WO2021079417A1 - 発光デバイス及び発光デバイスの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the light emitting device.
- an organic EL (Electro-Luminescence) element when particles such as small dust, dust, and unnecessary substances remain present at the interface between the organic EL layer and the anode electrode, a predetermined voltage is applied to the organic EL layer. A dark spot, which is a portion that does not emit light even when the above is applied, is generated in the organic EL element.
- a partition wall that divides the inside of the pixel into a plurality of closed regions is formed on the first electrode with a non-conductive material, and a light emitting layer that emits light according to an applied voltage and a second light emitting layer.
- a light emitting device in which the electrode of the above is provided in the closed region thereof (Patent Document 1).
- Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 11-40354 (published on February 12, 1999)"
- the light emitting device includes a first electrode formed for each of a plurality of pixels, a second electrode commonly formed over the plurality of pixels, and the first electrode. It has a light emitting layer formed between one electrode and the second electrode, and the light emitting layer has a driving current between the first electrode and the second electrode in each of the plurality of pixels.
- the light emitting region has a light emitting region in which the driving current does not flow between the first electrode and the second electrode, and the light emitting region is divided into a plurality of parts by the non-light emitting region in a plan view. Will be done.
- the method for manufacturing a light emitting device is common to the first electrode forming step of forming the first electrode arranged for each of the plurality of pixels and the plurality of pixels.
- a second electrode forming step of forming the second electrode arranged in the above, and a light emitting layer forming step of forming a light emitting layer arranged between the first electrode and the second electrode are included, and the first A method for manufacturing a light emitting device, wherein the electrode forming step, the light emitting layer forming step, and the second electrode forming step are executed in this order.
- It has a light emitting region in which a driving current flows between the second electrode and a non-light emitting region in which the driving current does not flow between the first electrode and the second electrode, and the light emitting region is viewed in a plan view. Is divided into a plurality of parts by the non-light emitting region.
- a light emitting device and a method for manufacturing the light emitting device which can suppress the growth of dark spots without forming irregularities on the surface of the substrate.
- FIG. It is a top view of the light emitting device which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is sectional drawing of the said light emitting device. It is a top view which shows the light emitting region and the non-light emitting region of the light emitting layer provided in the said light emitting device. It is a figure which shows the mode in which the dark spot of the light emitting device expands. It is a figure which shows the mode in which the expansion of the dark spot is suppressed by the light emitting device. It is sectional drawing which shows the generation mechanism of a dark spot. It is sectional drawing which shows the generation mechanism of a dark spot. It is sectional drawing which shows the suppression of the expansion of a dark spot by the insertion of an insulating layer.
- FIG. 1 It is sectional drawing which shows the suppression of the expansion of a dark spot by the insertion of an insulating layer. It is sectional drawing which shows the suppression of the expansion of a dark spot by the insertion of an insulating layer. It is sectional drawing which shows the suppression of the expansion of a dark spot by the insertion of an insulating layer. It is sectional drawing which shows the suppression of the expansion of a dark spot by the insertion of an insulating layer. It is a detailed view of FIG. It is a top view of the light emitting device provided with an edge cover. It is a top view which shows the notch formed in the 2nd electrode provided in the said light emitting device. It is a top view which shows the modification of the notch. It is a top view which shows the modification of the notch. It is a top view which shows the other notch formed in the 2nd electrode.
- FIG. It is sectional drawing of another light emitting device which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a top view of the other light emitting device. It is sectional drawing which shows the exposure process for manufacturing the light emitting device which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is sectional drawing which shows the insulation layer forming process for manufacturing the said light emitting device. It is a top view which shows the insulating layer formed in the said light emitting device. It is sectional drawing which shows the said insulating layer. It is a top view which shows the method of forming the 1st electrode of the light emitting device which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is sectional drawing which shows the formation method of the 2nd electrode.
- FIG. 1 It is a top view which shows the comb tooth shape of the light emitting region of the light emitting layer. It is sectional drawing which shows the other insulating layer formed in the said light emitting device. It is sectional drawing which shows the other insulating layer formed in the said light emitting device. It is a top view of the light emitting device which concerns on Embodiment 2.
- FIG. 2 It is sectional drawing of the said light emitting device. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light emitting device which concerns on Embodiment 2.
- FIG. 2 It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light emitting device which concerns on Embodiment 2.
- FIG. 2 It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light emitting device which concerns on Embodiment 2.
- FIG. 1 It is sectional drawing of the light emitting device which concerns on Embodiment 3.
- FIG. It is sectional drawing for demonstrating the scattering property of the insulating layer provided in the said light emitting device. It is a top view of the light emitting device which concerns on Embodiment 4.
- FIG. It is sectional drawing of the said light emitting device. It is sectional drawing of the modification of the light emitting device which concerns on Embodiment 4.
- FIG. 1 is a plan view of the light emitting device 1 according to the first embodiment.
- a plurality of self-luminous elements 12R that emit red light, a plurality of self-luminous elements 12G that emit green light, and a plurality of self-luminous elements 12B that emit blue light are shown in FIG.
- a substrate 20 arranged in a matrix is provided.
- the self-luminous element 12R, the self-luminous element 12G, and the self-luminous element 12B each constitute one pixel.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the self-luminous element 12R provided in the light emitting device 1.
- the self-luminous element 12R is located between the first electrode 2 formed in an island shape for each of a plurality of pixels, the second electrode 3 commonly formed over the plurality of pixels, and between the first electrode 2 and the second electrode 3.
- the first charge transport layer 8 formed between the light emitting layer 4 and the first electrode 2, and the second charge formed between the light emitting layer 4 and the second electrode 3. It includes a transport layer 9.
- the light emitting layer 4, the first charge transport layer 8, and the second charge transport layer 9 form a functional layer 19.
- FIG. 3 is a top view of FIG. 2, which is an enlarged view of one self-luminous element (any of 12R, 12G, and 12B). As shown in FIG.
- the light emitting region 5 is divided into a plurality of light emitting regions 6 by the non-light emitting region 6 in a plan view.
- the insulating layer 7 is arranged in the non-light emitting region 6 of the light emitting layer 4 in order to insulate the first electrode 2 and the second electrode 3.
- the self-luminous elements 12R, 12G, and 12B that emit light in each color of RGB are arranged in an array
- the self-luminous elements 12R, 12G, and 12B are between the first electrode 2 and the second electrode 3.
- It is a self-luminous element having at least the first and second charge transport layers 8.9 and the functional layer 19 including the light emitting layer 4 sandwiched between the two, and is either R, G, or B depending on the selection of the light emitting material. By emitting light in the color of, it becomes a pixel that constitutes an image.
- Each pixel is formed on a substrate 20 provided with a drive circuit (not shown) made of a thin film transistor or the like.
- Thin film transistors include, for example, oxide semiconductors made of oxides containing In, Ga, and Zn as semiconductor materials, and LTPS (Low Temperature Polycrystalline Silicon) -TFT (Thin Film Transistor, thin film transistors) made of polycrystalline polysilicon. I have.
- the light emitting material constituting the light emitting layer 4 for example, quantum dots, an organic fluorescent material, an organic phosphorescent material, or the like can be used.
- FIG. 4 is a diagram showing a mode in which the dark spot DS generated in the light emitting layer 4 provided in the light emitting device 1 is enlarged.
- FIG. 5 is a diagram showing an embodiment in which the expansion of the dark spot DS is suppressed by the non-light emitting region 6 provided in the light emitting device 1.
- the self-luminous elements 12R, 12G, and 12B there is a problem that a region where the brightness is lowered, that is, a so-called dark spot DS, is generated inside the pixel.
- dark spot DS There are various causes of dark spot DS, such as oxidation of the electrode interfaces constituting the self-luminous elements 12R, 12G, and 12B, and deterioration of the light emitting layer 4 due to the flow of an excess current.
- the area of the dark spot DS expands with the operation of the display device in which the light emitting device 1 is used. In the case of deterioration due to excessive current, it becomes difficult for current to flow in the deteriorated area, and the normal area around the area becomes difficult to flow.
- the region of the deteriorated dark spot DS gradually expands because an excessive current flows through the dark spot DS. Then, by continuing the operation of the self-luminous element 12R / 12G / 12B, the range of the dark spot DS is expanded as shown in FIG. 4, and finally the light emission of the self-luminous element 12R / 12G / 12B is remarkably reduced. Therefore, it becomes a display defect as a black spot (point deduction).
- the light emitting device 1 capable of suppressing the expansion of such a dark spot DS is provided.
- self-luminous elements 12R, 12G, and 12B having at least a light emitting layer 4 between the first electrode 2 and the second electrode 3, and the second electrode 3.
- An insulating layer 7 is provided between the light emitting layer 4 and the light emitting layer 4 so as to partition the inside of the pixel.
- the insulating layer 7 is a photosensitive resin film such as a photoresist. Since the portion where the insulating layer 7 is formed is a region where no current flows between the first electrode 2 and the second electrode 3, it is a non-light emitting region 6. Therefore, the material used as the insulating layer 7 does not necessarily have to be transparent. The internal region partitioned by the insulating layer 7 becomes a light emitting region 5 due to the flow of an electric current between the first electrode 2 and the second electrode 3.
- the dark spot DS is gradually moved to the region by the current flowing in the light emitting region 5 between the first electrode 2 and the second electrode 3.
- the non-light emitting region 6 since no current flows between the first electrode 2 and the second electrode 3, deterioration of the light emitting layer 4 due to the current is suppressed. Therefore, the region where the dark spot DS expands is limited to the range of the partitioned light emitting region 5.
- the self-luminous elements 12R, 12G, and 12B including the light emitting layer 4 have a thickness of several tens of nm to several hundreds of nm, whereas the surfaces of the films of the light emitting region 5 and the non-light emitting region 6 constituting the pixels. Since the size in the direction is about several ⁇ m to several hundred and several tens of ⁇ m, the current flowing in the light emitting region 5 between the first electrode 2 and the second electrode 3 tends to flow in the film thickness direction, and the above This is because the spread of the current is very small, so that the deterioration does not proceed beyond the non-light emitting region 6 in which the current does not flow.
- the enlarged dark spot DS is prevented from expanding at the boundary between the light emitting region 5 and the non-light emitting region 6, thereby suppressing the expansion of the dark spot DS.
- 6 and 7 are cross-sectional views showing the mechanism of dark spot DS generation.
