JP2014225323A - 発光デバイス、表示装置、及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光層から発した光を外部に向けて効率よく出射させ、高輝度に発光可能な発光デバイス、表示装置、及び照明装置を提供する。【解決手段】第一電極（下部電極）１２を所定の領域（例えば画素）毎に複数に区画するバンク（絶縁層）１５は、少なくとも光反射性を有する材料から構成される。光反射性を有する材料としては、色調が白色の材料を用いることが好ましい。更に、光反射性に加えて光拡散性を有する材料を用いることも好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光層に電圧を印加して発光させる発光デバイス、およびこれを備えた表示装置、照明装置に関する。

近年、社会の高度情報化に伴い、フラットパネルディスプレイのニーズが高まっている。フラットパネルディスプレイとしては、例えば、非自発光型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、自発光型のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、無機エレクトロルミネセンス（無機ＥＬ）ディスプレイ、有機エレクトロルミネセンス（以下、「有機ＥＬ」または「有機ＬＥＤ」とも言う）ディスプレイ等が挙げられる。

これらフラットパネルディスプレイの中でも、特に有機ＥＬ（Organic light emitting diode）ディスプレイなど、有機発光層を用いた発光素子は、薄型・広視野角などの特長から次世代ディスプレイの主流になりうる候補技術として注目されている。
しかし一方で、有機ＥＬには、発光効率が低い、消費電力が大きい、寿命が短い、信頼性が低いなどの課題が残っている。発光効率は、一般的にηφ（ext）（External Quantum Efficiency）＝ηext×ηφ＝ηext×γ×ηｒ×φｆで表される。ここで、ηφ（ext）は外部量子効率、ηextは外部光取出し効率、ηφは内部量子効率、γはキャリアバランス、ηｒは励起子生成確立、φｆは蛍光量子収率である。

近年、材料の進歩に伴い、内部量子効率は着実に向上しており、特に、三重項状態を利用するりん光材料の進展に伴い大幅に改善されてきている。しかし一方、光取出し効率は大きな課題として残っている。有機ＥＬ素子においては、用いられる有機発光層、透明電極層、ガラス基板などの屈折率が空気より大きいため、スネルの法則に基づく全反射条件から光を効率よく取り出せない。取り出せる光の量は通常、１５〜３０％程度であり、大半の光が外部に出射されることなく失われていることになる。

こうした課題に対して、例えば、特許文献１においては、透明導電層の発光層と反対の面に屈折率１．０１〜１．３の範囲となる低屈折率層を設けた発明が開示されている。
また、特許文献２においては、透明電極層と光透過性の基板との間に、低屈折率材料からなるマトリクス樹脂中に光を散乱させる粒子を拡散させた浸み出し光拡散層を設けた発明が開示されている。
また、特許文献３においては、光を取り出す側の基板面に、多数の微小粒子からなる光取出し層を設けた発明が開示されている。
また、特許文献４には、画素を凹状構造にすることによって光取出し効率を向上させた発明が開示されている。
また、特許文献５には、画素の側面に反射層を設けることにより光取出し効率を向上させた発明が開示されている。
更に、特許文献６には、蛍光体層を有機ＥＬ発光部と組み合わせた有機ＥＬ素子において、蛍光体層の側面に反射膜を設けることが開示されている。

特開２００２−２７８４７７号公報 特開２００４−２９６４３７号公報 特開２０１１−１０８３９５号公報 特開２０１１−００９０１７号公報 特開２０１０−００９７９３号公報 特開平１１−３２９７２６号公報

しかしながら、上述した特許文献１〜４に開示された発明では、光取出し効率を向上させることができるとされているものの、光取出し効率の向上効果が限定的であるという課題があった。即ち、有機発光層や電極を介して面方向に沿って光が伝播し、外部へ出射される光が減少することへの対策が全くなされていなかった。

例えば、有機発光層の典型的な屈折率が１．８程度、絶縁層（バンク）の典型的な屈折率が１．５〜１．８程度、透明電極層であるＩＴＯの典型的な屈折率が２．１〜２．２程度であるため、低屈折率層（屈折率１．０〜１．３程度）との屈折率差のために、低屈折率層との界面で全反射されてしまう成分が多い。この全反射された成分は、有機発光層、絶縁層、透明電極層などを介して面方向に沿って伝播し、外部に出射されることなく損失する。

透明電極層を有機発光層の画素領域ごとに区画する絶縁層（バンク）は、従来、ポリメチルメタクリレート、ポリイミドなどの高分子材料やＳｉＯ_２等の無機材料から構成されており、色調は透明か黒色であった。このため、面方向に沿って広がった光は、絶縁層（バンク）が黒色の場合は、この絶縁層に吸収されて損失する。また、絶縁層（バンク）が透明（光透過性）の場合は、この絶縁層を介して隣接する有機発光層や透明電極層に向けて光が伝播して損失する。

また、特許文献５及び６には、発光部分の側面に反射膜を形成することにより光取出し効率を向上させる技術が開示されており、さらに、特許文献６には反射膜として金属粉、金属粒子もしくは白色顔料を含む樹脂からなることが開示されているが、構造上、プロセス上の課題があった。

特許文献５の技術においては、側面の反射膜が導電性であるため、反射膜状にさらに絶縁層を設ける必要があり、プロセスが複雑になる欠点があった。しかも、反射膜が形成されている部分が、基板に対して斜めになっている隔壁側面であるため、生産時のプロセス制御性が困難であるばかりでなく、パターン形成のための露光位置合わせマージンなどを考えると、画素開口部が小さくなるという課題があった。画素開口部が小さくなると、ディスプレイとしての所望の輝度を得るために、画素開口部での発光輝度を上げる必要があった。

特許文献６の技術においては、蛍光体層の側面に反射膜を形成する技術、反射膜として金属粉、金属粒子もしくは白色顔料を含む樹脂からなる技術が開示されているが、この技術を有機ＥＬ発光部分に適用することについてはなんら開示も示唆もされていない。また、この技術を有機ＥＬ発光部に適用し、有機発光部の側面に反射膜を形成しようとすると構造上、プロセス上の課題が生じる。まず、有機ＥＬの発光部分に用いられる有機材料は水分、酸素、溶剤などに対して極めて弱く、この有機ＥＬ発光部分の側面に反射膜を形成することはプロセス上極めて困難である。また、この技術は有機ＥＬの各画素ごとに発光層が分離形成されている場合はともかく、発光層が画素ごとに分離させず全面形成された構造には適用できないという課題もある。さらに、有機ＥＬ発光部からの光導波による光損失を考えるときには、電極など発光部分以外からの導波も考えなければならないが、特許文献６には、それらについてはなんら開示も示唆もされていない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、有機発光層から発した光を外部に向けて効率よく出射させ、高輝度に発光可能な発光デバイス、表示装置、及び照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような発光デバイス、表示装置、及び照明装置を提供した。
すなわち、本発明の発光デバイスは、基板の一面に順に積層された第一電極および光透過性導電材からなる第二電極と、該第一電極および第二電極の間に形成された有機発光層と、を有する発光デバイスであって、
少なくとも前記第一電極を所定の領域毎に複数に区画するバンクを備え、該バンクは光反射性を有する材料から構成され、前記有機発光層で発光した光が前記第二電極を介して外部に出射することを特徴とする。

前記第一電極は遮光性を有する材料から構成されることを特徴とする。
また、前記バンクは白色材料から構成されることを特徴とする。
また、前記バンクは光反射性に加えて更に光拡散性を有する材料から構成されることを特徴とする。

