JP2006236744A - 有機ｅｌ装置、有機ｅｌ装置の製造方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率的な放熱を行うことが可能な有機ＥＬ装置を提供する。
【解決手段】 基板上に配列形成された複数の有機ＥＬ素子３と、有機ＥＬ素子３の形成領域以外の領域に形成された有機隔壁２２１とを備えた有機ＥＬ装置であって、その有機隔壁２２１の上面に、前記基板の端部まで連続する溝部２７が設けられ、その溝部２７の内側に、有機隔壁２２１を構成するポリイミド樹脂より熱伝導率の高い酸化アルミニウムが充填されて、放熱層２８が構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法および電子機器に関するものである。

次世代の表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）が期待されている。有機ＥＬ装置は、上下の電極間に発光層を挟持した有機ＥＬ素子を基体上に配設して構成されており、典型的には、ガラス等の基板の上に、陽極となる画素電極と、有機機能層（正孔輸送層や発光層、電子輸送層等）と、陰極とを順次積層した構造が採られる。そして、陽極および陰極によって有機機能層に電流を供給することにより、有機機能層の発光層を発光させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２４９３７５号公報

有機ＥＬ素子においては、発光層からの発熱により素子寿命が低下することが明らかになっている。その発熱が、素子構成材料のガラス転移を誘発したりなど、材料特性を大きく変化させるからである。
発生した熱を逃がす対策として、例えば基板の外側にペルチェ素子などのヒートシンクを取り付ける構成等が提案されている。しかしながら、発熱源である有機ＥＬ素子の近傍から熱を逃がすための技術は少ないのが現状である。発熱源の近傍における熱伝達性を向上することができれば、速やかに放熱することが可能になり、有機ＥＬ素子の劣化を防止する上で効果的である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことが可能な、有機ＥＬ装置およびその製造方法を提供する。
また、寿命が長く信頼性に優れた電子機器を提供する。

上記目的を達成するため、本発明の有機ＥＬ装置は、基板上に配列形成された複数の有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子の形成領域以外の領域に形成された隔壁とを備えた有機ＥＬ装置であって、前記隔壁は、前記基板の端部まで連続する放熱層を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、有機ＥＬ素子の近傍に放熱層が配置されているので、陰極とともに放熱層を介して熱伝達を行うことが可能になり、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

また前記隔壁の上面に、前記基板の端部まで連続する溝部が設けられ、前記溝部の内側に、前記隔壁の構成材料より熱伝導率の高い材料が充填されて、前記放熱層が構成されていることが望ましい。
また前記隔壁の内部に、前記隔壁の構成材料より熱伝導率の高い材料が分散されて、前記放熱層が構成されていることが望ましい。
これらの構成によれば、放熱層を簡単に形成することができる。

また前記放熱層の表面に、電気絶縁膜が形成されていることが望ましい。
この構成によれば、隔壁の表面に撥液処理等の必要な表面処理を行うことが可能になる。また、有機ＥＬ素子の電源線と放熱層との間で寄生容量が形成されるのを防止することができる。

また前記隔壁の構成材料は、樹脂材料であり、前記隔壁の構成材料より熱伝導率の高い材料は、酸化アルミニウム、酸化シリコンまたは炭化シリコンのいずれかであることが望ましい。
この構成によれば、放熱層を安価に構成しつつ、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

また、前記有機ＥＬ素子における発光を、前記基板とは反対側から取り出すようになっていてもよい。
この場合でも、有機ＥＬ素子における発光を基板側から取り出す場合と同様に、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

また前記放熱層は、黒色材料によって構成され、ブラックマトリクスとして機能することが望ましい。
この構成によれば、別途ブラックマトリクスを形成する必要がないので、製造コストを低減することができる。

また前記隔壁の上方には、前記有機ＥＬ素子に電流を供給する補助電極が形成されていることが望ましい。
この構成によれば、有機ＥＬ素子における発光を基板とは反対側から取り出すため、光取出し側の電極が薄く形成されていても、補助電極を介して有機ＥＬ素子に充分な電流を供給することができるとともに、補助電極を介して有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