- 8 to 11 are cross-sectional views showing the suppression of expansion of the dark spot DS by inserting the insulating layer 7.
- the above-mentioned components are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- the starting point for dark spot DS is, for example, a place where an excess current 25 flows due to the presence of some foreign matter such as particles during film formation of the electrode material, or a QLED (quantum dot light emitting diode Quantum).
- QD particles, ETL (for example, ZnO nanoparticles), and HTL (for example, NiO nanoparticles) are aggregated to cause an excess current 24 to flow in the initial stage. Then, it is considered that the dark spot DS spreads to the surroundings from that point as a starting point.
- the insulating layer 7 When the insulating layer 7 according to the present embodiment is formed, it is considered that if the end face of the insulating layer 7 is formed at a right angle to the surface of the light emitting layer 4, an excess current 26 due to electric field concentration is generated, but at a right angle. Is often formed in a gently tapered shape without being formed.
- the insulating layer 7 is formed by the photolithography method as shown in the present embodiment, if the exposed portion is a positive type that elutes, the end portion of the insulating layer 7 has a tapered shape. Negative photosensitive resins with exposed areas may have a reverse taper, so they are not often used. The transfer method also depends on how the membrane to be transferred is made.
- the second electrode 3 formed on the insulating layer 7 is cut by the step due to the insulating layer 7 and is electrically connected. There is a merit that it can be suppressed from becoming a state of absence.
- the insulating layer 7 that becomes a step is inserted under the second electrode 3 as in the present embodiment, if the second electrode 3 is cut by the end face of the insulating layer 7, the partitioned light emitting region 5 The electrical connection may be affected and the second electrode 3 may not function as an electrode.
- the thickness of the second electrode 3 is several tens of nm to several hundred nm, while the thickness of the insulating layer 7 is several nm to several ⁇ m.
- the insulating layer 7 having a thickness of 1 ⁇ m it is not impossible to cover the insulating layer 7 having a thickness of 1 ⁇ m with the second electrode 3 having a thickness of 60 nm, but if the end face of the insulating layer 7 is cut off at a right angle to the surface of the light emitting layer 4, the insulating layer 7 is formed. Since the second electrode 3 is cut by the right-angled angle of the above, the end face of the insulating layer 7 is usually formed so as to have a gentle taper.
- the taper angle of the end face of the insulating layer 7 is less than 90 °, preferably 45 ° or less.
- the insulating layer 7 has an end surface having a taper angle of about 45 °, and the insulating layer 7 has a film thickness of about 200 nm to 300 nm at the right end shown in FIG. In reality, the insulating layer 7 continues on the right side, and its film thickness is further increased.
- the insulating layer 7 is covered with a second electrode 3 having a film of about several tens of nm.
- the emission intensity of the light emitting layer 4 is high due to the flow of the excess current 27. Therefore, the material constituting the light emitting layer 4 deteriorates faster than in other regions, so that the light emitting intensity is lowered and becomes the starting point of the dark spot DS. Further, it is considered that the light emitting layer 4 in the vicinity of the region 28 through which the excess current 27 flows is also damaged. The region where the emission intensity is lowered becomes a dark spot DS, and the region 28 through which the excess current 27 flows extends to the periphery thereof.
- the light emitting layer 4 Due to the excess current 27 flowing in the damaged region 28, the light emitting layer 4 is deteriorated and the region 28 expands in the in-plane direction indicated by the arrow 29. As a result, the dark spot DS expands in the in-plane direction of the arrow 29 in proportion to the energization time.
- the damaged region 28 expands in the in-plane direction, but no current flows (flows) between the first electrode 2 and the second electrode 3 below the region provided with the insulating layer 7. Since the current is small), it does not emit light, and the damaged region 28 does not expand further in the in-plane direction.
- the film thickness direction of the functional layer 19 is about several tens of nm to several hundred nm, while the distance in the in-plane direction on which the insulating layer 7 is formed is about several ⁇ m to several tens of ⁇ m. Since there is a dimensional difference of about 100 times, the current does not easily flow in the in-plane direction through the functional layer 19 under the insulating layer 7.
- a damaged region 28 is generated in the vicinity of the insulating layer 7, but if the resistance of the region 28 increases, no further current flows in the in-plane direction, so that the dark spot DS is in the vicinity of the insulating layer 7. Therefore, the dark spot DS does not expand to the lower side thereof, and the expansion of the dark spot DS is suppressed in the region partitioned by the insulating layer 7.
- OLED Organic Light Emitting Diode
- the area of dark spot DS expands due to the diffusion of oxygen, water, etc.
- the dark spot DS spreads concentrically from the starting point. Therefore, the decrease in brightness extends from the starting point of the dark spot DS to the region adjacent to the dark spot DS.
- the first cause it is considered that the oxidation at the interface spreads from the invasion position of water or the like.
- the second cause the light emitting layer 4 deteriorates due to an excess current due to a foreign substance or the like flowing in the starting point portion, and the first and second charge transport layers 8.9 and the light emitting layer 4 in the portion adjacent to the starting point portion. It is considered that the dark spot DS spreads concentrically from the starting point due to the damage.
- the energization time is caused by the concentration of excess current due to deterioration due to oxidation or the like, aggregation of nanoparticles constituting the first and second charge transport layers 8.9 and the light emitting layer 4, foreign matter, and the like. It is considered that the area to be damaged expands with the passage of time, and the dark spot DS expands around the first area where the emission intensity decreases.
- the material can be formed by photolithography and that the material itself can function as the insulating layer 7 even if the resistivity is high and the film thickness is thin.
- organic resin materials such as polyimide and polyamide, and photosensitive resins are desirable.
- the present invention is not limited to this, and an inorganic insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film can be used.
- the film thickness of the insulating layer 7 is preferably thin in consideration of the step with respect to the second electrode 3.
- the number of materials (QD, fluorescence, phosphorescent material) of the first electrode 2, the second electrode 3, the first and second charge transport layers 8.9 and the light emitting layer 4 constituting the functional layer 19 are both OLED and QLED. Considering that the film thickness is about 10 nm, it is desirable that the film thickness of the insulating layer 7 is about several tens of nm to several hundreds of nm.
- FIG. 12 is a detailed view of FIG.
- the self-luminous elements 12R, 12G, and 12B that emit light by current drive cover the edge of the first electrode 2 and open the first electrode 2 to prevent deterioration due to an overcurrent flowing through the edge of the first electrode 2.
- An edge cover that defines 5 is provided.
- the insulating layer 7 in which the plurality of openings 10 are formed functions as an edge cover. Therefore, as shown in FIG. 12, the plurality of openings 10 formed in the insulating layer 7 for each pixel of the self-luminous elements 12R, 12G, and 12B are the first electrodes 2 formed in an island shape for each of the plurality of pixels. It is formed so as not to overlap with the edge of.
- the plurality of openings 10 are formed so as to avoid the end portion of the first electrode 2.
- the light emitting region 5 is a region of a plurality of openings 10 without an insulating layer 7 among the regions where the first electrode 2, the light emitting layer 4, and the second electrode 3 overlap, and each of the light emitting elements 12R, 12G, and 12B.
- the non-light emitting region 6 in the pixel is the region where the insulating layer 7 is present among the regions where the first electrode 2, the light emitting layer 4, and the second electrode 3 are superimposed.
- the edge cover 13 is a plan view of the light emitting device 1 in which the edge cover 13 that covers the edge of the first electrode 2 and forms the opening 14 of the first electrode 2 is provided separately from the insulating layer 7.
- the edge cover 13 is provided on the first electrode 2
- the plurality of openings 10 formed in the insulating layer 7 for each pixel of the self-luminous elements 12R, 12G, and 12B are formed in an island shape for each of the plurality of pixels. It may be formed so as to overlap with the edge of the first electrode 2 as shown in FIG. 13, or may be formed so as not to overlap.
- FIG. 13 is a plan view of the light emitting device 1 in which the edge cover 13 that covers the edge of the first electrode 2 and forms the opening 14 of the first electrode 2 is provided separately from the insulating layer 7.
- the light emitting region 5 is a region of the first electrode 2 exposed by the opening 14 of the edge cover 13 without the insulating layer 7, and is a non-light emitting region 6 in the pixels of the self-luminous elements 12R, 12G, and 12B. Is a region of the first electrode 2 exposed at the opening 14 of the edge cover 13 where the insulating layer 7 is present.
- edge cover 13 When the edge cover 13 is present, the edge of the first electrode 2 is covered with the edge cover. Therefore, as shown in FIG. 13, when the opening 10 of the insulating layer 7 is superimposed on the edge of the first electrode 2. However, overcurrent and leakage at the edge of the first electrode 2 can be suppressed by the edge cover 13.
- the first electrode is located between the first electrode 2 and the light emitting layer 4 and the second electrode 3 superimposed on the first electrode 2.
- the element structure suppresses overcurrent and leakage from the edge of 2.
- FIG. 14 is a plan view showing a notch 21 formed in the second electrode 3 provided in the light emitting device 1.
- the non-light emitting region 6 is formed by the notch 21 instead of the insulating layer 7 forming the non-light emitting region 6 as in the first embodiment described above.
- the second electrode 3, which is commonly formed over the plurality of pixels, has a notch 21 so as to divide each pixel.
- the light emitting region 5 is a region in which the second electrode 3 overlaps with the first electrode 2 exposed at the opening 14 of the edge cover 13.
- the non-light emitting region 6 (the region where the driving current does not flow between the first electrode 2 and the second electrode 3) in each pixel is cut off from the first electrode 2 exposed by the opening 14 of the edge cover 13. This is an area that overlaps with the notch 21.
- the light emitting region 5 is divided into four by the non-light emitting region 6. This number of divisions is not limited to this. The number of divisions may be two or more.
- FIGS. 15 and 16 are modified examples of the notch shape, and in FIGS. 15 and 16, the light emitting region 5 is divided into eight by the notch 21.
- the notch 21 is not connected between the pixels, the second electrode 3 is connected between the pixels, and the potential of the second electrode 3 is kept constant between each pixel. It has become.
- FIG. 17 is a plan view showing another notch 21 formed in the second electrode 3.
- the same components as those described above are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- the notch 21 of the second electrode 3 is formed in a grid pattern in a plan view. As shown in FIG. 17, a round-shaped portion 16 is formed in the notch 21 in order to alleviate the electric field concentration at the corner of the intersection where the vertically extending portion and the horizontally extending portion of the notch 21 intersect. Is preferable.
