JPH11329726A

JPH11329726A - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JPH11329726A
Application number: JP10139399A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ban; 和夫伴; Takashi Ogura; 隆小倉
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1998-05-21
Publication date: 1999-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】低消費電力で発光効率の高い有機ＥＬ発光
素子を得る。【解決手段】有機ＥＬ材料から構成されるＥＬ発光素
子部とＥＬ発光素子部からの光を吸収して蛍光を発光す
る蛍光層を積層方向に配置した有機ＥＬ素子において、
該蛍光層の側面上に反射膜を設けることにより高い蛍光
が取り出せる有機ＥＬ素子を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源、ディスプレ
イなどに用いられる、有機ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報社会が進展する中、薄型、軽
量、低消費電力なディスプレイに対する要望が高まって
いる。特に、自発光で高輝度、高発光効率な特性を持つ
有機ＥＬについては、薄型、軽量、広視野角な理想的な
平面ディスプレイが実現できる有力な候補として注目を
集めている。また、薄型で多種、多様な色を発光できる
ことから、平面光源の侯補として注目を集めている。

【０００３】マルチカラー又はフルカラーディスプレイ
を実現する方法としては、デバイス構成、作製プロセス
の簡便なこと、光の利用効率の良好なことから、特開平
３−１５２８９７号公報に記載されている如く青色また
は紫外光を発光する材料を発光層に用いて、蛍光層と組
み合わせることにより多色化を行う方法での開発が精力
的に行われてきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、図１
５に示すように有機ＥＬ発光部１から発光される光を吸
収した蛍光層４，４’，４”からは、蛍光が等方的に発
光される。このため、従来の構成でディスプレイを作製
した場合、蛍光層から発光される光で蛍光層の側面へ入
射する成分（図１５中矢印Ａ部分）はほとんど蛍光層か
ら平坦化膜１９へ通り抜けるため、基板３を通って出て
くる光は少なくなり、ディスプレイとして十分な輝度が
得られないという問題があった。また、輝度を得ようと
すると発光部に多くの電流を流すことが必要となり、消
費電力が大きくなり、その結果ディスプレイとしての発
光効率が低いという課題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明はなされたもので、その特徴は蛍光層の側面に
反射性を持たせた構成にすることにより、蛍光層内で発
光する蛍光を効率よく取り出せるようにしたことであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】［実施形態１］以下に、本発明の
実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本
発明の有機ＥＬディスプレイの該略図であり、ＥＬ発光
素子部１とＥＬ発光素子部から発光された光を吸収して
蛍光を発光する蛍光素子部２からなる。

【０００７】この図面において、蛍光層４，４’、４”
はその側面が、基板に対し一定の傾きθを持つように形
成されており、その側面に反射膜５が形成された構成で
あり、この傾斜を持った蛍光層側面に反射膜５を形成
し、従来蛍光層側面へ入射されて蛍光を、この反射膜５
で基板３方向へ反射させることにより、基板３から取り
出す蛍光強度を増大させようとするものである。

【０００８】ここでθは、蛍光層の膜厚及び蛍光層を形
成する時の条件により決まる量である。後で説明するよ
うに通常蛍光層は、フォトマスクを介して紫外線照射に
より形成される。この条件としては蛍光層とフォトマス
クの距離及び紫外線照射量に負う。θの値としては、あ
まり小さくなると、蛍光層間を広い幅にする必要が生
じ、高精細化に対応できなくなる。また、あまり大きく
なると蛍光層側面に入射する蛍光を効率よく基板側に反
射できなくなる。これらのことにより、通常３０〜８０
゜が好ましい。

【０００９】蛍光層４は蛍光色素を樹脂中に分散もしく
は固溶状態での構成であり、単一の色素でも良く、複数
の色素を混合しても良い。蛍光色素材料としては、色素
レーザに用いられる色素又は蛍光マーカーに用いられる
蛍光染料、蛍光顔料等が私用でき、具体的な材料として
は特開平３−１５２８９７号公報に記載のものがあげら
れる。これら、樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂など熱可塑性の樹脂や紫外線硬化樹
脂、熱硬化性樹脂などが利用できる。蛍光層は１層又は
２層以上積層した構成であり、積層構造の場合各層の蛍
光色素及び樹脂材料は異なっていても良い。また、各層
に含まれる色素材料は単一又は複数の材料から構成され
て良いことは言うまでもない。蛍光層の厚みは通常５〜
５００ミクロンの間に形成される。