一方、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に複数の有機ＥＬ素子が配列形成された有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記基板上における前記有機ＥＬ素子の形成領域以外の領域に、前記基板の端部まで連続する放熱層を備えた隔壁を形成する工程と、前記放熱層の表面に電気絶縁膜を形成する工程と、前記隔壁の開口部に、前記有機ＥＬ素子を形成する工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことが可能な有機ＥＬ装置を製造することができる。

一方、本発明の電子機器は、上述した有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことが可能な有機ＥＬ装置を備えているので、寿命が長く信頼性に優れた電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で参照する各図面においては、理解を容易にするために、各構成要素の寸法等を適宜変更して表示している。

（第１実施形態）
最初に、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置につき、図１ないし図３を用いて説明する。
図１は、一般的な有機ＥＬ装置の側面断面図である。有機ＥＬ装置は、素子基板２と、素子基板２の表面に配設された駆動回路部５と、駆動回路部５の表面に配設された複数の有機ＥＬ素子３と、有機ＥＬ素子３を封止する封止基板３０とを主として構成されている。この有機ＥＬ素子３は、素子基板２に垂直な方向から見て円形状や長円形状等に形成され、素子基板２上にマトリクス状に整列配置されている。なお第１実施形態では、有機ＥＬ素子３における発光光を素子基板２側から取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を例にして説明する。

（有機ＥＬ装置）
ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置では、素子基板２側から発光光を取り出すので、素子基板２としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラスや石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等を用いることが可能であり、特にガラス基板が好適に用いられる。

素子基板２上には、有機ＥＬ素子３の駆動用ＴＦＴ１２３（駆動素子４）などを含む駆動回路部５が形成されている。なお、駆動回路を備えた半導体素子を素子基板２に実装して有機ＥＬ装置を構成することも可能である。

駆動回路部５の具体的な構成として、素子基板２の表面に絶縁材料からなる下地保護層２８１が形成され、その上に半導体材料であるシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ_２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。そのゲート絶縁層２８２の表面には、ゲート電極２４２が形成されている。このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部によって構成されている。なお前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と対向する領域がチャネル領域２４１ａとされている。一方、ゲート電極２４２およびゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ_２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。

またシリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａの一方側には低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられ、チャネル領域２４１ａの他方側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられて、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain ）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２および第１層間絶縁層２８３を貫通するコンタクトホール２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、図示しない電源線の一部によって構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２および第１層間絶縁層２８３を貫通するコンタクトホール２４４ａを介して、ソース電極２４３と同層に配置されたドレイン電極２４４に接続されている。

上述したソース電極２４３およびドレイン電極２４４、並びに第１層間絶縁層２８３の上層には、アクリル系やポリイミド系等の耐熱性絶縁性樹脂材料などを主体とする平坦化膜２８４が形成されている。この平坦化膜２８４は、駆動用ＴＦＴ１２３（駆動素子４）やソース電極２４３、ドレイン電極２４４などによる表面の凹凸をなくすために形成されたものである。

そして、平坦化膜２８４の表面における有機ＥＬ素子３の形成領域には、複数の画素電極２３が形成されている。この画素電極２３は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電性材料からなり、平坦化膜２８４の表面にマトリクス状に配設されている。画素電極２３は、該平坦化膜２８４に設けられたコンタクトホール２３ａを介して、ドレイン電極２４４に接続されている。すなわち画素電極２３は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄに接続されている。

また、平坦化膜２８４の表面における画素電極２３の周囲には、ＳｉＯ_２等の無機絶縁材料からなる無機隔壁２５が形成されている。さらに無機隔壁２５の表面には、ポリイミド等の有機絶縁材料からなる有機隔壁２２１が形成されている。そして、有機ＥＬ素子３の形成領域に配置された画素電極２３の上方には、無機隔壁２５の開口２５ａと、有機隔壁２２１の開口２２１ａとが形成されている。

