JP2848383B1 - 有機ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 電極間ショートの発生を防止した高歩留まり
の有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子の製造
方法を提供する。 【解決手段】 透明基板１の表面に一方向に向けて複数
本の第１の透明電極（陽極）２を形成する工程と、前記
第１の透明電極２上にこれと直交する方向に複数本の絶
縁性の隔壁３を形成する工程と、前記隔壁３上に有機層
４及び第２の電極（陰極）５，６を形成する工程と、前
記基板１上に封止ガラスキャップ７を接着して内部を真
空状態とする工程と、前記封止ガラスキャップ７の外側
からレーザ光９を前記隔壁３上へ照射し、前記第２の電
極５，６を分離する工程を含んでいる。第２電極を分離
するためのレーザの照射時に、封止ガラスキャップによ
り内部を真空状態としているため、第２電極のショート
が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機ＥＬ（エレクト
ロ・ルミネッセンス）素子の製造方法に閑するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の有機ＥＬ素子では、製造工程にレ
ーザ加工を利用する製造方法が提案されている。例え
ば、特開平９−５０８８８号公報に述べられている製造
方法を図６に示す。先ず、図６（ａ）のように、透明な
ガラス基板１０１の表面上に透明な陽極１０２を形成し
た後、図６（ｂ）のように、有機ＥＬ素子の画素を形成
する画素領域１０８が除去されるように絶縁物であるレ
ーザ保護層１０３を形成する。次に、図６（ｃ）のよう
に、真空蒸着法により、有機材料からなる発光機能層１
０４およぴ陰極材料１０５を形成した後、図６（ｄ）の
ように、レーザ加工部分１０７の上方よりＹＡＧレーザ
（ＳＨＧ，ＴＨＧ含む）あるいはエキシマレーザからな
るレーザ光を照射して、レーザ加工部分１０７の発光機
能層１０４および陰極材料１０５を蒸発させて陰極１０
６を形成することにより、画素領域１０８に対応した複
数の画素を有する有機ＥＬ素子が得られる。

【０００３】また、他の製造方法を図７に示す。先ず、
図７の（ａ）のように、透明なガラス基板１０１上に図
６の場合と同様に透明な陽極１０２を形成した後、図７
（ｂ）のように、有機物からなる発光機能層１０４、陰
極材料１０５を順次真空蒸着する。その後、図７（ｃ）
のように、表面が陰極材料よりも反射率の低い状態のレ
ーザ吸収層１０９を形成した上で、図７（ｄ）のよう
に、所定のレーザ光をレーザ加工部分１０７の上方より
照射して、レーザー吸収層１０９および陰極材料１０５
を蒸発させ、図７（ｅ）のように、陰極１０６を形成す
ることにより、画素領域１０８に対応した複数の画素を
有する有機ＥＬ素子が得られる。

【０００４】さらに、図８の製造方法では、また、図８
（ａ）のように、透明なガラス基板１０１の表面に透明
な陽極を形成した後、図８（ｂ）のように、画素領域１
０８が除去された形状でレーザ保護層１０３を形成す
る。次に、図８（ｃ）のように、有機物からなる発光機
能層１０４、陰極材料１０５を真空蒸着法で順次形成
し、更にレーザー吸収層１１１を形成した後、図８
（ｄ）のように、レーザ加工部分１０７の上方よりレー
ザ光を照射してレーザー加工部分１０７の発光機能層１
０４、陰極材料１０５およびレーザ吸収層１１１を蒸発
させて除去すると、図８（ｅ）のように陰極１２０が形
成されて画素領域１０８に対応した複数の画素を有する
有機ＥＬ素子が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した特開平９−５
０８８８号公報に記載された従来技術では、レーザ光を
照射したレーザ加工部分において発生する電極金属の滓
がレーザ加工後の表面へ再付着し、電極間ショートの原
因となって歩留まりを低減するという問題が生じてい
る。

