JP2008041327A - マスクおよびマスクを使用した表示素子ならびにマスクを使用した表示素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被成膜物上に所定パターンを形成するために用いられ、その上下面を貫通するとともに前記所定パターンに対応した開口部が設けられたマスクであって、前記マスクと前記被成膜物とを重ねた状態で、前記開口部におけるエッジ部分の被成膜物側周囲に、空隙部が設けられている。
【選択図】図1
Description
さらに詳しくは、所定形状を表示する有機エレクトロルミネッセンス(以下「有機EL」と言う。)素子を利用した表示素子の陰極形成の際に用いられるマスクに関する。
このような発光層上の陰極を有する部分には、陰極の形状によって発光制御や発光制限ができるようになっている。一方、陰極を有しない部分は、封止に使用される部分、あるいは複数の陰極配線を有する有機EL素子において、陰極間の電気的な絶縁を目的としている。
しかしながら、マスクと基板の発光層との間の距離を離しすぎると、所定パターンに形成すべき陰極の端部が不揃いとなる場合が生じてしまう。
まうことのないマスクおよびマスクを使用した表示素子の製造方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は例えば以下の(1)〜(21)の態様を含む。
被成膜物上に所定パターンを形成するために用いられ、その上下面を貫通するとともに前記所定パターンに対応した開口部が設けられたマスクであって、
前記マスクと前記被成膜物とを重ねた状態で、
前記開口部におけるエッジ部分の被成膜物側周囲に、空隙部が設けられていることを特徴とするマスク。
前記マスクの前記開口部におけるエッジ部分の被成膜物側周囲に、複数の凸部を設けることにより、
少なくとも前記マスクと前記被成膜物との間に前記空隙部が設けられることを特徴とする前記(1)に記載のマスク。
前記凸部が、樹脂、金属、金属酸化物のいずれかより成ることを特徴とする前記(2)に記載のマスク。
前記樹脂が、光硬化型樹脂あるいは熱硬化型樹脂であることを特徴とする前記(3)に記載のマスク。
前記マスクと前記被成膜物との間に、前記マスクに形成された前記開口部よりも若干大きなサブ開口部が形成されたサブマスクを配置することにより、
少なくとも前記マスクと前記被成膜物との間に前記空隙部が設けられることを特徴とする前記(1)に記載のマスク。
前記マスクと前記サブマスクとが、互いに固定されていることを特徴とする前記(5)に記載のマスク。
前記マスクと前記サブマスクとが、スポット溶接、接着剤・熱硬化型樹脂による接着または圧着のいずれかによって固定されていることを特徴とする前記(6)に記載のマスク。
前記マスクと前記サブマスクの熱膨張係数が、同一であることを特徴とする前記(5)から(7)のいずれかに記載のマスク。
前記マスクの前記開口部の外方に、前記被成膜物方向に突出した突起状部を形成するこ
とにより、
少なくとも前記マスクと前記被成膜物との間に前記空隙部が設けられることを特徴とする前記(1)に記載のマスク。
前記突起状部が、プレス加工またはレーザ加工によって形成されていることを特徴とする前記(9)に記載のマスク。
前記マスクと前記被成膜物との間に形成される前記空隙の高さが、
1μm〜500μmの範囲内であることを特徴とする前記(1)から(10)のいずれかに記載のマスク。
前記マスクにおける前記開口部の前記エッジ部分と、前記空隙の端部との間の距離が、
5μm〜1000μmの範囲内であることを特徴とする前記(1)から(11)のいずれかに記載のマスク。
前記マスクが、蒸着用のマスクであることを特徴とする前記(1)から(12)のいずれかに記載のマスク。
前記被成膜物が、基板上に陽極、発光層をこの順で形成した積層体の前記発光層であることを特徴とする前記(1)から(13)のいずれかに記載のマスク。
前記発光層が、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層であることを特徴とする前記(14)に記載のマスク。
前記所定パターンが、陰極であることを特徴とする前記(1)から(15)のいずれかに記載のマスク。
前記(1)から(16)のいずれかに記載のマスクを使用して、基板上に陽極、発光層をこの順で形成した積層体の前記発光層の上面に陰極が形成されていることを特徴とする表示素子。
前記陰極が蒸着によって形成されていることを特徴とする前記(17)に記載の表示素子。
有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする前記(17)または(18)に記載の表示素子。
前記(1)から(19)のいずれかに記載のマスクを使用した表示素子の製造方法であって、
