JPWO2020004086A1 - 有機ｅｌ素子および有機ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

有機ｅｌ素子および有機ｅｌ素子の製造方法 Download PDF

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Abstract

特性の劣化を抑制することが可能な構造にて有機ＥＬ素子を構成する。それぞれ異なる色が発光される発光層を少なくとも含む有機化合物層（１１７）を挟んで第１電極（１１８）および第２電極（１１６）が積層される副画素（１１０）が、前記積層方向と直交する平面上に互いに離隔して少なくとも２つ以上設けられ、前記有機化合物層の側面は、前記副画素毎に異なる膜で覆われる、有機ＥＬ素子（１００）を提供する。この構造により、特性の劣化を抑制することが可能な構造にて有機ＥＬ素子を構成することができる。

Description

本開示は、有機ＥＬ素子および有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
近年、有機ＥＬ素子（以下、単に発光素子と称する場合は、有機ＥＬ素子のことを指す）を用いた表示装置の開発が進んでいる。有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、画素毎に離隔して形成された第１電極の上に、少なくとも発光層を含む有機化合物層および第２電極が積層される構造を有する。１つの画素は、ＲＧＢなどの複数の副画素で構成される。
各副画素の形成方式としては、白色発光素子とＲＧＢのカラーフィルタとを用いて、各色を発色させる方式と、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子それぞれを塗り分けて、各色を発色させる方式とがある。
白色発光素子とＲＧＢのカラーフィルタとを用いる方式は、カラーフィルタによる光取り出しの損失が大きいため、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子それぞれを塗り分ける方式の更なる開発が求められている。
上記の塗り分け方式の場合、各色の発光素子の塗り分けには、マスクを用いて画素ごとに発光層を蒸着するマスク蒸着方式、インクジェットヘッドを用いて画素ごとに発光層を塗布形成する印刷方式、又は全面に形成した発光層をエッチングによって画素ごとにパターニングするエッチング方式などが用いられる。特に高精細なディスプレイを製造する場合には、画素の形成精度が高いエッチング方式が適している。例えば特許文献１では、エッチング方式で有機ＥＬ素子を塗り分ける技術が開示されている。
特開２００９−１７０３３６号公報
しかしながら、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子を塗り分けるプロセスを順次繰り返す過程で、有機ＥＬ素子の有機化合物層は、外気中の酸素若しくは水分、プロセスガス、又は薬液などと反応して特性を劣化させることがある。特に、有機化合物層の側面は、外気等に露出されるため、劣化が進行しやすい。
上記事情に鑑みれば、特性の劣化を抑制することが可能な構造にて有機ＥＬ素子を構成することが望ましい。
本開示によれば、それぞれ異なる色が発光される発光層を少なくとも含む有機化合物層を挟んで第１電極および第２電極が積層される副画素が、前記積層方向と直交する平面上に互いに離隔して少なくとも２つ以上設けられ、前記有機化合物層の側面は、前記副画素毎に異なる膜で覆われる、有機ＥＬ素子が提供される。
また、本開示によれば、それぞれ異なる色が発光される発光層を少なくとも含む有機化合物層を挟んで第１電極および第２電極が積層される副画素を前記積層方向と直交する平面上に互いに離隔して少なくとも２つ以上形成すること、を含み、前記副画素の形成では、前記有機化合物層の側面を覆う膜を形成することを、各色を発光する前記有機化合物層を形状加工する都度行う、有機ＥＬ素子の製造方法が提供される。
本開示によれば、各副画素を形成するプロセスにおいて、各副画素の有機化合物層の側面が露出しないため、有機化合物層が外気やプロセスガス、薬液等に曝されることを抑制できる。
本開示によれば、特性の劣化を抑制可能な有機ＥＬ素子を提供することができる。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の実施形態に係る有機ＥＬ素子の積層方向断面図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示した図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の変形例の一例を示した断面図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の変形例の一例を示した断面図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の変形例の一例を示した断面図である。 同実施形態に係る有機ＥＬ素子の変形例の一例を示した断面図である。 副画素の平面配置レイアウトの一例を示した図である。 副画素の平面配置レイアウトの一例を示した図である。 副画素の平面配置レイアウトの一例を示した図である。 副画素の平面配置レイアウトの一例を示した図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．有機ＥＬ素子の概要
２．有機ＥＬ素子の構成
３．有機ＥＬ素子の製造方法
４．変形例
５．有機ＥＬ素子の平面レイアウト
＜１．有機ＥＬ素子の概要＞
まず、本開示の一実施形態にかかる有機ＥＬ素子の概要を説明する。本開示の有機ＥＬ素子では、それぞれ異なる色が発光される発光層を少なくとも含む有機化合物層が設けられている。さらに、その有機化合物層を挟んで第１電極および第２電極が積層されている。この構成を有する副画素が、積層方向と直交する平面上に互いに離隔して少なくとも２つ以上設けられる。
有機ＥＬ素子では、第１電極および第２電極の間に電界が印加されることにより、第１電極および第２電極のそれぞれから正孔及び電子が注入され、有機化合物層にて正孔及び電子が結合することで発光が行われる。この有機ＥＬ素子の製造においては、各副画素を順次製造する過程で、該有機化合物層が大気中の水分、酸素、プロセスガス、薬液等に曝されることにより、有機化合物層が劣化することがある。
そこで、本開示の有機ＥＬ素子は、有機化合物層の側面を、各色の副画素毎に異なる膜で覆うことにより、有機化合物層の劣化を抑制するものである。
＜２．有機ＥＬ素子の構成＞
図１を参照して、本開示の一実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成について説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る有機ＥＬ素子を積層方向に切断した断面を模式的に示す断面図である。
なお、以下の説明では、有機ＥＬ素子１００における各層の積層方向を上下方向と表現する。また、基板１２０が配置される方向を下方向と表現し、対向ガラス１１１が配置される方向を上方向と表現する。なお、以下の説明にて参照する各図面では、説明の便宜上、一部の構成部材の大きさを誇張して表現している場合がある。したがって、各図面において図示される構成部材同士の相対的な大きさは、必ずしも実際の構成部材同士の大小関係を正確に表現するものではない。
また、異なる色を発光する領域として、緑色を発光する領域を緑色発光領域Ｇ、青色を発光する領域を青色発光領域Ｂ、赤色を発光する領域を赤色発光領域Ｒとした。異なる色を発光する領域毎に形成される副画素をそれぞれ、緑色を発光する副画素１１０Ｇ、青色を発光する副画素１１０Ｂ、赤色を発光する副画素１１０Ｒとした。（以下、これらの各々を区別しない場合には、まとめて副画素１１０とも称する。）。
まず、有機ＥＬ素子の構成を積層方向の下方向から順に説明する。図１に示すように、有機ＥＬ素子の最も下側には、有機ＥＬ素子の積層構造を支持する基板１２０が形成される。
