JP5990742B2 - 有機ｅｌパネルとその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、有機ＥＬパネルとその製造方法に関し、特に、ウェットプロセスで良好に有機発光層を形成するための技術に関する。
近年、有機半導体を用いた各種機能素子の研究開発が進められている。
代表的な機能素子として、有機ＥＬ素子がある。有機ＥＬ素子は電流駆動型の発光素子であり、陽極および陰極とからなる一対の電極対の間に、有機材料を含んでなる機能層を設けた構成を有する。機能層には、有機発光層、バッファ層等が含まれる。機能層と陽極との間には、ホールを注入するためのホール注入層が配設されることがある。駆動には電極対間に電圧を印加し、陽極から機能層に注入されるホールと、陰極から機能層に注入される電子との再結合によって発生する、電界発光現象を利用する。自己発光を行うため視認性が高く、かつ、完全固体素子であるため耐衝撃性に優れるなどの特徴を有することから、各種表示装置における発光素子や光源としての利用が注目されている。
有機ＥＬ素子は、使用する機能層材料の種類によって大きく２つの型に分類される。第１に、主として有機低分子材料を機能層材料とし、これを蒸着法などの真空プロセスで成膜してなる蒸着型有機ＥＬ素子である。第２に、有機高分子材料や薄膜形成性の良い有機低分子材料を機能層材料として含むインクをインクジェット法やグラビア印刷法等のウェットプロセスで塗布・乾燥し、成膜してなる塗布型有機ＥＬ素子である。
現在、塗布型有機ＥＬ素子を用い、大型の有機ＥＬパネルを実現しようとする試みが始まっている。前述したように、塗布型有機ＥＬ素子では、所定材料を含むインクをウェットプロセスで塗布し、機能層を形成する。ウェットプロセスでは機能層を所定位置に塗り分ける際の位置精度が基本的に基板サイズに依存しないため、パネルの大型化に対する技術的障壁が比較的低いというメリットがある。
特許３３６９６１５号公報 特許３７８９９９１号公報
近年、ディスプレイの技術分野において、ハイビジョンなどの高精細化が進み、有機ＥＬパネルにおいてもサブピクセルの微細化が要求されている。
しかしながら有機ＥＬパネルでサブピクセルの微細化が進むと、ウェットプロセスによる製造工程においては有機発光層の塗り分けが困難になる。この問題を図１１を用いて説明する。
図１１は従来の有機ＥＬパネルの製造工程の構成を示す、断面図である。当図では基板１０１の表面に陽極、ホール注入層１０４を形成し、一定間隔（Ｓ2）ごとに一定幅（Ｄ1）のバンク１０５ｃを形成している。そして隣接するバンク１０５Ｃ、１０５Ｃの間の発光領域（一定間隔Ｓ2に対応する領域）に、有機発光材料を含むインク（以下、単に「インク」と称する。）１０６０Ｒ、１０６０Ｇ、１０６０Ｂをそれぞれ塗布した直後の様子を示している。
塗布直後は十分量のインク１０６０Ｒ、１０６０Ｇ、１０６０Ｂを滴下するため、各液面はバンク１０５Ｃ、１０５Ｃの間から上部に盛り上がって張り出している。このため、隣接するインク１０６０Ｒ、１０６０Ｇ、１０６０Ｂの各インク間隙Ｌ1、Ｌ2（ここでは同じ値）が十分でないと、異色間のインク１０６０Ｒ、１０６０Ｇ、１０６０Ｂが接触して混色を起こし、正しく塗布できない。この問題は、サブピクセルサイズ（バンク１０５Ｃ、１０５Ｃ及び発光領域を含むサイズ）が微細化するにつれて顕著になる。
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであって、微細な構造であってもウェットプロセスにおいて有機発光層を適切に形成し、優れた発光特性の発揮を期待できる有機ＥＬパネルとその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様である有機ＥＬパネルは、基板と、前記基板の上方において、互いに交差する第１方向及び第２方向に沿って配設された複数の第１電極と、前記各第１電極の上方において、前記第２方向に隣接する状態で互いに発光色が異なる有機発光材料を含むように形成された第１、第２、第３の各有機発光層と、前記第１及び前記第２の各有機発光層を区画するように設けられた第１隔壁と、前記第２及び前記第３の各有機発光層を区画するように設けられた第２隔壁と、前記各有機発光層の上方に配設され、前記第１電極と極性が異なる第２電極とを有し、前記第２方向における前記第１隔壁と前記第２隔壁の各幅が異なっている構成とする。
本発明の一態様に係る有機ＥＬパネルでは、隣接して配設された第１、第２、第３の各有機発光層を区画する各々の隔壁の幅を異ならせた構造を有する。これにより、インクを塗布した際に混色を生じやすい発光領域において、当該発光領域に塗布されたインクを規定する隔壁の幅を他の隔壁よりも比較的広く設定できるため、隣接する発光領域のインク同士が接触して混色するのを適切に防止できる。その結果、各有機発光層を良好に形成でき、優れた発光特性の有機ＥＬパネルを実現することができる。
