(57)【要約】【課題】ピクセル構造及びそれを備えた有機電界発光素子を提供する。【解決手段】下部電極１１０と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造において、基板上に所定パターンで設けられた下部電極と、下部電極が設けられた基板を覆い、下部電極の少なくとも一部を露出させる開口部１２５が形成され、開口部の面積が、露出した下部電極の面積よりも大きいバンク１２０と、を備えるピクセル構造である。また、開口部内に設けられて、下部電極の上部を覆う有機発光層と、有機発光層上に設けられた上部電極とをさらに備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造において、
前記ピクセル構造は、
基板上に所定パターンで設けられた下部電極と、
前記下部電極が設けられた基板を覆い、前記下部電極の少なくとも一部を露出させる開口部が形成され、前記開口部の面積が、露出した前記下部電極の面積よりも大きいバンクと、
を備えることを特徴とするピクセル構造。
【請求項２】
前記下部電極は、一定の幅を有する線形または点線型のパターンをなし、前記バンクの開口部は、その幅が前記下部電極の幅よりも広いことを特徴とする請求項１に記載のピクセル構造。
【請求項３】
前記バンクは、前記下部電極の両側と前記開口部の側壁との間に同じサイズのマージンを有するように配置されることを特徴とする請求項２に記載のピクセル構造。
【請求項４】
下部電極と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造において、
前記ピクセル構造は、
基板上に所定パターンで設けられた下部電極と、
前記下部電極が設けられた基板を覆い、前記下部電極の少なくとも一部を露出させる開口部が形成され、前記開口部の面積が、露出した前記下部電極の面積よりも大きいバンクと、
前記開口部内に設けられて前記下部電極の上部を覆う電子材料層と、
前記電子材料層上に設けられた上部電極と、
を備えることを特徴とするピクセル構造。
【請求項５】
前記電子材料層は、電子材料を、流動性を有する状態で前記開口部内に塗布し乾燥して形成することを特徴とする請求項４に記載のピクセル構造。
【請求項６】
前記電子材料層は、前記電子材料を、ディスペンシング、インクジェットまたはスピンコーティングの方法を用いて塗布して形成することを特徴とする請求項５に記載のピクセル構造。
【請求項７】
前記下部電極は、一定の幅を有する線形または点線型のパターンをなし、前記バンクの開口部は、その幅が前記下部電極の幅よりも広いことを特徴とする請求項４に記載のピクセル構造。
【請求項８】
前記バンクは、前記下部電極の両側と前記開口部の側壁との間に同じサイズのマージンを有するように配置されることを特徴とする請求項７に記載のピクセル構造。
【請求項９】
下部電極と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造を備えた有機電界発光素子において、
前記ピクセル構造は、
基板上に所定パターンで設けられた下部電極と、
前記下部電極が設けられた基板を覆い、前記下部電極の少なくとも一部を露出させる開口部が形成され、前記開口部の面積が、露出した前記下部電極の面積よりも大きいバンクと、
前記開口部内に設けられて前記下部電極の上部を覆う有機発光層と、
前記電子材料層上に設けられた上部電極と、
を備えることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項１０】
前記有機発光層は、有機材料を、流動性を有する状態で前記開口部内に塗布し乾燥して形成することを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記有機発光層は、前記有機材料を、ディスペンシング、インクジェットまたはスピンコーティングの方法を用いて塗布して形成することを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記下部電極は、一定の幅を有する線形または点線型のパターンをなし、前記バンクの開口部は、その幅が前記下部電極の幅よりも広いことを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
前記バンクは、前記下部電極の両側と前記開口部の側壁との間に同じサイズのマージンを有するように配置されることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピクセル構造及びそれを備えた有機電界発光素子に係り、さらに詳細には、下部電極と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造において、下部電極と上部電極との短絡の可能性を低減させ、電子材料層の外形形状の不均一性を解消させることができるピクセル構造及びそれを備えた有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、有機電界発光素子、すなわち、有機発光ダイオード（ＯｒｇａｎＩｃ  ＬＩｇｈｔ  ＥｍＩｔｔＩｎｇ  ＤＩｏｄｅ：ＯＬＥＤ）とは、低分子または高分子の有機物薄膜において負極及び正極を通じて注入された電子と正孔とが再結合して励起子を形成し、形成された励起子のエネルギーにより特定の波長の光が発生するという現象、いわゆる、有機電界発光（ＯｒｇａｎＩｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍＩｎｅｓｃｅｎｃｅ）現象を利用した発光素子を言う。
