(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に設けられた複数の第１電極を有する基板と、
上記基板表面の相隣る第１電極の間に形成され、該基板の表面を複数の領域に区画する撥液性の隔壁と、
上記複数の領域のそれぞれの周縁部分に少なくとも設けられ、ｉ線の光により親液性が付与された二酸化チタンを含有する光触媒層と、
上記複数の領域のそれぞれに、周縁部分が上記光触媒層と接触するように形成された機能層と、
上記機能層のそれぞれの上に設けられた第２電極と、
を有するエレクトロルミネッセンス素子であって、
上記光触媒層の周縁部分が櫛歯状にパターニングされているエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
請求項１に記載されたエレクトロルミネッセンス素子において、
上記光触媒層は、上記基板上の上記基板表面の相隣る第１電極の間に渡って、両端が該相隣る第１電極に接触するように形成されており、
上記隔壁は、上記光触媒層の上記両端が露出するように、上記光触媒層上に設けられているエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
請求項１に記載されたエレクトロルミネッセンス素子において、
上記光触媒層は絶縁性であるエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
請求項３に記載されたエレクトロルミネッセンス素子において、
上記光触媒層の層厚が２０ｎｍ以上であるエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
請求項１に記載されたエレクトロルミネッセンス素子において、
上記光触媒層と上記基板との間に、上記光触媒層に積層するように形成された絶縁層をさらに有するエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
請求項５に記載されたエレクトロルミネッセンス素子において、
上記絶縁層は実質的に二酸化ケイ素からなる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、エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラーフィルタ基板等の機能基板やエレクトロルミネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」と略称する。）等の製造方法として、インクジェット法等の湿式塗布法が注目されている。
【０００３】
湿式塗布法を用いることにより、機能基板やＥＬ素子を安価に製造することができる。しかし、例えば、湿式塗布法を用いてカラーフィルタ基板やＥＬ素子を製造した場合、画素のにじみや画素間の混色が生じやすいという問題がある。このような問題に鑑み、画素間に撥液性の隔壁（バンク）を設けることによって画素のにじみや画素間の混色を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１等）。
【特許文献１】特開平７−３５９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画素間に撥液性の隔壁を設けた場合、機能層の層厚ムラが生じやすいという問題がある。具体的には、機能層のうち隔壁に近い部分、すなわち機能層の周縁部分の層厚が中央部分の層厚よりも薄くなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、層厚ムラの少ない機能層を有するＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るＥＬ素子は、基板と、撥液性の隔壁と、ｉ線の光により親液性が付与された二酸化チタンを含有する光触媒層と、機能層と、第２電極とを有する。基板の表面には複数の第１電極が設けられている。隔壁は、基板表面の相隣る第１電極の間に、基板の表面を複数の領域に区画するように形成されている。光触媒層は複数の領域のそれぞれの周縁部分に少なくとも設けられている。機能層は、複数の領域のそれぞれに、周縁部分が光触媒層と接触するように形成されている。第２電極は機能層のそれぞれの上に設けられている。
【０００７】
尚、本明細書において、「光触媒」とは、光を照射することによって、湿式塗布法により機能層を形成する際に用いられる機能層形成インクに対して親和する性質（親液性）を発現する触媒のことをいう。光触媒そのものは本来、光が照射されることにより触媒として作用する物質である。触媒は、他の物質の化学反応に関与し、その反応の速度に影響を与えるものである。光触媒に光が照射されると、光触媒の表面構造が変化し、光触媒の表面に空気中の水分が吸着され、光触媒の表面に薄い水の膜が形成される。その結果、光触媒は光の照射により親水性を示すことが一般に知られている。
【０００８】
「湿式塗布法」とは機能層を形成するための材料を溶媒（水、有機溶媒等）に溶解させたインクを用いた膜を形成する方法をいう。具体的には、インクジェット法、印刷法、スピンコート法、ディップ法、ノズルコート法等が挙げられる。
【０００９】
「親液性」とは機能層形成インクに対する接触角が３０度以下（好ましくは２０度以下）である性質をいう。尚、「接触角」は協和界面科学株式会社製ＣＡ−Ｗ（全自動接触角計；Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ａｎｇｌｅ  Ｍｅｔｅｒ）により測定することができる。
