JP5732977B2

JP5732977B2 - 有機ｅｌ素子及びその製造方法

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Publication number: JP5732977B2
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Inventors: 徳子有川; 北爪　栄一; 栄一北爪
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Publication date: 2015-06-10
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Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置の技術に関し、特に有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）、及びその製造方法に関する。

有機ＥＬ表示装置において、有機ＥＬ素子を構成する導電性の有機発光媒体層に電圧が印加されることにより、有機発光媒体層中の有機発光層において注入された電子と正孔が再結合する。有機発光層中の有機発光分子は、再結合エネルギーによりいったん励起状態となり、その後、励起状態から基底状態に戻る。この際に放出されるエネルギーが光として取り出されることにより有機ＥＬ素子は発光する。有機発光媒体層に電圧を印加するために上記有機発光媒体層の両側には画素電極と対向電極が設けられており、有機発光層からの光を外部へ取り出すために少なくとも一方の電極は透光性を有する。このような有機ＥＬ表示装置の構造の一例としては、透光性基板上に、透光性の画素電極、有機発光媒体層、対向電極を順次積層したものが挙げられる。ここで、基板上に形成される画素電極を陽極とし、有機発光媒体層上に形成される対向電極を陰極として利用する態様が挙げられる。

さらに発光効率を増大させる等の目的から、有機ＥＬ素子として、陽極と有機発光層との間に設けられる正孔輸送層、正孔注入層に加え、有機発光層と陰極との間に電子輸送層、電子注入層が適宜選択して設けられることが多い。これら正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層は、キャリア輸送層と呼ばれている。これらキャリア輸送層と有機発光層、さらには正孔ブロック層や電子ブロック層等を合わせて有機発光媒体層と呼ぶ。

有機ＥＬ素子は、有機発光層に用いられる有機発光材料に応じて、低分子有機発光材料を用いた有機ＥＬ素子（以下、低分子有機ＥＬ素子と称する）と、高分子有機発光材料を用いた有機ＥＬ素子（以下、高分子有機ＥＬ素子と称する）とに大別される。

低分子有機ＥＬ素子を形成する方法においては、一般的に真空蒸着法等のドライコーティング法を用いて有機発光媒体層を構成する各層（機能層）の薄膜が形成される。このような低分子有機ＥＬ素子を形成する方法において、正孔輸送層又は有機発光層のパターニングが必要である場合は、メタルマスク等を用いて、マスクの開口部に応じたパターンを有する層が形成される。しかしながら、このようなパターニング方法においては、基板の面積が増加するほど、所望のパターニング精度を得ることが難しいという問題がある。

高分子有機ＥＬ素子を形成する方法においては、各機能層を構成する材料を溶剤に溶かし塗工液とし、ウェットコーティング法を用いてこの塗工液を基板上に塗布し各機能層の薄膜を形成する方法が試みられている。薄膜を形成するためのウェットコーティング法としては、スピンコート法、バーコート法、突出コート法、ディップコート法等が知られている。しかしながら、これらのウェットコーティング法を用いる場合においては、高精細に薄膜をパターニングしたり、Ｒ、Ｇ、Ｂからなる３色を別々に塗布して薄膜を形成したりすることが難しい。そのため、高分子有機ＥＬ素子を形成する方法においては、複数の材料を別々に塗布しながらパターニングすることが可能な印刷法やインクジェット法を用いて薄膜を形成することが最も有効であると考えられる。

有機ＥＬ表示装置は、縦横に並べられている多数の画素によって、画像を表示する。そのため、有機ＥＬ表示装置を作成する場合には発光材料や正孔注入材料などを画素電極上に選択的に配し、各画素ごとに独立した有機ＥＬ素子を形成する必要がある。その際、材料を各画素に均一に配し、均一に発光させる為、予め各画素を区画する隔壁を設ける手法が一般的に用いられている。

しかしながら、各機能層を前述したウェットコーティング法を用いて形成した場合は、塗工液が隔壁表面に濡れあがり、画素中央部に対して隔壁近傍の膜厚が極端に厚くなる（後述する図５（Ａ）参照）現象が生じ、又は塗工液が隔壁表面からはじかれ画素中央部が隔壁近傍の膜厚に対して極端に厚くなる（後述する図５（Ｂ）参照）現象が生じ、画素内に形成される薄膜の平坦性を悪化させるという問題がある。平坦性が悪化することにより、画素内に形成される薄膜の膜厚が薄い箇所に電流が集中し、膜厚の薄い箇所のみ強く発光し膜厚の厚い箇所は発光しないといった発光ムラの発生や、膜厚の薄い箇所のみに負荷がかかるため劣化が不均一となり、寿命が低下するといった問題が生じる。

これに対し、例えば、特許文献１には、隔壁に溌液性部と親液性部を作製し塗工液の濡れ上がりやはじきを抑制する方法が開示されている。また、隔壁構造の形状を工夫することで有機膜の膜厚分布等を改善する手法も検討されている。例えば、特許文献２には、隔壁構造をＴ字型構造にすることが開示されており、特許文献３には、隔壁構造を逆テーパー構造にすることが開示されており、特許文献４には、隔壁構造を二段隔壁構造にすることが開示されている。

特開２００５−３２６７９９号公報特開２００７−２２０６５６号公報特開２００７−９５６３０号公報特開２００６−２８６３０９号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、材料の種類や濃度によって条件が大きく変わるため、制御が困難という問題があった。また、特許文献２や特許文献３に記載の隔壁構造では、画素電極側に隔壁構造が飛び出しており、発光領域を低減させてしまうという問題があった。また、特許文献４に記載の二段隔壁構造では、第一隔壁部分近傍における膜厚は厚くなってしまうため、充分な平坦性を得られないという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主たる目的は、画素を区画する隔壁の形状を工夫することで、発光領域を最大に維持したまま、画素内に形成される薄膜の膜厚分布を改善することができる有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することである。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の構成を採用した。