基板１２０は、有機ＥＬ素子を配置する場所に一様に設けられる。例えば、基板１２０には、半導体プロセスによって、有機ＥＬ素子を駆動させるための駆動トランジスタ等の回路構成（図示せず。）が形成されている。
基板１２０の上部には、第１電極１１８Ｇ、第１電極１１８Ｂ、第１電極１１８Ｒ（以下、これらの各々を区別しない場合には、まとめて第１電極１１８とも称する）が断面図の積層方向と直交する方向に、互いに離隔して３つ配置されている。配置される第１電極１１８の数は限られず、適宜決定されてよい。第１電極１１８の各々の間には、第１電極１１８をそれぞれ離隔することで、１副画素を定義するＷｉｎｄｏｗ層１１９が形成される。なお、Ｗｉｎｄｏｗ層１１９は、第１電極１１８の端部と一部重なっていてもよい。Ｗｉｎｄｏｗ層１１９は、具体的にはＳｉＯＮで形成されてもよい。
第１電極１１８は、有機ＥＬ素子１００の電極として機能する。第１電極１１８をアノードとして機能させる場合、第１電極１１８は、例えば、白金、金、銀、クロム、タングステン、ニッケル、銅、鉄、コバルト、タンタル、といった仕事関数の高い金属で形成されてもよい。あるいは、第１電極１１８は、上述した仕事関数の高い金属の合金で形成されてもよく、具体的には、Ａｇ−Ｐｂ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｎｄ合金で形成されてもよい。
また、第１電極１１８は、アルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウムを含む合金等の仕事関数の値が小さく、かつ、光反射率の高い導電材料で形成されてもよい。このような場合には、第１電極１１８は、副画素の積層構造内に正孔注入層を設けるなどして正孔注入性を向上させることで、アノード電極として用いることができる。
さらにまた、第１電極１１８は、酸化インジウム、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、Ｓｎドープの酸化インジウム、結晶性ＩＴＯおよびアモルファスＩＴＯを含む）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム−ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム・ドープのガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ、Ｉｎ−ＧａＺｎＯ４）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ２Ｏ３）、ＩＴｉＯ（ＴｉドープのＩｎ２Ｏ３）、ＩｎＳｎＺｎＯ、酸化錫（ＳｎＯ２）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ２）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム・ドープの酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム・ドープの酸化亜鉛（ＧＺＯ）、ＢドープのＺｎＯ、ＡｌＭｇＺｎＯ（酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウム・ドープの酸化亜鉛）、酸化アンチモン、酸化チタン、ＮｉＯ、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ２Ｏ４構造を有する酸化物で形成されてもよい。また、第１電極１１８は、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、若しくはニッケル酸化物等を母層とする多層膜、又はアルミニウムといった光反射性の高い反射膜の上にインジウムと錫の酸化物（ＩＴＯ）、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にて形成されてもよい。
一方、第１電極１１８をカソード電極として機能させる場合、第１電極１１８は、仕事関数の値が小さく、かつ、光反射性の高い導電材料にて構成されることが望ましい。ただし、第１電極１１８は、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て形成されてもよい。このような場合、第１電極１１８は、副画素の積層構造内に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ができる。
第１電極１１８Ｇ、第１電極１１８Ｂ、第１電極１１８Ｒの上部には、第１電極１１８の各々の平面形状と同様の平面形状を有する有機化合物層１１７Ｇ、有機化合物層１１７Ｂ、有機化合物層１１７Ｒ（以下、これらの各々を区別しない場合には、まとめて有機化合物層１１７とも称する）が形成されている。
有機化合物層１１７は、少なくとも発光層を含み、副画素毎に発光する。発光層では、第１電極１１８および第２電極１１６の間に電界が生じることで、第１電極１１８および第２電極１１６の各々から注入された電子と正孔との結合が生じ、光を発生させる。該発光層は有機発光材料で形成される。図１に記載の有機ＥＬ素子では、左から緑色（波長：４９５ｎｍ〜５７０ｎｍ）を発光する有機化合物層１１７Ｇ、青色（波長：４５０ｎｍ〜４９５ｎｍ）を発光する有機化合物層１１７Ｂ、赤色（波長：６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を発光する有機化合物層１１７Ｒが形成されている。
第１電極１１８がアノードであり、第２電極１１６がカソードである場合に、有機化合物層１１７は、発光効率上昇のため、第１電極１１８から順に、電子輸送層と発光層と正孔輸送層とを積層した構造を有してもよい。または、第１電極１１８がアノードであり、第２電極１１６がカソードである場合に、有機化合物層１１７は、第１電極１１８から順に、電子注入層と電子輸送層と、発光層と、正孔輸送層と正孔注入層とを積層した構造を有していてもよい。
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、第１電極１１８から電子輸送層への電子注入効率を高める層である。また、正孔輸送層は、発光層への正孔輸送効率を高める層であり、正孔注入層は、第２電極１１６から正孔輸送層への正孔注入効率を高める層である。
正孔注入層は、例えば、以下の化学式（１）で表されるヘキサアザトリフェニレン誘導体を含んでいてもよい。
Figure 2020004086
ここでＲ１から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、アリールアミノ基、炭素数２０以下の置換或は無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換或は無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換或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以下の置換或は無置換のアルコキシ基、炭素数３０以下の置換或は無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換或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得る置換基であり、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、炭素または窒素原子である。
より具体的には、正孔注入層は、例えば、以下の化学式（２）で表されるヘキサアザトリフェニレン誘導体を含んでいてもよい。
Figure 2020004086
正孔輸送層は、例えば、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）または、α―ナフチルフェニルジアミン（αＮＰＤ）を含んでもよい。
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）を含んでもよい。