実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の概略構成を示すブロック図である。 有機ＥＬ装置１を含むセットの外観の一例を示す外観斜視図である。 表示パネル１０における有機ＥＬ素子１００Ｇの構成を示す模式断面図である。 ラインバンク構造の表示パネル１０の有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの配置を示す部分正面図である。 バンク内におけるインクの液滴保持量とバンク幅との関係を示すグラフである。 ＲＧＢ色毎のバンク内における有機発光層の最大確保膜厚とバンク幅との関係を示すグラフである。 表示パネル１０の製造工程を示す断面図である。 表示パネル１０の製造工程（インク塗布直後の様子）を示す断面図である。 表示パネル１０の製造工程を示す断面図である。 ピクセルバンク構造の表示パネル３０の有機ＥＬ素子の配置を示す部分拡大図である。 従来の表示パネルの製造工程（インク塗布直後の様子）を示す断面図である。
＜本発明の一態様の概要＞
本発明の一態様である有機ＥＬパネルは、基板と、前記基板の上方において、互いに交差する第１方向及び第２方向に沿って配設された複数の第１電極と、前記各第１電極の上方において、前記第２方向に隣接する状態で互いに発光色が異なる有機発光材料を含むように形成された第１、第２、第３の各有機発光層と、前記第１及び前記第２の各有機発光層を区画するように設けられた第１隔壁と、前記第２及び前記第３の各有機発光層を区画するように設けられた第２隔壁と、前記各有機発光層の上方に配設され、前記第１電極と極性が異なる第２電極とを有し、前記第２方向における前記第１隔壁と前記第２隔壁の各幅が異なっている構成とする。
ここで、本発明の別の態様として、前記第２方向に沿った前記第１、第２、第３の各有機発光層の各幅が同一に設定されている構成としてもよい。
また、本発明の別の態様として、前記前記第１、第２、第３の各は、有機発光材料を含むインクを塗布乾燥してなり、前記第１の有機発光層のインクは、前記第２及び前記第３の有機発光層の各インクよりも低濃度であり、前記第１隔壁の前記幅が前記第２隔壁の前記幅よりも広い構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記有機発光層は、有機発光材料を含むインクを塗布乾燥してなり、前記第２の有機発光層のインクは、前記第１及び前記第３の有機発光層の各インクよりも低濃度であり、前記第１隔壁の前記幅が前記第２隔壁の前記幅よりも広い構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記第１の有機発光層は、赤色発光層である構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記第１方向に並ぶ前記各第１電極を区画する第３隔壁を有する構成とすることもできる。
また、本発明の一態様である有機ＥＬパネルは、基板と、前記基板の上方において、互いに交差する第１方向および第２方向に沿って配設された複数の第１電極と、前記各第１電極の上方において、前記第２方向に隣接する状態で互いに発光色が異なる有機発光材料を含むように形成された第１、第２、第３の各有機発光層と、前記第１及び前記第２の各有機発光層を区画するように設けられた第１隔壁と、前記第２及び前記第３の各有機発光層を区画するように設けられた第２隔壁と、前記各有機発光層の上方に配設され、前記第１電極と極性が異なる第２電極とを有し、前記隔壁の一部の領域において、前記第２方向における前記第１隔壁と前記第２隔壁の各幅が異なっている構成とする。
また、本発明の一態様である有機ＥＬパネルの製造方法は、基板を準備する工程と、前記基板の上方において、互いに交差する第１方向および第２方向に沿って複数の第１電極を形成する工程と、前記各第１電極の上方において、前記第２方向に隣接する状態で互いに発光色が異なる有機発光材料を含むように第１、第２、第３の各有機発光層を形成する工程と、前記第１及び前記第２の各有機発光層を区画する第１隔壁と、前記第２及び前記第３の各有機発光層を区画する第２隔壁とを形成する隔壁形成工程と、前記有機発光層の上方に、前記第１電極と極性が異なる第２電極を形成する工程とを有し、前記隔壁形成工程では、前記第２方向における互いの幅が異なるように前記第１隔壁と前記第２隔壁を形成するものとする。
ここで、本発明の別の態様として、前記有機発光層形成工程では、有機発光材料を含むインクを前記第１電極の上方に塗布し、乾燥させることにより各々の前記有機発光層を形成することもできる。
また、本発明の別の態様として、前記隔壁形成工程では、前記第１隔壁の前記幅を前記第２隔壁の前記幅よりも広く形成し、前記有機発光層形成工程では、前記第１の有機発光層のインクとして、前記第２及び前記第３の有機発光層の各インクよりも低濃度であるものを用いることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記隔壁形成工程では、前記第１隔壁の前記幅を前記第２隔壁の前記幅よりも広く形成し、前記有機発光層形成工程では、前記第２の有機発光層のインクとして、前記第１及び前記第３の有機発光層の各インクよりも低濃度であるものを用いることもできる。
以下、本発明の各実施の形態について図面を参酌しながら説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る有機ＥＬ装置１の概略構成を示すブロック図である。
（有機ＥＬ装置１）
有機ＥＬ装置１は、表示パネル１０と、これに接続された駆動制御部２０とを備えてなる。
表示パネル１０は有機ＥＬパネルであり、複数の有機ＥＬ素子が、互いに交差する（ここでは直交する）Ｘ方向及びＹ方向にマトリクス状に配設されている。
駆動制御部２０は、ここでは一例として４つの駆動回路２１〜２４と制御回路２５とで構成されている。駆動回路の数はこれ以外でも良い。