本発明に係る有機ＥＬ素子は、基板上に、画素電極と、当該画素電極の上に積層された複数の層からなる有機発光媒体層と、当該画素電極を区画するための絶縁性を有する隔壁と、当該有機発光媒体層及び当該隔壁の上に積層された対向電極とを備え、有機発光媒体層を構成する少なくとも一つの層はウェットコーティング法によって形成される有機ＥＬ素子であって、隔壁は、少なくとも、基板に近い方に形成された第１隔壁部と、当該第１隔壁部の上に形成された第２隔壁部とを備え、第１隔壁部の側壁面と画素電極の表面の成す角度は９０度より大きく、且つ、第２隔壁部の側壁面と画素電極の表面の成す角度は９０度より小さく、第２隔壁部の上部の幅が、第１隔壁部の底部の幅より小さく、基板の表面に対して垂直な方向において、第１隔壁部の上端と、有機発光媒体層の上面とが同等の位置にあることを特徴とする。

また、第１隔壁部及び第２隔壁部は、それぞれ無機絶縁材料で形成されていてもよい。

また、第１隔壁部及び第２隔壁部は、それぞれ同一の無機絶縁材料で形成されていてもよい。

また、基板は、画素電極に接続されるように形成された薄膜トランジスタを備え、第１隔壁部は、薄膜トランジスタの保護絶縁層によって形成されていてもよい。

また、第１隔壁部の高さは５０〜４００ｎｍであってもよい。

また、第２隔壁部の高さは５０〜６００ｎｍであってもよい。

また、隔壁部は、さらに、第２隔壁部の上に形成された有機絶縁材料からなる第３隔壁部を備えてもよい。

また、第３隔壁部の高さは５００〜３０００ｎｍであってもよい。

また、ウェットコーティング法によって形成された有機発光媒体層を構成する少なくとも一つの層の一部は、第１隔壁部と第２隔壁部の壁面により構成される凹凸構造に入り込んでもよい。

以上では、有機ＥＬ素子として本発明を構成する場合について記載した。しかし、本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法として構成されてもよい。

上記した構成によれば、隔壁として、少なくとも第１隔壁部及び第１隔壁部上の第２隔壁部を有し、第１隔壁部は、その壁面と画素電極の表面の成す角度が９０度より大きくなるように設けられ、第１隔壁部上の第２隔壁部は、その壁面と画素電極の表面の成す角度が９０度より小さくなるように設けられる。このことにより、第１隔壁部と第２隔壁部の壁面により画素電極の表面と垂直方向に凹部（以下、隔壁凹部と称する）が形成される。この結果、画素内にウェットコーティング法を用いて形成した発光媒体層の画素内膜厚分布を改善することが可能になる。具体的には、隔壁の壁面が画素に対して隔壁凹部を有することにより、画素内にウェットコーティング法を用いて塗布した発光媒体材料が隔壁凹部に入り込み、隔壁近傍の膜厚が低下し、画素内の膜厚分布が改善される。したがって、画素内に形成された薄膜の平坦性が向上し、画素内の有効発光領域は増加し、また、局所的な発光材料への負荷が低減されることにより、高輝度化、低電圧化、長寿命化が可能となる。

また、基板表面から隔壁凹部までの距離や、凹部の大きさにより膜厚分布は変化する。そこで、特に、第１隔壁部の膜厚を、有機発光媒体層の総膜厚に対し同程度に設けることによって、より画素内の膜厚分布の向上が可能となる。

以上より、本発明によれば、画素を区画する隔壁の形状を工夫することで、発光領域を最大に維持したまま、画素内に形成される薄膜の膜厚分布を改善することができる有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置の断面模式図本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置の断面模式図本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子を用いたパッシブ型有機ＥＬ表示装置の電極構成を示す平面模式図本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子の積層構造を示す断面模式図従来の有機ＥＬ表示装置の一例を示した断面模式図本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置の断面模式図本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置の断面模式図本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子の製造に用いられる凸版印刷装置の一例を示す概略図

以下、本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、このような有機ＥＬ素子を製造する製造方法であってもよい。また、以下の実施形態の説明において参照する図面で図示される各部の大きさや厚さ、寸法の比率等は、単なる一例に過ぎず、本発明の範囲を逸脱しなければ他の値であっても、本発明を実現できることは言うまでもない。

（有機ＥＬ表示装置）
まず、本実施形態に係る有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置について説明する。図１は、本発明の実施形態を説明するための有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置の断面図である。

本実施形態に係る有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置１００には、基板１０１と、正孔輸送層１０４とインターレイヤ１０５と有機発光層１０６を含む有機発光媒体層１０８を挟んで、画素電極１０２と、対向電極１０７とが対向配置して設けられている。また、第１隔壁部１０３ａと第２隔壁部１０３ｂと第３隔壁部１０３ｃを含む隔壁１０３が、基板１０１上に設けられている。すなわち、有機ＥＬ表示装置１００には、図１に示すように、基板１０１の上に、画素毎に具備された画素電極（陽極）１０２と、画素電極１０２の画素間を区画する第１隔壁１０３ａと、第１隔壁上に形成される第２隔壁１０３ｂと、第２隔壁部１０３ｂ上に形成される第３隔壁部１０３ｃと、画素電極１０２の上に形成される正孔輸送層１０４と、この正孔輸送層１０４の上に形成されるインターレイヤ１０５と、インターレイヤ１０５の上に形成される有機発光層１０６と、有機発光層１０６上の全面を被覆するように形成される対向電極（陰極）１０７とが設けられている。また、上記画素電極１０２、隔壁１０３、有機発光媒体層１０８、及び対向電極１０７を覆うようにして形成される封止体１０９が設けられている。なお、図６は図１の１画素分を拡大したものである。

また、基板１０１としては、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置として、各画素を制御するためのスイッチング素子（薄膜トランジスタ：ＴＦＴ）が画素電極に接続されるよう形成されたＴＦＴ基板を用いることできるが、ＴＦＴや画素電極との接続部は特に図示していない。なお、図３に示すように、ストライプ状の画素電極と、対向電極を交差させて所定の画素を点灯させるパッシブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置としても良い。本実施形態においてはどちらの方式を用いても良いが、アクティブマトリクス方式を用いた場合は第１隔壁部１０３ａとしてＴＦＴを保護するための保護絶縁層を用いることができる。以下、画素電極１０２及び対向電極１０７で有機発光媒体層１０８が挟持されてなる領域を発光領域あるいは有機ＥＬ素子と呼び、隔壁１０３を含む有機ＥＬ素子のアレイ全体を表示領域と呼ぶ。