【００１０】
「撥液性」とは、湿式塗布法により機能層を形成するためのインクをはじく性質をいう。詳細には、湿式塗布法により機能層を形成するためのインクが３０度より大きい接触角（好ましくは４０度以上の接触角）で接触する性質のことをいう。
【００１１】
尚、例えば、光触媒層を設けなくても、隔壁全体を親液性にすることで、各領域の周縁部分にも機能層を形成することが可能となる。しかしながら、この場合、機能層形成インクが親液性の隔壁に多く付着してしまう。このため、機能層の周縁部分の層厚が厚くなり、中央部分の層厚が想定した値よりも薄くなってしまう。従って、所望の膜厚を有する機能層を形成することが困難となる。その結果、所望する層厚を有し、膜厚ムラの少ない機能層を実現することができない。
【００１２】
本発明に係るＥＬ素子は各領域の周縁部分に設けられた光触媒層を有する。この光触媒層は光（例えば紫外光）を照射することによって親液性となる。このため、湿式塗布法により機能層を形成する工程に先立って光触媒層に光照射を行っておくことで、機能層形成工程において、光触媒層の表面を比較的長時間にわたって親液性に保持することができる。従って、撥液性の隔壁に起因する機能層の層厚ムラの発生（特に機能層の周縁部分が薄くなること）を効果的に抑制することができる。すなわち、本発明に係る、層厚がほぼ均一な機能層を有するＥＬ素子は湿式塗布法を用いることにより容易に作成することができる。
【００１３】
また、光触媒層が、ｉ線の光により親液性が付与された二酸化チタンを含有することにより、一般的な露光機を用いて光触媒層を親液性にすることができるため、容易且つ安価に光触媒を活性化することができる。
【００１４】
また、本発明に係るＥＬ素子では、隣接する領域が撥液性の隔壁によって隔離されている。このため、インクジェット法等の湿式塗布法を用いて作製する場合であっても、隣接する領域間の混色等が抑制される。
【００１５】
尚、本発明に係るＥＬ素子において、機能層とは発光層、又は発光層と１層以上のバッファ層との積層である。バッファ層とは具体的にホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層である。言い換えれば、機能層は発光層と、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、及び電子輸送層ならなる群のうちの１層又は２層以上とにより構成されていてもよい。
【００１６】
また、本発明に係るＥＬ素子では、光触媒層の周縁部分が櫛歯状にパターニングされている。従って、第１電極と機能層との接触面積を増大させることができるため、例えば、機能層が、発光層を有する有機層の場合、当該有機層の発光面積を増大することができる。その結果、高輝度なＥＬ素子を実現することができる。
【００１７】
本発明に係るＥＬ素子では、光触媒層が、基板上の基板表面の相隣る第１電極の間に渡って、両端が相隣る第１電極に接触するように形成されており、隔壁が、触媒層の両端が露出するように、光触媒層上に形成されていてもよい。
【００１８】
本発明に係るＥＬ素子では、光触媒層が絶縁性であることが好ましい。そうすることによって、機能層の被覆不良が発生した場合であっても第１電極と第２電極との間の電流リークを効果的に抑制することができる。
【００１９】
本発明に係るＥＬ素子では、光触媒層の層厚が２０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２０】
光触媒層の層厚を２０ｎｍ以上とすることで機能層の層厚ムラを更に効果的に抑制することができる。尚、光触媒層の層厚とは機能層と接触する周縁部分の平均層厚をいう。
【００２１】
本発明に係るＥＬ素子は、光触媒層と基板との間に設けられた絶縁層をさらに有することが好ましい。絶縁層は実質的に二酸化ケイ素からなるものであってもよい。
【００２２】
光触媒層と基板との間に絶縁層（例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層）をさらに設けることにより、光触媒層の触媒活性（親液性）を向上することができる。このため、機能層の層厚ムラを更に効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、層厚ムラの少ない機能層を有するＥＬ素子を実現することができる。また、容易且つ安価に光触媒を活性化することができる。また、高輝度なＥＬ素子を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
（実施形態１）図１は本実施形態１に係る有機ＥＬ素子１の断面図である。
【００２６】
図２は有機ＥＬ素子１の平面図である。尚、説明の便宜上、図２には上部共通電極５０及び封止基板６０は描画していない。
【００２７】
有機ＥＬ素子１は、有機エレクトロルミネッセンス基板（以下、「有機ＥＬ基板」と略称する。）２と、封止基板６０とを有する。有機ＥＬ基板２はアクティブマトリクス基板（以下、「ＡＭ基板」と略称する。）１０とバンク（隔壁）３０と、機能層としての有機層４０と、第２電極としての上部共通電極５０とを有する。
【００２８】
ＡＭ基板１０は、基板本体１１と、基板本体１１上にマトリクス状に配置されたスイッチング素子１２と、スイッチング素子１２の上に形成された平坦化膜１３と、平坦化膜１３の上にマトリクス状に設けられた、第１電極としての画素電極１４とを有する。スイッチング素子１２と画素電極１４とは平坦化膜１３に設けられたスルーホールを経由して電気的に接続されている。
