JP2002260853A - 有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精細なフルカラー用有機ＥＬ素子を生産性
よく製造できる有機エレクトロルミネセンス素子の製造
方法を提供する。 【解決手段】 第１の基板６１上に電極６２を形成する
工程と、第２の基板４１上に、順次色素含有の発光層４
２と、保護層４３と、レジスト層４４とを形成し、所定
パターンを有するフォトマスク４５により前記レジスト
層４４を露光後現像して、前記レジスト層４４に前記所
定パターンの開口部４７を形成し、前記開口部に露出し
た前記保護層４３を除去して、前記開口部４７に、前記
色素含有の前記発光層４２を露出する工程と、前記第１
の電極６２と前記発光層４２が対向するように、前記第
１の基板６１と前記第２の基板４１を密着加熱して、前
記色素含有の前記所定パターンの前記発光層４２Ａを前
記第１の電極６２上に蒸着形成する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネセンス素子の製造方法に係り、特に有機エレクトロ
ルミネセンス発光層の所定の部位に所定の色素をドーピ
ングするのに好適な有機エレクトロルミネセンス素子の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機エレクトロルミネセンス素子（以
下、単に有機ＥＬ素子ともいう）は、高速応答性を有
し、視野角依存性のない光を、低消費電力で発光するこ
とができることより、表示素子として、携帯端末機器や
パーソナルコンピューターのディスプレイ等に応用する
ことが検討されており、車載オーディオ用表示パネルに
はモノカラーを部分的に組み合わせたエリアカラーの表
示素子として実用化されている。

【０００３】有機ＥＬ素子の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）に対応した表示素子を組み合わせれば、フルカラ
ー表示も可能であることから、低電圧駆動で高輝度発光
する高性能の有機ＥＬ素子についての検討が種々なされ
ている。

【０００４】図１は、有機ＥＬ素子の基本構成を示す概
略断面図である。有機ＥＬ素子１０は、透明基板１上に
順次、陽極２、有機エレクトロルミネセンス層（以下、
単に有機ＥＬ層ともいう）８、陰極５を積層したものよ
り構成される。ガラスなどの透明基板１上に形成される
陽極２は、大きい仕事関数を有し透明な物質、例えばイ
ンジウム−スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉ
ｄｅ：以下、単にＩＴＯともいう）より構成される透明
電極である。

【０００５】有機ＥＬ層８は、例えば、正孔輸送層３及
び発光層４から構成されるが、単一の層からなる単層型
や、電荷注入性、電荷輸送性、発光性の機能に応じた層
からなる積層型など、いろいろの構成がある。正孔輸送
層３としては、例えばアリールジアミン化合物が用いら
れる。

【０００６】発光層４としては、蛍光性を有する高分子
材料から低分子材料、金属錯体まで幅広く使用され、そ
の形成法としては、材料により、溶液からの塗布等の湿
式法か真空蒸着などの乾式法が選択される。ここで、電
子輸送性の発光層４の例として、トリス（８−キノリノ
ール）アルミニウム有機金属錯体（以下，単にＡｌｑ３
ともいう）がある。

【０００７】陰極５としては、小さい仕事関数を有す
る、例えば銀−マグネシウム合金膜が形成される。陽極
２と陰極５の間に電源６より電圧を印加すると、ＩＴＯ
膜の陽極２より注入された正孔は正孔輸送層３を通して
運ばれて電子輸送性の発光層４に注入され、一方、銀-
マグネシウム合金膜の陰極５より注入された電子は電子
輸送性の発光層４中を移動し、電子と正孔は発光層４中
で両者結合して発光する。

【０００８】この発光層４から発せられた光は、透明な
陽極２及び透明基板１を通して、外部に取り出される。
このときの発光色は、発光層４の発光色に依存し、単色
発光であり、Ａｌｑ３の場合には、緑色発光である。発
光色は、発光層にドーピングされる色素によって，選択
できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、有機ＥＬ素
子より、発光光を取出し、これにより、フルカラーディ
スプレイを行わせる場合には、解像度に応じた数の画素
をマトリクス状に配列し、この画素（ピクセル）を、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三種の微細な素子（サブ
ピクセル）の組合わせより構成する必要がある。

【００１０】有機ＥＬ素子を構成する有機エレクトロル
ミネセンス膜（以下、単に有機ＥＬ膜ともいう）が低分
子材料から構成される場合には、これらの有機ＥＬ膜の
形成には、真空蒸着法が用いられるが、これによって発
光色の異なる微細形状の有機ＥＬ膜を正確に配置するこ
とは容易でない。すなわち、真空蒸着法の場合には、微
細なピクセル形状の蒸着マスクを、有機ＥＬ膜の形成さ
れるべき基板とは非接触で、しかも基板との隙間が出来
ないように、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に高精度に移動および位置決
めする必要があり、画素面積が微細化すればするほど、
マスク作製技術、位置決めおよび移動機構の精度向上が
求められ、生産性の低下は免れないという課題があっ
た。

【００１１】一方、有機ＥＬ膜を高分子材料より構成す
る場合には、インクジェット法を用いて各色発光材料を
画素部に塗布してサブピクセルを形成することが提案さ
れているが、各色発光材料溶液の吐出方向および吐出量
の正確性が求められ、指定位置に吐出液が納まり、かつ
乾燥中に指定位置からブリード等を生じないように表面
処理をした微細なバンク（畔、堤防）を予め設けておく
必要があり、各画素間距離が大きくなり高精細化が容易
でないという課題があった。