ここで有機発光媒体層１０８は、画素電極（陽極）１０２と対向電極（陰極）１０７との間に配置された層である。図１の有機ＥＬ表示装置における有機ＥＬ素子では、正孔輸送層１０４とインターレイヤ１０５と有機発光層１０６が、有機発光媒体層１０８に相当する。これ以外にも、有機発光媒体層１０８として、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等の層を適宜加えても良い。

有機発光媒体層１０８の膜厚は、発光層単層から構成される場合も、多層構造の場合も、発光媒体層全体として１０００ｎｍ以下であり、好ましくは５０〜３００ｎｍである。

図１及び図２の有機ＥＬ表示装置の構成では、パターニングされた電極ごとに有機発光層１０６が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光波長に対応するようにそれぞれパターニングされた有機発光層１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂとして形成されていることで、フルカラーのディスプレイパネルが実現される。これ以外の方式として、青色発光層と色素変換層を用いた色素変換方式を用いてもよく、白色の発光層を用い、基板や封止基板にカラーフィルタを設けた構成としても良い。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本実施形態における有機ＥＬ素子の積層部分の断面図である。図４（Ａ）はボトムエミッション型の有機ＥＬ素子の例である。この例では、基板１０１上に透明電極からなる画素電極１０２、正孔輸送層１０４、有機発光層１０６、対向電極１０７ａの順で積層されている。これらの各層がこの順番に積層されていれば、インターレイヤ１０５や、その他の層をそれぞれの間に介挿しても良い。ボトムエミッション型の場合には、対向電極１０７ａは光不透過性電極であり、対向電極１０７ａ側に放出された光は、対向電極１０７ａで反射して光透過性電極である画素電極１０２側から外部へ出射する。

図４（Ｂ）はトップエミッション型の有機ＥＬ素子の例である。この例では、基板１０１上に反射層２０１、画素電極１０２、正孔輸送層１０４、インターレイヤ１０５、有機発光層１０６、透明電極からなる対向電極１０７ｂの順で積層されている。これらの各層がこの順番に積層されていれば、その他の層をそれぞれの間に介挿しても良い。トップエミッション型の場合には対向電極１０７ｂは光透過性電極であり、画素電極１０２側に放出された光は、画素電極１０２を透過して反射層２０１で反射して対向電極１０７側から外部へ出射する。一方、対向電極１０７ｂ側に放出された光は、同じく対向電極１０７ｂを透過して外部へ出射する。

以降の説明では、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を代表させて説明を行うが、対向電極１０７ｂを透明導電膜としたトップエミッション型についても、同様に適用することが出来る。

（基板）
基板１０１の材料としては、例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシートを挙げることが出来る。トップエミッション型の有機ＥＬ素子の場合には、これに加えて、上記のプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた光透過性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板、プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた光不透過性基材などを用いることができる。ただし、本実施形態はこれらに限定されるわけではない。

有機ＥＬ表示装置１００の光取り出しを行う面は、ボトムエミッション型では基板１０１と隣接する電極側から行えばよい。トップエミッション型では基板１０１と対向する電極側から行えばよい。上述した材料からなる基板１０１は、有機ＥＬ表示装置１００内への水分や酸素の浸入を避けるために、基板１０１の全面もしくは片面に無機膜の形成、樹脂の塗布などにより、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、有機発光媒体層１０８への水分の浸入を避けるために、基板１０１における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。

（画素電極）
画素電極１０２は、基板１０１上に成膜し、必要に応じてパターニングを行う。画素電極１０２は、第１隔壁部１０３ａによって区画され、各画素に対応した画素電極１０２となる。

画素電極１０２の材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛複合酸化物）、ＡＺＯ（亜鉛アルミニウム複合酸化物）などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料を使用することが出来る。また、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものを使用することができる。ただし本実施形態はこれらに限定されるわけではない。

画素電極１０２を陽極とする場合、ＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。ＴＦＴ駆動の有機ＥＬ表示装置において電極は低抵抗であればよく、シート抵抗で２０Ω・ｓｑ以下であれば好適に用いることが可能となる。

画素電極１０２の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。ただし、本実施形態はこれらに限定されるわけではない。

画素電極１０２のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。

トップエミッション型の有機ＥＬ素子の場合、画素電極１０２の下部に反射層２０１（図４（Ｂ）を参照）を形成することが好ましい。反射層２０１の材料としては、高反射率かつ低抵抗であることが好ましく、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｇ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉを一種以上含んだ単膜および積層膜、合金膜、上記材料を用いた膜にＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の保護膜を形成したものを用いることが出来る。反射率として可視光波長領域の全平均で８０％以上あればよく、９０％以上であれば好適に用いることが可能となる。有機発光媒体層１０８または画素電極１０２が光不透過性材料である場合はこの限りではない。

反射層２０１のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。

（隔壁）
本実施形態に係る隔壁１０３は、各画素に対応した発光領域を区画するように形成する。このとき、隔壁１０３は、画素電極１０２の端部を覆うように形成することが好ましい。一般的にアクティブ駆動型有機ＥＬ表示装置１００は、各画素に対して画素電極１０２が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとするため、画素電極１０２の端部を覆うように形成される。平面視における、隔壁１０３の最も好ましい形状は、各画素電極１０２を最短距離で区切る格子状を基本とする。

隔壁１０３は、複数の画素の各々を仕切る仕切り部材として機能する。このため、ウェットコーティング法を用いるパターニングによって有機発光媒体層１０８を各画素に配置する場合、上記隔壁１０３によって、互いに隣接する画素間において混色を防ぐことが可能になる。

本実施形態の隔壁１０３は、少なくとも断面が順テーパー形状を有する第１隔壁部１０３ａと、第１隔壁部１０３ａの上に形成される断面が逆テーパー形状を有する第２隔壁部１０３ｂとの２層構造で設けられる。さらに第２隔壁部１０３ｂの上に第３隔壁部１０３ｃを設ける多段隔壁構造としてもよい。これによって、後述のようにウェットコーティング法を用いて画素内に形成される有機発光媒体層１０８の画素内平坦性が向上する。

第１隔壁部１０３ａの断面は、順テーパー形状となっていることから、図７（Ａ）に示すように、第１隔壁部１０３ａの壁面と画素電極１０２の表面の成す角度が９０度以上となっている。このことにより、隣り合う第１隔壁部１０３ａの間の間隔は、画素電極１０２から離れるほど大きくなるように設定される。