【００２９】
基板本体１１は、有機ＥＬ素子１の機械的耐久性を担保する機能、及び有機層４０等に外部から水分や酸素が進入することを抑制する機能を有する。基板本体１１は、ガラス基板、石英基板、ポリエチレンテレフタレート等のプラスティック基板等であってもよい。及びアルミナ等のセラミックス等の絶縁性材料で形成された基板であってもよい。また、基板本体１１はアルミニウムや鉄等からなる金属基板の一方面をＳｉＯ２や有機絶縁性材料等の絶縁材料でコートした基板、金属基板の表面に陽極酸化等の方法で絶縁化処理を施した基板等であってもよい。尚、有機ＥＬ素子１が基板本体１１側から光を出射させるボトムエミッション方式である場合は、基板本体１１はガラスやプラスティック等の光透過率の高い材料により構成することが好ましい。
【００３０】
スイッチング素子１２は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）やＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）ダイオード等によって構成することができる。
【００３１】
平坦化膜１３はＡＭ基板１０の一方面（画素電極１４側の面）を平坦にする。平坦化膜１３はアクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、又はこれらの混合樹脂等により形成することができる。
【００３２】
画素電極１４は有機層４０にホール（正孔）を注入する。画素電極１４の材料としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、マンガン（Ｍｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の金属材料、及び、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の導電性酸化物等が挙げられる。画素電極１４は、マグネシウム（Ｍｇ）／銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）／カリウム（Ｋ）、アスタチン（Ａｔ）／酸化アスタチン（ＡｔＯ２）、リチウム（Ｌｉ）／アルミニウム（Ａｌ）、リチウム（Ｌｉ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）、又はフッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）といった合金であってもよい。
【００３３】
画素電極１４のホール注入口率をより高くする観点から、上述した画素電極１４の材料の中でも、仕事関数の大きな材料がより好ましい。仕事関数の大きな材料としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等が挙げられる。
【００３４】
また、有機ＥＬ素子１が有機層４０からの光をＡＭ基板１０側から取り出すボトムエミッション方式である場合は、画素電極１４がインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の光透過性の材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、有機層４０からの光の画素電極１４による吸収率を低くすることができ、高い輝度を実現することができる。
【００３５】
一方、有機ＥＬ素子１が有機層４０の発光を上部共通電極５０側から取り出すトップエミッション方式である場合は、画素電極１４がアルミニウム（Ａｌ）等の光反射性材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、有機層４０から画素電極１４側に向けて出射された光が画素電極１４によって上部共通電極５０側に高い反射率で反射される。このため、有機層４０からの光の出射光率を高くすることができるので、高い輝度を実現することができる。
【００３６】
画素電極１４の層厚は５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。５０ｎｍより小さい場合は、所望の膜強度を得ることが困難になる。また、所望の抵抗値を得ることが困難になる。５００ｎｍより大きい場合は、画素電極１４の剥離が生じる虞が増大する傾向にある。
【００３７】
尚、本実施形態に係る有機ＥＬ素子１では、画素電極１４が略矩形に形成されているが、画素電極１４は円形、楕円形等であってもよい。
【００３８】
画素電極１４は親液化処理が施されたものであっても構わない。湿式塗布法（インクジェット法等）により画素電極１４の上に有機層４０を形成する場合には、画素電極１４に親液化処理を施しておくことにより、画素電極１４と有機層４０との親和性が向上するため、より層厚の均一な有機層４０を形成することができるからである。
【００３９】
ＡＭ基板１０の表面の相隣る画素電極（第１電極）１４の間には、格子状に形成された断面略台形の撥液性のバンク３０が設けられている。バンク３０はＡＭ基板１０の表面を複数の領域に区画するように設けられている。図２に示すように、本実施形態１では格子状に形成されたバンク３０によりそれぞれに区画された領域は略矩形である。尚、略矩形とは矩形又は角部が鈍角化された矩形のことをいう。ここで、角部を鈍角化するとは、９０度を超える角（複数でもよい）又は曲線で角部を構成することをいう。曲線と鈍角との組み合わせによって角部を構成してもよい。
【００４０】
