自发光元件及自发光元件的制造方法、以及自发光显示面板、自发光显示装置、电子设备

摘要

一种自发光元件，其在像素电极(阳极)(13)和相对电极(阴极)(20)之间设置有发光层(17)，具备：第一功能层(18)，设置在所述发光层(17)和相对电极(20)之间，包含选自碱金属、碱土金属或者稀土金属中的金属的氟化物；及第二功能层(19)，设置在所述第一功能层(18)和所述相对电极(20)之间，包含稀土金属作为掺杂材料。

说明书

技术领域

本发明涉及例如有机电场发光元件(下面称为“有机EL元件”)等自发光元件及其制造方法、以及在基板上矩阵状设置有该自发光元件的自发光显示面板、将该自发光显示面板用作图像显示部的自发光显示装置、电子设备。

背景技术

近年来，作为自发光型显示器，基板上沿矩阵方向排列有多个有机EL元件的有机EL显示面板作为电子设备的显示器得到实用。

各有机EL元件是电流驱动型自发光元件，其具有在阳极和阴极这一对电极对之间布置有包含有机发光材料的有机发光层(下面简称为“发光层”。)的基本结构，驱动时向一对电极对间施加电压，并随着从阳极注入发光层的空穴和从阴极注入发光层的电子的复合而产生光。

通常，在这样的有机EL显示面板中，为了提高从阴极向发光层注入电子的注入性，在阴极和发光层之间设有电子传输层。作为该电子传输层，例如，专利文献1中公开了在有机层中含有碱金属及碱土金属(下面称为“碱金属等”。)的化合物的构成。

这样的碱金属等的功函数低，从阴极注入及传输电子的能力高，因此，能够提高有机EL元件的发光效率。

另外，在上述专利文献1中，在电子传输层和发光层之间设有缓冲层，以防止高温使电子传输层中的碱金属等向发光层扩散，进而导致发光特性劣化。该缓冲层由Alq3、4,4’-N,N’-二咔唑-联苯(CBP)、二苯乙烯基芳烃(DSA)、DPB、BAlq、或蒽衍生物化合物Ir等有机化合物构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-94456号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

然而，以发光层为主的功能层、特别是有机功能层具有容易吸收及透过水分的物性。另一方面，还存在如下问题：电子传输层中所含的碱金属等的活性高，快速与功能层中所含的水分反应而变质，导致电子注入特性劣化，缩短有机EL显示面板。

特别是，最近，从制造成本方面的优势考虑，多使用湿法工艺(湿式法)，即利用印刷装置等涂敷具有特定功能的材料(功能性材料：不仅包括有机材料，也包括无机材料。)溶解或分散在溶剂中而成的溶液(下面简称为“油墨”。)，以形成功能层，在该情况下，功能层中的水分残留量远远大于通过蒸镀法等干法工艺(干法)成膜时的量，在上述专利文献1的构成中，由于缓冲层由有机化合物构成，因此，其下层的有机层中的水分可能经由该缓冲层浸透至电子传输层，并与电子传输层中的碱金属等反应，从而导致发光特性劣化。

本公开是鉴于如上所述的课题而完成的，其目的在于，提供一种自发光元件及其制造方法、以及在基板上矩阵状设置有该自发光元件的自发光显示面板、将该自发光显示面板用作图像显示部的自发光显示装置、电子设备，所述自发光元件通过利用湿法工艺形成至少一个功能层，在降低制造成本的同时，确保良好的发光效率，并且可以延长使用寿命。

用于解决课题的技术方案

本公开的一个方案中的自发光元件设置在阳极和阴极之间，其特征在于，具备：第一功能层，设置在所述发光层和所述阴极之间，包含选自碱金属、碱土金属或者稀土金属中的金属的氟化物；及第二功能层，设置在所述第一功能层和所述阴极之间，包含稀土金属作为掺杂材料。

另外，本公开的另一个方案中的自发光元件的制造方法的特征在于，包括：第一工序，形成阳极；第二工序，在所述阳极的上方形成发光层；第三工序，在所述发光层上形成包含选自碱金属、碱土金属或者稀土金属中的金属的氟化物的第一功能层；第四工序，在所述第一功能层上形成以稀土金属为掺杂材料的第二功能层；及第五工序，在所述第二功能层的上方形成阴极。

发明的效果

根据上述方案中的自发光元件及自发光元件的制造方法，能够提供一种自发光元件、自发光显示面板、自发光显示装置及电子设备，所述自发光元件通过利用湿法工艺形成至少一个功能层，在降低制造成本的同时，确保良好的发光效率，并且可以延长使用寿命。

附图说明

图1是示出本公开的方案中的有机EL显示装置的整体构成的方框图。

图2是放大上述有机EL显示装置中的有机EL面板的图像显示面的一部分后的示意性俯视图。

图3(a)是沿图2的A-A线的示意性剖视图，(b)是(a)的虚线的圆C内的放大图。

图4(a)～(e)是示意性示出有机EL元件的制造过程的局部剖视图。

图5(a)～(d)是示意性示出图4之后的有机EL元件的制造过程的局部剖视图。

图6(a)、(b)是示意性示出图5之后的有机EL元件的制造过程的局部剖视图。

图7(a)～(d)是示意性示出图6之后的有机EL元件的制造过程的局部剖视图。

图8是示出有机EL元件的制造工序的流程图。

图9是示意性示出本公开的方案中的有机EL元件的层叠结构的图。

图10是示出用于验证本公开的方案中的有机EL元件的效果的比较实验的结果的表。

图11是示出有机EL元件的第二功能层的第一变形例中的层叠结构的模式图。

图12是示出有机EL元件的第二功能层的第二变形例中的层叠结构的模式图。

图13是示出有机EL元件的第二功能层的第三变形例中的层叠结构的模式图。

图14是示出有机EL元件的又一变形例中的层叠结构的模式图。

图15是用于说明光共振器结构的模式图。

图16是采用光共振器结构的有机EL显示面板的示意性剖视图。

图17是示出有机EL元件的又一变形例中的层叠结构的模式图。

图18是示出有机EL元件的又一变形例中的层叠结构的模式图。

图19是示出有机EL元件的又一变形例中的层叠结构的模式图。

图20是示出有机EL元件的又一变形例中的层叠结构的模式图。

图21(a)是示出本公开的另一个方案中的空穴注入层的形成工序的图，(b)是由其形成的有机EL显示面板中与图3(b)对应的部分的放大图。

图22(a)是示出线形凸块方式时隔壁的状态的立体图，(b)是示出像素凸块方式时隔壁的状态的立体图。

图23是示出底部发射型有机EL显示面板的构成的示意性剖视图。

图24是示出柔性优异的有机EL显示面板的层叠结构的模式图。

图25是示出串联型有机EL显示面板的层叠结构的模式图。

图26是示出电视机装置的示例作为搭载有本公开的方案中的有机EL显示装置的电子设备时的图。

具体实施方式

《本公开的一个方案的实现过程》

目前，有机EL显示面板的各功能层多通过真空蒸镀等干法工艺(干法)成膜，但随着涂敷技术、特别是印刷装置的技术进步，近年来，通过湿法工艺形成各功能层的技术不断普及。

湿法工艺是指通过印刷装置等在所需部位印刷有机或者无机的功能性材料溶解或者分散于溶剂而成的油墨之后使其干燥，从而形成功能层，这是因为，即使是大型显示面板，也能够控制其设备费用，并且，在成本方面较为优选，例如材料利用率高等。

在各种功能层、特别是发光层通过印刷工艺形成的情况下，为了防止相邻的子像素彼此的油墨混合，通过隔壁将其隔开，该隔壁也通过湿法工艺利用树脂材料形成，因此，实现了成本方面的优势。

如专利文献1所示，为了便于电子向发光层移动，有时设置为在阴极和发光层之间形成向有机材料中掺杂有低功函数的碱金属等的电子传输层，由此，保持良好的载流子平衡，进而使发光层的发光效率最佳。

但是，碱金属等的活性高，即使如上所述那样在隔壁或发光层的树脂材料中含有微量的水分，该水分最终也会浸透至电子注入层，电子传输层中的碱金属等与该水分反应而变质，从而导致电子注入性显著劣化。由此可知，这可能导致发光效率劣化，并缩短使用寿命。

专利文献1中，在电子传输层和发光层之间设置有由Alq3、4,4’-N,N’-二咔唑-联苯(CBP)等构成的缓冲层，但其中不包含任何有机材料，因此，在抑制水分向电子传输层浸入方面，不能充分起作用。

另外，最近，为了快速且均匀地涂敷发光层的油墨，有时使用将排列为线条状的各像素的每列用凸块隔开，并带状涂敷油墨的方法(线形凸块方式)。一般认为，在该情况下，与作为发光层的基底的功能层的接触面积增大，功能层中的水分移动至电子传输层，逐渐导致电子传输层的特性劣化。

不仅是使用有机EL元件作为发光元件的有机EL显示面板，发光层由量子点发光元件(QLED：quantum dot-LED)构成的量子点显示面板等、及具备自发光元件并通过湿法工艺形成功能层的显示面板中也同样会产生这些问题。

