JP2001085167A

JP2001085167A - 有機ｅｌ素子およびその製造方法

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Publication number: JP2001085167A
Application number: JP26524799A
Authority: JP
Inventors: Taizo Ishida; 泰三石田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】オーバーハング形状を有する隔壁を簡易に製
作し、有機ＥＬ素子の陰極のパターニングを容易にす
る。【解決手段】複数の平行電極よりなる陽極２を形成し
たガラス基板１上に、陽極２と直交する、断面平行四辺
形の互いに平行な複数の隔壁４を形成する。その上に、
有機発光層５と、陰極６を順次成膜すると、隔壁４上端
面の鋭角のエッジ部４１にて、陰極６を複数の平行電極
に分断することができる。平行四辺形の隔壁４は、感光
性材料に斜め方向から露光することで、容易に得られ、
また、感光性材料は任意のものが使用できるので、簡易
な工程でかつ低コストに、陰極６がパターニングでき
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、ディスプレイパネ
ル等に利用される有機ＥＬ（エレクトロルミネッセン
ス）素子およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、良好な視認性と耐衝撃
性を備え、発光色が多様であることなどから、車載用デ
ィスプレイや携帯機器用ディスプレイとしての利用が期
待されている。有機ＥＬ素子は、一般に、ガラス基板上
に、透明導電膜よりなる陽極と、有機発光層と、Ａｌ合
金等よりなる陰極を順次積層してなり、陽極および陰極
は、それぞれストライプ状にパターニングされた複数の
平行電極よりなる。これら陽極および陰極を構成する平
行電極は、互いに直交する方向に配置されており、その
交点に多数の発光部が形成される。従って、特定の陽極
と陰極を選択して電圧を印加することで対応する発光部
を発光させることができる。

【０００３】ところで、有機ＥＬ素子は、有機発光層の
耐熱性、耐薬品性が低いことから、その上に形成される
陰極を、フォトレジストの加熱や現像を伴うフォトリソ
グラフィ法でパターニングすることができないという問
題がある。フォトリソグラフィ法以外の方法としては、
例えば、メタルマスクを用いて陰極を蒸着形成する方法
があるが、メタルマスクの剛性や、マスクの位置合わせ
精度の問題から、微細なパターンに対応することが難し
い。

【０００４】そこで、陽極を形成した基板上に、陰極を
分割形成するための隔壁を形成することにより、陰極を
パターニングする方法が提案されている（例えば、特開
平８−３１５９８１号公報等）。この隔壁は、上部が基
板に平行な方向に突出したオーバーハング部を有してお
り、その上に、陰極材料を蒸着等により成膜すると、金
属蒸気が基板に垂直に導入されるために、オーバーハン
グ部によって分断される。すなわち、マスク等を用いる
ことなく、電気的に絶縁された複数の陰極を形成するこ
とができる。

【０００５】オーバーハング部を有する隔壁を形成する
方法としては、２種類以上のエッチングレートの異な
るレジスト材料を積層する方法、専用レジストを用い
る方法がある。このうち、の方法では、例えば隔壁材
料として非感光性のポリイミドを形成した後、オーバー
ハング部の材料としてＳｉＯ₂を形成する。そして、ま
ず、ＳｉＯ₂をフォトリソグラフィ法でオーバーハング
部の幅でパターニングし、さらにポリイミドをドライエ
ッチングとウエットエッチングの２段階エッチングプロ
セスによってサイドエッチングすることによりＴ字形の
隔壁を構成する。また、の方法は、図５に示すよう
に、ネガ型の感光性材料よりなるフォトレジスト８１を
基板１上に配置し、フォトマスク８２を介して光を照射
する際に、露光部８３の中央部と端部との露光量の差を
利用して逆テーパ形状を形成するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の方
法では、工程が複雑になってしまい、製作コストが高く
なる欠点がある。またの方法は、露光部の光強度の差
を利用するため、露光部がなくなってしまうポジ型は使
用できず、ネガ型の感光性材料に限られる。しかも、全
てのネガ型の感光性材料が逆テーパ形状になるとは限ら
ず、使用できる材料はさらに制限される。このように、
フォトレジスト８１材料として使用できる材料が極端に
制限され、耐熱性や耐湿性、その他の必要特性を考慮し
て材料を選択することができないという問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、オーバーハング形状を
有する隔壁を、簡易に製作することによりコスト低減が
可能であり、また、隔壁材料の選択の幅が広く、実用性
が高い、有機ＥＬ素子構造およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、複数の平行電極よりなる陽極が形成された基板上
に、有機発光層と、上記陽極と直交する複数の平行電極
よりなる陰極とを順次積層形成してなる有機ＥＬ素子で
あり、上記陽極が形成された基板上に、上記陽極と直交
する方向に延びる互いに平行な複数の隔壁を有してい
る。上記隔壁は断面平行四辺形で、その上端面の一方の
側縁に形成される鋭角のエッジ部にて、上記陰極が上記
複数の平行電極に分断されるようになしてある。

