JP2007317519A

JP2007317519A - 有機エレクトロルミネッセンス素子

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Publication number: JP2007317519A
Application number: JP2006146282A
Authority: JP
Inventors: Ihan Sen; 懿範錢
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-12-06

Abstract

【課題】基板１と、この基板１上に設けられたパターン状の第一電極２と、これら第一電極２の間に設けられた隔壁と、第一の電極２上であって、隔壁で区画された領域に設けられた有機発光媒体層３１、３２と、この有機発光媒体層３１、３２を挟んで第一の電極２に対向する第二の電極５を具備する有機エレクトロルミネッセンス素子において、第一電極２の抵抗を下げると同時に、隔壁底部の液溜りによる発光ムラを防止し、均一な発光が可能な有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】隔壁が、第一の電極２の両端部に配置する金属ラインからなる第一隔壁３１と、第一電極２間に設けられ且つ第一隔壁３１の上部を覆い端部が第一隔壁３１に対して外側に位置するように設けられた第二隔壁３２からなることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、情報表示端末などのディスプレイや面発光光源として幅広い用途が期待される有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子とする）に関するものである。

近年、情報表示端末のディスプレイ用途として、大小の光学式表示装置が使用されるようになってきている。中でも、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、自発光型であるため、応答速度が速く、消費電力も低いことから次世代のディスプレイとして注目されている。

有機ＥＬ素子は、有機発光媒体層を２つの電極とで挟んだ単純な基本構造を有している。この電極間に電圧を印加し、一方の電極から注入されるホールと、他方の電極から注入される電子とが発光層内で再結合する際に生じる光を画像表示や光源として用いるというものである。なお、有機発光媒体層はこの有機発光層単独から構成される場合もあるが、これに加えて発光効率を向上させる発光補助層を積層した積層構造から構成されている場合もある。発光補助層としては、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等がある。

有機ＥＬ素子で何らかの画像表示を行うためには画素毎に発光のオンオフを調整する必要がある。そのため、少なくとも一方の電極はパターニングされて設けられる必要がある。例えば、先に基板上に形成される第一電極をストライプ状に構成すると共に、第二電極をこれと交差する方向のストライプ状に構成し、これら第一電極と第二電極の交点を画素として画面表示している。

この有機ＥＬ素子の製造工程を説明すると、まず、基板上に、ストライプ状の前記第一電極を形成する。この第一電極は陽極として利用されることが多い。また、その材質としてはＩＴＯ薄膜が好便に利用されている。

次に、ストライプ状のこれら第一電極の間に隔壁を設ける。この隔壁は、隣接する画素の有機発光層同士の混色を防ぐと共に、第一の電極と第二の電極との短絡を防ぐものである。このため隔壁は電気絶縁材料で構成される。

そして、これらの隔壁の間、すなわち、画素部位に有機発光媒体層を形成する。有機発光媒体層を形成する方法にはドライコート方式やウェットコート方式があるが、大面積の有機ＥＬ素子を製造しやすい点で、ウェットコート法が有利である。ウェットコート方式としては、スピンコート法、ダイコート法、ディップコート法、吐出コート法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法、印刷法などがある。

さらに、有機発光層をＲＧＢ３色に塗り分けしたりするためには、塗り分け・パターニングに適している印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。各種印刷法のなかでも、ガラスを基板とする有機ＥＬ素子やディスプレイでは、グラビア印刷法等のように金属製の印刷版等の硬い版を用いる方法は不向きであり、弾性を有するゴムブランケットを用いるオフセット印刷法や同じく弾性を有するゴム版や樹脂版を用いる凸版印刷法が適当である。実際にこれらの印刷法による試みとして、オフセット印刷による方法（特許文献１）、凸版印刷による方法（特許文献２）などが提唱されている。

