JP2010033931A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、発光装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インキを供給する際に生じる混色を防ぐことができる凸版印刷法を用いる有機ＥＬ素子の製造方法、および混色を防ぐことのできる発光装置、並びに前記発光装置を備える表示装置を提供することである。
【解決手段】一対の電極と、該電極間に位置する有機層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される基板には、複数の隔壁が略平行に相対して配置され、該隔壁の基板側の面に対向する面には、該隔壁の長手方向に沿って溝部が穿設されており、前記隔壁と前記基板とによって形成される凹部に対応するように、複数の凸部が略平行に相対して配設されてなる凸版印刷版を用いて、前記有機層の材料を含むインキを前記凹部に供給することによって前記有機層を形成する工程を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、発光装置および表示装置に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という場合がある）は、一対の電極と、該電極間に配置される発光層（有機層）とを含んで構成され、一対の電極からそれぞれ注入されるホールと電子とが発光層において結合することによって発光する。

表示装置に用いられる表示パネルは、基板上において多数の有機ＥＬ素子がマトリクス状に配置されている。各有機ＥＬ素子は、それぞれが画素の一部として機能する。このような表示パネルには、隔壁が格子状に配置されているのが通常であり、各有機ＥＬ素子の有機層は、隔壁によって規定される各画素領域にそれぞれ形成されている。

有機層は、有機層の材料と溶媒とを含むインキを用いる塗布法によって成膜することができ、具体的には、まず各画素領域に前記インキを選択的に供給し、さらにインキの溶媒を乾燥除去することによって成膜される。例えば各画素領域の配置に対応してパターニングされた凸部を備える凸版印刷版を用いる凸版印刷法によって前記インキを各画素領域に選択的に供給し、さらに乾燥させることによって有機層を形成する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−２８６２４３号公報

有機層の材料は溶解性が悪いので、インキにおける有機層の材料の割合は通常１重量％程度であり、インキの大部分が溶媒によって構成されている。溶媒はインキを供給した後の乾燥時に除去される成分なので、このようなインキを用いて有機層を成膜する場合、所定の膜厚の有機層を形成するために、有機層の体積に比して多量のインキを隔壁内に供給する必要があり、隔壁内の容量よりも多量のインキを供給しているのが通常である。そうすると、所定の隔壁内に供給したインキが隔壁内から溢れ出て、隣接する隔壁内に流出することがある。たとえばカラー表示用の表示パネルでは、ＲＧＢの各色を発光する材料をそれぞれ含む３種類のインキを所定の隔壁内に選択的に供給して、各色の発光層を形成している。このように異なる種類のインキをそれぞれ所定の隔壁内に供給する際に、供給されたインキが隣接する隔壁内に流出すると、異なる種類のインキが混ざり合う混色の問題が生じる。

したがって本発明の目的は、インキを供給する際に生じる混色を防ぐことができる凸版印刷法を用いる有機ＥＬ素子の製造方法、および混色を防ぐことのできる発光装置、並びに前記発光装置を備える表示装置を提供することである。

本発明は、一対の電極と、該電極間に位置する有機層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される基板には、複数の隔壁が略平行に相対して配置され、該隔壁の基板側の面に対向する面には、該隔壁の長手方向に沿って溝部が穿設されており、
前記隔壁と前記基板とによって形成される凹部に対応するように、複数の凸部が略平行に相対して配設されてなる凸版印刷版を用いて、前記有機層の材料を含むインキを前記凹部に供給することによって前記有機層を形成する工程を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。

また本発明は、前記溝部が、隔壁を貫通して穿設されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。

また本発明は、基板の厚み方向および前記長手方向に垂直な方向の前記溝部の幅が、５μｍ〜３０μｍであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置である。

また本発明は、前記隔壁の高さが０．１μｍ以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。

また本発明は、基板と、
該基板上に、略平行に相対して載置される複数の隔壁と、
前記基板上に設けられる一対の電極、および該電極間に位置する有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子とを含み、
前記有機層が、前記隔壁間に形成されて成り、
前記隔壁の基板側の面に対向する面には、該隔壁の長手方向に沿って溝部が穿設されていることを特徴とする発光装置である。

