(57)【要約】【課題】従って本発明の目的は、各々の画素を構成する有機ＥＬ素子の短絡による発光面全域の非発光を抑制することができ、かつ、簡単、低コストで製造可能であり、更に塗布、印刷により有機ＥＬ素子を構成する各層を容易に形成できる電極とその製造方法、更には該電極を用いた有機ＥＬ素子を提供することにある。【解決手段】基板上に分離して形成された島状の電極であって、該電極に電流を供給する配線との間が、過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化する配線によって接続されていることを特徴とする電極。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に分離して形成された島状の電極であって、該電極に電流を供給する配線との間が、過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線によって接続されていることを特徴とする電極。
【請求項２】
電極に過電流が流れることにより溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化する配線が導電性高分子化合物からなることを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項３】
基板上に分離して形成された、電流を供給する配線との間が過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化する配線により接続された島状の電極の製造方法において、過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線が導電性高分子化合物からなり、且つ、インクジェット法または印刷法により形成されることを特徴とする電極の製造方法。
【請求項４】
過電流が流れることにより溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線を、電極に電流を供給する配線又は電極と同じ金属材料で構成したことを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項５】
基板上に分離して形成された、電流を供給する配線との間が過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線により接続された島状の電極の製造方法において、
前記島状の電極、該電極に電流を供給する配線及び過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線を同じ金属材料から形成し、且つ、蒸着またはスパッタにより一度に形成することを特徴とする電極の製造方法。
【請求項６】
透明導電膜からなることを特徴とする請求項１または２に記載の電極。
【請求項７】
請求項１、２、４または６に記載の電極を用いた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８】
電界発光が燐光に基づくものであることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
請求項１、２、４または６に記載の電極上に単層、もしくは複数の層からなる有機化合物層、更に第２の電極を順次に積層す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の製造方法。
【請求項１０】
単層、もしくは複数の層からなる有機化合物層を塗布にて形成することを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１１】
基板上に第１の電極、単層、もしくは複数の層からなる有機化合物層、第２の電極が順次に積層される有機ＥＬ素子において、第２の電極は過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線を介して電流を供給する配線に接続し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１２】
過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線が金属材料からなることを特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線を、金属材料膜を蒸着またはスパッタにより形成した後、マスク材料を用いパターニングして形成したことを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線が導電性高分子化合物からなることを特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
導電性高分子化合物からなる過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線がインクジェット法または印刷法によりパターニングされたことを特徴とする請求項１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
基板がフレキシブルな樹脂基板であることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１７】
照明用の光源として用いることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１項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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線によって接続されている電極および、該電極を用いた有機エレクトロルミネッセンス子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下有機ＥＬ素子ということがある）は非常に薄い薄膜を陽極と陰極ではさみ電流を流すことで発光する電流駆動型発光素子である。
【０００３】
通常、有機物は絶縁体であるが有機層の膜厚を非常に薄くすることにより電流注入が可能となり有機ＥＬ素子として駆動する事が可能となる。
【０００４】
しかし、有機層の膜厚は非常に薄いことから電極上のごみや電極の凹凸等により陽極と陰極が短絡することがある。
【０００５】
その場合、電極の短絡により短絡部が過電流により破壊され絶縁化される場合もあるが、最悪の場合には更なる短絡部の増加をまねき、結果的に電流のほとんどすべてが短絡している部分を流れることによって素子全体が発光しなくなってしまうことがある。
【０００６】
この様な現象は将来的に有機ＥＬ素子をディスプレー用途のみでなく照明への応用も考えたときには大きな問題となってしまう。
【０００７】
なぜならば、一つの短絡部により発光面全面が非発光化してしまうからである。
【０００８】
このような短絡によるＥＬ素子全体の非発光を解決するために、特許文献１（特開２００１−３１９７７８号公報）の開示においては、発光領域が、小画素形成用隔壁により複数のＥＬ素子からなる小画素に分割されており、各々の画素を形成する画素形成用隔壁の一部が切り欠かれており、該小画素内の面状電極が該切り欠き部を介して隔壁外にある電流を供給する配線と接続した構成をとっている。各々の画素内の電極において短絡が発生した場合には該切り欠かれた部分が溶断し電極と電流を供給する配線が切り離されることで、該小画素内と該小画素外とが電気的に遮断されるように工夫されている。
【０００９】
しかしながら、上記公開公報に開示された有機ＥＬ素子においては小画素形成用隔壁を設け、更にその一部分が切り欠かれる構成を作り込んでいるために、製造方法が非常に複雑となる。
【００１０】
しかも、隔壁を用いるため、その上に形成する有機ＥＬ素子はスピンコート等の塗布、印刷等を用いて形成することができない。
【００１１】
また、最近では隔壁を製造する際のエッチング液が隔壁部に残っているために有機ＥＬ素子の素子寿命に影響を与えるなどの報告もされている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−３１９７７８号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、各々の画素を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子の短絡による発光面全域の非発光を抑制することができ、かつ、簡単、低コストで製造可能であり、更に、塗布、印刷により有機ＥＬ素子を構成する各層を容易に形成できる電極とその製造方法、更には該電極を用いた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は以下の手段により達成される。