バンク３０はポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ノボラック樹脂等により形成することができる。これらの樹脂を混合した材料により形成してもよい。ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、及びノボラック樹脂は有機材料の中でも耐熱性（熱的安定性）が高く、脱ガス、変色、変質、及び変形等が発生しにくい。従って、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、及びノボラック樹脂からなる群から選ばれた１種類又は２種類以上の樹脂を用いてバンク３０を形成することによって、バンク３０部分の安定性を向上させることができるので、長い製品寿命を有する有機ＥＬ素子１を実現することができる。
【００４１】
また、バンク３０は２層構造であってもよい。具体的には、バンク３０の下層にＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ等の無機絶縁層をさらに形成してもよい。そうすることによって、リーク電流や絶縁破壊をより効果的に抑制することが可能となる。
【００４２】
バンク３０の表面は、少なくとも撥液性であることが好ましい。表面を撥液性にすることによって、隣接する有機層４０の混色等を効果的に抑制することができる。表面が撥液性であるバンク３０を製造する方法としては、撥液性を有する材料によりバンク３０を形成する方法、バンク３０に撥液性を有する添加物を添加する方法及びバンク３０部に撥液化処理を施す方法等が挙げられる。
【００４３】
撥液性を有する添加物としては、フッ素系添加物、シリカ系添加物等が挙げられる。具体的に、フッ素系添加物としては、フッ化カルシウム、六フッ化アルミニウムナトリウム、フッ化ナトリウム、モノフルオロリン酸ナトリウム、フルオロエチレン等が挙げられる。シリカ系添加物としては、ポリシラザン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。
【００４４】
撥液性を有する材料としては、側鎖にメチル基やフッ素基等を導入したポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００４５】
光触媒層２０はバンク３０により区画された各領域のそれぞれの周縁部分に少なくとも設けられている。具体的には、バンク３０と画素電極１４との間には、光触媒層２０が設けられている。更に具体的には、光触媒層２０はＡＭ基板１０の表面の相隣る画素電極１４の間に渡って、両端がその相隣る画素電極１４に接触するように（好ましくは、両端が相隣る画素電極１４の端部と重畳するように）形成されている。この光触媒層２０によって、撥液性を有するバンク３０はＡＭ基板１０の表面から隔離されている。
【００４６】
光触媒層２０は光触媒を含有する。光触媒としては、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ３）、二酸化錫（ＳｎＯ２）、又は二酸化ジルコン（ＺｒＯ２）等が挙げられる。光触媒層２０は、これらの光触媒の１種又は２種以上を含有していてもよい。また、これらの光触媒のみによって形成されていてもよい。これらの光触媒の中でも、例えばｉ線（３６５ｎｍ）の光により親液性を発現する光触媒が特に好ましい。ｉ線（３６５ｎｍ）の光は例えばフォトリソグラフィー露光機等にも用いられる光であり、一般的な露光機を用いて光触媒層２０を親液性にすることができるため、容易且つ安価に光触媒を活性化することができる。
【００４７】
光触媒層２０は絶縁性であることが好ましい。光触媒層２０を絶縁性にすることにより、例えば、有機層４０（特に発光層４２）の被覆不良が生じた場合であっても、画素電極１４と上部共通電極５０との間の電流リークを効果的に抑制することができる。電流リークをより効果的に抑制する観点から光触媒層２０の層厚は２０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００４８】
本実施形態１では、光触媒層２０が相隣る画素電極１４の間に渡って、両端がその相隣る画素電極１４に接触するように形成されている。しかし、本発明は何らこの構成に限定される物ではない。例えば、図３、図４に示すように、光触媒層２０を設けてもよい。
【００４９】
図３、図４は光触媒層２０の形成例を表す断面図である。
【００５０】
図３に示すように、光触媒層２０を領域それぞれの周縁部分のみ（バンク３０と画素電極１４との接触部分近辺のみ）に設けてもよい。また、図４に示すように、バンク３０の下に、バンク３０と共に略台形となるように光触媒層２０を設けてもよい。
【００５１】
また、図５に示すように、光触媒層２０の周縁部分を櫛歯状にパターニングしてもよい。
【００５２】
図５は光触媒層２０の周縁部分を櫛歯状にパターニングした場合を表す部分平面図である。尚、説明の便宜上、図５では、封止基板６０、上部共通電極５０及び有機層４０は描画していない。
【００５３】
図５に示すように、光触媒層２０の周縁部分を櫛歯状にパターニングすることによって、画素電極１４と有機層４０との接触面積を増大させることができる。このため、有機層４０の発光面積を増大することができる。従って、高輝度な有機ＥＬ素子１を実現することができる。
【００５４】
有機層４０は周縁部分が光触媒層２０と接触するように形成されている。有機層４０はホール輸送層４１と発光層４２とを有する。但し、本発明は何らこの構成に限らず、有機層４０を発光層４２のみにより構成してもよい。また、有機層４０を発光層４２とホール注入層、ホール輸送層４１、電子輸送層、電子注入層等のバッファ層との積層としてもよい。