因而，本申请发明人等为了寻找一种即使在采用湿法工艺降低成本的同时，还采用了线形凸块方式的情况下也能够使发光效率良好，并不会缩短使用寿命的构成，进行了潜心研究，从而实现了本公开的方案。

《本公开的一个方案的概要》

在本公开的一个方案的自发光元件中，在阳极和阴极之间设置发光层，其具备：第一功能层，设置在所述发光层和所述阴极之间，包含选自碱金属、碱土金属或者稀土金属中的金属的氟化物；及第二功能层，设置在所述第一功能层和所述阴极之间，包含稀土金属作为掺杂材料。

通过该方案，可以通过利用湿法工艺形成至少一个功能层，在降低制造成本的同时，提高自发光元件的发光效率，并且延长使用寿命。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述第一功能层的膜厚为0.1nm以上且20nm以下。

根据该方案，能够得到一种自发光元件，其可以通过第一功能层中的金属氟化物发挥水分阻隔性，同时通过该金属氟化物被包含稀土金属作为掺杂材料第二功能层部分还原来确保电子注入性，使发光效率良好，并不会缩短使用寿命。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述第二功能层的膜厚为5nm以上且150nm以下。

根据该方案，可以在发挥第一功能层中的金属氟化物的水分阻隔性的同时，还原该金属氟化物的一部分，并且发挥第二功能层中所含的稀土金属的电子注入性的效果。另外，还能够得到一种自发光元件，其即使是在第二功能层上形成通过溅射法制膜成的例如ITO及IZO以作为第三功能层时，也能够缓冲其溅射损伤，使发光效率良好，并不会缩短使用寿命。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述第二功能层包括设置在所述第一功能层上的第一层部分、及设置在所述第一层部分上的第二层部分，所述第二层部分中的所述稀土金属的含有比例大于所述第一层部分中的所述稀土金属的含有比例。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述第二功能层是从靠近第一功能层的一侧起由此层叠第一层部分、第二层部分及第三层部分而成的，若将所述第一层部分、第二层部分、第三层部分中的所述稀土金属的含有比例分别设为X1、X2、X3，则X2

通过如上沿第二功能层的膜厚方向改变稀土金属的浓度，可以在发挥第一功能层的金属氟化物的水分阻隔性的同时，使其适当还原，以提高对于发光层的电子注入性，还可以防止因稀土金属的掺杂量的增加而导致光透射性过度降低。另外，通过增加第三层部分的稀土金属的浓度，提高从阴极侧向第二功能层的电子注入性，并且阻止水分从外部浸入，从而进一步延长自发光元件的使用寿命。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述第二功能层中稀土金属的含量从第一功能层向阴极不断增加。

通过如上使第二功能层的稀土金属的含量连续变化，可以在发挥第一功能层的金属氟化物的水分阻隔性的同时，使第一功能层起到较弱的还原性，虽然会制限电子注入性，但也能够更为抑制水分向第二功能层侵入，并且不会因稀土金属的掺杂量的增加导致光透射性过度降低。另外，通过提高阴极侧的稀土金属的浓度，能够提高从阴极侧向第二功能层的电子注入性，并且阻止水分从外部浸入，进而进一步延长自发光元件的使用寿命。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，第二功能层和阴极之间形成有透明导电膜作为第三功能层。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述第三功能层的膜厚为15nm以上。

根据该方案，通过调整第三功能层的膜厚，可以构筑与发光颜色的波长相应的光共振器结构。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述第二功能层和所述第三功能层之间形成有包含稀土金属的膜厚为0.1nm以上且3nm以下的薄膜。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述第三功能层和阴极之间形成有包含稀土金属的膜厚为0.1nm以上且3nm以下的薄膜。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，在所述阴极的、与所述发光层相反的侧形成有包含稀土金属的膜厚为0.1nm以上且5nm以下的薄膜。

根据该方案，除能够提高阴极的膜质量之外，还能够阻止水分从外部浸入，从而进一步延长自发光元件的使用寿命。

另外，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述阳极具有光反射性，并且，所述阴极具有半透射性。

在此，作为本公开的另一个方案中的自发光元件，在上述方案中，所述发光层中发射的光包括直接由所述阴极射出的第一光束、和分别被所述阳极和所述阴极之间反射后，从所述阴极射出的第二光束，位于从所述发光层至所述阴极之间的至少一个功能层的膜厚根据该所发射的发光颜色的波长设置，以使第一光束和第二光束共振。

根据该方案，能够构筑在阳极的界面和阴极的界面之间构成的光共振器，从而可以进一步提高自发光元件的发光效率。

作为本公开的另一个方案中的自发光元件，位于所述阳极和所述阴极之间的至少一个功能层为涂敷膜。

作为本公开的另一个方案中的自发光元件，选自所述碱金属、碱土金属或者稀土金属中的金属的氟化物为NaF。

另外，在本公开的另一个方案中的自发光元件中，所述稀土金属为Yb。

另外，本公开的另一个方案中的自发光显示面板，其矩阵状排列多个上述方案中的自发光元件，至少沿行方向相邻的自发光元件的发光层被沿列方向延伸的隔壁隔开。

由此，能够提供一种发光效率优异，且可以延长使用寿命的自发光显示面板。

另外，本公开的另一个方案中的自发光显示面板为顶部发射型。

在顶部发射型自发光显示面板中，光射出方向上未设置由TFT等构成的驱动电路，因此，能够增大各自发光元件的开口率，从而使发光效率优异。

另外，本公开的另一个方案中的自发光显示装置具备上述方案中的自发光显示面板、及驱动所述自发光显示面板显示图像的驱动部。

另外，作为本公开的另一个方案中的电子设备，在上述方案中，其具备上述自发光显示装置作为图像显示部。

该自发光显示装置及电子设备的显示面板的发光效率优异，还能够延长使用寿命。

另外，本公开的另一个方案中的自发光元件的制造方法包括：

第一工序，形成阳极；

第二工序，在所述阳极的上方形成发光层；

第三工序，在所述发光层上形成包含选自碱金属、碱土金属或者稀土金属中的金属的氟化物的第一功能层；

第四工序，在所述第一功能层上形成以稀土金属为掺杂材料的第二功能层；及

第五工序，在所述第二功能层的上方形成阴极。

根据该方案，可以制造如上所述那样发光效率优异，且能够显示良好质量图像的自发光元件。

另外，作为本公开的另一方案中的自发光元件的制造方法，所述第四工序在第一功能层上形成有机材料的层之后，在该有机材料的层中掺杂稀土金属，以形成第二功能层。

另外，作为本公开的另一方案中的自发光显示元件的制造方法，所述第四工序在第一功能层上同时蒸镀有机材料和所述稀土金属，以形成第二功能层。

另外，在所述第一工序和第二工序之间，进一步包括形成具有空穴注入性及/或空穴传输性的功能的促空穴移动层的工序，所述促空穴移动层的形成工序及所述第二工序、第三工序、第四工序中的至少一个工序通过湿法工艺执行。

由此，便于降低制造成本。

需要说的是，在上述各公开的方案中，“上”并不是指绝对空间识别时的上方(垂直上方)，而是基于自发光元件的层叠结构的层叠顺序，由相对位置关系规定。具体而言，在自发光元件中，将与基板的主面垂直的方向，即从基板朝向层叠物侧的一侧作为上方。另外，在例如表述为“基板上”的情况下，并不仅指与基板直接相接的区域，也包括夹着层叠物的基板的上方的区域。另外，在例如表述为“基板的上方”的情况下，不仅指与基板隔着间隔的上方区域，也包括基板上的区域。

《实施方式》

下面，参考附图对本公开的一个方案中的有机EL元件及有机EL显示面板、有机EL显示装置进行说明。需要说的是，附图是示意性的，各部件的比例尺及纵横的比率等可能与实际情况不同。

1.有机EL显示装置1的整体构成

图1是示出有机EL显示装置1的整体构成的方框图。有机EL显示装置1是用于例如电视机、个人电脑、移动终端、商用显示器(电子标牌、商业设施大屏幕)等的显示装置。

有机EL显示装置1具备有机EL显示面板10和与其电连接的驱动控制部200。

在本实施方式中，有机EL显示面板10是顶部发射型显示面板，其上表面是长方形的图像显示面。在有机EL显示面板10中，沿图像显示面排列多个有机EL元件(未图示)，将各有机EL元件的发光组合后显示图像。需要说的是，示例性地，有机EL显示面板10采用有源矩阵方式。

驱动控制部200具有连接于有机EL显示面板10的驱动电路210、及连接于计算机等外部装置或天线等接收装置的控制电路220。驱动电路210具有为各有机EL元件供电的电源电路、施加用于控制向各有机EL元件供电的电压信号的信号电路、及每隔一定间隔切换施加电压信号的部位的扫描电路等。

控制电路220根据从外部装置及接收装置输入的包含图像信息的数据控制驱动电路210的动作。

需要说的是，图1中，示例性地，四个驱动电路210配置于有机EL显示面板10的周围，但驱动控制部200的构成并不限制于此，驱动电路210的数量及位置可以适当变更。另外，下面，为了进行说明，如图1所示，将沿有机EL显示面板10的上表面的长边的方向设为X方向，沿有机EL显示面板10的上表面的短边的方向设为Y方向。

