JP4849175B2

JP4849175B2 - 発光装置およびその製造方法

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Publication number: JP4849175B2
Application number: JP2010039992A
Authority: JP
Inventors: 匡志合田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: CN102770980A; KR20130009952A; US9356251B2; CN102770980B; JP2011176190A; TW201214821A; US20130001607A1; EP2541636A1; WO2011105330A1

Description

本発明は発光装置およびその製造方法に関する。

表示装置には液晶表示装置やプラズマ表示装置など種々のものがある。そのひとつとして、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を画素の光源に使用した表示装置が現在実用化されつつある。

この表示装置は、基板上に整列して配置される複数の有機ＥＬ素子を備える。基板上には有機ＥＬ素子を区分けするための隔壁が格子状またはストライプ状に配置されており、各有機ＥＬ素子は隔壁で区分けされた領域に配置される。たとえば支持基板上に複数本の隔壁がストライプ状に設けられている場合、各有機ＥＬ素子は複数本の隔壁間に配置され、各隔壁間において、それぞれが、隔壁の延在する方向に沿って所定の間隔をあけて配置されている。また例えば支持基板上に格子状の隔壁が設けられている場合、各有機ＥＬ素子は格子状の隔壁によって略矩形状に区分けされた領域にそれぞれ配置される。

図３は複数の有機ＥＬ素子を備える発光装置を模式的に示す図である。有機ＥＬ素子は一対の電極と、この電極間に設けられる複数の所定の層とを含んで構成される。有機ＥＬ素子は所定の層として少なくとも１層の発光層を備える。なお図３では、陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、陰極６が、支持基板１寄りからこの順番で積層されて構成される有機ＥＬ素子を示している。

上述の所定の層は塗布法によって形成することができる。たとえば正孔注入層３は、この正孔注入層となる材料を含むインキを、隔壁７で区分けされた領域に供給し、さらにこれを固化することによって形成することができる。このように塗布法によって正孔注入層３を形成すると、供給されたインキが、隔壁７側面に濡れ広がったまま固化することがあり、図３に示すように正孔注入層３の端部には、隔壁７側面に沿って支持基板１から離反する向きに這い上がる這い上がり部３ａが形成されることがある。このような正孔注入層３上に、正孔輸送層４、発光層５、陰極６を順次形成すると、図３に示すように、這い上がり部３ａと陰極６とが物理的に接続されることがある。

正孔注入層３として現在多用されている材料は比較的電気抵抗が低いため、這い上がり部３ａと陰極６とが物理的に接続されていると、這い上がり部３ａを介して陰極６と陽極２とが電気的に接続されることになり、リーク電流が生じることがある。このようなリーク電流の発生を防ぐための対応策が検討されているが（たとえば特許文献１参照）、必ずしも実用的とはいえず、その改良が望まれている。

特開２００８−１９２３１１号公報

従って本発明の目的は、リーク電流の発生を防ぐことが可能な有機ＥＬ素子を備える発光装置を提供することである。

本発明は、支持基板と、前記支持基板上において複数の有機ＥＬ素子を区分けする隔壁と、前記隔壁間に設けられる複数の有機ＥＬ素子とを備える発光装置であって、
各有機ＥＬ素子は、第１の電極と、塗布法によって形成される低抵抗層と、この低抵抗層よりも電気抵抗の高い高抵抗層と、発光層と、第２の電極とが、支持基板寄りからこの順に配置されて構成され、
前記低抵抗層は、その端部に、隔壁表面に沿って支持基板から離反する向きに這い上がる這い上がり部を有し、
前記高抵抗層は、隔壁を介在させて隣り合う一方の有機ＥＬ素子から他方の有機ＥＬ素子に亘って連続して形成される、発光装置に関する。

また本発明は、前記塗布法がノズルプリンティング法である前記発光装置に関する。

また本発明は、支持基板と、前記支持基板上において複数の有機ＥＬ素子を区分けする隔壁と、前記隔壁間に設けられる複数の有機ＥＬ素子とを備える発光装置であり、前記有機ＥＬ素子は、第１の電極と、低抵抗層と、この低抵抗層よりも電気抵抗の高い高抵抗層と、発光層と、第２の電極とが、支持基板寄りからこの順に配置されて構成される、発光装置の製造方法において、
前記隔壁および第１の電極が設けられた支持基板を用意する工程と、
低抵抗層となる材料を含むインキを隔壁間に供給し、これを固化して低抵抗層を形成する工程と、
複数の有機ＥＬ素子が形成されるべき全領域に亘ってインキが連なるように、高抵抗層となる材料を含むインキを前記全領域に供給し、これを固化して高抵抗層を形成する工程と、
発光層を形成する工程と、
第２の電極を形成する工程とを含む、発光装置の製造方法に関する。

