WO2012029156A1 - Ｅｌ素子、ｅｌ素子の製造方法、表示装置および照明装置 - Google Patents

Ｅｌ素子、ｅｌ素子の製造方法、表示装置および照明装置 Download PDF

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pillar
light emitting
anode
electrode layer
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近藤　邦夫
勘治朗 迫
勝 田嶋
克昌 廣瀬
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昭和電工株式会社
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    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/17—Passive-matrix OLED displays

Definitions

  • the present invention relates to an EL element used for, for example, a display device or a lighting device.
  • an EL element Electro-Luminescence element
  • electroluminescence electroluminescence
  • a light emitting material is formed in layers and a light is emitted by applying a voltage by providing a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode on the light emitting layer.
  • Device is attracting attention.
  • an EL element by applying a voltage between the anode and the cathode, holes and electrons are injected from the anode and the cathode, respectively, and the injected electrons and holes are combined in the light emitting layer. It emits light using the generated energy.
  • the EL element is a device that utilizes a phenomenon in which light is generated when the light emitting material of the light emitting layer is excited by the energy of the coupling and returns from the excited state to the ground state again.
  • the light emitting material is self-luminous, and therefore, the response speed as the display device is high and the viewing angle is wide. Furthermore, there is an advantage that the display device can be easily thinned due to the structure of the EL element.
  • an organic EL element using an organic substance as a light emitting material for example, it is easy to generate light with high color purity by selecting an organic substance, so that a color reproduction range can be widened.
  • the EL element can emit white light and is surface-emitting, an application in which the EL element is incorporated into a lighting device has been proposed.
  • Patent Document 1 in an organic electroluminescence device including an anode, an organic layer including an organic light emitting layer, and at least one layer, and a cathode, the surface of the anode bonded to at least the organic layer is in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS). It is disclosed that the maximum height (Rmax) of the surface roughness defined in the definition and display (JIS B 0601-2001) of the defined surface roughness is 50 angstroms or less. Further, Patent Document 2 discloses an organic thin film EL device having at least one anode, a hole transport layer composed of an organic compound layer, a light emitting layer, and the like, which are sequentially laminated on a transparent glass support, and a cathode.
  • JIS Japanese Industrial Standard
  • the maximum value Rmax of the surface roughness of the anode is less than 50 nm, the average value Ra of the surface roughness of the anode is less than 5 nm, and / or the contact angle of water on the surface of the anode is less than 20 degrees.
  • the present invention comprises the following means.
  • the EL element of the present invention includes a first electrode layer, a second electrode layer disposed opposite to the first electrode layer, and a space between the first electrode layer and the second electrode layer.
  • the surface roughness (Rmax) of the surface on which the pillar is formed is preferably 10 nm or more when the reference length L is 50 ⁇ m.
  • the pillar preferably has a height of 50 nm to 300 nm, and more preferably has a substantially cylindrical shape.
  • the light emitting layer preferably contains an organic material that emits phosphorescence.
  • the first electrode layer is formed on the support, and the following (1) to (2) are satisfied on the first electrode layer at a ratio of 95% or more.
  • a pillar is formed as described above, a light emitting layer is formed by a coating method at a place other than a place where the pillar is formed, and a second electrode layer is formed on the pillar and the light emitting layer.
  • At least a part of the pillar is included in a circular region having a diameter of 10 ⁇ m centering on an arbitrary position on the surface of the first electrode layer.
  • At least a part of the light emitting layer is included in a circular region having a diameter of 20 ⁇ m centering on an arbitrary position on the surface of the first electrode layer.
  • the coating method is preferably any of a spin coating method, an ink jet method, a printing method, and a slit coating method.
  • the display device of the present invention is characterized by including the above-described EL element.
  • the lighting device of the present invention is characterized by including the above-described EL element.
  • an EL element or the like having high durability that is less likely to cause uneven light emission or short circuit.
  • (A) is the fragmentary sectional view explaining an example of the EL element to which this Embodiment is applied.
  • (B) is the figure which expanded a part of (a).
  • (A)-(b) is the figure which looked at EL element from the II direction of FIG. 1, and is the figure explaining various forms of distribution of a pillar.
  • (A)-(f) is a figure explaining the manufacturing method of the EL element to which this Embodiment is applied.
  • FIG. 11 illustrates an example of a display device using an EL element in this embodiment. It is a figure explaining an example of an illuminating device provided with the EL element in this Embodiment. It is the figure which showed the relationship of surface roughness (Rmax), a short circuit, etc.
  • (A) is the fragmentary sectional view explaining the EL element at the time of not providing a pillar.
  • (B) is an enlarged view of a part of (a).
  • FIG. 1A is a partial cross-sectional view illustrating an example of an EL element to which this exemplary embodiment is applied.
  • FIG. 1B is an enlarged view of a part of FIG.
  • the EL element 10 shown in FIG. 1A is a support 11 and a first electrode layer that is formed on the support 11 and injects holes when the support 11 side is the lower side.
  • a structure in which a light emitting layer 17 containing a light emitting material that emits light when applied is laminated is adopted.
  • the light emitting layer 17 is formed with insulating pillars 13 arranged in a predetermined distribution so as to penetrate the light emitting layer 17. That is, the light emitting layer 17 is formed at a place other than the place where the pillar 13 between the anode layer 12 and the cathode layer 14 is formed.
  • the support 11 is a substrate on which the anode layer 12, the pillar 13, the cathode layer 14, and the light emitting layer 17 are formed. A material that satisfies the mechanical strength required for the EL element 10 is used for the support 11.
  • a material transparent to the wavelength of the emitted light is used.
  • glass such as sapphire glass, lime soda glass, and quartz glass; transparent resin such as acrylic resin, methacrylic resin, polycarbonate resin, polyester resin, and nylon resin; silicon resin; transparent metal oxide such as aluminum nitride and alumina Such as things.
  • the resin film etc. which consist of the said transparent resin as the support body 11, it is preferable that the gas permeability with respect to gas, such as water and oxygen, is low.
  • a resin film or the like having high gas permeability it is preferable to form a barrier thin film that suppresses gas permeation as long as light permeability is not impaired.
  • the material of the support 11 is not limited to a transparent material, and an opaque material can also be used.
  • an opaque material can also be used.
  • silicon (Si), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), titanium (Ti), tantalum (Ta) or niobium (Nb) alone or alloys thereof, [ii] stainless steel, [iii] oxides such as SiO 2 and Al 2 O 3 , and [iv] semiconductors such as n-Si A material selected from these can also be used.
  • the thickness of the support 11 is preferably 0.1 mm to 10 mm, more preferably 0.25 mm to 2 mm, although it depends on the required mechanical strength.
  • the anode layer 12 applies voltage between the cathode layer 14 and injects holes from the anode layer 12 into the light emitting layer 17.
  • the material used for the anode layer 12 needs to have electrical conductivity.
  • the work function is low, and the work function is preferably ⁇ 4.5 eV or less.
  • the electrical resistance does not change significantly with respect to the alkaline aqueous solution.
  • a metal, an alloy, or a metal oxide can be used as a material that satisfies such conditions.
  • the metal oxide include ITO (indium tin oxide) and IZO (indium-zinc oxide).
  • the metal include copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), titanium (Ti), tantalum (Ta), niobium (Nb), and the like.
  • An alloy such as stainless steel containing these metals can also be used.
  • the anode layer 12 can be formed with a thickness of 2 nm to 2 ⁇ m, for example.
  • the work function can be measured by, for example, ultraviolet photoelectron spectroscopy.
  • the surface of the anode layer 12 on the cathode layer 14 side (hereinafter, simply referred to as “the surface of the anode layer 12” unless otherwise specified) has microscopic unevenness when viewed to a certain extent microscopically, Further, there is a projection that is the most convex portion within the range.
  • Pillars 13 are provided between the anode layer 12 and the cathode layer 14 and are arranged in a predetermined distribution. Therefore, the anode layer 12 and the cathode layer 14 are kept at a predetermined interval at the location where the pillar 13 is formed.
  • FIG. 7A is a partial cross-sectional view illustrating an EL element when the pillar 13 is not provided.
  • FIG. 7B is an enlarged view of a part of FIG.
  • the EL element 50 shown in FIGS. 7A and 7B differs from the EL element 10 shown in FIGS. 1A and 1B in that the pillar 13 is not provided. That is, the substrate 11 is composed of three layers: an anode layer 12, a light emitting layer 17, and a cathode layer 14 formed on the substrate 11. For convenience of explanation, the unevenness of the anode layer 12 is highlighted in FIG. 7B.
  • the protruding portion of the anode layer 12 can be represented by, for example, the surface roughness (Rmax) when the reference length L is 50 ⁇ m, and is 10 nm or more and 200 nm or less. If a protrusion having such a size is present on the surface of the anode layer 12, current easily flows to the cathode layer 14 in this portion.
  • FIG. 7B such a portion is illustrated as a region B. And in this location, the luminescent material which comprises the light emitting layer 17 becomes easy to deteriorate from another area
  • short circuit When this short circuit occurs, no light is emitted at this location. In addition, current leakage occurs due to a short circuit. As a result, a current that is not used for light emission flows through the EL element 50, resulting in a decrease in light emission efficiency.
  • short circuit If the EL element 10 of the present embodiment is applied, this short circuit or the like does not become noticeable when Rmax is 200 nm or less.
  • Rmax can be calculated by measuring the surface of the anode layer 12 with an AFM or a stylus smoothness meter. In addition, after the pillar 13 is formed, the support 11 is broken and the cross section thereof is observed with an SEM, whereby the shape of the surface of the anode layer 12 can be obtained, so that Rmax can be calculated therefrom. is there.
  • pillars 13 arranged in a predetermined distribution are provided in the present embodiment.
  • the difference in the distance between the anode layer 12 and the cathode layer 14 will be further described in the case where the pillar 13 is not provided and the case where the pillar 13 is provided.
  • the surface roughness (Rmax) of the anode layer 12 in the cross-sectional area where the light emitting layer 17a is formed is h1.
  • the surface roughness (Rmax) of the anode layer 12 in the cross-sectional area where the light emitting layer 17b is formed is h3.
  • h1 and h3 are smaller than h0 (h1 ⁇ h0, h3 ⁇ h0).
  • the surface roughness (Rmax) of the anode layer 12 in the light emitting layer 17 (17a, 17b) tends to be small.
  • a short circuit or the like as described above is more likely to occur when the distance between the anode layer 12 and the cathode layer 14 approaches. Therefore, if the pillar 13 is provided as in the present embodiment, a short circuit or the like hardly occurs. Therefore, the light emission efficiency of the EL element 10 is likely to be improved, and the durability is likely to be increased.
  • the anode layer 12 can be used without being polished, the problem of residual polishing material on the surface of the anode layer 12 hardly occurs.
  • the surface roughness (Rmax) can be adjusted by adjusting the distribution of the pillars 13.
  • the distribution of the pillars 13 can be easily adjusted by adjusting the mask pattern during lithography or the like. Therefore, in the present embodiment, it is possible to easily reduce the number of locations where a short circuit or the like occurs without making the step of reducing the protruding portion of the anode layer 12 essential.
  • the pillar 13 is formed so that at least a part of the pillar 13 is included in a circular region having a diameter of 10 ⁇ m centering on an arbitrary position on the surface of the anode layer 12. Further, the diameter of the circular region is more preferably 3 ⁇ m, and further preferably 1 ⁇ m. Further, since the pillar 13 does not necessarily participate in light emission, if the area occupied by the surface of the anode layer 12 (“pillar area”) is large, the ratio of the area occupied by the light emitting layer 17 (“light emitting layer area”) decreases.
  • the area occupied by the pillar 13 with respect to the whole is preferably 3% to 80%, more preferably 6% to 70%. % To 60% is most preferred.
  • the pillar 13 is (2)
  • the light emitting layer 17 is formed so as to be included in a circular region having a diameter of 20 ⁇ m centering on an arbitrary position on the surface of the anode layer 12.
  • the diameter of the circular region is more preferably 6 ⁇ m, and further preferably 2 ⁇ m.
  • the pillar 13 has a plurality of pillars 13 arranged so as to satisfy the above conditions over the entire light emitting surface, but some of the pillars 13 are deficient, damaged or enlarged.
  • the pillar 13 can be used without any problem.
  • the pillar 13 is formed so as to satisfy the above (1) and (2) at a ratio of 95% or more. Moreover, this ratio can be evaluated by, for example, a pillar shape normality described later.
