JP2001223087A - 電界発光素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低抵抗の電極を備えた電界発光素子を簡便に
製造する方法を提供する。 【解決手段】基板上に陽極、有機発光材料を含む発光層
および陰極を順次形成する電界発光素子の製造方法であ
って、陽極が、主たる主電極層と、この主電極層の導電
性を補うように主電極層に電気的に接触した補助電極層
とからなり、基板上の主電極層を覆うように補助電極膜
を積層し、次いで、この補助電極膜の必要部分に保護膜
形成用材料を塗布し、次いで、洗浄により補助電極膜の
不必要部分を除去して補助電極層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、電界発光素子の製
造方法に関し、特に低電圧で駆動可能なフラットパネル
ディスプレイ型の電界発光素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機化合物を使用した電界発光素
子は、表示が鮮明な自己発光型のフルカラー表示素子と
して有望視されている。一般に電界発光素子は、基板上
に陽極、有機発光材料を含む発光層および陰極を順次形
成してなる。両電極間に電界が印加されると、陰極側か
ら電子が注入され、陽極側から正孔が注入されて、電子
と正孔が発光層において再結合し、エネルギー準位が伝
導帯から価電子帯に戻る際のエネルギーを光として放出
する。電界発光素子は、発光層に用いる有機化合物の分
子構造を変更することにより、任意の発光色を容易に得
ることができる。

【０００３】発光層は、素子の発光効率と発光の安定性
の重要な部分を担う。近年、発光効率の向上と発光波長
の変換を目的として、発光層に高効率の蛍光色素をドー
ピングすることが行われてきた。このような有機電界発
光素子では、低分子化合物である発光層ホスト材料に対
して蛍光色素がドーピングされており、例えばアルミキ
ノリール錯体（「Ａｌｑ₃ 」と称する）、ジスチリルビ
フェニルなどのホスト材料に、ＤＣＭ誘導体、ペリレン
誘導体、キナクリドン誘導体などの蛍光色素がドーピン
グされる。

【０００４】発光層を両電極間に薄膜として形成する方
法として、真空蒸着法が採用されている。真空蒸着法を
用いてＲＧＢ方式によるフルカラー有機電界発光素子を
形成する場合には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３
色の発光層をそれぞれの色が重ならないように塗り分け
る必要がある。この塗り分けを行う方法として、例えば
陽極が形成された基板上に、後付けする陰極と同じ方向
に互いに平行に配置した高さ数μｍ程度のストライプ状
の絶縁物の壁（絶縁層）を作製し、画素部分に穴が空い
たマスクをこの絶縁層で支持し、画素を形成するのに必
要な陽極以外の部分をマスキングして塗り分けが行われ
る。このようなマスキングを他の陽極部分にも適用して
繰り返し行い、色の重なりを防止している。

【０００５】また、この方法では基板上に前記の絶縁層
を作製することにより、陰極を形成する金属を真空蒸着
する際に、この金属が絶縁層の壁に沿って自然に隔離さ
れて、所望のパターンの陰極が形成される。一方、画素
間の間隙部には別の絶縁層が形成され、この絶縁層上に
発光層および電極が蒸着により形成される。絶縁層は陽
極の端部を覆って中央部を露出させるように形成され、
絶縁層の端部は陽極上に急峻な側壁を形成する。絶縁層
を隣り合う陽極間に配設することにより、陽極と陰極の
間の絶縁を確保して、所望する画素部分以外の画素が誤
発光するのを防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ディスプレイパネルを
得るためには画素（発光素子）の密度を上げる必要があ
り、これに伴って陽極および陰極を細線化することが必
要になる。この細線化に伴って陽極および陰極のそれぞ
れの抵抗値が増加する。陽極および陰極の各抵抗値が増
加すると、駆動時の電圧降下が大きくなって画素同士の
間での輝度ムラが大きくなり、しかも応答時間が長くな
って速い動きを表示することが困難になる。さらには、
ディスプレイパネルの消費電力が増大する。

【０００７】また、単純マトリックス駆動方式のディス
プレイパネルを駆動させる場合、そのデューティーは走
査電極（陽極または陰極）の本数の逆数となる。このた
め、走査電極の本数を増加させるに従って、つまりディ
スプレイパネルの表示画面を高精細化するに従って、所
望の輝度を得るために個々の画素に流すパルス電流の値
は大きくなる。そして、画素に流すパルス電流の値が大
きくなるに従って、消費電力が増大する。そのため、例
えば特開平４−８２１９７号公報に開示されたように、
電気抵抗の高い透明電極層（陽極である主電極層）の導
電性を補う目的で、透明電極層と発光層との間に低抵抗
の金属材料からなる補助電極層を部分的に積層させてい
る。

