JP6019376B2

JP6019376B2 - 有機ｅｌ表示パネル

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Publication number: JP6019376B2
Application number: JP2013532760A
Authority: JP
Inventors: かおり赤松; 健一年代; 西山　誠司; 誠司西山; 直子水崎
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Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2016-11-02
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Description

本発明は、発光素子を配列した発光表示パネルに関し、特に、有機電界発光素子（以下「有機ＥＬ素子」と称する）を行列状に配列した有機ＥＬ表示パネルに関する。

近年、固体蛍光性物質の電界発光現象を利用した発光素子である有機ＥＬ素子の研究・開発が進んでいる。ＴＦＴ基板上に有機ＥＬ素子を行列状に複数配列した有機ＥＬ表示パネルは、自発光を行う有機ＥＬ素子を利用するため視認性が高く、さらに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。有機ＥＬ素子は画素電極（陽極）及び共通電極（陰極）の電極対の間に、キャリア（正孔と電子）の再結合による電界発光現象を行う有機発光層等を積層して構成される。

上記有機発光層の製法の例として蒸着法と印刷法とが存在する。特に印刷法の一つであるインクジェット法によって有機発光層が形成される場合は、インク滴下により隣接する他の色の材料と混ざる（混色）ことを防ぐために、隣接する他の画素との間を絶縁材料などから構成された隔壁（バンク）によって区画する必要がある。その隔壁を形成する方式には、複数のライン状の隔壁を並設し、有機発光層をストライプ状に区画するラインバンク方式（例えば、特許文献１）と、井桁状（格子状）に形成された隔壁によって各画素の周囲を囲繞するピクセルバンク方式とが存在する。

図１１は、一般的なラインバンク方式の隔壁を有する有機ＥＬ表示パネル９００の構造を示す模式断面図である。基板９１の上面には、有機ＥＬ素子を駆動する薄膜トランジスタのＳＤ電極（ソースドレイン電極）９２、ＳＤ電極９２を被覆する層間絶縁膜９３が形成されている。層間絶縁膜９３上には画素電極９４が形成されており、層間絶縁膜９３に設けられたコンタクトホール９５を介してＳＤ電極９２と接続されている。画素電極９４上には、図面左右方向に向かい合う画素電極９４の端部を被覆するための画素規制層９６が形成されている。画素電極９４および画素規制層９６の上には、有機発光層９７、共通電極９８が順次積層されている。このような構成の有機ＥＬ表示パネル９００では、画素電極９４における画素規制層９６を除く領域Ａ９の上方に形成された有機発光層９７が発光部となっている。

特開２００９−２０００４９号公報

ところで、有機ＥＬ表示パネルのさらなる高輝度化が要求されている。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、高輝度化を図ることが可能な有機ＥＬ表示パネルを提供することを目的とする。

本発明の一態様における有機ＥＬ表示パネルは、基板と、前記基板の上方に行列状に形成された複数の画素電極と、前記画素電極の上方に行方向に延伸して形成され、列方向に向かい合う画素電極の端部を被覆する絶縁膜と、行方向に向かい合う前記画素電極の間に相当する部分の上方に、列方向に延伸して形成された隔壁と、前記隔壁により構成される開口部内に形成された正孔輸送層と、前記開口部における前記正孔輸送層の上方に形成された有機発光層と、前記有機発光層の上方に形成された共通電極と、を備える有機ＥＬ表示パネルであって、前記画素電極における前記絶縁膜を除く領域の上方に形成された有機発光層を発光部とする第１発光部と、前記画素電極の上方であり、かつ、前記絶縁膜の上方の領域に形成された有機発光層を発光部とする第２発光部と、から光が発せられる。

本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示パネルでは、従来から発光部として機能していた第１発光部に加えて、従来では発光部として機能していなかった領域、すなわち、画素電極の上方であり、かつ、絶縁膜の上方の領域に形成された有機発光層を第２発光部として機能させることができる。この結果、有機ＥＬ表示パネルにおける発光面積を拡張することができるため、発光輝度の向上を図ることができる。