ここで、第１隔壁部１０３ａの壁面は、画素電極１０２の表面に対して垂直に立ち上がっていても良い（垂直構造）（図７（Ｂ）参照）。この場合には、第１隔壁部１０３ａの壁面と画素電極１０２の表面の成す角度が９０度となり、隣り合う第１隔壁部１０３ａの間の間隔は、画素電極１０２から離れる方向に沿って等しい間隔となる。

次に、第２隔壁部１０３ｂは、断面逆テーパー形状であることから、隣り合う第２隔壁部１０３ｂの間の間隔は、画素電極１０２から離れるほど小さくなるように設定される。また、上記第１隔壁部１０３ａの上に形成された上記第２隔壁部１０３ｂの基板１０１側の底部の幅（ｍ）は、第１隔壁部１０３ａ上部の幅（ｎ）より大きくても良く（図７（Ｃ）参照）、等しくても良く（図７（Ａ）参照）、小さくても良い（図７（Ｄ）参照）が、第２隔壁部１０３ｂの上部の幅が、第１隔壁部１０３ａの底部の幅より小さく、第２隔壁部１０３ｂの上部の端部が画素領域の内側にないことが好ましい。第２隔壁部１０３ｂの上部が、画素領域の内側にあると、第２隔壁部１０３ｂの上部が、画素領域からの発光をさえぎってしまうため、有効発光領域が小さくなってしまうからである。

以上のように隔壁１０３は、少なくとも第１隔壁部１０３ａ及び第１隔壁部１０３ａ上の第２隔壁部１０３ｂの２つの層を有し、第１隔壁部１０３ａは、画素電極に対して垂直か、または順テーパー形状に設けられ、第２隔壁部１０３ｂは逆テーパー形状に設けられる。このことにより隔壁１０３は画素電極１０２の表面と垂直方向の面に第１隔壁部１０３ａの壁面と第２隔壁部１０３ｂの壁面よりなる凹部（隔壁凹部）を有する。この結果、有機発光媒体層１０８をウェットコーティング法を用いて形成した場合に、隔壁１０３近傍に成膜されたインキが隔壁凹部に入り混むことにより、隔壁近傍の膜厚を隔壁凹部がない場合に比べて薄くすることが可能となり、画素内の有機発光媒体層１０８の平坦性が向上する。

特に、第１隔壁部１０３ａと第２隔壁部１０３ｂからなる隔壁凹部の位置が、ウェットコーティング法を用いて形成した有機発光媒体層１０８と、基板１０１の表面から垂直方向に同等の高さにあることが好ましい。この場合、塗工液が隔壁凹部に入りやすく画素内の平坦性がより向上する。

本実施形態の第１隔壁部１０３ａの材料としては絶縁性を有する必要があり、無機絶縁材料または有機絶縁材料を用いることができる。また、アクティブマトリクス方式を用いた場合は第１隔壁１０３ａとしてＴＦＴを保護するためのＳｉＮ等の保護絶縁層を用いることができる。

第１隔壁部１０３ａを形成する無機絶縁材料としてはＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ等があげられる。また、有機絶縁材料としては感光性材料等を用いることができ、感光性材料としては、ポジ型であってもネガ型であってもよく、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることができる。

第１隔壁部１０３ａの形成方法としては、材料に応じて、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法に代表されるドライコーティング法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、スピンコート法などのウェットコーティング法など既存の成膜法を用いることができる。ただし本実施形態はこれらに限定されるわけではない。

第１隔壁部１０３ａを構成する順テーパー構造（図７（Ａ）参照）及び垂直構造（図７（Ｂ）参照）のパターニング方法としては、材料に応じて以下の方法が挙げられるが、本実施形態はこれらに限定されるわけではなく、他の方法をもちいてもかまわない。例えば、第１隔壁部１０３ａとして無機絶縁材料を用いた場合は、基板１０１及び画素電極１０２上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、反応性イオンビームエッチング，反応性ガスエッチング，反応性イオンエッチングなどに代表されるドライエッチング法をパターニング方法として用いることができる。また、腐食溶解する性質を持つ液体の薬品を使ったウェットエッチング法を用いることもできる。また、例えば、第１隔壁部１０３ａとして感光性材料を用いた場合は、基板１０１及び画素電極１０２上に感光性樹脂を塗工し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとするパターニング方法を用いることができる。

第１隔壁部１０３ａの膜厚は、絶縁性を確保するために、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましい。また、隔壁凹部の位置は、第１隔壁部１０３ａの壁面と第２隔壁部１０３ｂの壁面よりなる凹部にウェットコーティング法により成膜される有機発光媒体層１０８となる塗工液が入りこみやすいように、基板１０１の表面から垂直方向に有機発光媒体層１０８の高さと同程度であることが好ましい。このため、隔壁凹部の位置は、基板１０１の表面から垂直方向に２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下がより好ましい。

本実施形態の第２隔壁部１０３ｂの材料としては絶縁性を有する材料を用いる必要があり、無機絶縁材料または有機絶縁材料を用いることができる。

第２隔壁部１０３ｂを形成する無機絶縁材料としてはＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ等があげられる。また、有機絶縁材料としては感光性材料等を用いることができ、感光性材料としては、ポジ型であってもネガ型であってもよく、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることができる。

第２隔壁部１０３ｂの形成方法としては、材料に応じて、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法に代表されるドライコーティング法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、スピンコート法などのウェットコーティング法など既存の成膜法を用いることができる。ただし本実施形態はこれらに限定されるわけではない。

第２隔壁部１０３ｂを構成する逆テーパー構造のパターニング方法としては、材料に応じて以下の方法が挙げられるが、本実施形態はこれらに限定されるわけではなく、他の方法をもちいてもかまわない。例えば、第２隔壁部１０３ｂとして無機絶縁材料を用いた場合は、画素電極１０２及び第１隔壁部１０３ａ上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、反応性イオンビームエッチング，反応性ガスエッチング，反応性イオンエッチングなどに代表されるドライエッチング法をパターニング方法として用いることができる。また、腐食溶解する性質を持つ液体の薬品を使ったウェットエッチング法を用いることもできる。また、例えば、第２隔壁部１０３ｂとして感光性材料を用いた場合は、画素電極１０２及び第１隔壁部１０３ａ上に感光性樹脂を塗工し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとするパターニング方法を用いることができる。