【００１０】反射膜については、後述するようにスパッ
タまたは蒸着法により反射膜を形成すればよく、膜厚は
材料にもよるが、５０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましい。反
射膜材料としては、例えばＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒやそ
の合金が使用できる。

【００１１】図１のＥＬ発光部１は、陽極である透明電
極８、有機多層膜１４、陰極である金属電極１３から構
成されており、図１には一例として、ストライプ状のパ
ターンに形成された複数の透明電極８の上に、有機多層
膜１４として、正孔注入層９、正孔輸送層１０、発光層
１１、電子輸送層１２が順次形成されており、その上に
金属電極１３が透明電極８のラインに直交するようなス
トライプ状のパターンに形成された構成を示している。
これら有機多層膜１４に用いられる材料としては、特開
平３−１５２８９７号公報、特開平５−７０７７３号公
報、特開平５−１９８３７７号公報、特開平５−２１４
３３２号公報、特開平６−１７２７５１号公報等に記載
されているものがあげられる。

【００１２】透明電極としては、通常液晶ディスプレイ
などで用いられている、ＩＴＯなどが使用できる。透明
電極の膜厚は、１００ｎｍ〜５００ｎｍに形成される。
有機多層膜については、上記の構成に限るものではな
く、他に正孔輸送層／発光層、正孔輸送層／発光層／電
子輸送層、正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送
層／電子注入層などの構成でも良く、更には発光層だけ
の単層でも良い。各層は、通常膜厚が５ｎｍ〜１００ｎ
ｍになるように形成される。電極材料としては、Ａｌ、
Ｍｇ、Ａｇ、ＭｇとＡｇ、ＡｌとＬｉ、ＬｉとＦの合金
など仕事関数の小さい金属が使用でき、通常５ｎｍ〜５
００ｎｍに形成される。また、電極層は例えば、Ｍｇと
Ａｇの合金膜の上にＡｌ膜を形成したような多層膜であ
っても良い。

【００１３】図１に示した構成を実現するプロセスを以
下に詳細に説明する。（プロセス１，蛍光層の形成）図９に示すように基板上
に蛍光色素を分散させたもしくは固溶させた紫外線硬化
樹脂溶液をスピンコート法などにより塗布して均一な膜
１４を形成する。次に、ストライプ状のパターンが形成
されたフォトマスク１５を介して紫外線１８を照射し、
この樹脂を硬化させた後、未露光部（未硬化の部分）を
現像により取り除く。この紫外線照射の時、フォトマス
クに形成された紫外線が透過する透明部での回折効果に
より紫外線はフォトマスクのマスク部へもしみ出すた
め、透明部の両側のマスクされている樹脂も紫外線によ
り感光されて、現像後の蛍光樹脂層の形状は、その側面
が基板に対しある一定の傾きθを持つようになる。

【００１４】（プロセス２，反射層の形成）図１０で
は、蛍光層４の表面に、ポジ型のフォトレジスト膜１６
を形成し、反射膜を形成する幅に対応したストライプ状
のパターンの形成されたフォトマスク１７を介して、紫
外光１８を照射し、現像、ベーク後、反射膜を形成する
領域のレジスト除去部分に、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ
などの金属膜５をスパッタまたは蒸着により形成し、レ
ジストを除去すると蛍光層側面に反射膜が形成された構
成が得られる。上記以外にストライプ状の穴が形成され
たメタルマスクを蛍光層の表面に密着させて、Ａｌ，Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｐｔなどの反射性の金属をスパッタまたは蒸
着等により形成しても良い。

【００１５】（プロセス３、平坦化膜の形成）次に、蛍
光層表面にスピンコート法又はディップ法により平坦化
膜を数ミクロン〜数十ミクロンの厚みに形成し、熱又は
紫外線により硬化させる。平坦化膜用材料としては、液
晶ディスプレイでカラーフィルタ表面に形成される材料
が適用できる。一般的に蛍光層が厚い場合は、上記材料
では蛍光層の凹凸を低減できないため、たとえば５０ｃ
ｐ以上の高粘度の透明樹脂（例えば、ポリカーボネート
樹脂、ポリマチルメタクリレート樹脂）を用いることが
好ましい。高粘度の透明樹脂を用いて形成した膜の上
に、更に上記平坦化膜を形成しても良い（図１の６、
７）。

