(57)【要約】金属反射層上に透明導電層を設けた構造のトップエミッション型の有機ＥＬ素子であって、特に、高い発光輝度と長時間に亘りこの高い発光輝度を維持できる安定性とを兼ね備えた有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。かかる有機ＥＬ素子は、基板上に金属反射膜としての金属電極層と、透明導電層と、有機ＥＬ層を含む有機機能層と、透明電極層とを順次積層した有機ＥＬ素子であって、基板上において、透明導電層の形成された保護領域に対して金属電極層の形成領域が保護領域の内側にあることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属反射膜としての金属電極層と、透明導電層と、有機ＥＬ層を含む有機機能層と、透明電極層とを順次積層した有機ＥＬ素子であって、
前記基板上において、前記透明導電層の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記金属電極層はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金からな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】
前記透明導電層はＩＴＯ若しくはＩＺＯからなることを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
基板上に金属反射膜としての金属電極層と、透明導電層と、有機ＥＬ層を含む有機機能層と、透明電極層とを順次形成した有機ＥＬ素子であって、
前記基板上に前記透明導電層及び前記透明導電層に隣接した絶縁膜を有し、
前記基板上において、前記透明導電層及び前記絶縁膜の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記絶縁層の一部が前記金属電極層及び前記透明導電層の間に位置していることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記絶縁層の一部が前記透明導電層及び前記有機機能層の間に位置していることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
前記金属電極層はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金からなることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
前記透明導電層はＩＴＯ若しくはＩＺＯからなることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子。
【請求項９】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子を複数個用いてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項１０】
基板上に金属反射膜としての金属電極層を形成するステップと、
前記金属電極層の上から前記基板上に亘って透明導電層を形成するステップと、
前記透明導電層の表面を洗浄する洗浄ステップと、
前記透明導電層の上から有機機能層を形成するステップと、
前記有機機能層の上から透明電極層を形成するステップと、からなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記基板上において、前記透明導電層の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記金属電極層はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金からなることを特徴とする請求項１０記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記透明導電層はＩＴＯ若しくはＩＺＯからなり、前記洗浄ステップはＵＶオゾン洗浄若しくはプラズマ洗浄を施すステップであることを特徴とする請求項１１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１３】
基板上に金属反射膜としての金属電極層を形成するステップと、
前記基板上に前記金属電極層に隣接して絶縁層を形成するステップと、
前記金属電極層及び前記絶縁層の上から透明導電層を形成するステップと、
前記透明導電層の表面を洗浄する洗浄ステップと、
前記透明導電層の上から有機機能層を形成するステップと、
