JP2002056972A

JP2002056972A - 有機発光素子の製造方法および有機発光素子

Info

Publication number: JP2002056972A
Application number: JP2000240090A
Authority: JP
Inventors: Kimitaka Ohata; 公孝大畑
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2002-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】高い信頼性と高い表示品位を備えた有機
発光素子を、より簡便に製造する方法を提供する。【解決手段】支持基板に、隔壁および発光層を含む有
機層と、この有機層を挟んで第一電極と第二電極とを有
する有機発光素子を製造するに際し、第一電極とその上
に隔壁と有機層とを形成した後、第二電極膜を積層し、
前記隔壁にエネルギーを付加して隔壁を膨張させること
により第二電極膜を分離して第二電極を形成する工程を
含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機発光素子の製
造方法に関し、特にマトリックス状に配置された電極を
有する有機発光素子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機発光素子（有機ＥＬ〔エレクトロル
ミネッセンス〕素子）は、電気信号に対する高速応答性
を有し、自発光であるため視認性が高く、また有機材料
を主たる原料としているために分子設計が幅広く行える
とともに多色化が容易であるという利点を有する。ま
た、完全固体素子であるため、耐衝撃性に優れるととも
に取り扱いが容易であるなどの優れた特性を有し、面光
源やディスプレイあるいはプリンターの光源への応用が
進められている。

【０００３】有機発光素子は、有機層が第一電極および
第二電極からなる電極対で挟持された基本構成を有し、
有機発光素子を製造する際は、基板上に複数のストライ
プ状の第一電極を形成し、次いで、隔壁を第一電極上に
形成した後、ドライプロセスやウェットプロセスにより
有機層が形成される。さらに、有機層の上に第二電極が
形成される。有機層を形成する有機材料は、一般に湿気
や熱に対する耐久性が低いため、有機層を封止する構造
とすることにより、有機発光素子の動作の信頼性の向上
を図っている。このような有機発光素子では、例えば、
ストライプ状の第一電極と、第一電極と直交する複数の
ストライプ状の第二電極とがマトリックスを形成し、画
像信号に基づいてマトリックスの交点に形成された有機
層を画素として順次発光させることにより、画像表示装
置とすることができる。

【０００４】基板上に形成される第一電極は、フォトリ
ソグラフィーなどの公知の方法においてパターニングを
行なうことができるが、有機層を成膜した後に行なわれ
る第二電極のパターニングは、有機層が酸素、水分、有
機溶媒や、紫外線などの光で劣化するため、パターニン
グの方法が限られる。第二電極のパターニングの方法と
しては、シャドーマスク法による方法（特開平１１−６
７４５５号公報）や、隔壁にオーバーハングを形成する
方法（特開平８−３１５９８１号公報）などが開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】シャドーマスク法によ
り第二電極を各有機層上に分離して形成する場合、マス
クの強度を確保するために設定されるシャドーマスクの
幅等の制約により、画素の高精細化が困難となる。ま
た、マスクの位置合わせに高い精度を必要とするため、
製造工程が複雑になる。一方、隔壁にオーバーハングを
形成する方法では、下部が上部に比べて小さいために機
械的強度が低く、隔壁が倒れてしまう可能性がある。ま
た、電極材料の回り込みにより電極同士がリークする可
能性もある。

【０００６】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、高い信頼性と高い表示品位を備えた有機
発光素子を、より簡便に製造する方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、支持
基板に、隔壁および発光層を含む有機層と、この有機層
を挟んで第一電極と第二電極とを有する有機発光素子を
製造するに際し、第一電極とその上に隔壁と有機層とを
形成した後、第二電極膜を積層し、前記隔壁にエネルギ
ーを付加して隔壁を膨張させることにより第二電極膜を
分離して第二電極を形成する工程を含むことからなる有
機発光素子の製造方法が提供される。

【０００８】すなわち、マトリックス状の電極対を有す
る有機発光素子を製造するにあたり、例えば光あるいは
熱などのエネルギーにより体積変化を生じ得る材料を含
む隔壁材料で第一電極上に隔壁を形成するとともに、隔
壁で囲まれた有機層上に第二電極膜を積層する。このと
き、第二電極膜は、隔壁を含む有機層上の全面に、つま
り隔壁上と有機層上を区別することなく積層することが
できる。次いで、例えば光あるいは熱などのエネルギー
を隔壁に加えることによって、隔壁を膨張させ、それに
よって第二電極膜を隔壁で分離し、各有機層上に分離さ
れた第二電極を形成することができる。

【０００９】したがって、第二電極を形成する際のシャ
ドーマスクの位置合わせが不要となり、また画素の高精
細化への障害が排除される。さらに、従来の隔壁と形状
を変えることなく、隔壁を形成することができる。よっ
て、第二電極の形成工程が大幅に簡略化される。

【００１０】また、第二電極は容易にかつ確実に隔壁上
で物理的に分離されるので、電極どうしのリークや、画
素間のクロストークを防止し、動作時の高い信頼性と高
い表示品位を備えた有機発光素子をより簡便な工程を用
いて製造することができる。