【００１６】（プロセス４，ＥＬ発光部の形成）プロセ
ス３で形成した平坦化膜表面に、透明電極膜（例えば、
ＩＴＯ）をスパッタ又は蒸着により形成し、フォトリソ
プロセスにより、蛍光層の形成するストライプ上に透明
電極（図１中の８）が形成される。その後、正孔注入層
９、正孔輸送層１０、発光層１１、電子輸送層１２を順
次蒸着により形成し、ストライプ状の開口部が形成され
た金属マスクを用いて、透明電極に直交するように金属
電極１３が形成され、図１に示す構成の有機ＥＬ素子が
得られる。

【００１７】次に本発明の具体的な実施対応を実施例に
より示すが、これにより本発明がなんら限定されるもの
ではない。

【００１８】（実施例１）図１に示す構成のデバイスを
上記のプロセスに従って作製し、発光特制を測定した。
まず、ガラス基板上（図１中の３）に、クマリン６を分
散させたネガ型レジスト（ＢＰＲ系、日本合成ゴム社
製）をスピンコート法により塗布し、厚さ４０ミクロン
の蛍光樹脂膜を形成した。その後、幅１．５ｍｍ、ピッ
チ２．１ｍｍのストライプ状のパターンを形成したフォ
トマスクを介して紫外光を照射し、現像後、約１００℃
でベークし、上面の幅が１．５ｍｍ、下面の幅が１．６
ｍｍの断面形状が台形である複数の蛍光層図１中の４、
４’、４”を得た（プロセス１、図９参照）。次に、蛍
光層表面にポジ型のレジスト（マイクロポジット、シプ
レイファーイースト社製）をスピンコート法により膜厚
約３００ｎｍに塗布し約９０℃でベークを行い、幅０．
０５ｍｍのストライプ状のパターンを形成したフォトマ
スクを介して紫外光を照射し、蛍光層側面のレジストを
除去し、約９０℃でベークを行った。Ａｌを厚み約２０
０ｎｍに蒸着により形成し、アセトンにより上記ポジ型
レジスト及びレジスト上のＡｌ膜を同時に除去し、蛍光
層側面に反射膜（図１中の５）が形成された構成を得た
（プロセス２、図１０参照）。

【００１９】その後、蛍光層表面に蛍光層形成に用いた
レジストをスピンコート法により約３０ミクロンの厚さ
に塗布し、紫外光を全面に照射して硬化させた後（図１
中の６の形成）、平坦化用樹脂溶液をスピンコート法に
より約５ミクロンの厚さに塗布し、紫外光を全面に照射
して硬化させた（図１中の７の形成）。平坦化膜の表面
にＩＴＯ膜を約２００ｎｍ形成し、その表面にポジ型の
レジストをスピンコート法により膜厚約３００ｎｍに塗
布し約９０℃でベークを行い、幅１．３ｍｍ、ピッチ
２．１ｍｍのストライプ状のパターンを形成したフォト
マスクを介して紫外光を照射し、蛍光層側面及び蛍光層
間の上に位置するレジストを除去し、約９０℃でベーク
を行い、塩酸及び塩化第２鉄の混合水溶液によりＩＴＯ
膜を除去し、アセトンにより残留レジストを除去し、ス
トライプ状のパターンのＩＴＯ膜（図１中の８）を形成
した。この上に銅フタロシアニン、４，４’ビス［Ｎ−
（１−ブチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（以
下ＮＰＢと略す）、ビス（２−メチル−８−キノリラー
ト）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム（以下
ＢＡｌｑと略す）、トリス［８−ヒドロキシキノリナ
ト］アルミニウム（以下Ａｌｑと略す）（図１中の９、
１０、１１、１２）をこの順に、各々の膜厚３８ｎｍ、
３８ｎｍ、３０ｎｍ、３０ｎｍで、蒸着法により形成し
た。

【００２０】次に、幅１．３ｍｍ、ピッチ２．１ｍｍの
ストライプ状の空孔パターンを形成した金属マスクを用
いて、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ａｌを各々２００ｎｍ、５００
ｎｍ厚みにＩＴＯのラインと直交するように陰極（図１
中の１３）を形成し、図１のような素子を得た。陽極と
陰極に直流電圧約１５ボルトを印加したところ、電流密
度が６ｍＡ／ｃｍ²で、１５０ｃｄ／ｍ²の輝度の緑色光
が得られた。

【００２１】（比較例）蛍光層側面、隣の蛍光層側面及
び蛍光層間に渡って反射膜を形成するという工程を省い
た以外は、実施例１と同様にして図１５に示すような素
子を作製した。この素子に、直流電圧約１５ボルトを印
加したところ、電流密度が６ｍＡ／ｃｍ²で、１００ｃ
ｄ／ｍ²の輝度の緑色光が得られた。

