JP2003257650A - 有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子およびマスク - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子およびマスクInfo
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Abstract
く、有機発光層を形成する有機ELパネルの製造方法を
提供する。 【解決手段】 発光層蒸着用のマスク60を基板10か
ら離間した状態で配置して、ホール注入電極12の上方
に有機発光材料を蒸着して有機発光層20を形成する。
マスク60の下面をスペーサ30の上面に接触させて配
置することによって、基板10上のホール輸送層16か
らマスク60を空間的に離間することが可能となる。有
機発光層20の塗分け工程にはマスク60の微妙な位置
合せが必要とされるが、マスク60を基板10から離間
した状態で位置合せを行うことにより、マスク60がホ
ール輸送層16をキズつける可能性を低減することが可
能となる。
Description
ミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンスパネ
ルの製造方法、および有機エレクトロルミネッセンスパ
ネルの製造工程に用いるマスクに関する。
(以下「有機ELパネル」ともいう)は自己発光のため
液晶パネルに比べて視認性が高く、またバックライトが
不要なため薄くて軽い表示用パネルであり、近い将来、
液晶パネルに代わるものとして注目されている。一般
に、有機ELパネルが備える有機エレクトロルミネッセ
ンス素子(以下「有機EL素子」ともいう)は、電子注
入電極から電子輸送層に注入された電子とホール注入電
極からホール輸送層に注入されたホールとが、有機発光
層とホール輸送層との界面や界面付近の有機発光層内部
で再結合することにより発光する。有機発光層を、赤、
緑、青色を発光する有機材料を蒸着して形成することに
より、カラー表示の有機ELパネルが作製される。
蒸着する従来の製造工程を示す図である。基板10上に
ホール注入電極12、絶縁層14、ホール輸送層16が
形成されている状態が示されている。従来の有機発光層
の蒸着工程によると、まず有機発光層用のマスク18の
下面をホール輸送層16に接触させて単色の発光材料を
蒸着し、それからチャンバを替えてマスク18を用いて
別の色の発光材料を蒸着する。この工程は一般に発光材
料の塗分け工程と呼ばれるものであるが、従来の塗分け
工程においては、マスク18の下面をホール輸送層16
に接触させながら位置合せを行うため、マスク18がホ
ール輸送層16の表面を削ってキズ28を作ることがあ
る。このキズ28は、後工程で成膜する電子注入電極に
ピンホールを生じさせ、ダークスポット欠陥を引き起こ
す要因となる。
ことのできる有機ELパネルの製造方法および有機EL
素子、さらには有機ELパネルの製造工程に用いるマス
クを提供することを目的とする。
るための手段について説明する。なお、本明細書を通じ
て上方および下方など位置関係を表現する用語を用いて
いるが、基板とマスクの位置関係に関連して説明する
と、相対的に基板が下側、マスクが上側に存在するもの
として表現していることに留意されたい。したがって、
例えば抵抗加熱蒸着を行う真空蒸着装置において、空間
的には基板がマスクに対して上方に保持されることもあ
るが、この場合であっても、本明細書においては、便宜
上、相対的に基板を下側、マスクを上側に配置するもの
として説明し、特許請求の範囲に記載の請求項もこの意
味において解釈されることは、当業者に理解されるとこ
ろである。
の態様に係る有機エレクトロルミネッセンスパネルの製
造方法は、基板上に第1電極を形成する工程と、マスク
を基板上の成膜層から離間した状態で配置して、前記第
1電極の上方に有機発光層を形成する工程と、前記有機
発光層の上方に第2電極を形成する工程とを備える。第
1電極はホール注入電極であっても電子注入電極であっ
てもよく、また第2電極は電子注入電極であってもホー
ル注入電極であってもよい。マスクを基板上の成膜層か
ら空間的に離間することによって、マスクが成膜層をキ
ズつける可能性を低減することが可能となる。
ミネッセンスパネルの製造方法は、基板上に第1電極を
