(57)【要約】【課題】素子を駆動しない時の外部光の反射程度を低減させ、輝度を向上させた有機電界発光素子を提供する。【解決手段】ガラス基板１１上にＩＴＯ層１２を形成し、そのＩＴＯ層１２をパターニングしてＩＴＯ電極を形成する。次に、ＩＴＯ層１２上部の一定領域に絶縁膜１６を形成し、絶縁膜１６上に隔壁１５を形成する。ここで、絶縁膜１６は、下部のブラックマトリックス層１６ａとその上部の絶縁層１６ｂとからなり、ブラックマトリックス層１６ａは、絶縁物質、有機物、無機物、高分子物質の少なくとも一つと黒色物質を混合した混合物等の暗い色相を持つ材料で形成されている。その後、隔壁１５を含む全体構造上に、有機物層よりなる有機電界発光層１３及び金属層１４を順次に形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に形成され、パターニングされたＩＴＯ層、
該ＩＴＯ層上の非発光領域に形成され、暗い色相を持つ材料よりなる絶縁膜、
該絶縁膜上に形成された多数の隔壁、及び、
該隔壁を含む全体構造上に順次に形成され、前記隔壁によって区画される有機電界発光層及び金属層、
を含む有機電界発光素子。
【請求項２】
前記絶縁膜は、前記ＩＴＯ層上に形成されたブラックマトリックス層及び該ブラックマトリックス層を覆う形態で形成された絶縁層からなる請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記絶縁膜は、前記ＩＴＯ層上に形成された絶縁層及びその上部に形成されたブラックマトリックス層からなる請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記ブラックマトリックス層は、絶縁物質、有機物、無機物、高分子物質の少なくとも任意の一つと黒色物質とが混合された混合物で形成されている請求項２または３に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記ブラックマトリックス層は、絶縁物質とＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の染料とが混合された混合物で形成されている請求項２または３に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
ガラス基板上に形成され、パターニングされたＩＴＯ層、
該ＩＴＯ層上の非発光領域に形成され、外部光の反射程度が低い、暗い色相を持つブラックマトリックス材料よりなる多数の隔壁、及び、
該隔壁を含む全体構造上に順次に形成され、前記隔壁によって区画される有機電界発光層及び金属層、
を含む有機電界発光素子。
【請求項７】
前記ブラックマトリックス材料は、絶縁物質、有機物、無機物、高分子物質の少なくとも任意の一つと黒色物質とが混合された混合物である請求項６に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記ブラックマトリックス材料は、絶縁物質とＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の染料とが混合された混合物である請求項６に記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子に関し、特に非発光領域に形成された構成要素を暗い色相を持つブラックマトリックス材料で形成することによって輝度を向上させることができる有機電界発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光は、有機物（低分子または高分子）薄膜に陰極と陽極を介して注入された電子とが再結合して励起子を形成し、形成された励起子からのエネルギーによって特定波長の光が発生される現象である。
【０００３】
図１は有機電界発光素子の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿って切断した状態の断面図である。前述した有機電界発光現象を用いた有機電界発光素子の基本的な構造を概略的に図示している。
【０００４】
有機電界発光素子の基本的な構成は、ガラス基板１、ガラス基板１上部に形成されてアノード電極として作用するインジウムスズ酸化物層２（Indium Tin  Oxide film；以下、“ＩＴＯ層”と称する）、有機物材料よりなる有機電界発光層３、そしてカソード電極として作用する金属層４が順次に積層された構造である。