前記有機機能層の上から透明電極層を形成するステップと、からなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記基板上において、前記透明導電層及び前記絶縁膜の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁層の一部が前記金属電極層及び前記透明導電層の間に位置していることを特徴とする請求項１３記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記金属電極層はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金からなることを特徴とする請求項１３記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記透明導電層はＩＴＯ若しくはＩＺＯからなり、前記洗浄ステップはＵＶオゾン洗浄若しくはプラズマ洗浄を施すステップであることを特徴とする請求項１５記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１７】
基板上に金属反射膜としての金属電極層を形成するステップと、
前記金属電極層上に透明導電層を形成するステップと、
前記基板上に前記金属電極層に隣接して絶縁層を形成するステップと、
前記透明導電層の表面を洗浄する洗浄ステップと、
前記絶縁層及び前記透明導電層の上から有機機能層を形成するステップと、
前記有機機能層の上から透明電極層を形成するステップと、からなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記基板上において、前記透明導電層及び前記絶縁膜の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１８】
前記絶縁層の一部が前記透明導電層及び前記有機機能層の間にの内側に位置していることを特徴とする請求項１７記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１９】
前記金属電極層はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金からなることを特徴とする請求項１７記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２０】
前記透明導電層はＩＴＯ若しくはＩＺＯからなり、前記洗浄ステップはＵＶオゾン洗浄若しくはプラズマ洗浄を施すステップであることを特徴とする請求項１９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、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する。）に関し、より詳細には、高い発光輝度を有するトップエミッション型の有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、有機ＥＬからなる発光層を一対の電極層の間にサンドイッチした多層構造を含んでいる。この一対の電極層の間に電圧を加えると、発光層の内部で正孔及び電子が再結合して光を生じるのである。ところで、発光層の内部で生じた光を素子の外部に取り出すためには、一対の電極層のうちの光取り出し方向側にある少なくとも一方の電極層が透明な材料で形成されていなければならない。例えば、日本国特開平４−３２８２９５号では、ガラスの如き透明な基板の上に透明電極層、発光層、金属電極層をこの順で形成した有機ＥＬ素子が開示されている。発光層で生じた光は、透明電極層及びガラス基板を通して素子の外部に取り出される。また、例えば、日本国特開特開２００３−２７２８５５号では、基板の上に金属電極層、発光層、透明電極層をこの順で形成した有機ＥＬ素子が開示されている。発光層で生じた光は、発光層を挟んで基板と反対側にある透明電極層を通じて取り出される。以下において、前者のタイプ、すなわち光を層の積層形成方向と反対方向に向けて取り出すタイプをボトムエミッション型、後者のタイプ、すなわち光を層の積層形成方向と同じ方向に向けて取り出すタイプをトップエミッション型と称することとする。なお、一般的には、陰極と発光層との間、及び、陽極と発光層との間には、それぞれ電子及び正孔を発光層に効率良く導入するための電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層及び正孔注入層等が適宜設けられる。以下においては、有機ＥＬ発光層、及び、任意的に含まれる電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層等をまとめて「有機機能層」と称することとする。
上記した有機ＥＬ素子を用いた実用例として有機ＥＬディスプレイがある。図１に示すように、ガラス基板１０１上にＴＦＴ１０２を形成して、更にその上に有機ＥＬ素子１０３を形成してディスプレイが構成されている。有機ＥＬ素子１０３は、有機ＥＬ発光層を含む有機機能層１０５を一対の電極層１０４及び１０６の間にサンドイッチして構成されている。ここで、有機ＥＬ素子をトップエミッション型に形成したディスプレイ１００ａは、有機ＥＬ素子をボトムエミッション型に形成したディスプレイ１００ｂと比較して、ＴＦＴ１０２の開口面積と無関係に発光部である有機ＥＬ素子の開口面積を広く取ることが出来て高い発光を得られるので好適である。つまり、トップエミッション型有機ＥＬ素子を用いたディスプレイ１００ａは、ボトムエミッション型有機ＥＬ素子を用いたディスプレイ１００ｂと比較して、同程度の輝度を得るために素子に流す電流をより小とできるので、各素子の寿命を高めることができるのである。また、一定輝度を得るのに電流を小とできるため素子への印加電圧を下げることもできて、各素子部のリークを防止できるとともに、消費電力を低減することもできるのである。
