JP2004139917A - 有機ｅｌ素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明においては、発光層を間にはさんだ第１電極層と第２電極層との間の絶縁性が確保され、しかも、従来技術では難しかった平坦な発光層を有する有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。
【解決手段】基板２上に第１電極層３、発光層４、第２電極層５の各層を間隔をあけて形成し、各層の画素間、および画素発光層の上面の周縁部をも含めて絶縁層６で被覆し、好ましくは、充填して有機ＥＬ素子１を構成することにより、課題を解決することができた。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各発光層どうしが絶縁層により電気的に有効に絶縁され、かつ発光層の平坦性が優れた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセント）素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、比較的低電圧で駆動でき、自己発光型であること、および応答の速いことから、画像の視認性に優れ、また、動画の表示に適しており、据え置き型のディスプレイとしてのみならず、携帯用等の可搬のディスプレイとしても、用途が広まりつつある。
【０００３】
一般的な有機ＥＬ素子は、ＩＴＯ等の透明電極層（第１電極層）を形成したガラス基板上に、バッファー層および有機蛍光体層を順次積層した上に、金属電極層（第２電極層）を形成し、さらに保護層で被覆する等して構成されたものであり、文字や画像等の表示を行なわせるために、両電極層を微細な区域に分割して形成するのに加え、これに合わせて有機蛍光体層を分割して形成するか、もしくはバッファー層および有機蛍光体層の両層を分割して形成する等、発光層のパターン化を行なっている。
【０００４】
バッファー層および有機蛍光体層のパターン化の方法としては、それらの層を基板上に一面に形成した上に、フォトレジストを用いてレジストパターンを形成し、レジストパターンを利用して、エッチングするフォトリソグラフィー法がある。（例えば、特許文献１参照。）。
また、基板上に画素を隔てるための隔壁を設け、隔壁間に正孔注入層および発光層をいずれもインクジェット方式で塗布することにより形成する方法もある。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７０６７３号公報（請求項７、実施例１）
【特許文献２】
特開２０００−３２３２７６号公報（請求項１および２、図４）
【０００６】
しかし、フォトリソグラフィー法によるときは、パターン化されたバッファー層および有機蛍光体層はごく薄いため、パターンの端部において、下層の第１電極と、後に上層に設ける第２電極との間の絶縁性を確保しにくい。また、インクジェット方式で塗布するときは、隔壁の存在により、絶縁性の問題は生じないものの、隔壁の表面が撥水化されていると、適用された塗液の中央部が盛り上がったまま固化するので、塗膜が平坦化せず、隔壁に沿った厚みの薄い部分のみが発光する等の隔壁の存在に基づく欠点が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、発光層を間にはさんだ第１電極層と第２電極層との間の絶縁性が確保され、しかも平坦な発光層を有する有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決する手段】
発明者の検討により、第１電極層が形成されていて、隔壁が形成されていない基板上に、発光層を一面に形成し、レジストパターンを利用して、エッチングするか、剥離性基材上に一様に形成した発光層を部分的に転写する等のインクジェット方式以外の方式により、発光層を形成することにより、発光層を平坦にすることができ、また、各画素電極層、各画素発光層の間、および各発光層上の周縁部にわたって絶縁層を、感光性樹脂層のパターン状露光等により形成して、課題を解決することができ、本発明に到達することができた。
【０００９】
第１の発明は、基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、および第２電極層の各層が順に積層されており、前記第１電極層は、複数の画素電極が間隔を有して配列されて構成されており、前記発光層は、前記各画素電極上に積層された各画素発光層から構成されており、かつ、前記各画素電極の端部、前記各画素発光層の端部、および前記各画素発光層上の周縁部を被覆する絶縁層が積層されていることを特徴とする有機ＥＬ素子に関するものである。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記発光層が、固化した一様な厚みの塗膜からパターン状エッチングにより形成された前記各画素発光層からなることを特徴とする有機ＥＬ素子に関するものである。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記発光層が、発光色の異なる二種類以上の前記画素発光層からなることを特徴とする有機ＥＬ素子に関するものである。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、前記発光層が、光の三原色を構成する赤色、緑色、および青色を各々の発光色とする三種類の前記画素発光層からなることを特徴とする有機ＥＬ素子に関するものである。
【００１３】
第５の発明は、第１〜第４いずれかの発明において、前記絶縁層が、前記各画素電極の間および前記各画素発光層の間を充填していることを特徴とする有機ＥＬ素子に関するものである。
【００１４】