基板上に陽極、発光層をこの順で形成した積層体を準備する工程と、
前記積層体の前記発光層側に前記マスクを配設する工程と、
前記マスクの開口部の下方に、陰極と成る蒸着源を配置する工程と、
前記マスクの前記開口部を介して前記発光層上に陰極を蒸着する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする表示素子の製造方法。
前記表示素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする前記(20)に記載の表示素子の製造方法。
また、所定パターンを形成する際に被成膜物に開口部のエッジ部分が接触することがないため、被成膜物が基板上に陽極、発光層をこの順で形成した積層体の発光層である場合には、発光層を開口部のエッジ部分で傷を付けてしまうことがなく、発光層上に陰極を蒸着しても、陽極と陰極とが導通して短絡してしまうことを確実に防止することができる。
さらに、マスクと被成膜物との間に、マスクに形成された開口部よりも若干大きなサブ開口部が形成されたサブマスクを配置することで、少なくともマスクと被成膜物との間に空隙部を設ければ、簡単な加工でマスクと被成膜物との間に空隙部を設けることができ、生産コストを抑えることができる。
さらに、マスクにおける開口部のエッジ部分と、空隙の端部との間の距離が、5μm〜1000μmの範囲内であれば、万が一、基板とマスクとの間で位置ズレが生じても、所定パターンである陰極形成位置である被成膜物に傷を付けてしまうことを確実に防止することができる。
さらに、上記のマスクを使用し、基板上に陽極、発光層をこの順で形成した積層体の発光層の上面に陰極を形成した表示素子とすれば、被成膜物である発光層をマスクにおける開口部のエッジ部分で傷を付けてしまうことがないため、陰極と陽極とが導通して短絡してしまうことを確実に防止することができる。
本発明のマスクは、被成膜物上に所定パターンを形成する際に用いられ、上下面を貫通するとともに所定パターンに対応した開口部が設けられたものである。
さらに基板上に陽極、発光層をこの順で形成した積層体上に陰極を形成したものを、表示素子、より具体的には有機EL素子とする。
1)陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層、
2)陽極バッファー層/発光層/電子輸送層、
3)陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層、
4)陽極バッファー層/正孔輸送性化合物、発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、5)陽極バッファー層/正孔輸送性化合物、発光性化合物を含む層、
6)陽極バッファー層/発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、
7)陽極バッファー層/正孔電子輸送性化合物、発光性化合物を含む層、
8)陽極バッファー層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層、
が形成されたものでも良いものである。
なお本明細書中では、便宜上、表示素子10を構成する基板12から陽極14に向かう方向を「上」と表現する。
このようなマスクは、マスク20に設けられた開口部22のエッジ部分26が、陰極18が形成される発光層16に直接接触しないように、マスク20の開口部28におけるエッジ部分26の発光層16側周囲に、空隙30が設けられている。
このとき、マスク20aの開口部22aのエッジ部分26aは、サブマスク20bのサブ開口部22bによって、直接に発光層16と接触しないようになっているため、発光層16をマスク20aにおける開口部22aのエッジ部分26aで傷を付けてしまうことがない。
以上のようにマスク20を用いて、基板12の発光層16上に蒸着によって陰極18を形成すれば、発光層16上の陰極18の形成部分にマスク20aの開口部22aのエッジ部分26aが直接に接触することがないため、発光層16に傷を付けることなく、陰極18と陽極14とが確実に電気的に絶縁させることができる。
。
図2に示したマスクは、基本的には、図1に示した実施例のマスクと同じ構成であるので、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
凸部20cの材質として樹脂を用いた場合には、真空状態で昇華したりガスが発生しない樹脂を用いることが好ましく、より好ましくは、光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、ポリイミドのいずれかを用いると良い。
