(57)【要約】【課題】比抵抗の高いホール注入層と比抵抗の低いホール注入層を積層することで、キャリア注入性を維持したまま、発光にじみやクロストークの無い有機ＥＬ素子、及びその製造方法を提供することにある。【解決手段】パターニングされた電極とそれをセパレートする絶縁膜上に比抵抗の高いキャリア注入層と比抵抗の低いキャリア注入層を積層することでキャリア注入性を維持したまま、発光のにじみやクロストークの無い有機ＥＬ素子を実現する。【選択図】図１
2007280991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広い電極と狭い電極の２つの電極間に複数の有機層を含む有機ＥＬ素子であって、前記
狭い電極と前記狭い電極の電極間をセパレートする絶縁膜上に成膜された第１のキャリア
注入層と、前記第１のキャリア注入層に接する第２のキャリア注入層とを備え、前記第２
のキャリア注入層の比抵抗値が前記第１のキャリア注入層の比抵抗値より小さく、得られ
る発光領域の面積が前記狭い電極の面積以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第２のキャリア注入層の比抵抗が１，５００Ωｃｍ以下である請求項１に記載の有
機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記第２のキャリア注入層は、ドープ種を含み、前記ドープ種のドープ量で前記第２の
キャリア注入層の比抵抗値を変化させていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ
素子。
【請求項４】
前記第２のキャリア注入層がＰＥＤＯＴ：ＰＳＳであることを特徴とする請求項１に記
載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記第１のキャリア注入層と前記第２のキャリア注入層と前記発光層との間に、発光を
伴わない中間層が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
広い電極と狭い電極の２つの電極間に複数の有機層を含む有機ＥＬ素子であって、前記
狭い電極と前記狭い電極をセパレートする絶縁膜上に成膜された第１のキャリア注入層と
前記第１のキャリア注入層に接する第２のキャリア注入層とを備え、前記第２のキャリア
注入層の比抵抗値が前記第１のキャリア注入層の比抵抗値より小さく、得られる発光領域
の面積が前記狭い電極の面積以下であることを特徴とする有機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素子、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なポリマー有機ＥＬ素子では、狭い電極上（ＩＴＯ等）に例えばＰＥＤＯＴ：Ｐ
ＳＳ等の比較的抵抗の低いホール注入層を配置することで、ホール注入性を上げている。
比抵抗値の低いホール注入層（例えば〜５００Ωｃｍ）はそのキャリア注入性に優れる反
面、横方向への電流（電界）の広がりがあり、発光画素周辺部の非発光部からの発光（以
降、発光にじみと表記する）やクロストークが発生し、有機ＥＬ装置の特性（例えば表示
品質）を大きく低下させる。発光にじみを抑える為、例えば非発光部に遮光膜を設ける手
法等も提案されているが、プロセスの複雑さと、黒色系（遮光）高抵抗体を素子上に作製
することは材料選択が難しい（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、基板上では無く、遮光板を基板に併設して配置することも可能であるが、コスト
高と横方向へのリーク電流による消費電力ＵＰは避けられない。
【０００４】
比抵抗値の低いキャリア注入層を例えばインクジェット法等でパターニングすることで
ある程度の発光にじみを抑えることが出来るが、画素隔壁（バンク）部からの発光にじみ
等も観察され十分な表示品質を得ることが難しい。
【０００５】
分子スケールでキャリア注入性を制御する手法も多く提案されている（例えば、非特許
文献１）が、多くの界面が存在し成膜手法も量産に向いていない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２０８４７５号公報
【非特許文献１】Nature/Vol404/30March2000 Molecular-scale interface engineering for polymer light-emitting diodes
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
比抵抗値の低いキャリア注入層は、キャリア密度が高くキャリア注入性に優れる反面、
発光にじみやクロストーク等の特性（例えば表示品質）低下をもたらす。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、比抵抗値