電子注入層は、例えば、ＬｉＦまたはＬｉ２Ｏを含んでもよい。また、電子注入層は、アルカリ金属等のドナーをドープした有機化合物層として形成されてもよい。
以上までで説明した有機化合物層１１７の各々の上部には、該有機化合物層１１７の平面形状と同様の平面形状を有する第２電極１１６Ｇ、第２電極１１６Ｂ、第２電極１１６Ｒ（以下、これらの各々を区別しない場合には、まとめて第２電極１１６とも称する）が形成されている。つまり、有機化合物層１１７Ｇの上部には、第２電極１１６Ｇが設けられ、有機化合物層１１７Ｂの上部には、第２電極１１６Ｂが設けられ、有機化合物層１１７Ｒの上部には、第２電極１１６Ｒ、が設けられている。
第２電極１１６は、第１電極１１８との間で電界が印加されることにより、有機化合物層１１７を発光させる機能を有する。第２電極１１６をカソード電極として機能させる場合、第２電極１１６は、金属酸化物で形成されてもよい。金属酸化物としては、例えば、ＩＺＯ、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電材料を用いてもよい。
また、第２電極１１６は、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）、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と銀、マグネシウムと銀との合金、マグネシウムとカルシウムとの合金、アルミニウムとリチウム（Ｌｉ）との合金等にて形成されてもよい。
第２電極１１６の各々の上部には、該第２電極１１６の平面形状と同様の平面形状を有するハードマスク１１５Ｇ、ハードマスク１１５Ｂ、ハードマスク１１５Ｒ（以下、これらの各々を区別しない場合には、まとめてハードマスク１１５とも称する）が形成されている。つまり、第２電極１１６Ｇの上部には、ハードマスク１１５Ｇが設けられ、第２電極１１６Ｂの上部には、ハードマスク１１５Ｂが設けられ、第２電極１１６Ｒの上部には、ハードマスク１１５Ｒが設けられている。ハードマスク１１５は、各副画素をエッチングで形成する際のマスクとして機能する。
本開示の有機ＥＬ素子１００では、ハードマスク１１５の上面および、上述した有機化合物層１１７、第２電極１１６、ハードマスク１１５の積層構造の各側面に膜１１４が設けられている。膜１１４は、各副画素で異なる膜で形成されている。
図１で示すように、副画素１１０Ｇ、副画素１１０Ｂ、副画素１１０Ｒが配列する方向において、緑色発光領域Ｇでは、Ｗｉｎｄｏｗ層１１９の上面の一部、ハードマスク１１５Ｇの上面、有機化合物層１１７Ｇの側面、第２電極１１６Ｇの側面、ハードマスク１１５Ｇの側面に対して一様の膜１１４Ｇが設けられている。
青色発光領域Ｂでは、Ｗｉｎｄｏｗ層１１９の上面の一部、ハードマスク１１５Ｂの上面、有機化合物層１１７Ｂの側面、第２電極１１６Ｂの側面、ハードマスク１１５Ｂの側面に対して、膜１１４Ｇとは異なる一様の膜１１４Ｂが設けられている。
赤色発光領域Ｒでは、Ｗｉｎｄｏｗ層１１９の上面の一部、ハードマスク１１５Ｒの上面、有機化合物層１１７Ｒの側面、第２電極１１６Ｒの側面、ハードマスク１１５Ｒの側面に対して、膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂとは異なる一様の膜１１４Ｒが設けられている。このように、有機化合物層１１７の側面、第２電極１１６の側面、に膜１１４が形成されることにより、有機化合物層１１７および第２電極１１６が、有機ＥＬ素子製造プロセス等において、大気中の水、酸素またはプロセスガス等に曝されることを防ぐことができる。これによれば、有機化合物層１１７および第２電極１１６が酸化等されることを防止することができるため、有機ＥＬ素子の特性が劣化することを抑制することができる。
本開示の有機ＥＬ素子１００では、上述のように副画素１１０Ｇ、副画素１１０Ｂ、副画素１１０Ｒにて互いに異なる、膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒが設けられる。膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒは、例えば、膜厚が互いに異なってもよい。膜厚が互いに異なることにより、膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒは、膜厚を同一にするよりも効率的に製造することができる。
図１を参照すると、膜１１４Ｇが最も膜厚が厚く、次に、膜１１４Ｂの膜厚が厚く、膜１１４Ｒの膜厚は最も薄くともよい。ただし、これらの膜厚は適宜決定されてよい。また、膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒは、有機ＥＬ素子の各副画素の形成順に膜厚が変化して良い。例えば、有機ＥＬ素子の各副画素の形成順に膜厚が厚くなるように形成されてもよい。
膜厚は、製膜方法により異なっていてもよい。例えば、酸素又は水分等に対して、より高いバリア性を有するＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いる場合では、膜厚が５０ｎｍ以下の膜厚で側面保護効果が高く、さらに１０ｎｍ以下の膜厚であっても側面保護効果がみられる。
また、膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒは、膜質が互いに異なってもよい。膜質とは、膜を製造する過程の成膜条件により変化する膜の性質のことである。成膜条件とは、例えば、成膜方法、成膜圧力、成膜温度、又は成膜パワー等の条件を挙げることができる。また、成膜条件として、プロセスガスの種類や混合比、流量等も挙げることができる。これらの成膜条件の違いにより、膜の密度、硬度等が変化する。
また、膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒは、材料が互いに異なってもよい。膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒの少なくとも１つ以上が、無機系材料で形成されてもよい。具体的には、膜の少なくとも１つ以上は、無機系材料の中でもＡｌＯ、ＴｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、又はＳｉＯのいずれか一つ以上を含んでもよい。これらの材料を使用することにより、膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒは、酸素又は水分に対して、より高いバリア性を発揮することができる。
なお、膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒの少なくとも１つ以上は、有機系材料で形成されてもよい。具体的には、膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒの少なくとも１つ以上は、フッ素原子を含む炭化水素であってもよい。
膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒは単層膜に限らず、複数の膜が積層されて形成されてもよい。例えば、多層の異なる膜が積層して一つの膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒが形成されてもよい。
このような膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、膜１１４Ｒの上部には、充填層１１３が形成されている。充填層１１３は、有機ＥＬ素子１００の各々を封止することで、有機化合物層１１７への水分等の侵入を防止する機能を有する。また、充填層１１３は、後述する対向ガラス１１１等の充填層１１３の上部の構成を接着する機能も有する。充填層１１３は、例えば、有機系の樹脂で形成されてもよい。有機系の樹脂としては、熱硬化樹脂、ＵＶ硬化樹脂等の公知の材料であってよい。