【０００５】
このような構造を持つ有機電界発光素子は次の工程によって製造される。まず、ガラス基板１上に真空蒸着法を用いてＩＴＯ層２を形成し、そのＩＴＯ層２をフォトリソグラフィーでパターニングする。ＩＴＯ層２上部の一定領域に絶縁層５ａを形成し、この絶縁層５ａ上に隔壁５を形成する。
【０００６】
次に、隔壁５を含む全体構造上部に絶縁層と有機物層とよりなる有機電界発光層３、３ａ及び金属層４、４ａを順次に形成する。ここで、透明基板１上に配列されたＩＴＯ層２はアノード電極として作用し、金属層４はカソード電極として作用する。
【０００７】
図１及び図２に示されるように、各隔壁５は有機電界発光層３及び金属層４を多数の区間に区画するために形成される。即ち、隣接する金属層４間に形成された空間には金属層４を分離するための隔壁５が形成され、各隔壁５は絶縁膜５ａを介してＩＴＯ層２と分離された状態である。
【０００８】
一方、有機電界発光層形成工程及び金属層形成工程の進行時に、各隔壁５の上部にも有機電界発光層３ａ及び金属層４ａが形成されるが、この金属層４ａは金属電極（カソード電極）として作用しない。
【０００９】
以上のような一般的な構成を持つ有機電界発光素子の輝度を向上させる方案が議論され、鋭意研究されているが、素子の構成及び使用材料の特性によって輝度向上のための技術開発が制限されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、素子の構成を変更せずに輝度を向上させることができる有機電界発光素子を提供することにある。
【００１１】
本発明では、素子の全体輝度を向上させるために、素子を駆動しない時、即ち、素子が発光しない時の外部光の反射程度を低減させる構成を採択した。このために、本発明では、素子の非発光領域に形成された構成要素を、光の反射程度が低い、暗い色相を持つブラックマトリックス材料で形成することで、発光領域での発光機能には影響を与えることなく、駆動しない時の素子の明るさ（即ち、外部光の反射程度）を大幅に低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的及び機能を実現するための本発明に係る有機電界発光素子は、ガラス基板上に形成され、パターニングされたＩＴＯ層、該ＩＴＯ層上の非発光領域に形成され、暗い色相を持つ材料よりなる絶縁膜、該絶縁膜上に形成された多数の隔壁、及び、該隔壁を含む全体構造上に順次に形成され、前記隔壁によって区画される有機電界発光層及び金属層、を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明において、隔壁下部に形成される前記絶縁膜は、前記ＩＴＯ層上に形成されたブラックマトリックス層及び該ブラックマトリックス層を覆う形態で形成された絶縁層からなるものであってもよく、また、逆に、前記ＩＴＯ層上に形成された絶縁層及びその上部に形成されたブラックマトリックス層からなるものであってもよい。
【００１４】
本発明に係る他の構造の有機電界発光素子は、ガラス基板上に形成され、パターニングされたＩＴＯ層、該ＩＴＯ層上の非発光領域に形成され、暗い色相を持つブラックマトリックス材料よりなる多数の隔壁、及び、該隔壁を含む全体構造上に順次に形成され、前記隔壁によって区画される有機電界発光層及び金属層、を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明で用いられる前記ブラックマトリックス材料は、絶縁物質、有機物、無機物、高分子物質の少なくとも任意の一つと黒色物質とが混合された混合物であってもよく、または、絶縁物質であるフォトレジストとＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の染料とが混合された混合物であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のような本発明によれば、素子の非発光領域に暗い色相のブラックマトリックス層を形成することで、発光領域での発光機能には影響を与えることなく、素子を駆動しない時の外部光の反射程度を大幅に低減でき、素子の輝度を大きく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付された図面に基づいて詳細に説明する。
