JP2002343562A

JP2002343562A - 発光ディスプレイ装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002343562A
Application number: JP2001141198A
Authority: JP
Inventors: Akira Sugimoto; 晃杉本; Kenichi Nagayama; 健一永山
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-11-29
Also published as: US6696699B2; US20020167269A1; US20040169467A1

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂基板上に透明電極と補助電極を積層する
場合にあっても、透明電極の表面を滑らかなまま保つこ
とができ、この結果良好な表示を得ることができる発光
ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】樹脂基板１１上に金属酸化物１２、補助
電極１３、透明電極１４及び発光層１５を順次積層す
る。金属製の補助電極１３の成膜・パターニング後に、
透明電極１４が成膜されるので、補助電極１３のパター
ニングの際にエッチング液によって透明電極１４まで侵
されるおそれがない。このため、透明電極１４の表面を
滑らかなまま保つことができ、良好な発光状態を保つこ
とができる。また、金属製の補助電極１３が透明電極１
４で覆われるので、金属製の補助電極１３の酸化をも防
止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明な基板上に透
明電極、補助電極、及び発光層を積層した発光ディスプ
レイ装置に関し、特に基板として樹脂基板を用いた発光
ディスプレイ装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機ＥＬ（エレクトロルミネッサ
ンス）ディスプレイ装置は、透明なガラス基板上に作製
されていた。図５は、ガラス基板上に有機ＥＬ素子を構
成する場合の製造工程図を示す。まず、ガラス基板１を
用意し（ステップ）、ガラス基板１上に陽極としての
透明電極２を成膜する（ステップ）。この際、低抵抗
化を図るため、透明電極２は２００℃以上の高温で成膜
される。この透明電極２をフォトレジストや酸を用いて
ストライプ状にパターニングを行う（ステップ）。次
に、補助電極となる金属膜３を成膜する（ステップ
）。この金属膜３を透明電極２のときと同様に、フォ
トレジストや酸を用いてパターニングを行う（ステップ
）。この際、金属のエッチングに用いられる酸は、透
明電極２を侵さないことが大切である。通常、透明電極
２のパターニングには塩酸系の酸が用いられ、金属膜３
のパターニングにはリン酸、硝酸系の混合酸が用いられ
る。これらの混合酸はＡｌやＡｇ合金などをエッチング
するが、高温で成膜された透明電極２を侵さないという
性質をもち、従来からよく用いられているものである。
次に、発光層を積層する。そして、発光層の上に陰極と
して金属電極を、透明電極２と直交する方向にストライ
プ状にパターン成膜する。

【０００３】陽極側の透明電極と陰極側の金属電極との
間に直流電界を印加すると、有機化合物に電流が流れ、
発光層が発光する。発光層から発光する光は透明電極側
から取り出される。

【０００４】有機ＥＬディスプレイ装置を薄くするため
に、ガラス基板の代わりに樹脂基板が用いられることが
ある。樹脂基板を用いることで、基板自体の厚みを薄く
できるのみならず、割れることがない、さらには有機Ｅ
Ｌディスプレイ装置を曲げることができるという利点が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂基
板上にガラス基板と同様に透明電極と金属製の補助電極
を積層する場合、樹脂基板の耐熱性により透明電極を１
００℃以下の低温で成膜しなければならない。このよう
な温度で成膜した透明電極は、２００℃以上の高温で成
膜した透明電極と性質が異なり、酸に侵されやすい性質
をもつ。金属のパターニングに用いるリン酸・硝酸の混
合酸に対しても例外ではなく、補助電極のパターニング
時に透明電極の表面がこの酸によって侵され、表面が荒
れてしまうおそれがある。このような表面では、リーク
やダークスポットが発生し、良好な表示を得ることがで
きない。

【０００６】そこで、本発明は、樹脂基板上に透明電極
と補助電極を積層する場合にあっても、透明電極の表面
を滑らかなまま保つことができ、この結果良好な表示を
得ることができる発光ディスプレイ装置及びこの製造方
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】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものでない。

