第２発光層ＥＭＬ２のホール注入性またはホール輸送性が増し、紫外光照射前と比較してホール移動度が上昇している。このため、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では、電子と正孔とのバランスがさらに変化することにより、発光位置が第３発光層ＥＭＬ３にシフトする。それ故、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３は、青色に発光する。
次に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の製造方法の一例について、図３に示したフローチャートを参照しながら説明する。
まず、アレイ工程では、絶縁基板ＳＵＢの上に第１乃至第４絶縁膜１１乃至１４、スイッチング素子ＳＷなどの他に、画素電極ＰＥ、隔壁ＰＩなどが形成される。
続いて、ＥＬ工程では、まず、画素電極ＰＥの上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により、第１ドーパント材料ＥＭ１を有する第１発光層ＥＭＬ１を形成する。この工程を図中に、ＥＭＬ１蒸着と示す。
その後、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２が形成される画素ＰＸ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３が形成される画素ＰＸ３に対応した領域に、波長範囲が例えば概略２００乃至４００ｎｍの紫外光を、２０〜２０００ｍＷ／ｃｍ２の範囲の照射強度で照射する。ここでは、中心波長が３６５ｎｍの紫外光の照射強度を１００ｍＷ／ｃｍ２とし、照射時間を２５０ｓｅｃとし、紫外光の照射量を２５０００ｍＪ／ｃｍ２とした。この工程を図中に、ＰＨＯＴＯ１露光と示す。
このＰＨＯＴＯ１露光で示した露光工程において、第１発光層ＥＭＬ１に、波長が概略３６０〜８００ｎｍの光が照射された画素ＰＸ２及びＰＸ３では、第１ドーパント材料ＥＭ１は、波長５００ｎｍ付近に第１吸光度ピークを有しているため、照射された光を吸収する。これにより、第１ドーパント材料ＥＭ１は、分解または重合または分子構造の変化により、消光する。
続いて、第１発光層ＥＭＬ１の上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により、第２ドーパント材料ＥＭ２を有する第２発光層ＥＭＬ２を形成する。この工程を図中に、ＥＭＬ２蒸着と示す。
その後、画素ＰＸ３に対応した領域に、波長範囲が例えば概略２００乃至４００ｎｍの紫外光を、２０〜２０００ｍＷ／ｃｍ２の範囲の照射強度で照射する。ここでは、中心波長が３６５ｎｍの紫外光の照射強度を１００ｍＷ／ｃｍ２とし、照射時間を２５０ｓｅｃとし、紫外光の照射量を２５０００ｍＪ／ｃｍ２とした。この工程を図中に、ＰＨＯＴＯ２露光と示す。なお、ＰＨＯＴＯ１露光とＰＨＯＴＯ２露光とで互いに波長の異なる紫外光を照射しても良い。
このＰＨＯＴＯ２露光で示した露光工程において、第２発光層ＥＭＬ２に、波長が概略３６０〜８００ｎｍの光が照射された画素ＰＸ３では、第２ドーパント材料ＥＭ２は、波長４００ｎｍ付近に第２吸光度ピークを有しているため、照射された光を吸収する。これにより、第２ドーパント材料ＥＭ２は、分解または重合または分子構造の変化により、消光する。
続いて、第２発光層ＥＭＬ２の上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により、第３ドーパント材料ＥＭ３を有する第３発光層ＥＭＬ３を形成する。この工程を図中に、ＥＭＬ３蒸着と示す。
続いて、第３発光層ＥＭＬ３の上に、対向電極ＣＥを形成する。この工程を図中に、ＣＥ蒸着と示す。
その後、封止基板ＳＵＢ２による封止工程を行う。
なお、ＰＨＯＴＯ１露光で示した露光工程は、ＥＭＬ１蒸着と示した第１発光層ＥＭＬ１の形成工程より後であれば、どのタイミングで行っても良い。例えば、ＰＨＯＴＯ１露光で示した露光工程は、ＥＭＬ２蒸着と示した第２発光層ＥＭＬ２の形成工程の後に行っても良いし、ＥＭＬ３蒸着と示した第３発光層ＥＭＬ３の形成工程の後に行っても良いし、ＣＥ蒸着で示した対向電極ＣＥの形成工程の後に行っても良い。
また、ＰＨＯＴＯ２露光で示した露光工程は、ＥＭＬ２蒸着と示した第２発光層ＥＭＬ２の形成工程より後であれば、どのタイミングで行っても良い。例えば、ＰＨＯＴＯ２露光で示した露光工程は、ＥＭＬ３蒸着と示した第３発光層ＥＭＬ３の形成工程の後に行っても良いし、ＣＥ蒸着で示した対向電極ＣＥの形成工程の後に行っても良い。
