JP2005166476A

JP2005166476A - 有機ｅｌ装置の製造方法及び製造装置、有機ｅｌ装置

Info

Publication number: JP2005166476A
Application number: JP2003404296A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Sasabayashi; 朋子笹林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】簡便な手法により、上記のような密着性低下等の不具合発生の少ない有機ＥＬ装置を製造可能な方法を提供する。
【解決手段】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、表面に発光素子が形成された基板１と、前記発光素子を平面的に取り囲む形にて形成された接着剤８を介して前記基板１に接着された封止部材７とを有してなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、基板１上に前記発光素子を構成する膜の少なくとも一部を全面ベタ状に形成する成膜工程と、その形成した膜について、マスクを用いたエッチングにより、前記接着剤８の形成予定領域を選択的に除去するエッチング工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法及び製造装置、並びに有機ＥＬ装置に関するものである。

簡便な有機層成膜方法としてスピンコート法がある。スピンコート法は容易に成膜ができる他、必要な設備もシンプルであるため、低コストで各種有機層を成膜できる方法として用いられている。そこで、有機材料にて構成される発光層を含む有機ＥＬ装置を、スピンコート法に代表されるような基板上に全面ベタ状の膜を成膜する簡便な手法（全面成膜法）を用いて製造すれば、当該有機ＥＬ装置のコスト削減に寄与することができる。有機ＥＬ装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、基板上に発光素子を備え、該発光素子を封止部材にて封止した構成のものが知られている。
特開２００３−３１７９４２号公報

特許文献１に開示されたような有機ＥＬ装置を、上述のように全面成膜法にて製造する場合、封止部材を接着する部分にも有機層が塗布されてしまい、封止部材と基板との密着性が損なわれる惧れがある。密着性が損なわれると、発光素子中に水分（湿気）や酸素等の雰囲気ガスが浸入し、これが誤作動の原因となり、当該有機ＥＬ装置の信頼性低下に繋がる場合がある。全面塗布した有機層のうち、接着剤の形成領域を選択的に除去する手法として、溶剤による拭き取りがある。しかし、この方法では溶剤が安定せず、また拭き残りが生じ得る等、有機層を完全に除去することは容易ではない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡便な手法により、上記のような密着性低下等の不具合発生の少ない有機ＥＬ装置を製造可能な方法と、その製造装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、表面に発光素子が形成された基板と、前記発光素子を平面的に取り囲む形にて形成された接着剤を介して前記基板に接着された封止部材とを有してなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、基板上に前記発光素子を構成する膜のうちの少なくとも一部の膜を、該基板の全面にベタ状に成膜する成膜工程と、その形成した膜のうち前記接着剤の形成予定領域を、マスクを用いたエッチングにより選択的に除去するエッチング工程と、を含むことを特徴とする。

このような製造方法によると、発光素子を構成する膜の少なくとも一部を全面ベタ状の膜（以下、ベタ膜とも言う）にて成膜しているため、その成膜工程が簡便化され、ひいては当該有機ＥＬ装置の製造コスト削減に寄与することが可能となる。また、形成したベタ膜のうち上記接着剤を形成する予定の領域を、マスクを用いたエッチング（以下、マスクエッチングとも言う）により選択的に除去するものとしているため、該形成した膜により封止部材と基板との接着性が低下する不具合発生を防止ないし抑制することが可能となる。その結果、発光素子中への水分（湿気）や酸素等の雰囲気ガスの浸入を防止ないし抑制することができ、誤作動発生の少ない、信頼性の高い有機ＥＬ装置を簡便に提供することができるようになる。

本発明の製造方法において、前記成膜工程ではスピンコート法により成膜を行うものとすることができる。スピンコート法は非常に簡便な方法であり、設備も複雑なものを必要としないため、安価にベタ膜を形成することが可能となる。特に成膜工程において、前記発光素子のうち正孔輸送層及び／又は発光層を構成する膜を形成する場合、これらの層は有機材料を主体として構成されるため、スピンコート法によりベタ膜を形成することが好ましい。

また、前記発光素子を構成する部材の一部として陰極を含み、前記エッチング工程において、前記マスクとして前記陰極を用いるものとすることができる。つまり、発光素子を構成する部材のうち、例えば正孔輸送層及び／又は発光層をベタ状に成膜した後、接着剤の形成予定領域以外の領域に陰極を形成し、該陰極をマスクとして正孔輸送層及び／又は発光層のエッチングを行うものとしても良い。この場合、別途エッチングマスクを形成する工程が不要となるため、コスト削減に寄与することができる。