したがって、本発明によれば高輝度化を図ることが可能である。

実施の態様に係る有機ＥＬ表示パネル１００の構成を模式的に示す平面図である。（ａ）図１におけるＡ−Ａ’断面図と、（ｂ）図１におけるＢ−Ｂ’断面図である。第２発光部Ａ２，Ａ２’が生まれる原理を説明するための図である。有機ＥＬ表示パネル１００を構成する各層の電荷再結合の分布を示すシミュレーション結果である。有機ＥＬ表示パネル１００を構成する各層の電荷再結合の分布を示すシミュレーション結果である。比較例に係る有機ＥＬ表示パネルを構成する各層の電荷再結合の分布を示すシミュレーション結果である。画素規制層の膜厚が異なる種々の実験用パネルにおける発光実験の結果を示す図である。有機ＥＬ表示パネル１００の製造方法の一例を示す図である。有機ＥＬ表示パネル１００の製造方法の一例を示す図である。有機ＥＬ表示パネル１００の製造方法の一例を示す図である。一般的なラインバンク方式の隔壁を有する有機ＥＬ表示パネル９００の構造を示す模式断面図である。

≪本発明の一態様の概要≫
本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示パネルは、基板と、前記基板の上方に行列状に形成された複数の画素電極と、前記画素電極の上方に行方向に延伸して形成され、列方向に向かい合う画素電極の端部を被覆する絶縁膜と、行方向に向かい合う前記画素電極の間に相当する部分の上方に、列方向に延伸して形成された隔壁と、前記隔壁により構成される開口部内に形成された正孔輸送層と、前記開口部における前記正孔輸送層の上方に形成された有機発光層と、前記有機発光層の上方に形成された共通電極と、を備える有機ＥＬ表示パネルであって、前記画素電極における前記絶縁膜を除く領域の上方に形成された有機発光層を発光部とする第１発光部と、前記画素電極の上方であり、かつ、前記絶縁膜の上方の領域に形成された有機発光層を発光部とする第２発光部と、から光が発せられる。

また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示パネルの特定の局面では、前記絶縁膜は酸化シリコン、窒化シリコン、および酸窒化シリコンの少なくともいずれかを含んで構成され、当該絶縁膜の膜厚は１０ｎｍ以上７５ｎｍ以下である。

また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示パネルの特定の局面では、前記正孔輸送層における正孔移動度は、前記有機発光層における正孔移動度に対して１０³倍以上１０⁵倍以下である。

また、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示パネルの特定の局面では、第２発光部における発光量が、第１発光部における発光量の１０分の１以上である。

≪実施の態様≫
［有機ＥＬ表示パネル１００の構成］
図１は、実施の態様に係る有機ＥＬ表示パネル１００の構成を模式的に示す平面図である。図２（ａ）は図１におけるＡ−Ａ’断面図（ＹＺ断面図）であり、図２（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ’断面図（ＺＸ断面図）である。

有機ＥＬ表示パネル１００は、有機材料の電界発光現象を利用したパネルであり、いわゆるトップエミッション型である。有機ＥＬ表示パネル１００は、複数の有機ＥＬ素子２０が、ＸＹ方向に行列状に配列されてなる。図１においては、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色に対応する有機ＥＬ素子をそれぞれサブピクセル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとして示しており、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの３つのサブピクセルの組み合わせが１画素に相当する。

有機ＥＬ表示パネル１００の主な特徴は、図２（ａ）に示すように、第１発光部Ａ１と第２発光部Ａ２，Ａ２’を有する点である。

有機ＥＬ表示パネル１００は、その主な構成として、ＴＦＴ基板４、画素電極５、正孔注入層６、画素規制層７、隔壁８、正孔輸送層９、有機発光層１０、共通電極１１を備える。

＜ＴＦＴ基板４＞
ＴＦＴ基板４は、基板１、ＳＤ電極２、層間絶縁膜３からなる。

基板１は、有機ＥＬ表示パネル１００のベース部分となる基板であって、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で形成されている。

基板１の表面に形成されたＳＤ電極２は、有機ＥＬ素子２０をアクティブマトリクス方式で駆動するためのＴＦＴのソースドレイン電極である。ＴＦＴは、チャネル材料にシリコンを用いたものでも、インジウムガリウム亜鉛酸化物などの酸化物半導体を用いたものでも、ペンタセン等の有機半導体を用いたものでもよい。

層間絶縁膜３は、例えばポリイミド、ポリアミド、アクリル系樹脂材料等の絶縁性に優れる有機材料からなり、基板１のＴＦＴを被覆している。この層間絶縁膜３には、有機ＥＬ素子２０毎に、厚み方向（Ｚ方向）に掘り下げたコンタクトホール１３が形成されている。このコンタクトホール１３は円形の下面を持つ孔であり、コンタクトホール１３を介してＳＤ電極２と画素電極５が電気的に接続される。