また本発明は、前記発光装置を備える表示装置である。

本発明によれば、隔壁の基板側の面に対向する面には、隔壁の長手方向に沿って溝部が穿設されている。隔壁間に供給されたインキが隔壁間から溢れ出ることがあったとしても、溢れ出たインキは隔壁に穿設された溝部に流れ込むので、隣接する隔壁間にインキが流出することを防ぐことができ、これによって混色を防ぐことができる。

さらに、溝部を設けることによって混色を避けることができるので、凸版印刷版と基板との位置合わせを従来のように高精度に行う必要がなくなり、効率的にインキを供給することができる。

また本発明によれば、隔壁の基板側の面に対向する面には、該隔壁の長手方向に沿って溝部が穿設されているので、混色を防いで、効率的に凸版印刷法で作製することのできる発光装置を実現することができる。

図１は、本発明の実施の一形態の発光装置に用いられる基板を示す平面図である。図２は、図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た基板の断面図である。発光装置は、基板２と、該基板２上に、略平行に相対して配置される複数の隔壁３と、基板２上に設けられる一対の電極、および該電極間に位置する有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子とを含んで構成される。有機層は、前記隔壁間４に形成されて成り、隔壁３の基板２側の面に対向する面には、隔壁３の長手方向に沿って溝部９が穿設されている。

以下、パッシブマトリクス型の発光装置について説明する。本実施の形態では、略並行に相対して配列される複数の一方の電極（一対の電極のうちの一方）５が基板２に設けられる。以下、一方の電極５の長手方向を行方向Ｘといい、基板２の厚み方向を厚み方向Ｚといい、行方向Ｘおよび厚み方向Ｚに垂直な方向を配列方向Ｙという場合がある。本実施の形態における一方の電極５は、それぞれ配列方向Ｙに等間隔をあけて配列される。

本実施の形態の発光装置には、厚み方向Ｚの一方側から基板２および一方の電極５を覆う絶縁膜６がさらに設けられる。この絶縁膜６には、各一方の電極５上において、厚み方向Ｚに貫通する複数の貫通孔７が形成される。各貫通孔７は、各一方の電極５上において行方向Ｘに所定の間隔をあけて形成されている。

複数の隔壁３は、長手方向を一方の電極５の長手方向（本実施の形態では行方向Ｙ）に一致させて、配列方向Ｙに所定の間隔をあけて配列され、前記絶縁膜６の表面上に設けられる。具体的には、各隔壁３は、厚み方向Ｚの一方から見て、隣接する一方の電極５の間隙上に設けられる。なお厚み方向Ｚの一方から見て、隔壁３は、隣接する一方の電極５の間隙内に収まるように形成されてもよく、また前記間隙からはみだす領域にまで形成されていてもよい。

各隔壁３の基板２側の面に対向する面には、隔壁３の長手方向（本実施の形態では行方向Ｙ）に沿って溝部８が穿設されている。この溝部８は、隔壁３を貫通して穿設されていることが好ましい。本実施の形態では隔壁３を厚み方向Ｚに貫通する溝部８が、隔壁３の長手方向に沿って形成されている。

有機層は隔壁間４に形成される。なお後述するように基板２に形成される有機ＥＬ素子は、一対の電極間に１または複数層の有機層を備えており、該有機層として少なくとも一層の発光層を有している。また、一対の電極間に発光層とは異なる有機層を備える場合もあり、また無機層を備える場合もある。

発光装置は、長手方向を配列方向Ｙに一致させて形成される複数の他方の電極を有する。すなわち他方の電極は、厚み方向Ｚの一方からみて一方の電極５に直交して設けられる。この他方の電極は、厚み方向Ｚの一方から見て貫通孔７と重なるように、行方向Ｘに所定の間隔をあけて配置される。

以上説明した発光装置において、厚み方向Ｚの一方から見て一方の電極５と他方の電極とが交差する部分がそれぞれ１つの有機ＥＬ素子として機能する。

［有機ＥＬ素子の構成］
以下、発光装置に設けられる各有機ＥＬ素子の構成について説明する。

有機ＥＬ素子は、一対の電極（陽極および陰極）と、該電極間に設けられる発光層とを含んで構成される。また、陽極と陰極との間には、発光層とは異なる複数の有機層または無機層が設けられていてもよく、複数層の発光層が設けられてもよい。