そして、有機発光媒体層を形成した後、蒸着法等のドライコート方式によって第二電極
を形成する。最後に封止することによって、有機ＥＬ素子を製造することができる。

以下に公知文献を記す。
特開２００１−９３６６８号公報特開２００１−１５５８５８号公報

ところで、ウエットコート方式で有機発光媒体層を形成する場合、その材料と前記隔壁との親和性が高いと隔壁近傍において液溜りが発生しやすい。そして、このため、有機発光媒体層の膜厚が隔壁近傍で大きくなり、膜厚が不均一になってしまう。画素内において、有機発光媒体層の膜厚が不均一になると、発光ムラが生じるという問題点があった。また、基板上に形成されたストライプ状の第一電極の抵抗が高いという問題点もあった。そこで、本発明では、透明導電膜の抵抗を下げると同時に、隔壁底部の液溜りによる発光ムラを防止し、均一な発光が可能な有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明は、基板と、この基板上に設けられたパターン状の第一電極と、これら第一電極の間に設けられた隔壁と、第一の電極上であって、隔壁で区画された領域に設けられた有機発光媒体層と、この有機発光媒体層を挟んで第一の電極に対向する第二の電極を具備する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
隔壁が、第一の電極の両端部に配置する金属ラインからなる第一隔壁と、第一電極間に設けられ且つ第一隔壁の上部を覆い端部が第一隔壁に対して外側に位置するように設けられた第二隔壁からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子とした。

また、請求項２に係る発明は、前記第二隔壁が金属ラインからなる第一隔壁を全面に覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子とした。

また、請求項３に係る発明は、前記第二隔壁の端部が、金属ラインからなる第一隔壁に対して、０．１μｍ以上５００μｍ以下の幅で外側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子とした。

また、請求項４に係る発明は、前記金属ラインからなる第一隔壁幅が０．１μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子とした。

また、請求項５に係る発明は、前記金属ラインからなる第一隔壁の高さが０．０１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子とした。

また、請求項６に係る発明は、前記金属ラインからなる第一隔壁と第二隔壁をあわせた隔壁の高さは０．０５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子とした。

また、請求項７に係る発明は、前記金属ラインに用いる導電性材料が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｓｎまたはこれらの金属元素を一成分以上含む合金から選ばれたものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子とした。

また、請求項８に係る発明は、前記第二隔壁が無機絶縁物若しくは感光性樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子とした。

また、請求項９に係る発明は、前記有機発光媒体層の中の一層が、ウエットコート方式で形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子とした。

本発明によれば、隔壁が第一隔壁（金属ライン）の上部に第二隔壁を有し、且つ、第一隔壁の上部に対して第二隔壁の端部が外側に位置するように設けることにより、隔壁がひさしを有する構造となることから、発光領域に液溜り部を含まない、発光ムラの無い有機ＥＬ素子を得ることができたと同時に第一隔壁が金属ラインであるため、第一電極の電気抵抗を下げることができた。

以下、図面を参照して、本発明を説明する。

図１は、本発明のパッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子に係る、基板に隔壁を形成した例の説明用断面図である。なお、本発明はパッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子に限定されるものではなく、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ素子にも適用可能である。パッシブマトリックス方式とはストライプ状の電極を直交させるように対向させ、その交点を発光させる方式であるのに対し、アクティブマトリックス方式は画素毎にトランジスタを形成した、いわゆる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板を用いることにより、画素毎に独立して発光する方式である。

図１に示すように、本発明の有機ＥＬ素子は、基板１の上に、第一電極２を有している。この第一電極２はストライプ状のパターンを有している。なお、アクティブマトリックス方式の場合、第一電極２は画素電極ごとにパターン化される。

そして、この有機ＥＬ素子は、これら第一電極２の両端に設けられた第一隔壁（金属ライン）３１と第二隔壁３２からなる隔壁を有している。隔壁は第一隔壁３１と第二隔壁３２からなり、第二隔壁３２は第一隔壁３１を全面に覆うように設けられる。隔壁も、第一電極２と同じ方向に伸びるストライプ状である。第二隔壁３２の端部は第一隔壁３１の上部から外側に位置し、第二隔壁がひさしとなるように設けられる。隔壁も、第一電極２と同じ方向に伸びるストライプ状である。

そして、本発明の有機ＥＬ素子は、第一電極２上であって、隔壁で区画された領域（画素部）に有機発光媒体層を有している。有機発光媒体層は、発光層単独から構成されたものであってもよいし、発光層と発光補助層との積層構造から構成されたものでもよい。図３は、本発明のパッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子の例の説明用断面図である。図では、図1で示した基板に隔壁を形成したものに、発光補助層である正孔輸送層４１と発光層４２との積層構造から構成された有機発光媒体層を形成している。更に、第一電極のストライプ状のパターンと直交する形でストライプ状のパターンを有する第二電極５が配置される。なお、アクティブマトリックス方式の場合、第二電極は、有機ＥＬ素子全面に形成される。