さらに、前記発光素子を構成する部材の一部として、陽極、正孔輸送層、発光層、陰極をそれぞれ含み、前記基板上に、前記陽極を構成する金属材料を、マスクを介した蒸着にて所定パターンに形成する工程と、形成した陽極上に、前記正孔輸送層を構成する有機材料を、スピンコート法にて全面ベタ状に形成する工程と、形成した正孔輸送層上に、前記発光層を構成する有機材料を、スピンコート法にて全面ベタ上に形成する工程と、形成した正孔輸送層及び発光層について、マスクを用いたエッチングにより、前記接着剤の形成予定領域を選択的に除去するエッチング工程と、選択的除去を行った発光層上に、前記陰極を構成する金属材料を、マスクを介した蒸着にて所定パターンに形成する工程とを含む発光素子形成工程と、形成した発光素子を平面的に取り囲む形の封止部材を、前記基板に対して接着剤にて接着する封止工程と、を含むものとすることができる。このようなプロセスにより正孔輸送層及び発光層についてはスピンコート法によるベタ膜形成、その他の金属材料からなる陽極及び陰極についてはマスク蒸着により所定パターンに形成するものとしているため、各成膜工程が非常に簡便となるとともに、ベタ膜にて形成した正孔輸送層と発光層とは封止工程前にエッチングにより除去するものとしているため、封止部材の接着性低下が生じることもない。

次に、上記課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、表面に発光素子が形成された基板と、前記発光素子を平面的に取り囲む形にて形成された接着剤を介して前記基板に接着された封止部材とを有してなる有機ＥＬ装置の製造装置であって、前記基板上に全面ベタ状に形成した膜について、前記接着剤の形成予定領域に開口を有するマスクを用いてエッチングする装置を含むことを特徴とする。このような有機ＥＬ装置により、上述した製造方法を好適に実施可能となり、信頼性の高い有機ＥＬ装置を簡便に提供することができるようになる。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
図１、図２は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法について模式的に示す工程断面図である。なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

本実施の形態の有機ＥＬ装置を製造するために、まず、図１（ａ）に示すようなガラス基板１上に陽極２となる透明電極を所定パターンに形成する。ここでは、透明電極としてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用い、成膜方法としては例えばマスクを用いた蒸着により、基板上の所定領域に成膜を行うものとしている。

陽極２を成膜した後、図１（ｂ）に示すように正孔輸送層３をガラス基板１上の全面にベタ状に成膜する。正孔輸送層３を構成する材料としては、例えばポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物を用いることができ、成膜方法としては例えばスピンコート法を用いてベタ膜を形成することができる。

正孔輸送層３を形成した後、図１（ｃ）に示すように発光層４を同じく正孔輸送層３上の全面にベタ状に形成する。発光層４を構成する材料としては、フルオレン系高分子誘導体や、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、その他の低分子有機ＥＬ材料、高分子有機ＥＬ材料等を用いることができ、例えば、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等を用いることができる。また、発光層４の成膜方法としては、正孔輸送層３と同様、例えばスピンコート法を用いてベタ膜を形成することができる。

次に、図２（ａ）に示すように、所定パターンのマスクを用いたエッチングにより、正孔輸送層３及び発光層４をパターニングする。マスクとしては、ガラス基板１上の後述する接着剤８（図２（ｃ）参照）が形成される領域に開口を有した形状のものを、例えばガラス又はシリコン等の絶縁体又は半導体材料にて形成することができる。

エッチング条件は、Ｏ_２プラズマを用いたドライエッチングを行うものとし、図３に示したようなプラズマ処理装置１０を用いている。プラズマ処理装置１０は、電極を兼ねた試料台１１上に図１（ｃ）に示した状態のガラス基板１（被処理材）を載置させ、その被処理材上に上記構成のマスク１２を配設する。また、被処理材の上方にはガス導入口１３が形成され、該ガス導入口１３から導入された酸素ガスがシャワーヘッド１４を介して被処理材に照射される。なお、被処理材の下流側にはガスを処理装置１０の外部に排出するためのガス排気口１５が形成されている。

具体的なプラズマ処理条件は、出力１００Ｗ〜５００Ｗ、圧力０．２Ｔｏｒｒ〜２Ｔｏｒｒ、ガス流量１０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍの条件下、エッチングレートを０．０１μｍ／ｍｉｎ〜１μｍ／ｍｉｎとした。なお、マスクとしてガラス又はシリコン等の絶縁体又は半導体材料を用いることで、プラズマの分布が乱れず、位置ずれの少ないエッチングを行うことができる。

また、ここでは正孔輸送層３及び発光層４を同時にエッチングするものとしているが、正孔輸送層３と発光層４とを別途エッチングするものとしても良い。具体的には、正孔輸送層３を成膜し、これをエッチングした後に、発光層４を成膜し、続いて該発光層４をエッチングするものとすれば良い。

図２に戻り、このようなマスクエッチング後、図２（ｂ）に示す陰極５を形成する。ここでは、陰極を構成する材料としてアルミニウムを用い、マスクを用いた蒸着により所定のパターンに、特に後述する接着剤８（図２（ｃ）参照）の非形成領域に選択的に形成する。なお、図面上では陰極５と陽極２とが接続された構成となっているが、実際には平面的に重畳しない位置に引き出し線が形成され、所定の端子に接続されている。

