JP2000200680A - 有機電界発光素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発光層用シャドーマスクと第二電極用シャドー
マスクをそれぞれ別個に作製するという手間を解消し、
有機電界発光素子の製造工程でシャドーマスクの交換と
いう素子の性能または設備コストに重大な影響を与える
課題を解決する素子製造方法を提供する。 【解決手段】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上に形成する工程を含む有機
電界発光素子の製造方法であって、シャドーマスクを用
いて発光層を１回の蒸着工程でパターニングし、前記発
光層パターニング工程において使用したシャドーマスク
と基板との相対位置を保持した状態で蒸着を行うことに
より第二電極の一部をパターニングし、前記１回目の第
二電極パターニング工程において使用したシャドーマス
クと前記基板との相対位置を変化させた状態で蒸着を行
うことにより第二電極の残りの部分をパターニングする
ことを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。

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、照明、インテリ
ア、標識、看板、電子写真機などの分野に利用可能な、
電気エネルギーを光に変換できる有機電界発光素子の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極から注入された電子と陽極から注入
された正孔とが、両極に挟まれた有機蛍光体内で再結合
して発光するという有機電界発光素子の研究開発が活発
に行われるている。この素子は、薄型、低駆動電圧下で
の高輝度発光、蛍光材料を選ぶことによる多色発光が特
徴であり注目を集めている。

【０００３】高輝度および多色発光が可能であるこれら
の有機電界発光素子を画像表示素子に利用する検討も盛
んである。フルカラーディスプレイの場合には、所定の
位置に赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)、青色(Ｂ)の発光層を形成す
る必要がある。従来、このようなパターン加工はフォト
リソグラフィ法に代表されるウエットプロセスによって
達成されたが、有機電界発光素子を形成する有機膜は水
分や有機溶媒、薬液に対する耐久性に乏しい。特開平６
−２３４９６９号公報に代表されるように、有機材料を
工夫することによりウエットプロセスの可能な素子が得
られることも示されているが、このような方法では素子
に用いる有機材料が限定されてしまう。さらに、表示素
子に必要な有機層上部の電極のパターン加工についても
同様の問題がある。

【０００４】このような理由から、蒸着法に代表される
ドライプロセスによって有機電界発光素子を製造し、パ
ターン加工にはマスク法を利用することが多かった。つ
まり、素子の基板前方にシャドーマスクを配置して、開
口部のみに有機層あるいは電極を蒸着するものである。

【０００５】多くの場合、第一電極となる透明電極をパ
ターニングした後、それに沿って発光層を含む薄膜層が
形成される。カラーディスプレイにおいてはＲ、Ｇ、Ｂ
３色の発光領域を形成するため少なくとも複数回の発光
層のパターニング工程を行うことが必要である。この
際、それぞれシャドーマスクを用いた蒸着工程が繰り返
される。このように第一電極に沿って発光層を含む薄膜
層を形成した後、第一電極に交差した配置で第二電極を
パターニング形成することになり、第二電極形成専用の
シャドーマスクが必要となる。

【０００６】真空蒸着法で発光層を含む薄膜層を形成し
た後、一旦大気圧に戻して、シャドーマスクを交換して
電極を形成する操作を行うと性能が低下するという問題
があり、一方、真空中でシャドーマスクを交換する機構
を有する装置は高額になるという設備コストの問題があ
る。

【０００７】特開平９−１１５６７２号公報では、１枚
のマスクにより基板上に発光色ごとに正孔輸送層、電子
輸送層、電極を同一平面形状に順次形成する方法が開示
されている。しかしながら、用いられるシャドーマスク
は厚さ１００μｍであるが、ピッチ３００で幅８５μｍ
のスリット状の開口部が３０５本形成された簾状のもの
であり、マスク部の撓みなどによる開口部形状の保持に
問題が生じる懸念がある。また、マスクを張力を掛けて
直線的に張る機構を設けるなど特別な装置を必要とする
などの問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】発光層用シャドーマス
クと第二電極用シャドーマスクをそれぞれ別個に作製す
るという手間を解消し、１種類のシャドーマスクで発光
層と第二電極のパターニングが可能で、シャドーマスク
開口部形状の保持が確実であって、その設置や位置合わ
せが容易に行われ、有機電界発光素子の製造工程でシャ
ドーマスクの交換という素子の性能または設備コストに
重大な影響を与える課題を解決できるマスク蒸着法の開
発が求められている。