【０００３】
有機発光ディスプレイ装置は、複数の有機電界発光素子が稠密に配列されたピクセルアレイを備えている。光を放出する最も小さな単位となる１つ１つの有機電界発光素子をピクセルと言う。カラーイメージを具現する装置では、それぞれレッド、グリーン、ブルーの光を出する三つのピクセルが一つの表現単位をなし、このような表現単位が反復的に配列されている。
【０００４】
前記有機電界発光素子は、アノード、カソード、アノードとカソードとの間に介在された有機発光層を備える。有機発光層は、機能に応じてさらに区分することができる。一般的に、有機発光層は、発光層（ＥｍＩｔｔＩｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）を備え、さらに、正孔注入層（Ｈｏｌｅ  ＩｎｊｅｃｔＩｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）、正孔伝達層（Ｈｏｌｅ−ＴｒａｎｓｐｏｒｔＩｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）、正孔阻止層（Ｈｏｌｅ−ＢｌｏｃｋＩｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＨＢＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ＴｒａｎｓｐｏｒｔＩｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）、電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ＩｎｊｅｃｔＩｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）のうち少なくとも何れか一つ以上の層を備え、多層構造として形成される。
【０００５】
このような構成を有する有機電界発光素子は、アノード及びカソードのうち何れか一つに該当する下部電極上にインクジェット、ディスペンシング、光−熱転写などの多様な方法で形成された有機発光層を備え、その上にアノード及びカソードのうち他の一つに該当する上部電極を備える。ところが、下部電極と上部電極の間の短絡を防止し、さらに、複数のピクセルに対する輝度均一性を得るためには、有機発光層が下部電極を均一な厚さで覆わなければならない。
【０００６】
ディスペンシングやインクジェットの技術を利用して有機発光層を形成する場合、有機発光層が下部電極を均一な厚さで覆うためのいくつかの方法が提案されている。第一に、下部電極上に流動性のある有機発光層材料が満たされる開口部を定義するバンクの上面、側面、及び前記開口部を介して露出した下部電極の表面の表面エネルギーを調節する方法がある。しかし、この方法には、微細なマスクを精巧に整列させ、表面処理を行わなければならないという工程上の作業の難しさがある。第二に、バンクの断面にタッピング処理を行う方法があるが、この方法も、バンク現像及びエッチング条件の最適化に難しさがある。従来の技術を開示した文献としては、以下の３つの文献（非特許文献）を挙げることができる。
【非特許文献１】”ＩＤＷ／ＡＤ’０５”  Ｐ６０１−Ｐ６０４  「ＦａｂｒＩｃａｔＩｏｎ  ｏｆ  ａ  ＦｌｅｘＩｂｌｅ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  ＯＬＥＤ  ＤＩｓｐｌａｙ  ｂｙ  Ｉｎｋ−Ｊｅｔ  ＰｒＩｎｔＩｎｇ」
【非特許文献２】”ＭＲＳ  ＢＵＬＬＥＴＩＮ／ＮＯＶＥＭＢＥＲ  ２００３”  「Ｉｎｋｊｅｔ  ＰｒＩｎｔＩｎｇ  ｏｆ  ＬＩｇｈｔ−ＥｍＩｔｔＩｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ＤＩｓｐｌａｙｓ」
【非特許文献３】”Ｔｈｅ  ｗｏｒｌｄ’ｓ  ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ”「Ｆｕｌｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ＯＬＥＤ  ＤＩｓｐｌａｙｓ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、下部電極と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造において、電子材料層を形成するインクジェットまたはディスペンシングなどの工程の作業を容易にしつつも、下部電極と上部電極との短絡の可能性を低減させ、下部電極上の電子材料層の外形形状の不均一性を解消させることができるピクセル構造及びそれを備えた有機電界発光素子を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るピクセル構造は、下部電極と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造において、基板上に所定パターンで設けられた下部電極と、前記下部電極が設けられた基板を覆い、前記下部電極の少なくとも一部を露出させる開口部が形成され、前記開口部の面積が、露出した前記下部電極の面積より大きいもバンクと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記下部電極は、一定の幅を有する線形または点線型のパターンをなし、前記バンクの開口部は、その幅が前記下部電極の幅よりも広く、さらに具体的には、前記バンクは、前記下部電極の両側と前記開口部の側壁との間に同じサイズのマージンを有するように配置さる。