陰極と発光層との間に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層などを挙げることができる。陰極と発光層との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に近い層を電子注入層といい、発光層に近い層を電子輸送層という。

電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお電子注入層、及び／又は電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。

陽極と発光層との間に設けられる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層などを挙げることができる。正孔注入層と正孔輸送層との両方の層が設けられる場合、陽極に近い層を正孔注入層といい、発光層に近い層を正孔輸送層という。

正孔注入層は、陽極からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。正孔輸送層は、陽極、正孔注入層または陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する層である。電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお正孔注入層、及び／又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。

なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層と言う場合があり、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層と言う場合がある。

以下のａ）〜ｐ）に、有機ＥＬ素子の具体的な構成を例示する。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｆ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｅ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｇ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｉ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｋ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｌ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｍ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｎ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）
（基板）
基板は、有機ＥＬ素子を形成する工程において変形しないものが好ましく、例えば、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン基板、およびこれらを積層した積層体などが用いられる。また低透水化処理を施したプラスチック、高分子フィルムを基板に用いてもよい。

各有機ＥＬ素子は、基板を基準として基板側に陽極を配置し、基板とは離間する側に陰極を配置した構成であってもよく、また基板側に陰極を配置し、基板とは離間する側に陽極を配置した構成であってもよい。すなわち本実施の形態において、一方の電極を陽極とし、他方の電極を陰極とする有機ＥＬ素子を構成してもよく、また一方の電極を陰極とし、他方の電極を陽極とする有機ＥＬ素子を構成してもよい。

また各有機ＥＬ素子は、基板側から光を取り出すボトムエミッション型の素子構成、または基板とは反対側から光を取り出すトップエミッション型の素子構成をとりうる。ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子では、発光層から一方の電極までの各層が透明の層によって構成され、トップエミッション型の有機ＥＬ素子では、発光層から他方の電極までの各層が透明の層によって構成される。

（陽極）
陽極には、透明電極を用いる場合、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物や金属の薄膜を用いることができ、透過率が高いものが好適に用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）、金、白金、銀、および銅等の薄膜が用いられ、電極間に設けられる層の種類により適宜選択して用いられる。これらのなかでも、陽極としてはＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化スズが好ましい。

また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。また、前記有機の透明導電膜に用いられる材料、金属酸化物、金属硫化物、金属、およびカーボンナノチューブなどの炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも一種類以上を含む混合物からなる薄膜を陽極に用いてもよい。

さらに、例えば陰極側から光を取り出す構造の有機ＥＬ素子では、光を反射させる材料を用いて陽極を形成してもよく、かかる材料としては、仕事関数が３．０ｅＶ以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。

陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して適宜選択することができ、例えば５ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは１０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは２０ｎｍ〜５００ｎｍである。

（正孔注入層）
正孔注入層を構成する材料としては、公知の材料を適宜用いることができ、特に制限はない。該材料として例えば、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。

正孔注入層の厚は、目的とする有機ＥＬ素子の設計に応じて適宜設定され、５〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが５ｎｍ未満では、製造が困難になる傾向があり、他方、３００ｎｍを超えると、駆動電圧、および正孔注入層に印加される電圧が大きくなる傾向となる。

（正孔輸送層）
正孔輸送層を構成する材料としては、特に制限はないが、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）等の芳香族アミン誘導体、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体などが挙げられる。

これらの中でも、正孔輸送層の形成に用いる正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体がさらに好ましい。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。

正孔輸送層の厚みは、特に制限されないが、目的とする有機ＥＬ素子の設計に応じて適宜設定され、１〜１０００ｎｍ程度であることが好ましい。この厚みが前記下限値未満となると、製造が困難になる、または正孔輸送の効果が十分に得られないなどの傾向があり、他方、前記上限値を超えると、駆動電圧および正孔輸送層に印加される電圧が大きくなる傾向がある。したがって正孔輸送層の厚みは、上述のように、１〜１０００ｎｍ程度であり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