＜画素電極５＞
ＴＦＴ基板４の上には、画素電極（陽極）５が形成されている。画素電極５は層間絶縁膜３に設けられたコンタクトホール１３に沿うように設けられており、このコンタクトホール１３を介して画素電極５とＳＤ電極２が接続される。有機ＥＬ表示パネル１００を本実施の態様のようにトップエミッション型とする場合には、画素電極５は、光反射性であることが好ましい。このような材料としては、例えば、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）等を挙げることができる。画素電極５は、各有機ＥＬ素子２０に対応するようにＸＹ方向に行列状に形成されている。

＜正孔注入層６＞
画素電極５の上には、正孔注入層６が形成されている。正孔注入層６は、画素電極５から有機発光層１０への正孔の注入を促進させる目的で設けられているものであり、画素電極５と同様の形状で形成されている。正孔注入層６としては、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、あるいは、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）などの導電性ポリマー材料を用いることができる。

なお、画素電極５と正孔注入層６との間に、各層間の接合性を良好にする目的でＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層またはＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）層が設けられることもある。

＜画素規制層７＞
正孔注入層６の上には、画素電極５の端部（画素電極５の角部）と共通電極１１間が短絡することを防止することを目的として、画素規制層７が形成されている。画素規制層７は本発明における絶縁膜に相当し、Ｙ方向に向かい合う画素電極５の端部を被覆するように形成されている。画素規制層７は、Ｘ方向に延伸して形成されたライン状の層であって、Ｙ方向に隣接する画素電極５，正孔注入層６同士の間隙並びコンタクトホール１３の内面を覆うように、Ｙ方向に等ピッチ且つ等幅で配されている。

本実施の態様においては、第２発光部Ａ２，Ａ２’を構成するために、画素規制層７の材料には比誘電率が３．８以上のものが用いられており、このような材料としては、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の絶縁性材料が挙げられる。さらに望ましくは、これらの絶縁性材料よりも誘電率が高いハフニウム酸化シリコン、酸窒化ハフニウムアルミネート等の、高誘電率ゲート絶縁膜（いわゆるＨｉｇｈ−ｋゲート絶縁膜）材料である。

さらに、第２発光部Ａ２，Ａ２’を構成するために、画素規制層７の膜厚は１０［ｎｍ］以上７５［ｎｍ］以下の範囲から選択されている。画素規制層７の膜厚が１０［ｎｍ］よりも薄い場合には、画素電極５と共通電極１１とが短絡しない程度に十分に画素電極５の端部を被覆することが困難になるおそれや、絶縁膜破壊やトンネル電流などの発生により短絡してしまうおそれがある。また、画素規制層７の膜厚が７５［ｎｍ］を超える場合、例えば、１００［ｎｍ］の膜厚の酸化シリコンを画素規制層７とした場合には、第２発光部Ａ２，Ａ２’を構成することができなくなる。

＜隔壁８＞
画素規制層７の上には、Ｘ方向に隣接する有機ＥＬ素子２０を区画する目的で隔壁８が形成されている。隔壁８は、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）から構成され、少なくとも表面が撥液性を持つように形成されている。隔壁８は、Ｘ方向に向かい合う画素電極５の間に相当する部分の上方に、Ｙ方向に延伸して形成されたライン状の層であり、Ｘ方向に等ピッチで形成されている。図２（ｂ）に示すように、隔壁８の断面形状は台形であり、その幅は均一である。

＜正孔輸送層９＞
Ｘ方向に隣接する隔壁８により構成される開口部内には、正孔輸送層９が形成されている。正孔輸送層９は、有機発光層１０への正孔輸送を促進させる目的で設けられているものである。本実施の態様では第２発光部Ａ２，Ａ２’を構成するために、正孔輸送層９の材料には有機発光層１０における正孔移動度に対して、１０³倍以上１０⁵倍以下の正孔移動度を有するものが選択される。このような材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）などのトリアリールアミン系化合物等を挙げることができる。