前記バンクは樹脂中に微細な光反射性粒子を分散させてなることを特徴とする。
また、前記光反射性粒子は、粒径が２００ｎｍ〜５μｍであることを特徴とする。

前記第二電極に重ねて更に対向基板を形成したことを特徴とする。

また、前記対向基板と前記第二電極との間には、前記対向基板よりも屈折率の低い低屈折率層が更に形成されていることを特徴とする。

前記対向基板には、前記バンクと対面する光反射性の対向バンクが更に形成されていることを特徴とする。

本発明の表示装置は、前記各項記載の発光デバイスに対して、該発光デバイスの発光を制御する駆動部を配置したことを特徴とする。

本発明の照明装置は、前記各項記載の発光デバイスに対して、該発光デバイスの発光を制御する駆動部を配置したことを特徴とする。

本発明によれば、高発光効率（高輝度）の発光デバイス、表示装置、及び照明装置を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第四実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第五実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第六実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第七実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第八実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第九実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第十実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第十一実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 本発明の第十二実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 バンクの形状例を示した断面図である。 バンクの構成例を示した断面図である。 本発明の第十三実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の第十四実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の第十五実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。 第十五実施形態の変形例を示す断面図である。 本発明の発光デバイスの一適用例である表示装置を示す外観図である。 本発明の発光デバイスの一適用例である照明装置を示す外観図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る発光デバイス、表示装置、及び電子機器の一実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（発光デバイス：第一実施形態）
図１は第一実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス１０は、基板１１と、この基板１１の一面１１ａに順に積層された第一電極（下部電極）１２、および光透過性の第二電極（上部電極）１３と、この第一電極１２および第二電極１３の間に形成された有機発光層１４と、を有する。

また、基板１１の一面１１ａには、第一電極１２を所定の領域毎に複数に区画するバンク（絶縁層）１５が形成されている。このようなバンク１５は、例えば有機発光層１４の１画素に相当する領域に対応して、第一電極１２を複数に区画して、区画された第一電極１２どうしを互いに電気的に絶縁する。

作製プロセスとしては、例えば、基板１１上に第一電極（下部電極）１２を形成し、その後バンク１５を形成し、さらに有機発光層１４、第二電極（上部電極）１３を形成するプロセスなどを用いることができる。有機ＥＬに用いられる材料は水分、酸素などに極めて弱いため、有機発光層１４の形成前、すなわち、第一電極（下部電極）１２及びバンク１５を形成した後に、十分な脱水工程（ベーク工程、真空乾燥工程など）を行うことが好ましい。

基板１１は、光透過性または光不透過性（遮光性）であり、例えば、ガラス、樹脂、金属板などから構成される。
第一電極（下部電極）１２は、遮光性である場合と光透過性である場合とがある。光透過性である場合は、透明電極であればよく、例えば、ＩＴＯ（Indium-tin-oxide）や、ＺｎＯ（Zinc oxide）などが用いられる。また、遮光性である場合には、例えば金属膜で形成すればよい。

第一電極（下部電極）１２が遮光性である場合には、発光した光は第二電極（上部電極）１３側から取り出されることになり、いわゆるトップエミッション型有機ＥＬとなる。また、第一電極（下部電極）１２が光透過性である場合には、発光した光は第一電極（下部電極）１２及び第二電極（上部電極）１３の両面から取り出されることになり、いわゆる両面発光型有機ＥＬとなる。

このような第一電極１２の厚さは例えば、１００ｎｍ程度である。なお、第一電極１２は、通常はアノードであるが、カソードとすることも可能であり、その場合には低仕事関数の材料を用いる。また、配線抵抗を下げる目的等で補助配線を併設してもいい。補助配線は、例えばＡｌ， Ａｇ， Ｔａ， Ｔｉ， Ｎｉなどの金属材料で形成することができる。

第一電極（下部電極）１２は、バンク（絶縁層）１５によって、所定の領域毎に複数に区画されている。本発明の発光デバイスを表示装置（有機ＥＬディスプレイ）として用いる場合には、第一電極（下部電極）１２は、１画素に相当する領域毎に区画されていればよい。

第二電極（上部電極）１３は、光透過性の透明電極から構成され、これによって、有機発光層１４で発光した光が第二電極（上部電極）１３を経て外部に出射される、いわゆるトップエミッション型の発光デバイスとなる。第二電極１３は、通常はカソードを成し、ＬｉＦ／ＩＴＯ， ＭｇＡｇ／ＩＺＯなどを用いることができる。なお、第二電極（上部電極）１３をアノードとすることも可能であり、その場合には、仕事関数の高い材料、例えば、ＩＴＯなどが好ましく用いられる。

これら以外にも、第一電極１２及び第二電極１３を形成する電極材料として、各種の公知の電極材料を用いることができる。アノードである場合には、有機発光層１４への正孔の注入をより効率よく行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、及び、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）からなる酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ_２）インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。

また、カソードを形成する電極材料としては、有機発光層１４への電子の注入をより効率よく行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下のリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、又は、これらの金属を含有するＭｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等の合金が挙げられる。

第一電極１２及び第二電極１３は上記の材料を用いてＥＢ蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により形成することができるが、本発明はこれらの形成方法に限定されるものではない。また、必要に応じて、フォトリソグラフフィー法、レーザー剥離法により、形成した電極をパターン化することもでき、シャドーマスクと組み合わせることで直接パターン化した電極を形成することもできる。その膜厚は、５０ｎｍ以上が好ましい。膜厚が５０ｎｍ未満の場合には、配線抵抗が高くなることから、駆動電圧の上昇が生じるおそれがある。

有機発光層（有機ＥＬ発光体）１４は、第一電極１２と第二電極１３との間に印加された電圧によって、所定の波長帯の光を発する。有機発光層（有機ＥＬ発光体）１４は、単層でもよいが、通常は複数層からなり、例えば、α−ＮＰＤとＡｌｑ３の積層膜などを用いることができる。また、アノードである第一電極（下部電極）１２と、カソードである第二電極（上部電極）１３との間に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などからなる複層の有機発光層を形成することも行われている。

これらの層以外に、ＭｏＯ_３層、Ｃ_６０層、フラーレン含有層、量子ドット含有層などさまざまな層を併用することも盛んに検討されており、いずれも本発明を適用できることは言うまでもない。量子ドット含有層を用いた発光素子は、QLED（Quantum-dot light emitting diode）と呼ばれている。また、発光領域を積層するいわゆるタンデム構造を用いることもできる。第一電極１２と第二電極１３との間に配置される層の膜厚は、通常、各層が数１０ｎｍ程度である。もちろん、本発明の技術は、本発明の構成をとるものであれば、現在まだ発明されていない発光素子、一般に認知されていない発光素子などにも適用可能であることはいうまでもない。

有機発光層１４の層構造としての具体的として、下記の構成が挙げられるが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
（１）有機発光層
（２）正孔輸送層／有機発光層
（３）有機発光層／電子輸送層
（４）正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層
（８）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層／電子注入層
（９）正孔注入層／正孔輸送層／電子防止層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層／電子注入層
ここで、有機発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層及び電子注入層の各層は、単層構造でも多層構造でもよい。

有機発光層１４は、以下に例示する有機発光材料のみから構成されていてもよく、発光性のドーパントとホスト材料の組み合わせから構成されていてもよく、任意に正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、また、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）又は無機材料中に分散された構成であってもよい。発光効率・寿命の観点からは、ホスト材料中に発光性のドーパントが分散されたものが好ましい。

有機発光材料としては、有機発光層用の公知の発光材料を用いることができる。このような発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。また、上記発光材料は、蛍光材料、燐光材料等に分類されるものでもよく、低消費電力化の観点で、発光効率の高い燐光材料を用いる事が好ましい。
ここで、具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

発光層に任意に含まれる発光性のドーパントとしては、有機発光層用の公知のドーパント材料を用いることができる。このようなドーパント材料としては、例えば、紫外発光材料としては、ｐ−クォーターフェニル、３，５，３,５テトラ-ｔ-ブチルセクシフェニル、３，５，３,５テトラ-ｔ-ブチル-ｐ−クィンクフェニル等の蛍光発光材料等が挙げられる。青色発光材料として、スチリル誘導体等の蛍光発光材料、ビス［（４，６−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２‘］ピコリネート イリジウム（III）（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（４’,６‘−ジフルオロフェニルポリジナト）テトラキス（１−ピラゾイル）ボレート イリジウム（III）（ＦＩｒ_６）等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。