【０００６】本発明の目的は、電極間ショートの発生を
防止した高歩留まりの有機ＥＬ素子の製造方法を提供す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、図
１の概念構成図を参照すると、透明基板１の表面に一方
向に向けて複数本の第１の透明電極（陽極）２を形成す
る工程と、前記第１の透明電極２上にこれと直交する方
向に複数本の絶縁性の隔壁３を形成する工程と、前記隔
壁３上に有機層４及び第２の電極（陰極）５，６を形成
する工程と、前記基板１上に封止ガラスキャップ７を接
着して内部を真空状態とする工程と、前記封止ガラスキ
ャップ７の外側からレーザ光９を前記隔壁３上へ照射
し、前記第２の電極５，６を分離する工程を含んでい
る。前記隔壁は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、ポ
ジ型あるいはネガ型フォトレジストおよびドライフィル
ムレジストを用いることが可能である。また、前記第２
電極は、チタンを含有する金属、あるいはカーボンを含
有する金属を用いることが可能である。さらに、前記レ
ーザ光は、波長２５０ｎｍ以下のパルス発振レーザが用
いられる。また、前記封止ガラスキャップは不活性ガス
雰囲気内で接着を行い、真空封止を行うものであり、更
に前記封止ガラスキャップは、波長２５０ｎｍ以下の波
長を透過する物質で、好ましくは、石英もしくは合成石
英である。

【０００８】このように、透明なガラス基板１の表面
に、ＩＴＯ等の第１の電極２（陽極）、絶縁性隔壁３、
有機層４、第２の電極５、チタン層６を形成し、さらに
封止ガラスキャップ７をガラス基板１上に接着して内部
を真空状態にし、その上で封止ガラスキャップ７の外側
より複数本の隔壁３上ヘレーザ光９を照射し、第２の電
極５及びチタン層６を溶断し、隣接する第２の電極及び
チタン層６を電気的に絶縁することにより、レーザ光の
照射時のフォトアプレーション効果により蒸発した金
属、すなわち金属滓１１は温度の低い封止ガラスキャッ
プ７の内壁に付着するので、各隔壁３上に形成する分離
部１０に金属滓が再付着することは無い。更に、第２の
電極５の表面上はチタン層６で覆われており、このチタ
ン層６はフォトアプレーション時に真空状態にある封止
ガラスキャップ７内部に残存する微量な酸素と結合し酸
化チタンとなり、脱酸素効果が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図２及び図３は本発明の第１
の実施形態を工程順に示す断面図と平面図である。先
ず、図２（ａ）、図３（ａ）のように、透明なガラス基
板１の一表面上に、ＩＴＯ膜によって所定間隔をおいて
複数本の第１の電極２が図の左右方向に向けて延長状態
に形成される。また、前記第１の電極２と直交するよう
に、前記第１の電極２上には、互いに間隔を置いて配置
された複数本の隔壁３が設けられる。前記隔壁３の間の
領域には、発光を行うための素子領域が形成される。こ
こで、前記隔壁３は、フォトレジストによって形成され
ており、２μｍ〜３０μｍの厚さ及び２０μｍ〜３０μ
ｍの幅を有している。さらに、前記第１の電極２の一側
領域には、後述する第２の電極を外部に引き出すための
引き出し電極１４が設けられる。

【００１０】次いで、図２（ｂ）のように、前記隔壁３
に挟まれた素子領域、各隔壁３の両側面、隔壁３の上面
には、有機層４、第２の電極５、及びチタン層６を含め
た第２の電極５を形成する層が蒸着によって形成され
る。しかる上で、図２（ｃ）及び図３（ｂ）に示すよう
に、有機ＥＬ素子全体を保護する目的で、不活性ガス雰
囲気中において封止ガラスキャップ７をガラス基破上１
に接着し、更に封止ガラスキャップ７内部を真空状態に
する目的で、前記封止ガラスキャップ７の上面に設けた
孔８を用いて真空引きした後、孔８を封じる。そして、
前記封止ガラスキャツプ７の外側よりレーザー光９を隔
壁３上部へ照射する。これにより、図２（ｄ）及び図３
（ｃ）に示すように、前記第２の電極５及びチタン層８
が隔壁３上部で分離され、分離部１０が形成される。図
４は、このようにして製造された有機ＥＬ素子の一部を
破断した斜視図である。