＜有機発光層１０＞
隔壁８により構成される開口部内における正孔輸送層９の上には、有機発光層１０が形成されている。有機発光層１０は、キャリアの再結合による発光を行う部位である。
有機ＥＬ素子２０Ｒにおいては、Ｒに対応する有機材料を含む有機発光層１０が形成されており、有機ＥＬ素子２０Ｇにおいては、Ｇに対応する有機材料を含む有機発光層１０が形成されており、有機ＥＬ素子２０Ｂにおいては、Ｂに対応する有機材料を含む有機発光層１０が形成されている。上述したように、有機発光層１０を構成する材料は、その正孔移動度が正孔輸送層におけるものの１０³分の１以上１０⁵分の１以下となるように選択される。

有機発光層１０として用いることが可能な材料としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリフルオレンや、例えば、特許公開公報（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、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、希土類錯体等の蛍光物質等が挙げられる。

なお、図２（ａ）においてＢ１で示す領域は、画素電極５が形成されていない領域に相当し、光を発さない非発光部である。

＜共通電極１１＞
有機発光層１０の上には、その全面に亘って共通電極（陰極）１１が形成されている。有機ＥＬ表示パネル１００はトップエミッション型であるため、共通電極１１にはＩＴＯ、ＩＺＯ等の透光性の導電材料が用いられている。

＜その他＞
コンタクトホール１３の上方の領域においては、画素電極５だけでなく正孔注入層６、画素規制層７、正孔輸送層９、有機発光層１０、共通電極１１もこのコンタクトホール１３に沿って形成される。この結果、コンタクトホール１３の上方に窪み部１５が形成される。

共通電極１１の上には、有機発光層１０が水分や空気等に触れて劣化することを抑制する目的で封止層が設けられる。有機ＥＬ表示パネル１００はトップエミッション型であるため、封止層の材料としては、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の光透過性材料を用いる。

［第２発光部Ａ２，Ａ２’が生まれる原理］
画素規制層７、正孔輸送層９、有機発光層１０の材料を、所定条件を満たすように選択することで、第２発光部を構成することができる。この所定条件とは、（１）画素規制層７の比誘電率が３．８以上であること、（２）画素規制層７の膜厚が１０［ｎｍ］以上７５［ｎｍ］以下であること、（３）正孔輸送層９が有機発光層１０に対して１０³倍以上１０⁵倍以下の正孔移動度を有することの３つの要件を全て満たすことが望ましい。

図３は、第２発光部Ａ２，Ａ２’が生まれる原理を説明するための図である。図３（ａ）は、図２（ａ）に示すＹＺ断面図（図１におけるＡ−Ａ’断面図）の一部を取り出した図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）における破線部分の模式拡大図である。

画素電極５と共通電極１１との間に電流が流されると、図３（ｂ）の矢印で示すように、両電極間に存在する画素規制層７、正孔輸送層９、有機発光層１０に電界が生じる。ここで、正孔輸送層９には、有機発光層１０に対して１０³倍以上１０⁵倍以下の正孔移動度を有する材料が用いられている（上記（３）の要件）。有機発光層１０の内部よりも正孔輸送層９の内部の方が正孔２３が移動し易くなる結果、図３（ｂ）に破線の矢印で示すように、正孔輸送層９中に存在する正孔２３が画素規制層７上にまで回り込むことができる。上記（３）の要件を満たさない場合には、正孔輸送層９中に存在する正孔２３が画素規制層７上にまで回り込みにくくなるため、第２発光部は生まれない。

図３（ｂ）に図示されていない第２発光部Ａ２’についても、第２発光部Ａ２と同様の原理で説明することができる。

［各種実験］
（各層の電荷再結合）
図４，５は、有機ＥＬ表示パネル１００を構成する各層の電荷再結合の分布を示すシミュレーション結果である。図４，５の各図における、各領域に付したハッチングと電荷の再結合量との関係は、同図の下部に記載した凡例を参照されたい。

有機ＥＬ素子においては、電子と正孔の再結合により生じるエネルギーのほとんどが発光として放出されることが知られている。そのため、電荷の再結合量と有機発光層における発光量との相関が強い。以下、電荷の再結合量を有機発光層１０における発光量と仮定し、説明を続ける。