【０００８】本発明者は、ガラス基板に有機ＥＬ素子を
作製する場合の層構成であるガラス基板／透明電極／補
助電極を逆転させ、樹脂基板／補助電極／透明電極とい
う層構成にすることによって、上記樹脂基板上に有機Ｅ
Ｌ素子を作製する場合の特有の問題を解決した。

【０００９】具体的には、本発明は、樹脂基板（１１）
上に透明電極（１４）、この透明電極（１４）に電気的
に導通する金属製の補助電極（１３）、及び有機化合物
からなる発光層（１５）が積層される発光ディスプレイ
装置において、前記樹脂基板（１１）上に前記補助電極
（１３）が積層され、この補助電極（１３）上に前記透
明電極（１４）が積層されることを特徴とする発光ディ
スプレイ装置により、上述した課題を解決する。

【００１０】この発明によれば、金属製の補助電極の成
膜・パターニング後に、透明電極が成膜されるので、補
助電極パターニングの際にエッチング液によって透明電
極まで侵されるおそれがない。このため、透明電極の表
面を滑らかなまま保つことができ、良好な発光状態を保
つことができる。また、金属製の補助電極が透明電極で
覆われるので、金属製の補助電極の酸化をも防止でき
る。

【００１１】また、本発明の一態様は、樹脂基板（１
１）と補助電極（１３）との間には、金属酸化物（１
２）の層が積層されることを特徴とする。

【００１２】透明電極は樹脂基板に付着しやすいが、補
助電極となる金属によっては樹脂基板に付着しにくいも
のもある。この発明によれば、樹脂基板と補助電極との
間に金属酸化物の層を挿入しているので、補助電極の密
着性を向上させることができる。

【００１３】また、本発明の一態様は、前記金属酸化物
（１２）が導電性材料からなる場合は、前記金属酸化物
（１２）の層は成膜・パターニングされ、前記金属酸化
物（１２）が絶縁材料からなる場合は、前記金属酸化物
（１２）の層は成膜のみされることを特徴とする。

【００１４】金属酸化物が導電性材料の場合、補助電極
の下層に金属酸化物の層を設けるとパターニングされた
各補助電極が金属酸化物の層によって導通してしまう。
この発明によれば、金属酸化物の層を補助電極と同様に
パターニングすることで、この問題を解決することがで
きる。また、金属酸化物の層が絶縁材料からなる場合
は、補助電極の下層に金属酸化物の層を設けてもパター
ニングされた各補助電極が導通することがない。このた
め、金属酸化物のパターニングを省略することができ
る。

【００１５】さらに、本発明の一態様は、前記樹脂基板
（１１）と前記金属酸化物（１２）との間には、水分を
遮断する防湿層（１９）が積層されることを特徴とす
る。

【００１６】この発明によれば、樹脂基板を通過する水
分を遮断することができるので、水分によって発光層に
有害な水分が浸入することがない。したがって、良好な
発光状態を保つことができる。

【００１７】また、本発明は、樹脂基板（１１）上に透
明電極（１４）を積層する工程と、この透明電極（１
４）に電気的に導通する補助電極（１３）を積層する工
程と、有機化合物からなる発光層（１５）を積層する工
程と備える発光ディスプレイ装置の製造方法において、
前記補助電極（１３）を積層する工程の後に、前記透明
電極（１４）を積層する工程が行われることを特徴とす
る発光ディスプレイ装置の製造方法の発明としても構成
できる。

【００１８】さらに、本製造方法の発明の一態様は、前
記樹脂基板（１１）上に金属酸化物（１２）を積層する
工程を備え、前記補助電極（１３）を積層する工程の前
に、この金属酸化物（１２）を積層する工程が行われる
ことを特徴とする。

【００１９】さらに本製造方法の発明の一態様は、前記
金属酸化物（１２）を積層する工程では、前記金属酸化
物（１２）が導電性材料からなる場合は、前記金属酸化
物（１２）の層は成膜・パターニングされ、前記金属酸
化物（１２）が絶縁材料からなる場合は、前記金属酸化
物（１２）の層は成膜のみされることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して説明する。図１は、本発明の一実施形態における
発光ディスプレイ装置を示す。樹脂基板１１上には、有
機ＥＬ素子を構成する、金属酸化物１２からなる層、透
明電極１４に電気的に導通する金属製の補助電極１３、
透明電極１４、及び有機化合物からなる発光層１５が順
次積層されている。本実施形態において、樹脂基板１１
上に積層される層構成が金属酸化物１２／金属製の補助
電極１３／透明電極１４となる点にその本質的な特徴が
ある。