【００１１】この構成では、隔壁３の両側面を覆うよう
に、有機層４、第２の電極５及びチタン層６を設け、隔
壁３の上面だけでチタン層６を含めた第２の電極５間の
電気絶縁を行うことができる。また、この構成を採用し
た場合、真空中でフォトアプレーションにより蒸発した
金属滓１１はレーザー光照射部よりも温度の低い封止ガ
ラスキャップ７の内側に付着するためにレーザー光照射
部に形成された分離部１０に再付着することはない。ま
た、封止ガラスキャップ７内部に微量残存する酸素を除
去できるので、ダークスポットと呼ばれる非発光部の発
生が抑制され、有機ＥＬ素子の寿命を向上できる利点が
ある。

【００１２】図５は本発明の第２の実施形態を工程順に
示す断面図である。なお、前記第１の実施形態と等価な
部分には同一符号を付してある。先ず、図５（ａ），
（ｂ）に示すチタン層６の形成までは前記第１の実施形
態と同じである。その上で、前記チタン層６を形成後、
カーボンを入れた抵抗加熱ボートに電流を流し、チタン
層６の表面に１００ｎｍの厚みでカーボン層１２を蒸著
する。次いで、図５（ｃ）に示すように、前記第１の実
施形態と同様に封止ガラスキャップ７を接着し、かつ内
部を真空引きした上で、レーザ光９を照射する。これに
より、図５（ｄ）に示すように、エキシマレーザ光照射
後の隔壁３の上部において分離部１０によって第２の電
極５間が絶縁され、第１の実施形態と同様の有機ＥＬ素
子が形成される。この実施形態においては、封止ガラス
キャップ７の内壁にカーボンを含む金属１３が付着する
ため、隔壁の透明部は黒となり、素子動作時における発
光部である有機ＥＬ素子と非発光部の素子間分離部との
可視光領域でのコントラストが向上される。

【００１３】

【実施例】ここで、図２を再度参照して、本発明の実施
例を説明する。先ず、図２（ａ）のように、ガラス基板
１として、１．１ｍｍの厚さを有するガラス基板を使用
した。この場合、ガラス基板１を形成するガラスとして
は、アルカリ溶出分の少ない無アルカリガラスが望まし
いが、安価な低アルカリガラス基板、あるいは、溶出を
制御する目的で酸化シリコンなどを基板上に積層したソ
ーダライムガラスであっても良いことが確認された。次
に、ガラス基板１の一表面に、スパッタ法により、厚さ
１００ｎｍのＩＴＯ膜を形成した。続いて、フォトリソ
グラフィ技術を用いて、ＩＴＯ膜を同図の左右方向にス
トライプ状にパターニングして、第１の電極２を形成し
た。この場合、第１の電極２を形成するＩＴＯ膜はアノ
ード電極として動作すると共に、有機層４で発光した光
を透過させて、ガラス基板１の外部に取り出すものであ
るから、低抵抗で、より光透過率の高いものであること
が望ましい。前記第１の電極２としてのＩＴＯ膜パター
ンは、ラインピッチ０．３３ｍｍ、ライン幅０．３ｍ
ｍ、長さ２８ｍｍを有しており、ガラス基板１０上に１
２８本形成された。

