JP2001351781A - 有機ｅｌ表示素子及びその修理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な微細加工を実現しつつ表示部間の短絡
をより確実に防止できるような有機ＥＬ表示素子を提供
する。 【解決手段】 有機ＥＬ表示素子１００は、基板１の一
面上に形成された陽極２と、少なくとも陽極２の一部分
を露出させるように陽極２上に突出する複数の電気絶縁
性の隔壁３と、陽極２上に形成された有機発光層４と、
有機発光層４上に形成された陰極５とを備え、隔壁３に
よって有機発光層４及び陰極５が複数部分に区画され、
この複数部分に表示部６が構成されている。ここで、隔
壁３は、少なくともその表面に複数の空孔３ａの集合体
よりなる３次元網目構造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
た第１電極の一部分を露出させるように第１電極上に突
出する複数の電気絶縁性の隔壁を備え、この隔壁によっ
て、第１電極上に形成された有機発光層及び第２電極を
区画、分離し、複数の表示部を構成するようにした有機
ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示素子及びその修
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の有機ＥＬ表示素子においては、
基板上に第１電極を形成し、この第１電極上に突出する
複数の電気絶縁性の隔壁を形成した後、第１電極上に有
機発光層、第２電極を順次蒸着法等で成膜することによ
り、有機発光層及び第２電極が隔壁によって複数部分に
区画、分離され、複数の区画された表示部（画素）が形
成される。このような有機ＥＬ表示素子としては、特開
平５−２７５１７２号公報、特開平８−３１５９８１号
公報、特開平９−１６１９６９号公報に記載のものが提
案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平５−２７５
１７２号公報は、レジストを用いてパターンとなる隔壁
を形成し、斜め蒸着により、有機発光層、第２電極を形
成するものであり、素子サイズが小さい場合には有効な
手段であるが、大型の素子を作製しようとすると、基板
の設置場所を大きくとる必要が生じる。また、基板のソ
ース側と反対側との間に膜厚分布が現れるため、良好な
微細加工ができない。

【０００４】また、上記特開平８−３１５９８１号公報
に記載されるオーバーハング形状の隔壁では、オーバー
ハング部に未成膜領域が形成されるため、斜め蒸着に依
らないで有機発光層、第２電極を形成することができ、
絶縁効果も高いことが予想されるが、十分に満足し得る
ものではない。また、上記特開平９−１６１９６９号公
報では、有機発光層及び第２電極を分離する隔壁の側面
に凹溝を複数本設け、電極分離の成功確率を高くするよ
うにして、絶縁効果を高めるようにしている。

【０００５】しかしながら、隔壁側面への有機発光材
料、および第２電極材料の堆積により凹溝表面が塞がっ
て連続した膜が形成され、区画された表示部間が短絡す
るという問題は依然残る。また、これら隔壁は、確率的
に発生する短絡の発生個所の特定ができず、そのため修
正が困難であり、これによる歩留り低下も問題である。

【０００６】そこで、本発明は上記問題に鑑み、良好な
微細加工を実現しつつ表示部間の短絡をより確実に防止
できるような有機ＥＬ表示素子を提供することを第１の
目的とし、そのような有機ＥＬ表示素子において、も
し、短絡が発生しても容易に短絡不良を修正できるよう
な修理方法を提供することを第２の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、基板（１）の一面上に形成さ
れた第１電極（２）と、少なくとも第１電極の一部分を
露出させるように第１電極上に突出する複数の電気絶縁
性の隔壁（３）と、第１電極上に形成された有機発光層
（４）と、有機発光層上に形成された第２電極（５）と
を備え、隔壁によって有機発光層及び第２電極を複数部
分に区画し、この複数部分に表示部（６）を構成するよ
うにした有機ＥＬ表示素子において、隔壁を、少なくと
もその表面に複数の空孔（３ａ）の集合体よりなる３次
元網目構造を有するものとしたことを特徴としている。

【０００８】隔壁を上記３次元網目構造とすることで、
隔壁の側面及び上面に空孔が存在する。そして、第１電
極上に隔壁を形成した後、有機発光層、第２電極を順次
成膜した場合、隔壁の側面のみならず上面においても、
空孔の部分では有機発光層及び第２電極の構成材料が成
膜されない未成膜部が存在する。