  • FIGS. 2A and 2B are views of the EL element 10 viewed from the II direction of FIG. 1, and are diagrams illustrating various forms of the distribution of the pillars 13. For convenience of explanation, FIGS. 2A and 2B show a state in which the cathode layer 14 is removed.
  • the EL element 10 shown in FIG. 2A shows a case where the pillar 13 has a circular shape when viewed from the II direction in FIG.
  • the pillar 13 has a substantially cylindrical shape in this case.
  • the pillars 13 are arranged with regularity, which is a so-called staggered arrangement.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib in FIG.
  • the EL element 10 shown in FIG. 2B has the EL element 10 shown in FIG. 2A in that the pillar 13 has a circular shape when viewed from the II direction in FIG.
  • the pillar 13 is described as being circular when viewed from the direction II in FIG. 1A.
  • the present invention is not limited to this.
  • the pillar 13 can take various shapes such as an elliptical shape, a quadrangular shape, a triangular shape, or an indefinite shape.
  • the surface of the light emitting layer 17 on the cathode layer 14 side is an inclined surface corresponding to the unevenness of the anode layer 12.
  • a line connecting a portion where one pillar 13 contacts the anode layer 12 and the light emitting layer 17 and a portion contacting the anode layer 12 and the light emitting layer 17 of the adjacent pillar 13. Is used in parallel.
  • this line is indicated by a dotted line T1 for the region of the light emitting layer 17a and by a dotted line T2 for the region of the light emitting layer 17b.
  • the surface roughness (Rmax) of the anode layer 12 can be further reduced. That is, in FIG. 1B, the surface roughness (Rmax) with reference to the dotted line T1 is h2. The surface roughness (Rmax) of the anode layer 12 with respect to the dotted line T2 is h4. Then, h2 takes a value smaller than h1 (h2 ⁇ h1), and similarly h4 takes a value smaller than h3 (h4 ⁇ h3).
  • the upper surfaces of the light emitting layers 17a and 17b are inclined corresponding to the dotted lines T1 and T2 as described above.
  • the upper surface of the light emitting layer 17a is the dotted line T1
  • the upper surface of the light emitting layer 17b is the dotted line.
  • the lower surface of the cathode layer 14 formed on the light emitting layers 17a and 17b is also inclined. As a result, the distance between the anode layer 12 and the cathode layer 14 becomes more uniform when viewed microscopically, and a short circuit or the like can be further prevented from occurring.
  • the height of the pillar 13 is preferably not more than 1 ⁇ m in order to suppress the thickness of the entire EL element 10. Moreover, since the voltage required for light emission may be low when the distance between the anode layer 12 and the cathode layer 14 is narrow, the lower the pillar 13 is more preferable as long as sufficient dielectric strength can be obtained with respect to this voltage. .
  • the current density of the current flowing between the anode layer 12 and the cathode layer 14 via the pillar 13 is preferably 0.1 mA / cm 2 or less. More preferably, it is 0.01 mA / cm 2 or less.
  • This current density can be estimated from, for example, a current flowing through an element having a pillar area of 100% manufactured under the same conditions as the target EL element.
  • the EL element 10 preferably withstands a voltage that is 2 V or more higher than the drive voltage. For example, when the driving voltage is 5 V, it is necessary to satisfy the above current density when a voltage of about 7 V is applied between the anode layer 12 and the cathode layer 14.
  • the height of the pillar 13 satisfying this is preferably 50 nm to 300 nm, more preferably 50 nm to 200 nm.
  • the material for forming the pillar 13 may be any material as long as it has the same or higher electrical resistance as the light emitting layer 17 because it exists between the anode layer 12 and the cathode layer 14.
  • the electric resistance is lower than that of the light emitting layer 17, the main current flows through the pillar 13, and thus the current flowing through the light emitting layer 17 for performing EL light emission is reduced accordingly.
  • it is preferable that it is a high resistivity material, and it is more preferable that it is an insulating material.
  • the electrical resistivity is preferably 10 8 ⁇ cm or more, more preferably 10 12 ⁇ cm or more.
  • Specific materials include metal nitrides such as silicon nitride, boron nitride, and aluminum nitride; metal oxides such as silicon oxide (silicon dioxide) and aluminum oxide, sodium fluoride, lithium fluoride, magnesium fluoride, and fluoride.
  • metal fluorides such as calcium and barium fluoride can be mentioned, but other polymer compounds such as polyimide, polyvinylidene fluoride, and parylene, and coating type silicone such as poly (phenylsilsesquioxane) can also be used. It is.
  • the cathode layer 14 applies a voltage between the anode layer 12 and injects electrons into the light emitting layer 17.
  • the material used for the cathode layer 14 is not particularly limited as long as it has electrical conductivity like the anode layer 12, but a material having a low work function and being chemically stable is preferable. .
  • the work function is preferably ⁇ 2.9 eV or less in view of chemical stability. Specifically, materials such as Al, MgAg alloy, Al and alkali metal alloys such as AlLi and AlCa can be exemplified.
  • the thickness of the cathode layer 14 is preferably 10 nm to 1 ⁇ m, more preferably 50 nm to 500 nm.
  • the cathode layer 14 may be made of an opaque material.
  • the cathode layer 14 is a solid film and covers the light emitting layer 17 as in the present embodiment, when it is desired to extract light not only from the support 11 side but also from the cathode layer 14 side, the cathode layer 14 Needs to be formed of a transparent material such as ITO.
  • a cathode buffer layer may be provided adjacent to the cathode layer 14 for the purpose of increasing the electron injection efficiency by lowering the electron injection barrier from the cathode layer 14 to the light emitting layer 17.
  • the cathode buffer layer needs to have a lower work function than the cathode layer 14, and a metal material is preferably used.
  • a metal material is preferably used.
  • alkali metals Na, K, Rb, Cs
  • alkaline earth metals Sr, Ba, Ca, Mg
  • rare earth metals Pr, Sm, Eu, Yb
  • fluorides or chlorides of these metals A simple substance selected from oxides or a mixture of two or more can be used.
  • the thickness of the cathode buffer layer is preferably from 0.05 nm to 50 nm, more preferably from 0.1 nm to 20 nm, still more preferably from 0.5 nm to 10 nm.
  • electron transport as an organic semiconductor layer containing a material made of an organic substance between the cathode buffer layer and the light emitting layer 17 is used.
  • a layer (not shown) can also be provided. Examples of materials that can be used for the electron transport layer include quinoline derivatives, oxadiazole derivatives, perylene derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, and the like.
  • the electron-transport layer is not limited to a single layer, and two or more layers including the above substances may be stacked.
  • the film thickness of the electron transport layer satisfying these conditions is specifically preferably 0.5 nm to 50 nm, and more preferably 1 nm to 10 nm.
  • a vacuum deposition method can be used by a resistance heating method using a generally used vacuum deposition apparatus.
  • the light emitting layer 17 is a layer containing a light emitting material that emits light by applying a voltage and supplying a current. In the light emitting layer 17, holes injected from the anode layer 12 and electrons injected from the cathode layer 14 are recombined to emit light.
  • the material of the light emitting layer 17 either an organic material or an inorganic material can be used.
  • the EL element 10 using an organic material can be regarded as an organic EL element.
  • an organic material when an organic material is used as the light-emitting material, either a low molecular compound or a high molecular compound can be used.
  • the luminescent low molecular weight compound and the luminescent high molecular weight compound described in Hiroshi Omori: Applied Physics, Vol. 70, No. 12, pp. 1419-1425 (2001) can be exemplified.
  • the light emitting layer 17 is easily formed along the top of the pillar 13. Therefore, the unevenness of the anode layer 12 is reflected on the surface of the formed light emitting layer 17.
  • the light emitting layer 17 is formed by a coating method, and the coating material has good wettability with respect to the material forming the pillar 13 and has excellent coating properties. Material is preferred. By using such a material, in the structure of the EL element 10 in the present embodiment, the light emitting layer 17 is formed uniformly between the pillars 13 and the film thickness is uniform, that is, coverage is improved.
  • the light emitting layer 17 emits light stably between the pillars 13, and the uniformity of the brightness of the emitted light is increased. Also, by performing UV-ozone treatment, oxygen plasma treatment, or the like after the pillar 13 is formed, the wettability of the coated surface is increased, so that the coverage property can be improved.
  • materials having a weight average molecular weight of 1,000 to 2,000,000 are preferably used mainly for the purpose of improving coating properties.
  • coating property improvement additives such as a leveling agent and a defoaming agent, can also be added, and binder resin with few charge trap ability can also be added.
  • the viscosity of the coating solution used in the coating method is preferably 10 cps (centipoise) or less, more preferably 8 cps, and even more preferably 5 cps. If the coating solution has a viscosity in this range, the liquid fluidity is high, so that it easily flows between the pillars 13 and easily forms a film. In the case of a coating solution having a viscosity exceeding 10 cps, care must be taken because a light emitting material is likely to be formed other than between the pillars 13 due to a decrease in fluidity.
  • examples of the material having excellent coatability include, for example, an arylamine compound having a predetermined structure and a molecular weight of 1500 to 6000 as disclosed in JP-A-2007-86639, and JP-A 2000-034476.
  • examples thereof include the predetermined polymeric fluorescent substances.
  • a light-emitting polymer compound is preferable in that the process of manufacturing the EL element 10 is simplified, and a phosphorescent compound is preferable in terms of high luminous efficiency. Therefore, a phosphorescent polymer compound is particularly preferable.
  • the addition amount of the low molecular light emitting material is preferably 30 wt% or less.
  • the light-emitting polymer compound can be classified into a conjugated light-emitting polymer compound and a non-conjugated light-emitting polymer compound, and among them, the non-conjugated light-emitting polymer compound is preferable.
  • the light-emitting material used in this embodiment is particularly preferably a phosphorescent non-conjugated polymer compound (a light-emitting material that is both a phosphorescent polymer and a non-conjugated light-emitting polymer compound).
  • the light-emitting layer 17 in the EL element 10 of the present invention is preferably a phosphorescent polymer (phosphorescent light-emitting device) having a phosphorescent unit that emits phosphorescence and a carrier-transporting unit that transports carriers in one molecule.
  • Organic material The phosphorescent polymer can be obtained by copolymerizing a phosphorescent compound having a polymerizable substituent and a carrier transporting compound having a polymerizable substituent.
  • the phosphorescent compound is a metal complex containing a metal element selected from iridium (Ir), platinum (Pt), and gold (Au), and among them, an iridium complex is preferable.
  • JP-A Nos. 2003-342325, 2003-119179, 2003-113246, and 2003-206320 JP-A-2003-147021, JP-A-2003-171391, JP-A-2004-346212, JP-A-2005-97589, and JP-A-2007-305734.
  • the light emitting layer 17 of the EL element 10 in the present embodiment preferably includes the phosphorescent compound described above, but includes a hole transporting compound or an electron transporting compound for the purpose of supplementing the carrier transportability of the light emitting layer 17. It may be.
  • the light emitting layer 17 can be formed even when the light emitting material used for the light emitting layer 17 is not the light emitting polymer compound described above but a light emitting low molecular weight compound.
  • the above-described light-emitting polymer compound can be added as a light-emitting material, and a hole-transporting compound or an electron-transporting compound can also be added.
  • the EL element 10 in the present embodiment can also use an inorganic material as the light emitter as described above.
  • the EL element 10 using an inorganic material can be regarded as an inorganic EL element.
  • an inorganic phosphor can be used as the inorganic material.
  • this inorganic phosphor and the configuration and manufacturing method of the EL element, for example, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-251531 can be cited as known techniques.
  • FIG. 3 (a) to 3 (f) are diagrams illustrating a method for manufacturing the EL element 10 to which the present exemplary embodiment is applied.
  • the anode layer 12 as the first electrode layer and the pillar 13 are sequentially stacked on the support 11 (FIG. 3A: stacking step).
  • a glass support is used as the support 11.
  • ITO was used as a material for forming the anode layer 12
  • silicon dioxide (SiO 2 ) was used as a material for forming the pillar 13.
  • a resistance heating vapor deposition method an electron beam vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, or the like can be used.
  • a coating film forming method that is, a method in which a target material is dissolved in a solvent and applied to the support 11 and dried
  • a spin coating method a dip coating method, an ink jet method, a printing method
  • a film using a method such as a spray method or a dispenser method.
  • the process of forming the anode layer 12 can be omitted by using a so-called electrode-attached substrate in which ITO is already formed on the support 11 as the anode layer 12.
