(57)【要約】【課題】この発明は、高品質で寿命の長いＥＬ装置及びその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】  透明な基板１の表面に、複数の溝２ａ及び凸部２ｂが交互に形成されており、これら基板１の溝２ａ及び凸部２ｂの全面上に透明性の陽極３が形成されている。各凸部２ｂの上に位置する陽極３の表面上に有機発光層４が形成されると共に、さらに有機発光層４の表面上に反射性の陰極５が形成されている。また、共通電極層を介して複数の陰極５は互いに接続されている。このように有機発光層４が互いに分離されているため、たとえ水分や酸素等の浸入により１つの有機発光層４内でダークスポットが発生しても、このダークスポットがその他の有機発光層４にまで進行することが防止される。【選択図】図１
2005085501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の電極層と発光層と第２の電極層とが順次形成されるＥＬ装置において、
基板の表面上に形成された第１の電極層と、
前記第１の電極層の表面上に互いに間隔を隔てて形成された複数の発光層と、
前記複数の発光層の上にのみ選択的に形成されて互いに分離された複数の第２の電極層と、
前記複数の第２の電極層を互いに接続する共通電極層と
を備え、前記共通電極層と前記第１の電極層との間に電圧を印加することにより全ての発光層を同時に発光させることを特徴とするＥＬ装置。
【請求項２】
前記基板はその表面に凹凸部を有し、前記第１の電極層は前記基板の凹凸部の全面上に形成されると共に、前記複数の発光層は前記第１の電極層の表面のうち前記基板の凸部に対応した部分にのみ選択的に形成されることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ装置。
【請求項３】
基板上に第１の電極層と発光層と第２の電極層とを順次形成するＥＬ装置の製造方法において、
基板の表面上に第１の電極層を形成し、
前記第１の電極層の表面上に互いに間隔を隔てて複数の発光層を形成し、
前記複数の発光層の上にのみ選択的に複数の第２の電極層を形成し、
前記複数の第２の電極層を互いに接続する共通電極層を形成する
ことを特徴とするＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板の表面に凹凸部を形成し、前記基板の凹凸部の全面上に前記第１の電極層を形成すると共に、前記第１の電極層の表面のうち前記基板の凸部に対応した部分にのみ選択的に前記複数の発光層を形成することを特徴とする請求項３に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記複数の発光層と前記複数の第２の電極層とは斜め蒸着法によりそれぞれ形成されることを特徴とする請求項４に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
前記複数の発光層を形成するときの斜め蒸着法の蒸着角度よりも浅い角度で前記複数の第２の電極層を斜め蒸着することを特徴とする請求項に５に記載のＥＬ装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のＥＬ装置の製造方法において、斜め蒸着法を斜めスパッタリング法に置き換えて前記複数の発光層を形成するＥＬ装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか一項に記載のＥＬ装置の製造方法において、斜め蒸着法を斜めスパッタリング法に置き換えて前記第２の電極層を形成するＥＬ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無機ＥＬ装置や有機ＥＬ装置などのＥＬ装置は、自己発光を行ない、高輝度の画面を得ることができるため、薄型、軽量の携帯機器等のディスプレイや照明装置として広く実用化が進められている。
例えば、特許文献１には、基板上に透明性電極を形成すると共にその上に発光層を形成し、さらに発光層の上に対向電極を形成したＥＬ装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−７７１８１号公報
【０００４】