【０００９】そのため、上記従来の側面に凹溝を設けた
隔壁に比べて、隔壁の側面及び上面において有機発光層
及び第２電極の構成材料が連続的に成膜される確率を低
くすることができ、また、有機発光層及び第２電極を成
膜する際に、斜め蒸着のような微細加工に不利な方法を
採らなくても良い。よって、本発明によれば、良好な微
細加工を実現しつつ表示部間の短絡をより確実に防止で
きるような有機ＥＬ表示素子を提供することができる。

【００１０】ここで、請求項２の発明のように、隔壁
（３）を、その突出端側が基板（１）に平行な方向に突
出するオーバーハング形状とすれば、より絶縁効果が高
まり、請求項１の発明の効果をより高レベルにて実現す
ることができる。

【００１１】また、請求項３の発明のように、隔壁
（３）を、その表面近傍にのみ上記の３次元網目構造が
形成されたものとすれば、内部まで空孔を形成せずとも
良く、製造しやすい隔壁構造とすることができる。

【００１２】また、請求項４の発明のように、隔壁
（３）における空孔（３ａ）の開口部の半径を、有機発
光層（４）の膜厚と第２電極（５）の膜厚の和以上とす
れば、空孔が有機発光層や第２電極で充填されにくくな
るため、より確実に上記未成膜部を形成することがで
き、好ましい。

【００１３】また、請求項５の発明は、有機ＥＬ素子の
修理方法に関するものであり、請求項１〜請求項４に記
載の有機ＥＬ表示素子において、隔壁（３）により区画
された表示部（６）同士の間に隔壁を通して短絡が発生
した場合に、短絡が発生した隔壁の間に、第２電極
（５）を介して電流を流すことにより短絡部を焼失する
ことを特徴としている。

【００１４】請求項１〜請求項４の有機ＥＬ表示素子に
おける隔壁は、上記３次元網目構造を有するものであ
り、短絡が発生しにくいことは上述の通りである。ま
た、もし短絡が発生しても、充填されたバルク構造であ
る従来の隔壁に発生する短絡部に比べて、その短絡部は
線状の細いものとなる確率が大きいため、短絡が発生し
た隔壁の間に第２電極を介して電流を流すことにより、
そのジュール熱で短絡部を焼失することができる。

【００１５】よって、本発明によれば、良好な微細加工
を実現しつつ表示部間の短絡をより確実に防止できるよ
うな有機ＥＬ表示素子において、もし、短絡が発生して
も容易に短絡不良を修正できるような修理方法を提供す
ることができる。

【００１６】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る有
機ＥＬ表示素子１００の概略断面形状を示す図である。
１は透明なガラス等よりなる基板である。基板１の一面
上には、ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）等の透明
導電膜よりなる陽極（本発明でいう第１電極）２が形成
されており、本例では、図１中の左右方向に延びるスト
ライプ状にパターニングされている。

【００１８】この陽極２上及び陽極２が形成されていな
い基板１の一面上には、陽極２の長手方向と直交する方
向（図１中の紙面垂直方向）へ延びる複数個の電気絶縁
性の隔壁３が、ストライプ状に突出して形成されてい
る。つまり、基板１の一面の上方からみたとき、陽極２
と隔壁３とは互いに直交して格子を形成しており、陽極
２の一部を露出させるように、隔壁３は配置されてい
る。

【００１９】この隔壁３は、少なくともその表面に複数
の空孔３ａの集合体よりなる３次元網目構造を有するも
のであり、本例では、全体が上記３次元網目構造を有す
る多孔質（ポーラス）の構造としている。隔壁３の材質
としては、電気絶縁性の熱硬化性もしくは光硬化性樹脂
を多孔質となるように処理したもの、または、電気絶縁
性のガラスやセラミックス等の粒子をバインダ成分（ア
クリル系樹脂、ノボラック系樹脂等）にて３次元網目状
に結合したもの等を採用することができる。

【００２０】また、陽極２上及び基板１の一面上のうち
隔壁３が形成されていない部位の上には、有機発光層４
が形成されている。この有機発光層４は、例えば、トリ
ス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体（Ａｌｑ
３）、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４，４’−ビス
（α−ナフチルフェニルアミノ）ビフェニル（αＮＰ
Ｄ）等の有機ＥＬ材料よりなる。