  • the same effect as the surface treatment may be expected by performing a treatment (not shown) for forming the anode buffer layer.
  • a treatment for forming the anode buffer layer.
  • the film can be formed using a coating method such as a spray method, a spray coating method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, or an inkjet printing method.
  • the compound that can be used in the film formation by the wet process is not particularly limited as long as the compound has good adhesion to the light-emitting compound contained in the anode layer 12 and the light-emitting layer 17.
  • Examples thereof include conductive polymers such as PEDOT, which is a mixture of poly (3,4) -ethylenedioxythiophene and polystyrene sulfonate, and PANI, which is a mixture of polyaniline and polystyrene sulfonate.
  • an organic solvent such as toluene or isopropyl alcohol may be added to these conductive polymers.
  • the conductive polymer containing 3rd components, such as surfactant may be sufficient.
  • the surfactant is, for example, selected from the group consisting of alkyl groups, alkylaryl groups, fluoroalkyl groups, alkylsiloxane groups, sulfates, sulfonates, carboxylates, amides, betaine structures, and quaternized ammonium groups.
  • Surfactants containing one group are used, but fluoride-based nonionic surfactants can also be used.
  • the anode buffer layer when the anode buffer layer is produced by a dry process, the anode buffer layer can be formed by using a plasma treatment or the like exemplified in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-303412.
  • a method of forming a film of a single metal, a metal oxide, a metal nitride, or the like can be given.
  • Specific film forming methods include an electron beam evaporation method, a sputtering method, a chemical reaction method, a coating method, and a vacuum evaporation method. The method etc. can be used.
  • a part of the pillar 13 formed in the step of FIG. for example, a method using lithography can be used.
  • a resist solution is applied on the pillars 13, and the excess resist solution is removed by spin coating or the like to form a resist layer 71 (FIG. 3B).
  • the exposed portion of the pillar 13 is removed by etching using the remaining resist layer 71 as a mask (FIG. 3D).
  • etching method either dry etching or wet etching can be used. At this time, by combining isotropic etching and anisotropic etching, the shape of the portion to be removed can be controlled.
  • dry etching reactive ion etching (RIE) or inductively coupled plasma etching can be used.
  • RIE reactive ion etching
  • wet etching a method of immersing in dilute hydrochloric acid or dilute sulfuric acid can be used. By this etching, the surface of the anode layer 12 is exposed corresponding to the pattern.
  • Each process described with reference to FIGS. 3B to 3D can be regarded as a gap forming process for forming a gap between the pillars 13. At this time, the distribution of the pillars 13 can be adjusted by adjusting the mask pattern.
  • the above-described coating method is used for forming the light emitting layer 17. Specifically, a light emitting material solution in which a light emitting material constituting the light emitting layer 17 is first dispersed in a predetermined solvent such as an organic solvent or water is applied. When applying, various methods such as a spin coating method, a spray coating method, a dip coating method, an ink jet method, a slit coating method, a dispenser method, and a printing method can be used. After the application, the light emitting layer 17 is formed by drying the light emitting material solution by heating or vacuuming.
  • a predetermined solvent such as an organic solvent or water
  • the light emitting layer 17 can be formed so as to fill the gap between the pillars 13 by setting the coating conditions.
  • the light emitting layer 17 can also be formed so as to have an inclined surface between the pillars 13.
  • the cathode layer 14 as the second electrode layer is formed on the light emitting layer 17 (FIG. 3 (f): second electrode layer forming step).
  • the cathode layer 14 can be formed by a method similar to the method for forming the anode layer 12.
  • the EL element 10 can be manufactured through the above steps. Further, after these series of steps, it is preferable to use the EL element 10 stably for a long period of time and to attach a protective layer and a protective cover (not shown) for protecting the EL element 10 from the outside.
  • a protective layer polymer compounds, metal oxides, metal fluorides, metal borides, silicon compounds such as silicon nitride and silicon oxide, and the like can be used. And these laminated bodies can also be used.
  • a glass plate, a plastic plate whose surface has been subjected to low water permeability treatment, a metal, or the like can be used.
  • the protective cover is preferably bonded to the support 11 with a thermosetting resin or a photocurable resin and sealed.
  • a spacer because a predetermined space can be maintained and the EL element 10 can be prevented from being damaged. If an inert gas such as nitrogen, argon, or helium is sealed in this space, it becomes easy to prevent the upper cathode layer 14 from being oxidized. In particular, when helium is used, heat conduction is high, and thus heat generated from the EL element 10 when voltage is applied can be effectively transmitted to the protective cover, which is preferable. Furthermore, by installing a desiccant such as barium oxide in this space, it becomes easy to suppress the moisture adsorbed in the series of manufacturing steps from damaging the EL element 10.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a display device using an EL element in this embodiment.
  • a display device 200 shown in FIG. 4 is a so-called passive matrix type display device, and includes a display device support 202, an anode wiring 204, an anode auxiliary wiring 206, a cathode wiring 208, an insulating film 210, a cathode partition wall 212, and an EL element 214. , A sealing plate 216, and a sealing material 218.
  • the display device support 202 for example, a transparent support such as a rectangular glass support can be used.
  • the thickness of the display device support 202 is not particularly limited, but for example, a thickness of 0.1 mm to 1 mm can be used.
  • a plurality of anode wirings 204 are formed on the display device support 202.
  • the anode wirings 204 are arranged in parallel at a constant interval.
  • the anode wiring 204 is made of a transparent conductive film, and for example, ITO (Indium Tin Oxide) can be used.
  • the thickness of the anode wiring 204 can be set to 100 nm to 150 nm, for example.
  • An anode auxiliary wiring 206 is formed on the end of each anode wiring 204.
  • the anode auxiliary wiring 206 is electrically connected to the anode wiring 204.
  • the anode auxiliary wiring 206 functions as a terminal for connecting to the external wiring on the end side of the display device support 202, and the anode auxiliary wiring 206 is provided from a driving circuit (not shown) provided outside. A current can be supplied to the anode wiring 204 through the wiring.
  • the anode auxiliary wiring 206 is made of a metal film having a thickness of 500 nm to 600 nm, for example.
  • a plurality of cathode wirings 208 are provided on the EL element 214.
  • the plurality of cathode wirings 208 are arranged so as to be parallel to each other and orthogonal to the anode wiring 204.
  • As the cathode wiring 208 Al or an Al alloy can be used.
  • the thickness of the cathode wiring 208 is, for example, 100 nm to 150 nm.
  • a cathode auxiliary wiring (not shown) is provided at the end of the cathode wiring 208 and is electrically connected to the cathode wiring 208. Therefore, current can flow between the cathode wiring 208 and the cathode auxiliary wiring.
  • An insulating film 210 is formed on the display device support 202 so as to cover the anode wiring 204.
  • the insulating film 210 is provided with a rectangular opening 220 so as to expose a part of the anode wiring 204.
  • the plurality of openings 220 are arranged in a matrix on the anode wiring 204.
  • an EL element 214 is provided between the anode wiring 204 and the cathode wiring 208 as described later. That is, each opening 220 is a pixel. Accordingly, a display area is formed corresponding to the opening 220.
  • the film thickness of the insulating film 210 can be, for example, 200 nm to 300 nm, and the size of the opening 220 can be, for example, 300 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m.
  • An EL element 214 is formed at a position corresponding to the position of the opening 220 on the anode wiring 204.
  • the anode wiring 204 replaces the support 11
  • the anode layer 12, the pillar 13, the cathode layer 14, and the light emitting layer 17 (see FIG. 1) are directly on the anode wiring 204. Is formed.
  • the EL element 214 is sandwiched between the anode wiring 204 and the cathode wiring 208 in the opening 220. That is, the anode layer 12 of the EL element 214 is in contact with the anode wiring 204, and the cathode layer 14 is in contact with the cathode wiring 208.
  • the thickness of the EL element 214 can be, for example, 150 nm to 200 nm.
  • a plurality of cathode partitions 212 are formed on the insulating film 210 along a direction perpendicular to the anode wiring 204.
  • the cathode partition 212 plays a role in spatially separating the plurality of cathode wirings 208 so that the wirings of the cathode wirings 208 are not electrically connected to each other. Accordingly, the cathode wiring 208 is disposed between the adjacent cathode partition walls 212.
  • a cathode partition with a height of 2 to 3 ⁇ m and a width of 10 ⁇ m can be used.
  • the display device support 202 is bonded to each other through a sealing plate 216 and a sealing material 218. Thereby, the space in which the EL element 214 is provided can be sealed, and the EL element 214 can be prevented from being deteriorated by moisture in the air.
  • a sealing plate 216 for example, a glass plate having a thickness of 0.7 mm to 1.1 mm can be used as the support.
  • a current is supplied to the EL element 214 by a driving device (not shown) via the anode auxiliary wiring 206 and the cathode auxiliary wiring (not shown) to cause the light emitting layer 17 to emit light.
  • Light can be emitted from between (see FIG. 1).
  • an image can be displayed on the display device 200.
  • Such a display device 200 displays an image or a pictograph by blinking each pixel independently.
  • each pixel is not easily lit due to a short circuit or the like. The function as a display device is impaired. For this reason, the EL element of this embodiment which can suppress a short circuit etc. is useful.
  • FIG. 5 illustrates an example of a lighting device including an EL element in this embodiment.
  • the lighting device 300 shown in FIG. 5 includes the EL element 10 described above, and a terminal 302 installed adjacent to the support 11 (see FIG. 1) of the EL element 10 and connected to the anode layer 12 (see FIG. 1).
  • the terminal 303 connected adjacent to the support 11 (see FIG. 1) and connected to the cathode layer 14 (see FIG. 1) of the EL element 10, and the terminal 302 and the terminal 303 are connected to drive the EL element 10.
  • a lighting circuit 301 for the purpose.
  • the lighting circuit 301 has a DC power source (not shown) and a control circuit (not shown) inside, and supplies a current between the anode layer 12 and the cathode layer 14 of the EL element 10 through the terminal 302 and the terminal 303. Then, the EL element 10 is driven, the light emitting layer 17 (see FIG. 1) emits light, the light is emitted through the support 11, and used as illumination light.
  • the light emitting layer 17 may be made of a light emitting material that emits white light, and each of the EL elements 10 using light emitting materials that emit green light (G), blue light (B), and red light (R). A plurality of them may be provided so that the combined light is white.
  • the lighting device 300 when light is emitted with a small interval between the pillars 13 (see FIG. 1), it appears to the human eye that surface light is emitted.
  • Such a lighting device 300 provides light by lighting a single element with a large area, but when the EL element of this embodiment is not used, one part of the light emitting surface does not light due to a short circuit or the like. As a result, the entire display device 300 is not turned on, and the function is impaired. For this reason, the EL element of this embodiment which can suppress a short circuit etc. is useful.
  • a voltage is applied to the EL element with a reverse bias (that is, a positive voltage is applied to the cathode layer 14 side and a negative voltage is applied to the anode layer 12 side), and a current value at that time is measured to evaluate a short circuit or the like. It was. That is, in the reverse bias state, current does not normally flow through the EL element, but current flows when there is a short circuit or the like. As the current value increases, more short circuits and the like occur.
  • a voltage of 15 V is applied with a reverse bias to an EL element having an emission area of 10 mm ⁇ 10 mm, and the current value (short-circuit current) in that case is measured.
  • a current is passed through the EL element to emit light, and the luminance is measured over time.
  • evaluation was performed by passing a current of 10 mA through an EL element having a light emitting surface of 10 mm ⁇ 10 mm.
  • the EL element was immersed in chloroform and allowed to stand for 24 hours to obtain a sample comprising the support 11, the anode layer 12, and the pillar 13 (that is, the light emitting layer 17 and the cathode layer 14 were removed).
  • a computer image of a portion surrounded by a square having a side of 100 ⁇ m was obtained on the surface of this sample by using AFM (manufactured by Keyence, VN8010).
  • an arbitrary X, Y coordinate is extracted from this image using a random number table, and the distance between the pillars 13 (the distance between the pillars 13 in the specification of this EL element) that should be here is the diameter (S).
  • the presence or absence of the pillar 13 in the circle was confirmed (counted as 1 if present and 0 as not). Further, a circle having a diameter of 2 S ⁇ m centered on the same point was drawn, and the presence or absence of the light emitting layer 17 was confirmed. In each case, the count number A (600 in the specification) as a result of measuring 300 points was calculated, and A / 600 was taken as the pillar shape normality.