また、充填層１１３の下部には、ガスバリア層が下部層として形成されてもよい。充填層１１３が有機系の樹脂で形成される積層構造である一方で、ガスバリア層は、絶縁性無機材料で形成されてもよい。ガスバリア層は、副画素に対して、ガスバリア性を強化する機能を有する。
ガスバリア層を形成する絶縁性無機材料は、有機化合物層１１７で発生した光を透過可能な材料であり、有機化合物層１１７で発生した光を、例えば、８０％以上透過する材料で構成されることが望ましい。具体的には、ガスバリア層を形成する絶縁性無機材料として、無機アモルファス性の絶縁性材料を例示することができる。無機アモルファス性の絶縁材料は、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、ガスバリア層を形成する絶縁性無機材料は、透明材料であり、緻密で水分を透過させない材料であることが望ましい。より具体的には、ガスバリア層を形成する絶縁性材料としては、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ１−ｘＮｘ）を含むＳｉＮＸ、アモルファス酸化シリコン（α−Ｓｉ１−ｙＯｙ）を含むＳｉＯｙ、アモルファス酸化・窒化シリコン（α−ＳｉＯＮ）を含むＳｉＯＮ、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）、Ａｌ２Ｏ３を挙げることができる。
充填層１１３の上部には、各副画素中の有機化合物層１１７が形成される平面領域と重なる平面領域に緑色カラーフィルタ１１２Ｇ、青色カラーフィルタ１１２Ｂ、赤色カラーフィルタ１１２Ｒ（これらの各々を区別しない場合には、まとめてカラーフィルタ１１２とも称する）が形成されている。具体的には、緑色を発光する有機化合物層１１７Ｇと重なる領域には、緑色カラーフィルタ１１２Ｇが形成され、青色を発光する有機化合物層１１７Ｂと重なる領域には、青色カラーフィルタ１１２Ｂが形成され、赤色を発光する有機化合物層１１７Ｇと重なる領域には、赤色カラーフィルタ１１２Ｒが形成されている。
緑色カラーフィルタ１１２Ｇ、青色カラーフィルタ１１２Ｂ、赤色カラーフィルタ１１２Ｒは、各副画素の有機化合物層１１７から発せられた光の色又は波長を調整する。緑色カラーフィルタ１１２Ｇ、青色カラーフィルタ１１２Ｂ、赤色カラーフィルタ１１２Ｒは、場合によっては設けられていなくともよい。
緑色カラーフィルタ１１２Ｇと青色カラーフィルタ１１２Ｂとの間、青色カラーフィルタ１１２Ｂと赤色カラーフィルタ１１２Ｒとの間には、ブラックマトリクス層ＢＭが形成されている。このブラックマトリクス層ＢＭにより、発光層から出射した光が、隣接する他の副画素のカラーフィルタ１１２に入射して混色が生じることを防ぐことができる。
ブラックマトリクス層ＢＭ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であってよい。具体的には、黒色のポリイミド樹脂であってよい。また、ブラックマトリクス層ＢＭは、薄膜の干渉を利用した薄膜フィルタであってもよい。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なる薄膜を２層以上に積層することで形成され、薄膜の干渉を利用して光を減衰させることができる。薄膜フィルタとして具体的には、Ｃｒと三価の酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）とを交互に積層した構造を挙げることができる。
これらのカラーフィルタ１１２およびブラックマトリクスＢＭが形成された層の上部には、各副画素に共通して一様に対向ガラス１１１が形成されている。対向ガラス１１１は、有機化合物層１１７から発光される光を透過させる物質にて形成され、例えば、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ２Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ２）、硼珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、鉛ガラス（Ｎａ２Ｏ）等の各種ガラス基板、石英基板等であってよい。
＜３．有機ＥＬ素子の製造方法＞
以上までで、有機ＥＬ素子の構造を説明した。次に、図２〜図１８を参照して、図１に示した有機ＥＬ素子１００の製造方法に関して説明を行う。図２〜図１８は、有機ＥＬ素子１００の製造工程の一例を示した図である。
まず、図２に示すように、有機ＥＬ素子１００の積層構造を支持し、有機ＥＬ素子１００を駆動させる駆動トランジスタ等の駆動回路を含む基板１２０を形成する。基板１２０には、スパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、又はＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、第１電極１１８およびＷｉｎｄｏｗ層１１９を形成する。
具体的には、Ｓｉ基板上に駆動回路を含む回路層を形成した基板１２０の上に、第１電極１１８としてＩＴＯからなる金属層を形成し、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて該金属層をパターニングする。その後、Ｗｉｎｄｏｗ層１１９として、パターニングした金属層の間の各副画素を離隔する領域を埋めるように、絶縁層が形成される。Ｗｉｎｄｏｗ層１１９は、具体的には、ＳｉＯＮ等で形成されてもよい。
次いで、図３を参照すると、第１電極１１８およびＷｉｎｄｏｗ層１１９の上部には、真空蒸着法、スピンコート法、ダイコート法等のコーティング法によって、有機化合物層１１７Ｇが形成される。有機化合物層１１７Ｇの上部にはさらに、第２電極１１６Ｇおよびハードマスク１１５Ｇが形成される。
具体的には、有機化合物層１１７Ｇは、上述した積層構造及び材料にて形成されてもよい。例えば、第２電極１１６ＧはＩＺＯを含む材料で形成されてよく、ハードマスク１１５Ｇは、ＳｉＮを含む材料で形成されてよい。他には、ハードマスク１１５Ｇは、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ等を含むＣＶＤ膜または、ＡｌＯ、ＴｉＯ、ＳｉＯ等を含むＡＬＤ膜で形成されてもよい。なお、第２電極１１６Ｇは、ＩＺＯに限らず、ＩＴＯ等の他の金属酸化物、または、ＭｇＡｇ合金、Ａｌ、Ｃａなどの金属電極であってもよい。また、ハードマスク１１５Ｇは、必ずしも形成されなくともよい。
さらに、図４を参照すると、第１電極１１８Ｇの平面形状と同様の平面形状を有したレジスト１３１Ｇがハードマスク１１５Ｇの所望の位置の上部にフォトリソグラフィにより形成される。レジスト１３１Ｇは、ハードマスク１１５Ｇをエッチングする際のマスクとして機能する。
次いで、図５を参照すると、レジスト１３１Ｇをマスクとしてハードマスク１１５Ｇをエッチングすることで、ハードマスク１１５Ｇがパターニングされる。ハードマスク１１５Ｇのエッチングは、フッ素系炭化水素ガスを用いたプラズマエッチングによって行われてもよい。
その後、図６を参照すると、保護されたハードマスク１１５Ｇの上部のレジスト１３１Ｇが除去される。レジスト１３１Ｇの除去は、アッシングにより行われる。レジスト除去は、後述する図７に示す第２電極１１６Ｇおよび有機化合物層１１７Ｇのエッチング工程よりも後に行ってもよい。
次に、図７を参照すると、ハードマスク１１５Ｇをマスクとして第２電極１１６Ｇ、有機化合物層１１７Ｇがエッチングされる。具体的には、ハードマスク１１５Ｇと重なる領域の下部に積層される第２電極１１６Ｇ、有機化合物層１１７Ｇは、ハードマスク１１５Ｇによりエッチングから保護されて残存する。一方で、ハードマスク１１５Ｇにより保護されない領域の第２電極１１６Ｇおよび有機化合物層１１７Ｇは、エッチングにより除去される。例えば、ＩＺＯで形成された第２電極１１６Ｇは、アルゴンを用いたドライエッチングにより除去され、有機化合物層１１７Ｇは、酸素を用いたドライエッチングにより除去される。ここまでで、緑色発光領域Ｇの副画素が形成される。本開示では、この後に、このまま他の副画素の形成に移行するのではなく、膜を形成する工程が行われる。