【００１０】
本発明の一側面に係るピクセル構造は、下部電極と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造において、基板上に所定パターンで設けられた下部電極と、前記下部電極が設けられた基板を覆い、前記下部電極の少なくとも一部を露出させる開口部が形成され、前記開口部の面積が、露出した前記下部電極の面積よりも大きいバンクと、前記開口部内に設けられて前記下部電極の上部を覆う電子材料層と、前記電子材料層上に設けられた上部電極と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
前記電子材料層は、電子材料を、流動性を有する状態で前記開口部内に塗布して乾燥して形成したものであってもよく、例えば、前記電子材料層は、電子材料を、ディスペンシング、インクジェットまたはスピンコーティングの方法を用いて塗布して形成する。
【００１２】
本発明の一側面に係る有機電界発光素子は、下部電極と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造を備えた有機電界発光素子において、前記ピクセル構造は、基板上に所定パターンで設けられた下部電極と、前記下部電極が設けられた基板を覆い、前記下部電極の少なくとも一部を露出させる開口部が形成され、前記開口部の面積が、露出した前記下部電極の面積よりも大きいバンクと、前記開口部内に設けられて前記下部電極の上部を覆う有機発光層と、前記電子材料層上に設けられた上部電極と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記有機電界発光素子のピクセル構造は、前述のピクセル構造の他の特徴を有してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るピクセル構造及びそれを備えた有機電界発光素子は、下部電極と上部電極との間に少なくとも一つの電子材料層が介在された形態のピクセル構造において、電子材料層や有機発光層を形成するインクジェットまたはディスペンシングなどの工程の作業を容易にしつつも、下部電極と上部電極との短絡の可能性を低減させ、下部電極上の電子材料層の外形形状の不均一を解消させたピクセル構造及びそれを備えた有機電界発光素子を提供することができる。
【００１５】
また、前記ピクセル構造を通じて、バンクに近接した部分で発生しやすい、電子材料層や有機発光層の外形形状の不均一性の問題を解決し、ピクセルの活性領域、すなわち、下部電極と上部電極とが重なり合う領域における電子材料層や有機発光層の外形形状の均一性を解消することができる。したがって、本発明に係る有機電界発光素子を有機発光ディスプレイ装置に適用したとき、輝度の均一性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照して、本発明に係るピクセル構造及びそれを備えた有機電界発光素子の一実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係るピクセル構造の実施形態において、下部電極及びバンクを示す平面図である。基板１００上には、一定の幅を有する線形パターンで下部電極１１０が設けられている。また、基板１００には、基板１００及び下部電極１１０を覆うバンク１２０が設けられ、バンク１２０には、一部の下部電極１１０を露出させる開口部１２５が設けられている。図１に示されているように、開口部１２５の幅は、下部電極１１０の幅よりも広くされている。開口部１２５は、下部電極１１０を中心に両側にほぼ同じサイズのマージン（開口部）を有するように配置されうる。
【００１８】
基板１００は、少なくともその上面が電気的絶縁性を有するものであれば、単一材料から形成された板状のものであってもよく、スイッチング素子などの他の電子素子を備える板状の構造物であってもよい。例えば、本発明のピクセル構造が、背面発光型の有機発光ディスプレイ装置に適用される場合、基板１００は、透明なプラスチック基板または透明な有機基板であることができる。
【００１９】
下部電極１１０は、所定のパターンを有する透明電極、反射電極またはその他の導電性電極であることができる。ここで、所定のパターンとは、ピクセル構造が適用される装置の性格によって変わる下部電極１１０の形状をいう。例えば、受動型マトリックス方式の有機発光ディスプレイ装置に適用されるピクセル構造の場合、下部電極１１０の形状は、一定の幅を有する帯状の直線型のパターンを有するものであってもよく、アクティブマトリックス方式の有機発光ディスプレイ装置に適用されるピクセル構造の場合には、下部電極１１０の形状は、四角形、円形または楕円形などの多様な形態を有するパッドであってもよい。
【００２０】