【００１４】次に、前記第１の電極２を構成するＩＴＯ
膜パターンと直交するように、隔壁３が形成される。こ
の実施例では、商品名「ＯＦＰＲ８００」で、東京応化
工業（株）から販売されているポジ型フォトレジストを
スピンコートすることにより、厚さ５μｍのレジスト膜
を形成した。続いて、前記ポジ型フォトレジストを９０
℃で３０分、熱処理した後、４３８ｎｍの波長を有する
光を用いて、６０ｍＪの露光量で露光し、２．３８％の
ＴＭＡＨ溶液で７０秒間、現像および水洗し、次に、１
３０℃の温度で３０分間ベーキングを行うことによっ
て、第１の電極２に直交する幅３０μｍのレジスト隔壁
３を形成した。この時、隔壁３のパターンは０．３３ｍ
ｍのピッチおよぴ２〜５μｍの高さを有しており、その
両側面は前記ガラス基板１の表面に対して実質上直立し
た状態を有していた。

【００１５】続いて、図２（ｂ）に示すように、隔壁３
を下方に向けた状態にして、前記処理を受けた基板を真
空蒸着装置の基板ホルダに固定し、抵抗加熱ボートに、
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ．Ｎ’−ビス（αーナフチ
ル）−１，１’−ビフェニル−４．４’−ジアミン（α
−ＮＰＤと略称する）を入れる。別の抵抗加熱ボートに
トリス（８−キノリライト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ
３と称する）を入れ、真空蒸者装置内を１×１０ Torr
以下程度に排気し、基破ホルダを回転させながら、αー
ＮＰＤの抵抗加熱ボートに電流を流して加熱し、厚さ５
０ｎｍのα−ＮＰＤ層を蒸着した。その後、基板ホルダ
の回転を継続しつつ、Ａｌｑ３を入れた抵抗加熱ボート
に電流を流し、αーＮＰＤ層の表面に５０ｎｍの厚さの
Ａｌｑ３層を蒸着した。このようにして、正孔輸送層、
発光層および電子輸送層を含む有機層４が蒸着によって
形成された。更に、真空蒸着装置内に、前記処理された
基板と、マグネシウムを入れた抵抗加熱ボートを搬入す
る一方、別の抵抗加熱ボートに銀を入れ、マグネシウ
ム：銀の比率を１０：１となる蒸着速度で一度に蒸着し
３００ｎｍの厚みの第２の電極５を形成した。その後、
チタンを入れた抵抗加熱ボートに電流を流し、マグネシ
ウム：銀の表面に１００ｎｍの厚みのチタン層６を蒸着
した。

