JP5061562B2

JP5061562B2 - 発光装置及び電子機器

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Publication number: JP5061562B2
Application number: JP2006267861A
Authority: JP
Inventors: 周一武井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: JP2008091070A

Description

本発明は、発光層を有する発光装置、及び当該発光装置を備えた電子機器に関する。

上記発光装置の一つに、発光層に有機発光材料を用いた有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置がある。有機ＥＬ装置は、薄型、低消費電力、広視野角といった特徴を有しており、多くの電子機器に表示装置として搭載されている。そして、こうした有機ＥＬ装置に対しては、表示情報量の増加や表示品位の向上のため、さらなる高精細化が求められている。

ところで、上記有機ＥＬ装置の製造方法としては、いわゆる液滴吐出法を用いた方法が知られている。これは、基板上に各画素を囲うようにして形成されたバンク（隔壁）の作る凹部に、有機発光材料が溶解又は分散された液滴を吐出し、これを乾燥させることによって発光層を形成するものである（特許文献１参照）。

特開２００４−３１３５９号公報

しかしながら、高精細化のために画素を小さくしていくと、バンクの作る凹部も小さくなる。こうした場合においては、当該凹部に吐出された液滴の表面積を最小に保とうとする表面張力の作用の影響が大きくなり、液滴を乾燥させて得られる発光層の平坦性を確保することが困難になるという問題点がある。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の奏する効果の一つにより、発光層を含む機能層の平坦化を実現させることができる。

本発明の発光装置は、複数の画素を有する発光装置であって、基板と、前記基板上に、前記画素ごとに形成された画素電極と、前記基板上に、前記基板の法線方向から見て一部が前記画素電極の外縁部に重なった状態に形成され、前記画素の発光領域に対応する領域に開口部を有する第１のバンクと、前記第１のバンク上に、複数の前記発光領域を囲うように、かつ前記第１のバンク上のうち前記開口部の近傍を除いた領域に形成された第２のバンクと、前記画素電極、前記第１のバンク、前記第２のバンクによって形作られる凹部に配置された、発光層を含む機能層と、前記機能層を挟んで前記画素電極の反対側に形成された陰極と、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、個々の画素及び発光領域の大きさが液滴吐出法に適さないほど小さい場合であっても、上記凹部に吐出された機能液（機能層の材料を含んだ液体）は、当該凹部が上記発光領域を複数包含する大きさを有するため、凹部の底部に均一な厚さに濡れ広がる。また、第２のバンクは各画素の発光領域（第１のバンクの開口部）の近傍を除いた領域に形成されるため、機能液は、発光領域上において第２のバンクの影響による凹凸が少ない状態で濡れ広がる。上記発光層を含む機能層は、こうした機能液を乾燥させることによって得られるため、高い平坦性を有した状態で形成される。以上から、上記構成により、発光領域における、発光層を含む機能層の平坦化を実現させることができる。また、異なる画素に形成された発光層の厚さを容易に均一にすることができる。これにより、輝度ムラ等の不具合の少ない、高品位な発光を行うことができる。

上記発光装置において、前記画素は、前記発光領域において、複数の発光色のうちいずれか１つの発光を行い、前記第２のバンクによって囲まれた前記複数の発光領域における発光の色は同一であることが好ましい。

このような構成において、ある発光色の光を発する機能層を形成する際には、当該発光色に対応する複数の発光領域を包含する凹部に機能液を吐出することとなり、当該機能液が上記複数の画素にわたって均一な厚さに濡れ広がる。よって、これを乾燥して得られる機能層は、各画素の大きさが液滴吐出法に適さないほど小さい場合であっても、発光領域において高い平坦性を有した状態で形成される。また、異なる画素に形成された発光層の厚さを容易に均一にすることができる。これにより、輝度ムラ等の不具合の少ない、高品位な発光を行うことができる。

上記発光装置においては、等ピッチで配置された複数の前記画素からなる画素列を複数有し、隣り合う前記画素列に含まれる前記画素は、互いに前記画素列方向について半ピッチずつずれて配置されていることが好ましい。

このような構成によれば、ある画素列における画素間に対応する位置に、これと隣接する画素列の画素が配置される。このようにすれば、画素をマトリクス状に配置する場合に比べて、発光領域と発光領域との間隔をより小さくすることができる。これにより、発光領域の配置密度を高めることができるとともに、開口率を向上させることが可能となる。よって、高精細な発光を行うことができ、また発光輝度を高めることができる。