（発光層）
発光層は、通常、主として蛍光、及び／又は燐光を発光する有機物(低分子化合物および高分子化合物)を含み、さらにドーパント材料を含んでいてもよい。発光層を構成する発光材料としては、例えば、以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、およびドーパント材料などが挙げられる。

上記色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。

上記金属錯体系材料としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体など、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、ＢｅなどまたはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。

上記高分子系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。

上記発光層形成材料のうち青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。

また、上記発光層形成材料のうち緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。

また、上記発光層形成材料のうち赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。

上記発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。

発光層の厚さは、通常、２ｎｍ〜２００ｎｍである。

（電子輸送層）
電子輸送層を構成する材料としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体等が挙げられる。

これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。

（電子注入層）
電子注入層を構成する材料としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属、あるいは前記金属を一種類以上含む合金、あるいは前記金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物、あるいは前記物質の混合物などが挙げられ、発光層の種類に応じて適宜選択される。

前記アルカリ金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等が挙げられる。

前記アルカリ土類金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。

また金属、金属酸化物、金属塩をドーピングした有機金属化合物、および有機金属錯体化合物、またはこれらの混合物を電子注入層の材料として用いることもできる。

電子注入層は、２層以上を積層した積層構造を有していてもよく、具体的には、Ｌｉ／Ｃａなどの層構成が挙げられる。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。

（陰極）
陰極の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易であり、電気伝導度が高い材料が好ましい。また陽極側から光を取り出す構造の有機ＥＬ素子の場合には、可視光反射率の高い材料を陰極に用いることが好ましい。かかる陰極材料としては、具体的には、金属、金属酸化物、合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の無機半導体などを挙げることができる。

上記金属としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属やＩＩＩｂ属金属等を用いることができる。これら金属の具体的例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等を挙げることができる。

また、合金としては、上記金属の少なくとも一種を含む合金を挙げることができ、具体的には、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等を挙げることができる。

陰極側から光を取り出す構成の有機ＥＬ素子の場合、透明電極が陰極に用いられ、透明な陰極の材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性酸化物、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの導電性有機物などを挙げることができる。

なお、陰極を２層以上の積層構造としてもよい。また電子注入層が陰極として用いられる場合もある。

陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができ、例えば、１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは、２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは、５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

（上部封止膜）
発光層などの発光材料は酸化しやすく、水と接触することにより劣化しやすいので、発光装置は、有機ＥＬ素子を保護する上部封止膜をさらに備えることが好ましい。この上部封止膜は、各有機ＥＬ素子を基板２の厚み方向の一方から覆って形成される。上部封止膜は、ガスおよび液体に対するバリア性の高い材料によって構成され、通常、無機層と有機層とが交互に積層されて構成される。

なお、基板および上部封止膜により有機ＥＬ素子が封止されていても、プラスチック基板はガラス基板に比べるとガスおよび液体の透過性が高いので、基板としてプラスチック基板を用いる場合には、有機ＥＬ素子の封止性を高めるために、ガスおよび液体に対するバリア性の高い下部封止膜をプラスチック基板上に積層し、その後、この下部封止膜上に有機ＥＬ素子を積層してもよい。この下部封止膜は、通常、上部封止膜と同様の構成、同様の材料にて形成される。

［有機ＥＬ素子の製造方法］
以下、有機ＥＬ素子の製造方法について詳しく説明する。

（陽極形成工程）
前述のいずれかの基板材料からなる基板を準備する。ガスおよび液体の透過性が高いプラスチック基板を用いる場合は、必要に応じて、基板上に下部封止膜を形成しておく。

次に、準備した基板上に前述のいずれかの陽極材料を用いて、陽極をパターン形成する。透明な陽極を形成する場合には、前述のようにＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、亜鉛アルミニウム複合酸化物等の透明電極材料を使用する。例えばスパッタリング法により均一な膜厚のＩＴＯ薄膜を基板上に堆積し、さらにフォトリソグラフィーによりＩＴＯ薄膜をストライプ状にパターニングすることによって、一方の電極５に相当する陽極を形成する。