【００１６】次に、図２（ｃ）に示すように、有機ＥＬ
素子部を保護する目的で厚み１ｍｍの石英製封止ガラス
キャップ７を、窒素ガス雰囲気のグローブボックス内で
ガラス基板１上へ接着した。その後、油回転ポンプによ
り封止ガラスキャップ７上部に設けた孔８を利用して、
封止ガラスキャップ７内部の圧力を１０ ｐａ台まで真
空排気し、孔８を封じた。次に、波長２４８ｎｍのＫｒ
Ｆエキシマレーザ光９を封止ガラスキャップ７の外側か
ら、繰り返し周波数２０Ｈｚ、ビームサイズ２７ｍｍ×
ｌＯｍｍ、ビームアバーチャ２５μｍ×３μｍの条件で
隔壁３の長手方向へ連続移動しながら照射した所、図２
（ｄ）に示すように、隔壁３の上部で第２の電極５間が
電気絶縁された分離部１０およびレーザ光照射時のフォ
トアプレーションによって蒸発した金属滓１１は封止ガ
ラスキヤップ７の内壁に付着し、分離部１０への再付着
が無い有機ＥＬ素子が得られた。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、第２電極
を分離するためのレーザの照射時に、封止ガラスキャッ
プにより内部を真空状態としているため、フォトアプレ
ーション効果による蒸発した金属滓は、レーザ照射部よ
りも温度の低い封止ガラスキャップ内壁に付着し、レー
ザ加工部分である溶断部に付着することはなく、第２電
極のショートが防止でき、製造歩留りを向上することが
可能となる。また、第２電極をチタンを含む構成とする
ことにより、エキシマレーザ光を真空状態下にあるチタ
ンに照射すると、チタンが蒸発する際に封止ガラスキャ
ップ内の酸素分子と結合し酸化チタンとなり、脱酸素効
果を有するため、酸素分子の作用によるダークスポット
と呼ばれる有機ＥＬ素子動作時の非発光部の発生が抑制
でき、素子寿命が向上する。あるいは、第２電極をカー
ボンを含む構成とすることにより、隔壁材料は透明性の
高い絶縁体を用いているために隔壁上部の第２電極を除
去すると隔壁上部の分離部は透明となるが、第２電極を
レーザ光によって溶断したときに蒸発したカーボンはガ
ラスキャップ内壁に再付着することから、隔壁の透明部
は黒となり、素子動作時における発光部である有機ＥＬ
素子と非発光部の素子間分離部との可視光領域でのコン
トラストが向上される。さらに、レーザ光源として波長
２４８ｎｍのエキシマレーザを用いることにより、エキ
シマレーザは光子エネルギが高く、かつ短パルスのレー
ザ発振のためピーク出力が高いことから、光子エネルギ
が熱エネルギーに変換されても熱の拡散距離は２０〜３
０ｎｍと短いので、低温レーザ加工が可能となり、有機
ＥＬ素子部への熱ダメージを与えることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を説明するための工程一部の
断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態を工程順に説明するた
めの縦断面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態を工程順に説明するた
めの平面図である。

【図４】本発明により製造された有機ＥＬ素子の一部を
破断した斜視図である。

【図５】本発明の第２の実施形態を工程順に説明するた
めの縦断面図である。

【図６】従来の有機ＥＬ素子の製造方法の一例を工程順
に示す縦断面図である。

【図７】従来の有機ＥＬ素子の製造方法の他の例を工程
順に示す縦断面図である。

【図８】従来の有機ＥＬ素子の製造方法のさらに他の例
を工程順に示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ 第１の電極（陽極） ３ 隔壁 ４ 有機層 ５ 第２の電極（陰極） ６ チタン層 ７ 封止ガラスキャップ ９ エキシマレーザ光 １０ 分離部 １１ 金属滓 １２ カーボン層

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の表面上に一方向に延長された
   複数本の透明な第１電極を形成する工程と、前記第１電
   極上にこれと直交する方向に延長された複数本の絶縁性
   の隔壁を形成する工程と、前記隔壁上に正孔輸送層、発
   光層、電子輸送層の有機屠を形成し、かつその上の第２
   電極を形成する工程と、前記透明基板上に前記第１電
   極、隔壁、有機層、第２電極を覆う封止ガラスキャップ
   を接着し、かつこの封止ガラスキャップの内部を真空状
   態にする工程と、前記封止ガラスキャップの外部からレ
   ーザ光を前記隔壁上に照射して前記第２電極、有機層を
   溶断して分離する工程とを含むことを特徴とする有機Ｅ
   Ｌ素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記隔壁は酸化シリコン膜、窒化シリコ
   ン膜、ポジ型あるいはネガ型フォトレジストおよびドラ
   イフィルムレジストであることを特徴とする請求項１に
   記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第２電極はチタンを含有する金属ま
   たはカーボンを含有する金属であることを特徴とする請
   求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記レーザ光は波長２５０ｎｍ以下のパ
   ルス発振レーザ光であることを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記封止ガラスキャップは不活性ガス雰
   囲気内で粘り合わせ接着を行った上で、内部を真空引き
   していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
   に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記封止ガラスキャップは波長２５０ｎ
   ｍの光を透過する材質で、好ましくは石英もしくは合成
   石英製であることを特徴とする請求項１ないし５のいず
   れかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。