上記発光装置において、前記第１のバンクは親水性を有することが好ましい。

このような構成によれば、上記凹部の底部を親水性とすることができる。こうした凹部に吐出された機能液は、凹部の底部に均一に濡れ広がるため、乾燥後の機能層の平坦性を向上させることができる。

上記発光装置において、前記第２のバンクは撥水性を有することが好ましい。

このような構成によれば、上記凹部の側壁を撥水性とすることができる。こうした凹部に吐出された機能液は、側壁に沿って盛り上がってしまう現象が起こりにくく、底部に均一に濡れ広がるため、乾燥後の機能層の平坦性を向上させることができる。

本発明の電子機器は、上記発光装置を備えることを特徴とする。

このような構成の電子機器によれば、輝度ムラ等の表示不良の少ない、高品位な表示を行うことができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

（有機ＥＬ装置）
図１は、本発明の発光装置としての有機ＥＬ装置１の拡大平面図である。有機ＥＬ装置１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光を行う画素５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ（以下まとめて「画素５」とも呼ぶ）を複数備えている。画素５は、同一の色に対応するものが図の縦方向に等間隔（等ピッチ）に並ぶように配置されている。このような画素５の列を画素列と呼ぶ。有機ＥＬ装置１は、赤、緑、青に対応する画素列を複数備えており、これらの画素列は赤、緑、青の順に繰り返し配列され、ストライプ状をなしている。また、隣り合う画素列に含まれる画素５は、画素列方向について半ピッチずつずれて配置されている。すなわち、画素５は千鳥状に配置されており、ある画素列における画素５の間に対応する位置に、これと隣接する画素列の画素５が配置されている。

画素５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、それぞれ発光領域６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ（以下ではまとめて「発光領域６」とも呼ぶ）を有しており、発光領域６において赤、緑、又は青の発光を行う。発光領域６の外形は、画素列に直交する方向に長い、トラック形状（２つの向かい合う半円を２つの直線で結んだ形状）となっている。ここで、上記したように画素５は千鳥状に配置されているため、発光領域６もこれにともなって千鳥状の配置となる。このようにすれば、画素５をマトリクス状に配置する場合に比べて、発光領域６と発光領域６との間隔をより小さくすることができる。これにより、発光領域６の配置密度を高めることができるとともに、開口率を向上させることが可能となる。よって、高精細な発光を行うことができ、また発光輝度を高めることができる。有機ＥＬ装置１は、これら各発光領域６の発光輝度を制御することによってカラー表示を行う発光装置である。

図２は、有機ＥＬ装置１の電気的な構成を示した模式的な回路図である。有機ＥＬ装置１は、複数の走査線２３と、この走査線２３の延設方向に対して交差する方向に延設された複数のデータ線２４と、このデータ線２４に並列する複数の共通給電線２５とを有している。走査線２３とデータ線２４との交差に対応して画素５が設けられている。走査線２３は、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路２８に接続されている。データ線２４は、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ線駆動回路２９に接続されている。

画素５の各々には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子２６，２７が形成されている。ＴＦＴ素子２６のゲート電極には、走査線２３を介して走査信号が供給される。ＴＦＴ素子２６のソース電極は、データ線２４に接続されており、ＴＦＴ素子２６のドレイン電極は、データ線２４から供給される画像信号を保持する保持容量２１に接続されている。保持容量２１によって保持された画像信号は、電流制御用のＴＦＴ素子２７のゲート電極に供給される。ＴＦＴ素子２７のソース電極は共通給電線２５に、またドレイン電極は有機ＥＬ素子３に、それぞれ接続されている。ＴＦＴ素子２７がオンとなると、共通給電線２５から有機ＥＬ素子３に駆動電流が流れ込み、有機ＥＬ素子３が発光する。

このように、有機ＥＬ装置１は、駆動電流が流れることによって発光する有機ＥＬ素子３をＴＦＴ素子２６，２７で駆動制御する発光装置である。なお、図２においては走査線２３、データ線２４、共通給電線２５が直線状に描かれているが、画素５の千鳥配置に対応して適宜屈曲した状態で形成されていてもよい。

図３は、図１中のＡ−Ａ線における有機ＥＬ装置１の断面図である。この図を用いて、有機ＥＬ装置１の画素５の構造について説明する。

有機ＥＬ装置１は、本発明における基板としてのガラス基板１０を基体として構成されている。ガラス基板１０上にはシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）等からなる下地保護膜３１が形成されている。下地保護膜３１上には、ＴＦＴ素子２６（図３においては不図示），２７が形成されている。