本発明によれば、リーク電流の発生が抑制された有機ＥＬ素子を備える発光装置を得ることができる。

本実施形態の発光装置２１を模式的に示す断面図である。発光装置２１を模式的に示す平面図である。従来の発光装置を模式的に示す断面図である。

本発明の発光装置は、支持基板と、前記支持基板上において複数の有機ＥＬ素子を区分けする隔壁と、前記隔壁間に設けられる複数の有機ＥＬ素子とを備え、各有機ＥＬ素子は、第１の電極と、塗布法によって形成される低抵抗層と、この低抵抗層よりも電気抵抗の高い高抵抗層と、発光層と、第２の電極とが、支持基板寄りからこの順に配置されて構成され、前記低抵抗層は、その端部に、隔壁表面に沿って支持基板から離反する向きに這い上がる這い上がり部を有し、前記高抵抗層は、隔壁を介在させて隣り合う一方の有機ＥＬ素子から他方の有機ＥＬ素子に亘って連続して形成される発光装置である。

発光装置はたとえば表示装置として利用される。表示装置には主にアクティブマトリクス駆動型の装置と、パッシブマトリクス駆動型の装置とがある。本発明は両方の型の表示装置に適用することが可能であるが、本実施形態では一例としてアクティブマトリクス駆動型の表示装置に適用される発光装置について説明する。

＜発光装置の構成＞
まず発光装置の構成について説明する。図１は本実施形態の発光装置２１を模式的に示す断面図であり、図２は発光装置２１を模式的に示す平面図である。発光装置２１は主に支持基板１１と、この支持基板１１上に形成される複数の有機ＥＬ素子２２と、支持基板１１上において複数の有機ＥＬ素子を区分けする隔壁１７とを含んで構成される。

隔壁１７は支持基板１１上において複数の有機ＥＬ素子２２を区分けするために設けられ、たとえば格子状またはストライプ状に形成される。本実施形態では隔壁１７はストライプ状に設けられる。すなわち行方向Ｘに延在する複数本の隔壁１７が、列方向Ｙに所定の間隔をあけて支持基板１１上に設けられる。本実施形態では行方向Ｘおよび列方向Ｙは、互いに垂直であって、かつそれぞれが支持基板１１の厚み方向Ｚに垂直である。以下、列方向Ｙに隣り合う一対の隔壁１７と支持基板１１とによって規定される凹みを凹部１８ということがある。支持基板１１上には複数本の凹部１８が設定される。この各凹部１８がそれぞれ所定の行に対応する。

なお本実施形態では支持基板１１と隔壁１７との間に、絶縁膜１９が設けられる。この絶縁膜１９はたとえば行方向Ｘまたは列方向Ｙに隣り合う有機ＥＬ素子間の電気的な絶縁を確保するために設けられる。絶縁膜１９は、格子状に形成されており、行方向Ｘに延在する複数本の帯状の部材と、列方向に延在する複数本の帯状の部材とが一体的に形成されて構成される。絶縁膜１９の開口は、平面視で有機ＥＬ素子と重なる位置に形成される。絶縁膜１９の開口は平面視でたとえば略矩形、小判形、略円形および略楕円形などに形成される。格子状の絶縁膜１９は平面視で、後述する第１の電極１２を除く領域に主に形成され、その一部が第１の電極１２の周縁を覆って形成される。また前述した複数本の隔壁１７は、絶縁膜の一部を構成する行方向Ｘに延在する複数本の帯状の部材上に設けられる。

本実施形態では複数の有機ＥＬ素子２２は、列方向Ｙに隣り合う隔壁１７の間（すなわち凹部１８）に設けられ、各隔壁１７間において、行方向Ｘに所定の間隔をあけて配置されている。すなわち本実施形態では複数の有機ＥＬ素子２２は支持基板１１上においてマトリクス状に整列して配置されており、それぞれ行方向Ｘに所定の間隔をあけるとともに、列方向Ｙに所定の間隔をあけて配置される。なお各有機ＥＬ素子２２は物理的に離間している必要はなく、個別に駆動できるように電気的に絶縁されていればよい。そのため有機ＥＬ素子を構成する一部の層（後述する電極や正孔注入層）は他の有機ＥＬ素子と物理的につながっていてもよい。

