JP2006164973A - 有機電界発光素子およびその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクを用いて有機ＥＬ層を形成する過程で、マスクが基板の下の磁石による磁力によって基板に向けて垂れることを防止する。
【解決手段】本発明に係る有機電界発光素子の製造方法は、基板１上に多数のアノード電極層２を形成する段階、上記アノード電極層２の所定の領域を除外した領域に絶縁膜を形成する段階、アノード電極層２と交差する多数の隔壁５を形成する段階、上記アノード電極層２間の所定の領域に補助隔壁５０を形成する段階、及びマスクＭを利用して多数の有機物層及びカソード電極層を形成する段階を含む。有機ＥＬ層形成工程で用いられたマスクに磁力が作用しても垂れることが発生せず、従って、隔壁の損傷及び有機物粒子の発生を予防することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、アクティブマトリックス（ＡＭ）及びパッシブマトリックス（ＰＭ）タイプの有機電界発光素子及びその製造方法に関するものである。より詳しくは、本発明は、有機材料層を蒸着するための製造工程中、使用されるマスクの変形によって生じる、隔壁及び有機物の損傷を防止することができる構造を持つ有機電界発光素子及びその製造方法に関するものである。

有機電界発光は、有機物（低分子または高分子）薄膜内に、陰極と陽極を介して注入された電子と正孔が再結合して励起子を形成し、形成された励起子からのエネルギーにより特定の波長の光が発生される現象である。このような現象を用いた有機電界発光素子の構造及び製造段階を下記の如く説明する。

図１は、従来の（本発明でも同様）有機電界発光素子の平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、有機電界発光素子の構成を示している。
有機電界発光素子は、透明基板１上に配列されたアノード電極層２、アノード電極層２上に形成された有機電界発光層３（以下、“有機ＥＬ層”という）、有機ＥＬ層３上に形成されたカソード電極層４からなる。

有機ＥＬ層３は、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層が積層構成され、各カソード電極層４（有機ＥＬ層含む）は、隣接するカソード電極層と一定の間隔を維持する。ここで、基板１上に配列されたアノード電極層２は、アノード電極の機能を果たし、各カソード電極層４は、カソード電極の機能を果たす。

隣接する二つのカソード電極層４間に形成された空間には、カソード電極層４を分離するための隔壁５が形成され、上記隔壁５は、絶縁膜４ａを介してアノード電極層２と分離されている。一方、有機ＥＬ層３の形成工程及びカソード電極層４の形成工程中、各隔壁５の上部にも有機ＥＬ物質及びカソード電極物質が蒸着されるが、上記隔壁の上部に形成された有機ＥＬ物質及びカソード電極物質は素子の要素としての機能を果たさない。

以上のような構造を持つ有機電界発光素子を製造する各段階を、図面により以下説明する。
まず、基板１上に多数のアノード電極層２を形成し、アノード電極層２の一部領域（発光領域）を除いて、全体領域に絶縁膜４ａを形成する。その後、アノード電極層２を横切る形態で多数の隔壁５を形成し、以後、隔壁５を含む全体構造上部に、有機ＥＬ層３とカソード電極層４を順次に形成する。

一方、有機ＥＬ層３は、Ｒ、Ｇ及びＢ発光領域ごとに、異なる種類の有機物が蒸着されていなければならない。図２では、２個の隔壁５間に、単一の有機ＥＬ層３及びカソード電極層４が示されているが、その両側にも同じ構造の有機ＥＬ層及び金属層が形成され、Ｒ、Ｇ及びＢ発光領域を形成されることはもちろんである。

各ピクセル領域に当該有機物層を形成するための工程では、金属マスクが用いられ、有機ＥＬ層３を形成する工程でマスクと隔壁５との関係を、図３により以下、説明する。
図３（ａ）は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、隔壁５を形成した後、有機ＥＬ層形成直前の状態を示している。

上述のように、隔壁５を形成した後、有機ＥＬ層３を形成するためにはマスクＭが用いられるが、このマスクＭは隔壁５上に位置する。マスクＭには，基板１の下部に設けられた磁石（未図示）から発生する磁力が作用し、従って、マスクＭが、磁力によって動かない安定な状態で、有機ＥＬ層形成工程が進行する。

有機ＥＬ層蒸着工程中に、磁力が作用するマスクＭは磁力によって基板１のほうへ引き寄せられる状態になり、従って、図３（ｂ）に示されるように、マスクＭは隔壁５、特に隔壁５のエッジ部位と接触するようになる。このようなマスクＭと隔壁５の接触は、隔壁５の損傷（特に隔壁５のエッジ部位での損傷）を引き起こし、隔壁５の損傷による粒子を発生することになる。