【００１１】この発明における隔壁の膨張とは、隔壁材
料が少なくとも第二電極膜と接する部分で、体積膨張を
生じて、隣接する有機層上に分離された第二電極を形成
するための、第二電極膜の分離の駆動力となる隔壁の体
積の変化を意味する。隔壁の膨張を生じさせる駆動力と
なるものには、発泡による膨張が挙げられる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１から図５を参照して、
この発明の有機発光素子の製造方法の実施の形態を説明
するが、この実施の形態によってこの発明が限定される
ものではない。図１は、有機発光素子の実施の一形態を
示す。

【００１３】図１において、有機発光素子１０は、基板
１、第一電極２（例えば、陽極）、有機層４、第二電極
５（例えば、陰極）が、この順に積層されてなり、有機
層４および第二電極５が隔壁３によって区画形成され、
１つの画素（ピクセル）を形成する。素子１０は封止材
６で封止されている。

【００１４】基板１としては、石英、ソーダガラス等の
無機材料からなる基板、あるいはポリイミド、ポリエス
テル等の高分子材料からなるプラスチック基板等が使用
されるが、従来の有機発光素子に使用されているもので
あればよく、これらに限定されない。基板１および封
止材６は、有機発光素子１０を支持および／または封止
し、少なくとも第一電極２あるいは第二電極５のいずれ
かの片側に配設される。基板１および封止材６により、
外気中の水分や酸素が有機層４に侵入するのを防ぐだけ
でなく、電圧印加時に発生するジュール熱を拡散するこ
とにより有機層４が劣化するのを防止する。

【００１５】第一電極２は、第二電極５とともに陰陽両
極を形成する電極対の一方であり、これら電極対の少な
くとも一方の電極は透明性導電性材料からなるものが好
ましい。透明電極の材料としては、インジウム−錫酸化
物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2 、Ａｕ薄膜等の無機材料や、ポ
リアニリン薄膜、ポリチオフェン薄膜などの有機材料が
挙げられる。他方の電極としては、特に限定するもので
はなく、例えば、銀、マグネシウム、アルミニウム、リ
チウム、カルシウム、金などの金属単体もしくは合金あ
るいは金属を含む積層構造が好ましいが、これに限定さ
れるものではない。隔壁３により分離される側の電極の
厚さは特に限定されないが、３μｍ以下が好ましく、５
００ｎｍ〜２μｍが特に好ましい。電極の膜厚が薄すぎ
ると電極抵抗が高くなるだけでなく、電極の膜厚が均一
でないことによる発光ムラが生じる。また、電極の膜厚
が３μｍ以上であると電極分離が不十分となる可能性が
あり、好ましくない。

【００１６】隔壁３は、両電極２、５間のリークやクロ
ストークを防止する絶縁材として、また画素間における
有機層４材料の混合を防ぐブロック膜として、あるいは
フォトマスクを用いた蒸着時の基台として機能し、その
大きさ、形状は特に限定されるものではない。隔壁３
は、その一部が電極２、５の一部と接していてもよい
し、電極２、５の一部を完全に囲む形状であってもよ
い。また、隔壁３は、その機能に応じて、材料の種類や
その数あるいは形状を変えることが好ましく、それぞれ
が単層あるいは多層からなる構成とすることができる。

【００１７】図１では、隔壁３が、第一電極２上に形成
された下部隔壁３１と上部隔壁３２とからなる。この隔
壁３の構成では、膨張材料を含む上部隔壁３２が、光ま
たは熱により発泡して体積変化を生じ膨張する材料を含
むものが好ましい。下部隔壁３１は隣接する有機層４ど
うしを実質的に分離する隔壁として形成され、上部隔壁
３２は第二電極５どうしを絶縁し、かつ自らが体積変化
を生じて隣接する第二電極５どうしを実質的に分離する
ための隔壁として形成される。したがって、上部隔壁３
２のみが第二電極５の分離に関わり、下部隔壁３１は体
積変化を生じないので、有機層４に対して圧力を加えた
り有機層４との間に隙間を開けたりすることがない。

【００１８】しかし、図１上方の第二電極５側から光お
よび／または熱エネルギーを付加する際、そのエネルギ
ーが実質的に上部隔壁３２のみに付与され、下部隔壁３
１に及ばないようにすれば、体積変化を生じ膨張する材
料を両隔壁３１、３２に用いることができ、１種類の隔
壁材料のみで隔壁３を形成することもできる。

【００１９】下部隔壁３１は、両電極２、５間のリーク
やクロストークを防ぐために電気的絶縁性に優れた材料
を用いることが好ましい。下部隔壁３１の材料として
は、例えば、ＳｉＯ2 、ＳｉＮｘ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ
3 、Ｔａ2 Ｏ5 などの無機材料や、ポリイミド、フォト
レジストなどの有機材料が挙げられる。

【００２０】上部隔壁３２には、光の照射または加熱に
より、膨張する材料が少なくとも隔壁材料に含まれる。
このような膨張を生じさせる材料としては、熱発泡性材
料、紫外線硬化型熱発泡性材料、熱膨張性マイクロカプ
セルおよび光発泡性材料が挙げられる。

