JP2000150147A - 有機電界発光素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダークスポットの経時的拡大を十分かつ安定に
抑制することが可能な有機電界発光素子の製造方法を提
供する。 【解決手段】本発明の有機電界発光素子の製造方法は、
基板上に形成された第一電極上に少なくとも有機化合物
からなる発光層を含む薄膜層を形成する工程と、第二電
極を前記薄膜層上に形成する工程と、前記基板と封止板
とを貼り合わせる封止工程とを含む有機電界発光素子の
製造方法であって、前記有機電界発光素子の構成部材の
少なくとも一部を脱水処理することを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子、フラッ
トパネルディスプレイ、バックライト、インテリアなど
の分野に利用可能な有機電界発光素子の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】有機電界発光素子は陽極から注入された
正孔と陰極から注入された電子とが両極に挟まれた有機
発光層内で再結合することにより発光するものである。
その代表的な構造は、ガラス基板上に透明な第一電極
（陽極）、正孔輸送層、有機発光層、第二電極（陰極）
を積層したものであり、駆動により生じた発光は第一電
極およびガラス基板を通じて外部に取り出される。この
ような有機電界発光素子では薄型、低電圧駆動下での高
輝度発光や、有機発光材料を選択することによる多色発
光が可能であり、発光デバイスやディスプレイなどに応
用する検討が盛んである。

【０００３】有機電界発光素子における問題点の１つと
して、ダークスポットと呼ばれる非発光部分の面積が経
時的に大きくなることが挙げられる。このような特性劣
化を引き起こす原因は水分であることが知られている。
すなわち、水分が第二電極の欠陥などから有機薄膜層内
に浸入し、素子を不活性化するものである。

【０００４】このように、ダークスポットの拡大を防止
するためには、有機電界発光素子を低湿度雰囲気下に保
つことが必要である。従来は、発光領域を封止板および
接着手段により封止して、封止内部空間を真空に保持し
たり、低湿度の不活性ガスやオイルなどで満たす方法が
用いられてきた。これらの方法では、接着手段などを選
ぶことで外部から封止内部への水分の浸入を抑制するこ
とができる。さらに、外部から浸入する水分だけでな
く、構成部材に吸着していた水分による封止内部の湿度
上昇も防止するために、特開平３−２６１０９１号公報
および特開平９−１４８０６６号公報では、封止内部空
間に吸湿剤などの乾燥手段を設ける技術が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では構成部材に吸着している水分量そのものを減少さ
せることができなかった。したがって、吸湿剤の有無に
かかわらず封止内部では水分の再蒸発が起きるので、ダ
ークスポットの拡大を完全に抑制することはできなかっ
た。さらに、構成部材に吸着している水分量は常に一定
ではなく、プロセス条件により増減するために、製造し
た有機電界発光素子間においてダークスポット拡大速度
のばらつきが大きく、特性が安定しないという問題もあ
った。

【０００６】本発明はかかる問題を解決し、構成部材に
吸着している水分量を減少させることによって、ダーク
スポットの経時的拡大を十分かつ安定に抑制することが
可能な有機電界発光素子の製造方法を提供することが目
的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
された第一電極上に少なくとも有機化合物からなる発光
層を含む薄膜層を形成する工程と、第二電極を前記薄膜
層上に形成する工程と、前記基板と封止板とを貼り合わ
せる封止工程とを含む有機電界発光素子の製造方法であ
って、前記有機電界発光素子の構成部材の少なくとも一
部を脱水処理することを特徴とする有機電界発光素子の
製造方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下では本発明を詳しく説明する
が、本発明は例示した形式や構造をもつ有機電界発光素
子の製造方法に限定されるわけではない。したがって、
単一発光素子、セグメント型、単純マトリクス型、アク
ティブマトリクス型などの発光素子の形式や、カラー、
モノクロなどの発光色数を問わず任意の構造の有機電界
発光素子に適用することが可能である。

【０００９】本発明における有機電界発光素子の構成部
材には、例えば図１に示す素子では、基板１、封止板２
１、接着手段２２など封止内部空間２３に接するすべて
の部材が含まれる。素子構成によっては、配線、コネク
ター、引き出し電極、素子表面を覆う保護フィルムなど
も含まれる場合があり、構成部材は特に限定されるわけ
ではない。

【００１０】基板を脱水処理する場合には、基板上に第
一電極以降の任意の層が形成された状態でもよい。図１
に示す素子では、第一電極２を形成した段階で脱水処理
をしても、第二電極８を形成した後で脱水処理をしても
よい。また、図２に示す素子では、第二電極８の上に保
護層９を形成した後で脱水処理をしてもよい。また、基
板の脱水処理は一度だけに限定されるものではなく、第
一電極を形成した段階と第二電極を形成した後に二度実
施するなど、封止工程までに複数回脱水処理を実施して
もよい。