- the notch 21 may be formed in the first electrode 2, and is preferably formed in at least one of the first electrode 2 and the second electrode 3.
- FIG. 18 is a cross-sectional view of the light emitting device 1A according to the first embodiment.
- FIG. 19 is a plan view of the light emitting device 1A.
- the same components as those described above are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- the second electrode 3A of the light emitting device 1A is formed in a comb-teeth shape in a plan view. Therefore, the light emitting layer 4 has a plurality of striped light emitting regions 5A and non-light emitting regions 6A. Since the plurality of light emitting regions 5A are electrically connected by the comb-shaped second electrode 3A, the second electrode 3A functions as one electrode.
- the second electrode 3A and the first electrode sandwiching the light emitting layer 4 are sandwiched.
- the second electrode 3A of 2 may be partially formed with respect to the first electrode 2 in a plan view, that is, may be formed in a comb-teeth shape. Further, the second electrode 3A may be formed in an elliptical shape.
- the region of the light emitting layer 4 sandwiched between the second electrode 3A and the first electrode 2 is the light emitting region 5A
- the region where the second electrode 3A is not formed is the non-light emitting region 6A. Therefore, as shown in FIG. 19, the non-light emitting region 6A is formed in a striped shape in a plan view, and the light emitting region 5A is formed in a comb tooth shape that matches the striped shape of the non-light emitting region 6A.
- FIG. 20 is a cross-sectional view showing an exposure process for manufacturing the light emitting device 1 according to the first embodiment.
- FIG. 21 is a cross-sectional view showing an insulating layer forming step for manufacturing the light emitting device 1.
- the same components as those described above are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- an organic resin material made of a resin or the like, an inorganic insulating material such as an oxide or a nitride, or the like can be used as the material for forming the insulating layer 7.
- the resistivity of typical insulating materials is larger than 10 16 ⁇ cm for polyimide resin materials, larger than 10 14 ⁇ cm for acrylic resin materials, and 10 11 to 12 for phenolic resin materials. Greater than ⁇ cm.
- the silicon oxide film is larger than 10 10 to 14 ⁇ cm, and the silicon nitride film is larger than 10 13 ⁇ cm.
- a pattern forming method for the insulating layer 7 a general photolithography method, a combination of a photolithography method and an etching method, a printing method for transferring the patterned insulating layer 7, and the like can be used.
- a photolithography method using a photosensitive organic resin material is desirable.
- the above organic resin material is used for a general photoresist material including a photosensitive polyimide, a positive phenol resin, and a negative acrylic resin, and is a general coating device including a spin coater and a slit coater. After forming a thin film using, it is possible to form a fine pattern using a photomask and a UV (ultraviolet, UltraViolet) exposure machine.
- 20 and 21 are schematic views showing a method of forming the insulating layer 7 using a positive photoresist, and as shown in FIG. 20, the photoresist 18 is applied onto the second charge transport layer 9. After that, the portion to be left is exposed by irradiating ultraviolet rays (UV light) through a light-shielded photomask 17. Then, for example, a developing step of removing the photoresist 18 of the exposed portion is performed using a KOH aqueous solution or a developing solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) to form the insulating layer 7 as shown in FIG. Do.
- TMAH tetramethylammonium hydroxide
- FIG. 22 is a plan view showing the insulating layer 7 formed on the light emitting device 1.
- FIG. 23 is a cross-sectional view showing the insulating layer 7. The same components as those described above are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- the film thickness of the insulating layer 7 is about several nm to several ⁇ m, preferably about several nm to several hundred nm. This is because the film thickness of the second electrode 3 formed on the upper layer side of the insulating layer 7 and other functional films is generally about several tens of nm to several hundreds of nm in a thin film light emitting element, and the patterned insulating layer 7 is formed. This is because a functional film or the like needs to be formed on the top with good coverage.
- the plane dimension of the insulating layer 7 in the pixel differs depending on the pixel size. Even if the resolution of the pixels that make up the display is 2K (1,980 x 1,080), 4K (3,840 x 2,160), or 8K (7,680 x 4,320), the pixel size is the screen size. Depends on. For example, even if the resolution is the same 2K (1,980 ⁇ 1,080), the sub-pixel sizes of R, G, and B are about 692 ⁇ m ⁇ 231 ⁇ m in a 60-inch diagonal TV application. In the case of a 6-inch diagonal mobile phone application, the sub-pixel size is about 69.2 ⁇ m ⁇ 23.1 ⁇ m.
- the non-light emitting region 6 generated by forming the insulating layer 7 for such pixels is smaller than the pixel area.
- the insulating layer 7 divides the inside of the pixel into a stripe shape or a lattice shape
- the line width of the insulating layer 7 is as fine as sub ⁇ m to several ⁇ m.
- An insulating layer 7 having a fine line width can be formed by a photolithography method using the above-mentioned photosensitive material or a printing method by transfer such as imprinting.
- the light emitting region 5 and the non-light emitting region 6 are mixed in the pixel, but the light emitted from the light emitting region 5 is isotropically emitted. If the dimension of the non-light emitting region 6 is sufficiently small, sub ⁇ m to several ⁇ m, the light from the adjacent light emitting regions 5 overlaps as shown in FIG. 23, so that the distribution of brightness in the pixel generated by the non-light emitting region 6 is generated. Will be mitigated.
- FIG. 24 is a plan view showing a method of forming the first electrode 2 of the light emitting device 1 according to the first embodiment.
- FIG. 25 is a cross-sectional view showing a method of forming the first electrode 2.
- FIG. 26 is a plan view showing a method of forming the functional layer 19 of the light emitting device 1.
- FIG. 27 is a cross-sectional view showing a method of forming the functional layer 19. The same components as those described above are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- the light emitting device 1 according to this embodiment is manufactured as follows.
- a conductive film to be the first electrode 2 is formed on a substrate 20 provided with a drive circuit (not shown) made of a thin film transistor, and for example, photolithography and etching are performed. It is used to form a first electrode 2 having a predetermined shape.
- the first electrode 2 is electrically connected to a drive circuit composed of the thin film transistor (not shown).
- the substrate 20 includes a translucent substrate such as a glass substrate, a resin substrate such as polyimide, polyether sulfone (PES), and polyethylene naphthalate (PEN), and a metal foil having an insulating film such as an oxide film on the surface. Etc. can be used.
- the conductive film to be the first electrode 2 includes a transparent conductive material made of oxides such as ITO and IZO, a conductive material containing aluminum, silver or these, an organic conductive material such as PEDOT: PSS, or if necessary. It is possible to use these in combination.
- a method suitable for a conductive material such as a transfer method or a printing method such as an inkjet can be used.
- a metal film made of aluminum (Al) having a film thickness of 30 nm is formed as the first electrode 2 by a sputtering method, and then the first electrode 2 having a desired shape is formed by using photolithography and an etching method. did.
- the first charge transport layer 8 is formed on the first electrode 2.
- the first charge transport layer 8 includes an electron transport layer (ETL, Electron Transportation Layer) having electrons as carriers, a hole transport layer (HTL, Hole Transportation Layer) having holes as carriers, or these transport layers. It is possible to use a material in which a carrier injection layer is combined.
- an inorganic material such as zinc oxide (ZnO) or MgZnO or an organic material such as an oxadiazole derivative (BND)
- An alkali metal compound such as lithium oxide (LiF)
- an inorganic material such as nickel oxide (NiO), an aromatic amine compound such as triphenylamine (TA), starburst amine (m-MTDATA), or ⁇ -NPB is used. ..
- As the hole injection material polyaniline or the like can be used.
- Each material of the first charge transport layer 8 is formed on the first electrode 2 by a method according to the properties of the material to be used, such as a coating printing method using nanoparticles, an inkjet method, and a mask vapor deposition method using a mask. ..
- a coating printing method using nanoparticles such as a coating printing method using nanoparticles, an inkjet method, and a mask vapor deposition method using a mask. ..
- an ink containing zinc oxide (ZnO) nanoparticles which is an electron injection material, is formed as the first charge transport layer 8 on the first electrode 2 by an inkjet method to form the first charge transport layer 8.
- the light emitting layer 4 is formed on the first charge transport layer 8.
- an organic fluorescent material such as Alq 3 or Firpic, an organic phosphorescent material such as an iridium complex (Ir (ppy) 3 ), a thermally active delayed fluorescent material, a quantum dot made of a Cd compound, or Cd is used.
- a quantum dot material (InP, ZnSe, etc.) made of an In or Zn compound that does not contain the compound can be used.
- a quantum dot material having InP as a core was applied by an inkjet method to form a light emitting layer 4 having a film thickness of 30 nm.
- the second charge transport layer 9 was formed by applying an ink containing NiO nanoparticles, which is a hole transport material, onto the light emitting layer 4 by an inkjet method. In this way, the layer structure shown in FIG. 27 is formed.
- FIG. 28 is a plan view showing a method of forming the insulating layer 7 of the light emitting device 1.
- FIG. 29 is a cross-sectional view showing a method of forming the insulating layer 7.
- FIG. 30 is a plan view showing a method of forming the second electrode 3 of the light emitting device 1.
- FIG. 31 is a cross-sectional view showing a method of forming the second electrode 3.
- an insulating layer 7 for dividing the pixels is formed on the second charge transport layer 9.
- various insulating materials can be used as described above.
- a striped insulating layer 7 as shown in FIGS. 28 and 29 is formed by using a photolithography method. The thickness of the insulating layer 7 was 40 nm, and the width of the striped insulating layer 7 was about 1 ⁇ m.
- the second electrode 3 is formed so as to cover the insulating layer 7.
- ITO indium tin oxide
- ITO indium tin oxide
- a second electrode 3 having a desired shape is formed by photolithography and etching. Formed.
- FIG. 32 is a plan view showing the stripe shape of the non-light emitting region 6 of the light emitting layer 4.
- FIG. 33 is a plan view showing the grid shape of the non-light emitting region 6 of the light emitting layer 4.
- FIG. 34 is a plan view showing the comb tooth shape of the non-light emitting region 6 of the light emitting layer 4.
- a striped insulating layer 7 is formed between the second charge transport layer 9 and the second electrode 3, and this shape is shown in FIGS. 33 and 34.
- various shapes such as a lattice-shaped insulating layer 7A and a comb-shaped insulating layer 7B can be freely selected as needed.