【００２２】実施例１及び比較例より、本発明の構成で
は、同じ電力を素子に投入した場合、従来の構成に比べ
輝度が５０％近く強くなったことが判明した。

【００２３】［実施形態２］図２を用いて本発明の他の
構成を説明する。この構成では、実施形態１で説明した
構成が蛍光層の側面だけに金属又は反射性の樹脂膜から
なる反射膜を形成しているのに対し、蛍光層の側面２０
と隣の蛍光層の側面２２及び蛍光層間２１に渡って反射
膜５が形成されている点が異なっており、蛍光層の厚
み、反射膜の構成については実施形態１と同じである。

【００２４】本発明の効果は、上記構成により蛍光層か
らＥＬ発光部からのＥＬ光を吸収して発光される蛍光の
うち蛍光層側面に入射する蛍光成分を反射膜で基板側へ
反射させて基板からの光取り出し効率を上げるという効
果以外に、その構成を実現するプロセスにおいて、蛍光
層の側面の幅が変化しても、反射膜が安定に形成できる
という効果がある。この効果を図１３を用いて以下に詳
細に説明する。

【００２５】通常、形成される蛍光層の形状は、蛍光層
の厚み、紫外線の照射量に依存して変わってくる。例え
ば、蛍光層に含まれる色素濃度の変化、環境温度の変化
により試料間に蛍光層の厚みの差が生じ、試料１（図１
３（ａ））では蛍光層の厚みがＤ₁、試料２（図１３
（ｂ））では蛍光層の厚みがＤ₂（Ｄ₁＞Ｄ₂）となった
場合、同じ幅Ｈの透過部を持つフォトマスクを介して紫
外線を照射した場合、現像、ベークしたあとの蛍光層の
パターンを見ると、蛍光層上面の幅はＨと同じである
が、蛍光層の側面の幅が試料間でＨ₂、Ｈ₃と異なってし
まう（Ｈ₂＞Ｈ₃）。両試料にレジストをコートし、例え
ば幅Ｈ₃に合わせたフォトマスクを介して紫外線を照射
し、反射膜を形成した場合、幅Ｈ₂の側面のものでは、
傾斜部に反射膜が形成されない部分が生じてしまうとい
う問題が生じる。これに対し、本発明の構成では蛍光層
の側面、隣の蛍光層の側面及び蛍光層間の領域に渡って
反射膜が形成されるので、歩留まりが向上するという利
点がある。

【００２６】本発明に係る構成を実現するプロセスの一
例を以下に説明する。まず、実施形態１記載のプロセス
１を行う（図９）。次に、図１１に示すように、フォト
マスクに蛍光層上面のエッジと隣接する蛍光層上面のエ
ッジとの間隔に対応した幅を持つストライプ状のパター
ンの形成されたフォトマスク２３を用いて、紫外光を照
射し、現像、ベーク後、蛍光層側面、隣の蛍光層側面及
び蛍光層間に形成されたレジストを除去する。その後、
実施形態１記載のプロセス３，４を実施すれば、図２に
示すような本発明の構成が得られる。

【００２７】（実施例２）図２に示す構成の素子を上記
のプロセスに従って作製し、発光特性を測定した。ま
ず、ガラス基板上（図２中の３）に、クマリン６を分散
させたネガ型レジストをスピンコート法により塗布し、
厚さ４０ミクロンの蛍光樹脂膜を形成した。その後、幅
１．５ｍｍ、ピッチ２．１ｍｍのストライプ状のパター
ンを形成したフォトマスクを介して紫外光を照射し、現
像後、約１００℃でベークし、上面の幅が１．５ｍｍ、
下面の幅が１．６ｍｍの断面形状が台形である複数の蛍
光層（図２中の４、４’、４”）を得た（以上プロセス
１、図９参照）。次に、蛍光層表面にポジ型のレジスト
をスピンコート法により膜厚約３００ｎｍに塗布し約９
０℃でベークを行い、幅０．６ｍｍ、ピッチ２．１ｍｍ
のストライプ状のパターンを形成したフォトマスクを介
して紫外光を照射し、蛍光層側面（図２中の２０）及び
蛍光層間（図２中の２１）のレジストを除去し、約９０
℃でベークを行った。Ａｌを厚み約２００ｎｍに蒸着に
より形成し、アセトンによりレジスト及びレジスト上の
Ａｌ膜を除去し、蛍光層側面、隣の蛍光層側面及び蛍光
層間にＡｌ反射膜（図２中の５）を形成した（以上図１
１に示すプロセス）。

