(57)【要約】  【課題】  有機ＥＬ素子において、互いに間隔を置いて配設された電極間で、有機化合物層を介して漏れ電流が流れることを防止する。  【解決手段】  絶縁性の基板10と、この基板上に互いに間隔を置いて配設された複数の第１電極11と、これらの第１電極11を上から覆う状態に形成された、少なくとも発光層を含む有機化合物層12、13と、この有機化合物層12、13を間に挟んで、第１の電極11と交差対向するように配置された第２電極14とを備えてなる有機ＥＬ素子において、有機化合物層12、13を複数の第１電極11どうしの間において分断し、この分断された部分に、有機化合物層の端面12、13を露出させない状態にして絶縁層15を埋め込む。【選択図】          図１
2005276667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板と、
この基板上に互いに間隔を置いて配設された複数の第１電極と、
これらの第１電極を上から覆う状態に形成された、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、
この有機化合物層を間に挟んで、前記第１の電極と交差対向するように配置された第２電極とを備えてなる有機ＥＬ素子において、
前記有機化合物層が、前記複数の第１電極どうしの間において分断され、
この分断された部分に、前記有機化合物層の端面を露出させない状態にして絶縁層が埋め込まれていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第１電極が透明陽極であり、前記第２電極が金属陰極であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子を製造する方法であって、
前記基板上に互いに間隔を置いた状態で複数の第１電極を形成し、
これらの第１電極を上から覆う状態にして、該第１電極どうしの間で不連続となるパターンの有機化合物層を形成し、
この有機化合物層が形成されていない部分に、該有機化合物層の端面が露出しない状態にして絶縁層を埋め込み、
次いで前記第２電極を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１電極どうしの間で不連続となるパターンの有機化合物層を、該不連続とする部分にマスクを配置して有機化合物層を成膜することにより形成することを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１電極どうしの間で不連続となるパターンの有機化合物層を、インクジェット方式によって形成することを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子を製造する方法であって、
絶縁性の基板上に互いに間隔を置いた状態で複数の第１電極を形成し、
これらの第１電極の上に、該第１電極を全て覆うように連続的に延びる有機化合物層を形成し、
この連続的に延びる有機化合物層の、前記第１電極どうしの間の部分をエッチングにより除去し、
この有機化合物層が除去された部分に、該有機化合物層の端面が露出しない状態にして絶縁層を埋め込み、
次いで前記第２電極を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
前記エッチングがレーザーエッチングであることを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記エッチングが、フォトリソグラフィを適用したドライあるいはウェットエッチングであることを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１および２に示されているように、絶縁性の透明基板と、この基板上に互いに間隔を置いて配設された複数の透明陽極と、この透明陽極を上から覆う状態に形成された、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、この有機化合物層を間に挟んで、透明陽極と交差対向するように配置された金属陰極とを備えてなる有機ＥＬ素子が知られている。
【０００３】
この有機ＥＬ素子においては、透明陽極と金属陰極との間に電流が流されると、有機化合物層に含まれる発光層が発光し、発光光が透明陽極および透明基板を介して取り出される。つまり該有機ＥＬ素子では、透明陽極と金属陰極の交差部分を１つの発光部として、その発光部毎に発光、非発光を制御することができる。なおこのような有機ＥＬ素子は、波長安定性に優れる特性を有している。
【特許文献１】特許第２９１１５５２号公報
【特許文献２】特許第３０１６８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の基本構成を有する、例えば特許文献１に示される有機ＥＬ素子においては、一般に金属陰極が走査電極、透明陽極が信号電極とされ、選択された金属電極と交差している複数の透明陽極がそれぞれ独自に駆動電流源に接続されるようになっており、駆動電流源に接続された透明陽極と金属陰極との間の発光部が発光する。
【０００５】