【００１５】
１．基板上に分離して形成された島状の電極であって、該電極に電流を供給する配線との間が、過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線によって接続されていることを特徴とする電極。
【００１６】
２．電極に過電流が流れることにより溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化する配線が導電性高分子化合物からなることを特徴とする前記１に記載の電極。
【００１７】
３．基板上に分離して形成された、電流を供給する配線との間が過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化する配線により接続された島状の電極の製造方法において、過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線が導電性高分子化合物からなり、且つ、インクジェット法または印刷法により形成されることを特徴とする電極の製造方法。
【００１８】
４．過電流が流れることにより溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線を、電極に電流を供給する配線又は電極と同じ金属材料で構成したことを特徴とする前記１に記載の電極。
【００１９】
５．基板上に分離して形成された、電流を供給する配線との間が過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線により接続された島状の電極の製造方法において、前記島状の電極、該電極に電流を供給する配線及び過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線を同じ金属材料から形成し、且つ、蒸着またはスパッタにより一度に形成することを特徴とする電極の製造方法。
【００２０】
６．透明導電膜からなることを特徴とする前記１または２に記載の電極。
７．前記１、２、４または６に記載の電極を用いたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
８．電界発光が燐光に基づくものであることを特徴とする前記７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
９．前記１、２、４または６に記載の電極上に単層、もしくは複数の層からなる有機化合物層、更に第２の電極を順次に積層す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の製造方法。
【００２３】
１０．単層、もしくは複数の層からなる有機化合物層を塗布にて形成することを特徴とする前記９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【００２４】
１１．基板上に第１の電極、単層、もしくは複数の層からなる有機化合物層、第２の電極が順次に積層される有機ＥＬ素子において、第２の電極は過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線を介して電流を供給する配線に接続し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。
【００２５】
１２．過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線が金属材料からなることを特徴とする前記１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
１３．過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線を、金属材料膜を蒸着またはスパッタにより形成した後、マスク材料を用いパターニングして形成したことを特徴とする前記１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２７】
１４．過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線が導電性高分子化合物からなることを特徴とする前記１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２８】
１５．導電性高分子化合物からなる過電流が流れることで溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線がインクジェット法または印刷法によりパターニングされたことを特徴とする前記１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２９】
１６．基板がフレキシブルな樹脂基板であることを特徴とする前記１１〜１５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３０】
１７．照明用の光源として用いることを特徴とする前記１１〜１６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３１】
以下、本発明を詳細に説明する。
有機ＥＬ素子を表示素子として用いる際には前記特開２００１−３１９７７８に開示されたように、各画素間の色濁り等を防止するため画素間に隔壁を設けるのが好ましいため、隔壁に切り欠き部を設けそこから駆動用のトランジスタに導通をとる必要がある。隔壁はエッチング等で作製しなければならないため、隔壁の形成と各画素でのショート（短絡）による過電流によって全発光領域が発光しなくなるというような欠点の改良された構成を両者ともに作り込むといったことは、特に照明等の用途においては、コストが高くなる上に製造が難かしくなる。又、隔壁の存在により有機ＥＬ素子を電極上に塗布、印刷等を用いて簡単に形成することは難しい。
【００３２】
本発明は、電極間に隔壁を一切設けず、且つ、電極間のショート（短絡）により、全発光領域が非発光となる現象を解決できる、特に、照明用として用いる有機ＥＬ素子に適した電極を提供するものである。
【００３３】
表示用途の有機ＥＬ素子において、陽極或いは陰極の少なくともどちらか一方は、ＢＧＲ等の各画素単位それぞれに対応した複数の有機ＥＬ素子を構成するようにそれぞれ分離された島状に形成され使用されている。
【００３４】
又、照明用光源として有機ＥＬ素子を用いる場合にも、全面を単一の電極で構成することは、均一性の面から製造が困難であり、全面を１つの素子とせず、複数の有機ＥＬ素子に（従って複数の電極を有する）分割してこれを構成している。
【００３５】
これらの複数の有機ＥＬ素子によって表示用途や照明用光源用途の素子を構成する場合、各有機ＥＬ素子のうち例えば１つにおいて電極がショートを起こすと、各電極は電流を供給する配線とそれぞれ接続しているため、ショートした部分に電流が集中し、その他の画素を構成する素子に電流が流れず、発光が低下或いは全く発光しなくなってしまうことがある。
【００３６】
本発明は、この様な欠点を解決するものであり、以下の構成をとることにより有機ＥＬ素子等に用いる電極として有用であって、電極間のショートにより、全発光領域が非発光となる現象を解決できる電極を得ることが出来る。
【００３７】
本発明においては、有機ＥＬ素子の各画素（表示用途におけるＢＧＲ等の画素、或いは、照明用途においても複数の分離された小画素を併せてこの様に呼ぶ）を構成する電極の少なくとも一方の、各画素に対応した分離した島状の電極を、過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線（以下、単にヒューズ型配線ともいう）を介して電流を供給する配線と接続するようにする。
【００３８】
即ち、基板上に島状に分離して形成された、電流を供給する配線との間を過電流により溶断もしくは破壊され電気的に絶縁化するヒューズ型配線で接続した電極をどちらか一方の電極（陰極或いは陽極）として用いて有機ＥＬ素子を構成すればよい。
【００３９】