  • Example A-1 [Preparation of phosphorescent polymer compound]
  • E-2 iridium complex having a polymerizable substituent
  • E-54 hole transporting compound
  • E-66 Electron transporting compound
  • E-2 iridium complex having a polymerizable substituent
  • E-54 hole transporting compound
  • E-66 Electron transporting compound
  • V-601 Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the reaction solution was dropped into acetone to cause precipitation, and the reprecipitation purification with dehydrated toluene-acetone was repeated three times to purify the phosphorescent polymer compound.
  • dehydrated toluene and acetone those obtained by further distilling a high-purity grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. were used.
  • the solvent after the third reprecipitation purification was analyzed by high performance liquid chromatography, it was confirmed that no substance having absorption at 400 nm or more was detected in the solvent. That is, this means that the solvent contains almost no impurities, which means that the phosphorescent polymer compound has been sufficiently purified.
  • the purified phosphorescent polymer compound was vacuum dried at room temperature for 2 days. As a result, it was confirmed by high performance liquid chromatography (detection wavelength 254 nm) that the phosphorescent polymer compound (ELP) obtained had a purity exceeding 99.9%.
  • a nm silicon dioxide (SiO 2 ) layer was formed on the ITO film using a sputtering apparatus (E-401s manufactured by
  • a photoresist (AZ 1500 made by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) was formed to a thickness of about 1 ⁇ m by spin coating. After exposure with ultraviolet rays, the resist layer 71 was patterned by developing with 1.2% TMAH (Tetra methyl ammonium hydroxide: (CH 3 ) 4 NOH).
  • the silicon dioxide layer was patterned as shown in FIG. 2A by dry etching using a reactive ion etching apparatus (RIE-200iP manufactured by Samco Corporation).
  • RIE-200iP reactive ion etching apparatus
  • a gap formed between the pillars 13 was formed.
  • the pillar 13 has a cylindrical shape with a radius of 0.5 ⁇ m and a depth of 100 nm.
  • the distance between the pillars 13 was 0.5 ⁇ m (that is, the center positions of the pillars 13 were separated from each other by 1 ⁇ m).
  • the EL element 10 was able to be manufactured through the above steps.
  • Examples A-2 to A-6, Comparative Example A-1) An EL element 10 was produced in the same manner as in Example A-1, except that the distance between pillars was changed as shown in Table 1.
  • Example A-2 An EL element 50 shown in FIG. 7 was produced.
  • the EL element 50 can be manufactured by sequentially laminating the anode layer 12, the light emitting layer 17, and the cathode layer 14 on the support 11. At this time, the materials and thicknesses of the light emitting layer 17 and the cathode layer 14 were the same as those in Example A-1.
  • Examples A-7 to A-8, Comparative Examples A-3 to A-4) An EL element 10 was produced in the same manner as in Example A-1, except that the height of the pillar 13 was changed as shown in Table 1.
  • Examples A-1 to A-8 and Comparative Example A-1 are compared, the smaller the distance between the pillars 13 is, the better the results are for both the evaluation of short circuit and the durability. Further, when the distance between the pillars 13 of Comparative Example A-1 exceeds 10 ⁇ m and is 20 ⁇ m, and when the pillar 13 of Comparative Example A-2 is not provided, the lighting is not turned on during the durability evaluation. It was. This shows that the distance between the pillars 13 needs to be 10 ⁇ m or less. In other words, the pillar 13 needs to be formed so that at least a part thereof is included in an arbitrary circular region having a diameter of 10 ⁇ m between the anode layer 12 and the cathode layer 14.
  • Examples B-1 to B-10 The EL element 10 in which the pillar 13 was 1 ⁇ m in diameter and the distance between pillars was changed as shown in Table 2 to change the occupied area ratio of the pillar 13 was manufactured.
  • the occupation area ratio of the pillar 13 was calculated from the pattern of the photomask used for processing the pillar 13. Others were the same as Example A-1.
  • Examples C-1 to C-3 Thirty EL elements 10 manufactured by the method of Example A-2 were prepared, and the pillar shape normality was measured for each of them. Among these, the highest numerical value, the average, and the lowest numerical value was taken out. They were 100% (Example C-1), 97% (Example C-2), and 95% (Example C-3), respectively.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the surface roughness (Rmax) and a short circuit.
  • Rmax surface roughness
  • FIG. 6 in the EL element 50 of Comparative Example A-2, as the surface roughness (Rmax) increases, the short circuit and the like increase remarkably.
  • the EL element 10 of Example A-1 does not increase so much. From this, it can be seen that the short circuit and the like can be effectively suppressed by adopting the structure of the EL element 10 of the present embodiment.
  • the structure of the EL element 10 of the present embodiment is more effective when the surface roughness (Rmax) of the anode layer 12 is 10 nm or more and it is desired to suppress a short circuit or the like.

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Abstract

陽極層１２と、陽極層１２に対向して配される陰極層１４と、陽極層１２と陰極層１４に挟まれた空間に形成されるピラー１３と、ピラー１３が形成される箇所以外の箇所において形成される発光層１７と、を備え、ピラー１３は、以下の（１）～（２）を９５％以上の割合で満たすように形成されることを特徴とするＥＬ素子１０。これにより、発光ムラや短絡等が生じにくく、高い耐久性を有するＥＬ素子等を提供する。　（１）陽極層１２の表面上の任意の位置を中心とする直径１０μｍの円形領域内に、ピラー１３の少なくとも一部が含まれる。　（２）陽極層１２の表面上の任意の位置を中心とする直径２０μｍの円形領域内に、発光層１７の少なくとも一部が含まれる。

Description

ＥＬ素子、ＥＬ素子の製造方法、表示装置および照明装置
　本発明は、例えば、表示装置や照明装置に用いられるＥＬ素子等に関する。
　近年、エレクトロルミネセンス現象を利用したデバイスが重要度を増している。このようなデバイスとして、発光材料を層状に形成し、この発光層に陽極と陰極とからなる一対の電極を設けて電圧を印加することで発光を行わせるＥＬ（Electro-Luminescence）素子（電界発光素子）が注目を集めている。このようなＥＬ素子は、陽極と陰極の間に電圧を印加することで、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子を注入し、注入された電子と正孔とが、発光層で結合することにより生じるエネルギーを利用して発光を行う。即ち、ＥＬ素子は、この結合によるエネルギーで発光層の発光材料が励起され、励起状態から再び基底状態に戻る際に光を発生する現象を利用したデバイスである。
　このＥＬ素子を表示装置として使用した場合、発光材料が自己発光であるため、表示装置としての応答速度が速く、視野角が広いという特徴を有する。更にＥＬ素子の構造上、表示装置の薄型化が容易になるという利点もある。また発光材料として例えば有機物質を利用した有機ＥＬ素子の場合は、有機物質の選択によって色純度の高い光を発生させやすく、そのため色再現域を広くとることが可能であるという特徴がある。
　更に、ＥＬ素子は、白色での発光も可能であり、面発光であることから、このＥＬ素子を照明装置に組み込んで利用する用途も提案されている。