そして、無機隔壁２５の開口２５ａおよび有機隔壁２２１の開口２２１ａの内側に、複数の機能膜が積層形成されて、有機ＥＬ素子３が構成されている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔輸送層７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、陰極５２とを積層して構成されている。

ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、陽極として機能する画素電極２３は、ＩＴＯ等の透明導電材料によって形成されている。
正孔輸送層７０の形成材料としては、特に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔輸送層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。

発光層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。

陰極５２は、主陰極５０および補助陰極５１を積層して構成されている。主陰極５０として、仕事関数が３．０ｅＶ以下のＣａやＭｇ、ＬｉＦ等の材料を採用することが望ましい。これにより、主陰極５０に電子注入層としての機能が付与されるので、低電圧で発光層を発光させることができる。また補助陰極５１は、陰極５２全体の導電性を高めるとともに、主陰極５０を酸素や水分等から保護する機能を有している。そのため補助陰極５１として、導電性に優れたＡｌやＡｕ、Ａｇ等の金属材料を採用することが望ましい。

一方、陰極５２の上方には、接着層４０を介して封止基板３０が貼り合わされている。なお、陰極５２の全体を覆う封止キャップを素子基板２の周縁部に固着し、その封止キャップの内側に水分や酸素等を吸収するゲッター剤を配置してもよい。また、陰極５２の表面にＳｉＯ_２等からなる無機封止膜を積層形成してもよい。

上述した有機ＥＬ装置では、駆動回路部５のソース電極２４３から供給された画像信号が、駆動素子４により所定のタイミングで画素電極２３に印加される。そして、その画素電極２３から注入された正孔と、陰極５２から注入された電子とが、発光層６０で再結合して所定波長の光が放出される。その発光光は、透明材料からなる画素電極２３、駆動回路部５および素子基板２を透過して外部に取り出される。これにより、素子基板２側において画像表示が行われるようになっている。なお、無機隔壁２５は絶縁材料で構成されているので、無機隔壁２５の開口２５ａの内側のみに電流が流れて発光層６０が発光する。そのため、無機隔壁２５の開口２５ａの内側が有機ＥＬ素子３の画素領域となっている。

（放熱層）
図２は、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の説明図であり、図３のＡ−Ａ線における側面断面図である。なお図２では、駆動回路部や封止基板等の記載を省略している。第１実施形態に係る有機ＥＬ装置は、有機隔壁２２１の上面に溝部２７が形成され、その溝部２７の内側に放熱層２８が形成されたものである。

有機隔壁２２１の上面には、溝部２７が設けられている。この溝部２７は、有機隔壁２２１と同時に形成する。具体的には、まず有機隔壁２２１を構成する感光性のポリイミド樹脂等を素子基板の全面に塗布して感光性樹脂層を形成する。次に、感光性樹脂層における有機ＥＬ素子３の形成領域を露光する。その際、グレーマスクを用いて、有機隔壁２２１の上面に相当する領域を同時に露光する。そして、感光性樹脂層を現像することにより、有機ＥＬ素子３の形成領域に開口２２１ａを備えた有機隔壁２２１が形成されるとともに、その有機隔壁２２１の上面に溝部２７が形成される。なお、ハーフエッチングを用いて溝部を形成することも可能である。

その溝部２７の内側には、有機隔壁２２１の構成材料より熱伝導率の高い材料が充填されて、放熱層２８が形成されている。有機隔壁２２１を構成するポリイミド樹脂の熱伝導率が約０．３Ｗ／（ｍ・ｋ）であるから、放熱層の材料として酸化アルミニウムや酸化シリコン、炭化シリコン等を採用することが可能であり、特に熱伝導率が約３０Ｗ／（ｍ・ｋ）の酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３；アルミナ）を採用することが望ましい。

図３は、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。上述したように、放熱層２８は有機隔壁の上面に形成され、その有機隔壁は有機ＥＬ素子３の形成領域以外の領域に形成され、その有機ＥＬ素子３は素子基板上にマトリクス状に配列形成されている。したがって、放熱層２８は格子状に形成され、素子基板の端部まで引廻されている。その素子基板の端部には放熱性に優れたヒートドレイン（不図示）が配設され、そのヒートドレインに放熱層２８が接続されている。

