有機発光素子アレイ
【課題】隣接する副画素間における電流リークを抑制しつつ、駆動電圧が低く、良好な画質を呈する有機発光素子アレイを提供する。
【解決手段】基板１１上に、少なくとも下部電極１２と、電荷注入層（第一電荷注入層１３）と、上部電極１８と、をこの順で備える有機発光素子を有する副画素が複数個配置され、下部電極１２が電荷注入層１３と接しており、該電荷注入層が該副画素に共通形成され、該電荷注入層のうち隣接する副画素間に形成される部分の電気抵抗について下記式１の関係を満たすことを特徴とする、有機発光素子アレイ１。
【解決手段】基板１１上に、少なくとも下部電極１２と、電荷注入層（第一電荷注入層１３）と、上部電極１８と、をこの順で備える有機発光素子を有する副画素が複数個配置され、下部電極１２が電荷注入層１３と接しており、該電荷注入層が該副画素に共通形成され、該電荷注入層のうち隣接する副画素間に形成される部分の電気抵抗について下記式１の関係を満たすことを特徴とする、有機発光素子アレイ１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子を複数有する有機発光素子アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光素子に関しては、研究開発が精力的に進められており、単色や、青、赤等の色を加えたエリアカラータイプの有機発光素子アレイが製品化されている。現在は、フルカラー化へ向けた有機発光素子アレイの開発、製品化が活発化している。
【０００３】
有機発光素子アレイを構成する有機発光素子は、陽極と陰極との間に有機化合物からなる薄膜が設けられている電子素子である。また有機発光素子は、陽極と陰極からそれぞれホールと電子とを注入し、これらホールと電子とが再結合した際に発生するエネルギーを光として取り出す電子素子である。ここで有機発光素子は、電荷の注入特性を向上させることにより、駆動電圧の低減、発光効率の向上、安定性の向上等がもたらされることが知られている。
【０００４】
ここで有機発光素子の電荷注入特性の向上の手段として、既に、いくつかの具体案が提案されている。例えば特許文献１では、ホール注入特性を改善させる手法として、酸化バナジウム、酸化モリブテン、酸化ルビジウム等の金属酸化物とホール輸送材料との混合物からなる混合層をホール注入層として導入する技術が開示されている。また特許文献１では、導入した混合層の抵抗率が低いことも示されている。
【０００５】
一方で、電子輸送材料と、アルカリ金属、アルカリ金属塩又はアルカリ金属酸化物との混合物からなる混合層を電子注入層として導入することにより、駆動電圧を低減できることはよく知られている。特許文献２では、種々の金属電極から電子を注入することを可能にする技術として、取り扱いの容易な炭酸セシウムと電子輸送材料とを混合してなる混合層を電子注入層として導入する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０２４７９１号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで有機発光素子を複数組み込んで素子アレイを形成する場合、有機発光素子を駆動する形式は単純マトリクス型やＴＦＴ駆動型であるのが一般的である。
【０００８】
また有機発光素子を用いて多色或いはフルカラー表示を行う場合は、赤、緑、青等の発光を呈する有機発光素子をアレイ状に並べることで実現される。例えば、低分子蒸着型の有機発光素子であれば、蒸着マスクを用いて、発光層を画素毎に選択的に蒸着することで実現される。また、塗布型の有機発光素子であれば、発光層を印刷やインクジェット等で画素毎に選択的に塗り分けることで実現している。
【０００９】
一方で発光層以外の層は、生産性の向上や、生産コストの削減の観点から、有機発光素子を形成する副画素間で共通形成をすることが望ましい。しかし、特許文献１や特許文献２等で開示されている電荷注入層を副画素間で共通形成すると、その抵抗率の低さにより、隣接する副画素間で電流リークが生じることにより、所望の画素以外が発光し、画質が低下するという問題があった。
【００１０】
この問題は、発光層と同様に、マスク等を用いて副画素である領域に選択的に電荷注入層を形成することで回避することができる。しかし、電子注入ドーパントであるＣｓ化合物や、ホール注入ドーパントである酸化バナジウム、酸化モリブテン等は、昇華温度が高く、昇華させたときに生じる輻射熱の影響によりマスクが熱膨張してしまう。このため、マスク等を用いて電荷注入層を選択的に蒸着するのが困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、隣接する副画素間における電流リークを抑制しつつ、駆動電圧が低く、良好な画質を呈する有機発光素子アレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の有機発光素子アレイは、基板上に、少なくとも下部電極と、電荷注入層と、上部電極と、をこの順で備える有機発光素子を有する副画素が複数個配置され、
該下部電極が該電荷注入層と接しており、
該電荷注入層が該副画素に共通形成され、
該電荷注入層のうち隣接する副画素間に形成される部分の電気抵抗について下記式１の関係を満たすことを特徴とする。
【００１３】
【数１】
（式１において、ＲCILは、隣接する副画素間に形成される電荷注入層が有する電気抵抗を表す。Ｖmaxは、最大輝度時の駆動電圧を表す。Ｉmaxは、最大輝度時に副画素に流れる電流を表す。Ｖleakは、最大輝度時に副画素に流れる電流（Ｉmax）を流すのに必要な電圧を表す。Ｃは、得たいコントラストを表す。）
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、隣接する副画素間における電流リークを抑制しつつ、駆動電圧が低く、良好な画質を呈する有機発光素子アレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の有機発光素子アレイは、基板上に、少なくとも下部電極と、電荷注入層と、上部電極と、をこの順で備える有機発光素子を有する副画素が複数個配置されているものである。
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の有機発光素子アレイについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の有機発光素子アレイにおける一実施形態を示す断面概略図である。図１の有機発光素子アレイ１は、基材１１上に下部電極１２が副画素となる位置にパターン形成されている。また各下部電極１２間には、各下部電極１２をそれぞれ区画するための画素分離膜１９が形成されている。
【００１８】
下部電極１２及び画素分離膜１９の上方には、下部電極１２及び画素分離膜１９を覆うように第一電荷注入層１３が形成されている。この第一電荷注入層１３上には第一電荷輸送層１４が形成されている。この第一電荷輸送層１４上には、発光層１５が副画素となる位置にパターン形成されている。この発光層１５上には、発光層１５及び第一電荷輸送層１４を覆うように第二電荷輸送層１６が形成されている。この第二電荷輸送層１６上には、第二電荷注入層１７と、上部電極１８とが順次形成されている。
【００１９】
本発明の有機発光素子アレイは、少なくとも電荷注入層が各副画素に共通形成されるものである。ここで共通形成されるとは、各副画素に含まれる電荷注入層が共通する一層の薄膜で構成されていることをいう。また各副画素に共通形成される電荷注入層とは、例えば、図１の有機発光素子アレイにおいては第一電荷注入層１３を指すものである。尚、共通形成される層は電荷注入層に限定されるものではない。例えば、図１に示される有機発光素子アレイ１のように、発光層１５以外の層（第一電荷注入層１３、第一電荷輸送層１４、第二電荷輸送層１６及び第二電荷注入層１７）が各副画素に共通形成されていてもよい。また、本発明の有機発光素子アレイは、図１に示されるように下部電極１１が電荷注入層（第一電荷注入層１２）と接している。