2.有机EL显示面板10的构成

(A)俯视构成

图2是放大有机EL显示面板10的图像显示面的一部分后的示意性俯视图。在有机EL显示面板10中，示例性地，矩阵状排列有分别发光为R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)(下面也称为R、G、B。)的子像素100R、100G、100B。子像素100R、100G、100B沿X方向交替排列，沿X方向排列的一组子像素100R、100G、100B构成一个像素P。像素P中，通过将经灰度控制的子像素100R、100G、100B的发光亮度组合，可以表现出全彩。

另外，在Y方向上，仅排列子像素100R、子像素100G、子像素100B中的任意一种，由此，分别构成子像素列CR、子像素列CG、子像素列CB。由此，作为有机EL显示面板10整体，像素P沿X方向及Y方向排列为矩阵状，通过将该排列为矩阵状的像素P的显色进行组合，在图像显示面上显示图像。

子像素100R、100G、100B上分别配置有发出R、G、B颜色的光的有机EL元件2(R)、2(G)、2(B)(参见图3)。

另外，本实施方式中的有机EL显示面板10采用所谓的线形凸块方式。即，沿X方向隔开间隔配置多个将子像素列CR、CG、CB逐列隔开的隔壁(凸块)14，各子像素列CR、CG、CB中，子像素100R、100G、100B共用发光层。

但是，各子像素列CR、CG、CB中，沿Y方向间隔配置多个将子像素100R、100G、100B彼此绝缘的像素限制层141，从而使各子像素100R、100G、100B能够独立发光。

需要说的是，像素限制层141的高度比涂敷发光层的油墨时液面的高度低。图2中，隔壁14及像素限制层141用虚线表示，这是因为，像素限制层141及隔壁14未露出至图像显示面的表面，而是配置于图像显示面的内部。

(B)剖面构成

图3(a)是沿图2的A-A线的示意性剖视图。

在有机EL显示面板10中，一个像素由分别发出R、G、B光的三个子像素构成，各子像素由发出对应颜色的光的有机EL元件2(R)、2(G)、2(B)构成。

各发光颜色的有机EL元件2(R)、2(G)、2(B)基本上具有大致相同的构成，因此，不进行区分时，作为有机EL元件2进行说明。

如图3(a)所示，有机EL元件2包括基板11、层间绝缘层12、像素电极(阳极)13、隔壁14、空穴注入层15、空穴传输层16、发光层17、第一功能层18、第二功能层19、相对电极(阴极)20、及密封层21。

基板11、层间绝缘层12、第一功能层18、第二功能层19、相对电极20、及密封层21并不是针对每个像素形成，而是共同形成于有机EL显示面板10所具备的多个有机EL元件2。

(1)基板

基板11包括作为绝缘材料的基材111、及TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)层112。在TFT层112上，针对每个子像素形成有驱动电路。基材111能够采用例如玻璃基板、石英基板、硅基板、硫化钼、铜、锌、铝、不锈钢、镁、铁、镍、金、银等的金属基板、砷化镓等的半导体基板、塑料基板等。

塑料材料可以使用热塑性树脂、热固化树脂中的任意一种树脂。可列举例如：聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、其它氟类树脂、苯乙烯系、聚烯烃系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、氟橡胶系、氯化聚乙烯系等各种热塑性弹性体、环氧树脂、不饱和聚酯、有机硅树脂、聚氨酯等、或以这些为主的共聚物、共混物、聚合物合金等，能够使用将其中的一种或两种以上层叠而成的层叠体。

(2)层间绝缘层

层间绝缘层12形成在基板11上。层间绝缘层12由树脂材料构成，用于将TFT层112的上表面的台阶平坦化。作为树脂材料，可列举例如正性感光性材料。另外，作为这样的感光性材料，可列举：丙烯酸类树脂、聚酰亚胺类树脂、硅氧烷类树脂、苯酚类树脂。另外，在层间绝缘层12上，针对每个子像素形成有接触孔，但图3的剖视图中并未示出。

(3)像素电极

像素电极13包括由光反射性的金属材料构成的金属层，形成于层间绝缘层12上。像素电极13针对每个子像素设置，其通过接触孔(未图示)与TFT层112电连接。

在本实施方式中，像素电极13用作阳极。

作为具备光反射性的金属材料的具体示例，可列举：Ag(银)、Al(铝)、铝合金、Mo(钼)、APC(银、钯、铜的合金)、ARA(银、铷、金的合金)、MoCr(钼与铬的合金)、MoW(钼与钨的合金)、NiCr(镍与铬的合金)等。

像素电极13可以由金属层单独构成，也可以形成层叠结构，层叠结构通过在金属层之上层叠由ITO(氧化铟锡)及IZO(氧化铟锌)等金属氧化物构成的层而成。

(4)隔壁及像素限制层

隔壁14用于将在基板11的上方针对每个子像素所配置的多个像素电极13沿X方向(图2参照)逐列隔开，其是在沿X方向排列的子像素列CR、CG、CB的之间沿Y方向延伸的线形凸块的形状。

该隔壁14使用电绝缘材料。作为电绝缘材料的具体示例，使用例如绝缘性的有机材料(例如，丙烯酸类树脂、聚酰亚胺类树脂、酚醛清漆树脂、苯酚树脂等)。

隔壁14用作用于防止在通过涂敷法形成发光层17时所涂敷的各种颜色的油墨溢出混色的结构物。

需要说的是，使用树脂材料时，从加工性方面出发，优选其具有感光性。该感光性可以为正性、负型中的任意一种。

隔壁14优选对于有机溶剂及热具有抵抗性。另外，为了抑制油墨流出，隔壁14的表面优选具有预定的疏液性。

在未形成像素电极13的部分，隔壁14的底面与层间绝缘层12上表面相接。

像素限制层141由电绝缘材料构成，覆盖各子像素列中沿Y方向(图2)相邻的像素电极13的端部，以将沿其Y方向相邻的像素电极13彼此隔开。

像素限制层141的高度稍大于像素电极13的膜厚，但低于发光层的油墨滴加至开口部14a时液面的位置。另外，还大于干燥后的发光层17的高度，以确保发光层17彼此的绝缘性。

由此，像素限制层141不会妨碍形成发光层17时油墨的流动。因此，便于使各子像素列的发光层17的厚度均匀。

通过上述结构，像素限制层141在提高沿Y方向相邻的像素电极13的电绝缘性的同时，还具有抑制各子像素列CR、CG、CB上的发光层17的中途切断、及提高像素电极13和相对电极20之间的电绝缘性等作用。

作为用于像素限制层141的电绝缘材料的具体示例，可列举作为上述隔壁14的材料所示例的树脂材料及无机材料等。另外，在形成作为上层的发光层17时，为了使油墨容易湿润扩散，优选像素限制层141的表面对于油墨具有亲液性。

(5)空穴注入层

为了促进从像素电极13向发光层17注入空穴，像素电极13上设有空穴注入层15。空穴注入层15是由例如Ag(银)、Mo(钼)、Cr(铬)、V(钒)、W(钨)、Ni(镍)、Ir(铱)等的氧化物、或者PEDOT(聚噻吩和聚苯乙烯磺酸的混合物)等导电聚合物材料构成的层。可以通过例如溅射工艺及湿法工艺形成。

上述中，由氧化金属构成的空穴注入层15的功函数大，向发光层17稳定注入空穴。

(6)空穴传输层

空穴传输层16具有将从空穴注入层15注入的空穴向发光层17传输的功能。空穴传输层16使用例如聚芴及其衍生物或者聚芳胺及其衍生物等高分子化合物通过湿法工艺形成，其中，高分子化合物不具备亲水基团。

(7)发光层

发光层17形成在开口部14a内，具有通过空穴和电子的再结合发出R、G、B的各种颜色的光的功能。需要说的是，特别是当需要确定发光颜色并进行说明时，记作发光层17(R)、17(G)、17(B)。

作为发光层17的材料，具体而言，优选由荧光物质形成，例如类氧化物(Oxynoid)化合物、苝化合物、香豆素化合物、杂香豆素化合物、噁唑化合物、噁二唑化合物、芘酮化合物、吡咯并吡咯化合物、萘化合物、蒽化合物、芴化合物、荧蒽化合物、并四苯化合物、芘化合物、晕苯化合物、喹诺酮化合物及阿扎夸酮化合物、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物、罗丹明化合物、

发光层17通过湿法工艺形成。

(8)第一功能层

第一功能层18具有抑制水分从下部的有机层向第二功能层19移动，并使来自相对电极20的电子向发光层17传输的功能。第一功能层18包含选自碱金属、碱土金属或者稀土金属中的金属的氟化物(下面称为“碱金属等氟化物”。)。

通常，碱金属等氟化物具有下述优点：结晶结构致密，水分透过性低，水分阻隔性优异，并且，通过在上层蒸镀具有还原性的材料，一部分碱金属等游离，从而使电子注入性优异。其中，尤其是NaF(氟化钠)的水分阻隔性和电子注入性优异，在本实施方式中，第一功能层18也配置为包含NaF。