放熱層２８は、液相プロセスによって形成することが望ましい。液相プロセスは、機能膜の形成材料を含む液状体を塗布し、その液状体を乾燥させて機能膜を形成するものである。この液相プロセスでは、蒸着法等の気相プロセスに比べて、真空条件を必要としないので、エネルギー消費量を低減することが可能になり、製造コストを低減することができる。また基板サイズの制限がなくなるので、大画面ディスプレイの製造に有効となる。さらに蒸着マスクが不要となるので、高精細なディスプレイの製造に有効となる。加えて、比較的低温での成膜が可能になり、耐熱性の低いプラスチック基板を用いたフレキシブルなディスプレイの開発に有効となる。

液相プロセスとして、具体的にはインクジェット法を採用することが望ましい。インクジェット法は、機能膜の形成材料を含む液状体をインク室内に充填し、そのインク室内に圧力変化を生じさせ、インク室に連通するノズルから液滴を吐出して、機能膜を形成すべき所定位置に着弾させるものである。そのため、少なくとも塗布すべき液状体を充填するインク室と、インク室内に圧力変化を生じさせるピエゾ素子等の駆動素子と、インク室に連通するノズルとを備えたインクジェットヘッドを使用する。このインクジェット法を採用することにより、所定量の液状体を所定位置に正確に塗布することが可能になり、寸法精度に優れた機能膜を形成することができる。また、液状体を効率的に使用することが可能になり、製造コストを低減することができる。

具体的には、まず酸化アルミニウムの微粒子をアルコール等の分散媒に分散させ、その液状体をインクジェットヘッドのインク室内に充填する。次に、インクジェットヘッドと素子基板とを相対移動させて、インクジェットヘッドのノズルが図２に示す溝部２７と対向するように配置する。そして、駆動素子によりインク室内に圧力変化を生じさせ、ノズルから溝部２７に向かって液滴を吐出する。さらに、インクジェットヘッドを移動させつつ液滴を吐出して、溝部２７の全体に液状体を充填する。
次に、塗布された液状体を乾燥させる。具体的には、素子基板をホットプレート上に配置して液状体を加熱し、液状体に含まれる分散媒を蒸発させる。これにより、酸化アルミニウムの微粒子が析出して、放熱層２８が形成される。

このように構成された第１実施形態に係る有機ＥＬ装置において、発光層６０で発生した熱は、まず熱伝導率の高い金属材料で構成された陰極５２に伝達される。その熱の多くは、陰極５２の表面から接着層および封止基板を介して垂直方向に放出され、その熱の一部は、陰極５２の内部を通って水平方向に伝達される。本実施形態では、有機隔壁２２１の構成材料より熱伝導率の高い材料からなる放熱層２８を備えているので、陰極５２とともに放熱層２８を介して熱伝達を行うことが可能になり、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

なお、第１実施形態では絶縁材料によって放熱層を構成したが、導電材料によって放熱層を構成することも可能である。ただし、陰極と放熱層とが導通していると、その放熱層と駆動回路部の電源線との間で寄生容量が形成されるおそれがある。そこで、放熱層の上面に電気絶縁膜を形成し、その電気絶縁膜の表面に陰極を形成することが望ましい。この電気絶縁膜の構成材料として、放熱層の構成材料と同等かまたはそれより高い熱伝導率を示す材料を採用することが望ましい。これにより、寄生容量が形成されるのを防止しつつ、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

また、第１実施形態ではボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を例にして説明したが、トップエミッション型の場合には、放熱層をＳｉＣやＣ_６０等の黒色材料で構成することが望ましい。これにより、外光反射を防止するブラックマトリクスとしての機能を放熱層に付与することが可能になり、別途ブラックマトリクスを形成する必要がないので、製造コストを低減することができるからである。