図４に、従来の有機ＥＬ素子の説明用断面図を示した。基板１上に第一電極２が設けられ、パターン化された第一電極の間に隔壁３が設けられ、隔壁３で区画された領域に有機発光媒体層として、正孔輸送層４１、有機発光層４２が設けられている。また、有機発光
媒体層を第一電極と挟むように、第二電極５が設けられている。ウエットコート方式で有機発光媒体層を形成した場合には、図４に示すように、隔壁近傍で液溜りが発生することにより、発光領域Ｌにおいて正孔輸送層４１及び有機発光層４２の膜厚が隔壁近傍で大きくなってしまうことから、画素内での発光ムラが発生してしまう。

これに対し本発明では、図３に示したとおり、隔壁近傍の膜厚が大きくなる箇所は第二隔壁のひさしにより、非発光領域となり、発光領域Ｌにおいては画素内の発光が均一となる。

第二隔壁の端部は第一隔壁の上部に対して、０．１μｍ以上５００μｍ以下の幅で外側に設けられていることが好ましい。第二隔壁の端部が第一隔壁の上部に対して０．１μｍ未満の幅で外側に設けられている場合、隔壁近傍における有機発光媒体層の膜厚が大きくなっている液溜りの部分を十分に覆うことができずに、液溜り部分も発光領域となり発光ムラが発生してしまう。また、第二隔壁の端部が第一隔壁の上に対して外側に設ける幅を大きくしていくと、第二隔壁部は非発光領域となる。そして、それに伴い、表示ディスプレイの発光領域は小さくなってしまう。表示ディスプレイのサイズにもよるが、第二隔壁が第一隔壁の上部に対して５００μｍを超えるような幅で外側に設けられている場合、十分な発光領域を得ることができなくなってしまう。

第一電極の電気抵抗を下げて十分な輝度を得るため、第一電極の両端部に金属ラインからなる第一隔壁を形成した。また、第一電極を、例えば、フォトリソ法により、エッチングでパターニングする場合、第一電極端部にバリが発生することがある。第一電極端部に発生したバリは、第一電極層上に有機発光層を含む有機発光媒体層、第二電極層を形成した際に、第一電極と第二電極の短絡によるショートを引き起こす可能性がある。従って、本発明においては第二隔壁は第一電極の端部を覆うように設けることが好ましく、且つ第一電極と第一隔壁の重なり幅は０．１μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。第一電極と第一隔壁の重なり幅は０．１μｍに満たない場合、第一電極の電気抵抗を下げる効果が小さくなってしまう。また、第一電極と第一隔壁の重なりは非発光領域となるため、重なりが大きくなると発光領域が小さくなってしまう。表示ディスプレイのサイズにもよるが、第一電極と第一隔壁の重なり幅が５００μｍを超えるような場合、十分な発光領域を得ることができなくなってしまう。

また、第一隔壁の高さは、０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。隔壁下部の高さが０．０１μｍ未満の場合、液溜り部分が第二隔壁近傍に発生してしまうことから、液溜り部分を第二隔壁のひさしによって覆うことができなくなってしまうことがある。また、第一隔壁の高さが１μｍを超える場合、図３のように第二の電極を有機発光媒体層と隔壁をまたぐ形で形成する場合や第二の電極を有機ＥＬ素子全面に形成する場合に、第二隔壁によって第二電極が断線してしまうことがある。また、第一隔壁が高すぎると、有機発光媒体層が完全に第一隔壁を覆えなくなると、第二電極が第一隔壁と接触して、ショートを引き起こす恐れがある。

また、第一隔壁と第二隔壁を合わせた形での隔壁の高さは０．０５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。０．０５μｍに満たない場合、例えば、有機発光層をＲＧＢ３色塗り分けしたりするときに、隣接する画素に有機発光インキが侵入してしまい、混色が発生することがある。また、５μｍを超えるような場合、図３のように第二の電極を有機発光媒体層と隔壁をまたぐ形で形成する場合や第二の電極を有機ＥＬ素子全面に形成する場合に、第二隔壁によって第二電極が断線してしまうことがある。

次に、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。

本発明にかかる基板１としては、絶縁性を有する基板であればいかなる基板も使用することができる。この基板側から光を出射するボトムエミッション素子の場合には、基板として透明なものを使用する必要がある。