【００１２】そこで本発明は、上記課題を解決し、有機
エレクトロルミネセンス素子の製造方法において、高精
細なフルカラー用有機ＥＬ素子を生産性よく製造できる
有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法を提供する
ことを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、第１の発明は、第１の基板と、前記第１
の基板上に、順次形成された第１の電極と、色素を含有
した所定パターン形状を有する発光層と、第２の電極と
を有する有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法に
おいて、前記第１の基板上に前記第１の電極を形成する
工程と、第２の基板上に、順次前記色素を含有した前記
発光層と、保護層と、フォトレジスト層とを形成し、前
記所定パターン形状を有するフォトマスクにより前記フ
ォトレジストを露光後現像して、前記フォトレジスト層
に前記所定パターン形状の開口部を形成するとともに、
前記開口部に露出した前記保護層を除去して、前記開口
部に、前記色素を含有した前記発光層を露出する工程
と、前記第１の電極と前記色素を含有する所定パターン
形状を有する前記発光層が対向するように、前記第１の
基板と前記第２の基板を密着させて、前記第２の基板を
所定温度に加熱して、前記色素を含有する前記所定パタ
ーン形状を有する発光層を前記第１の電極上に蒸着形成
する工程とを有することを特徴とする有機エレクトロル
ミネセンス素子の製造方法である。

【００１４】また、第２の発明は、第１の基板と、前記
第１の基板上に、順次形成されている、マトリクス状に
配列された複数の第１の電極と、色素を含有した発光層
と、第２の電極とを有する有機エレクトロルミネセンス
素子の製造方法において、前記第１の基板上に前記マト
リクス状に配列された複数の前記第１の電極を形成した
後、前記第１の基板上に前記第１の電極を覆って第１の
感光性樹脂層を形成し、前記第１の電極間の間隙部を遮
蔽する第１のパターン形状を有する第１のフォトマスク
により、前記第１の感光性樹脂層を露光後現像して、前
記第１のパターン形状を有する前記第１の感光性樹脂よ
りなる隔壁部を形成するとともに、前記第１の電極上
に、前記色素を含有しない前記発光層を形成する工程
と、第２の基板上に前記色素を含有した第２の感光性樹
脂層を形成した後、前記第１のパターン形状とは逆のパ
ターン形状である第２のパターン形状を有する第２のフ
ォトマスクにより、前記第２の感光性樹脂層を露光後現
像して、前記第２のパターン形状を有して前記色素を含
有した前記第２の感光性樹脂層を形成する工程と、前記
発光層と前記第２のパターン形状を有して前記色素を含
有した前記第２の感光性樹脂層とが対向するように、前
記第１の基板と前記第２の基板を密着させて、前記第２
の基板を所定温度に加熱して、前記色素を前記発光層に
拡散含有させる工程とを有することを特徴とする有機エ
レクトロルミネセンス素子の製造方法である。

【００１５】また、第３の発明は、第１の基板と、前記
第１の基板上に、順次形成されている、マトリクス状に
配列された複数の第１の電極と、色素を含有した発光層
と、第２の電極とを有する有機エレクトロルミネセンス
素子の製造方法において、前記第１の基板上に前記マト
リクス状に配列された複数の前記第１の電極を形成した
後、前記第１の基板上に前記第１の電極を覆って第１の
感光性樹脂層を形成し、前記第１の電極間の間隙部を遮
蔽する第１のパターン形状を有する第１のフォトマスク
により、前記第１の感光性樹脂層を露光後現像して、前
記パターン形状を有する前記第１の感光性樹脂よりなる
隔壁部を形成して、前記第１の電極上に、前記色素を含
有しない前記発光層をする工程と、第２の基板上に第２
の感光性樹脂層を形成した後、前記第１のパターン形状
とは逆のパターン形状である第２のパターン形状を有す
る第２のフォトマスクにより、前記第２の感光性樹脂層
を露光後現像して、前記第２のパターン形状を有する前
記第２の感光性樹脂層を形成した後、前記第２の基板上
に前記色素を含有する色素層を形成するとともに、前記
第２の基板を加熱して前記色素を前記第２の感光性樹脂
層に拡散移行して、前記第２のパターン形状を有して前
記色素を含有した前記第２の感光性樹脂層を形成した
後、前記色素層を除去する工程と、前記発光層と前記第
２のパターン形状を有して前記色素を含有した前記第２
の感光性樹脂層とが対向するように、前記第１の基板と
前記第２の基板を密着させて、前記第２の基板を所定温
度に加熱して、前記色素を前記発光層に拡散含有させる
工程とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネ
センス素子の製造方法である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。 ＜第１実施例＞図２は、本発明の有機ＥＬ素子の製造方
法の第１実施例における色素マスクの形成方法の工程図
であリ、図３は、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第
１実施例におけるフォトマスクを示す上面図であり、図
４は、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第１実施例を
示す工程図である。

【００１７】始めに、図２により、有機ＥＬ膜を基板上
に形成するのに用いる色素マスクを説明する。まず、図
２の（ａ）に示すように、例えばシリコンウエハからな
る基板４１上に、真空蒸着法を用いて厚さ５０ｎｍのＡ
ｌｑ３からなる色素層４２を形成する。このとき、後述
するように、この色素層４２を用いて、発光層を形成す
るのであるが、ホスト−ゲストの系からなるドーパント
を用いる場合には、予め、発光層の組成となるように色
素層（発光層）４２を形成しておく。

【００１８】次に、図２の（ｂ）に示すように、色素層
（発光層）４２上に、スピンコート法により、ポリビニ
ールアルコールの０．５％水溶液を塗布して、その後十
分乾燥させて、厚さ１００ｎｍの保護膜４３を形成す
る。次に、図２の（ｃ）に示すように、ポジ型フォトレ
ジスト（東京応化工業（株）製、型式ＴＨＭＲ−ｉＰ３
１００）をスピンコ−ト法により塗布・乾燥して、厚さ
３００ｎｍのフォトレジスト膜４４を形成する。

【００１９】次に、図２の（ｄ）に示すように、カラー
の画素（ピクセル）を構成するサブピクセルに対応する
大きさが８μｍ×２０μｍであり、所定の個数配列され
た所定の開口部４６を有するフォトマスク４５を介し
て、コンタクト露光機の水銀ランプを用いて６０秒露光
する。次に、図２の（ｅ）に示すように、アルカリ現像
液（東京応化工業（株）製、型式ＤＥ−３）にて、２０
秒現像して、開口部４６に対応する部分を除去した所定
形状のフォトレジスト膜４４Ａを得る。