【００５５】
ホール輸送層４１は、画素電極１４から発光層４２へのホール輸送効率を向上する。ホール輸送層４１を形成するためのホール輸送材料としては、ポルフィリン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリシラン、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、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、アミン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、水素化アモルファスシリコン、水素化アモルファス炭化シリコン、硫化亜鉛、セレン化亜鉛等が挙げられる。
【００５６】
発光層４２は画素電極１４から注入されたホールと上部共通電極５０から注入された電子とを再結合させて発光する。
【００５７】
発光層４２を形成するための発光材料としては、金属オキシノイド化合物［８−ヒドロキシキノリン金属錯体］、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ジフェニルエチレン誘導体、ビニルアセトン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、ブタジエン誘導体、クマリン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、スチリル誘導体、スチリルアミン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導体、トリススチリルベンゼン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、アミノピレン誘導体、ピリジン誘導体、ローダミン誘導体、アクイジン誘導体、フェノキサゾン、キナクリドン誘導体、ルブレン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリシラン等が挙げられる。
【００５８】
上部共通電極５０はバンク３０及び複数の有機層４０の全体を覆うように形成されている。上部共通電極５０は有機層４０に電子を注入する。
【００５９】
上部共通電極５０の材料としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、マンガン（Ｍｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の金属材料、又は、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の導電性酸化物が挙げられる。上部共通電極５０はマグネシウム（Ｍｇ）／銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）／カリウム（Ｋ）、アスタチン（Ａｔ）／酸化アスタチン（ＡｔＯ２）、リチウム（Ｌｉ）／アルミニウム（Ａｌ）、リチウム（Ｌｉ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）、又はフッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等の合金により形成されていてもよい。
【００６０】
これらの材料の中でも、仕事関数の小さな材料がより好ましい。仕事関数の小さな材料により上部共通電極５０を形成することにより、有機層４０への電子注入効率を向上させることができるからである。仕事関数が小さい材料としては、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）／カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）／アルミニウム（Ａｌ）、リチウム（Ｌｉ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）、又はフッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。
【００６１】
また、有機ＥＬ素子１が上部共通電極５０側から発光層４２の光を取り出すトップエミッション方式である場合は、上部共通電極５０がインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の光透過性の材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、発光層４２からの光の上部共通電極５０による吸収率を低くすることができるので、高い輝度を有する有機ＥＬ素子１を実現することができる。
【００６２】
一方、有機ＥＬ素子１がＡＭ基板１０側から発光層４２の光を取り出すボトムエミッション方式である場合は、上部共通電極５０がアルミニウム（Ａｌ）等の光反射性材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、発光層４２から上部共通電極５０側に向けて出射された光が上部共通電極５０によって画素電極１４側に高い反射率で反射される。そのため、発光層４２からの光の出射光率を高くすることができるので、高い輝度を有する有機ＥＬ素子１を実現することができる。
【００６３】