有機ＥＬ装置１の具体的な外観としては、例えば図２に示すテレビシステムの一部とすることができる。有機ＥＬ装置１はＬＣＤのようにバックライトを必要としないので薄型化に適しており、システムデザインという観点から優れた特性を発揮する。
（表示パネル１０の構成）
図３は表示パネル１０に配された有機ＥＬ素子の基本構成を示す、模式的な部分断面図である。当図は図１の表示パネル１０のＡ−Ａ‘矢視図（部分図）である。
表示パネル１０は一例としてトップエミッション型であり、赤（Ｒ）色発光色の有機ＥＬ素子１００Ｒ、緑（Ｇ）色発光色の有機ＥＬ素子１００Ｇ、青（Ｂ）色発光色の有機ＥＬ素子１００Ｂが、バンク１０５Ａ、１０５Ｂで区画された各発光領域において、逆Ｘ方向に沿って同順に繰り返し配置されている。表示パネル１０では、各素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂがサブピクセルとしての発光領域を構成し、隣接する３つの有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを１組として１画素（ピクセル）が構成されている。
このうち図３では緑（Ｇ）色を発光色とする有機ＥＬ素子１００Ｇの周辺構成を示している。
表示パネル１０は各発光領域の内部において、ＴＦＴ基板１０１（以下、単に「基板１０１」と記載する。）の上面に、アノード電極１０２、電極被覆層１０３、ホール注入輸送層１０４を同順に積層している。ホール注入層１０４の上には有機発光層１０６Ｒ（第１有機発光層）、１０６Ｇ（第２有機発光層）、１０６Ｂ（第３の有機発光層）のいずれかが形成され、その上に電子注入層１０７、カソード電極１０８、封止層１０９が順次積層される。
このうちアノード電極１０２、電極被覆層１０３、有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂは、各有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ毎に分離された状態で形成される。ホール注入層１０４、電子注入層１０７、カソード電極１０８、封止層１０９は基板１０１の全体にわたり一様に形成される。
以下、各構成要素を説明する。
（基板１０１）
基板１０１は表示パネル１０の基材となる部分であり、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、又はアルミナ等の絶縁性材料をベースとして形成されている。
図示していないが、基板１０１の上面には有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを駆動するためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されている。
（アノード電極１０２）
アノード電極（第１電極）１０２は、導電性材料からなる単層、あるいは複数の層が積層されてなる積層体から構成される。例えば、Ａｇ（銀）、ＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）、ＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）などを用い形成される。なお、表示パネル１０をトップエミッション型とする場合には、高反射性の材料で形成することが好ましい。
（電極被覆層１０３）
電極被覆層１０３は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を用い形成されており、アノード電極１０２の上面を被覆する。
（ホール注入輸送層１０４）
ホール注入輸送層１０４は、例えば、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、イリジウム（Ｉｒ）などの酸化物からなる層である。このような酸化金属からなるホール注入輸送層１０４は、ホールを安定的に、またはホールの生成を補助して、各有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂに対しホールを注入および輸送する機能を有し、大きな仕事関数を有する。
ここで、ホール注入輸送層１０４を遷移金属の酸化物から構成する場合には、複数の酸化数をとるためこれにより複数の準位をとることができ、その結果、ホール注入が容易になり駆動電圧を低減することができる。
なお、ホール注入輸送層１０４については、上記のような金属酸化物を以って形成する他に、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）などを用い形成することもできる。
（バンク１０５Ａ、１０５Ｂ）
基板１０１の上方におけるホール注入層１０４の表面には、バンク１０５Ａ（第１隔壁）、１０５Ｂ（第２隔壁）を含む複数のバンクが、一定の台形断面を持つライン構造をなすように形成されている。バンク１０５Ａ、１０５Ｂは図４のパネル正面図に示すように、Ｘ方向で異なる発光色の有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂとバスバー領域１００Ｘとをそれぞれ区画するために配され、Ｙ方向を長手とするラインバンクとして、ストライプ状に並設されている。