一方、例えば、Ｒ発光領域に当該有機ＥＬ層を形成した後、隣接するＧ発光領域またはＢ発光領域のために当該有機ＥＬ層が形成される。マスクを用いてＧ発光領域またはＢ発光領域に当該有機ＥＬ層を形成する過程で、マスクＭは磁力によって図３（ｂ）のように基板１に向けて垂れるようになる。

従って、図３（ｂ）に示されるように、マスクＭとＲ発光領域に形成されている有機ＥＬ層３が接触することにより、有機ＥＬ層３に損傷が発生し、さらに有機物粒子が発生するようになる。
隔壁損傷によって発生された粒子及び有機物粒子が、有機ＥＬ層３上に存在するようになれば、このような粒子は素子内の漏洩電流の原因となり、製品の不良を引き起こすことになる。

本発明は、有機電界発光素子の有機ＥＬ層形成工程で発生される詳述した問題点を解決するためのものであり、有機ＥＬ層形成工程時に用いられるマスクの変形による隔壁及び有機物の損傷を防止することができる構造を有する有機電界発光素子及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る有機電界発光素子は、アノード電極層とカソード電極層が交差する発光領域に形成される複数のピクセルを含み、上記アノード電極層間にはマスク支持部が形成される。

また、本発明に係る有機電界発光素子の製造方法は、基板上に多数のアノード電極層を形成する段階、上記アノード電極層の所定の領域を除外した領域に絶縁膜を形成する段階、アノード電極層と交差する多数の隔壁を形成する段階、上記アノード電極層間の所定の領域に補助隔壁（マスク支持部材）を形成する段階、及びマスクを用いて多数の有機物層及びカソード電極層を形成する段階、を含む。

本発明に係る有機電界発光素子では、有機ＥＬ層形成工程で用いられたマスクに磁力が作用しても垂れることが発生せず、従って、隔壁の損傷及び有機物粒子の発生を予防することができる効果がある。また、本発明は、製造工程中にマスクが有機物層と接触する程度に垂れることを予防するのに効果的である。

以下、本発明を添付図面に基づいて、詳細に説明する。
本発明に係る有機電界発光素子は、隔壁形成後、行われる有機ＥＬ層形成工程で使われるマスクの変形を防止する構造を有することがその特徴であり、従って、素子の全体的な構成は、図１及び図２に示された有機電界発光素子の構成と同一である。

従って、本発明に係る有機電界発光素子を、図１及び図４を参照して説明する。図４は、図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、図１に示された有機ＥＬ層及びカソード電極層は図示されず、３個のアノード電極層２のみを示している。図４では、図１と同じ要素に同じ符号を付する。

本発明の好ましい一実施例に係る有機電界発光素子では、隣接するアノード電極層２間の領域（図１の点線部分）に、マスク支持部として所定高さの補助隔壁５０を形成することである。補助隔壁５０は、一般にアノード電極層２と同じ方向に延びる。アノード電極層２は、カソード電極層４が延びる方向と交差する方向、より具体的には、これと実質的に直交する方向に延びる。隔壁５は、一般にカソード電極層４の延長方向と一致して、アノード電極層２と交差する方向に延びる。本発明の好ましい実施例では、補助隔壁５０は隔壁５と交差しない。従って、補助隔壁５０は、隔壁５の延長方向と一般的に直交する方向に延び、個別に分割された隔壁である。本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子の製造段階を、図１及び図４を基に、下記に説明する。

まず、ガラス基板１上に多数のアノード電極層２を形成し、各アノード電極層２の所定領域（即ち、発光領域）を除外した領域に、絶縁膜４ａを形成する。
アノード電極層２を横切って多数の隔壁５を形成し、続いて、アノード電極層２間の各領域（代りに、例えば全ての他の領域）に補助隔壁５０を形成する。このとき、図１及び５に示されるように、各補助隔壁５０は隔壁５と離れた状態にあり、補助隔壁５０を、複数の第１隔壁５０といい、また、隔壁５を、複数の第２隔壁５という。ここで、補助隔壁５０は隔壁形成工程時、補助隔壁形成用パターンが形成されたマスクを用いて隔壁５と共に形成することが、工程の短縮のために好ましい。

その後、マスクＭを用いて、隔壁５及び補助隔壁５０を含む全体構造上部に、有機ＥＬ層Ｒ、Ｇ及びＢ、並びにカソード電極層を形成する。
絶縁膜４ａ上に補助隔壁５０を形成した後、マスクＭを用いて有機ＥＬ層を形成する場合、基板１下部に位置した磁性体の磁力がマスクＭに作用しても、マスクＭは、図１に示されたようなアノード電極層２を横切る隔壁５及び、図４に示されたようなアノード電極層２間に形成された補助隔壁５０によって、垂れまたは変形が発生しない。