より詳しくは、下地保護膜３１上に、ポリシリコン膜からなる半導体膜３６が島状に形成されている。半導体膜３６には不純物の導入によってソース領域、ドレイン領域が形成され、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域となっている。下地保護膜３１及び半導体膜３６の上には、シリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜３２が形成され、ゲート絶縁膜３２上には、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等からなるゲート電極３７が形成されている。ゲート電極３７及びゲート絶縁膜３２の上には、第１層間絶縁膜３３と第２層間絶縁膜３４とがこの順に積層されている。ここで、第１層間絶縁膜３３及び第２層間絶縁膜３４は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）、チタン酸化膜（ＴｉＯ₂）などの無機絶縁膜から構成されている。なお、下地保護膜３１から第２層間絶縁膜３４までの構成要素を、以下ではまとめて「回路素子層１９」とも呼ぶ。

第１層間絶縁膜３３の上層には、共通給電線２５が形成されている。共通給電線２５は、第１層間絶縁膜３３及びゲート絶縁膜３２を貫通して設けられたコンタクトホールを介して半導体膜３６のソース領域に接続されている。

第２層間絶縁膜３４上には、厚さ約５０〜１５０ｎｍのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる光透過性の画素電極１１が画素５ごとに形成されている。画素電極１１は、図１の平面図において、発光領域６より一回り大きな領域に形成されている。この画素電極１１は、第２層間絶縁膜３４、第１層間絶縁膜３３、ゲート絶縁膜３２を貫通して設けられたコンタクトホールを介して半導体膜３６のドレイン領域に電気的に接続されている。こうした構成において、ＴＦＴ素子２７は、ゲート電極３７への電圧の供給によってオン／オフが切り替わり、オン状態となった場合には、共通給電線２５から画素電極１１へ駆動電流を流す働きをする。

画素電極１１の周りには、当該画素電極１１を底部とする凹部を形作るように、親液性を有する無機材料からなる無機バンク１２、及び撥水性を有する有機材料からなる有機バンク１３がこの順に積層されている。無機バンク１２、有機バンク１３は、それぞれ本発明における第１のバンク、第２のバンクに対応する。

無機バンク１２は、画素電極１１の周りを囲うようにして第２層間絶縁膜３４上に配置されており、ガラス基板１０の法線方向から見て、一部が画素電極１１の外縁部に重なった状態に形成されている。換言すれば、無機バンク１２は、画素電極１１より小さな開口部１２ａを有して、画素電極１１に重ねて配置されている。そして、この開口部１２ａは、画素５の発光領域６に対応する領域に設けられている。つまり、図１に示すように、この開口部１２ａの形状が、そのまま発光領域６の形状となる。言い換えれば、無機バンク１２の開口部１２ａの形状は、画素５の発光領域６の形状を規定する。したがって、開口部１２ａの形状は、トラック形状となっている。無機バンク１２は、シリコン酸化膜等の無機絶縁膜からなり、その厚さは約５０〜１００ｎｍである。

無機バンク１２上には、ポリイミドやアクリル樹脂等からなる有機バンク１３が形成されている。有機バンク１３は、後述する正孔輸送層１４及び発光層１５を形成するにあたって液滴吐出法によって機能液を吐出する際、吐出された機能液の塗布領域を規定するものである。有機バンク１３は、図１に示すように、複数の発光領域６を囲うように形成されている。このとき、有機バンク１３に囲まれる発光領域６は、同一の色の発光を行う発光領域６であり、異なる色の発光領域６が混在しないようになっている。本実施形態では、画素列全体を有機バンク１３が囲む構成となっている。

また、有機バンク１３は、無機バンク１２上のうち開口部１２ａの近傍を除いた領域に形成されている。つまり、有機バンク１３の配置領域は、無機バンク１２の開口部１２ａの縁（すなわち発光領域６の縁）から一定距離だけ離れている。

こうした構成によれば、発光領域６の上に積層される構成要素（本実施形態では、後述する正孔輸送層１４及び発光層１５）の、発光領域６内における平坦性を高めることができる。これは、次の理由による。すなわち、有機バンク１３に囲まれた凹部に、液滴吐出法等の液層プロセスによって上記構成要素を形成する場合には、有機バンク１３付近では吐出された機能液の平坦性が失われやすくなる一方で、有機バンク１３から一定距離だけ離れた位置では有機バンク１３による影響を受けにくいため高い平坦性を確保しやすくなる。そして、本実施形態の構成では、発光領域６と有機バンク１３との間に距離が設けられていることにより、発光領域６が、上記平坦性の高くなる領域に位置するようになるためである。