図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、画素規制層７上の有機発光層１０の膜厚が画素電極５上の有機発光層１０の膜厚と等しい場合のシミュレーション結果である。図５は、有機発光層１０の上面が均一にならされた結果、画素規制層７上の有機発光層１０の膜厚と画素電極５上の有機発光層１０の膜厚とが異なる場合のシミュレーション結果である。図４の場合の方が、図５と比較して全体的に有機発光層１０の膜厚が厚くなっている。図４，５において、画素電極５上の有機発光層１０の膜厚は８０［ｎｍ］である。また、図５において、画素規制層７上の有機発光層１０の膜厚はそれぞれ、（ａ）が７０［ｎｍ］、（ｂ）が６０［ｎｍ］、（ｃ）が５０［ｎｍ］である。

また、図４，５の各図において、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、画素規制層７の膜厚を１０［ｎｍ］，２０［ｎｍ］，３０［ｎｍ］とした場合のシミュレーション結果である。なお、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）においては、有機発光層１０の膜厚はそれぞれ同一である。しかし、画素規制層７が存在する領域における共通電極１１の膜厚は、画素規制層７の膜厚が厚くなるに従って薄くなっている。図５（ａ），（ｂ），（ｃ）においては、共通電極１１の膜厚がそれぞれ同一である一方、画素規制層７が存在する領域における有機発光層１０の膜厚は、画素規制層７の膜厚が厚くなるに従って薄くなっている。

図４，５の各図において、画素電極５上に存在する正孔輸送層９と有機発光層１０との界面付近だけでなく、画素規制層７上に存在する正孔輸送層９と有機発光層１０との界面付近においても、比較的発光が増大していることがわかる。これは、画素規制層７上に存在する正孔輸送層９に正孔が回り込み、正孔輸送層９と有機発光層１０との界面でキャリアの再結合が良好に行われていることを示すものである。

また、図４と図５とを比較すると、有機発光層１０の膜厚が薄い図５の場合の方が、画素規制層７上に存在する正孔輸送層９と有機発光層１０との界面付近における発光が多く、さらに、強発光領域がより広範に広がっていることがわかる。この傾向は、有機発光層１０の膜厚が異なる図５（ａ），（ｂ），（ｃ）の比較によっても見て取れる。これは、有機発光層１０の膜厚が薄い方が、画素電極と共通電極との間に電流が流された場合に生じる電界がより大きなものになり、画素規制層７上に存在する正孔輸送層９と有機発光層１０との界面でのキャリアの再結合が活発に行われることが理由として考えられる。

さらに、有機発光層１０の膜厚が同一であるが画素規制層７の膜厚が互いに異なる図４（ａ），（ｂ），（ｃ）を比較すると、画素規制層７の膜厚が厚いほど、画素規制層７の斜面近傍の正孔輸送層９と有機発光層１０との界面付近（図４において破線で囲った領域）における発光が強くなっている。したがって、画素規制層７の膜厚が厚いほどキャリアの再結合がより良好に行われていることがわかる。この理由としては、本来、画素電極５と共通電極１１間の縦方向にしか生じない電界が、画素規制層７によって斜めに電界が発生する結果、画素規制層７の斜面近傍で強電界となるためであると考えられる。

なお、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）の比較によっても、画素規制層７の膜厚が厚くなるに従って、画素規制層７上に存在する正孔輸送層９と有機発光層１０との界面付近における発光が強くなっているのが見て取れる。しかしながら、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）では、画素規制層７の膜厚が厚くなるのに伴って有機発光層１０の膜厚が薄くなっている。そのため、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）間における発光強度の違いには、画素規制層７の膜厚による影響と有機発光層１０の膜厚による影響の両方が含まれていることになる。

なお、画素規制層７上に存在する正孔輸送層９と有機発光層１０との界面付近において発光が生じているとする根拠は、第２発光部に相当する領域における再結合量が、従来から発光部として機能していた第１発光部に相当する領域における再結合量と同等であるからである。すなわち、画素電極５上に存在する正孔輸送層９と有機発光層１０との界面付近における再結合量と、画素規制層７上に存在する正孔輸送層９と有機発光層１０との界面付近における再結合量とが同程度であるからである。

ここで、画素電極５の上方であり、かつ、画素規制層７の上方の領域に形成された有機発光層１０における発光量が、第１発光部Ａ１における発光量の１０分の１以上であれば、第２発光部Ａ２，Ａ２’が形成されていると考えることができる。以下、この詳細について説明する。