図３は本発明の第１の実施形態に係る有機電界発光素子の部分断面図であり、図２の“Ｂ”部分と対応する図面である。本発明に係る有機電界発光素子の全体的な構成は、図１及び図２に図示された素子の構成と同様である。従って、図３では本発明に係る素子の特徴的な部分のみを拡大して図示した。
【００１８】
本実施形態に係る有機電界発光素子の製造段階及び構成を、図３に基づいて説明すれば次のとおりである。
【００１９】
まず、ガラス基板１１上にＩＴＯ層１２を形成し、そのＩＴＯ層１２をパターニングしてＩＴＯ電極を形成する。ＩＴＯ層１２上部の一定領域に絶縁膜１６を形成し、その絶縁膜１６上に隔壁１５を形成する。
【００２０】
本実施形態に係る有機電界発光素子において、絶縁膜１６は下部のブラックマトリックス層１６ａとその上部の絶縁層１６ｂとからなる。ブラックマトリックス層１６ａは、絶縁物質、有機物、無機物、高分子物質の少なくとも任意の一つと、例えばブラックカーボンなどの黒色物質を混合した混合物で形成されており、それによって、明るさが弱い、暗い色相を持つものである。
【００２１】
また、ブラックマトリックス層１６ａは、一般的な絶縁物質であるフォトレジストと、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の染料とが混合された混合物で形成されていてもよい。
【００２２】
このような材料で形成されたブラックマトリックス層１６ａ上に、例えばフォトレジストなどの一般的な絶縁物質よりなる絶縁層１６ｂが形成される。
【００２３】
このように、ＩＴＯ層１２の選択された領域に暗い色相のブラックマトリックス層１６ａと優れた絶縁性を有する絶縁層１６ｂとからなる絶縁膜１６を形成した後、絶縁膜１６上に隔壁１５を形成する。以後、隔壁１５を含む全体構造上に、有機物層よりなる有機電界発光層１３及び金属層１４を順次に形成する。
【００２４】
以上のように構成された本発明に係る有機電界発光素子の機能的な特徴を説明すれば次のとおりである。
【００２５】
素子の輝度は次のような式で表現することができる。
【００２６】
【数１】
2006080082.tif 000003
【００２７】
（ここで、Ｂonは電源印加時、即ち、素子駆動時の明るさ（brightness）を示し、Ｂoffは電源遮断時、即ち、素子を駆動しない時の外部光の反射程度（明るさ）を示す。）
【００２８】
上式からわかるように、素子の輝度は、駆動時の素子の明るさと素子を駆動しない時の外部光の反射程度によって決定される。従って、駆動時の素子の明るさまたは素子を駆動しない時の外部光の反射程度を調節することで、素子の輝度を調節することができる。
【００２９】
素子の輝度を向上させるために、素子を駆動する時の明るさを増加させる場合と、同様の値だけ、素子を駆動しない時の外部光の反射程度を低減させる場合とを比較すると、素子を駆動しない時の外部光の反射程度を低減させることによって、素子の輝度が一層向上する結果を得ることが知られている。
【００３０】
従って、本発明の第１の実施形態では、素子の代表的な非発光領域である隔壁１５の下部に形成された絶縁膜１６の一部を、外部光の反射程度が低い、暗い色相を持つブラックマトリックス層１６aで形成することで、発光領域での発光機能には影響を与えることなく、素子を駆動しない時の明るさ（外部光の反射程度）を大幅に低減でき、結果的に素子の輝度を大きく向上させることができる。
【００３１】
一方、隔壁１５の下部に形成された絶縁膜１６を全てブラックマトリックス層で形成することは、輝度向上には役立つものの、材料の特性上、ブラックマトリックス材料の絶縁性が低いため、絶縁膜１６は、ブラックマトリックス層１６ａと一般的な絶縁材料とで形成された絶縁層１６ｂとの積層構造で形成することが好ましい。
【００３２】
特に、ブラックマトリックス層１６ａを構成する材料は絶縁性が低いことから、より完全な絶縁のために、その上部の絶縁層１６ｂでブラックマトリックス層１６ａを完全に覆う状態で形成することが好ましい。
【００３３】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る有機電界発光素子の部分断面図であり、図２の“Ｂ”部分と対応する図面である。図４に図示された有機電界発光素子の全体的な構成は図３に図示された素子の構成と同様である。従って、図３に図示された構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付した。