第６の発明は、第１〜第５いずれかの発明において、前記絶縁層は、電離放射線硬化性樹脂の硬化物で構成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子に関するものである。
【００１５】
第７の発明は、基板上に第１電極層を形成し、前記第１電極層上に、発光層形成用組成物からなる均一一様な塗膜を形成し、前記塗膜の形成後、前記塗膜をパターン状にエッチングして、画素発光層の集まりからなる発光層を形成し、前記発光層の形成後、各画素発光層の間、および前記発光層上を含めた全面に感光性の絶縁層形成用組成物を適用し、適用後の前記絶縁層形成用組成物の塗膜をパターン状にエッチングして、少なくとも、前記各画素発光層の端部、および前記各画素発光層上の周縁部を被覆する絶縁層を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【００１６】
第８の発明は、第７の発明において、前記第１電極層は複数の画素電極が間隔を有して配列したものであり、前記発光層の各画素発光層を、前記各画素電極に同調させて、前記発光層を形成すること、および前記画素電極の端部も含めて被覆する前記絶縁層を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【００１７】
第９の発明は、第８の発明において、前記各画素電極の間、前記各画素発光層の間、および前記各画素発光層上の周縁部を被覆する絶縁層を形成することを特徴とする請求項８有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の有機ＥＬ素子１の基本的な積層構造を示す断面図である。本発明の有機ＥＬ素子１は、例えば、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、基板２上に、第１電極層３、発光層４、および第２電極層５が順に積層され、いずれの層も基板２方向に間隔を有しており、積層された各層のうちの発光層４は、第１電極層側から、例えば、バッファー層４ａ、および有機蛍光体層４ｂが順に積層されたものであり、また、図１（ｃ）に示すように、第１電極層３、発光層４、および第２電極層５の間には絶縁層６が充填され、かつ絶縁層６の上部は、発光層６の図中の上面側の周縁部を被覆するものである。発光層４は、原則的には、一方の電極から注入された電子と他方の電極から注入された正孔が再結合することにより発光し得る有機蛍光体からなるか、それを含む有機蛍光体層の単独であり得る。
【００１９】
第１電極層３は、有機ＥＬ素子１が、一面に一様に発光させるよう意図されたものである場合には、基板２上に均一一様に積層されていることもあり得るが、有機ＥＬ素子１は、任意の文字や画像を表示させる目的で使用されることが多いから、複数の、実際には多数の画素電極が、間隔を有して配列されて構成されたものであることが好ましい。また、発光層４も、第１電極層３を構成する画素電極の各々の上に同調して、即ち、画素電極と同じ形状の画素発光層が位置を合わせて積層されているか、もしくは、画素電極とほぼ同じ形状の画素発光層が位置を合わせて積層されて構成されていることが好ましい。
【００２０】
ここで、発光層４を構成する各画素発光層が、各画素電極と同じ大きさおよび形状を有して、位置を合わせて画素電極上を被覆していても、各画素電極の端面は露出しているから、そのままであると、後に第２電極層５を積層する際に、第２電極層５を構成する素材が所定の区域からはみ出したときに、下層の第１電極層３を構成する画素電極と電気的に導通して短絡することが懸念される。そこで、各画素電極の端部および前記各画素発光層の端部を絶縁層６で被覆すれば、電気的な導通の危険を回避することが可能となる。絶縁層６で、各画素電極の端部および前記各画素発光層の端部を被覆する際に、絶縁層６の形成位置がずれたり、部分的に欠損すると、第２電極層と第１電極層の画素電極との電気的な導通を完全に回避することが困難となり得るので、絶縁層６で被覆する際に、発光層４を構成する各画素発光層の第２電極側の周縁部、即ち画素発光層上の周縁部（図１中の有機蛍光体層４ｂの上面の縁の部分）も含めて、絶縁層６で被覆することが好ましい。
【００２１】
絶縁層６は、上記のように、各画素電極の端部、各画素発光層の端部、および各画素発光層上の周縁部を被覆すれば足りるので、必ずしも、各画素電極の間の基板２の露出部が絶縁層で被覆される必要はないが、各画素電極の間の基板２の露出部も含めて絶縁層で被覆されていてもよい。さらには、図中に示すように、絶縁層が、各画素電極の間、および各画素発光層の間を充填していてもよい。
【００２２】
絶縁層６は、発光層４を構成する画素発光層上の周縁部も含めて積層されていることが好ましく、画素発光層上に露出した部分の厚みが、一概には言えないが１００ｎｍ以上であることが好ましい。また、絶縁層６は、図１に示した例では、発光層から突出した部分の断面が、上すぼまりの台形状となっているが、これに限ることなく、断面形状が長方形状であっても、ほかの形状であってもよい。
【００２３】
また、絶縁層６は、発光層４を構成する画素発光層上の周縁部に、画素発光層の端部から、幅が２００ｎｍ以上となるよう形成されていることが好ましく、ただし、画素発光層の絶縁層６で被覆された部分は発光しないから、各画素発光層の面積の８０％未満になるよう形成されていることが好ましい。なお、前段落に記載した画素発光層上に露出した部分の絶縁層の厚み、およびこの段落における画素発光層上の周縁部を被覆する部分の絶縁層６の幅は、画素発光層の大きさ（幅）が３０μｍ〜１００μｍであるものを想定したもので、画素発光層の大きさが変われば、これらの厚みおよび幅も変わり得る。
【００２４】
以上は、本発明の有機ＥＬ素子１の基本的な積層構造に関するものであるが、実際の有機ＥＬ素子１には、第２電極層５上も含めた全面に、保護層が積層されていることが好ましく、保護層は、無機質もしくは有機質で構成することができる。あるいは、保護層を伴なうか、もしくは伴なわないで、下層の基板２と同様な素材の板状物もしくはフィルム状物で、第２電極上も含めて被覆してもよく、必要に応じて、有機ＥＬ素子の端部もしくは端部のみならず全面で、封止を行なう。