また、ドーパントを用いる時のホスト材料としては、有機ＥＬ用の公知のホスト材料を用いることができる。このようなホスト材料としては、上述した低分子発光材料、高分子発光材料、４，４‘−ビス（カルバゾール）ビフェニル、９，９−ジ（４−ジカルバゾール−ベンジル）フルオレン（ＣＰＦ）、３，６−ビス（トリフェニルシリル）カルバゾール（ｍＣＰ）、（ＰＣＦ）等のカルバゾール誘導体、４−（ジフェニルフォスフォイル）−Ｎ，Ｎ-ジフェニルアニリン（ＨＭ−Ａ１）等のアニリン誘導体、１，３−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｍＤＰＦＢ）、１，４−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｐＤＰＦＢ）等のフルオレン誘導体等が挙げられる。

電荷注入輸送層は、電荷（正孔、電子）の電極からの注入と発光層への輸送（注入）をより効率よく行う目的で、電荷注入層（正孔注入層、電子注入層）と電荷輸送層（正孔輸送層、電子輸送層）に分類され、以下に例示する電荷注入輸送材料のみから構成されていてもよく、任意に添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）又は無機材料中に分散された構成であってもよい。

電荷注入輸送材料としては、有機発光層用の公知の電荷輸送材料を用いることができる。このような電荷注入輸送材料は、正孔注入輸送材料及び電子注入輸送材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

正孔注入・正孔輸送材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の酸化物、無機ｐ型半導体材料、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアニリン−樟脳スルホン酸（ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料等が挙げられる。

また、アノードからの正孔の注入・輸送をより効率よく行う点で、正孔注入層として用いる材料としては、正孔輸送層に使用する正孔注入輸送材料より最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が低い材料を用いることが好ましく、正孔輸送層としては、正孔注入層に使用する正孔注入輸送材料より正孔の移動度が、高い材料を用いることが好ましい。

また、より正孔の注入・輸送性を向上させるため、前記正孔注入・輸送材料にアクセプターをドープする事が好ましい。アクセプターとしては、有機発光層用の公知のアクセプター材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

アクセプター材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ，Ｉｒ、ＰＯＣｌ₃ 、ＡｓＦ₆ 、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の無機材料、ＴＣＮＱ（７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱＦ₄ （テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）、ＨＣＮＢ（ヘキサシアノブタジエン）、ＤＤＱ（ジシクロジシアノベンゾキノン）等のシアノ基を有する化合物、ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＤＮＦ（ジニトロフルオレノン）等のニトロ基を有する化合物、フルオラニル、クロラニル、ブロマニル等の有機材料が挙げられる。この内、ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱＦ₄ 、ＴＣＮＥ、ＨＣＮＢ、ＤＤＱ等のシアノ基を有する化合物がよりキャリア濃度を効果的に増加させることが可能であるためより好ましい。

電子注入・電子輸送材料としては、例えば、ｎ型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾジフラン誘導体等の低分子材料；ポリ（オキサジアゾール）（Ｐｏｌｙ−ＯＸＺ）、ポリスチレン誘導体（ＰＳＳ）等の高分子材料が挙げられる。特に、電子注入材料としては、特にフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）等のフッ化物、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）等の酸化物等が挙げられる。

電子のカソードからの注入・輸送をより効率よく行う点で、電子注入層として用いる材料としては、電子輸送層に使用する電子注入輸送材料より最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が高い材料を用いることが好ましく、電子輸送層として用いる材料としては、電子注入層に使用する電子注入輸送材料より電子の移動度が高い材料を用いることが好ましい。

また、より電子の注入・輸送性を向上させるため、前記電子注入・輸送材料にドナーをドープする事が好ましい。ドナーとしては、有機発光層用の公知のドナー材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

ドナー材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ等の無機材料、アニリン類、フェニレンジアミン類、ベンジジン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン等）、トリフェニルアミン類（トリフェニルアミン、４，４’４''−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’４''−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’４''−トリス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン等）、トリフェニルジアミン類（Ｎ，Ｎ’−ジ−（４−メチル−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，４−フェニレンジアミン）等の芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物（ただし、縮合多環化合物は置換基を有してもよい）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等の有機材料がある。この内特に、芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、縮合多環化合物、アルカリ金属がよりキャリア濃度を効果的に増加させることが可能であるためより好ましい。

発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層及び電子注入層等の有機発光層は、上記の材料を溶剤に溶解、分散させた有機発光層形成用の塗液を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセス、上記の材料を抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、又は、レーザー転写法等により形成することができる。なお、ウエットプロセスにより有機発光層を形成する場合には、有機発光層形成用の塗液は、レベリング剤、粘度調整剤等の塗液の物性を調整するための添加剤を含んでいてもよい。

上記の有機発光層１４を構成する各層の膜厚は、通常１〜１０００ｎｍ程度であるが、１０〜２００ｎｍが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であると、本来必要とされる物性（電荷の注入特性、輸送特性、閉じ込め特性）が得なれない。また、ゴミ等の異物による画素欠陥が生じるおそれがある。また、膜厚が２００ｎｍを超えると有機発光層の抵抗成分により駆動電圧の上昇が生じ、消費電力の上昇に繋がる懸念がある。

第一電極（下部電極）１２を所定の領域（例えば画素）毎に複数に区画するバンク（絶縁層）１５は、少なくとも光反射性を有する材料から構成される。光反射性を有する材料としては、色調が白色の材料を用いることが好ましい。更に、光反射性に加えて光拡散性を有する材料を用いることも好ましい。

単に光反射性のみの場合には、バンク側面の基板に対する角度やバンクの形状によって、取り出される光のプロファイルが大きく変わるため、所望の光プロファイルを得るためには、バンク側面の基板に対する角度やバンクの形状を適切なものに制御する必要も出てくる。これに対し、バンクが光反射性に加えて、白色性、光散乱性を有していると、バンクで反射する光の方向が広がるため、取り出される光のプロファイルは、バンク側面の基板に対する角度やバンクの形状にそれほど依存せず、自然な発光プロファイルが得られやすい。

一例として、バンク（絶縁層）１５を、例えば、特開２００７−３２２５４６号公報， 特開２００８−２１１０３６号公報， 特開２０１１−６６２６７号公報など開示されている高反射率の白色ソルダーレジストを利用して形成することができる。あるいは、ポリイミド系やアクリル系などの感光性樹脂にＴｉＯ_２などの粒子を分散させて、光反射性、光散乱性、白色性などの機能を付与することも有効な手法である。

バンク（絶縁層）１５は、光透過性または光不透過性の基板１１の一面１１ａ上に、所定のパターンで形成される。バンク１５を所定の形状にパターン化するためには、光感光性樹脂に酸化チタン粒子などを添加したものをフォトリソグラフィーを用いてパターン化する方法、樹脂に酸化チタン粒子などを添加したものを全面形成し、その上にフォトレジストをパターン形成して、酸化チタン粒子を添加した樹脂層を所定のパターンにエッチングする方法など、半導体製造工程や液晶パネル製造工程などで用いられる公知の製造工程を適用することができる。

バンク１５の膜厚は、例えば１μｍ〜５μｍが概ね適切な範囲ではあるが、目的に合わせて適宜膜厚を選定してもよい。例えば、１００ｎｍ〜数１０μｍの高さのバンクも使用可能であり、いずれの場合であっても本発明の効果を得ることができる。

バンク１５によって有機発光層１４から発した光を反射する前に、全反射を繰り返してそのたびごとに光がロスするのは好ましくないので、互いに隣接するバンク１５どうしの間隔（開口径）はあまり大きくないほうがよい。隣接するバンク１５どうしの間隔は、５０ｍｍ，２０ｍｍ，１０ｍｍ，５ｍｍ，１ｍｍ，５００μｍ，１００μｍ，５０μｍ，２０μｍなどである。