【００１１】基板上には、少なくとも一部分が薄膜層の
厚さを上回る高さをもつスペーサーを形成することもで
きる。このスペーサーは隔壁法において第二電極をパタ
ーニングするための隔壁として機能させたり、マスク蒸
着法においてシャドーマスクが薄膜層を傷つけることを
防止する層として機能させたり、発光領域を規定したり
第一電極のエッジ部分を覆うための絶縁層などとして機
能させることができる。このようなスペーサーの形成に
は専らフォトリソ法が用いられるが、この際に多量の水
分が基板やスペーサーに吸着されることが多い。したが
って、上記のようなスペーサーを形成する場合には、そ
の形成工程後に基板を脱水処理することが好ましい。

【００１２】脱水処理方法は特に限定されないが、比較
的容易に大きな効果が得られることから、加熱処理法あ
るいは減圧処理法を好ましい例として挙げることができ
る。

【００１３】加熱処理法は、常圧もしくは減圧雰囲気下
で加熱することにより、構成部材の表面に吸着された水
分の脱離を促進するものである。脱水効果を得るために
は、加熱温度は５０℃以上であることが好ましく、８０
℃以上であればより好ましい。これらの数値は一概に決
定されるものではなく、基本的には素子の特性に悪影響
を及ぼさない範囲で、できるだけ高い温度で加熱するこ
とが好ましい。例えば、有機薄膜層を形成した後の基板
については、加熱は有機薄膜の耐熱温度以下にする必要
があるが、封止板についてはかなり高温で加熱すること
が可能である。また、スペーサーを形成した基板を比較
的高温で脱水処理しておき、その後、有機薄膜層以降を
形成してから、封止工程前に基板を比較的低温でもう一
度脱水処理するなどして、全体的な脱水効果を高めるこ
とも可能である。

【００１４】脱水効果を高めるためには、その雰囲気も
非常に重要な要件となり、低湿度雰囲気下で加熱するこ
とが好ましい。このようにすることで、構成部材から脱
離した水分の再付着を抑制することができる。条件を一
概に示すことはできないが、目安としては露点−３０℃
以下の雰囲気であることが好ましく、−６０℃以下であ
ればより好ましい。また、同様な効果は減圧雰囲気下で
加熱することでも得ることが可能である。

【００１５】減圧処理法は、構成部材を減圧雰囲気下に
置くことにより、表面に吸着された水分を除去するもの
である。脱水効果を高めるためには放置時間は長い方が
好ましいが、上記の加熱処理法などと組み合わせて短時
間のうちに大きな効果を得ることも可能である。

【００１６】上記のように脱水処理された構成部材で
も、高湿度雰囲気下に放置するなどすると表面に水分が
再付着してしまう。したがって、得られた脱水効果を十
分に反映させるためには、脱離処理後の構成部材を低湿
度あるいは減圧雰囲気中などに保持しておき、そのまま
封止工程に用いることが好ましい。例えば、低湿度雰囲
気下で基板と封止板とを貼り合わせることで封止を行う
場合には、封止工程直前にその低湿度雰囲気下で脱水処
理した構成部材を用いることが好ましい。

【００１７】本発明における封止方法としては基板と封
止板とを貼り合わせればよく、特に限定されない。した
がって、封止内部空間を低湿度の液体やガスで満たすこ
とができる。前者の例としてはシリコーン系オイルやグ
リース、フッ化炭素系オイルなどの不活性液体が挙げら
れる。後者の例としてはヘリウム、アルゴンなどの希ガ
ス類、窒素、二酸化炭素などの不活性ガスが挙げられる
が、これらの中に酸素など比較的活性な気体が若干量含
まれていてもよい。また、封止空間内部を真空に保持す
ることも可能である。

【００１８】封止空間を低湿度ガスで満たす上記の方法
はよく利用されるが、この状態は、基板と封止板とを低
湿度雰囲気下で貼り合わせることで、容易に達成するこ
とができる。十分な封止効果を得るためには、低湿度雰
囲気の露点は−３０℃以下であることが好ましく、−６
０℃以下であればより好ましい。また、本封止方法は、
封止工程直前にその低湿度雰囲気下で脱水処理した構成
部材を用いる上でも好都合である。

【００１９】封止板にはガラス、樹脂、金属など水分透
過率の小さい材料を板状もしくはフィルム状に形成した
ものを用いることができる。これらは単独系であって
も、例えばポリエチレンなどの樹脂フィルム上にアルミ
ニウムなどの金属を蒸着した複合系であってもよい。