翻って、トップエミッション型の有機ＥＬ素子において、素子の発光効率を更に高めるために、有機機能層で生じた光のうちの光取り出し方向と逆方向（基板方向）に進行した光を基板上の金属電極層でその進行方向を反転せしめて、これを光取り出し方向に導く方法が公知である。また、例えば、特許文献２の開示の如く、金属反射層上に透明導電層を設けて、有機機能層で生じた光のうち、基板方向に進行した光と、光取り出し方向に進行した光とを所定条件のもとで干渉させて、所望の波長領域の光だけを素子の外部に取り出して素子の色純度を高める方法が公知である。
ここで、本発明の目的は、上記した如き、金属反射層上に透明導電層を設けた構造のトップエミッション型の有機ＥＬ素子であって、特に、高い発光輝度と長時間に亘りこの高い発光輝度を維持できる安定性とを兼ね備えた有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００３】
本発明による有機ＥＬ素子は、基板上に金属反射膜としての金属電極層と、透明導電層と、有機ＥＬ層を含む有機機能層と、透明電極層とを順次積層した有機ＥＬ素子であって、前記基板上において、前記透明導電層の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする。
かかる構成によれば、透明導電層の形成された保護領域に対して金属電極層の形成領域が保護領域の内側にあるので、金属電極層の金属成分の影響を抑えることが出来るのである。
本発明による他の有機ＥＬ素子は、基板上に金属反射膜としての金属電極層と、透明導電層と、有機ＥＬ層を含む有機機能層と、透明電極層とを順次形成した有機ＥＬ素子であって、前記基板上に前記透明導電層及び前記透明導電層に隣接した絶縁膜を有し、前記基板上において、前記透明導電層及び前記絶縁膜の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする。
かかる構成によれば、透明導電層及び絶縁膜の形成された保護領域に対して金属電極層の形成領域が保護領域の内側にあるので、金属電極層の金属成分の影響を抑えることが出来るのである。
また、本発明による有機ＥＬパネルは、上記した有機ＥＬ素子を複数個用いてなることを特徴とする。
更に、本発明による有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に金属反射膜としての金属電極層を形成するステップと、前記金属電極層の上から前記基板上に亘って透明導電層を形成するステップと、前記透明導電層の表面を洗浄する洗浄ステップと、前記透明導電層の上から有機機能層を形成するステップと、前記有機機能層の上から透明電極層を形成するステップと、からなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記基板上において、前記透明導電層の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする。
また、本発明による他の有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に金属反射膜としての金属電極層を形成するステップと、前記基板上に前記金属電極層に隣接して絶縁層を形成するステップと、前記金属電極層及び前記絶縁層の上から透明導電層を形成するステップと、前記透明導電層の表面を洗浄する洗浄ステップと、前記透明導電層の上から有機機能層を形成するステップと、前記有機機能層の上から透明電極層を形成するステップと、からなる有機ＥＬ素子の形成方法であって、前記基板上の前記有機機能層の形成領域と、前記透明導電層の形成領域及び前記絶縁層の形成領域を併せた領域との共通領域において、前記金属電極層の形成領域は前記共通領域の面積よりも小であって前記共通領域の内側にあることを特徴とする。
また、本発明による他の有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に金属反射膜としての金属電極層を形成するステップと、前記金属電極層上に透明導電層を形成するステップと、前記基板上に前記金属電極層に隣接して絶縁層を形成するステップと、前記透明導電層の表面を洗浄する洗浄ステップと、前記絶縁層及び前記透明導電層の上から有機機能層を形成するステップと、前記有機機能層の上から透明電極層を形成するステップと、からなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記基板上において、前記透明導電層及び前記絶縁膜の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、従来の一般的な有機ＥＬパネルの断面図である。