また、この第１実施形態では、ＰＨＯＴＯ１露光及びＰＨＯＴＯ２露光で示した２回の露光工程を行う場合について説明したが、ハーフトーンマスクを利用することにより１回の露光工程で第１ドーパント材料ＥＭ１及び第２ドーパント材料ＥＭ２を消光させても良い。このようなハーフトーン露光工程は、第２発光層ＥＭＬ２を形成する工程より後であれば、どのタイミングで行っても良い。この場合に利用されるハーフトーンマスクは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３が形成される各々の領域に対応した透過率が異なる。すなわち、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３が形成される領域に対応した透過率は、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２が形成される領域に対応した透過率より高く、また、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２が形成される領域に対応した透過率は、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１が形成される領域に対応した透過率より高い。これにより、露光工程が簡略化され、生産性が向上する。
図４に示すように、ＰＨＯＴＯ１で示した露光工程では、画素ＰＸ１を遮光するとともに画素ＰＸ２及びＰＸ３に対向する開口を有したフォトマスクＭＡＳＫ１を用いて、光を照射する。これにより、前のＥＭＬ１蒸着工程で形成された第１発光層ＥＭＬ１のうち、画素ＰＸ２及びＰＸ３に形成された第１発光層ＥＭＬ１の第１ドーパント材料ＥＭ１が光を吸収して消光する。
また、その後のＰＨＯＴＯ２で示した露光工程では、画素ＰＸ１及び画素ＰＸ２を遮光するとともに画素ＰＸ３に対向する開口を有したフォトマスクＭＡＳＫ２を用いて、光を照射する。これにより、先のＥＭＬ２蒸着工程で形成された第２発光層ＥＭＬ２のうち、画素ＰＸ３に形成された第２発光層ＥＭＬ２の第２ドーパント材料ＥＭ２が光を吸収して消光する。
上述したように、第１発光層ＥＭＬ１、第２発光層ＥＭＬ２、及び、第３発光層ＥＭＬ３は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜である。加えて、対向電極ＣＥも同様に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜である。このため、これらを蒸着法によって形成する際に、各画素に対応した微細な開口を形成したファインマスクが不要であり、マスクの製造コストを低減できる。また、これらを形成する際にマスクに堆積する材料が減少し、これらを形成する材料の利用効率を向上できる。また、発光材料を塗り分ける必要がないため、混色不良を防止できる。
加えて、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では赤色発光層ＥＭＬ１の第１ドーパント材料ＥＭ１が消光しているため、緑色に発光する。また、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では赤色発光層ＥＭＬ１の第１ドーパント材料ＥＭ１及び緑色発光層ＥＭＬ２の第２ドーパント材料ＥＭ２が消光しているため、青色に発光する。したがって、高精細なフルカラー表示を実現できる。
さらに、スイッチング素子ＳＷの上方に配置された第４絶縁膜１４は、遮光絶縁材料によって形成されている。すなわち、この第４絶縁膜１４は、ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程より前に形成された絶縁膜である。このため、ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程において、スイッチング素子ＳＷの上方から有機層ＯＲＧの第１発光層ＥＭＬ１及び第２発光層ＥＭＬ２に向けて紫外光が照射された際に、有機層ＯＲＧ及び隔壁ＰＩを透過した紫外光は第４絶縁膜１４によって遮光される。なお、画素電極ＰＥは反射層ＰＥＲを含んでいるため、有機層ＯＲＧを透過した紫外光は反射層ＰＥＲによってほとんど反射され、画素電極ＰＥを透過することはほとんどない。したがって、第４絶縁膜１４あるいは画素電極ＰＥの下方に配置されたスイッチング素子ＳＷに到達する紫外光を低減することができ、スイッチング素子ＳＷのしきい値電圧がほとんどシフトしない。この点について、以下に詳述する。
上述した第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第１発光層ＥＭＬ１に含まれる第１ドーパント材料ＥＭ１、及び、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第２発光層ＥＭＬ２に含まれる第２ドーパント材料ＥＭ２を確実に消光させるためには、ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程において、十分な照射量の紫外光を照射する必要がある。発明者によれば、種々検討した結果、第１ドーパント材料ＥＭ１及び第２ドーパント材料ＥＭ２を消光させるのに十分な紫外光の照射量（＝照射強度（ｍＷ／ｃｍ２）×照射時間（ｓｅｃ））は２５０００ｍＪ／ｃｍ２以上であることが確認された。
このようなＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程においては、紫外光の照射時間が長くなるほど製造効率が低下するため、照射時間としては２５０ｓｅｃ以下とすることが望ましい。このため、紫外光の照射強度は、１００ｍＷ／ｃｍ２以上とすることが望ましい。
一方で、発明者によれば、スイッチング素子ＳＷに照射された紫外光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２以上となった場合に、スイッチング素子ＳＷのしきい値電圧のシフト（例えば、０．１Ｖの電圧シフト）による影響（例えば、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの輝度ムラとして視認されるなど）が顕著に現れることが見出された。
そこで、この第１実施形態における第４絶縁膜１４は、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第１発光層ＥＭＬ１に含まれる第１ドーパント材料ＥＭ１、及び、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第２発光層ＥＭＬ２に含まれる第２ドーパント材料ＥＭ２を消光させるのに必要な照射量で照射された紫外光のうち、スイッチング素子ＳＷに到達する光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満となる材料によって形成されている。但し、第４絶縁膜１４を形成する遮光絶縁材料に要求される遮光性能として、スイッチング素子ＳＷに到達する光の照射量をゼロとするほどの遮光性能は必要ない。
このため、スイッチング素子ＳＷのしきい値電圧のシフトを抑制することができ、輝度の均一化が可能となる。
図５には、紫外光の照射強度（ｍＷ／ｃｍ２）毎の照射時間と照射量との関係を示している。図中の横軸が照射時間（ｓｅｃ）の対数であり、縦軸は照射量（ｍＪ／ｃｍ２）の対数である。図中では、照射強度が０．１ｍＷ／ｃｍ２の場合をＡで表し、照射強度が１．０ｍＷ／ｃｍ２の場合をＢで表し、照射強度が１０ｍＷ／ｃｍ２の場合をＣで表し、照射強度が１００ｍＷ／ｃｍ２の場合をＤで表し、照射強度が１０００ｍＷ／ｃｍ２の場合をＥで表している。
ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程において、第１ドーパント材料ＥＭ１及び第２ドーパント材料ＥＭ２を消光させるのに十分な紫外光の照射量が２５０００ｍＪ／ｃｍ２以上であり、この照射量の境界を図中のＸ１で示している。また、スイッチング素子ＳＷのしきい値電圧のシフトによる影響が顕著に現れるスイッチング素子ＳＷへの紫外光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２以上であり、この照射量の境界を図中のＸ２で示している。
例えば、ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程における紫外光の照射量が２５０００ｍＪ／ｃｍ２となる条件のうち、照射強度を図中のＤで表した１００ｍＷ／ｃｍ２とし、照射時間を２５０ｓｅｃとした条件に設定した場合について検討する。
第４絶縁膜１４の透過率が１０％である場合には、スイッチング素子ＳＷに到達する紫外光の照射強度は、図中のＣで表した１０ｍＷ／ｃｍ２となり、照射時間が２５０ｓｅｃであるため、照射量は２５００ｍＪ／ｃｍ２となる。したがって、第４絶縁膜１４の透過率が１０％である場合には、スイッチング素子ＳＷのしきい値電圧のシフトを十分に抑制することができない。
第４絶縁膜１４の透過率が１％である場合には、スイッチング素子ＳＷに到達する紫外光の照射強度は、図中のＢで表した１ｍＷ／ｃｍ２となり、照射時間が２５０ｓｅｃであるため、照射量は２５０ｍＪ／ｃｍ２となる。したがって、第４絶縁膜１４の透過率が１％である場合には、スイッチング素子ＳＷのしきい値電圧のシフトを抑制することができる。
なお、第４絶縁膜１４を形成する材料を特定するための他の指標として、光学濃度（ＯＤ値）がある。この光学濃度Ｄとは、媒体の不透明度の度合いを対数で表したものであり、透過率Ｔとの間に次のような関係がある。
Ｄ＝ｌｏｇ１０（１／Ｔ）
例えば、透過率Ｔが０．１（つまり１０％）の場合には光学濃度Ｄが１に相当し、透過率Ｔが０．０１（つまり１％）の場合には光学濃度Ｄが２に相当し、光学濃度Ｄが大きいほど透過率Ｔが低いことを意味する。
例えば、透過率Ｔが０．１（つまり１０％）の場合には光学濃度Ｄが１に相当し、透過率Ｔが０．０１（つまり１％）の場合には光学濃度Ｄが２に相当し、光学濃度Ｄが大きいほど透過率Ｔが低いことを意味する。
第４絶縁膜１４を形成する材料として、光学濃度が２以上（つまり、透過率に換算して１％以下）の材料を適用することにより、ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程における紫外光の照射量が２５０００ｍＪ／ｃｍ２以上となった場合でも、スイッチング素子ＳＷに到達する紫外高の照射量を１０００ｍＪ／ｃｍ２未満とすることができる。
