JP3247388B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法

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JP3247388B2
JP3247388B2 JP52999497A JP52999497A JP3247388B2 JP 3247388 B2 JP3247388 B2 JP 3247388B2 JP 52999497 A JP52999497 A JP 52999497A JP 52999497 A JP52999497 A JP 52999497A JP 3247388 B2 JP3247388 B2 JP 3247388B2
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electrode
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正英 松浦
暢 栄田
地潮 細川
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、
さらに詳しくは、ディスプレイ等に用いた場合に高精細
で均一発光であり、外部からの圧力にも強い有機エレク
トロルミネッセンス素子（以下、「有機EL素子」と略記
する場合がある）に関するものである。
背景技術 従来、有機エレクトロルミネッセンス素子がディスプ
レイ用途として、盛んに開発が行われている。ディスプ
レイ用途では、有機EL素子のパターンニングの高精細
さ、発光面の均一性，発光面のエッジの精密性等が要求
されている。さらに、電極エッジにおいては、微小なシ
ョートが起きやすく、表示のクロストークの原因になっ
ており、これらの課題の解決をも要求されている。ま
た、封止には、封止板を基板に貼り合わせた素子が知ら
れているが、ディスプレイには薄型化の要求があり、こ
れら封止板も薄くなる傾向にある。
しかしながら、封止板が薄い場合、衝撃や外部からの
圧力で封止板が素子に接触して、破損することもあり問
題であった。
特開平３−250583号公報には、層間絶縁膜を備えた素
子であって、パターン精度が良好で発光面の均一性が高
い素子が開示されている。しかし、対向電極の作製に
は、マスク蒸着を用いているため、ラインピッチが300
μｍ以下の高精細なディスプレイの作製が困難であっ
た。
特開平５−101884号公報には、層間絶縁膜を備えた素
子であって、外表面を防湿性フィルムで覆った素子が開
示されている。しかし、この素子は、防湿性フィルムの
封止力が不十分なため、数千時間の放置後、水分や酸素
によって陰極が侵され、ダークスポット（発光の欠陥）
が生じて問題となっていた。
特開平５−275172号公報には、壁状の層間絶縁膜を設
け、斜め蒸着により陰極を形成することによりラインピ
ッチが100μｍ程度の高精細ディスプレイが開示されて
いる。しかし、斜め蒸着によって生じる電極のエッジ
（層間絶縁膜より離れている端）の合金組成がずれるた
め、微小ショートの原因となり問題となっていた。
発明の開示 本発明は、このような従来技術がもつ欠点を克服し、
高精細，均一発光にあり、クロストークがなく、外部か
らの圧力に強く、さらに封止にも優れた有機エレクトロ
ルミネッセンス素子の提供を目的とするものである。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、垂直で切り立った層間絶縁膜を備え、さら
にその上部に封止板を備えた素子が、パターン精度が良
く、クロストークのない高精細ディスプレイであり、か
つ安価で小型化，薄肉化が可能であることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、第１の発明は、基板２上の下部電極３と対
向電極４との間に、発光層を含む有機層５を介在して設
けてある有機エレクトロルミネッセンス素子１におい
て、非発光素子部には吸水率が0.1％以下の層間絶縁膜
６が設けてあり、層間絶縁膜６の断差部分９が発光素子
部分と非発光素子部分の境界を規定し、該断差部分９が
下部電極３の面に対しほぼ垂直に切り立っている箇所が
存在しており、該層間絶縁膜６上に封止板又は封止蓋７
が基板２に接着層８を介して貼り合わせてあることを特
徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する
ものである（図１参照）。
第２の発明は、基板２上に下部電極３を設けてあり、
該下部電極３上にパターン加工された層間絶縁膜６が設
けてある基板に、有機層５を設ける工程及び対向電極４
を製膜する工程をそれぞれ少なくとも１回含む有機エレ
クトロルミネッセンス素子１の製造において、該層間絶
縁膜６の断差部分９が発光素子部分と非発光素子部分と
の境界を規定し、該断差部分９がほぼ下部電極３の面に
