JP2006059599A - Method for manufacturing electroluminescence element - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electroluminescence element.
例えば、特許文献1には、蒸着法によるエレクトロルミネッセンス素子の形成に用いられるメタルマスクが開示されている。このメタルマスクは、0.07mm程度の薄い板厚を有すると共に所定の開口パターンが形成されており、その開口エッジ部に段差を有している。基板の下面上にこのメタルマスクを配置し、メタルマスクの下方に配置された蒸着源からメタルマスクの開口を通して蒸着することにより、微細パターンを有するエレクトロルミネッセンス素子が形成される。このような蒸着法では、一般に、マグネット吸着によりメタルマスクを基板の表面上に吸着させてメタルマスクの撓みを防止している。
For example,
近年、CVD法により窒化珪素等からなる封止膜をエレクトロルミネッセンス素子の表面に形成する際に、エレクトロルミネッセンス素子の電極の取出し部分等を覆うために上述のようなマスクを用いて封止膜を形成することが行われているが、CVD法ではマグネット吸着を使用できないため、上述の特許文献1のような薄いマスクを用いると、マスクが撓んでしまい、封止膜を所定のパターンに精度よく形成することができないという不具合が生じる。
In recent years, when a sealing film made of silicon nitride or the like is formed on the surface of an electroluminescent element by a CVD method, the sealing film is formed using the mask as described above in order to cover an extraction portion of the electrode of the electroluminescent element. However, since the magnet adsorption cannot be used in the CVD method, if a thin mask such as the above-mentioned
これに対し、マスクの板厚を厚くして剛性を向上させることによりマスクの撓みを防止しようとすると、板厚が厚くなったために、メタルマスクの開口エッジ部の影響により開口エッジ部近傍に形成される封止膜の膜厚が薄くなり、膜厚の均一性が低下してしまう。このように膜厚が均一でないと、その膜厚差により膜の応力が集中する部分が発生してその部分のバリア性が低下し、そこからエレクトロルミネッセンス素子内に水分及びガスが浸入して発光層が劣化することにより非発光部が成長し、時間の経過に伴って非発光部が発光層の全面に拡がって画質の劣化や輝度の低下、寿命の短縮化などを招くこととなる。 On the other hand, if the mask thickness is increased by increasing the thickness of the mask to improve the rigidity, the thickness of the mask has increased, so it is formed near the opening edge due to the influence of the opening edge of the metal mask. The film thickness of the sealing film is reduced, and the film thickness uniformity is reduced. If the film thickness is not uniform as described above, a portion where the stress of the film is concentrated is generated due to the difference in film thickness, and the barrier property of the portion is lowered. Then, moisture and gas enter the electroluminescence element to emit light. As the layer deteriorates, the non-light-emitting portion grows, and as time elapses, the non-light-emitting portion spreads over the entire surface of the light-emitting layer, leading to deterioration in image quality, reduction in luminance, shortening of life, and the like.
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、CVD法による封止膜のパターニング精度及び膜厚均一性の向上を図ることができるエレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and provides a method for manufacturing an electroluminescent element capable of improving the patterning accuracy and film thickness uniformity of a sealing film by a CVD method. Objective.
この発明に係るエレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、基板上に第1電極を形成する工程と、第1電極上に発光層を形成する工程と、発光層上に第2電極を形成する工程と、第2電極上に封止膜を形成する工程とを含むエレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、封止膜を形成する工程において、封止膜の成膜領域を規定する開口部を備えたマスクが基板に接した状態でCVD法により第1電極、発光層及び第2電極を覆うように封止膜を形成する。ここで、マスクは、0.1mmから10mmの板厚を有するマスク本体部と、マスク本体部の板厚よりも薄く形成された開口エッジ部とを有し、開口エッジ部が基板と接するように配置されていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
封止膜形成工程時には、まず基板の表面上にマスクの開口エッジ部が接するようにマスクを配置し、次にマスクの開口を介してCVD法により基板上の第1電極、発光層及び第2電極を覆うように封止膜を形成し、これにより封止を行う。マスクの開口の周縁部に位置する開口エッジ部はマスク本体部の板厚よりも薄く形成されているため、封止膜の膜厚への開口エッジ部の影響が軽減され、これにより封止膜の膜厚の均一性を向上させることができる。
The method for manufacturing an electroluminescent element according to the present invention includes a step of forming a first electrode on a substrate, a step of forming a light emitting layer on the first electrode, a step of forming a second electrode on the light emitting layer, A method of manufacturing an electroluminescent element including a step of forming a sealing film on a second electrode, wherein the mask includes an opening that defines a film formation region of the sealing film in the step of forming the sealing film A sealing film is formed so as to cover the first electrode, the light emitting layer, and the second electrode by a CVD method in a state where the substrate is in contact with the substrate. Here, the mask has a mask main body portion having a plate thickness of 0.1 mm to 10 mm, and an opening edge portion formed thinner than the plate thickness of the mask main body portion so that the opening edge portion is in contact with the substrate. It is the manufacturing method of the electroluminescent element characterized by arrange | positioning.