【０００８】しかしながら、このような補助電極層を基
板上にパターン形成するには、まず、基板上の主電極層
を覆うように補助電極膜を積層し、次いで、この補助電
極膜の必要部分にスピンコートによりフォトレジストを
塗布し、マスキングを行った後に紫外線に露光させ、熱
処理後に、現像液による現像を行い、さらに補助電極パ
ターンのレジストを除去するなど多くの工程を必要とす
る。また、スピンコータ、露光装置、加熱装置、現像装
置などの装置が必要となり、装置全体の大型化は避けが
たい。

【０００９】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、低抵抗の電極を備え、かつ製造が容易な
電界発光素子の製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、基板
上に陽極、有機発光材料を含む発光層および陰極を順次
形成する電界発光素子の製造方法であって、陽極が、主
電極層と、この主電極層の導電性を補うように主電極層
に電気的に接触した補助電極層とからなり、基板上の主
電極層を覆うように補助電極膜を積層し、次いで、この
補助電極膜の必要部分に保護膜形成用材料を塗布し、次
いで、洗浄により補助電極膜の不必要部分を除去して補
助電極層を形成することを特徴とする電界発光素子の製
造方法が提供される。

【００１１】すなわち、主電極層上に補助電極層を形成
するに際し、基板上の主電極層を覆うように補助電極材
料からなる補助電極膜（不必要な補助電極部分をも含
む）を積層し、次いで、この補助電極膜の必要部分に保
護膜形成用材料を塗布し、次いで、洗浄により補助電極
膜の不必要部分を除去することにより、必要部分のみが
残された補助電極層のパターンを形成することができ
る。したがって、前記のマスキング（位置合わせを含
む）、露光および熱処理などの工程が省略され、マスキ
ング材（フォトマスク）、露光装置、加熱装置、現像装
置などの装置が不要となって、装置全体の小型化が可能
となる。

【００１２】この発明における保護膜形成用材料として
は、補助電極膜の表面と反応して補助電極膜の必要部分
を洗浄から保護する自己組織化膜を形成するものが好ま
しい。この発明による自己組織化膜とは、補助電極層を
下地に用いてこの電極層の表面に形成される緻密な単分
子膜あるいは薄膜を意味する。より詳しくは、A.Kumar,
G.M.Whitesides, Appl.Phys.Lett,63,(1993) page2002
〜2004に開示されているように、チオール類などを含有
する自己組織化膜形成用化合物溶液を金属表面に付着さ
せると、この化合物が金属表面に吸着され、次いで化学
結合あるいは化学吸着を起こして自ら組織化しながら金
属表面に単分子膜を形成し、最終的には金属表面に形成
される緻密な単分子膜層（以下、「自己組織化膜」〔se
lf-assembled-monolayer〕と称する）を意味する。

【００１３】自己組織化膜を形成する保護膜形成用材料
は、チオール類、スルフィド類から選ばれる１種以上の
自己組織化膜形成用化合物から選ばれる。一方、補助電
極膜の表面は、金または銅を含有するものが好ましい。
上記のような保護膜形成用材料は、スタンプ法または印
刷法により補助電極膜の表面に塗布され、さらに室温付
近の雰囲気温度下でも保護膜を形成することができるの
で、補助電極層を形成するための工程および装置が簡略
化される。保護膜、すなわち自己組織化膜は、０．３〜
１０ｎｍの膜厚を有し、補助電極層の導電を妨げない。
したがって、この発明によれば、低抵抗の電極を備え、
かつ製造が容易な電界発光素子の製造方法が提供され
る。よって、電界発光素子を用いた大画面のディスプレ
ーの形成も容易となる。

【００１４】

【本発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら、こ
の発明の実施の形態を詳細に説明するが、これによって
本発明は限定されない。本発明の電界発光素子１０は、
図１に示すように、透明性を有する基板１と、主電極層
２１および補助電極層２２からなる陽極２と、有機発光
材料を含む発光層３と、陰極４とから主に構成される。

【００１５】基板１は、透明なものであればその材質は
限定されるものではないが、例えば石英基板、ガラス基
板、ＩＴＯ基板、ポリエステル基板、ポリメタクリレー
ト基板、ポリカーボネート基板、ポリスルホン基板など
を用いることができる。