形成する工程と、基板の表面に垂直な方向に突出するス
ペーサを形成する工程と、マスクの表面を前記スペーサ
に接触させて配置し、前記第1電極の上方に有機発光層
を形成する工程と、前記有機発光層の上方に第2電極を
形成する工程とを備える。マスク表面をスペーサに接触
させることにより、マスクを基板上の成膜層から空間的
に離間することが可能となり、マスクが成膜層をキズつ
ける可能性を低減することが可能となる。
だらかな傾斜をもつスペーサを形成する工程を含んでも
よい。例えば、前記スペーサを形成する工程は、レジス
ト材料を基板上方に塗布する工程と、塗布したレジスト
材料の一部を基板における発光領域外に残すようにエッ
チングする工程と、残ったレジスト材料を加熱処理して
リフローする工程とを含んでもよい。
トロルミネッセンスパネルの製造方法は、基板上に第1
電極を形成する工程と、表面に垂直な方向に突出するス
ペーサを有するマスクを基板の上方に配置して、前記第
1電極の上方に有機発光層を形成する工程と、前記有機
発光層の上方に第2電極を形成する工程とを備える。マ
スクに設けられたスペーサにより、所定のパターンが形
成されたマスク本体と基板上の成膜層とを空間的に離間
することが可能となり、マスク本体が成膜層をキズつけ
る可能性を低減することが可能となる。このスペーサ
は、マスク本体と同一の材料で形成されていてもよい。
同一材料で形成することにより、使用済みマスクの再利
用が容易となる。例えば、マスク本体をコバルト含有の
ニッケル材料で形成する場合には、エッチング技術ない
しはメッキ技術などを利用してスペーサも同一のコバル
ト含有のニッケル材料で形成することによって、使用済
みマスクを容易に再利用することが可能となる。
有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造過程におい
て、有機発光層を形成させるために使用するものであっ
て、所定のパターンが形成されたマスク本体と、マスク
本体の表面に垂直な方向に突出するスペーサとを備え、
該スペーサは、マスク本体と同一材料により形成される
ことを特徴とする。マスク本体とスペーサを同一材料で
形成することにより、使用済みマスクを溶かして再利用
する際に、マスク本体とスペーサを分離する必要なく、
一緒に溶かすことが可能となる。
トロルミネッセンス素子は、基板の上方に形成された第
1電極と、基板の発光領域外において、基板の表面に垂
直な方向に突起するスペーサと、基板の発光領域におい
て、前記第1電極の上方に形成された有機発光層と、前
記有機発光層の上方に形成された第2電極とを備える。
有機発光層の蒸着工程において、スペーサは基板の上方
に突出して、その上面にマスクを配置するために形成さ
れ、発光層の蒸着後は基板上の積層構造体から突出して
いてもよく、また積層構造体の内部に上方に突起した状
態を保って存在していてもよい。発光領域は、有機発光
層が形成される領域を意味し、発光領域外の領域には、
有機EL素子が形成されないパネル領域外の領域が含ま
れる。また、発光領域外の領域は、パネル領域内におい
て有機発光層が形成されない領域を含んでもよい。
トロルミネッセンスパネルの製造方法は、基板の複数の
パネル領域において第1電極を形成する工程と、基板の
表面に垂直な方向に突出するスペーサを形成する工程
と、マスクの表面を前記スペーサに接触させて配置し、
前記第1電極の上方に有機発光層を形成する工程と、前
記有機発光層の上方に第2電極を形成する工程と、前記
基板をパネル領域ごとに分離する工程とを備える。この
製造方法によると、一つの基板から複数の有機ELパネ
ルを製造することが可能となる。
トロルミネッセンス素子は、基板の複数のパネル領域に
おいて形成された第1電極と、基板の発光領域外におい
て、基板の表面に垂直な方向に突起するスペーサと、基
板の発光領域において、前記第1電極の上方に形成され
た有機発光層と、前記有機発光層の上方に形成された第
2電極とを備える。有機発光層の蒸着工程において、ス
ペーサは基板の上方に突出して、その上面にマスクを配
置するために形成され、発光層の蒸着後は基板上の積層
構造体から突出していてもよく、また積層構造体の内部
に上方に突起した状態を保って存在していてもよい。発
光領域は、有機発光層が形成される領域を意味し、発光
領域外の領域には、有機EL素子が形成されないパネル