需要说的是，作为除上述氟化钠以外的金属氟化物，例如氟化镱(YbF

为了使上述第一功能层18充分发挥阻止发光层17及空穴传输层16中所含的水分向第二功能层19浸入的效果、及提高从第二功能层19向发光层17的电子注入性的效果，优选第一功能层18直接层叠在发光层17上。

(9)第二功能层19

第二功能层19具有将由相对电极20提供的电子向发光层17侧注入及传输的功能。第二功能层19是将有机材料、特别是具有电子传输性的有机材料作为宿主材料，将稀土金属作为掺杂材料而形成的。稀土金属通常功函数低，电子注入性优异，并且具有还原性，因此，具备使第一功能层18中的碱金属等氟化物解离的作用。另外，与Ba等碱土金属相比，其化学稳定性更高，因此，不易与水分反应(耐水性高)，有望延长使用寿命。

稀土金属中，Yb(镱)的熔点较低，加工性高，因此，在本实施方式中，将Yb作为掺杂材料。

需要说的是，作为除Yb以外的稀土金属，可以使用La(镧)、Nd(钕)、Sm(钐)、Eu(铕)、Gd(钆)、Ce(铈)、Lu(镥)等。

另外，作为具有电子传输性的有机材料(宿主材料)，可列举例如：噁二唑衍生物(OXD)、三唑衍生物(TAZ)、菲咯啉衍生物(BCP，Bphen)等π电子系低分子有机材料，但不限制于此。

(10)相对电极

在本实施方式中，有机EL显示面板10是顶部发射型的，因此，相对电极20由透光性的导电材料构成，形成在第二功能层19上。相对电极20用作阴极。

作为相对电极20，能够使用例如金属薄膜或ITO及IZO等透明导电膜。为了更有效地获得光共振器结构，优选形成金属薄膜，该金属薄膜由作为相对电极20的材料的铝、镁、银、铝-锂合金、镁-银合金等中的至少一种材料构成。在该情况下，金属薄膜的膜厚有效为5nm以上且30nm以下。

在采用了如上所述的光共振器结构的情况下，优选在第二功能层19和相对电极20之间以所需膜厚形成ITO及IZO等透明导电膜，将发光层17和相对电极20之间的光学距离调整为适当大小(详见后述的变形例(2))。

(11)密封层

密封层21是为了防止空穴传输层16、发光层17、第二功能层19等有机层暴露于水分、或暴露于空气而劣化所设置的。

密封层21使用例如氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)等透光性材料形成。

(12)其它

密封层21上可以通过透明接着剂粘贴用于防眩的偏光片或上部基板，但图3(a)中未示出。另外，还可以粘贴用于对各有机EL元件2所发出的光的色度进行校正的彩色滤光片。由此，能够进一步保护空穴传输层16、发光层17、第二功能层19等不受外部的水分及空气等影响。

图3(b)是由图3(a)的虚线的圆C圈起的部分的放大图。如上所述，由于空穴传输层16、发光层17通过湿法工艺形成，因此，固定部(pinning portion)(与隔壁14的接触位置)P1、P2分别比中央的平坦部更高。因此，通过观察各层的表面形状，能够容易判断该层是否为通过湿法工艺形成的涂敷膜。

3.有机EL显示面板10的制造方法

下面，使用附图对有机EL显示面板10的制造方法进行说明。

图4(a)～(e)、图5(a)～(d)、图6(a)、(b)及图7(a)～(d)是示出有机EL显示面板10在制造时的各工序中的状态的示意性剖视图。另外，图8是示出有机EL显示面板10的制造工序的流程图。

(1)基板准备工序

首先，如图4(a)所示，在基材111上成膜TFT层112，以准备基板11(图8的步骤S1)。TFT层112能够通过公知的TFT的制造方法来成膜。

(2)层间绝缘层形成工序

接着，如图4(b)所示，在基板11上形成层间绝缘层12(图8的步骤S2)。

具体而言，通过例如模涂法沿基板11的上表面涂敷具有一定流动性的树脂材料，以填埋TFT层112引起的基板11上的凹凸。由此，层间绝缘层12的上表面形成沿基材111的上表面平坦化的形状。

另外，对层间绝缘层12上位于TFT元件的例如源极上的部位施加干法蚀刻法，形成接触孔(未图示)。使用图案化等形成接触孔，以使源极的表面露出于该底部。

接着，沿接触孔的内壁形成连接电极层。连接电极层的上部的一部分设置在层间绝缘层12上。连接电极层能够使用例如溅射法，在成膜金属膜后，使用光刻法及湿法蚀刻法进行图案化即可。

(3)像素电极及空穴注入层的形成工序

接着，如图4(c)所示，在层间绝缘层12上形成像素电极材料层130。像素电极材料层130能够通过例如真空蒸镀法、溅射法等来形成。

再在像素电极材料层130上形成空穴注入材料层150(图4(d))。空穴注入材料层150能够使用例如反应性溅射法等来形成。

接着，如图4(e)所示，将像素电极材料层130和空穴注入材料层150通过蚀刻图案化，以形成针对每个子像素所划分出的多个像素电极13和空穴注入层15(图8的步骤S3)。

需要说的是，像素电极13、空穴注入层15的形成方法并不限制于上述方法，例如，也可以在将像素电极材料层130图案化以形成像素电极13之后，再形成空穴注入层15。

(4)隔壁及像素限制层形成工序

接着，形成隔壁14及像素限制层141(图8的步骤S4)。

在本实施方式中，通过不同工序形成像素限制层141和隔壁14。

(4-1)像素限制层形成

首先，为了将Y方向(图2)上的像素电极列按照每个子像素隔开，形成沿X方向延伸的像素限制层141。

如图5(a)所示，在形成有像素电极13、空穴注入层15的层间绝缘层12上均匀地涂敷作为像素限制层141的材料的感光性树脂材料，从而形成具有与待形成的像素限制层141的高度相等的膜厚的像素限制层材料层1410。

作为具体的涂敷方法，能够使用例如口模涂法及狭缝涂敷法、旋涂法等湿法工艺。涂敷后，优选进行例如真空干燥及60℃～120℃左右的低温加热干燥(预烘)等，以除去多余的溶剂，并使像素限制层材料层1410固定于层间绝缘层12。

接着，使用光刻法将像素限制层材料层1410图案化。

例如，在像素限制层材料层1410具有正性感光性的情况下，对作为像素限制层141保留的部位进行遮光，要除去的部分则通过透明的光掩模(未图示)将像素限制层材料层1410曝光。

接着，进行显影，除去像素限制层材料层1410的曝光区域，从而能够形成像素限制层141。作为具体的显影方法，例如将基板11整体浸入有机溶剂及碱液等显影液后，利用纯净水等冲洗液清洗基板11即可，其中，显影液溶解像素限制层材料层1410中通过曝光而感光的部分。

然后，通过在预定温度下进行烧成(后烘)，能够在层间绝缘层12上形成沿X方向延伸的像素限制层141(图5(b))。

(4-2)隔壁形成

接着，与上述像素限制层141相同地形成沿Y方向延伸的隔壁14。

即，在形成有上述像素电极13、空穴注入层15、像素限制层141的层间绝缘层12上，使用模涂法等涂敷用于隔壁的树脂材料，从而形成具有与待形成的隔壁14的高度相等的膜厚的隔壁材料层140(图5(c))，通过光刻法对隔壁材料层140上沿Y方向延伸的隔壁14进行图案化之后，在预定温度下烧成，以形成隔壁14(图5(d))。

需要说的是，虽然上述是通过湿法工艺分别形成像素限制层141和隔壁14的材料层之后进行图案化，但也可以通过干法工艺形成其中的任意一者或两者的材料层，再通过光刻法和蚀刻法进行图案化。

(5)空穴传输层形成工序

接着，如图6(a)所示，从印刷装置的涂敷头301的喷嘴3011向隔壁14所限制出的开口部14a喷出包括空穴传输层16的构成材料的油墨，以将其涂敷在开口部14a内的空穴注入层15上。此时，以在像素电极列的上方沿Y方向(图2)延伸的方式涂敷空穴传输层16的油墨。然后，使其干燥，以形成空穴传输层16(图8的步骤S5)。

(6)发光层形成工序

接着，在上述空穴传输层16的上方形成发光层17(图8的步骤S6)。

具体而言，如图6(b)所示，从印刷装置的涂敷头301的喷嘴3011依次喷出包含与各开口部14a相对应的发光颜色的发光材料的油墨，并将其涂敷在开口部14a内的空穴传输层16上。此时，在像素限制层141的上方也连续涂敷油墨。由此，油墨可以沿Y方向流动，降低油墨的涂敷不均，进而可以使相同子像素列上的发光层17的膜厚均匀。

接着，将油墨涂敷后的基板11送入真空干燥室内，并在真空环境下加热，从而蒸发油墨中的有机溶剂。由此能够形成发光层17。

(7)第一功能层形成工序

接着，如图7(a)所示，在发光层17及隔壁14上形成第一功能层18(图8的步骤S7)。第一功能层18通过利用蒸镀法在各子像素上共同成膜NaF而形成。

(8)第二功能层形成工序

接着，如图7(b)所示，在第一功能层18上形成第二功能层19(图8的步骤S8)。第二功能层19通过例如利用同时蒸镀法在各子像素上共同成膜电子传输性的有机材料和掺杂金属Yb而形成。