バンク１５に光散乱性を持たせる場合には、バンク１５を構成する樹脂中に微細な光反射性粒子を分散させることが好ましい。光反射性粒子は、粒径が２００ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。これによって、バンク１５は光反射性を持つとともに、光の反射方向をランダムにする光散乱性も持つことができる。

バンク１５は、また、第一電極（下部電極）１２のエッジ部分でのリークを防ぐ役割も果たす。即ち、第一電極１２に有機発光層１４を形成した場合、第一電極１２の端面で有機発光層１４の膜厚が薄くなる。このため第一電極１２と第二電極１３との間でショートが起こりやすくなる。バンク１５をこうした領域に配置することによって、ショートを防止することができる。この場合、バンク１５は、一般的にエッジカバー、ないし絶縁層などと称される構成物となる。

バンク１５は、また、インクジェットなどウェットプロセスによって有機発光層１４を形成する場合に、基板１１のある画素領域に塗布された液体が、隣接する画素領域に流れることを防止する。こうした機能をより高めるために、バンク１５に更に撥液性を付与する処理を施すことも好ましい。

以上のような構成の発光デバイスの作用について説明する。
図１に示すように、発光デバイス１０の第一電極（下部電極）１２と第二電極（上部電極）１３との間に、所定の電圧値の電圧が印加されると、有機発光層１４中に注入された電子と正孔との再結合によって生じた励起子（エキシトン）によって、有機発光層１４が発光する。

有機発光層１４で発光した光（励起光）のうち、透明な第二電極（上部電極）１３に向かう方向に出射された光Ｆ１は、第二電極１３を透過して外部に出射される。
また、有機発光層１４で発光した光（励起光）のうち、光不透過性の第一電極（下部電極）１２に向かう方向に出射された光Ｆ２は、第一電極１３の表面で反射され、再び有機発光層１４を透過し、透明な第二電極１３を透過して外部に出射される。

一方、有機発光層１４で発光した光（励起光）のうち、面広がり方向（積層方向に直角な方向）に向けて出射された光Ｆ３は、バンク１５に入射する。バンク１５に入射した光は、バンク１５が光反射性を有する材料から構成されているため、入射した光を反射、および好ましくは拡散させる。そして、バンク１５で反射された光Ｆ３も、第二電極１３を透過して外部に出射される。

このように、本実施形態の発光デバイス１０によれば、バンク１５に光反射性があるため、バンク１５に向かって出射された光Ｆ３が、バンク１５で吸収されてしまったり、バンク１５内を導波して損失することがない。そして、バンク１５に向かって出射された光Ｆ３をバンク１５で反射させて第二電極１３を経て外部に出射させることによって、光取出し効率を格段に向上させることが可能になる。

即ち、従来の発光デバイスは、有機発光層の屈折率や散乱性、あるいは形状の制御によって光取出し効率を上げるという発想に対して、本発明においては、有機発光層において発光した光を、バンク１５で囲われた領域内に閉じ込め、バンク１５の方向に伝播させないことにある。こうした構成によって、光の出射を光を取り出したい方向にだけ限定でき、光をロスすることなく効率よく取り出せる。これによって、従来知られている発光デバイスと比較して、光取出し効率を格段に向上させることができる。

なお、バンク１５は、光反射性は必須であるが、更に加えて正反射ではなく、乱反射性、散乱性を有する材料から構成することがより好ましい。正反射よりも、乱反射、散乱の方が、バンク１５に入射した光がランダムな方向に反射されるため、光の取り出し効率をより一層高められる。

また、バンク１５を配置する位置は、理想的には、所定の形状にパターン化された第一電極（下部電極）１２の周辺すべてをバンク１５で覆うことが好ましい。しかし、その一部のみをバンク１５覆っても、光取出し効率の向上効果は得られる。ただし、第一電極（下部電極）１２の周辺長さに対して、例えば、１％の長さに対してのみ光反射性のバンクを配置しただけでは、残り９９％の長さの部分からは光が面広がり方向に導波して損失することになり、光取出し効率の向上効果は限定的である。

有機発光層１４で発光した光が面広がり方向に導波して逃げてゆくか、あるいは光反射性のバンク１５によって反射されて、基板１１側から取り出されるかは、第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１５が配置されている長さの割合が相関している。例えば、光反射性のバンクを用いない場合の光取出し効率が２５％と仮定すると、損失分は７５％となる。第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１５が配置されている長さの割合が１０％であれば、概算で約７．５％の光が取り出される可能性があり、トータルの光取出し効率は３２．５％となり、光反射性のバンク１５を形成しない場合の取り出し効率２５％に対して、約３０％の効率向上となる。

しかし、第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１５が配置されている長さの割合が１％であれば、最大でも０．７５％しか光取出しは向上せず、トータルの光取出し効率は２５．７５％にしかならない。これは、光反射性のバンク１５を設けない場合の光取出し効率２５％に対して、僅か３％の改善でしかなく、得られる効果はあまりに小さい。

この様な観点から、第一電極（下部電極）１２の周辺長さに対して、バンク１５が配置されている長さの割合は、理想的には１００％であるが、概ね５％以上あれば、相応の光取り出し効率の向上効果は得られることになる。

第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１５が配置されている長さの割合が５％の場合、光反射性のバンク１５によって取り出される光は最大３．７５％（７５％×５％）であり、トータル２７．７５％となる。これは光反射性のバンク１５を設けない場合の光取出し効率２５％に対して、１５％の向上であり、意味のある改善といえる。
ただし、実質的には、他の構成部での光損失や、基板１１内での導波によるロスなどがあるため、好ましくは、第一電極１２の周辺長さに対して、光反射性のバンク１５が配置されている長さの割合が５０％以上が好ましく、特に１００％にすることが好ましい。

第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１５が配置されている長さの割合をどれくらいにするかは、例えば、バンク１５をパターン化する際の形状で決めることができる。一般的なケースで考えれば、第一電極１２の周辺をすべてバンク１５で覆うことはなんら困難ではなく、第二電極１３と第一電極１２との間のリークの抑制、およびウェットプロセスで形成する場合の隣接画素への流れ込み防止という観点も考えると、第一電極（下部電極）１２の周辺をすべて光反射性バンク１５で覆うことが好ましい。

また、発光デバイス１０は、信頼性確保のため、適切な方法で周囲を封止するのが好ましい。封止の方法は、公知の方法などを用いることができる。例えば、缶封止と乾燥剤を用いる方法、キャップガラスと乾燥剤を用いる方法、ガラスフリット封止、透湿性を抑えた膜とガラスとで張り合わせる方法などが挙げられる。

（発光デバイス：第二実施形態）
図２は第二実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス２０は、光透過性または光不透過性の基板２１と、この基板２１の一面２１ａに順に積層された第一電極（下部電極）２２、および透明な第二電極（上部電極）２３と、この第一電極２２および第二電極２３の間に形成された有機発光層２４と、を有する。また、基板２１の一面２１ａには、第一電極２２を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）２５が形成されている。

そして、この実施形態においては、有機発光層２４を、例えば画素毎に区切って形成している。即ち、第一実施形態においては、有機発光層１４はバンク１５を乗り越えて一連の層として形成されていたが（図１参照）、第二実施形態においては、有機発光層２４はバンク２５の上部（第二電極側）で区切られて複数に分割されている。これによって、有機発光層２４を伝播して面広がり方向に伝播していく光を遮断し、光取出し効率を更に向上させることができる。

（発光デバイス：第三実施形態）
図３は第三実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス３０は、光透過性または光不透過性の基板３１と、この基板３１の一面３１ａに順に積層された第一電極（下部電極）３２、および透明な第二電極（上部電極）３３と、この第一電極３２および第二電極３３の間に形成された有機発光層３４と、を有する。また、基板３１の一面３１ａには、第一電極３２、および有機発光層３４とを所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）３５が形成されている。