バンク１２０は、下部電極１１０が形成された基板１００を覆う一種の絶縁膜であって、下部電極１１０の少なくとも一部を露出させる開口部１２５を有する。開口部１２５は、下部電極１１０の露出した部分よりも広い面積を有し、その形状は、下部電極１１０の形状に応じて変化させることができる。開口部１２５は、図１に示すように、下部電極１１０が直線型のパターンで形成されている場合、下部電極１１０の幅よりも広い幅を有する長方形とすることができる。開口部１２５内に電子材料を充填するとき、開口部１２５の内壁に隣接する部分では電子材料が不完全に充填されやすいので、下部電極１１０の両側にマージンが生じるように、開口部１２５を設けている。特に、ディスペンシングの方法を用いて電子材料を充填する場合、ディスペンサ針の進行方向に垂直な方向にマージンを生じさせることが望ましい。
【００２１】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’線による断面図である。図２に示すように、バンク１２０の開口部１２５は、下部電極１１０と共に、下部電極１１０の両側のマージンとして基板１００の一部を露出させている。このような形態のバンク１２０は、湿式または乾式エッチングなどの既知の多様な方法によって容易に形成することができる。以上で説明した形態の下部電極１１０及びバンク１２０を備えるピクセル構造は、多様な電子素子に適用することができる。特に、開口部１２５内に流動性のある状態で充填されて乾燥される電子材料層（図示せず）、及び前記電子材料層上に設けられて、下部電極１１０と対向する上部電極（図示せず）を備える電子素子、例えば、有機電界発光素子に適用することができる。
【００２２】
図３は、図１の構造物に流動性有機発光材料がディスペンシングの方法を用いて塗布された状態を示すイメージである。同色の光を放出するピクセル領域に、当該色の流動性有機発光材料２０がディスペンシングの方法を用いて直線状に塗布されている。塗布された流動性有機発光材料２０は、バンク１２０の開口部１２５内に充填され、かつ乾燥されて有機発光層をなす。このとき、開口部１２５の両側端には、図３のＥ１、Ｅ２のように、流動性有機発光材料２０が不完全に充填されたような欠陥が発生しやすい。しかし、本発明によれば、このような欠陥Ｅ１、Ｅ２が発生しても、下部電極１１０は露出せず、下部電極１１０の両側のマージンとして設けられた領域のみが露出するだけである可能性が高いので、有機電界発光素子の性能に直接的な影響は及ぼさない確率が高くなる。
【００２３】
図４は、本発明に係る有機電界発光素子の実施形態を示す断面図である。バンク１２０の開口部１２５内では、下部電極１１０の上部を有機発光層１３０が覆っており、その上を上部電極１４０が覆っている。図４に示すように、有機発光層１３０が開口部１２５の底面を何れも覆わず、側端部に欠陥が発生したとしても、下部電極１１０の両側に設けられているマージンにより、有機発光層１３０は下部電極１１０を覆いうる。したがって、上部電極１４０と下部電極１１０との間で短絡が生じることを防止することができる。
【００２４】
また、下部電極１１０の上部の有機発光層１３０の外形形状の不均一を解消させることができる。すなわち、有機発光層１３０の端部の厚さが不均一であっても、その中心部の下部電極１１０の上部は、均一な厚さに形成される。この均一な厚さのため、複数の有機電界発光素子を備える有機発光ディスプレイ装置において、輝度の均一性を提供することができる。
【００２５】
図５は、図４の実施形態についての比較例を示す断面図である。本比較例は、従来の有機電界発光素子のピクセル構造を示すものであって、バンク１２１の開口部１２６が下部電極１１１の一部を露出させ、その上に有機発光層１３０及び上部電極１４０が順次に積層されているものである。ところが、この場合、下部電極１１１が、開口部１２６の底面全体にわたって露出しているため、図４に示すように、有機発光層１３０の側端部に欠陥が生じれば、上部電極１４０と下部電極１１１とが短絡されて、不良ピクセルが発生してしまう。このような欠陥が生じなかったとしても、下部電極１１１の上部の有機発光層１３０の外形形状が不均一であり、この不均一が輝度の均一性を阻害する要因となる。
【００２６】
以上の説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するものではなく、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態によって限定的に決定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により決定されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、有機電界発光素子に関連した技術分野に好適に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るピクセル構造の実施形態において下部電極及びバンクを示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ’線による断面図である。
【図３】図１の構造物に流動性有機発光材料がディスペンシングの方法を用いて塗布された状態を示すイメージである。
【図４】本発明に係る有機電界発光素子の実施形態を示す断面図である。
【図５】図４の実施形態についての比較例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００  基板
１１０  下部電極
１２０  バンク
１２５  開口部
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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