対しほぼ垂直に切り立っている箇所が存在しており、該
箇所で対向電極４を基板２面に対して直下より蒸着する
ことにより対向電極４が断差部分９で断線しパターン加
工されるとともに、該断差部分９の基板２側の端で対向
電極４と層間絶縁膜６とが密着するように付着すること
を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造
方法を提供するものである。
第３の発明は、基板２上の下部電極３と対向電極４と
の間に、発光層を含む有機層５を介在して設けてある有
機エレクトロルミネッセンス素子１において、非発光素
子部には吸水率が0.1％以下の層間絶縁膜６が設けてあ
り、層間絶縁膜６の段差部分９が下部電極３の面に対し
ほぼ垂直に切り立って逆テーパー型になっている箇所が
存在しているとともに、対向電極４を複数に分離独立す
るようになっており、該層間絶縁膜６上に封止板又は封
止蓋７が基板２に接着層８を介して貼り合わせてあるこ
とを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子を提
供するものである。
第４の発明は、基板２上の下部電極３と対向電極４と
の間に、発光層を含む有機層５を介在して設けてある有
機エレクトロルミネッセンス素子１において、非発光素
子部である下部電極３上に、断面が台形状の第１層間絶
縁膜15が設けてあり、且つ、該台形状断面の上部（下部
電極３の反対側）に第２層間絶縁膜14が設けてあり、該
第２層間絶縁膜14の断差部分９が下部電極３の面に対し
ほぼ垂直に切り立っている箇所が存在しているととも
に、対向電極４を複数に分離独立するようになってお
り、該層間絶縁膜14上に封止板又は封止蓋７が基板２に
接着層８を介して貼り合わせてあることを特徴とする有
機エレクトロルミネッセンス素子を提供するものである
（図２参照）。
第５の発明は、基板２上に下部電極３を設けてあり、
該下部電極３上にパターン加工された層間絶縁膜が設け
てある基板に、有機層５を設ける工程及び対向電極４を
製膜する工程をそれぞれ少なくとも１回含む有機エレク
トロルミネッセンス素子１の製造において、第１層間絶
縁膜15の断面は台形状であり且つ該台形状断面の上部
（下部電極３の反対側）に第２層間絶縁膜14が設けてあ
り、該第２層間絶縁膜14の断差部分９が下部電極３の面
に対しほぼ垂直に切り立っている箇所が存在しており、
該箇所で対向電極４がパターン加工されるように対向電
極４を製膜する工程を含むことを特徴とする有機エレク
トロルミネッセンス素子の製造方法を提供するものであ
る。
図面の簡単な説明 図１ 第１の発明の有機EL素子の断面図である。
図２ 第４の発明の有機EL素子の断面図である。
図３ 基板上の層間絶縁膜の断面図である。
図４ 対向電極の斜め蒸着時の断面図である。
図５ 本発明での対向電極蒸着後の断面図である。
図６ 第３の発明の層間絶縁膜等の断面図である。
図７ 層間絶縁膜の製膜時の断面図である。
図８ フォトレジストのパターンニング後の断面図であ
る。
図９ パターンニング工程でのエッチング除去の際の断
面図である。
図10 層間絶縁膜の断面形状の図である。
図11 層間絶縁膜を２層形成する際の立体図である。
図12 Ｘ−Ｙ型マトリックスを上部より観察したときの
図である。
図13 Ｘ−Ｙ型マトリックスの断面図である。
図14 アクティブマトリックス駆動の場合の回路図であ
る。
図15 アクティブマトリックス駆動の一例を示す平面図
である。
上記図において各符号は次のとおりである。
1.有機EL素子 2.基板 3.下部電極 4.対向電極 5.有機層 6.層間絶縁膜 7.封止板 8.接着層 9.断差部分 10.対向電極エッジ 11.パターン加工されたフォトレジスト 12.エッチング部分 13.開口部 14.第２層間絶縁膜 15.第１層間絶縁膜 20.SCAN電極線 21.DATA電極線 22.COMMON電極線 23.コンデンサ 24.画素電極 25.層間絶縁膜の開口部 発明を実施するための最良の形態 以下、本発明について詳細に説明する。
先ず、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を
構成する層間絶縁膜について説明する。
有機EL素子は、一対の下部電極と対向電極との間に、
通電可能な有機層を介在させる構成が知られている。こ
こで下部電極と対向電極との間に、絶縁膜を介在した箇
所は、電流が流れないため発光することができない。こ
の箇所は、非発光性素子部分となる。このような絶縁膜
は層間絶縁膜と呼ばれ、層間絶縁膜をパターン加工する
ことにより、発光素子のパターン加工を行う技術が知ら
れている（特開平３−250583号公報）。
本発明では、層間絶縁膜を設けてある非発光素子部分
と層間絶縁膜を設けていない非発光素子部分とを、分け
る境界に位置する層間絶縁膜の断差部分がほぼ垂直に切
り立っていることが必須である。ここで、層間絶縁膜の