【００２８】その後、蛍光層表面に蛍光層形成に用いた
レジストをスピンコート法により約３０ミクロンの厚さ
に塗布し、紫外光を全面に照射して硬化させた後（図２
中の６の形成）、平坦化用樹脂をスピンコート法により
約１０ミクロンの厚さに塗布し、紫外光を全面に照射し
て硬化させた（図２中の７の形成）。平坦化膜の表面に
ＩＴＯ膜を約２００ｎｍ形成し、その表面にジ型のレジ
ストをスピンコート法により膜厚約３００ｎｍに塗布し
約９０℃でベークを行い、幅１．３ｍｍ、ピッチ２．１
ｍｍのストライプ状のパターンを形成したフォトマスク
を介して紫外光を照射し、蛍光層側面及び蛍光層間の上
に位置するレジストを除去し、約９０℃でベークを行
い、塩酸及び塩化第２鉄の混合水溶液によりＩＴＯ膜を
除去し、アセトンにより残留レジストを除去し、ストラ
イプ状のパターンのＩＴＯ膜（図２中の８）を形成し
た。この上に銅フタロシアニン、ＮＰＢ、ＢＡｌｑ、Ａ
ｌｑ（図２中の９、１０、１１、１２）をこの順に、各
々の膜厚３８ｎｍ、３８ｎｍ、３０ｎｍ、３０ｎｍで、
蒸着法により形成した。

【００２９】次に、幅１．３ｍｍ、ピッチ２．１ｍｍの
ストライプ状の空孔パターンを形成した金属マスクを用
いて、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ａｌを各々２００ｎｍ、５００
ｎｍ厚みにＩＴＯのラインと直交するように陰極（図２
中の１３）を形成し、図２のような素子を得た。陽極と
陰極に直流電圧約１５ボルトを印加したところ、電流密
度が６ｍＡ／ｃｍ²で、１５０ｃｄ／ｍ²の輝度の緑色光
が得られた。

【００３０】実施例２及び前述の比較例（図１５に示す
従来構成の素子）より、本発明の構成では、同じ電力を
素子に投入した場合、従来の構成に比べ輝度が大きくな
ることが分かる。

【００３１】［実施形態３］本発明に係る他の実施の形
態を説明する。この構成は、図１及び図２中の反射膜５
として、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒやその合金などの反射
性の金属粉または金属粒子を含有した樹脂から成る反射
性の樹脂膜を形成した構成である。この樹脂膜は反射性
を持てば良く、たとえば金属光沢のある導伝性高分子及
び他の高分子と混合させた樹脂などを用いても良く、白
色顔料（酸化亜鉛）を樹脂中に分散させても良い。この
構成では、従来のような真空技術を用いないため、プロ
セスが簡便になるという利点がある。樹脂としては、ア
クリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂など熱可塑性の樹
脂、紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂などが利用できる
が、蛍光層の側面にのみ形成するために通常形成方法と
してフォトリソグラフィー法を用いるため、紫外線硬化
樹脂（例えばネガ型のレジスト）又は熱硬化樹脂を使う
ことが好ましい。紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂など３
次元架橋を形成する樹脂を使用することが好ましい。反
射性の樹脂膜は、０．３ミクロン〜５ミクロンの厚さに
形成される。

【００３２】本発明に係る構成を実現するためのプロセ
スの一例を説明すると、実施形態１に記載したプロセス
１を行った後、蛍光層表面に反射性樹脂をスピンコート
などで塗布し、蛍光層側面の幅に対応したパターンが形
成されたフォトマスクを介して紫外光を照射し、現像、
ベークを行う。その後、実施形態１に記載のプロセス
３、４を行えば本発明にかかる構成のものが得られる。

【００３３】［実施形態４］本発明に係る他の実施の形
態を説明する。この構成を図３を用いて説明すると、反
射性の金属粉または金属粒子を含有した樹脂などから成
る樹脂層２４を蛍光層間に設けた構成である。反射性の
樹脂としては、金属光沢のある導伝性高分子や他の高分
子との混合樹脂でも良く、白色の金属酸化物微粒子を樹
脂中に分散させても良い。この構成を用いると、蛍光層
のＥＬ発光部１からのＥＬ光を吸収して発光される蛍光
のうち蛍光層側面に入射する蛍光成分を反射膜で基板側
へ反射させて基板からの光取り出し効率を上げるという
効果以外に、ＥＬ発光部を形成したときの陰極１３の断
線を防止し、素子全体の作製プロセス数を減らすことが
できるという効果がある。この効果を以下に詳細に説明
する。