- the line widths of the insulating layers 7.7A and 7B are preferably selected according to the pixel size as described above, and are preferably about sub ⁇ m to several ⁇ m.
- Pixel division by the insulating layers 7.7A and 7B is not limited to the shapes shown in FIGS. 32 to 34.
- the pitch of the divided shape may be different between the center and the end of the pixel, and the divided shape does not necessarily have to be a symmetrical shape.
- the influence of the dark spot DS can be suppressed to a smaller range, but on the other hand, the light emitting area in the pixel is reduced by subdividing, resulting in the above-mentioned aperture ratio.
- the AR will decrease and the brightness of the light emitting device 1 will decrease. Therefore, it is sufficient to select an appropriate divided shape and dimensional ratio of the shape as needed.
- FIG. 35 is a cross-sectional view showing another insulating layer 7 formed on the light emitting device 1.
- FIG. 36 is a cross-sectional view showing still another insulating layer 7 formed on the light emitting device 1.
- the forming position of the insulating layer 7 sandwiched between the first electrode 2 and the second electrode 3 does not need to be such that the insulating layer 7 is in contact with the electrodes 2 and 3, for example. It may be arranged between the first charge transport layer 8 and the light emitting layer 4 as shown in FIG. 35, or may be arranged between the light emitting layer 4 and the second charge transport layer 9 as shown in FIG. 36. In any case, the region where the insulating layer 7 is formed becomes the non-light emitting region 6, and it is possible to suppress the expansion of defects such as the dark spot DS.
- the light emitting device 1 according to the present embodiment is manufactured.
- the light emitting device 1 includes first and second charge transport layers 8 and 9 and a light emitting layer 4 between the first and second electrodes 2 and 3, and the light emitting layer 4
- An insulating layer 7 made of an insulating material is provided between the first electrode 2 and the second electrode 3, and the inside of the pixel is partitioned by the insulating layer 7, so that the first and first electrodes are above and below the insulating layer 7. Even if a defect such as a dark spot DS occurs due to the fact that the current does not flow between the two electrodes 2 and 3 and the non-light emitting region 6 is formed, the current is contained in the light emitting region 5 partitioned by the insulating layer 7. Impact is limited. This makes it possible to provide a light emitting device capable of suppressing deterioration of display quality and a display device using the light emitting device.
- FIG. 37 is a plan view of the light emitting device according to the second embodiment.
- FIG. 38 is a cross-sectional view of the light emitting device. The same components as those described above are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- the light emitting device includes the substrate 20, the first electrode 2, the first charge transport layer 8, the light emitting layer 4, the second charge transport layer 9, and the second electrode 3 described in the first embodiment.
- an insulating layer 7 is provided between the first electrode 2 and the first charge transport layer 8 so as to partition the first electrode 2.
- the insulating layer 7 may be formed by using a photosensitive resin material and photolithography as in the first embodiment, or may be formed by another method.
- 39 to 41 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a light emitting device according to the second embodiment.
- the same components as those described above are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- alumina sol 23 for example, alumina sol AS520-A manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
- the line width of the insulating layer 7 is determined by the pattern of the mold 22, and the printed matter can be easily miniaturized.
- nanoimprint lithography does not need to use a developing solution like photolithography or etching of the insulating layer 7, the influence of the chemical solution or the like on the first and second electrodes 2 and 3 is small and necessary.
- the insulating layer 7 can be formed.
- FIG. 42 is a cross-sectional view of the light emitting device 1B according to the third embodiment.
- FIG. 43 is a cross-sectional view for explaining the scattering property of the insulating layer 7B provided on the light emitting device 1B.
- the same components as those described above are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- the light emitting device 1B according to the third embodiment has the same layer structure as the light emitting device 1 of the first embodiment, but the insulating layer 7B sandwiched between the second electrode 3 and the second charge transport layer 9 is shown in FIG. 43. It has a scattering property.
- the lower side of the insulating layer 7B becomes a non-light emitting region 6 because no current flows between the first electrode 2 and the second electrode 3, but from the surrounding light emitting region 5. Since a part of the light emission is scattered by the insulating layer 7B having a scattering property, the scattered light is observed from the non-light emitting region 6. Therefore, the distribution of brightness in the pixel is reduced.
- the surface of the scattering insulating layer 7B may be made of an opaque material having a scattering property, and more preferably made of a transparent material having a light scattering property.
- an insulating material composed of a combination of different refractive indexes such as a transparent acrylic resin containing titanium oxide particles (for example, a particle size of 200 nm), it is possible to impart light scattering property to the insulating layer 7B. ..
- a photo The insulating layer 7B can be formed only on the portion irradiated with light by the lithography method.