また、第１実施形態では有機隔壁の上層に放熱層を形成したが、有機隔壁の中間層または下層に放熱層を形成してもよい。この場合、発光層で発生した熱は、陰極を介することなく、放熱層に直接伝達されることになる。この場合にも、第１実施形態と同様に、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置につき、図４を用いて説明する。
図４は、第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。第２実施形態に係る有機ＥＬ装置は、第１実施形態と同じボトムエミッション型であるが、隔壁２２１が高熱伝導率の酸化アルミニウムによって形成され、隔壁２２１の全体により放熱層２８が構成されている点で、第１実施形態と異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態における隔壁２２１は、第１実施形態の隔壁２２１を構成するポリイミド樹脂より熱伝導率の高い、酸化アルミニウムによって形成されている。この隔壁２２１は有機ＥＬ素子の形成領域以外の領域に形成され、基板の端部まで連続しているので、隔壁２２１の全体により放熱層２８が構成されている。

また隔壁２２１の表面には、電気絶縁膜２９が形成されている。この電気絶縁膜２９は、後述する撥液処理の対象となるものであり、樹脂等の有機材料によって構成されている。なお、本実施形態のように放熱層２８が電気絶縁性を有する場合には、電気絶縁膜２９は薄く形成すればよい。これにより、電気絶縁膜２９による熱伝達率の低下を抑制することができる。

次に、上述した第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法につき、図５を用いて説明する。図５は、第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法の工程図である。ここでは、画素電極２３および無機隔壁２５の形成後の各工程について説明する。

図５（ａ）に示すように、まず無機隔壁２５の表面に隔壁２２１を形成する。具体的には、酸化アルミニウムの微粒子をアルコール等に分散させ、その液状体を素子基板の全体に塗布する。次に塗布された液状体を乾燥させ、酸化アルミニウム膜を形成する。次に、酸化アルミニウム膜の表面にレジストを塗布し、有機ＥＬ素子の形成領域にレジストの開口部を形成する。そして、そのレジストをマスクとして酸化アルミニウム膜をエッチングし、有機ＥＬ素子の形成領域に開口２２１ａを備えた隔壁２２１を形成する。

次に図５（ｂ）に示すように、隔壁２２１の表面に電気絶縁膜２９を形成する。具体的には、感光性のポリイミド樹脂の液状体を塗布し、有機ＥＬ素子３の形成領域を露光および現像することにより、隔壁２２１の表面のみに電気絶縁膜２９を形成する。

次に、有機ＥＬ素子３の形成領域に親液性を示す部分および撥液性を示す部分を形成する。具体的には、まず素子基板を７０〜８０℃程度に予備加熱する。次に、大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）を行い、画素電極２３の上面、無機隔壁２５の表面、並びに電気絶縁膜２９の表面をそれぞれ親液化処理する。次に、大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ_４プラズマ処理）を行い、電気絶縁膜２９の表面を撥液化処理する。ここで、電気絶縁膜２９は樹脂等の有機材料で構成されているので、その表面にフッ素を導入して撥液化処理を行うことができる。最後に、素子基板を室温まで冷却する。

なお、画素電極２３の上面および無機隔壁２５の表面も、ＣＦ_４プラズマ処理の影響を受ける。しかしながら、画素電極２３の材料であるＩＴＯや、無機隔壁２５の構成材料であるＳｉＯ_２などは、フッ素に対する親和性に乏しいため、親液化工程で付与された水酸基がフッ素基で置換されることはない。したがって、画素電極２３の上面および無機隔壁２５の表面に付与された親液性は維持される。

次に図５（ｃ）に示すように、液相プロセスによって正孔輸送層を形成する。具体的には、まずＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをイソプロピルアルコールなどの極性溶媒に溶解させ、その液状体をインクジェットヘッドのインク室内に充填する。そして、インクジェットヘッドのノズルから、有機ＥＬ素子３の形成領域に向かって液滴を吐出する。このとき、ノズルから吐出された液滴は、親液性が付与された画素電極２３の表面に濡れ広がり、無機隔壁２５の開口の内側に充填される。一方、電気絶縁膜２９の表面に向かって飛散した液滴は、撥液性が付与された上記部分には付着せず、有機ＥＬ素子３の形成領域に向かって流れ込む。そして、撥液性が付与された電気絶縁膜２９の表面から、有機ＥＬ素子３の形成領域の中央部にかけて、盛り上がるように液状体７１が塗布される。