領域外の領域が含まれる。また、発光領域外の領域は、
パネル領域内において有機発光層が形成されない領域を
含んでもよい。
の実施の形態に係る有機ELパネルの製造工程を示す図
である。図2(a)は、基板10のパネル領域42にお
いてホール注入電極12を形成した状態を示す。パネル
領域42とは、基板10において有機EL素子が形成さ
れる領域を意味する。基板10は、ガラス基板上に薄膜
トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)をスイ
ッチング素子として形成されたものであってもよい。一
つの基板10から複数の有機ELパネルを製造する場合
には、基板10中に複数のパネル領域42が存在する。
ホール注入電極12は、インジウム酸化スズ(Indium T
in Oxide:ITO)により形成される。図2(a)にお
いては、1画素分の構成として1つのホール注入電極1
2のみが示されているが、実際には有機ELパネルの画
素数分のホール注入電極12がパネル領域42中の所定
の位置に形成される。
向に突出するスペーサ30を形成した状態を示す。この
工程では、まず基板10上にレジスト材料を塗布し、ホ
ール注入電極12が露出するように所定のパターンを露
光転写して、それを現像することによって絶縁層14を
形成する。それから、パネル領域42外において、基板
10の上方に突出するスペーサ30を形成する。このス
ペーサ30は、マスクを配置するためにパネル領域42
外に複数設けられ、それぞれの高さは実質的に等しいこ
とが好ましい。この例では、スペーサ30が絶縁層14
上に形成されているが、別の例では、基板10上に直接
形成されてもよい。スペーサ30の形成工程は、有機層
の蒸着前に行われることが好ましい。
た状態を示す。この工程では、全面成膜用のマスク50
をスペーサ30の上面に接触させて配置し、N,N’-ジ
(ナフタレン-1-イル)-N,N’-ジフェニル-ベンジジン
(N,N'-Di(naphthalene-1yl)-N,N'-diphenyl-benzidin
e:NPB)を蒸着させることによりホール輸送層16を
形成する。
状態を示す。この工程では、発光層用のマスク60を基
板10上の成膜層から離間した状態で配置して、ホール
注入電極12の上方に有機発光材料を蒸着して有機発光
層20を形成する。マスク60の下面をスペーサ30の
上面に接触させて配置することにより、基板10上のホ
ール輸送層16からマスク60を空間的に離間すること
が可能となる。有機ELパネルのカラー表示を実現する
ために、マスク60は、赤、緑、青色の色ごとに用意さ
れ、色ごとにそれぞれ別チャンバにおいて対応する有機
発光層20が形成される。この塗分け工程にはマスク6
0の微妙な位置合せが要求されるが、マスク60を基板
10から離間した状態で位置合せを行うことにより、マ
スク60がホール輸送層16をキズつける可能性を低減
することが可能となる。
注入電極24を形成した状態を示す。この工程におい
て、電子輸送層22は、全面成膜用のマスク50を用い
て赤、緑、青色の有機発光層20上に共通に成膜されて
もよいが、色ごとにそれぞれの有機発光層20上に形成
されてもよい。電子輸送層22を色ごとに形成する場合
には、図3(a)に示されるようにマスク60を用いて
単色の有機発光層20を形成した後、引き続いて電子輸
送層22をその有機発光層20上に蒸着し、それからチ
ャンバを替えて、別の色の有機発光層20および電子輸
送層22を形成していく。電子輸送層22の形成後、電
子注入電極24を、全面成膜用のマスク50を用いて有
機発光層20の上方に形成する。一つの基板10上に複
数のパネル領域が存在する場合には、これらを分離し
て、積層された構造体、すなわち有機EL素子を封止体
などにより覆い、有機ELパネルを作製する。
配置の一例を示す図である。基板10には、3×3のパ
ネル領域42が設けられており、各パネル領域42の周
囲のパネル領域外に複数のスペーサ30が配置されてい
る。蒸着装置内において、空間的にマスク50が基板1
0の上方に載置される場合には、複数のスペーサ30
が、載置時にマスク50が撓むことのないようにある程
度密な間隔で配置されることが好ましい。この例ではス
ペーサ30が、パネル領域42外において各パネル領域
42の4隅に対応する位置に設けられている。