高さをh,層間絶縁膜の上部の幅をW1,層間絶縁膜の下部
の幅をW2とすると、図３において、層間絶縁膜の形状
は、下記式 で表されるが、本発明では、好ましくはａ＜（h/7）で
あり、特に好ましくはａ＜（h/10）である。逆テーパー
状に加工されたときには、ａ＜０となる場合が、本発明
の特に好ましい形態の１つである。尚、層間絶縁膜の高
さｈの好ましい範囲は0.5μｍ〜50μｍであり、この範
囲であれば対向電極４が層間絶縁膜の断差部分９で断線
し、対向電極４をパターン加工することができるように
なる。
従来、このような切り立った段差ができないために、
対向電極を斜め蒸着することによって、対向電極をパタ
ーン加工する技術（特開平５−275172号公報）が知られ
ていたが、この技術では、層間絶縁膜に対し、斜め方向
より対向電極を蒸着し形成する。しかし、この技術で
は、図４に示すような対向電極４のエッジが生じ、この
エッジ箇所10で短絡や発光の不均一性が生じやすく問題
となっていいた。また、斜め蒸着では、蒸着時の回り込
みによって、エッジ部分のパターン精度が落ちるため、
微細なパターンの加工性が低下して問題となっていた。
本発明では、層間絶縁膜の断差部分９がほぼ垂直に切
り立っているため、斜め蒸着のような特殊な方法を用い
ることなく、基板２面に対して直下より蒸着することに
より自然に対向電極４が断差部分９で断線し、対向電極
４のパターン加工ができる。第１及び第２の発明では、
パターン加工された箇所において、隣接する層間絶縁膜
６の断面に、発光素子部分の対向電極４は接している。
断面より離れた対向電極４が存在しないことが第１及び
第２の発明の特徴であり、本発明の利点を引き出す（図
５）。これによる効果は下記に示すようなものである。
（ａ）層間絶縁膜６のパターンがそのまま対向電極４パ
ターンを定めるため、パターン精度が極めて優れてい
る。従って、数μｍの精度も可能となる。
（ｂ）対向電極４のエッジにおいて、対向電極４の組成
ムラや製造ムラが生じないため、発光の不均一が生じな
い。また、このようなムラが電界の不均一性を生じ、短
絡を防ぎ、クロストークを防ぐことができた。さらに、
対向電極４の発光素子部分のエッジは、層間絶縁膜６に
接するため酸化しにくい利点もある。
（ｃ）層間絶縁膜６のパターンニング自身は、フォトリ
ソグラフ法を用いることにより、１μｍの精度も可能で
あるため、対向電極４のパターンニング精度も高い他、
対向電極４の高精細パターンニングも可能となる。数μ
ｍピッチまでが可能となるため、高精細なディスプレ
イ，プリンターヘッドなどの高精細パターンニングを要
求される用途にも十分に使用可能である。
第３の発明においては、同様に対向電極４が断差部分
９で断線し、対向電極のパターン加工ができる。逆テー
パ型の場合には、蒸着の曲がり込みがあった場合にも断
差部分９に蒸着物が付着することが防がれ、より確実に
断線することができる。第３の発明における利点は、前
記（ａ）及び（ｂ）と同様であり、高精細，高密度の陰
極パターンニングが可能となる。但し、図６で示される
ように、第３の発明では、対向電極４は有機層５を覆い
尽くしてはならず、下部電極３に短絡してはならない。
第４及び第５の発明においては、図２のように第１層
間絶縁膜15を設けて発光パターンを確定するとともに、
ほぼ垂直に切り立った第２層間絶縁膜14により、対向電
極４をパターン加工する。ここで、第１層間絶縁膜15を
用いる理由は、第２層間絶縁膜14と対向電極エッジの密
着が悪い場合にも、確実にエッジで生じる短絡等の不具
合箇所を発光素子部分より除外して、通電しないように
するためである。
上記のような構成により、前記（ａ），（ｂ），
（ｃ）の効果を得ることができる。また、第２層間絶縁
膜14は逆テーパー型であっても良いし、前記したよう
な、ａ＜（h/10）を満たすものであっても良い。
本発明で用いられる層間絶縁膜の材質は、高精細パタ
ーンニングが可能な材質である必要がある。具体的に
は、例えば種々の絶縁性ポリマー，絶縁性酸化物，絶縁
性窒化物，絶縁性硫化物等が好ましく用いられる。特に
好ましいポリマーとしては、フッ素化ポリイミド，ポリ
オレフィン，フッ素系ポリマー，ポリキノリン等であ
り、特に好ましい酸化物はSiOx（１＜ｘ＜２）,SiO2,フ
ッ素系添加SiO2,Al2O3,等であり、好ましい窒化物はSiN
y（１＜ｙ＜4/3）,SiON,AlSiON等であり、好ましい硫化
物はZnS等である。
さらに、層間絶縁膜は絶縁性の他、低吸湿性のものが
より好ましく用いられる。特に好ましい層間絶縁膜６
は、吸湿性（吸水率）が0.1％以下のものである。吸湿
性が高いものは、素子を保存した際、素子作製中に混入
した水分がしみ出すことにより、素子の電極を酸化させ
ることになり、素子の劣化が生じる。また、発光欠陥
（ダークスポット）の原因となる。低吸湿性のポリマー
を用いることは、特に加工面で優れているので好まし