【００２１】有機発光層４の上には、Ａｌや、ＭｇとＡ
ｇ等よりなる陰極（本発明でいう第２電極）５が形成さ
れている。そして、これら有機発光層４及び陰極５は、
これら両層４、５よりも高く突出する隔壁３により区画
され、複数部分に分離されている。これら区画された複
数部分は、基板１の一面の上方からみたとき、隔壁３の
間に位置して陽極２と直交するストライプ形状をなして
いる。

【００２２】そして、これら区画された複数部分が陽極
２と重なり合う領域に、本有機ＥＬ表示素子１００にお
ける表示部（画素）６が格子状に構成される。即ち、各
表示部６において、陽極２と陰極５との間に直流電圧を
印加することにより、有機発光層４にホール及び電子が
注入され、両者が再結合する際のエネルギーによって有
機発光層４が発光するようになっている。

【００２３】次に、本有機ＥＬ表示素子１００の製造方
法について述べる。図２は、本製造方法の第１の例（第
１の製造方法）を、図３は、本製造方法の第２の例（第
２の製造方法）を、それぞれ図１に示す素子の断面に沿
って示す工程図である。初めに、第１の製造方法につい
て述べる。まず、図２（ａ）に示す様に、基板１の一面
上に、スパッタ法等によりＩＴＯ膜を形成し、これを周
知のフォトリソグラフ法によりパターニングして、陽極
２を形成する。

【００２４】続いて、図２（ｂ）及び（ｃ）に示す様
に、この上に、溶媒を用いて電気絶縁性の粒子（ガラス
やセラミックス等）Ｋ０を樹脂（アクリル系樹脂やノボ
ラック系樹脂等）Ｋ１に分散させた流動性材料を塗布
し、形成された塗布膜Ｋ２をフォトリソグラフ法により
隔壁３のパターンにパターニングする。なお、この流動
性材料を隔壁３のパターンに対応して塗布する工程は、
印刷で行っても良い。

【００２５】次に、図２（ｄ）に示す様に、パターニン
グされた塗布膜Ｋ２を焼成して溶媒成分及び樹脂成分を
除去することにより、粒子Ｋ０同士が接着したり、残存
する樹脂Ｋ１をバインダ成分とすることによって、上記
３次元網目状に結合した状態となり、これによって、隔
壁３が形成される。続いて、図２（ｅ）及び（ｆ）に示
す様に、この上に、有機発光層４、陰極５を、通常の真
空蒸着法等により順次成膜することで、図１に示す有機
ＥＬ表示素子１００が完成する。以上が第１の製造方法
である。

【００２６】次に、第２の製造方法について述べる。ま
ず、図３（ａ）に示す様に、基板１の一面上に陽極２を
形成する。続いて、図３（ｂ）に示す様に、この上に、
アルカリ可溶性の粒子（例えば球形状のフェノール系樹
脂）Ｋ３を分散させたアクリル系光感光性の樹脂Ｋ４を
塗布し、該樹脂Ｋ４を硬化させる。次に、図３（ｃ）に
示す様に、ＫＯＨやＮａＯＨ等のアルカリ現像液を用い
て、硬化された樹脂Ｋ４を隔壁３のパターンにパターニ
ングすることにより、粒子Ｋ３が溶解して除去され、隔
壁３が形成される。

【００２７】この後、上記第１の製造方法と同様に、有
機発光層４、陰極５を順次成膜する（図３（ｄ）、
（ｆ））ことで、図１に示す有機ＥＬ表示素子１００が
完成する。なお、樹脂Ｋ４は、硬化した際に重合してネ
ットワークが形成されるため、特に、アルカリ可溶性の
粒子を含まないものであっても、樹脂の種類によって
は、アルカリ現像液によって当該ネットワーク以外の部
分が溶けて上記３次元網目構造を形成できる。以上が第
２の製造方法である。

【００２８】ところで、本実施形態によれば、隔壁３を
上記３次元網目構造とすることで、隔壁３の側面及び上
面に空孔３ａが存在する。そのため、陽極２上に隔壁３
を形成した後、有機発光層４、陰極５を順次成膜した場
合、隔壁３の側面のみならず上面においても、空孔３ａ
の部分では有機発光層４及び陰極５の構成材料（以下、
電極材料という）が成膜されない未成膜部が存在する。