第２隔壁部１０３ｂの膜厚は、絶縁性を確保し、また第１隔壁部１０３ａの壁面と凹部を形成するために、２０ｎｍ以上が好ましい。凹部がある程度の大きさを有することで、塗工されたインキの凹部に入り込む量が増え、画素内の平坦性が増すため、より好ましくは５０ｎｍ以上である。

また、第１隔壁部１０３ａと第２隔壁部１０３ｂを積層して形成した後に、同時にパターニングを行うことも可能である。

さらに必要に応じてレジスト及び感光性樹脂に撥水剤を添加したり、親水性材料と疎水性材料の多層構造にしたり、プラズマやＵＶを照射したりして形成後に次の成膜材料に対する撥水性または親水性を付与することもできる。

また、画素毎に有機発光媒体層１０８を塗り分ける際には、混色を防ぐため、ある程度の高さを有する第３隔壁部１０３ｃを設けても良い。

第３隔壁部１０３ｃの材料や形成方法としては、上記第１隔壁部１０３ａや上記第２隔壁部１０３ｂと同様である。第３隔壁部１０３ｃの好ましい高さは０．１μｍ以上３０μｍ以下であり、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下程度である。３０μｍより高すぎると対向電極１０７の形成及び封止を妨げ、０．１μｍより低すぎると有機発光媒体層１０８が混色してしまうからである。

（正孔注入層、正孔輸送層）
正孔注入層は、画素電極１０２（陽極）から正孔を注入する機能を有する層であり、正孔輸送層１０４は、有機発光層１０６に正孔を輸送する機能を有する層である。これらの層は、正孔注入機能と正孔輸送機能とを共に有する場合がある。この場合、これらの機能の程度に応じてどちらか一方の名称で、或いは両方の名称で機能層が称されている。本実施形態においては、正孔輸送層１０４と称されている層は、正孔注入層も含む。

正孔輸送層１０４の物性値としては、画素電極１０２の仕事関数と同等以上の仕事関数を有することが好ましい。これは画素電極１０２からインターレイヤ１０５へ効率的に正孔注入を行うためである。画素電極１０２の材料により異なるが、正孔輸送層１０４の仕事関数は４．５ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが好ましく、画素電極１０２がＩＴＯやＩＺＯの場合、正孔輸送層１０４の仕事関数は５．０ｅＶ以上６．０ｅＶ以下であることが好ましい。正孔輸送層１０４の比抵抗に関しては、膜厚３０ｎｍ以上の状態で、１×１０³〜２×１０⁶Ω・ｍであることが好ましく、より好ましくは５×１０³〜１×１０⁶Ω・ｍである。また、ボトムエミッション構造では画素電極１０２側から放出光を取り出すため、光透過性が低いと取り出し効率が低下してしまう。このため、正孔輸送層１０４の光透過性は、可視光波長領域の全平均で７５％以上が好ましく、８５％以上ならば正孔輸送層１０４を好適に用いることが可能である。

正孔輸送層１０４を構成する材料（正孔輸送材料）としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物等の高分子材料を用いることができる。この他にも、導電率が１０^-2Ｓ／ｃｍ以上１０―⁶Ｓ／ｃｍ以下である導電性高分子を好ましく用いることができる。高分子材料は、湿式法による成膜工程に使用可能である。このため、正孔注入層又は正孔輸送層１０４を形成する際に高分子材料を用いることが好ましい。このような高分子材料は、水又は溶剤によって分散或いは溶解され、分散液又は溶液として使用される。

また、正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、Ｃｕ₂Ｏ、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｍｎ₂Ｏ₃、ＦｅＯ_x（ｘ〜０．１），ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＴｈＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｐｒ₂Ｏ₃、Ａｇ₂Ｏ、ＭｏＯ₂、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃、ＷＯ₃、ＭｎＯ₂等を用いることができる。

正孔輸送層１０４を形成する方法としては、基板１０１上の表示領域全面にスピンコート法，ダイコート法，ディッピング法，又はスリットコート法等の簡便な方法で一括形成する方法が採用される。正孔輸送層１０４を形成する際には、上記正孔輸送材料が水、有機溶剤、或いはこれらの混合溶剤に溶解されたインキ（液体材料）が用いられる。有機溶剤としては、トルエン、キシレン、アニソール、メシチレン、テトラリン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル等が使用できる。また、インキには、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。正孔輸送層１０４を無機材料で形成する場合には抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等のドライプロセスを用いることができる。

（インターレイヤ）
インターレイヤ１０５は、有機発光層１０６と正孔輸送層１０４の間に積層することで、有機ＥＬ素子の発光寿命を向上させる機能を有する。トップエミッション型の有機ＥＬ素子構造では、正孔輸送層１０４を形成後に積層することができる。通常は正孔輸送層１０４を被覆するように形成するが、必要に応じてパターニングを行っても良い。

インターレイヤ１０５の材料（インターレイヤ材料）としては、有機材料ではポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。また無機材料では、Ｃｕ₂Ｏ、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｍｎ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ₂Ｏ₃、Ａｇ₂Ｏ、ＭｏＯ₂、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃、ＷＯ₃、ＭｎＯ₂等の遷移金属酸化物およびこれらの窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物が挙げられる。ただし、本実施形態はこれらに限定されるわけではない。

これらの有機材料は、溶媒に溶解または安定に分散させてインターレイヤ１０５のインキとなる。これらの有機材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機材料の溶解性の面から好適である。また、有機材料から生成されるインターレイヤ１０５のインキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。

これらインターレイヤ材料としては、正孔輸送層１０４よりも仕事関数が同等以上の材料を選択することが好ましく、更に有機発光層１０６よりも仕事関数が同等以下であることがより好ましい。これは正孔輸送層１０４から有機発光層１０６へのキャリア注入時に不必要な注入障壁を形成しないためである。また有機発光層１０６から発光に寄与できなかった電荷を閉じ込める効果を得るため、バンドギャップが３．０ｅＶ以上であることが好ましく、より好ましくは３．５ｅＶ以上であるとインターレイヤ１０５を好適に用いることが出来る。

インターレイヤ１０５の形成法としては、材料に応じて、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。

ここで、凸版印刷法は、例えば図８に示す凸版印刷装置３００を使用すればよい。図８中、符号３０１はステージを、符号３０２は被印刷基板を、符号３０３はインキタンクを、符号３０４はインキチャンバを、符号３０５はアニロックスロールを、符号３０６はドクタを、符号３０７は凸版を、符号３０８は版胴を、符号３０９はインキ層をそれぞれ示す。