【００２５】
本発明の有機ＥＬ素子１は、単色の表示を行なわせるのみならず、画素発光層を発光色の異なる複数種類の発光層からなるものとして、多色の表示やフルカラーの表示を行なわせることができる。
【００２６】
例えば、第１電極層３の画素電極毎に積層する画素発光層を、交互に赤色発光用および青色発光用として、赤色発光用の画素発光層で赤色発光用の発光層を、また、青色発光用の画素発光層で青色発光用の発光層を構成し、画素電極を任意に選択して通電させることにより、赤色の表示または／および青色の表示を行なうことができ、あるいは、両者の混色の表示を行なうことができる。
【００２７】
あるいは、第１電極層３の画素電極毎に積層する画素発光層を、赤色発光用、青色発光用、および緑色発光用の各色発光用の画素発光層を繰り返し配列して、赤色発光用の発光層、青色発光用の画素発光層、および緑色発光用の画素発光層を構成し、画素電極を任意に選択して通電させることにより、赤色、青色、もしくは緑色の表示、または、それら選択し二種類、もしくは三種類による混色の表示を行なうことができ、いわゆるフルカラーの表示が可能となる。
【００２８】
次に図２〜図４を引用して、本発明の有機ＥＬ素子１の代表的な製造方法について説明する。図２〜図４は、いずれも、本発明の有機ＥＬ素子１の製造方法における各過程を示した図である。
【００２９】
まず、図２（ａ）に示すように、基板２上に、第１電極層３を形成する。第１電極層３は、各画素電極が互いに間隔を有して配列されたパターン状のものであることが好ましい。第１電極層３をパターン状に形成するには、電極形成用の材料を基板２上に一面に積層した後に、フォトレジスト（電離放射線硬化性樹脂組成物の一種である。）を塗布し、その後、パターン露光、およびエッチングを経てパターン化するか、所定の開孔部を有するマスクを介して、電極形成用の材料を蒸着等の気相法によりパターン状に形成するとよい。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１電極層３が形成された基板２上の第１電極層３が設けられた側に、バッファー層４ａを一面に積層し、続いて、図２（ｃ）に示すように、有機蛍光体層４ｂを一面に積層して、これらバッファー層４ａおよび有機蛍光体層４ｂの積層構造からなる発光層４を形成する。さらに、形成された発光層４をパターン化するために、図２（ｄ）に示すように、発光層４上に一面にフォトレジスト層７を積層する。後述するように、バッファー層４ａ、有機蛍光体層４ｂ、およびフォトレジスト層７の各層は、種々の方法で形成し得るが、これらを形成するための塗布用組成物を塗布することにより形成することが好ましい。
【００３１】
フォトレジスト層７には、図３（ａ）に示すように、マスク８を介した紫外線９による露光等により、フォトレジスト層７にパターン状の露光を行なって、フォトレジスト層７の溶解性をパターン状に変化させる。その後、相対的に溶解性が低下した部分を現像液で溶解除去する現像を行なって、必要な箇所に、硬化したフォトレジスト７’を残留させる（図３（ｂ））。フォトレジスト７’の形状（平面形状）は、現像条件によっても多少変化するものの、フォトレジスト層７へのパターン状の露光によりほぼ決まる。フォトレジスト７’の形状は、例えば、下層の第１電極層３を構成する各画素電極の形状と一致させた形状で、かつ、互いに間隔を有して配列されたものとすることが好ましい。
【００３２】
このようにして形成されたフォトレジスト７’を利用して、次にエッチングを行ない、フォトレジスト７’が残留した部分の下層の発光層４を残し、そのほかの部分を除去する。その後、フォトレジスト７’も除去することにより、図３（ｃ）に示すように、各画素電極上に同調した、画素発光層からなる発光層４を得ることができる。従って、好ましい例では、画素電極上に、画素発光層が同じ平面形状を有し、画素電極に同調して積層されており、各画素発光層の平坦性が高く、厚みの均一性も高い。
【００３３】
画素電極上に画素発光層が積層された状態（図３（ｃ））のものの画素発光層側の全面に、図４（ａ）に示すように、全面に絶縁層形成用組成物１０を適用する。絶縁層形成用組成物１０は、画素電極および画素発光層が積層した積層物の間を充填し、かつ、発光層４上を被覆して適用することが好ましい。
【００３４】
絶縁層形成用組成物１０には、図４（ｂ）に示すように、マスク８’を介した紫外線９による露光等により、絶縁層形成用組成物１０の溶解性をパターン状に変化させ、続いて、図４（ｃ）に示すように、露光により、相対的に溶解性が低下した部分を現像液で溶解除去し、必要な箇所に、絶縁層形成用組成物１０が硬化した絶縁層１０’（図１（ａ）中の符号６で示す部分と同じである。）を残留させる。絶縁層１０’（６）の形状は、図４（ｃ）もしくは図１（ａ）に示すように、画素電極および画素発光層が積層した積層物の間を充填し、かつ、隣接する各画素発光層の上部の周縁部を覆うため、発光層４よりも上の部分が発光層４の面方向に拡大した、断面がリベットの断面状の形状であることが好ましいが、少なくとも画素発光層の端部と画素発光層上の周縁部を被覆するものであることが好ましく、より好ましくは画素電極の端部も含めて被覆するものであり、最も好ましくは、上記のように、画素電極および画素発光層が積層した積層物の間を充填し、かつ、画素発光層上の周縁部を被覆するものであり、絶縁層による絶縁性が高い上、絶縁層自身が堅牢である。
【００３５】
本発明の有機ＥＬ素子１の各層を構成する各層の素材、および上記の製造方法において使用する素材等は、次の通りである。
【００３６】