【００１６】陽極２は、基板１上に形成された主電極層
２１と、主電極層２１の導電性を補うように主電極層２
１に電気的に接触した補助電極層２２とからなる。主電
極層２１は、４ｅＶ以上の仕事関数を有する導電性材料
で形成されるのが好適であり、具体的にはアルミニウ
ム、バナジウム、コバルト、ニッケル、タングステン、
銀、金など、およびそれらの合金、あるいは酸化スズ、
酸化亜鉛、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）などの金属酸化物が用いられる。主電極層２１は、
これらの導電性材料を蒸着やスパッタリングなど、通常
の方法により、透明性を有する薄膜として形成される。

【００１７】補助電極層２２は、主電極層２１の導電性
を補うためのものであり、主電極層２１より低抵抗の金
属材料が主電極層２１上に積層された金属薄膜層により
形成される。主電極層２１より低抵抗の金属材料として
は、後記の自己組織化膜を形成し得る、金または銅を含
有する材料が好ましい。補助電極層２２を形成する補助
電極膜は、蒸着法、スパッタリング法またはメッキ法に
より形成されるのが好ましい。補助電極層２２は、主電
極層２１に積層された補助電極膜をパターニングして必
要部分を形成する際に、補助電極膜の必要部分に保護膜
形成用材料を塗布し、次いで、洗浄により補助電極膜の
不必要部分を除去することにより、必要部分のみが金属
薄膜として主電極層２１上に残されてなる。

【００１８】なお、主電極層２１として、酸化スズ（Ｎ
ＥＳＡ）あるいはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からな
る材料を用いる場合には、蒸着、イオンプレーティン
グ、スパッタリングなどの手法により形成した主電極層
２１の表面に、アルカリ溶液処理、オゾン処理、酸素存
在下での紫外光の照射、真空紫外光の照射、プラズマに
よる表面の洗浄および／または改質処理を施すことによ
り、補助電極層２２の形成を完全ならしめ、さらにダー
クスポットの生成を抑えることができる。上記のアルカ
リ溶液処理は、主電極層２１を水酸化ナトリウム、水酸
化リチウムあるいは水酸化カリウムなどの水溶液、アル
コール溶液あるいは水／アルコール混合溶液などに浸漬
することにより行われる。

【００１９】主電極層２１の表面に洗浄および改質処理
を施して補助電極層２２を有効に形成するために酸素存
在下で紫外光や真空紫外光の照射を行う場合は、酸素含
有気体中で行うのが好ましい。この場合、１５０ｎｍ〜
３５０ｎｍの波長域の紫外光を用いるのが好ましく、特
に好ましい波長域は１５０ｎｍ〜３００ｎｍである。紫
外光の波長域が３５０ｎｍを超えると、基板を汚染する
有機化合物に対して有効な灰化処理が行えない。紫外光
の照射時間は、約１分〜１時間である。紫外光の光源と
しては、低圧水銀ランプ、エキシマランプなどが挙げら
れる。

【００２０】一方、主電極層２１の表面に付着した有機
化合物の代表的な化学結合エネルギーとして、Ｃ−Ｃ：
３４８ｋＪ／ｍｏｌ、Ｃ＝Ｃ：６０８ｋＪ／ｍｏｌ、Ｃ
−Ｈ：４１５ｋＪ／ｍｏｌ、Ｃ＝Ｏ：７２５ｋＪ／ｍｏ
ｌがあるが、紫外光の照射は、透明導電膜２の表面に付
着したこれらの有機化合物の化学結合を切断して有機化
合物を分解する。例えば、低圧水銀ランプから照射され
る波長２５４ｎｍ、１８５ｎｍの輝線エネルギーは、そ
れぞれ４７１ｋＪ／ｍｏｌ、６４７ｋＪ／ｍｏｌであ
る。また、エキシマランプから照射される波長３０８ｎ
ｍ（ＸｅＣｌ^* ）、１７２ｎｍ（Ｘｅ₂ ^* ）、１２６ｎ
ｍ（Ａｒ₂ ^* ）、１４６ｎｍ（Ｋｒ₂ ^* ）の紫外光によっ
ても同様の効果が得られる。なお、プラズマによる表面
洗浄および改質処理は、専用のプラズマ装置やスパッタ
リング装置を用いて酸素の存在下で処理することにより
達成される。

【００２１】発光層３を形成する材料は、固体状態にお
いて強い蛍光特性をもち、かつ薄膜形成時の安定性に優
れた公知の低分子材料、高分子材料またはこれらの混合
物材料から選択される。そのような材料としては、例え
ば、金属オキシノイド化合物、ブタジエン誘導体、クマ
リン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、オキサジアゾ
ール誘導体、オキサゾール誘導体、チアジアゾール誘導
体、スチリルアミン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導
体、アミノピレン誘導体等があるが、これらに限定され
るものではない。発光層３の形成方法としては、抵抗加
熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スピンコート法などの薄
膜形成手法が用いられる。発光層３は、図１に示すよう
な発光層のみからなる単層構造であってもよいが、図２
に示すように陽極２との間に正孔輸送層５を有する２層
構造、あるいは図３に示すように発光層３の両側に正孔
輸送層５および電子輸送層６を有する３層構造としても
よい。