【００２１】樹脂基板１１は可視光に対して透明性ある
いは半透明性を有し、その厚みは例えば０．２ｍｍに設
定される。樹脂基板１１の少なくとも一面には水分を遮
断する防湿層１９が成膜されている。樹脂基板１１に
は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）を基材とした液晶
用基板が用いられるが、もちろん樹脂基板１１の材質及
び厚さは上述のものに限定されない。

【００２２】樹脂基板１１上には、金属酸化物１２の層
が積層される。金属酸化物１２の層は、樹脂基板１１と
金属製の補助電極１３との密着性を高めるために設けら
れる。この実施形態では、金属酸化物１２としてインジ
ウム−錫酸化物を用い、金属酸化物１２を真空蒸着、ス
パッタリング、イオンプレーティング法、あるいは気相
成長などにより成膜している。この金属酸化物１２の薄
膜は、後の補助電極１３をパターニングする工程におい
て補助電極１３と同一の平面形状にパターニングされ
る。金属酸化物１２が導電性材料の場合、補助電極１３
の下層に金属酸化物１２の層を設けるとパターニングさ
れた各補助電極１３が金属酸化物１２の層によって導通
してしまう。金属酸化物１２の層を補助電極１３と同様
にパターニングすることで、補助電極１３が導通するの
を防止することができる。

【００２３】なお、この実施形態では金属酸化物１２と
してインジウム−錫酸化物を用いたが、その薄膜が透明
あるいは半透明でかつ金属製の補助電極１３との密着性
が確保できるものであれば他のものでも適用できる。本
実施形態のようにパターニングする場合については、金
属酸化物１２としては錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、イン
ジウム（Ｉｎ）のいずれか一つ以上を含む酸化物が考え
られる。また、金属酸化物１２が絶縁材料からなる場合
は、本実施形態のようにパターニングする必要がない。
絶縁材料からなる金属酸化物１２としては、アルミニウ
ム（Ａｌ）、ジルコミウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、
カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム
（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、珪素（Ｓｉ）のいずれか
一つ以上を含む酸化物等が考えられる。

【００２４】金属酸化物１２の層上には、透明電極１４
に電気的に導通する金属製の補助電極１３が積層され
る。この補助電極１３は透明電極１４を低抵抗化するた
めに設けられる。補助電極１３は真空蒸着、スパッタリ
ング、イオンプレーティング法、あるいは気相成長など
により金属製の薄膜を成膜後、この金属製の薄膜をフォ
トリソグラフィ技術あるいは酸等によってパターニング
することで形成される。金属製の薄膜をパターニングす
る際、金属製の補助電極１３とともにその下層に位置す
る金属酸化物１２も同時にパターニングされる。補助電
極１３の材料としては、銀（Ａｇ）の合金、クロム（Ｃ
ｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム
（Ａｌ）等の合金を用いることができる。

【００２５】補助電極１３上には、陽極としての透明電
極１４が積層される。この透明電極１４は、可視光に対
して透明性あるいは半透明性を有し、例えばインジウム
−錫の酸化物やインジウム−亜鉛の酸化物等の導電性材
料からなる。透明電極１４は真空蒸着、スパッタリン
グ、イオンプレーティング法、あるいは気相成長などに
より酸化物の薄膜を成膜後、この薄膜をパターニングす
ることで形成される。透明電極１４の平面形状はストラ
イプ状に形成される。

【００２６】透明電極１４上には、有機化合物を蒸着、
スパッタリングすることにより発光層１５が積層され
る。有機化合物からなる発光層１５は、有機の層が一層
のみからなる単層構造でもよく、発光、キャリア輸送等
の各機能を２層以上に分離された複層構造であってもよ
い。