このようなＥＬ装置においては、ＥＬ素子内に水分や酸素等が浸入すると、発光層が劣化してダークスポットが発生し、ダークスポットが時間の経過と共に進行することが知られている。そこで、外部からの水分や酸素等の浸入を防ぐ目的でＥＬ素子の表面を保護膜で覆うことが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、保護膜を形成しても、成膜の付回り性等の影響で例えばＥＬ素子の表面上に埃等の異物が存在すると、その異物を完全に保護膜で覆いきることができずにそこから水分や酸素等が浸入する虞がある。このようにして水分や酸素等が浸入し、発光層にダークスポットが発生すると、上述の特許文献１のＥＬ装置では、発光層が基板の全面にわたって形成されているため、時間の経過に伴ってダークスポットが発光層の全面に拡がり、画質の劣化や輝度の低下、寿命の短縮化などを招くこととなる。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、高品質で寿命の長いＥＬ装置及びその製造方法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】
【０００６】
この発明に係るＥＬ装置は、基板上に第１の電極層と発光層と第２の電極層とが順次形成されるＥＬ装置において、基板の表面上に形成された第１の電極層と、第１の電極層の表面上に互いに間隔を隔てて形成された複数の発光層と、複数の発光層の上にのみ選択的に形成されて互いに分離された複数の第２の電極層と、複数の第２の電極層を互いに接続する共通電極層とを備え、共通電極層と第１の電極層との間に電圧を印加することにより全ての発光層を同時に発光させるものである。
発光層が互いに間隔を隔てて分離されるように形成されているため、たとえ水分や酸素等の浸入により発光層内でダークスポットが発生しても、このダークスポットがその他の発光層にまで進行することが防止されて、ダークスポットの拡大を発生した発光層内に留めることができる。
【０００７】
基板はその表面に凹凸部を有し、第１の電極層は基板の凹凸部の全面上に形成されると共に、複数の発光層は第１の電極層の表面のうち基板の凸部に対応した部分にのみ選択的に形成されることが好ましい。
このようにすれば、発光層で発した光が基板の凹凸部の斜面において全反射することにより、光の取り出し効率が向上する。
【０００８】
この発明に係るＥＬ装置の製造方法は、基板上に第１の電極層と発光層と第２の電極層とを順次形成するＥＬ装置の製造方法において、基板の表面上に第１の電極層を形成し、第１の電極層の表面上に互いに間隔を隔てて複数の発光層を形成し、複数の発光層の上にのみ選択的に複数の第２の電極層を形成し、複数の第２の電極層を互いに接続する共通電極層を形成する方法である。
【０００９】
基板の表面に凹凸部を形成し、基板の凹凸部の全面上に第１の電極層を形成すると共に、第１の電極層の表面のうち基板の凸部に対応した部分にのみ選択的に複数の発光層を形成することが好ましい。その場合、複数の発光層と複数の第２の電極層とを斜め蒸着法によりそれぞれ容易に形成することができる。またこのとき、複数の発光層を形成するときの斜め蒸着法の蒸着角度よりも浅い角度で複数の第２の電極層を斜め蒸着することが好ましい。
発光層及び第２の電極層は、上記のような方法において、蒸着法の代わりにスパッタリング法を用いて形成してもよい。この場合も、複数の発光層を形成するときの斜めスパッタリング法のスパッタリング角度よりも浅い角度で複数の第２の電極層を斜めスパッタリングすることが好ましい。
さらに、発光層と第２の電極層のうち、一方を蒸着法により、他方をスパッタリング法によりそれぞれ形成することもできる。この場合も、複数の発光層を形成するときの蒸着角度あるいはスパッタリング角度よりも浅い角度で複数の第２の電極層を斜めスパッタリングあるいは斜め蒸着することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、基板の表面上に形成された第１の電極層と、第１の電極層の表面上に互いに間隔を隔てて形成された複数の発光層と、複数の発光層の上にのみ選択的に形成されて互いに分離された複数の第２の電極層と、複数の第２の電極層を互いに接続する共通電極層とを備え、共通電極層と第１の電極層との間に電圧を印加することにより全ての発光層を同時に発光させるようにしたので、たとえダークスポットが発生しても、その拡大をダークスポットが発生した発光層内に留めることができ、これにより高品質で寿命の長いＥＬ装置を実現することができる。