ある。基板10の表面に垂直な方向に突出するスペーサ
30がパネル領域42外に設けられている様子が示され
る。スペーサ30の高さは、有機発光層が成膜される高
さ以上に形成されることが好ましい。また一般にはスペ
ーサ30の高さは、3〜5μm程度に形成されてもよ
い。
の下面を接触させて配置した状態を示す。パネル領域4
2上に形成されている有機層とマスク60とが接触しな
いため、マスク60の位置合せ時に有機層をキズつける
可能性を低減できる。
別の例を示す図である。この例では、スペーサ30が、
各パネル領域42の周囲を取り囲むように、パネル領域
42外において線状に形成される。図4および図5に示
したスペーサ30の形状および配置は例示であって、様
々な変形例が可能なことは当業者に理解されるところで
ある。
ペーサ30を形成した状態を示す。パネル領域42には
有機発光層が蒸着される発光領域44が存在するが、ス
ペーサ30は、この発光に影響を与えないように発光領
域44外の絶縁層14上に形成されるのが好ましい。ス
ペーサ30は、パネル領域42において各画素ごとに形
成されてもよく、また適当な間隔で形成されてもよい。
なお、このスペーサ30は、基板10上に直接形成され
てもよい。
て有機層を蒸着した状態を示す。全面成膜を行う場合に
は、パネル領域42外のスペーサ30上にマスクを配置
して有機材料を蒸着する。有機発光層の塗分け工程にお
いては、マスクをパネル領域42内外のスペーサ30上
に配置して位置合わせを行い、単色の有機発光材料を蒸
着して、それから別のチャンバにおいてマスクの位置合
わせを行い、別の色の有機発光材料を蒸着することによ
り、複数色の有機発光層20を形成する。
ペーサ30上には、全面成膜工程時に有機層が積層され
る。この例では、ホール輸送層16、電子輸送層22お
よび電子注入電極24がスペーサ30上に成膜されてい
る。そのため、スペーサ30が急峻なエッジをもつ場合
にはカバレッジが悪くなり、上層の電子注入電極24に
おいてピンホールが発生する可能性がある。そこで、有
機層が良好に成膜されるように、スペーサ30は下方に
なだらかな傾斜をもつことが好ましい。
起するスペーサ30の形成工程を示す。まず図8(a)
に示されるように、基板10上の絶縁層14にレジスト
材料をスピンコートにより塗布する。このレジスト材料
は、アクリル系樹脂などの感光性材料であってよく、絶
縁層14と同じ材料であってもよい。続いて図8(b)
に示されるように、塗布したレジスト材料の一部を発光
領域外の所定の位置に残すように露光して現像する。そ
れから、図8(c)に示されるように、残ったレジスト
材料を加熱処理してリフローさせる。リフローさせるこ
とにより、下方になだらかな傾斜をもつスペーサ30を
形成することが可能となる。特に、スペーサ30をパネ
ル領域内に形成する場合には、スペーサ30上にホール
輸送層16などの有機層が良好に成膜されるように、ス
ペーサ30を末広がりの形状に形成することが好まし
い。また、パネル領域外に形成する場合であっても、ス
ペーサ30を末広がりの形状にして安定させることによ
り、スペーサ30がマスクにより削られる可能性を低減
することができる。なお、この例では、絶縁層14上に
レジスト材料を塗布してスペーサ30を形成している
が、絶縁層14自体を露光・現像して、スペーサ30を
形成することも可能である。
係る有機ELパネルの製造工程を示す図である。図9
(a)は、基板10のパネル領域42において、ホール
注入電極12、絶縁層14およびホール輸送層16を形
成した状態を示す。
入電極12の上方に形成した状態を示す。この工程にお
いては、所定のパターンが形成されたマスク本体72
と、マスク本体72の表面に垂直な方向に突出するスペ
ーサ80とを備えたマスク70が用いられる。スペーサ
80の下面を絶縁層14に接触させて、マスク本体72
を基板10の上方に配置し、有機発光層20をホール注
入電極12およびホール輸送層16の上方に形成する。
有機発光層20の塗分け工程においては、マスク本体7
2が基板10から離間した状態で配置されているため、
マスク70の位置合せを行っても、マスク本体72が基
板10上に形成されたホール輸送層16をキズつけるこ
とがない。
子輸送層22および電子注入電極24が形成された状態
を示す。電子輸送層22は、図9(b)のマスク70を