この実施形態においては、有機発光層３４はバンク３５によって、例えば画素毎に区画されている。即ち、第一実施形態においては、有機発光層１４はバンク１５を乗り越えて一連の層として形成されていたが（図１参照）、第三実施形態においては、有機発光層２４はバンク３５で複数に区画されている。これによって、有機発光層２４を伝播して面広がり方向に伝播していく光を遮断し、かつ、有機発光層２４の側断面（厚み方向の断面）から出射された光も光反射性のバンク３５によって反射させることができ、光取出し効率を更に一層向上させることができる。

なお、これら第二実施形態や第三実施形態において、有機発光層２４，３４の形成領域を所定の範囲内に限定して形成する方法としては、例えば、マスク蒸着法、インクジェット法、印刷などによるウェット法を用いた塗わけ、ＬＩＴＩ（Laser Induced Thermal imaging）、ＬＩＰＳ（laser Induced Pattern wise Sublimation）などのレーザーを用いる手法、フォトブリーチ法などの方法を適宜用いればよい。

（発光デバイス：第四実施形態）
図４は第四実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス４０は、光透過性または光不透過性の基板４１と、この基板４１の一面４１ａに順に積層された第一電極（下部電極）４２、および透明な第二電極（上部電極）４３と、この第一電極４２および第二電極４３の間に形成された有機発光層４４と、を有する。また、基板４１の一面４１ａには、第一電極４２を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）４５が形成されている。そして、第二電極（上部電極）４３を覆うように低屈折率層４６が形成されている。

低屈折率層４６は、例えば、第二電極（上部電極）４３の屈折率よりも低く、空気（外気）の屈折率よりも高い範囲の屈折率をもつ材料から形成される。低屈折率層４６は、例えば、第二電極４３から低屈折率材層４６に向けて入射する入射光の臨界角が、低屈折率材層４６から外部に出射する出射光の臨界角よりも小さくなるような屈折率を持つことが好ましい。

低屈折率層４６は、例えば、第二電極（上部電極）４３の屈折率よりも低く、空気（外気）の屈折率よりも高い範囲の屈折率をもつ材料から形成される。低屈折率層の屈折率は基板の屈折率より低いことが好ましく、理想的には空気の屈折率と同じ１．０がもっとも好ましい。

このような低屈折率層４６を形成することによって、光取出し効率を更に向上させることができる。即ち、空気（外気）の屈折率を１．０、第二電極（上部電極）４３の屈折率を１．５と仮定した時に、低屈折率層４６を設けない場合は、有機発光層から出た光は基板から空気（外気）界面までは直進するが、第二電極（上部電極）と空気（外気）との界面における屈折率差のため、法線からの角度が４２°より大きな光は全反射してしまう。

これに対して、図４のように、例えば屈折率が１．２の低屈折率層４６を設けた場合、低屈折率層４６と空気（外気）との界面においては、法線からの角度５３°より大きな光は全反射しまうが、反射された光は光反射性のバンク４５などで反射されて外部に取り出される可能性が高まる。図４に示す実施形態においても、低屈折率層４６と空気（外気）との界面においては、法線からの角度が４２°〜５３°の光は全反射取り出せないが、有機発光層４４から出る光の角度で言えば、４２°〜５３°の光だけが取り出せないだけであり、低屈折率層４６を形成したことによる光取り出し効率の向上効果は大きい。

なお、光反射性のバンクを設けずに、低屈折率層４６を形成しただけでは、第二電極４３と低屈折率層４６との界面で跳ね返った光が正反射を繰り返して面広がり方向に逃げてゆくことになり、光取出し効率はそれほど向上しない。ゆえに、光反射性のバンク４５と低屈折率層４６を組み合わせて用いることによって、光取出し効率の大幅な向上効果を得ることができる。

（発光デバイス：第五実施形態）
図５は第五実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス５０は、光透過性または光不透過性の基板５１と、この基板５１の一面５１ａに順に積層された第一電極（下部電極）５２、および透明な第二電極（上部電極）５３と、この第一電極５２および第二電極５３の間に形成された有機発光層５４と、を有する。また、基板５１の一面５１ａには、第一電極５２を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）５５が形成されている。そして、第二電極（上部電極）５３に重ねて低屈折率層５６が形成されている。

この実施形態においては、低屈折率層５６は例えば、画素毎に区画されている。即ち、第四実施形態においては、低屈折率層４６は、第二電極（上部電極）４３全体を覆うように一連の層として形成されていたが（図４参照）、第五実施形態においては、低屈折率層５６は複数に区画されている。これによって、低屈折率層５６から面広がり方向に伝播していく光を遮断し、光取出し効率を更に一層向上させることができる。

（発光デバイス：第六実施形態）
図６は第六実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス６０は、光透過性または光不透過性の基板６１と、この基板６１の一面６１ａに順に積層された第一電極（下部電極）６２、および透明な第二電極（上部電極）６３と、この第一電極６２および第二電極６３の間に形成された有機発光層６４と、を有する。また、基板６１の一面６１ａには、第一電極６２を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）６５が形成されている。

更に、第二電極（上部電極）６３に重ねて、接合層６６を介して対向基板（封止基板）６７が形成されている。有機発光層６４は水分や酸素に弱く、一般的には封止を行うことが必要である。封止構造は様々なものが知られているが、例えば、第二電極（上部電極）に重ねて直接に封止膜を形成する構造がある。この場合、封止膜としては、ＳｉＯ_２などの無機膜、ポリイミド樹脂などによる有機膜、無機−有機ハイブリッド膜、無機−有機交互積層膜などを用いることができる。しかし、最近では本実施形態のように、接合層６６を介して対向基板（封止基板）６７を形成することが主流となりつつある。

対向基板（封止基板）６７は光透過性である必要があり、例えば、ガラス、フィルムなど硬質な透明基板を適用することができる。接合層６６は、光透過性の固体層、例えば無機膜と樹脂膜との積層体であればよい。また、接合層６６は、空気層、ドライ窒素層などの気体層、あるいは、減圧気体層、真空層などであることも好ましい。接合層６６を気体層とする場合には、対向基板（封止基板）６７と第二電極（上部電極）６３との間に例えばスペーサ部材などを挟んで所定の間隔を保持するようにして、エッジ部分で封止すればよい。

このような実施形態においては、第二電極（上部電極）６３に重ねて更に対向基板（封止基板）６７が形成されているため、水分や酸素に弱い有機発光層６４を、外気（空気）に含まれる湿気や酸素から保護し、有機発光層６４の劣化を防止することができる。

（発光デバイス：第七実施形態）
図７は第七実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス７０は、光透過性または光不透過性の基板７１と、この基板７１の一面７１ａに順に積層された第一電極（下部電極）７２、および透明な第二電極（上部電極）７３と、この第一電極７２および第二電極７３の間に形成された有機発光層７４と、を有する。また、基板７１の一面７１ａには、第一電極７２および有機発光層７４を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）７５が形成されている。

更に、第二電極（上部電極）７３に重ねて、接合層７６を介して対向基板（封止基板）７７が形成されている。また、接合層７６と第二電極（上部電極）７３との間には、低屈折率層７８が形成されている。低屈折率層７８は、例えば、対向基板（封止基板）７７の屈折率よりも低い屈折率をもつ材料から形成される。

これによって、光取出し効率を更に向上させることができる。即ち、空気（外気）の屈折率を１．０、対向基板（封止基板）７７を１．５と仮定した時に、低屈折率層７８を設けない場合は、有機発光層から出た光は基板から空気（外気）界面までは直進するが、対向基板（封止基板）と空気（外気）との界面における屈折率差のため、法線からの角度が４２°より大きな光は全反射してしまう。