另外，也可以首先形成电子传输性的有机材料的膜，然后通过溅射法等掺杂Yb。

(9)相对电极形成工序

接着，如图7(c)所示，在第二功能层19上形成相对电极20(图8的步骤S9)。在本实施方式中，相对电极20通过利用溅射法、真空蒸镀法成膜银、铝等而形成。

(10)密封层形成工序

接着，如图7(d)所示，在相对电极20上形成密封层21(图8的步骤S10)。密封层21能够通过利用溅射法、CVD法等成膜SiON、SiN等而形成。

由此，完成有机EL显示面板10。

需要说的是，上述制造方法仅为示例，可以适当变更。

4.有机EL元件的评价实验

接着，对通过上述实施方式形成的有机EL元件2的发光效率及使用寿命进行评价实验。

图9是示意性示出上述有机EL元件2的主要部分(从像素电极(阳极)13至相对电极(阴极)20)的层叠结构的图。

作为待实验的有机EL元件2(实施品)，在玻璃基板上蒸镀Al合金，制成像素电极(阳极)13，依次层叠空穴注入层15、空穴传输层16、发光层17、第一功能层18、第二功能层19、相对电极(阴极)20。

第一功能层18是膜厚为2nm的NaF薄膜，通过真空蒸镀法形成。第二功能层19通过利用同时蒸镀法形成膜厚15nm的有机材料和Yb而形成。掺杂金属Yb的掺杂浓度为20wt％。

比较品1中的有机EL元件不形成图9中的第一功能层18，第二功能层19的掺杂金属采用Ba。该Ba是碱土金属，功函数足够低，目前被广泛用作n型掺杂剂。

比较品2中的有机EL元件不形成图9中的第一功能层18，第二功能层19的掺杂金属采用Yb。

比较品3中的有机EL元件形成由NaF构成的第一功能层18，第二功能层19的掺杂金属采用Ba。

比较品1～3的第二功能层的膜厚及掺杂金属的掺杂浓度分别与本实施品相同，设为15nm、20wt％。

另外，比较品3的第一功能层18的膜厚为2nm，与实施品相同。

其它的层的形成条件均与实施品、比较品1～3完全相同。

图10是示出本实施品和比较品1～3的发光效率、驱动电压、使用寿命及总合评价的结果的比较表。

该表的发光效率一栏中，用将实施品的发光效率设为100时的比较值示出发光初始时的发光效率(每单位功率的总光通量lm/W(每瓦流明))。

另外，驱动电压一栏中，用将实施品设为100时的比较值示出了施加一恒流时驱动电压的倒数。由于通过倒数进行比较，因此，该栏的数值越高，表示驱动电压越低。

使用寿命一栏中，示出了加速度实验的结果，在此，例如发光效率达到初始的80％以下时，判断达到使用寿命。在该情况下，也用将实施品的使用寿命设为100时的比较值示出。

需要说的是，作为综合评价，上述发光效率、驱动电压、使用寿命的评价均为95分以上时，评价为“○”，80以上且低于95分时，评价为“△”，低于80分时，评价为“×”。

图10的比较表也表明，在不具有第一功能层的比较品1、2中，发光效率下降至实施品的6成左右。另外，电压均较大，提高了电压。并且，在使用寿命评价中，第二功能层的掺杂金属为Ba的比较品1下降至3成左右，掺杂金属为Yb的比较品2下降至约5成。

另外，在比较品3中，第二功能层的掺杂金属为Ba，但其具有由NaF构成的第一功能层，因此，补充了电子传输性，发光效率及驱动电压的评价值升高，仅稍逊于实施例。但是，使用寿命与实施品相差30分。

另外，总合评价为“○”的仅有本实施品。

由实验结果可知如下内容。

(a)Ba的功函数虽然比Yb的功函数小(Ba的功函数为2.52eV、Yb的功函数为2.6eV)，但在发光效率及驱动电压方面，掺杂金属为Yb时，评价比掺杂金属为Ba时稍高。一般认为，这是因为，稀土Yb比碱土金属Ba的活性低，在发光器件制作工艺中不容易与水分反应而变质，并且电压也较低，还会抑制电子电流量降低，从而抑制效率降低。

(b)由于稀土金属Yb的活性低于碱土金属Ba的活性，不易与水分反应而变质，因此，从使用寿命的观点出发，掺杂金属Yb更具有优势。

(c)虽然在不具有第一功能层的情况下(比较品1、比较品2)，第二功能层的掺杂金属为Ba和Yb时，使用寿命的差为18％，但在具有NaF的第一功能层的情况下(比较品3、实施品)，第二功能层的掺杂金属为Ba和Yb时，使用寿命的差达到30％。推测这是因为，NaF与Yb的组合的相性优良，通过它们的协同效应，形成了对于水分的抵抗性更加优异且使用寿命长的有机EL元件。

5.第一功能层与第二功能层的膜厚及第二功能层中的掺杂浓度

(1)第一功能层的膜厚

如上所述，形成第一功能层18的NaF具有对于发光层17的电子注入性、及水分阻隔性，该膜厚优选为0.1nm以上且20nm以下。若膜厚低于0.1nm，则膜厚过薄，不能充分发挥从第二功能层19向发光层17的电子注入性和对于第二功能层19的水分阻隔性的效果，另外，若膜厚超过20nm，则第二功能层的还原作用不能充分作用于第一功能层，从而导致电子注入性恶化。

(2)第二功能层的膜厚

第二功能层19的掺杂金属Yb从作为阴极的相对电极20注入电子的电子注入性优异，并且，与现有的Ba等相比，透明度更高，因此，该膜厚可以设为5nm以上且150nm以下的范围。这是因为，若膜厚低于5nm，则膜厚过薄，不能充分还原作为第一功能层的NaF，进而不能从阴极充分注入电子，另外，若膜厚超过150nm，则难以进行光学调整，出光效率恶化，可能对发光效率产生影响。

由于可以取如上较大范围内的第二功能层19的膜厚，因此，通过光学设计，可以在该膜厚的范围内，针对R、G、B的发光颜色分别设置第二功能层19的厚度，从而构筑光共振结构。

需要说的是，第一功能层18同时承担两个功能，即，阻止水分从下层的有机层向第二功能层19移动、及向发光层17注入电子，因此，将第一功能层18直接层叠在发光层17上，并在第一功能层18上直接形成第二功能层19很有效，由此，无需另外插入中间层，从而减少工艺负担。

(3)第二功能层中Yb的掺杂浓度

Yb的功函数低，电子注入性优异，并且，对于水分的反应性比碱金属等低很多，因此，可以使掺杂浓度在1wt％以上且90wt％以下的范围。这是因为，若低于1wt％，则不能获得所需的电子注入性，若超过90wt％，则蒸镀时等容易产生Yb块儿，难以均匀地分散在作为宿主材料的有机层中。

6.效果(总结)

综上所述，根据本公开的方案中的有机EL元件，在发光层17上形成由NaF构成的第一功能层18，并在其上形成有掺杂有Yb的第二功能层19。

第一功能层18的NaF的水分阻隔能力高，并且能够通过Yb的还原作用增加电子注入性，因此，能够在起到电子传输层的功能的同时，抑制来自该下层的发光层17及隔壁14、像素限制层141的有机层的水分浸入第二功能层19。

需要说的是，除NaF以外的选自碱金属、碱土金属或者稀土金属中的金属的氟化物也具有类似的特性，因此也可以使用。

另一方面，第二功能层19的掺杂金属Yb为稀土，其功函数低，因此，电子注入性良好，发光效率提高，从而也能够使驱动电压较低。并且，上述第一功能层18除抑制来自下层的有机层的水分浸入之外，由于与Yb本身及碱金属等相比，与水分的反应性较低，因此不易变质。

需要说的是，作为稀土金属，即使掺杂除Yb以外的金属，也能够获得相同的效果。这是因为，稀土金属的功函数低，具有还原性，并且具有化学稳定性作为共有的特性。

因此，能够通过湿法工艺形成有机EL元件2的有机层的至少一层，以降低制造成本，同时，抑制有机层的含有水分导致第二功能层19的电子注入性劣化，从而延长有机EL元件的使用寿命。

《变形例》

上面，作为本发明的一个方案，对有机EL元件、及有机EL显示面板、有机EL元件的制造方法等的实施方式进行了说明，但除其本质的特征组成之外，本发明丝毫不受以上说明的限制。下面，对本发明的其它方案进行说明。

(1)第二功能层的构成的变形例

在上述实施方式中，第二功能层19为单层，且Yb的掺杂浓度均匀，但也可以制成如下构成。

(1-1)第二功能层直接采用单层结构，并沿膜厚方向设置Yb的浓度梯度

图11是示出第一变形例中的有机EL元件2的层叠结构的模式图。

需要说的是，该图中，仅示出了本变形例中的有机EL元件2的主要部分(从像素电极13至相对电极20)的层叠结构(除图19、图20、图24、图25之外，其它变形例的层叠结构图中也是相同的。)。