【０００９】

【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
上に形成する工程を含む有機電界発光素子の製造方法で
あって、シャドーマスクを用いて発光層を１回の蒸着工
程でパターニングし、前記発光層パターニング工程にお
いて使用したシャドーマスクと基板との相対位置を保持
した状態で蒸着を行うことにより第二電極の一部をパタ
ーニングし、前記１回目の第二電極パターニング工程に
おいて使用したシャドーマスクと前記基板との相対位置
を変化させた状態で蒸着を行うことにより第二電極の残
りの部分をパターニング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。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明における有機電界発光素子
とは、第一電極と第二電極との間に少なくとも有機化合
物からなる発光層が存在し、電気エネルギーにより発光
する素子である。

【００１１】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をパターニングする工程、
少なくとも有機化合物からなる発光層を含む薄膜層を前
記第一電極上に形成する工程と、第二電極を前記薄膜層
上に形成する工程とを含むものである。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。

【００１２】本発明は、パターニングされた第一電極上
に共通のシャドーマスクを用いて発光層と第二電極を形
成することを特徴とし、シャドーマスクを用いた有機電
界発光素子の製造において、第一電極のパターンに準拠
して発光層を形成し、第一電極と交差して第二電極をパ
ターニングする場合には、発光層用と第二電極用それぞ
れのパターニングのためのシャドーマスクが必要であ
り、それらを製造工程中で交換する操作が必要であっ
た。本発明では、発光層と第二電極を共通のシャドーマ
スクを用いて形成するので、作製するマスクは１種類で
あり、作製が容易であると共に交換操作が不要であり、
素子の性能や設備コストへの重大な影響を回避すること
ができるというメリットが得られる。

【００１３】本発明においては、共通となるシャドーマ
スクを用いて、発光層を１回の蒸着工程でパターニング
し、その後、発光層パターニング工程におけるシャドー
マスクと基板との相対位置を保持した状態で蒸着を行う
ことにより第二電極の一部をパターニングし、この１回
目の第二電極パターニング工程におけるシャドーマスク
と基板との相対位置を変化させた状態で蒸着を行うこと
により第二電極の残りの部分をパターニングすることが
特に好ましい。

【００１４】発光層と第二電極は、基板上に間隔をあけ
て配置された複数のストライプ形状の第一電極に対して
交差する複数のストライプ形状にパターニングされてい
ることを特徴するものである。第一電極と第二電極が交
差し重なり合っている部分が発光領域となる。本発明の
発光層は、第一電極のパターンに対して交差する様にス
トライプ形状のパターンを有している。そして発光層と
第二電極は共通のシャドーマスクを用いて形成されるの
で共通のストライプ形状を有している。

【００１５】本発明では、間隔をあけて配置された複数
のストライプ形状開口部が存在し、これらのストライプ
形状開口部を横切るように形成された補強線が存在する
シャドーマスクを用いることが好ましい。

【００１６】さらに、シャドーマスクと基板との相対位
置の変化は、シャドーマスクのストライプ形状開口部の
長手方向に変化させて、第二電極のパターニングを行う
ものである。