ここで、ある１つの透明陽極について考えると、それが駆動電流源に接続されたとき、隣接する透明陽極は駆動電流源に接続された状態も、また接続されない状態も取り得るものである。従来の有機ＥＬ素子においては、１つの透明陽極が駆動電流源に接続された際、隣接する透明陽極が駆動電流源に接続されているか否かによって、該１つの透明陽極から構成されている発光部の輝度が変動してしまう、という問題が認められている。この問題は、該１つの透明陽極とそれに対向する陰極との間に流すべき電流が、陽極間を延びるように形成されている有機化合物層を通って、隣接する透明陽極側に漏れ出てしまうことに起因している。このように漏れ出る電流（漏れ電流）の大きさは、駆動電流源に接続された陽極と隣接陽極との間の電位差に依存し、それら両陽極間の距離に反比例するので、発光部に流れる電流が隣接陽極の電位状態に応じて変わってしまい、それが輝度変動につながるのである。
【０００６】
なお特許文献２には、発光部位の正孔輸送層と金属陰極とが近接した構成が示されており、そのような構成においては金属陰極を介して隣接陽極へ電流が漏れ出るので、その解決は困難となっている。
【０００７】
以上、有機化合物層を挟んで基板側に陽極が、それと反対側に陰極が形成されてなる有機ＥＬ素子における問題について説明したが、陰極と陽極とを上述の例とは反対に形成することも可能であり、そうした場合にも、同様の問題が起こり得る。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みて、互いに間隔を置いて配設された電極間で、有機化合物層を介して漏れ電流が流れることを防止できる有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【０００９】
また本発明は、そのような有機ＥＬ素子を効率良く製造することができる方法を提供することを別の目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による有機ＥＬ素子は、前述したように、
絶縁性の基板と、
この基板上に互いに間隔を置いて配設された複数の第１電極と、
これらの第１電極を上から覆う状態に形成された、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、
この有機化合物層を間に挟んで、前記第１の電極と交差対向するように配置された第２電極とを備えてなる有機ＥＬ素子において、
有機化合物層が、前記複数の第１電極どうしの間において分断され、
この分断された部分に、有機化合物層の端面を露出させない状態にして絶縁層が埋め込まれていることを特徴とするものである。
【００１１】
なお多くの場合、上記第１電極は透明陽極であり、第２電極は金属陰極である。
【００１２】
他方、本発明による第１の有機ＥＬ素子の製造方法は、
上述した本発明による有機ＥＬ素子を製造するための方法であって、
前記基板上に互いに間隔を置いた状態で複数の第１電極を形成し、
これらの第１電極を上から覆う状態にして、該第１電極どうしの間で不連続となるパターンの有機化合物層を形成し、
この有機化合物層が形成されていない部分に、該有機化合物層の端面が露出しない状態にして絶縁層を埋め込み、
次いで前記第２電極を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
なおこの第１の方法において、前記第１電極どうしの間で不連続となるパターンの有機化合物層は、例えばこの不連続とする部分にマスクを配置して、蒸着等によって有機化合物層を成膜することにより形成可能であり、また、インクジェット方式によって形成することも可能である。
【００１４】
また、本発明による第２の有機ＥＬ素子の製造方法は、
同様に上記本発明による有機ＥＬ素子を製造するための方法であって、
絶縁性の基板上に互いに間隔を置いた状態で複数の第１電極を形成し、
これらの第１電極の上に、該第１電極を全て覆うように連続的に延びる有機化合物層を形成し、
この連続的に延びる有機化合物層の、前記第１電極どうしの間の部分をエッチングにより除去し、
この有機化合物層が除去された部分に、該有機化合物層の端面が露出しない状態にして絶縁層を埋め込み、
次いで前記第２電極を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
なお上記のエッチングとしてより具体的には、レーザーエッチングや、フォトリソグラフィを適用したドライあるいはウェットエッチングを適用することが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による有機ＥＬ素子においては、有機化合物層が複数の第１電極どうしの間において分断され、この分断された部分に絶縁層が埋め込まれているので、隣接する第１電極どうしの間で有機化合物層を介して漏れ電流が流れることが防止される。また、この絶縁層は、有機化合物層の端面を露出させない状態にして埋め込まれているので、第２電極がこの有機化合物層の端面と導通して、該第２電極を介して漏れ電流が流れるようなこともなくなる。
【００１７】