また、この発明のＥＬ装置は、基板の表面上に第１の電極層を形成し、第１の電極層の表面上に互いに間隔を隔てて複数の発光層を形成し、複数の発光層の上にのみ選択的に複数の第２の電極層を形成し、複数の第２の電極層を互いに接続する共通電極層を形成することにより製造される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に、この発明の実施の形態に係るＥＬ装置の断面図を示す。透明基板１の表面に、Ｖ字状の複数の溝２ａが互いに所定の間隔を隔てて形成されると共にこれら複数の溝２ａの間に台形状の凸部２ｂがそれぞれ形成されている。これら基板１の溝２ａ及び凸部２ｂの上には全面にわたって第１の電極層となる透明性の陽極３が溝２ａ及び凸部２ｂに沿うように形成されている。各凸部２ｂの上に位置する陽極３の表面上には有機発光層４が形成されると共に、さらに有機発光層４の表面上に第２の電極層となる反射性の陰極５が形成されている。すなわち、複数の有機発光層４及び陰極５が互いに間隔を隔てて分離されるように形成されている。
【００１２】
次に、このＥＬ装置の平面図を図２に示す。図２に示されるように、基板１の上には、複数の溝２ａ及び凸部２ｂが交互に平行線状に延長しており、その延長方向の両端部にそれぞれ共通電極層６が形成されて、この共通電極層６により複数の陰極５が互いに接続されている。
【００１３】
このＥＬ装置は、陽極３と共通電極層６との間に電圧を印加したときに、陽極３と複数の陰極５との間にそれぞれ電圧が印加されて、全ての有機発光層４が同時に発光する構成になっており、例えば照明装置として使用される。また、複数の有機発光層４で発した光は直接陽極３へ、あるいは陰極５で反射した後に陽極３へ入射した後、基板１を透過して出射される、すなわち、基板１の陽極３とは反対側の面がこのＥＬ装置の光の出射面になっている。
【００１４】
ここで、基板１は可視光に対して透明または半透明の材料から形成されればよく、ガラスの他、このような条件を満たす樹脂を用いることもできる。この基板１では、たとえ有機発光層４内でダークスポットが発生しても視認することができないように、溝２ａの幅が５０μｍ以下で、互いに隣接する溝２ａの間の幅すなわち凸部２ｂの上面の幅が５００μｍ以下に形成されていることが好ましい。例えば溝２ａの幅を３〜５μｍに形成するのに対し、凸部２ｂの上面の幅を１００μｍに形成することができる。
【００１５】
また、陽極３は、電極としての機能を有し且つ少なくとも可視光に対して透明または半透明であればよく、例えばＩＴＯがその材料として採用される。有機発光層４の材料としては、少なくともＡｌｑ３やＤＣＭなどの公知の有機発光材料が含有される。また、電極間には、電子輸送層やホール輸送層等の公知の有機ＥＬ装置に採用される一または複数の機能層も適宜形成でき、各層は公知の材料から適宜形成される。陰極５は、電極としての機能を有し且つ少なくとも可視光に対して反射性を有すればよく、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ合金、Ａｌ／Ｍｏ積層体等を採用することができる。
さらに、共通電極層６は、電極としての機能を有すればよく、陰極５と同じ材料から形成することが好ましい。
各層は、真空蒸着法などの公知の薄膜形成法によって形成することができる。
【００１６】
次に、上述のようなＥＬ装置の製造方法について説明する。図３（ａ）に示されるように、平らな基板１の表面に複数の溝２ａ及び凸部２ｂを交互に形成し、この基板１の溝２ａ及び凸部２ｂの全面上にスパッタリングにより陽極３を形成する。その後、陽極３の表面に有機発光材料を斜め蒸着することにより各凸部２ｂの上に有機発光層４を形成する。互いに隣接する凸部２ｂの間に溝２ａが存在するため、斜め蒸着により各凸部２ｂの上に有機発光層４が複数に分離されて形成される。陽極３と陰極５との間に有機発光層４以外の機能層も設けられる場合には、有機発光層４と同様に、斜め蒸着により形成する。
さらに、図３（ｂ）に示されるように、有機発光層４の表面に対して、有機発光層４を斜め蒸着する際の蒸着角度よりも浅い角度で斜め蒸着することにより、有機発光層４の上に陰極５を形成する。浅い角度で斜め蒸着するので、陰極５は陽極３に接触しないように有機発光層４の上にのみ複数に分離されて形成される。
最後に、基板１上に蒸着により複数の陰極５を互いに接続する共通電極層８を形成する。
これにより、ＥＬ装置が製造される。
【００１７】
次に、この実施の形態１に係るＥＬ装置の作用について説明する。有機発光層４は、陽極３の表面の基板１の凸部２ｂに対応した部分にのみ選択的に形成されることにより互いに分離されているため、たとえ水分や酸素等の浸入により１つの有機発光層４内でダークスポットが発生しても、このダークスポットがその他の有機発光層４にまで進行することが防止される。すなわち、ダークスポットの拡大をダークスポットが視認されない所定の範囲内に留めることができ、これにより高品質で寿命の長いＥＬ装置を実現することができる。