如图11所示，第二功能层19的Yb的掺杂浓度在与相对电极20相接的侧为X2wt％，掺杂浓度随着靠近第一功能层18而减少，在与第一功能层18相接的部分，浓度达到X1wt％(1≤X1

通过制成这样的构成，使第二功能层的Yb含量连续变化，从而在发挥第一功能层的NaF的水分阻隔性的同时，使第一功能层起到较弱的还原性，虽然限制电子注入性，但能够抑制水分向第二功能层侵入，还能够防止因Yb掺杂量的增加导致光透射性过度降低。另外，通过提高阴极侧的浓度，能够提高从阴极侧向第二功能层的电子注入性，并且抑制水分从外部浸入，进一步延长有机EL元件的使用寿命。

由此，能够提高一种发光效率优异，且可以延长使用寿命的有机EL元件。

需要说的是，作为通过使Yb的掺杂浓度逐渐变化的方法，例如在同时蒸镀法中，分别控制用于加热Yb的电炉的温度和用于加热有机材料的电炉的温度，使Yb的蒸镀速度相对于有机材料的蒸镀速度逐渐减慢，从而实现浓度梯度。

(1-2)第二功能层为两层结构

图12是示出第二变形例中的有机EL元件2的层叠结构的模式图。

如图12所示，第二功能层19制成第一层部分191和第二层部分192的两层结构，第二层部分192的Yb的掺杂浓度(X2wt％)高于第一层部分191的Yb的掺杂浓度(X1wt％)(1≤X1

需要说的是，通过某些制造方法，可以在第一层部分191和第二层部分192之间存在掺杂浓度从X1wt％逐渐向X2wt％过渡的部分，从第二功能层19的整体膜厚来看，该部分较小，因此，即使在这样的情况下，也可以视为变形例的两层结构。下面叙述的三层结构也属于相同情况。

这样一来，第二功能层19上，位于相对电极20侧的区域即第二层部分192的Yb的掺杂浓度比位于第一功能层18侧的区域即第一层部分191更高，因此，与上述(1-1)的变形例相同地，有望提高发光效率并延长使用寿命。

(1-3)第二功能层为三层结构

图13是示出第二变形例中的有机EL元件2的层叠结构的模式图。

如图13所示，第二功能层19制成第一层部分191、第二层部分192、第三层部分193的三层结构，将第一～第三层部分191～193的Yb的掺杂浓度分别设为X1wt％、X2wt％、X3wt％时，满足X2

根据本变形例，使位于第一、第三层部分191、193之间的第二层部分192的掺杂浓度最低，因此，能够防止因第二功能层19整体的Yb掺杂量的增加导致光透射性过度降低。

由于第一层部分191的掺杂浓度高，因此，发挥第一功能层18的NaF的水分阻隔性，同时使其还原，从而能够提高对发光层的电子注入性。

另外，通过提升第三层部分193的Yb的浓度，能够获得如下效果：提高从阴极侧向第二功能层的电子注入性，并且阻止水分从外部浸入，从而进一步延长有机EL元件的使用寿命。

(2)光共振器结构

为了进一步提高发光效率，优选采用光共振器结构。

图14是示出有机EL元件2的另一个方案中的层叠结构的模式图。

如图14所示，在第二功能层19和相对电极20之间形成有预定膜厚的透明导电膜23。该透明导电膜23通过磁控溅射法等由ITO及IZO等形成。

通过插入透明导电膜23，相对电极20与透明导电膜23的组合用作阴极，降低所合成的薄膜电阻，有助于防止压降导致亮度降低，并且，由于ITO、IZO的透明度高，因此，能够使膜厚较大，从而能够用于调整光共振器结构的光路长度。

该透明导电膜23的膜厚优选15nm以上。进一步优选40nm以上。通过使透明导电膜的膜厚为15nm以上，能够有效利用腔体调整(用于光共振器结构的膜厚调整)，从而能够提高效率。

图15是对本变形例中的有机EL元件2的光共振器结构中的光干扰进行说明的图。

光共振器结构被构成在像素电极13与空穴注入层15的界面和相对电极20与透明导电膜23的界面之间。

图15中示出了从发光层17射出的光的主要光路。光路C1是从发光层17向相对电极20侧射出的光不经反射而直接透过相对电极20的光路。

光路C2是从发光层17向像素电极13侧射出的光经像素电极13反射后，夹着发光层17透过相对电极20的光路。在该情况下，相对电极20优选具有半透射性，以将来自下方的光的一部分反射。如上所述，这样的相对电极20是将Ag或Al、它们的合金等作为材料，通过蒸镀法，按照5nm以上且30nm以下的膜厚形成而实现的。

光路C3是从发光层17向相对电极20侧射出的光被相对电极20反射后，再被像素电极13反射，夹着发光层17透过相对电极20的光路。

光路C1和光路C2的光学距离的差(光路差)ΔC1与图15所示的光学膜厚L1的2倍的长度相对应。光学膜厚L1是指从发光层17至像素电极13与空穴注入层15的界面之间的、空穴注入层15和空穴传输层16的合计光学距离(各层的膜厚与折射率的乘积的合计值)。

另外，光路C2和光路C3的光距差ΔC2与图15所示的光学膜厚L2的2倍相对应。光学膜厚L2是指从发光层17至相对电极20与透明导电膜23的界面之间的、第一功能层18、第二功能层19、透明导电膜23的光学距离(各层的膜厚与折射率的乘积的合计值)。

在光共振器结构中，需要将分别经过光路C1、光路C2、光路C3后的光调整为按照相同相位从有机EL元件2射出。因此，若将图15中发出的光的目标波长设为λ，则在光路C2中，反射一次，仅偏移半波长大小，因此，优选光路差ΔC1＝λ的整数倍+λ/2。

如此一来，设置了空穴注入层15、空穴传输层16、发光层17的膜厚等中的任意一个、或两个值。

另外，还需要将经过光路C3后的光调整为按照相同相位从有机EL元件2射出，因此，在光路C3中，反射2次，因此，在该情况下，优选光路差ΔC2＝λ的整数倍。

另外，优选上述光路差ΔC1通过空穴注入层15或空穴传输层16的厚度及它们的折射率确定，但光路差ΔC2通过图14的透明导电膜23的厚度及折射率调整。这是因为，如上所述，由于透明导电膜23的透明性高，因此即使该薄膜的膜厚有些许差异，影响也较小。

由于各发光颜色的波长不同，因此，为了与该波长相应地变更上述光路差ΔC1、ΔC2，确定与各发光颜色相对应的有机EL元件2的空穴注入层15、空穴传输层16、发光层17的膜厚及透明导电膜23的膜厚。

需要说的是，如上所述，由于Yb不易与水分反应而变质，因此可以使第二功能层19中掺杂的Yb的量最小，从而使透明性高，所允许的膜厚的范围也较广，因此，也可以代替上述透明导电膜23或者与透明导电膜23一并使用，并以光路差ΔC2满足上述共振条件的方式设置膜厚。

另外，即使在通过溅射法在第二功能层19上制作ITO或IZO的膜来作为第三功能层时，第二功能层19也能够缓冲其溅射损伤，从而保护发光层，进而获得发光效率良好，并且不会缩短使用寿命的有机EL元件。

图16示出反映出该光共振器结构的有机EL显示面板10的示例。在本示例中，根据发光颜色的波长，按照红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的顺序，依次减小有机EL元件2的空穴注入层15、空穴传输层16、发光层17的总膜厚，以满足上述光共振的条件。

(3)阻止水分从外部浸入及减少相对电极的薄膜电阻导致的压降

(3-1)图17是示出有机EL元件2的再一个方案中的层叠结构的模式图。

与图14的构成的不同在于，第二功能层19和透明导电膜23之间形成有由Yb构成的中间层(Yb层)24。

由此，从相对电极20注入电子的电子注入性进一步提高，并且，在将Yb层24、透明导电膜23、相对电极20视作一组阴极时，降低整体的薄膜电阻，因此，即使有机EL显示面板10尺寸增大，也能够抑制其屏幕中央部的压降，从而获得更加良好的画质。

另外，由于Yb具有一定的耐水性，因此，能够抑制水分从上层(透明导电膜23、相对电极20、密封层21)浸入，进而防止下层的第二功能层19及发光层17的劣化，延长使用寿命。

需要说的是，Yb层24的膜厚优选在0.1nm以上且3nm以下的范围。

这是因为，若低于0.1nm，则不能够那么期待耐水性及降低薄膜电阻的效果，若超过3nm，则会对光透射性产生影响，反而可能降低有机EL元件2的发光效率。

(3-2)图18是示出有机EL元件2的再一个方案中的层叠结构的模式图。

如图18所示，在本变形例中，透明导电膜23和相对电极20之间形成有Yb层24。通过该构成，也会降低由相对电极20和Yb层24的组合构成的薄膜电阻，从而减少压降，即使有机EL显示面板10的尺寸增大，也能够降低其屏幕中央部的压降，从而获得更加良好的画质。