- thermosetting transparent resin such as urea resin (refractive index 1.54 to 1.56) is used, and scattered particles are similarly mixed, and then a printing method such as imprinting is used.
- the insulating layer 7B may be formed.
- the light emitted from the surrounding light emitting region 5 is incident on the inside of the insulating layer 7B and scattered, so that even if the line width of the insulating layer 7B is slightly wide. It is possible to reduce the brightness distribution due to scattered light.
- FIG. 44 is a plan view of the light emitting device 1C according to the fourth embodiment.
- FIG. 45 is a cross-sectional view of the light emitting device 1C.
- FIG. 46 is a cross-sectional view of a modified example of the light emitting device 1C according to the fourth embodiment.
- the same components as those described above are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will not be repeated.
- the second electrode 3 is formed by being divided by a groove penetrating from the front surface to the back surface of the second electrode 3.
- the region where the electrode 2 is superimposed on the second electrode 3 is the light emitting region 5, and the other region is the non-light emitting region 6, and the inside of the pixel is partitioned.
- the dark spot DS does not expand, and it is possible to suppress the expansion of the dark spot DS, which is a defective region.
- the second electrode 3 is divided by the groove in FIGS. 44 and 45, the same effect can be obtained even if the first electrode 2 is divided. Both the first electrode 2 and the second electrode 3 may be separated.
- the division of the first electrode 2 and the second electrode 3 by the grooves is carried out after forming a thin film to be the first electrode 2 and the second electrode 3, for example, by using a photolithography and etching method.
- the first electrode 2 and the second electrode 3 are divided by various means such as a forming method by mask film formation, an electrode fabrication by inkjet, and an electrode transfer by the above-mentioned imprint method or the like. It is possible to form.
- the second charge transport layer on the lower side of the second electrode 3 is not affected so as not to affect the light emission. 9 may be similarly divided.
- a plurality of divided regions are electrically connected to each other.
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Abstract
発光デバイス（１）の発光層（４）は、複数の画素のそれぞれにおいて、第１電極（２）と第２電極（３）との間で駆動電流が流れる発光領域（５）と、第１電極（２）と第２電極（３）との間で駆動電流が流れない非発光領域（６）と、を有し、発光領域（５）は、平面視で非発光領域（６）により複数に分割される。
Description
本発明は、発光デバイス及び発光デバイスの製造方法に関する。
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス、Electro-Luminescence）素子の形成プロセスにおいて、小さなゴミ、塵、不要物などのパーティクルが有機ＥＬ層とアノード電極との界面に存在したままとなると、有機ＥＬ層に所定の電圧を印加しても発光しない部分であるダークスポットが有機ＥＬ素子に生じてしまう。
このダークスポットの成長を抑止するために、画素内を複数の閉領域に分割する隔壁を非導電性の材料によって第１の電極上に形成し、印加電圧に応じて発光する発光層と第２の電極とをその閉領域内に設ける発光デバイスが知られている（特許文献１）。
この発光デバイスでは、ダークスポットが発生した場合、そのダークスポットの拡大は障壁を超えて起こらないためダークスポットの成長を抑止することができる。
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、画素内を膜厚方向に貫いて分割する隔壁を形成して閉空間を作ることになるため、基板表面上に発光素子を構成する積層膜と同等以上の凹凸が生じる。このため、素子形成時に凹凸の影響によって発光層を構成する積層膜の均一性が悪くなり、断線が発生する等の問題が起きる可能性が有る。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光デバイスは、複数の画素ごとに形成された第１電極と、前記複数の画素にわたり共通に形成された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に形成された発光層と、を有し、前記発光層は、前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記第１電極と前記第２電極との間で駆動電流が流れる発光領域と、前記第１電極と前記第２電極との間で前記駆動電流が流れない非発光領域と、を有し、前記発光領域は、平面視で前記非発光領域により複数に分割される。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光デバイスの製造方法は、複数の画素ごとに配置される第１電極を形成する第１電極形成工程と、前記複数の画素にわたり共通に配置される第２電極を形成する第２電極形成工程と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される発光層を形成する発光層形成工程とを包含し、前記第１電極形成工程、前記発光層形成工程、及び前記第２電極形成工程の順番に実行する発光デバイスの製造方法であって、前記発光層は、前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記第１電極と前記第２電極との間で駆動電流が流れる発光領域と、前記第１電極と前記第２電極との間で前記駆動電流が流れない非発光領域と、を有し、前記発光領域は、平面視で前記非発光領域により複数に分割される。
本発明の一態様によれば、基板表面上に凹凸が形成されることなく、ダークスポットの成長を抑止することができる発光デバイス及び発光デバイスの製造方法を提供することができる。
（実施形態１）
図１は実施形態１に係る発光デバイス１の平面図である。発光デバイス１は、赤色光を発光する複数の自発光素子１２Ｒと、緑色光を発光する複数の自発光素子１２Ｇと、青色光を発光する複数の自発光素子１２Ｂとが図１に示すようにマトリックス状に配置された基板２０を備える。自発光素子１２Ｒ、自発光素子１２Ｇ、及び自発光素子１２Ｂは、それぞれ一つの画素を構成する。
図１は実施形態１に係る発光デバイス１の平面図である。発光デバイス１は、赤色光を発光する複数の自発光素子１２Ｒと、緑色光を発光する複数の自発光素子１２Ｇと、青色光を発光する複数の自発光素子１２Ｂとが図１に示すようにマトリックス状に配置された基板２０を備える。自発光素子１２Ｒ、自発光素子１２Ｇ、及び自発光素子１２Ｂは、それぞれ一つの画素を構成する。
図２は発光デバイス１に設けられた自発光素子１２Ｒの断面図である。
自発光素子１２Ｒは、複数の画素ごとに島状に形成された第１電極２と、複数の画素にわたり共通に形成された第２電極３と、第１電極２と第２電極３との間に形成された発光層４と、発光層４と第１電極２との間に形成された第１電荷輸送層８と、発光層４と第２電極３との間に形成された第２電荷輸送層９とを備える。発光層４と第１電荷輸送層８と第２電荷輸送層９とは機能層１９を構成する。
平面視で四角形状の複数の開口１０が形成された絶縁層７が第２電荷輸送層９の上に形成される。発光層４は、一つの画素内で連続的に成膜されており、絶縁層７の複数の開口１０の位置で第１電極２と第２電極３との間で駆動電流が流れる複数の発光領域５と、絶縁層７によって第１電極２と第２電極３との間で前記駆動電流が流れない非発光領域６とを有する。図３は、図２の上面図であり、一つの自発光素子（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂのいずれか）の拡大図である。発光領域５は、図３に示すように、平面視で非発光領域６により複数に分割されている。絶縁層７は、第１電極２と第２電極３とを絶縁するために発光層４の非発光領域６に配置されている。
このように、ＲＧＢの各色に発光する自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂをアレイ状に並べた発光デバイス１において、各自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂは、第１電極２及び第２電極３の間に挟まれた、少なくとも第１及び第２電荷輸送層８・９と、発光層４とからなる機能層１９を有した自発光素子であり、発光材料の選択によってＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの色に発光することで、映像を構成する画素となる。
各画素は、薄膜トランジスタ等からなる駆動回路（図示せず）を備えた基板２０上に形成されている。薄膜トランジスタは、例えばＩｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物を半導体材料とする酸化物半導体や、多結晶ポリシリコンからなるＬＴＰＳ（低温ポリシリコン、Low Temperature Polycrystalline Silicon）－ＴＦＴ（Thin Film Transistor，薄膜トランジスタ）を備えている。発光層４を構成する発光材料としては、例えば量子ドットや有機蛍光材料、有機燐光材料などを用いることができる。
図４は発光デバイス１に設けられた発光層４に生じたダークスポットＤＳが拡大する態様を示す図である。図５は発光デバイス１に設けられた非発光領域６によりダークスポットＤＳの拡大が抑制される態様を示す図である。
前述したような自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂにおいて、画素内部に輝度が低下した領域、所謂ダークスポットＤＳが発生するという課題が存在する。ダークスポットＤＳの発生要因は自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂを構成する電極界面の酸化や過剰電流が流れることによる発光層４の劣化等、様々な原因が存在する。発光デバイス１が使用される表示装置の動作と共にそのダークスポットＤＳの領域が拡大するのは、過剰電流による劣化の場合、劣化した領域では電流が流れにくくなり、その領域の周囲に有る正常な領域を通して過剰な電流が流れることになるため、劣化したダークスポットＤＳの領域が次第に広がると考えられる。そして、自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂの動作を続けることにより、そのダークスポットＤＳの範囲が図４に示すように拡大し、最終的には自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂの発光が著しく減少するため、黒点(減点)として表示欠陥となる。