有機ＥＬ素子２２は、第１の電極および第２の電極とからなる一対の電極と、該電極間に設けられる発光層とを備える。

一対の電極は陽極と陰極とから構成される。すなわち第１および第２の電極の一方が陽極として設けられ、他方が陰極として設けられる。また第１および第２の電極のうちの第１の電極１２は支持基板１１寄りに配置され、第２の電極１６は第１の電極１２よりも支持基板１１から離間して配置される。

有機ＥＬ素子は、一層の発光層に限らず、複数の発光層を備えていてもよい。また一対の電極間には発光層に限らず、必要に応じて所定の層が設けられる。たとえば陽極と発光層との間には正孔注入層、正孔輸送層、および電子ブロック層などが設けられ、発光層と陰極との間には正孔ブロック層、電子輸送層、および電子注入層などが設けられる。

本実施形態の有機ＥＬ素子２２は第１の電極１２と発光層１５との間に、塗布法によって形成される低抵抗層１３と、この低抵抗層よりも電気抵抗の高い高抵抗層１４とを備える。なお第１の電極１２と低抵抗層１３との間、高抵抗層１４と発光層１５との間、および発光層１５と第２の電極１６との間には必要に応じて所定の層が設けられることがある。

以下では実施の一形態として、陽極として機能する第１の電極１２と、正孔注入層として機能する低抵抗層１３と、正孔輸送層として機能する高抵抗層１４と、発光層１５と、陰極として機能する第２の電極１６とが、支持基板１１寄りからこの順番で積層されて構成される有機ＥＬ素子２２について説明する。

本実施形態の発光装置２１はアクティブマトリクス型の装置なので、第１の電極１２は、有機ＥＬ素子２２ごとに、個別に設けられる。すなわち有機ＥＬ素子２２の数と同数の第１の電極１２が支持基板１１上に設けられる。第１の電極１２はたとえば板状であって、平面視で略矩形状に形成される。第１の電極１２は、支持基板１１上において各有機ＥＬ素子が設けられる位置に対応してマトリクス状に設けられる。複数の第１の電極１２は、行方向Ｘに所定の間隔をあけるとともに、列方向Ｙに所定の間隔をあけて配置される。すなわち第１の電極１２は平面視で、列方向Ｙに隣り合う隔壁１７の間に設けられ、各隔壁１７間において、行方向Ｘに所定の間隔をあけて配置されている。

前述したように、格子状の絶縁膜１９は平面視で、第１の電極１２を除く領域に主に形成され、その一部が第１の電極１２の周縁を覆って形成される。すなわち絶縁膜１９には第１の電極１２上に開口が形成され、この開口によって第１の電極１２の表面が絶縁膜から露出する。

低抵抗層１３は、隔壁１７に挟まれた領域に行方向Ｘに延在して配置される。すなわち低抵抗層１３は、列方向Ｙに隣り合う隔壁１７によって規定される凹部１８に、帯状に形成されており、行方向Ｘに隣り合う有機ＥＬ素子に亘って連続して形成されている。

低抵抗層１３は、その端部に、隔壁１７表面に沿って支持基板１１から離反する向きに這い上がる這い上がり部１３ａを有している。本実施形態ではストライプ状の隔壁が支持基板上に設けられているため、低抵抗層１３の列方向Ｙの両端部が隔壁１７に接しており、この列方向Ｙの両端部に這い上がり部１３ａが形成されている。なお本実施形態では低抵抗層１３の列方向Ｙの両端部のみに這い上がり部１３ａが形成されているが、たとえば格子状の隔壁が設けられ、隔壁によって各有機ＥＬ素子が個別に区分けされている場合には、低抵抗層の周縁部全てが隔壁に接しているので、低抵抗層は、全周縁部に這い上がり部を有することになる。

高抵抗層１４は、隔壁１７を介在させて隣り合う一方の有機ＥＬ素子から他方の有機ＥＬ素子に亘って連続して形成される。換言すると、高抵抗層１４は、一方の有機ＥＬ素子と他方の有機ＥＬ素子とを分離する隔壁１７上にまで形成されている。すなわち高抵抗層１４は、低抵抗層１３の表面上と、隔壁１７表面のうちで低抵抗層１３から露出する面上とにわたって全面に連なるように形成される。このように隔壁１７上にまで高抵抗層１４が設けられることにより、低抵抗層１３の這い上がり部１３ａが高抵抗層１４によって覆われる。そのため高抵抗層１４よりも後に形成される陰極１６と、低抵抗層１３とが物理的に接続することを防ぐことができる。