これに対して、図７のように、例えば屈折率が１．２の低屈折率層７８を設けた場合、対向基板（封止基板）７７と空気（外気）との界面においては、法線からの角度５３°より大きな光は全反射しまうが、反射された光は光反射性のバンク７５などで反射されて外部に取り出される可能性が高まる。図７に示す実施形態においても、対向基板（封止基板）７７と空気（外気）との界面においては、法線からの角度が４２°〜５３°の光は全反射取り出せないが、有機発光層７４から出る光の角度で言えば、４２°〜５３°の光だけが取り出せないだけであり、低屈折率層７８を形成したことによる光取り出し効率の向上効果は大きい。

（発光デバイス：第八実施形態）
図８は第八実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス８０は、光透過性または光不透過性の基板８１と、この基板８１の一面８１ａに順に積層された第一電極（下部電極）８２、および透明な第二電極（上部電極）８３と、この第一電極８２および第二電極８３の間に形成された有機発光層８４と、を有する。また、基板８１の一面８１ａには、第一電極８２および有機発光層８４を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）８５が形成されている。

更に、第二電極（上部電極）８３に重ねて、接合層８６を介して対向基板（封止基板）８７が形成されている。また、接合層８６と第二電極（上部電極）８３との間には、低屈折率層８８が形成されている。低屈折率層８８は、例えば、対向基板（封止基板）８７の屈折率よりも低い屈折率をもつ材料から形成される。

この実施形態においては、低屈折率層８８は例えば、画素毎に区画されている。即ち、第七実施形態においては、低屈折率層７８は、第二電極（上部電極）７３全体を覆うように一連の層として形成されていたが（図７参照）、第八実施形態においては、低屈折率層８８は複数に区画されている。これによって、低屈折率層８８から面広がり方向に伝播していく光を遮断し、光取出し効率を更に一層向上させることができる。

（発光デバイス：第九実施形態）
図９は第九実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス９０は、光透過性または光不透過性の基板９１と、この基板９１の一面９１ａに順に積層された第一電極（下部電極）９２、および透明な第二電極（上部電極）９３と、この第一電極９２および第二電極９３の間に形成された有機発光層９４と、を有する。また、基板９１の一面９１ａには、第一電極９２および有機発光層９４を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）９５が形成されている。

更に、第二電極（上部電極）９３に重ねて、接合層９６を介して対向基板（封止基板）９７が形成されている。また、接合層９６と対向基板（封止基板）９７との間には、低屈折率層９８が形成されている。低屈折率層９８は、例えば、対向基板（封止基板）９７の屈折率よりも低い屈折率をもつ材料から形成される。これによって、接合層９６と対向基板（封止基板）９７との間の屈折率差を低屈折率層９８によって緩和し、光取出し効率を更に向上させることができる。

（発光デバイス：第十実施形態）
図１０は第十実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス１００は、光透過性または光不透過性の基板１０１と、この基板１０１の一面１０１ａに順に積層された第一電極（下部電極）１０２、および透明な第二電極（上部電極）１０３と、この第一電極１０２および第二電極１０３の間に形成された有機発光層１０４と、を有する。また、基板１０１の一面１０１ａには、第一電極１０２および有機発光層１０４を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）１０５が形成されている。

更に、第二電極（上部電極）１０３に重ねて、接合層１０６を介して対向基板（封止基板）１０７が形成されている。また、接合層１０６と対向基板（封止基板）１０７との間には、低屈折率層１０８が形成されている。低屈折率層１０８は、例えば、対向基板（封止基板）１０７の屈折率よりも低い屈折率をもつ材料から形成される。

また、この実施形態においては、低屈折率層１０８は例えば、画素毎に区画されている。即ち、第九実施形態においては、低屈折率層９８は、第二電極（上部電極）９３全体を覆うように一連の層として形成されていたが（図９参照）、第十実施形態においては、低屈折率層１０８は複数に区画されている。これによって、低屈折率層１０８から面広がり方向に伝播していく光を遮断し、光取出し効率を更に一層向上させることができる。

（発光デバイス：第十一実施形態）
図１１は第十一実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス１１０は、光透過性または光不透過性の基板１１１と、この基板１１１の一面１１１ａに順に積層された第一電極（下部電極）１１２、および透明な第二電極（上部電極）１１３と、この第一電極１１２および第二電極１１３の間に形成された有機発光層１１４と、を有する。また、基板１１１の一面１１１ａには、第一電極１１２および有機発光層１１４を所定の領域毎に複数に区画する光反射性の第一バンク（バンク）１１５ａが形成されている。

更に、第二電極（上部電極）１１３に重ねて、接合層１１６を介して対向基板（封止基板）１１７が形成されている。また、接合層１１６と対向基板（封止基板）１１７との間には、光反射性の第二バンク（対向バンク）１１５ｂおよび低屈折率層１１８が形成されている。第一バンク（バンク）１１５ａおよび第二バンク（対向バンク）１１５ｂは、第二電極（上部電極）１１３を介して互いに対向する位置に形成されている。また、低屈折率層１１８は、第二バンク（対向バンク）１１５ｂどうしの間で、例えば画素毎に形成されている。

このような第十一実施形態においては、互いに対向する位置に、光反射性の第一バンク（バンク）１１５ａおよび第二バンク（対向バンク）１１５ｂを形成することによって、有機発光層１１４での面広がり方向への光の伝播を防止すると共に、第二バンク１１５ｂによって、接合層１１６および対向基板（封止基板）１１７付近でも面広がり方向への光の伝播を防止でき、より一層、光取出し効率を向上させることができる。

（発光デバイス：第十二実施形態）
図１２は第十二実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス１２０は、光透過性または光不透過性の基板１２１と、この基板１２１の一面１２１ａに順に積層された第一電極（下部電極）１２２、および透明な第二電極（上部電極）１２３と、この第一電極１２２および第二電極１２３の間に形成された有機発光層１２４と、を有する。また、基板１２１の一面１２１ａには、第一電極１２２および有機発光層１２４を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）１２５が形成されている。

更に、バンク（絶縁層）１２５と基板１２１の一面１２１ａとの間、即ちバンク（絶縁層）１２５の内部には、ブラックマトリクス層１２９が形成されている。このブラックマトリクス層１２９は、外光の反射を防止し、例えば明るい屋外などの環境下にあっても、発光デバイス１２０のコントラストを向上させ、より一層視認性を高めることができる。

（バンクの形状例）
バンクの形状はさまざまな形状にすることができる。図１３は、バンクの形状例を示した断面図である。
図１３（ａ）では、基板１３１に形成された第一電極（下部電極）１３２を区画するバンク１３３は、上部が狭まった台形となるように形成されている。
図１３（ｂ）では、基板１３１に形成された第一電極（下部電極）１３２を区画するバンク１３４は、上部が広がった台形となるように形成されている。
図１３（ｃ）では、基板１３１に形成された第一電極（下部電極）１３２を区画するバンク１３５は、上部が半円形ないし半楕円形となるように形成されている。
図１３（ｄ）では、基板１３１に形成された第一電極（下部電極）１３２を区画するバンク１３６は、上部が半円形で、かつ頂部が平坦面となるように形成されている。
図１３（ｅ）では、基板１３１に形成された第一電極（下部電極）１３２を区画するバンク１３７は、上部が三角形となるように形成されている。

これらバンクの形状のうち、図１３（ａ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）、図１３(ｅ)のように、一方に広がっている形状が、光がより出射されやすいという効果がある。こうした効果は、発光プロファイルにも影響を与えるので、表示装置に適用した場合の広視野角化に寄与する。この広視野角という視点では、図１３(ｅ)に示すバンク１３７の形状がもっとも好ましいが、一方、バンクに重ねて成膜する層がエッジ部分で切れてしまうことを抑制するためには、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）のようにバンク１３５，１３６が丸みを帯びた形状が好ましい。

一方、パッシブ駆動有機ＥＬ表示装置でよく用いられる手法であるが、図１３（ｂ）のような逆テーパー形状のバンク１３４を形成し、これによって、第二電極（上部電極）を全面形成したときに、バンク１３４のエッジ部分で段切れを生じさせ、第二電極（上部電極）をストライプ状に形成することも可能である。更に、図１３（ｂ）のバンク１３４の構造は、プライベート使用を主たる目的とした有機ＥＬ表示装置において、視野角を狭くしてプライバシーフィルタの役割を果たすことにも有効である。