図２は、本発明の第１の実施例の有機ＥＬ素子の断面図である。
図３は、本発明の第１の実施例の有機ＥＬ素子を使用した有機ＥＬパネルの立面図である。
図４は、本発明の第２の実施例の有機ＥＬ素子の断面図である。
図５は、本発明の第２の実施例の有機ＥＬ素子を使用した有機ＥＬパネルの立面図である。
図６は、本発明の第２の実施例の有機ＥＬ素子の変形例の断面図である。
図７は、本発明の第２の実施例の有機ＥＬ素子の変形例の断面図である。
図８は、本発明の第３の実施例の有機ＥＬ素子の変形例の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
（第１実施例）
図２に従って、本発明の第１の実施例による有機ＥＬ素子１０の構造を説明する。
ガラスの如き基板１１の上には反射膜として機能する金属電極層１２が配置されている。この金属電極層１２の上からこれを覆うようにＩＴＯの如きからなる透明導電層１３が配置されている。透明導電層１３は、後述する素子の保護領域内において金属電極層１２の上部及び側部を完全に覆っている。更に、透明導電層１３の上には有機機能層１４及びＩＴＯの如きからなる透明電極層１５が積層されている。すなわち、透明導電層１３が金属電極層１２を包囲している故、有機機能層１４は金属電極層１２に接していないのである。なお、有機機能層１４は、透明導電層１３の上部にのみ、金属電極層１２と対向するように形成されていても良い。以下において、「保護領域」とは、基板１１上の有機ＥＬ素子１０としての透明導電層１３が形成されている領域を指称することとする。すなわち、例えば、発光パネルにおける１つの画素に対応する独立した島状の領域、若しくは、パネルとしての１つの発光領域に対応する領域を保護領域と定義するのである。また、後述するように、透明導電層１３に隣接して絶縁膜を形成する場合になっては、「保護領域」は素子としての透明導電層１３及び絶縁膜の形成領域を指称することとする。
ここで、図２は有機ＥＬ素子１０の１つの方向における断面図であるが、他の方向における断面においても、金属電極層１２は少なくとも保護領域において有機機能層１４とは直接、接触していない。すなわち、本発明の第１の実施例による有機ＥＬ素子１０は、金属電極層１２の形成領域（面積）がこの上に形成されている透明導電層１３の形成領域（面積）よりも小であって、透明導電層１３の領域の内側にある。故に、金属電極層１２が少なくとも有機機能層１４と直接、接触していないのである。換言すれば、金属電極層１２は少なくとも素子１０の保護領域内では透明導電層１３の下部にのみ存在するのである。
上記した構造の有機ＥＬ素子１０は、有機機能層１４で生成した光を透明電極層１５を通して素子の外部に導くトップエミッション型の有機ＥＬ素子である。有機機能層１４で発生した光のうち、光取り出し方向と反対側、すなわち、透明導電層１３の方向に進行した光は、透明導電層１３を通過して金属電極層１２に到達する。かかる光は、金属電極層１２の表面で反射されて、進行方向を有機機能層１４の方向へと変換される。そして、有機機能層１４を通過して、有機機能層１４から透明電極層１５の方向へ進行した光とともに素子の外部に導かれるのである。
本発明の第１の実施例による有機ＥＬ素子１０の他の特徴は、併せて以下の図３の説明も参照されたい。
次に、図３に従って、本発明の第１の実施例による有機ＥＬ素子を複数含む有機ＥＬパネルの１つの製造方法について説明する。
まず、ガラスの如き基板１１を洗浄して、この上にストライプ状にアルミニウムからなる金属電極層１２を蒸着等によって形成する（図３の（ａ）参照）。本発明の第１の実施例による金属電極層１２の材料は、導電性を有すると共に、有機機能層１４で生じる光のうち、所望とする取り出し波長の光（素子としての発光波長の光）に対して５０％以上の高い反射率を有する金属材料であればよい。例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ，Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ等、もしくはこれらの合金からなる。特に、一般的な可視光領域の光に対しては、アルミニウムや銀又はこれらの合金などが好ましい。アルミニウム、銀、又は、これらの合金は、上記した反射膜としての条件を満たすと共に、安価であって、蒸着の如き簡便な工程で形成できるので金属電極層１２の材料として好適なのである。その一方で、後述するように、これらの金属又はこれらの金属からの金属イオンが有機機能層１４に取り込まれると素子の発光特性に影響を与えてしまう場合がある。また、これらの材料からなる金属電極層１２は、酸化すると突起を生成して反射特性が劣化したり、素子としての通電中にマイグレーションによって表面性を劣化させ、素子のリークを生じることもあるのである。一方で、本発明によれば、後述するようにこれらを回避できるので、好適である。