次に、図８を参照すると、他の色を発光する副画素を形成する前に、緑色発光領域Ｇの副画素の積層構造に対して、膜１１４Ｇが形成される。具体的には、緑色発光領域Ｇを含む基板１２０の全面に亘って膜１１４Ｇが一様に形成される。
膜１１４Ｇは、例えば、ＡＬＤ法を用いて、ＡｌＯにより形成されてよい。膜１１４Ｇは、ＡｌＯに限らず、ＴｉＯ等の他のＡＬＤ膜、またはＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ等のＣＶＤ膜であってもよい。本工程を、有機化合物層１１７Ｇに対してドライエッチングを行った直後に行うことにより、以降の工程による有機化合物層１１７Ｇに対する劣化等のダメージを抑制することができる。特に、他の副画素を形成する際に用いられるプロセスガス、大気中の水または酸素等と、有機化合物層１１７Ｇの側面とが接触することにより、有機化合物層１１７Ｇが劣化することを抑制することができる。
次に、図９を参照しながら説明すると、緑色発光領域Ｇ以外の領域の膜１１４Ｇがエッチングにより除去される。具体的には、緑色発光領域Ｇの各構成の上部にレジストを成膜し、該レジストをマスクとして膜１１４Ｇをエッチングする。これにより、緑色発光領域Ｇ以外の領域の膜１１４Ｇが除去される。なお、膜１１４Ｇのエッチングは、塩素系ガスを用いることで行うことができる。また、レジストはアッシングにより除去される。
以上までで、膜１１４Ｇを含む緑色を発光する副画素１１０Ｇの形成が終了する。続いて、緑色を発光する副画素１１０Ｇの形成と同様に、青色発光領域Ｂの副画素１１０Ｂの形成が行われる。青色を発光する副画素１１０Ｂの製造は、図１０〜図１４を参照して説明を行う。
図１０を参照すると、基板１２０の全面に亘って、青色を発光する有機化合物層１１７Ｂ、第２電極１１６Ｂ、およびハードマスク１１５Ｂが、緑色を発光する副画素１１０Ｇの形成時と同様に形成される。
次に、図１１を参照すると、第１電極１１８Ｂの平面形状と同様の平面形状を有したレジスト１３１Ｂがハードマスク１１５Ｂの所望の位置の上部にフォトリソグラフィにより形成される。レジスト１３１Ｂは、ハードマスク１１５Ｂをエッチングする際のマスクとして機能する。
次に、図１２を参照すると、緑色を発光する副画素１１０Ｇを形成する工程と同様に、青色を発光する副画素１１０Ｂを形成する工程においても、レジスト１３１Ｂをマスクとするエッチングによってハードマスク１１５Ｂがパターニングされ、さらにハードマスク１１５Ｂをマスクとするエッチングによって第２電極１１６Ｂおよび有機化合物層１１７Ｂがパターニングされる。なお、レジスト１３１Ｂは、アッシング等により除去されてもよい。
ここで、ハードマスク１１５Ｂのエッチングは、緑色発光領域Ｇの副画素１１０Ｇの形成工程と同様に、例えば、フッ素系炭化水素ガスを用いたプラズマエッチングによって行われてもよい。ＩＺＯで形成された第２電極１１６Ｂのエッチングは、アルゴンを用いたドライエッチングにより行われてもよく、有機化合物層１１７Ｂのエッチングは、酸素を用いたドライエッチングにより行われよい。
緑色発光領域Ｇの副画素１１０Ｇでは、有機化合物層１１７Ｇの側面を覆う膜１１４Ｇがあることにより、有機化合物層１１７Ｇが、これらのエッチングの際に、プロセスガスに曝されることを防いだり、大気中の水または酸素に曝されることを防いだりすることができる。これにより、膜１１４Ｇは、有機化合物層１１７Ｇの劣化を抑制することができる。また、第２電極１１６Ｇの側面も膜１１４Ｇにより覆われているために、第２電極１１６Ｇにおいても、これらのエッチングを含む工程によるダメージ、および大気中の水分または酸素等との接触から保護することができる。
次に、図１３を参照すると、有機化合物層１１７Ｂおよび第２電極１１６Ｂの側面を覆う膜１１４Ｂを形成するために、膜１１４Ｂが、緑色発光領域Ｇ、青色発光領域Ｂ、および赤色発光領域Ｒ（すなわち、基板１２０の全面）に亘って一様に形成される。膜１１４Ｂは、膜１１４Ｇが形成されたときと同様の方法にて形成されてよい。
膜１１４Ｂは、例えば、ＡＬＤ法を用いて、膜１１４Ｇと同様の物質（例えばＡｌＯ）で形成されてよい。このとき膜１１４Ｇでは、膜１１４Ｂを形成する時のＡｌＯがさらに重なって成膜されるため、膜１１４Ｇの膜厚は、より厚くなることになる。よって、膜１１４Ｇの膜厚は、膜１１４Ｂの膜厚よりも厚く形成されることになる。膜１１４Ｇ及び膜１１４Ｂは、膜厚が異なるように形成されてもよく、膜質又は材料が異なり、かつ膜厚が同じとなるように形成されてもよい。膜１１４Ｇ及び膜１１４Ｂが同じ膜厚で形成される場合には、膜１１４Ｂよりも厚く成膜された膜１１４Ｇを膜１１４Ｂの膜厚に相当するまでエッチング等で除去することで、膜厚が同等な膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂを形成することができる。
また、膜１１４Ｂは、ハードマスク１１５Ｇの直上の膜１１４Ｇを形成する物質とは別の物質で形成されてもよい。例えば、ハードマスク１１５Ｇの直上の膜１１４ＧがＡｌＯで形成され、膜１１４ＢがＡｌＯとは異なる物質で形成される場合、膜１１４Ｇは、ＡｌＯで形成された層と、他の物質で形成された層との積層膜として形成される。
さらにまた、膜１１４Ｂは、膜１１４Ｇと同じ物質かつ異なる膜質で形成されてもよい。膜質に影響を及ぼす因子としては、成膜方法、成膜圧力、成膜温度、成膜パワー、プロセスガスの種類、混合比、または流量等の各膜の成膜条件が挙げられ、膜質としては、膜密度、膜の硬度等を挙げることができる。このように、膜１１４Ｂは、膜１１４Ｇと異なった成膜条件で形成されてもよい。
次に、図１４を参照すると、赤色発光領域Ｒの膜１１４Ｂがエッチングにより除去されている。赤色発光領域Ｒにおける膜１１４Ｂの除去は、膜１１４Ｇと同様のエッチングにて行われてよい。なお、緑色発光領域Ｇに形成された膜１１４Ｂは、除去せずともよいが、除去してもよい。
具体的には、緑色発光領域Ｇおよび青色発光領域Ｂにおける膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂの上部にレジストを形成し、該レジストをマスクとしてドライエッチング等を行うことで、赤色発光領域Ｒにおける膜１１４Ｂを除去することができる。
以上までで、青色を発光する副画素１１０Ｂの形成が終了する。続いて、緑色を発光する副画素１１０Ｇおよび青色を発光する副画素１１０Ｂの形成と同様に、赤色を発光する副画素１１０Ｒの形成が行われる。赤色を発光する副画素１１０Ｒの製造は、図１５〜図１８を参照して説明を行う。
図１５を参照すると、基板１２０の全面に亘って、赤色を発光する有機化合物層１１７Ｒ、第２電極１１６Ｒ、およびハードマスク１１５Ｒが、緑色を発光する副画素１１０Ｇおよび青色を発光する副画素１１０Ｂの形成時と同様に形成される。
次に、図１６を参照すると、第１電極１１８Ｒの平面形状と同様の平面形状を有したレジスト１３１Ｒがハードマスク１１５Ｒの所望の位置の上部にフォトリソグラフィにより形成される。レジスト１３１Ｒは、ハードマスク１１５Ｒをエッチングする際のマスクとして機能する。
次に、図１７を参照すると、緑色を発光する副画素１１０Ｇおよび青色を発光する副画素１１０Ｂを形成する工程と同様に、赤色を発光する副画素１１０Ｒを形成する工程においても、レジスト１３１Ｒをマスクとするエッチングによってハードマスク１１５Ｒがパターニングされ、さらにハードマスク１１５Ｒをマスクとするエッチングによって第２電極１１６Ｒおよび有機化合物層１１７Ｒがパターニングされる。なお、レジスト１３１Ｒは、アッシング等により除去されてもよい。
ここで、緑色発光領域Ｇの副画素１１０Ｇおよび青色発光領域Ｂの副画素１１０Ｂでは、膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂが、有機化合物層１１７Ｇおよび有機化合物層１１７Ｂの側面を覆っている。したがって、膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂは、赤色発光領域Ｒの副画素１１０Ｒを形成する際のエッチングにおいて、有機化合物層１１７Ｇおよび有機化合物層１１７Ｂに対して、エッチングプロセスによるダメージ等の発生、大気中の水分または酸素との接触を抑制することができる。これにより、１１４Ｇおよび膜１１４Ｂは、有機化合物層１１７Ｇ及び有機化合物層１１７Ｂの劣化を抑制することができる。