上述した第１実施形態においては、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の有機層ＯＲＧは、第１乃至第３発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３を積層した形態とし、第２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び３の第１発光層ＥＭＬ１に紫外光を照射して第１ドーパント材料ＥＭ１を消光させ、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第２発光層ＥＭＬ２に紫外光を照射して第２ドーパント材料ＥＭ２を消光させる場合について説明したが、有機層ＯＲＧの形態はこの例に限らない。
例えば、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の有機層ＯＲＧは、第１発光層ＥＭＬ１及び第２発光層ＥＭＬ２を積層した２層構造であっても良いし、第１発光層ＥＭＬ１のみからなる単層構造であっても良い。２層構造の場合、第１発光層ＥＭＬ１は、第１ドーパント材料ＥＭ１のみならず、第２ドーパント材料ＥＭ２や第３ドーパント材料ＥＭ３を含んでいても良いし、第２発光層ＥＭＬ２は、第２ドーパント材料ＥＭ２のみならず、第１ドーパント材料ＥＭ１や第３ドーパント材料ＥＭ３を含んでいても良い。単層構造の場合、第１発光層ＥＭＬ１は、第１ドーパント材料ＥＭ１、第２ドーパント材料ＥＭ２、及び、第３ドーパント材料ＥＭ３を含んでいても良い。
第１乃至第３ドーパント材料ＥＭ１乃至ＥＭ３としては、光照射によって発光性能が変化する材料として、消光する材料を適用した場合について説明したが、消光に限らず、光照射によって発光色が変化するなどの発光性能が変化する材料が適用可能である。
例えば、光照射によって分子の立体構造が変化して発光色が変化するあるいは消光する材料が適用可能である。例えば、一方のドーパント材料が他方のドーパント材料の異性体である場合がこの例に相当する。異性体の一種として、シス体及びトランス体の例について簡単説明する。シス体とは、主骨格に対して２つの側鎖（あるいは原子団）が同じ側にある分子の立体構造を示し、トランス体とは、主骨格に対して２つの側鎖（あるいは原子団）が互いに反対側にある分子の立体構造を示している。このようなドーパント材料は、紫外光などの光照射により、シス体からトランス体に変化する、あるいは、トランス体からシス体に変化する材料から選択され、このような材料として、例えば、フォトクロミック材料が挙げられる。
また、他の異性体の例としては、光変換型タンパク質あるいは蛍光タンパク質などと称される材料も挙げられる。例えば、蛍光タンパク質の中には、紫外光の照射により、消光状態から活性化されて発光するようになる材料や、ある発光波長から別の発光波長に変換される材料などがあり、これらもこの第１実施形態のドーパント材料として適用可能である。
また、光照射によって発光層に含まれるドーパント材料と添加剤あるいはホスト材料とが化学結合して発光色が変化するあるいは消光する材料も適用可能である。
本実施形態において、遮光絶縁材料によって形成された遮光絶縁膜は、ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程より前に形成された絶縁膜、すなわち、有機層ＯＲＧと絶縁基板ＳＵＢとの間に形成された絶縁膜に限られる。つまり、遮光絶縁材料によって形成された絶縁膜がスイッチング素子ＳＷの上方に配置されていたとしても、ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程より後に形成される絶縁膜であれば、当該露光工程で照射される紫外光を遮光することはできない。したがって、有機層ＯＲＧよりも後に形成される遮光絶縁膜は、本実施形態で必要とするスイッチング素子ＳＷに到達する紫外光を減衰させるといった遮光性能を発揮できない。
≪第２実施形態≫
この第２実施形態では、第１実施形態と比較して、遮光絶縁材料によって形成された第４絶縁膜１４を省略する代わりに、遮光絶縁材料によって形成された隔壁ＰＩを適用した点で相違している。この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した上面発光型の有機ＥＬ表示装置について説明する。
この第２実施形態では、第１実施形態と比較して、遮光絶縁材料によって形成された第４絶縁膜１４を省略する代わりに、遮光絶縁材料によって形成された隔壁ＰＩを適用した点で相違している。この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した上面発光型の有機ＥＬ表示装置について説明する。
図６は、第２実施形態における有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子ＳＷ及び第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰの断面図である。なお、第１実施形態と同一の構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