【００２０】次に、図２の（ｆ）に示すように、フォト
レジスト膜４４Ａのない部分の露出した保護膜４３を水
洗により除去して、開口部４７に色素層４２が露出して
いる色素マスク５０を得る。以上の工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂ
用の各色素について行うことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の色
素マスク５０を得ることができる。

【００２１】ここで、図３に示すように、開口部４７を
形成するのに用いるフォトマスクは、図３の（ａ）に示
すように、フルカラーの画素を形成するのに、ストライ
プ状（例えば、８μｍ×１４．４ｍｍの大きさ）の所定
数の開口部４７ａＲを有するＲ用のフォトマスク５０ａ
Ｒ、同様にストライプ状の所定数の開口部４７ａＧを有
するＧ用のフォトマスク５０ａＧ、同様にストライプ状
の所定数の開口部４７ａＢを有するＢ用のフォトマスク
５０ａＢの組合せを用いることができる。ここで、各開
口部４７ａＲ，４７ａＧ，４７ａＢは互いに１ピッチ
（１０μｍ）づつずれている。３枚のフォトマスク５０
ａＲ，５０ａＧ，５０ａＧを適当に重ねると横方向は画
素列の個数に対応するＲ，Ｇ，Ｂのストライプ状開口部
が配列される。

【００２２】また、図３の（ｂ）に示すように、フルカ
ラーの画素を形成するのに、直線状に配列された短冊状
（例えば、８μｍ×２０μｍの大きさ）の所定数の開口
部４７ｂＲを有するＲ用のフォトマスク５０ｂＲ、短冊
状の開口部４７ｂＧを有するＧ用のフォトマスク５０ｂ
Ｇ、短冊状の開口部４７ｂＢを有するＢ用のフォトマス
ク５０ａＢの組合せを用いることができる。ここで、各
開口部４７ｂＲ，４７ｂＧ，４７ｂＢは互いに１ピッチ
（１０μｍ）づつずれている。３枚のフォトマスク５０
ｂＲ，５０ｂＧ，５０ｂＧを適当に重ねるとマトリクス
状に配列される画素に対応するＲ，Ｇ，Ｂの短冊状の開
口部が配列される。

【００２３】また、図３の（ｃ）に示すように、フルカ
ラーの画素を形成するのに、階段状に配列された短冊状
（例えば、８μｍ×２０μｍの大きさ）の開口部４７ｃ
Ｒを有するＲ用のフォトマスク５０ｃＲ、短冊状の開口
部４７ｃＧを有するＧ用のフォトマスク５０ｃＧ、短冊
状の開口部４７ｃＢを有するＢ用のフォトマスク５０ｃ
Ｂの組合せを用いることができる。ここで、各開口部４
７ｃＲ，４７ｃＧ，４７ｃＢは互いに１ピッチ（１０μ
ｍ）づつずれている。３枚のフォトマスク５０ｃＲ，５
０ｃＧ，５０ｃＧを適当に重ねるとマトリクス状に配列
される画素に対応するＲ，Ｇ，Ｂの短冊状の開口部が配
列される。

【００２４】ここで、ホストとなる色素層４２として
は、Ｒ、Ｇ系統の場合には、上述のＡｌｑ３等の有機金
属錯体が、また、Ｂ系統の場合には、ジフェニルビニル
ビフェニル等の材料が使用できる。また、ドーパントす
なわちゲストとなる色素は、蛍光性を有してＲＧＢ系統
を発色するものであればそれぞれ使用可能であり、Ｒ系
統では、ポルフィリン化合物、クロリン化合物、ペリレ
ン化合物、ジシアノピラン化合物、スクアリリウム化合
物、ジスチリル化合物、ユーロリジン化合物等が、ま
た、Ｇ系統では、クマリン化合物、キナクリドン化合
物、キノリノール金属錯体化合物等が、また、Ｂ系統で
は、ジスチリルアリール化合物、ジアリールアミン化合
物、トリアリールアミン化合物、テトラフェニルブタジ
エン、ペリレン等の蛍光色素を用いることができる。色
素層４２の膜厚は１ｎｍから１００ｎｍ程度に規定さ
れ、望ましくは１０ｎｍから５０ｎｍ程度となる。

【００２５】保護膜４３としては色素層４２の色素およ
びフォトレジスト膜４４が不溶な水溶性高分子であれば
用いることができ、ポリビニルアルコール（以下、単に
ＰＶＡともいう）、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、
ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホ
ネート（以下，単にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳともいう）等が
用いられる。水溶液中の濃度は、スピンコートにより成
膜したときに膜厚が後１０ｎｍから１００ｎｍ程度とな
るように決められ、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％程度が適
当である。保護膜４３が厚すぎると、保護膜４３除去の
エッチング工程でサイドエッチによる開口部４７のパタ
ーンの不均一化が生じ、また、後述する加熱蒸着時に、
色素の飛散距離が長くなるため均一な成膜が行われなく
なる可能性があリ、好ましくない。

【００２６】フォトレジスト膜４４形成には、通常のポ
ジレジストを用いることができ、ｇ線用、ｉ線用として
市販されているものがいずれも使用可能である。膜厚と
しては、保護膜４３のエッチング工程、後述する加熱蒸
着工程を考慮して、１０ｎｍから１０００ｎｍ程度が用
いられる。また、フォトレジストの種類によっては、現
像時にテーパーを持たせることが可能であり、後述の加
熱蒸着による成膜時に画素エッジを明瞭にさせるよう加
工することも可能である。

【００２７】次に、図４を参照して、上述の色素マスク
５０を用いる、有機ＥＬ素子の形成を説明する。まず、
図４の（ａ）に示すように、所定の厚さを有する、陽極
となるＩＴＯ膜６２の形成されている、例えばガラスか
らなる基板６１を洗浄後、さらに酸素プラズマ処理を１
分施した後、真空装置内で、厚さ４０ｎｍのＮ，Ｎ’−
ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トルイル）ベンジジン
（以下、単にＴＰＤともいう）からなる正孔輸送層６３
を形成する。その後、上述した色素マスク５０を、色素
層４２を正孔輸送層６３とが対向するように向かい合わ
せて、顕微鏡下で基板６１との位置合わせを行う。この
位置合わせは、正孔輸送層６３の所定の位置に開口部４
７の色素層４２が配置されるように行われる。なお、陽
極となるＩＴＯ膜６２を、マトリクス状に配列された画
素にそれぞれ対応する画素電極として構成することもで
きる。