【００２２】正孔輸送層５は、陰極４からのキャリアの
注入が容易でイオン化ポテンシャルが小さく、かつ大き
な正孔移動度をもつ材料が好ましく、例えば、トリアゾ
ール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘
導体、ポリアゾールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導
体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ビ
フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、オ
キサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フル
オレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体
およびポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシ
チオフェン誘導体、ポリシラン誘導体などが挙げられる
が、これらに限定されるものではない。正孔輸送層５の
形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着
法、スピンコート法などの薄膜形成手法が用いられる。

【００２３】電子輸送層６の材料としては、例えば、オ
キサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾキ
ノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導
体、テトラシアノアントラキノンジメタン誘導体、ジフ
ェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、金属オキシノ
イド誘導体などがあるが、これらに限定されるものでは
ない。電子輸送層６の形成方法としては、抵抗加熱蒸着
法、電子ビーム蒸着法、スピンコート法などの薄膜形成
手法が用いられる。

【００２４】陰極４に使用される導電性物質としては、
４ｅＶ以下の仕事関数を有する金属材料が好適であり、
マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イッ
トリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニ
ウムなど、およびそれらの合金が用いられる。この合金
としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウ
ム、リチウム／アルミニウムなどが挙げられる。選択さ
れた合金の組成比率によって、蒸着源の温度、雰囲気、
真空度などが適宜制御される。陰極４の形成方法として
は、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタリン
グ法、ＭＯＣＶＤ法などの薄膜形成手法が用いられる。
なお、発光層３と陰極４の間にリチウムフルオライドの
ような絶縁層を設けてもよい。また、陽極２および陰極
４は、必要に応じてそれぞれを２層以上の積層構造とす
ることもできる。

【００２５】図４および図５は、主電極層２１と補助電
極層２２とからなる陽極２の構成の具体例を示す模式的
断面図である。図４および図５において、基板１に形成
された主電極層２１および補助電極層２２は、導電性接
着層２３を介して外部駆動回路電極２４に接続されてい
る。導電性接着層２３は、低抵抗性の金属材料からなる
接着膜であり、陽極２の配線抵抗を低減するために形成
される。しかし、本発明において導電性接着層２３は、
必ずしも必須ではなく、主電極層２１および補助電極層
２２を外部駆動回路電極２４に直接接続することも可能
である。

【００２６】図４の電界発光素子２０では、主電極層２
１および補助電極層２２と導電性接着層２３との接続部
位において、主電極層２１および補助電極層２２の端部
は、主電極層２１が長くかつ略直線状の傾斜で形成され
ている。主電極層２１は、その寸法が陽極２の配線抵抗
を大きく左右することはないので、このように補助電極
層２２より長く形成することができる。図５の電界発光
素子３０では、主電極層２１および補助電極層２２と導
電性接着層２３との接続部位において、主電極層２１の
端部は、導電性接着層２３にまで延在することがなく、
補助電極層２２の内部に留まっている。

【００２７】図６〜図８は、上記の電界発光素子２０あ
るいは３０のディスプレイパネル表示部９における陽極
２の配線パターンの構成の一例を示す平面図である。図
６〜図８において、補助電極層２２は、主電極層２１上
に形成された金属膜の配線パターンからなり、補助電極
層２２の各配線パターンの間には、発光層３を有する画
素部８が形成される。

【００２８】図６において、補助電極層２２は、画素部
８以外の主電極層２１上に形成されたメッシュ状の配線
パターンからなる。図７において、補助電極層２２は、
主電極層２１の端部に形成された直線状の配線パターン
からなる。図８において、補助電極層２２は、各画素発
光部８の間の主電極層２１上に形成された短い直線状の
配線パターンからなる。これらの配線パターンにおい
て、主電極層２１と外部駆動回路電極２４との接続に影
響しない範囲でなるべく広範囲に補助電極層２２を形成
することにより、陽極２の配線抵抗を低減することがで
きる。

【００２９】この発明において、補助電極層２２は、基
板上の主電極層を覆うように補助電極膜を積層し、次い
で、この補助電極膜の必要部分に保護膜形成用材料を塗
布し、次いで、洗浄により補助電極膜の不必要部分を除
去して形成される。さらに、この発明の特徴は、保護膜
形成用材料が、補助電極膜の表面と反応して補助電極膜
の必要部分を洗浄から保護する自己組織化膜を形成する
ことにある。