の高いホール注入層と比抵抗値の低いホール注入層を積層することで、キャリア注入性を
維持したまま、発光にじみやクロストークの無い有機ＥＬ素子、及びその製造方法を提供
することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
狭い電極と狭い電極をセパレートする絶縁膜上に成膜された第１のキャリア注入層と、
第１のキャリア注入層に接する第２のキャリア注入層とを備え、第２のキャリア注入層の
比抵抗値が第１のキャリア注入層の比抵抗値より小さく、得られる発光領域の面積が狭い
電極の面積以下であることがわかった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に示した実施例及び比較例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本実施例の有機ＥＬ素子の構成を示す断面図である。
まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラスの基板１を用意した。
次に、この基板１上に、真空蒸着法により、平均厚さ１００ｎｍの狭い電極としてのＩ
ＴＯ電極２（陽極）を形成し、その後フォトリソ法により１００μｍピッチでパターニン
グした。
【００１２】
次に、画素構造を形成するために絶縁膜８をＳｉＯ2によりＩＴＯ電極２のエッジが露
出しないように形成した。次に、１００μｍピッチにパターニングしたＩＴＯ電極２上に
、ポリチオフェン系化合物（バイエル社製、「バイトロンＰ」）の２．０ｗｔ％水溶液を
、スピンコート法により塗布した後、乾燥して、平均厚さ５０ｎｍの第１のキャリア注入
層としてのホール注入層３ａ（比抵抗値２，０００Ωｃｍ）を形成した。
【００１３】
次に、ホール注入層３ａ上にさらにポリチオフェン系化合物（下層組成よりもＰＳＳ量
の少ないＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ比で１：６）をスピンコート法により塗布し乾燥して、第２
のキャリア注入層としての低比抵抗ホール注入層３ｂを形成した。ＴＥＭによる断面写真
ではホール注入層３ａとの明確な界面は存在しないものの界面らしき層を確認した。又、
低比抵抗ホール注入層３ｂの単層での比抵抗値は３００Ωｃｍである。
【００１４】
次に、低比抵抗ホール注入層３ｂ上に中間層としてのホール輸送層７を形成した。
【００１５】
次に、発光材料として、ポリ［９，９’−ジヘキシル−２，７−（２−シアノビニレン
）フルオレニレン］（重量平均分子量：１２０，０００）を準備した。この発光材料を２
．０ｗｔ％となるようにトルエンに溶解して、発光材料溶液を調製した。この発光材料溶
液を、ホール輸送層７上にスピンコート法により塗布した後、乾燥して、平均厚さ７０ｎ
ｍの発光層４を形成した。
【００１６】
次に、発光層４上に電子注入層５を形成した。
【００１７】
次に、電子注入層５上に、真空蒸着法により、ＬｉＦ（４ｎｍ）／Ｃａ（５ｎｍ）／Ａ
ｌ（２００ｎｍ）を形成し広い電極としてのベタ陰極６を構成した。
次に、形成したベタ陰極６上に、２液性のポリイミド樹脂で熱硬化封止したオーバーコ
ート層９を形成して、有機ＥＬ素子１０を完成した。
【００１８】
以上のようにして製造された有機ＥＬ素子１０の発光にじみの評価として、顕微鏡を用
いてパターニングされたＩＴＯ電極２の電極エッジ近傍の輝度観察を行い、その電極エッ
ジからの発光輝度が１ｃｄ／ｍ2に至る距離を求めた。また、その時（６Ｖ印加時）の画
素輝度を測定した。
【００１９】
なお、比較例１として比抵抗値２，０００Ωｃｍのホール注入層３ａを塗布しなかった
ものを作製した。更に比較例２としてホール注入層３ａの単層での比抵抗値１，５００Ω
ｃｍのポリチオフェン系化合物を塗布したものも同時に作製した。
【実施例２】
【００２０】
まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラスの基板１を用意した。
次に、この基板１上に、真空蒸着法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極２（陽極
）を形成し、その後フォトリソ法により１００μｍピッチでパターニングし、狭い電極と
してのＩＴＯ電極２を形成した。次に、画素構造を形成するために絶縁膜８をＳｉＯ2に
よりＩＴＯ電極２のエッジが露出しないように形成した。
【００２１】
次に、パターニングした狭い電極としてのＩＴＯ電極２上に、トリフェニルアミン系化
合物の２．０ｗｔ％溶液を、スピンコート法により塗布した後、乾燥して、平均厚さ３０
ｎｍの第１のキャリア注入層としてのホール注入層３ａ（比抵抗値１，５０００Ωｃｍ）
を形成した。
【００２２】
次に、ホール注入層３ａの上にさらにポリチオフェン系化合物をスピンコート法により
塗布し、乾燥し平均厚さ１０ｎｍの第２のキャリア注入層としての低比抵抗ホール注入層
３ｂを形成した。（低比抵抗ホール注入層３ｂの単層での比抵抗値は３００Ωｃｍである
。）
【００２３】