　特許文献１には、陽極、有機発光層を含み少なくとも一層からなる有機層、及び陰極を備えた有機エレクトロルミネセンス素子において、陽極の少なくとも有機層と接合する面は、日本工業規格（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＪＩＳ Ｂ ０６０１－２００１）において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ)が５０オングストローム以下で形成されることが開示されている。
　また特許文献２には、透明なガラス支持体上に順に積層された、少なくとも１以上の陽極と、有機化合物層からなる正孔輸送層と発光層等と、陰極と、を有する有機薄膜ＥＬ素子であって、陽極の表面粗さの最大値Ｒｍａｘが５０ｎｍ未満又は陽極の表面粗さの平均値Ｒａが５ｎｍ未満で、及び／又は、陽極の表面の水に対する接触角が２０度未満である構成を有しているものが開示されている。
特開平９－２４５９６５号公報 特開平９－７７７０号公報
　ここで一般に、ＥＬ素子の電極層に凹凸が存在すると微視的に見た場合に電極層と発光層の接触面積は増加する。そのため発光効率が向上しやすくなる。ところが、電極層の凹凸に起因して電流の集中や短絡を生ずる箇所が生じ、これによりＥＬ素子の耐久性が低下することがあった。これを抑制するため表面平滑度性の高い基板を用いる方法は、通常、電極層表面あるいはガラス基板表面を研磨する研磨工程が別途必要になる。そして研磨に際して使用する研磨剤が電極層表面に残留しやすいため、高アルカリ洗剤等による過酷な条件による精密洗浄工程が更に必要となる。そのためこれらの工程の追加によりＥＬ素子の製造費用が増大するとともに、精密洗浄工程により電極層が劣化する場合があった。
　上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を備える。
　本発明のＥＬ素子は、第１の電極層と、第１の電極層に対向して配される第２の電極層と、第１の電極層と第２の電極層に挟まれた空間に形成されるピラーと、ピラーが形成される箇所以外の箇所において形成される発光層と、を備え、ピラーは、以下の（１）～（２）を９５％以上の割合で満たすように形成されることを特徴とする。
　（１）第１の電極層の表面上の任意の位置を中心とする直径１０μｍの円形領域内に、ピラーの少なくとも一部が含まれる。
　（２）第１の電極層の表面上の任意の位置を中心とする直径２０μｍの円形領域内に、発光層の少なくとも一部が含まれる。
　ここで、第１の電極層は、ピラーが形成される側の面の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が基準長さＬを５０μｍとしたときに１０ｎｍ以上であることが好ましい。
　またピラーは、高さが５０ｎｍ～３００ｎｍであることが好ましく、略円柱形状をなすことが更に好ましい。
　更に発光層は、燐光発光する有機材料を含むことが好ましい。
　また本発明のＥＬ素子の製造方法は、支持体の上に第１の電極層を形成し、第１の電極層上に、以下の（１）～（２）を９５％以上の割合で満たすようにピラーを形成し、ピラーが形成される箇所以外の箇所に発光層を塗布法で形成し、ピラーおよび発光層の上に第２の電極層を形成することを特徴とする。
　（１）第１の電極層の表面上の任意の位置を中心とする直径１０μｍの円形領域内に、ピラーの少なくとも一部が含まれる。
　（２）第１の電極層の表面上の任意の位置を中心とする直径２０μｍの円形領域内に、発光層の少なくとも一部が含まれる。
　ここで、塗布法は、スピンコーティング法、インクジェット法、印刷法、スリットコーティング法のいずれかであることが好ましい。
　また本発明の表示装置は、上記のＥＬ素子を備えることを特徴とする。
　また本発明の照明装置は、上記のＥＬ素子を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、発光ムラや短絡等が生じにくく、高い耐久性を有するＥＬ素子等を提供できる。
（ａ）は、本実施の形態が適用されるＥＬ素子の一例を説明した部分断面図である。（ｂ）は、（ａ）の一部を拡大した図である。 （ａ）～（ｂ）は、図１のＩＩ方向からＥＬ素子を見た図であり、ピラーの分布の種々の形態について説明した図である。 （ａ）～（ｆ）は、本実施の形態が適用されるＥＬ素子の製造方法について説明した図である。 本実施の形態におけるＥＬ素子を用いた表示装置の一例を説明した図である。 本実施の形態におけるＥＬ素子を備える照明装置の一例を説明した図である。 表面粗さ（Ｒｍａｘ）と短絡等の関係を示した図である。 （ａ）は、ピラーを設けなかった場合のＥＬ素子について説明した部分断面図である。また（ｂ）は、（ａ）の一部を拡大した図である。
（ＥＬ素子）
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　図１（ａ）は、本実施の形態が適用されるＥＬ素子の一例を説明した部分断面図である。また図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部を拡大した図である。
　図１（ａ）に示したＥＬ素子１０は、支持体１１と、支持体１１側を下側とした場合に支持体１１上に形成され正孔を注入するための第１の電極層としての陽極層１２と、陽極層１２に対向して配され電子を注入するための第２の電極層としての陰極層１４と、陽極層１２と陰極層１４に挟まれた空間に形成され、電圧を印加することで発光する発光材料を含む発光層１７とが積層した構造を採る。また発光層１７には、予め定められた分布で配される絶縁性のピラー１３が、発光層１７を貫通する形で形成されている。つまり発光層１７は、陽極層１２と陰極層１４の間のピラー１３が形成される箇所以外の箇所に形成されている。
　支持体１１は、陽極層１２、ピラー１３、陰極層１４、発光層１７を形成する基板となるものである。支持体１１には、ＥＬ素子１０に要求される機械的強度を満たす材料が用いられる。
　支持体１１の材料としては、ＥＬ素子１０の支持体１１側から光を取り出したい場合は、発光する光の波長に対して透明な材料を用いる。具体的には、サファイアガラス、ライムソーダガラス、石英ガラスなどのガラス類；アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂などの透明樹脂；シリコン樹脂；窒化アルミ、アルミナなどの透明金属酸化物などが挙げられる。なお支持体１１として、上記透明樹脂からなる樹脂フィルム等を使用する場合は、水、酸素などのガスに対するガス透過性が低いことが好ましい。ガス透過性が高い樹脂フィルム等を使用する場合は、光の透過性を損なわない範囲でガスの透過を抑制するバリア性薄膜を形成することが好ましい。
　ＥＬ素子１０の支持体１１側から光を取り出す必要がない場合は、支持体１１の材料としては、透明な材料に限られず、不透明な材料も使用できる。具体的には、上記材料に加えて、［i]シリコン（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、もしくはニオブ（Ｎｂ）の単体、またはこれらの合金、[ii]ステンレス鋼、[iii]ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などの酸化物、及び、[iv]ｎ－Ｓｉなどの半導体、などから選ばれる材料も使用することができる。
　支持体１１の厚さは、要求される機械的強度にもよるが、好ましくは、０．１ｍｍ～１０ｍｍ、より好ましくは０．２５ｍｍ～２ｍｍである。
　陽極層１２は、陰極層１４との間で電圧を印加し、陽極層１２より発光層１７に正孔を注入する。陽極層１２に使用される材料としては、電気伝導性を有するものであることが必要である。具体的には仕事関数が低いものであり、仕事関数は、－４．５ｅＶ以下であることが好ましい。加えて、アルカリ性水溶液に対し、電気抵抗が顕著に変化しないことが好ましい。
　このような条件を満たす材料として、金属、合金、または、金属酸化物が使用できる。ここで、金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（インジウム－亜鉛酸化物）が挙げられる。また金属としては、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）等が挙げられる。そしてこれらの金属を含むステンレス等の合金も使用できる。陽極層１２の厚さは、例えば、２ｎｍ～２μｍで形成することができる。なお仕事関数は、例えば、紫外線光電子分光分析法により測定することができる。
　また陽極層１２の陰極層１４側の表面（以降、特に断りの無い限り、単に「陽極層１２の表面」という）には、微視的にある程度の範囲を見た場合、凹凸が存在し、更にその範囲内で最も凸な部分である突起部が存在する。詳しくは後述するが本実施の形態において、説明の都合上、図１（ｂ）において、この凹凸を強調して図示した。
　ピラー１３は、陽極層１２と陰極層１４の間に設けられ、予め定められた分布で配される。そのためピラー１３が形成された箇所において、陽極層１２と陰極層１４とは、所定の間隔にて保たれる。
　図７（ａ）は、ピラー１３を設けなかった場合のＥＬ素子について説明した部分断面図である。また図７（ｂ）は、図７（ａ）の一部を拡大した図である。
　図７（ａ）～（ｂ）に示したＥＬ素子５０は、図１（ａ）～（ｂ）に示したＥＬ素子１０に比較して、ピラー１３を設けなかったことが異なる。即ち、支持体１１と、支持体１１上に形成される陽極層１２、発光層１７、陰極層１４の３つの層からなる。なお説明の便宜上、図７（ｂ）において陽極層１２の凹凸を強調して図示している。
　ＥＬ素子５０に対し、陽極層１２と陰極層１４との間で電圧を印加すると、陽極層１２から正孔が注入され、陰極層１４から電子が注入される。そしてＥＬ素子５０は、正孔と電子が発光層１７において再結合することで発光を行なう。ここで、陽極層１２の突起部は、例えば、基準長さＬを５０μｍとしたときの表面粗さ（Ｒｍａｘ）で表すことができ、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。この程度の大きさの突起部が陽極層１２の表面に存在すると、この部分において、陰極層１４へと、電流がより流れやすくなる。つまり陽極層１２と陰極層１４との間の距離が突起部において、より接近するため、発光層１７による抵抗が小さくなる。そのためより大きな電流がこの箇所において流れることになる。図７（ｂ）では、このような箇所を領域Ｂとして例示している。そしてこの箇所では、他の領域より発光層１７を構成する発光材料が劣化しやすくなる。そのためＥＬ素子５０の寿命が短くなりやすい。つまりＥＬ素子５０の耐久性が低くなりやすい。また更に突起部が大きくなり、陽極層１２と陰極層１４との距離が更に接近すると、短絡が生ずる場合がある。図７（ｂ）では、このような箇所を領域Ｃとして例示している。この短絡が生じると、この箇所では発光が生じない。また短絡により電流漏れが生ずる。その結果、ＥＬ素子５０には発光を行なうために使用されない電流が流れることとなり、発光効率の低下が生ずる。なお以下、このような電流が大きくなる場合や短絡が生ずる場合を合わせて「短絡等」と言う場合がある。
　本実施の形態のＥＬ素子１０を適用すれば、Ｒｍａｘが２００ｎｍ以下では、この短絡等が顕著にならない。なお、Ｒｍａｘの算出は、ＡＦＭあるいは触針平滑度計で陽極層１２表面を測定することで求めることができる。また、ピラー１３を形成した後においては、支持体１１を破断し、その断面をＳＥＭで観察し、これにより陽極層１２表面の形状を得ることができるので、これからＲｍａｘを算出することが可能である。
　このような短絡等が生ずる問題を解決するため、本実施の形態では、予め定められた分布で配されるピラー１３を設けている。以下、図１（ａ）～（ｂ）に戻り、ピラー１３を設けなかった場合と、設けた場合とで、陽極層１２と陰極層１４との距離の差異について更に説明を行なう。
　図１（ｂ）において、ピラー１３を設けなかった場合は、この図１（ｂ）に示した断面領域において陽極層１２の凹凸の突起部と凹部の最大の距離としての表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、ｈ０である。それに対し、ピラー１３を設けた場合、発光層１７ａが形成される断面領域での陽極層１２の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、ｈ１である。更に発光層１７ｂが形成される断面領域での陽極層１２の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、ｈ３である。本実施の形態の場合、ｈ１およびｈ３の方がｈ０より小さい（ｈ１＜ｈ０、ｈ３＜ｈ０）。つまりピラー１３を設けることにより、発光層１７（１７ａ，１７ｂ）における陽極層１２の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、小さくなりやすい。上述したような短絡等は、陽極層１２と陰極層１４との距離が接近した場合に、より生じやすくなる。そのため本実施の形態のようにピラー１３を設けると短絡等が生じにくくなる。そのためＥＬ素子１０の発光効率が向上しやすくなり、耐久性が高くなりやすい。また本実施の形態の場合、陽極層１２を研磨せずに使用することもできるため、研磨材の陽極層１２の表面への残留の問題も生じにくい。
　もし、突起部が小さい陽極層１２を得るには、例えば、特許文献１に開示されるようにその下地である支持体１１の表面および／または陽極層１２表面を研磨する必要がある。但し、陽極層１２の表面全体を研磨するだけで、一様に表面粗さ（Ｒｍａｘ）の調整を行なうことは、実際には困難である。一方、本実施の形態では、ピラー１３の分布の調整を行なうことで表面粗さ（Ｒｍａｘ）の調整を行なえる。そして詳しくは後述するが、ピラー１３の分布の調整は、リソグラフィ等を行なう際のマスクのパターンの調整により容易に行なうことができる。そのため本実施の形態では、陽極層１２の突起部を小さくする工程を必須とせずに、短絡等が生ずる箇所を減少させることが容易にできる。
　ピラー１３の分布を調整することにより、陽極層１２の表面の微視的に見たＲｍａｘを十分小さくすることができる。このためには、
　（１）陽極層１２の表面上の任意の位置を中心とする直径１０μｍの円形領域内に、ピラー１３の少なくとも一部が含まれるように、ピラー１３を形成する。
　またこの円形領域の直径は、３μｍであることがより好ましく、１μｍであることが更に好ましい。
　また、ピラー１３は必ずしも発光に関与しないために、これが陽極層１２の表面に占める面積（“ピラー面積“）が大きいと発光層１７が占める面積（“発光層面積“）の割合が小さくなる。他方、この面積が小さすぎると、ピラー１３の十分な機械的強度が得られないために、特別な素子作製工程が必要となる。具体的には、全体（つまり、発光層１７の占める面積及びピラー１３の占める面積の合計）に対するピラー１３の占める面積は、３％～８０％が好ましく、６％～７０％がより好ましく、１０％～６０％が最も好ましい。