（絶縁膜形成工程）
絶縁膜６は必要に応じて設けられる。絶縁膜６は例えば感光性樹脂などの有機物によって構成される。まず陽極が形成された基板上にフォトレジストを塗布することによってフォトレジスト層を成膜し、さらにマスクを介して所定の領域を露光し、次に現像することにより複数の貫通孔７が形成される。これによって絶縁膜６が形成される。

フォトレジストとしては、具体的にはポリイミド系、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系の各感光性樹脂を適宜用いることができる。これらのなかでも耐久性の高いポリイミド系の樹脂が好適に用いられる。フォトレジストの塗布は、スピンコーター、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター、スリットコーター等を用いたコーティング法によって行うことができる。

なお絶縁膜６はＳｉＯ₂、ＳｉＮ等の無機物によって構成されてもよい。例えばまずプラズマＣＶＤ法やスパッタ法等の公知の方法によって０．１〜０．２μｍ厚の無機絶縁材料から成る薄膜を基板上に形成し、さらにフォトグラフィーによって所定の位置に貫通孔７を形成する。これによって無機物から成る絶縁膜６が形成される。

（隔壁形成工程）
隔壁３は、有機物、または無機物によって構成され、フォトリソグラフィーによって容易に形成できることから、感光性樹脂によって構成されることが好ましい。まず絶縁膜６が形成された基板上に、フォトレジストを塗布することによってフォトレジスト層を成膜する。さらにマスクを介して所定の領域を露光し、さらに現像することによって、複数の隔壁３を形成する。この際、溝部８が形成される領域を同時に除去することによって、溝部８も同一の工程にて形成することができる。なお絶縁膜６を設けない場合には、隔壁間４において陽極４が露出することになる。

フォトレジストとしては、具体的にはポリイミド系、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系の各感光性樹脂を適宜用いることができる。これらのなかでも耐久性の高いポリイミド系の樹脂が好適に用いられる。フォトレジストの塗布は、スピンコーター、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター、スリットコーター等を用いたコーティング法によって行うことができる。なお有機ＥＬ素子の表示品位を上げるために、光遮光性を示す材料をフォトレジストに含有させてもよい。

隔壁３の主たる役割は、隔壁３で仕切られた隣接する画素間の絶縁を図るとともに、隔壁３で仕切られた隣接する画素間の混色を防止する点にある。他方、絶縁膜６の主たる役割は、隔壁３の長手方向（行方向Ｘ）に沿って配置される画素間の絶縁を図る点にあり、絶縁膜６には、隔壁３で仕切られた隣接する画素間の混色を防止する機能を有さない。したがって絶縁膜６の厚み方向Ｚの高さは、隔壁３の厚み方向Ｚの高さほど高くする必要がなく、電気絶縁を確保できる程度に設定される。また隔壁３の厚み方向Ｚの高さは、後述するインキを塗布する際に、塗布されたインキが隔壁を越えて溢れ出ない程度に設定される。かかる基準から隔壁３の厚み方向Ｚの高さは０．１μｍ以上に設定することが好ましく、２〜３μｍに設定することがさらに好ましい。また、絶縁膜６の厚み方向Ｚの高さは０．１〜０．２μｍに設定することが好ましい。

また隔壁３の行方向Ｘの幅Ｌ１は、通常５μｍ〜５０μｍであり、好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。また溝部８の行方向Ｘの幅Ｌ２は、後述するインキを供給する過程において、溝部８に流入するインキを収容可能な値に設定され、通常１μｍ〜３０μｍであり、好ましくは５μｍ〜３０μｍであり、さらに好ましくは５μｍ〜２０μｍである。

隔壁３の表面は、供給されるインキに対して撥液性を示す方が好ましく、一方の電極（陽極）よりも撥液性を示す方が好ましい。なお、以下の説明では、陽極５を基準にして、インキに対して陽極５と同程度の親液性を示す場合には親液性を示すと記載し、陽極５よりも撥液性を示す場合には撥液性を示すと記載する。例えば隔壁３の表面が親液性を示す場合、隔壁間４に供給されたインキが隔壁３の基板側の面に対向する面（以下、上面という場合がある）に塗れ広がり、隣接する隔壁間４に流れ込みやすくなるが、隔壁３の表面が撥液性を示す場合には、隔壁３の上面でインキがはじかれるので、隔壁間４に供給されるインキが隣接する隔壁間４に流れ込むことを防ぐことができる。