い。特に好ましいものは、フッ素系又はポリオレフィン
系の層間絶縁膜である。吸湿性は、例えばASTM規格D570
に準拠し、吸水率として評価できる。
層間絶縁膜は、感光性の機能を特に必要としないが、
この機能を保有していると、フォトレジストを用いるこ
となく、フォトリソグラフが可能となり便利な場合があ
る。感光性を付与したものは、ポリマー，無機酸化物を
問わずに市販されている。
次に、層間絶縁膜の製膜及びパターンニング工程につ
いて説明する。
本発明中の層間絶縁膜は、種々の製膜方法及びパター
ンニング工程が用いられるが、フォトリソグラフを用い
た代表的な例を以下に示す。
（ｉ）層間絶縁膜の製膜 絶縁性ポリマーの場合には、ポリマー溶液又はポリマ
ー前駆体溶液を塗布，スピンコート，ディピングなどに
より製膜する（図７）。絶縁は酸化物の場合には、蒸
着,CVD,プラズマCVD,ECR−CVD,スパッタリング,ECR−ス
パッタリングなどの各種の製膜方法にて行うことができ
る。
（ii）フォトレジストの感光及び現像 各種のフォトレジストを用いることにより、これを感
光し、さらに現像することにより、フォトレジストのパ
ターンニングを行う（図８）。要求されるパターンの精
細度及び精度により、フォトレジスト及び露光法の選定
を行う。露光法には、各種の方法が知られているが、例
えばコンタクト露光法，縮小露光法などがある。
（iii）パターンニング工程 各種エッチング方法により、フォトレジストが残存し
ていない部分をエッチング除去する（図９）。エッチン
グ方法としては、溶媒により層間絶縁膜を溶解し除去す
るウェットエッチング法，プラズマ等により層間絶縁膜
を分解除去するドライエッチング法があるが、ほぼ垂直
に層間絶縁膜を下部電極３の面に対し切り立てるには、
ドライエッチング法が好ましい。
ウェットエッチング法を用いる場合には、基板に対し
垂直方向の層間絶縁膜のエッチングの速度が大きい溶媒
を用することが必要である。各種層間絶縁膜に応じて、
この溶媒が存在する場合は、ウェットエッチング法を用
いることが生産コスト，生産性を向上させる点で好まし
い。
ドライエッチング法を用いる場合には、エッチングガ
スの選定が重要である。フッ素化ポリイミド，ポリオレ
フィン，ポリキノリンなどのポリマーに対しては、酸素
プラズマを用いてエッチングすることが好ましい。一
方、フッ素系ポリマー，フッ素添加SiO2,SiO2,Al2O3な
どは、フッ化炭化ガスをプラズマによりラジカル化した
ものがエッチングガスとして用いることが好ましい。フ
ッ化炭化ガスとしては、CHF3,CF4などが特に好ましい。
また、ハロゲン化ホウ素ガスを用いること、酸素，アル
ゴンなどをフッ化炭化ガスに混合し用いることも好適で
ある。
以上のようにして層間絶縁膜の作製工程を終えること
ができるが、別の方法も存在する。酸化物を混合したペ
ーストをスクリーン印刷等により、製膜パターン化した
後、数百度で焼成して、パターン加工された層間絶縁膜
を作製することができる。
次に、対向電極及びその作製工程、並びに封止板につ
いて説明する。
対向電極４を陰極とするときは、アルカリ金属含有合
金，アルカリ土類金属含有合金が好ましい。特に好まし
い合金としては、Mg:Ag,Al:Li,Pb:Li,Zn:Li,Bi:Li,In:L
i,Al:Caなどである。これらは比較的耐食性があり、低
仕事関数であることが知られている。
これらを製膜するときは、蒸着法，スパッタリング法
が好ましく用いられ、特に好ましい方法は蒸着法であ
る。本発明では、斜め方向より蒸着する必要は全くな
い。むしろ本発明の素子を得るためには、基板面に対し
て直下より蒸着すべきである。
対向電極４を陽極とするときは、透明性酸化物を用い
ることが好ましい。特に好ましいものとしては、ITO,Zn
O:Al,SnO2:Sb,InZnO（インジウム亜鉛酸化物）が挙げら
れる。
本発明の素子においては、層間絶縁膜６又は第２層間
絶縁膜14上に封止板７を位置させる。封止板又は封止蓋
７の好ましい材質は、ガラス又は酸化物，窒素化物セラ
ミックス薄板である。封止板又は封止蓋７の好ましい膜
厚は、５μｍ〜2mmである。特に薄型の素子を得るに
は、500μｍ以下の膜厚の封止板が好ましい。
従来は、薄い封止板を用いたときには、封止板が外圧
や衝撃によって素子の本体部分と接触し、素子が破損す
ることが問題となっていた。ところが、本発明において
は、層間絶縁膜６又は第２層間絶縁膜14が柱となり封止
板７と素子本体との接触を防止している。
従って、有機EL素子１全体の薄型化が封止板７を薄く
することにより可能となり、封止板７を50μｍ程度以下
としても何ら問題がない。
以下に、本発明のより好ましい態様について説明す
る。
先ず、封止板についてのより好ましい態様としては、
以下のものがある。
（ａ）封止板７と基板２とで挟まれている（囲まれてい
る）空間内に、封止液としてフッ化炭化水素を満たし、