【００１７】上記のような補強線を有するシャドーマス
クを用いて発光層を形成する場合には、ストライプ形状
開口部を横切るように形成されている補強線の間隔を、
予め第一電極の幅とピッチを考慮して、そのピッチに合
致するか、その整数倍にすることにより、なんら支障無
く発光層の蒸着形成作業を行うことができる。しかし、
第二電極は連続的なパターンとして機能するものであ
り、補強線に遮られて第二電極形成成分の蒸着が行われ
ない部分が生じないように、発光層パターニング工程に
おけるシャドーマスクと基板との相対位置を保持した状
態で１回目の第二電極形成成分を蒸着して第二電極の一
部を形成し、シャドーマスクと基板との相対位置を補強
線のピッチと異なる間隔だけストライプ形状開口部の長
手方向に変化させた状態で第二電極形成成分を蒸着する
ことで、１回目の蒸着で補強線に遮断されて蒸着されな
かった部分を含めて残りの第二電極を形成する。このよ
うにシャドーマスクと基板との相対位置を変化させて第
二電極の残りの部分を形成することで、端部には発光層
がなく第二電極のみが形成された部分ができることにな
り、これは第二電極の取り出し手段と接合する部分とし
て好適に利用することができる。

【００１８】さらに取り出し手段との接合部分を第二電
極の両端に形成する必要がある場合には、シャドーマス
クと基板との相対位置を、上記の２回目の第二電極パタ
ーニングの場合に対して、ストライプ形状開口部の長手
方向に変化させる方向を逆にした状態に置いても、第二
電極形成成分を蒸着することで容易に第二電極の両端に
発光層がなく電極のみからなる部分を得ることができ
る。この場合、第二電極パターニング工程を少なくとも
３回行うことになる。

【００１９】フルカラーを表示するディスプレイにおい
ては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に発
光する発光領域が単純マトリクス型ストライプ配列で設
置される。このようなフルカラーの有機電界発光素子
は、共通のシャドーマスクを用いて、赤色領域に発光ピ
ーク波長を有する発光層と第二電極とをパターニングす
る一連の工程と、この工程と同様にして緑色および青色
領域に対応した発光層と第二電極とをパターニングする
それぞれ一連の工程を行うことで製造することができ
る。本発明においては、赤色、緑色および青色領域にそ
れぞれ対応した発光層と第二電極とを、すべて共通のシ
ャドーマスクを用いてパターニングすることができる。
なお、ＲＧＢの形成順序は限定されない。

【００２０】本発明では、発光層および第二電極の形成
に共通となる１種のシャドーマスクを用い、例えば、先
ず赤色発光領域を形成する発光層をパターニングし、そ
のシャドーマスクと基板との相対位置を保持した状態で
第二電極の一部を形成し、次いで、シャドーマスクのス
トライプ形状開口部の長手方向にシャドーマスクと基板
との相対位置を移動して第二電極の残りの部分を形成し
て赤色発光領域の形成を完了させる。その後、赤色発光
領域に隣接する緑色発光領域を設置する位置にシャドー
マスクを移動して、赤色発光領域の形成と同様にして緑
色発光領域の発光層とその上の第二電極を少なくとも２
回の蒸着操作で形成して、緑色発光領域の形成を完了す
る。これらの一連の工程をもう一度繰り返して青色発光
領域の発光層とその上の第二電極をパターニング形成し
て有機電界発光素子を製造することができる。

【００２１】本発明の有機電界発光素子の製造方法は次
のように行われる。第一電極としては、酸化錫インジウ
ム（ＩＴＯ）透明電極膜を形成したガラス基板を用い、
通常、フォトリソグラフィ法でパターニングすることが
できる。例えば、パターンとして線幅２７０μｍ、線間
隔３０μｍ、ピッチ３００μｍのＩＴＯ電極を形成し、
これを第一電極とし、それに交差する状態、最も一般的
な形として直交する状態で、発光層と第二電極のパター
ニングを実施する。ＩＴＯ電極の抵抗が高い場合にはガ
イド電極を設けることが行われる。