In the sealing film forming step, the mask is first arranged so that the opening edge of the mask is in contact with the surface of the substrate, and then the first electrode, the light emitting layer, and the second on the substrate are formed by CVD through the opening of the mask. A sealing film is formed so as to cover the electrodes, thereby sealing. Since the opening edge portion located at the peripheral edge of the mask opening is formed thinner than the plate thickness of the mask main body, the influence of the opening edge portion on the film thickness of the sealing film is reduced. The film thickness uniformity can be improved.
マスクの開口エッジ部は、マスクの基板に対向する面とは反対側の面を切り欠くことによりマスク本体部の板厚よりも薄く形成されていることが好ましい。
マスクの開口エッジ部は、マスク本体部に対して階段状の段差を生じるような断面形状に形成することができる。例えば、開口エッジ部がマスク本体部に対して1段の段差を生じるように形成することができ、このときマスク本体部と開口エッジ部との板厚差ΔTに対する開口エッジ部の幅Wの比率W/ΔTが0.5〜10であることが好ましい。
The opening edge portion of the mask is preferably formed thinner than the plate thickness of the mask main body portion by cutting out the surface of the mask opposite to the surface facing the substrate.
The opening edge of the mask can be formed in a cross-sectional shape that produces a stepped step with respect to the mask body. For example, the opening edge portion can be formed to have one step with respect to the mask main body portion. At this time, the ratio of the width W of the opening edge portion to the plate thickness difference ΔT between the mask main body portion and the opening edge portion. It is preferable that W / ΔT is 0.5 to 10.
また、マスクの開口エッジ部は、エッジ先端部に向かうほどその板厚が薄くなるように形成することができる。例えば、開口エッジ部は、テーパー状の断面形状を有する、または基板とは反対の方向へ凸状に突出した断面形状を有する、または基板の方向へ凹状に窪んだ断面形状を有するように形成することができる。
マスクは、補強部材により支持された状態で用いられることが好ましい。その場合、補強部材はマスク本体部に対応して配置されるリブを有することがより好ましい。
Moreover, the opening edge part of a mask can be formed so that the plate | board thickness may become thin, so that it goes to the edge front-end | tip part. For example, the opening edge portion has a tapered cross-sectional shape, or has a cross-sectional shape protruding convexly in a direction opposite to the substrate, or a cross-sectional shape recessed concavely toward the substrate. be able to.
The mask is preferably used in a state where it is supported by the reinforcing member. In that case, it is more preferable that the reinforcing member has a rib arranged corresponding to the mask main body.