【００２０】封止板の形状は特に限定されず、図３に示
すような凹部２４を形成したり、図４に示すような脚部
２５を形成するなどして、基板と封止板との接着位置を
規定することもできる。このようにすることで、封止内
部空間２３にガスやオイルを満たしたり、吸湿剤を設け
るための容積を確保することもできる。同様の効果は接
着手段の厚みを大きくすることなどによっても得ること
ができる。また、あらかじめ封止板表面に、吸湿効果を
有するゲッター膜などを形成したり、反射防止効果を有
する黒色膜あるいは光吸収膜を形成しておくこともでき
る。前記吸湿剤としてはシリカゲル、ゼオライト、活性
炭、酸化カルシウム、酸化ゲルマニウム、酸化バリウ
ム、酸化マグネシウム、五酸化リン、塩化カルシウムな
どを、前記ゲッター膜としてはアルミニウム、マグネシ
ウム、バリウム、チタンなどの金属蒸着膜を例示するこ
とができる。

【００２１】基板と封止板との接着位置についても特に
限定されず、接着手段が素子全体を覆うように位置して
もよいが、発光の安定性の観点からは接着手段が発光領
域に接しないように位置していることが好ましい。さら
に、取り扱い上の観点からは、第一電極および第二電極
のそれぞれ一部分が外部に露出するように封止されるこ
とが好ましい。また、基板に設けられたスルーホールを
通じて電極を取り出すことも可能である。

【００２２】接着手段としては、比較的容易に大きな効
果が得られることから、硬化性樹脂もしくは可塑性樹脂
を用いることが好ましい。硬化性樹脂材料としてはエポ
キシ系、シリコーン系、アクリル系、ウレタン系などの
公知材料を使用することができる。硬化方法の例として
は紫外線照射法、熱硬化法、硬化剤混合法などが挙げら
れる。

【００２３】第一電極と第二電極は素子の発光のために
十分な電流を供給するための役割を有するものであり、
光を取り出すために少なくとも一方は透明であることが
望ましい。通常、基板上に形成される第一電極を透明電
極とし、これを陽極とする。

【００２４】好ましい透明電極材料としては、酸化錫、
酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯなどをあげることが
できる。パターニングを施す目的からは、加工性に優れ
たＩＴＯを用いることが好ましい。

【００２５】第一電極をパターニングする場合には、ウ
エットエッチングを伴うフォトリソグラフィ法を用いる
ことができる。第一電極のパターン形状は特に限定され
ず、用途によって最適パターンを選択すればよい。本発
明では一定の間隔をあけて配置された複数のストライプ
状電極を好的な例として挙げることができる。

【００２６】透明電極の表面抵抗を下げたり、電圧降下
抑制のために、ＩＴＯには少量の銀や金などの金属が含
まれていてもよく、また、錫、金、銀、亜鉛、インジウ
ム、アルミニウム、クロム、ニッケルをＩＴＯのガイド
電極として使用することも可能である。特に、クロムは
ブラックマトリックスとガイド電極の両方の機能を持た
せることができることから好適な金属である。素子の消
費電力の観点からは、ＩＴＯは低抵抗であることが望ま
しい。例えば、３００Ω／□以下のＩＴＯ基板(ＩＴＯ
薄膜を形成した透明基板）であれば素子電極として機能
するが、現在では１０Ω／□程度のＩＴＯ基板の供給も
可能になっていることから、低抵抗品を使用することが
特に望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて選ぶこ
とができるが、通常１００〜３００ｎｍである。ＩＴＯ
膜形成方法は、電子ビーム法、スパッタリング法、化学
反応法など特に制限を受けるものではない。

【００２７】透明電極は可視光線透過率が３０％以上あ
れば使用に大きな障害はないが、理想的には１００％に
近い方が好ましい。基本的には可視光全域において同程
度の透過率をもつことが好ましいが、発光色を変化させ
たい場合には積極的に光吸収性を付与させることも可能
である。このような場合にはカラーフィルターや干渉フ
ィルターを用いて変色させる方法が技術的に容易であ
る。

【００２８】基板の材料は、表示または発光素子として
機能するに適した光学的透明性、機械的強度、耐熱性な
どを有するものであれば、材質は特に限定されない。ポ
リメチルメタクリレート、ポリカーボネート、無定形ポ
リオレフィンなどのプラスチック板やフィルム類を用い
ることができるが、ガラス板を用いるのが最も好まし
い。ガラスの材質については、無アルカリガラスや酸化
珪素膜などのバリアコートを施したソーダライムガラス
などが使用できる。厚みは機械的強度を保つのに十分な
厚みがあればよいので、０．５ｍｍ以上あれば十分であ
る。なお、上記第一電極もしくは基板には、公知技術を
用いて反射防止機能を付加することができる。