高抵抗層１４の電気抵抗率は、少なくとも低抵抗層１３の電気抵抗率よりも高ければよく、たとえば低抵抗層１３の電気抵抗率の１０倍以上が好ましく、１００倍以上がさらに好ましい。なお高抵抗層１４の電気抵抗率の上限は当該高抵抗層１４の膜厚および有機ＥＬ素子の特性などを勘案して適宜設定される。

発光層１５は、隔壁１７に挟まれた領域に行方向Ｘに延在して配置される。すなわち発光層１５は、列方向Ｙに隣り合う隔壁１７によって規定される凹部１８に、帯状に形成されており、行方向Ｘに隣り合う有機ＥＬ素子に亘って連続して形成されている。

カラー表示装置の場合、赤色、緑色および青色のいずれか１種の光を放つ３種類の有機ＥＬ素子が支持基板１１上に設けられる。カラー表示装置はたとえば以下の（Ｉ）（ＩＩ）（ＩＩＩ）の行を、この順序で、列方向Ｙに繰り返し配置することにより実現することができる。
（Ｉ）赤色の光を放つ複数の有機ＥＬ素子２２Ｒが所定の間隔をあけて配置される行。
（ＩＩ）緑色の光を放つ複数の有機ＥＬ素子２２Ｇが所定の間隔をあけて配置される行。（ＩＩＩ）青色の光を放つ複数の有機ＥＬ素子２２Ｂが所定の間隔をあけて配置される行。

このように発光色の異なる複数種類の有機ＥＬ素子を形成する場合、素子の種類ごとに発光色の異なる発光層が設けられる。本実施形態では３種類の発光層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂがそれぞれ設けられる以下の（ｉ）（ｉｉ）（ｉｉｉ）の行を、この順序で、列方向Ｙに繰り返し配置する。
（ｉ）赤色の光を放つ発光層１５Ｒが設けられる行。
（ｉｉ）緑色の光を放つ発光層１５Ｇが設けられる行。
（ｉｉｉ）青色の光を放つ発光層１５Ｂが設けられる行の３種類の行。

すなわち行方向Ｘに延在する帯状の発光層１５Ｒ、発光層１５Ｇ、発光層１５Ｂが、それぞれ列方向Ｙに２行の間隔をあけて順次高抵抗層１４上に積層される。

第２の電極１６は発光層１５上に設けられる。なお本実施形態では第２の電極１６は複数の有機ＥＬ素子にまたがって連続して形成され、複数の有機ＥＬ素子に共通の電極として設けられる。第２の電極１６は、発光層１５上だけでなく、隔壁１７上にも形成され、発光層１５上の電極と隔壁１７上の電極とが連なるように一面に形成される。

＜発光装置の製造方法＞
次に発光装置の製造方法について説明する。

（隔壁および第１の電極が設けられた支持基板を用意する工程）
まず支持基板１１を用意する。アクティブマトリクス型の表示装置の場合、この支持基板１１として、複数の有機ＥＬ素子を個別に駆動するための回路が予め形成された基板を用いることができる。たとえばＴＦＴ（Thin Film Transistor）が予め形成された基板を支持基板として用いることができる。

次に、用意した支持基板１１上に複数の第１の電極１２をマトリクス状に形成する。第１の電極１２は、たとえば導電性薄膜を支持基板１１上の一面に形成し、これをフォトリソグラフィー法によってマトリクス状にパターニングすることにより形成される。また例えば所定の部位に開口が形成されたマスクを支持基板１１上に配置し、このマスクを介して支持基板１１上の所定の部位に導電性材料を選択的に堆積することにより第１の電極１２をパターン形成してもよい。第１の電極１２の材料については後述する。なお本工程では第１の電極１２が予め形成された支持基板を用意してもよい。

次に本実施形態では支持基板１１上にストライプ状の隔壁１７を形成する。隔壁１７は有機物または無機物によって構成される。隔壁１７を構成する有機物としてはアクリル樹脂、フェノール樹脂、およびポリイミド樹脂などの樹脂を挙げることができる。また隔壁１７を構成する無機物としてはＳｉＯ_ｘやＳｉＮ_ｘなどを挙げることができる。