図６は、比較例に係る有機ＥＬ表示パネルを構成する各層の電荷再結合の分布を示すシミュレーション結果である。

比較例における有機ＥＬ表示パネルでは、正孔輸送層９における正孔移動度を、有機発光層１０における正孔移動度に対して１０²倍としている。すなわち、図６は、第２発光部が構成されていない有機ＥＬ表示パネルにおける各層の電荷再結合の分布を示すものである。

比較例においては、画素規制層７上に存在する正孔輸送層９と有機発光層１０との界面のうち、画素電極５の上方に比較的近い領域においては発光量が増大し、発光が起こっている。しかしながら、画素電極５の上方から遠ざかると発光量が減少し、発光が生じていないことがわかる。これは、正孔輸送層９における正孔移動度が有機発光層１０における正孔移動度に対して１０²倍である場合には、正孔が画素規制層７上に存在する正孔輸送層９全体に回り込むことができないためであると考えられる。

シミュレーションの結果より、画素電極５の上方から比較的遠い領域における発光量は、画素電極５の上方に比較的近い領域における発光量のおよそ１０分の１以下であることがわかった。したがって、画素電極５の上方であり、かつ、画素規制層７の上方の領域に形成された有機発光層１０における発光量が、第１発光部Ａ１における発光量の１０分の１以上であれば、第２発光部Ａ２，Ａ２’が形成されていると考えることができる。

（発光実験）
図７は、画素規制層７の膜厚が異なる種々の実験用パネルにおける発光実験の結果を示す図である。

図７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）はそれぞれ、画素規制層７の膜厚を２５［ｎｍ］，５０［ｎｍ］，７５［ｎｍ］，１００［ｎｍ］，３００［ｎｍ］とした実験用パネルにおける結果である。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本願の対象とする膜厚の画素規制層７を有する場合の結果であり、図７（ｄ），（ｅ）は比較例である。また、図中にＲで示しているのは赤色の有機ＥＬ素子に、Ｇで示しているのは緑色の有機ＥＬ素子に、Ｂで示しているのは青色の有機ＥＬ素子にそれぞれ相当する。

各実験用パネルの構造は図２で示したものと同様であり、画素規制層７を除く各層の材料および膜厚は各実験用パネルで共通である。具体的には、画素電極の材料としてアルミニウムを用い、その膜厚を２００［ｎｍ］とした。正孔注入層の材料はＩＴＯを用い、その膜厚を５０［ｎｍ］とした。正孔輸送層９の材料はＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルジアミノベンゼン（ＴＰＢ）を用い、その膜厚を５０［ｎｍ］とした。有機発光層１０の材料はポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を用い、その膜厚を１００［ｎｍ］とした。共通電極はバリウムとＩＴＯからなる積層体を用い、その膜厚を５０［ｎｍ］とした。

図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す本願パネルは、コンタクトホール（窪み部）に相当する領域では依然として発光が弱いものの、比較例である図７（ｄ），（ｅ）の場合に比して発光面積が拡張されていることが見て取れる。

図７（ｆ）は、図７（ｃ）における破線で示す部分の拡大図である。図７（ｆ）においてＡ１，Ａ２，Ａ２’，Ｂ１で示す領域は、それぞれ図２（ａ）に示す第１発光部Ａ１、第２発光部Ａ２，Ａ２’、非発光部Ｂ１に対応している。

［有機ＥＬ表示パネル１００の製造方法］
図８〜１０は、有機ＥＬ表示パネル１００の製造方法の一例を示す図である。図８〜１０の各図において、（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）は、図１におけるＡ−Ａ’断面図の一部分（ＹＺ断面図）に相当し、（ａ２），（ｂ２），（ｃ２）は、図１におけるＢ−Ｂ’断面図の一部分（ＺＸ断面図）に相当する。

まず、基板１を準備し、スパッタ成膜装置のチャンバー内に載置する。そして、チャンバー内に所定のスパッタガスを導入し、図８（ａ１），（ａ２）に示すように反応性スパッタ法に基づきＳＤ電極２を形成する。

次に、ＳＤ電極２を覆うように、厚さ４［μｍ］程度の感光性有機材料（例えば、シロキサン共重合型感光性ポリイミド等）をスピンコート法等で成膜する。この感光性有機材料からなる層を、パターンマスクを用いたフォトリソグラフィー法でパターニングすることにより、図８（ｂ１），（ｂ２）に示すようにコンタクトホール１３を有する層間絶縁膜３が形成される。