【００２９】既に述べたスペーサーは、第一電極に接す
る状態で形成されることが多いので、十分な電気絶縁性
を有することが好ましい。導電性のスペーサーを用いる
こともできるが、その場合は電極間の短絡を防止するた
めの電気絶縁性部分を形成すればよい。スペーサー材料
としては公知の材料を用いることが可能であり、無機物
では酸化ケイ素をはじめとする酸化物材料、ガラス材
料、セラミックス材料などを、有機物ではポリビニル
系、ポリイミド系、ポリスチレン系、アクリル系、ノボ
ラック系、シリコーン系などのポリマー系樹脂材料を好
ましい例として挙げることができる。さらに、スペーサ
ーの全体、もしくは基板あるいは第一電極と接する部分
を黒色化することで、有機電界発光装置の表示コントラ
スト向上に寄与するブラックマトリクス的な機能をスペ
ーサーに付加することもできる。このような場合のスペ
ーサー材料としては、無機物ではケイ素、砒化ガリウ
ム、二酸化マンガン、酸化チタンや酸化クロムと金属ク
ロムとの積層膜などを、有機物では上記樹脂材料に、電
気絶縁性を高めるために表面処理の施されたカーボンブ
ラック系、フタロシアニン系、アントラキノン系、モノ
アゾ系、ジスアゾ系、金属錯塩型モノアゾ系、トリアリ
ルメタン系、アニリン系などの公知の顔料や染料、ある
いは上記無機材料粉末を混合した材料を好ましい例とし
て挙げることができる。

【００３０】スペーサーのパターニング方法は特に限定
されないが、第一電極のパターニング工程後に基板全面
にスペーサー層を形成し、公知のフォトリソ法を用いて
パターニングする方法が工程的に容易である。フォトレ
ジストを使用したエッチング法あるいはリフトオフ法に
よってスペーサーをパターニングしてもよいし、例示し
た上記樹脂材料に感光性を付加させた感光性スペーサー
材料を用い、スペーサー層を直接露光、現像することで
パターニングすることもできる。

【００３１】有機電界発光素子に含まれる薄膜層として
は、１）正孔輸送層／発光層、２）正孔輸送層／発光層
／電子輸送層、３）発光層／電子輸送層、そして４）以
上の組合せ物質を一層に混合した形態の発光層、のいず
れであってもよい。すなわち、素子構成として有機化合
物からなる発光層が存在していれば、上記１）〜３）の
多層積層構造の他に４）のように発光材料単独または発
光材料と正孔輸送材料や電子輸送材料を含む発光層を一
層設けるだけでも良い。

【００３２】正孔輸送層は正孔輸送性物質単独で、ある
いは正孔輸送性物質と高分子結着剤により形成される。
正孔輸送性物質としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，
Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニ
ル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）やＮ，Ｎ’−ジフェ
ニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ジフェニル−
４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）などに代表されるトリフ
ェニルアミン類、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、ビス
カルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系
化合物、ヒドラゾン系化合物、オキサジアゾール誘導体
やフタロシアニン誘導体に代表される複素環化合物、ポ
リマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネー
トやポリスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポ
リシラン、ポリフェニレンビニレンなどが好ましいが、
特に限定されるものではない。

【００３３】第一電極上にパターニングして形成される
発光層の材料は、アントラセンやピレン、そして８−ヒ
ドロキシキノリンアルミニウムの他には、例えば、ビス
スチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエ
ン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、
ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペ
リノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、チアジアゾ
ロピリジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビ
ニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そしてポリ
チオフェン誘導体などが使用できる。また、発光層に添
加するドーパントとしては、ルブレン、キナクリドン誘
導体、フェノキサゾン６６０，ＤＣＭ１、ペリノン、ペ
リレン、クマリン５４０，ジアザインダセン誘導体など
がそのまま使用できる。

【００３４】電子輸送性物質としては、電界を与えられ
た電極間において陰極からの電子を効率よく輸送するこ
とが必要で、電子注入効率が高く、注入された電子を効
率よく輸送することが望ましい。そのためには電子親和
性が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性
に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に
発生しにくい物質であることが要求される。このような
条件を満たす物質として８−ヒドロキシキノリンアルミ
ニウム、ヒドロキシベンゾキノリンベリリウム、２−
（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）
−１，３，４−オキサジアゾール（ｔ−ＢｕＰＢＤ）な
どのオキサジアゾール系誘導体、薄膜安定性を向上させ
たオキサジアゾール二量体系誘導体の１，３−ビス（４
−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）
ビフェニレン（ＯＸＤ−１）、１，３−ビス（４−ｔ−
ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）フェニ
レン（ＯＸＤ−７）、トリアゾール系誘導体、フェナン
トロリン系誘導体などがある。