有機物からなる隔壁１７を形成する場合、まずたとえばポジ型またはネガ型の感光性樹脂を一面に塗布し、所定の部位を露光、現像する。さらにこれを硬化することによって、ストライプ状の隔壁１７が形成される。なお感光性樹脂としてはフォトレジストを用いることができる。また無機物からなる隔壁１７を形成する場合、無機物からなる薄膜をプラズマＣＶＤ法やスパッタ法などによって一面に形成する。次に所定の部位を除去することによりストライプ状の隔壁１７が形成される。所定の部位の除去はたとえばフォトリソグラフィー法によって行われる。

なお格子状の絶縁膜を有する発光装置を作製する場合には、隔壁を形成する工程の前に絶縁膜を形成する。絶縁膜はたとえば隔壁の材料として例示した材料を用いて、隔壁を形成する方法と同様にして格子状に形成することができる。

隔壁１７の形状、並びにその配置は、画素数および解像度などの表示装置の仕様や製造の容易さなどに応じて適宜設定される。
たとえば隔壁１７の列方向Ｙの幅Ｌ１は、５μｍ〜５０μｍ程度であり、隔壁１７の高さＬ２は０．５μｍ〜５μｍ程度であり、列方向Ｙに隣り合う隔壁１７間の間隔Ｌ３、すなわち凹部１８の列方向Ｙの幅Ｌ３は、１０μｍ〜２００μｍ程度である。また第１の電極１２の行方向Ｘおよび列方向Ｙの幅はそれぞれ１０μｍ〜４００μｍ程度である。

（低抵抗層を形成する工程）
本工程では低抵抗層となる材料を含むインキを隔壁間に供給し、これを固化して低抵抗層を形成する。本実施形態では正孔注入層として機能する低抵抗層を形成するため、正孔注入層となる材料を含むインキを隔壁間に供給し、これを固化して低抵抗層を形成する。

隔壁間にインキを供給する方法としては、隔壁間に選択的にインキを供給することが可能な塗布法であればどのような方法でもよい。このような方法としては所定の印刷法、ノズルプリンティング法、インクジェット法、フレキソ印刷法などを挙げることができる。本実施形態のようにストライプ状の隔壁間にインキを供給する場合には、ノズルプリンティング法やフレキソ印刷法などの所定の印刷法が好ましく、ノズルプリンティング法がより好ましい。

ノズルプリンティング法では一筆書きで各行（凹部１８）にインキを供給する。すなわち支持基板１１の上方に配置されるノズルから液柱状のインキを吐出したまま、ノズルを行方向Ｘに往復移動させつつ、ノズルの往復移動の折り返しの際に、支持基板を列方向Ｙに１行分だけ移動させることによって、各行にインキを供給する。なお本実施形態のように各行に順次インキを供給する方法に限らず、所定の行間隔をあけてインキを供給してもよく、この場合複数回にわけて全ての行にインキを供給してもよい。

低抵抗層は、隔壁間に供給されたインキが固化することによって形成される。インキの固化はたとえば溶媒を除去することによって行うことができる。溶媒の除去は、自然乾燥、加熱乾燥および真空乾燥などによって行うことができる。また使用するインキが、光や熱などのエネルギーを加えることによって重合する材料を含む場合、インキを供給した後に光や熱などのエネルギーを加えることによって低抵抗層を固化してもよい。

隔壁１７で区分けされた領域に供給されたインキが、隔壁１７側面に濡れ広がったまま固化すると、図３に示すように隔壁１７側面に沿って支持基板１１から離反する向きに這い上がる這い上がり部１３ａが低抵抗層１３の端部に形成される。

（高抵抗層を形成する工程）
本工程では、まず複数の有機ＥＬ素子が形成されるべき全領域に亘ってインキが連なるように、高抵抗層となる材料を含むインキを前記全領域に供給する。このように全面にインキを供給する方法としては、スピンコート法、スリットコート法、CAPコート法などをあげることができる。なお高抵抗層は塗布法に限らず、蒸着法やスパッタリング法などの所定の乾式法によって形成してもよい。

高抵抗層は、隔壁間に供給されたインキが固化することによって形成される。インキの固化はたとえば溶媒を除去することによって行うことができる。溶媒の除去は、自然乾燥、加熱乾燥および真空乾燥などによって行うことができる。また使用するインキが、光や熱などのエネルギーを加えることによって重合する材料を含む場合、インキを供給した後に光や熱などのエネルギーを加えることによって高抵抗層を固化してもよい。