基板２は、板状、もしくはフィルム状の素材で構成され、具体的な素材としては、ガラス（シート状の薄膜ガラスを含む。）、もしくは石英等の無機材料、または、樹脂板、もしくは樹脂フィルム等を挙げることができる。なお、「基板」の用語は、フィルム状の物も含む意味で使うので、基材と言い換えてもよい。基板が樹脂フィルムであれば、丸めたり曲げたりすることが可能な、フレキシブルな有機ＥＬ素子を得ることもできる。
【００３７】
基板２を構成し得る樹脂板もしくは樹脂フィルムの樹脂としては、特に限定されないが、耐溶剤性、耐熱性の比較的高いものであることが好ましい。また、用途にもよるが、水蒸気、もしくは酸素等のガスを遮断するガスバリアー性を有する素材であることが好ましい。具体的な樹脂としては、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、アクリロニトリル−スチレン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、もしくは非晶質ポリオレフィン等が挙げられるが、この他でも条件を満たす高分子材料であれば使用可能であり、また上記した樹脂の出発原料であるモノマーを２種類以上用いて共重合させて得られる共重合体であっても良い。
【００３８】
有機ＥＬ素子１を作動させて得られる表示が観察者に見えるためには、観察側となる基板を透明性を有するものとすることが好ましい。有機ＥＬ素子１の両側に基板２を配置する場合には、一方もしくは両方を、透明性を有するものとすることが好ましい。
【００３９】
基板２として、樹脂板もしくは樹脂フィルムを用いるときは、水蒸気、もしくは酸素等のガスを遮断するガスバリアー性を付与する意味で、バリア性層が積層されていてもよく、バリア性層として、酸化ケイ素、もしくは酸化アルミニウム、または窒化ケイ素等の薄膜を積層することが好ましい。
【００４０】
基板２上には、第１電極層３が設けられ、第２電極層５は発光層４上に設けられる。第１および第２の呼称は、形成する順序に基づいており、通常は、第１電極が陽極である。陽極は、代表的には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、金、もしくはポリアニリン等を素材として構成されたものが例示され、通常は陰極である第２電極層５は、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ他）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ他）、もしくは金属カルシウムを素材として構成される。第１電極層３および第２電極層５は、パターン化されることが多いが、パターン化の前には均一一様に、例えば、蒸着もしくはスパッタリング等の気相法等により形成される。なお、第２電極層５は、絶縁層６の形成後、もしくは形成前に形成することができる。
【００４１】
バッファー層４ａは、有機蛍光体層４ｂに電荷の注入が容易に行われるように、陽極と発光層との間（または陰極と発光層との間にも形成され得る。）に設けられる、有機物、特に有機導電対などを含む層であるが、例えば、発光層への正孔注入効率を高めて、電極などの凹凸を平坦化する機能を有する導電性高分子であり得る。発光層４は、有機蛍光体層４ｂ単独でも構成し得るが、バッファー層４ａを伴なうことが好ましい。
【００４２】
バッファー層４ａを形成する材料としては、具体的にはポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、トリフェニルアミン等の正孔輸送性物質の重合体、無機酸化物のゾルゲル膜、トリフルオロメタン等の有機物の重合膜、ルイス酸を含む有機化合物膜等を挙げることができ、正孔注入バッファー層形成用組成物として市販されている、例えばポリ（３、４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、バイエル社製、商品名；Ｂａｙｔｒｏｎ　Ｐ　ＡＩ　４０８３、水溶液として市販。）等を用いることもできる。これらの素材は、溶剤に溶解もしくは分散させて塗料化して、適宜な塗布方法により、均一一様なバッファー層４ａとすることができる。また、一般に使用されているバッファー材料、正孔注入材料、正孔輸送材料を使用して、蒸着もしくはスパッタリング等の気相法によっても、均一一様なバッファー層４ａとすることができる。
【００４３】
発光層の発光を直接もたらす有機蛍光体層４ｂは、例えば、色素系、金属錯体系、もしくは高分子系の有機蛍光体で構成され得る。
【００４４】
色素系のものとしては、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、もしくはピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【００４５】
金属錯体系のものとしては、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等または、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、もしくはキノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。
【００４６】
高分子系のものとしては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体、もしくはポリビニルカルバゾール誘導体、または前記の色素系のもの、もしくは金属錯体系のものを高分子化したもの等を挙げることができる。
【００４７】
上記した有機蛍光体には、発光効率の向上、もしくは発光波長を変化させる目的でドーピングを行うことができる。このドーピング材料としては例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィレン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン等を挙げることができる。