熱放熱性を高め、封止特性を高める。
（ｂ）封止板７と基板２とで挟まれている空間内に、吸
湿剤を混入する。吸湿剤としては、ゼオライト，シリ
カ，焼石膏，炭酸カルシウムなどが好適である。
（ｃ）封止板７の内側（外側は素子の外と接する側）
に、吸湿層を設ける。吸湿層としては、吸湿ポリマー，
吸湿ポリマーと吸湿剤との混合した層の他、紫外線又は
熱による硬化を行った樹脂で封止板の内側に吸湿剤を固
定化した層がある。ここで、吸湿性ポリマーとしては、
ポリアミド，ポリビニルアルコール，ポリビニルブチラ
ール等がある。
（ｄ）封止板７と基板２とで挟まれている空間内には、
封止ガスとして脱水された窒素，二酸化炭素，ヘリウム
などを好適に用いることができる。
（ｅ）また、対向電極より光を取り出す場合、封止板上
にカラーフィルターを入れることで、発光の色純度を上
げること、あるいはコントラストを上げることができ
る。
（ｆ）同様に、対向電極より光を取り出す場合、封止板
内であって対向電極より上部にカラーフィルターを入れ
ることによっても、発光の色純度を上げること、あるい
はコントラストを上げることができる。（ｇ）さらに、
封止板上又は対向電極より上部で封止板内部に、色変換
膜を入れることによっても、発光色を変換することがで
きる。変換できる色は、青色から赤色又は橙色，緑色か
ら赤色又は橙色，青色から緑色又は白色などである。こ
の色変換膜はパターン化されており、緑色に変換する膜
及び赤色に変換する膜が分離並置されているものも可能
である。
次に、本発明では、層間絶縁膜６及び第２層間絶縁膜
14の断面形状には、ほぼ基板面に対し図10に示した３態
様（ａ），（ｂ），（ｃ）等が存在する。ここで、本発
明においては、|a|＜（h/7）の範囲が好ましい。（ｂ）
あるいは（ｃ）の態様はａ＜０の場合であり、逆テーパ
ー型に加工されていることが特徴であり、本発明の好ま
しい形態の１つである。これは、確実に断差部分で対向
電極が断線するからである。
また、本発明では、層間絶縁膜の断差が存在するが、
対向電極４が断線しない箇所を作ることも可能である。
例えば、断差部分９に、ａ＞（h/5）のテーパー加工を
行うならば、対向電極４を断線させることは必要ない。
従って、層間絶縁膜を２層形成することとし、１層目
の膜の断差部分では垂直に切り立てて、２層目の膜の断
差では、テーパー加工すれば発光素子部分を形成する層
間絶縁膜の開口部では、図11のように切り立った断面と
テーパー断面に囲まれた箇所ができる。この切り立った
箇所では、対向電極は断線するが、テーパー断面では断
線しない。
そして、第４及び第５の発明では、これらのことを利
用している。即ち、第１層間絶縁膜15では、対向電極を
断線しないように断面が台形状になっており、発光画素
面を確定するために用いている。第２層間絶縁膜14はそ
の段差が切り立っており、対向電極を断線させ、これを
利用してパターンニングできる。
さらに、本発明では、層間絶縁膜上の対向電極４を形
成しないように、蒸着マスクをかけることもできる（特
開平３−250583号公報）。従って、層間絶縁膜上に、対
向電極４が存在しない部分を作ることも可能である。
上記のような本発明は、例えば以下のような態様にし
ても好適に用いることができる。
（ｉ）本発明では、下部電極３を平行なストライプ型電
極として多数形成し、さらに本発明の層間絶縁膜を該ス
トライプと垂直なストライプとして多数形成することが
可能である。この際、本発明を用いれば、Ｘ−Ｙ型のマ
トリックスを形成することができる。
図12は、このようなＸ−Ｙ型マトリックスを上部より
観察したときの図であり、また、図13は、このＸ−Ｙ型
マトリックスの断面図である。
（ii）TFT駆動やアクティブマトリックス駆動では、上
記（ｉ）記載のＸ−Ｙ型マトリックスを形成する必要が
ないが、このような場合でも、本発明の素子の構成を用
いることができる。
例えば、トランジスターを用いるアクティブマトリッ
クス駆動では、画素ごとに図14の回路が組み込まれてい
る。この際、図15の回路配置の構成において、端部25と
画素電極に対応する部分のみに本発明の層間絶縁膜の開
口部を設けるならば、対向電極Tr1,Tr2,SCAN（20）,DAT
A（21）,COMMON（22）上の対向電極と画素電極上の対向
電極は、層間絶縁膜の段差により絶縁されることにな
る。
従って、画素電極上の対向電極４のみに通電すること
により、Tr1,Tr2,SCAN,DATA,COMMONは、画素電極上の対
向電極４と導通することが回避できる。従来は、層間絶
縁膜の欠陥などにより対向電極と、Tr1,Tr2,SCAN,DATA,
COMMONとの導通が生じ、画素欠陥が生じることが多かっ
たが、これらのことが回避できる。
尚、SCAN,DATA,COMMONと対向電極４が交差する部分、
また、COMMONとSCAN,SCANとDATAが交差する部分には、
