(57)【要約】【課題】ショート欠陥の発生を抑制することができる有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】基板上にある下部電極と上部電極との間に有機層が配置されてなる有機ＥＬ素子において、下部電極上に異物があり、前記異物と下部電極との隙間部分のみに絶縁物が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にある下部電極と上部電極との間に有機層が配置されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、
下部電極上に異物があり、前記異物と下部電極との隙間部分のみに絶縁物が配置されていることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
絶縁物は高分子化合物からなることを特徴とする、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と表記する。）とは、陰極と陽極との間に流れる電流によって、両電極間の有機層が発光する素子のことである。
【０００３】
有機ＥＬ素子は自発光性であるために視認性が高いと同時に、液晶表示素子に比し、薄型軽量化が可能であるため、特にモバイル用途での応用展開が進められている。
【０００４】
ところで、有機ＥＬ素子においては、両電極間の有機層が非常に薄いため、同有機層の欠陥等があると二つの電極が直接接触し、ショートにつながりやすい。これに対して特許文献１では、基板上に設けられた陽極上に保護膜を設け、発光層の積層前に画素領域にある保護膜を除去している。陽極表面を保護膜で覆い、外気や作業環境にさらす時間を少なくすることで、ショートにつながりうる異物の付着を防止するようにしたものである。
【０００５】
また、特許文献２では、陽極と有機層との間に絶縁層を形成している。陽極上に傷やごみが存在していてもショートやリークを起こさないようにしたものである。
【０００６】
更に、特許文献３では、透明電極上の異物が付着した部分または破損した部分を絶縁膜で被覆している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１８５３６３号公報
【特許文献２】特開平１１−２２４７８１号公報
【特許文献３】特許第３５９９９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の発明においては、保護膜として金属膜を設ける場合、新たに金属膜を成膜する工程および画素領域上の金属膜を除去する工程が加わるためにコストの上昇要因となる。また、高分子膜を保護膜として用いる際、画素領域上の高分子膜を除去するために、レーザーアブレーション法を用い、製造装置のコストが上昇することが懸念される。
【０００９】
特許文献２の発明においては、絶縁層を陽極と有機層との間に形成するため、わずかではあっても駆動電圧の上昇を伴ってしまう。
【００１０】
特許文献３の発明においては、基板を通して露光する必要があるため、基板側の電極が透明電極でないと用いることができない。さらに、露光、現像などのフォトリソグラフィ工程をとるため、コストの増大が懸念される。さらに、異物の上まで絶縁膜で覆うため、基板からの高さは異物による元々の高さよりもさらに大きくなる。その場合、素子の上からガスバリア層等を成膜する場合に、欠陥なく被覆するためにより厚い膜厚が必要になり、コストの増大が懸念される。
【００１１】
本発明は、ショート欠陥の発生を抑制することができる有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る有機ＥＬ素子は、
基板上にある下部電極と上部電極との間に有機層が配置されてなる有機ＥＬ素子において、
下部電極上に異物があり、前記異物と下部電極との隙間部分のみに絶縁物が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡便な方法で電極間のショートの発生を抑制し、非点灯画素が少なく、表示品位に優れる有機ＥＬ素子を提供することができる。また、パネルの歩留まりを向上させることができるために、コストの低減も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１から図３を用いて、本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子について詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態をあらわす断面図である。基板１上にある下部電極２と上部電極６との間に有機層５が配置されている。そして下部電極２上に異物３があり、異物３と下部電極２との隙間部分のみに絶縁物４が配置されていることが、本発明の特徴である。