【００３４】
本実施形態に係る有機電界発光素子の製造段階及び構成は、図３に図示された素子の製造段階及び構成と同様である。
【００３５】
ガラス基板１１上にＩＴＯ層１２を形成し、そのＩＴＯ層１２をパターニングしてＩＴＯ電極を形成する。ＩＴＯ層１２上部の一定領域に絶縁膜２６を形成し、その絶縁膜２６上に隔壁１５を形成する。
【００３６】
図４に図示された有機電界発光素子において、絶縁膜２６は下部の絶縁層２６ａとその上部のブラックマトリックス層２６ｂとからなる。ブラックマトリックス層２６ｂの構成物質は、図３に関連して説明したものと同様であるので、重複する説明は省略する。
【００３７】
このようにＩＴＯ層１２の選択された領域に絶縁膜２６を形成した後、絶縁膜２６上に隔壁１５を形成する。以後、隔壁１５を含む全体構造上に有機物層よりなる有機電界発光層１３、１３ａ及び金属層１４、１４ａを順次に形成する。
【００３８】
このような構造を持つ有機電界発光素子は、図３に基づいて説明した素子と同様に、素子の代表的な非発光領域である隔壁の下部に形成された絶縁膜の一部を、外部光の反射程度が低い、暗い色相を持つブラックマトリックス層で形成することで、発光領域での発光機能には影響を与えることなく、素子を駆動しない時の外部光の反射程度を大幅に低減でき、その結果、素子の輝度を大きく向上させることができる。
【００３９】
本発明の第３の実施形態に係る有機電界発光素子の最も大きな特徴は、素子の代表的な非発光領域である隔壁をブラックマトリックス材料で形成する点である。以下では、便宜上、第３の実施形態を図２に基づいて説明する。
【００４０】
本実施形態において、隔壁５を構成するブラックマトリックス材料は、絶縁物質、有機物、無機物、高分子物質の少なくとも任意の一つと、例えばブラックカーボンなどの黒色物質とを混合した混合物である。
【００４１】
また、ブラックマトリックス材料は、一般的な絶縁物質であるフォトレジストとＲ、Ｇ、Ｂ染料とが混合された混合物であってもよい。このような材料を用いてＩＴＯ層２の選択された領域に隔壁５を形成する。
【００４２】
このようにＩＴＯ層２の選択された領域に隔壁５を形成した後、隔壁５を含む全体構造上に有機物層よりなる有機電界発光層３及び金属層４を順次に形成する。
【００４３】
第１及び第２の実施形態と同様に、本実施形態に係る有機電界発光素子は、代表的な非発光領域である隔壁５を、外部光の反射程度が低い、暗い色相を持つブラックマトリックス材料で形成することで、発光領域での発光機能には影響を与えることなく、駆動しない時の素子の明るさ、即ち、外部光の反射程度を大幅に低減でき、その結果、素子の輝度を大きく向上させることができる。
【００４４】
以上で説明した本発明は、例示の目的のために開示されたものであって、本発明に対する通常の知識を有した当業者であれば、本発明の思想の範囲内で様々な修正、変更、付加が可能である。従って、このような修正、変更、及び付加は、本発明の特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】有機電界発光素子の概略的な平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した状態の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る有機電界発光素子の部分断面図であり、図２の“Ｂ”部分と対応する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る有機電界発光素子の部分断面図であり、図２の“Ｂ”部分と対応する図面である。
【符号の説明】
【００４６】
１１：ガラス基板
１２：ＩＴＯ層
１３，１３ａ：有機電界発光層
１４，１３ａ：金属層
１５：隔壁
１６，２６；絶縁膜
１６ａ，２６ｂ：ブラックマトリックス層
１６ｂ，２６ａ：絶縁層
【図１】
2006080082.tif 000004
【図２】
2006080082.tif 000005
【図３】
2006080082.tif 000006
【図４】
2006080082.tif 000007