お互いが絶縁するために、予め別の層間絶縁膜が設けて
あり、これらは層間絶縁膜上部の電極線が断線しないよ
うに、本発明の層間絶縁膜と異なり垂直な段差は保有し
ていない。従って、本発明では断差が垂直でない層間絶
縁膜を部分的に用いてもよい。
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する
が、本発明は、これらの例によってなんら限定されるも
のではない。
実施例１〔層間絶縁膜の作製〕 300μｍピッチでストライプ加工されたITOを保有（IT
Oは下部電極）するガラス基板２（0.5mm厚）上に日本ゼ
オン社製ZCOAT−1410をスピンコートにて製膜した。こ
の時の回転数は1500rpmであり35秒間回転させた。膜厚
は5.3μｍで製膜できていた。尚、ZCOAT−1410は、感光
性ポリオレフィン系のネガタイプレジストである。
次にホットオーブンにて70℃,30分の条件でベークし
た。次にフォトマスクを用い露光した。この時の条件
は、436nmの紫外線露光で120mJ/cm2の照射量であった。
露光パターンは幅20μｍの層間絶縁膜であるZCOAT1410
が100μｍおきに上記ITOパターンに垂直に、線状ライン
として残るようにした。
さらに現像後、250℃２時間の条件でクリーンオーブ
ン中でキュアーを行い、層間絶縁膜を作製した。
実施例２〔層間絶縁膜の垂直性評価，吸湿性の評価〕 上記の実施例１で作製した試料を任意の地点で破断
し、2mm×2mmの10個のサンプルを作製し、断面を走査型
電子顕微鏡で観察した。｛（下部幅）−（上部幅）｝／
（高さ）を20カ所で測定し、そのすべてにおいてこの値
は1/10以下であった。また同時に、実施例１で作製した
試料の吸水率（吸湿性）を測定したところ0.07％（ASTM
規格D570に準拠）と良好な値を示した。
実施例３〔有機EL素子作製及び精細度の評価〕 実施例１で作製した試料をイソプロピルアルコールに
て３分間、超音波にて洗浄してさらにUVとオゾンの併用
の洗浄装置にて30分間、洗浄を行った。次に市販（日本
真空技術社製）の真空蒸留装置に試料を入れて、基板ホ
ルダーに固定した。モリブテン製の抵抗加熱ボートにN,
N'−ジフェニル−N,N'−ビス−（３−メチルフェニル）
−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン（以下TPDと
略記）を200mg入れ、また違うモリブテン製の抵抗加熱
ボートにトリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミ
ニウム（Alqと略記する）を200mg入れて真空槽を１×10
-4Paまで排気した。その後TPD入りのボートを加熱し、
膜厚80nmの正孔輸送層を成膜した。これを真空槽から取
り出すことなく、正孔輸送層の上にAlqからなる膜厚75n
mの発光層を成膜した。次に真空槽を開けることなく、
あらかじめ真空槽内に設けてある抵抗加熱ボートにMgと
タングステンバスケットに銀が入ったものを加熱し、Mg
とAgの蒸着レートをそれぞれ1.4nm/s,0.1nm/sとして膜
厚200nmのMg,Ag対向電極を製膜した。これにより封止前
の有機EL素子ができた。
次に、有機EL素子上に不活性気体中（N2中）にて封止
板を接着した。封止板として厚さ1000μｍのガラス板を
用い、これに脱水処理を行った。シリカゲルを可溶性ナ
イロン溶液に分散したものを塗布し脱水剤とした。この
脱水剤がついた面を素子側として、封止板の周囲を紫外
線効果性接着剤を塗布し、封止板と有機EL素子を張り合
わせ紫外線照射を行い封着した。これにより本発明の封
上した有機EL素子が完成した。この素子の厚さは0.6mm
であり極めて薄く説明の有効性を示した。
次にストリップラインのうち、ITOの１本とMg:Agの１
本を選び、ITOを＋極,Mg:Agを−極として電圧7Vを印加
し、パターンの精度を光学顕微鏡下で調べたところ、パ
ターン精度が±１μｍと極めて良好であり、ITOとMg:Ag
のストライプの交差部分だけ発光した。
また、全てのMg:Agストリップラインの電圧印加を順
次行い調べた結果、互いに短絡しつながった箇所はない
ことが判明し、本発明の素子の対向電極のパターンニン
グは良好であることが判明した。本発明の素子を空気中
（20℃,60％RH）で5000時間保存しても、大きさ50μｍ
φ以上の発光欠陥がなく、封上性能も良好であることが
確認された。
また、同時にストリップラインのエッジの無発光化状
態を調べたところ、無発光幅は３μｍ以下であり、エッ
ジも良好に規定されていることが判明した。
さらに封止板を指で押さえ、素子の短絡の有無を見た
が、層間絶縁膜が柱となっているため、一切短絡しなか
った。
比較例１ 実施例１で使用したのと同じストライプのITO下部電
極を保有するガラス上に、感光性ポリイミドコーティン