【００３５】以上の正孔輸送層、発光層、電子輸送層に
用いられる材料は単独で各層を形成することができる
が、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネ
ート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾー
ル）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリ
レート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレン
エーテル、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶
性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、
ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬
化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。

【００３６】上記正孔輸送層、発光層、電子輸送層など
の有機層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸
着、スパッタリング法などがある。特に限定されるもの
ではないが、通常は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着な
どの蒸着法が特性面で好ましい。層の厚みは、有機層の
抵抗値にもよるので限定することはできないが、経験的
には１０〜１０００ｎｍの間から選ばれる。

【００３７】第二電極となる陰極は、電子を本素子の発
光層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されな
い。従って、アルカリ金属などの低仕事関数金属の使用
も可能であるが、電極の安定性を考えると、白金、金、
銀、銅、鉄、錫、アルミニウム、マグネシウム、インジ
ウムなどの金属、またはこれら金属と低仕事関数金属と
の合金などが好ましい例として挙げられる。また、あら
かじめ有機層に低仕事関数金属を微量ドーピングしてお
き、その後に比較的安定な金属を陰極として成膜するこ
とで、電極注入効率を高く保ちながら安定な電極を得る
こともできる。これらの電極の作製法も抵抗加熱蒸着、
電子ビーム蒸着、スパッタリング、イオンプレーティン
グ法などのドライプロセスが好ましい。

【００３８】第二電極上には必要に応じて保護層を形成
することができる。保護層としては既に例示した第一電
極および第二電極材料の他に、酸化ケイ素、酸化ガリウ
ム、酸化チタン、窒化ケイ素などの無機材料、各種高分
子材料、有機電界発光素子を構成する有機材料を用いる
ことができる。なかでも窒化ケイ素は水分に対するバリ
ア性に優れた好適な保護層材料である。これら保護膜は
蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などによって形成
される。

【００３９】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるも
のではない。

【００４０】実施例１ 厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラス表面にスパッタリン
グ蒸着法によって厚さ１３０ｎｍのＩＴＯ透明電極膜が
形成されたＩＴＯガラス基板（ジオマテック社製）を用
意した。このＩＴＯ膜をフォトリソ法を用いてパターニ
ングした後、４６ｍｍ×３８ｍｍの大きさに切断して、
基板中央部に幅１２ｍｍのＩＴＯ膜（第一電極）を有す
る基板を作製した。

【００４１】この基板を洗浄してから蒸着機にセット
し、２×１０^-4Ｐａ以下の真空度まで排気した。１５ｍ
ｍ角の開口部を有する発光層用シャドーマスクを配置し
た状態で、水晶振動子による膜厚モニター表示値で銅フ
タロシアニン２０ｎｍ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，
Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ジフェニル−４，４’−
ジアミン（ＮＰＤ）１００ｎｍおよびＡｌｑ₃１００ｎ
ｍを蒸着した。その後、薄膜層をリチウム蒸気に曝して
ドーピング（膜厚換算量０．５ｎｍ）した。次に、５×
１２ｍｍの開口部を４つ有する第二電極用シャドーマス
クに交換し、真空度３×１０^-4Ｐａ以下でアルミニウム
を２００ｎｍの厚さに蒸着して、第二電極をパターニン
グした。このようにして基板上に４つの緑色発光領域を
有する有機電界発光素子を作製した。

【００４２】本素子を蒸着機から取り出し、ロータリー
ポンプによる減圧雰囲気下で２０分間保持した後に、露
点−１００℃以下のアルゴン雰囲気下に移した。該低湿
度雰囲気下にて、基板とガラス板とを硬化性エポキシ樹
脂を用いて貼り合わせることで封止をした。

【００４３】得られた素子を６０℃、８０％ＲＨの雰囲
気下に放置したところ、２００時間経過後でもダークス
ポットはほとんど拡大しなかった。

【００４４】比較例１ 有機電界発光素子の作製までは実施例１と同様にした。
素子を蒸着機から取り出し、アルゴンガスによる雰囲気
下に２０分間保持した後に、露点−１００℃以下のアル
ゴン雰囲気下に移した。その後、実施例１と同様に封止
をした。

【００４５】得られた素子を６０℃、８０％ＲＨの雰囲
気下に放置したが、減圧雰囲気下に置くことによる脱水
処理を施さなかったために、２００時間以内にダークス
ポットの直径が２倍以上に拡大した。