【０００９】上記構成の有機ＥＬ素子は、上記陰極をパ
ターニングするための上記隔壁を、平行四辺形の断面形
状とし、その上端面の一方の側縁に鋭角のエッジ部が形
成されるようにしている。すなわち、この鋭角のエッジ
部が上記隔壁より側方に突出するオーバーハング部とし
て機能し、その上方に蒸着等により上記陰極材料を成膜
すると、上記鋭角のエッジ部にて分断される。上記隔壁
を平行四辺形の断面形状とするには、例えば、フォトレ
ジストに対して斜め方向から露光する方法が用いられ、
この方法であれば、隔壁材料が制限されることもない。
かくして、隔壁形状の簡単な変更で、簡易にオーバーハ
ング形状による効果が得られ、経済性、実用性にも優れ
ている。

【００１０】請求項２の構成では、上記鋭角のエッジ部
の角度を８５度以下とする。具体的には、上記エッジ部
の角度が８５度以下であれば、オーバーハング形状によ
る上記効果が得られ、角度が小さいほど、上記エッジ部
が側方に突出するので、上記陰極を確実に分断すること
ができる。

【００１１】請求項３の構成では、上記陽極と上記隔壁
の間に絶縁膜を形成し、かつ該絶縁膜の幅を上記隔壁の
底辺の幅より広くする。上記絶縁膜により、発光部を除
く部分を確実に絶縁して、上記有機発光層を挟んで対向
する上記陽極と上記陰極との間の短絡等を防止すること
ができる。

【００１２】請求項４の発明は、複数の平行電極よりな
る陽極が形成された基板上に、有機発光層と、上記陽極
と直交する複数の平行電極よりなる陰極とを順次積層形
成して有機ＥＬ素子を製造する方法であり、上記陽極が
形成された基板上に感光性材料を塗布する工程と、該感
光性材料にフォトマスクを介して斜め方向から露光した
後、現像することにより、断面形状が平行四辺形であ
り、上記陽極と直交する方向に延びる互いに平行な複数
の隔壁を形成する工程と、少なくとも上記複数の隔壁間
に露出する上記陽極上に上記有機発光層を形成する工程
と、上記有機発光層および上記隔壁上に上記陰極材料を
成膜し、上記隔壁上端面の一方の側縁に形成される鋭角
のエッジ部において、上記陰極を上記陽極と直交する複
数の平行電極に分断する工程とを有する。

【００１３】上記方法により、上記陰極をパターニング
するための、断面形状が平行四辺形の複数の隔壁を形成
することができる。この方法は、一度のフォトリソグラ
フィ工程で上記隔壁を形成するので、工程が簡易であ
り、また、上記陰極を構成する感光性材料が特定の材料
に制限されることがなく、必要な他の特性やコスト等か
ら材料を選択可能である。よって、簡易な方法で、オー
バーハング形状の上記隔壁を得ることができ、隔壁材料
の選択の幅が広いので、コスト低減が可能で、実用性が
高い。