バンク１０５Ａ、１０５Ｂの材料は特に限定されないが、絶縁性の有機材料（例えばアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等）が好適である。製造時にエッチング処理およびベーク処理などが施されるので、それらの処理に対して過度に変形、変質などをしないような耐性の高い材料であることが好ましい。また表面に撥水性を持たせるため、フッ素処理をすることもできる。
バンク１０５Ａ、１０５Ｂの構造としては、図３に示す単一の構造だけでなく、二層以上の層を積層した多層構造とすることもできる。この場合は、有機材料の層同士または無機材料の層同士、或いは無機材料の層と有機材料の層とを積層して構成することができる。
ここで図８の断面図（製造工程図）に示すように、各有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに対応するバンクのＸ方向ピッチは一定間隔に設定される（Ｓ3）。一方、有機ＥＬ素子１００Ｒを区画するバンク１０５Ｂの幅Ｄ2は、これ以外の有機ＥＬ素子１００Ｇ、１００Ｂ及びバスバー領域１００Ｘを区画するバンク１０５Ａの幅Ｄ１よりも幅広に設定されている。
なお、バンク１０５Ａ、１０５Ｂの配設位置の調整により、発光領域のＸ方向幅（Ｓ3に相当する）を一定としたが、発光色毎に変化させてもよい。
また、バンク１０５Ａ、１０５Ｂの断面形状は台形状に限定されず、例えば直方体状としてもよい。
表示パネル１０において、バンクの「幅」とはバンク断面形状における底辺の長さを指すものとし、図中のＤ1、Ｄ2が相当する。
（有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ）
有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂは、アノード電極１０２から注入されたホールと、カソード電極１０８から注入された電子とが再結合されることにより励起状態が生成されて発光する機能を有する。有機発光層１０６は、ウェットプロセスで形成できる発光性の有機材料を用いて構成する。
具体的な発光性の有機材料としては、例えば、特開平５−１６３４８８号公報に記載のオキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、アンスラセン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体などの蛍光物質を挙げることができる。
表示パネル１０において、有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ及び発光領域の「幅」とは、Ｘ方向幅を指すものとする。
（電子注入層１０７）
電子注入層１０７は、カソード電極１０８から注入された電子を有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂへ輸送する機能を有する。例えば、バリウム、フタロシアニン、フッ化リチウム、あるいはこれらの組み合わせで形成されることが好ましい。
（カソード電極１０８）
カソード電極（第２電極）１０８は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）などで形成される。トップエミッション型の表示パネル１０の場合においては、光透過性の材料で形成されることが好ましい。光透過性については、透過率が８０［％］以上とすることが好ましい。
カソード電極１０８の形成に用いる材料としては、上記の他に、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらのハロゲン化物を含む層と銀を含む層とをこの順で積層した構造を用いることもできる。上記において、銀を含む層は、銀単独で形成されていてもよいし、銀合金で形成されていてもよい。また、光取出し効率の向上を図るためには、当該銀を含む層の上から透明度の高い屈折率調整層を設けることもできる。
（封止層１０９）
封止層１０９は、有機発光層１０６などが水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する機能を有し、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）などの材料を用い形成される。トップエミッション型の表示パネル１０の場合においては、光透過性の材料で形成されることが好ましい。
（バスバー領域１００Ｘ）
素子１００Ｂと素子１００Ｒの間には、図４、図９（ｃ）に示すようにバスバー領域１００Ｘが設けられる。これはバンク１０５Ａ、１０５Ｂの間において、表示パネル１０全体でのカソード電極１０８の導通性を確保するものであり、カソード電極１０８がバスバー（補助電極１０２Ｂ）と電極被覆層１０３Ｂを介して電気接続される。
なおバスバー領域１００Ｘを設ける位置に限定はなく、Ｘ方向に沿って１素子毎の間、或いは数個乃至数十個の素子毎に設けるようにしてもよい。
（バンク１０５Ａ、１０５Ｂの採用による作用及び効果）
以上の構成を持つ表示パネル１０では、Ｘ方向で互いに発光色の異なる有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを区画するバンクのＸ方向幅を部分的に異ならせて設定している。これにより表示パネル１０では、各有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂとバスバー領域１００Ｘの各開口率を従来と同等以上に保ちつつ、有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの各々について最適な膜厚（目標設計膜厚）を確保できる。このように表示パネル１０では、開口率と有機発光層の膜厚の両方を確保できるトータルマージン設計が可能である。