この様な電極を有機ＥＬ素子の少なくとも一方の電極として用いることで、電極間がショートすると、該ショートした有機ＥＬ素子（画素）の電極のみが、電流を供給する配線に接続した過電流によって溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線が破壊されることによって、電流を供給する配線から電気的に絶縁されるので、その画素のみは発光しなくなり、有機ＥＬ素子全体の電界発光に影響を及ぼすことがない。
【００４０】
例えば表示用途の有機ＥＬ素子の場合、陽極（通常陽極側から観察するので透明電極が使用される）となるＩＴＯ電極と駆動線（電流を供給する配線）に接続するトランジスタのソース或いはドレイン電極間を接続する配線として、前記過電流が流れると溶断もしくは破壊される配ヒューズ型線を用いる。
【００４１】
又、照明光源用途として用いる場合には、電流を供給する配線と、有機ＥＬ素子を構成する電極のいずれか一方とを、直接、過電流が流れると溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線で接続することで、上記の効果を得ることができる。
【００４２】
本発明に係わる電極は、電流を供給する配線と電極がトランジスタ等の介在なしに、直接、接続する照明光源用途の有機ＥＬ素子に適用するのが効果が高く好ましい。従って、又、表示用途の有機ＥＬ素子においても駆動トランジスタを用いたアクティブマトリクス駆動方式の有機ＥＬ素子よりも、単純マトリクス方式のほうが過電流による影響が直接的であり本発明の効果が大きい。
【００４３】
過電流が流れることで溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線とは、前記島状に形成された電極及び電流を供給する配線の、断面積を小さくする、例えば太さを細く、幅を狭く或いは厚み等を薄く形成することで過電流が流れたときにそこが溶断もしくは破壊されるように配線を形成すればよく、前記島状に形成された電極または電流を供給する配線を構成する材料と同じ材料によって形成しても良い。例えば、電極材料を有機ＥＬ素子の陰極材料例えばＡｌ或いはＭｇ／Ａｇ等の混合物等で形成したとき、電流を供給する配線をやはり同じ金属材料で形成し、又、該配線および電極を接続する前記ヒューズ型配線も同じ材料で形成し、その幅、太さ又は厚みを小さくして過電流によりその部分が破壊されるようにする。同じ金属材料で形成する場合、一様に金属膜を形成した後、マスク材料を用いてパターニングして、該配線部分を過電流により溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線として機能するように断面積を小さく形成するのが好ましい。
【００４４】
溶断とは配線の発熱によって溶融し、配線が断線し、島状の電極と該電極に電流を供給する配線間が絶縁することであり、破壊とは、溶融状態を経ることなく配線が断裂し、電極と電流を供給する配線間が絶縁することをいう。
【００４５】
有機ＥＬ素子の陰極材料は仕事関数の小さい金属を用いるため、駆動線等の電流を供給する配線としては、安定性の良い金属材料を用いることができ、前記島状に形成された電極の材料として、有機ＥＬ素子の陰極に適した仕事関数の小さい金属材料を用い、電流を供給する配線は別の例えば、金、銀、銅等の安定な導電性の高い（抵抗率の低い）金属材料で形成してもよい。この場合該電極と電流を供給する配線を接続する前記ヒューズ型配線としては電極又は電流を供給する配線の材料と同じものを用いるのが好ましい。
【００４６】
島状の電極、電流を供給する配線および該電極と電流を供給する配線間を結ぶヒューズ型配線を同じ金属材料により形成する場合、他の配線に比べ断面積を小さく形成する。例えば基板上に１００ｎｍ〜３００ｎｍの厚みの金、銀、銅等の金属膜を一様に形成した後、パターニングにより島状の電極（１つの画素に対応する）を、一辺６００μｍの矩形として、又、電流を供給する配線の幅を５０〜３００μｍに、該電極と電流を供給する配線間を結ぶヒューズ型配線の幅は２〜５０μｍ、好ましくは１〜２０μｍとなるように形成する。ヒューズ型配線は電流を供給する配線よりも断面積を小さくすることで過電流が流れた場合に破断しやすくする。
【００４７】
前記過電流により溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線を形成するには、必ずしも電極または電流を供給する配線と一緒に、また、同じ材料を用いてこれを形成する必要はなく、島状の電極及び電流を供給する配線を形成した後、各島状の電極と電流を供給する配線を種々の導電性材料を用いてヒューズ型配線を形成して電気的に接続することができる。
【００４８】
即ち、基板上にパターニングにより金属膜からなる島状の電極および電流を供給する配線を同時に形成した後、該島状の電極と電流を供給する配線間を導電性材料からなるインク或いはペーストにより印刷法或いはインクジェット法等によって過電流により溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線をパターニング形成して接続してもよい。
【００４９】
通常の駆動時に電極間に流れる電流値においては該ヒューズ型配線は殆ど発熱せず、短絡電流が流れたときに、ヒューズ型配線に、その他の配線材料によりある程度大きい抵抗値をもたせ、発熱による温度上昇が大きいように材質及び断面積等を選択すると共に、短絡電流においてその材料が溶断或いは破壊される様にその溶断或いは破壊温度が選ばれることが必要である。有機ＥＬ素子の短絡電流としては、使用する有機ＥＬ材料やその構成また電極面積等によって異なってくるが、動作時の数倍〜数十倍程度になったときに破断するようにする。ヒューズ型配線の抵抗値は電流供給のための配線より低すぎると電流供給配線に負荷がかかり好ましくなく、また電流供給のためのユニットの保護という面からも好ましくない。また余り大きすぎると短絡電流値がそれ程大きくならず、配線が破断に至る温度に達しないことが考えられる。従って、ヒューズ型配線の抵抗値や、これを決める配線の断面積等は、短絡電流の値、また、用いるヒューズ型配線を構成する材料の電気伝導度及び溶断若しくは破壊される温度等の因子を考慮して実験的に選ばれる。材料としては、電気伝導度が高く（抵抗率が小さく）、前記の短絡電流により溶断或いは破壊されるような材料が好ましい。
【００５０】
ある程度以上の電気伝導度を有するものとしては、金属材料が好ましく、比較的溶断或いは破壊されやすいものを選択する。また、電流を供給する配線が溶断しないようにするために、金属を用いる場合には、特に同じ材料を用いるとき、ヒューズ型配線の断面積を電流を供給する配線に比べ小さくして、稍抵抗値を大きくして、ここで溶断するようにすることができる。断面積は電流を供給する配線に比べ１／３以下に、更に好ましくは１／５以下にするのがよい。
【００５１】
融点の低い、短絡電流で容易に溶融する材料を用いたり、電極材料または電流を供給する配線と同じ材料を用いる場合には、短絡電流によるそこでの発熱を大きくして、溶断或いは破壊される温度まで温度が上昇するように配線を細くしなければならない。また、予想される短絡電流に対して充分溶断或いは破壊される温度まで温度が上昇する様にその配線の抵抗値は選ばれる。一方でまた、余り抵抗値を大きくすると電流自体が低下してしまう。
【００５２】
前記複数の島状の電極と該電極に対して電流を供給する配線との間を過電流が流れた場合に溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線の材料としては、前記の様に導電性材料である限り特に限定されず、前記同様に電極または電流を供給する配線と同じ金属材料で構成するほか、ヒューズ型配線を銀ペースト等の金属ペースト、およびカーボンペースト等、他の導電性物質を用いてもよく、特に比較的低い温度で、溶断或いは破壊するために有機導電性高分子化合物が好ましい。導電性高分子化合物はその重合度や、ドープ材料等により比較的広い範囲から電気伝導度や溶断或いは破壊温度等について選択できるので好ましい。
【００５３】
本発明に有利に用いられる導電性高分子化合物としては、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン等の導電性ポリマー、あるいはこれらの導電性ポリマーをドーピング等により導電率を向上させた導電性ポリマー、例えば、ポリ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の錯体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などの導電性ポリマーが好適に用いられる。