【００３４】実施形態１のプロセス３でも説明したよう
に、ＥＬ発光部を形成する前に蛍光層の上に蛍光層の凹
凸の段差を小さくするため平坦化膜を形成する必要があ
るが、その目的はＥＬ発光部１の電極１３が断線しない
ようにすることもある。しかし、蛍光層が厚くなると蛍
光層間の段差が平坦化膜で小さくできず、蛍光層間上で
電極の断線が起こる可能性が生じる。上記のように反射
性の樹脂層２４を蛍光層間に形成すると、蛍光層間の段
差が小さくなり、断線の懸念がなくなる。また、場合に
よっては、この平坦化膜を省くことが可能となり、工程
数が減るためコスト的にも有利である。

【００３５】反射性の樹脂層は、例えば、Ａｌ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｃｒやその合金などの金属粉又は金属粒子もしく
は、白色顔料を樹脂に分散させて得ることができる。樹
脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂など
熱可塑性の樹脂、紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂などが
利用できるが、実施形態３で使用した反射性の樹脂より
も高粘度にすることが好ましい。また、本発明の構成を
実現する手段として、パターン化された反射性の樹脂層
は、印刷法によっても形成できるが、高精細化を行うに
は通常フォトリソグラシー法を用いることが多いため、
樹脂としては紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂など３次元
架橋を形成する樹脂を使用することが好ましい。

【００３６】本発明を実現するプロセスの一例として
は、実施形態１記載のプロセス１（図９）を行った後、
図１２に示すように蛍光層表面に反射性の樹脂をスピン
コートなどで塗布し、蛍光層上面間の幅に対応したパタ
ーンが形成されたフォトマスク（図１２中のフォトマス
ク２３）又は、蛍光層側面の幅に対応したパターンが形
成されたフォトマスク（図１０中のフォトマスク１７）
を介して紫外光を照射し、現像、ベークを行い、実施形
態１記載のプロセス３、４を実施すれば、図に示すよう
な本発明にかかる構成のものが得られる。

【００３７】上記プロセスにおいて、反射性の樹脂膜に
フォトマスクを介して紫外線を照射するとき、基板側よ
り全面照射しても良く、その場合蛍光層がマスクの代わ
りになることを利用して照射量を調整することで、図１
２に示すような構成が得られる。

【００３８】［実施形態５］図４及び５を用いて本発明
の他の実施の形態を以下に説明する。図４及び５に示す
構成は、蛍光層４、４’、４”と反射膜５の間に蛍光層
と屈折率の近い透明樹脂膜又は無機透明膜２５を設けた
構成である。樹脂としては、透明で蛍光層と屈折率が近
いものであれば良く、例えば、蛍光層を構成する樹脂を
低粘度にしたものでも良い。無機透明膜としては、透明
性の誘電体材料が適用できる。

【００３９】この構成の効果は、以下のようなものであ
る。蛍光層が厚くなった場合、蛍光層を紫外線により硬
化させる工程において、ガラス基板表面から反射される
紫外光とマスク表面から反射される紫外光との干渉によ
り、しばしば硬化後蛍光層側面に凹凸が形成される。こ
の凹凸のピッチは紫外光波長よりも小さくなるため、蛍
光層より発光された可視光波長の蛍光が、この凹凸によ
り乱反射を起こし反射光が効率よく基板へ入射しない可
能性が生じる。本構成では、プロセス上、硬化工程での
紫外線露光の際、フォトマスクを用いずに全面に露光し
樹脂表面に干渉による凹凸が生じにくい。また、蛍光層
と反射膜の間に蛍光層と屈折率の近い透明膜を設けてお
り、蛍光層から発光される蛍光は主に、透明膜と反射膜
との界面で反射し、上記のように反射膜と樹脂膜の界面
がスムーズでり、反射光は効率よく基板側へ反射される
という利点がある。