具体的に表示パネル１０では、有機発光層１０６Ｒを形成するインクがその他の有機発光層１０６Ｇ、１０６Ｂを形成するインクに比べて低濃度になっている。従って、予め有機ＥＬ素子１００Ｒを区画する、２つのバンク１０５ＢのＸ方向幅を、これ以外の有機ＥＬ素子１００Ｇ、１００Ｂを区画するバンク１０５ＡのＸ方向幅よりも２倍広い値に設定している（Ｄ2＝２Ｄ1）。これによりパネル製造時には、図８に示すように、インク１０６０Ｒとインク１０６０Ｇとの間のインク間隙Ｌ3が、インク間隙Ｌ1よりも相当に広く保たれる。一方、有機発光層１０６Ｇ、１０６Ｂを規定するバンク１０５Ａは従来と同等以下の細幅に設定できるので、サブピクセルのＸ方向ピッチの増大を防止できる。
その結果、目標設計膜厚の有機発光層を形成するために必要な量の各発光色のインクを塗布しても、インク１０６０Ｒとインク１０６０Ｇの接触を良好に回避でき、有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの各々を適切に形成できる。これによりＲＧＢ各色で最適な膜厚の有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂが形成され、駆動時には表示パネル１０において、良好な発光特性の発揮を期待できる。
さらに、表示パネル１０では各有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂに必要な各膜厚を確保する一方で、幅広のバンクを１０５Ｂのみに限定しているため、表示パネル１０の全体ではサブピクセルのＸ方向ピッチの増加を抑え、各有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ及びバスバー領域１００Ｘの各開口率を確保できる。
このように表示パネル１０では、各有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの良好な形成と、各有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ及びバスバー領域１００Ｘの開口率の維持の両立が可能となっており、表示パネル１０のトータルマージン設計を実現している。従って、高精細な有機ＥＬパネルを期待できるものである。
また、幅広にする隔壁を限定しており、混色のおそれの小さい発光領域を規定する隔壁は細幅に形成できる。このため、すべての隔壁の幅を幅広にする構成に比べ、有機ＥＬパネル上の発光領域の開口率が低下するのを効果的に抑制できる。また、Ｘ方向で隣接する発光領域の幅は自由に設計可能である。したがって、従来と同等の発光特性を維持させたり、逆に発光領域を広げることも可能であり、設計自由度の向上を良好に図ることができる。
このような有機ＥＬパネル１は、基本的にバンク１０５Ａ、１０５Ｂのパターンを適切に設定することで実現できる。よって高精細な有機ＥＬパネルであっても比較的低コストで良好な生産効率に基づいて製造でき、実現性に優れている。
（インクの特性とバンクの幅との関係について）
図５に、一般的な有機ＥＬパネルの隣接バンク間に保持されるインクの保持量（液滴保持量）とバンクの幅との関係を示す。
当図のグラフに示すように、隣接バンク間に保持されるインクの保持量（液滴保持量）とバンクの幅とは比例関係にある。
表示パネルのサイズを一定とする場合、バンクの幅を広くすればインクの保持量は増大するが、その分、発光領域は小さくなる。反対にバンクの幅を細くすれば、インクの保持量は減少し、印刷マージンが制限されるが、サブピクセルを微細化しても発光領域及びバスバー領域の各開口率が上がって発光特性が上がるほか、補助電極１０２Ｂ及びカソード電極の間の導通性向上を期待できる。
このように、バンクの細幅化と印刷マージンの間にはトレードオフの関係が存在する。
また図６に示すように、各発光色の有機発光層の形成に用いるインクは、互いに粘度や濃度等の特性が異なっている。一般にはＲ、Ｇ、Ｂの順にインクが高濃度化する傾向が見られる。このため、それぞれの目標設計膜厚で各発光色の有機発光層を形成しようとすると、Ｒ、Ｇ、Ｂの順にインクの混色が生じやすい。
このように、各色インクの物性の違いや目標膜厚設計が色毎に異なるため、パネル全体としてトータルマージン設計の最適化ができないという問題がある。
一般に、ウェットプロセスで形成される有機発光層の膜厚ＥＭＬdについては以下の関係式（式１）が成立する。
［式１］ ＥＭＬd＝Ｃi×Ｎd
ここでＣiはインク濃度（固形分濃度）、Ｎdはインク液滴数である。
また、インク粘度Ｖiについては以下の関係式（式２）が成立する。
［式２］ Ｖi＝Ｃi×Ｍｗ
ここでＭｗはインク平均分子量である。
なお実際上、インク粘度Ｖiはインク塗布装置におけるインクヘッドの仕様によって決定される。またインク平均分子量Ｍｗについても、用いるインク成分の材料で決定されることとなる。よって、インク成分の材料を変更した場合、当該材料の平均分子量も変化するため、図６の各発光色インクの特性を示す直線の傾きが変化する場合がある。