次に、金属電極層１２の上にＩＴＯ（インジウムすず酸化物）からなる透明導電層１３をストライプ状に蒸着等によって形成する（図３の（ｂ）参照）。透明導電層１３は、上記した如く、所望とする波長領域の光だけを素子の外部に取り出して色純度を高めることを目的に単層又は複数の層として所定の厚さだけ形成される。透明導電層１３のストライプの幅は、金属電極層１２のストライプの幅よりも大であって、金属電極層１２の上から基板１１の上にまで延在するように形成される。つまり、透明導電層１３は、金属電極層１２のストライプの上部、底部及び側部を基板１１とともに完全に包囲しており、金属電極層１２が外部に向けて裸出していないのである。
透明導電層１３の材料は、有機機能層１４で生じた光のうち所望とする取り出し波長の光に対して光透過性を有し、且つ、導電性に優れる材料、例えば、ＩＴＯ，ＩＺＯ，ＩＷＯ，ＺｎＯ、ＳｎＯ等であればよい。特に、ＩＴＯやＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）が好ましい。ここで、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料は、一般的に仕事関数が大であって、これらを陽極に用いると有機機能層１４に正孔を良好に導くことができて好適である。そこで、ＩＴＯなどからなる透明導電層１３を陽極として、有機機能層１４のうち、透明導電層１３に接する側には正孔輸送層又は正孔注入層などの正極側に配置されるべき層を配置することが好ましい。
ストライプ状の透明導電層１３の上には周期的に間隔をあけて有機機能層１４を蒸着によって形成する（図３の（ｃ）参照）。有機機能層１４は透明導電層１３の上にのみ形成しても良いし、透明導電層１３の上部及び側部を覆って、基板１１上にまで延在するように形成されていても良い。
ここで、透明導電層１３と有機機能層１４との間の密着性を高めて、両層間での電荷の授受の効率を高めるためには、透明導電層１３の表面を確実に洗浄した後に有機機能層１４を形成するべきである。透明導電層１３の洗浄には、ＵＶオゾン洗浄や真空中でのプラズマ洗浄などを用いることができる。ところで、上記した如き、金属電極層１２に使用される銀やアルミニウムなどの金属又は合金は、ＵＶオゾン洗浄やプラズマ洗浄などによって容易に酸化され易く、また浸食され易い。ところが本発明の第１の実施例によれば、金属電極層１２は洗浄工程時において、洗浄部分では外部に向けて裸出していないので、酸化又は浸食されることがない。つまり、金属電極層１２は、電極として及び反射膜として良好な特性を維持できるのである。なお、洗浄は、基板１１の法線に沿って上方から行われる故に、洗浄時において、透明導電層１３が金属電極層１２の側面まで覆っていない場合であっても、少なくとも金属電極層１２の側部が洗浄に曝されない程度に透明導電層１３の下部に入り込んでいればよい。また、金属電極層１２の洗浄に曝される部分をマスキングした上で透明導電層１３の洗浄を行って、マスキング除去後に有機機能層１４を透明導電層１３の上部に形成する構成であってもよい。
陽極としての透明導電層１３に接する側には、有機機能層１４のうちの正孔輸送層又は正孔注入層などの陽極側に位置すべき層から有機ＥＬ発光層、電子輸送層などを順次、蒸着により形成する。本発明において、有機機能層１４を構成する正孔輸送層、正孔注入層、発光層又は電子輸送層などは、公知の材料のいずれであっても良い。例えば、これに限定されるものではないが、透明導電層１３に接する正孔輸送層の材料の例としては、ベンジジン、オキサジアゾール、フタロシアニン、トリフェニルアミンなどの有機化合物が好ましい。
一般的に、有機機能層１４に使用される有機化合物は、その物理的性質に金属又は金属イオンの影響を受けやすい。トップエミッション型の有機ＥＬ素子では、金属電極層１２の上方に有機機能層１４が設けられているので、金属電極層１２に使用される金属及び金属イオンの影響を受ける場合がある。本発明によれば、有機機能層１４の形成時において、少なくとも保護領域では金属電極層１２を透明導電層１３の内部に埋設して、金属電極層１２が外部に向けて裸出していない。よって、金属電極層１２の影響を受けることなく有機機能層１４を形成することが可能である。また、透明導電層１３の表面の洗浄工程において、有機機能層１４が形成されるべき透明導電層１３上の部分である洗浄部分では金属電極層１２が外部に向けて裸出していない。よって、洗浄により金属電極層１２の金属塵などを生じたりその表面が酸化することがない。故に、かかる金属塵などが透明導電層１３の表面に付着したり、蒸着された有機機能層１４の中に取り込まれてしまうことを防止できる。また、酸化による金属電極層１２の反射機能の劣化や、素子としての通電中のマイグレーションによる表面性の劣化を起因とする素子のリークなどを回避することが出来るのである。
また、少なくとも有機機能層１４と金属電極層１２とは直接、接触していない。よって、金属電極層１２中の金属若しくは金属イオンが有機機能層１４に影響を及ぼすことがない。