本実施形態では、この様なダークスポットＤＳの拡大を抑制できる発光デバイス１を提供する。具体的には、図２及び図３に示すように第１電極２と第２電極３との間に少なくとも発光層４を有する自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂであって、第２電極３と発光層４との間に、画素内を区画する様に設けられた絶縁層７を有している。
絶縁層７としては、例えばフォトレジストの様な感光性樹脂膜である。絶縁層７が形成された部分は第１電極２と第２電極３との間に電流が流れない領域となるため、非発光領域６となる。このため、絶縁層７として用いる材料は、必ずしも透明である必要は無い。絶縁層７で区画された内部の領域は第１電極２と第２電極３との間で電流が流れることにより発光領域５となる。
図５に示すように、この発光領域５内でダークスポットＤＳが発生した場合、第１電極２と第２電極３との間で発光領域５内を流れる電流によってダークスポットＤＳが徐々にその領域を拡大するが、非発光領域６では、第１電極２と第２電極３との間で電流が流れないために電流に起因する発光層４の劣化が抑制される。このため、ダークスポットＤＳが拡大する領域は、区画された発光領域５の範囲内に限定される。
この理由は、発光層４を含む自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂの膜厚は、数１０ｎｍ～数１００ｎｍであるのに対して、画素を構成する発光領域５、非発光領域６の膜の表面方向のサイズは数μｍ～百数十μｍ程度であるため、第１電極２と第２電極３との間で発光領域５を流れる電流は膜厚方向に流れやすく、膜の表面方向への上記電流の拡がりは非常に小さいので、上記電流の流れない非発光領域６を超えて劣化が進まないためである。
このように、拡大したダークスポットＤＳは、図５に示すように、発光領域５と非発光領域６との間の境界で拡大が阻止され、これによりダークスポットＤＳの拡大が抑制される。
図６及び図７はダークスポットＤＳの発生メカニズムを示す断面図である。図８～図１１は絶縁層７の挿入によるダークスポットＤＳの拡大の抑制を示す断面図である。前述した構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
ダークスポットＤＳが発生する起点となる箇所は、例えば電極材料成膜時のパーティクル等の何かの異物が存在することに起因して過剰電流２５が流れる箇所、又は、ＱＬＥＤ（量子ドット発光ダイオードQuantum dot Light Emitting Diode）であればＱＤ粒子や、ＥＴＬ（例えばＺｎＯナノ粒子）、ＨＴＬ（例えばＮｉＯナノ粒子）が凝集することで初期に過剰電流２４が流れるような箇所である。そして、その箇所が起点となって、ダークスポットＤＳが周囲に拡がると考えられる。
これに対して、第１電極２と第２電極３とが電気的に短絡して繋がればリーク電流が流れることになるので、画素自体が発光しないと考えられるが、その場合は、電極間の短絡による画素欠陥であり、本実施形態で想定する構造では短絡による画素欠陥は対象外である。
本実施形態に係る絶縁層７を形成した場合、その絶縁層７の端面は、発光層４の表面に対して直角に形成されると電界集中による過剰電流２６が生じると考えられるが、直角には形成されず緩やかなテーパ形状に形成されることが多い。
本実施形態に示したようなフォトリソグラフィー法で絶縁層７を形成する場合は、露光部分が溶出するポジ型であれば、絶縁層７の端部はテーパ形状になる。露光部が残るネガ型の感光性樹脂は逆テーパになることも有るので、あまり使用されない。転写法は転写する膜の作り方にも依存する。
絶縁層７の端面をテーパ形状にすると、電界集中を防ぐことができるメリット以外に、その絶縁層７の上に形成する第２電極３が絶縁層７による段差によって切れてしまい電気的に繋がっていない状態になることを抑制できるメリットが有る。
本実施形態のように第２電極３の下側に段差となる絶縁層７を挿入する場合には、絶縁層７の端面によって第２電極３が切れてしまうと、区画された発光領域５の電気的な接続に影響が生じ、第２電極３が電極として機能しなくなり得る。
例えば第２電極３の厚みは数１０ｎｍ～数１００ｎｍであるのに対して、絶縁層７の厚みは数ｎｍ～数μｍとしている。
例えば厚み１μｍの絶縁層７を厚み６０ｎｍの第２電極３で覆うことは不可能ではないが、もし絶縁層７の端面が発光層４の表面に対して直角に切り立っていれば、絶縁層７の直角の角によって第２電極３が切れてしまうので、通常は緩やかなテーパになるように絶縁層７の端面を形成する。
この絶縁層７の端面のテーパ角度は、９０°未満、望ましくは４５°以下である。図７に示す写真では４５°程度のテーパ角度での端面を絶縁層７は有しており、絶縁層７は図７に示される右端で２００ｎｍ～３００ｎｍ程度の膜厚になる。実際はさらに右側に絶縁層７が続いており、その膜厚はさらに厚くなっている。この絶縁層７を数１０ｎｍ程度の膜の第２電極３が覆っている。
図８～図１１に示すように、機能層１９の膜中の欠陥、異物等によって過剰電流２７が流れる領域２８（電流パス）は、過剰電流２７が流れることで発光層４の発光強度が高くなり、発光層４を構成する材料が他の領域に比べて早く劣化することで発光強度が低下し、ダークスポットＤＳの起点となる。また、過剰電流２７が流れる領域２８の近傍の発光層４もダメージを受けると考えられる。このように発光強度が低下した領域はダークスポットＤＳとなり、過剰電流２７が流れる領域２８はその周囲へ拡がる。ダメージを受けた領域２８では過剰電流２７が流れることにより、発光層４の劣化が発生して矢印２９により示される面内方向へ領域２８が拡大する。これにより、通電時間に比例してダークスポットＤＳが矢印２９の面内方向へ拡大する。
このように、ダメージを受けた領域２８は面内方向へ拡大するが、絶縁層７を設けた領域の下側では、第１電極２と第２電極３との間で電流が流れない（流れる電流が小さい）ために、発光はせず、ダメージを受けた領域２８は、それ以上面内方向へは拡がらない。
これにより、絶縁層７の下側では発光層４の劣化が少なくなり、ダークスポットＤＳの拡大が抑制される。機能層１９の膜厚方向は、およそ数１０ｎｍ～数１００ｎｍ程度の厚さであるのに対して、絶縁層７が形成された面内方向の距離は、数μｍ～数１０μｍ程度であり、１０～１００倍程度の寸法の違いが有るため、電流は、絶縁層７の下側の機能層１９を、面内方向へは流れにくい。また、絶縁層７近傍にはダメージを受けた領域２８が発生するが、その領域２８の抵抗が増加すれば、面内方向へはさらに電流は流れなくなるので、ダークスポットＤＳは絶縁層７の近傍から、その下側へは拡がらず、絶縁層７によって区画された領域の中にダークスポットＤＳの拡大が抑制されることになる。
ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード、Organic Light Emitting Diode）におけるダークスポットＤＳの発生原因は大きくは下記の二つと考えられる。第１に、発光デバイス１の封止不良等により、酸素、水分３０が侵入し、第１及び第２電極２・３と機能層１９との界面の酸化等により、キャリアが発光層４へ注入されなくなる。
酸素、水分等の拡散により、ダークスポットＤＳの領域が拡大して行く。
第２に、異物３１、ピンホール等により、発光層４に過剰電流が流れると、これにより初期は明るく発光するが、通電時間が経過すると共に発光層４が劣化して輝度が低下し、ダークスポットＤＳが発生する。そして、時間が経過すると共に、劣化領域が面内方向へ拡大する。
何れの場合も、ダークスポットＤＳは起点となる部分から同心円状に広がる。このため、ダークスポットＤＳの起点となる部分からダークスポットＤＳに隣接する領域へと明るさの低下が拡大する。第１の発生原因の場合は、水分等の侵入位置を起点として、界面の酸化が拡がってゆくためと考えられる。第２の発生原因の場合は、起点部分で異物等による過剰電流が流れることにより発光層４が劣化し、起点部分に隣接する部分の第１及び第２電荷輸送層８・９、発光層４もダメージを受けることにより、起点部分から同心円状にダークスポットＤＳが拡がると考えられる。
ＱＬＥＤの場合も同様に、酸化等による劣化や、第１及び第２電荷輸送層８・９、発光層４を構成するナノ粒子の凝集、異物等により、過剰電流が集中することによって、通電時間の経過と共にダメージを受ける領域が拡がり、発光強度が低下した最初の領域を中心にダークスポットＤＳが拡大して行くと考えられる。
絶縁層７の材料については実施形態１にいくつか記載しているが、フォトリソグラフィーによる形成が可能な点や、材料自体の抵抗率が高く膜厚が薄くても絶縁層７として機能できることを考えると、ポリイミド、ポリアミドなどの有機樹脂系の材料、感光性樹脂が望ましい。但し、これに限らず、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機絶縁膜を用いることができる。
絶縁層７の膜厚は、第２電極３に対する段差のことを考えると薄い方が望ましい。そして、第1電極２、第２電極３や、機能層１９を構成する第1及び第２電荷輸送層８・９、発光層４の材料（ＱＤや蛍光、燐光材料）がＯＬＥＤ、ＱＬＥＤ共に数１０ｎｍ程度の膜厚で有ることを考えると、絶縁層７の膜厚は数１０ｎｍ～数１００ｎｍ程度であることが望ましい。
図１２は、図１の詳細図である。電流駆動で発光する自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂは、第１電極２のエッジに流れる過電流による劣化を防ぐため、第１電極２のエッジを覆い、第１電極２を開口して発光領域５を規定するエッジカバーが設けられる。図１２においては、複数の開口１０が形成された絶縁層７がエッジカバーの機能を果たす。このため、絶縁層７に各自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂの画素ごとに形成された複数の開口１０は、図１２に示すように、複数の画素ごとに島状に形成された第１電極２のエッジと重畳しないように形成される。即ち、複数の開口１０は第１電極２の端部を避けるように形成される。図１２において、発光領域５は第１電極２、発光層４、第２電極３が重畳する領域のうち、絶縁層７の無い複数の開口１０の領域であり、各自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂの画素内の非発光領域６は、第１電極２、発光層４、第２電極３が重畳する領域のうち、絶縁層７の有る領域である。
＜変形例＞
図１３は、第１電極２のエッジを覆い、第１電極２の開口１４を形成するエッジカバー１３が、絶縁層７とは別に、設けられた発光デバイス１の平面図である。エッジカバー１３が第１電極２に設けられている場合、絶縁層７に各自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂの画素ごとに形成された複数の開口１０は、複数の画素ごとに島状に形成された第１電極２のエッジと、図１３に示すように重畳するように形成されてもよいし、重畳しないように形成されてもよい。図１３において、発光領域５は、エッジカバー１３の開口１４で露出する第１電極２のうち、絶縁層７が無い領域であり、各自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂの画素内の非発光領域６は、エッジカバー１３の開口１４で露出する第１電極２のうち、絶縁層７が有る領域である。
＜変形例＞
図１３は、第１電極２のエッジを覆い、第１電極２の開口１４を形成するエッジカバー１３が、絶縁層７とは別に、設けられた発光デバイス１の平面図である。エッジカバー１３が第１電極２に設けられている場合、絶縁層７に各自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂの画素ごとに形成された複数の開口１０は、複数の画素ごとに島状に形成された第１電極２のエッジと、図１３に示すように重畳するように形成されてもよいし、重畳しないように形成されてもよい。図１３において、発光領域５は、エッジカバー１３の開口１４で露出する第１電極２のうち、絶縁層７が無い領域であり、各自発光素子１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂの画素内の非発光領域６は、エッジカバー１３の開口１４で露出する第１電極２のうち、絶縁層７が有る領域である。
エッジカバー１３が有る場合は、第1電極２のエッジはエッジカバーに覆われていることから、図１３に示すように、絶縁層７の開口１０が第1電極２のエッジに重畳された場合でも、第1電極２のエッジの過電流やリークをエッジカバー１３により抑制することができる。
エッジカバー１３が無い場合とエッジカバー１３が有る場合との何れの構成でも、第１電極２と、第１電極２に重畳される発光層４、第２電極３との間で、第１電極２のエッジからの過電流やリークを抑制する素子構造となる。
図１４は、発光デバイス１に設けられた第２電極３に形成された切欠き２１を示す平面図である。本実施例では、前述した実施形態１のように絶縁層７で非発光領域６を構成するのではなく、切欠き２１で非発光領域６を構成する。複数の画素にわたり共通に形成された第２電極３が、各画素を分断するように切欠き２１を有する。図１４において、発光領域５は、エッジカバー１３の開口１４で露出する第１電極２のうち、第２電極３が重畳する領域である。一方、各画素内の非発光領域６（第１電極２と第２電極３との間で駆動電流が流れない領域）は、エッジカバー１３の開口１４で露出する第１電極２のうち、切欠き２１と重畳する領域である。図１４では、各画素において、発光領域５が非発光領域６により４つに分割されて形成されている。この分割数はこれに限られない。分割数は２つ以上であればよい。