用いて、有機発光層20上に色ごとに形成されてもよ
い。電子注入電極24は全面成膜用のマスク50を用い
て形成される。このマスク50は、図示されるようにス
ペーサ80を有するものでなくてもよいが、図9(b)
で示したマスク70と同様にスペーサ80を有するもの
であってもよい。
び配置の一例を示す図である。マスク本体72には、3
×3のマスク領域74が設けられており、各マスク領域
74には所定のパターンが形成されている。このマスク
本体72において、複数のスペーサ80が、各マスク領
域74の周囲のマスク領域外に配置されている。蒸着装
置内において、空間的にマスク70が基板10の上方に
配置される場合には、複数のスペーサ80が、配置時に
マスク本体72が撓むことのないようにある程度密な間
隔で配置されることが好ましい。この例ではスペーサ8
0が、マスク領域74外において各マスク領域74の4
隅に対応する位置に設けられている。このスペーサ80
はマスク本体72と同一材料により形成されるのが好ま
しい。これらを同一材料で形成することにより、使用済
みマスク70を溶融して再利用する場合に、マスク本体
72とスペーサ80とを分離することなく一緒に溶かす
ことが可能となる。
図である。マスク本体72の表面に垂直な方向に突出す
るスペーサ80がマスク領域74外に設けられている様
子が示される。スペーサ80の高さは、複数色の有機発
光層の蒸着時に、既に成膜した有機発光層にマスク本体
72の表面が接触しないように形成されることが好まし
い。
上の積層構造体の上面に接触させてマスク70を配置し
た状態を示す。図9(b)の例では、スペーサ80は、
絶縁層14の上面に接触する。基板10のパネル領域上
に形成されている有機層とマスク本体72とが接触しな
いため、マスク70の位置合せ時に有機層をキズつける
可能性を低減することができる。
の別の例を示す図である。この例では、スペーサ80
が、各マスク領域74の周囲を取り囲むように、マスク
領域74外において線状に形成される。図10および図
11に示したスペーサ80の形状および配置は例示であ
って、様々な変形例が可能なことは当業者に理解される
ところである。
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態は例示であり、そ
れらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらに
いろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も
本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところで
ある。
スクを用いて色ごとに別チャンバで有機発光層を形成す
る塗分け工程について説明したが、この実施の形態に係
る有機ELパネルの製造方法は、これに限らず、同一の
マスクを用いて有機発光層を形成する工程も含んでよ
い。また、実施の形態において、蒸着する有機層の材料
について例示しているが、これらの材料は単なる例示で
あることも当業者に理解されるところである。
能性を低減することができる有機ELパネルの製造方
法、その製造方法に用いるマスク、およびその製造方法
により製造される有機EL素子を提供することができ
る。
図である。
入電極を形成した状態を示す図であり、(b)は基板の
表面に垂直な方向に突出するスペーサを形成した状態を
示す図であり、(c)はホール輸送層を形成した状態を
示す図である。
であり、(b)は電子輸送層および電子注入電極を形成
した状態を示す図である。
示す図であり、(b)は基板の側面図であり、(c)は
スペーサにマスクの下面を接触させて配置した状態を示
す図である。
である。
態を示す図である。
した状態を示す図である。
ピンコートにより塗布する状態を示す図であり、(b)
は塗布したレジスト材料の一部を露光・現像する状態を
示す図であり、(c)は残ったレジスト材料を加熱処理
してリフローする状態を示す図である。
注入電極、絶縁層およびホール輸送層を形成した状態を
示す図であり、(b)は有機発光層をホール注入電極の
上方に形成した状態を示す図であり、(c)は有機発光
層の上方に電子輸送層および電子注入電極を形成した状
態を示す図である。
を示す図であり、(b)はマスクの側面図であり、