以上のことから、本発明による有機ＥＬパネルは、発光輝度が高く、且つ、経年劣化が少ないのである。
最後に、複数の有機機能層１４の上に亘って、透明電極層１５がストライプ状に蒸着によって形成される（図３の（ｄ）参照）。
以上の如く、本発明の第１の実施例では、上記した保護領域において、金属電極層１２の形成領域がこの保護領域の面積よりも小さくて保護領域の内側にあるのである。
（第２実施例）
図４に従って、本発明の第２の実施例による有機ＥＬ素子２０の構造を説明する。
ガラスの如き基板２１の上には反射膜として機能する金属電極層２２が配置されている。この金属電極層２２の上には、ＩＴＯの如き透明導電層２３が配置されている。基板２１の上には、少なくとも金属電極層２２及び透明導電層２３の側面を完全に覆うようにＳｉＯ２等からなる絶縁膜２６が配置されている。また、絶縁膜２６の端部が透明導電層２３の頂部にまで延在している。これにより、透明導電層２３の上部では、絶縁膜２６の端部の間で窓２８が形成される。透明導電層２３及び絶縁膜２６の上には、有機機能層２４及びＩＴＯの如き透明電極層２５が積層されている。つまり絶縁膜２６の窓２８を介して透明導電層２３と有機機能層２４は接触している。
なお、図４は有機ＥＬ素子２０の１つの断面図であるが、他の断面においても少なくとも素子２０の保護領域内では、金属電極層２２が絶縁膜２６及び透明導電層２３によって有機機能層２４と分離されているため、金属電極層２２と有機機能層２４とは直接、接触していないのである。
この有機ＥＬ素子２０は、実施例１と同様に、有機機能層２４で発光した光を透明電極層２５を通して外部に導くトップエミッション型の有機ＥＬ素子である。透明導電層２３から有機機能層２４への電荷の授受は、絶縁膜２６の窓２８を介して行われる。有機機能層２４で発生した光のうち、透明導電層２３の方向に進行した光は窓２８を通って透明導電層２３を通過して金属電極層２２に達する。ここで進行方向を有機機能層２４の方向へと反射される。この光は、窓２８を再度通過して、有機機能層２４で発生し、透明電極層２５の方向へ進行した光とともに素子の外部に導かれるのである。すなわち、素子から取り出される光の経路が窓２８によって制限されているので、光のエッジが明瞭であって、特に有機ＥＬパネルの如きの用途に好適である。
次に、図５に従って、本発明の第２の実施例による有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬパネルの１つの製造方法について説明する。
まず、ガラスの如き基板２１を洗浄して、この上にストライプ状にアルミニウム等からなる金属電極層２２を蒸着等によって形成する（図５の（ａ）参照）。金属電極層２２の上にＩＴＯからなる透明導電層２３をストライプ状に蒸着等によって形成する（図５の（ｂ）参照）。透明導電層２３のストライプの幅は、金属電極層２２のストライプの幅とほぼ同じであることが好ましいが、必ずしも双方のストライプの中心線が一致する必要はない。図５の如く、わずかにオフセットされた状態であっても良い。なお、金属電極層２２の材料等については、上記した実施例１を参照されたい。
金属電極層２２及び透明導電層２３の側面に沿って基板２１上にＳｉＯ２等からなる絶縁膜２６を形成する（図５の（ｃ）参照）。絶縁膜２６の一端部は透明導電層２３の頂部に延出しており、透明導電層２３の頂部を外部に向けて裸出させるようにして窓２８が形成されている。
窓２８を介して透明導電層２３の表面をＵＶオゾン洗浄や真空中でのプラズマ洗浄などによって洗浄する。本発明の第２の実施例によれば、金属電極層２２は透明導電層２３及び絶縁膜２６によって包囲されており、外部に向けて裸出していないので、金属電極層１２が洗浄工程において酸化、又は浸食されることがない。よって、実施例１と同様に、金属電極層２２は、電極として、また反射膜として良好な特性を維持できるのである。
透明導電層２３及び絶縁膜２６の上には有機機能層２４が配置される（図５の（ｄ）参照）。最後に、複数の有機機能層２４の上に亘って、透明電極層２５がストライプ状に蒸着によって形成される（図５の（ｅ）参照）。
以上において、材料等の詳細は実施例１を参照されたい。
本発明の第２の実施例では、基板２１上の１つの素子としての透明導電層２３及び絶縁膜２６の形成領域である保護領域において、金属電極層２２の形成領域はこの保護領域の面積よりも小であって、この共通領域の内側にある。つまり、金属電極層２２を透明導電層２３及び絶縁膜２６によって包囲しているので、発光部分において有機機能層２４と金属電極層２２とは接触していない。故に、実施例１と同様に、金属電極層２２中の金属若しくは金属イオンが有機機能層２４に影響を及ぼすことがない。また、透明導電層２３の表面の洗浄工程において、金属電極層２２が外部に向けて裸出していないので、実施例１と同様に素子の経年劣化を低減することが出来るのである。
次に、図６に示す如く、本発明の第２の実施例の変形例による有機ＥＬ素子３０について説明する。