図１５、図１６は切欠き形状の変形例であり、図１５、図１６では、発光領域５が切欠き２１により８つに分割されている。
但し、いずれの変形例でも、画素間で切欠き２１はつながっておらず、第２電極３は画素間でつながっており、各画素間で、第２電極３の電位が一定に保たれるようになっている。
図１７は第２電極３に形成された他の切欠き２１を示す平面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
第２電極３の切欠き２１は、図１７に示すように、平面視で格子状に形成される。この切欠き２１の縦に延びる部分と横に延びる部分とが交差する交差部の角における電界集中を緩和するために、図１７に示すように、切欠き２１にラウンド形状部１６を形成することが好ましい。なお、この切欠き２１は、第１電極２に形成されていてもよく、第１電極２及び第２電極３の少なくとも一方に形成されていることが好ましい。
図１８は実施形態１に係る発光デバイス１Ａの断面図である。図１９は発光デバイス１Ａの平面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
発光デバイス１Ａの第２電極３Ａは、図１９に示すように、平面視で櫛歯形状に形成される。このため、発光層４は複数のストライプ形状の発光領域５Ａ及び非発光領域６Ａを有する。そして、複数の発光領域５Ａは、櫛歯形状の第２電極３Ａにより電気的に接続されているので、第２電極３Ａは、一つの電極として機能する。
このように、本実施形態の発光デバイス１Ａとしては、図１８及び図１９に示すように、発光層４、第１及び第２電荷輸送層８・９を挟持する第２電極３Ａ及び第１電極２のうちの第２電極３Ａが、平面視で第１電極２に対して部分的に形成されていても、即ち櫛歯形状に形成されていても良い。また、楕円形状に第２電極３Ａが形成されていてもよい。
この場合、第２電極３Ａ及び第１電極２で挟持された発光層４の領域は発光領域５Ａとなり、第２電極３Ａが形成されていない領域は非発光領域６Ａとなる。このため、図１９に示すように、非発光領域６Ａは平面視でストライプ形状に形成され、発光領域５Ａは非発光領域６Ａのストライプ形状と噛み合うように整合する櫛歯形状に形成される。
前述した発光デバイス１と同様に、非発光領域６Ａで区画された発光領域５Ａ内でダークスポットＤＳの様な欠陥が発生したとしても非発光領域６Ａを超えて異常な電流が流れず、電流に起因する発光層４の劣化が抑制される。このため、ダークスポットＤＳの拡大は区画された発光領域５Ａ内に限定されることになり、発光デバイス１Ａによる表示の劣化を抑制することが可能となる。
図２０は実施形態１に係る発光デバイス１を製造するための露光工程を示す断面図である。図２１は発光デバイス１を製造するための絶縁層形成工程を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
絶縁層７を形成する材料としては、樹脂等からなる有機樹脂材料、及び、酸化物、窒化物等の無機絶縁材料等が使用できる。
例えば、代表的な絶縁材料の抵抗率は、有機樹脂材料では、ポリイミド系樹脂材料が１０１６Ωｃｍよりも大きく、アクリル系樹脂材料が１０１４Ωｃｍよりも大きく、フェノール系樹脂材料が１０１１～１２Ωｃｍよりも大きい。無機絶縁材料では、シリコン酸化膜が１０１０～１４Ωｃｍよりも大きく、シリコン窒化膜が１０１３Ωｃｍよりも大きい。
絶縁層７のパターン形成手法としては、一般的なフォトリソグラフィー法、フォトリソグラフィー法とエッチング法との組合せ、及び、パターン形成した絶縁層７を転写する印刷法などを用いることが出来る。
特に絶縁層７のパターンを形成する観点からは、感光性の有機樹脂材料を用いたフォトリソグラフィー法が望ましい。上記の有機樹脂材料は、感光性ポリイミドや、ポジ型のフェノール系樹脂、ネガ型のアクリル系樹脂を含む一般的なフォトレジスト材料に用いられており、スピンコータ、スリットコータを含む一般的な塗布装置を用いて薄膜を形成した後、フォトマスクとＵＶ（紫外線、UltraViolet）露光機を用いて微細パターンを形成することが可能である。
図２０及び図２１は、ポジ型のフォトレジストを用いた絶縁層７を形成する方法を示す模式図であり、図２０に示すように、フォトレジスト１８を第２電荷輸送層９上に塗布した後、残したい部分を遮光したフォトマスク１７を介して紫外線（ＵＶ光）を照射して露光する。そして、例えば、ＫＯＨ水溶液やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）の現像液を用いて、露光された部位のフォトレジスト１８を除去する現像工程を行い、図２１に示すように絶縁層７の形成を行う。
図２２は発光デバイス１に形成された絶縁層７を示す平面図である。図２３は絶縁層７を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
絶縁層７の膜厚としては、数ｎｍ～数μｍ程度、望ましくは数ｎｍ～数１００ｎｍ程度である。これは、絶縁層７の上層側に形成される第２電極３や、その他の機能膜の膜厚が薄膜発光素子では一般的に数１０ｎｍ～数１００ｎｍ程度であり、パターン化された絶縁層７上に機能膜等が被覆性良く形成される必要があるためである。
画素内における絶縁層７の平面寸法は、画素サイズにより異なる。ディスプレイを構成する画素の解像度が２Ｋ（１，９８０×１，０８０）や４Ｋ（３，８４０×２，１６０）、８Ｋ（７，６８０×４，３２０）であっても、画素サイズは画面サイズによって異なる。
例えば同じ２Ｋ（１，９８０×１，０８０）の解像度であっても、対角６０インチのＴＶ用途では、Ｒ、Ｇ、Ｂの副画素サイズは約６９２μｍ×２３１μｍとなる。対角６インチの携帯電話用途の場合は、副画素サイズは約６９．２μｍ×２３．１μｍとなる。
例えば同じ２Ｋ（１，９８０×１，０８０）の解像度であっても、対角６０インチのＴＶ用途では、Ｒ、Ｇ、Ｂの副画素サイズは約６９２μｍ×２３１μｍとなる。対角６インチの携帯電話用途の場合は、副画素サイズは約６９．２μｍ×２３．１μｍとなる。
この様な画素に対して絶縁層７を形成することで生じる非発光領域６は、画素面積に対して小さい方が望ましい。例えば絶縁層７によりストライプ形状や格子形状に画素内を区画すると想定すると、その絶縁層７の線幅はサブμｍ～数μｍ程度に微細であることが望ましい。前述の感光性材料を用いたフォトリソグラフィー法や、インプリント等の転写による印刷法であれば微細な線幅の絶縁層７を形成することが可能となる。
この場合、絶縁層７を設けることにより、発光領域５と非発光領域６とが画素内に混在することになるが、発光領域５から発せられた光は等方的に発光することになるため、非発光領域６の寸法がサブμｍ～数μｍと充分に小さければ、図２３に示すように隣り合う発光領域５からの光が重なり合うため、非発光領域６によって生じる画素内の明るさの分布は軽減されることになる。
図２４は実施形態１に係る発光デバイス１の第１電極２の形成方法を示す平面図である。図２５は第１電極２の形成方法を示す断面図である。図２６は発光デバイス１の機能層１９の形成方法を示す平面図である。図２７は機能層１９の形成方法を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
本実施形態に係る発光デバイス１は以下の様にして作製される。
まず、図２４及び図２５に示すように、薄膜トランジスタからなる駆動回路（図示せず）を備えた基板２０上に第１電極２となる導電性膜を成膜し、例えばフォトリソグラフィーおよびエッチング等を用いて所定の形状を有する第１電極２を形成する。第1電極２は前記薄膜トランジスタからなる駆動回路と電気的に接続されている(図示せず)。基板２０としては、ガラス基板の様な透光性基板や、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂基板、及び、表面に酸化被膜等の絶縁膜を有する金属箔等を用いることが可能である。
第１電極２となる導電性膜としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の酸化物からなる透明導電材料や、アルミニウム、銀またはこれらを含む導電性材料、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ等の有機導電材料、または必要に応じてこれらを組み合わせて用いることが可能である。
第１電極２の形成手法としては、前述のフォトリソグラフィー法の他、転写法やインクジェット等の印刷法など、導電性材料に適した手法を用いることが可能である。本実施形態では第１電極２としてスパッタ法により、膜厚３０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなる金属膜を形成した後、フォトリソグラフィーおよびエッチング法を用いて、所望の形状を有する第１電極２を形成した。
次に図２６及び図２７に示すように、第１電極２上に第１電荷輸送層８を形成する。第１電荷輸送層８としては、電子をキャリアとする電子輸送層（ＥＴＬ、Electron Transportation Layer）、正孔をキャリアとする正孔輸送層（ＨＴＬ、Hole Transportation Layer）、または、これらの輸送層とキャリア注入層を組合せた材料を用いることが可能である。
具体的には、電子輸送層であれば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）やＭｇＺｎＯのような無機材料や、オキサジアゾール誘導体（ＢＮＤ）等の有機材料を用いることが出来るし、電子注入材料としてはフッ化リチウム（ＬｉＦ）等のアルカリ金属化合物を用いることが出来る。正孔輸送層であれば、酸化ニッケル（ＮｉＯ）の様な無機材料や、トリフェニルアミン（ＴＡ）や、スターバーストアミン（ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、α－ＮＰＢ等の芳香族アミン化合物などが用いられる。正孔注入材料としては、ポリアニリン等を用いることが出来る。
第１電荷輸送層８の各材料は、ナノ粒子を用いた塗布印刷法やインクジェット法、マスクを介したマスク蒸着法等、用いる材料の性状に応じた手法で第１電極２上に形成される。本実施形態では、第１電荷輸送層８として電子注入材料である酸化亜鉛（ＺｎＯ）ナノ粒子を含むインクを第１電極２上にインクジェット法で形成し、第１電荷輸送層８を形成した。
続いて、第１電荷輸送層８上に発光層４を形成する。発光層４の材料としては、Ａｌｑ３、Ｆｉｒｐｉｃ等の有機蛍光材料、イリジウム錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）のような有機燐光材料や熱活性遅延蛍光材料、Ｃｄ化合物からなる量子ドット、またはＣｄを含まないＩｎやＺｎ化合物からなる量子ドット材料（ＩｎＰ、ＺｎＳｅ等）を用いることが出来る。
本実施形態ではＩｎＰをコアとする量子ドット材料を、インクジェット法を用いて塗布し、膜厚３０ｎｍの発光層４を形成した。
次に、発光層４上にインクジェット法を用いて正孔輸送材料であるＮｉＯナノ粒子を含むインクを塗布することで第２電荷輸送層９を形成した。このようにして図２７に示す層構造が形成される。
図２８は発光デバイス１の絶縁層７の形成方法を示す平面図である。図２９は絶縁層７の形成方法を示す断面図である。図３０は発光デバイス１の第２電極３の形成方法を示す平面図である。図３１は第２電極３の形成方法を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
続いて、図２８及び図２９に示すように、第２電荷輸送層９上に画素を分割するための絶縁層７を形成する。絶縁層７を構成する材料は前述したように様々な絶縁性材料を用いることが出来る。本実施形態では感光性ポリイミド樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィー法を用いて、図２８及び図２９に示すようなストライプ状の絶縁層７を形成した。絶縁層７の厚みは４０ｎｍ、ストライプ状の絶縁層７の幅は約１μｍとした。
最後に図３０及び図３１に示すように、絶縁層７を覆うように第２電極３を形成する。本実施形態では透明電極材料であるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）をイオンプレーティング法により、膜厚６０ｎｍで成膜して、フォトリソグラフィーおよびエッチングを用いて、所望の形状を有する第２電極３を形成した。
図３２は発光層４の非発光領域６のストライプ形状を示す平面図である。図３３は発光層４の非発光領域６の格子形状を示す平面図である。図３４は発光層４の非発光領域６の櫛歯形状を示す平面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
実施形態１では図３０及び図３１に示したようにストライプ形状の絶縁層７を第２電荷輸送層９と第２電極３との間に形成したが、この形状は図３３及び図３４に示すように格子形状の絶縁層７Ａや櫛歯形状の絶縁層７Ｂなど、様々な形状を必要に応じて自由に選択できる。絶縁層７・７Ａ・７Ｂの線幅は前述したように画素サイズに合わせて選択されることが望ましく、サブμｍ～数μｍ程度が望ましい。画素面積内を絶縁層７・７Ａ・７Ｂによって区画することにより、前述したダークスポットＤＳが発生した場合に、その影響を区切られた区画内に抑制することが出来るが、その一方で画素の開口率ＡＲ＝（画素面積－絶縁層７の面積）／画素面積で表されるため、絶縁層７・７Ａ・７Ｂの面積は少ない方が望ましい。