【００２１】熱エネルギーにより発泡して体積変化を生
じる熱発泡性材料としては、アゾジカルボンアミド、ア
ゾビスイソブチロニトリル、ジニトロソペンタメチレン
テトラミン、ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニル
ヒドラジド、パラトルエンスルホニルヒドラジド、ポリ
シロキサン、重炭酸ソーダ、熱膨張性マイクロカプセル
などが挙げられる。前記の発泡材料は、１種類だけ用い
てもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。ま
た、これらの材料をフォトポリマーなどの高分子材料あ
るいは無機材料からなる公知の隔壁材料に分散させても
よい。この場合、その分散量は特に限定されない。さら
に、前記の発泡材料に、発泡促進剤、光重合開始剤、形
成フォーム剤あるいは増量剤（充填剤）などを添加して
もよい。

【００２２】発泡促進剤あるいは光重合開始剤となる触
媒としては、尿素、アゾビスイソブチロニトリル、４−
（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ
−２−プロピル）ケトン、メトキシアセトフェノン、α
−ヒドロキシ−α，α’−ジメチルアセトフェノン、β
−ジケトン白金錯体などが挙げられる。形成フォーム剤
あるいは増量剤としては、フェームドシリカ、コロイド
シリカ、ポリビニルピロリドン、炭酸カルシウム、酸化
チタン、クレー、ガラスバルン、アルミナバルン、セラ
ミックバルン、ナイロンビーズ、シリコンビーズ、アク
リルビーズ、塩化ビニリデンバルン、アクリルバルン、
ポリエステル、レーヨン、ナイロンなどが挙げられる。

【００２３】上部隔壁３２を発泡させるガスは、有機層
４や電極２、５にダメージを与えるのを防ぐため、有機
層４や電極２、５の材料に対して不活性なガスが用いら
れる。このようなガスとしては、窒素、二酸化炭素、ア
ルゴン、ネオンなどの不活性ガス、あるいはプロパン、
ペンタン、イソブタンなどの低沸点炭化水素、または水
素が好ましい。

【００２４】さらに、発泡時に生じたガスが、第二電極
５を上部隔壁３２上で分離した後、経時的に上部隔壁３
２から抜け出し、一度分離した第二電極５が再度接触し
て導通が生じる可能性があるので、発泡時に生じたガス
を上部隔壁３２中に保持することが好ましい。発泡時に
生じたガスを上部隔壁３２中に保持するためには、上部
隔壁３２を形成する材料のゲル分率を３０〜７０％、さ
らに好ましくは、４０〜６０％とするのが好ましい。前
記のゲル分率が３０％以下であれば、発泡時に発泡ガス
の脱泡現象が生じて均一な発泡が起こらず、第二電極５
の分離が不十分となる。一方、前記のゲル分率が７０％
を超える場合には、発泡後、経時的に脱泡が起こり、上
部隔壁３２が縮小してしまう。そのため、分離したはず
の第二電極５が再度接触してリークが生じる可能性があ
る。発泡による膨張体積（嵩の変化量）は特に限定され
ないが、第二電極５を上部隔壁３２により分離するに
は、膨張による体積変化量が、少なくとも上部隔壁３２
上に塗布する第二電極５の塗膜の厚さよりも大きくなる
ことが好ましく、例えば、分離する第二電極５の厚さの
１．１〜１００倍が好ましい。

【００２５】上部隔壁３２は、発泡して第二電極５を分
離した後、多孔質層を形成する。多孔質層中には、二酸
化炭素、窒素ガス、不活性ガス、低沸点炭化水素などを
含むので、有機層４や電極２、５にダメージを与えな
い。

【００２６】有機層４は、必要に応じて、単層あるいは
積層とすることができ、そのうちの少なくとも１層をウ
エットプロセスにて成膜する場合、有機層４は隔壁３内
に注入された塗液が固化して形成される。有機層４の構
成としては、例えば、第一電極／キャリア輸送性発光層
／第二電極、または第一電極／ホール輸送層／電子輸送
性発光層／第二電極、あるいは第一電極／ホール輸送層
／発光層／電子輸送層／第二電極などの構造が挙げられ
る。また、有機層４中に電荷注入材料あるいは電荷制限
材料などの無機材料を挿入することもできる。

【００２７】有機層４は、少なくとも有機材料を含み、
有機材料は低分子のみ、高分子のみ、あるいは高分子と
低分子からなる公知の有機発光素子用材料を用いること
ができる。有機層４を形成するための好ましい材料のう
ち、低分子材料としては、８−ヒドロキシキノリロール
誘導体、チアゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導
体、キナクリドン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、
ペリレン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾー
ル誘導体、トリアゾール誘導体、トリフェニルアミン誘
導体、蛍光性金属錯体などが挙げられる。また、高分子
材料としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）
誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリフル
オレン誘導体、ポリチオフェン誘導体などが挙げられ
る。また、これらの材料を組み合わせたり、ドーパント
材料（例えば、クマリン誘導体やキナクリドン誘導体、
公知のレーザー用色素など）のような添加剤を組み合わ
せてもよい。