【００２０】
以下に、各副画素に共通形成されている電荷注入層についてさらに詳しく説明する。
【００２１】
図１に示される、各副画素に共通形成されている電荷注入層（第一電荷注入層１３）は、層が形成されている位置により、副画素内に形成される領域と隣接する副画素間で形成される領域とに分けることができる。ここで隣接する副画素間に形成される部分における電気抵抗については、下記式１が成立する。
【００２２】
【数２】
【００２３】
式１において、ＲCILは、隣接する副画素間に形成される電荷注入層が有する電気抵抗を表す。
【００２４】
式１において、Ｖmaxは、最大輝度時の駆動電圧を表す。
【００２５】
式１において、Ｉmaxは、最大輝度時に副画素に流れる電流を表す。
【００２６】
式１において、Ｖleakは、最大輝度時に副画素に流れる電流（Ｉmax）を流すのに必要な電圧を表す。
【００２７】
式１において、Ｃは、得たいコントラストを表す。
【００２８】
式１で示されるパラメータは、電荷注入層（第一電荷注入層１３）の構成材料や層の膜厚に依存するものである。
【００２９】
式１の意義について図面を参照しながら説明する。図２は、二種類の素子を備えた等価回路を示す図である。図２の等価回路は、陽極を駆動電源とし、陰極を共通電極とした場合における隣接する二種類の素子（第一素子２１、第二素子２２）に関する等価回路である。図２に示される第一素子２１と第二素子２２は、抵抗２３を介して陽極側で電気的に接続している。ここで図２において示される抵抗２３は、図１の有機発光素子アレイの構成部材である共通形成された第一電荷注入層１３に相当する。
【００３０】
図２に示される回路においては下記式２の関係が成り立つ。
【００３１】
【数３】
【００３２】
式２において、Ｖ1は、第一素子２１に印加される電圧を表す。
【００３３】
式２において、Ｉleakは、第一素子２１に印加される電圧によって第二素子２２へ流れる電流の大きさを表す。
【００３４】
式２において、ＲCILは、抵抗２３の電気抵抗（第一電荷注入層を介した第一素子２１と第二素子２２との電気抵抗）を表す。
【００３５】
式２において、Ｖ2は、第二素子２２に印加される電圧を表す。
【００３６】
図３は、図２の等価回路における電流電圧特性の一例を示すグラフである。図３のグラフは、図２の等価回路に含まれる第一素子２１に電圧Ｖ1を印加したときに、２×１０-7Ａの電流が流れることが示されている。また図３のグラフによれば、ＲCIL＝１００ＭΩの場合は、隣接画素に相当する第二素子２２には、約１×１０-8Ａの電流が流れることになる。この値は電圧Ｖ1を印加したときに第一素子２１に流れる電流（駆動電流）の１／２０である。またＲCIL＝１００ＭΩの場合は、隣接画素（第二素子２２）において１／２０程度の発光が観測される。一方、ＲCIL＝４ＧΩの場合は、第二素子２２には約４×１０-10（Ａ）が流れることになる。この値は第一素子２１に流れる電流の１／５００である。
【００３７】
図３に示される電流特性を示す場合、５００：１のコントラスト（Ｃ＝５００）を得るためには、隣接画素間の抵抗は、少なくとも４ＧΩ以上必要となる。
【００３８】
一般的に表示素子や有機発光素子アレイに求められるコントラストは、高い方が好ましいが、コントラストを低くする要因は使用環境によって異なる。例えば、暗所で用いられる表示素子等であれば、素子がｏｆｆの場合の僅かな発光が問題となる。一方、屋外等で用いる表示素子であれば、素子自身のｏｆｆ時の発光よりも、周囲光の反射の方が問題となるため、素子のＯｆｆ時の発光はそれ程抑制する必要は無い。本発明の有機発光素子アレイによって抑制できるのは素子がｏｆｆの時の発光によるコントラストである。よってコントラストＣの値は、そのディスプレイの用途や使用環境に応じて設定するとよい。
【００３９】
以下に、本発明の有機発光素子アレイの構成部材について、詳細に説明する。
【００４０】
基材として好適に使用される基板１１の具体例としては、各種のガラス基板や、ｐｏｌｙ−ＳｉでＴＦＴ等の駆動回路を形成したガラス基板、シリコンウエハー上に駆動回路を設けたもの等が挙げられる。また、基板１１に対して反対側から発光した光を取り出す場合は、基板は透明である必要はないが、基板１１側から発光した光を取り出す場合には、基板１１は透明であることが好ましい。また、有機発光素子アレイがアクティブマトリックス型の駆動方式を採用する場合は、好ましくは、基板１１上に副画素に対応したスイッチング素子を設ける。
【００４１】
下部電極１２及び上部電極１８のうち、一方が陽極であり、もう一方が陰極である。下部電極１２及び上部電極１８の構成材料は、何れかが透明な材料であることが望ましい。
【００４２】
陽極の構成材料として、好ましくは、仕事関数の高い材料である。具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の仕事関数の大きな透明導電性材料が好適に使用される。
【００４３】
陰極の構成材料として、好ましくは、仕事関数の小さい材料である。具体的には、アルミニウムやアルミニウム・リチウムの合金、マグネシウム・銀の合金等仕事関数の小さな金属が好適に使用される。
【００４４】
尚、陰極を透明な電極とする場合は、有機化合物層と透明電極層との間に金属材料からなる薄膜を介在させてもよい。例えば、仕事関数が小さく陰極の構成材料として好適に使用可能な金属材料からなる薄膜を、有機化合物層と接する側に１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の膜厚で設けておいてから、この薄膜層の外側にＩＴＯ等の透明導電性材料の層を設けてもよい。
【００４５】
有機化合物層は、例えば、図１の有機発光素子アレイ１で示される第一電荷注入層１３、第一電荷輸送層１４、発光層１５、第二電荷輸送層１６、第二電荷注入層１７等で構成される。ただし有機化合物層の構成は、下部電極１２と直接接し、各副画素に共通形成される電荷注入層（第一電荷注入層１３）を有する構成であれば特に限定されるものではない。有機化合物層は蒸着法等により形成されることが好ましいが、スピンコートや、スクリーン印刷、インクジェット法等を組み合わせてもよい。
【００４６】
有機化合物層を構成する発光層１５は、所望の発光を得る発光材料のみで構成されてもよいし、ホストとゲストとを組み合わせて構成されていてもよい。発光層がホストとゲストとで構成される場合、層の方法としては、ホスト材料と、ゲスト材料とを同時に真空蒸着し、それぞれの蒸着レートを調整することで任意のドープ濃度を有する発光層が得られる。このとき発光色に対応し、発光層の材料、或いは発光層を構成するホスト／ゲストの組み合わせを変えることにより、それぞれの有機発光素子で任意の発光を得ることができる。
【００４７】
第一電荷輸送層１４及び第二電荷輸送層１６は、一方が正孔輸送材料からなる正孔輸送層であり、他方は電子輸送材料からなる電子輸送層である。また第一電荷注入層１３及び第二電荷注入層１７は、一方が正孔注入材料からなる正孔注入層であり、他方が電子注入材料からなる電子注入層である。これらは、使用する下部電極１１及び上部電極１８の極性に従って選択すればよい。即ち、下部電極１２が陰極の場合は、第一電荷注入層１３は電子注入材料で構成される電子注入層となり、第一電荷輸送層１４は電子輸送材料からなる電子輸送層となる。
【００４８】
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ホール輸送層はトリフェニルジアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ポリフィリル誘導体、スチルベン誘導体等の低分子化合物等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００４９】
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、アルミキノリノール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、シロール誘導体等、が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００５０】