【００２８】次に、図４の（ｂ）に示すように、真空装
置中で通電加熱し、開口部４７の色素層４２のＡｌｑ３
を、正孔輸送層６３のＴＰＤ上に成膜する。次に、図４
の（ｃ）に示すように、色素マスク５０を基板６１から
取り外し、正孔輸送層６３の所定の位置に、所定形状の
色素層すなわち発光層４２Ａの形成された基板６１を得
る。その後、図示しない、厚さ１ｎｍのＬｉＦ膜及び厚
さ８０ｎｍのＡｌ膜を形成し、これらの膜の形成された
基板６１とガラス基板を、紫外線硬化樹脂で張り合わせ
封止して、有機ＥＬ素子を得た。

【００２９】その後、この有機ＥＬ素子のＩＴＯ膜６２
とＡｌ膜間に電圧を印加して、Ａｌｑ３からなる発光層
４２Ａで、５Ｖの印加電圧で緑色の発光を確認した。

【００３０】以上、Ｇ用の発光層を有する色素マスクを
例に説明したが、この方法によれば、保護膜４３Ａ、フ
ォトレジスト膜４４Ａが隔壁の作用をなし、所定形状の
色素層を正孔輸送層の所定位置に、正確に形成でき、こ
れにより、各色毎の発光層の形成を順次繰り返すことに
より、フルカラー対応の有機ＥＬ素子を容易に生産性よ
く形成できる。

【００３１】なお、基板６１上に、ポリチオフェン化合
物、ポリアニリン化合物、フタロシアニン化合物あるい
はスターバーストアミンとして知られるトリフェニルア
ミン誘導体等の正孔注入層と、複数個のジアリールアミ
ン基を構成要素とする正孔輸送層を形成してもよい。

【００３２】また、色素マスク５０側から、基板６１側
へ色素層４２を蒸着する際の加熱は、基板４１及び基板
６１両方あるいはどちらか一方を加熱しても良いし、対
向させた両基板４１、６１全体を高温雰囲気中に保持し
てもよい。ここで、基板４１と色素マスクの密着性を向
上させるために必要に応じて加圧してもよい。蒸着され
る色素層の色素の分解等を防ぐためにはできるだけ加熱
温度を低くする方が望ましく、真空中で行われることが
望ましい。なお、上述の説明では省略したが、基板６１
上には、前工程で画素制御ＴＦＴを有するアクティブマ
トリックス層（図示しない）を設けることも可能であ
る。

【００３３】＜第２実施例＞図５は、本発明の有機ＥＬ
素子の製造方法の第２実施例における色素スタンプの形
成方法の一例を示す工程図であり、図６は、本発明の有
機ＥＬ素子の製造方法の第２実施例におけるフォトマス
クを示す上面図であリ、図７は、本発明の有機ＥＬ素子
の製造方法の第２実施例における色素スタンプの形成方
法の他の例を示す工程図であリ、図８は、本発明の有機
ＥＬ素子の製造方法の第２実施例を示す工程図であリ、
図９は、色素拡散における色素濃度と有機ＥＬ素子のＥ
Ｌ強度との関係を示すグラフ図であリ、図１０は、本発
明の有機ＥＬ素子の製造方法の第２実施例により得られ
る有機ＥＬ素子を示す概略断面構成図である。

【００３４】有機ＥＬ素子によって、画面対角サイズを
１型（１インチ）として、画素数６４０×４８０のＶＧ
Ａレベルをフルカラーで表示するものとすると、有機Ｅ
Ｌ素子を構成する画素の縦横のピッチはそれぞれ３０μ
ｍとなり、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでは、１０μｍ×３０μ
ｍが一画素の一色の領域となり、隣接画素間隔は１μｍ
以下とする必要がある。以下、このような精度でも、有
機ＥＬ素子を構成できる方法を説明する。

【００３５】始めに、色素スタンプの形成方法について
説明する。まず、図５の（ａ）に示すように、例えばシ
リコンウエハからなる基板１１上に、例えば赤（Ｒ）用
の色素を溶解させた例えばフォトレジストからなる感光
性樹脂溶液を、スピンコート法により塗布・乾燥して、
所定厚さの色素含有する感光性樹脂層１２Ａを形成す
る。

【００３６】次に、図５の（ｂ）に示すように、所定の
形状の部分を、ポジ型感光性樹脂であれば露光部が除去
されるような開口部１６を持つよう加工されたフォトマ
スク１３を用い、感光性樹脂層１２Ａを露光する。この
とき未露光部の形状を、後述する基板２１に形成される
隔壁部２６内部の面積より小さいものとしておく。

【００３７】次に、図５の（ｃ）に示すように、露光さ
れた感光性樹脂が溶解する溶媒で、感光性樹脂層１２Ａ
を現像して、露光部を除去し、基板１１上にＲ用の色素
を含有した所定形状の感光性樹脂層１４を形成した色素
スタンプ２０Ａを得る。以上の工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の
各色素を含有した感光性樹脂層について行うことによ
り、Ｒ、Ｇ、Ｂ用のサブピクセルを構成するための各色
素スタンプを得ることができる。