【００２２】シャドーマスクを用いて少なくとも有機化
合物からなる発光層を含む薄膜層を形成する方法におい
て、形成される薄膜層をシャドーマスクとの接触による
傷つきから保護するため、薄膜層の厚さを上回る高さを
有するスペーサーを基板上に形成しておく方法が取られ
る。これらのスペーサーは、通常は、第二電極の間隔の
部分に形成され、従って、第一電極とは交差する方向に
ストライプ形状に形成される。さらに好適なのはマトリ
クス型に形成することである。

【００２３】スペーサーの材料は公知のものが使用で
き、無機物では酸化珪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、有機物ではアクリ
ル系やポリイミド系などのポリマー材料をあげることが
できる。さらに、スペーサーを黒色化して表示コントラ
スト向上に寄与するブラックマトリクス的な機能を与え
ることや、パターニングされた第一電極のエッジ部分を
覆うように形成して、第一電極と第二電極との短絡を防
止するエッジ保護層的な機能を与えることができる。

【００２４】スペーサー層の形成方法としては、無機材
料を用いる場合には、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、
スパッタリング蒸着などのドライプロセスを利用する方
法、有機材料を用いる場合には、ウエットプロセスを利
用する方法があるが、特に限定されるものではない。ス
ペーサーのパターニング方法も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、公知のフォトリソグラフィ法を用いてパター
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、ポリマー材料
に感光性を付与した感光性スペーサー材料を用い、スペ
ーサー層を露光・現像することでパターニングすること
もできる。

【００２５】パターニングされた第一電極と、さらにス
ペーサーが形成された基板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が形成される。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、素子構成として少なくとも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
もよい。

【００２６】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、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。

【００２７】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。

【００２８】電子輸送層が形成される積層構造の場合、
この層は発光領域の存在する全領域に形成されるので、
正孔輸送層と同様に全面に形成することができる。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（ＯＸ
Ｄ−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。

【００２９】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。

【００３０】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、１０〜
１０００ｎｍの間から選ばれる。

【００３１】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。これらの電極の作成法も抵抗加熱蒸着、
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。

【００３２】本発明のストライプ形状開口部を横切る補
強線を有するシャドーマスクを用いたマスク蒸着法によ
る発光層および第二電極の形成は、ストライプ形状にパ
ターニングされた第一電極が形成され、その上に正孔輸
送層が形成された基板面に該シャドーマスクを密着配置
して蒸着を行うか、上記のように、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て、シャドー
マスクをスペーサー層に密着させた状態で蒸着するかな
どの方法で行われる。後者の場合には、シャドーマスク
は、スペーサーに密着するので薄膜層を傷付けることが
防止される。

【００３３】このようにパターニングされた第一電極が
形成され、さらにスペーサーが形成された基板上に薄膜
層を形成する。初めに正孔輸送層を形成するが、この場
合、発光領域の存在する全領域に正孔輸送材料を蒸着す
ればよい。

【００３４】次の工程として、図１に示すシャドーマス
クを用いた発光層のパターニングを行う。シャドーマス
クには、発光層パターンに対応した形状の開口部３２が
設けられており、開口部形状の変形を防止するため開口
部を横切るようにしてマスク部分と同一面内に形成され
た補強線３３が存在する。さらに、このシャドーマスク
は取扱いを容易にするためにフレーム３４に固定されて
いる。このようなシャドーマスクを、そのストライプ形
状開口部の長手方向が、パターニングされたストライプ
状第一電極と交差するように配置して発光材料を蒸着す
る。スペーサーを形成した場合、補強線３３がスペーサ
ーと重なるように第一電極と開口部との位置を合わせな
がら、このシャドーマスクをスペーサーに密着させる。
この状態で発光材料を蒸着することにより所望の領域に
発光層を形成する。

【００３５】薄膜層の構成として電子輸送層を形成する
場合があるが、この場合には、正孔輸送層と同様に、発
光領域の存在する全領域に電子輸送材料を蒸着して電子
輸送層を形成することが可能であるが、本発明では各発
光色について薄膜層と第二電極の形成を行う一連の工程
を行うことが好ましい。従って、発光層のパターニング
工程に連続して電子輸送材料を蒸着することで各色の発
光層に対応した電子輸送層をパターニングすることが好
ましい。