【００３０】以下に自己組織化膜の構成とその形成方法
を説明する。自己組織化膜形成用化合物としては、チオ
ール類、スルフィド類が挙げられる。チオール類および
スルフィド類は、特に限定されないが、例えば、次の式
で表される化合物、すなわち、 Ｒ¹ ＳＨ Ｒ¹ ＳＲ² または Ｒ¹ ＳＳＲ² 〔式中、Ｒ¹ およびＲ² は、同一であるか、または異な
って、置換されていてもよい、炭素原子数２〜３０の、
直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキル基を表わす〕で示さ
れる化合物などが挙げられる。アルキル基の置換基とし
ては、反応性官能基または保護された反応基を挙げるこ
とができる。たとえば、シアノ基、メルカプト基（また
は保護されたメルカプト基）、トリアルコキシシリル
基、アミノ基（または保護されたアミノ基）、ヒドロキ
シ基（またはアクリロイルオキシ基、２，３−エポキシ
プロポキシ基）、カルボキシ基（または保護されたカル
ボキシ基）、カルボニル基、アルデヒド基、ホスホノ
基、ハロゲン原子（例えばフルオル、クロル、ブロム、
ヨード）などがある。その他、アルキル基はフェニル、
ナフチル等のようなアリール基で置換されていてもよ
い。

【００３１】一般式Ｒ¹ ＳＨで表されるチオール類とし
ては、１−ブタンチオール、２−ブタンチオール、１−
ペンタンチオール、１−ヘキサンチオール、１−オクタ
ンチオール、１−ノナンチオール、１−デカンチオー
ル、１−ヘキサデカンチオール、１−オクタデカンチオ
ール、（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシラ
ン、（５−メルカプトペンチル）トリエトキシシラン、
（１０−メルカプトデシル）トリメトキシシラン、３’
−メルカプトプロピルベンゼン、３−メルカプトプロピ
オン酸などが例示される。 また、チオール類として、
ハロゲン化アルキルと硫化水素ナトリウムまたはチオ尿
素との反応により得られる脂肪族チオール、あるいは芳
香族グリニャール試薬と硫黄との反応により得られる芳
香族チオールを必要に応じて用いることができる。

【００３２】Ｒ¹ ＳＲ²、Ｒ¹ ＳＳＲ²で表わされるスル
フィド類としては、ジエチルスルフィド、ジペンチルス
ルフィド、ジデシルスルフィド、ジオクタデシルスルフ
ィド、ジエチルジスルフィド、ジプロピルジスルフィ
ド、ジデシルジスルフィド、ジオクタデシルジスルフィ
ドなどが例示される。

【００３３】この発明では、末端に反応性官能基を有す
るチオール類またはスルフィド類の自己組織化膜（第１
層）を電極層上に形成し、その上に有機シラン系、カル
ボン酸系、ヒドロキサム酸系、チオール系などの自己組
織化膜（第２層）を積層した多層膜を形成することもで
きる。この方法は、自己組織化膜の膜厚を容易に制御で
き、かつ末端の官能基の種類を制御しやすいので、この
発明の特徴をさらに有効に発揮しうる方法となる。この
場合、第１層目のチオール類またはスルフィド類の自己
組織化膜形成用化合物としては、その末端に第２層目の
自己組織化膜形成用化合物と反応する反応性官能基を有
するものであれば、特に限定されない。

【００３４】さらに、第１層目のチオール類またはスル
フィド類の自己組織化膜形成用化合物の反応性官能基
が、チオール類、スルフィド類の自己組織化膜形成部位
と反応する場合は、複数の層を形成する際に各層の厚み
などを制御することが困難になるので、これらの反応性
官能基が予め保護された自己組織化膜形成用化合物を用
いて第１層目を形成し、次いで、この保護基を脱離し
て、末端にヒドロキシ基、カルボキシ基、カルボニル
基、アルデヒド基、メルカプト基などを生成させた後、
第２層目を形成することが好ましい。なお、第２層目を
形成した後、上記と同様にして第３層目以降を順次形成
することも可能である。

【００３５】また、上記の反応性官能基の保護および脱
離には、有機化学反応で既知の保護および脱離の方法を
用いることができる。例えば、ヒドロキシ基に対して
は、エーテル化、エステル化、アセタール化、ケタール
化などの保護およびその脱離手法を、アミノ基に対して
は、キレート化、アミド化、アゾメチン化などの保護お
よびその脱離手法を、カルボキシ基に対しては、エステ
ル化、塩形成などの保護およびその脱離手法を、カルボ
ニルおよびアルデヒド基に対しては、ケタール化、アセ
タール化、アゾメチン化などの保護およびその脱離手法
を、またメルカプト基に対しては、チオエーテル化、チ
オアセタール化、チオエステル化などの保護およびその
脱離手法を用いることができる。