絶縁層７・７Ａ・７Ｂによる画素の分割は図３２～図３４に示した形状に限定されない。画素の中央と端部とでその分割された形状のピッチが異なっていても構わないし、分割された形状は必ずしも対称な形状である必要も無い。画素の分割を細分化することにより、ダークスポットＤＳの影響はより小さな範囲に抑制できるが、その一方で画素の内の発光面積は細分化することにより減少するため、結果的に前述の開口率ＡＲが減少し、発光デバイス１の明るさが減少することになる。このため、必要に応じた適切な分割形状、形状の寸法比率を選択すれば良い。
図３５は発光デバイス１に形成された他の絶縁層７を示す断面図である。図３６は発光デバイス１に形成されたさらに他の絶縁層７を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
図３５及び図３６は、絶縁層７を形成する位置を異ならせた態様を示している。本実施形態に係る発光デバイス１においては、第１電極２および第２電極３に挟持される絶縁層７の形成位置は、絶縁層７が各電極２・３に接している必要は無く、例えば図３５に示すように第１電荷輸送層８と発光層４との間に配置されても良いし、図３６に示すように発光層４と第２電荷輸送層９との間に配置されても良く、いずれの場合においても絶縁層７が形成された領域は非発光領域６となり、ダークスポットＤＳの様な欠陥の拡大を抑制することが可能となる。
この様にして本実施形態に係る発光デバイス１が作製される。
実施形態１に係る発光デバイス１およびこれを用いた表示装置は、第１及び第２電極２・３の間に第１及び第２電荷輸送層８・９並びに発光層４を備え、発光層４と第１電極２又は第２電極３との間に絶縁材料からなる絶縁層７を備えており、絶縁層７により画素内が区画されることにより、絶縁層７の上下には第１及び第２電極２・３の間での電流が流れず、非発光領域６となることによって、ダークスポットＤＳの様な不良が発生した場合にも、絶縁層７で区画された発光領域５内にその影響が制限される。これにより、表示品位の低下を抑制できる発光デバイス、これを用いた表示装置を提供できる。
（実施形態２）
図３７は実施形態２に係る発光デバイスの平面図である。図３８は上記発光デバイスの断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
図３７は実施形態２に係る発光デバイスの平面図である。図３８は上記発光デバイスの断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
実施形態２に係る発光デバイスは、実施形態１で説明した基板２０、第１電極２、第１電荷輸送層８、発光層４、第２電荷輸送層９、および第２電極３を備え、図３８に示すように、第１電極２上を区画するように、第１電極２と第１電荷輸送層８との間に絶縁層７が設けられている。絶縁層７の形成は実施形態１と同様に感光性樹脂材料とフォトリソグラフィーを用いて形成しても良いし、他の方法を用いても良い。
図３９～図４１は実施形態２に係る発光デバイスの製造方法を説明するための断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
実施形態２では、シリコーン樹脂の一種であるジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）で作製したモールド２２を作製し、アルミナ水和物のコロイド溶液であるアルミナゾル２３（例えば日産化学社製アルミナゾルＡＳ５２０－Ａ）をインクとして第１電極２上に印刷する。そして、第１電極２上のアルミナゾル２３を１５０℃～３００℃で焼成することにより、第１電極２上にアルミナ水和物からなる絶縁層７を線幅は１μｍ、膜厚３０ｎｍで形成した。
この様な図３９～図４１に示すナノインプリント・リソグラフィーと呼ばれる印刷法を用いた場合には、絶縁層７の線幅はモールド２２のパターンで決まり、印刷物の微細化が容易である。
また、ナノインプリント・リソグラフィーは、フォトリソグラフィーの様な現像液や、絶縁層７のエッチング等を用いる必要が無いため、薬液等による第１及び第２電極２・３等への影響も少なく、必要な絶縁層７を形成することが可能となる。
（実施形態３）
図４２は実施形態３に係る発光デバイス１Ｂの断面図である。図４３は発光デバイス１Ｂに設けられた絶縁層７Ｂの散乱性を説明するための断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
図４２は実施形態３に係る発光デバイス１Ｂの断面図である。図４３は発光デバイス１Ｂに設けられた絶縁層７Ｂの散乱性を説明するための断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
実施形態３に係る発光デバイス１Ｂは、実施形態１の発光デバイス１と同様の層構成を有するが、第２電極３と第２電荷輸送層９とに挟持された絶縁層７Ｂが図４３に示すように散乱性を有している。
この様な構成を備えることにより、絶縁層７Ｂの下側は第１電極２と第２電極３との間で電流が流れないため非発光領域６となるが、その周囲の発光領域５からの発光の一部が散乱性を有する絶縁層７Ｂによって散乱されることにより、非発光領域６から散乱光が観察されることになる。このため、画素内の明るさの分布が軽減されることになる。
散乱性を有する絶縁層７Ｂは、その表面が散乱性を有する不透明材料で構成されても良いし、より望ましくは光散乱性を有する透明材料からなる。例えば、酸化チタン粒子（例えば粒径２００ｎｍ）を含有する透明なアクリル樹脂の様に屈折率の異なる組合せからなる絶縁材料を用いることにより、光散乱性を絶縁層７Ｂに付与することが可能となる。
例えばネガ型の感光性を有するアクリル樹脂（屈折率：約１．４９）と酸化チタン粒子（粒径２００ｎｍ程度、屈折率２．５～２．７程度）とを混合した材料を用いれば、フォトリソグラフィー法により光を照射した部分のみ絶縁層７Ｂを形成することが可能となる。
また、例えばユリア樹脂（屈折率１．５４～１．５６）の様な熱硬化性の透明樹脂を用いて、同様に散乱粒子を混合した後、前記インプリント等の転写による印刷法などを用いて絶縁層７Ｂを形成しても良い。
透明性を有する絶縁材料と散乱粒子とを組合せることにより、周辺の発光領域５からの発光が絶縁層７Ｂの内部に入射して散乱されるため、多少絶縁層７Ｂの線幅が広い場合でも散乱光による明るさ分布の軽減が可能となる。
また、散乱粒子が絶縁層７Ｂの内部に含有された構成にすることにより、例えば絶縁層７Ｂの表面の凹凸を軽減することが可能となり、特に有機ＥＬやＱＬＥＤの様に数１０ｎｍ程度の非常に薄い薄膜を用いる素子でも、凹凸による影響を受けにくくすることが可能になる。
（実施形態４）
図４４は実施形態４に係る発光デバイス１Ｃの平面図である。図４５は発光デバイス１Ｃの断面図である。図４６は実施形態４に係る発光デバイス１Ｃの変形例の断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
図４４は実施形態４に係る発光デバイス１Ｃの平面図である。図４５は発光デバイス１Ｃの断面図である。図４６は実施形態４に係る発光デバイス１Ｃの変形例の断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
実施形態４の発光デバイス１Ｃでは、図４４及び図４５に示すように、第２電極３が、当該第２電極３の表面から裏面までを貫通する溝により分割されて形成されており、第１電極２が第２電極３と重畳された領域が発光領域５、それ以外の領域が非発光領域６となって画素内が区画されている。
これにより、第１電極２が第２電極３と重畳された発光領域５内でダークスポットＤＳの様な欠陥が発生したとしても、第２電極３が形成されていない非発光領域６を超えてダークスポットＤＳが拡がることが無く、欠陥領域であるダークスポットＤＳの拡大を抑制することが可能となる。
図４４及び図４５では第２電極３が上記溝により分割されているが、第１電極２が分割されていても同様の効果を得ることが出来る。第１電極２と第２電極３との双方が分割されていてもよい。
第１電極２、第２電極３の上記溝による分割は、第１電極２、第２電極３となる薄膜を形成した後、例えばフォトリソグラフィーとエッチングの手法を用いて実施する。これ以外にもマスク成膜による形成法や、インクジェットによる電極の作製や、前述のインプリント法等による電極の転写など、様々な手段を用いて第１電極２、第２電極３を分割して形成することが可能である。
また、上記のようなエッチング手法により第２電極３を上記溝により分割する場合には、図４６に示すように、発光に影響の無いように第２電極３の下側の第２電荷輸送層９も同様に分割されていても良い。
前記分割された第１電極２及び第２電極３は、分割された複数の領域が互いに電気的に接続されている。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
１ 発光デバイス
２ 第１電極
３ 第２電極
４ 発光層
５ 発光領域
６ 非発光領域
７ 絶縁層
８ 第１電荷輸送層
９ 第２電荷輸送層
１０ 開口
１６ ラウンド形状部
２ 第１電極
３ 第２電極
４ 発光層
５ 発光領域
６ 非発光領域
７ 絶縁層
８ 第１電荷輸送層
９ 第２電荷輸送層
１０ 開口
１６ ラウンド形状部
Claims (16)
- 複数の画素ごとに形成された第１電極と、
前記複数の画素にわたり共通に形成された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に形成された発光層と、
を有し、
前記発光層は、前記複数の画素のそれぞれにおいて、
前記第１電極と前記第２電極との間で駆動電流が流れる発光領域と、
前記第１電極と前記第２電極との間で前記駆動電流が流れない非発光領域と、
を有し、
前記発光領域は、平面視で前記非発光領域により複数に分割される、発光デバイス。 - 前記第１電極と前記第２電極とを絶縁するために前記発光層の前記非発光領域に配置された絶縁層をさらに備え、
前記発光層の前記発光領域に、前記絶縁層の開口が形成される請求項１に記載の発光デバイス。 - 前記発光層と前記第１電極との間に形成された第１電荷輸送層と、
前記発光層と前記第２電極との間に形成された第２電荷輸送層とをさらに含み、
前記絶縁層が、前記発光層と前記第１電荷輸送層との間、又は、前記発光層と前記第２電荷輸送層との間に配置される請求項２に記載の発光デバイス。 - 前記発光層と前記第１電極との間に形成された第１電荷輸送層と、
前記発光層と前記第２電極との間に形成された第２電荷輸送層とをさらに含み、
前記絶縁層が、前記第１電極と前記第１電荷輸送層との間に配置される請求項２に記載の発光デバイス。 - 前記絶縁層が、前記発光層の前記発光領域からの光を散乱する散乱粒子を有する請求項２から４の何れかに記載の発光デバイス。
- 前記発光領域は、平面視でストライプ形状、格子形状、楕円形状、及び櫛歯形状の何れかに形成される請求項１又は２に記載の発光デバイス。
- 前記開口は、平面視でストライプ形状、格子形状、楕円形状、及び櫛歯形状の何れかに形成される請求項２に記載の発光デバイス。
- 前記開口は、前記第１電極の端部を避けるように形成される請求項７に記載の発光デバイス。
- 前記非発光領域は、平面視でストライプ形状に形成され、
前記発光領域は、前記非発光領域のストライプ形状に整合する櫛歯形状に形成される請求項１又は２に記載の発光デバイス。 - 前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方が、切欠きを介して複数に分割されており、
前記非発光領域は、平面視で前記切欠きと重畳する請求項１に記載の発光デバイス。 - 前記切欠きを介して複数に分割された前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、互いに電気的に接続されている請求項１０に記載の発光デバイス。
- 前記第１電極の切欠きが平面視で格子状に形成され、
前記切欠きの交差部の角が、電界集中を避けるためのラウンド形状に形成される請求項１０又は１１に記載の発光デバイス。 - 複数の画素ごとに配置される第１電極を形成する第１電極形成工程と、
前記複数の画素にわたり共通に配置される第２電極を形成する第２電極形成工程と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置される発光層を形成する発光層形成工程とを包含し、
前記第１電極形成工程、前記発光層形成工程、及び前記第２電極形成工程の順番に実行する発光デバイスの製造方法であって、
前記発光層は、前記複数の画素のそれぞれにおいて、
前記第１電極と前記第２電極との間で駆動電流が流れる発光領域と、
前記第１電極と前記第２電極との間で前記駆動電流が流れない非発光領域と、
を有し、
前記発光領域は、平面視で前記非発光領域により複数に分割される、発光デバイスの製造方法。 - 前記第１電極と前記第２電極とを絶縁するために前記発光層の前記非発光領域に配置された絶縁層を形成する絶縁層形成工程をさらに包含し、
前記絶縁層形成工程が、前記発光層形成工程の後であって前記第１電極形成工程の前に実行される請求項１３に記載の発光デバイスの製造方法。 - 前記第１電極と前記第２電極とを絶縁するために前記発光層の前記非発光領域に配置された絶縁層を形成する絶縁層形成工程をさらに包含し、
前記絶縁層形成工程が、前記第２電極形成工程の後であって前記発光層形成工程の前にナノインプリント・リソグラフィーにより前記絶縁層を形成する請求項１３に記載の発光デバイスの製造方法。 - 前記第１電極形成工程及び前記第２電極形成工程の少なくとも一方が、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方にエッチングにより溝を形成する請求項１３～１５の何れか一項に記載の発光デバイスの製造方法。
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