次に、図１８を参照すると、有機化合物層１１７Ｒおよび第２電極１１６Ｒの側面を覆う膜１１４Ｒを形成するために、膜１１４Ｒが、緑色発光領域Ｇ、青色発光領域Ｂ、および赤色発光領域Ｒ（すなわち、基板１２０の全面）に亘って一様に形成される。膜１１４Ｒは、膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂが形成されたときと同様の方法にて形成されてよい。
膜１１４Ｒは、例えば、ＡＬＤ法を用いて、膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂと同様の物質（例えばＡｌＯ）で形成されてよい。このとき膜１１４Ｇでは、膜１１４Ｒを形成する時のＡｌＯがさらに重なって成膜されるため、膜１１４Ｇの膜厚は、さらに厚くなる、したがって、膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、及び膜１１４Ｒでは、膜１１４Ｇの膜厚が最も厚く、その次に膜１１４Ｂの膜厚が厚く、膜１１４Ｒの膜厚が最も薄くなる。膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、及び膜１１４Ｒの膜厚は、このように異なる色を発光する副画素の間で異なるように形成されてもよく、膜質又は材料が異なり、かつ膜厚が同じとなるように形成されてもよい。膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂ、及び膜１１４Ｒが同じ膜厚で形成される場合には、例えば、膜１１４Ｒよりも厚く成膜された膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂを膜１１４Ｒの膜厚に相当するまでエッチング等で除去することで、膜厚が同等な膜１１４Ｇ、膜１１４Ｂおよび膜１１４Ｒを形成することができる。
また、膜１１４Ｒは、ハードマスク１１５Ｇの直上の膜１１４Ｇ、およびハードマスク１１５Ｂの直上の膜１１４Ｂを形成する物質（例えば、ＡｌＯ）とは別の物質で形成されてもよい。このとき、膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂは、ＡｌＯで形成された層と、他の物質で形成された層との積層膜として形成される。
さらにまた、膜１１４Ｒは、膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂと同じ物質かつ異なる膜質で形成されてもよい。膜質に影響を及ぼす因子としては、成膜方法、成膜圧力、成膜温度、又は成膜パワー、プロセスガスの種類、混合比、または流量等の各膜の成膜条件が挙げられ、膜質としては、膜密度、膜の硬度等を挙げることができる。このように、膜１１４Ｒを形成する際には、膜１１４Ｇおよび膜１１４Ｂと異なった成膜条件で形成されてもよい。
以上までで、発光色の異なる副画素毎の有機化合物層１１７および第２電極１１６を異なる膜で覆うまでの有機ＥＬ素子の製造方法を説明した。その後は、図１に示すように、各副画素間で、共通で使用される充填層１１３を形成する。充填層１１３は、各副画素の積層構造の全面を保護する有機系の樹脂で、少なくとも形成されてもよい。これによれば、充填層１１３は、充填層１１３によって封止した有機ＥＬ素子１００の積層構造に対する外界からの影響、具体的には、製造時のプロセスガスによるダメージ、および大気中の水分または酸素への接触を抑制できる。
なお、充填層１１３の形成前に、膜１１４の上層に、各副画素を共通で被覆するガスバリア層が形成されていても良い。ガスバリア層は、ＣＶＤ法またはＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ法、といった成膜方法を用いて形成されてもよい。また、ガスバリア層は、有機化合物層１１７の劣化による輝度の低下を防止するために、成膜温度を１５０℃以下の温度に設定し、更にはガスバリア層の剥がれを防止するためにガスバリア層のストレスが最小になる条件で形成されることが望ましい。
充填層１１３を形成した後は、カラーフィルタ１１２が接着された対向ガラス１１１を、充填層１１３上に接着してもよい。あるいは、充填層の形成前に、膜１１４もしくはガスバリア層の上層にカラーレジストをフォトリソグラフィにより形成するＯＣＣＦ（Ｏｎ Ｃｈｉｐ Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）法を用いて、カラーフィルタを形成しても良い。また、場合によっては、カラーフィルタは設けられていなくても良い。
上述した有機化合物層１１７の側面に形成される膜１１４の膜厚、膜質および材料は、互いにいずれか１つ以上の特性が異なっていれば適宜決定されてよく、かかる例に限定されない。また、それぞれの組合せにより膜１１４が形成されてもよい。また、同実施形態では、副画素は、緑色発光領域Ｇ、青色発光領域Ｂ、赤色発光領域Ｒの順で製造されたが、副画素の製造順序は、かかる例に限定されない。
＜４．変形例＞
以上までで、図１に示した有機ＥＬ素子の製造方法に関して説明した。本開示の技術では、有機化合物層１１７に対して有機ＥＬ素子の製造時のプロセスによるダメージ、および大気中の水分または酸素への接触による有機化合物層の劣化が発生しないように、有機化合物層１１７の側面に膜１１４を形成する。膜１１４により有機化合物層１１７の側面を保護する構造として、以下では、図１の変形例の一例を図１９〜図２２を参照して説明する。図１と同様の構造は、説明を省略し、図１と異なる点に関して説明を行う。
（変形例１）
図１９は、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子の変形例の一例（変形例１）を示した図である。図１９では、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、および対向ガラスは図示されておらず、省略されている。有機ＥＬ素子２００では、図１に示す有機ＥＬ素子１００と異なり、副画素２１０Ｇ、副画素２１０Ｂおよび副画素２１０Ｒの両側面にのみ膜２１４Ｇ、膜２１４Ｂ、および２１４Ｒが形成されている。具体的には、有機化合物層２１７Ｇ、有機化合物層２１７Ｂ、および有機化合物層２１７Ｒの側面を含む副画素２１０Ｇ、副画素２１０Ｂおよび副画素２１０Ｒの互いに隣接する側面にのみ膜２１４Ｇ、膜２１４Ｂ、および２１４Ｒが形成されている。つまり、各副画素２１０における上部、具体的にはハードマスク２１５の上部には、膜２１４が形成されていない。有機ＥＬ素子２００では、この点が、有機ＥＬ素子１００と異なる。
変形例１における膜２１４Ｇ、膜２１４Ｂ、および膜２１４Ｒは、上述した製造工程において、以下のように有機化合物層２１７をドライエッチングすることで、有機化合物層２１７のドライエッチングと同時に形成される。例えば、エッチングガスとしてＣ４Ｆ８等のカーボン比率が比較的高いガスを使用することにより、有機化合物層２１７の側面に、エッチング堆積物である有機系材料、具体的にはフッ素原子を含む炭化水素であるＣＦ系ポリマー等を成膜することで、膜２１４を形成することができる。膜２１４は、使用するガス種、または被エッチング材により異なる材質で形成されるが、膜２１４の材質は、適宜決定されてよい。例えば、膜２１４は、ハロゲン、シリコン、又は酸素を含有する反応生成物により形成されてよい。この手法では、ドライエッチングと膜２１４の形成とが一貫して行われるため、有機化合物層２１７の側面がドライエッチングにより露出してから、膜２１４を形成するまでに外気にさらされるリスクがより低下する。また、変形例１の有機ＥＬ素子では、膜２１４を別途積層して製造を行う必要がなく、上述したような図１の有機ＥＬ素子を製造するのと比べて製造工程を削減できる。