【００２８】なお、ホール注入層、ホール輸送層、電子
輸送層は、無機材料でもよく、例えば、ｐ型半導体材
料、ｎ型半導体材料などが挙げられる。

【００２９】図２および図３に基づいて、この発明の有
機発光素子の製造方法の具体例を説明する。なお、図２
および図３の各（ａ）〜（ｆ）図は、有機発光素子の各
製造工程を示す縦断面図である。なお、図２は隔壁３を
熱により膨張させる具体例を示し、図３は隔壁３を光に
より膨張させる具体例を示す。

【００３０】図２および図３の各（ａ）において、ま
ず、基板１上に第一電極２としてＩＴＯなどの透明電極
をスパッタ法や真空蒸着法、塗布法など公知の方法で成
膜する。次いで、フォトリソグラフィー法など公知の方
法で第一電極２をパターニングする。第一電極２のパタ
ーニングは、ストライプ状などの所定の形状・サイズに
設定される。

【００３１】次いで、隔壁３を形成する。まず、下部隔
壁３１を真空蒸着法、スパッタ法、フォトリソグラフィ
ー法、ロールコート法、ラミネート法、印刷法等の公知
の方法を用いて形成する。なお、有機層４の成膜時に隣
接する有機層４の材料どうしが混合するのを防ぐため、
有機層４を成膜する前に下部隔壁３１を作製することが
好ましい。下部隔壁３１を積層構造にするのであれば、
前記の下部隔壁３１の形成方法を所定の回数繰り返し行
ってもよいし、それらを組み合わせて行ってもよい。

【００３２】下部隔壁３１の形成位置や形状は特に限定
されないが、電気的絶縁性を高め、有機層４の上下リー
クやクロストークをなくすために、下部隔壁３１は、第
二電極５の縁側を囲むような形状であることが好まし
い。下部隔壁３１の膜厚は特に限定されないが、メタル
マスクなどにより有機層４をパターニングする場合に、
メタルマスクにより有機層４がダメージを受けるのを避
けるため、少なくとも有機層４の膜厚よりも厚いことが
好ましい。また、下部隔壁３１は、基板１あるいは第一
電極２の上、またはこれら両者の上に跨がって形成され
る。

【００３３】次いで、前記のような発泡材料を含んだ隔
壁材料を用いて下部隔壁３１上に上部隔壁３２を形成す
る。膨張前の上部隔壁３２を図中では３２ａで表す。上
部隔壁３２の形成方法は、特に限定されず、下部隔壁３
１と同様に公知の方法で行うことができる。上部隔壁３
２の形成位置、形状、高さは特に限定されないが、上部
隔壁３２が有機層４に影を形成し、その影により有機層
４の膜厚にばらつきが生じる可能性があるため、膨張前
の上部隔壁３２ａのトータル膜厚（高さ）は３０μｍ以
下が好ましい。

【００３４】次いで、基板の洗浄を行なう。基板の洗浄
は、超音波洗浄、シャワー洗浄、蒸気洗浄、ＵＶオゾン
洗浄、プラズマ洗浄などの公知の方法で行う。この基板
の洗浄工程は、この発明では必須ではないが、少なくと
も一回洗浄することが好ましい。

【００３５】次に、図２および図３の（ｂ）に示すよう
に、有機層４の成膜を行う。有機層４の成膜は、真空蒸
着法などの乾式法、スピンコート法、インクジェット
法、印刷法などの塗布法など、公知の方法で行われる。
有機層４を積層構造にするのであれば、上記の有機層４
の形成方法を所定の回数繰り返し行ってもよいし、それ
らを組み合わせて行ってもよい。また、有機層４を構成
する材料にＬｉＦなどの無機材料を組み合わせてもよ
い。次に、図２および図３の（ｃ）に示すように、第二
電極５を真空蒸着法やスパッタ法、塗布法などの公知の
方法で成膜する。成膜した第二電極膜を図中では第二電
極膜５ａとして表す。

【００３６】次いで、図２および図３の（ｄ）に示すよ
うに、上部隔壁３を熱または光で処理する。図２（ｄ）
のＥ1 は熱エネルギー、図３（ｄ）のＥ2 は光エネルギ
ーをそれぞれ表す。これらのエネルギーの照射により上
部隔壁３２ａが発泡する。上部隔壁３２ａが発泡する
と、第二電極膜５ａは発泡した上部隔壁３２上で分離
し、隔壁３の形状に沿ってパターニングされ、隣接する
有機層４上の各第二電極膜５ａは互いに電気的に分離さ
れる。

【００３７】熱処理で上部隔壁３２ａを発泡させる場
合、熱エネルギーＥ1 源としてはホットプレート、オー
ブン、温風の吹き付けが挙げられる。処理温度は有機層
４のダメージを避けるために有機層４の材料の融点以下
の温度が好ましく、処理時間は特に限定されない。熱処
理は、酸素および水分の少ない条件下で行うことが好ま
しく、乾燥窒素あるいは乾燥不活性ガス下で行うことが
好ましい。