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、酸化バナジウム（ＶＯx）、酸化モリブテン（ＭｏＯx）、酸化ルビジウム（ＲｕＯx）等の金属酸化物が挙げられる。尚、正孔注入層は、酸化バナジウム等の金属酸化物からなる層であってもよいし、酸化バナジウム等の金属酸化物と、正孔輸送材料である有機化合物とを組み合わせた混合層であってもよい。
【００５１】
電子注入層を構成する電子注入材料としては、アルカリ金属、アルカリ金属塩、アルカリ金属酸化物等のアルカリ金属化合物が挙げられる。尚、電子注入層は、アルカリ金属、アルカリ金属化合物等からなる層であってもよいし、アルカリ金属、アルカリ金属化合物等と、電子輸送材料である有機化合物とを組み合わせた混合層であってもよい。ここで電子注入層が混合層である場合、電子注入層は、好ましくは、セシウム化合物と電子輸送材料である有機化合物とを組み合わせた層である。またこの混合層に含まれるセシウム化合物は、好ましくは、炭酸セシウム又は炭酸セシウムを加熱して得られる物質である。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
［実施例１］
（有機発光素子アレイの作製）
図１に示される有機発光素子アレイを以下の工程により製造した。
【００５４】
まず駆動回路等を備え、副画素の形状が一辺１００μｍの正方形であり、各画素の間隔は２０μｍであるアクティブマトリックス型基板（基板１１）上に、スパッタ法により、ＡｌＮｄを成膜して反射電極を形成した。このとき反射電極の膜厚を１００ｎｍとした。次に、スパッタ法により、反射電極上にＩＴＯを成膜してＩＴＯ薄膜を形成した。このときＩＴＯ薄膜の膜厚を２０ｎｍとした。次に、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、下部電極１２を形成した。尚、本実施例において、下部電極１２は、陰極として機能する。
【００５５】
次に、フォトリソグラフィー法によりポリイミドをパターン成膜して画素分離膜１９を形成した。このとき画素分離膜１９の膜厚を１０００ｎｍとした。この画素分離膜１９を形成したときに画素分離膜１９で覆われていない下部電極１１の大きさ（有効画素サイズ）は、１００μｍ×１００μｍであった。
【００５６】
次に、下部電極１２及び画素分離膜１９が形成されている基板１１を、大気圧下でＵＶオゾン洗浄を行った後、真空チャンバーに移動した。
【００５７】
次に、真空チャンバー内の圧力を１０-4Ｐａに制御しながら、抵抗加熱による連続成膜を行った。
【００５８】
具体的には、まず上記の下部電極１２及び画素分離膜１９を覆うように、下記に示すＥＴ−１と炭酸セシウムとを、炭酸セシウムが層全体に対して２．９体積％となるように共蒸着して第一電荷注入層１３を形成した。このとき第一電荷注入層１３の膜厚を１０ｎｍとした。
【００５９】
【化１】
【００６０】
次に、第一電荷注入層１３上に、ＥＴ−１を成膜して第一電荷輸送層１４を形成した。このとき第一電荷輸送層１４の膜厚を５０ｎｍとした。
【００６１】
次に、第一電荷輸送層１４上に、下記に示すＥＭ−１とＥＭ−２とを、ＥＭ−２が層全体に対して１３体積％となるように共蒸着して発光層１５を形成した。
【００６２】
【化２】
【００６３】
尚、発光層１５を形成するときは、マスク蒸着を用いて所望のパターンで形成し、膜厚を２０ｎｍとした。ここで、ＥＭ−１とＥＭ−２との混合層である発光層１５は青色の発光を呈する。
【００６４】
次に、発光層１５上に、下記に示すＨＴ−１を成膜して第二電荷輸送層１６を形成した。このとき第二電荷輸送層１６の膜厚を１０ｎｍとした。
【００６５】
【化３】
【００６６】
次に、第二電荷輸送層１６上に、ＨＴ−１と酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）とを、体積比で１：１となるように共蒸着して第二電荷注入層１７を形成した。このとき第二電荷注入層１７の膜厚を２０ｎｍとした。
【００６７】
次に、第二電荷注入層１７上にＩＴＯを成膜し上部電極１８を形成した。このとき上部電極１８の膜厚を３０ｎｍとした。尚、本実施例において上部電極１８は陽極として機能する。
【００６８】
以上の方法により有機発光素子アレイを得た。
【００６９】
（電荷注入層の抵抗率の評価）
電荷注入層である正孔注入層及び電子注入層の抵抗率について、以下の方法で評価した。
【００７０】
（ｉ）正孔注入層
ガラス基板上にＨＴ−１と酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）とを、体積比で１：１となるように共蒸着して膜厚２０ｎｍの薄膜を形成した。
【００７１】
この薄膜について櫛歯電極を用いて抵抗率を測定したところ、抵抗率ρEILは約１００Ωｍであった。
【００７２】
（ｉｉ）電子輸送層
ガラス基板上にＥＴ−１と炭酸セシウムとを、炭酸セシウムが層全体に対して２．９体積％となるように共蒸着して膜厚１０ｎｍの薄膜を形成した。
【００７３】
この薄膜について櫛歯電極を用いて抵抗率を測定したところ、抵抗率ρHILは約２７０Ωｍであった。
【００７４】
（有機発光素子アレイの特性評価）
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【００７５】
【数４】
【００７６】
また本実施例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったところ、輪郭がシャープでコントラストの高い良好な表示が得られた。
【００７７】
［比較例１］
（有機発光素子アレイの作製）
実施例１において、第一電荷注入層の膜厚を５０ｎｍとし、第一電荷輸送層の膜厚を１０ｎｍとしたことを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子アレイを得た。
【００７８】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【００７９】
【数５】
【００８０】
また本比較例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったが、白表示の輪郭がぼやけた表示となった。
【００８１】
［実施例２］
（有機発光素子アレイの作製）
図１に示される有機発光素子アレイを以下の工程により製造した。
【００８２】
まず実施例１と同様の方法により、下部電極１１及び画素分離膜１９が形成されているガラス基板（基板１１）を作製した。尚、本実施例において、下部電極１１は陽極として機能する。また、本実施例で使用した基板１１は、副画素の形状が１９０μｍ×６３μｍの長方形であり、各画素の間隔は２０μｍであるアクティブマトリックス型基板である。さらに画素分離膜１９を形成したときに画素分離膜１９で覆われていない下部電極１１の大きさ（有効画素サイズ）は、１４０μｍ×４３μｍである。
【００８３】
次に、下部電極１２及び画素分離膜１９が形成されている基板１１を、大気圧下でＵＶオゾン洗浄を行った後、真空チャンバーに移動した。
【００８４】
次に、真空チャンバー内の圧力を１０-4Ｐａに制御しながら、抵抗加熱による連続成膜を行った。
【００８５】
具体的には、まず下部電極１１上に、ＨＴ−１と酸化バナジウムとを、体積比で１：１となるように共蒸着して、下部電極１１と画素分離膜１９とを覆う第一電荷注入層１２を形成した。このとき第一電荷注入層１２の膜厚を１０ｎｍとした。
【００８６】
次に、第一電荷注入層１２上に、ＨＴ−１を成膜して第一電荷輸送層１３を形成した。このとき第一電荷輸送層１３の膜厚を５０ｎｍとした。
【００８７】
次に、第一電荷輸送層１４上に、ＥＭ−１とＥＭ−２とを、ＥＭ−２が層全体に対して１３体積％となるように共蒸着して発光層１５を形成した。このとき発光層１５の膜厚を２０ｎｍとした。尚、発光層１５を形成する方法は実施例１と同様である。