【００３８】ここで、図６に示すように、色素スタンプ
２０Ａ上に所定形状の感光性樹脂層１４を形成するのに
用いるフォトマスクは、図６の（ａ）に示すように、フ
ルカラーの画素を形成するのに、ストライプ状（例え
ば、８μｍ×１４．４ｍｍの大きさ）の開口部１６ａＲ
を有するＲ用のフォトマスク１３ａＲ、同様のストライ
プ状の開口部１６ａＧを有するＧ用のフォトマスク１３
ａＧ、同様のストライプ状の開口部１６ａＢを有するＢ
用のフォトマスク１３ａＢの組合せを用いることができ
る。ここで、各開口部１６ａＲ，１６ａＧ，１６ａＢは
互いに１ピッチ（１０μｍ）づつずれている。３枚のフ
ォトマスク１３ａＲ，１３ａＧ，１３ａＧを適当に重ね
ると横方向は画素列の個数に対応するＲ，Ｇ，Ｂのスト
ライプ状開口部が配列される。

【００３９】また、図６の（ｂ）に示すように、フルカ
ラーの画素を形成するのに、直線状に配列された短冊状
（例えば、８μｍ×１８μｍの大きさ）の開口部１６ｂ
Ｒを有するＲ用のフォトマスク１３ｂＲ、同様の短冊状
の開口部１６ｂＧを有するＧ用のフォトマスク１３ｂ
Ｇ、同様の短冊状の開口部１６ｂＢを有するＢ用のフォ
トマスク１３ａＢの組合せを用いることができる。ここ
で、各開口部１６ｂＲ，１６ｂＧ，１６ｂＢは互いに１
ピッチ（１０μｍ）づつずれている。３枚のフォトマス
ク１３ｂＲ，１３ｂＧ，１３ｂＧを適当に重ねるとマト
リクス状に配列される画素に対応するＲ，Ｇ，Ｂの短冊
状の開口部が配列される。

【００４０】また、図６の（ｃ）に示すように、フルカ
ラーの画素を形成するのに、階段状に配列された短冊状
（例えば、８μｍ×１８μｍの大きさ）の開口部１６ｃ
Ｒを有するＲ用のフォトマスク１３ｃＲ、同様の短冊状
の開口部１６ｃＧを有するＧ用のフォトマスク１３ｃ
Ｇ、同様の短冊状の開口部１６ｃＢを有するＢ用のフォ
トマスク１３ｃＢの組合せを用いることができる。ここ
で、各開口部１６ｃＲ，１６ｃＧ，１６ｃＢは互いに１
ピッチ（１０μｍ）づつずれている。３枚のフォトマス
ク１３ｃＲ，１３ｃＧ，１３ｃＧを適当に重ねるとマト
リクス状に配列される画素に対応するＲ，Ｇ，Ｂの短冊
状の開口部が配列される。

【００４１】ここで、感光性樹脂層１４に含有される色
素は、蛍光性を有するＲＧＢ系統を発色するものであれ
ば使用可能であり、第１実施例で示したドーパントすな
わちゲストとなる色素を用いることができる。

【００４２】ここで、感光性樹脂層１２Ａに用いられる
感光性樹脂は、ｇ線もしくはｉ線に感光するもので、ア
クリル系、メタクリル系、ポリイミド系、エポキシ系等
の化合物（高分子材料）が用いられ、これらには開始剤
等の助剤が添加されている。後述する色素の移行拡散工
程においては、感光性樹脂層１２を形成する高分子材料
のガラス転移点温度Ｔｇが重要となり、含有されている
色素の放出をより容易にするには、Ｔｇは色素の移行拡
散工程における拡散温度以下のものが望ましい。

【００４３】感光性樹脂層１２Ａに含まれる色素が、紫
外光照射により、失活する場合には、図７に示す方法に
より、色素マスクを形成する。

【００４４】すなわち、まず、図７の（ａ）に示すよう
に、基板１１上に、所定膜厚を有する感光性樹脂層１２
Ｂを形成する。ここで、所定膜厚は、後述の隔壁部２６
の高さ以内とし、１００ｎｍから３００ｎｍの範囲であ
る。感光性樹脂層１２Ｂには、上述した感光性樹脂層１
２Ａに用いられる感光性樹脂が用いられる。

【００４５】次に、図７の（ｂ）に示すように、フォト
マスク１３（各色に対応する図６に示したフォトマスク
の組合せを用いる、例えば、Ｒ用のフォトマスク１３ａ
Ｒ，Ｇ用のフォトマスク１３ａＧ，Ｂ用のフォトマスク
１３ａＢの組合せ：ここでは、フォトマスク１３ａＲで
あるが、まとめてフォトマスク１３という）を用い、感
光性樹脂層１２Ｂを露光する。

【００４６】次に、図７の（ｃ）に示すように、露光さ
れた感光性樹脂が溶解する溶媒で、感光性樹脂層１２Ｂ
を現像して、露光部を除去し、基板１１上に所定形状の
感光性樹脂層１５を形成する。

【００４７】次に、図７の（ｄ）に示すように、所定の
蛍光色素からなる色素層１７を蒸着法あるいはスピンコ
ート法を用いて感光性樹脂層１５を蔽って形成する。

【００４８】次に、図７の（ｅ）に示すように、基板１
１全体を所定の温度サイクルを通し、感光性樹脂層１５
上に形成された色素層１７を移行拡散して、色素を含有
する感光性樹脂層１８を得る。

【００４９】次に、図７の（ｆ）に示すように、基板１
１上の不要な色素層１７を除去して、画素に対応する色
素スタンプ２０Ｂを得る。以上の工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂ用
の各色素を含有した感光性樹脂層について行うことによ
り、画素に対応するＲ、Ｇ、Ｂ用のサブピクセルを構成
するための各色素スタンプを得ることができる。

【００５０】次に、有機ＥＬ素子の形成について説明す
る。まず、図８の（ａ）に示すように、アクティブマト
リクス型の有機ＥＬ素子を形成する例えば単結晶シリコ
ンからなる基板２１上には、各画素に対応して、図示し
ない例えばＴＦＴ回路が形成してあり、さらに所定形状
の画素電極２２が形成されている。画素電極２２の形成
された基板２１上に、所定の厚さの感光性樹脂層２３を
形成する。なお、ＴＦＴ回路は、、画素電極２２を選択
するためのトランジスタ（ソース、ゲート、ドレインか
らなる）と、画素信号を蓄積するキャパシタと、これら
に接続する配線より構成される。