　さらに、ピラー１３の占める面積が高い部分が偏在すると、この部分でのＥＬ発光強度が他の部分より弱くなるために、ＥＬ発光ムラの原因となりやすい。従って、ピラー１３は、
　（２）陽極層１２の表面上の任意の位置を中心とする直径２０μｍの円形領域内に、発光層１７の少なくとも一部が含まれるように形成する。
　またこの円形領域の直径は、６μｍであることがより好ましく、２μｍであることが更に好ましい。
　ピラー１３は、発光面全体に渡って、上の条件を満たすように複数のピラー１３が配置されていることが理想であるが、複数のピラー１３のうち、その一部に欠損、破損、肥大したピラー１３を含む場合において、これが発光面全体に対して占める割合が小さな場合であれば、問題なく使用できる。具体的には、ピラー１３は、上記（１）～（２）を９５％以上の割合で満たすように形成される。またこの割合は、例えば、後述するピラー形状正常度により評価することができる。
　なお、ピラー１３は、個々に独立していてもよいし、この構造の一部が隣り合うピラー１３と重なりあっていてもよい。
　図２（ａ）～（ｂ）は、図１のＩＩ方向からＥＬ素子１０を見た図であり、ピラー１３の分布の種々の形態について説明した図である。なお説明の便宜上、図２（ａ）～（ｂ）では、陰極層１４を取り除いた状態について図示している。
　ここで図２（ａ）に示したＥＬ素子１０は、ピラー１３が、図１（ａ）のＩＩ方向から見た場合に円形状になる場合を示している。つまり、ピラー１３は、この場合、略円柱形状となる。そしてピラー１３は、規則性を有して配列しており、いわゆる千鳥状の配列になっている。なお図１（ｂ）は、図２（ａ）におけるＩｂ－Ｉｂ断面図であると把握することができる。
　また図２（ｂ）に示したＥＬ素子１０は、ピラー１３が、図１（ａ）のＩＩ方向から見た場合に円形状になるという点では、図２（ａ）に示したＥＬ素子１０と同様であるが、配列に規則性がないという点で異なる。
　なお図２（ａ）～（ｂ）では、ピラー１３は、図１（ａ）のＩＩ方向から見た場合に円形状となる場合について説明を行なったが、これに限られるものではなく、形状については、特に制限はない。例えば、図１（ａ）のＩＩ方向から見た場合に、ピラー１３が、楕円形状、四角形状、三角形状、不定形状になる等、種々の形状を採ることができる。
　また発光層１７は、陰極層１４側の面が陽極層１２の凹凸に対応した傾斜面であることが好ましい。本実施の形態では、この傾斜面として、１つのピラー１３が陽極層１２および発光層１７と接触する箇所と、隣接するピラー１３の陽極層１２および発光層１７と接触する箇所とを結んだ線と平行になるような形態を採用している。図１（ｂ）においてこの線は、発光層１７ａの領域については、点線Ｔ１で、発光層１７ｂの領域については、点線Ｔ２で図示している。
　このようにすることで、陽極層１２の表面粗さ（Ｒｍａｘ）を更に小さくすることができる。つまり、図１（ｂ）において、点線Ｔ１を基準とした表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、ｈ２である。また点線Ｔ２を基準とした場合の陽極層１２の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、ｈ４となる。そしてｈ２は、ｈ１より小さい値を採り（ｈ２＜ｈ１）、同様にしてｈ４は、ｈ３より小さい値を採る（ｈ４＜ｈ３）。ここで発光層１７ａ，１７ｂの上面は、上述の通り点線Ｔ１，Ｔ２に対応して傾斜している、この場合、発光層１７ａの上面は、点線Ｔ１と、また発光層１７ｂの上面は、点線Ｔ２と平行である。発光層１７ａ，１７ｂ上に形成される陰極層１４の下面も同様に傾斜する傾斜面となる。その結果、陽極層１２と陰極層１４との距離は、微視的に見て、より均一化することになり、短絡等を更に生じにくくすることができる。
　ピラー１３の高さとしては、ＥＬ素子１０全体の厚さを抑えるために１μｍを越えないことが好ましい。また、陽極層１２と陰極層１４との間隔が狭い方が、発光のために必要な電圧が低くて済むので、この電圧に対し絶縁耐力が十分得られる限り、ピラー１３は低い方がより好ましい。ここで前記絶縁耐力を有するとみなせる指標としては、ピラー１３を経由して陽極層１２と陰極層１４の間に流れる電流の電流密度が、０．１ｍＡ／ｃｍ２以下であることが好ましく、０．０１ｍＡ／ｃｍ２以下であることがより好ましい。この電流密度は、例えば、対象となるＥＬ素子と同条件で作製されたピラー面積１００％の素子に流れる電流より推定できる。またＥＬ素子１０は、その駆動電圧より２Ｖ以上高い電圧に耐えることが好ましい。例えば、駆動電圧が５Ｖである場合は、陽極層１２と陰極層１４の間に約７Ｖの電圧を印加した場合に上記の電流密度を満たすことが必要である。これを満たすピラー１３の高さとしては、好ましくは、５０ｎｍ～３００ｎｍ、更に好ましくは５０ｎｍ～２００ｎｍで作製するのがよい。
　ピラー１３を形成する材料としては、陽極層１２と陰極層１４との間に存在するために、発光層１７と同程度か、それより高電気抵抗を有するものであればよい。電気抵抗が発光層１７より低い場合、主な電流がピラー１３を通じて流れるために、発光層１７にはＥＬ発光を行なうために流れる電流がその分少なくなる。このため、高抵抗率材料であることが好ましく、絶縁材料であることがより好ましい。電気抵抗率としては、１０８Ωｃｍ以上、より好ましくは１０１２Ωｃｍ以上であることが好ましい。具体的な材料としては、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等の金属窒化物；酸化ケイ素（二酸化ケイ素）、酸化アルミニウム等の金属酸化物、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウムなどの金属フッ化物が挙げられるが、他にポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、パリレン等の高分子化合物、ポリフェニルシルセスキオキサン（Poly(phenylsilsesquioxane)）等の塗布型シリコーンも使用可能である。
　陰極層１４は、陽極層１２との間で電圧を印加し、発光層１７に電子を注入する。陰極層１４に使用される材料としては、陽極層１２と同様に電気伝導性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、仕事関数が低く、かつ化学的に安定なものが好ましい。仕事関数は、化学的安定性を考慮すると－２．９ｅＶ以下であることが好ましい。具体的には、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、ＡｌＬｉやＡｌＣａなどのＡｌとアルカリ金属の合金等の材料を例示することができる。陰極層１４の厚さは１０ｎｍ～１μｍが好ましく、５０ｎｍ～５００ｎｍがより好ましい。本実施の形態のＥＬ素子１０の場合は、支持体１１側から発光層１７から発した光を取り出す。そのため陰極層１４は、不透明材料により形成されていてもよい。なお本実施の形態のように陰極層１４がベタ膜として、発光層１７を覆っている形態において、支持体１１側からのみならず陰極層１４側からも光を取り出したい場合は、陰極層１４は、ＩＴＯ等の透明材料により形成する必要がある。
　また、陰極層１４から発光層１７への電子の注入障壁を下げて電子の注入効率を上げる目的で、図示しない陰極バッファ層を、陰極層１４に隣接して設けてもよい。陰極バッファ層は、陰極層１４より仕事関数の低いことが必要であり、金属材料が好適に用いられる。例えば、アルカリ金属（Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）、希土類金属（Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ）、あるいはこれら金属のフッ化物、塩化物、酸化物から選ばれる単体あるいは２つ以上の混合物を使用することができる。陰極バッファ層の厚さは０.０５ｎｍ～５０ｎｍが好ましく、０.１ｎｍ～２０ｎｍがより好ましく、０.５ｎｍ～１０ｎｍが更に好ましい。
　また陰極層１４から発光層１７への電子の注入障壁を下げて電子の注入効率を上げる目的で、陰極バッファ層と発光層１７との間に有機物からなる材料を含む有機半導体層としての電子輸送層（図示せず）を更に設けることもできる。
　電子輸送層に用いることができる材料としては、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体などが挙げられる。
　なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。電子輸送層の膜厚は、薄すぎる場合は電子注入効率を高める効果が発現しない。また、厚すぎる場合、電子輸送層に印加される電圧が高くなるために、素子全体としての駆動電圧が上昇し電力効率の低下となるため好ましくない。よってこれらの条件を満たす電子輸送層の膜厚は、具体的には０．５ｎｍ～５０ｎｍであることが好ましく、１ｎｍ～１０ｎｍであることがより好ましい。
　電子輸送層を形成する手法としては、一般的に用いられる真空蒸着装置を用いた抵抗加熱方式により、真空下の蒸着方法を用いることができる。
　発光層１７は、電圧を印加し、電流を供給することで光を発する発光材料を含む層である。発光層１７において、陽極層１２から注入された正孔と陰極層１４から注入された電子とが再結合し、発光が生じる。
　発光層１７の材料としては、有機材料および無機材料の何れをも使用することができる。この場合、有機材料を用いたＥＬ素子１０は、有機ＥＬ素子として捉えることができる。
　ここで有機材料を発光材料として用いる場合は、低分子化合物及び高分子化合物のいずれをも使用することができる。例えば、大森裕：応用物理、第７０巻、第１２号、１４１９－１４２５頁（２００１年）に記載されている発光性低分子化合物及び発光性高分子化合物などを例示することができる。
　本実施の形態ではピラー１３が存在するため、発光層１７はピラー１３の頭頂部に沿って成膜されやすい。そのため、成膜された発光層１７の表面は陽極層１２の凹凸が反映される。特にこの凹凸が反映される性質をより好ましく得るには、塗布法により発光層１７を形成し、その塗布材料は、ピラー１３を形成する材料に対しても濡れ性が良く、塗布性に優れた材料が好ましい。
　このような材料を用いることにより、本実施の形態におけるＥＬ素子１０の構造では、発光層１７がピラー１３間に均一にかつ膜厚が均等に成膜されること、即ちカバレッジ性が向上することにより発光層１７がピラー１３間で安定に発光し、出射する光の輝度の均一性が高まる。また、ピラー１３の形成後にＵＶ－オゾン処理や酸素プラズマ処理等を行うことによっても、塗布表面の濡れ性が高まる結果、カバレッジ性を向上させることができる。
　塗布法においては塗布性を向上させる目的で、主に重量平均分子量で１，０００～２，０００，０００である材料が好適に用いられる。また、塗布性を向上させるためレベリング剤、脱泡剤などの塗布性向上添加剤を添加したり、電荷トラップ能力の少ないバインダー樹脂を添加することもできる。
　また塗布法において使用する塗布溶液の粘度は、１０ｃｐｓ（センチポアズ）以下であることが好ましく、８ｃｐｓであることがより好ましく、５ｃｐｓであることが更に好ましい。この範囲の粘度を有する塗布溶液であれば、液流動性が高いため、選択的にピラー１３間に流れやすくなり成膜されやすい。１０ｃｐｓを超える粘度を有する塗布溶液の場合は、流動性低下によりピラー１３間以外にも発光材料が成膜されやすくなるので、注意を要する。
　具体的に、塗布性に優れる材料としては、例えば、特開２００７－８６６３９号公報に挙げられている所定の構造を有する分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物や、特開２０００－０３４４７６号公報に挙げられている所定の高分子蛍光体などが挙げられる。
　ここで、塗布性に優れた材料の中でも、ＥＬ素子１０の製造のプロセスが簡素化されるという点で発光性高分子化合物が好ましく、発光効率が高い点で燐光発光性化合物が好ましい。従って、特に燐光発光性高分子化合物が好ましい。なお、複数の材料同士を混合、あるいは塗布性を損なわない範囲で低分子発光材料（例えば、分子量１０００以下）を添加することも可能である。この際の低分子発光材料の添加量は３０ｗｔ％以下が好ましい。
　また、発光性高分子化合物は、共役発光性高分子化合物と非共役発光性高分子化合物とに分類することもできるが、中でも非共役発光性高分子化合物が好ましい。
　上記の理由から、本実施の形態で用いられる発光材料としては、燐光発光性非共役高分子化合物（燐光発光性高分子であり、かつ非共役発光性高分子化合物でもある発光材料）が特に好ましい。
　本発明のＥＬ素子１０における発光層１７は、好ましくは、燐光を発光する燐光発光性単位とキャリアを輸送するキャリア輸送性単位とを一つの分子内に備えた、燐光発光性高分子（燐光発光する有機材料）を少なくとも含む。燐光発光性高分子は、重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物とを共重合することによって得られる。燐光発光性化合物はイリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）の中から一つ選ばれる金属元素を含む金属錯体であり、中でもイリジウム錯体が好ましい。
　燐光発光性高分子のさらに具体的な例と合成法は、例えば特開２００３－３４２３２５号公報、特開２００３－１１９１７９号公報、特開２００３－１１３２４６号公報、特開２００３－２０６３２０号公報、特開２００３－１４７０２１号公報、特開２００３－１７１３９１号公報、特開２００４－３４６３１２号公報、特開２００５－９７５８９号公報、特開２００７－３０５７３４号公報に開示されている。
　本実施の形態におけるＥＬ素子１０の発光層１７は、好ましくは前述した燐光発光性化合物を含むが、発光層１７のキャリア輸送性を補う目的で正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物が含まれていてもよい。
　また、発光層１７に使用する発光材料として上述した発光性高分子化合物ではなく発光性低分子化合物を使用する場合でも、発光層１７の形成は可能である。そして、発光材料として上述した発光性高分子化合物を添加することも可能であり、正孔輸送性化合物、電子輸送性化合物を添加することも可能である。