【００３６】さらに、第２層目以降の保護膜の形成に
は、上記の反応性官能基の保護手法を利用して反応性官
能基を有する自己組織化膜上に保護膜を形成することも
できる。補助電極膜上に、チオール類、スルフィド類な
どの自己組織化膜形成用化合物からなる超薄膜自己組織
化膜を形成する方法としては、例えば、これら自己組織
化膜形成用化合物を溶媒に溶解させ、その溶液に補助電
極膜を接触させて自己組織化膜形成用化合物の溶液を電
極層と反応させた後、未反応の自己組織化膜形成用化合
物の溶液を洗浄して、未反応の自己組織化膜形成用化合
物を除去する方法が挙げられる。なお、ここでの反応と
は、自己組織化膜形成用化合物と電極層表面との間に起
こる化学結合あるい化学吸着を意味する。

【００３７】自己組織化膜形成用化合物の溶媒として
は、水、メタノール、エタノール、１−プロパノール、
２−プロパノールなどのアルコール、アセトン、２−ブ
タノンなどのケトンやヘキサン、デカン、ヘキサデカン
などの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン
などの芳香族炭化水素、四塩化炭素、クロロホルム、塩
化メチレン、１，１，２−トリクロロエタンなどのハロ
ゲン化炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、１，２−ジメトキシエタンなどのエー
テル系化合物およびこれらの混合物を挙げることができ
る。

【００３８】溶液中の自己組織化膜形成用化合物の濃度
は、特に限定されないが、低すぎると反応の進行に時間
を要し、また高すぎると、単分子膜のような超薄膜を形
成するのが困難になる。したがって、自己組織化膜形成
用化合物の濃度は、０．００１ｍｍｏｌ／リットル〜５
ｍｏｌ／リットルの範囲が好ましい。自己組織化膜形成
用化合物の溶液と電極層を接触させて自己組織化膜を形
成する際の処理温度は、特に限定されないが、超薄膜、
好ましくは単分子膜を形成するためには、−１０〜１５
０℃の範囲が好ましく、０〜１００℃の範囲が特に好ま
しい。処理温度が低いと反応に長時間を要するが、温度
が高いと短時間で処理が終了する。処理時間（すなわ
ち、加熱時間あるいは低温下での放置時間）は、一般に
約１０分〜２日の範囲であり、３０分〜１日の範囲が好
ましい。

【００３９】自己組織化膜の形成において重要なこと
は、電極層を含む基板を所定濃度の自己組織化膜形成用
化合物の溶液と所定時間接触させた後、溶媒で洗浄して
未反応の自己組織化膜形成用化合物を除去することにあ
る。このときに、使用される溶媒としては、自己組織化
膜形成用化合物の溶解に用いることができる前記のよう
な溶媒が挙げられる。この洗浄の際、基板全体を振盪し
たり、超音波洗浄器を用いたりすることも有効である。
このようにして形成される自己組織化膜の膜厚は、例え
ば自己組織化膜形成用化合物のアルキル鎖（Ｃ
_nＨ_2n+1）の炭素数を変えることにより、容易に調節す
ることができるが、通常、０．３〜１０ｎｍの膜厚を形
成するのが好ましい。

【００４０】自己組織化膜は、表面の汚染物や吸着水を
排除しながら密に詰まった単分子膜あるいは薄膜を形成
するので、金属薄膜表面から汚染物や水を除去すること
が可能になる。したがって、水分や汚染物が発光素子内
へ拡散して発光素子が劣化するのを防止できる。

【００４１】

【実施例】以下に、この発明の実施例を示すが、この発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００４２】実施例１ まず、５０ｎｍ×５０ｎｍのガラス透明基板１上に主電
極層となる膜厚約１８０ｎｍのインジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）をスパッタリング法により製膜した。これを通常
のフォトリソグラフィー法および臭化水素水溶液のエッ
チングを用いて２ｍｍ幅のストライプを２ｍｍ間隔で５
本のパターンに成形した。次いで、これらのパターニン
グを界面活性剤、水およびイソプロパノールを用いて超
音波洗浄し、乾燥させて主電極層２１とした。この主電
極層２１を覆うように、２．５ｍｍ幅の銅ラインをスパ
ッタリング法により形成して厚さ１００ｎｍの銅補助電
極膜を形成した。