この表示パネルＤＰは、絶縁基板ＳＵＢの上方に、スイッチング素子ＳＷ、第１乃至第３絶縁膜１１乃至１３、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３などを備えている。第１乃至第３絶縁膜１１乃至１３は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成され、略透明である。第３絶縁膜１３は、スイッチング素子ＳＷの上方に配置された絶縁膜に相当している。
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の画素電極ＰＥは、第３絶縁膜１３の上に配置されている。つまり、第３絶縁膜１３は、スイッチング素子ＳＷと画素電極ＰＥとの間に配置された絶縁膜に相当している。各画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。このような画素電極ＰＥは、反射層ＰＥＲ及び透過層ＰＥＴが積層された２層構造である。すなわち、反射層ＰＥＲは、第３絶縁膜１３の上に配置されている。透過層ＰＥＴは、反射層ＰＥＲの上に積層されている。
各画素電極ＰＥの上には、第１発光層ＥＭＬ１、第２発光層ＥＭＬ２、及び、第３発光層ＥＭＬ３を有する有機層ＯＲＧが配置されている。このような有機層ＯＲＧは、対向電極ＣＥによって被覆されている。このような構成の第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の製造方法については第１実施形態と同様である。
第３絶縁膜１３の上には、隔壁ＰＩが配置されている。この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥを囲むように配置されている。また、この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの一部に重なっている。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、この隔壁ＰＩによって分離されている。このような隔壁ＰＩは、第１実施形態で説明したのと同様の遮光絶縁材料によって形成されている。このような隔壁ＰＩは、概ね黒色である。
あるいは、この第２実施形態における隔壁ＰＩは、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第１発光層ＥＭＬ１に含まれる第１ドーパント材料ＥＭ１、及び、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第２発光層ＥＭＬ２に含まれる第２ドーパント材料ＥＭ２を消光させるのに必要な照射量で照射された紫外光のうち、スイッチング素子ＳＷに到達する光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満となる材料によって形成されている。
このような構成においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
また、スイッチング素子ＳＷよりも上方に配置された隔壁ＰＩは、遮光絶縁材料によって形成されている。また、隔壁ＰＩの間には、画素電極ＰＥの反射層ＰＥＲが配置されている。このため、ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程において、スイッチング素子ＳＷの上方から有機層ＯＲＧの第１発光層ＥＭＬ１及び第２発光層ＥＭＬ２に向けて紫外光が照射された際に、有機層ＯＲＧを透過した紫外光は隔壁ＰＩによって遮光される。また、画素電極ＰＥは反射層ＰＥＲを含んでいるため、有機層ＯＲＧを透過した紫外光は反射層ＰＥＲによってほとんど反射され、画素電極ＰＥを透過することはほとんどない。したがって、隔壁ＰＩあるいは画素電極ＰＥの下方に配置されたスイッチング素子ＳＷに到達する紫外光を低減することができ、スイッチング素子ＳＷのしきい値電圧がほとんどシフトしない。このため、輝度の均一化が可能となる。
この第２実施形態においても、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の有機層ＯＲＧの形態は、第１実施形態で説明した種々の形態が適用可能である。
なお、この第２実施形態においては、隔壁ＰＩは、遮光性を有する無機化合物によって形成されても良いし、略透明な無機化合物によって形成された層を遮光絶縁材料で覆うことによって形成されても良い。
≪第３実施形態≫
この第３実施形態では、第２実施形態と同様に遮光絶縁材料によって形成された隔壁ＰＩを適用しており、第２実施形態と比較して、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の画素電極ＰＥが反射層を含まず、透過層ＰＥＴのみによって構成されている点で相違している。この第３実施形態においては、有機ＥＬ装置の一例として、絶縁基板ＳＵＢの側から光を放射する下面発光型の有機ＥＬ表示装置について説明する。