【００３８】また、電極２および電極５を真空プロセス
により形成する場合には、上部隔壁３２ａによる分離
を、真空を破るときに行ってもよい。あるいは、真空蒸
着法にて電極２および電極５を成膜した後、基板を第二
電極膜５ａの分離温度、つまり上部隔壁３２ａが発泡す
る温度に加温しながら、真空を破るためのリークを行う
ことにより、素子１０の取り出しと第二電極膜５ａの分
離とを同時に行ってもよい。あるいは、真空蒸着法で電
極２および電極５を成膜した後、真空を破るためのリー
クガスをあらかじめ加温しておき、温めたリークガスに
より第二電極膜５ａの分離を行ってもよい。一方、光処
理で上部隔壁３２ａを発泡させる場合は、光エネルギー
Ｅ2 源として、例えば紫外線などの短波長の光を用い
る。有機層４がこれらの短波長の光により劣化するの
で、画素部分に直接、光を当てないために、図３（ｄ）
に示すように、上部隔壁３２ａ上の第二電極膜５ａのみ
に光エネルギーＥ2 を照射するためのマスク１１を使用
するのが好ましい。一方、可視光以上の波長の光を用い
る場合には、有機層４へのダメージが小さいので、画素
部に直接、光を当てないための手段は格別必要ではな
い。

【００３９】図２および図３の（ｅ）に示すように、第
二電極膜５ａが分離されると、上部隔壁３２には発泡に
より生じた多孔質Ｐからなる部分が形成される。次い
で、図２および図３の（ｆ）に示すように、公知の方法
で封止材６を形成し、素子の封止を行う。封止材６は、
図２（ｆ）に示すように第二電極５との間に空間を有す
るものであってもよいし、図３（ｆ）に示すように第二
電極５と密着して素子を覆うものであってもよい。な
お、この製造方法では、第一電極２側から有機発光素子
１０を作製したが、第二電極５側から素子１０を作製し
てもよい。

【００４０】図４は、製造された有機発光素子１０から
なる有機発光ディスプレイ３０の平面図である。この例
では、有機層４が、赤色（Ｒ）発光画素２１、緑色
（Ｇ）発光画素２２及び青色（Ｂ）発光画素２３の３種
類からなる画素構成を有する。

【００４１】次に、図５および図６の平面図を参照しな
がら、有機発光ディスプレイを形成するための前記の画
素の配置について説明する。前記の画素２１、２２およ
び２３は、所定の配置パターンで、あるいはランダムパ
ターンで、マトリックス状に配置して構成される。

【００４２】図５（ａ）は、各色の発光画素がストライ
プ状に配列されてなる〔ストライプ配列〕。図５（ｂ）
は、各色の発光画素が斜行してモザイク状に配列されて
なる〔モザイク配列〕。図５（ｃ）は、各色の発光画素
が千鳥状に配列されてなる〔デルタ配列〕。さらに、図
５（ｄ）は各色の発光画素が規則的に配列されてなる
〔スクウェア配列〕。これらの発光画素の配列におい
て、画素２１、２２および２３は、それぞれの配列数
が、必ずしも、１：１：１の比でなくともよい。また、
各画素の面積は、同一であってもよいし、各画素間で異
なっていてもよい。図５において下部隔壁３１は、画素
の周囲にあることが好ましいが、特に画素の周囲に限定
されるものではない。上部隔壁３２は陰極と平行方向に
パターニングされる。図５においては下部隔壁３１と上
部隔壁３２とを設けた例を示したが、図６に示すよう
に、上部隔壁３２のみを設ける構成としてもよい。

【００４３】図７〜図１３に基づいて、この発明の有機
発光素子の製造方法の他の具体例を説明する。図２およ
び図３で説明した具体例では、各図中１列の発光画素を
封止してなる有機発光素子の製造工程を示したが、ここ
では複数列の発光画素を封止してなる有機発光素子の製
造工程を示す。製造工程は図２および図３で説明した具
体例と共通するので、それぞれの具体例の詳細な説明は
省略する。

【００４４】図２および図３で説明した具体例では、上
部隔壁３２ａが下部隔壁３１上に形成されたが、図７で
は、上部隔壁３２ａが有機層４上に形成される（ｃ）。
すなわち、第二電極膜５ａは発泡により膨張した上部隔
壁３２ａの形状に沿って区画されパターニングされる
が、それぞれの第二電極膜５ａの下地となっている有機
層４は共用される。また、図８および図９では、それぞ
れの第二電極膜５ａの下地となっている有機層４は共用
されることなく、個別に形成される。

【００４５】図１０では、一部の下部隔壁３１が間隙Ｓ
を有して形成され、一部の上部隔壁３２ａが前記間隙Ｓ
に入り込むように基板１上に形成される。図１１では、
一部の下部隔壁３１が間隙Ｓを有して形成され、一部の
上部隔壁３２ａが前記間隙Ｓによって離間した下部隔壁
３１の一方の上に形成される。さらに、図１２では、一
部の下部隔壁３１が間隙Ｓを有して形成され、一部の上
部隔壁３２ａが前記間隙Ｓによって離間した下部隔壁３
１のそれぞれの上に形成される。

【００４６】図１３では、有機層４および第二電極膜５
ａを、上部隔壁３２ａを越えて上部隔壁３２ａの上方ま
で形成し、エネルギーＥ1 により発泡し膨張した上部隔
壁３２ａで前記の有機層４および第二電極膜５ａを上部
隔壁３２ａ上で分離し、上部隔壁３２ａの形状に沿って
区画されパターニングされる。