変形例１に示した膜２１４Ｇ、膜２１４Ｂ、および膜２１４Ｒは、上述のようにドライエッチングと同時に形成されてもよいが、サイドウォールの形成技術を適用することにより、形成されてもよい。サイドウォール技術を適用する場合、有機化合物層２１７をドライエッチングした後に、膜２１４を各副画素内に各副画素の構成を埋め込むように形成し、膜２１４に対して異方性のエッチングを施すことにより、有機化合物層２１７の側面のみに膜２１４を残すことができる。これにより、膜２１４によって有機化合物層２１７を覆うことができる。この手法では、副画素２１０Ｇ、副画素２１０Ｂおよび副画素２１０Ｒの全体に膜２１４を形成しなくてよいため、レジストを用いて膜２１４をパターニングする工程を削減できる。
（変形例２）
図２０は、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子の変形例の一例（変形例２）を示した図である。図２０では、充填層、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、および対向ガラスは図示されておらず、省略されている。有機ＥＬ素子３００では、図１に示す有機ＥＬ素子１００と異なり、赤色を発光する副画素３１０Ｒに対して、緑色を発光する副画素３１０Ｇおよび青色を発光する副画素３１０Ｂに形成される膜３１４Ｇおよび膜３１４Ｂに対応する側面を覆う膜が形成されていない。そのかわり、副画素３１０Ｒは、副画素３１０Ｇ、副画素３１０Ｂおよび副画素３１０Ｒに亘って共通して形成される保護膜３１４Ｒにて側面が覆われている。保護膜３１４Ｒは、具体的には、ガスバリア層であってよく、保護膜３１４Ｒの形成後には、保護膜３１４Ｒの上層に充填層が形成されてもよい。例えば、副画素３１０Ｒは、最後に形成されるため、副画素３１０Ｒを形成した後に他の副画素の有機化合物層をドライエッチングする工程を経ることがなく、有機化合物層３１７Ｒがエッチングプロセスガスに曝されることがない。また、保護膜３１４Ｒが形成されることにより、大気中の水または酸素等と有機化合物層との接触を防ぐことができることは言うまでもない。したがって、保護膜３１４Ｒにより、有機ＥＬ素子３００では、有機化合物層の劣化を抑制することができる。
（変形例３）
図２１は、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子の変形例の一例（変形例３）を示した図である。図２１では、充填層、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、および対向ガラスは図示されておらず、省略されている。有機ＥＬ素子４００では、図２０に示す有機ＥＬ素子３００とさらに異なり、発光色の異なる副画素４１０Ｇ、副画素４１０Ｂおよび副画素４１０Ｒに亘って連続して設けられた共通電極４１６が形成されている。つまり、図２１に示す有機ＥＬ素子４００では、図２０に示すような有機化合物層３１７Ｇ、有機化合物層３１７Ｂおよび有機化合物層３１７Ｒの上に積層された各副画素における第２電極３１６Ｇ、第２電極３１６Ｂ、第２電極３１６Ｒ、がそれぞれ互いに隣接する副画素の第２電極３１６Ｇ、第２電極３１６Ｂ、第２電極３１６Ｒと電気的に接続されている。図２１では、図２０では各副画素に個別に配置されていた第２電極３１６が互いに連結されることで、共通電極４１６として形成されている。
図２１に示した例では、上述のように第２電極３１６が共通電極４１６として一体化して、各副画素と導通している。ただし、本変形例は、このような例に限定されない。例えば、図２０のように有機化合物層３１７の上に副画素毎に個別に積層された第２電極３１６の上に、隣接する副画素の第２電極３１６の上に連続して設けられる共通電極が更に設けられてもよい。また、これらの構造では、第２電極３１６または共通電極４１６は、光の一部を透過し、光の一部を反射する材料で形成されてよい。第２電極３１６または共通電極４１６がこのような材料で形成される場合、マイクロキャビティ効果による光量の増幅を期待できる。
（変形例４）
図２２は、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子の変形例の一例（変形例４）を示した図である。図２２では、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、および対向ガラスは図示されておらず、省略されている。有機ＥＬ素子５００では、図１に示す有機ＥＬ素子１００と異なり、ハードマスク１１５が形成されていない。具体的には、有機ＥＬ素子５００では、副画素５１０Ｇ、副画素５１０Ｂおよび副画素５１０Ｒに対して、第２電極５１６Ｇ、第２電極５１６Ｂ、および第２電極５１６Ｒの上に、膜５１４Ｇ、膜５１４Ｂおよび膜５１４Ｒが形成されている。これによっても有機化合物層５１７Ｇ、有機化合物層５１７Ｂ、および有機化合物層５１７Ｇは、膜５１４Ｇ、膜５１４Ｂおよび膜５１４Ｒによって、大気等のガスまたはプロセスガスに曝されることを防止している。
＜５．有機ＥＬ素子の平面レイアウト＞
以上までで、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の構造の変形例の一例を説明した。次に、図１に示したような副画素の平面での配置例の一例を図２３〜図２６を参照して説明する。図２３〜図２６は、副画素の平面配置レイアウトの一例を示した図である。
図２３〜図２６に示す矩形は、それぞれ画素開口部を表し、各矩形に表記されるＧ、Ｂ、Ｒはそれぞれ、緑色を発光する副画素Ｇ、青色を発光する副画素Ｂ、赤色を発光する副画素Ｒを示している。破線は、有機化合物層が分断されている箇所を示している。
図２３を参照すると、副画素Ｇ、副画素Ｂ、および副画素Ｒが第１方向（図２３に正対して横方向）に等間隔で順に並んで配置される。副画素Ｇ、副画素Ｂ、および副画素Ｒはそれぞれ離隔され、それぞれの副画素では有機化合物層が分断されている。また、第１方向と直交する第２方向（図２３に正対して縦方向）では、各副画素と同色の副画素がそれぞれ離隔して配置され、それぞれの副画素では有機化合物層が分断されている。各副画素は、このようなレイアウトで配置されてもよい。副画素Ｂは、副画素Ｇ及び副画素Ｒと比較して単位面積当たりの光量が少ないことがあり得るため、画素面積を拡大することで副画素全体での光量を副画素Ｇ及び副画素Ｒのそれぞれの光量と略同じとなるようにしてもよい。
図２４を参照すると、副画素Ｒと副画素Ｇが順に第２方向（図２４に正対して縦方向）に並んで配置される。副画素Ｒ及び副画素Ｇの第２方向と直交する第１方向（図２４に正対して横方向）には、副画素Ｒと副画素Ｇの第２方向の合計長さと同等の長さを有する副画素Ｂが並んで配置される。第１方向には、これらの副画素Ｒおよび副画素Ｇと副画素Ｂとが、繰り返して並んで配置される。また、第２方向にも同様に副画素Ｒおよび副画素Ｇと副画素Ｂとが、繰り返して並んで配置される。それぞれの副画素は、互いに離隔され、それぞれの副画素では有機化合物層は分断される。各副画素は、このようなレイアウトで配置されてもよい。
図２５を参照すると、図２４と同様に副画素Ｇ、副画素Ｂ、および副画素Ｒが第１方向（図２５に正対して横方向）に等間隔で順に配置される。副画素Ｇ、副画素Ｂ、および副画素Ｒはそれぞれ離隔され、それぞれ副画素では有機化合物層が分断されている。一方で、図２５ではさらに第１方向と直交する第２方向（図２５に正対して縦方向）には、各副画素と同色の副画素がそれぞれ離隔して配置されるものの、同色を発光する副画素間で有機化合物層が分断されていない。このような場合でも、有機化合物層が連続する副画素の各々で、第１電極１１８又は第２電極１１６を分断して形成することで、各副画素を独立して駆動させることができる。これによれば、有機化合物層のパターニングを簡略化することができるため、有機ＥＬ素子１００をより容易に製造することが可能となる。