また、図１に示されるように、有機発光層４が発した光の一部が溝２ａ及び凸部２ｂの間の斜面において全反射して出射面から取り出されることにより、光の取り出し効率が向上する。すなわち、有機発光層４で発せられた光のうち、基板が平面である場合には、基板と空気との界面において、臨界角を超えるため全反射されて、基板から出射されなかったような光でも、溝２ａと凸部２ｂとの間の斜面において全反射されることにより、基板と空気との界面での臨界角以下の角度で基板と空気との界面に到達し、基板から出射されるようになる。これにより、今まで取り出せなかった光が取り出せるようになるため、光の取り出し効率が向上する。
【００１８】
なお、上述の実施の形態において、基板１の溝２ａは、平らなガラス基板の表面をスクライブやレーザー加工等により切削することにより形成される。また、基板の材料として樹脂を使用する場合には、樹脂を所定の型に流し込むことにより、その表面に複数の溝２ａ及び凸部２ｂを形成することもできる。
また、スパッタリングにより陽極３を形成する代わりに、基板１を加熱して高温にした状態でインジウム、スズ及び酸化物からなる水溶液を霧吹き等により吹き付けることにより基板１の上に陽極３を形成することもできる。
【００１９】
有機発光層４や陰極５は、斜め蒸着法による形成に限られず、材料によっては、斜めスパッタリング法によって形成してもよい。この場合も、有機発光層４を形成するときの斜めスパッタリング法のスパッタリング角度よりも浅い角度で陰極５を斜めスパッタリングすれば、陰極５を陽極３に接触しないように有機発光層４の上にのみ形成することができる。
有機発光層４と陰極５のうち、一方を斜め蒸着法により、他方を斜めスパッタリング法によりそれぞれ形成することもできる。この場合も、有機発光層４を形成する際の蒸着角度あるいはスパッタリング角度よりも浅い角度で陰極５を斜めスパッタリングあるいは斜め蒸着することが好ましい。
また、マスクを使用することにより各凸部２ｂの上に有機発光層４を形成すると共に各有機発光層４の上に陰極５を形成することもできる。このようにマスクを用いる場合には、蒸着法やスパッタリング法の他、印刷法を採用してもよい。
さらに、共通電極層６を陰極５と同じ材料から形成する場合には、これら陰極５及び共通電極層６を斜め蒸着法、斜めスパッタリング法またはマスクを使用することにより同一工程で形成することもできる。
【００２０】
また、上記の実施の形態では、平坦な基板１の表面に溝２ａ及び凸部２ｂを形成して使用したが、この代わりに、平坦な基板１をそのまま使用することもできる。その場合、基板上に全面にわたって陽極を形成した後、マスクを使用して陽極の上に有機発光層を所定の間隔を隔てて形成し、さらにマスクを使用して有機発光層の上に陰極を形成すると共に共通電極層によりこれら陰極を互いに接続することができる。このようにしても、有機発光層が複数に分離されているため、上述の実施の形態と同様にダークスポットの拡大を留めることが可能となる。
【００２１】
なお、上述の実施の形態では、基板１上に透明性の陽極３、有機発光層４及び反射性の陰極５が順次積層され、有機発光層４で発した光が陽極３及び基板１を透過して出射されるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置について説明したが、これに限るものではなく、この発明は、基板上に反射性電極、有機発光層及び透明性電極を順次積層して有機発光層で発した光が基板とは反対側の透明性電極を透過して出射されるトップエミッション型の有機ＥＬ装置にも適用される。
また、以上、有機ＥＬ装置について説明したが、この発明は、無機ＥＬ装置にも同様にして適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態に係るＥＬ装置を示す断面図である。
【図２】実施の形態におけるＥＬ装置を示す平面図である。
【図３】実施の形態におけるＥＬ装置の製造方法を工程順に示し、（ａ）は有機発光層の形成工程を示す図であり、（ｂ）は陰極の形成工程を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  基板、２ａ  溝、２ｂ  凸部、３  陽極、４  有機発光層、５  陰極、６  共通電極層。
【図１】
2005085501.tif 000003
【図２】
2005085501.tif 000004
【図３】
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