特に、発光領域６の縁から有機バンク１３に至るまでの領域は、親水性を有する無機バンク１２が配置されているため、機能液が平坦に濡れ広がりやすい。そして、こうした親水性領域に囲まれた発光領域６においても、機能液は平坦に濡れ広がる。このため、発光領域６の上に積層される構成要素は高い平坦性をもって形成される。なお、本実施形態では、発光領域６が千鳥状に配置されていることによって、無機バンク１２が露出した上記親水性領域の面積を確保しやすくなっている。

上記画素電極１１、無機バンク１２、有機バンク１３によって形作られる凹部には、液滴吐出法によって形成された正孔輸送層１４及び発光層１５がこの順に配置されている。正孔輸送層１４、発光層１５を含む層は、本発明における機能層に対応し、本明細書ではこれを有機ＥＬ素子３とも呼ぶ。正孔輸送層１４の厚さは約５０ｎｍであり、発光層１５の厚さは約８０〜１２０ｎｍである。発光層１５及び有機バンク１３の上には、これらを覆うように、カルシウム（Ｃａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の積層体である陰極１６が形成されている。陰極１６の上には、水や酸素の侵入を防ぎ、陰極１６あるいは有機ＥＬ素子３の酸化を防止するための、樹脂等からなる封止部材１７が積層されている。

ここで、上記した液滴吐出法とは、有機発光材料等の機能物質が溶解又は分散された機能液の液滴を吐出し、その後、吐出された機能液を乾燥させて溶媒を蒸発させ、機能物質の層を形成する手法である。液滴吐出法には、インクジェット法などが含まれる。

正孔輸送層１４は、導電性高分子材料中にドーパントを含有する導電性高分子層からなる。このような正孔輸送層１４は、例えば、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸を含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）などから構成することができる。

発光層１５は、エレクトロルミネッセンス現象を発現する有機発光物質の層である。画素電極１１と陰極１６との間に電圧を印加することによって、発光層１５には、正孔輸送層１４から正孔が、また、陰極１６から電子が注入される。発光層１５は、これらが結合したときに光を発する。発光層１５からの発光スペクトルは、材料の発光特性や膜厚に依存する。本実施形態では、発光領域６Ｒ，６Ｇ，６Ｂには、それぞれ赤、緑、青の可視光を発光する発光層１５が形成される。発光層１５から図３の下方に射出された光はそのままガラス基板１０を透過し、また図３の上方に射出された光は陰極１６によって反射された後に下方へ進み、同じくガラス基板１０を透過する。

このような構成の有機ＥＬ装置１は、ボトムエミッション型と呼ばれる。なお、有機ＥＬ装置１が、ガラス基板１０とは反対側に向けて表示光を射出するトップエミッション型である場合、陰極１６は、例えば、薄いカルシウム層と、ＩＴＯ層などから構成して光透過性をもたせ、画素電極１１の下層側には、画素電極１１の略全体と重なるようにアルミニウム膜などからなる光反射層を形成する。

ところで、図１中のＢ−Ｂ線、すなわち、有機バンク１３に囲まれた複数の発光領域６を含む位置において有機ＥＬ装置１を切断した場合、その模式断面図は図６（ｃ）のようになる。この図においては、下地保護膜３１から第２層間絶縁膜３４までの構成要素をまとめて回路素子層１９としている。この断面図においては、隣接する発光領域６の間に有機バンク１３が存在しない。したがって、正孔輸送層１４及び発光層１５は、複数の発光領域６を含んだ底部を有する大きな凹部の全体にわたって一つながりに形成されている。

このような構成によれば、各発光領域６の間で、正孔輸送層１４及び発光層１５の厚さにばらつきが生じにくくなる。これにより、各発光領域６における発光輝度が均一になり、輝度ムラ等の不具合の少ない高品位な発光を行うことができる。

以上のような構成の有機ＥＬ装置１は、画素５の発光領域６においてのみ発光し、無機バンク１２が形成された領域においては発光は行われない。これは、図３に示すように、当該領域では、画素電極１１（陽極）と陰極１６との間に絶縁物質である無機バンク１２が配置されていることにより、両電極間の電流経路が遮断されるためである。

（有機ＥＬ装置の製造方法）
続いて、図４から図７を参照しながら、有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。図４は、有機ＥＬ装置１の製造方法を示す工程図であり、図５及び図６は、当該製造方法の各工程における有機ＥＬ装置１の断面図であって、図１中のＢ−Ｂ線の位置に対応する断面図である。