【００２９】図４は、隔壁３の上面に存在する未成膜部
Ｋ５の様子を模式的に示す図である。上記電極材料は、
成膜時には隔壁３の上面にも堆積するため、図４に示す
様に、隔壁３に対して付着する。隔壁３の上面におい
て、空孔３ａ以外の部分では電極材料が成膜された成膜
部Ｋ６が存在するが、空孔３ａの部分では、未成膜部Ｋ
５となっているため、成膜部Ｋ６は非連続的に存在した
形となっている。なお、このことは、隔壁３の側面にお
いても勿論同様である。

【００３０】そのため、上記従来の側面に凹溝を設けた
隔壁に比べて、隔壁３の側面及び上面において上記電極
材料が連続的に成膜される確率を、大幅に低くすること
ができるとともに、従来技術に示したような微細加工に
不利な斜め蒸着ではなく、通常の成膜法により有機発光
層４及び陰極５を成膜することができる。よって、本実
施形態によれば、良好な微細加工を実現しつつ表示部６
間の短絡をより確実に防止できるような有機ＥＬ表示素
子１００を提供することができる。

【００３１】ここで、本実施形態において、隔壁３にお
ける空孔３ａの開口部の半径Ｒは、有機発光層４の膜厚
と陰極５の膜厚の和以上とすることが好ましい。もし、
空孔３ａの開口部の半径が有機発光層４の膜厚と陰極５
の膜厚の和未満であると、図５からわかるように、隔壁
３の表面に形成される上記電極材料の膜によって、空孔
３ａが充填されやすくなる。空孔３ａの開口部の半径Ｒ
を、有機発光層４の膜厚と陰極５の膜厚の和以上とすれ
ば、空孔３ａが有機発光層４や陰極５の成膜時に充填さ
れにくくなるため、より確実に上記未成膜部Ｋ５を形成
することができる。

【００３２】また、本実施形態では、隔壁３は、上記３
次元網目構造を有するものであり、短絡が発生しにくい
ことは上述の通りであるが、もし、短絡が発生した場合
に短絡不良を容易に修理できることも必要である。実
際、電気的な検査により短絡している表示部同士につい
ては、容易に検出できるが、更に、光学的検査により具
体的な短絡箇所を特定するのは容易ではなく、そのた
め、従来では短絡不良の修正が困難であった。

【００３３】しかし、本実施形態では、上記した隔壁３
の構成とすることにより、短絡箇所を特定できずとも短
絡不良を容易に修正できるという特徴を有する。この修
理方法について、図６の説明図を参照して述べる。図６
中、（ａ）は短絡発生の様子をモデル的に示す図、
（ｂ）は修理の具体的方法をモデル的に示す図である。

【００３４】図６（ａ）に示す様に、有機発光層４また
は陰極５の成膜により、上記電極材料が、隔壁３の内部
または表面において隔壁３を挟んだ両側の陰極５を短絡
するするように短絡部Ｋ７を形成すると考えられる。ま
た、この短絡部Ｋ７は、主に空孔３ａ以外の部分を通る
ように形成されるため、充填されたバルク構造である従
来の隔壁に発生する短絡部に比べて線状の細いものとな
る確率が大きいと考えられる。

【００３５】このように、表示部６同士の間に隔壁３を
通して短絡部Ｋ７が発生した場合に、図６（ｂ）に示す
様に、短絡が発生した隔壁３を挟んだ両側の陰極５の間
に、一定電圧を印加して電流を流すと、短絡部Ｋ７は細
いため、ジュール熱で容易に焼失させることができ（焼
失部Ｋ８）、結果的に容易に短絡不良を修正することが
できる。よって、本実施形態によれば、有機ＥＬ表示素
子１００において、もし、短絡が発生しても容易に短絡
不良を修正できるような修理方法を提供することができ
る。

【００３６】また、本実施形態では、次のような各変形
例を採用することも可能である。図７は第１の変形例を
示す概略断面図であり、隔壁３を、その突出端側が基板
１に平行な方向に突出するオーバーハング形状としてい
る。それによれば、隔壁３の形成後に成膜される有機発
光層４及び陰極５は、オーバーハング部３ｂの直下にお
いて成膜されないため、表示部６間の絶縁効果をより高
めることができる。