隔壁３の表面に撥液性を付与する方法の１つにプラズマ処理などの表面処理が挙げられ、例えば隔壁表面の有機材料の官能基をフッ素で置換することにより表面を改質する方法を挙げることができる。具体的には、真空プラズマ装置を用いてＣＦ₄ガスをプラズマ化し、隔壁表面をプラズマ処理することによって、隔壁表面に撥液性を付与することができる。なおＣＦ₄ガスを用いたプラズマ処理では、有機物を含む部材に撥液性が付与されるので、無機物から成る陽極５は、プラズマ処理をしても撥液性を示さない。したがって、電極上には容易にインキが塗布される。このように隔壁３に撥液性を付与する処理を行うことによって、隔壁３内に供給されたインキが溢れ出して隣接する隔壁間に流入することを防ぐことができる。

ＣＦ₄ガスを用いたプラズマ処理を行うと、有機物からなる部材に撥液性が付与され、無機物からなる部材には撥液性が付与されないので、絶縁膜６が無機物から成る場合、絶縁膜６は親液性を示し、絶縁膜６が有機物から成る場合、撥液性を示す。このようにＣＦ₄ガスを用いたプラズマ処理は、有機物からなる部材のみに選択的に撥液性を付与することができるので好ましい。

前述したように絶縁膜６をポリイミドなどによって形成した場合、隔壁３と絶縁膜６との両方が撥液性を示す。例えばアクティブマトリクス型の発光装置の場合、絶縁膜６上に配線などの構造物が形成される。この構造物は、厚み方向Ｚの高さが通常０．１μｍ〜２μｍである。絶縁膜６上に構造物が設けられ、かつ絶縁膜６が親液性を示す場合、隔壁間４にインキを供給すると、構造物にインキが引っ張られた状態で乾燥するので、貫通孔７の周縁部の膜厚が中央部に比べて厚い有機層が形成される傾向にあるが、撥液性を示す絶縁膜６を形成することによって、絶縁膜６上に構造物が設けられたとしても絶縁膜６にインキがはじかれるので、構造物に関係なく均一な膜厚の有機層を形成することができる。

なお、隔壁３の表面に撥液性を付与するために、隔壁を形成する際に用いる感光性材料に撥液性物質を加えてもよく、隔壁３を形成した後に、その表面に撥液性成分を含む塗布液を塗布してもよく、また撥液性成分を気化させて隔壁表面に堆積させてもよい。隔壁３の表面は、有機ＥＬ素子の各層を形成する際に用いられる全てのインキに対して撥液性を示すことが好ましい。

前記感光性材料に添加する撥液性物質には、例えばシリコーン系化合物またはフッ素含有化合物が用いられる。これらの撥液性物質は、後述の発光層、および正孔輸送層などの材料を含むインキに対して撥液性を示すので、好適に用いることができる。

（正孔注入層および正孔輸送層の形成工程）
隔壁形成後、必要に応じて、前述の正孔注入層および正孔輸送層などを形成する。正孔注入層および正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子材料では、高分子バインダーとの混合溶液からの成膜方法が例示され、高分子材料では、溶液からの成膜方法が例示される。すなわち正孔注入層または正孔輸送層の材料を含むインキを塗布法で塗布し、さらに乾燥させることによって正孔注入層または正孔輸送層が形成される。

上記混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が強くないものが好適に用いられる。かかる高分子バインダーとしては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン等が例示される。

溶液からの成膜に用いるインキの溶媒としては、前述の正孔注入層または正孔輸送層の材料を溶解または分散可能なものであれば特に制限はない。かかる溶媒としては、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒、水などが例示される。