【００８８】
次に、発光層１５上に、ＥＴ−１を成膜して第二電荷輸送層１６を形成した。このとき二電荷輸送層１６の膜厚を１０ｎｍとした。
【００８９】
次に、第二電荷輸送層１６上にＥＴ−１と炭酸セシウムとを、炭酸セシウムが層全体に対して２．９体積％となるように共蒸着して第二電荷注入層１７を形成した。このとき第二電荷注入層１７の膜厚を２０ｎｍとした。
【００９０】
次に、第二電荷注入層１７上にＩＴＯを成膜し上部電極１８を形成した。このとき上部電極１８の膜厚を３０ｎｍとした。尚、本実施例において上部電極１８は陰極として機能する。
【００９１】
以上の方法により有機発光素子アレイを得た。
【００９２】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【００９３】
【数６】
【００９４】
また本実施例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったところ、実施例１と同様に、輪郭がシャープでコントラストの高い良好な表示が得られた。
【００９５】
［比較例２］
（有機発光素子アレイの作製）
実施例２において、第一電荷注入層の膜厚を５０ｎｍとし、第一電荷輸送層の膜厚を１０ｎｍとしたことを除いては、実施例２と同様の方法により有機発光素子アレイを得た。
このときのＲCILは以下の通りと予想される。
【００９６】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【００９７】
【数７】
【００９８】
また本比較例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったが、白表示の輪郭がぼやけた表示となった。
【００９９】
［実施例３］
（有機発光素子アレイの作製）
図１に示される有機発光素子アレイを以下の工程により製造した。
【０１００】
まず実施例１と同様の方法により、下部電極１１及び画素分離膜１９が形成されているガラス基板（基板１１）を作製した。尚、本実施例において、下部電極１１は陰極として機能する。また、本実施例で使用した基板１１は、副画素の形状が９６μｍ×３２μｍの長方形であり、各画素の間隔は２０μｍであるアクティブマトリックス型基板である。さらに画素分離膜１９を形成したときに画素分離膜１９で覆われていない下部電極１１の大きさ（有効画素サイズ）は、７６μｍ×１２μｍである。
【０１０１】
次に、下部電極１２及び画素分離膜１９が形成されている基板１１を、大気圧下でＵＶオゾン洗浄を行った後、真空チャンバーに移動した。
【０１０２】
次に、真空チャンバー内の圧力を１０-4Ｐａに制御しながら、抵抗加熱による連続成膜を行った。
【０１０３】
具体的には、まず上記の下部電極１２及び画素分離膜１９を覆うように、ＥＴ−１と炭酸セシウムとを、炭酸セシウムが層全体に対して０．３体積％となるように共蒸着して第一電荷注入層１３を形成した。このとき第一電荷注入層１３の膜厚を１０ｎｍとした。
【０１０４】
次に、第一電荷注入層１３上に、ＥＴ−１を成膜して第一電荷輸送層１４を形成した。このとき第一電荷輸送層１４の膜厚を５０ｎｍとした。
【０１０５】
次に、第一電荷輸送層１４上に、ＥＭ−１とＥＭ−２とを、ＥＭ−２が層全体に対して１３体積％となるように共蒸着して発光層１５を形成した。尚、発光層１５を形成するときは、マスク蒸着を用いて所望のパターンで形成し、膜厚を２０ｎｍとした。
【０１０６】
次に、発光層１５上に、ＨＴ−１を成膜して第二電荷輸送層１６を形成した。このとき第二電荷輸送層１６の膜厚を１０ｎｍとした。
【０１０７】
次に、第二電荷輸送層１６上に、ＨＴ−１と酸化バナジウムとを、体積比で１：１となるように共蒸着して第二電荷注入層１７を形成した。このとき第二電荷注入層１７の膜厚を２０ｎｍとした。
【０１０８】
次に、第二電荷注入層１７上にＩＴＯを成膜し上部電極１８を形成した。このとき上部電極１８の膜厚を３０ｎｍとした。尚、本実施例において上部電極１８は陽極として機能する。
【０１０９】
以上の方法により有機発光素子アレイを得た。
【０１１０】
ここで、実施例３に用いた電子注入層、すなわち、電子注入層：ＥＴ−１と炭酸セシウム０．６Ｖｏｌ％の共蒸着層について抵抗率の測定をおこなったところ、抵抗率ρEILは約３５０Ωｍであった。
【０１１１】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【０１１２】
【数８】
【０１１３】
また本実施例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったところ、実施例１と同様に、輪郭がシャープでコントラストの高い良好な表示が得られた。
【０１１４】
［比較例３］
（有機発光素子アレイの作製）
実施例３において、第一電荷注入層の膜厚を５０ｎｍとし、第一電荷輸送層の膜厚を１０ｎｍとしたことを除いては、実施例３と同様の方法により有機発光素子アレイを得た。
【０１１５】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【０１１６】
【数９】
【０１１７】
また本比較例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったが、白表示の輪郭がぼやけた表示となった。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の有機発光素子アレイにおける一実施形態を示す断面概略図である。
【図２】二種類の素子を備えた等価回路を示す図である。
【図３】図２の等価回路における電流電圧特性の一例を示すグラフである。
【図４】実施例１及び比較例１の有機発光素子アレイにおける電流電圧特性を示すグラフである。
【図５】実施例２及び比較例２の有機発光素子アレイにおける電流電圧特性を示すグラフである。
【図６】実施例３及び比較例３の有機発光素子アレイにおける電流電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１ 有機発光素子
１１ 基板
１２ 下部電極
１３ 第一電荷注入層
１４ 第一電荷輸送層
１５ 発光層
１６ 第二電荷輸送層
１７ 第二電荷注入層
１８ 対向電極
２１ 第一素子
２２ 第二素子
２３ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子を複数有する有機発光素子アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光素子に関しては、研究開発が精力的に進められており、単色や、青、赤等の色を加えたエリアカラータイプの有機発光素子アレイが製品化されている。現在は、フルカラー化へ向けた有機発光素子アレイの開発、製品化が活発化している。
【０００３】
有機発光素子アレイを構成する有機発光素子は、陽極と陰極との間に有機化合物からなる薄膜が設けられている電子素子である。また有機発光素子は、陽極と陰極からそれぞれホールと電子とを注入し、これらホールと電子とが再結合した際に発生するエネルギーを光として取り出す電子素子である。ここで有機発光素子は、電荷の注入特性を向上させることにより、駆動電圧の低減、発光効率の向上、安定性の向上等がもたらされることが知られている。
【０００４】
ここで有機発光素子の電荷注入特性の向上の手段として、既に、いくつかの具体案が提案されている。例えば特許文献１では、ホール注入特性を改善させる手法として、酸化バナジウム、酸化モリブテン、酸化ルビジウム等の金属酸化物とホール輸送材料との混合物からなる混合層をホール注入層として導入する技術が開示されている。また特許文献１では、導入した混合層の抵抗率が低いことも示されている。
【０００５】