これらのうち電気伝導度として１０３Ｓ／ｍ以上の材料が好ましい。
【００５４】
また、導電性ポリマーでヒューズ型電極を形成した場合にも前記の金属の場合と同様にその抵抗値が低すぎることで、その他の配線の発熱が大きくなりそこが溶断或いは破壊することのないように、また、抵抗値が大きすぎて、過電流の値が、ヒューズ型配線の溶断或いは破壊に至らない程度に小さくなってしまうことのないように導電性ポリマー材料が選択される。前記の電気伝導度を有する導電性ポリマー材料でヒューズ型配線を形成するときには、やはりその断面積は電流を供給する配線よりも小さいことが好ましく、１／３以下がより好ましく１／５以下が更に好ましい。
【００５５】
これら導電性ポリマーによる配線の形成方法は、導電性ポリマーの溶液あるいは分散液や懸濁液を直接インクジェット法によりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーを含むインク、ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。ヒューズ型配線の断面積はパターニングの幅や層厚によって調節できる。
【００５６】
前記導電性ポリマーのうちでも、特に、前記ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは好ましく、水性懸濁液、或いはペーストとして、市販品（例えば、Ｂａｙｅｒ製  Ｂｙｔｒｏｎ）が入手できるので、これらの導電性ポリマー分散液等を直接インクジェット法によりパターニングする方法、又、導電性ポリマーをペーストとしたものなどを例えばスクリーン印刷法等でパターニングする方法が単純な手順で精度良く実施でき好ましい。
【００５７】
又、導電性ポリマーの場合、過電流により溶断もしくは破壊される材料であっても、発光中に破壊が進んだり、配線としての耐久性に問題があってはならないので、Ｔｇ（ガラス転移点）としては１００℃以上、更に好ましくは１５０℃以上の導電性ポリマーが選ばれる。
【００５８】
又、過電流により電流を供給する配線から絶縁される島状の電極は、有機ＥＬ素子において陽極として用いられる、例えば、ＩＴＯ薄膜からなる透明電極であってもよく、基板上にＩＴＯ薄膜を蒸着により一様に形成した後、パターニングによって、陽極となる島状の透明電極及び電流を供給する配線の両者をともにＩＴＯ薄膜により形成してもよい。但し、有機ＥＬ素子の電極材料としては、陽極としては仕事関数の大きい金や、白金、或いはＩＴＯ膜等の材料を用いなければならず、一方、陰極としては逆に仕事関数の小さい、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム等の金属を用いる必要があり、陰極材料として透明な材料は難しいので、陽極材料として、透明導電膜であるＩＴＯ薄膜を用い、島状の電極をパターニング形成するのが好ましいが、ＩＴＯ薄膜は回路を構成する材料としては、例えば金や銅等の金属に比べて抵抗率が大きいので、電流を供給する配線としては抵抗率の低い金属膜を用いることが好ましく、従って、ＩＴＯ薄膜からなる島状の電極を形成した後、更に、別途、フォトレジスト等を用いてマスク材を形成し銅等の安定性の高い金属の薄膜をスパッタにより形成、パターニングして電流を供給する配線を別途形成するのが好ましい。電流を供給する配線をＩＴＯで形成すると、ヒューズ型配線はこれよりも導電性の低い材料で構成しなければならないので、過電流の値が必然的に小さくなるので、ヒューズ型配線の選択がやや限られる。導電性の良い金属材料は、ＩＴＯ薄膜のように透明ではないが、例えばブラックマトリクス等のシャドーマスクによって各画素が分離している場合、電流を供給する配線は、これに隠れて設けることができる。また、照明用途においても電流を供給する配線を導電性のよい材料をもちいて、配線の幅を各画素にくらべ目立たない幅で形成すことができる。
【００５９】
島状の電極及び電流を供給する配線をＩＴＯ膜により形成した後、或いは、ＩＴＯ膜による島状の電極を形成し、更に、電流を供給するための配線を抵抗率の低い、例えば金、銅等の別の金属膜で形成した後、これら電極と電流を供給する配線間のヒューズ型配線を、前述のように、他の導電性材料で形成することができる。しかしながら、ヒューズ型配線は電流を供給するための配線と同じ、例えば金、銅等の別の金属膜で形成するのが好ましく、また、例えば前記ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性高分子化合物の水性分散液または懸濁液、或いはペースト等を用いて、直接インクジェット法によりパターニングしたり、又、ペーストをスクリーン印刷法等でパターニング形成する方法がヒューズ型配線を簡単に精度良く形成でき好ましい。
【００６０】
島状の電極及び該電極に電流を供給する配線及びこれを電気的に接続する過電流により溶断もしくは破壊するヒューズ型配線について以上述べたが、対極となる第２の電極については製造上の観点から面状、或いは、ライン状に形成されることが多く、本発明は、該島状に形成された電極が対極とショートした場合に該島状に形成された電極を陽極或いは陰極とした有機ＥＬ素子を過電流によって電気的に絶縁し、分離するものであって、例えば該島状に形成された電極に電流を供給する配線が、島状に形成された電極の対極となる第２の電極と重ならないように配置することが好ましいので、対極となる第２の電極を、該電流を供給する配線と重ならなず、且つ、平行に配置するのが好ましい。直交して配置する場合、電流を供給する配線と、これに直交する対極となる第２の電極の重なり部分には信頼性の高い絶縁膜を塗設することが好ましい。
【００６１】
従って、表示用途の有機ＥＬ素子においては、例えば陽極であるＩＴＯ電極を島状にパターニングして形成したとき、陰極となる第２の電極を、帯状に形成するのが好ましく、且つ、陽極である各島状にパターニングされたＩＴＯ電極の列及び電流を供給する配線（駆動線）に対して、直交配置しなければならないので、電流を供給する配線と陰極となる第２の電極との重なり部分が生じ、この部分においてショートが起こると、ヒューズ型配線よりも電源側でこれが起こることになり、有機ＥＬ素子全体の発光に影響がでてしまう。従って、この場合重なり部分のの絶縁を完全にすることが必要となり構成的に複雑になる。
【００６２】
照明用の有機ＥＬ素子の場合には、各画素の時分割動作を行う必要はないので、この様な直交配置の必要がなく、分離した複数の島状の電極を陽極とした場合、これと平行ににパターニングされ、該電極に電流を供給する電流を供給する配線と、対極となる有機ＥＬ素子の陰極の帯状のパターンを重ならないように平行に配置できるので好ましい。
【００６３】
次に、本発明に係わる電極が用いられる有機ＥＬ素子について説明する。
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、単層、もしくは複数の層からなる有機化合物層、具体的には、発光層、また、必要に応じ発光層の他に、正孔輸送層、電子輸送層、陽極バッファー層および陰極バッファー層等の層を陰極と陽極で狭持された構造を取る。前記の本発明に係わる電極を、陽極或いは陰極の少なくとも一方に用いて、本発明の有機ＥＬ素子が構成される。
【００６４】
具体的には、
（ｉ）陽極／発光層／陰極
（ｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（ｉｉｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｖ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖｉ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔ブロック層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
などの構造がある。
【００６５】
上記発光層は電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であっても良い。
【００６６】