【００４０】本発明を実現するプロセスの一例として
は、図９に示すプロセス（実施形態１記載のプロセス
１）と図１０及び図１１に示すプロセスの間に次の工程
を入れればよい。この工程では、蛍光層を構成する樹脂
と屈折率の近い透明樹脂膜を０．３ミクロン〜５ミクロ
ンの厚みにスピンコート法又はディップ法により形成
し、熱又は紫外線により硬化させる。樹脂材料は例えば
液晶ディスプレイなどで利用されている平坦化膜用の材
料が利用できる。その後、図１０及び図１１に示すプロ
セスと実施形態１に記載したプロセス３、４を実施すれ
ば、図４及び５に示すような本発明にかかる構成の素子
が得られる。

【００４１】［実施形態６］本発明の他の形態を以下に
説明する。この構成は、実施形態１から４の構成中蛍光
層間に黒色膜（いわゆるブラックマトリックス）を設け
たものである。一例として、図６、７は実施形態２の構
成で反射膜５と基板３との間に黒色膜２６を設けた構成
を示している。図６では基板３と反射膜６の間に黒色膜
２６を設けており、図７では黒色膜の表面に平坦化膜２
８を形成した構成である。黒色膜２６の幅Ｐは蛍光層上
面のエッジと隣の蛍光層の上面のエッジの幅Ｐ₁と蛍光
層の下面のエッジと隣の蛍光層のエッジとの幅Ｐ₂の間
であれば良い。ディスプレイにした場合、蛍光層の側面
の傾きが小さければ、この部分による外光の反射はあま
り気にならないので、黒色膜の幅はＰ₂でも良いが、傾
きが大きい場合には、黒色膜の幅はＰ₁の方が好まし
い。この構成では、基板から見た場合、外光による蛍光
層間に形成された反射膜又は反射性樹脂からの反射がな
くなるため、後述するようなディスプレイにした場合、
コントラストが良好になり表示品質が向上するという効
果がある。特に図２、３、５（実施形態２，３，４，５
に対応）に示す構成では、黒色膜を設けることで蛍光層
間からの外光の反射を防止できるのでコントラストの向
上が図れる。

【００４２】上記の例では、蛍光層がストライプ状に形
成されている場合について説明したが、蛍光層は、画素
に形成されていても良く、隣り合う蛍光層は、ＥＬ発光
部からの光を吸収して同じ色の蛍光を発光するものでも
良く、異なる色の蛍光を発光するものであっても良い。

【００４３】例えば、図７の有機多層膜１４のなかの発
光層材料として青色発光材料を用い、蛍光層４、４’、
４”として、ＥＬ発光部からの青色ＥＬ光を吸収して、
各々青色、赤色、緑色の蛍光を発光するような色素を含
有した蛍光層を形成すれば、フルカラーディスプレイが
実現できる。また、フルカラーディスプレイについて
は、上記構成に限定されるものでなく、青色の蛍光を発
光する蛍光層の替わりに青色のカラーフィルタ層を用い
ても良く、色純度を良くするために、図８に示すように
カラーフィルタ２７を組み合わせても良い。

【００４４】上記の実施形態は、本発明を主にディスプ
レイに応用した場合を例に説明したが、本発明はそのま
ま平面光源としても応用できる。ライン状の光源を得る
場合、図１から図５において透明電極８に沿って切断す
ることで図１４に示すようなライン状の光源を得ること
ができる。図１４において、蛍光層の厚みを調整するこ
とで、ＥＬ発光素子部１からの発光の一部を基板３から
取り出すことができるので、結果としてＥＬ発光素子部
１からの発光色と蛍光層４からの発光色が混合した色調
の光を得ることができ、多様な色の光源を提供すること
ができる。本発明の光源ではＥＬ発光素子部１からの発
光量が同じである場合、基板から取り出せる蛍光量が、
従来の構成に比べ大きくできるため、ＥＬ発光に必要な
消費電力を小さくすることができ、低消費電力な光源を
提供することができる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１に記載した発明に係る構成で
は、蛍光層の側面が、基板に対しある傾きθを持つよう
に形成されており、その側面に反射膜が形成されている
ので、従来蛍光層で発光した蛍光の内、基板から取り出
せずに無駄になっていた蛍光層側面への入射成分を、こ
の反射膜で基板方向へ反射させることにより、基板から
取り出す蛍光強度を増大させる効果がある。

【００４６】請求項２に記載した発明の構成は、蛍光層
側面、隣接する蛍光層側面及び蛍光層間に渡って反射膜
が形成されているので、請求項１に記載した発明の効果
以外に、その構成を実現するプロセスにおいて、蛍光層
の側面の幅が変化しても、反射膜が安定に形成できると
いう効果がある。