特に、アノード電極層２を横切る隔壁５間に多数の補助隔壁５０が位置するために、隔壁５間の間隔が広くても、図３（ｂ）に示されたようなマスクＭの垂れ、または変形は発生しない。

図５は、図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、図１に図示された有機ＥＬ層及びカソード電極層は図示されず、図１と同じ要素には同じ符号を付する。
図５は、アノード電極層２を横切る隔壁５と、アノード電極層２間に形成された補助隔壁５０の関係を示している。図５に示されるように、アノード電極層２を横切る隔壁５間に補助隔壁５０が位置するために、磁力による有機ＥＬ層形成用マスクＭの、垂れのような変形は起こらない。補助隔壁５０は、図５に示されるように、一般に断面が長方形や台形の形状でありうる。

上述した本発明の好ましい実施形態は、例示の目的のために開示されたものである。本発明に対する通常の知識を有する当業者ならば、本発明の思想と範囲内で様々な修正、変更、付加が可能である。このような修正、変更及び付加は、本発明の特許請求の範囲に属するものである。

従来及び本発明の有機電界発光素子の平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 (a)は、図１の線Ｂ−Ｂに沿って切欠した状態の断面図で、マスクＭを載置した初期状態を示す図であり、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図で、マスクＭが垂れている状態を示す図である。 本発明に係る有機電界発光素子の断面図であり、図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図と対応する図である。 本発明に係る有機電界発光素子の断面図であり、図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図と対応する図である。

符号の説明

１ ガラス基板
２ アノード電極層
４ａ 絶縁膜
５、５０ 隔壁
Ｍ マスク

Claims (20)

1. アノード電極層とカソード電極層の交差領域により規定される発光領域、及び
   互いに隣接するアノード電極層間に形成される複数の第１隔壁、を含むことを特徴とする有機電界発光素子。
2. 上記複数の第１隔壁は、上記カソード電極層中のいずれか一つのカソード電極層に沿って、全ての隣接するアノード電極層間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
3. 上記複数の第１隔壁は、上記カソード電極層中のいずれか一つのカソード電極層に沿って、交互に隣接するアノード電極層間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
4. 上記アノード電極層は、第１方向に延び、上記カソード電極層は第２方向に延び、上記複数の第１隔壁は、上記第１方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
5. 上記有機電界発光素子は、アクティブマトリックスタイプであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
6. 互いに隣接するカソード電極間に形成される複数の第２隔壁をさらに含み、上記複数の第２隔壁はそれぞれ上記アノード電極層と交差して延び、上記第１隔壁は上記第２隔壁間に位置することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
7. 上記第１隔壁及び第２隔壁は、同じ物質からなることを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子。
8. 上記第１隔壁及び第２隔壁は、上記有機電界発光素子の製造工程中、マスクを支持できるように同じ高さまで延ばすことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子。
9. アノード電極層及びカソード電極層の交差する領域により規定される複数の発光領域、
   互いに隣接するアノード電極層間に形成された複数の第１隔壁、及び
   互いに隣接するカソード電極層間にそれぞれ形成された複数の第２隔壁を含むことを特徴とする有機電界発光素子。
10. 上記アノード電極層は第１方向に延び、上記カソード電極層は第２方向に延び、上記複数の第１隔壁は上記第１方向にそれぞれ延びることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
11. 上記複数の第２隔壁は、上記第２方向にそれぞれ延びることを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子。
12. 上記複数の第２隔壁は、それぞれ上記アノード電極層と交差して延び、上記第１隔壁はそれぞれ上記第２隔壁間に位置することを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
13. 上記第１隔壁及び第２隔壁は、同じ物質からなることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
14. 上記第１隔壁及び第２隔壁は、有機電界発光素子の同じ層に配置されることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
15. 上記第１隔壁及び第２隔壁は、同じ高さまで延びることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
16. 上記有機電界発光素子は、パッシブマトリックスタイプであることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
17. 有機電界発光素子の製造方法において、
    アノード電極層とカソード電極層の交差する領域により規定される複数の発光領域を形成する段階、及び
    互いに隣接するアノード電極層間に複数の第１隔壁を形成する段階、を含むことを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
18. 互いに隣接するカソード電極層間にそれぞれ形成される複数の第２隔壁を形成する段階をさらに、含むことを特徴とする 請求項１７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
19. 第１隔壁及び第２隔壁の上部にマスクを載置する段階、及び
    上記マスクを用いて有機物層及び複数のカソード電極層を形成する段階をさらに、含むことを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
20. 上記第１隔壁及び第２隔壁は、単一の積層工程で同時に形成されることを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光素子の製造方法。

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