そうであれば、発光させるべき発光部を構成している第１電極と第２電極との間に、本来発光に利用する電流の全てが流れるようになるので、その発光部の輝度低下を防止可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態による有機ＥＬ素子の一部の概略断面形状を示すものであり、また図２はこの有機ＥＬ素子の概略斜視形状を示すものである。なお図２は、この有機ＥＬ素子を構成する各要素の組合せ関係を示すためのもので、各層の断面形状等は概略的に示してある。
【００２０】
この有機ＥＬ素子は、透明ガラス基板10と、このガラス基板10の上に互いに間隔を置いて配設された複数の帯状の透明陽極（第１電極）11と、これらの透明陽極11を上から覆う状態に形成された正孔輸送層12と、この正孔輸送層12の上に形成された発光層13と、この発光層13および上記正孔輸送層12を間に挟んで上記透明陽極11と交差対向するように配置された複数の帯状の金属陰極（第２電極）14とを備えている。なお図２においては、正孔輸送層12および発光層13を一体的に図示してある。
【００２１】
有機化合物層である上記正孔輸送層12および発光層13は、複数の透明陽極11どうしの間において分断され、この分断された部分に、正孔輸送層12および発光層13の端面を露出させない状態にしてＳｉＯ２等からなる絶縁層15が埋め込まれている。
【００２２】
複数の金属陰極14は、互いに間隔を置いて、透明陽極11と直交する方向に配設されている。それにより、透明陽極11と金属陰極14との交差部分が２次元マトリクス状に並んだ状態となり、この交差部分毎に、透明陽極11と金属陰極14との間に正孔輸送層12および発光層13が配されてなる発光部が構成されている。このような構成において、透明陽極11と金属陰極14との間に所定の電流が流されると、上記発光部単位で発光層13が発光し、その発光光が透明陽極11およびガラス基板10を介して取り出される。
【００２３】
透明陽極11は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の波長領域において、少なくとも５０パーセント以上、好ましくは７０パーセント以上の光透過率を有するものが好ましい。透明陽極11の材料としては、酸化錫、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等、透明電極材料として従来公知の化合物を適宜用いることができるが、その他、金や白金など仕事関数が大きい金属からなる薄膜を用いてもよい。また、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体などの有機化合物を用いることもできる。なお、沢田豊監修「透明導電膜の新展開」シーエムシー社刊（１９９９年）には、透明導電膜について詳細な記載があり、そこに示されているものを本発明に適用することも可能である。
【００２４】
また本実施形態の有機ＥＬ素子は、有機化合物層として正孔輸送層12および発光層13を有するものであるが、その他に正孔注入層や電子注入層、電子輸送層等の層が適宜設けられてもよい。
【００２５】
金属陰極14は、仕事関数の低いＬｉ、Ｋなどのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａなどのアルカリ土類金属、およびこれらの金属とＡｇやＡｌなどとの合金や混合物等の金属材料から形成されるのが好ましい。陰極における保存安定性と電子注入性とを両立させるために、上記材料で形成した電極を、仕事関数が大きく導電性の高いＡｇ、Ａｌ、Ａｕなどで更に被覆してもよい。なお、金属陰極14も透明陽極11と同様に、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの公知の方法で形成することができる。
【００２６】
次に図３を参照して、上記有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。先ず同図（１）に示すように、ガラス基板10の上に互いに間隔を置いて複数の帯状の透明陽極11を形成する。そのような透明陽極11は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって形成することができる。
【００２７】
次に同図（２）、（３）に示すように、各透明陽極11を上から覆い、その左右側端面も完全に覆う状態にして、正孔輸送層12および発光層13を順次形成する。なおこのとき該正孔輸送層12および発光層13は、隣合う透明陽極11を覆うものどうしが連続することのないように、互いに分離したパターンに形成される。そのようなパターンの正孔輸送層12および発光層13は、例えば不連続とする部分にマスクを配置して成膜することにより形成することができる。あるいは、インクジェット方式で成膜することにより、正孔輸送層12および発光層13を上記パターンに形成することも可能である。
【００２８】
次に同図（４）に示すように、正孔輸送層12および発光層13が形成されていない部分に、それらの層の端面が露出しない状態にして絶縁層15を埋め込む。次に同図（５）に示すように金属陰極14を形成すると、本実施形態の有機ＥＬ素子が完成する。
【００２９】