発光層に使用される材料（以下、発光材料という）は、蛍光または燐光を発する有機化合物または錯体であることが好ましく、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。このような発光材料は、主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｎｔｈ．，１２５巻，１７〜２５頁に記載の化合物等を用いることができる。
【００６７】
発光材料は、発光性能の他に、正孔輸送機能や電子輸送機能を併せもっていても良く、正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが、発光材料としても使用できる。
【００６８】
発光材料は、ポリビニルカルバゾール、ｐ−ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン等のような高分子材料でも良く、さらに前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用しても良い。
【００６９】
この発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらの発光材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００７０】
発光層の材料が２種以上であるとき、主成分をホスト化合物、その他の成分をドーパントという。発光層にはドーパント（ゲスト物質）を併用することが好ましく、有機ＥＬ素子のドーパントとして使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【００７１】
ドーパントの具体例としては、例えばキナクリドン、ＤＣＭ（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン）、クマリン誘導体、ローダミン、ルブレン、デカシクレン、ピラゾリン誘導体、スクアリリウム誘導体、ユーロピウム錯体等がその代表例として挙げられる。
【００７２】
また、例えば特開２００１−２４７８５９号明細書に挙げられるイリジウム錯体あるいはＷＯ００７０６５５号明細書１６〜１８ページに挙げられるような式で表される例えばトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム等やオスミウム錯体、あるいは２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金錯体のような白金錯体もドーパントとして挙げられる。ドーパントとしてこのような燐光性化合物を用いることにより、燐光に基づく内部量子効率の高い発光有機ＥＬ素子を実現できる。
【００７３】
これらの燐光性化合物として具体的に好ましいのは、特に、元素の周期律表でＶＩＩＩ属の金属を中心金属とする錯体系化合物である。さらに好ましくは、中心金属がオスミウム、イリジウムまたは白金錯体系化合物である。最も、好ましくは、イリジウム錯体である。
【００７４】
これらの燐光性化合物ドーパントとしては、以下の化合物があげられる。
【００７５】
【化１】
2004296154.tif 000002
【００７６】
【化２】
2004296154.tif 000003
【００７７】
【化３】
2004296154.tif 000004
【００７８】
これらの発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。
【００７９】
発光層は、これらの発光材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００８０】
また、これらの発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂などの結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液としたのち、これをスピンコート法などにより薄膜化して形成することができる。
【００８１】
又、この発光層は、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法（ＬＢ法）などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。これらの発光層は、これらの発光材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００８２】
次に正孔注入層、正孔輸送層および電子注入層、電子輸送層について説明する。
【００８３】
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、そのうえ、発光層に陰極、陰極バッファー層、電子注入層または電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔輸送層の界面に存在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され発光効率が向上するなど発光性能の優れた素子となる。この正孔輸送層の材料（以下、正孔注入材料、正孔輸送材料という）については、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【００８４】
上記正孔注入材料、正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。この正孔輸送材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマーなどが挙げられる。正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【００８５】
上記芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）などが挙げられる。
【００８６】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【００８７】
また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣなどの無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記正孔注入材料、正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔注入層、正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度である。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記材料の一種又は二種以上からなる一層構造であってもよく、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。さらに、必要に応じて用いられる電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【００８８】
電子注入層、電子輸送層に用いられる材料（以下、電子注入材料、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子注入材料、電子輸送材料として用いることができる。
【００８９】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【００９０】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子注入材料、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子注入材料、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として用いられるジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなどの無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【００９１】
この電子注入層、電子輸送層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。電子注入層、電子輸送層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この電子注入層、電子輸送層は、これらの電子注入材料、電子輸送材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００９２】