従って本発明においては、上記関係式を考慮してインク特性を把握し、バンクの幅を設定するのが望ましい。図６に示す実測データは、従来の一般的なＲＧＢ各色のインクについてのものであり、インクに含まれる成分や濃度等によっては特性が変化する場合もある。従ってバンク１０５Ｂの幅は、上記関係式を考慮し、実際に用いるインクの粘度等の特性、並びにインク滴下量等に基づいて適切に設定すべきである。
なお一例として、ＲＧＢ３色に対応するインクのように、互いの特性が異なる第１、第２、第３の各インクを同順に隣接して塗布する場合、さらに以下の事項を目安にできる。
（Ａ）第１のインクが、前記第２及び前記第３の各インクよりも低濃度である場合は、第１のインクを区画するバンクを幅広にする。この（Ａ）の方法によれば、溢れの可能性が最も高いインクを良好にバンクで保持でき、適切に各有機発光層を形成できる。
（Ｂ）第２のインクが、前記第１及び前記第３の各インクよりも高濃度である場合、前記第１隔壁の前記幅を前記第２隔壁の前記幅よりも幅広にする。この（Ｂ）の方法によれば、バンク１０５Ｂの幅を必要量確保しつつ、バンク１０５Ａの幅を極力抑えることができ、トータルとして発光領域の開口率を良好に維持・向上できる。このため、サブピクセルの微細な配置を行う上で有利である。
一例として、表示パネル１０を４０型４Ｋ２Ｋ相当の規格のディスプレイとする場合、各有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｇ、１００ＢのＸ方向ピッチは２３１μｍに設定する。さらに、従来と同様に発光領域の開口率とバスバー領域１００Ｘの開口率を維持するためには、バンク１０５Ａ、１０５ＢのＸ方向幅を１５〜３０μｍ程度に設定する必要がある。ここでＲＧＢ各色のインク物性等の制約により、有機発光層の目標膜厚の確保に必要なバンクの幅について図６に示すような関係が存在する場合は、例えばＤ1を３０μｍ、Ｄ2を１５μｍとする。これにより、ＲＧＢ各色の有機発光層をそれぞれ最適な膜厚で構成し、且つ、発光領域の開口率とバスバー領域１００Ｘの開口率を維持するトータルマージン設計が可能となる。
次に、表示パネル１０の製造方法を図７〜９を用いて例示する。
（表示パネル１０の製造方法）
本実施の形態に係る表示パネル１０の製造方法の一例について、
なお、以下で説明を省略する製造工程については、従来技術の種々の工程を採用することもできる。
先ず、図７（ａ）に示すように基板１０１を準備する。そして当該基板１０１のＺ軸方向上面の各有機ＥＬ素子１００Ｒ、１００Ｂ、１００Ｇ、バスバー領域１００Ｘを形成する各予定領域に、アノード電極１０２と電極被覆層１０３とを順に積層形成する。
次に、前記電極被覆層１０３を含む基板１０１の表面全体を覆うように、ホール注入輸送層１０４を積層形成する。
ここで、上記アノード電極１０２の形成は、例えばスパッタリング法や真空蒸着法を用いＡｇ薄膜を製膜した後、当該Ａｇ薄膜をフォトリソグラフィ法を用いパターニングして行う。
また、電極被覆層１０３の形成は、例えばアノード電極１０２の表面に対し、スパッタリング法などを用いＩＴＯ薄膜を製膜し、当該ＩＴＯ薄膜をフォトリソグラフィ法などを用いパターニングして行う。
またホール注入輸送層１０４の形成は、先ず、電極被覆層１０３の表面を含む基板１０１の表面に対し、スパッタリング法などを用い金属膜を製膜する。その後、形成された金属膜を酸化して行う。
次に、図７（ｂ）に示すように、例えばスピンコート法などを用い、ホール注入輸送層１０４の上を覆うように、バンク材料層１０５０を形成する。バンク材料層１０５０の形成には、感光性レジスト材料を用いる。例えば紫外線硬化型樹脂、一例としてアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などの絶縁性を有する有機材料を用いることができる。
次に図７（ｃ）に示すように、バンク材料層１０５０の上方に、バンクを形成しようとする箇所に所定パターンの開口部５０２が設けられたマスク５０１を配する。ここでは開口部５０２の幅をバンク幅のＤ1またはＤ2に合わせ、マスクのＸ方向幅を形成すべきバンク１０５Ａ、１０５ＢのＸ方向間隙（発光領域及びバスバー領域のＸ方向幅）に相当するＳ1またはＳ3に設定している。
この状態でマスク５０１の開口部５０２を通して紫外線（ＵＶ）を照射し、露光処理を行う。その後は所定の現像処理とベーク処理を実施することでバンク１０５Ａ、１０５Ｂを形成できる。
なお、バンク１０５Ａ、１０５Ｂの材料に無機材料を用いる場合、バンク材料層１０５０の形成は、有機材料を用いる場合と同様、例えば塗布法等で形成できる。前記無機材料のパターニングは、フォトエッチング法に基づき、所定のエッチング液（テトラメチルアンモニウムハイドロキシオキサイド（ＴＭＡＨ）溶液等）を用いてエッチングして行う。
次に図８に示すように、隣接するバンク１０５Ａ、１０５Ｂの間にインク１０６０Ｒ、１０６０Ｇ、１０６０Ｂをインクジェット法等に基づき滴下して塗布する。
このとき各色インク１０６０Ｒ、１０６０Ｇ、１０６０Ｂは、必要な膜厚の有機発光層を形成するために各バンク１０５Ａ、１０５Ｂの高さを超える量を塗布する必要がある。ここで本実施の形態１では、バンク１０５Ｂがバンク１０５Ａよりも幅広に形成されているため、特に混色を生じやすいインク１０６０Ｒと１０６０Ｇとの間の距離Ｌ3は、その他のインク１０６０Ｇ及び１０６０Ｂよりも幅広く離間されている。これによって、少なくともインク１０６０Ｒと１０６０Ｇは接触しにくく制御され、混色の発生を防ぐことが可能である。