上部共通電極５０の上には封止基板６０が設けられている。封止基板６０は、周縁部分において、ＡＭ基板１０に対して、シール材により接着固定されている。この封止基板６０を設けることによって、素子内への水分や酸素の進入を効果的に抑制することができる。このため、長い寿命を有する有機ＥＬ素子１を実現することができる。
【００６４】
封止基板６０はガラス基板や石英基板等により構成することができる。封止基板６０を接着するシール材としてはエポキシ樹脂等の酸素透過性及び透湿性の低い接着剤が好ましい。
【００６５】
また、より長い寿命を実現する観点から、封止基板６０の内側に乾燥剤を設けてもよい。
【００６６】
以下、有機ＥＬ素子１の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６７】
図６〜１０は有機ＥＬ素子１の製造工程を表す断面図である。
【００６８】
図６はＡＭ基板１０上に光触媒層２０を形成する工程を説明する断面図である。
【００６９】
まず、ＡＭ基板１０上に光触媒層２０を形成する。光触媒層２０は例えばリフトオフ法により形成することができる。具体的には、フォトレジストをスピンコート法等により塗布し、フォトマスクを用いて所望のパターンを露光した。現像液で現像し、続いて水洗いすることによりレジストパターンを形成する。例えば高周波マグネトロンスパッタ装置等を用いて、形成されたレジストパターンの上に光触媒を含有する材料を成膜する。その後、剥離液に浸し、続いて水洗いすることによりフォトレジストを剥離させることにより、光触媒層２０を形成することができる。
【００７０】
光触媒層２０の上にバンク３０を形成する。具体的には、例えば、ポリイミド樹脂等をスピンコート法により成膜する。その後、得られた薄膜をフォトパターニングすることによりバンク３０を形成することができる。
【００７１】
バンク３０を形成したＡＭ基板１０に親液化処理を施し、画素電極１４に親液性を付与する。親液化処理としてはＵＶ／Ｏ３処理等が挙げられる。また、撥液化処理を施すことによりバンク３０に撥液性を付与する。撥液化処理としてはＣＦ４プラズマ処理が挙げられる。このように、画素電極１４を親液性にし、一方バンク３０を撥液性とすることにより、後に湿式塗布法により形成される有機層４０の層厚の均一性を向上することができる。具体的には、有機層４０を形成するためのインクの画素電極１４に対する親和性が比較的高いため、インクが画素電極１４全面に広がりやすくなる。このため、有機層４０を各領域の周縁部分に形成しやすくなる。また、有機層４０を形成するためのインクがバンク３０に大量に付着することを抑制することができる。このため、有機層４０の周縁部分が中央部分に対して厚くなることを抑制することができる。
【００７２】
尚、ＣＦ４プラズマ処理を施す場合は、バンク３０にダメージを与えないように、小さな出力且つ短時間で処理することが好ましい。処理時間は２０秒から３０分の間であることが好ましく、バンク３０の材料により適宜決定することができる。出力は１０〜１０００Ｗ／ｍ２の範囲であることが好ましい。また、バンク３０に撥液性を有する添加物を添加した場合、撥液性を有する材料によりバンク３０を形成した場合はバンク３０の撥液化処理を行う必要はない。
【００７３】
図７は光触媒層２０を親液化する工程を表す断面図である。
【００７４】
バンク３０を形成した後、バンク３０側から光（例えば、近紫外光、紫外光等）を照射することにより、光触媒層２０の表面を親液化する。このようにすることによって、後に湿式塗布法で形成される有機層４０が各領域の周縁部分にも好適に形成されるようになる。このため、均一性の高い有機層４０を形成することができる。尚、照射する光の波長は用いる光触媒に応じて適宜決定することができる。
【００７５】
尚、光触媒層２０への光照射は水分濃度１０％以上の雰囲気中で行うことが好ましい。そうすることによって、活性の高い（言い換えれば、親液性の高い）光触媒層２０を実現することができる。
【００７６】
図８は湿式塗布法によりホール輸送層４１を形成する工程を表す断面図である。
【００７７】
バンク３０により区画された複数の領域のそれぞれに湿式塗布法（例えばインクジェット法等）によりホール輸送層４１を形成する。具体的には、まずホール輸送材料を溶媒に溶かすことによりホール輸送層形成用インクを調製する。インクの濃度は例えば５重量％とすることができる。
【００７８】
インクの調製に使用可能な溶媒としては、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、エチルベンゼン、ヘミメリテン〔１，２，３−トリメチルベンゼン〕、プソイドクメン〔１，２，４−トリメチルベンゼン〕、メシチレン〔１，３，５−トリメチルベンゼン〕、クメン〔イソプロピルベンゼン〕、プレーニテン〔１，２，３，４−テトラメチルベンゼン〕、イソジュレン〔１，２，３，５−テトラメチルベンゼン〕、ジュレン〔１，２，４，５−テトラメチルベンゼン〕、ｐ−シメン〔イソプロピルトルエン〕、テトラリン〔１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン〕、シクロヘキシルベンゼン、メリテン〔ヘキサメチルベンゼン〕、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール〔ＩＰＡ；イソプロピルアルコール〕、エチレングリコール〔１，２−エタンジオール〕、ジエチレングリコール、２−メトキシエタノール〔エチレングリコールモノメチルエーテル，メチルセロソルブ〕、２−エトキシエタノール〔エチレングリコールモノエチルエーテル，セロソルブ〕、２−（メトキシメトキシ）エタノール、２−イソプロポキシエタノール、２−ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン、アセトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、アニソール〔メトキシベンゼン〕、水等が挙げられる。これらの溶媒を混合して用いてもよい。