図２６を参照すると、図２４と同様に、副画素Ｒと副画素Ｇとが順に第２方向（図２６に正対して縦方向）に並んで配置される。副画素Ｒ及び副画素Ｇの第２方向と直交する第１方向（図２６に正対して横方向）には、副画素Ｒと副画素Ｇの第２方向の合計長さと同等の長さを有する副画素Ｂが並んで配置される。第１方向には、これらの副画素Ｒおよび副画素Ｇと副画素Ｂとが、繰り返して並んで配置される。また、第２方向にも同様に副画素Ｒおよび副画素Ｇと副画素Ｂとが、繰り返して並んで配置される。一方で、図２６では、同色の副画素間で有機化合物層は分断されない。このように、複数の同色の副画素で、有機化合物層を連続して設けてもよい。このような場合でも、有機化合物層が連続する副画素の各々で、第１電極１１８又は第２電極１１６を分断して形成することで、各副画素を独立して駆動させることができる。この配置例によれば、有機化合物層の最小加工寸法をより大きくすることができるため、パターニングの際に、有機化合物層の寸法の誤差許容量を緩和でき、より簡素な加工技術にて有機化合物層を加工することができる。
本開示が適用され得る各副画素の平面サイズとしては、例えば、副画素の矩形の長辺が１００μｍ以下であってもよく、さらに微細な１０μｍ以下であってもよい。
本実施形態では、各副画素が矩形である場合に関して説明を行ったが、かかる例に限定されず、各副画素は多様な平面形状であってよい。この場合、平面サイズは、例えば三角形であれば長辺の寸法等であってよく、五角形以上の多角形であれば、該多角形の外接円の直径等であってもよい。また、平面サイズは、円形状であれば、直径であってよく、楕円形状であれば、長径の寸法であってよい。本開示の技術では、このような平面サイズを有する副画素を形成するような微細な加工を要する際に、特に有効に適用できる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
それぞれ異なる色が発光される発光層を少なくとも含む有機化合物層を挟んで第１電極および第２電極が積層される副画素が、前記積層方向と直交する平面上に互いに離隔して少なくとも２つ以上設けられ、
前記有機化合物層の側面は、前記副画素毎に異なる膜で覆われる、
有機ＥＬ素子。
（２）
前記膜は、前記副画素毎に膜厚、膜質、または膜材料の少なくともいずれか一つ以上が異なる、前記（１）に記載の有機ＥＬ素子。
（３）
前記膜の少なくとも１つ以上は、無機系材料で形成される、前記（１）または前記（２）に記載の有機ＥＬ素子。
（４）
前記膜の少なくとも１つ以上は、ＡｌＯ、ＴｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、又はＳｉＯのいずれか１つ以上を含む、前記（３）に記載の有機ＥＬ素子。
（５）
前記膜の少なくとも１つ以上は、有機系材料で形成される、前記（１）または前記（２）に記載の有機ＥＬ素子。
（６）
前記有機系材料は、フッ素原子を含む炭化水素である、前記（５）に記載の有機ＥＬ素子。
（７）
前記副画素は、前記第１電極、前記有機化合物層、および前記第２電極の順に積層されることで形成され、
前記有機化合物層の側面を覆う前記副画素毎に異なる膜は、前記第２電極の側面をさらに覆う、
前記（１）〜前記（６）のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
（８）
前記有機化合物層の上に積層された前記第２電極は、隣接する前記副画素の前記第２電極と接続される、または、
前記有機化合物層の上に積層された前記第２電極の上には、隣接する前記副画素の前記第２電極の上に連続して設けられる共通電極が更に設けられる、
前記（７）に記載の有機ＥＬ素子。
（９）
前記第２電極または前記共通電極は、光の一部を透過し、光の一部を反射する、前記（８）に記載の有機ＥＬ素子。
（１０）
前記第２電極は、カソードである、前記（７）に記載の有機ＥＬ素子。
（１１）
前記第２電極は金属酸化物で形成される、前記（７）に記載の有機ＥＬ素子。
（１２）
前記副画素の平面サイズは、１００μｍ以下である、前記（１）〜前記（１１）のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
（１３）
前記副画素の平面サイズは、１０μｍ以下である、前記（１）〜前記（１１）のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
（１４）
それぞれ異なる色が発光される発光層を少なくとも含む有機化合物層を挟んで第１電極および第２電極が積層される副画素を前記積層方向と直交する平面上に互いに離隔して少なくとも２つ以上形成すること、を含み、
前記副画素の形成では、前記有機化合物層の側面を覆う膜を形成することを、各色を発光する前記有機化合物層を形状加工する都度行う、
有機ＥＬ素子の製造方法。
１１０ 副画素
１１１ 対向ガラス
１１２ カラーフィルタ
１１３ 充填層
１１４ 膜
１１５ ハードマスク
１１６ 第２電極
１１７ 有機化合物層
１１８ 第１電極
１１９ Ｗｉｎｄｏｗ層
１２０ 基板
１３１Ｇ、１３１Ｂ、１３１Ｒ レジスト

Claims (14)

  1. それぞれ異なる色が発光される発光層を少なくとも含む有機化合物層を挟んで第１電極および第２電極が積層される副画素が、前記積層方向と直交する平面上に互いに離隔して少なくとも２つ以上設けられ、
    前記有機化合物層の側面は、前記副画素毎に異なる膜で覆われる、
    有機ＥＬ素子。
  2. 前記膜は、前記副画素毎に膜厚、膜質、または膜材料の少なくともいずれか一つ以上が異なる、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
  3. 前記膜の少なくとも１つ以上は、無機系材料で形成される、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
  4. 前記膜の少なくとも１つ以上は、ＡｌＯ、ＴｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、又はＳｉＯのいずれか１つ以上を含む、請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
  5. 前記膜の少なくとも１つ以上は、有機系材料で形成される、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
  6. 前記有機系材料は、フッ素原子を含む炭化水素である、請求項５に記載の有機ＥＬ素子。
  7. 前記副画素は、前記第１電極、前記有機化合物層、および前記第２電極の順に積層されることで形成され、
    前記有機化合物層の側面を覆う前記副画素毎に異なる膜は、前記第２電極の側面をさらに覆う、
    請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
  8. 前記有機化合物層の上に積層された前記第２電極は、隣接する前記副画素の前記第２電極と接続される、または、
    前記有機化合物層の上に積層された前記第２電極の上には、隣接する前記副画素の前記第２電極の上に連続して設けられる共通電極が更に設けられる、
    請求項７に記載の有機ＥＬ素子。
  9. 前記第２電極または前記共通電極は、光の一部を透過し、光の一部を反射する、請求項８に記載の有機ＥＬ素子。
  10. 前記第２電極は、カソードである、請求項７に記載の有機ＥＬ素子。
  11. 前記第２電極は金属酸化物で形成される、請求項７に記載の有機ＥＬ素子。
  12. 前記副画素の平面サイズは、１００μｍ以下である、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
  13. 前記副画素の平面サイズは、１０μｍ以下である、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
  14. それぞれ異なる色が発光される発光層を少なくとも含む有機化合物層を挟んで第１電極および第２電極が積層される副画素を前記積層方向と直交する平面上に互いに離隔して少なくとも２つ以上形成すること、を含み、
    前記副画素の形成では、前記有機化合物層の側面を覆う膜を形成することを、各色を発光する前記有機化合物層を形状加工する都度行う、
    有機ＥＬ素子の製造方法。
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