【００１４】請求項５の方法では、上記隔壁を形成する
工程において、上記基板に対する光の照射角度を８５度
以下とする。このようにすると、上記隔壁の上記エッジ
部の角度を８５度以下とすることができ、オーバーハン
グ形状の上記効果が容易に得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて説明する。図１（ｂ）は本発明を適用した有機ＥＬ
ディスプレイパネルの全体構成図、図１（ａ）はその断
面図で、透明または半透明な基板１上には、ＩＴＯ（Ｓ
ｎドープＩｎＯ₂）等の透明導電膜よりなる陽極２が形
成してある。基板１は無アルカリガラス等のガラスの
他、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂ま
たはセラミックス等の材料で構成することができる。陽
極２は、図１（ｂ）に示すように、一定幅で互いに平行
に形成されたストライプ状の平行電極群よりなる。

【００１６】陽極２上には、発光部以外の部分を絶縁す
るために、絶縁膜３が形成され、この絶縁膜３上に、陰
極をパターニングするための隔壁４が形成してある。隔
壁４は、断面が平行四辺形で、陽極２と直交する方向に
多数形成される。隔壁４の底辺の幅は、絶縁膜３の幅よ
り狭く、隔壁４の側方に絶縁膜３が露出している。絶縁
膜３、隔壁４は、電気絶縁性の感光性材料からなり、通
常のフォトリソグラフィ工程により、所定の形状にパタ
ーニングされる。

【００１７】絶縁膜３で囲まれる発光部には、陽極２上
に有機発光層５および陰極６が順次積層形成してある。
この時、隔壁４の上面および一方の側面（図１（ａ）の
左側面）と、露出する絶縁膜３上面にも有機発光層５お
よび陰極６が形成されるが、隔壁４の他方の側面（図１
（ａ）の右側面）は、鋭角なエッジ部４１が側方へ突出
しているために、有機発光層５および陰極６はここで切
断されて非連続となる。これにより、陰極６は、陽極２
と直交する方向に一定幅で延び、互いに平行なストライ
プ状の平行電極群に分割される。なお、図中、１１は、
陰極６の電極取り出し用のリード部、２１は、陽極２の
電極取り出し用のリード部である。

【００１８】陽極２は、ＩＴＯ以外に、例えば、ＡＴＯ
（ＳｂドープＳｎＯ₂）、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）
等の透明導電膜を用いてもよい。陰極６は、例えば、Ａ
ｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｔｉ等の金属、Ａｌ−Ｌｉ合金、Ａｌ
−Ｓｒ合金、Ａｌ−Ｂａ合金等のＡｌ合金、Ｍｇ−Ａｇ
合金、Ｍｇ−Ｉｎ合金等のＭｇ合金等よりなる。有機発
光層５は、例えば、Ａｌｑ3 （トリス（８−キノリノー
ル）アルミニウム）等の有機系の蛍光体を発光層として
備え、陽極２と陰極６に電圧を印加することにより発光
する。有機発光層５は、発光層のみの単層構造として
も、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層の３層構
造、または正孔注入輸送層と電子注入輸送層のいずれか
を積層した２層構造としてもよい。

【００１９】次に、上記構成の有機ＥＬ素子の製造工程
の一例を図２、３により説明する。まず、図２の工程
（１）で、例えば無アルカリガラスよりなる基板１表面
を洗浄する。洗浄方法としては、アセトン等の有機溶剤
を用いた超音波洗浄、洗剤を用いた超音波洗浄、また
は、イソプロピルアルコールを用いた煮沸洗浄等が挙げ
られ、これらを適宜組み合わせればよい。次いで、工程
（２）で、基板１の表面に、陽極２材料となる透明導電
膜、例えばＩＴＯ膜を成膜する。成膜方法は、真空蒸着
法等を用い、膜厚は例えば１４０ｎｍとする。このＩＴ
Ｏ膜を、工程（３）で一般的なフォトリソグラフィ工程
によってパターニングする。すなわち、ＩＴＯ膜上に塗
布したレジスト材を露光、現像することにより所定の形
状にパターニングし、これをエッチングマスクとしてＩ
ＴＯ膜をエッチングする。これにより、図３（ａ）に示
すように、ストライプ状の多数の平行電極群よりなる陽
極２が形成される。なお、この工程で、同時に、陰極６
の電極取り出し用のリード部１１を基板１上に形成して
おく。