この第３実施形態では、第２実施形態と同様に遮光絶縁材料によって形成された隔壁ＰＩを適用しており、第２実施形態と比較して、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の画素電極ＰＥが反射層を含まず、透過層ＰＥＴのみによって構成されている点で相違している。この第３実施形態においては、有機ＥＬ装置の一例として、絶縁基板ＳＵＢの側から光を放射する下面発光型の有機ＥＬ表示装置について説明する。
図７は、第３実施形態における有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子ＳＷ及び第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰの断面図である。なお、第１実施形態と同一の構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
この表示パネルＤＰは、光透過性を有する絶縁基板ＳＵＢの上方に、スイッチング素子ＳＷ、第１乃至第３絶縁膜１１乃至１３、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３などを備えている。第１乃至第３絶縁膜１１乃至１３は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成され、略透明である。第３絶縁膜１３は、スイッチング素子ＳＷの上方に配置された絶縁膜に相当している。
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の画素電極ＰＥは、第３絶縁膜１３の上に配置されている。つまり、第３絶縁膜１３は、スイッチング素子ＳＷと画素電極ＰＥとの間に配置された絶縁膜に相当している。各画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。このような画素電極ＰＥは、ＩＴＯやＩＺＯなどによって形成された透過層ＰＥＴによって構成されている。この透過層ＰＥＴは、第３絶縁膜１３の上に配置されている。
各画素電極ＰＥの上には、第１発光層ＥＭＬ１、第２発光層ＥＭＬ２、及び、第３発光層ＥＭＬ３を有する有機層ＯＲＧが配置されている。このような有機層ＯＲＧは、対向電極ＣＥによって被覆されている。このような構成の第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の製造方法については第１実施形態と同様である。
第３絶縁膜１３の上には、隔壁ＰＩが配置されている。この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥを囲むように配置されている。このような隔壁ＰＩは、第１実施形態で説明したのと同様の遮光絶縁材料によって形成されている。このような隔壁ＰＩは、概ね黒色である。
あるいは、この第３実施形態における隔壁ＰＩは、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第１発光層ＥＭＬ１に含まれる第１ドーパント材料ＥＭ１、及び、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の第２発光層ＥＭＬ２に含まれる第２ドーパント材料ＥＭ２を消光させるのに必要な照射量で照射された紫外光のうち、スイッチング素子ＳＷに到達する光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満となる材料によって形成されている。
この第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
このような下面発光型の有機ＥＬ表示装置においては、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３から光が放射される開口面積をできるだけ広く確保するために、有機層ＯＲＧが重なる画素電極ＰＥと絶縁基板ＳＵＢとの間には遮光性の部材、例えば図示しない配線やスイッチング素子ＳＷを配置しないことが望ましい。つまり、スイッチング素子ＳＷは、隔壁ＰＩの直下に配置されることが望ましい。
この第３実施形態では、スイッチング素子ＳＷの上方に配置された隔壁ＰＩは、遮光絶縁材料によって形成されている。このため、ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２で示した露光工程において、スイッチング素子ＳＷの上方から有機層ＯＲＧの第１発光層ＥＭＬ１及び第２発光層ＥＭＬ２に向けて紫外光が照射された際に、有機層ＯＲＧを透過した紫外光は隔壁ＰＩによって遮光される。したがって、スイッチング素子ＳＷに到達する紫外光を低減することができ、スイッチング素子ＳＷのしきい値電圧がほとんどシフトしない。このため、輝度の均一化が可能となる。