次に図５（ｄ）に示すように、塗布された液状体を乾燥させる。具体的には、素子基板をホットプレート上に配置して液状体を加熱し、液状体に含まれる溶媒を蒸発させることにより、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを析出させる。以上により、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからなる正孔輸送層７０が形成される。

その後は、図４に示すように、正孔輸送層７０の表面に、液相プロセスにより発光層６０を形成する。また発光層６０および電気絶縁膜２９の表面に、蒸着法等の気相プロセスにより陰極５２を形成する。このようにして、第２実施形態に係る有機ＥＬ装置が形成される。

このように構成された第２実施形態に係る有機ＥＬ装置では、発光層６０で発生した熱が、陰極５２に伝達されるとともに、電気絶縁膜２９を介して隔壁２２１に伝達される。本実施形態では、隔壁２２１が高熱伝導率の酸化アルミニウムによって形成され、隔壁２２１の全体が放熱層２８として機能する。したがって、陰極５２とともに隔壁２２１を介して熱伝達を行うことが可能になり、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

また、隔壁２２１の表面に電気絶縁膜２９が形成されているので、高熱伝導率の材料で構成された隔壁２２１が導電性を示す場合でも、陰極５２と隔壁２２１との導通を遮断することができる。これにより、隔壁２２１と駆動回路部の電源線との間で寄生容量が形成されるのを防止することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ装置につき、図６を用いて説明する。
図６は、第３実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。第３実施形態に係る有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子３における発光光を陰極５２側から取り出すトップエミッション型である。そのため、陰極５２が透明導電性材料により薄膜状に形成され、有機隔壁２２１の上方に補助電極５１ａが形成されている点で、上記各実施形態と異なっている。なお、上記各実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

第３実施形態に係る有機ＥＬ装置では、有機隔壁２２１の内部に有機隔壁２２１の構成材料より熱伝導率の高い材料が分散されている。例えば、有機隔壁２２１を構成するポリイミド樹脂の内部に、ポリイミド樹脂より熱伝導率の高い酸化アルミニウムの微粒子が分散されている。このような材料で構成された有機隔壁２２１は、ポリイミド樹脂のみで構成された有機隔壁と比べて、熱伝導率が高くなっている。したがって、有機隔壁２２１の全体により放熱層２８が構成されている。また、有機隔壁２２１の表面には電気絶縁膜２９が形成されている。

また、第３実施形態に係る有機ＥＬ装置はトップエミッション型であるため、画素電極２３がＡｌ等の高反射率を有する金属材料で構成されている。逆に、陰極５２はＩＴＯ等の透明導電性材料で構成されている。しかも、光取出し効率を向上させるため、陰極５２は薄膜状に形成されている。その結果、トップエミッション型の陰極５２の導電性は、ボトムエミッション型の陰極の導電性に比べて、非常に低くなっている。
このような陰極５２の導電性の低さをカバーするため、有機隔壁２２１の上方における陰極５２の表面には、Ａｌ等の高導電性材料からなる補助電極５１ａが形成されている。

このように構成された第３実施形態に係る有機ＥＬ装置では、発光層６０で発生した熱が、陰極５２に伝達されるとともに、電気絶縁膜２９を介して有機隔壁２２１に伝達される。薄膜状の陰極５２の熱伝達率は小さいが、補助電極５１ａの熱伝達率が大きいので、その補助電極５１ａを介して熱伝達を行うことができる。また本実施形態では、有機隔壁２２１に熱伝導率の高い材料が分散されているので、有機隔壁２２１の全体が放熱層として機能する。したがって、補助電極５１ａとともに有機隔壁２２１を介して熱伝達を行うことが可能になり、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