一方で、電子輸送材料と、アルカリ金属、アルカリ金属塩又はアルカリ金属酸化物との混合物からなる混合層を電子注入層として導入することにより、駆動電圧を低減できることはよく知られている。特許文献２では、種々の金属電極から電子を注入することを可能にする技術として、取り扱いの容易な炭酸セシウムと電子輸送材料とを混合してなる混合層を電子注入層として導入する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０２４７９１号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで有機発光素子を複数組み込んで素子アレイを形成する場合、有機発光素子を駆動する形式は単純マトリクス型やＴＦＴ駆動型であるのが一般的である。
【０００８】
また有機発光素子を用いて多色或いはフルカラー表示を行う場合は、赤、緑、青等の発光を呈する有機発光素子をアレイ状に並べることで実現される。例えば、低分子蒸着型の有機発光素子であれば、蒸着マスクを用いて、発光層を画素毎に選択的に蒸着することで実現される。また、塗布型の有機発光素子であれば、発光層を印刷やインクジェット等で画素毎に選択的に塗り分けることで実現している。
【０００９】
一方で発光層以外の層は、生産性の向上や、生産コストの削減の観点から、有機発光素子を形成する副画素間で共通形成をすることが望ましい。しかし、特許文献１や特許文献２等で開示されている電荷注入層を副画素間で共通形成すると、その抵抗率の低さにより、隣接する副画素間で電流リークが生じることにより、所望の画素以外が発光し、画質が低下するという問題があった。
【００１０】
この問題は、発光層と同様に、マスク等を用いて副画素である領域に選択的に電荷注入層を形成することで回避することができる。しかし、電子注入ドーパントであるＣｓ化合物や、ホール注入ドーパントである酸化バナジウム、酸化モリブテン等は、昇華温度が高く、昇華させたときに生じる輻射熱の影響によりマスクが熱膨張してしまう。このため、マスク等を用いて電荷注入層を選択的に蒸着するのが困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、隣接する副画素間における電流リークを抑制しつつ、駆動電圧が低く、良好な画質を呈する有機発光素子アレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の有機発光素子アレイは、基板上に、少なくとも下部電極と、電荷注入層と、上部電極と、をこの順で備える有機発光素子を有する副画素が複数個配置され、
該下部電極が該電荷注入層と接しており、
該電荷注入層が該副画素に共通形成され、
該電荷注入層のうち隣接する副画素間に形成される部分の電気抵抗について下記式１の関係を満たすことを特徴とする。
【００１３】
【数１】
（式１において、ＲCILは、隣接する副画素間に形成される電荷注入層が有する電気抵抗を表す。Ｖmaxは、最大輝度時の駆動電圧を表す。Ｉmaxは、最大輝度時に副画素に流れる電流を表す。Ｖleakは、最大輝度時に副画素に流れる電流（Ｉmax）を流すのに必要な電圧を表す。Ｃは、得たいコントラストを表す。）
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、隣接する副画素間における電流リークを抑制しつつ、駆動電圧が低く、良好な画質を呈する有機発光素子アレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の有機発光素子アレイは、基板上に、少なくとも下部電極と、電荷注入層と、上部電極と、をこの順で備える有機発光素子を有する副画素が複数個配置されているものである。
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の有機発光素子アレイについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の有機発光素子アレイにおける一実施形態を示す断面概略図である。図１の有機発光素子アレイ１は、基材１１上に下部電極１２が副画素となる位置にパターン形成されている。また各下部電極１２間には、各下部電極１２をそれぞれ区画するための画素分離膜１９が形成されている。
【００１８】
下部電極１２及び画素分離膜１９の上方には、下部電極１２及び画素分離膜１９を覆うように第一電荷注入層１３が形成されている。この第一電荷注入層１３上には第一電荷輸送層１４が形成されている。この第一電荷輸送層１４上には、発光層１５が副画素となる位置にパターン形成されている。この発光層１５上には、発光層１５及び第一電荷輸送層１４を覆うように第二電荷輸送層１６が形成されている。この第二電荷輸送層１６上には、第二電荷注入層１７と、上部電極１８とが順次形成されている。
【００１９】
本発明の有機発光素子アレイは、少なくとも電荷注入層が各副画素に共通形成されるものである。ここで共通形成されるとは、各副画素に含まれる電荷注入層が共通する一層の薄膜で構成されていることをいう。また各副画素に共通形成される電荷注入層とは、例えば、図１の有機発光素子アレイにおいては第一電荷注入層１３を指すものである。尚、共通形成される層は電荷注入層に限定されるものではない。例えば、図１に示される有機発光素子アレイ１のように、発光層１５以外の層（第一電荷注入層１３、第一電荷輸送層１４、第二電荷輸送層１６及び第二電荷注入層１７）が各副画素に共通形成されていてもよい。また、本発明の有機発光素子アレイは、図１に示されるように下部電極１１が電荷注入層（第一電荷注入層１２）と接している。
【００２０】
以下に、各副画素に共通形成されている電荷注入層についてさらに詳しく説明する。
【００２１】
図１に示される、各副画素に共通形成されている電荷注入層（第一電荷注入層１３）は、層が形成されている位置により、副画素内に形成される領域と隣接する副画素間で形成される領域とに分けることができる。ここで隣接する副画素間に形成される部分における電気抵抗については、下記式１が成立する。
【００２２】
【数２】
【００２３】
式１において、ＲCILは、隣接する副画素間に形成される電荷注入層が有する電気抵抗を表す。
【００２４】
式１において、Ｖmaxは、最大輝度時の駆動電圧を表す。
【００２５】
式１において、Ｉmaxは、最大輝度時に副画素に流れる電流を表す。
【００２６】
式１において、Ｖleakは、最大輝度時に副画素に流れる電流（Ｉmax）を流すのに必要な電圧を表す。
【００２７】
式１において、Ｃは、得たいコントラストを表す。
【００２８】
式１で示されるパラメータは、電荷注入層（第一電荷注入層１３）の構成材料や層の膜厚に依存するものである。
【００２９】
式１の意義について図面を参照しながら説明する。図２は、二種類の素子を備えた等価回路を示す図である。図２の等価回路は、陽極を駆動電源とし、陰極を共通電極とした場合における隣接する二種類の素子（第一素子２１、第二素子２２）に関する等価回路である。図２に示される第一素子２１と第二素子２２は、抵抗２３を介して陽極側で電気的に接続している。ここで図２において示される抵抗２３は、図１の有機発光素子アレイの構成部材である共通形成された第一電荷注入層１３に相当する。
【００３０】
図２に示される回路においては下記式２の関係が成り立つ。
【００３１】
【数３】
【００３２】
式２において、Ｖ1は、第一素子２１に印加される電圧を表す。
【００３３】
式２において、Ｉleakは、第一素子２１に印加される電圧によって第二素子２２へ流れる電流の大きさを表す。
【００３４】
式２において、ＲCILは、抵抗２３の電気抵抗（第一電荷注入層を介した第一素子２１と第二素子２２との電気抵抗）を表す。
【００３５】
式２において、Ｖ2は、第二素子２２に印加される電圧を表す。
【００３６】
図３は、図２の等価回路における電流電圧特性の一例を示すグラフである。図３のグラフは、図２の等価回路に含まれる第一素子２１に電圧Ｖ1を印加したときに、２×１０-7Ａの電流が流れることが示されている。また図３のグラフによれば、ＲCIL＝１００ＭΩの場合は、隣接画素に相当する第二素子２２には、約１×１０-8Ａの電流が流れることになる。この値は電圧Ｖ1を印加したときに第一素子２１に流れる電流（駆動電流）の１／２０である。またＲCIL＝１００ＭΩの場合は、隣接画素（第二素子２２）において１／２０程度の発光が観測される。一方、ＲCIL＝４ＧΩの場合は、第二素子２２には約４×１０-10（Ａ）が流れることになる。この値は第一素子２１に流れる電流の１／５００である。