まず、有機ＥＬ装置１の製造に用いる液滴吐出装置について説明する。液滴吐出装置は、基板等のワークに対して相対移動可能なヘッドを有しており、このヘッドに設けられた吐出部から機能液等の液滴を吐出する装置である。図７（ａ）は、液滴吐出装置のヘッド１１４の斜視図であり、図７（ｂ）は、当該ヘッド１１４の吐出部１２７の断面図である。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ヘッド１１４は、複数のノズル１１８を有するインクジェットヘッドである。具体的には、ヘッド１１４は、振動板１２６と、ノズル１１８の開口を規定するノズルプレート１２８とを備えている。そして、振動板１２６とノズルプレート１２８との間には、液たまり１２９が位置しており、この液たまり１２９には、図示しない外部タンクから孔１３１を介して供給される機能液１４Ｌが常に充填される。

また、振動板１２６とノズルプレート１２８との間には、複数の隔壁部１２２が位置している。そして、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、一対の隔壁部１２２と、によって囲まれた部分がキャビティ１２０である。キャビティ１２０はノズル１１８に対応して設けられているため、キャビティ１２０の数とノズル１１８の数とは同じである。キャビティ１２０には、一対の隔壁部１２２間に位置する供給口１３０を介して、液たまり１２９から機能液１４Ｌが供給される。なお、本実施形態では、ノズル１１８の直径は、約２７μｍである。

振動板１２６上には、それぞれのキャビティ１２０に対応して、振動子１２４が配置されている。振動子１２４のそれぞれは、ピエゾ素子１２４Ｃと、ピエゾ素子１２４Ｃを挟む一対の電極１２４Ａ，１２４Ｂとを含む。液滴吐出装置の制御部が、この一対の電極１２４Ａ，１２４Ｂの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル１１８から機能液１４Ｌの液滴が吐出される。ここで、ノズル１１８から吐出される材料の体積は、０ｐｌ以上４２ｐｌ（ピコリットル）以下の間で可変である。

１つのノズル１１８と、ノズル１１８に対応するキャビティ１２０と、キャビティ１２０に対応する振動子１２４と、を含んだ部分が吐出部１２７である。よって、１つのヘッド１１４は、ノズル１１８の数と同じ数の吐出部１２７を有する。吐出部１２７は、ピエゾ素子１２４Ｃの代わりに電気熱変換素子を有してもよい。つまり、吐出部１２７は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して材料を吐出する構成を有していてもよい。

続いて、図４に示す工程図に沿って有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。

まず、ステップＳ１では、公知の成膜技術等を用いて、ガラス基板１０の表面に回路素子層１９を形成する。続くステップＳ２では、回路素子層１９上に、ＩＴＯからなる画素電極１１を形成する（図５（ａ））。

次に、ステップＳ３では、回路素子層１９及び画素電極１１の上に、無機バンク１２を形成する（図５（ｂ））。より詳しくは、まず常圧又は減圧ＣＶＤ法等により回路素子層１９及び画素電極１１の上にシリコン酸化膜を形成し、その後、ドライエッチング等により開口部１２ａを形成する。上述したように、開口部１２ａは、発光領域６に対応するトラック形状となるように形成する。

このステップＳ３では、無機バンク１２の表面に親液性を高めるための加工を行ってもよい。例えば、無機バンク１２にシリカ（ＳｉＯ₂）の微粒子と酸化チタン（ＴｉＯ₂）の微粒子とを含有する親液層を積層させ、これに紫外線を照射することによって無機バンク１２の親液性を高めることができる。

次に、ステップＳ４では、無機バンク１２上に有機バンク１３を形成する（図５（ｃ））。より詳しくは、まずアクリル樹脂等をスピンコート等により塗布し、その後フォトリソグラフィー等によってパターニングする。このときの有機バンク１３の形成領域は、図１に示すように、各画素列を囲うような領域である。また、無機バンク１２の開口部１２ａから一定の距離をおいて配置する。このステップＳ４を経て、画素電極１１、無機バンク１２を底部とし、有機バンク１３を側壁とする凹部が形成される。

ここで、ステップＳ４では、有機バンク１３の表面に対して、プラズマ処理を併せて行う。プラズマ処理は、有機バンク１３の形成されたガラス基板１０をフルオロカーボン系化合物を含有するガスにさらし、当該ガスにエネルギーを与えてプラズマ化して有機バンク１３の表面と反応させて行う。このプラズマ処理によって、有機バンク１３の撥液性を高めることができる。

次に、ステップＳ５では、上記凹部に正孔輸送層１４の材料を含んだ機能液１４Ｌを液滴吐出法により吐出する（図５（ｄ））。より詳しくは、液滴吐出装置のヘッド１１４から機能液１４Ｌの液滴を上記凹部の底部に向けて吐出する。機能液１４Ｌとしては、例えばＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液を用いることができる。ここで、上述したように、無機バンク１２が親液性を有し、また有機バンク１３が撥液性を有するように加工されていることから、凹部の底部が親液性に、また側壁が撥液性になっている。このため、こうした凹部に吐出された機能液１４Ｌは、凹部の底部に均一に濡れ広がる。