なお、有機隔壁２２１の上方に補助電極５１ａを設けない場合には、有機隔壁２２１の内部に分散させる高熱伝導率材料として、ＳｉＣやＣ_６０等の黒色微粒子を採用することにより、外光反射を防止するブラックマトリクスとしての機能を有機隔壁２２１に付与することが望ましい。また補助電極５１ａを設ける場合でも、補助電極５１ａを黒色材料で構成することにより、ブラックマトリクスとしての機能を補助電極５１ａに付与してもよい。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る有機ＥＬ装置につき、図７を用いて説明する。
図７は、第４実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。第４実施形態に係る有機ＥＬ装置は、第３実施形態と同じトップエミッション型であるが、低分子発光材料からなる発光層６０を備えた低分子有機ＥＬ装置であり、また素子基板側に陰極が配置され封止基板側に陽極が配置された逆積層構造である点で、上記各実施形態とは異なっている。なお、上記各実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

第４実施形態に係る有機ＥＬ装置では、有機隔壁２２１の内部に有機隔壁２２１の構成材料より熱伝導率の高い材料が分散されている。例えば、有機隔壁２２１を構成するポリイミド樹脂の内部に、ポリイミド樹脂より熱伝導率の高いＡｇ等の金属微粒子が分散されている。このような材料で構成された有機隔壁２２１は、ポリイミド樹脂のみで構成された有機隔壁と比べて、熱伝導率が高くなっている。したがって、有機隔壁２２１の全体により放熱層２８が構成されている。

また、有機隔壁２２１の表面には電気絶縁膜２９が形成されている。第４実施形態の有機隔壁２２１は、Ａｇ微粒子が分散されて絶縁性が不十分になっているので、上記各実施形態より電気絶縁膜２９を厚く形成することが望ましい。

一方、第４実施形態に係る有機ＥＬ装置は、低分子発光材料からなる発光層６０を備えた複数の低分子有機ＥＬ素子によって構成されている。したがって、有機ＥＬ素子を構成する各機能層は、蒸着法等の気相プロセスによって形成されている。

また、第４実施形態に係る有機ＥＬ装置は、逆積層構造を採用しているので、駆動回路部の表面に陰極５２が形成されている。陰極５２は、ＡｌやＡｌ−Ｌｉ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金等の金属材料で構成されている。このように、良好な光反射性を有する金属材料で陰極５２を形成することにより、発光層６０からの光を陰極５２で反射して封止基板側から取り出すことが可能になり、光利用効率を向上させることができる。

なお陰極５２の表面に、陰極５２から供給される電子を発光層６０に注入／輸送する機能を有する電子注入／輸送層（不図示）を設けてもよい。電子輸送性を有する材料として、Ａｌｑ３（トリスアルミニウム錯体）等を採用することが可能である。また電子注入性を有する材料として、Ｌｉ等のアルカリ金属の化合物等を採用することが可能である。

その陰極５２の表面には、発光層６０が形成されている。発光層６０は、陽極２３および陰極５２によって電流を流すことにより発光する機能を有する。カラー表示を行う有機ＥＬ装置では、それぞれ異なる色光に発光する複数の発光層６０が、素子基板上に整列配置されている。一例を挙げれば、青色発光層の構成材料としてＤＴＶＢｉ（ジトルイルビニルビフェニル）等を、緑色発光層の構成材料としてＡｌｑ３（トリスアルミニウム錯体）等を、赤色発光層の構成材料としてＢｅＢｑ２（ビスベリリウム錯体）等を、それぞれ採用することが可能である。

陰極５２の表面には、陽極２３から供給される正孔を発光層６０に注入／輸送する機能を有する正孔注入／輸送層７０を設けてもよい。正孔注入性を有する材料として、アリールアミン類やフタロシアニン類等を採用することが可能である。また正孔輸送性を有する材料として、アリールアミン類等を採用することが可能である。なお、正孔注入／輸送層７０に電子ブロック層としての機能を付与してもよい。