さらに、陽極と発光層または正孔注入層の間、および、陰極と発光層または電子注入層との間にはバッファー層（電極界面層）を存在させてもよい。
【００９３】
バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効率向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日  エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（第１２３頁〜第１６６頁）に詳細に記載されており、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。
【００９４】
陽極バッファー層は、特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【００９５】
陰極バッファー層は、特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【００９６】
特に、本発明の有機ＥＬ素子において、陰極バッファー層が存在した場合、駆動電圧低下や発光効率向上が大きく得られた。
【００９７】
上記バッファー層はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【００９８】
さらに上記基本構成層の他に必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、本発明においては、例えば特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号、および「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日  エヌ・ティー・エス社発行）」の第２３７頁等に記載されている正孔ブロック層などのような機能層を有しているのが好ましい。
【００９９】
正孔ブロック層は、発光層と電子輸送層の間に、又、発光層を正孔輸送層が兼ねる場合には、正孔輸送層と電子輸送層の間に設けられ、ホールの輸送を制御するためのものである。代表的にはバソクプロイン（ＢＣ）やフェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体等の化合物がもちいられているが（前記特開平８−１０９３７３号及び特開平１０−２３３２８４号等）、正孔ブロック層の存在により、注入されたホールは電子輸送層に移動しにくくなるため、正孔ブロック層に充満するようになり、正孔ブロック層に充満した正孔によって、発光層中に正孔が効率よく蓄積し、発光層での電子−正孔の再結合確率を向上させ、発光の高効率化を達成する。
【０１００】
次に有機ＥＬ素子で使用する電極について説明する。有機ＥＬ素子の電極は、陰極と陽極からなる。
【０１０１】
この有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕなどの金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの導電性透明材料が挙げられる。
【０１０２】
上記陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１０３】
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウムーカリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属などが挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化などに対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物などが好適である。
【０１０４】
更に本発明の有機ＥＬ素子に用いる陰極としては、アルミニウム合金が好ましく、特にアルミニウム含有量が９０質量％以上１００質量％未満であることが好ましく、最も好ましくは９５質量％以上１００質量％未満である。これにより、有機ＥＬ素子の発光寿命や、最高到達輝度を非常に向上させることができる。
【０１０５】
上記陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であれば発光効率が向上し好都合である。
【０１０６】
本発明の有機ＥＬ素子に好ましく用いられる基板は、ガラス、プラスチックなどの種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はない。本発明のエレクトロルミネッセンス素子に好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムを挙げることができる。
【０１０７】
光透過性プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられるが、可撓性を有し軽量で好ましい。
【０１０８】
次に、該有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。例として、前記の陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔ブロック層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなるＥＬ素子の作製法について説明する。まず適当な基板上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に陽極バッファー層、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、陰極バッファー層の材料からなる薄膜を形成させる。
【０１０９】
この有機薄膜層の製膜法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、蒸着法などがあるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくいなどの点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用しても良い。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類、分子堆積膜の目的とする結晶構造、会合構造などにより異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１１０】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望のＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわないが、その際には作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１１１】
また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、正孔ブロック層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファー層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られたＥＬ素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧５〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１１２】
本発明の電極を用いた有機ＥＬ素子においては、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用するのが好ましいが、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用しても良い。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでも良いが。前述のように、直接駆動線に電極が接続する、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式の場合に効果が大きく好ましい。また、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、多色を発光させることが可能である。