このようにインキを全面に塗布し、さらにこれを固化することによって、高抵抗層は、隔壁を介在させて隣り合う一方の有機ＥＬ素子から他方の有機ＥＬ素子に亘って連続して形成される。

（発光層を形成する工程）
次に発光層を形成する。前述したようにカラー表示装置を作製する場合には、３種類の有機ＥＬ素子を作製するために、発光層の材料を行ごとに塗りわける必要がある。たとえば３種類の発光層を行ごとに形成する場合、赤色の光を放つ材料を含む赤インキ、緑色の光を放つ材料を含む緑インキ、青色の光を放つ材料を含む青インキを、それぞれ列方向Ｙに２列の間隔をあけて塗布する必要がある。そして赤インキ、緑インキ、青インキを所定の行に順次塗布することによって各発光層を塗布成膜することができる。赤インキ、緑インキ、青インキを所定の行に順次塗布する方法としては、印刷法、インクジェット法、ノズルプリンティング法などの所定の塗布法が挙げられる。たとえばノズルプリンティング法では前述した低抵抗層を形成する方法と同様にしてインキを塗布することができる。

たとえば支持基板１１の上方に配置されるノズルから液柱状の赤インキを吐出したまま、ノズルを行方向Ｘに往復移動させつつ、ノズルの往復移動の折り返しの際に、支持基板を列方向Ｙに３行分だけ移動させることによって、２行ごとに赤インキを供給することができる。緑インキ、青インキの供給方法も、赤インキの供給方法と同様に行うことができる。

発光層は、隔壁間に供給されたインキが固化することによって形成される。インキの固化はたとえば溶媒を除去することによって行うことができる。溶媒の除去は、自然乾燥、加熱乾燥および真空乾燥などによって行うことができる。また使用するインキが、光や熱などのエネルギーを加えることによって重合する材料を含む場合、インキを供給した後に光や熱などのエネルギーを加えることによって発光層を固化してもよい。

発光層を形成した後、必要に応じて所定の有機層や無機層などを所定の方法によって形成する。これらは印刷法、インクジェット法、ノズルプリンティング法などの所定の塗布法、さらには、蒸着法やスパッタリング法などの所定の乾式法を用いて形成してもよい。

（第２の電極を形成する工程）
次に第２の電極を形成する。前述したように本実施形態では第２の電極を支持基板上の全面に形成する。これによって複数の有機ＥＬ素子を基板上に形成することができる。

以上説明した発光装置では、低抵抗層１３の這い上がり部１３ａが、この低抵抗層よりも電気抵抗率の高い高抵抗層１４によって覆われる。そのため低抵抗層１３と第２の電極１６とが物理的に接続することを防ぐことができる。従来の発光装置では隔壁側面に沿って流れるリーク電流が発生し易かったところ、本実施形態では高抵抗層１４が低抵抗層１３と第２の電極１６との間に高抵抗層１４が介在するため、隔壁側面に沿って流れるリーク電流を防ぐことができる。

＜有機ＥＬ素子の構成＞
前述したように有機ＥＬ素子は種々の層構成をとりうるが、以下では有機ＥＬ素子の層構造、各層の構成、および各層の形成方法についてさらに詳しく説明する。

前述したように有機ＥＬ素子は、一対の電極と、該電極間に設けられる１または複数の有機層とを含んで構成され、１または複数の有機層として少なくとも１層の発光層を有する。なお有機ＥＬ素子は、無機物と有機物とを含む層、および無機層などを含んでいてもよい。有機層を構成する有機物としては、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、また低分子化合物と高分子化合物との混合物でもよい。有機層は、高分子化合物を含むことが好ましく、ポリスチレン換算の数平均分子量が１０^３〜１０^８である高分子化合物を含むことが好ましい。

陰極と発光層との間に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層などを挙げることができる。陰極と発光層との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に近い層を電子注入層といい、発光層に近い層を電子輸送層という。陽極と発光層との間に設けられる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層などを挙げることができる。正孔注入層と正孔輸送層との両方の層が設けられる場合、陽極に近い層を正孔注入層といい、発光層に近い層を正孔輸送層という。

有機ＥＬ素子の素子構成の一例を以下に示す。
ａ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｂ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｄ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｆ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｇ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）

さらに有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよく、また２層以上の発光層を有し、電荷を発生する電荷発生層を発光層間に介在させたいわゆるマルチフォトン型の素子を構成してもよい。