【００２７】発光層１５の上には陰極としての金属電極
１６が成膜・パターニングされる。この金属電極１６は
金属製の薄膜で、透明電極１４と直交するようにストラ
イプ状に形成される。

【００２８】金属酸化物１２、補助電極１３、透明電極
１４、発光層１５及び金属電極１６から構成される有機
ＥＬ素子は封止層１７で覆われる。封止層１７は窒化シ
リコン、エポキシ樹脂等からなり、空気中の水分が発光
層１５に浸入するのを遮断する。

【００２９】陽極としての透明電極１４と、陰極として
の金属電極１６との間に直流電界を印加すると、陽極か
ら正孔が、陰極から電子がそれぞれ発光層１５に注入さ
れる。これにより、発光層１５内の有機化合物が発光
し、発光された光は樹脂基板１１の他方の面から取り出
される。

【００３０】図２は、上記実施形態における発光ディス
プレイ装置の製造方法を示す。まず透明な樹脂基板１１
を用意する（ステップ）。そして、その少なくとも一
面に防湿層１９を蒸着、スパッタリング、イオンプレー
ティング法、あるいは気相成長などにより成膜する（ス
テップ）。次に、防湿層１９上に金属酸化物１２の層
をスパッタリング、イオンプレーティング法、あるいは
気相成長などにより成膜する（ステップ）。次に、金
属酸化物１２の層上に補助電極１３を蒸着、スパッタリ
ング、イオンプレーティング法、あるいは気相成長など
により成膜する（ステップ）。次に、フォトリソグラ
フィ技術あるいは酸を用いて補助電極１３及び金属酸化
物１２を同時にパターニングする（ステップ）。次
に、樹脂基板１１の一方の面に透明電極１４をスパッタ
リング、イオンプレーティング法、あるいは気相成長な
どにより成膜する（ステップ）。そして、この透明電
極１４をフォトリソグラフィ技術あるいは酸を用いてパ
ターニングする（ステップ）。次に、有機化合物を蒸
着、スパッタリング、スピンコート、スクリーン印刷、
あるいは微粒子吹き付け法を用いて発光層１５を成膜す
る。そして、発光層１５の上に蒸着やスパッタリング、
及びフォトリソグラフィ技術あるいは酸等により金属電
極１６を形成する。

【００３１】本実施形態では、金属製の補助電極１３の
成膜・パターニング後に、透明電極１４が成膜されるの
で、補助電極１３のパターニングの際にエッチング液に
よって透明電極１４まで侵されるおそれがない。このた
め、透明電極１４の表面を滑らかなまま保つことがで
き、良好な発光状態を保つことができる。また、金属製
の補助電極１３が透明電極１４で覆われるので、金属製
の補助電極１３の酸化をも防止できる。さらに、樹脂基
板１１と補助電極１３との間に金属酸化物１２の層を挿
入しているので、補助電極１３の樹脂基板１１への密着
性を向上させることができる。

【００３２】

【実施例１】まず、樹脂基板１１上に水分を遮断するた
めの防湿層１９を成膜した（図２中ステップ〜）。
その後、金属酸化物１２としてインジウム−錫酸化物を
スパッタ成膜し、さらに金属製の補助電極１３として銀
パラジウム銅合金をスパッタ成膜した（図２中ステップ
〜）。金属酸化物１２及び補助電極１３を同一形状
にパターニングした後、その上に透明電極１４としてイ
ンジウム−錫酸化物をスパッタ成膜した（図２中ステッ
プ〜）。そして、透明電極１４をパターニングし、
有機ＥＬ素子用の電極とした（図２中ステップ）。こ
の上に有機ＥＬ素子を作製して発光させたところ、その
発光はむら等のない良好なものであった。

【００３３】

【比較例１】図３は比較例１の製造工程図を示す。ま
ず、樹脂基板１１上に水分を遮断するための防湿層１９
を成膜した（ステップ〜）。その後、透明電極１４
としてインジウム−錫酸化物をスパッタ法により成膜
し、それをパターニングした（ステップ〜）。その
上に補助電極１３として銀パラジウム銅合金を同様にス
パッタ成膜し、それをパターニングして有機ＥＬ用の電
極とした（ステップ〜）。