另外，Yb的耐水性能够阻止水分从上层(相对电极20、密封层21)浸入，进而抑制下层的透明导电膜23及第二功能层19、发光层17劣化，延长使用寿命。根据该构成，透明导电膜23也能够进行保护，以避免外部水分的影响。

需要说的是，该变形例中，由于与上述(3-1)相同的理由，Yb层24的膜厚也优选在0.1nm以上且3nm以下的范围。

(3-3)图19是示出有机EL元件2的再一个方案中的层叠结构的模式图。如图19所示，在本变形例中，在相对电极20的外侧(与发光层17相反的侧)，于密封层21之间形成有Yb层24。通过该构成，也能够减少相对电极20的薄膜电阻所导致的压降，即使有机EL显示面板10的尺寸增大，也能够抑制其屏幕中央部的压降，从而获得更加良好的画质。其中，Yb层24较相对电极20设为更靠外侧处，因此，不具有强化电子注入性的效果。

另外，Yb的耐水性能够阻止水分从上层(密封层21)浸入，进而抑制下层的透明导电膜23及第二功能层19、发光层17的劣化，延长使用寿命。

该变形例中，Yb层24的膜厚优选为0.1nm以上且5nm以下的范围。这是因为，若低于0.1nm，则不能够那么期待耐水性及降低薄膜电阻的效果，若超过5nm，则会对光透射性产生影响，反而可能会降低有机EL元件2的发光效率。

(3-4)图20是示出有机EL元件2的再一方案中的层叠结构的模式图。如图20图所示，在本变形例中，在相对电极20的外侧(与发光层17相反的侧)，于密封层21之间形成有透明导电膜23。

我们都知道，通常，在层叠多个折射率不同的透明薄膜的情况下，相邻的各透明薄膜的界面上会产生射入该界面的光的一部分进行反射的现象。

本变形例中，例如，相对电极20由Ag(折射率0.05)形成，透明导电膜23由IZO(折射率2.05)形成，并且密封层21由SiN(折射率1.85)形成。由此，除相对电极20和Yb层24的界面20a以外，相对电极20和透明导电膜23的界面23a、透明导电膜23和密封层21的界面21a也可以形成反射面。

因此，通过形成多个各界面与像素电极13的反射面之间的光学距离(共振长度)不同的腔体(光共振器结构)，通过各腔体生成其光谱具有不同峰波长的光，并从有机EL元件2输出其光谱具有将以上光谱合成而得到的峰波长的光。

因此，通过适当设置相对电极20及透明导电膜23的折射率和膜厚，可以获得能够对所输出的光的色度进行微调的效果。在因有机EL元件2的像素电极13与相对电极20之间的层叠结构及膜厚的制限而无法获得B或者R、G的理想的峰波长的情况下，将这些峰波长校正至理想的波长域内时，这样的构成是有效的，能够分别提高R、G、B的发光颜色的颜色纯度。

另外，由于透明导电膜23由作为透明导电膜的IZO膜构成，并与相对电极20直接相接而形成，因此减少相对电极20的薄膜电阻所导致的压降，即使有机EL显示面板10的尺寸增大，也能够抑制该屏幕中央部的压降，从而获得更加良好的画质。透明导电膜23也可以为例如ITO膜等其它透明导电膜。

需要说的是，也可以不是上述(3-1)～(3-4)中的Yb层24，而是包含其它稀土金属的单层或者多层稀土金属层。

(4)隔壁及像素限制层的形成工序的变形例

虽然在上述实施方式中，通过不同工序形成隔壁14和像素限制层141，但也可以使用半色调掩膜，同时形成隔壁14和像素限制层141。

首先，通过口模涂法等湿法工艺，在形成有像素电极13、空穴注入层15的层间绝缘层12上涂敷树脂材料，以形成隔壁材料层140(参见图5(c))。

涂敷后，优选进行例如真空干燥及60℃～120℃左右的低温加热干燥(预烘)等，以除去多余的溶剂，并且将隔壁材料层固定于层间绝缘层12。

接着，经由光掩模(未图示)曝光隔壁材料层140。

例如，在隔壁材料层140具有正性感光性的情况下，将保留隔壁材料层140的部位遮光，将待除去部分曝光。

由于像素限制层141的膜厚比隔壁14小，因此，像素限制层141的部分需要对隔壁材料层140进行半曝光。

因此，作为曝光工序中使用的光掩模，使用半色调掩膜，其中，该半色调掩膜具有：设置在与隔壁14对应的位置且完全遮蔽光的遮光部、设置在与像素限制层141对应的位置的半透明部、及设置在与此外的像素电极13的露出部分对应的位置的透光部。

上述半透明部的透光度被确定为，曝光预定时间后，使像素电极13上的隔壁材料层140完全曝光，像素限制层141的高度部分保留而未曝光。

接着，进行显影，除去隔壁材料层140的曝光区域，从而能够形成隔壁14和膜厚小于隔壁14的像素限制层141。作为具体的显影方法，例如将基板11整体浸入有机溶剂及碱液等显影液后，利用纯净水等冲洗液清洗基板11即可，其中，显影液溶解隔壁材料层140上通过曝光而感光的部分。然后，在预定温度下进行烧成。

如上所述，通过使用半色调掩膜，能够通过相同工序在层间绝缘层12上形成沿Y方向延伸的隔壁14及沿X方向延伸的像素限制层141，进而能够相应减少工序数量，因此有助于降低有机EL显示面板的制造成本。

(5)有机EL元件的层叠结构的变形例

在上述实施方式中，有机EL元件的层叠构成为具有第一功能层18及第二功能层19、空穴注入层15及空穴传输层16的构成，但并不限制于此。例如，也可以为不具有空穴传输层16的有机EL元件。另外，例如，还可以具有单一空穴注入传输层来代替空穴注入层15和空穴传输层16。

(6)在上述实施方式的有机EL显示面板10中，如图2所示，像素限制层141的延伸方向为有机EL显示面板10的长轴X方向，隔壁14的延伸方向为有机EL显示面板10的短轴Y方向，但像素限制层141和隔壁14的延伸方向也可以相反。另外，像素限制层及隔壁的延伸方向也可以为与有机EL显示面板10的形状无关的方向。

另外，在上述实施方式的有机EL显示面板10中，将示例性地图像显示面制成了长方形，但图像显示面的形状没有限制，可以适当变更。

另外，在上述实施方式的有机EL显示面板10中，将像素电极13制成了长方形平板状的部件，但并不限制于此。

(7)在上述实施方式中，通过干法工艺形成空穴注入层15，但也可以在形成像素电极13之后形成像素限制层141、隔壁14，然后，如图21(a)所示，通过湿法工艺，在相邻的隔壁14彼此的开口部14a中形成空穴注入层15。

在该情况下，关于空穴注入层15的膜形状，由于与图21(b)所示隔壁14相接的位置P3较中央的平坦部位于更靠上方处，因此，能够方便地获知空穴注入层15也是通过湿法工艺形成的涂敷膜。

(8)在上述实施方式的有机EL显示面板10中，排列有分别发出R、G、B色的光的子像素100R、100G、100B，但子像素的发光颜色并不限制于此，还可以为例如R、G、B、以及黄色(Y)这四种颜色。另外，在一个像素P中，子像素并不限制于每种颜色一个，而是可以配置多个。另外，像素P中子像素的排列并不限制于如图2所示那样的红色、绿色、蓝色的顺序，也可以为调换后的顺序。

(9)在上述实施方式中，对线形凸块方式的有机EL显示面板10进行了说明。图22(a)示出在该线形凸块方式的有机EL显示面板10中形成了像素限制层141、隔壁14后的阶段的示意性局部立体图。

由于用于规定Y方向上的子像素的范围的像素限制层141的高度比隔壁14低，因此，向开口部14a连续涂敷油墨时，具有油墨容易沿Y方向流动，以通过流平使膜厚均匀的优点，另一方面，也存在通过湿法工艺形成的发光层17和第一功能层18的接触面积变大，水分容易浸入上层的缺点。

图22(b)是示意性示出像素凸块方式时隔壁14的形状的局部立体图。其具有如下优点：图22(b)所示各子像素的四周被较高的隔壁14覆盖，因此，发光层17不能进一步扩展，相应地，与线形凸块方式相比，限制第一功能层18和发光层17的接触面积，进而可能会浸入第一功能层18的水分量减少，并进一步抑制第一功能层18、第二功能层19的劣化，在这些方面，更优于线形凸块方式。

(10)另外，不仅可以适用于顶部发射型有机EL显示面板，也可以应用于底部发射型有机EL显示面板。

图23是示出底部发射型有机EL显示面板的层叠结构的示意性剖视图。与图3中说明的顶部发射型有机EL显示面板10相比，存在下述不同。

(a)相对电极20不需要透明，只要具有反射性即可。

由此，能够增加相对电极20的膜厚，或使用导电性高的材料，从而减少薄膜电阻，因此，能够消除相对电极20的压降所导致的亮度不均。另外，随着膜厚的增加，有望提高相对电极20的密封效果。

(b)像素电极13由IZO及ITO等透明导电膜形成，层间绝缘层12由透明树脂材料形成。另外，在TFT层112上，在俯视时与隔壁14(或者像素限制层141)重叠的第一区域1121内形成使用TFT的发光元件的驱动电路，使其间的第二区域1122具有透光性，以防止遮蔽射出光。基材111也由透光性的树脂片材或者玻璃片材形成。