【０１１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる電極及び有機ＥＬ素子の実施の形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１１４】
図１は、ガラス基板上にマスク材を形成した後、金等の金属を蒸着或いはスパッタリングすることで形成した、金等の金属からなる島状の電極１と該電極に電流を供給する配線２、そして、該電極と電流を供給する配線間を電気的に接続し過電流によって溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線３からなる本発明の電極の概略図である。また、均一な、例えば金等の金属膜形成の後、エッチングにより形成しても良い。
【０１１５】
例えば、電極及び配線を構成する金属膜は、厚みが２００ｎｍ（５０ｎｍから５００ｎｍの範囲が好ましい）になるように蒸着或いはスパッタリング形成され、島状の電極１は６００μｍ×６００μｍの矩形、該電極１に電流を供給する配線２は幅８０μｍ、電極及び電流を供給する配線の間隔は２０μｍとなるようにパターニングされる。
【０１１６】
過電流によって溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線３は導電性高分子化合物ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水性懸濁液（Ｂａｙｅｒ製  Ｂｙｔｒｏｎ  Ｐ  ＴＰ  ＡＩ  ４０８３）を用いインクジェット法により島状の電極１と電流を供給する配線２の間に乾燥時の厚みが例えば１００ｎｍ、配線幅が例えば１５μｍとなるように印字形成される。この配線を細くすることで過電流が流れたときにこの部分が破断し、電極を電流を供給する配線から絶縁できる。このヒューズ型配線は、又、スクリーン印刷法によって、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性高分子化合物をペースト状としてパターン様に印刷することでも形成できる。
【０１１７】
図１（ａ）は電極及び配線を上面からみた概略図であり、（ｂ）はインクジェット法により導電性高分子化合物懸濁液を島状の電極１及び電流を供給する配線２間に印字したところ、（ｃ）は乾燥されヒューズ型配線が形成されたされたところを示すそれぞれ電極及び配線のａ−ａ′断面図である。金のような仕事関数の大きい金属からなる電極は有機ＥＬ素子の陽極として用いることができる。この場合、有機ＥＬ素子の陰極は光を取り出せるようにＩＴＯのような透明導電膜を用いた電極で構成される。
【０１１８】
図２はＩＴＯの様な透明導電性材料で島状の電極を形成した、本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略図である。ＩＴＯ膜を全面ガラス基板上に形成した後（厚み１５０ｎｍ）、フォトリソグラフィーによりマスクを形成し、エッチング（エッチング液としては水、濃塩酸及び４０質量％第二塩化鉄溶液を質量比で８５：８：７で混合したものをもちいた）によりパターニングを行い複数の島状の電極１を形成する（６００μｍ×６００μｍの矩形）。次いで、フォトマスク形成の後、銅或いは金等の金属膜をスパッタリングにより形成した後（厚み１５０ｎｍ）、マスクを除き、金或いは銅等の金属膜による電流を供給する配線２のパターンを形成する。電流を供給する配線の幅は８０μｍとなるように、又、各島状の電極との間隔が４０μｍになるようにパターニングした。ＩＴＯ膜による島状の電極及び金属からなる電流を供給する配線パターンに、前記と同様、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ懸濁液（Ｂａｙｅｒ製Ｂｙｔｒｏｎ  Ｐ  ＴＰ  ＡＩ  ４０８３）を用いてインクジェット法により、ＩＴＯからなる電極及び電流を供給する配線の間に幅３０μｍ、乾燥時の厚みで５０ｎｍのヒューズ型配線３を形成してこれらを接続する。
【０１１９】
これら、ＩＴＯ膜による島状の電極及び金属からなる配線等をパターニングした基板を洗浄容器に入れ、ＩＰＡ洗浄した後、以下の様に有機ＥＬ層４（有機ＥＬ素子を構成する電極以外の正孔輸送層、電子輸送層又は発光層等の各層を併せてこう呼ぶ）を一様に順次有機溶媒系の塗布により形成した。
【０１２０】
即ち、正孔輸送材料としてポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝６３，０００  アルドリッチ製）をジクロロメタンに溶解して得た液をスピンコーターを用いて塗布し乾燥させた４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１２１】
次いで、更に、湖の正孔輸送層上にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、Ｍｗ＝１２０，０００  アルドリッチ製）と電子輸送材料としての４，４′−Ｎ，Ｎ′−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）と、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体とを、１０：２０：１の質量比で、メチルエチルケトン／トルエン混合溶液に溶解して得た液を、スピンコーターを用いて塗布し、真空乾燥させることで厚みが４０ｎｍの発光層を形成した。
【０１２２】
次いで有機ＥＬ層４をステンレス鋼製のマスク材により覆った後、真空蒸着装置中において、例えば、Ｍｏ製抵抗加熱ボート中にマグネシウムを又タングステン製の蒸着用バスケットに銀を入れて、２×１０−４Ｐａの条件下それぞれを加熱してマグネシウム及び銀を共蒸着して（厚み１１０ｎｍ）銀／マグネシウム混合物からなる陰極５のパターンを、前記陽極である島状の電極１に略対応する幅で電極に対向させるように、且つ、該各島状の電極１に電流を供給する配線２と重ならないように平行に形成する。
【０１２３】
図２（ａ）はこの様にして形成した有機ＥＬ素子の主に電極及び配線の配置を示す上面概略図であり、図２（ｂ）がｂ−ｂ′断面図を示す。
【０１２４】
照明用として用いることを前提としているため。陽極に電流を供給する配線と、陰極を構成する帯が平行に重ならないように形成される。
【０１２５】
又、全て配線をＩＴＯ膜で形成しても良いが、ＩＴＯ膜は金属膜に比べ抵抗率が稍大きいので、これに電流を供給する配線は金属で形成している。仕事関数の低い金属電極が有機ＥＬ素子の陰極には用いられるが、透過率の高い陰極材料を得ることは難しい。一方ＩＴＯ等の膜は陽極として用いることができるため陽極を透明導電膜とする構成が普通である。
【０１２６】
図３は前記のＩＴＯ膜を用いた島状の電極１のパターニングの後、電流を供給する配線２を金属で形成する際に、電流を供給する配線と同じ材料で過電流により溶断若しくは破壊されるヒューズ型配線３を同時にパターニング形成した例である。
【０１２７】
即ち、ＩＴＯ膜からなる島状の電極１の形成の後、フォトマスク形成、銅或いは金等の金属膜を蒸着又はスパッタリングにより形成し、マスクを除いて、金或いは銅等の金属からなるで電流を供給する配線２及び過電流によって溶断もしくは破壊されるヒューズ型配線３を同時に形成する。
図３（ａ）はこの様にして形成した有機ＥＬ素子の主に電極及び配線の配置を示す上面概略図であり、図３（ｂ）がｃ−ｃ′断面図を示す。
【０１２８】
この例においてはヒューズ型配線と電流を供給する配線が同じ金属材料となるためヒューズ型配線の断面積を電流を供給する配線の１／５以下とすればよい。
【０１２９】
その後に有機ＥＬ層４及び陰極５を図２における説明と同様に形成して、有機ＥＬ素子が得られる。電極及び各配線のサイズ、幅等については図２と基本的に同じである。
【０１３０】
図４には、島状の電極、該電極に電流を供給する配線及びこれらを接続する過電流によって溶断若しくは破壊されるヒューズ型配線を同時に形成した例を示す。
【０１３１】
ガラス基盤上に形成されたＩＴＯ膜（厚み１００ｎｍ）から基板上に第１の電極Ａを幅５００μｍに帯状にパターニング形成した後（陽極として用いる）該電極を有するガラス基板上に以下の各層からなる有機ＥＬ層Ｂを積層した。
【０１３２】