（バンクの構造例）
上述した各実施形態では、バンク自体を白色樹脂など光反射性の樹脂で形成した例を示したが、バンクの構造はこれに限定されない。
図１４は、バンクに光反射性を付与するための構造例を示す断面図である。
図１４（ａ）では、基板１４１に形成された第一電極（下部電極）１４２を区画するバンク１４３は、透明な絶縁性樹脂層１４３ａと、光反射性の金属層１４３ｂとから構成される。
図１４（ｂ）では、基板１４１に形成された第一電極（下部電極）１４２を区画するバンク１４４は反射性金属から構成されている。そして、このバンク１４４は、第一電極（下部電極）１４２どうしの間に、第一電極１４２とは離間して配置されている。これによって、隣接する第一電極（下部電極）１４２どうしの絶縁性を確保する。
図１４（ｃ）では、基板１４１に形成された第一電極（下部電極）１４２を区画するバンク１４５は反射性金属体１４５ａと、これを覆う透明な絶縁樹脂層１４５ｂとから構成されている。この形態では、反射性金属体１４５ａの上部も絶縁樹脂層１４５ｂで覆われてもかまわないが、この領域から光が伝播する可能性を考慮すると、絶縁樹脂層１４５ｂの上部の厚さを薄くなるように形成することが好ましい。更にはこの部分には樹脂を形成しない形状も好ましい。
図１４（ｄ）では、基板１４１に形成された第一電極（下部電極）１４２を区画するバンク１４６は反射性金属体１４６ａと、これを覆う透明な絶縁樹脂層１４６ｂと、更に上部反射層１４６ｃとから構成されている。
図１４（ｅ）では、基板１４１に形成された第一電極（下部電極）１４２を区画するバンク１４７は、第一電極（下部電極）１４２の少なくとも側面を覆う反射性金属層から構成されている。
図１４（ｆ）では、基板１４１に形成された第一電極（下部電極）１４２を区画するバンク１４８は、絶縁樹脂体１４８ａと、この絶縁樹脂体１４８ａを覆う反射性金属層１４８ｂとから構成される。そして、反射性金属層１４８ｂは、その下端が第一電極（下部電極）１４２に接しないように形成することによって、互いに隣接する第一電極（下部電極）１４２どうしの絶縁性を確保している。

（表示装置：第十三実施形態）
図１５は第十三実施形態に係る表示装置を示す概略断面図である。
この実施形態では、発光デバイスをアクティブマトリクス駆動させたトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置を示す。有機ＥＬ表示装置（表示装置）１５０は、光透過性または光不透過性の基板１５１、第一電極（下部電極）１５２、および光透過性の第二電極（上部電極）１５３と、この第一電極１５２および第二電極１５３の間に形成された有機発光層１５４と、第一電極１５２を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）１５５とからなる発光デバイス１５７を備えている。

また、基板１５１と第一電極（下部電極）１５２との間には、駆動部の一例であるアクティブマトリックス駆動素子（駆動部）１６０が形成される。基板１５１上に、ゲート電極１６０ａ、ゲート酸化膜１５８が形成される。ゲート酸化膜１５８上には、活性層１６０ｄ、ソース電極１６０ｂ、ドレイン電極１６０ｃが形成され、さらに、層間絶縁膜１５９が形成される。層関絶縁膜１５９にはコンタクトホールが設けられており、ドレイン電極１６０ｃと第一電極１５２が電気的に接合される。アクティブマトリックス駆動素子１６０は、ゲート電極１６０ａ、ゲート酸化膜１５８、ソース電極１６０ｂ、ドレイン電極１６０ｃおよび活性層１６０ｄなどからなる。

発光デバイス１５７の発光を制御するアクティブマトリックス駆動素子（駆動部）１６０は、スイッチング用及び駆動用として機能する。こうしたアクティブマトリックス駆動素子１６０は公知の材料、構造及び形成方法を用いて形成することができる。
活性層１６０ｄの材料としては、例えば、非晶質シリコン（アモルファスシリコン）、多結晶シリコン（ポリシリコン）、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料、酸化亜鉛、酸化インジウム−酸化ガリウム−酸化亜鉛等の酸化物半導体材料又は、ポリチオフェン誘導体、チオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料が挙げられる。また、ＴＦＴの構造としては、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型が挙げられる。

活性層１６０ｄの形成方法としては、（１）プラズマ誘起化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）法により成膜したアモルファスシリコンに不純物をイオンドーピングする方法、（２）シラン（ＳｉＨ_４）ガスを用いた減圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法、（３）Ｓｉ_２Ｈ_６ガスを用いたＬＰＣＶＤ法又はＳｉＨ_４ガスを用いたＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピングを行う方法（低温プロセス）、（４）ＬＰＣＶＤ法又はＰＥＣＶＤ法によりポリシリコン層を形成し、１０００℃以上で熱酸化することによりゲート絶縁膜を形成し、その上に、ｎ^＋ポリシリコンのゲート電極を形成し、その後、イオンドーピングを行う方法（高温プロセス）、（５）有機半導体材料をインクジェット法等により形成する方法、（６）有機半導体材料の単結晶膜を得る方法等が挙げられる。

ゲート絶縁膜１５８は、公知の材料を用いて形成することができる。例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ_２又はポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ_２等が挙げられる。また、ＴＦＴの信号電極線、走査電極線、共通電極線、第１駆動電極及び第２駆動電極は、公知の材料を用いて形成することができ、例えば、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等が挙げられる。

層間絶縁膜１５９は、公知の材料を用いて形成することができ、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、窒化シリコン（ＳｉＮ、又は、Ｓｉ_２Ｎ_４）、酸化タンタル（ＴａＯ、又は、Ｔａ_２Ｏ_５）等の無機材料、又は、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。また、その形成方法としては、化学気相成長（ＣＶＤ）法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセスが挙げられる。また、必要に応じてフォトリソグラフィー法等によりパターニングすることもできる。

なお、アクティブマトリックス駆動素子１６０を基板１５１上に形成した場合には、その表面に凸凹が形成され、この凸凹によって発光デバイス１５７の欠陥（例えば、画素電極の欠損、有機ＥＬ層の欠損、対向電極の断線、画素電極と対向電極の短絡、耐圧の低下等）等が発生するおそれがある。これらの欠陥を防止するために、層間絶縁膜１５９上に更に平坦化膜を設けてもよい。

こうした平坦化膜は、公知の材料を用いて形成することができ、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル等の無機材料、ポリイミド、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。平坦化膜の形成方法としては、ＣＶＤ法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセスが挙げられるが、本発明はこれらの材料及び形成方法に限定されるものではない。また、平坦化膜は、単層構造でも多層構造でもよい。

また、上述した有機ＥＬ表示装置（表示装置）１５０に、更にカラーフィルタ、色変換膜などを組み合わせても良い。カラーフィルタと組み合わせる場合には、通常、発光色を白色とする。また、色変換膜と組み合わせる場合には、通常、発光色を青色とする。

（表示装置：第十四実施形態）
図１６は第十四実施形態に係る表示装置を示す概略断面図である。
有機ＥＬ表示装置（表示装置）１７０は、光透過性または光不透過性の基板１７１、第一電極（下部電極）１７２、第二電極（上部電極）１７３と、この第一電極１７２および第二電極１７３の間に形成された有機発光層１７４と、第一電極１７２を所定の領域毎に複数に区画する光反射性のバンク（絶縁層）１７５とを備えた発光デバイス１８２を有する。