なお、正孔輸送層12および発光層13を最初から上記パターンに形成する代わりに、まず正孔輸送層12および発光層13を、複数の透明陽極11を全て覆って連続的に延びる状態に形成し、その後、透明陽極11どうしの間の部分の正孔輸送層12および発光層13をエッチングにより除去するようにしてもよい。そのエッチングとしては、レーザーエッチングや、フォトリソグラフィを適用したドライあるいはウェットエッチングを適用することができる。また、鋭利な針によって正孔輸送層12および発光層13を除去することも可能である。ただしそれらの中では、透明陽極11の上に残す正孔輸送層12および発光層13にダメージを与えないという点で、レーザーエッチングが最も好ましい。
【００３０】
本実施形態の有機ＥＬ素子においては、正孔輸送層12および発光層13が複数の透明陽極11どうしの間において分断され、この分断された部分に、正孔輸送層12および発光層13の端面を露出させない状態にして絶縁層15が埋め込まれているので、隣接する透明陽極11どうしの間で正孔輸送層12を介して漏れ電流が流れることが防止される。また、この絶縁層15は、正孔輸送層12の端面を露出させない状態にして埋め込まれているので、金属陰極14が正孔輸送層12の端面と導通して、該金属陰極14を介して漏れ電流が流れるようなこともなくなる。
【００３１】
そうであれば、発光させるべき発光部を構成している透明陽極11と金属陰極14との間に、本来発光に利用する電流の全てが流れるようになるので、その発光部の輝度低下を防止可能となる。
【００３２】
次に、図４を参照して本発明の第２の実施形態による有機ＥＬ素子について説明する。なおこの図４において、図１中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この図４に示す有機ＥＬ素子は、図１に示したものと比べると、基本的に、複数の透明陽極11どうしの間に絶縁層20が形成されている点が異なるものである。
【００３３】
この第２の実施形態の有機ＥＬ素子は、以下のような工程によって製造することができる。先ず、ガラス基板10の上に互いに間隔を置いて複数の帯状の透明陽極11を形成する。次に、各透明陽極11の端部を覆う状態にして帯状パターンの絶縁層20を形成する。この絶縁層20および絶縁層15は、無機材料、有機材料のいずれから形成されてもよい。そして帯状パターンの絶縁層20は、マスクを用いた真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの公知の方法で形成することができる。
【００３４】
次に、露出している各透明陽極11の上に位置し、そして絶縁層20の上の部分で互いに分離する状態にして正孔輸送層12および発光層13を形成する。そのような正孔輸送層12および発光層13も、マスクを用いた真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの公知の方法で形成することができる。
【００３５】
次に、正孔輸送層12および発光層13が形成されていない部分に、それらの層の端面が露出しない状態にして絶縁層15を埋め込み、次いで金属陰極14を形成すると、本実施形態の有機ＥＬ素子が完成する。
【００３６】
この有機ＥＬ素子においても、正孔輸送層12および発光層13が複数の透明陽極11どうしの間において分断され、この分断された部分に、正孔輸送層12および発光層13の端面を露出させない状態にして絶縁層15が埋め込まれているので、基本的に第１の実施形態におけるのと同様の効果を得ることができる。
【００３７】
なお、前述した第１実施形態の有機ＥＬ素子と、正孔輸送層12および発光層13を分断してそこに絶縁層15を形成することはせず、その他の点は該第１実施形態の有機ＥＬ素子と同様に形成した従来の有機ＥＬ素子とについて、漏れ電流の有無を比較検討した。比較検討は、１つの選択透明陽極11とそれに対向する金属陰極14との間の電圧を１５Ｖに固定し、それに隣接する透明陽極11における同様の電圧を４通りに変化させたときの、選択透明陽極11からの発光の輝度（単位はｃｄ／ｍ２）を測定して行った。その結果を下の表１に示す。
【表１】
2005276667.tif 000003
【００３８】
この表１に示される通り、従来例では隣接陽極の電圧を低くするにつれて、つまり選択陽極との電位差を大きくするにつれて発光輝度が低下している。これは、電位差が大きくなるにつれて漏れ電流が流れやすくなっていることを示している。それに対して本発明による有機ＥＬ素子では、上記電位差が変化しても発光輝度に顕著な変化が現れず（数値のバラツキは測定誤差範囲内である）、漏れ電流が生じていないことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態による有機ＥＬ素子を示す概略断面図
【図２】上記有機ＥＬ素子の概略斜視図
【図３】上記有機ＥＬ素子の製造方法を説明する概略図
【図４】本発明の第２の実施形態による有機ＥＬ素子を示す概略断面図
【符号の説明】
【００４０】
10    ガラス基板
11    透明陽極
12    正孔輸送層
13    発光層
14    金属陰極
15、20    絶縁層
【図１】
2005276667.tif 000004
【図２】
2005276667.tif 000005
【図３】
2005276667.tif 000006
【図４】
2005276667.tif 000007