【００４６】実施例２ 有機電界発光素子の作製までは実施例１と同様にした。
素子を蒸着機から取り出し、ロータリーポンプによる減
圧雰囲気下で２０分間保持した後に、露点−１００℃以
下のアルゴン雰囲気下に移した。該低湿度雰囲気下にて
ホットプレートを用いて本素子および封止板を８５℃で
１０分間加熱処理した後、実施例１と同様に封止をし
た。

【００４７】得られた素子を８０℃、８０％ＲＨの雰囲
気下に放置したところ、２００時間経過後でもダークス
ポットはほとんど拡大しなかった。

【００４８】比較例２ 加熱処理しなかったこと以外は実施例２と同様にして得
られた素子を８０℃、８０％ＲＨの雰囲気下に放置した
が、加熱による脱水処理を施さなかったために、２００
時間以内にダークスポットの直径が２倍以上に拡大し
た。

【００４９】実施例３ 発光層パターニング用として、図５に示したようにマス
ク部分と補強線とが同一平面内に形成されたシャドーマ
スクを作製した。１枚のシャドーマスクの外形は１２０
×８４ｍｍ、マスク部分３１の厚さは２５μｍであり、
長さ６４ｍｍ、幅１００μｍのストライプ状開口部３２
がピッチ３００μｍで２７２本配置されている。各スト
ライプ状開口部には、開口部と直交する幅２０μｍ、厚
さ２５μｍの補強線３３が１．８ｍｍ間隔に形成されて
いる。それぞれのシャドーマスクは外形が等しい幅４ｍ
ｍのステンレス鋼製フレーム３４に固定されている。

【００５０】第二電極パターニング用として、図６およ
び図７に示すようにマスク部分３１の一方の面３５と補
強線３３との間に隙間３６が存在する構造の同一のシャ
ドーマスクを４枚用意した。シャドーマスクの外形は１
２０×８４ｍｍ、マスク部分の厚さは１００μｍであ
り、長さ１００ｍｍ、幅２５０μｍのストライプ状開口
部３２がピッチ３００μｍで２００本配置されている。
マスク部分の上には、幅４０μｍ、厚さ３５μｍ、対向
する二辺の間隔が２００μｍの正六角形構造からなるメ
ッシュ状の補強線が形成されている。隙間の高さはマス
ク部分の厚さと等しく１００μｍである。各々のシャド
ーマスクは発光層用シャドーマスクと同様のステンレス
鋼製のフレームに固定して用いられる。

【００５１】第一電極は以下の通りパターニングした。
実施例１で用いたＩＴＯガラス基板を１２０×１００ｍ
ｍの大きさに切断した。ＩＴＯ基板上にフォトレジスト
を塗布して、通常のフォトリソグラフィ法による露光、
現像によってフォトレジストをパターニングした。ＩＴ
Ｏの不要部分をエッチングして除去した後、フォトレジ
ストを除去することで、ＩＴＯ膜を長さ９０ｍｍ、幅７
０μｍのストライプ形状にパターニングした。このスト
ライプ状第一電極は１００μｍピッチで８１６本配置さ
れている。

【００５２】次にスペーサーを以下のように形成した。
ポリイミド系の感光性コーティング剤(東レ社製、ＵＲ
−３１００）をスピンコート法により前記第一電極を形
成した基板上に塗布して、クリーンオーブンによる窒素
雰囲気下で８０℃、１時間プリベーキングした。この塗
布膜にフォトマスクを介してパターン露光をし、現像に
は東レ社製ＤＶ−５０５を用いて、感光性コーティング
剤をパターニングした。その後、クリーンオーブン中で
１８０℃、３０分間、さらに２５０℃、３０分間ベーキ
ングして、第一電極に直交するスペーサーを形成した。
このスペーサーは、長さ９０ｍｍ、幅５０μｍ、高さ４
μｍであり、３００μｍピッチで２０１本配置されてい
る。このスペーサーの電気絶縁性は良好であった。

【００５３】次に、この基板を真空中で約３０分間、１
００℃に加熱して脱水処理を実施した。この基板を洗浄
した後、真空蒸着機内にセットした。本蒸着機では、真
空中においてそれぞれ１０μｍ程度の精度で基板とマス
クの位置合わせができ、マスクを交換することが可能で
ある。

【００５４】発光層を含む薄膜層は、抵抗線加熱方式に
よる真空蒸着法によって以下のように形成した。なお、
蒸着時の真空度は２×１０^-4Ｐａ以下であり、蒸着中は
蒸着源に対して基板を回転させた。

【００５５】まず、図８に示すような配置において、水
晶振動子による膜厚モニター表示値で、銅フタロシアニ
ンを３０ｎｍ、ビス（Ｎ−エチルカルバゾール）を１２
０ｎｍ基板全面に蒸着して正孔輸送層５を形成した。