この発明によれば、CVD法による封止膜のパターニング精度及び膜厚均一性の向上を図ることができる。 According to the present invention, the patterning accuracy and film thickness uniformity of the sealing film by the CVD method can be improved.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1を参照して、この発明の実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、適宜、有機EL素子と称する。)の製造方法を説明する。基板1の下面1a上にメタルマスク2が配置されており、メタルマスク2には図2に示されるような封止膜の成膜領域を規定する開口部3が貫通形成されている。メタルマスク2は、0.5mm程度の板厚を有するマスク本体部4を有すると共に、開口部3の周縁部に位置する開口エッジ部5がマスク本体部4の板厚よりも薄く形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
With reference to FIG. 1, the manufacturing method of the organic electroluminescent element (henceforth an organic EL element suitably) which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. A
また、メタルマスク2は、一対の主面のうち第1の主面2aが基板1の表面に接するように配置される。即ち、メタルマスク2の開口エッジ部5が基板1の表面に接するように配置されている。一方、メタルマスク2の第2の主面2bにおける開口エッジ部5が断面矩形状に切り欠かれてマスク本体部4よりも板厚ΔTだけ薄く形成されており、マスク本体部4と開口エッジ部5との間には段差が設けられている。
Further, the
なお、開口エッジ部5は、その幅Wがマスク本体部4と開口エッジ部5の板厚差ΔTに対して比率W/ΔT=0.5〜10となるように形成されることが好ましい。また、メタルマスク2は、インバー、コバール及びSUS430等から形成することができる。また、開口エッジ部5はマスク本体部4に対して上述のように1段の段差を生じる代わりに、複数段の段差を階段状に生じるように形成してもよい。
また、基板1の下面1a上には第1電極6、発光層7及び第2電極8が形成されており、メタルマスク2が基板1の下面1a上の所定の位置に配置されることで、発光層7の発光領域がメタルマスク2の開口部3内に位置して露出する一方、第1電極及び第2電極の電極取出し部等(図示せず)がメタルマスク2のマスク本体部4または開口エッジ部5により覆われるように構成されている。
The
Further, the
次に、有機EL素子の製造工程を説明する。
まず、第1電極6としてのITO付きの基板1の上にAlqなどの有機物からなる発光層7を公知の薄膜形成法を用いて形成する。発光層7としては、単一の層でもよく、また複数の層から構成されるものでもよい。なお、ここで発光層とは、単に光を発する層のみを意味するものではなく、例えば、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層等の組み合わせも含むものとする。
第1電極6上に発光層7を積層した後、発光層7の上に第2電極8としてのAlなどの金属又は金属合金などを発光層7と同様に真空蒸着法などの公知の薄膜形成法を用いて形成する。
次に、第1電極6、発光層7及び第2電極8を覆うように封止膜9を形成する封止膜形成工程を行う。封止膜9の形成時には、まず基板1の下面1a上にメタルマスク2を配置する。メタルマスク2の開口部3を介してプラズマCVD法により基板1上の第1電極6、発光層7及び第2電極8を覆うように封止膜9を形成し、これにより第1電極6、発光層7及び第2電極8が封止される。ここで、メタルマスク2のマスク本体部4は0.5mm程度の板厚を有するため、従来の薄い板厚を有するマスクに比べて剛性が向上され撓みが防止される。そのため、封止膜9を所望のパターンに精度よく形成することができる。
封止膜9としては、酸化窒素、酸化珪素、酸窒化珪素などを用いることができる。
Next, the manufacturing process of an organic EL element is demonstrated.
First, the
After the
Next, a sealing film forming step for forming a sealing
As the
また、メタルマスク2の開口エッジ部5はマスク本体部4の板厚よりも薄く形成されているため、封止膜9の膜厚への開口エッジ部5の影響が軽減され、これにより封止膜9の膜厚の均一性を向上させることができる。その結果、膜厚差による膜の応力集中が低減され、これにより水分やガスに対して優れたバリア性を確保することができ、水分やガスの有機EL素子内への浸入に起因した非発光部の発生による画質の劣化や輝度の低下、寿命の短縮化等の不具合を防止することができる。
なお、薄い板厚に形成されるのは開口エッジ部5のみであるので、メタルマスク2全体として優れた強度を保持することができる。
Further, since the
In addition, since only the
なお、上述の実施の形態では、開口エッジ部5がほぼ一定の板厚を有すると共にマスク本体部4に対して段差を生じるような断面形状を有していたが、その代わりに、開口エッジ部5の板厚がエッジ先端部に向かうほどその板厚が薄くなるように形成しても、上述の実施の形態と同様の効果が得られる。例えば、開口エッジ部5が、図3に示すようにテーパー状の断面形状を有する、または図4に示すように基板1とは反対の方向へ凸状に突出した断面形状を有する、または図5に示すように基板1の方向へ凹状に窪んだ断面形状を有するように形成することができる。
In the above-described embodiment, the
また、図3に示されるように開口エッジ部5がテーパー状の断面形状を有するものの変形例として、開口エッジ部5が図6(a)に示すエッジ先端部、図6(b)に示すエッジ基端部、図6(c)に示すエッジ先端部及び基端部の双方にそれぞれ段差を有するように形成することもできる。なお、開口エッジ部5が図4または図5の断面形状を有するものについても、そのエッジ先端部及び基端部の少なくとも一方に段差を有するように形成することもできる。