(c)はスペーサを基板上の積層構造体の上面に接触さ
せて配置した状態を示す図である。
図である。
・絶縁層、16・・・ホール輸送層、20・・・有機発
光層、22・・・電子輸送層、24・・・電子注入電
極、30・・・スペーサ、70・・・マスク、72・・
・マスク本体、80・・・スペーサ。
Claims (10)
- 【請求項1】 基板上に、第1電極を形成する工程と、 マスクを基板上の成膜層から離間した状態で配置して、
前記第1電極の上方に有機発光層を形成する工程と、 前記有機発光層の上方に第2電極を形成する工程とを備
えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパ
ネルの製造方法。 - 【請求項2】 基板上に、第1電極を形成する工程と、 基板の表面に垂直な方向に突出するスペーサを形成する
工程と、 マスクの表面を前記スペーサに接触させて配置し、前記
第1電極の上方に有機発光層を形成する工程と、 前記有機発光層の上方に第2電極を形成する工程とを備
えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパ
ネルの製造方法。 - 【請求項3】 前記スペーサを形成する工程は、 下方になだらかな傾斜をもつスペーサを形成する工程を
含むことを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロ
ルミネッセンスパネルの製造方法。 - 【請求項4】 前記スペーサを形成する工程は、 レジスト材料を基板上方に塗布する工程と、 塗布したレジスト材料の一部を基板における発光領域外
に残すようにエッチングする工程と、 残ったレジスト材料を加熱処理してリフローする工程と
を含むことを特徴とする請求項3に記載の有機エレクト
ロルミネッセンスパネルの製造方法。 - 【請求項5】 基板上に、第1電極を形成する工程と、 表面に垂直な方向に突出するスペーサを有するマスクを
基板の上方に配置して、前記第1電極の上方に有機発光
層を形成する工程と、 前記有機発光層の上方に第2電極を形成する工程とを備
えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパ
ネルの製造方法。 - 【請求項6】 前記スペーサは、マスク本体と同一の材
料で形成されていることを特徴とする請求項5に記載の
有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。 - 【請求項7】 有機エレクトロルミネッセンスパネルの
製造過程において、有機発光層を形成させるために使用
するマスクであって、 所定のパターンが形成されたマスク本体と、 マスク本体の表面に垂直な方向に突出するスペーサとを
備え、 該スペーサは、マスク本体と同一材料により形成される
ことを特徴とするマスク。 - 【請求項8】 基板の上方に形成された第1電極と、 基板の発光領域外において、基板の表面に垂直な方向に
突起するスペーサと、 基板の発光領域において、前記第1電極の上方に形成さ
れた有機発光層と、 前記有機発光層の上方に形成された第2電極とを備えた
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項9】 基板の複数のパネル領域において第1電
極を形成する工程と、 基板の表面に垂直な方向に突出するスペーサを形成する
工程と、 マスクの表面を前記スペーサに接触させて配置し、前記
第1電極の上方に有機発光層を形成する工程と、 前記有機発光層の上方に第2電極を形成する工程と、 前記基板をパネル領域ごとに分離する工程とを備えたこ
とを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルの
製造方法。 - 【請求項10】 基板の複数のパネル領域において形成
された第1電極と、 基板の発光領域外において、基板の表面に垂直な方向に
突起するスペーサと、 基板の発光領域において、前記第1電極の上方に形成さ
れた有機発光層と、 前記有機発光層の上方に形成された第2電極とを備えた
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
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