【００４８】
上記の有機蛍光体は、素材の性質に合わせて、蒸着もしくはスパッタリング等の気相法によるか、もしくは溶剤に溶解して得られる溶液を適宜な塗布方法により、均一一様な有機蛍光体層４ｂとすることができる。特に、高分子系のものは、塗布方法で有機蛍光体層４ｂを形成するのに適している。
【００４９】
発光層４をパターン化させる際のフォトレジスト層７は、電子線や紫外線等の電離放射線の照射により硬化し得る、電離放射線硬化性組成物、好ましくは市販のフォトレジスト（ここではフォトレジスト層形成用組成物の意味である。）を用いて形成する。
【００５０】
フォトレジストとしては、ポジ型フォトレジストである、例えば、光分解可溶型のキノンジアジド系感光性樹脂等を主成分とするもの、または、ネガ型フォトレジストである、例えば、光分解架橋型のアジド系感光性樹脂、光分解不溶型のジアゾ系感光性樹脂、光二量化型のシンナメート系感光性樹脂、光重合型の不飽和ポリエステル系感光性樹脂、光重合型のアクリレート樹脂、もしくはカチオン重合系樹脂等を成分とするものが挙げられる。これらの感光性樹脂に加えて、光重合開始剤、および増感色素等を必要に応じて配合した感光性樹脂組成物を、フォトレジストとして使用することができる。
【００５１】
フォトレジストが、塗布、露光、および現像によりパターン状に形成されたレジスト７’を利用して行なうエッチングは、溶剤等を用いたエッチング液によるエッチングのほか、ドライエッチングによってもよい。
【００５２】
以上の説明においては、発光層４を、基板２側から、バッファー層４ａおよび有機蛍光体層４ｂが積層されたものであることを念頭に置いたが、発光層４は、種々の層の積層構造であり得る。
【００５３】
例えば、発光層４は、正孔輸送材料からなる正孔輸送層を陽極側に伴ない、および／または、電子輸送材料からなる電子輸送層を陰極側に伴なった積層構造であり得る。
【００５４】
有機蛍光体層が、正孔輸送層の性質を兼ね備えている場合、発光層４は、有機蛍光体層兼正孔輸送層の陰極側に電子輸送層が積層された積層構造であり得る。あるいは、有機蛍光体層が電子輸送層の性質を兼ね備えて居る場合には、発光層４は、電子輸送層兼有機蛍光体層の陽極側に正孔輸送層が積層された積層構造であり得る。
【００５５】
また、発光層４は、正孔輸送材料と有機蛍光体の両方を少なくとも混合して形成された正孔輸送材料／有機蛍光体の混合層と電子輸送層との積層構造であってもよく、もしくは、正孔輸送層と、有機蛍光体と電子輸送材料との両方を少なくとも混合して形成された有機蛍光体／電子輸送材料の混合層との積層構造であり得る。さらに、発光層４は、正孔輸送材料、有機蛍光体、および電子輸送材料の三者が少なくとも混合された混合層からなっていてもよい。
【００５６】
発光層４が種々の層の積層構造である場合、バッファー層４ａを構成する素材、および有機蛍光体層４ｂを構成する素材以外に、次のような素材を使用して各層を構成する。
【００５７】
電子輸送材料としては、アントラキノジメタン、フルオレニリデンメタン、テトラシアノエチレン、フルオレノン、ジフェノキノンオキサジアゾール、アントロン、チオピランジオキシド、ジフェノキノン、ベンゾキノン、マロノニトリル、ニジトロベンゼン、ニトロアントラキノン、無水マレイン酸、もしくはペリレンテトラカルボン酸、または、これらの誘導体を用いることができる。
【００５８】
正孔輸送性材料としては、バッファー層を構成する素材として前記したものに加え、ポリフィリン、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、ピラゾリン、テトラヒドロイミダゾール、ヒドラゾン、スチルベン、もしくはブタジエン、または、これらの誘導体を用いることができる。
【００５９】
発光層４がバッファー層４ａおよび有機蛍光体層４ｂ以外の層を含む場合も、好ましくは、それらの層を構成する素材を用いて、蒸着もしくはスパッタリング等の気相法によるか、もしくは溶剤に溶解して得られる溶液を適宜な塗布方法により、均一一様な層を形成し、発光層４がバッファー層４ａおよび有機蛍光体層４ｂからなるときと同様にして、パターン状にエッチングすることができる。
【００６０】
絶縁層６は、発光層４をパターン化させる際のフォトレジスト層７を形成する際に用いたのと同様な素材（フォトレジスト）を用いて形成することができ、絶縁層６が各画素発光層上の周縁部を被覆するようにするためには、絶縁層６を形成する際のパターン露光を調節して、画素発光層の間隔よりも、広い部分が現像によって残留するよう、例えば、ポジ型フォトレジストの場合であれば、画素発光層の間隔よりも広い幅の遮光パターンを有する露光用マスクを使用して、パターン状の露光を行なうとよい。フォトレジストを用いて行なう方法では、解像度や精度の面で優れたものが得られる利点がある。
【００６１】
絶縁層６は、絶縁性を有するものである限り、フォトレジスト以外の素材を用いても形成することができ、感光性でない通常の樹脂や、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、もしくはＳｉＯＮ等の無機物で形成することもできる。従って、絶縁層６の形成方法も、フォトレジストを用いたときのパターン露光および現像以外に、主に無機物を用いての蒸着法もしくはスパッタリング法においてマスクを用いて所望のパターン化を行なう方法や、必ずしも感光性でない樹脂をバインダとする塗工用組成物を用いての湿式法、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、もしくはオフセット印刷等の各種印刷法によってもよく、さらには、以上のような種々の方法で一旦、仮基材上に形成したものを転写することにより、対象面上に、パターン状の絶縁層６を形成することができる。
【００６２】