【００３７】
図３に示される電流特性を示す場合、５００：１のコントラスト（Ｃ＝５００）を得るためには、隣接画素間の抵抗は、少なくとも４ＧΩ以上必要となる。
【００３８】
一般的に表示素子や有機発光素子アレイに求められるコントラストは、高い方が好ましいが、コントラストを低くする要因は使用環境によって異なる。例えば、暗所で用いられる表示素子等であれば、素子がｏｆｆの場合の僅かな発光が問題となる。一方、屋外等で用いる表示素子であれば、素子自身のｏｆｆ時の発光よりも、周囲光の反射の方が問題となるため、素子のＯｆｆ時の発光はそれ程抑制する必要は無い。本発明の有機発光素子アレイによって抑制できるのは素子がｏｆｆの時の発光によるコントラストである。よってコントラストＣの値は、そのディスプレイの用途や使用環境に応じて設定するとよい。
【００３９】
以下に、本発明の有機発光素子アレイの構成部材について、詳細に説明する。
【００４０】
基材として好適に使用される基板１１の具体例としては、各種のガラス基板や、ｐｏｌｙ−ＳｉでＴＦＴ等の駆動回路を形成したガラス基板、シリコンウエハー上に駆動回路を設けたもの等が挙げられる。また、基板１１に対して反対側から発光した光を取り出す場合は、基板は透明である必要はないが、基板１１側から発光した光を取り出す場合には、基板１１は透明であることが好ましい。また、有機発光素子アレイがアクティブマトリックス型の駆動方式を採用する場合は、好ましくは、基板１１上に副画素に対応したスイッチング素子を設ける。
【００４１】
下部電極１２及び上部電極１８のうち、一方が陽極であり、もう一方が陰極である。下部電極１２及び上部電極１８の構成材料は、何れかが透明な材料であることが望ましい。
【００４２】
陽極の構成材料として、好ましくは、仕事関数の高い材料である。具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の仕事関数の大きな透明導電性材料が好適に使用される。
【００４３】
陰極の構成材料として、好ましくは、仕事関数の小さい材料である。具体的には、アルミニウムやアルミニウム・リチウムの合金、マグネシウム・銀の合金等仕事関数の小さな金属が好適に使用される。
【００４４】
尚、陰極を透明な電極とする場合は、有機化合物層と透明電極層との間に金属材料からなる薄膜を介在させてもよい。例えば、仕事関数が小さく陰極の構成材料として好適に使用可能な金属材料からなる薄膜を、有機化合物層と接する側に１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の膜厚で設けておいてから、この薄膜層の外側にＩＴＯ等の透明導電性材料の層を設けてもよい。
【００４５】
有機化合物層は、例えば、図１の有機発光素子アレイ１で示される第一電荷注入層１３、第一電荷輸送層１４、発光層１５、第二電荷輸送層１６、第二電荷注入層１７等で構成される。ただし有機化合物層の構成は、下部電極１２と直接接し、各副画素に共通形成される電荷注入層（第一電荷注入層１３）を有する構成であれば特に限定されるものではない。有機化合物層は蒸着法等により形成されることが好ましいが、スピンコートや、スクリーン印刷、インクジェット法等を組み合わせてもよい。
【００４６】
有機化合物層を構成する発光層１５は、所望の発光を得る発光材料のみで構成されてもよいし、ホストとゲストとを組み合わせて構成されていてもよい。発光層がホストとゲストとで構成される場合、層の方法としては、ホスト材料と、ゲスト材料とを同時に真空蒸着し、それぞれの蒸着レートを調整することで任意のドープ濃度を有する発光層が得られる。このとき発光色に対応し、発光層の材料、或いは発光層を構成するホスト／ゲストの組み合わせを変えることにより、それぞれの有機発光素子で任意の発光を得ることができる。
【００４７】
第一電荷輸送層１４及び第二電荷輸送層１６は、一方が正孔輸送材料からなる正孔輸送層であり、他方は電子輸送材料からなる電子輸送層である。また第一電荷注入層１３及び第二電荷注入層１７は、一方が正孔注入材料からなる正孔注入層であり、他方が電子注入材料からなる電子注入層である。これらは、使用する下部電極１１及び上部電極１８の極性に従って選択すればよい。即ち、下部電極１２が陰極の場合は、第一電荷注入層１３は電子注入材料で構成される電子注入層となり、第一電荷輸送層１４は電子輸送材料からなる電子輸送層となる。
【００４８】
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ホール輸送層はトリフェニルジアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ポリフィリル誘導体、スチルベン誘導体等の低分子化合物等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００４９】
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、アルミキノリノール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、シロール誘導体等、が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００５０】
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、酸化バナジウム（ＶＯx）、酸化モリブテン（ＭｏＯx）、酸化ルビジウム（ＲｕＯx）等の金属酸化物が挙げられる。尚、正孔注入層は、酸化バナジウム等の金属酸化物からなる層であってもよいし、酸化バナジウム等の金属酸化物と、正孔輸送材料である有機化合物とを組み合わせた混合層であってもよい。
【００５１】
電子注入層を構成する電子注入材料としては、アルカリ金属、アルカリ金属塩、アルカリ金属酸化物等のアルカリ金属化合物が挙げられる。尚、電子注入層は、アルカリ金属、アルカリ金属化合物等からなる層であってもよいし、アルカリ金属、アルカリ金属化合物等と、電子輸送材料である有機化合物とを組み合わせた混合層であってもよい。ここで電子注入層が混合層である場合、電子注入層は、好ましくは、セシウム化合物と電子輸送材料である有機化合物とを組み合わせた層である。またこの混合層に含まれるセシウム化合物は、好ましくは、炭酸セシウム又は炭酸セシウムを加熱して得られる物質である。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
［実施例１］
（有機発光素子アレイの作製）
図１に示される有機発光素子アレイを以下の工程により製造した。
【００５４】
まず駆動回路等を備え、副画素の形状が一辺１００μｍの正方形であり、各画素の間隔は２０μｍであるアクティブマトリックス型基板（基板１１）上に、スパッタ法により、ＡｌＮｄを成膜して反射電極を形成した。このとき反射電極の膜厚を１００ｎｍとした。次に、スパッタ法により、反射電極上にＩＴＯを成膜してＩＴＯ薄膜を形成した。このときＩＴＯ薄膜の膜厚を２０ｎｍとした。次に、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、下部電極１２を形成した。尚、本実施例において、下部電極１２は、陰極として機能する。
【００５５】
次に、フォトリソグラフィー法によりポリイミドをパターン成膜して画素分離膜１９を形成した。このとき画素分離膜１９の膜厚を１０００ｎｍとした。この画素分離膜１９を形成したときに画素分離膜１９で覆われていない下部電極１１の大きさ（有効画素サイズ）は、１００μｍ×１００μｍであった。
【００５６】
次に、下部電極１２及び画素分離膜１９が形成されている基板１１を、大気圧下でＵＶオゾン洗浄を行った後、真空チャンバーに移動した。
【００５７】
次に、真空チャンバー内の圧力を１０-4Ｐａに制御しながら、抵抗加熱による連続成膜を行った。
【００５８】