（有機発光層）
有機発光層１０６は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の場合、インターレイヤ１０５の形成後に積層することが出来る。有機発光層１０６から放出される表示光が単色の場合、インターレイヤ１０５を被覆するように形成するが、多色の表示光を得るには必要に応じてパターニングを行うことにより好適に用いることができる。

有機発光層１０６を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ'−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ'−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられる。ただし、本実施形態はこれらに限定されるわけではない。

これらの有機発光材料は、溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が、有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。

上述した高分子材料に加え、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノー８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレンなどの低分子系発光材料を有機発光材料として使用することができる。

有機発光層１０６の形成法としては、材料に応じて、ノズルプリント法、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。

（対向電極）
対向電極１０７は、有機発光層１０６上に形成される。対向電極１０７の材料には、例えばＭｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体を用いたり、有機発光媒体層１０８と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ、ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いたりしてもよい。または電子注入効率と安定性とを両立させるため、仕事関数が低いＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を使用することができる。またＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛複合酸化物）、ＡＺＯ（亜鉛アルミニウム複合酸化物）などの金属複合酸化物等の透明導電膜を用いることができる。

トップエミッション構造におけるこれらの対向電極１０７は、有機発光媒体層１０８から放出される表示光を透過するため、可視光波長領域に対して光透過性が必要である。対向電極１０７にＭｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体を用いる場合には、対向電極１０７の膜厚は２０ｎｍ以下であることが好ましく、更には２ｎｍ以上７ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましい。透明導電膜においては可視光波長領域の平均光透過性として８５％以上を保つように膜厚を調節することで対向電極１０７を好適に用いることができる。

対向電極１０７の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本実施形態ではこれらに限定されるわけではない。

（封止体）
封止体１０９は、例えば画素電極１０２、隔壁１０３、有機発光媒体層１０８、対向電極１０７が形成された基板１０１の周辺部において、基板１０１に接着される。このことにより封止が行われる。この際、トップエミッション構造では有機発光媒体層１０８から基板１０１側と反対側の封止体１０９を通して放射される表示光を取り出すため、可視光波長領域に対して光透過性が必要となる。このため、可視光波長領域の平均光透過性として８５％以上であることが好ましい。

なお、例えば画素電極１０２、隔壁１０３、有機発光媒体層１０８、対向電極１０７が形成された基板１０１に対して、封止材２０９と樹脂層２１０の２層構造からなる封止体１０９を設けることにより封止が行われるようにしてもよい。具体的には、樹脂層２１０により封止材２０９と基板１０１とが貼りあわせられることによって封止が行われる（図２参照）。

このとき封止材２０９の材料として、水分や酸素の光透過性が低い基材を用いる必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、光透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気光透過性は、１０Ｅ^-6ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下であることが好ましい。

樹脂層２１０としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層２１０を封止材２０９の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材２０９上に形成する樹脂層２１０の厚みは、封止する有機ＥＬ素子の大きさや形状により任意に決定されるが、５μｍ〜５００μｍ程度が望ましい。

画素電極１０２、隔壁１０３、有機発光媒体層１０８、対向電極１０７が形成された基板１０１と封止体１０９との貼り合わせは、封止室で行われる。封止体１０９を、封止材２０９と樹脂層２１０の２層構造とし、樹脂層２１０に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。なお、ここでは封止材２０９上に樹脂層２１０を形成したが、基板１０１上に樹脂層２１０を形成して封止材２０９と貼りあわせることも可能である。

封止材２０９を用いて封止を行う前や当該封止材２０９の代わりに、例えばパッシベーション膜として、ＥＢ蒸着法やＣＶＤ法などのドライプロセスを用いて、窒化珪素膜など無機薄膜を形成して、封止体１０９とすることも可能であり、また、これらを組み合わせることも可能である。パシベーション膜の膜厚は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲とすれば良く、材料の透湿性、水蒸気光透過性などにより異なるが１５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることでパシベーション膜を好適に用いることができる。トップエミッション型の構造では、上記の特性に加え、光透過性の考慮する必要があり、可視光波長領域の全平均で７０％以上であれば好適に用いることが可能である。

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

次に、上述した実施形態に基づき、有機ＥＬ表示装置の実施例について説明する。なお、本発明は、下記の実施例によって制限されない。

［実施例１］
まず、対角５インチのガラス基板を準備した。このガラス基板上に、スパッタ法を用いてＩＴＯ（インジウム―酸化錫）薄膜を５０ｎｍの膜厚で形成し、フォトリソグラフィ法によりパターニングを行った。これによって、複数のラインパターンを有する画素電極１０２を作製した。この複数のラインパターンにおいて、１２０μｍピッチで電極間スペース３０μｍの９６０本のラインが形成されている。次に、この基板１０１をアセトン、純水、ブラシ洗浄、超音波洗浄などの従来のウェットプロセスによって洗浄し、さらにＵＶオゾン処理により洗浄した。

次に、第１隔壁部１０３ａを以下のように形成した。表示領域の全面が成膜されるように、ＣＶＤ法を用いてＳｉＮを成膜した。ＣＶＤ法においては、純度９９．９９９９のＳｉＨ₄，ＮＨ₃，Ｈ₂ガスを用いた。チャンバー内で基板１０１はホットプレートにより加熱を行い、基板１０１表面が１３０℃になるように調節を行い、プラズマ電力を１．５ｋＷで４００秒間成膜して４００ｎｍの膜厚を得た。この時、真空度は１５０ＰａとなるようにＳｉＨ₄，ＮＨ₃，Ｈ₂を１：２：１０の比率で供給した。

次に第１隔壁部１０３ａ上にポジ型感光性レジスト（日本ゼオン製，ＺＥＰ５２０Ａ）を全面にスピンコートした。スピンコート条件として、４０００ｒｐｍで５０秒間回転させた後、ホットプレートにより１８０℃で５分間ベーキングを行い薄膜とした。レジスト膜形成後に、第１隔壁部１０３ａとなる部分のみを残して露光、現像、洗浄を行いレジストパターンを形成した。