【００７９】
次に、調製したインクを各領域に塗布し、１００℃〜２５０℃で０．５分〜１２０分間程度乾燥させることによりホール輸送層４１を形成する。
【００８０】
上述のように、画素電極１４及び光触媒層２０はホール輸送層形成用インクに対して親液性を有し、バンク３０は撥液性を有する。このため、ホール輸送層形成用インクがバンク３０に大量に付着することを抑制することができる。また、ホール輸送層４１を各領域の隅々にまでほぼ均一な層厚で形成することができる。
【００８１】
図１１は光触媒層２０を設けない場合の、湿式塗布法によりホール輸送層を形成する工程を表す断面図である。
【００８２】
図１１に示すように、光触媒層２０を設けていない場合は、バンク３０の撥液性に起因して、ホール輸送層形成インクが各領域の隅々にまで塗布されない。このため、均一性の高いホール輸送層４１を形成することが困難となる。
【００８３】
図９は湿式塗布法により発光層４２を形成する工程を表す断面図である。
【００８４】
ホール輸送層４１のそれぞれの上に、湿式塗布法により発光層４２を形成する。ホール輸送層４１は一般的に発光層を形成するためのインクに対して親液性を示すため、発光層４２にも、ホール輸送層４１と同様に、ほぼ均一な層厚で形成可能である。
【００８５】
このように、ホール輸送層４１及び発光層４２を各領域の周辺部分にまで高い均一性で形成することができる。言い換えれば、ホール輸送層４１及び発光層４２の高い被覆性を実現することができる。このため、画素電極１４と上部共通電極５０との間の電流リークを効果的に実現することができる。
【００８６】
図１０は上部共通電極５０を形成する工程を表す断面図である。
【００８７】
上部共通電極５０は例えばスパッタ法や蒸着法等により形成することができる。
【００８８】
上部共通電極５０形成後、ガラス等からなる封止基板６０をシール材によりＡＭ基板１０に接着固定することにより、図１及び図２に示す有機ＥＬ素子１を完成することができる。封止基板６０を封止する工程は不活性ガス（窒素、アルゴン等）雰囲気中で行うことが好ましい。
【００８９】
（実施形態２）図１２は本実施形態２に係る有機ＥＬ素子３の断面図である。
【００９０】
本実施形態２に係る有機ＥＬ素子３は、光触媒層２０とＡＭ基板１０との間に光触媒層２０に積層するように形成された絶縁層７０が設けられている点で実施形態１に係る有機ＥＬ素子１と異なる。ここでは、絶縁層７０に焦点を当てて説明する。
【００９１】
尚、実施形態２において、実施形態１と実質的に同じ機能を有する構成要素を共通に参照符号で説明し、説明を省略する。
【００９２】
実施形態２に係る有機ＥＬ素子３では、相隣る画素電極１４の間に渡って、両端がその相隣る画素電極１４に接触するように絶縁層７０が設けられている。そして、その絶縁層７０の表面を覆うように光触媒層２０が設けられている。
【００９３】
このように、光触媒層２０に接触するように絶縁層７０を設けることによって光触媒層２０の触媒活性を向上することができる。言い換えれば、光触媒層２０の親液性を向上することができる。
【００９４】
尚、絶縁層７０は、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、シリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）等によって形成することができる。特に光触媒として二酸化チタン（ＴｉＯ２）を使用する場合は、絶縁層７０として二酸化ケイ素層を形成することが好ましい。二酸化ケイ素と二酸化チタンとを組み合わせることにより、光触媒層２０の親液性をより効果的に向上することができる。
【００９５】
以上、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ素子１及び２を例として本発明の適用例を説明したが、本発明は何らこれに限定される物ではない。本発明は例えばパッシブマトリクス方式の有機ＥＬ素子にも適用される。また、カラーフィルタ基板、機能層として導電層を有する回路基板、機能層として有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタ基板、機能層としてレンズ層を有するマイクロレンズアレイ基板等に代表される機能基板に一般的に適用されるものである。
【実施例】
【００９６】
実施例及び比較例として光触媒層２０の層厚を種々変化させて実施形態１で説明した有機ＥＬ素子１と同形態の有機ＥＬ素子を作製、評価した。
【００９７】
まず、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる画素電極１４がマトリクス状に形成されたＡＭ基板１０を用意した。ＡＭ基板１０上に、リフトオフ法を用いて、二酸化チタン（ＴｉＯ２）膜を形成、パターニングすることにより光触媒層２０を形成した。成膜条件は、Ｔｉターゲットを用い、Ａｒ／Ｏ２ガスの分圧比を５０：５０として、ガス圧２Ｐａとした。
【００９８】
光触媒層２０の上にポリイミド樹脂をスピンコート法により成膜し、フォトパターニングすることによりバンク３０を形成した。
【００９９】
バンク３０を形成したＡＭ基板１０にＵＶ／Ｏ３処理を施し、画素電極１４に親液性を付与した。また、ＣＦ４プラズマ処理を施すことによりバンク３０に撥液性を付与した。      