　本実施の形態におけるＥＬ素子１０は、上述の通り発光体として無機材料を用いることもできる。無機材料を用いたＥＬ素子１０は、無機ＥＬ素子として捉えることができる。無機材料としては、例えば無機蛍光体を用いることができる。この無機蛍光体の具体例、およびＥＬ素子の構成、製造方法は、例えば特開２００８－２５１５３１号公報に記載されたものを公知の技術として挙げることができる。
（ＥＬ素子の製造方法）
　次に、本実施の形態が適用されるＥＬ素子の製造方法について、図１で説明を行ったＥＬ素子１０の場合を例に取り説明を行う。
　図３（ａ）～（ｆ）は、本実施の形態が適用されるＥＬ素子１０の製造方法について説明した図である。
　まず支持体１１上に、第１の電極層である陽極層１２、およびピラー１３を順に積層して形成する（図３（ａ）：積層工程）。本実施の形態では、支持体１１として、ガラス支持体を使用した。また陽極層１２を形成する材料としてＩＴＯを使用し、またピラー１３を形成する材料として二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を使用した。
　これらの層を支持体１１上に形成するには、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などを用いることができる。また、塗布成膜方法、即ち、目的とする材料を溶剤に溶解させた状態で支持体１１に塗布し乾燥する方法が可能な場合は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、インクジェット法、印刷法、スプレー法、ディスペンサー法などの方法を用いて成膜することも可能である。
　なお支持体１１に陽極層１２としてＩＴＯが既に形成されているいわゆる電極付き基板を用いることで、陽極層１２を形成する工程を省略することができる。
　更に、陽極層１２の表面処理を行う代わりに、もしくは表面処理に追加して、陽極バッファ層を形成する処理（図示しない）をすることで表面処理と同様の効果を期待してもよい。そして、陽極バッファ層をウェットプロセスにて塗布して作製する場合には、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等の塗布法などを用いて成膜することができる。
　上記ウェットプロセスによる成膜で用い得る化合物は、陽極層１２と発光層１７に含まれる発光性化合物に良好な付着性を有した化合物であれば特に制限はない。例えば、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塩との混合物であるＰＥＤＯＴ、ポリアニリンとポリスチレンスルホン酸塩との混合物であるＰＡＮＩなどの導電性ポリマーを挙げることができる。さらに、これら導電性ポリマーにトルエン、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤を添加して用いてもよい。また、界面活性剤などの第三成分を含む導電性ポリマーでもよい。界面活性剤としては、例えばアルキル基、アルキルアリール基、フルオロアルキル基、アルキルシロキサン基、硫酸塩、スルホン酸塩、カルボキシレート、アミド、ベタイン構造、および第４級化アンモニウム基からなる群から選択される１種の基を含む界面活性剤が用いられるが、フッ化物ベースの非イオン性界面活性剤も用い得る。
　また、陽極バッファ層をドライプロセスにて作製する場合は、特開２００６－３０３４１２号公報に例示のプラズマ処理などを用いて成膜することができる。この他にも金属単体あるいは金属酸化物、金属窒化物等を成膜する方法が挙げられ、具体的な成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、化学反応法、コーティング法、真空蒸着法などを用いることができる。
　次に、図３（ａ）の工程で形成したピラー１３の一部を除去する。このためには、例えば、リソグラフィを用いた方法が使用できる。これを行うには、まずピラー１３の上にレジスト液を塗布し、スピンコート等により余分なレジスト液を除去して、レジスト層７１を形成する（図３（ｂ））。
　そして、所定のパターンが描画されたマスク（図示せず）をかぶせ、紫外線（ＵＶ：Ultra Violet）、電子線（ＥＢ：Electron Beam）等により露光を行うと、レジスト層７１に所定のパターンが露光される。そして現像液を用いてレジスト層７１の露光部分を除去すると、露光されたパターンの部分のレジスト層７１が除去される（図３（ｃ））。これにより露光されたパターンの部分に対応して、ピラー１３の表面が露出する。
　次に、残存したレジスト層７１をマスクとして、露出したピラー１３の部分をエッチング除去する（図３（ｄ））。エッチング方法としては、ドライエッチングとウェットエッチングの何れをも使用することができる。またこの際に等方性エッチングと異方性エッチングを組合せることで、除去する箇所の形状の制御を行うことができる。ドライエッチングとしては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）や誘導結合プラズマエッチングが利用でき、またウェットエッチングとしては、希塩酸や希硫酸への浸漬を行う方法などが利用できる。このエッチングにより上記パターンに対応して、陽極層１２の表面が露出する。なお図３（ｂ）～図３（ｄ）で説明した各工程は、ピラー１３間の間隙を形成する間隙部形成工程として捉えることができる。またこの際にマスクのパターンの調整によりピラー１３の分布の調整を行なうことができる。
　次に、残存したレジスト層７１を除去し、発光層１７を形成する（図３（ｅ）：発光層形成工程）。発光層１７の形成には、前述の塗布法が用いられる。具体的には、まず発光層１７を構成する発光材料を、有機溶媒や水等の所定の溶媒に分散させた発光材料溶液を塗布する。塗布を行う際にはスピンコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、インクジェット法、スリットコーティング法、ディスペンサー法、印刷法等の種々の方法を使用することができる。塗布を行った後は、加熱あるいは真空引きを行うことで発光材料溶液を乾燥させることで発光層１７が形成される。そしてこのとき塗布条件の設定によりピラー１３間の間隙部を埋める形で発光層１７を形成することができる。また併せてピラー１３の上端に合わせて発光層１７を形成することができるため、発光層１７は、これによりピラー１３間において傾斜面を有するように形成することも可能である。
　そして、第２の電極層である陰極層１４を、発光層１７上に積層する形で形成する（図３（ｆ）：第２電極層形成工程）。陰極層１４を形成するには、陽極層１２を形成する方法と同様の方法で行うことができる。
　以上の工程により、ＥＬ素子１０を製造することができる。また、これら一連の工程後、ＥＬ素子１０を長期安定的に用い、ＥＬ素子１０を外部から保護するための保護層や保護カバー（図示せず）を装着することが好ましい。保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物、窒化ケイ素、酸化ケイ素等のシリコン化合物などを用いることができる。そして、これらの積層体も用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができる。この保護カバーは、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で支持体１１と貼り合わせて密閉する方法を採ることが好ましい。またこの際に、スペーサを用いることで所定の空間を維持することができ、ＥＬ素子１０が傷つくのを防止できるため好ましい。そして、この空間に窒素、アルゴン、ヘリウムのような不活性なガスを封入すれば、上側の陰極層１４の酸化を防止しやすくなる。特にヘリウムを用いた場合、熱伝導が高いため、電圧印加時にＥＬ素子１０より発生する熱を効果的に保護カバーに伝えることができるため、好ましい。更に酸化バリウム等の乾燥剤をこの空間内に設置することにより上記一連の製造工程で吸着した水分がＥＬ素子１０にダメージを与えるのを抑制しやすくなる。
（表示装置）
　次に、以上詳述したＥＬ素子を備える表示装置について説明を行う。
　図４は、本実施の形態におけるＥＬ素子を用いた表示装置の一例を説明した図である。
　図４に示した表示装置２００は、いわゆるパッシブマトリクス型の表示装置であり、表示装置支持体２０２、陽極配線２０４、陽極補助配線２０６、陰極配線２０８、絶縁膜２１０、陰極隔壁２１２、ＥＬ素子２１４、封止プレート２１６、シール材２１８とを備えている。
　表示装置支持体２０２としては、例えば、矩形状のガラス支持体等の透明支持体を用いることができる。表示装置支持体２０２の厚みは、特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ～１ｍｍのものを用いることができる。
　表示装置支持体２０２上には、複数の陽極配線２０４が形成されている。陽極配線２０４は、一定の間隔を隔てて平行に配置される。陽極配線２０４は、透明導電膜により構成され、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いることができる。また陽極配線２０４の厚さは例えば、１００ｎｍ～１５０ｎｍとすることができる。そして、それぞれの陽極配線２０４の端部の上には、陽極補助配線２０６が形成される。陽極補助配線２０６は陽極配線２０４と電気的に接続されている。このように構成することにより、陽極補助配線２０６は、表示装置支持体２０２の端部側において外部配線と接続するための端子として機能し、外部に設けられた図示しない駆動回路から陽極補助配線２０６を介して陽極配線２０４に電流を供給することができる。陽極補助配線２０６は、例えば、厚さ５００ｎｍ～６００ｎｍの金属膜によって構成される。
　また、ＥＬ素子２１４上には、複数の陰極配線２０８が設けられている。複数の陰極配線２０８は、それぞれが平行となるよう、かつ、陽極配線２０４と直交するように配設されている。陰極配線２０８には、Ａｌ又はＡｌ合金を使用することができる。陰極配線２０８の厚さは、例えば、１００ｎｍ～１５０ｎｍである。また、陰極配線２０８の端部には、陽極配線２０４に対する陽極補助配線２０６と同様に、図示しない陰極補助配線が設けられ、陰極配線２０８と電気的に接続されている。よって、陰極配線２０８と陰極補助配線との間に電流を流すことができる。
　表示装置支持体２０２上には、陽極配線２０４を覆うように絶縁膜２１０が形成される。絶縁膜２１０には、陽極配線２０４の一部を露出するように矩形状の開口部２２０が設けられている。複数の開口部２２０は、陽極配線２０４の上にマトリクス状に配置されている。この開口部２２０において、後述するように陽極配線２０４と陰極配線２０８の間にＥＬ素子２１４が設けられる。すなわち、それぞれの開口部２２０が画素となる。従って、開口部２２０に対応して表示領域が形成される。ここで、絶縁膜２１０の膜厚は、例えば、２００ｎｍ～３００ｎｍとすることができ、開口部２２０の大きさは、例えば、３００μｍ×３００μｍとすることができる。
　陽極配線２０４上の開口部２２０の位置に対応した箇所に、ＥＬ素子２１４が形成されている。なお、ここでＥＬ素子２１４は、陽極配線２０４が支持体１１の代わりとなるため、陽極配線２０４の上に直接、陽極層１２、ピラー１３、陰極層１４、発光層１７（図１参照）が形成されている。ＥＬ素子２１４は、開口部２２０において陽極配線２０４と陰極配線２０８とに挟持されている。すなわち、ＥＬ素子２１４の陽極層１２が陽極配線２０４と接触し、陰極層１４が陰極配線２０８と接触する。ＥＬ素子２１４の厚さは、例えば、１５０ｎｍ～２００ｎｍとすることができる。
　絶縁膜２１０の上には、複数の陰極隔壁２１２が陽極配線２０４と垂直な方向に沿って形成されている。陰極隔壁２１２は、陰極配線２０８の配線同士が導通しないように、複数の陰極配線２０８を空間的に分離するための役割を担っている。従って、隣接する陰極隔壁２１２の間にそれぞれ陰極配線２０８が配置される。陰極隔壁２１２の大きさとしては、例えば、高さが２μｍ～３μｍ、幅が１０μｍのものを用いることができる。
　表示装置支持体２０２は、封止プレート２１６とシール材２１８を介して貼り合わせられている。これにより、ＥＬ素子２１４が設けられた空間を封止することができ、ＥＬ素子２１４が空気中の水分により劣化するのを防ぐことができる。封止プレート２１６としては、例えば、厚さが０．７ｍｍ～１．１ｍｍのガラスプレートを支持体として使用することができる。
　このような構造の表示装置２００において、図示しない駆動装置により、陽極補助配線２０６、図示しない陰極補助配線を介して、ＥＬ素子２１４に電流を供給し、発光層１７を発光させ、各ピラー１３（図１参照）間から光を出射させることができる。そして、上述の画素に対応したＥＬ素子２１４の発光、非発光を制御することにより、表示装置２００に画像を表示させることができる。
　このような表示装置２００は、各画素が独立して、点滅することで画像や絵文字を表示するが、本実施の形態のＥＬ素子を用いない場合、各画素が短絡等により点灯しなくなりやすく、表示装置としての機能が損なわれる。このために、短絡等を抑制することができる本実施の形態のＥＬ素子は有用である。
（照明装置）
　次に、ＥＬ素子１０を用いた照明装置について説明を行う。
　図５は、本実施の形態におけるＥＬ素子を備える照明装置の一例を説明した図である。
　図５に示した照明装置３００は、上述したＥＬ素子１０と、ＥＬ素子１０の支持体１１（図１参照）に隣接して設置され陽極層１２（図１参照）に接続される端子３０２と、支持体１１（図１参照）に隣接して設置されＥＬ素子１０の陰極層１４（図１参照）に接続される端子３０３と、端子３０２と端子３０３とに接続しＥＬ素子１０を駆動するための点灯回路３０１とから構成される。
　点灯回路３０１は、図示しない直流電源と図示しない制御回路を内部に有し、端子３０２と端子３０３を通して、ＥＬ素子１０の陽極層１２と陰極層１４との間に電流を供給する。そして、ＥＬ素子１０を駆動し、発光層１７（図１参照）を発光させて、支持体１１を通し、光を出射させ、照明光として利用する。発光層１７は白色光を出射する発光材料より構成されていてもよく、また緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）、赤色光（Ｒ）を出射する発光材料を使用したＥＬ素子１０をそれぞれ複数個設け、その合成光が白色となるようにしてもよい。なお、本実施の形態の照明装置３００では、各ピラー１３（図１参照）の間隔を小さくして発光させた場合、人間の目には面発光しているように見える。
　このような照明装置３００は、面積の大きな単一な素子を点灯させることにより明かりを提供するが、本実施の形態のＥＬ素子を用いない場合、発光面の一箇所が短絡等により点灯しなくなることにより、表示装置３００全体が点灯しなくなり、機能が損なわれる。このために、短絡等を抑制することができる本実施の形態のＥＬ素子は有用である。