溶液からの成膜方法としては、凸版印刷法を用いることが好ましく、中でもフレキソ印刷法が好適である。図３は、溶液から正孔注入層または正孔輸送層を成膜する工程を模式的に示す図である。凸版印刷版２０は、隔壁３と基板２とにより形成される凹部９の配置に対応するように配置された複数の凸部２１を有する。したがって複数の凸部２１は、略平行に相対して配設されている。凸版印印刷版２０は、版胴と、該版胴の表面に巻き付けて固定される印刷版とを含んで構成され、軸芯が水平方向に一致するように配置される。印刷版１２は、例えばフレキソ版であり、感光性材料（例えば、紫外線硬化樹脂）等の柔軟な材料で構成される。また凸版印刷版２０は、複数の凸部２１がそれぞれ周方向に延びて設けられる。

まず隔壁３の長手方向が塗布方向に一致するように基板２を配置し、さらに正孔注入層または正孔輸送層の材料を含むインキを凸版印刷版２０の凸部２１に付着させる。次に、凸版印刷版２０を回転させつつ、凸版印刷版２０を基板２に押し当てながら、基板２を印刷方向とは逆向きに搬送することによって、凸部２１に付着したインキを凹部９に供給する。凹部９に供給されたインキを乾燥させ、溶媒を除去することにより正孔注入層または正孔輸送層を形成することができる。なお正孔注入層または正孔輸送層が有機層である場合、凸版印刷版２０を用いた以上の工程が有機層形成工程に対応する。

インキにおける正孔注入層または正孔輸送層の材料の割合は、通常０．１重量％〜１０重量％であり、好ましくは１重量％〜５重量％である。

なお、複数本の凸部２１が、それぞれ凸版印刷版の軸線方向に延びて形成され、周方向に互いに所定の間隔をあけて設けられた凸版印刷版を用いて、正孔注入層および正孔輸送層を形成してもよい。

（発光層形成工程）
次に発光層を形成する。なお正孔注入層および正孔輸送層が設けられない場合には、発光層が陽極に接して形成される。発光層は、前述と同様の凸版印刷版を用いて、発光層の材料を含むインキを凹部９に供給することによって形成される。溶液からの成膜に用いる溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等の単独またはこれらの混合溶剤が挙げられる。これらの中でも、発光材料を良好に溶解することができるので、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族有機溶剤が好ましい。インキの供給は、図３に示す前述と同様の方法によって行うことができる。インキにおける発光層の材料の割合は、通常０．１重量％〜１０重量％であり、好ましくは１重量％〜５重量％である。発光層は、有機物を含む有機層であり、この発光層を形成する工程が有機層形成工程に相当する。

カラー表示用の発光装置では、赤色、緑色、青色の光をそれぞれ発光する発光層（Ｒ発光層、Ｇ発光層、Ｂ発光層）をそれぞれ行方向Ｘに順に設ける必要がある。具体的は行方向ＸにＲ発光層、Ｇ発光層、Ｂ発光層の順で配列される３列の発光層を繰り返し単位として、該繰り返し単位が行方向Ｘに順次繰り返されて配列される。例えば赤色、緑色、青色の光をそれぞれ発光する発光材料を含む３種類のインキ（以下、Ｒインキ、Ｇインキ、Ｂインキという場合がある）を塗り分けて塗布する場合には、例えばまずＲインキを２列の間隔をあけて塗布し、次にＧインキを２列の間隔をあけて塗布し、さらにＢインキを２列の間隔をあけて塗布する。すなわち隣接する凹部９には、異なる種類のインキが供給される。

なお、有機発光インキには、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。

（電子注入層および電子輸送層形成工程）
上記発光層の形成後、必要に応じて、電子輸送層および電子注入層などを形成する。電子輸送層の場合、特に制限はないが、低分子電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、または溶液もしくは溶融状態からの成膜方法が例示され、高分子電子輸送材料では、溶液または溶融状態からの成膜方法が例示される。溶液または溶融状態からの成膜時には、高分子バインダーを併用してもよい。溶液から電子輸送層を成膜する方法としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する方法と同様の成膜法を用いることができる。溶液から成膜する場合には、前述した発光層を形成する方法と同様に、凸版印刷法を用いることが好ましい。

また、電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等を用いて形成される。
（陰極形成工程）
陰極は、前述した陰極のいずれかの材料を用い、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、および金属薄膜を圧着するラミネート法などにより形成する。