【００４７】

【実施例】以下、実施の形態を具体例で示すが、これら
の実施例により本発明が限定されるものではない。実施例１まず、厚さ１．４ｍｍのガラス基板１上に第一電極２と
してＩＴＯをスパッタ法で成膜（２００ｎｍ）した後、
フォトリソグラフィー法でストライプ状にパターニング
を行った。続いて、下部隔壁３１として感光性ポリイミ
ド（膜厚１μｍ）をフォトリソグラフィー法でＩＴＯに
対し平行になるようガラス基板１上に成膜した。

【００４８】次いで、ＩＴＯに対し垂直方向に上部隔壁
３２ａをフォトリソグラフィー法を用いて形成した。上
部隔壁３２ａの材料として、アゾジカルボンアミドおよ
び尿素を含むフォトポリマーを用いた。上部隔壁３２ａ
を形成する際の焼成温度は８０℃であり、形成された上
部隔壁３２ａの膜厚は０．５μｍであった。次いで、基
板のＵＶ−オゾン洗浄を１５分間行った後、真空蒸着機
にセットし、有機層４のホール輸送層としてのα−ＮＰ
Ｄを４０ｎｍ、電子輸送層としてのＡｌｑを６０ｎｍ、
続いてＬｉＦを０．５ｎｍ、それぞれ隔壁３内に蒸着し
た。さらに、第二電極５としてＡｌを２００ｎｍ、有機
層４および上部隔壁３２ａの全面に蒸着した。

【００４９】第二電極５の蒸着を行った後、基板を真空
蒸着機から取り出し、窒素中で１３０℃の乾燥窒素ガス
を５分間、第二電極膜５ａ側から上部隔壁３２ａに向か
って吹きかけた。これにより、上部隔壁３２ａは発泡し
て膨張し、その膜厚は３μｍとなった。最後に封止材６
を形成して有機ＥＬ素子１０を作成した。

【００５０】この素子１０からは、Ａｌｑから１２００
０ｃｄ／ｍ2 の発光が得られ、発泡による電極分離を行
わない従来の方法で製造した有機ＥＬ素子と比較して、
何ら遜色のないものであった。また、第二電極５の分離
も完全に行われていた。さらに、上部隔壁３２を切断し
たところ、上部隔壁３２は略全面にわたって多孔質であ
った。

【００５１】〔比較例１〕上部隔壁３２をアゾジカルボ
ンアミドおよび尿素を含まないフォトポリマーを材料と
して用い、それ以外は実施例１と同様の条件で有機発光
素子を形成した。この有機発光素子では、発光特性は実
施例１と同等であったが、第二電極５の分離が不完全で
あり、部分的に導通が確認された。さらに、形成された
有機発光素子を上部隔壁３２に対して垂直方向に切断し
たところ、多孔質でなかった。

【００５２】〔比較例２〕陰極（第二電極５）を形成し
た後、第二電極膜５ａを分離するために１３０℃の乾燥
窒素を上部隔壁３２ａに吹きかけなかった。それ以外は
実施例１と同様の条件で有機発光素子を形成した。この
有機発光素子では、Ａｌｑの発光が得られたが、第二電
極５の分離が不十分であり、部分的に導通が確認され
た。

【００５３】実施例２１５０℃に昇温したホットプレート中、窒素気流下で第
二電極膜５ａの分離を試みた。それ以外は実施例１と同
様の条件で有機発光素子を形成した。この有機発光素子
では、第二電極５は分離されており、発光特性も実施例
１の発光素子と比べて何ら遜色のないものであった。

【００５４】実施例３まず、厚さ１．４ｍｍのガラス基板１上に第一電極２と
してＩＴＯをスパッタ法で成膜（２００ｎｍ）した後、
フォトリソグラフィー法でストライプ状にパターニング
を行った。続いて、下部隔壁３１として感光性ポリイミ
ド（膜厚１μｍ）をフォトリソグラフィー法でＩＴＯに
対して平行になるようガラス基板１上に成膜した。次
に、基板のＵＶ−オゾン洗浄を１５分間行った後、ポリ
パラフィニレンビニレン（ＰＰＶ）の前駆体をスピンコ
ート法で成膜した後、１５０℃の窒素気流下で８時間処
理し有機層４としてＰＰＶ膜（１００ｎｍ）を得た。

【００５５】次いで、実施例１と同様に、高さ０．５μ
ｍの上部隔壁３２ａをスクリーン印刷法により形成し
た。さらに、真空蒸着法で第二電極５としてＡｌ電極を
２０００Åの厚さで有機層４および上部隔壁３２ａの全
面に成膜した。続いて、ベルジャーのリークを乾燥窒素
で行った。ベルジャーの真空度が１０-2torrを超えるま
でリークを行った後、基板を１３０℃に加熱しながらリ
ークを続けた。形成された上部隔壁３２の膜厚を測定し
たところ、３μｍであった。最後に封止材６を形成して
有機発光素子１０を作成した。

【００５６】この素子１０からは、ＰＰＶから１００ｃ
ｄ／ｍ2 の発光が得られ、発泡による電極分離を行わな
い従来の方法で製造した有機発光素子と比較して何ら遜
色のないものであった。また、第二電極５の分離も完全
に行われていた。さらに、上部隔壁３２を切断したとこ
ろ、上部隔壁３２は略全面にわたって多孔質であった。