次に、図２（ｃ）に示すような封止部材（封止基板）７にて発光層４の封止を行う。この封止工程では、封止部材７の内側に乾燥剤６を挿入しつつ、該封止部材７とガラス基板２とを接着剤８を介して封止する。なお、この封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、水や酸素等が陰極５に侵入して、該陰極５が酸化される惧れがある。

接着剤８の塗布工程では、前段階で正孔輸送層３及び発光層４を除去した領域に、発光層４を平面的に取り囲む形の矩形枠状に形成するものとしている。接着剤８としては、光硬化性若しくは熱硬化性の樹脂材料を用いることができ、例えば印刷法等を用いて形成することができる。

以上のような各工程を経て、図２（ｃ）に示した単色発光型の有機ＥＬ装置１００が得られる。本実施の形態の製造方法によれば、発光素子を構成する陽極２、正孔輸送層３、発光層４、陰極５のうち、有機材料にて構成される正孔輸送層３及び発光層４をスピンコート法にて全面ベタ状に成膜し、これを接着剤の形成予定領域のみエッチングにより除去するものとしている。

したがって、単色発光の有機ＥＬ装置等を製造するに際し、非常に安価な成膜法を用いることができ、しかも形成した膜により封止部材７とガラス基板１（接着界面が陰極５の場合もある）との接着性が低下する不具合発生を防止ないし抑制することが可能となる。その結果、陰極５や発光層４を含む発光素子中への水分（湿気）や酸素等の雰囲気ガスの浸入を防止ないし抑制することができ、誤作動発生の少ない、信頼性の高い有機ＥＬ装置を簡便に提供することができるようになる。

なお、上記実施の形態では、ガラス又はシリコンを用いてエッチングマスクを形成しているが、正孔輸送層３及び発光層４を陰極５を用いてエッチングすることもできる。つまり、正孔輸送層３及び発光層４を形成した後に、陰極５をマスク蒸着により接着剤８の形成予定領域以外に形成し、この陰極５をマスクとしてエッチングすることでマスク形成工程を省略することが可能となる。この場合、別途エッチングマスクを形成する工程が不要となるため、コスト削減に寄与することができる。また、上記実施の形態では、スピンコート法により正孔輸送層３及び発光層４を全面ベタ状に成膜しているが、これに限らず、例えばディップ法等その他の成膜法を用いても良い。

以上、本発明に係る実施の形態を示したが、本発明は、上述した各実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なう有機ＥＬ装置の製造方法及び製造装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の有機ＥＬ装置の製造方法について一製造工程を示す断面模式図。図１に続く製造工程を示す断面模式図。プラズマ処理装置の一例を示す説明図。

符号の説明

１…ガラス基板（基板）、２…陽極、３…正孔輸送層、４…発光層、５…陰極、７…封止部材、８…接着剤、１２…マスク、１００…有機ＥＬ装置

Claims

表面に発光素子が形成された基板と、前記発光素子を平面的に取り囲む形にて形成された接着剤を介して前記基板に接着された封止部材とを有してなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、
基板上に前記発光素子を構成する膜のうちの少なくとも一部の膜を、該基板の全面にベタ状に成膜する成膜工程と、
その形成した膜のうち前記接着剤の形成予定領域を、マスクを用いたエッチングにより選択的に除去するエッチング工程と、を含むことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
前記成膜工程において、スピンコート法により成膜を行うことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記成膜工程において、前記発光素子のうち少なくとも正孔輸送層及び／又は発光層を構成する膜を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記発光素子を構成する部材の一部として陰極を含み、
前記エッチング工程において、前記マスクとして前記陰極を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
前記発光素子を構成する部材の一部として、陽極、正孔輸送層、発光層、陰極をそれぞれ含み、
前記基板上に、前記陽極を構成する金属材料を、マスクを介した蒸着にて所定パターンに形成する工程と、形成した陽極上に、前記正孔輸送層を構成する有機材料を、スピンコート法にて全面ベタ状に形成する工程と、形成した正孔輸送層上に、前記発光層を構成する有機材料を、スピンコート法にて全面ベタ上に形成する工程と、形成した正孔輸送層及び発光層のうち前記接着剤の形成予定領域を、マスクを用いたエッチングにより選択的に除去するエッチング工程と、選択的除去を行った発光層上に、前記陰極を構成する金属材料を、マスクを介した蒸着にて所定パターンに形成する工程とを含む発光素子形成工程と、
形成した発光素子を平面的に取り囲む形の封止部材を、前記基板に対して接着剤にて接着する封止工程と、
を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
表面に発光素子が形成された基板と、前記発光素子を平面的に取り囲む形にて形成された接着剤を介して前記基板に接着された封止部材とを有してなる有機ＥＬ装置の製造装置であって、
前記基板上に全面ベタ状に形成した膜について、前記接着剤の形成予定領域に開口を有するマスクを用いてエッチングする装置を含むことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の製造方法により得られたことを特徴とする有機ＥＬ装置。