正孔注入／輸送層７０の表面には、陽極２３が形成されている。第４実施形態に係る有機ＥＬ装置はトップエミッション型であるため、陽極２３はＩＴＯ等の透明導電性材料で構成されている。しかも、光取出し効率を向上させるため、陽極２３は薄膜状に形成されている。その結果、第４実施形態の陽極２３の導電性は非常に低くなっている。このような陽極２３の低導電性をカバーするため、有機隔壁２２１の上方には、Ａｌ等の高導電性材料からなる補助電極５１ａが形成されている。

このように構成された第４実施形態に係る有機ＥＬ装置では、発光層６０で発生した熱が、陽極２３に伝達されるとともに、電気絶縁膜２９を介して有機隔壁２２１に伝達される。薄膜状の陽極２３の熱伝達率は小さいが、補助電極５１ａの熱伝達率が大きいので、その補助電極５１ａを介して熱伝達を行うことができる。また本実施形態では、有機隔壁２２１に熱伝導率の高い材料が分散されているので、有機隔壁２２１の全体が放熱層として機能する。したがって、陽極２３とともに有機隔壁２２１を介して熱伝達を行うことが可能になり、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことができる。

（電子機器）
図８は、上記各実施形態の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の一例を示す斜視構成図である。同図に示す携帯電話機１３００は、複数の操作ボタン１３０２と、受話口１３０３と、送話口１３０４と、先の実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部１３０１とを備えて構成されている。この携帯電話機１３００は、有機ＥＬ素子の効率的な放熱を行うことが可能な有機ＥＬ装置を備えているので、寿命が長く信頼性に優れている。

なお、本発明における有機ＥＬ装置を備えた電子機器としては、上記のものに限らず、他に例えば、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビ、携帯用テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ＰＤＡ、携帯用ゲーム機、ページャ、電子手帳、電卓、時計、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器などを挙げることができる。また、本発明における有機ＥＬ装置を備えた電子機器として、車載用オーディオ機器や自動車用計器、カーナビゲーション装置等の車載用ディスプレイを挙げることもできる。

なお本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

一般的な有機ＥＬ装置の側面断面図である。 第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。 第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面図である。 第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。 第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法の工程図である。 第３実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。 第４実施形態に係る有機ＥＬ装置の側面断面図である。 携帯電話の斜視図である。

符号の説明

３‥有機ＥＬ素子 ２７‥溝部 ２８‥放熱層 ２２１‥有機隔壁

Claims (10)

1. 基板上に配列形成された複数の有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子の形成領域以外の領域に形成された隔壁とを備えた有機ＥＬ装置であって、
   前記隔壁は、前記基板の端部まで連続する放熱層を備えていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
2. 前記隔壁の上面に、前記基板の端部まで連続する溝部が設けられ、
   前記溝部の内側に、前記隔壁の構成材料より熱伝導率の高い材料が充填されて、前記放熱層が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記隔壁の内部に、前記隔壁の構成材料より熱伝導率の高い材料が分散されて、前記放熱層が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
4. 前記放熱層の表面に、電気絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
5. 前記隔壁の構成材料は、樹脂材料であり、
   前記隔壁の構成材料より熱伝導率の高い材料は、酸化アルミニウム、酸化シリコンまたは炭化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
6. 前記有機ＥＬ素子における発光を、前記基板とは反対側から取り出すようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
7. 前記放熱層は、黒色材料によって構成され、ブラックマトリクスとして機能することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置。
8. 前記隔壁の上方には、前記有機ＥＬ素子に電流を供給する補助電極が形成されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の有機ＥＬ装置。
9. 基板上に複数の有機ＥＬ素子が配列形成された有機ＥＬ装置の製造方法であって、
   前記基板上における前記有機ＥＬ素子の形成領域以外の領域に、前記基板の端部まで連続する放熱層を備えた隔壁を形成する工程と、
   前記放熱層の表面に電気絶縁膜を形成する工程と、
   前記隔壁の開口部に、前記有機ＥＬ素子を形成する工程と、
   を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
10. 請求項１ないし請求項８に記載の有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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