【００５６】次に、発光層用シャドーマスクを基板前方
に配置して両者を密着させ、基板後方にはフェライト系
板磁石（日立金属社製、ＹＢＭ−１Ｂ）を配置した。こ
の際、図９および図１０に示したように、ストライプ状
第一電極２がシャドーマスクのストライプ状開口部３２
の中心に位置し、補強線３３がスペーサー４の位置と一
致し、かつ補強線とスペーサーが接触するように配置さ
れる。この状態で、０．３ｗｔ％の１，３，５，７，８
−ペンタメチル−４，４−ジフロロ−４−ボラ−３ａ，
４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン（ＰＭ５４６）をドーピ
ングした８−ヒドロキシキノリン−アルミニウム錯体
（Ａｌｑ₃）を４３ｎｍ蒸着し、緑色発光層をパターニ
ングした。

【００５７】次に、前記緑色発光層のパターニングと同
様にして、シャドーマスクを交換して、発光層用マスク
４枚を取り付け、１ピッチ分ずらした位置の第一電極パ
ターンに位置合わせして、１ｗｔ％の４−（ジシアノメ
チレン）−２−メチル−６−（ジュロリジルスチリル）
ピラン（ＤＣＪＴ）をドーピングしたＡｌｑ₃を３０ｎ
ｍ蒸着して、赤色発光層をパターニングした。

【００５８】さらに、シャドーマスクを交換し、第三の
発光層用シャドーマスク４面を取り付け、さらに１ピッ
チ分ずらした一の第一電極パターンに位置合わせして、
４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ジフェ
ニル（ＤＰＶＢｉ）を４０ｎｍ蒸着して、青色発光層を
パターニングした。緑色、赤色、青色それぞれの発光層
は、ストライプ状第一電極の３本ごとに配置され、第一
電極の露出部分を完全に覆っている。

【００５９】次に、図１１に示したような配置におい
て、ＤＰＶＢｉを７０ｎｍ、Ａｌｑ₃を２０ｎｍ基板全
面に蒸着した。この後に、薄膜層をリチウム蒸気に曝し
てドーピング（膜厚換算量０．５ｎｍ）した。

【００６０】第二電極は抵抗線加熱方式による真空蒸着
法によって以下のように形成した。なお、蒸着時の真空
度は３×１０^-4Ｐａ以下であり、蒸着中は２つの蒸着源
に対して基板を回転させた。

【００６１】前記発光層のパターニングと同様に、第二
電極用シャドーマスクを基板前方に配置して両者を密着
させ、基板後方には磁石を配置した。この際、図１２お
よび図１３に示すように、スペーサー４がマスク部分３
１の位置と一致するように両者は配置される。この状態
でアルミニウムを４００ｎｍの厚さに蒸着して第二電極
８をパターニングした。第二電極は、間隔をあけて配置
された複数のストライプ状にパターニングされている第
一電極と直交する配置で、間隔をあけて配置された複数
のストライプ状にパターニングされている。

【００６２】最後に、図１１に示したような配置におい
て、一酸化珪素を２００ｎｍ電子ビーム蒸着法によって
基板全面に蒸着して、保護層を形成した。

【００６３】このようにして、図１４および図１５に示
すように、幅７０μｍ、ピッチ１００μｍ、本数８１６
本のＩＴＯストライプ状第一電極上に、パターニングさ
れた緑色発光層、赤色発光層および青色発光層が形成さ
れ、第一電極と直交するように幅２５０μｍ、ピッチ３
００μｍのストライプ状第二電極が２００本配置された
単純マトリクス型カラー有機電界発光素子を作製した。
赤、緑、青の３つの発光領域が１画素を形成するので、
本発光素子は３００μｍピッチで２７２×２００画素を
有する。

【００６４】本素子を蒸着機から取り出し、ロータリー
ポンプによる減圧雰囲気下で２０分間保持した後に、露
点−１００℃以下のアルゴン雰囲気下に移した。該低湿
度雰囲気下にて、基板とガラス板とを硬化性エポキシ樹
脂を用いて貼り合わせることで封止をした。

【００６５】得られた素子を６０℃、８０％ＲＨの雰囲
気下に放置したところ、２００時間経過後でもダークス
ポットはほとんど拡大しなかった。

【００６６】比較例３ スペーサー形成後、薄膜層形成前に基板を脱水処理しな
かったこと以外は、実施例３と同様に素子の作製および
封止をした。得られた素子を６０℃、８０％ＲＨの雰囲
気下に放置したが、２００時間以内にダークスポットの
直径が２倍以上に拡大した。 実施例４ 電子輸送層の形成までは実施例３と同様に行った。第二
電極の形成においては、第一電極と直交して形成され、
３００μｍピッチで２０１本存在するスペーサーを隔壁
法における隔壁として利用し、隔壁が存在する領域にア
ルミニウムを蒸着して第二電極パターニングを行った。
その後の保護層形成から封止までは実施例３と同様にし
た。