ガラスの如き基板３１の上には反射膜として機能する金属電極層３２が配置されている。金属電極層３２の上には、ＩＴＯの如き透明導電層３３が配置されている。基板３１の上には、金属電極層３２及び透明導電層３３の側面を完全に覆うようにＳｉＯ２等からなる絶縁膜３６が配置される。絶縁膜３６は透明導電層３３の側面を覆うとともに、透明導電層３３の頂部にまでその一端部を延在させている。故に透明導電層３３の頂部には絶縁膜３６の端部で形成された窓３８が形成されている。透明導電層３３及び絶縁膜３６の上には、絶縁膜３６の窓３８を介して、有機機能層３４が形成されている。有機機能層３４の上には、透明電極層３５が形成されている。なお、図６は有機ＥＬ素子３０の１つの断面図であるが、他の断面においても透明導電層３３及び絶縁膜３６の形成された保護領域において、金属電極層３２は絶縁膜３６及び透明導電層３３によって有機機能層３４と直接、接触していない。
以上の如く、本発明の第２の実施例の変形例でも、保護領域において、金属電極層３２の形成領域はこの保護領域の面積よりも小であって、保護領域の内側にあるのである。かかる構造の有機ＥＬ素子３０は、上記した実施例２と同様の特徴を有するが、有機機能層３４の形成部分を小としたので、電流効率を高めることが出来ると共に材料コストの低減を図ることが可能である。
更に、図７に示す如く、本発明の第２の実施例の更なる変形例による有機ＥＬ素子４０について説明する。
ガラスの如き基板４１の上には反射膜として機能する金属電極層４２が配置されている。基板４１の上にはＳｉＯ２等からなる絶縁膜４６があって、金属電極層４２の側部を完全に覆っているとともに、絶縁層４６の端部は金属電極層４２の上部にまで延在している。故に金属電極層４２の上部には絶縁膜４６の端部で形成された窓４８が形成されている。金属電極層４２の上には、窓４８を完全に覆うようにＩＴＯの如き透明導電層４３が配置されている。透明導電層４３及び絶縁膜４６の上には、有機機能層４４及びＩＴＯの如き透明電極層４５が積層されている。なお、図７は有機ＥＬ素子４０の１つの断面図であるが、他の断面においても少なくとも保護領域において金属電極層４２は絶縁膜４６及び透明導電層４３によって有機機能層４４と分離されていて、金属電極層４２と有機機能層４４とは直接、接触していない。
以上の如く、本発明の第２の実施例の更なる変形例によると、基板４１上の保護領域において、金属電極層４２の形成領域はこの保護領域の面積よりも小であって、保護領域の内側にある。かかる構成の有機ＥＬ素子４０についても上記した第２の実施例と同様の機能的特徴を有するのである。
（第３実施例）
上記した実施例においては、パッシブマトリクス型パネルにおける有機ＥＬ素子及びその製造方法について主として述べたが、いずれもアクティブマトリクス型パネルにおいても実施することが出来る。ここで、アクティブマトリクス型パネルの１つの実施例として、図８に従って、本発明の第３の実施例による有機ＥＬ素子５０の構造を説明する。
ＴＦＴ基板５１の上には反射膜として機能する金属電極層５２が形成されている。この金属電極層５２の上には、ＩＴＯの如き透明導電層５３が配置されている。ＴＦＴ基板５１の上には、金属電極層５２及び透明導電層５３の側面を完全に覆って且つこれらを取り囲むようにＳｉＯ２等からなる絶縁膜５６が配置されている。特に、絶縁膜５６のＴＦＴ基板５１の表面からの高さは、少なくとも透明導電層５３の表面の高さよりも高くなるように形成されている。すなわち、透明導電層５３の端部に沿って環状の窓５８が形成されているのである。
窓５８を介して透明導電層５３の表面をＵＶオゾン洗浄や真空中でのプラズマ洗浄などによって洗浄する。本発明の第３の実施例においても、金属電極層５２は透明導電層５３及び絶縁膜５６によって包囲されて外部に向けて裸出していないので、金属電極層５２の劣化を防止することが出来る。すなわち、実施例１と同様に、金属電極層５２は、電極として、また反射膜として良好な特性を維持できるのである。
透明導電層５３の上には窓５８を介して有機機能層５４が順次、積層される。ここで、特に、アクティブマトリクス型パネルの赤色と緑色とを発色する素子部分については、インクジェット方式によって形成することができる。すなわち、有機発光材料を液体に溶解等させて得た吐出液をインクジェットによって有機機能層５４上の窓５８によって包囲された領域内に吐出して有機機能層５４の発光層を形成することが出来るのである。なお、詳細については公知であるので詳述しない。
この後の工程については上記したところと同様であるので省略する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月28日(2007.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属反射膜としての金属電極層と、透明導電層と、有機ＥＬ層を含む有機機能層と、透明電極層とを順次積層した有機ＥＬ素子であって、