グ剤（トーレ社 UR3140）をスピンコートにて回転数40
00rpmで30秒間かけて塗布した。次いで、80℃,60分間の
乾燥を行い、発光パターンのフォトマスクを通して露光
を行った。露光層は80mJであった。
次に現像を行い、ポリアミック酸のポリマーのパター
ンが得られた。これをN2ガス下のオーブン中で、180℃,
30分、さらに300℃にて30分キュアーしてポリイミドで
ある層間絶縁膜付のITO/ガラス基板が作製できた。ここ
で実施例２と同様な試験を行ったところ｛（下部の幅）
−（上部の幅）｝／（高さ）は１程度であった。実施例
３と同様に素子を作製しストリップラインのうちITOの
１本とMg:Agの１本を選んで電圧を印加したが、選んだ
両方のストライプが交差した部分以外に発光する部分が
存在し、Mg:Ag対向電極のストライプ状のパターン加工
ができていていないことが判明した。また、封止後のサ
ンプルを20℃,60％RHの大気中に放置したところ、発光
面は著しく減少していた。このことは層間絶縁膜である
ポリイミドの吸湿性が大きいため（通常１〜２％）、層
間絶縁膜が吸湿しており封止した後にポリイミドに吸湿
した水分が放出され、Mg:Ag対向電極を酸化したためで
ある。
実施例４〔層間絶縁膜がフッ素系ポリマーである場合〕 吸水率0.01％以下（ASTM規格D570に準拠）のフッ素樹
脂製層間絶縁膜を形成できるフッ素系樹脂溶液（旭ガラ
ス社製：サイトップCTX−809）を600回転で30秒間スピ
ンコートして膜厚4.8μｍのサイトップ膜を形成した。
尚、基板２は実施例１で用いたものと同じである。
さらに、ホットプレート上で50℃で１分,80℃で１分,
120℃で１分間乾燥し、最終キュアーとして250℃で１時
間オーブン中で乾燥した。
次に、東京応化製ポジ型フォトレジストTOPR−1000を
スピンコート塗布した。条件は3000回転で20秒間であっ
た。次に、ポットプレート上で110℃,90秒間乾燥した。
次に、ｇ線にて露光した。条件は500mw/cm2で１秒間の
照射であった。その後、現像した。
次に、ドライエッチング装置であるプラズマエッチャ
ーによりエッチングを行った。エッチングに用いたガス
は、CF4,CHF3,Arの混合ガスであり、流量は24,24,98SCC
mであった。真空度は0.5Torrでありプラズマ出力は300W
であった。エッチングは50分間行った。
次に、実施例２と同様に断面を観察したところ｛（下
部幅）−（上部の幅）｝／（高さ）は、1/10であった。
実施例５〔逆テーパー型の層間絶縁膜の作製〕 300μｍピッチでストライプ加工されたITOを保有（IT
Oは下部電極）するガラス基板２（0.5mm厚）上に、日本
ゼオン社製ZCOAT−1410をスピンコートにて製膜した。
この時の回転数は1000rpmであり40秒間回転させた。膜
厚は8.8μｍで製膜できていた。
次にホットオーブンにて80℃,15分の条件でベークし
た。次にフォトマスクを用い露光した。この時の条件
は、365nmの紫外線露光で450mJ/cm2の照射量であった。
露光パターンは幅50μｍの層間絶縁膜が350μｍピッチ
で、上記ITOパターンに垂直に、線状ラインとして残る
ようにした。
さらに現像後、200℃１時間の条件でクリーンオーブ
ン中でキュアーを行い、層間絶縁膜を作製した。
次いで、実施例２と同様にして断面を走査型電子顕微
鏡で観察した。その結果観察した断面の全てにおいて、
｛（下部幅）−（上部の幅）｝／（高さ）の値は負であ
り、図10の（ｂ）又は（ｃ）の形状であり、逆テーパー
型であった。
実施例６〔有機EL素子作製及び精細度の評価〕 実施例５で作製した試料を用いて、実施例３と同様に
して有機EL素子を作製した。また、実施例３と同様にし
てパターン精度を評価した。
その結果、Mg:Agのストリップラインで互いに短絡し
て繋がったところはなく、パターニングの方法が良好で
あったことが確認された。パターン精度は±４μｍであ
った。
実施例７〔有機EL素子作製及び精細度の評価〕 300μｍピッチでストライプ加工されたITOを保有（IT
Oは下部電極）するガラス基板２（0.5mm厚）上に、１μ
ｍの膜厚でSiO2をプラズマエンハンスドCVDで製膜し
た。製膜条件は、プラズマガス種をN2OとSiH4の1:1の混
合ガスとし、基板温度250℃，真空度0.7Torr,プラズマ
出力200Wとした。
次に、実施例４と同様にして東京応化工業（株）製の
ポジ型フォトレジストTOPR−1000を製膜し、露光，現像
後、前記ストライプ加工されたITOに垂直に開口ライン
が施されたパターンが残るようにした。開口ラインの幅
は280μm,ピッチ300μｍであった。
続いて、プラズマエッチングを行い、フォトレジスト
の開口部のSiO2を完全に除去し、ITO面が露出するよう
にした。SiO2のエッチング条件は、ガス種としてCF4,CH
F3,Arの1:1:3.5（体積比）の混合ガスを用い、真空度0.