【００３４】この上に有機ＥＬ素子を作製して発光させ
たところ、ダークスポットが多数発生し、良好なもので
はなかった。この原因を分析したところ、金属製補助電
極１３のパターニングの際に、そのエッチング液によっ
て透明電極１４が侵されているためとわかった。

【００３５】

【比較例２】図４は比較例２の製造工程図を示す。樹脂
基板１１上に有機ＥＬ素子を作製するにあたって以下の
ような工程で行った。まず、樹脂基板１１上に水分を遮
断するための防湿層１９を成膜した（ステップ〜
）。その後、補助電極１３として銅パラジウム銀合金
をスパッタ成膜し、これをパターニングした（ステップ
〜）。さらにその上に透明電極１４としてインジウ
ム−錫酸化物をスパッタ成膜したのち、これをパターニ
ングし、有機ＥＬ用電極とした（ステップ〜）。こ
の工程の最中に金属製の補助電極１３が樹脂基板１１か
ら剥離することがあるという問題が生じた。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属製の補助電極の成膜・パターニング後に、透明電極
が成膜されるので、補助電極パターニングの際にエッチ
ング液によって透明電極まで侵されるおそれがない。こ
のため、透明電極の表面を滑らかなまま保つことがで
き、良好な発光状態を保つことができる。また、金属製
の補助電極が透明電極で覆われるので、金属製の補助電
極の酸化をも防止できる。

【００３７】また、金属製の補助電極と樹脂基板との間
に金属酸化物を挿入することにより、実用上問題ない程
度に金属膜の密着性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における発光ディスプレイ
装置を示す断面図。

【図２】上記発光ディスプレイ装置の製造工程図。

【図３】比較例１の製造工程図。

【図４】比較例２の製造工程図。

【図５】従来の発光ディスプレイ装置の製造工程図。

【符号の説明】

１１・・・樹脂基板１２・・・金属酸化物１３・・・補助電極１４・・・透明電極１５・・・発光層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB11 AB15 AB18 BA06 BA07 CA06 CB01 CB02 CB04 DA01 DB03 EA01 EB00 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂基板上に透明電極、この透明電極に
電気的に導通する金属製の補助電極、及び有機化合物か
らなる発光層が積層される発光ディスプレイ装置におい
て、前記樹脂基板上に前記補助電極が積層され、この補助電
極上に前記透明電極が積層されることを特徴とする発光
ディスプレイ装置。
【請求項２】前記樹脂基板と前記補助電極との間に
は、金属酸化物の層が積層されることを特徴とする請求
項１に記載の発光ディスプレイ装置。
【請求項３】前記金属酸化物が導電性材料からなる場
合は、前記金属酸化物の層は成膜・パターニングされ、前記金属酸化物が絶縁材料からなる場合は、前記金属酸
化物の層は成膜のみされることを特徴とする請求項２に
記載の発光ディスプレイ装置。
【請求項４】前記樹脂基板と前記金属酸化物との間に
は、水分を遮断する防湿層が積層されることを特徴とす
る請求項１ないし３いずれかに記載の発光ディスプレイ
装置。
【請求項５】樹脂基板上に透明電極を積層する工程
と、この透明電極に電気的に導通する補助電極を積層す
る工程と、有機化合物からなる発光層を積層する工程と
備える発光ディスプレイ装置の製造方法において、前記補助電極を積層する工程の後に、前記透明電極を積
層する工程が行われることを特徴とする発光ディスプレ
イ装置の製造方法。
【請求項６】前記樹脂基板上に金属酸化物を積層する
工程を備え、前記補助電極を積層する工程の前に、この金属酸化物を
積層する工程が行われることを特徴とする請求項５に記
載の発光ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項７】前記金属酸化物を積層する工程では、前記金属酸化物が導電性材料からなる場合は、前記金属
酸化物の層を成膜・パターニングし、前記金属酸化物が絶縁材料からなる場合は、前記金属酸
化物の層を成膜のみすることを特徴とする請求項６に記
載の発光ディスプレイの製造方法。