即ち、該ガラス基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、α−ＮＰＤ（４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）、ＣＢＰ（４，４′−（Ｎ，Ｎ′−ビスカルバゾリル）ビフェニル）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体）、ＢＣ（バソキュプロイン）、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ））をそれぞれモリブデン製抵抗加熱ボートに入れ真空蒸着装置に取り付けた。
【０１３３】
真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、ＩＴＯ上に正孔輸送層としてα−ＮＰＤを蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／ｓｅｃで４０ｎｍの厚さに蒸着した。さらに、ＣＢＰの入った前記加熱ボートとＩｒ（ｐｐｙ）３の入ったボートをそれぞれ独立に通電してＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）３の蒸着速度が１００：７になるように調節し、２０ｎｍの厚さに蒸着し発光層を設けた。
【０１３４】
次いで、ＢＣの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／ｓｅｃで厚さ１０ｎｍの正孔ブロック層を設けた。更に、Ａｌｑ３の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／ｓｅｃで膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。さらに、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．５ｎｍ蒸着した。以上により形成した有機ＥＬ層Ｂの上に、ステンレス鋼性のマスク材により覆った後、アルミニウムを真空蒸着によって、１１０ｎｍ積層し、前記第１の電極Ａに対向した島状の第２の電極Ｃ、電流を供給する配線Ｄ及び該第２の電極と電流を供給する配線を接続する過電流により破断するヒューズ型配線Ｅを同時に形成した。図４に示すように第２の電極は前記ＩＴＯ膜からなる第１の電極と対向させるように、５００×５００μｍの矩形に、又、これと平行に電流を供給する配線を８０μｍの幅で、島状の電極との間隔が２０μｍ、接続するヒューズ型配線の幅が１５μｍとなるようにパターニングした。この例では、有機ＥＬ素子の陰極を本発明に係わる過電流によって電流を供給する配線から絶縁される電極として用いている。
図４（ａ）はこの様にして形成した有機ＥＬ素子の主に電極及び配線の配置を示す上面概略図であり、図４（ｂ）がｄ−ｄ′断面図を示す。
ちなみに、この有機ＥＬ素子からは、イリジウム錯体であるＩｒ（ｐｐｙ）３からの緑色の発光が得られる。
【０１３５】
図５には、ガラス基板上に島状の電極及び電流を供給する配線の両方をＩＴＯ膜で１度にパターニング形成しヒューズ型配線として導電性高分子化合物でこれらを接続し、陽極として用いた有機ＥＬ素子例を示す。（ａ）はガラス等の基板１０上にＩＴＯ透明導電膜を蒸着により形成したところを示す。また、ＮＨテクノグラス社製（ＮＡ−４５）等の様にガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した上市されているガラス基板を用いてもよい。（ｂ）はこれにパターニングを行って、ＩＴＯ膜からなる島状の電極１及び電流を供給する配線２をパターンを形成したところである。
【０１３６】
島状の電極は５００μｍ×５００μｍの矩形、又、電流を供給する配線は幅８０μｍとし、電極及び電流を供給する配線の間隔は２０μｍとなるようにパターニングする。
（ｃ）は形成した島状の電極１及び電流を供給する配線２間を前記同様にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水系懸濁液（Ｂａｙｅｒ製  Ｂｙｔｒｏｎ  Ｐ  ＴＰ  ＡＩ  ４０８３）を用いてインクジェット法によりパターン印字したところを示す。
（ｄ）は真空乾燥により島状の電極１と電流を供給する配線２間を接続するヒューズ型配線３が形成されたところを示す。乾燥時の厚みはＩＴＯ膜と同じ、且つ、配線幅は１０μｍとする。
【０１３７】
次いで、該電極パターン上に、図４の有機ＥＬ層と同じ有機ＥＬ層を順次、蒸着により形成する（図５（ｅ））。
【０１３８】
更に該有機ＥＬ層４上にマスク材を用いて、アルミニウムを真空蒸着によって、１１０ｎｍ積層し、前記の島状の電極と対向させ、略５００μｍの幅にパターニング形成して陰極５とする。
【０１３９】
電極に電流を供給する配線及びヒューズ型配線と同時に形成された島状の電極を陰極とした有機ＥＬ素子の一例を示す概略図である。
【０１４０】
図６は、一度のパターニングによって同時にガラス基板上に形成された、電流を供給する配線Ｄ、該配線に接続する過電流によって溶断若しくは破壊され電極を電流を供給する配線から絶縁するヒューズ型配線Ｅ及びヒューズ型配線と接続する島状の第１の電極Ａ（図６（ｄ）に得られたパターンを示す）を陰極として、該陰極上に、前記図４の説明における順序と逆に有機ＥＬ層Ｂを積層し、該有機ＥＬ層上に、ＩＴＯ膜からなる第２の電極Ｃを陽極としてマスクパターンを介して、スパッタリングにより形成（厚み１００ｎｍ）し有機ＥＬ素子を形成した例である。前記同様、陰極となる島状の第１の電極Ａは６００μｍ×６００μｍの矩形、又、これに電流を供給する配線２は幅８０μｍとし、電極及び電流を供給する配線の間隔は２０μｍ、島状の電極と電流を供給する配線を接続するヒューズ型配線は１５μｍの幅となるようパターニングし、又、陽極である第１の電極Ａに対向する帯状のＩＴＯ膜からなる第２の電極Ｃの幅は第１の電極Ａと略同じ幅とした。
【０１４１】
図６（ａ）は基板１０上に第１の電極Ａ、電流を供給する配線Ｄ及びヒューズ型配線Ｅを同時に形成したところを、（ｂ）は該電極パターンを有する基板上に有機ＥＬ層Ｂを形成したところを、更に（ｃ）が第２の電極Ｃを形成して有機ＥＬ素子を構成したところを示す。
【０１４２】
以上の様な構成によって、有機ＥＬ素子における画素の電極間のショートによって過電流が流れたとき、断面積が小さく形成されたヒューズ型配線が溶断もしくは破壊され、短絡した有機ＥＬ素子が電流を供給する配線から絶縁されることで切り離されるために、他の発光単位（画素となる有機ＥＬ素子）は影響を受けることがないので、有機ＥＬ素子全体としては発光を維持し、全面的なダメージを受けることがない。照明用の光源に用いる有機ＥＬ素子の場合にはトランジスタによって駆動されておらず電流を供給する配線と直接接続する構成となっているので特に効果が高い。
【０１４３】
本発明を用いることにより、有機ＥＬ（主に照明）用電極を容易に作製することができる。
【０１４４】
【発明の効果】
各々の発光単位を構成する有機ＥＬ素子の短絡による発光面全域の非発光を抑制でき、かつ、塗布、印刷により、簡単に、低コストで有機ＥＬ素子を構成する各層が形成できる有機ＥＬ素子が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電極の概略図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略図である。
【図３】電流を供給する配線とヒューズ型配線を同時に形成した有機ＥＬ素子の一例を示す概略図である。
【図４】島状の電極、電流を供給する配線及びヒューズ型配線を同時に形成した有機ＥＬ素子の一例を示す概略図である。
【図５】島状の電極及び電流を供給する配線の両方をＩＴＯ膜で１度に形成した有機ＥＬ素子の一例を示す概略図である。
【図６】電流を供給する配線及びヒューズ型配線と同時に形成された島状の電極を陰極とした有機ＥＬ素子の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  島状の電極
２，Ｄ  電流を供給する配線
３，Ｅ  ヒューズ型配線
４，Ｂ  有機ＥＬ層
５  陰極
１０  ガラス基板
Ａ  第１の電極
Ｃ  第２の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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