5Torr,プラズマ出力300Wとした。
ここで用いたSiO2は層間絶縁膜として、極めて吸水率
が小さく0.01％以下のものであった。
次に、実施例３と同様にして有機EL素子を作製し、評
価を行った。パターン精度は１μｍ以下と良好であっ
た。また対向電極のパターニングは良好であった。
実施例８〔有機EL素子作製及び精細度の評価〕 300μｍピッチでストライプ加工されたITOを保有（IT
Oは下部電極）するガラス基板２（0.5mm厚）上に、スパ
ッタリング法でSiOx（ｘ＝1.8）を300nm製膜した。
次に、実施例４と同様にして東京応化工業（株）製の
ポジ型フォトレジストTOPR−1000を製膜し、露光，現像
後、前記ストライプ加工されたITOに垂直に開口ライン
が施されたパターンが残るようにした。開口ラインの幅
は280μm,ピッチ350μｍであった。
次に、フォトレジストを基板ごとに150℃に加熱し、
フォトレジストの断面がかまぼこ状になるようにした。
続いて、プラズマエッチャーによりエッチングを行っ
た。エッチング条件は、ガス種としてCF4,CHF3,Arの1:
1:8（体積比）の混合ガスを用い、真空度0.2Torr,プラ
ズマ出力200Wとした。
次いで、フォトレジストを剥離し、第一の層間絶縁膜
を作製衛した。なお、前記かまぼこ状の断面のフォトレ
ジストは、第一の層間絶縁膜の断面が台形となるように
するためである。
さらに、プラズマエッチングによって、SiOxを台形状
に加工した。
その後、前記第一の層間絶縁膜上に、実施例５と同様
にして、ZCOAT−1410を製膜し、第二の層間絶縁膜を作
製した。
ここで用いた第一の層間絶縁膜及び第二の層間絶縁膜
の吸水率は0.01％以下と極めて小さかった。
次に、実施例３と同様にして有機EL素子を作製し、評
価を行った。パターン精度は１μｍ以下と良好であっ
た。また対向電極のパターニングは良好であった。
産業上の利用可能性 本発明の有機EL素子は、高精細，均一発光であり、ク
ロストークがなく、外部からの圧力に強く、さらに封止
にも優れた有機エレクトロルミネッセンス素子である。
このような本発明の有機EL素子は、例えばOA機器用，
時計用等の高精細，均一発光のディスプレイなどに好適
に用いられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−275172（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−261091（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−36475（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−202287（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−315981（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−102393（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−283280（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板２上の下部電極３と対向電極４との間
    に、発光層を含む有機層５を介在して設けてある有機エ
    レクトロルミネッセンス素子１において、非発光素子部
    には吸水率が0.1％以下の層間絶縁膜６が設けてあり、
    層間絶縁膜６の断差部分９が発光素子部分と非発光素子
    部分の境界を規定し、該断差部分９が下部電極３の面に
    対しほぼ垂直に切り立っている箇所が存在しており、該
    層間絶縁膜６上に封止板又は封止蓋７が基板２に接着層
    ８を介して貼り合わせてあることを特徴とする有機エレ
    クトロルミネッセンス素子。
  2. 【請求項２】基板２上に下部電極３を設けてあり、該下
    部電極３上にパターン加工された層間絶縁膜６が設けて
    ある基板に、有機層５を設ける工程及び対向電極４を製
    膜する工程をそれぞれ少なくとも１回含む有機エレクト
    ロルミネッセンス素子１の製造において、該層間絶縁膜
    ６の段差部分９が発光素子部分と非発光素子部分との境
    界を規定し、該断差部分９がほぼ下部電極３の面に対し
    ほぼ垂直に切り立っている箇所が存在しており、該箇所
    で対向電極４を基板２面に対して直下より蒸着すること
    により対向電極４が段差部分９で断線しパターン加工さ
    れるとともに、該断差部分９の基板２側の端で対向電極
    ４と層間絶縁膜６とが密着するように付着することを特
    徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方
    法。
  3. 【請求項３】基板２上の下部電極３と対向電極４との間
    に、発光層を含む有機層５を介在して設けてある有機エ
    レクトロルミネッセンス素子１において、非発光素子部
    には吸水率が0.1％以下の層間絶縁膜６が設けてあり、
    層間絶縁膜６の断差部分９が下部電極３の面に対しほぼ
    垂直に切り立って逆テーパー型になっている箇所が存在
    しているとともに、対向電極４を複数に分離独立するよ
    うになっており、該層間絶縁膜６上に封止板又は封止蓋
    ７が基板２に接着層８を介して貼り合わせてあることを
    特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  4. 【請求項４】基板２上の下部電極３と対向電極４との間
    に、発光層を含む有機層５を介在して設けてある有機エ
    レクトロルミネッセンス素子１において、非発光素子部
    である下部電極３上に、断面が台形状の第１層間絶縁膜
    15が設けてあり、且つ、該台形状断面の上部に第２層間
    絶縁膜14が設けてあり、該第２層間絶縁膜14の断差部分
    ９が下部電極３の面に対しほぼ垂直に切り立っている箇
    所が存在しているとともに、対向電極４を複数に分離独
    立するようになっており、該層間絶縁膜14上に封止板又
    は封止蓋７が基板２に接着層８を介して貼り合わせてあ
    ることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素
    子。
  5. 【請求項５】基板２上に下部電極３を設けてあり、該下
    部電極３上にパターン加工された層間絶縁膜が設けてあ
    る基板に、有機層５を設ける工程及び対向電極４を製膜
    する工程をそれぞれ少なくとも１回含む有機エレクトロ
    ルミネッセンス素子１の製造において、第１層間絶縁膜
    15の断面は台形状であり且つ該台形状断面の上部に第２
    層間絶縁膜14が設けてあり、該第２層間絶縁膜14の断差
    部分９が下部電極３の面に対しほぼ垂直に切り立ってい
    る箇所が存在しており、該箇所で対向電極４がパターン
    加工されるように対向電極４を製膜する工程を含むこと
    を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造
    方法。
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