【００６７】得られた素子を６０℃、８０％ＲＨの雰囲
気下に放置したところ、２００時間経過後でもダークス
ポットはほとんど拡大しなかった。

【００６８】

【発明の効果】本発明の有機電界発光素子の製造方法で
は、脱水処理により構成部材の表面に吸着している水分
量を減少させてから封止を行うために、封止内部空間が
低湿度に保持され、ダークスポットの経時的拡大を再現
性よく抑制することができる。特に水分の再蒸発が起こ
りやすい高温での保存試験においてこの効果が大きく、
素子の信頼性や耐環境性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で製造される有機電界発光素子の一例を
示す断面図。

【図２】本発明で製造される有機電界発光素子の別の一
例を示す断面図。

【図３】本発明で製造される有機電界発光素子の別の一
例を示す断面図。

【図４】本発明で製造される有機電界発光素子の別の一
例を示す断面図。

【図５】発光層パターニング用シャドーマスクの一例を
示す平面図。

【図６】第二電極パターニング用シャドーマスクの一例
を示す平面図。

【図７】図６のＸＸ’断面図。

【図８】正孔輸送層の形成方法の一例を説明するＸＸ’
断面図。

【図９】発光層パターニング方法の一例を説明するＸ
Ｘ’断面図。

【図１０】発光層パターニング方法の一例を説明するＹ
Ｙ’断面図。

【図１１】電子輸送層の形成方法の一例を説明するＸ
Ｘ’断面図。

【図１２】第二電極パターニング方法の一例を説明する
ＸＸ’断面図。

【図１３】第二電極パターニング方法の一例を説明する
ＹＹ’断面図。

【図１４】本発明で製造される有機電界発光素子の別の
一例を示す断面図。

【図１５】図１４のＸＸ’断面図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 第一電極 ３ 駆動源 ４ スペーサー ５ 正孔輸送層 ６ 発光層 ７ 電子輸送層 ８ 第二電極 ９ 保護層 １０ 薄膜層 １１ 正孔輸送材料 １２ 発光材料 １３ 電子輸送材料 １４ 第二電極材料 ２１ 封止板 ２２ 接着手段 ２３ 封止内部空間 ２４ 凹部 ２５ 脚部 ３０ シャドーマスク ３１ マスク部分 ３２ 開口部 ３３ 補強線 ３４ フレーム ３５ マスク部分の一方の面 ３６ 隙間

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月６日（１９９９．１０．
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB06 AB13 BA06 BB01 BB04 CB01 DA01 DB03 EB00 FA02 FA03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に形成された第一電極上に少なくと
   も有機化合物からなる発光層を含む薄膜層を形成する工
   程と、第二電極を前記薄膜層上に形成する工程と、前記
   基板と封止板とを貼り合わせる封止工程とを含む有機電
   界発光素子の製造方法であって、前記有機電界発光素子
   の構成部材の少なくとも一部を脱水処理することを特徴
   とする有機電界発光素子の製造方法。
2. 【請求項２】少なくとも一部分が薄膜層の厚さを上回る
   高さをもつスペーサーを基板上に形成し、前記スペーサ
   ー形成工程後に少なくとも前記基板を脱水処理すること
   を特徴とする請求項１記載の有機電界発光素子の製造方
   法。
3. 【請求項３】構成部材の少なくとも一部を常圧もしくは
   減圧雰囲気下で５０℃以上に加熱することで脱水処理す
   ることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光素子の
   製造方法。
4. 【請求項４】構成部材の少なくとも一部を露点−３０℃
   以下の低湿度雰囲気下で５０℃以上に加熱することで脱
   水処理することを特徴とする請求項１記載の有機電界発
   光素子の製造方法。
5. 【請求項５】構成部材の少なくとも一部を減圧雰囲気下
   に置くことで脱水処理することを特徴とする請求項１記
   載の有機電界発光素子の製造方法。
6. 【請求項６】基板と封止板とを露点−３０℃以下の低湿
   度雰囲気下で貼り合わせることを特徴とする請求項１記
   載の有機電界発光素子の製造方法。
7. 【請求項７】第一電極を間隔をあけて配置された複数の
   ストライプ状電極にパターニングし、かつ、第二電極を
   前記第一電極に対して交差する複数のストライプ状電極
   にパターニングすることを特徴とする請求項１記載の有
   機電界発光素子の製造方法。