Further, as shown in FIG. 3, as a modification of the case where the opening
また、メタルマスク2を、図7に示されるように、メタルマスク2の周縁部を保持するマスクフレーム10と、マスク本体部4に対応して配置され且つこのマスク本体部4を保持するリブ11とを有する補強部材を用いて基板1の下面1aに向かって支持すれば、メタルマスク2の撓みを確実に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the
なお、上述の実施の形態では、メタルマスク2のマスク本体部4は0.5mm程度の板厚を有していたが、これに限定されるものではなく、マスク本体部4が0.1mmから10mmの板厚を有するものであればよい。特に、マスク本体部4が0.1〜1mm程度の板厚を有することが好ましい。
また、メタルマスク2の代わりに、セラミック等のメタル以外の材質から形成されたマスクを用いても、上述の実施の形態と同様の効果が得られる。
In the above-described embodiment, the mask
Further, even when a mask formed of a material other than metal such as ceramic is used instead of the
なお、上述の実施の形態では、メタルマスク2の第1の主面2aが基板1の下面1aに対向するように配置し、基板1の下面1aに形成された第1電極6、発光層7及び第2電極8を覆うようにメタルマスク2の開口を通して封止膜9を形成する、いわゆるデポアップ方式の形成方法について説明したが、これに限るものではなく、この発明は、メタルマスク2の第1の主面2aが基板1の上面に対向するように配置し、基板1の上面に形成された図示されない第1電極、発光層及び第2電極を覆うようにメタルマスク2の開口を通して封止膜9を形成する、いわゆるデポダウン方式の形成方法にも適用される。
In the above-described embodiment, the first
また、上述の実施の形態では、プラズマCVD法により封止膜9を形成していたが、その代わりに、熱CVD法等の他のCVD法を用いることもできる。
In the above-described embodiment, the sealing
また、上述の実施の形態では、有機EL素子の製造方法を示したが、これに限らず、無機EL素子であってもよい。 Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the manufacturing method of the organic EL element was shown, not only this but an inorganic EL element may be sufficient.
また、上述の実施の形態では、第1電極6がITOを使用し、第2電極8がAlなどの金属又は金属合金を使用していたが第1電極6がAlなどの金属又は金属合金を使用し、第2電極8がITOなどの透明な電極を用いてもよい。当然、第1電極6及び第2電極8がそれぞれITOなどの透明な電極を用いてもよい。
In the above embodiment, the
1 基板、1a 下面、2 メタルマスク、2a 第1の主面、2b 第2の主面、3 開口、4 マスク本体部、5 開口エッジ部、6 第1電極、7 発光層、8 第2電極、9 封止膜、10 マスクフレーム、11 リブ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記封止膜を形成する工程において、前記封止膜の成膜領域を規定する開口部を備えたマスクが前記基板に接した状態でCVD法により前記第1電極、前記発光層及び前記第2電極を覆うように前記封止膜を形成し、
前記マスクは、0.1mmから10mmの板厚を有するマスク本体部と、該マスク本体部の板厚よりも薄く形成された開口エッジ部とを有し、
前記開口エッジ部が前記基板と接するように配置されている
ことを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 Forming a first electrode on the substrate; forming a light emitting layer on the first electrode; forming a second electrode on the light emitting layer; and forming a sealing film on the second electrode. A method of manufacturing an electroluminescent element including a step of forming,
In the step of forming the sealing film, the first electrode, the light emitting layer, and the second are formed by a CVD method in a state where a mask having an opening that defines a film formation region of the sealing film is in contact with the substrate. Forming the sealing film so as to cover the electrode;
The mask has a mask body portion having a plate thickness of 0.1 mm to 10 mm, and an opening edge portion formed thinner than the plate thickness of the mask body portion,
The manufacturing method of an electroluminescence element, wherein the opening edge portion is disposed so as to be in contact with the substrate.
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