例えば、ガラス基板や石英基板が使用できる。また、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシートであっても良い。これら、プラスチックフィルムやシートに、金属酸化物薄膜、金属弗化物薄膜、金属窒化物薄膜、金属酸窒化膜薄膜、あるいは高分子樹脂膜を積層したものを基板として利用してもよい。

金属酸化物薄膜としては、酸化珪素、酸化アルミニウム等が例示できる。金属弗化物薄膜としては、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等が例示できる。金属窒化物薄膜としては、窒化珪素、窒化アルミニウム等が例示できる。また、高分子樹脂膜としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等が例示できる。また、トップエミッション素子の場合には、不透明な基板を使用することもできる。例えば、シリコンウエハ、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、金属シート金属板等である。また、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属薄膜を積層させたものを用いることも可能である。

また、これらの基板は、あらかじめ加熱処理を行うことにより、基板内部や表面に吸着した水分を極力低減することがより好ましい。また、基板上に積層される材料に応じて、密着性を向上させるために、超音波洗浄処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、ＵＶオゾン処理などの表面処理を施してから使用することが好ましい。

また、これらに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成して、駆動用基板としても良い。ＴＦＴの材料としては、ポリチオフェンやポリアニリン、銅フタロシアニンやペリレン誘導体等の有機ＴＦＴでもよく、また、アモルファスシリコンやポリシリコンＴＦＴでもよい。また、カラーフィルター層や光散乱層、光偏向層等を設けて基板としてよい。

次に、この基板１上に、第一の電極２を形成する。第一の電極２を陽極とした場合その材料として、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛複合酸化物）、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物が利用できる。被膜形成方法としてはドライコーティング方式が利用できる。例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等である。そして、真空製膜された金属酸化物被膜にフォトレジストを塗布して露光・現像し、ウェットエッチング又はドライエッチングして、パターン状に加工することができる。

次に、第一隔壁、第二隔壁からなる隔壁を形成する。金属ラインからなる第一隔壁に用いる導電性材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｓｎまたはこれらの金属元素を一成分以上含む合金から選ばれたものであることが好ましい。金属ラインをメッキで形成する場合にはＰｂ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｓｎ等の合金が適している。

第二隔壁に用いられる材料としては、無機絶縁物のＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などを用いることができ、また、絶縁性を有する感光性樹脂を用いることができる。感光性樹脂としては、ポジ型であってもネガ型であってもよく、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることができる。

ディスプレイとしてのコントラスト向上のために第一隔壁、第二隔壁のどちらか一方、若しくは両方に遮光性材料を含有させてもよい。また、第二隔壁に撥インキ材料を含有させても良い。第二隔壁に撥インキ材料を含有させることにより、隔壁を低くしても有機発光層をＲＧＢ三色に塗り分けする場合に発生する混色を防ぐことができる。

次に、第一隔壁、第二隔壁の形成方法について一例を示す。図２に隔壁の形成方法の断面模式図を示した。まず、第一電極が形成された基板を用意する（図2（ａ））。次に、基板に金属材料をスパッタリング法、ＣＶＤ法といった乾式成膜法により全面にコーティングしてから、フォトリソグラフィ法によりパターニングをして第一隔壁を形成する（図２（ｂ））。その時に、第一隔壁の長さが所定より長く、第二隔壁の第一電極との重なり部分の幅と同じにする。次に、第二隔壁の材料としては無機絶縁物や感光性材料を用いることが出来るが、感光性材料を利用する場合、隔壁形成材料を溶媒に溶解させ、スリットコート法やスピンコート法により全面にコーティングする（図２（ｃ））。次に第二隔壁をパターニングする（図２（ｄ））。第二隔壁のパターニング法としては、フォトリソグラフィ法によりパターニングをすることができる。次に、エッチング時間を制御することによって、第一隔壁をエッチングで所定の長さにすることができる。この時、第二隔壁をマスクとして用いることができる。これら一連の工程を経て、第二隔壁を第一隔壁の上部より外側にひさしとなるように形成することができる（図２（ｅ））。

次に、有機発光媒体層を形成する。有機発光媒体層は、有機発光層単独から構成されたものでもよいし、有機発光層と正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層といった発光を補助するための発光補助層との積層構造としてもよい。なお、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層は必要に応じて適宜選択される。