さらに、凸部20cの材質として金属を用いた場合には、真空状態で昇華したりガスが発生しない金属を用いることが好ましく、より好ましくは、銅、クローム、チタン、鉛、スズのいずれかを用いると良い。
図3に示したマスクは、基本的には、図1に示した実施例のマスクと同じ構成であるの
で、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
このような突起状部20dは、マスク20をプレス加工やレーザ加工することで形成することができる。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものではなく、例えば、本発明では陰極を形成する方法として、蒸着法を用いた場合を例に説明を行ったが、他にもスパッタリング法やイオンプレーティング法などを用いることも可能であり、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変形、変更が可能なものである。
[実験例1]
100mm角のガラス基板上にITO(酸化インジウム錫)電極(陽極)が形成され、さらにITO(酸化インジウム錫)電極(陽極)上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)・ポリスチレンスルホン酸を、回転数3500rpm、塗布時間40秒の条件で、スピンコート法で塗布した。
続いて、陽極バッファー層上に、発光性高分子化合物を窒素雰囲気中でトルエンに溶解した溶液を、回転数3000rpm、回転時間30秒の条件で、スピンコート法で塗布した。
次に、図4(a)に示したように縦10mm×横10mmの開口部22aおよび幅1mmの配線引き出し部24aを有し、板厚0.5mmのステンレス板(材質:SUS430)からなる100mm角のマスク20aと、
図4(b)に示したように縦10.2mm×横10.2mmのサブ開口部22bおよび幅1.2mmのサブ配線引き出し部24bを有し、板厚0.5mmのステンレス板(材質:SUS430)からなる100mm角のサブマスク20bとを準備した。
さらにマスク20aとサブマスク20bとを重ね合わせ、四角をスポット溶接法によってスポット溶接することで一体型のマスク20を得た。
この状態で、マスク20と、陽極14と発光層16とが形成された基板12とを、真空蒸着装置(図示せず)内に載置した。このとき、マスク20aにおける開口部22aの直下400mmの位置には、蒸着源が配置された状態であった。
これにより、マスク20aの開口部22aと同じ形状の陰極18を発光層16上に形成し、表示素子10(有機EL素子)を作製した。
また、陰極18と陽極14との間に8Vの直流電圧を印加したところ、有機EL発光が確認され、陰極18と陰極18とが電気的に絶縁されていることが確認された。
[実験例2]
実験例1と同様に縦10mm×横10mmの開口部22aおよび幅1mmの配線引き出し部24aを有し、板厚0.5mmのステンレス板(材質:SUS430)からなる100mm角のマスク20aを準備し、このマスク20aの開口部22aの外側周囲に、UV硬化型エポキシ接着剤からなる直径0.5mm、高さ0.05mmの凸部20cを複数形成した。
こうして得られた表示素子10(有機EL素子)の陰極18と陽極14との間の電気抵抗を測定したところ、10MΩを超えることが確認された。
[実験例3]
実験例1と同様に縦10mm×横10mmの開口部22aおよび幅1mmの配線引き出し部24aを有し、板厚0.5mmのステンレス板(材質:SUS430)からなる100mm角のマスク20aを準備し、このマスク20aの開口部22aの外側周囲に、センターポンチを打ち付けて、直径0.3mm、高さ0.1mmの突起状部20dを形成した。
こうして得られた表示素子10(有機EL素子)の陰極18と陽極14との間の電気抵抗を測定したところ、10MΩを超えることが確認された。
[比較実験例1]
実験例1において、図4(b)に示したようなサブマスク20bを使用しないこと以外は、実験例1と同様の方法で陰極18の形成を行った。
また、陰極18と陽極14との間に8Vの直流電圧を印加したところ、有機EL発光が確認されたが、同時に表示素子10(有機EL素子)の発光面が一部欠落していた。
[実験結果]
上記の実験例1から3によれば、基板の発光層上面の陰極形成部に、マスクにおける開
口部のエッジ部分で傷を付けてしまうことなく、陰極を形成することができ、確実に陰極と陽極とを絶縁することができることが確認された。
12・・・基板
14・・・陽極
16・・・発光層
18・・・陰極
20・・・マスク
20a・・マスク
20b・・サブマスク
20c・・凸部
20d・・突起状部
22・・・開口部
22a・・開口部
22b・・サブ開口部
24a・・配線引き出し部
24b・・サブ配線引き出し部