【００５７】実施例４まず、厚さ１．４ｍｍのガラス基板１上に第一電極２と
してＩＴＯをスパッタ法で成膜（２００ｎｍ）した後、
フォトリソグラフィー法でストライプ状にパターニング
を行った。続いて、下部隔壁３１として感光性ポリイミ
ド（膜厚１μｍ）をフォトリソグラフィー法でＩＴＯに
対して平行になるようガラス基板１上に成膜した。次
に、基板をプラズマ洗浄した後、下部隔壁３１上に、ジ
ヒドロキシポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリ
シロキサンおよびアセチルアセトネート白金混合ポリマ
ーを材料として印刷法でＩＴＯに対し垂直方向に上部隔
壁３２ａを形成した。このとき、上部隔壁３２ａの膜厚
は０．５μｍであった。続いて、スピンコート法でポリ
ビニルカルバゾールを５０ｎｍの厚みで成膜した後、基
板を真空蒸着機にセットし、抵抗加熱法で有機層４の電
子輸送層としてＡｌｑを５０ｎｍ、続いてＬｉＦを０．
５ｎｍ、それぞれ隔壁３内に蒸着した。さらに、第二電
極５としてＡｌを２００ｎｍ、有機層４および上部隔壁
３２ａの全面に蒸着した。

【００５８】前記の蒸着を行った後、基板を真空蒸着機
から取り出し、乾燥窒素中で第二電極膜５ａ側から上部
隔壁３２ａに向かって３６５ｎｍの紫外線を１００ｍＷ
／ｃｍ2 照射した。これにより、上部隔壁３２ａは発泡
して膨張し、その膜厚は３μｍとなった。最後に封止材
６を形成して有機ＥＬ素子１０を作成した。

【００５９】この素子１０からは、Ａｌｑから１５００
０ｃｄ／ｍ2 の発光が得られ、発泡による電極分離を行
わない従来の方法で製造した有機ＥＬ素子と比較して何
ら遜色のないものであった。また、第二電極５の分離も
完全に行われていた。さらに、上部隔壁３２を切断した
ところ、上部隔壁３２は略全面にわたって多孔質であっ
た。

【００６０】実施例５まず、厚さ１．４ｍｍのガラス基板１上に第一電極２と
してＩＴＯをスパッタ法で成膜（２００ｎｍ）した後、
フォトリソグラフィー法でストライプ状にパターニング
を行った。続いて、下部隔壁３１として感光性ポリイミ
ド（膜厚１μｍ）をフォトリソグラフィー法でＩＴＯに
対して平行になるようガラス基板１上に成膜した。次
に、ポリパラフィニレンビニレン（ＰＰＶ）の前駆体を
スピンコート法で成膜した後、１５０℃の窒素気流下で
８時間処理することにより、有機層４としてＰＰＶ膜
（１００ｎｍ）を得た。

【００６１】次いで、凸版印刷法で熱膨張性マイクロカ
プセル（平均粒径：８μｍ）を含むポリマーをＩＴＯに
対し垂直に成膜し、膜厚２０μｍの上部隔壁３２ａを形
成した。続いて、第二電極５としてＡｇを含むエポキシ
樹脂をスピンコート法で１μｍ成膜した。続いて、１５
０℃に加温した乾燥窒素ガスを基板に吹き付けた。これ
により、上部隔壁３２ａは発泡して膨張し、その膜厚は
４０μｍとなった。最後に封止材６を形成して有機ＥＬ
素子１０を作成した。

【００６２】この素子１０では、第二電極５の分離が完
全に行われていた。さらに、上部隔壁３２を切断したと
ころ、上部隔壁３２は略全面にわたって多孔質であっ
た。

【００６３】実施例６発光層として、赤、青、緑色発光層をマスク蒸着法で塗
り分けて成膜し、それ以外はすべて実施例１と同様の条
件で有機発光素子１０を形成した。この有機発光素子か
らは赤、青、緑それぞれの発光が得られ、その発光特性
は従来の製造方法で製造された有機発光素子と比べて何
ら遜色のないものであった。また、第二電極５は略完全
に分離されていた。これらのことから、この有機発光素
子１０をフルカラーディスプレイとして作製した場合に
問題がないことが分かった。

【００６４】実施例７カラーフィルタ付きガラス基板１上に第一電極２として
ＩＴＯをスパッタ法で成膜（２００ｎｍ）した後、フォ
トリソグラフィー法によりカラーフィルタが発光層の位
置と一致するようにストライプ状にパターニングを行っ
た。続いて、下部隔壁３１として感光性ポリイミド（膜
厚１μｍ）をフォトリソグラフィー法でＩＴＯに対し平
行になるようガラス基板１上に成膜した。