また、本実施形態によれば、機能液１４Ｌは、各画素５又は発光領域６の大きさが液滴吐出法に適さないほど小さい場合であっても、各発光領域６の位置において高い平坦性をもって均一な厚さとなるように配置される。これは、機能液１４Ｌが、複数の発光領域６を含むように形成された大きな凹部に吐出されるためである。つまり、吐出された機能液１４Ｌの表面積が大きくなるため、機能液１４Ｌに生ずる、表面積を最小に保とうとする表面張力の作用の影響が相対的に小さくなるからである。

ところで、吐出された機能液１４Ｌは、側壁となる有機バンク１３の近傍では表面状態が乱れて平坦性を失い、有機バンク１３から一定の距離だけ離れた部位では有機バンク１３による影響を受けにくくなるため高い平坦性が実現される傾向にある。そして、上述したように、有機バンク１３は、無機バンク１２の開口部１２ａ（発光領域６）の縁から一定距離だけ離れた位置に形成されている。したがって、こうした構成によれば、発光領域６は、機能液１４Ｌの平坦性が高くなる領域に相当するようになる。このように、機能液１４Ｌは、発光領域６上において有機バンク１３の影響による凹凸が少ない状態で均一な厚さで濡れ広がる。

次に、ステップＳ６では、機能液１４Ｌを乾燥させて正孔輸送層１４を形成する（図６（ａ））。より詳しくは、機能液１４Ｌを高温環境下で乾燥又は焼成して溶媒を蒸発させ、機能液１４Ｌに含まれるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを固形化させることにより、上記凹部の底部に正孔輸送層１４を形成する。この乾燥工程中も、機能液１４Ｌは、凹部の底部に均一に濡れ広がった状態に保たれるため、乾燥後に得られる正孔輸送層１４も凹部の底部に均一な厚さに形成される。特に、各発光領域６において凹凸が少ない状態で形成されるとともに、異なる発光領域６の間の厚さのばらつきが少ない状態で形成される。

続くステップＳ７では、次に行うステップを選択する。すなわち、ステップＳ６の終了時に機能層（本実施形態では正孔輸送層１４と発光層１５とからなる有機ＥＬ素子３）が完成していればステップＳ８に進み、機能層の完成までにさらに異なる層の形成が必要な場合にはステップＳ５に進む。ここでは、さらに発光層１５の積層が必要なので、ステップＳ５に進む。

２回目のステップＳ５、ステップＳ６では、正孔輸送層１４の上に発光層１５を形成する。具体的には、ステップＳ５において、凹部の底部（この段階では正孔輸送層１４）に発光層１５の材料を含んだ機能液（不図示）を液滴吐出法により吐出し、ステップＳ６において、当該機能液を乾燥、固形化させることによって発光層１５を形成する（図６（ｂ））。そして、ステップＳ５、ステップＳ６を３度繰り返して、赤、緑、青に対応する画素列の凹部に、それぞれ赤、緑、青の光を発する発光層１５を形成する。ここで用いる液滴吐出装置としては、正孔輸送層１４の形成の際に用いた液滴吐出装置において機能液を入れ替えたものであってもよいし、これとは異なる液滴吐出装置を用いてもよい。

こうして得られた発光層１５も、正孔輸送層１４と同様に凹部の底部に均一な厚さに形成される。特に、各発光領域６において凹凸が少ない状態で形成されるとともに、異なる発光領域６の間の厚さのばらつきが少ない状態で形成される。

このように、正孔輸送層１４及び発光層１５は、上記凹部によって規定される領域の全体にわたって形成される。つまり、正孔輸送層１４及び発光層１５は、個別の発光領域６に対して一つずつ形成されるのではなく、複数の発光領域６を含む領域に、同一層に連続して一つながりに形成される。このような構成によれば、各々の発光領域６における正孔輸送層１４及び発光層１５の厚さを均一にすることができる。

こうして正孔輸送層１４と発光層１５とからなる有機ＥＬ素子３（機能層）が完成する。したがって、続くステップＳ７ではステップＳ８へ進む工程を選択する。

ステップＳ８では、発光層１５の形成されたガラス基板１０上の略全体に、カルシウム及びアルミニウムをこの順に積層させることにより、陰極１６を形成する。続くステップＳ９では、陰極１６上に、樹脂からなる封止部材１７を形成する（図６（ｃ））。なお、封止の方式は封止部材１７によるものに限られず、シール剤を介してガラス基板等を貼り合わせる缶封止の方式等とすることもできる。