【００１６】
ここで異物３とは、下部電極２上にあり、有機層５の成膜時に遮蔽物として機能することで、有機層５の膜厚が著しく薄い、もしくは有機層５が成膜されない部分を形成せしめるものを指す。例えば、各工程中に下部電極２上に付着する環境中のごみ、下部電極２の成膜時に異常放電等によって飛散したターゲットの断片など、さまざまなものが存在しうる。
【００１７】
これらの異物３は各工程中に付着しやすく、各種の施策を行っても完全に無くすことは難しい。
【００１８】
有機層５は真空中で材料を加熱して蒸発させる蒸着法で形成することが多いが、遮蔽物（異物）の裏側へはあまり回りこまない。図３に示すように、異物３の根元付近が逆テーパー状になっていて、下部電極２との間に隙間があると、この部分には有機層５が成膜されないか、成膜されたとしても膜厚が著しく薄くなってしまう。これに対して、上部電極６としてＩＴＯなどの透明電極をスパッタ法で成膜する場合、蒸着法に比べると遮蔽物の裏側への回りこみが大きい。そのため、この部分（図３の符号７で示す部分）で上部電極６と下部電極２がショートしやすくなる。
【００１９】
これに対して本発明では、異物３と下部電極２との隙間部分のみに絶縁物４を配置することで、異物３と下部電極２との間の逆テーパー部分を覆っている。これにより、異物３の根元付近で有機層５の膜厚が極端に薄くなることを防ぐことができる。さらに、万一、傾斜が急な部分で有機層５の膜厚が薄くなったとしても、その下に絶縁物４が配置されるため、上部電極６と下部電極２とのショートを防ぐことができる。
【００２０】
一方で、絶縁物４を配置する面積は、表示領域にわずかにある異物付近のみであるため非常に小さくてよく、表示特性への影響はほとんどない。
【００２１】
このように絶縁物４を配置する方法としては、微小な異物近傍のみを覆い、かつそれ以外の下部電極２の表面には絶縁物がないようにすることができれば、何を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などのウェット法によって高分子薄膜を形成し、その後にＵＶアッシングやケミカルドライエッチングなどの方法で、等方的に高分子薄膜を除去する方法をとってもよい。ウェット法で絶縁物４の薄膜を形成する場合、異物３などの障害物があるとその根元付近には塗布時に溶液がたまり、特に厚く成膜される（図２（ａ）参照）。ちなみに、図２（ａ）は製造工程を示すもので、完成品へ至る途中の状態を示している。
【００２２】
その後、等方的に絶縁物４の薄膜を除去していくと、異物３の根元付近は膜厚が厚いために、この部分に絶縁物４が残り、自己整合的に所望の形状を得ることができる（図２（ｂ）参照）。
【００２３】
また、表面形状をトレースして膜厚がほぼ一定になるような方法で絶縁物４からなる薄膜を形成し、その後リアクティブイオンエッチング等の異方性エッチング法によって、異物３をマスクとして絶縁物４を除去してもよい。この場合、絶縁物４の断面形状は垂直に近くなるが、異物の根元付近の逆テーパー形状は改善される。
【００２４】
絶縁物４の膜厚としては、薄すぎるとテーパー改善効果が小さくなり、厚すぎると除去工程が長くなるため、典型的な異物３の大きさにあわせて選択することが望ましい。
【００２５】
絶縁物４の材料としては、薄膜でもピンホールが少なく形成でき、かつ十分な絶縁性をもつものであれば何を用いてもよい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アルキル樹脂、スチレン樹脂などの有機膜などを用いてもよいし、異物根元への回り込みがよく、除去が容易であれば無機絶縁物を用いてもよい。
【００２６】
絶縁物４の形成方法としては、所望の形状に形成できれば何を用いてもよい。高分子薄膜であれば溶液状態にしてスピンコート法、ディップ法、インクジェット法等ウェット法で形成してもよい。また、基板１全面に形成してもよいし、表示領域のみに形成する等必要な場所にのみ形成してもよい。さらには、異物３のある場所にのみ形成してもよい。高分子化合物のモノマーを溶かした溶液を塗布してから重合させてもよいし、ポリマー溶液を塗布して乾燥させてもよい。無機絶縁物であればＣＶＤ法等のドライ成膜法で形成してもよいが、これらに限定されない。
【００２７】