【００４７】請求項３に記載した発明の構成は、反射膜
として樹脂中に反射性の金属粉や金属粒子又は白色の金
属酸化物微粒子を分散させたもの、金属光沢のある導電
性高分子や他の高分子と混合したような反射性の樹脂を
用いているので、請求項１又は２に記載した発明の効果
以外に、反射膜の形成に際して真空技術を用いないた
め、プロセスが簡便になるという効果がある。

【００４８】請求項４に記載した発明の構成は、蛍光層
間に上記のような反射性の樹脂層を形成しているので、
基板から取り出せる蛍光を増大できるという効果以外
に、真空技術を用いずに簡便なプロセスで構成を実現で
きるというプロセスの簡便性、更には蛍光層間の段差が
小さくなるので蛍光層間にまたがって形成される電極の
断線がなくなり信頼性の高いディスプレイを提供できる
効果がある。また、場合によっては、この平坦化膜を省
くことが可能となり、工程数が減るためコスト的にも有
利であるという効果もある。

【００４９】請求項５に記載した発明の構成は、蛍光層
と反射膜の間に蛍光層と屈折率の近い透明膜を設けてい
るので、反射膜表面がスムーズになり、反射光が効率よ
く基板へ入射し、蛍光の基板からの取り出し量を大きく
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１、３の有機ＥＬ素子の概略
部分断面図である。

【図２】本発明の実施形態２、３の有機ＥＬ素子の概略
部分断面図である。

【図３】本発明の実施形態４の有機ＥＬ素子の概略部分
断面図である。

【図４】本発明の実施形態４の有機ＥＬ素子の概略部分
断面図である。

【図５】本発明の実施形態５の有機ＥＬ素子の概略部分
断面図である。

【図６】本発明の実施形態６の有機ＥＬ素子の概略部分
断面図である。

【図７】本発明の実施形態６の有機ＥＬ素子の概略部分
断面図である。

【図８】本発明の構成によるフルカラー素子の１例を示
す概略部分断面図である。

【図９】本発明の有機ＥＬ素子の蛍光層を作製するプロ
セスを示す概略図である。

【図１０】本発明の実施形態１、３の有機ＥＬ素子の作
製プロセス中、反射膜を形成するプロセスを示す概略図
である。

【図１１】本発明の実施形態２、３の有機ＥＬ素子の作
製プロセス中、反射膜を形成するプロセスを示す概略図
である。

【図１２】本発明の実施形態４の有機ＥＬ素子の作製プ
ロセス中、反射性の樹脂層を形成するプロセスを示す概
略図である。

【図１３】本発明の実施形態２の有機ＥＬ素子の構成の
説明図である。

【図１４】本発明の有機ＥＬ素子の断面図である。

【図１５】従来の有機ＥＬ素子の断面図である。

【符号の説明】

１ＥＬ光発光部２蛍光層を含む部分３基板４、４’、４’ 蛍光層５反射膜６、７、１９平坦化膜８透明電極９正孔注入層１０正孔輸送層１１発光層１２電子輸送層１３金属電極１４有機多層膜１５、１７、２３フォトマスク１６レジスト１８紫外光２４反射性の樹脂層２５透明樹脂膜２６黒色膜２７カラーフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機ＥＬ材料から構成されるＥＬ発光素
子部とＥＬ発光素子部からの光を吸収して蛍光を発光す
る蛍光層を積層方向に配置した有機ＥＬ光素子におい
て、該蛍光層の側面上に反射膜を設けたことを特徴とす
る有機ＥＬ素子。
【請求項２】有機ＥＬ材料から構成されるＥＬ発光素
子部とＥＬ発光素子部からの光を吸収して蛍光を発光す
る複数の蛍光層を積層方向に配置し、該蛍光層が互いに
並列に配置された有機ＥＬ素子において、該蛍光層の側
面上、隣接する蛍光層の側面上及び蛍光層間に渡って反
射膜を設けたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項３】反射膜が、金属粉又は金属粒子もしくは
白色顔料を含む樹脂からなることを特徴とする請求項１
又は２記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】有機ＥＬ材料から構成されるＥＬ発光素
子部とＥＬ発光素子部からの光を吸収して蛍光を発光す
る複数の蛍光層を積層方向に配置し、該蛍光層が互いに
並列に配置された有機ＥＬ素子において、隣接する蛍光
層間に金属粉又は金属粒子もしくは、白色顔料を含む樹
脂膜を設けたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項５】蛍光層と反射膜の間に透明膜を設けたこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機
ＥＬ素子。