有機ＥＬ素子は、封止のための封止膜または封止板などの封止部材でさらに覆われていてもよい。

積層する層の順序、層数、および各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜設定することができる。有機ＥＬ素子は、陽極および陰極のうちで、陽極を支持基板寄りに配置し、陰極を支持基板から離間した位置に配置してもよく、また逆に陰極を支持基板寄りに配置し、陽極を支持基板から離間した位置に配置してもよい。たとえば上記ｃ）〜ｆ）の構成において、第１の電極を陽極とし、左側の層から順に支持基板に各層を積層してもよく、逆に、ａ）、ｂ）、ｆ）、ｇ）の構成において、第１の電極を陰極とし、右側の層から順に支持基板に各層を積層してもよい。

次に有機ＥＬ素子を構成する各層の材料および形成方法についてより具体的に説明する。

＜陽極＞
発光層から放たれる光が陽極を通って出射する構成の有機ＥＬ素子の場合、陽極には光透過性を示す電極が用いられる。光透過性を示す電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物および金属などの薄膜を用いることができ、光透過率の高いものが好適に用いられる。具体的には酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、金、白金、銀、および銅などから成る薄膜が用いられ、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、または酸化スズから成る薄膜が好適に用いられる。陽極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法などを挙げることができる。また陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。

なお発光層から放たれる光が陰極を通って出射する構成の有機ＥＬ素子の場合、陽極には、光を反射する材料を用いてもよく、このような材料としては、仕事関数３．０ｅＶ以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。

陽極の膜厚は、光の透過性および電気抵抗などを考慮して、適宜選択することができ、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

＜正孔注入層＞
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、および酸化アルミニウムなどの酸化物や、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、アモルファスカーボン、ポリアニリン、およびポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。

正孔注入層の成膜方法としては、例えば正孔注入材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。溶液からの成膜に用いられる溶液の溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、および水を挙げることができる。

溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、ノズルプリンティング法などの塗布法を挙げることができ、正孔注入層は、上述した本発明のノズルプリンティング法によって形成することが好ましい。

正孔注入層の膜厚は、電気的な特性や成膜の容易性などを勘案して適宜設定され、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

＜正孔輸送層＞
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などを挙げることができる。

これらの中で正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などの高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。

正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。

溶液からの成膜に用いられる溶液の溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、例えば正孔注入層を溶液から成膜する際に用いられる溶液の溶媒として例示したものを用いることができる。

溶液からの成膜方法としては、前述した正孔中注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができる。たとえば正孔輸送層は上述したスピンコート法によって形成することができる。

混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。

正孔輸送層の膜厚としては、電気的な特性や成膜の容易性などを勘案して適宜設定され、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

＜発光層＞
発光層は通常、主として蛍光及び／又はりん光を発光する有機物、またはこの有機物とこれを補助するドーパントとから構成される。ドーパントは、例えば発光効率の向上や、発光波長を変化させるために加えられる。なお有機物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、発光層は、ポリスチレン換算の数平均分子量が、１０^３〜１０^８である高分子化合物を含むことが好ましい。発光層を構成する発光材料としては、例えば以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、ドーパント材料を挙げることができる。

（色素系材料）
色素系材料としては、例えば、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化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、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、ピロール誘導体、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、ピラゾリンダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体などを挙げることができる。

（金属錯体系材料）
金属錯体系材料としては、例えばＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属、またはＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔなどを中心金属に有し、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、キノリン構造などを配位子に有する金属錯体を挙げることができ、例えばイリジウム錯体、白金錯体などの三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、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、フェナントロリンユーロピウム錯体などを挙げることができる。

（高分子系材料）
高分子系材料としては、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、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素系材料や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどを挙げることができる。

上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。

また緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。

また赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、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、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料の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、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。

（ドーパント材料）
ドーパント材料としては、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、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約２ｎｍ〜２００ｎｍである。

発光材料の成膜方法としては、印刷法、インクジェットプリント法、ノズルプリンティング法などを挙げることができる。たとえば上述したように本発明のノズルプリンティング法によって複数種類のインキを塗り分けることができる。

＜電子輸送層＞
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、公知のものを使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体などを挙げることができる。

これらのうち、電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。

電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、低分子の電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、または溶液若しくは溶融状態からの成膜を挙げることができ、高分子の電子輸送材料では溶液または溶融状態からの成膜を挙げることができる。なお溶液または溶融状態からの成膜する場合には、高分子バインダーを併用してもよい。溶液からの成膜方法としては、前述した正孔中注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができる。