【００５１】次に、図８の（ｂ）に示すように、所定形
状の開口部２５を有するフォトマスクを用いて、感光性
樹脂層２３に紫外線を照射・露光する。

【００５２】次に、図８の（ｃ）に示すように、感光性
樹脂層２３を現像し、不要な感光性樹脂を除去し、画素
電極２２の端部を蔽う隔壁部２６を形成する。ここで、
隔壁部２６の高さは、感光性樹脂層２３の厚さによって
定まるが、画素電極２３上に形成される有機ＥＬ膜の全
膜厚を考慮し、上述のように１００ｎｍから３００ｎｍ
であればよい。なお、この隔壁部２６を黒色顔料の分散
してあるレジストによって形成することも可能であり、
ブラックマトリックスの役割を担わせることも可能であ
る。

【００５３】次に、図８の（ｄ）に示すように、画素電
極２２上にポリチオフェン化合物、ポリアニリン化合物
あるいはフタロシアニン化合物等からなる図示しないホ
ール注入層、もしくは複数個のジアリールアミン基を分
子内に含有する、図示しないホール輸送層を形成する。
その上に、高分子発光材料からなる発光層２７を例えば
スピンコート法により形成する。発光層２７の厚みは１
０ｎｍから２００ｎｍの範囲であれば良く、好ましくは
５０ｎｍから１００ｎｍの範囲となる。

【００５４】なお、発光層２７を構成する高分子発光材
料としては、ポリフルオレン化合物、ポリフェニレンビ
ニレン化合物、ポリチオフェン化合物、ポリビニルカル
バゾール化合物、ポリカーボネート化合物、ポリアセチ
レン化合物等のポリマー、あるいは、これらのポリマー
と、電荷注入機能、電荷輸送機能及び色純度改善機能と
を持たせた分子団とのコポリマーを用いることができ
る。また、発光層２７の形成には、湿式法であるスピン
コート法、キャスト法、ディップ法、スプレー法、ラン
グミュアーブロジェット法等が用いられる。

【００５５】次に、図８の（ｅ）に示すように、所定の
色の色素スタンプ２０Ａ、２０Ｂの色素の含有された感
光性樹脂１４が発光層２７に精度よく対向するように、
基板２１と色素スタンプの位置合わせを行う。

【００５６】次に、図８の（ｆ）に示すように、基板２
１及び色素スタンプ２０Ａ，２０Ｂを加熱して、感光性
樹脂層１４より含有されている色素を発光層２７に移行
・拡散させ、色素のドーピングされた発光層２８を得
る。なお、このときの加熱は不活性雰囲気中で行われ、
基板２１あるいは色素スタンプ２０Ａ，２０Ｂの両方あ
るいはどちらか一方を加熱しても良いし、対向させた両
者を所定の高温雰囲気中に保持してもよい。

【００５７】図示しないが、色素のドーピングをＲ，
Ｇ，Ｂの各色について行い、その後ドーピングされた発
光層２８の上に、必要に応じて電荷阻止層、電子輸送
層、電子注入層を形成した後、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃ
ａ、Ｃｓ等の仕事関数の低いアルカリ金属やアルカリ土
類金属あるいはその合金からなる電極、さらに必要に応
じて透明電極を形成し、陰極とし、有機ＥＬ素子を得
る。これを図１０に示す。

【００５８】図１０において、有機ＥＬ素子５０は、基
板２１上に形成された画素に対応する画素電極２２上
に、正孔注入／輸送層２９、色素のドープされた発光層
２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ、電子輸送／注入層３２が順次
形成されており、その上に極薄膜陰極３０及び透明電極
３１が形成されており、各画素間は隔壁部で分離されて
いる。

【００５９】このように、各画素間は隔壁部で分離され
ているので、各色の色素スタンプによる発光層への色素
ドープが容易に確実に行うことができる。

【００６０】ここで、色素の発光層への拡散（ドーピン
グ）は、感光性樹脂中の色素濃度、加熱温度、加熱時
間、色素の融点、発光層及び色素スタンプを構成する感
光性樹脂のＴｇ等に依存するが、加熱温度と加熱時間の
制御で均一な拡散ができる。拡散当初は、発光層側の表
面近傍で色素濃度が高いが、時間の経過により色素は発
光層内へ均一に拡散する。隣接する異なる色の画素への
ブリードは隔壁部により防止できるから最適な濃度とな
るよう拡散させればよい。最適な色素濃度は、発光層の
エレクトロルミネセンス強度（以下、単にＥＬ強度とい
う）測定により判定できる。

【００６１】なお、発光層として、高分子発光材料であ
るポリビニルカルバゾールを、感光性樹脂層としてアク
リル系ポリマー、色素としてＧ系統のクマリン６を用い
た場合、色素拡散における感光性樹脂中の色素濃度と拡
散温度および有機ＥＬ素子化後のＥＬ強度との関係を図
９に示す。有機ＥＬ素子については、ポリチオフェン化
合物からなるホール輸送層（バイエル社、Ｂａｙｔｒｏ
ｎ Ｐ）をスピンコート法により６０ｎｍ形成後、ポリ
ビニルカルバゾール（アルドリッチ社）をクロロホルム
溶液０．３ｗｔ％より同じくスピンコート法により６０
ｎｍ形成した。また、色素拡散後にホール阻止層として
バソクプロイン（和光純薬社）を２０ｎｍ、次いでＡｌ
を１００ｎｍそれぞれ真空蒸着により形成し、有機ＥＬ
素子とした．

【００６２】色素拡散は、図９中に示した濃度の色素ク
マリン６（アルドリッチ社）を感光性樹脂（ＪＳＲ社、
オプトマーＰＣ）に所定の濃度溶解させた後、上述の工
程に従いパターンを形成した色素スタンプを用い、図９
中に示した所定の加熱温度で行った。ＥＬ強度は最高輝
度を比較した。図９において、曲線ｋは加熱温度が９０
℃、曲線ｌは加熱温度が１１０℃、曲線ｍは加熱温度が
１２０℃、曲線ｎは加熱温度が１４０℃の場合をそれぞ
れ示す。なお、加熱時間は、いずれも１０分である。こ
れより、一定の加熱時間で加熱温度を変化させた場合
に、色素の移行が制御可能なことを示す。Ｒ、Ｇ、Ｂ各
色素の移行条件が大きく異なるものがあれば、その色素
のみ色素スタンプを別に作製すれば良い。