【０１００】
バンク３０を形成した後、バンク３０側から光（波長３６５ｎｍ）を１０分間照射することにより、光触媒層２０の表面を親液化した。
【０１０１】
バンク３０により区画された複数の領域のそれぞれにインクジェット法によりホール輸送層４１を形成した。ホール輸送材料としてポリチオフェン及びポリマー酸を用いた。溶媒はキシレンを用いた。調製したインクの濃度は５重量％であった。インク滴下量は０．０１Ｌ／ｍ２であった。インク滴下後、２００℃で１０分間焼成することによりホール輸送層４１を形成した。
【０１０２】
ホール輸送層４１のそれぞれの上に、湿式塗布法により発光層４２を形成した。発光材料としてＰＰＶ誘導体《ポリ｛２，５−ビスヘキシルオキシ−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）｝》を使用し、溶媒はキシレンを使用した。調製したインクの濃度は５重量％であった。インク滴下量は０．０１Ｌ／ｍ２であった。インク滴下後、２００℃で１０分間焼成することによりホール輸送層４１を形成した。
【０１０３】
次に、蒸着法を用いて、層厚１００ｎｍのアルミニウム層と層厚５ｎｍのカルシウム層との積層を形成することにより、上部共通電極５０を形成した。
【０１０４】
最後に、封止基板６０として、ガラス基板を窒素雰囲気中でエポキシ樹脂により接着固定することにより実施例及び比較例に係る有機ＥＬ素子を完成させた。
【０１０５】
実施例として、光触媒層２０の層厚が２０ｎｍである有機ＥＬ素子、５０ｎｍである有機ＥＬ素子、１００ｎｍである有機ＥＬ素子を作製した。比較例として、光触媒層２０の層厚が１０ｎｍである有機ＥＬ素子を作製した。
【０１０６】
これらの有機ＥＬ素子の電流リークの有無と素子耐圧性を評価した。電流リークの有無は素子に逆バイアス電圧（画素電極１４にマイナス電圧、上部共通電極５０にプラス電圧の直流電圧）を１Ｖ印加した時に０．０１ｍＡ／ｃｍ２よりも多く流れる場合にリーク電流が有ると判定した（×）。一方、電流が０．０１ｍＡ／ｃｍ２以下の場合にリーク電流がないと判定した（○）。素子耐圧性（Ｖ）は、有機ＥＬ素子に０Ｖから２０Ｖまでゆっくりと順バイアス電圧（画素電極１４にプラス電圧、上部共通電極５０にマイナス電圧の直流電圧）を印加していき、瞬間的に１０Ａ／ｃｍ２以上流れたときの電圧値をモニターすることにより測定した。素子耐圧性（Ｖ）が１５Ｖ未満のときを不良とし、１５Ｖ以上のときを良品とした。下記表１にその結果を示す。
【０１０７】
【表１】
0004564897.tif 000002
【０１０８】
表１に示すように、光触媒層２０の層厚が２０ｎｍ以上である場合に、電流リークがなく、優れた素子耐圧性の有機ＥＬ素子が得られることがわかった。
光触媒層２０の層厚が２０ｎｍよりも薄い場合は電流リークの発生確率が高くなり、素子耐圧性が低下する傾向にあった。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上説明したように、本発明に係るＥＬ素子は、層厚ムラの少ない機能層を有するため、液晶表示装置、有機・無機ＥＬ表示装置等の表示装置等の部材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本実施形態１に係る有機ＥＬ素子１の断面図である。
【図２】有機ＥＬ素子１の平面図である。
【図３】光触媒層２０の形成例を表す断面図である。
【図４】光触媒層２０の形成例を表す断面図である。
【図５】光触媒層２０の周縁部分を櫛歯状にパターニングした場合を表す部分平面図である。
【図６】ＡＭ基板１０上に光触媒層２０を形成する工程を説明する断面図である。
【図７】光触媒層２０を親液化する工程を表す断面図である。
【図８】湿式塗布法により発光層４２を形成する工程を表す断面図である。
【図９】湿式塗布法により発光層４２を形成する工程を表す断面図である。
【図１０】上部共通電極５０を形成する工程を表す断面図である。
【図１１】光触媒層２０を設けない場合の、湿式塗布法によりホール輸送層を形成する工程を表す断面図である。
【図１２】実施形態２に係る有機ＥＬ素子３の断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１、３      有機ＥＬ素子 
２      有機ＥＬ基板 
１０      ＡＭ基板 
１１      基板本体 
１２      スイッチング素子 
１３      平坦化膜 
１４      画素電極 
２０      光触媒層 
３０      バンク 
４０      有機層 
４１      ホール輸送層 
４２      発光層 
５０      上部共通電極 
６０      封止基板 
７０      絶縁層 
【図１】
0004564897.tif 000003
【図２】
0004564897.tif 000004
【図３】
0004564897.tif 000005
【図４】
0004564897.tif 000006
【図５】
0004564897.tif 000007
【図６】
0004564897.tif 000008
【図７】
0004564897.tif 000009
【図８】
0004564897.tif 000010
【図９】
0004564897.tif 000011
【図１０】
0004564897.tif 000012
【図１１】
0004564897.tif 000013
【図１２】
0004564897.tif 000014