【００４３】次いで、銅補助電極のパターンにより１０
画素（１画素は１．５ｍｍ×１．５ｍｍ）を１．５ｍｍ
間隔で主電極層上に形成すべく、銅補助電極膜上の前記
１０画素に対応する部分に自己組織化膜形成用化合物の
溶液として、ヘキサデカンチオール溶液／メタノール溶
液をスタンプ法により塗布した。２４時間室温で放置し
た後、メタノールで十分に洗浄し、厚さ約１．５ｎｍの
自己組織化膜が銅補助電極層２２上に形成された電極基
板を得た。

【００４４】さらに、この電極基板を塩化第二鉄水溶液
に浸漬して、自己組織化膜が付着していない部分の銅補
助電極をエッチングし、これを純水でリンスすることに
より、銅補助電極のパターンからなる画素部のみが主電
極層２１上に現れた。図９は、このようにして得られた
電極パターンを有する電極基板４０の平面図を示す。な
お、電極ラインの一本の抵抗値を計測したところ、長さ
５０ｍｍあたり８．５Ωであり、十分な低抵抗性を有す
ることがわかった。

【００４５】実施例２ まず、５０ｎｍ×５０ｎｍのガラス透明基板上に主電極
層となる膜厚約１８０ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）をスパッタリング法により製膜した。これを通常の
フォトリソグラフィー法および臭化水素水溶液のエッチ
ングを用いて２ｍｍ幅のストライプを２ｍｍ間隔で５本
のパターンに成形した。次いで、これらのパターニング
を界面活性剤、水およびイソプロパノールを用いて超音
波洗浄し、乾燥させて主電極層２１とした。この主電極
層２１を覆うように、２．５ｍｍ幅の金ラインをスパッ
タリング法により形成して厚さ１００ｎｍの金補助電極
膜を形成した。

【００４６】次いで、金補助電極のパターンにより１０
画素（１画素は１．５ｍｍ×１．５ｍｍ）を１．５ｍｍ
間隔で主電極層２１上に形成すべく、金補助電極膜上の
前記１０画素に対応する部分に自己組織化膜形成用化合
物の溶液として、ヘキサデカンチオール溶液／メタノー
ル溶液をスタンプ法により塗布した。２４時間室温で放
置した後、メタノールで十分に洗浄し、厚さ約１．５ｎ
ｍの自己組織化膜が金補助電極層２２上に形成された電
極基板を得た。

【００４７】さらに、この電極基板を水酸化カリウム−
有機酸化剤含有水溶液に浸漬して自己組織化膜が付着し
ていない部分の金補助電極をエッチングし、これを純水
でリンスすることにより、金補助電極のパターンからな
る画素部のみが主電極層２１上に現れた。図９は、この
ようにして得られた電極パターンを有する電極基板５０
の平面図を示す。なお、電極ラインの一本の抵抗値を計
測したところ、長さ５０ｍｍあたり１１．３Ωであり、
十分な低抵抗性を有することがわかった。

【００４８】比較例１ ５０ｎｍ×５０ｎｍのガラス透明基板上に主電極層２１
となる膜厚約１８０ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）をスパッタリング法により製膜した。これを通常の
フォトリソグラフィー法および臭化水素水溶液のエッチ
ングを用いて２ｍｍ幅のストライプからなる複数本のパ
ターンを成形し、電極基板を得た。したがって、この例
では、主電極層２１上に補助電極層２２のパターンが形
成されない電極基板となっている。

【００４９】図１０は、このようにして得られた電極パ
ターンを有する電極基板１００の平面図を示す。なお、
電極ラインの一本の抵抗値を計測したところ、長さ５０
ｍｍあたり２８０Ωの高い抵抗値を示した。実施例１、
２および比較例１の試験結果から、補助電極のパターン
を主電極層２１上に配設することにより画素間の抵抗の
差が大きく低減されることがわかる。

【００５０】実施例３ 前記の実施例１、２および比較例１で得られた電極基板
４０、５０および１００を用いて電界発光素子をそれぞ
れ製造した。すなわち、電極基板４０、５０および１０
０の基板１上に形成された電極のパターンを陽極２とし
て、この上に正孔輸送層５、発光層３および陰極４を順
次形成した。正孔輸送層５は、下記の化学式１に示す、
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチ
ル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α
−ＮＰＤ）を用いた。

【００５１】

【化１】

【００５２】発光層３は、下記の化学式２に示す、トリ
ス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ₃ ）を用
いた。

【００５３】

【化２】

【００５４】陰極４は、厚さ２００ｎｍのＡｌ電極を陽
極２と直交する方向に積層して形成した。発光層３と陰
極４との間には、絶縁層として厚さ１．０ｎｍのＬｉＦ
膜を形成した。得られた３種類の電界発光素子について
画素の印加電圧−輝度特性を図１１に示す。