以上のステップを経て、有機ＥＬ装置１が完成する。こうして得られた有機ＥＬ装置１は、各発光領域６の間で、正孔輸送層１４及び発光層１５の厚さにばらつきが生じにくくなるとともに、各発光領域６内における正孔輸送層１４及び発光層１５の平坦性を高くすることができる。これにより、各発光領域６における発光輝度が均一になり、輝度ムラ等の不具合の少ない高品位な発光を行うことができる。

（電子機器）
上述した有機ＥＬ装置１は、例えば図８に示すような、電子機器としての携帯電話機２００に搭載して用いることができる。携帯電話機２００は、表示部２１０及び操作ボタン２２０を有している。表示部２１０は、内部に組み込まれた有機ＥＬ装置１によって、操作ボタン２２０で入力した内容や着信情報を始めとする様々な情報について、輝度ムラ等の不具合の少ない、高品位な表示を行うことができる。

なお、本発明を適用した有機ＥＬ装置１は、上記携帯電話機２００の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に用いることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。

（変形例１）
画素５及び発光領域６の配置や形状は、上記実施形態のものに限られず、必要に応じて変更することができる。

図９は、発光領域６の形状を正六角形とした有機ＥＬ装置１Ａの拡大平面図である。有機ＥＬ装置１Ａにおいても、発光領域６は千鳥状に配置されている。一つの発光領域６に着目すると、その発光領域６は、周囲を６つの発光領域６に囲まれている。そして、各発光領域６の正六角形の一辺が、隣接する発光領域６の一辺と平行となるように配置されている。こうした構成により、発光領域６の配置密度を高めることができ、高開口率が実現される。また、有機ＥＬ装置１Ａにおいても、発光領域６の形状は、無機バンク１２の開口部１２ａによって規定されている。そして、有機バンク１３は、複数の発光領域６を囲うように形成されている。

図１０は、別の有機ＥＬ装置１Ｂの拡大平面図であり、その発光領域６の形状は、縦に長いトラック形状において直線部分に横方向の膨らみをもたせた形状となっている。有機ＥＬ装置１Ｂにおいても、発光領域６は千鳥状に配置されており、上記膨らみの部分が隣接画素列における発光領域６の中間の位置にあたるように配置されている。こうした構成により、発光領域６の配置密度を高めることができ、高開口率が実現される。また、有機ＥＬ装置１Ｂにおいても、発光領域６の形状は、無機バンク１２の開口部１２ａによって規定されている。そして、有機バンク１３は、複数の発光領域６を囲うように形成されている。

図９、図１０に示したような構成によっても、各発光領域６の間で、正孔輸送層１４及び発光層１５の厚さにばらつきが生じにくくなるとともに、各発光領域６内における正孔輸送層１４及び発光層１５の平坦性を高くすることができる。これにより、各発光領域６における発光輝度が均一になり、輝度ムラ等の不具合の少ない高品位な発光を行うことができる。

なお、発光領域６の形状は、上記以外にも例えば長方形、正方形、多角形、円、楕円等とすることができる。また、画素５及び発光領域６の配置は、千鳥状に限定されるものではなく、例えばマトリクス状の配置とすることもできる。

（変形例２）
上記実施形態の有機ＥＬ装置１は、電子機器の表示部に搭載して利用することが可能な構成のものであるが、これに限定する趣旨ではなく、これに代えて例えば電子写真技術を利用したプリンタに組み込んで用いるラインヘッドに適用することもできる。図１１は、本発明をこうしたラインヘッドに適用した場合の、発光装置としての有機ＥＬ装置１Ｃの拡大平面図である。有機ＥＬ装置１Ｃは、画素５を含む画素列を２列備えており、各画素５の発光領域６は円形となっている。また、発光領域６は、千鳥状に配列されている。発光領域６の形状は、無機バンク１２の開口部１２ａによって規定され、有機バンク１３は、１つの画素列の全ての発光領域６を囲うように形成されている。したがって、上記実施形態と同様に、有機ＥＬ装置１Ｃは、各発光領域６の間で、正孔輸送層１４及び発光層１５の厚さにばらつきが生じにくくなるとともに、各発光領域６内における正孔輸送層１４及び発光層１５の平坦性を高くすることができるという特徴を有する。これにより、各発光領域６における発光輝度が均一になり、輝度ムラ等の不具合の少ない高品位な発光を行うことができる。また、２つの画素列が有機バンク１３によって隔てられているため、各画素列の凹部に異なる材料からなる発光層１５を形成することによって、画素列ごとに発光特性（例えば主発光波長）を異ならせることができる。