【００６３】このように、発光層と色素を含有する感光
性樹脂層とを対向させて、色素を発光層側に加熱拡散さ
せることにより、発光層の所定の精細な部分に任意の色
素を正確な量ドーピングできるので、高精細なカラー用
の有機ＥＬ素子を容易に生産性よく製造できる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の有機エレ
クトロルミネセンス素子の製造方法は、請求項１記載に
よれば、第１の基板上に第１の電極を形成する工程と、
第２の基板上に、順次色素を含有した発光層と、保護層
と、フォトレジスト層とを形成し、所定パターン形状を
有するフォトマスクにより前記フォトレジストを露光後
現像して、前記フォトレジスト層に前記所定パターン形
状の開口部を形成するとともに、前記開口部に露出した
前記保護層を除去して、前記開口部に、前記色素を含有
した前記発光層を露出する工程と、前記第１の電極と前
記色素を含有する所定パターン形状を有する前記発光層
が対向するように、前記第１の基板と前記第２の基板を
密着させて、前記第２の基板を所定温度に加熱して、前
記色素を含有する前記所定パターン形状を有する発光層
を前記第１の電極上に蒸着形成する工程とを有すること
により、高精細なフルカラー用有機ＥＬ素子を生産性よ
く製造できる有機エレクトロルミネセンス素子の製造方
法を提供することができるという効果がある。

【００６５】また、本発明の有機エレクトロルミネセン
ス素子の製造方法は、請求項２記載によれば、第１の基
板上にマトリクス状に配列された複数の第１の電極を形
成した後、前記第１の基板上に前記第１の電極を覆って
第１の感光性樹脂層を形成し、前記第１の電極間の間隙
部を遮蔽する第１のパターン形状を有する第１のフォト
マスクにより、前記第１の感光性樹脂層を露光後現像し
て、前記第１のパターン形状を有する前記第１の感光性
樹脂よりなる隔壁部を形成するとともに、前記第１の電
極上に、色素を含有しない発光層を形成する工程と、第
２の基板上に前記色素を含有した第２の感光性樹脂層を
形成した後、前記第１のパターン形状とは逆のパターン
形状である第２のパターン形状を有する第２のフォトマ
スクにより、前記第２の感光性樹脂層を露光後現像し
て、前記第２のパターン形状を有して前記色素を含有し
た前記第２の感光性樹脂層を形成する工程と、前記発光
層と前記第２のパターン形状を有して前記色素を含有し
た前記第２の感光性樹脂層とが対向するように、前記第
１の基板と前記第２の基板を密着させて、前記第２の基
板を所定温度に加熱して、前記色素を前記発光層に拡散
含有させる工程とを有することにより、高精細なフルカ
ラー用有機ＥＬ素子を生産性よく製造できる有機エレク
トロルミネセンス素子の製造方法を提供することができ
るという効果がある。

【００６６】また、本発明の有機エレクトロルミネセン
ス素子の製造方法は、請求項３によれば、第１の基板上
にマトリクス状に配列された複数の第１の電極を形成し
た後、前記第１の基板上に前記第１の電極を覆って第１
の感光性樹脂層を形成し、前記第１の電極間の間隙部を
遮蔽する第１のパターン形状を有する第１のフォトマス
クにより、前記第１の感光性樹脂層を露光後現像して、
前記パターン形状を有する前記第１の感光性樹脂よりな
る隔壁部を形成して、前記第１の電極上に、色素を含有
しない発光層をする工程と、第２の基板上に第２の感光
性樹脂層を形成した後、前記第１のパターン形状とは逆
のパターン形状である第２のパターン形状を有する第２
のフォトマスクにより、前記第２の感光性樹脂層を露光
後現像して、前記第２のパターン形状を有する前記第２
の感光性樹脂層を形成した後、前記第２の基板上に前記
色素を含有する色素層を形成するとともに、前記第２の
基板を加熱して前記色素を前記第２の感光性樹脂層に拡
散移行して、前記第２のパターン形状を有して前記色素
を含有した前記第２の感光性樹脂層を形成した後、前記
色素層を除去する工程と、前記発光層と前記第２のパタ
ーン形状を有して前記色素を含有した前記第２の感光性
樹脂層とが対向するように、前記第１の基板と前記第２
の基板を密着させて、前記第２の基板を所定温度に加熱
して、前記色素を前記発光層に拡散含有させる工程とを
有することにより、高精細なフルカラー用有機ＥＬ素子
を生産性よく製造できる有機エレクトロルミネセンス素
子の製造方法を提供することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機ＥＬ素子の基本構成を示す概略断面図であ
る。

【図２】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第１実施例
における色素マスクの形成方法の工程図である。

【図３】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第１実施例
におけるフォトマスクを示す上面図である。

【図４】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第１実施例
を示す工程図である。

【図５】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第２実施例
における色素スタンプの形成方法の一例を示す工程図で
ある。

【図６】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第２実施例
におけるフォトマスクを示す上面図である。

【図７】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第２実施例
における色素スタンプの形成方法の他の例を示す工程図
である。

【図８】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第２実施例
を示す工程図である。

【図９】色素拡散における色素濃度と有機ＥＬ素子のＥ
Ｌ強度との関係を示すグラフ図である。

【図１０】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の第２実施
例により得られる有機ＥＬ素子を示す概略断面構成図で
ある。