ここで、コンタクトホール１３の開口形状は、パターンマスクに形成された開口形状に基づく形状に形成される。したがって、パターンマスクの開口形状を調整することにより、コンタクトホール１３の開口形状を調整することができる。また、コンタクトホール１３の内周面の傾斜は、パターンマスクとして、ハーフトーンマスクを用いることにより、調整することが可能である。

層間絶縁膜３の他の形成方法を説明する。まず、層間絶縁膜を構成する材料からなる絶縁材料膜を基板１の上面全体に亘って形成する。そして、絶縁材料膜の上にフォトレジストを重ねて塗布し、その上に、形成しようとするコンタクトホール１３の形状に合わせたパターンマスクを重ねる。続いて、パターンマスクの上から、フォトレジストの材料が感光するような波長の光を照射し、その後に現像液で現像することによりレジストパターンを形成する。その後、余分な絶縁材料膜及び未硬化のフォトレジストを、水系もしくは非水系のエッチング液（剥離剤）で洗い出し、さらに、フォトレジストの残渣を純水で洗浄して除去することにより、コンタクトホール１３を有する層間絶縁膜３が形成される。

次に、画素電極５を形成する（図８（ｃ１），（ｃ２））。具体的には、層間絶縁膜３の上に５０〜４００［ｎｍ］の厚みの金属材料層をスパッタ法で成膜し、ウェットエッチングでパターニングすることにより形成される。このとき、画素電極５がコンタクトホール１３の内面に沿って凹入して形成される結果、画素電極５とＳＤ電極２とが電気接続される。

次に、画素電極５の上に所定の金属酸化物材料層を反応性スパッタ法で成膜し、金属酸化物材料層をフォトリソグラフィーとウェットエッチングでパターニングする。これにより、正孔注入層６が形成される（図９（ａ１），（ａ２））。

続いて、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ハフニウム酸化シリコン、酸窒化ハフニウムアルミネート等からなる絶縁材料層をＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により成膜する。ここで、本実施の態様においては、第２発光部Ａ２，Ａ２’を構成するために、当該絶縁材料層を１０［ｎｍ］以上７５［ｎｍ］以下の膜厚となるように成膜する。そして、ドライエッチングでパターニングすることにより、画素規制層７を形成する（図９（ｂ１），（ｂ２））。

次に、感光性のレジスト材料、もしくはフッ素系やアクリル系材料を含有するレジスト材料を画素規制層７上に塗布し、フォトリソグラフィー法でパターニングすることにより、隔壁８を形成する（図９（ｃ１），（ｃ２）。なお、図９（ｃ１）には隔壁８は現れていない。）。

この隔壁８を形成する工程では、以降の工程で塗布するインク（正孔輸送層用インクまたは有機発光層用インク）と隔壁８との接触角を調節したり、隔壁８の表面に撥液性を付与したりすることを目的として、隔壁８の表面に対しアルカリ性溶液や水、有機溶媒等による表面処理、もしくは、プラズマ処理を施すこととしてもよい。

次に、正孔輸送層９を、ウェット方式で形成する（図１０（ａ１），（ａ２））。具体的には、正孔輸送層材料である有機材料と溶媒を所定比率で混合して正孔輸送層用インクを作製し、インクジェット法に基づき、正孔輸送層用インクを隔壁８により構成される開口部内に塗布する。そして、正孔輸送層用インクに含まれる溶媒を蒸発乾燥させることにより、正孔輸送層９が形成される。

次に、有機発光層１０を正孔輸送層９と同様にウェット方式で形成する（図１０（ｂ１），（ｂ２））。まず、有機発光層材料である有機材料と溶媒を所定比率で混合して有機発光層用インクを作製し、インクジェット法に基づき、この有機発光層用インクを隔壁８により構成される開口部内における正孔輸送層９の上面に塗布する。次に、有機発光層用インクに含まれる溶媒を蒸発乾燥させることにより、有機発光層１０が形成される。なお、有機発光層用インクに混合する有機材料は、発光色ごとに異なっている。

なお、正孔輸送層用インクおよび有機発光層用インクを塗布する方法として、上記のインクジェット法のほか、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、凸版印刷等を用いてもよい。