【００６５】次いで、ＩＴＯに対し垂直方向に上部隔壁
３２ａをフォトリソグラフィー法を用いて形成した。上
部隔壁３２ａの材料として、アゾジカルボンアミドおよ
び尿素を含むフォトポリマーを用いた。上部隔壁３２ａ
を形成する際の焼成温度は８０℃であり、形成された上
部隔壁３２ａの膜厚は０．５μｍであった。次いで、基
板のＵＶ−オゾン洗浄を１５分間行った後、真空蒸着機
にセットし、有機層４のホール輸送層としてのＮＰＤを
６０ｎｍ、白色発光層としてのジフェニルアントラセン
誘導体に蒸着し、スチリルアリーレン誘導体ドープ層お
よびジフェニルアントラセン誘導体にナフタセン誘導体
ドープ層を蒸着した。さらに、電子輸送層としてＡｌｑ
を４０ｎｍ、ＬｉＦを０．９ｎｍおよび第二電極５とし
てＡｌを１００ｎｍ、有機層４および上部隔壁３２ａの
全面に蒸着した。

【００６６】第二電極５の蒸着を行った後、基板を真空
蒸着機から取り出し、窒素中で１３０℃の乾燥窒素ガス
を５分間、第二電極膜５ａ側から上部隔壁３２ａに向か
って吹きかけた。これにより、上部隔壁３２ａは発泡し
て膨張し、その膜厚は３μｍとなった。最後に封止材６
を形成して有機ＥＬ素子１０を作成した。この素子１０
は、発泡による電極分離を行わない従来の方法で製造し
た有機ＥＬ素子と比較して、何ら遜色のないものであっ
た。

【００６７】なお、前記の各実施例を含むこの発明の説
明は本発明の構成の例示であり、したがってこの発明
は、本発明の目的に反しない限り、これらの例示に限定
されることはない。

【００６８】

【発明の効果】この発明では、隔壁材料に、光あるいは
熱などのエネルギーを加えることによって隔壁の体積を
変化させ、それによって第二電極膜を隔壁で分離し、各
有機層上に分離された第二電極を形成することができる
ので、第二電極を形成する際のシャドーマスクの位置合
わせが不要となり、また画素の高精細化への障害が排除
される。さらに、従来の隔壁と形状を変えることなく、
隔壁を形成することができる。よって、第二電極の形成
工程が大幅に簡略化される。また、第二電極が容易にか
つ確実に隔壁で物理的に分離されるので、電極どうしの
リークや、画素間のクロストークを防止し、動作時の高
い信頼性と高い表示品位を備えた有機発光素子をより簡
便な工程を用いて製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造された有機発光素子の縦断面
図。

【図２】本発明の有機発光素子の製造方法における一つ
の実施形態を示す縦断面図。

【図３】本発明の有機発光素子の製造方法における他の
実施形態を示す縦断面図。

【図４】本発明により製造された有機発光素子を用いて
製造された有機発光ディスプレイの平面図。

【図５】図４の有機発光ディスプレイにおける画素の配
置を説明する平面図。

【図６】図４の有機発光ディスプレイにおける画素の他
の配置を説明する平面図。

【図７】本発明の有機発光素子の製造方法における他の
実施形態を示す縦断面図。

【図８】本発明の有機発光素子の製造方法における他の
実施形態を示す縦断面図。

【図９】本発明の有機発光素子の製造方法における他の
実施形態を示す縦断面図。

【図１０】本発明の有機発光素子の製造方法における他
の実施形態を示す縦断面図。

【図１１】本発明の有機発光素子の製造方法における他
の実施形態を示す縦断面図。

【図１２】本発明の有機発光素子の製造方法における他
の実施形態を示す縦断面図。

【図１３】本発明の有機発光素子の製造方法における他
の実施形態を示す縦断面図。

【符号の説明】

１基板２第一電極３隔壁４有機層５第二電極５ａ第二電極膜６封止材１０有機発光素子１１フォトマスク２１赤色発光層２２緑色発光層２３青色発光層３０有機発光ディスプレイ３１下部隔壁３２上部隔壁３２ａ固化する前の上部隔壁Ｅ1 熱エネルギーＥ2 光エネルギー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持基板に、隔壁および発光層を含む有
機層と、この有機層を挟んで第一電極と第二電極とを有
する有機発光素子を製造するに際し、第一電極とその上
に隔壁と有機層とを形成した後、第二電極膜を積層し、
前記隔壁にエネルギーを付加して隔壁を膨張させること
により第二電極膜を分離して第二電極を形成する工程を
含むことからなる有機発光素子の製造方法。
【請求項２】隔壁が膨張材料を含み、エネルギーの付
加が光の照射または加熱による請求項１に記載の有機発
光素子の製造方法。
【請求項３】隔壁が下部隔壁と上部隔壁とからなり、
上部隔壁が膨張材料を含む請求項１または２に記載の有
機発光素子の製造方法。
【請求項４】上部隔壁が、不活性ガス、低沸点炭化水
素、水素から選ばれた発泡剤の作用によって発泡する請
求項３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項５】上部隔壁が、ゲル分率３０〜７０％、好
ましくは４０〜６０％を示す隔壁材料で形成される請求
項３または４に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項６】請求項１から５のいずれか１つに記載の
有機発光素子の製造方法を用いて製造される有機発光素
子。
【請求項７】隔壁の少なくとも一部が、膨張時に形成
された気孔を有する請求項６に記載の有機発光素子。