このように各インクを塗布した後は、ベーキングを行い、インクを蒸発乾燥させる。
なお、有機発光層の形成方法はこれに限定されず、インクジェット法やグラビア印刷法以外の方法、例えばディスペンサー法、ノズルコート法、スピンコート法、凹版印刷、凸版印刷等の公知の方法によりインクを滴下・塗布しても良い。
これにより適切に各有機発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂが形成される（図９（ａ））。
次に、真空蒸着法等に基づき、有機発光層及びバンクの全面に電子注入層１０７、カソード電極１０８を順次形成する（図９（ｂ））。
続いて、カソード電極１０８の上面に封止層１０９を形成する（図９（ｃ））。以上で表示パネル１０が完成する。
以下、本発明の実施の形態２について、実施の形態１との差異を中心に説明する。
＜実施の形態２＞
図１０は実施の形態２に係る表示パネル３０の構成を示す、パネル正面図である。
表示パネル３０の全体構成は表示パネル１０と同様であるが、主たる特徴として、各素子３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂを取り囲むようにピクセルバンクが形成されている。当該ピクセルバンクには、第１隔壁（３０５Ｂ）、第２隔壁（バンク３０５Ａ）、第３隔壁（３０５Ｄ）が含まれる。このうち素子３００ＲのＸ方向両側に設けられるバンク３０５Ｂは、これ以外のバンク３０５Ａ、３０５Ｄよりも幅広に設定されている。バンク３０５Ａ、３０５Ｄの幅は同一でも異なっていてもよいが、バンク全体のトータルマージン設計を行うため、バンク３０５Ｂに比べて細幅であることが望ましい。
このような構成を持つ表示パネル３０においても、表示パネル１０とほぼ同様の効果を奏する。
すなわち製造工程には、特にバンク３０５ＢのＸ方向幅両側におけるインク同士の混色が抑制され、適切に各有機発光層を形成できる。また、幅広に設定するバンクの領域を３０５Ｂのみに限定していることにより、発光領域及びバスバー領域の開口率の低下を防止し、良好な発光特性を有する表示パネル３０を実現することができる。
＜その他の事項＞
表示パネル１０では、有機発光層１０６Ｇの下方にアノード電極１０２、上方にカソード電極１０８を配設したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば有機発光層１０６Ｇの下方にカソード電極１０８、上方にアノード電極１０２を配設することもできる。このような構成でトップエミッション型とする場合、カソード電極１０８を反射電極層とし、アノード電極１０２を透明電極層とする必要がある。
ホール輸送層の材料は、高分子材料または低分子材料のいずれを用いてもよく、例えば湿式印刷法で成膜できる。上層である有機発光層を形成する際に、有機発光層の材料と混ざらないよう、ホール輸送層の材料は、架橋剤を含むことが好ましい。ホール輸送層の材料としては、フルオレン部位とトリアリールアミン部位を含む共重合体や、低分子量のトリアリールアミン誘導体を例示できる。架橋剤の例としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどを用いることができる。この場合、ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）や、その誘導体（共重合体など）で形成されていることが好適である。
また、ホール注入層と有機発光層の間にはホール輸送層を形成してもよい。ホール輸送層は、ホール注入層から注入されたホールを有機発光層へ輸送する機能を有する。ホール輸送層としては、ホール輸送性の有機材料を用いる。ホール輸送性の有機材料とは、生じたホールを分子間の電荷移動反応により伝達する性質を有する有機物質である。これは、ｐ型の有機半導体と呼ばれることもある。
また、上記実施の形態１、２では、ＲＧＢ各発光色の有機発光層を形成した構成を例示したが、これ以外の発光色で有機発光層を形成してもよい。
上記実施の形態では、第一の有機発光層（上記例では赤色の１０６Ｒ）のＸ方向両側に位置するバンク１０５Ｂを幅広にする構成を例示したが、少なくとも第一の有機発光層に隣接する第２の有機発光層（上記例では緑色の１０６Ｇ）との間のバンクを幅広にすれば、混色の問題を防ぐことができる。バスバー領域１００Ｘへのインク１０６０Ｒの流れ込みを防止したい場合は、上記実施の形態のように、有機発光層１０６ＲのＸ方向両側に位置するバンク１０５Ｂを幅広にすることが望ましい。
本発明の有機ＥＬパネルは、携帯電話用のディスプレイやテレビなどの表示装置、各種光源などに利用可能である。いずれの用途においても、低輝度から光源用途等の高輝度まで幅広い輝度範囲で低電圧駆動される有機ＥＬパネルとして適用できる。このような高性能により、家庭用もしくは公共施設、あるいは業務用の各種ディスプレイ装置、テレビジョン装置、携帯型電子機器用ディスプレイ、照明光源等として、幅広い利用が可能である。
Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3 バンク幅
Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3 発光領域幅
Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3 インク間隙
１ 有機ＥＬ装置