続いて、有機発光層１０の上面全体に亘って、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の材料を真空蒸着法で成膜することにより、共通電極１１を形成する（図１０（ｃ１），（ｃ２））。最後に、共通電極１１を覆うように、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の光透過性材料を真空蒸着法で成膜することにより封止層を形成する。

以上の工程により、有機ＥＬ表示パネル１００が完成する。

［変形例・その他］
以上、実施の態様について説明したが、本発明は上記の実施の態様に限られない。例えば、以下のような変形例等が考えられる。

（１）画素電極上に形成された正孔注入層は本発明において必須の構成要件ではない。これらを備えない有機ＥＬ表示パネルに対しても本発明を適用することが可能である。

（２）図１に示されたコンタクトホールは、その内面が順テーパー状に傾斜して、下面側よりも上面側（開口側）で孔径の大きい円錐台形状となっているが、下面側と上面側の孔径が同等の円柱形状であってもよい。また、コンタクトホールの下面の形状は、円形以外にも、楕円形、矩形などの形状とすることもできる。

（３）上記の実施の態様で示した有機ＥＬ表示パネルの製造方法は単なる一例である。真空成膜法を用いて成膜すると説明した層を、例えばインクジェット法等の塗布法によって形成することとしてもよいし、逆に、インクジェット法を用いて成膜すると説明した層を、例えば真空成膜法によって形成することとしてもよい。

（４）上記の実施の態様における有機ＥＬ表示パネルは、共通電極側を表示面とするトップエミッション型であるとしたが、本発明はこれに限定されない。画素電極側を表示面とする、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ表示パネルとすることもできる。また、共通電極側と画素電極側の両方から光を取り出す両面発光型であってもよい。

（５）上記の実施の態様で使用している、材料、数値等は好ましい例を例示しているだけであり、この態様に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。なお、数値範囲を示す際に用いる符号「〜」は、その両端の数値を含む。

本発明のエージング方法等は、例えば、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、テレビジョン装置、携帯型電子機器用ディスプレイ等に用いられる有機ＥＬ表示パネル等に好適に利用可能である。

１基板
２ＳＤ電極
３層間絶縁膜
４ＴＦＴ基板
５画素電極（陽極）
６正孔注入層
７画素規制層
８隔壁
９正孔輸送層
１０有機発光層
１１共通電極（陰極）
１３コンタクトホール
１５窪み部
２０、２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ有機ＥＬ素子（サブピクセル）
２３正孔
２４電子
１００有機ＥＬ表示パネル
Ａ１第１発光部
Ａ２，Ａ２’ 第２発光部
Ｂ１非発光部
９００有機ＥＬ表示パネル
９１基板
９２ＳＤ電極
９３層間絶縁膜
９４画素電極
９５コンタクトホール
９６画素規制層
９７有機発光層
９８共通電極

Claims

基板と、
前記基板の上方に行列状に形成された複数の画素電極と、
前記画素電極の上方に行方向に延伸して形成され、列方向に向かい合う画素電極の端部を被覆する絶縁膜と、
行方向に向かい合う前記画素電極の間に相当する部分の上方に、列方向に延伸して形成された隔壁と、
前記隔壁により構成される開口部内に形成された正孔輸送層と、
前記開口部における前記正孔輸送層の上方に形成された有機発光層と、
前記有機発光層の上方に形成された共通電極と、を備える有機ＥＬ表示パネルであって、
前記絶縁膜が、ハフニウム酸化シリコン、酸窒化ハフニウムアルミネートの少なくともいずれかを含む高誘電率ゲート絶縁膜材料を含んで構成され、
前記画素電極における前記絶縁膜を除く領域の上方に形成された有機発光層を発光部とする第１発光部と、
前記画素電極の上方であり、かつ、前記絶縁膜の上方の領域に形成された有機発光層を発光部とする第２発光部と、から光が発せられる、
有機ＥＬ表示パネル。
前記高誘電率ゲート絶縁膜材料は、当該絶縁膜の膜厚は１０ｎｍ以上７５ｎｍ以下である、
請求項１に記載の有機ＥＬ表示パネル。
前記正孔輸送層における正孔移動度は、前記有機発光層における正孔移動度に対して１０³倍以上１０⁵倍以下である、
請求項１に記載の有機ＥＬ表示パネル。
第２発光部における発光量が、第１発光部における発光量の１０分の１以上である、
請求項１に記載の有機ＥＬ表示パネル。