【００３７】このオーバーハング形状を有する隔壁３
は、例えば、上記第１の製造方法において、形成された
塗布膜Ｋ２をフォトリソグラフ法により隔壁３のパター
ンにパターニングする際に、塗布膜Ｋ２の陽極２や基板
１への密着性を低くすることで、塗布膜Ｋ２のうち基板
１の近傍部位が多くエッチングされるようにすることで
形成できる。

【００３８】また、第２の変形例としては、隔壁３を、
その表面近傍にのみ上記３次元網目構造が形成されたも
のとしても良い。これは、上述のように、隔壁３におい
ては、少なくとも表面（側面及び上面）が３次元網目構
造であれば、未成膜部による効果が発揮されるためであ
る。

【００３９】例えば、上記第２の製造方法において、ア
ルカリ現像液を用いて硬化された樹脂Ｋ４中の粒子Ｋ３
を除去する際に、樹脂Ｋ４の内部中央付近の粒子Ｋ３
は、除去しにくい。その点、第２の変形例を採用した場
合、隔壁３の内部まで空孔３ａを形成せずとも良く、隔
壁３を製造しやすい。

【００４０】なお、その他の変形として、上記素子１０
０とは逆に、陽極を第２電極、陰極を第１電極（基板側
電極）としてもよい。また、複数の表示部（画素）の配
列も格子（マトリクス）配列に限定されるものでは無
く、適宜自由に変更できる。

【００４１】以上述べてきたように、本発明によれば、
隔壁により表示部を区画形成するようにした有機ＥＬ表
示素子において、良好な微細加工を実現しつつ表示部間
の短絡をより確実に防止できるようにすることで、高精
細で高信頼性な素子を提供できる。また、もし、短絡が
発生しても容易に修正可能な修理方法を提供すること
で、品質確保の面で万全を期すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示素子の概
略断面図である。

【図２】上記実施形態に係る有機ＥＬ表示素子の第１の
製造方法を示す工程図である。

【図３】上記実施形態に係る有機ＥＬ表示素子の第２の
製造方法を示す工程図である。

【図４】隔壁の上面に存在する未成膜部の様子を模式的
に示す図である。

【図５】隔壁の空孔開口部半径と有機発光層及び陰極の
膜厚との関係を示す説明図である。

【図６】上記実施形態に係る有機ＥＬ表示素子の修理方
法を示す説明図である。

【図７】上記実施形態の第１の変形例を示す概略断面図
である。

【符号の説明】

１…基板、２…陽極、３…隔壁、３ａ…空孔、４…有機
発光層、５…陰極、６…表示部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 泰三 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3K007 AB18 BA06 CA01 CB01 DA01 DB03 EA00 EB00 FA04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板（１）の一面上に形成された第１電
   極（２）と、 少なくとも前記第１電極の一部分を露出させるように前
   記第１電極上に突出する複数の電気絶縁性の隔壁（３）
   と、 前記第１電極上に形成された有機発光層（４）と、 前記有機発光層上に形成された第２電極（５）とを備
   え、 前記隔壁によって前記有機発光層及び前記第２電極が複
   数部分に区画され、この複数部分に表示部（６）が構成
   されている有機ＥＬ表示素子において、 前記隔壁は、少なくともその表面に複数の空孔（３ａ）
   の集合体よりなる３次元網目構造を有することを特徴と
   する有機ＥＬ表示素子。
2. 【請求項２】 前記隔壁（３）は、その突出端側が前記
   基板（１）に平行な方向に突出するオーバーハング形状
   となっていることを特徴とする請求項１に記載の有機Ｅ
   Ｌ表示素子。
3. 【請求項３】 前記隔壁（３）は、その表面近傍にのみ
   前記３次元網目構造が形成されたものであることを特徴
   とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示素子。
4. 【請求項４】 前記隔壁（３）における前記空孔（３
   ａ）の開口部の半径が、前記有機発光層（４）の膜厚と
   前記第２電極（５）の膜厚の和以上であることを特徴と
   する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機ＥＬ
   表示素子。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１つに記載
   の有機ＥＬ表示素子において、前記隔壁（３）により区
   画された前記表示部（６）同士の間に前記隔壁を通して
   短絡が発生した場合に、 前記短絡が発生した隔壁の間に、前記第２電極（５）を
   介して電流を流すことにより短絡部を焼失することを特
   徴とする有機ＥＬ表示素子の修理方法。