【００３６】本発明では、第二電極のパターニングにお
いて、発光層パターニングと共通のシャドーマスクを用
いることが特徴である。発光層を含む薄膜層の形成され
た上に、発光層パターニング工程におけるシャドーマス
クと基板との相対位置を保持した状態で蒸着を行うこと
で第二電極の一部をパターニングし、この１回目の第二
電極パターニング工程におけるシャドーマスクと基板と
の相対位置をシャドーマスクのストライプ形状開口部の
長手方向に変化させた状態で蒸着を行うことで第二電極
の残りの部分をパターニングする。このようにして作製
された第二電極においては、シャドーマスクの補強線の
下部となることで蒸着工程１回分の厚みの部分と蒸着工
程複数回分の厚みの部分が発生するが、その長手方向は
電気的に接続されており、電極の導通性に影響を与える
ものではない。

【００３７】有機電界発光素子では、必要に応じて第二
電極のパターニング工程後に、公知技術を用いて保護層
の形成や発光領域の封止を行うことがある。

【００３８】

【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明を
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。

【００３９】実施例１ 発光層および第二電極パターニング用として、図１に示
すように、ストライプ形状の開口部を有し、それを横切
るように形成された補強線が存在し、マスク部分と補強
線が同一平面内に形成された構造のシャドーマスクを作
成した。このシャドーマスクの外形は１２０×８４ｍ
ｍ、マスク部分の厚さは２５μｍである。長さ７０ｍ
ｍ、幅８０μｍのストライプ形状開口部３２がピッチ３
００μｍで２７２本配置されている。各ストライプ形状
開口部には、開口部を横切り直交する幅２０μｍの補強
線３３がピッチ１．８ｍｍで形成されている。さらに、
シャドーマスクは外形が等しい、幅４ｍｍのステンレス
鋼製フレーム３４に固定されている。

【００４０】第一電極のパターニングは次のように行っ
た。厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラス基板表面にスパ
ッタリング蒸着法によってＩＴＯ透明電極が形成された
ＩＴＯ基板を１２０×１００ｍｍの大きさに切断した。
この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りフォトマスク露光・現像に
よってフォトレジストをパターニングした。ＩＴＯの不
要部分をエッチングして取り除いた後、フォトレジスト
を溶解除去して、ＩＴＯを長さ１１０ｍｍ、幅２５０μ
ｍのストライプ状にパターニングした。このストライプ
状にパターニングされた第一電極は３００μｍピッチで
２００本配置されている。

【００４１】パターニングされた第一電極を形成したＩ
ＴＯ基板上に、次のようにしてスペーサーを形成する。
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上記ＩＴＯ基板上
に塗布して、クリーンオーブン中、窒素雰囲気下で８０
℃、１時間プリベーキングした。次に、この塗布膜にフ
ォトマスクを介してパターン露光して所望部分を光硬化
させ、現像液(東レ社製、ＤＶ−５０５）を用いて現像
した。その後、クリーンオーブン中で１８０℃、３０分
間、さらに、２５０℃、３０分間のベーキングを行っ
て、第一電極に直交するスペーサーを形成した。この透
明なスペーサーは、長さ８０ｍｍ、幅４０μｍ、高さ４
μｍであり、１００μｍピッチで８１６本配置されてい
る。また、このスペーサーは良好な電気絶縁性を有して
いた。上記のスペーサーを形成したＩＴＯ基板を洗浄
し、ＵＶ−オゾン処理を施した後で真空蒸着機内にセッ
トした。また、上記発光層および第二電極共通のシャド
ーマスクを真空蒸着機内にセットした。本真空蒸着機で
は、真空中において、１０μｍ程度の精度で基板とシャ
ドーマスクの相対位置の位置合わせが可能である。