具体的には、まず上記の下部電極１２及び画素分離膜１９を覆うように、下記に示すＥＴ−１と炭酸セシウムとを、炭酸セシウムが層全体に対して２．９体積％となるように共蒸着して第一電荷注入層１３を形成した。このとき第一電荷注入層１３の膜厚を１０ｎｍとした。
【００５９】
【化１】
【００６０】
次に、第一電荷注入層１３上に、ＥＴ−１を成膜して第一電荷輸送層１４を形成した。このとき第一電荷輸送層１４の膜厚を５０ｎｍとした。
【００６１】
次に、第一電荷輸送層１４上に、下記に示すＥＭ−１とＥＭ−２とを、ＥＭ−２が層全体に対して１３体積％となるように共蒸着して発光層１５を形成した。
【００６２】
【化２】
【００６３】
尚、発光層１５を形成するときは、マスク蒸着を用いて所望のパターンで形成し、膜厚を２０ｎｍとした。ここで、ＥＭ−１とＥＭ−２との混合層である発光層１５は青色の発光を呈する。
【００６４】
次に、発光層１５上に、下記に示すＨＴ−１を成膜して第二電荷輸送層１６を形成した。このとき第二電荷輸送層１６の膜厚を１０ｎｍとした。
【００６５】
【化３】
【００６６】
次に、第二電荷輸送層１６上に、ＨＴ−１と酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）とを、体積比で１：１となるように共蒸着して第二電荷注入層１７を形成した。このとき第二電荷注入層１７の膜厚を２０ｎｍとした。
【００６７】
次に、第二電荷注入層１７上にＩＴＯを成膜し上部電極１８を形成した。このとき上部電極１８の膜厚を３０ｎｍとした。尚、本実施例において上部電極１８は陽極として機能する。
【００６８】
以上の方法により有機発光素子アレイを得た。
【００６９】
（電荷注入層の抵抗率の評価）
電荷注入層である正孔注入層及び電子注入層の抵抗率について、以下の方法で評価した。
【００７０】
（ｉ）正孔注入層
ガラス基板上にＨＴ−１と酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）とを、体積比で１：１となるように共蒸着して膜厚２０ｎｍの薄膜を形成した。
【００７１】
この薄膜について櫛歯電極を用いて抵抗率を測定したところ、抵抗率ρEILは約１００Ωｍであった。
【００７２】
（ｉｉ）電子輸送層
ガラス基板上にＥＴ−１と炭酸セシウムとを、炭酸セシウムが層全体に対して２．９体積％となるように共蒸着して膜厚１０ｎｍの薄膜を形成した。
【００７３】
この薄膜について櫛歯電極を用いて抵抗率を測定したところ、抵抗率ρHILは約２７０Ωｍであった。
【００７４】
（有機発光素子アレイの特性評価）
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【００７５】
【数４】
【００７６】
また本実施例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったところ、輪郭がシャープでコントラストの高い良好な表示が得られた。
【００７７】
［比較例１］
（有機発光素子アレイの作製）
実施例１において、第一電荷注入層の膜厚を５０ｎｍとし、第一電荷輸送層の膜厚を１０ｎｍとしたことを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子アレイを得た。
【００７８】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【００７９】
【数５】
【００８０】
また本比較例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったが、白表示の輪郭がぼやけた表示となった。
【００８１】
［実施例２］
（有機発光素子アレイの作製）
図１に示される有機発光素子アレイを以下の工程により製造した。
【００８２】
まず実施例１と同様の方法により、下部電極１１及び画素分離膜１９が形成されているガラス基板（基板１１）を作製した。尚、本実施例において、下部電極１１は陽極として機能する。また、本実施例で使用した基板１１は、副画素の形状が１９０μｍ×６３μｍの長方形であり、各画素の間隔は２０μｍであるアクティブマトリックス型基板である。さらに画素分離膜１９を形成したときに画素分離膜１９で覆われていない下部電極１１の大きさ（有効画素サイズ）は、１４０μｍ×４３μｍである。
【００８３】
次に、下部電極１２及び画素分離膜１９が形成されている基板１１を、大気圧下でＵＶオゾン洗浄を行った後、真空チャンバーに移動した。
【００８４】
次に、真空チャンバー内の圧力を１０-4Ｐａに制御しながら、抵抗加熱による連続成膜を行った。
【００８５】
具体的には、まず下部電極１１上に、ＨＴ−１と酸化バナジウムとを、体積比で１：１となるように共蒸着して、下部電極１１と画素分離膜１９とを覆う第一電荷注入層１２を形成した。このとき第一電荷注入層１２の膜厚を１０ｎｍとした。
【００８６】
次に、第一電荷注入層１２上に、ＨＴ−１を成膜して第一電荷輸送層１３を形成した。このとき第一電荷輸送層１３の膜厚を５０ｎｍとした。
【００８７】
次に、第一電荷輸送層１４上に、ＥＭ−１とＥＭ−２とを、ＥＭ−２が層全体に対して１３体積％となるように共蒸着して発光層１５を形成した。このとき発光層１５の膜厚を２０ｎｍとした。尚、発光層１５を形成する方法は実施例１と同様である。
【００８８】
次に、発光層１５上に、ＥＴ−１を成膜して第二電荷輸送層１６を形成した。このとき二電荷輸送層１６の膜厚を１０ｎｍとした。
【００８９】
次に、第二電荷輸送層１６上にＥＴ−１と炭酸セシウムとを、炭酸セシウムが層全体に対して２．９体積％となるように共蒸着して第二電荷注入層１７を形成した。このとき第二電荷注入層１７の膜厚を２０ｎｍとした。
【００９０】
次に、第二電荷注入層１７上にＩＴＯを成膜し上部電極１８を形成した。このとき上部電極１８の膜厚を３０ｎｍとした。尚、本実施例において上部電極１８は陰極として機能する。
【００９１】
以上の方法により有機発光素子アレイを得た。
【００９２】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【００９３】
【数６】
【００９４】
また本実施例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったところ、実施例１と同様に、輪郭がシャープでコントラストの高い良好な表示が得られた。
【００９５】
［比較例２］
（有機発光素子アレイの作製）
実施例２において、第一電荷注入層の膜厚を５０ｎｍとし、第一電荷輸送層の膜厚を１０ｎｍとしたことを除いては、実施例２と同様の方法により有機発光素子アレイを得た。
このときのＲCILは以下の通りと予想される。
【００９６】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【００９７】
【数７】
【００９８】
また本比較例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったが、白表示の輪郭がぼやけた表示となった。
【００９９】
［実施例３］
（有機発光素子アレイの作製）
図１に示される有機発光素子アレイを以下の工程により製造した。
【０１００】
まず実施例１と同様の方法により、下部電極１１及び画素分離膜１９が形成されているガラス基板（基板１１）を作製した。尚、本実施例において、下部電極１１は陰極として機能する。また、本実施例で使用した基板１１は、副画素の形状が９６μｍ×３２μｍの長方形であり、各画素の間隔は２０μｍであるアクティブマトリックス型基板である。さらに画素分離膜１９を形成したときに画素分離膜１９で覆われていない下部電極１１の大きさ（有効画素サイズ）は、７６μｍ×１２μｍである。
【０１０１】
次に、下部電極１２及び画素分離膜１９が形成されている基板１１を、大気圧下でＵＶオゾン洗浄を行った後、真空チャンバーに移動した。
【０１０２】
次に、真空チャンバー内の圧力を１０-4Ｐａに制御しながら、抵抗加熱による連続成膜を行った。
【０１０３】