（変形例３）
上記実施形態において、機能層としての有機ＥＬ素子３は、正孔輸送層１４と発光層１５とからなる２層構造であるが、必要に応じて電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等を積層させて３層以上としてもよい。この場合は、図４に示す製造方法において、ステップＳ５、Ｓ６を積層数の分だけ繰り返せばよい。こうした構成によれば、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等の効果によって、より効率の良い発光を行うことができる。

（変形例４）
上記実施形態の有機ＥＬ装置１は、赤、緑、青の３色の発光を行うものであるが、これに限定する趣旨ではなく、４色又は５色以上の発光を行うような構成としてもよい。４色の発光を行う場合には、例えば赤、緑、青、シアンの発光を行う４種類の発光層１５を有機バンク１３に囲まれた領域ごとに形成する。また、これ以外の４色の組合せとしては、赤、黄緑、青、エメラルドグリーンの４色とすることができる。この他にも、波長に応じて色相が変化する可視光領域（３８０〜７８０ｎｍ）のうち、青系の色相の発光、赤系の色相の発光と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の発光からなるように選択することができる。ここで「系」との語を用いているが、例えば青系であれば純粋の青の色相に限定されるものでなく、青紫や青緑等を含むものである。赤系の色相であれば、赤に限定されるものでなく橙を含む。

本発明の発光装置としての有機ＥＬ装置の拡大平面図。有機ＥＬ装置の電気的な構成を示した模式的な回路図。図１中のＡ−Ａ線における有機ＥＬ装置の断面図。有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図。（ａ）から（ｄ）は、有機ＥＬ装置の製造方法の各工程における有機ＥＬ装置の断面図であって、図１中のＢ−Ｂ線の位置に対応する断面図。（ａ）から（ｃ）は、有機ＥＬ装置の製造方法の各工程における有機ＥＬ装置の断面図であって、図１中のＢ−Ｂ線の位置に対応する断面図。（ａ）は、液滴吐出装置のヘッドの斜視図であり、（ｂ）は、当該ヘッドの吐出部の断面図。電子機器としての携帯電話機の斜視図。本発明の変形例に係る有機ＥＬ装置の拡大平面図。本発明の変形例に係る有機ＥＬ装置の拡大平面図。本発明の変形例に係る有機ＥＬ装置の拡大平面図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…発光装置としての有機ＥＬ装置、３…機能層としての有機ＥＬ素子、５，５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ…画素、６，６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ…発光領域、１０…基板としてのガラス基板、１１…画素電極、１２…第１のバンクとしての無機バンク、１２ａ…開口部、１３…第２のバンクとしての有機バンク、１４…正孔輸送層、１４Ｌ…機能液、１５…発光層、１６…陰極、１７…封止部材、１９…回路素子層、２６，２７…ＴＦＴ素子、２００…電子機器としての携帯電話機。

Claims

各々が複数の発光色をのうちの所定の発光色を発光する発光層を含む機能層を有する複数の画素を有し、前記複数の発光色のうち同一の発光色に対応するストライプ状に配列された画素列を複数備えた発光装置であって、
基板と、
前記基板上に、前記画素ごとに形成された画素電極と、
前記基板上に、前記基板の法線方向から見て一部が前記画素電極の外縁部に重なった状態に形成され、前記画素の発光領域に対応する領域に開口部を有する第１のバンクと、
前記第１のバンク上に、前記同一の発光色に対応する画素列における複数の前記発光領域を囲うように、前記第１のバンク上のうち前記開口部の近傍を除いた領域において、前記開口部の縁から一定距離だけ離れて形成されるとともに前記機能層を形成するための機能物質を含む機能液の塗布領域を規定する第２のバンクと、
前記画素電極、前記第１のバンク、前記第２のバンクによって形作られる凹部に配置された前記機能層と、
前記機能層を挟んで前記画素電極の反対側に形成された陰極と、
を備え、
前記発光領域の外形は、同一の発光色における前記画素列に直交する方向に長いトラック形状を有することを特徴とする発光装置。
請求項１に記載の発光装置であって、
等ピッチで配置された複数の前記画素からなる画素列を複数有し、
隣り合う前記画素列に含まれる前記画素は、互いに前記画素列方向について半ピッチずつずれて配置されていることを特徴とする発光装置。
請求項１または請求項２に記載の発光装置であって、
前記第１のバンクは親水性を有することを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記第２のバンクは撥水性を有することを特徴とする発光装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。