前記基板上において、前記透明導電層の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあること、
前記透明導電層が前記金属電極層の側面まで覆っていないこと、
前記金属電極層の側部が前記透明導電層の下部に入り込んでいること、を特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記金属電極層はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金からな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】
前記透明導電層はＩＴＯ若しくはＩＺＯからなることを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
基板上に金属反射膜としての金属電極層と、透明導電層と、有機ＥＬ層を含む有機機能層と、透明電極層とを順次形成した有機ＥＬ素子であって、
前記基板上に前記透明導電層及び前記透明導電層に隣接した絶縁膜を有し、
前記基板上において、前記透明導電層及び前記絶縁膜の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあること、
前記絶縁膜の端部は前記金属電極層の上部にまで延在して前記金属電極層の上部には前記絶縁膜の端部で形成された窓が形成されていること、を特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記金属電極層はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金からなることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記透明導電層はＩＴＯ若しくはＩＺＯからなることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子を複数個用いてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項８】
有機ＥＬ素子の製造方法であって、
基板上に金属反射膜としての金属電極層を形成するステップと、
透明導電層が前記金属電極層の側面まで覆わないように、前記金属電極層の側部が前記透明導電層の下部に入り込むように、前記金属電極層上に前記透明導電層を形成するステップと、
前記透明導電層の表面を洗浄する洗浄ステップと、
前記透明導電層の上から有機機能層を形成するステップと、
前記有機機能層の上から透明電極層を形成するステップと、からなり、
前記基板上において、前記透明導電層の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
前記金属電極層はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金からなることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記透明導電層はＩＴＯ若しくはＩＺＯからなり、前記洗浄ステップはＵＶオゾン洗浄若しくはプラズマ洗浄を施すステップであることを特徴とする請求項９記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１１】
有機ＥＬ素子の製造方法であって、
基板上に金属反射膜としての金属電極層を形成するステップと、
絶縁膜の端部が前記金属電極層の上部にまで延在して前記金属電極層の上部に前記絶縁膜の端部で形成された窓が形成されるように前記基板上及び前記金属電極層上に前記絶縁膜を形成するステップと、
前記金属電極層及び前記絶縁膜の上から透明導電層を形成するステップと、
前記透明導電層の表面を洗浄する洗浄ステップと、
前記透明導電層の上から有機機能層を形成するステップと、
前記有機機能層の上から透明電極層を形成するステップと、からなり、
前記基板上において、前記透明導電層及び前記絶縁膜の形成された保護領域に対して前記金属電極層の形成領域が前記保護領域の内側にあること、及び前記絶縁膜の端部が前記金属電極層及び前記透明導電層の間に位置していること、を特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記金属電極層はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金からなることを特徴とする請求項１０記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記透明導電層はＩＴＯ若しくはＩＺＯからなり、前記洗浄ステップはＵＶオゾン洗浄若しくはプラズマ洗浄を施すステップであることを特徴とする請求項１２記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【国際調査報告】
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