レジストパターン形成後、反応性イオンエッチングにより第１隔壁部１０３ａの順テーパー形状を形成する。反応性ガスはフッ素と酸素を用い、フッ素ガスおよび酸素ガスの混合ガスをチャンバー内に導入した。各流量を調整し、フッ素ガスの流量を１００ｓｃｃｍとし、酸素ガスの流量を４００ｓｃｃｍとし、チャンバー内の圧力が１０Ｐａになるように調節を行った。また、出力周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電源によって高周波電力７００Ｗを印加した。隔壁１０３部以外の窒化シリコン膜がドライエッチングにより除去され、画素電極表面との接触面のテーパー角度が１１０度となり、底部が４０μｍの順テーパー形状の第１隔壁部１０３ａが形成された。ドライエッチングの後、レジストの剥離を行った。

次に、第２隔壁部１０３ｂを以下のように形成した。表示領域の全面が成膜されるようにＣＶＤ法を用いてＳｉＮを成膜した。ＣＶＤ法においては、純度９９．９９９９のＳｉＨ₄，ＮＨ₃，Ｈ₂ガスを用いた。チャンバー内で基板１０１はホットプレートにより加熱を行い、基板１０１表面が１３０℃になるように調節を行い、プラズマ電力を１．５ｋＷで３００秒間成膜して３００ｎｍの膜厚を得た。この時、真空度は１５０ＰａとなるようにＳｉＨ₄，ＮＨ₃，Ｈ₂を１：２：１０の比率で供給した。

次に第２隔壁部１０３ｂ上にポジ型感光性レジスト（日本ゼオン製，ＺＥＰ５２０Ａ）を全面にスピンコートした。スピンコート条件として、４０００ｒｐｍで５０秒間回転させた後、ホットプレートにより１８０℃で５分間ベーキングを行い薄膜とした。レジスト膜形成後に、第２隔壁部１０３ｂとなる部分のみを残して露光、現像、洗浄を行いレジストパターンを形成した。

レジストパターン形成後、反応性イオンエッチングにより第２隔壁部１０３ｂの逆テーパー形状を形成する。反応性ガスはフッ素と酸素を用い、フッ素ガスおよび酸素ガスの混合ガスをチャンバー内に導入した。各流量を調整し、フッ素ガスの流量を１００ｓｃｃｍとし、酸素ガスの流量を４００ｓｃｃｍとし、チャンバー内の圧力が１０Ｐａになるように調節を行った。また、出力周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電源によって高周波電力７００Ｗを印加した。隔壁１０３部以外の窒化シリコン膜がドライエッチングにより除去され、画素電極１０２表面とのテーパー角度が４５度となり、上部が３７μｍ、底部が上記第１隔壁部１０３ａの上部と同一幅の逆テーパー形状の第２隔壁部１０３ｂが形成された。ドライエッチングの後、レジストの剥離を行った。

次に、第３隔壁部１０３ｃを以下のように形成した。画素電極１０２、第１隔壁部１０３ａ、第２隔壁部１０３ｂを覆うように、基板１０１全面にポジ型感光性ポリイミド（東レ社製フォトニース，ＤＬ−１０００）をスピンコートした。スピンコートの条件として、ガラス基板を１１０ｒｐｍで５秒間回転させた後に、ガラス基板を４００ｒｐｍで２０秒間回転させた。ポジ型感光性ポリイミドの膜厚は１．５μｍである。第３隔壁部１０３ｃ上のみ隠されたフォトマスクを準備し、フォトリソグラフィ法を用いて基板１０１の全面に塗布された感光性材料の第３隔壁部１０３ｃの上部以外をｉ線ステッパーにより１８０ｍＪ／ｃｍ²露光した。露光した後現像を行い、オーブンを用いて、２３０℃で３０分の条件で焼成し第２隔壁部１０３ｂ上に第３隔壁部１０３ｃを得た。こうして形成された第３隔壁部１０３ｃは、画素電極１０２の表面とのテーパー角度が５０度となり、その底部の幅が上記第２隔壁部１０３ｂの上部の幅に対して小さい３３μｍ、上部の幅が１５μｍとなった。

次にＩＴＯの表面処理としてオーク製作所製ＵＶ／Ｏ３洗浄装置にて隔壁を形成したガラス基板に対して３分間紫外線照射を行った。ＩＴＯの仕事関数は照射前の４．８ｅＶから５．３ｅＶに変化した。

次に正孔輸送層１０４を形成した。無機材料として酸化モリブデンを用いて表示領域全面が成膜されるようにスパッタリング法を用いて５０ｎｍ成膜した。パターニングは７７ｍｍ×１０３ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いた。

次に、インターレイヤ１０５の材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用い、隔壁１０３に挟まれた正孔輸送層１０４の真上にインターレイヤ１０５を、画素電極１０２のラインパターンに一致するように、凸版印刷法で印刷した。塗布されたインキは隔壁凹部に入り込み、隔壁近傍のインキの濡れ上がりが抑制された。乾燥後のインターレイヤ１０５の膜厚は中央部が２０ｎｍ、隔壁近傍は３５ｎｍとなり、平坦率は８０％となった。

次に、有機発光材料として、ポリフェニレンビニレン誘導体を採用し、この材料の濃度が１％になるように、この材料がトルエンに溶解された有機発光インキを準備した。このインキを用いて、隔壁１０３に挟まれた画素電極１０２上に、画素電極１０２のラインパターンに一致するように、凸版印刷法を用いて有機発光層１０６を印刷した。塗布されたインキは隔壁凹部に入り込み、隔壁近傍のインキの濡れ上がりが抑制された。乾燥後の有機発光層１０６の膜厚は中央部が８０ｎｍ、隔壁近傍は１１０ｎｍとなり、平坦率は７０％となった。

次に、有機発光層１０６上にカルシウム膜と、アルミニウム膜からなる陰極層（対向電極１０７）をメタルマスクを用いてラインパターン状に形成した。具体的には、陰極層のラインパターンと画素電極１０２のラインパターンとが直交するように、抵抗加熱蒸着法を用い、膜厚は１００ｎｍとなった。

その後、封止体１０９として陰極の上部を覆うように厚めのガラス中央部を凹状に加工したガラスを用いて封止を行った。ガラスの凹部には吸湿剤を設置し、封止環境による劣化を低減させた。