なお、発光層が単色発光用であるとき、発光層は、第１電極層を構成する各画素電極毎に独立してなく、各画素電極に共通な一つの層であってもよく、パターンエッチングの工程を省くことができる。この場合、絶縁層は、各画素電極の端部、および各画素発光層の端部に直接に接触するものではなく、より厳密には、絶縁層は、各画素電極の端部の上方、各画素発光層の端部の上方、および前記各画素発光層の周縁部の上方を被覆するものであるが、実際には、ごく薄い発光層を介しているのみであり、また、第１電極層を構成する各画素電極の端部と第２電極層との短絡を防止する効果を有するので、このような場合でも、絶縁層は、各画素電極の端部、各画素発光層の端部、および各画素発光層上の周縁部を被覆するものとみなす。
【００６３】
【実施例】
（実施例１）
透明ガラス板を基板とし、表面に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）薄膜のパターンからなる透明電極が積層されたＩＴＯ基板（厚み１．１ｍｍ、縦横；約１５ｃｍの正方形）を準備し、透明電極側に、市販のバッファー層形成用水溶液（ポリ（３、４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、バイエル社製、商品名；Ｂａｙｔｒｏｎ　Ｐ　ＡＩ　４０８３）を用いて、スピンコーティングを行ない、温度；１５０℃で５分間加熱して、厚みが８００Åの第１のバッファー層を形成した。
【００６４】
形成された第１のバッファー層上に、下記の組成からなる赤色発光用の有機蛍光体層形成用組成物を用い、やはり、スピンコーティングにより、厚みが８００Åの赤色発光用の有機蛍光体層を形成し、バッファー層および赤色発光用の有機蛍光体層からなる発光層を形成した。
【００６５】
（赤色発光用の有機蛍光体層形成用組成物）
・ポリビニルカルバゾール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０部
・オキサジアゾール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０部
・ジシアノメチレンピラン誘導体　　　　　　　　　　　　　　　　　１部
・モノクロロベンゼン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４９００部
なお、以降も含めて、部数は質量基準である。
【００６６】
第１の発光層上に、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製、品名；ＯＦＰＲ−８００）をスピンコーティングにより塗布し、厚みが１μｍのフォトレジスト塗膜を形成した後、８０℃の温度で３０秒間、プリベークを行った。プリベーク後、フォトレジスト塗膜上に露光用マスクを重ね、その上から紫外線露光を行なった。ただし、レジスト層形成用の露光用マスクとしては、遮光部分が、縦；２５０μｍ×横；８０μｍの長方形であり、遮光部分が縦方向に３００μｍ、横方向に３００μｍのピッチで配列したものを用いた。露光後、現像液（東京応化工業（株）製、品名；ＮＭＤ）を用いて現像し、露光用マスクの遮光部分の形状が再現されたレジストパターンを第１の発光層上に形成した。
【００６７】
レジストパターンが形成された第１の発光層上からドライエッチングを施し、レジストパターンで被覆されていない部分の第１のバッファー層および第１の発光層を除去し、パターン状の第１のバッファー層および第１の発光層を得た後、基板ごと酢酸エチル浴中に浸漬してレジストパターンを除去し、パターン状の第１のバッファー層および第１の発光層を露出させた。
【００６８】
パターン状の第１のバッファー層および第１の発光層が形成された基板上の全面に、レジストパターンを形成したときと同様に行なって、パターン状の絶縁層を形成した。ただし、絶縁層形成用の露光用マスクとしては、第１の発光層上に重ねたレジスト層形成用のマスクとは逆パターンのものを用い、非遮光部分が、縦；２４０μｍ×横；７０μｍの長方形であり、非遮光部分が縦方向に３００μｍ、横方向に３００μｍのピッチで配列したものを用いた。現像後の絶縁層パターンは、先に形成したパターン状の第１のバッファー層および第１の発光層の各パターンどうしの間に位置すると共に、それらの各パターンの周縁部の上を端から５μｍずつ被覆するものであった。
【００６９】
絶縁層パターンの形成後、基板ごと、温度；１００℃で１時間乾燥させ、乾燥後、第１の発光層パターン上に、厚みが５００ÅのＣａ層からなる第２電極層、および厚みが２５００ÅのＡｇ層からなる金属保護層を、いずれも蒸着法により形成し、有機ＥＬ素子とした。得られた有機ＥＬ素子のＩＴＯ電極側を正極、Ａｇ電極側を負極に接続し、ソースメーターにより、１０Ｖの直流電圧を印加したところ、各部分共、支障無く発光していることが確かめられた。
【００７０】
（実施例２）
実施例１において、ドライエッチングを施して、パターン状の第１のバッファー層および第１の発光層を形成した後、それら二層が形成された面の全面に、第２のバッファー層の形成および第２の発光層の形成を、第１発光層の形成の際の赤色用の有機蛍光体層形成用組成物を下記の緑色発光用のものに変更した以外は、最初の第１のバッファー層の形成および第１の発光層の形成と同様にして行なった。
【００７１】
（緑色発光用の有機蛍光体層形成用組成物）
・ポリビニルカルバゾール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０部
・オキサジアゾール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０部
・クマリン６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１部
・モノクロロベンゼン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４９００部