１０、３０ 表示パネル（有機ＥＬパネル）
２０ 駆動制御部
２１〜２４ 駆動回路
２５ 制御回路
１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ、３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂ 有機ＥＬ素子
１００Ｘ バスバー領域
１０１ 基板
１０２ アノード電極（第１電極）
１０２Ｂ 補助電極（バスバー）
１０３、１０３Ｂ 電極被覆層
１０４ ホール注入層
１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｄ バンク（隔壁）
１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ 有機発光層
１０７ 電子注入層
１０８ カソード電極（第２電極）
１０９ 封止層
５０１ 露光マスク
５０２ 開口部
１０５０ バンク材料層
１０６０Ｒ、１０６０Ｇ、１０６０Ｂ 有機発光材料を含むインク

Claims (9)

  1. 基板と、
    前記基板の上方において、互いに交差する第１方向及び第２方向に沿って配設された複数の第１電極と、
    前記第１電極の上方において、前記第２方向に隣接する状態で互いに発光色が異なる有機発光材料を含むように形成された第１、第２、第３の各有機発光層と、
    前記第２方向における前記第１の有機発光層の両側に形成された２つの第１隔壁と、
    前記第２方向における前記第２の有機発光層と前記第３の有機発光層との間に形成された第２隔壁と、
    前記各有機発光層の上方に配設され、前記第１電極と極性が異なる第２電極とを有し、
    前記第２方向における前記２つの第１隔壁の各幅が互いに等しく且つ前記第２隔壁の幅より広い
    有機ＥＬパネル。
  2. 前記第２方向に沿った前記第１、第２、第３の各有機発光層の各幅が同一に設定されている
    請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
  3. 前記第１の有機発光層は、赤色発光層である
    請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
  4. 前記第１方向に並ぶ前記各第１電極を区画する第３隔壁を有する
    請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
  5. 基板と、
    前記基板の上方において、互いに交差する第１方向および第２方向に沿って配設された複数の第１電極と、
    前記各第１電極の上方において、前記第２方向に隣接する状態で互いに発光色が異なる有機発光材料を含むように形成された第１、第２、第３の各有機発光層と、
    前記第２方向における前記第１の有機発光層の両側に形成された２つの第１隔壁と、
    前記第２方向における前記第２の有機発光層と前記第３の有機発光層との間に形成された第２隔壁と、
    前記各有機発光層の上方に配設され、前記第１電極と極性が異なる第２電極とを有し、
    前記隔壁の一部の領域において、前記第２方向における前記２つの第１隔壁の各幅が互いに等しく且つ前記第２隔壁の幅より広い
    有機ＥＬパネル。
  6. 基板を準備する工程と、
    前記基板の上方において、互いに交差する第１方向および第２方向に沿って複数の第１電極を形成する工程と、
    前記基板の上方に複数の隔壁を形成する隔壁形成工程と、
    前記隔壁形成工程後に、前記各隔壁間に第１、第２、第３の各有機発光層を形成する有機発光層形成工程と、
    前記第１、第２、第３の各有機発光層の上方に、前記第１電極と極性が異なる第２電極を形成する工程とを有し、
    前記隔壁形成工程では、前記第２方向における前記第１の有機発光層の両側に幅が等しい２つの第１隔壁を形成し、且つ前記第２方向における前記第２の有機発光層と前記第３の有機発光層との間に前記各第１隔壁の幅より狭い幅の第２隔壁を形成し、
    前記有機発光層形成工程では、
    前記各第１電極の上方において、前記第２方向に隣接する状態で互いに発光色が異なる有機発光材料を含むように前記第１、第２、第３の各有機発光層を形成する
    有機ＥＬパネルの製造方法。
  7. 前記有機発光層形成工程では、
    有機発光材料を含むインクを前記第１電極の上方に塗布し、乾燥させることにより各々の前記第１、第２、第３の各有機発光層を形成する
    請求項６に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
  8. 前記有機発光層形成工程では、前記第１の有機発光層のインクとして、前記第２及び前記第３の有機発光層の各インクよりも低濃度であるものを用いる
    請求項７に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
  9. 前記有機発光層形成工程では、前記第２の有機発光層のインクとして、前記第１及び前記第３の有機発光層の各インクよりも高濃度であるものを用いる
    請求項７に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
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