【符号の説明】

１…（透明）基板、２…陽極、３…正孔輸送層、４…発
光層、５…陰極、６…電源、７…発光光、８…有機ＥＬ
層、１０…有機ＥＬ素子、１１…基板、１２Ａ…（色素
含有）感光性樹脂層、１２Ｂ…感光性樹脂層、１３ａ
Ｒ，１３ｂＲ，１３ｃＲ，１３ａＧ，１３ｂＧ，１３ｃ
Ｇ，１３ａＢ，１３ｂＢ，１３ｃＢ…フォトマスク、１
５…感光性樹脂層、１６，１６ａＲ，１６ｂＲ，１６ｃ
Ｒ，１６ａＧ，１６ｂＧ，１６ｃＧ，１６ａＢ，１６ｂ
Ｂ，１６ｃＢ…開口部、１７…色素層、１８…（色素含
有）感光性樹脂層、２０Ａ，２０Ｂ…色素スタンプ、２
１…基板、２２…画素電極、２３…感光性樹脂、２４…
フォトマスク、２５…開口部、２６…隔壁部、２７…発
光層、２８，２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ…発光層、２９…
正孔注入／輸送層、３０…極薄膜陰極、３１…透明電
極、３２…電子輸送／注入層、４１…基板、４２，４２
Ａ…色素層（発光層）、４３…保護膜、４４、４４Ａ…
フォトレジスト、４５…フォトマスク、４６…開口部、
４７ａＲ，４７ｂＲ，４７ｃＲ，４７ａＧ，４７ｂＧ，
４７ｃＧ，４７ａＢ，４７ｂＢ，４７ｃＢ…開口部、５
０、５０ａＲ，５０ｂＲ，５０ｃＲ，５０ａＧ，５０ｂ
Ｇ，５０ｃＧ，５０ａＢ，５０ｂＢ，５０ｃＢ…色素マ
スク、６１…基板、６２…電極（ＩＴＯ膜）、６３…正
孔輸送層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の基板と、前記第１の基板上に、順次
   形成された第１の電極と、色素を含有した所定パターン
   形状を有する発光層と、第２の電極とを有する有機エレ
   クトロルミネセンス素子の製造方法において、 前記第１の基板上に前記第１の電極を形成する工程と、 第２の基板上に、順次前記色素を含有した前記発光層
   と、保護層と、フォトレジスト層とを形成し、前記所定
   パターン形状を有するフォトマスクにより前記フォトレ
   ジストを露光後現像して、前記フォトレジスト層に前記
   所定パターン形状の開口部を形成するとともに、前記開
   口部に露出した前記保護層を除去して、前記開口部に、
   前記色素を含有した前記発光層を露出する工程と、 前記第１の電極と前記色素を含有する所定パターン形状
   を有する前記発光層が対向するように、前記第１の基板
   と前記第２の基板を密着させて、前記第２の基板を所定
   温度に加熱して、前記色素を含有する前記所定パターン
   形状を有する発光層を前記第１の電極上に蒸着形成する
   工程とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネ
   センス素子の製造方法。
2. 【請求項２】第１の基板と、前記第１の基板上に、順次
   形成されている、マトリクス状に配列された複数の第１
   の電極と、色素を含有した発光層と、第２の電極とを有
   する有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法におい
   て、 前記第１の基板上に前記マトリクス状に配列された複数
   の前記第１の電極を形成した後、前記第１の基板上に前
   記第１の電極を覆って第１の感光性樹脂層を形成し、前
   記第１の電極間の間隙部を遮蔽する第１のパターン形状
   を有する第１のフォトマスクにより、前記第１の感光性
   樹脂層を露光後現像して、前記第１のパターン形状を有
   する前記第１の感光性樹脂よりなる隔壁部を形成すると
   ともに、前記第１の電極上に、前記色素を含有しない前
   記発光層を形成する工程と、 第２の基板上に前記色素を含有した第２の感光性樹脂層
   を形成した後、前記第１のパターン形状とは逆のパター
   ン形状である第２のパターン形状を有する第２のフォト
   マスクにより、前記第２の感光性樹脂層を露光後現像し
   て、前記第２のパターン形状を有して前記色素を含有し
   た前記第２の感光性樹脂層を形成する工程と、 前記発光層と前記第２のパターン形状を有して前記色素
   を含有した前記第２の感光性樹脂層とが対向するよう
   に、前記第１の基板と前記第２の基板を密着させて、前
   記第２の基板を所定温度に加熱して、前記色素を前記発
   光層に拡散含有させる工程とを有することを特徴とする
   有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
3. 【請求項３】第１の基板と、前記第１の基板上に、順次
   形成されている、マトリクス状に配列された複数の第１
   の電極と、色素を含有した発光層と、第２の電極とを有
   する有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法におい
   て、 前記第１の基板上に前記マトリクス状に配列された複数
   の前記第１の電極を形成した後、前記第１の基板上に前
   記第１の電極を覆って第１の感光性樹脂層を形成し、前
   記第１の電極間の間隙部を遮蔽する第１のパターン形状
   を有する第１のフォトマスクにより、前記第１の感光性
   樹脂層を露光後現像して、前記パターン形状を有する前
   記第１の感光性樹脂よりなる隔壁部を形成して、前記第
   １の電極上に、前記色素を含有しない前記発光層をする
   工程と、 第２の基板上に第２の感光性樹脂層を形成した後、前記
   第１のパターン形状とは逆のパターン形状である第２の
   パターン形状を有する第２のフォトマスクにより、前記
   第２の感光性樹脂層を露光後現像して、前記第２のパタ
   ーン形状を有する前記第２の感光性樹脂層を形成した
   後、前記第２の基板上に前記色素を含有する色素層を形
   成するとともに、前記第２の基板を加熱して前記色素を
   前記第２の感光性樹脂層に拡散移行して、前記第２のパ
   ターン形状を有して前記色素を含有した前記第２の感光
   性樹脂層を形成した後、前記色素層を除去する工程と、 前記発光層と前記第２のパターン形状を有して前記色素
   を含有した前記第２の感光性樹脂層とが対向するよう
   に、前記第１の基板と前記第２の基板を密着させて、前
   記第２の基板を所定温度に加熱して、前記色素を前記発
   光層に拡散含有させる工程とを有することを特徴とする
   有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。