更に、基板１７１と対向基板（封止基板）１７７を対向させる。基板１７１と対向基板（封止基板）１７７を対向して貼り合わせる際、封止層１７６、低屈折率層１８１を配置しても良い。封止層１７６、低屈折率層１８１ともに用いない場合には、発光素子のない基板周辺部などに封止樹脂、接着樹脂などを用いて、基板１７１と対向基板（封止基板）１７７を対向して貼り合わせると良い。封止層１７６は樹脂などの固体層からなり、接着性、水分・酸素透過防止性、水分・酸素吸収性などを有していても良い。低屈折率層１８１は、例えば、対向基板（封止基板）１７７の屈折率よりも低い屈折率をもつ材料から形成され、固体層、あるいは気体層（乾燥空気層、窒素層、減圧気体層、真空層など）で構成されればよい。

また、基板１７１と第一電極（下部電極）１７２との間には、駆動部の一例であるアクティブマトリックス駆動素子（駆動部）１８０が形成される。基板１７１上に、ゲート電極１８０ａ、ゲート酸化膜１７８が形成される。ゲート酸化膜１７８上には、活性層１８０ｄ、ソース電極１８０ｂ、ドレイン電極１８０ｃが形成され、さらに、層間絶縁膜１７９が形成される。層関絶縁膜１７９にはコンタクトホールが設けられており、ドレイン電極１８０ｃと第一電極１７２が電気的に接合される。アクティブマトリックス駆動素子１８０は、ゲート電極１８０ａ、ゲート酸化膜１７８、ソース電極１８０ｂ、ドレイン電極１８０ｃおよび活性層１６０ｄなどからなる。

（発光デバイス：第十五実施形態）
第一電極（下部電極）の導電性を高めるために、更に補助電極を備えた発光デバイスに、光反射性のバンクを形成することも好ましい。
図１７は、第十五実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。なお、図１７（ａ）は発光デバイスを上から見たときの平面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。
この実施形態の発光デバイス２００は、光透過性または光不透過性の基板２０１に補助配線２０９が形成されている。補助配線２０９は１本または複数本配置すればよい。補助配線２０９は、通常はＡｌ， Ａｇなど、電気抵抗値の低い金属材料を用いる。複数本の補助配線２０９を配置する場合には、例えば、ストライプ状、あるいは格子状に配置することができる。

補助配線２０９は第一電極（下部電極）２０２に覆われる。第一電極（下部電極）２０２は、例えば、金属電極材料を用い、膜厚は、例えば１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。第一電極２０２を所定の形状に形成するためには、フォトリソグラフィーなどを用いてパターンニングする方法、あるいは、マスク蒸着などを用いることができる。

隣接する第一電極（下部電極）２０２どうしの間には、光反射性のバンク２０５が形成されている。バンク２０５は、第一電極（下部電極）２０２の周囲の一部のみカバーしても、光取出し効率向上の効果は得られるが、周囲全部を囲う方がもっとも光取出し効率向上に対して効果が高く、好ましい。なお、図１７においては、光反射性のバンク２０５の開口エリアは正方形の形状で描いているが、長方形、円形、その他の形状が可能である。バンク２０５の開口サイズであるが、開口径０．５ｍｍ，１ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍ，５０ｍｍ，１００ｍｍなど、さまざまなサイズを選択することができ限定されるものではない。

第一電極（下部電極）２０２の上には有機発光層２０４が形成されている。有機発光層２０４は、例えば、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層の積層膜などを用いることができる。有機発光層２０４の上には第二電極（上部電極）２０３が形成される。第二電極（上部電極）２０３はＩＴＯ， ＩＺＯなどの透明電極材料を用いればよい。

更に、図１７には図示されていないが、発光デバイス２００を大気中の水分や酸素による腐食、変質から保護するために、対向基板などを用いて封止することが好ましい。
なお、バンク２０５の形状が逆テーパー形状となっているなどの理由で、第二電極（上部電極）２０３の段切れなどが懸念される場合には、図１８（ａ），図１８（ｂ）に示すように、段差のない部分を形成することが好ましい。

（発光デバイスの適用例）
発光デバイスの適用例として、図１９（Ａ）に示す携帯電話機、図１９（Ｂ）に示す有機ＥＬテレビなどが挙げられる。
図１９（Ａ）に示す携帯電話機１０００は、本体１００１、表示部１００２、音声入力部１００３、音声出力部１００４、アンテナ１００５、操作スイッチ１００６等を備えており、表示部１００２に前記各実施形態の発光デバイスが用いられている。

図１９（Ｂ）に示すテレビ受信装置１１００は、本体キャビネット１１０１、表示部１１０２、スピーカー１１０３、スタンド１１０４等を備えており、表示部１１０２に前記各実施形態の発光デバイスが用いられている。
これら携帯電話機や有機ＥＬテレビにおいては、前記各実施形態の発光デバイスが用いられているため、輝度が高く表示品位に優れている。

また、発光デバイスの適用例として、例えば、図２０（Ａ）に示すシーリングライト（照明装置）に適用できる。図２０（Ａ）に示すシーリングライト１４００は、照明部１４０１、吊具１４０２、及び電源コード１４０３等を備えている。そして、照明部１４０１として前記各実施形態の発光デバイスが好適に適用できる。

本発明の一実施形態に係る発光デバイスをシーリングライト１４００の照明部１４０１に適用することによって、少ない消費電力で明るく、かつ自在な色調の照明光を得ることができ、光演出性の高い照明器具を実現することができる。また、均一な照度で色純度の高い面発光が可能な照明器具を実現することができる。

また、発光デバイスの適用例として、例えば、図２０（Ｂ）に示す照明スタンドに適用できる。図２０（Ｂ）に示す照明スタンド１５００は、照明部１５０１、スタンド１５０２、電源スイッチ１５０３、及び電源コード１５０４等を備えている。そして、照明部１５０１として前記各実施形態の発光デバイスが好適に適用できる。

本発明の一実施形態に係る発光デバイスを照明スタンド１５００の照明部１５０１に適用することによって、少ない消費電力で明るく、かつ自在な色調の照明光を得ることができ、光演出性の高い照明器具を実現することができる。また、均一な照度で色純度の高い面発光が可能な照明器具を実現することができる。

本発明は、発光素子に利用でき、より具体的には、表示装置、表示システム、照明装置、照明システムなどに利用できる。

１０…発光デバイス、１１…基板、１２…第一電極（下部電極）、１３…第二電極（上部電極）、１４…有機発光層、１５…バンク。

Claims (11)

1. 基板の一面に順に積層された第一電極および光透過性導電材からなる第二電極と、該第一電極および第二電極の間に形成された有機発光層と、を有する発光デバイスであって、
   少なくとも前記第一電極を所定の領域毎に複数に区画するバンクを備え、
   該バンクは光反射性を有する材料から構成され、
   前記有機発光層で発光した光が前記第二電極を介して外部に出射することを特徴とする発光デバイス。
2. 前記第一電極は遮光性を有する材料から構成されることを特徴とする請求項１記載の発光デバイス。
3. 前記バンクは白色材料から構成されることを特徴とする請求項１または２記載の発光デバイス。
4. 前記バンクは光反射性に加えて更に光拡散性を有する材料から構成されることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の発光デバイス。
5. 前記バンクは樹脂中に微細な光反射性粒子を分散させてなることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の発光デバイス。
6. 前記光反射性粒子は、粒径が２００ｎｍ〜５μｍであることを特徴とする請求項５記載の発光デバイス。
7. 前記第二電極に重ねて更に対向基板を形成したことを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載の発光デバイス。
8. 前記対向基板と前記第二電極との間には、前記対向基板よりも屈折率の低い低屈折率層が更に形成されていることを特徴とする請求項７記載の発光デバイス。
9. 前記対向基板には、前記バンクと対面する光反射性の対向バンクが更に形成されていることを特徴とする請求項７または８記載の発光デバイス。
10. 請求項１ないし９いずれか１項記載の発光デバイスに対して、該発光デバイスの発光を制御する駆動部を配置したことを特徴とする表示装置。
11. 請求項１ないし９いずれか１項記載の発光デバイスに対して、該発光デバイスの発光を制御する駆動部を配置したことを特徴とする照明装置。

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