電子輸送層の膜厚は、電気的な特性や成膜の容易性などを勘案して適宜設定され、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

＜電子注入層＞
電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの１種類以上含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、またはこれらの物質の混合物などを挙げることができる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭酸塩の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。電子注入層は、２層以上を積層した積層体で構成されてもよく、例えばＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。

＜陰極＞
陰極の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易で、電気伝導度の高い材料が好ましい。また陽極側から光を取出す構成の有機ＥＬ素子では、発光層から放たれる光を陰極で陽極に向けて反射するために、陰極の材料としては可視光反射率の高い材料が好ましい。陰極には、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属および周期表１３族金属などを用いることができる。陰極の材料としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、前記金属のうちの２種以上の合金、前記金属のうちの１種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの１種以上との合金、またはグラファイト若しくはグラファイト層間化合物などが用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などを挙げることができる。また、陰極としては導電性金属酸化物および導電性有機物などから成る透明導電性電極を用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、およびＩＺＯを挙げることができ、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などを挙げることができる。なお、陰極は、２層以上を積層した積層体で構成されていてもよい。なお、電子注入層が陰極として用いられる場合もある。

陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して適宜設定され、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法などを挙げることができる。

１支持基板
２陽極
３正孔注入層
３ａ這い上がり部
４正孔輸送層
５発光層
６陰極
７隔壁
１１支持基板
１２第１の電極（陽極）
１３低抵抗層（正孔注入層）
１３ａ這い上がり部
１４高抵抗層（正孔輸送層）
１５発光層
１６第２の電極（陰極）
１７隔壁
１８凹部
１９絶縁膜
２１発光装置
２２有機ＥＬ素子

Claims

支持基板と、前記支持基板上において複数の有機ＥＬ素子を区分けする隔壁と、前記隔壁間に設けられる複数の有機ＥＬ素子とを備える発光装置であって、
各有機ＥＬ素子は、第１の電極と、塗布法によって形成される低抵抗層と、この低抵抗層よりも電気抵抗の高い高抵抗層と、発光層と、第２の電極とが、支持基板寄りからこの順に配置されて構成され、
前記低抵抗層は、その端部に、隔壁表面に沿って支持基板から離反する向きに這い上がる這い上がり部を有し、
前記高抵抗層は、隔壁を介在させて隣り合う一方の有機ＥＬ素子から他方の有機ＥＬ素子に亘って連続して形成され、
前記低抵抗層は、隔壁間に配置され、
隔壁を介在させて隣り合う一方の有機ＥＬ素子の低抵抗層と、他方の有機ＥＬ素子の低抵抗層とは、隔壁によって分離され、その這い上がり部が前記高抵抗層によって覆われる、発光装置。
前記塗布法がノズルプリンティング法である請求項１記載の発光装置。
支持基板と、前記支持基板上において複数の有機ＥＬ素子を区分けする隔壁と、前記隔壁間に設けられる複数の有機ＥＬ素子とを備える発光装置であり、前記有機ＥＬ素子は、第１の電極と、低抵抗層と、この低抵抗層よりも電気抵抗の高い高抵抗層と、発光層と、第２の電極とが、支持基板寄りからこの順に配置されて構成される、発光装置の製造方法において、
前記隔壁および第１の電極が設けられた支持基板を用意する工程と、
低抵抗層となる材料を含むインキを隔壁間に供給し、これを固化して、その端部に、隔壁表面に沿って支持基板から離反する向きに這い上がる這い上がり部を有する低抵抗層を形成する工程と、
複数の有機ＥＬ素子が形成されるべき全領域に亘ってインキが連なるように、高抵抗層となる材料を含むインキを前記全領域に供給し、これを固化して、前記低抵抗層の這い上がり部を前記高抵抗層が覆うように前記高抵抗層を形成する工程と、
発光層を形成する工程と、
第２の電極を形成する工程とを含み、
前記低抵抗層を形成する工程では、隔壁を介在させて隣り合う一方の有機ＥＬ素子の低抵抗層と、他方の有機ＥＬ素子の低抵抗層とは、隔壁によって分離されるように、低抵抗層を形成する、発光装置の製造方法。
前記低抵抗層を形成する工程では、ノズルプリンティング法によって、前記インキを隔壁間に供給する、請求項３記載の発光装置の製造方法。