具体的には、まず上記の下部電極１２及び画素分離膜１９を覆うように、ＥＴ−１と炭酸セシウムとを、炭酸セシウムが層全体に対して０．３体積％となるように共蒸着して第一電荷注入層１３を形成した。このとき第一電荷注入層１３の膜厚を１０ｎｍとした。
【０１０４】
次に、第一電荷注入層１３上に、ＥＴ−１を成膜して第一電荷輸送層１４を形成した。このとき第一電荷輸送層１４の膜厚を５０ｎｍとした。
【０１０５】
次に、第一電荷輸送層１４上に、ＥＭ−１とＥＭ−２とを、ＥＭ−２が層全体に対して１３体積％となるように共蒸着して発光層１５を形成した。尚、発光層１５を形成するときは、マスク蒸着を用いて所望のパターンで形成し、膜厚を２０ｎｍとした。
【０１０６】
次に、発光層１５上に、ＨＴ−１を成膜して第二電荷輸送層１６を形成した。このとき第二電荷輸送層１６の膜厚を１０ｎｍとした。
【０１０７】
次に、第二電荷輸送層１６上に、ＨＴ−１と酸化バナジウムとを、体積比で１：１となるように共蒸着して第二電荷注入層１７を形成した。このとき第二電荷注入層１７の膜厚を２０ｎｍとした。
【０１０８】
次に、第二電荷注入層１７上にＩＴＯを成膜し上部電極１８を形成した。このとき上部電極１８の膜厚を３０ｎｍとした。尚、本実施例において上部電極１８は陽極として機能する。
【０１０９】
以上の方法により有機発光素子アレイを得た。
【０１１０】
ここで、実施例３に用いた電子注入層、すなわち、電子注入層：ＥＴ−１と炭酸セシウム０．６Ｖｏｌ％の共蒸着層について抵抗率の測定をおこなったところ、抵抗率ρEILは約３５０Ωｍであった。
【０１１１】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【０１１２】
【数８】
【０１１３】
また本実施例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったところ、実施例１と同様に、輪郭がシャープでコントラストの高い良好な表示が得られた。
【０１１４】
［比較例３］
（有機発光素子アレイの作製）
実施例３において、第一電荷注入層の膜厚を５０ｎｍとし、第一電荷輸送層の膜厚を１０ｎｍとしたことを除いては、実施例３と同様の方法により有機発光素子アレイを得た。
【０１１５】
このときの副画素間の抵抗ＲCILは以下の通りと予想される。
【０１１６】
【数９】
【０１１７】
また本比較例の有機発光素子アレイについてアクティブマトリクス駆動を行ったが、白表示の輪郭がぼやけた表示となった。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の有機発光素子アレイにおける一実施形態を示す断面概略図である。
【図２】二種類の素子を備えた等価回路を示す図である。
【図３】図２の等価回路における電流電圧特性の一例を示すグラフである。
【図４】実施例１及び比較例１の有機発光素子アレイにおける電流電圧特性を示すグラフである。
【図５】実施例２及び比較例２の有機発光素子アレイにおける電流電圧特性を示すグラフである。
【図６】実施例３及び比較例３の有機発光素子アレイにおける電流電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１ 有機発光素子
１１ 基板
１２ 下部電極
１３ 第一電荷注入層
１４ 第一電荷輸送層
１５ 発光層
１６ 第二電荷輸送層
１７ 第二電荷注入層
１８ 対向電極
２１ 第一素子
２２ 第二素子
２３ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも下部電極と、電荷注入層と、上部電極と、をこの順で備える有機発光素子を有する副画素が複数個配置され、
該下部電極が該電荷注入層と接しており、
該電荷注入層が該副画素に共通形成され、
該電荷注入層のうち隣接する副画素間に形成される部分の電気抵抗について下記式１の関係を満たすことを特徴とする、有機発光素子アレイ。
【数１】
（式１において、ＲCILは、隣接する副画素間に形成される電荷注入層が有する電気抵抗を表す。Ｖmaxは、最大輝度時の駆動電圧を表す。Ｉmaxは、最大輝度時に副画素に流れる電流を表す。Ｖleakは、最大輝度時に副画素に流れる電流（Ｉmax）を流すのに必要な電圧を表す。Ｃは、得たいコントラストを表す。）
【請求項２】
前記電荷注入層が電子注入層であることを特徴とする、請求項１記載の有機発光素子アレイ。
【請求項３】
前記電子注入層がアルカリ金属又はアルカリ金属化合物と電子輸送材料とから構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機発光素子アレイ。
【請求項４】
前記アルカリ金属化合物がセシウム化合物であることを特徴とする、請求項３に記載の有機発光素子アレイ。
【請求項５】
前記セシウム化合物が炭酸セシウム又は該炭酸セシウムを加熱して得られる物質であることを特徴とする、請求項１乃至４記載の有機発光素子アレイ。
【請求項６】
前記電荷注入層が正孔注入層であることを特徴とする、請求項１記載の有機発光素子アレイ。
【請求項７】
前記正孔注入層が金属酸化物から構成されることを特徴とする、請求項６記載の有機発光素子アレイ。
【請求項８】
前記正孔注入層が金属酸化物から構成される層と、正孔輸送材料との混合層からなることを特徴とする、請求項６記載の有機発光素子アレイ。
【請求項９】
前記副画素に対応する位置にスイッチング素子が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至８の有機発光素子アレイ。
【請求項１】
基板上に、少なくとも下部電極と、電荷注入層と、上部電極と、をこの順で備える有機発光素子を有する副画素が複数個配置され、
該下部電極が該電荷注入層と接しており、
該電荷注入層が該副画素に共通形成され、
該電荷注入層のうち隣接する副画素間に形成される部分の電気抵抗について下記式１の関係を満たすことを特徴とする、有機発光素子アレイ。
【数１】
（式１において、ＲCILは、隣接する副画素間に形成される電荷注入層が有する電気抵抗を表す。Ｖmaxは、最大輝度時の駆動電圧を表す。Ｉmaxは、最大輝度時に副画素に流れる電流を表す。Ｖleakは、最大輝度時に副画素に流れる電流（Ｉmax）を流すのに必要な電圧を表す。Ｃは、得たいコントラストを表す。）
【請求項２】
前記電荷注入層が電子注入層であることを特徴とする、請求項１記載の有機発光素子アレイ。
【請求項３】
前記電子注入層がアルカリ金属又はアルカリ金属化合物と電子輸送材料とから構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機発光素子アレイ。
【請求項４】
前記アルカリ金属化合物がセシウム化合物であることを特徴とする、請求項３に記載の有機発光素子アレイ。
【請求項５】
前記セシウム化合物が炭酸セシウム又は該炭酸セシウムを加熱して得られる物質であることを特徴とする、請求項１乃至４記載の有機発光素子アレイ。
【請求項６】
前記電荷注入層が正孔注入層であることを特徴とする、請求項１記載の有機発光素子アレイ。
【請求項７】
前記正孔注入層が金属酸化物から構成されることを特徴とする、請求項６記載の有機発光素子アレイ。
【請求項８】
前記正孔注入層が金属酸化物から構成される層と、正孔輸送材料との混合層からなることを特徴とする、請求項６記載の有機発光素子アレイ。
【請求項９】
前記副画素に対応する位置にスイッチング素子が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至８の有機発光素子アレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１０５７６（Ｐ２０１０−１０５７６Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７０６７４（Ｐ２００８−１７０６７４）
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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