有機発光層は電流を流すことにより発光する層である。有機発光層の形成する有機発光材料としては、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチルー５−トリフルオロメチルー８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチルー５−シアノー８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラートシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリー２，５−ジヘプチルオキシーパラーフェニレンビニレンなどの低分子系発光材料が使用できる。

また、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポリフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光対等、Ｉｒ錯体等の燐光性発光体などの低分子系発光材料を、高分子中に分散させたものが使用できる。高分子としてはポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等が使用できる。

また、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［２，５−ビス−［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］−１，４−フェニル−アルト−１，４−フェニルレン］ジブロマイド（ＰＰＰ−Ｎ
Ｅｔ３＋）、ポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＰＳ−ＰＰＶ）、ポリ［２，５−ビス−（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ）などの高分子発光材料であってもよい。ＰＰＶ前駆体、ＰＮＶ前駆体、ＰＰＰ前駆体などの高分子前駆体が挙げられる。また、これら高分子材料に前記低分子発光材料の分散又は共重合した材料や、その他既存の発光材料を用いることもできる。

正孔輸送層の材料としては、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類及び無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−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、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等の芳香族アミン系低分子正孔注入輸送材料や、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物などの高分子正孔輸送材料、ポリチオフェンオリゴマー材料、その他既存の正孔輸送材料の中から選ぶことができる。

また、電子輸送層の材料としては、２−（４−ビフィニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体やビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等を用いることができる。

有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、２−メチル−（ｔ−ブチル）ベンゼン、１，２，３，４−テトラメチルベンゼン、ペンチルベンゼン、１，３，５−トリエチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、１，３，５−トリ−イソプロピルベンゼン等を単独又は混合して用いることができる。また、有機発光インキには、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。

正孔輸送材料、電子輸送材料を溶解または分散させる溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独またはこれらの混合溶剤などが挙げられる。特に、正孔輸送材料をインキ化する場合には水またはアルコール類が好適である。

有機発光媒体層はウェットコート法により形成される。なお、有機発光媒体層が積層構造から構成される場合には、その各層の全てをウェットコート法により形成する必要はない。ウェットコート法としては、スピンコート法、ダイコート法、ディップコート法、吐出コート法、プレコート法、ロールコート法、バーコート法等の塗布法と、凸版印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法等の印刷法が挙げられる。特に、有機発光層を形成する場合、印刷法によって画素部に選択的に適用することができる。このため、各画素に、互いに異なる色彩に発光する発光層を印刷して、カラー表示のできる有機ＥＬ素子を製造することが可能となる。

特に、有機発光層の形成方法は凸版印刷法によって好適に形成される。凸版印刷法はインクジェット法と異なり、版と印刷基板が接するようにしてインキが転移されるため、隔壁を低くすることが可能となる。本発明において凸版印刷法に用いる凸版は水現像タイプ
の樹脂凸版を用いることが好ましい。本発明における樹脂版を構成する水現像タイプの感光性樹脂としては、例えば親水性のポリマーと不飽和結合を含むモノマーいわゆる架橋性モノマー及び光重合開始剤を構成要素とするタイプが挙げられる。このタイプでは、親水性ポリマーとしてポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体等が用いられる。また、架橋性モノマーとしては、例えばビニル結合を有するメタクリレート類が挙げられ、光重合開始剤としては例えば芳香族カルボニル化合物が挙げられる。中でも、印刷適性の面からポリアミド系の水現像タイプの感光性樹脂が好適である。

次に、第二電極を形成する。第二電極を陰極とした場合その材料としては電子注入効率の高い物質を用いる。具体的にはＭｇ、ＡＬ、Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ、ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いる。または電子注入効率と安定性を両立させるため、低仕事関数なＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属元素との合金系が用いられる。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。また、トップエミッション方式の有機ＥＬ素子とする場合は、陰極は透明性を有する必要があり、例えば、これら金属とＩＴＯ等の透明導電層の組み合わせによる透明化が可能となる。

第二電極の形成方法は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の乾式成膜法を用いることができる。厚さは１０ｎｍ〜１μｍ程度が望ましい。なお、本発明では第一の電極を陰極、第二の電極を陽極とすることも可能である。