【００７２】
第２の発光層上に、第１の発光層上に行ったのと同様にして、ポジ型のフォトレジスト塗膜を形成した後、プリベーク、紫外線露光、および現像を行なった。ただし、レジスト層形成用の露光用マスクとしては、パターン状の第１のバッファー層および第１の発光層を形成するときと同様のものを、横方向の位相が１／３ピッチずれるようにして、配置して用いた。こうしてレジストパターンが形成された第２の発光層上からドライエッチングを施して、先に形成したパターン状の第１のバッファ層および第１の発光層と並べて、パターン状の第２のバッファー層および第２の発光層を形成した。
【００７３】
さらに、赤色用の有機蛍光体層形成用組成物を下記の青色発光用のものに変更した以外は、最初の第１のバッファー層の形成および第１の発光層の形成と同様にして、第３のバッファー層および第３の発光層を形成し、やはり、ポジ型のフォトレジスト塗膜を形成した後、プリベーク、紫外線露光、および現像を行なった。ただし、レジスト層形成用の露光用マスクとしては、パターン状の第１のバッファー層および第１の発光層を形成するときと同様のものを、横方向の位相が２／３ピッチずれるようにして、配置して用いた。こうしてレジストパターンが形成された第３の発光層上からドライエッチングを施して、先に形成したパターン状の第１のバッファー層および第１の発光層、並びに第２のバッファー層および第２の発光層と並べて、パターン状の第３のバッファー層および第３の発光層を形成した。
【００７４】
（青色発光用の有機蛍光体層形成用組成物）
・ポリビニルカルバゾール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０部
・オキサジアゾール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０部
・ペリレン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１部
・モノクロロベンゼン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４９００部
【００７５】
その後、基板ごと酢酸エチル浴中に浸漬してレジストパターンを除去し、いずれもパターン状の第１のバッファー層および第１の発光層、第２のバッファー層および第２の発光層、および第３のバッファー層および第３の発光層を露出させた。
【００７６】
パターン状の第１のバッファー層および第１の発光層が形成された基板上の全面に、レジストパターンを形成したときと同様に行なって、パターン状の絶縁層を形成した。ただし、絶縁層形成用の露光用マスクとしては、第１〜第３の発光層上に重ねたレジスト層形成用のマスクを合成したものと逆パターンのものを作成して用い、各非遮光部分が、縦；２４０μｍ×横；７０μｍの長方形であり、各非遮光部分が縦方向に３００μｍ、横方向に１００μｍのピッチで配列したものを用いた。現像後の絶縁層パターンは、先に形成したパターン状の第１のバッファー層および第１の発光層の各パターンどうしの間に位置すると共に、それらの各パターンの周縁部の上を端から５μｍずつ被覆するものであった。
【００７７】
絶縁層パターンの形成後、基板ごと、温度；１００℃で１時間乾燥させ、乾燥後、第１の発光層パターン上に、厚みが５００ÅのＣａ層からなる第２電極層、および厚みが２５００ÅのＡｇ層からなる金属保護層を、いずれも蒸着法により形成し、有機ＥＬ素子とした。得られた有機ＥＬ素子のＩＴＯ電極側を正極、Ａｇ電極側を負極に接続し、ソースメーターにより、１０Ｖの直流電圧を印加したところ、各部分共、支障無く発光していることが確かめられた。
【００７８】
（実施例３）
実施例１におけるのと同様にして、透明基板上にバッファー層および赤色発光用の有機蛍光体層を形成し、その上に、ポジ型フォトレジストを厚みが１μｍになるよう塗布し、紫外線露光および現像を行った。ただし紫外線露光の際の露光用マスクとして、非遮光部分が、縦；２４０μｍ×横；７０μｍの長方形であり、遮光部分が縦方向に３００μｍ、横方向に１００μｍのピッチで配列したものを用い、露光用マスクの遮光部分の形状が再現されたレジストパターンからなる絶縁層を形成した。この絶縁層は、各画素発光層上の周縁部を端から５μｍ被覆するものであった。
【００７９】
絶縁層パターンの形成後、基板ごと、温度；１００℃で１時間乾燥させ、乾燥後、第１の発光層パターン上に、厚みが５００ÅのＣａ層からなる第２電極層、および厚みが２５００ÅのＡｇ層からなる金属保護層を、いずれも蒸着法により形成し、有機ＥＬ素子とした。得られた有機ＥＬ素子のＩＴＯ電極側を正極、Ａｇ電極側を負極に接続し、ソースメーターにより、１０Ｖの直流電圧を印加したところ、各部分共、支障無く発光していることが確かめられた。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、基板上の第１電極層、発光層、および第２電極層の各々を構成する微細な要素の各端部および発光層の微細な要素上の周縁部を被覆する絶縁層が積層されているので、第１電極層と第２電極層との間の絶縁性が確保された有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００８１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、発光層が一様な層からパターン状エッチングにより形成されたものであるので、発光層の平坦性が高く、均一な発光を得ることが可能な有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００８２】