［評価］
（短絡等の評価）
　ＥＬ素子に、逆バイアスで電圧を印加（即ち、陰極層１４側にプラス、陽極層１２側にマイナスの電圧を印加する）し、そのときの電流値を測定する方法で短絡等の評価を行なった。つまり逆バイアスの状態では、通常はＥＬ素子には電流は流れないが、短絡等がある場合は、電流が流れる。そしてその電流値が大きいほど、より多くの短絡等が生じていることになる。本実施の形態では、発光面積が１０ｍｍ×１０ｍｍの面積を有するＥＬ素子に、１５Ｖの電圧を逆バイアスで印加し、その場合の電流値（短絡電流）を測定した。
（耐久性の評価）
　ＥＬ素子に、電流を流して発光させ、経時的に輝度を測定する。そして輝度が点灯初期の半分に到達したときの時間、または不点灯となったときの時間のどちらか短い方の時間をＥＬ素子の寿命とし、これにより耐久性を評価した。本実施の形態では１０ｍｍ×１０ｍｍの発光面を有するＥＬ素子に１０ｍＡの電流を流すことで評価を行なった。
（ピラー形状正常度の算出）
　ＥＬ素子をクロロホルム中に浸漬し、２４時間放置することで、支持体１１、陽極層１２、ピラー１３からなる試料を得た（即ち、発光層１７、陰極層１４は除去された）。この試料の表面をＡＦＭ（キーエンス製、ＶＮ８０１０）を用いて、一辺１００μｍの正方形で囲まれる部分のコンピューター画像を得た。そしてこの画像に対して、乱数表を用いて、任意のＸ、Ｙ座標を抽出し、ここに本来あるべきピラー１３間距離（このＥＬ素子の仕様上のピラー１３間距離）を直径（Ｓ）とする円を描画し、この円内のピラー１３の存在の有無を確認した（存在する場合は１、しない場合は０とカウント）。また、同じ点を中心とする直径２Ｓμｍの円を描画し、発光層１７の有無を確認した。それぞれ、３００点の測定を行った結果のカウント数Ａ（仕様上は６００）を算出し、Ａ／６００をピラー形状正常度とした。
（実施例Ａ－１）
［燐光発光性高分子化合物の作製］
　下記の式Ｅ－２で表される化合物（重合性置換基を有するイリジウム錯体）、式Ｅ－５４で表される化合物（正孔輸送性化合物）、および式Ｅ－６６で表される化合物（電子輸送性化合物）をＥ－２：Ｅ－５４：Ｅ－６６＝１：４：５（質量比）の割合で脱水トルエンに溶解させ、更に重合開始剤として、Ｖ－６０１（和光純薬工業株式会社製）を溶解させた。そして、凍結脱気操作を行った後に真空密閉し、７０℃で１００時間攪拌して重合反応を行なった。反応後、反応液をアセトン中に滴下して沈殿を生じさせ、更に、この脱水トルエン－アセトンでの再沈殿精製を３回繰り返して燐光発光性高分子化合物を精製した。ここで、脱水トルエンおよびアセトンとしては、和光純薬工業株式会社製の高純度グレードのものを更に蒸留したものを用いた。
　３回目の再沈殿精製後の溶剤を高速液体クロマトグラフィーで分析したところ、溶剤中に４００ｎｍ以上での吸収を有する物質が検出されないことを確認した。即ち、このことは溶剤中に、不純物がほとんど含まれないということであり、燐光発光性高分子化合物を十分に精製できていることを意味する。そして、精製された燐光発光性高分子化合物を、室温で２日間かけて真空乾燥させた。その結果得られた燐光発光性高分子化合物（ＥＬＰ）は、純度が９９．９％を超えることを高速液体クロマトグラフィー（検出波長２５４ｎｍ）により確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
［発光材料溶液の調製］
　このように作製した発光性高分子化合物（重量平均分子量＝５２０００）３重量部を９７重量部のトルエンに溶解させ、発光材料溶液（以下、「溶液Ａ」ともいう。）を調製した。
［ＥＬ素子の作製］
　ＥＬ素子として、図１および図２（ａ）で示したＥＬ素子１０を、図３で説明した方法で作製した。
　具体的には、まず支持体１１として、表面研磨を行った厚さ０．７ｍｍのソーダガラス板（Ｒｍａｘ＝３ｎｍ（基準長さＬは５０μｍ）、２５ｍｍ角）を用いた。そしてこのソーダガラス板上に、スパッタ装置（キヤノンアネルバ株式会社製Ｅ－４０１ｓ）により、陽極層１２として表面に膜厚５０ｎｍのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を形成した。このＩＴＯ膜表面のＲｍａｘを測定したところ、５０ｎｍであった。更にこのＩＴＯ膜上に、スパッタ装置（キヤノンアネルバ株式会社製Ｅ－４０１ｓ）を用いて、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層を１００ｎｍ成膜した。
　次に、フォトレジスト（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製ＡＺ１５００）をスピンコート法により約１μｍ成膜した。紫外線による露光後、ＴＭＡＨ（Tetra methyl ammonium hydroxide：（ＣＨ３）４ＮＯＨ）１．２％液により現像し、レジスト層７１をパターン化した。
　次に反応性イオンエッチング装置（サムコ株式会社製ＲＩＥ－２００ｉＰ）を用いてドライエッチングすることで二酸化ケイ素層のパターン化を図２（ａ）のように行った。ここでエッチング条件としては、反応ガスとしてＣＨＦ３を使用し、圧力０．３Ｐａ、出力Ｂｉａｓ／ＩＣＰ＝６０／１００（Ｗ）で、１６分間反応させた。
　以上のドライエッチング処理により、ピラー１３間に形成される間隙部が形成された。そして間隙部を形成することで、ピラー１３は、半径０．５μｍ、深さ１００ｎｍの円柱形状となった。また各ピラー１３間の距離（ピラー間距離）は０．５μｍであった（つまり、ピラー１３の中心位置は互いに１μｍ隔てた）。
　次に純水を吹きかけることにより洗浄を行ない、スピン乾燥装置を用いて乾燥させた。
　次に、溶液Ａをスピンコート法（回転数：３０００ｒｐｍ）により塗布し、次いで窒素雰囲気下、１２０℃で１時間放置して、発光層１７を形成した。
　そして真空蒸着室に投入し、真空蒸着装置で発光層１７上に陰極バッファ層として厚さ２．０ｎｍのナトリウム（Ｎａ）膜を形成した。続いて陰極層１４として、厚さ１５０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜を形成した。以上の工程によりＥＬ素子１０を作製することができた。
（実施例Ａ－２～Ａ－６、比較例Ａ－１）
　ピラー間距離を表１に示すように変更したこと以外は、実施例Ａ－１と同様にしてＥＬ素子１０を作製した。
（比較例Ａ－２）
　図７に示すＥＬ素子５０を作製した。ここでＥＬ素子５０は、支持体１１上に陽極層１２、発光層１７、および陰極層１４を順に積層することで製造することができる。またこのとき発光層１７および陰極層１４の材料や厚さは、実施例Ａ－１と同様とした。
（実施例Ａ－７～Ａ－８、比較例Ａ－３～Ａ－４）
　ピラー１３の高さを表１に示すように変更したこと以外は、実施例Ａ－１と同様にしてＥＬ素子１０を作製した。
　以上の評価結果を表１にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例Ａ－１～Ａ－８および比較例Ａ－１を比較すると、短絡等の評価、耐久性の評価の何れに対してもピラー１３間の距離が小さいほど良好な結果となっている。また比較例Ａ－１のピラー１３間の距離が１０μｍを越えて、２０μｍとした場合、および比較例Ａ－２のピラー１３を設けなかった場合では、耐久性の評価において途中で不点灯となった。これによりピラー１３間の距離は、１０μｍ以下であることが必要であることがわかる。言い換えれば、ピラー１３は、陽極層１２と陰極層１４の間の任意の直径１０μｍの円形領域内に、少なくともその一部が含まれるように形成されることが必要である。
　実施例Ａ－２、Ａ－７、Ａ－８と比較例Ａ－３～Ａ－４とを比較すると、ピラー１３の高さが、５０ｎｍを下回った場合、短絡等の抑制効果が低下した。また、３００ｎｍを上回った場合、短絡等は抑制でき、好ましいが、耐久性の上昇効果が小さかった。これは、ピラー１３が低すぎると、短絡等を抑制する効果が低下する一方、高すぎると、短絡等の抑制には有効であるが、陽極層１２と陰極層１４の間隔がＥＬ素子として機能するには広すぎたために、耐久性が低下したためと考えられる。
（実施例Ｂ－１～Ｂ－１０）
　ピラー１３を直径１μｍとし、ピラー間距離を表２に示すように変化させることで、ピラー１３の占有面積率を変化させたＥＬ素子１０を作製した。ピラー１３の占有面積率は、ピラー１３の加工に用いたフォトマスクのパターンより算出した。なおその他は、実施例Ａ－１と同様とした。
　以上の評価結果を表２にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２からわかるように、ピラー占有面積率が１０％～６０％の範囲で短絡等の評価と耐久性の評価について共に非常に良好であった。またピラー占有面積率が５％～１０％および６０％～７０％の範囲でかなり良好であった。更にピラー占有面積率が３％～５％および７０％～８０％の範囲で良好であった。
　一方、ピラー占有面積率が５％未満および８０％より大きいと短絡等の評価と耐久性の評価が共に悪くなる傾向にある。
（実施例Ｃ－１～Ｃ－３）
　実施例Ａ－２の方法で作製したＥＬ素子１０を３０枚作製し、それぞれについて、ピラー形状正常度を測定し、この中から、最も数値の高いものと、平均なもの、最も数値が低いものを取り出した。それぞれ、１００％(実施例Ｃ－１)と９７％（実施例Ｃ－２）、９５％（実施例Ｃ－３）であった。
　以上の評価結果を表３にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３からわかるように、ピラー１３に欠陥が存在しても、ピラー形状正常度が９５％までは短絡等、耐久性に与える変動はわずかである。
（Ｒｍａｘと短絡等との関係）
　陽極層１２の表面粗さ（Ｒｍａｘ）（基準長さＬは５０μｍ）が、表４に示すようなものを用意し、実施例Ａ－１の方法でＥＬ素子１０と比較例Ａ－２の方法でＥＬ素子５０をそれぞれ作製した。そして上述した方法で短絡等の評価を行なった。
　ここで実施例Ａ－１に対し、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜の厚さは、３０ｎｍ～１５０ｎｍの範囲に変更した。そしてこれと併せて、スパッタガスであるアルゴン（Ａｒ）の圧力、および流量、スパッタ電圧、ＩＴＯターゲットと支持体１１との距離、温度を調整することで、種々の表面粗さ（Ｒｍａｘ）を有するＩＴＯ膜が作製できる。
　結果を表４に示す。
　また図６は、表面粗さ（Ｒｍａｘ）と短絡等の関係を示した図である。
　図６に示すように比較例Ａ－２のＥＬ素子５０では、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が大きくなるに従い、短絡等が顕著に増大する。一方、実施例Ａ－１のＥＬ素子１０では、あまり増大しない。このことから本実施の形態のＥＬ素子１０の構造を採ることで、短絡等を効果的に抑制できることがわかる。
　ただし、陽極層１２の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１０ｎｍ未満では、比較例Ａ－２のＥＬ素子５０においても短絡等が小さく、実施例Ａ－１のＥＬ素子１０による短絡等の効果は比較的小さい。このことから陽極層１２の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１０ｎｍ以上で、短絡等の抑制を行ないたい場合に、本実施の形態のＥＬ素子１０の構造は、より効果的であることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
１０…ＥＬ素子、１１…支持体、１２…陽極層、１３…ピラー、１４…陰極層、１７…発光層、２００…表示装置、３００…照明装置

Claims (9)

  1. 　第１の電極層と、
    　前記第１の電極層に対向して配される第２の電極層と、
    　前記第１の電極層と前記第２の電極層に挟まれた空間に形成されるピラーと、
    　前記ピラーが形成される箇所以外の箇所において形成される発光層と、
    　を備え、
    　前記ピラーは、以下の（１）～（２）を９５％以上の割合で満たすように形成されることを特徴とするＥＬ素子。
    　（１）前記第１の電極層の表面上の任意の位置を中心とする直径１０μｍの円形領域内に、前記ピラーの少なくとも一部が含まれる。
    　（２）前記第１の電極層の表面上の任意の位置を中心とする直径２０μｍの円形領域内に、前記発光層の少なくとも一部が含まれる。
  2. 　前記第１の電極層は、前記ピラーが形成される側の面の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が基準長さＬを５０μｍとしたときに１０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子。
  3. 　前記ピラーは、高さが５０ｎｍ～３００ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のＥＬ素子。
  4. 　前記ピラーは、略円柱形状をなすことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のＥＬ素子。
  5. 　前記発光層は、燐光発光する有機材料を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のＥＬ素子。
  6. 　支持体の上に第１の電極層を形成し、
    　前記第１の電極層上に、以下の（１）～（２）を９５％以上の割合で満たすようにピラーを形成し、
    　前記ピラーが形成される箇所以外の箇所に発光層を塗布法で形成し、
    　前記ピラーおよび前記発光層の上に第２の電極層を形成することを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
    　（１）前記第１の電極層の表面上の任意の位置を中心とする直径１０μｍの円形領域内に、前記ピラーの少なくとも一部が含まれる。
    　（２）前記第１の電極層の表面上の任意の位置を中心とする直径２０μｍの円形領域内に、前記発光層の少なくとも一部が含まれる。
  7. 　前記塗布法は、スピンコーティング法、インクジェット法、印刷法、スリットコーティング法のいずれかである請求項６に記載のＥＬ素子の製造方法。
  8. 　請求項１乃至５の何れか１項に記載のＥＬ素子を備えることを特徴とする表示装置。
  9. 　請求項１乃至５の何れか１項に記載のＥＬ素子を備えることを特徴とする照明装置。
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