このようにして得られた有機ＥＬディスプレイパネルの表示部の周辺部においては、画素電極１０２毎に接続されている陽極側の取り出し電極と、陰極層に接続されている陰極側の取り出し電極とが設けられている。これら取り出し電極を電源に接続し、有機ＥＬ表示装置を点灯かつ表示させ、点灯状態及び表示状態を確認した。

得られた有機ＥＬ表示装置を駆動し、表示確認を行ったところ、パネル輝度２００ｃｄ／ｃｍ²時の画素内の発光面積は７０％と良好であった。

［実施例２］
実施例２においては、第２隔壁部１０３ｂを形成する際のレジストパターンの幅を実施例１より小さくした。その他の条件は実施例１と同様である。ドライエッチング後、第２隔壁部１０３ｂは、画素電極１０２表面からのテーパー角度が４５度、上部の幅が３５μｍ、底部の幅が上記第１隔壁部１０３ａの上部の幅より小さい逆テーパー形状として形成された。

形成後のインターレイヤ１０５の膜厚は中央部が３０ｎｍ、隔壁近傍は４０ｎｍとなり、平坦率は９０％となった。また、形成後の有機発光層１０６の膜厚は中央部が７０ｎｍ、隔壁近傍は９０ｎｍとなり、平坦率は８０％となった。

得られた有機ＥＬ表示素子を駆動し、表示確認を行ったところ、パネル輝度２００ｃｄ／ｃｍ²時の画素内の発光面積は８０％と良好であり、駆動電圧は実施例１に対し１Ｖ低電圧化した。

［比較例１］
比較例１においては、ドライエッチング後、第２隔壁部１０３ｂは、画素電極１０２表面からのテーパー角度が１２０度、その上部の幅が３３μｍ、底部の幅が上記第１隔壁部１０３ａの上部と同等の幅である順テーパー形状として形成された。その他の条件は実施例１と同様である。

形成後のインターレイヤ１０５の膜厚は中央部が２０ｎｍ、隔壁近傍は４０ｎｍとなり、平坦率は７０％となった。また、発光層形成後の有機発光層１０６の膜厚は中央部が８０ｎｍ、隔壁近傍は１５０ｎｍとなり、平坦率は５５％となった。

得られた有機ＥＬ表示素子を駆動し、表示確認を行ったところ、パネル輝度２００ｃｄ／ｃｍ²時の画素内の発光面積は５５％と低下し、駆動電圧は実施例１に対し１．５Ｖ高電圧化した。

１００有機ＥＬ表示装置
１０１基板
１０２画素電極
１０３隔壁
１０３ａ第１隔壁部
１０３ｂ第２隔壁部
１０３ｃ第３隔壁部
１０４正孔輸送層
１０５インターレイヤ
１０６有機発光層
１０７対向電極
１０８有機発光媒体層
１０９封止体
２０１反射層
２０９封止材
２１０樹脂層
３００凸版印刷装置
３０１ステージ
３０２被印刷基板
３０３インキタンク
３０４インキチャンバ
３０５アニロックスロール
３０６ドクタ
３０７凸版
３０８版胴
３０９インキ層

Claims

基板上に、画素電極と、当該画素電極の上に積層された複数の層からなる有機発光媒体層と、当該画素電極を区画するための絶縁性を有する隔壁と、当該有機発光媒体層及び当該隔壁の上に積層された対向電極とを備え、前記有機発光媒体層を構成する少なくとも一つの層はウェットコーティング法によって形成される有機ＥＬ素子であって、
前記隔壁は、少なくとも、前記基板に近い方に形成された第１隔壁部と、当該第１隔壁部の上に形成された第２隔壁部とを備え、
前記第１隔壁部の側壁面と前記画素電極の表面の成す角度は９０度より大きく、且つ、前記第２隔壁部の側壁面と前記画素電極の表面の成す角度は９０度より小さく、
前記第２隔壁部の上部の幅が、前記第１隔壁部の底部の幅より小さく、
前記基板の表面に対して垂直な方向において、前記第１隔壁部の上端と、前記有機発光媒体層の上面とが同等の位置にあることを特徴とする有機ＥＬ素子。
前記第１隔壁部及び前記第２隔壁部は、それぞれ無機絶縁材料で形成されている、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
前記第１隔壁部及び前記第２隔壁部は、それぞれ同一の無機絶縁材料で形成されている、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
前記基板は、前記画素電極に接続されるように形成された薄膜トランジスタを備え、
前記第１隔壁部は、前記薄膜トランジスタの保護絶縁層によって形成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
前記第１隔壁部の高さは５０〜４００ｎｍである、請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
前記第２隔壁部の高さは５０〜６００ｎｍである、請求項１乃至５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
前記隔壁部は、さらに、前記第２隔壁部の上に形成された有機絶縁材料からなる第３隔壁部を備える、請求項１乃至６のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
前記第３隔壁部の高さは５００〜３０００ｎｍである、請求項７に記載の有機ＥＬ素子。
前記ウェットコーティング法によって形成された前記有機発光媒体層を構成する少なくとも一つの層の一部は、前記第１隔壁部と前記第２隔壁部との壁面により構成される凹凸構造に入り込む、請求項１乃至８のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
基板上に、画素電極を形成するステップと、当該画素電極の上に複数の層を積層することで有機発光媒体層を形成する有機発光媒体層形成ステップと、当該画素電極を区画するための絶縁性を有する隔壁を形成する隔壁形成ステップとを備え、前記有機発光媒体層形成ステップでは、前記有機発光媒体層を構成する少なくとも一つの層をウェットコーティング法によって形成する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記隔壁形成ステップは、少なくとも、前記基板に近い方に第１隔壁部を形成する第１隔壁部形成ステップと、当該第１隔壁部の上に第２隔壁部を形成する第２隔壁部形成ステップとを備え、
前記第１隔壁部形成ステップでは、前記第１隔壁部の側壁面と前記画素電極の表面の成す角度が９０度より大きくなるように当該第１隔壁部を形成し、且つ、前記第２隔壁部形成ステップでは前記第２隔壁部の側壁面と前記画素電極の表面の成す角度が９０度より小さくなるように当該第２隔壁部を形成し、
前記第２隔壁部の上部の幅が、前記第１隔壁部の底部の幅より小さく、
前記基板の表面に対して垂直な方向において、前記第１隔壁部の上端と、前記有機発光媒体層の上面とが同等の位置にあることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。