また、絶縁物４を溶液で塗布する場合には、異物３の根元付近で膜厚が厚くなるように、レベリング剤等の添加剤を入れてもよいし、異物３との濡れ性がよくなるように、界面活性剤等の添加剤をいれてもよい。
【００２８】
次に、それ以外の各層について詳しく説明する。
【００２９】
下部電極２としては、可視光を反射する金属を用いることが好ましい。例えばアルミニウム、クロム、銀などを好適に用いることができる。
【００３０】
上部電極６としては、可視光の透過率の高い電極を用いることがより好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などを好適に用いることができる。
【００３１】
有機層５の材料としては、ホールと電子の注入、再結合により発光するなら何を用いてもよい。単層でもよいし、複数の層の積層からなってもよい。
【００３２】
なお、本実施形態の説明においては、上部電極６が可視光の透過性が高いトップエミッション型の素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板１側の下部電極２が可視光の透過性が高いボトムエミッション型の素子に用いてもよい。
【実施例】
【００３３】
＜実施例１＞
本発明に基づく実施例１について、図１にしたがって説明する。１０ｃｍ角の基板１上に不図示のＴＦＴ、無機絶縁膜、コンタクトホール、配線を形成する。次に、クロム膜を２００ｎｍの膜厚で成膜してパターニングし、下部電極２とする。下部電極２はコンタクトホールを介して不図示のＴＦＴのドレイン電極に接続される。下部電極２の大きさは１３５μｍ×１３５μｍであり、１００個×１００個のマトリクス状に配列される。さらに、光硬化性樹脂を用い、各画素の周囲を囲むように、不図示の有機絶縁膜を形成する。その後、該基板１をアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥させる。
【００３４】
次に、アクリル樹脂のモノマー溶液を用い、スピンコート法で塗布し、その後加熱重合させることにより、厚さ２００ｎｍのアクリル樹脂の薄膜を形成する。
【００３５】
さらに、ＵＶオゾン洗浄を行ない、等方的にアクリル樹脂膜を削っていき、最終的に異物の根元付近にのみ残る絶縁物４を形成する。
【００３６】
次いで、真空蒸着装置を用いて、洗浄後の該基板１上の下部電極２上に積層体からなる有機層５を形成する。有機層５としては、初めに正孔輸送性を有する
【００３７】
【化１】
2008117585.tif 000003
で表されるαＮＰＤを真空蒸着法により５０ｎｍの膜厚で形成する。
【００３８】
次に同様の手法で、前記正孔輸送層の上に、
【００３９】
【化２】
2008117585.tif 000004
で表される、アルミキレート錯体（Ａｌｑ３）と、
【００４０】
【化３】
2008117585.tif 000005
で表せるクマリン６を１００：６の重量比率で共蒸着し、５０ｎｍの膜厚で発光層を形成する。
【００４１】
さらに、電子輸送層として、
【００４２】
【化４】
2008117585.tif 000006
で表されるフェナントロリン化合物を１０ｎｍの膜厚で形成する。その上に上部電極６として、ＩＴＯをスパッタ法にて１５０ｎｍの膜厚で形成する。
【００４３】
さらに、不図示の配線により不図示の電圧印加装置を接続して、有機ＥＬ素子を得る。このようにして得られた有機ＥＬ素子を点灯させると、上部、下部電極のショートによる非点灯画素は２０画素であり、良好な表示品位を示す。
【００４４】
＜比較例１＞
アクリル樹脂による絶縁物４を設けないこと以外は実施例１と同様にして図３に示すような有機ＥＬ素子を作製する。本比較例で得られる素子を点灯させると、上部、下部電極のショートによる非点灯画素が１００画素以上発生し、表示品位が著しく低い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の製造工程を示す断面図である。
【図３】従来の有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  基板
２  下部電極
３  異物
４  絶縁物
５  有機層
６  上部電極
７  有機層の未被覆部
【図１】
2008117585.tif 000007
【図２】
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【図３】
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