【００５５】図１１において、実線は、実施例１、２に
おける電界発光素子の補助電極層２２との接続部から最
も遠い位置にある画素の印加電圧−輝度特性を示し、破
線は、陽極が主電極層２１のみからなる比較例１におけ
る電界発光素子の画素の印加電圧−輝度特性を示す。こ
の結果から、駆動電圧を高くするに従って電界発光素子
に注入される電流と輝度に大きな差が現れることがわか
った。これは、補助電極層２２を配設した結果、電界発
光素子に大きな電流を流した場合に、配線抵抗による電
圧降下を低減させる効果があるためである。また、補助
電極層２２が形成された電界発光素子では、形成された
１０画素のそれぞれの間に大きな特性の差はなく、陰極
４の断線による欠陥もなく、良好な画素表示が得られ
た。

【００５６】

【発明の効果】この発明では、主電極層上に補助電極層
を形成するに際し、基板上の主電極層を覆うように補助
電極材料からなる補助電極膜（不必要な補助電極部分を
も含む）を積層し、次いで、この補助電極膜の必要部分
に保護膜形成用材料を塗布し、次いで、洗浄により補助
電極膜の不必要部分を除去することにより、必要部分の
みが残された補助電極層のパターンを形成することがで
きる。したがって、マスキング、露光および熱処理など
の工程が省略され、マスキング材（フォトマスク）、露
光装置、加熱装置、現像装置などの装置が不要となっ
て、装置全体の小型化が可能となる。したがって、低抵
抗の電極を備えた電界発光素子を簡便に製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明により製造された電界発光素子の構成
例を示す概略断面図である。

【図２】この発明により製造された電界発光素子の他の
構成例を示す概略断面図である。

【図３】この発明により製造された電界発光素子の他の
構成例を示す概略断面図である。

【図４】この発明により製造された電界発光素子の陽極
２の構成例を示す概略断面図である。

【図５】この発明により製造された電界発光素子の陽極
２の他の構成例を示す概略断面図である。

【図６】この発明により製造された電界発光素子の補助
電極層の構成例を示す平面図である。

【図７】この発明により製造された電界発光素子の補助
電極層の他の構成例を示す平面図である。

【図８】この発明により製造された電界発光素子の補助
電極層の他の構成例を示す平面図である。

【図９】この発明により製造された電界発光素子の電極
基板の平面図である（実施例１および２）。

【図１０】従来の手法で製造された電界発光素子の電極
基板の平面図である（比較例１）。

【図１１】実施例および比較例で得られた各電界発光素
子の印加電圧−輝度特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 陽極 ３ 発光層 ４ 陰極 ５ 正孔輸送層 ６ 電子輸送層 ８ 画素部 １０ 電界発光素子 ２０ 電界発光素子 ２１ 主電極層 ２２ 補助電極層 ３０ 電界発光素子 ４０ 電極基板 ５０ 電極基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に陽極、有機発光材料を含む発光
   層および陰極を順次形成する電界発光素子の製造方法で
   あって、陽極が、主電極層と、この主電極層の導電性を
   補うように主電極層に電気的に接触した補助電極層とか
   らなり、基板上の主電極層を覆うように補助電極膜を積
   層し、次いで、この補助電極膜の必要部分に保護膜形成
   用材料を塗布し、次いで、洗浄により補助電極膜の不必
   要部分を除去して補助電極層を形成することを特徴とす
   る電界発光素子の製造方法。
2. 【請求項２】 保護膜形成用材料が、補助電極膜の表面
   と反応して補助電極膜の必要部分を洗浄から保護する自
   己組織化膜を形成する請求項１に記載の電界発光素子の
   製造方法。
3. 【請求項３】 保護膜形成用材料が、チオール類または
   スルフィド類から選ばれる１種以上の自己組織化膜形成
   用化合物の溶液である請求項１または２に記載の電界発
   光素子の製造方法。
4. 【請求項４】 補助電極膜の表面が、金または銅を含有
   する請求項１から３のいずれか１つに記載の電界発光素
   子の製造方法。。
5. 【請求項５】 保護膜形成用材料が、スタンプ法または
   印刷法により塗布され、さらに０〜１００℃の雰囲気温
   度下で保護膜を形成する請求項１から４のいずれか１つ
   に記載の電界発光素子の製造方法。
6. 【請求項６】 保護膜が、０．３〜１０ｎｍの膜厚を有
   する請求項１から５のいずれか１つに記載の電界発光素
   子の製造方法。