另外，也可以将相对电极20作为光反射性阳极，将像素电极13由光透射性(包含半光透射性)材料构成，并作为阴极。相应地，其它的空穴注入层15、空穴传输层16、第一功能层18、第二功能层19的层叠顺序也与图23所示相反，但在该情况下，基材111的厚度较厚，因此具有密封性非常高，第二功能层19更不易劣化的优点。

另外，在设有彩色滤光片基板及偏光片的情况下，如果将它们粘贴于基板11，或者将基板11自身兼作彩色滤光片基板及偏光片，则能够简化构成，降低成本。

需要说的是，在该底部发射型有机EL显示面板中，通过使相对电极20也为透明，能够提供透射型有机EL显示面板。例如，通过在车辆的挡风玻璃上设置该透射型有机EL显示面板10，可以显示车辆导航的引导画面及汽车的测速仪等，而不会遮挡前方的视野，以至于影响驾驶，进而能够扩大有机EL显示面板10的应用领域。

(11)向柔性显示面板发展

随着有机EL显示面板10的用途的多样化，逐渐要求更高柔性。

在上述实施方式中，使用氮化硅(SiN)及氮氧化硅(SiON)等透光性无机材料以单层形成了密封层21，这些无机材料密封性优异，但同时存在容易因外力产生裂纹，不耐弯折作用的缺点。如果为了防止产生裂纹而增加无机材料的密封层的膜厚，则刚性增大，大大损害柔性。

因而，最近进行了研究，以通过减少密封层中的无机材料层的膜厚，并叠放树脂材料层来吸收外力带来的冲击，在确保柔性的同时，防止产生裂纹。

图24是示出本变形例中的柔性优异的有机EL显示面板(柔性显示面板)400的层叠结构的一例的模式图。

如图24所示，柔性显示面板400包括基板411、层间绝缘层412、发光主要部分430、及密封层421构成。

基板411是在作为基材的树脂膜4111上形成UC(底涂层)层4112，并在UC层4112上形成TFT层4113而成的。

树脂膜4111优选由具有柔性且耐热性优异的树脂材料构成。在本变形例中，使用了PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。

但是，与玻璃片材的基材相比，树脂膜4111的水分的吸收率及透射率较高，因此，在树脂膜4111之上层叠由SiN、SiON等无机材料构成的较薄的UC层4112，以阻断水分从下方浸入，从而防止TFT层4113因水分而劣化。

基板411上夹着层间绝缘层412设置有发光主要部分430。在本变形例中，发光主要部分430具有与实施方式中的发光主要部分相同的层叠结构(参见图9)，其是在像素电极413上依次层叠空穴注入层415、空穴传输层416、发光层417、第一功能层418、第二功能层419、相对电极420而成的。这些组件的内容分别与实施方式中的说明相同，故省略详细内容的说明。

发光主要部分430的相对电极420上形成密封层421。密封层421是第一密封层4211、第二密封层4212、第三密封层4213的三层结构。

第一密封层4211是利用例如SiN、SiON等透光性无机材料通过溅射法、CVD法等干法工艺形成的，第二密封层4212是将例如氟系及丙烯酸、环氧系等透光性树脂材料通过涂敷法等湿法工艺形成于第一密封层4211上而成的。并通过与第一密封层4211相同的方法在其上形成第三密封层4213。

由此，即使减小由无机材料构成的第一密封层4211、第三密封层4213的膜厚，也会通过由树脂材料构成的第二密封层4212来缓冲外力，因此不容易产生裂纹，能够确保柔性和密封性。

如上所述，用树脂膜形成基板的基材，并在由无机材料构成的两层的薄膜(无机材料层)之间夹入由树脂材料构成的膜(有机材料层)而制成密封层，从而确保柔性和密封性，在具有如上构成的显示面板中，通过如上述实施方式那样采用Yb作为第二功能层419的掺杂金属，增加耐水性，因此，密封层421也能够通过例如逐层层叠无机膜和有机膜来获得充分耐久性。由此，能够简化柔性显示面板400的密封结构。

另外，这样的柔性显示面板特别易于安装于弯折较多的汽车内。并且，在盛夏的炎热天气等情况下，车内可能高温，但与现有用作掺杂金属的Ba(钡)等相比，以Yb为主的稀土金属通常标准还原电位更高，因此，即使温度稍有升高，依然保持化学稳定，不易与水分等杂质反应，因此能够相应增加高温耐久性，可以在严酷的温度环境下长时间使用。

需要说的是，可以在密封层421上进一步粘贴公知的树脂膜制的偏光片(更具体为直线偏光片和1/4波长板组合而成的圆偏光片)。由此，能够防止从外部入射至柔性显示面板400内部的光在内部被反射而射出外部，特别是，能够提高柔性显示面板400的显示图像在户外的可见性。另外，还具有能够抑制水分等杂质从外部侵入的优点。

另外，在为了调整发光颜色而安装彩色滤光片的情况下，优选使用公知的片上彩色滤光片(OCCF)。强烈要求有机EL显示面板的像素的高精细化及边框区域(发光区域周围的几乎不参与发光的区域)的小型化，特别是为了使像素高精细化，需要使发光元件和彩色滤光片的位置偏移更小。因此，优选采用直接形成在密封层上的片上彩色滤光片结构(例如，参见日本特开2012-38677号公报)，而不是将彩色滤光片形成于密封层上所设置的相对基板后再对位。由此，特别是，即使将柔性显示面板变为所需的形状，彩色滤光片和像素也不易产生位置偏移。

需要说的是，本变形例的柔性显示面板400的发光主要部分430并不限制于图9所示的构成，而是可以广泛应用，也包括变形例中所述的全部构成。

(12)串联型有机EL元件

为了进一步改善发光效率或发出多彩颜色的色，提出了一种所谓的串联型有机EL元件，即，在阳极和阴极之间形成两个以上发光层，并在该各发光层间形成电荷产生层。

本发明也可以适用于这样的串联型有机EL元件。

图25是示出串联型有机EL元件500的主要部分的层叠结构的模式图，但图中省略了基板及密封层。

图25所示该变形例中的有机EL元件依次具备：阳极(像素电极)501、空穴注入传输层502、发光层503、NaF层(第一功能层)504、Yb掺杂层(第二功能层)505、电荷产生层506、空穴注入传输层507、发光层508、NaF层(第一功能层)509、Yb掺杂层(第二功能层)510、及阴极(相对电极)511。

在本示例中，位于中间的电荷产生层506由作为无机的P型氧化物MoO

需要说的是，在本示例中，发光层503发出B色(蓝色)光，发光层508发出Y色(黄色)光。蓝色和黄色具有大致补色的关系，因此，两者合成后，最终射出颜色接近白色的光。发光颜色的组合当然不限制于此，也可以将其它发光颜色自由组合，以输出所需颜色的光。

在这种串联型有机EL元件500中，也可以通过Yb掺杂层和NaF层的组合改善电子注入性、耐久性，从而有助于提高发光效率及延长使用寿命。

(13)上述实施方式中所示的有机EL显示面板能够用作图26所示电视机装置600的显示部601、及其它个人电脑、移动终端、商用显示器等各种电子设备的显示面板。

(14)上述实施方式中的有机EL显示面板10采用了有源矩阵方式，但不限制于此，也可以采用无源矩阵方式。

(15)在上述实施方式中，对使用有机EL作为发光层的有机EL显示面板的制造方法进行了说明，此外，在使用量子点发光元件(QLED：Quantum dot Light Emitting Diode)作为发光层的量子点显示面板(例如，参见日本特开2010-199067号公报)等显示面板中，仅发光层的结构及种类不同，在像素电极和相对电极之间存在发光层及其它功能层的构成与有机EL显示面板相同，在采用涂敷方式形成该发光层及其它功能层的情况下，可以适用本发明。

《补充》

上文基于实施方式及变形例对作为本公开的自发光元件的器件的有机EL元件、及其制造方法以及有机EL显示面板、有机EL显示装置、电子设备进行了说明，但本发明并不限制于上述实施方式及变形例。对上述实施方式及变形例施加本领域技术人员想到的各种变形后得到的方案、及在不脱离本发明的主旨的范围将实施方式及变形例中的构成要素及功能任意组合而实现的方案也包括在本发明中。

工业适用性

本公开的自发光元件能够广泛应用于各种电子设备中所使用的显示面板。

符号说明

1、有机EL显示装置；2、有机EL元件；10、有机EL显示面板；11、411、基板；12、412、层间绝缘层；13、413、像素电极；14、隔壁；15、415、空穴注入层；16、416、空穴传输层；17、417、发光层；18、418、第一功能层；19、419、第二功能层；20、420、相对电极；21、421、密封层；4211、第一密封层；4212、第二密封层；4213、第三密封层；23、透明导电膜；24、Yb层；100B、100G、100R、子像素；111、4111、基材；112、4113、TFT层；4112、UC层；140、隔壁材料层；141、像素限制层；191、第一层部分；192、第二层部分；193、第三层部分。