そして、ガラス板やガラスキャップ等により接着剤を介して封止をおこない、水分や酸素による発光媒体層等の劣化を防止し、有機ＥＬ素子となる。

まず、ガラス基板上にスパッタリングで第一電極としてＩＴＯ層を形成した。さらに、透明性と導電性を向上させるために、空気中で加熱処理を行いＩＴＯを結晶化した。

次に、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングによってＩＴＯをパターニングし、ライン／スペースが２００μｍ／３０μｍである第一電極ラインを形成した。

次に、第一電極ラインを形成されたガラス基板上にスパッタリングで第一隔壁としてＣｕ層を形成した。

次に、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングによってＣｕをパターニングし、第一電極ラインの両端に厚み０．３μｍ、幅５μｍの第一隔壁を形成した。

その上に第二隔壁としてポリイミド系ポジ型感光性樹脂をスピンコート法により、塗布し形成してから、フォトリソグラフィ法により、第二隔壁をパターニングした。

形成された第二隔壁において、第一電極ラインとの重なり幅は８μｍであった。また、高さは１μｍであった。

次に、ＵＶ洗浄を行った後、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸（以下ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳという）の１ｗｔ％水分散溶液、スピンコート法を用いて厚み８０ｎｍで塗布して正孔輸送層を形成した。

次に、発光層として、高分子発光材料であるポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル
ヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）の１．８ｗｔ％ｏ−キシレン溶液を凸版印刷法により膜厚８０ｎｍで形成した。

次いで、第二の電極を陰極としてＭｇＡｇを２元共蒸着により２００ｎｍの厚みをマスク蒸着することで形成した。最後に素子全体をガラスキャップで封止して本発明の有機ＥＬ素子を作製した。

得られた有機ＥＬ素子を発光させたところ、発光部からムラなく、均一な発光が観察された。

次に、第一電極ラインを形成されたガラス基板上にスパッタリングで第一隔壁としてＣｕ層を形成した。
次に、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングによってＣｕをパターニングし、第一電極ラインの両端に厚み０．３μｍ、幅８μｍの第一隔壁を形成した。

次に、第二隔壁をマスクとして用い、ウェットエッチングで第一隔壁の幅を５μｍにすることによって、第二隔壁が第一隔壁の上部に対して外側に位置するようなひさしを有する隔壁を形成した。

形成された隔壁において、第二隔壁は第一隔壁上部に対して３μｍの幅で外側に形成されていた。また、第一隔壁と第二隔壁を合わせた隔壁の高さは１μｍであった。

次に、発光層として、高分子発光材料であるポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）の１．８ｗｔ％ｏ−キシレン溶液を凸版印刷法により膜厚８０ｎｍで形成した。

本発明のパッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子に係る、基板に隔壁を形成した例の説明用断面図である。本発明のパッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子に係る、隔壁の形成方法の断面模式図である。本発明のパッシブマトリックス方式の有機ＥＬ素子の例の説明用断面図である。従来の有機ＥＬ素子の説明断面図である。

符号の説明

１基板
２第一電極
３隔壁
３１第一隔壁
３２第二隔壁
４１正孔輸送層
４２有機発光層
５第二電極

Claims

基板と、この基板上に設けられたパターン状の第一電極と、これら第一電極の間に設けられた隔壁と、第一電極上であって、隔壁で区画された領域に設けられた有機発光媒体層と、この有機発光媒体層を挟んで第一電極に対向する第二電極を具備する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
隔壁が、第一電極の両端部に配置する金属ラインからなる第一隔壁と、第一電極間に設けられ且つ第一隔壁の上部を覆い端部が第一隔壁に対して外側に位置するように設けられた第二隔壁からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第二隔壁が金属ラインからなる第一隔壁を全面に覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第二隔壁の端部が、金属ラインからなる第一隔壁に対して、０．１μｍ以上５００μｍ以下の幅で外側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記金属ラインからなる第一隔壁幅が０．１μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記金属ラインからなる第一隔壁の高さが０．０１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記金属ラインからなる第一隔壁と第二隔壁をあわせた隔壁の高さは０．０５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記金属ラインに用いる導電性材料が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｓｎまたはこれらの金属元素を一成分以上含む合金から選ばれたものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第二隔壁が無機絶縁物若しくは感光性樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記有機発光媒体層の中の一層が、ウエットコート方式で形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。