この第３実施形態においても、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の有機層ＯＲＧの形態は、第１実施形態で説明した種々の形態が適用可能である。
なお、この第３実施形態においては、隔壁ＰＩは、遮光性を有する無機化合物によって形成されても良いし、略透明な無機化合物によって形成された層を遮光性絶縁材料で覆うことによって形成されても良い。
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
上記の実施形態では、有機ＥＬ表示装置は、発光色が異なる３種の有機ＥＬ素子つまり第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を備えている。有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子として、発光色が異なる２種の有機ＥＬ素子のみを備えていてもよく、発光色が異なる４種以上の有機ＥＬ素子を備えていてもよい。
本実施形態では、ドーパント材料が消光している場合として、完全に発光しない場合について説明したが、ドーパント材料が発光しにくい状態にある場合であっても発明を実施し発明の効果を達成できれば良い。
また、本実施形態は、有機ＥＬ装置として、有機ＥＬ表示装置について説明したが、有機ＥＬ照明や有機ＥＬプリンターヘッドなどにも利用可能である。
ＤＰ…表示パネル
ＯＬＥＤ１…第１有機ＥＬ素子
ＯＬＥＤ２…第２有機ＥＬ素子
ＯＬＥＤ３…第３有機ＥＬ素子
ＳＵＢ…絶縁基板
１１…第１絶縁膜 １２…第２絶縁膜 １３…第３絶縁膜 １４…第４絶縁膜
ＯＬＥＤ１…第１有機ＥＬ素子 ＯＬＥＤ２…第２有機ＥＬ素子
ＰＥ…画素電極 ＰＥＲ…反射層 ＰＥＴ…透過層
ＯＲＧ…有機層
ＥＭＬ１…第１発光層 ＥＭＬ２…第２発光層 ＥＭＬ３…第３発光層
ＣＥ…対向電極 ＰＩ…隔壁
ＯＬＥＤ１…第１有機ＥＬ素子
ＯＬＥＤ２…第２有機ＥＬ素子
ＯＬＥＤ３…第３有機ＥＬ素子
ＳＵＢ…絶縁基板
１１…第１絶縁膜 １２…第２絶縁膜 １３…第３絶縁膜 １４…第４絶縁膜
ＯＬＥＤ１…第１有機ＥＬ素子 ＯＬＥＤ２…第２有機ＥＬ素子
ＰＥ…画素電極 ＰＥＲ…反射層 ＰＥＴ…透過層
ＯＲＧ…有機層
ＥＭＬ１…第１発光層 ＥＭＬ２…第２発光層 ＥＭＬ３…第３発光層
ＣＥ…対向電極 ＰＩ…隔壁
Claims (5)
- 絶縁基板と、
前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、
前記絶縁基板の上方に配置され反射層を含む画素電極と、
前記画素電極の上に配置され紫外光照射によって発光性能が変化するドーパント材料を含む有機層と、
前記有機層の上に配置された対向電極と、
前記スイッチング素子と前記画素電極との間に配置され、紫外光を遮光する遮光絶縁材料によって形成された絶縁膜と、を備え、
前記遮光絶縁材料は、アクリル基含有樹脂、ポリイミド基含有樹脂、シリコーン基含有樹脂、フッ素基含有樹脂、ウレタン基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂の少なくとも１つの母材に、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、ボーンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック、シアニンブラック、チタンブラック、アニリンブラックや酸化鉄系黒色顔料の少なくとも１つの黒色色材を混合した材料であり、
前記有機層は、発光色が赤色の第１ドーパント材料を含み前記画素電極の上に配置された第１発光層と、発光色が緑色の第２ドーパント材料を含み前記第１発光層の上に積層された第２発光層と、及び、発光色が青色の第３ドーパント材料を含み前記第２発光層の上に積層された第３発光層と、を含むことを特徴とする有機ＥＬ装置。 - 前記絶縁膜は、前記ドーパント材料の発光性能を変化させるのに必要な照射量で照射された紫外光のうち前記スイッチング素子に到達する紫外光の照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満となる材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
- さらに、前記遮光絶縁材料によって形成され、前記絶縁膜の上に配置されるとともに前記画素電極を囲む隔壁を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記隔壁は、前記スイッチング素子の上方に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記第１ドーパント材料、前記第２ドーパント材料、及び、前記第３ドーパント材料の少なくとも一つが消光していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
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