【００２０】次いで、工程（４）において基板１表面の
研磨を行ってエッチングによるダメージ層を除去した
後、工程（５）で絶縁膜３を形成する。絶縁膜３は、図
３（ｂ）に示すように、陽極２を構成する平行電極群の
間、および後工程で形成する陰極６を構成する平行電極
群の間に位置するように、格子状に形成されて、発光部
以外の部分を絶縁する。絶縁膜３は、通常、レジスト材
として使用される絶縁性の感光性材料を基板１表面にス
ピンコート法等で塗布した後、上記図３（ｂ）のパター
ンとなるように、マスクを介して露光、現像することに
より得られる。

【００２１】工程（６）〜（１２）に、陰極６をパター
ニングするための隔壁４を形成する工程を示す。まず、
工程（６）において、基板１表面をアルコール等を用い
て洗浄する。工程（７）で、絶縁膜３上に感光性材料
（例えばクラリアントジャパン製ネガレジストＡＺＴ
ＥＰ−Ｎ−Ｅｘｐ．３５４）をスピンコート法等で１．
５μｍの膜厚で塗布し、工程（８）でホットプレートを
用いてプリベークを行う。その後、工程（９）でフォト
マスクを用いて露光する。

【００２２】本発明では、この露光工程において、図４
に示すように、フォトマスク７を介して、光源から基板
に対して斜め方向から光を照射する。これにより、隔壁
４となる感光性材料４２に光が斜め方向から入射するの
で、露光しなかった部分を除去した後に残る隔壁４は、
光の照射角度に応じて側面が傾斜する、平行四辺形の断
面形状となる（図１（ａ））。つまり、一方の側面（右
側面）がアンダーカットされ、上端の鋭角のエッジ部４
１が基板１と側方に突出するオーバーハング形状とな
り、これを利用して、陰極６を分断することができる。
なお、図４では簡便のため、陽極２、絶縁層３の図示を
省略している。

【００２３】この効果を得るためには、隔壁４のエッジ
部４１の角度θが、少なくとも８５度以下であることが
必要である。エッジ部４１の角度θは、光の照射角度θ
´と一致するので、照射角度θ´がこの範囲となるよう
に調整すればよい。好ましくは、角度θ（すなわち光の
照射角度θ´）が、５０〜７０度程度の範囲、例えば約
６０度となるようにする。この際、光源の照射部全面に
スリットを設け、フォトマスク７上をスキャンする形で
露光すれば、均一な露光ができ、効果的である。次に、
工程（１０）で露光後ベーク（ＰＥＢ）を行い、工程
（１１）で、現像（ＴＭＡＨＯ２．３８％）を行って、
隔壁４を形成する（図３（ｃ））。なお、使用する感光
性材料によっては、所定形状を得るために、工程（１
０）の露光後ベークが不要であったり、現像後に工程
（１２）でポストベークを行う必要がある場合がある。
従って、使用する材料と、得ようとする形状に応じて最
適化すればよい。