【００４２】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。

【００４３】まず、銅フタロシアニンを２０ｎｍ、ビス
(Ｎ−エチルカルバゾール）を１２０ｎｍ基板全面に蒸
着して正孔輸送層を形成した。

【００４４】次に、図２に示すようにシャドーマスクを
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、ストライプ状第一電極がシャドーマスク
のストライプ形状開口部の長手方向と直交する位置に配
置した。この状態で、１ｗｔ％の４−（ジシアノメチレ
ン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリ
ル）−４−ピラン（ＤＣＭ）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３０ｎｍ
蒸着し、Ｒ発光層のパターニングを行った。次いで、そ
のままの状態で、ＤＰＶＢｉを９０ｎｍ、Ａｌｑ₃ を３
０ｎｍ蒸着して電子輸送層を形成した。この後、薄膜層
をリチウム蒸気にさらしてドーピング（膜厚換算量０．
５ｎｍ）した。このような一連の工程でＲ発光領域の薄
膜層を形成した後、第二電極を抵抗線加熱方式による真
空蒸着法によって形成した。なお、この蒸着時の真空度
は、２×１０^-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。この状態でアルミニウムを
１００ｎｍの厚さに蒸着して第二電極の一部をパターニ
ングした。シャドーマスクをストライプ形状開口部の長
手方向に８ｍｍ移動した後、再びアルミニウムを１００
ｎｍの厚さに蒸着して第二電極の残りをパターニングし
た。

【００４５】このような一連の工程を行うことにより、
先ずＲ発光領域の薄膜層とその上の第二電極を形成し
た。これと同様の一連の工程をシャドーマスクと基板と
の相対位置をＧ発光領域およびＢ発光領域の位置に移動
して繰り返すことにより、Ｇ発光領域の薄膜層とその上
の第二電極、Ｂ発光領域の薄膜層とその上の第二電極を
形成してカラーディスプレイを製造した。

【００４６】Ｇ発光層のパターニングには、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Ａｌｑ₃を４３ｎｍ蒸
着した。Ｂ発光層のパターニングには、４，４’−ビス
（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢ
ｉ）を４０ｎｍ蒸着した。

【００４７】上記のようにして、幅２５０μｍ、ピッチ
３００μｍ、本数２００本のＩＴＯストライプ状第一電
極上に、これと直交するようにパターニングされたＲＧ
Ｂ発光層を含む薄膜層とストライプ状第二電極が形成さ
れた単純マトリクス型フルカラー有機電界発光素子を作
製した。ＲＧＢからなる３つの発光領域が１画素を形成
するので、本有機電界発光素子は、３００μｍピッチで
２７２×２００画素を有する。

【００４８】本有機電界発光素子のそれぞれの発光色の
発光領域は６０×２５０μｍの大きさでＲＧＢそれぞれ
独立の色で均一に発光した。また、発光層のパターニン
グ時における発光材料の回り込みなどによる発光領域の
発光色純度低下も認められなかった。また、この発光装
置を線順次駆動したところ、パターン表示とそのカラー
化が可能であった。

【００４９】実施例２ 発光層および第二電極パターニング用シャドーマスク
は、実施例１に記述した方法に準じて作製した。

【００５０】ＩＴＯのパターニングも実施例１に準じて
実施し、長さ１１０ｍｍ、幅２７０μｍ、ピッチ３００
μｍ、本数２００本のストライプ状第一電極をパターニ
ングした。

【００５１】スペーサーの形成を次のように行った。ポ
リイミド系感光性コーティング剤の塗布およびベーキン
グ処理は実施例１の通り行った。スペーサーのパターニ
ングに用いるフォトマスクは、６０×２５０μｍの開口
部を第一電極と平行する方向に１００μｍピッチで８１
６個、第一電極と直交する方向に３００μｍピッチで２
００個有するものを使用した。この開口部の長手方向
が、第一電極の幅方向に重なるようにフォトマスクを配
置してパターン露光・現像し、熱処理してマトリクス型
のスペーサーを形成した。