次に、低比抵抗ホール注入層３ｂ上に中間層としてのホール輸送層７を形成した。
【００２４】
次に、発光材料として、ポリ［９，９’−ジヘキシル−２，７−（２−シアノビニレン
）フルオレニレン］（重量平均分子量：１２０，０００）を準備した。この発光材料を２
．０ｗｔ％となるようにトルエンに溶解して、発光材料溶液を調製した。この発光材料溶
液を、ホール輸送層７上にスピンコート法により塗布した後、乾燥して、平均厚さ７０ｎ
ｍの発光層４を形成した。
【００２５】
次に、発光層４上に電子注入層５を形成した。
【００２６】
次に、電子注入層５上に、真空蒸着法により、ＬｉＦ（４ｎｍ）／Ｃａ（５ｎｍ）／Ａ
ｌ（２００ｎｍ）を形成し広い電極としてのベタ陰極６を構成した。
次に、形成したベタ陰極６上に、２液性のポリイミド樹脂で熱硬化封止したオーバーコ
ート層９を形成して、有機ＥＬ素子１０を完成した。
【００２７】
以上のようにして製造された有機ＥＬ素子１０の発光にじみの評価として、顕微鏡を用
いてパターニングされたＩＴＯ電極２の電極エッジ近傍の輝度観察を行い、その電極エッ
ジからの発光輝度が１ｃｄ／ｍ2に至る距離を求めた。また、その時（６Ｖ印加時）の画
素輝度を測定した。
【実施例３】
【００２８】
まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラスの基板１を用意した。
次に、この基板１上に、真空蒸着法により、平均厚さ１００ｎｍの狭い電極としてのＩ
ＴＯ電極２（陽極）を形成し、その後フォトリソ法により１００μｍピッチでパターニン
グした。
【００２９】
次に、画素構造を形成するためにパターニングしたＩＴＯ電極２上に、絶縁膜８として
ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）２０ｎｍを真空蒸着法によりＩＴＯ電極２のエッジが露出
しないように形成した。
【００３０】
第１のキャリア注入層としてのホール注入層３ａを形成した。
【００３１】
第２のキャリア注入層としての低比抵抗ホール注入層３ｂを形成した。
【００３２】
次に、低比抵抗ホール注入層３ｂ上に中間層としてのホール輸送層７を形成した。
【００３３】
次に発光材料としてポリ［９，９’−ジヘキシル−２，７−（２−シアノビニレン）フ
ルオレニレン］（重量平均分子量：１２０，０００）を準備した。この発光材料を２．０
ｗｔ％となるようにトルエンに溶解して、発光材料溶液を調製した。ポリチオフェン系化
合物をスピンコート法により塗布し乾燥して発光層４を形成した。
【００３４】
次に、発光層４上に電子注入層５を形成した。
【００３５】
次に、電子注入層５上に、真空蒸着法により、ＬｉＦ（４ｎｍ）／Ｃａ（５ｎｍ）／Ａ
ｌ（２００ｎｍ）を形成し広い電極としてのベタ陰極６を構成した。
次に、形成したベタ陰極６上に、２液性のポリイミド樹脂で熱硬化封止したオーバーコ
ート層９を形成して、有機ＥＬ素子１０を完成した。
【００３６】
以上のようにして製造された有機ＥＬ素子１０の発光にじみの評価として、顕微鏡を用
いてパターニングされたＩＴＯ電極２の電極エッジ近傍の輝度観察を行い、その電極エッ
ジからの発光輝度が１ｃｄ／ｍ2に至る距離を求めた。また、その時（６Ｖ印加時）の画
素輝度を測定した。
【００３７】
【表１】
2007280991.tif 000003
【００３８】
上記の表１に示すように、比較例１では、狭い電極としてのＩＴＯ電極２より広い発光
が観測されたが、実施例１〜３は狭い電極としてのＩＴＯ電極２の幅以内での発光が観察
され、クロストークの無いことが確認された。比較例２でもクロストークは無いが効率の
低下が観測された。ホール注入性が低下した為と考えられる。
【００３９】
図２は、キャリア注入層におけるドープ種のドープ量と比抵抗値との相関を示すグラフ
である。
図２に示すように、比抵抗値が１，５００Ωｃｍ以下に対応したドープ種のドープ量に
より、第２のキャリア注入層として有効な範囲を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
有機ＥＬ表示装置全般（モバイル用（携帯、ＰＤＡ）車載用（カーナビ、インパネ）等
）、有機ＥＬ−ＴＶ、フレキシブルパネル、シートデイスプレイ、有機電界発光素子を用
いた全てのデバイスに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の構成を示す断面図。
【図２】キャリア注入層におけるドープ種のドープ量と比抵抗値との相関を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４２】
１…基板、２…狭い電極としてのＩＴＯ電極、３ａ…ホール注入層、３ｂ…低比抵抗ホ
ール注入層、４…発光層、５…電子注入層、６…広い電極としてのベタ陰極、７…ホール
輸送層、８…絶縁膜、９…オーバーコート層、１０…有機ＥＬ素子。
【図１】
2007280991.tif 000004
【図２】
2007280991.tif 000005