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、発光層が二種類以上の発光色を与え得るので、二色以上の切り替え、もしくは混色の表示が可能な有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００８３】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明の効果に加え、発光層が光の三原色を構成する各発光色を与え得るので、フルカラー表示が可能な有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００８４】
請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４いずれかの発明の効果に加え、絶縁層が画素電極間および画素発光層間を充填しているので、絶縁性が高く、絶縁層が堅牢な有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００８５】
請求項６の発明によれば、請求項１〜請求項５いずれかの発明の効果に加え、絶縁層が電離放射線硬化樹脂の硬化物で構成されており、より解像性が高く、精度のよい絶縁層を有する有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００８６】
請求項７の発明によれば、第１電極層上に、パターンエッチングにより発光層を形成した後、絶縁層形成用組成物を適用してパターンエッチングを行なうことにより、平坦性が高い発光層を有し、各画素発光層の端部、各画素発光層上の周縁部を被覆する絶縁層の形成を効率良く行なえる有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【００８７】
請求項８の発明によれば、請求項７の発明の効果に加え、第１電極層の画素電極と画素発光層が同調しており、絶縁層で画素電極の端部も含めて被覆するのに適した有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【００８８】
請求項９の発明によれば、請求項８の発明の効果に加え、各画素電極の間および各画素発光層の間、並びに前記各画素発光層上の周縁部を被覆する絶縁層を形成することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子の積層構造を示す断面図である。
【図２】有機ＥＬ素子の発光層の形成工程を示す断面図である。
【図３】有機ＥＬ素子の発光層のパターン化工程を示す図である。
【図４】有機ＥＬ素子の絶縁層のパターン化工程を示す図である。
【符号の説明】
１　　有機ＥＬ素子
２　　基板
３　　第１電極層
４　　発光層（４ａ；バッファー層、４ｂ；有機蛍光体層）
５　　第２電極層
６　　絶縁層
７　　フォトレジスト層
８　　マスク
９　　紫外線
１０　　絶縁層形成用組成物

Claims (9)

1. 基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、および第２電極層の各層が順に積層されており、前記第１電極層は、複数の画素電極が間隔を有して配列されて構成されており、前記発光層は、前記各画素電極上に積層された各画素発光層から構成されており、かつ、前記各画素電極の端部、前記各画素発光層の端部、および前記各画素発光層上の周縁部を被覆する絶縁層が積層されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
2. 前記発光層が、固化した一様な厚みの塗膜からパターン状エッチングにより形成された前記各画素発光層からなることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子。
3. 前記発光層が、発光色の異なる二種類以上の前記画素発光層からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の有機ＥＬ素子。
4. 前記発光層が、光の三原色を構成する赤色、緑色、および青色を各々の発光色とする三種類の前記画素発光層からなることを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ素子。
5. 前記絶縁層が、前記各画素電極の間および前記各画素発光層の間を充填していることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれか記載の有機ＥＬ素子。
6. 前記絶縁層は、電離放射線硬化性樹脂の硬化物で構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５いずれか記載の有機ＥＬ素子。
7. 基板上に第１電極層を形成し、前記第１電極層上に、発光層形成用組成物からなる均一一様な塗膜を形成し、前記塗膜の形成後、前記塗膜をパターン状にエッチングして、画素発光層の集まりからなる発光層を形成し、前記発光層の形成後、各画素発光層の間、および前記発光層上を含めた全面に感光性の絶縁層形成用組成物を適用し、適用後の前記絶縁層形成用組成物の塗膜をパターン状にエッチングして、少なくとも、前記各画素発光層の端部、および前記各画素発光層上の周縁部を被覆する絶縁層を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
8. 前記第１電極層は複数の画素電極が間隔を有して配列したものであり、前記発光層の各画素発光層を、前記各画素電極に同調させて、前記発光層を形成すること、および前記画素電極の端部も含めて被覆する前記絶縁層を形成することを特徴とする請求項７記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
9. 前記各画素電極の間、前記各画素発光層の間、および前記各画素発光層上の周縁部を被覆する絶縁層を形成することを特徴とする請求項８有機ＥＬ素子の製造方法。

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