【００２４】その後、工程（１３）で、有機発光層５を
成膜するための前処理（ＵＶ／Ｏ₃処理）を行い、工程
（１４）で、例えば、真空蒸着法を用いて、有機発光層
５を成膜する。さらに、工程（１５）において、有機発
光層５上に、同様の方法で陰極６を成膜する。この時、
陰極６および有機発光層５は、隔壁４のエッジ部４１に
よって分断され、陽極２と直交する方向に延びるストラ
イプ状となる（図３（ｄ）、（ｅ））。同時に、図３
（ｅ）に示すように、陰極６の右端部を、基板１上に予
め形成された電極取出し用のリード部１１に接続する。
それ以外の部分については、陰極６端縁が有機発光層５
より内側に形成されるようにして、陽極２との短絡を防
止するのがよい。なお、陽極２の電極取出し用のリード
部２１は、基板１上に露出する陽極２の端部（図３
（ｅ）の下端部）にて構成される。

【００２５】さらに、工程（１６）で、有機ＥＬ素子の
外表面を覆うように、耐湿性の絶縁膜よりなる封止膜
（図略）を形成し、あるいは、封止ケース（図略）を覆
着して封止する。これにより、水分の透過等による素子
の劣化を防止して、耐久性を向上させることができる。

【００２６】このようにして得られる有機ＥＬ素子は、
陰極６が、隔壁４のエッジ部４１によって分断されるの
で、隣接する陰極６間の短絡を確実に防止される。ま
た、絶縁膜３により、陰極６が有機発光層５の側面をま
わり込んで陽極２と短絡することを防止できる。よっ
て、本発明によれば、簡単な工程でオーバーハング形状
を有する隔壁４を形成し、高性能で信頼性の高い有機Ｅ
Ｌ素子を低コストで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の有機ＥＬ素子の一実施の形
態を示す部分拡大断面図で（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、
（ｂ）は有機ＥＬ素子の正面図である。

【図２】本発明の有機ＥＬ素子の製造工程を示す図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は、図２の製造工程における有
機ＥＬ素子の正面図で、（ａ）は工程（３）に、（ｂ）
は工程（５）に、（ｃ）は隔壁形成工程に、（ｄ）は工
程（１４）に、（ｅ）は工程（１５）にそれぞれ対応す
る。

【図４】本発明の有機ＥＬ素子の隔壁形成工程を説明す
るための図である。

【図５】従来の有機ＥＬ素子の隔壁形成工程を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１基板２陽極３絶縁膜４隔壁４１エッジ部５有機発光層６陰極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の平行電極よりなる陽極が形成され
た基板上に、有機発光層と、上記陽極と直交する複数の
平行電極よりなる陰極とを順次積層形成してなる有機Ｅ
Ｌ素子であって、上記陽極が形成された基板上に、上記
陽極と直交する方向に延びる互いに平行な複数の隔壁を
設けるとともに、上記隔壁を断面平行四辺形に形成し
て、その上端面の一方の側縁に形成される鋭角のエッジ
部にて、上記陰極が上記複数の平行電極に分断されるよ
うになしたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】上記鋭角のエッジ部の角度を８５度以下
とした請求項１記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】上記陽極と上記隔壁の間に絶縁膜を形成
し、かつ該絶縁膜の幅を上記隔壁の底辺の幅より広くし
た請求項１または２記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】複数の平行電極よりなる陽極が形成され
た基板上に、有機発光層と、上記陽極と直交する複数の
平行電極よりなる陰極とを順次積層形成して有機ＥＬ素
子を製造する方法において、上記陽極が形成された基板
上に感光性材料を塗布する工程と、該感光性材料にフォ
トマスクを介して斜め方向から露光した後、現像するこ
とにより、断面形状が平行四辺形であり、上記陽極と直
交する方向に延びる互いに平行な複数の隔壁を形成する
工程と、少なくとも上記複数の隔壁間に露出する上記陽
極上に上記有機発光層を形成する工程と、上記有機発光
層および上記隔壁上に上記陰極材料を成膜し、上記隔壁
上端面の一方の側縁に形成される鋭角のエッジ部におい
て、上記陰極を上記陽極と直交する複数の平行電極に分
断する工程とを有することを特徴とする有機ＥＬ素子の
製造方法。
【請求項５】上記隔壁を形成する工程において、上記
基板に対する光の照射角度を８５度以下とした請求項１
記載の表示素子。