26・・・エッジ部分
26a・・エッジ部分
26b・・サブエッジ部分
30・・・空隙
32・・・蒸着源
A・・・距離
100・・・基板
102・・・陽極
104・・・発光層
106・・・陰極
108・・・傷
110・・・マスク
112・・・開口部
114・・・エッジ部分
116・・・蒸着源
Claims (21)
- 被成膜物上に所定パターンを形成するために用いられ、その上下面を貫通するとともに前記所定パターンに対応した開口部が設けられたマスクであって、
前記マスクと前記被成膜物とを重ねた状態で、
前記開口部におけるエッジ部分の被成膜物側周囲に、空隙部が設けられていることを特徴とするマスク。 - 前記マスクの前記開口部におけるエッジ部分の被成膜物側周囲に、複数の凸部を設けることにより、
少なくとも前記マスクと前記被成膜物との間に前記空隙部が設けられることを特徴とする請求項1に記載のマスク。 - 前記凸部が、樹脂、金属、金属酸化物のいずれかより成ることを特徴とする請求項2に記載のマスク。
- 前記樹脂が、光硬化型樹脂あるいは熱硬化型樹脂であることを特徴とする請求項3に記載のマスク。
- 前記マスクと前記被成膜物との間に、前記マスクに形成された前記開口部よりも若干大きなサブ開口部が形成されたサブマスクを配置することにより、
少なくとも前記マスクと前記被成膜物との間に前記空隙部が設けられることを特徴とする請求項1に記載のマスク。 - 前記マスクと前記サブマスクとが、互いに固定されていることを特徴とする請求項5に記載のマスク。
- 前記マスクと前記サブマスクとが、スポット溶接、接着剤・熱硬化型樹脂による接着または圧着のいずれかによって固定されていることを特徴とする請求項6に記載のマスク。
- 前記マスクと前記サブマスクの熱膨張係数が、同一であることを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載のマスク。
- 前記マスクの前記開口部の外方に、前記被成膜物方向に突出した突起状部を形成することにより、
少なくとも前記マスクと前記被成膜物との間に前記空隙部が設けられることを特徴とする請求項1に記載のマスク。 - 前記突起状部が、プレス加工またはレーザ加工によって形成されていることを特徴とする請求項9に記載のマスク。
- 前記マスクと前記被成膜物との間に形成される前記空隙の高さが、
1μm〜500μmの範囲内であることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のマスク。 - 前記マスクにおける前記開口部の前記エッジ部分と、前記空隙の端部との間の距離が、
5μm〜1000μmの範囲内であることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のマスク。 - 前記マスクが、蒸着用のマスクであることを特徴とする請求項1から12のいずれかに
記載のマスク。 - 前記被成膜物が、基板上に陽極、発光層をこの順で形成した積層体の前記発光層であることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載のマスク。
- 前記発光層が、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層であることを特徴とする請求項14に記載のマスク。
- 前記所定パターンが、陰極であることを特徴とする請求項1から15のいずれかに記載のマスク。
- 請求項1から16のいずれかに記載のマスクを使用して、基板上に陽極、発光層をこの順で形成した積層体の前記発光層の上面に陰極が形成されていることを特徴とする表示素子。
- 前記陰極が蒸着によって形成されていることを特徴とする請求項17に記載の表示素子。
- 有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項17または18に記載の表示素子。
- 請求項1から19のいずれかに記載のマスクを使用した表示素子の製造方法であって、
基板上に陽極、発光層をこの順で形成した積層体を準備する工程と、
前記積層体の前記発光層側に前記マスクを配設する工程と、
前記マスクの開口部の下方に、陰極と成る蒸着源を配置する工程と、
前記マスクの前記開口部を介して前記発光層上に陰極を蒸着する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする表示素子の製造方法。 - 前記表示素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項20に記載の表示素子の製造方法。
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