有機層形成工程では、インキにおける有機層の材料の割合が低く、したがって有機層の体積に比して多量のインキが凹部９に供給されるので、凹部９からインキが溢れ出すおそれがある。しかしながらたとえ凹部９からインキが溢れ出したとしても、溢れ出たインキは、隔壁３に穿設された溝部８に流れ込むので、隣接する凹部９にインキが流れ込むことを防ぐことができる。このように隣接する凹部９からインキの流入を防ぐことができるので、所期の膜厚の有機層を形成することができる。なお、有機層の材料とは、インキを塗布した後に有機層となるものを意味し、インキは、有機層の材料と、この有機層の材料を溶解する溶媒とを含んで構成される。

また隣接する凹部９に異なる種類のインキを供給する場合であっても、隣接する凹部９からのインキの流入を防ぐことができるので、混色の発生を防ぐことができる。溝部８を設けることによって混色を避けることができるので、凸版印刷版２０と基板３との位置合わせを従来のように高精度に行う必要がなくなり、効率的にインキを供給することができる。

また隔壁間４の容量よりも多い量のインキが凹部９に供給されたとしても、隔壁３が撥液性を示すので、隔壁間４にインキが保持されるように隔壁３の上面で該インキがはじかれる。これによってインキが隣接する凹部９に流出することを防ぐことができる。

また隔壁３が親液性を示す場合には、凹部９に供給されたインキが隔壁３に引き付けられつつ乾燥するので、隔壁３付近の有機層の膜厚が中央部に比べて厚くなるが、本実施の形態では、凹部９に供給されたインキが、撥液性を示す隔壁３にはじかれつつ乾燥するので、膜厚が均一な有機層を成膜することができる。

また本実施の形態の発光装置は、隔壁３に溝部９が穿設されているので、前述した凸版印刷板２０を用いて有機層を形成するのに適した構造を有している。

表示装置は、以上説明した発光装置を備え、この発光装置を駆動する駆動装置をさらに備える。例えば駆動装置が、一方の電極と他方の電極とにそれぞれ選択的に電圧を印加することによって、所定の有機ＥＬ素子を選択的に発光させることができ、これによって所定の画像情報を表示させることができる。

なお、以上ではパッシブマトリクス型の発光装置の説明をしたが、例えばＴＦＴ基板を用いてアクティブマトリクス型の発光装置を構成してもよく、このようなアクティブマトリクス型の発光装置を用いて表示装置を構成してもよい。

本発明の実施の一形態の表示装置に用いられる基板を示す平面図である。 図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た基板の断面図である。 溶液から正孔注入層または正孔輸送層を成膜する工程を模式的に示す図である。

符号の説明

２ 基板
３ 隔壁
４ 隔壁間
５ 一方の電極
６ 絶縁膜
７ 貫通孔
８ 溝部
９ 凹部
２０ 凸版印刷版
２１ 凸部

Claims (6)

1. 一対の電極と、該電極間に位置する有機層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
   前記有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される基板には、複数の隔壁が略平行に相対して配置され、該隔壁の基板側の面に対向する面には、該隔壁の長手方向に沿って溝部が穿設されており、
   前記隔壁と前記基板とによって形成される凹部に対応するように、複数の凸部が略平行に相対して配設されてなる凸版印刷版を用いて、前記有機層の材料を含むインキを前記凹部に供給することによって前記有機層を形成する工程を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
2. 前記溝部が、隔壁を貫通して穿設されていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
3. 基板の厚み方向および前記長手方向に垂直な方向の前記溝部の幅が、５μｍ〜３０μｍであることを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置。
4. 前記隔壁の高さが０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
5. 基板と、
   該基板上に、略平行に相対して載置される複数の隔壁と、
   前記基板上に設けられる一対の電極、および該電極間に位置する有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子とを含み、
   前記有機層が、前記隔壁間に形成されて成り、
   前記隔壁の基板側の面に対向する面には、該隔壁の長手方向に沿って溝部が穿設されていることを特徴とする発光装置。
6. 請求項５に記載の発光装置を備える表示装置。

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