【００５２】発光層の形成および第二電極の形成はいず
れも実施例１に準じて行ってカラーディスプレイを製造
した。

【００５３】本有機電界発光素子のそれぞれの発光色の
発光領域は６０×２５０μｍの大きさでＲＧＢそれぞれ
独立の色で均一に発光した。また、発光層のパターニン
グ時における発光材料の回り込みなどによる発光領域の
発光色純度低下も認められなかった。また、スペーサー
がＩＴＯ電極のエッジ保護層として機能することから、
各画素におけるリーク電流が減少し、実施例１に比べて
表示がより鮮明となった。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、有機電界発光素子の発光層と
第二電極のパターニングを、共通のシャドーマスクを用
いてマスク蒸着法で行うことが特徴であり、製作するシ
ャドーマスクは１種類のみであり、その移動を行うだけ
で素子の製造ができる。さらに、補強線を有するシャド
ーマスクを用いることにより、撓みによる変形が抑制さ
れ、シャドーマスクの取り扱いや位置合わせが容易とな
る。また、薄いシャドーマスクが使用できるために、シ
ャドーマスクの厚みによる蒸着影の問題なども軽減さ
れ、高精度パターニングが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用されるシャドーマスクの一例を説
明する平面図。

【図２】本発明における発光層の形成方法の一例を説明
するＸＸ’断面図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 第一電極 ４ スペーサー ５ 正孔輸送層 ６ 発光層 １２ 発光材料 ３１ マスク部分 ３２ 開口部 ３３ 補強線 ３４ フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB04 AB18 CA01 CB01 DA00 DB03 FA00 FA01 5C094 AA05 AA08 AA10 AA43 BA27 CA24 EA05 FB01 GB10

Claims (6)

【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上に形成する工程を含む有機
   電界発光素子の製造方法であって、シャドーマスクを用
   いて発光層を１回の蒸着工程でパターニングし、前記発
   光層パターニング工程において使用したシャドーマスク
   と基板との相対位置を保持した状態で蒸着を行うことに
   より第二電極の一部をパターニングし、前記１回目の第
   二電極パターニング工程において使用したシャドーマス
   クと前記基板との相対位置を変化させた状態で蒸着を行
   うことにより第二電極の残りの部分をパターニングする
   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】第一電極を間隔をあけて配置された複数の
   ストライプ形状にパターニングし、発光層および第二電
   極を前記第一電極に対して交差する複数のストライプ形
   状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。
3. 【請求項３】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上に形成する工程を含む有機
   電界発光素子の製造方法であって、共通のシャドーマス
   クを用いて前記発光層と前記第二電極とをパターニング
   する際に、間隔をあけて配置された複数のストライプ形
   状開口部が存在し、前記ストライプ形状開口部を横切る
   ように形成された補強線が存在するシャドーマスクを用
   いることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
4. 【請求項４】シャドーマスクと基板との相対位置を前記
   シャドーマスクのストライプ形状開口部の長手方向に変
   化させて第二電極のパターニングを行うことを特徴とす
   る請求項３記載の有機電界発光素子の製造方法。
5. 【請求項５】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上に形成する工程を含む有機
   電界発光素子の製造方法であって、共通のシャドーマス
   クを用いて赤色領域に発光ピーク波長を有する発光層と
   第二電極とをパターニングする一連の工程と、前記一連
   の工程と同様にして緑色および青色領域に対応した発光
   層と第二電極とをパターニングするそれぞれ一連の工程
   とを含むことを特徴とする有機電界発光素子の製造方
   法。
6. 【請求項６】赤色および緑色、青色領域にそれぞれ対応
   した発光層と第二電極とを、すべて共通のシャドーマス
   クを用いてパターニングすることを特徴とする請求項５
   記載の有機電界発光素子の製造方法。