JP3369616B2

JP3369616B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP3369616B2
Application number: JP34956092A
Authority: JP
Inventors: ワンタンチン
Original assignee: イーストマンコダックカンパニー
Priority date: 1991-12-30
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: CA2085298C; CA2085298A1; DE69217475T2; EP0553496A2; EP0553496B1; DE69217475D1; US5276380A; EP0553496A3; JPH05275172A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機エレクトロルミネ
セント画像表示装置と、その製造方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】Scozzafavaの欧州特許第 349,265号（欧
州特許庁が1990年 1月 3日に発行した特許出願）明細書
が有機エレクトロルミネセント画像表示装置とその製造
方法について開示している。

【０００３】Scozzafavaは、横方向に間隔をあけて配置
された一連の平行なインジウム錫酸化物のアノードスト
リップを有する基板について開示している。有機エレク
トロルミネセント媒体がそのアノードストリップの上に
重ねられている。そのアノードストリップに対し直交し
て配向させて横方向に間隔をあけて配置させた平行なカ
ソードストリップが、カソード形成金属を連続層として
付着させた後にパターニングすることによって、有機エ
レクトロルミネセント媒体の上に形成されている。カソ
ード層をカソードストリップへパターニングすること
は、２−エトキシエタノール中のモノマー性ネガティブ
ワーキングフォトレジストの溶液をスピンコーティング
することによって行われている。そのフォトレジストに
ＵＶ放射線を像様照射して架橋パターンを作製し、そし
て架橋されていないフォトレジストを、その配列を２−
エトキシエタノール中に２〜３秒間浸漬することによっ
て除去する。これにより未照射のフォトレジストが取り
除かれて、カソード層の領域が露出される。この露出さ
れたカソード層の領域を、1000:1の水：硫酸溶液からな
る酸性エッチング浴中に配列を浸漬することによって除
去する。この手順によってカソードストリップを製作し
た後、その配列を水でリンスし、そして回転させて過剰
の水分を除去する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】印加電圧に応答して発
光し、その印加電圧を取り除くと発光を停止する、各々
が一体式要素となっているアノード及びカソードで構築
されている有機エレクトロルミネセント装置は、スイッ
チの開閉をすることができるが、単独で使用した場合に
は画像表示性能に欠ける。アノード及びカソードの各々
をパターニングして相対的に垂直に配向させた平行スト
リップにすることによって有機エレクトロルミネセント
装置に画像表示性能を付与する場合、有機エレクトロル
ミネセント媒体の上に重ねられている電極要素をその付
着後にパターン化しなければならないという問題が生じ
る。これを、従来の湿式化学パターニング技法、とりわ
けScozzafavaが例示する技法によって行った場合、画像
表示の性能及び有効動作寿命のいずれかまたは両方が、
一体式のカソード及びアノードを有する類似の有機エレ
クトロルミネセント装置よりも劣化する。有機エレクト
ロルミネセント媒体とカソードの両方の劣化が認められ
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、電気
絶縁性且つ光透過性の基板上に、互いに隔離された複数
の帯状の第一電極と、該第一電極の上に配置された有機
発光層と、該有機発光層の上に該第一電極の長手方向と
交差する方向に沿って配置された、互いに隔離された複
数の帯状の第二電極とを設けることにより、該第一電極
と該第二電極とを個別にアドレスすることができる発光
装置において、該第二電極の各隔離部分において、該基
板と該第一電極の上に該第二電極の長手方向に沿って、
該有機発光層の厚さを上回る高さを有する壁が、その近
傍の該第二電極から隔離して配置されており、かつ、該
壁とその近傍の該第二電極との隔離が、該第二電極を該
基板の法線に対して１０〜６０度の角度で斜方付着した
ことにより設けられていることを特徴とする発光装置を
提供する。本発明はさらに、上記発光装置であって、前
記壁の各々が絶縁性ペデスタルの上に配置されており、
かつ、該ペデスタルの幅が、対応する壁の最大幅よりも
大きいものをも提供する。

【０００６】本発光装置は、有機エレクトロルミネセン
ト媒体の厚さを上回る高さを有する壁が、隣接列内の画
素の共通の境界に沿って配置されていることを特徴とす
る。その壁は、有機エレクトロルミネセント媒体と支持
面との間に差し挟まれており、そして第二電極要素は、
各列において、有機エレクトロルミネセント媒体の上に
重なっており、また隣接する二つの列を分離している列
において、一つの境界における一つの壁から、別の境界
における第二の壁から横方向に間隔をあけて配置されて
いる位置へ拡張している。

【０００７】別の態様では、交差している行と列におい
て配置された複数の発光画素から成る画像表示配列を含
んで成り、各々の画素は共通の電気絶縁性の光透過性基
板上に配置されており、各行内の画素は、基板上に配置
された共通の光透過性第一電極要素を含有し且つ該要素
によって接合されており、隣接行内の第一電極要素は基
板上で横方向に間隔をあけて配置されており、有機エレ
クトロルミネセント媒体は、基板及び第一電極要素によ
って形成された支持面上に配置されており、各列の画素
は、有機エレクトロルミネセント媒体上に配置された共
通の第二電極要素を含有し且つ該要素によって接合され
ており、そして隣接列内の第二電極要素は、有機エレク
トロルミネセント媒体上で横方向に間隔をあけて配置さ
れている発光装置の製造方法において、（ａ）表面で横
方向に間隔をあけた行内に配置された第一電極要素を基
板に設けて支持面を形成する工程、（ｂ）該支持面に有
機エレクトロルミネセント媒体を付着させる工程、及び
（ｃ）該有機エレクトロルミネセント媒体の表面に第二
電極要素を形成する工程を含んで成る発光装置の製造方
法に関する。

【０００８】本発明の方法は、有機エレクトロルミネセ
ント媒体の厚さを上回る高さを有する一連の壁を、隣接
列内の画素の共通の境界に、有機エレクトロルミネセン
ト媒体を付着する前に形成させることを特徴とする。第
二電極要素を形成する金属の気相堆積用の源を、支持面
に対して、該源と有機エレクトロルミネセント媒体表面
の隣接部分との間に各壁を差し挟む角度で配向させ、そ
して有機エレクトロルミネセント媒体表面上の、該源と
有機エレクトロルミネセント媒体表面との間に壁が差し
挟まれている領域以外の領域に、第二電極要素を形成す
る金属を選択的に付着させる。

【０００９】本発明の利点は、画像表示性能を有する本
発明の有機エレクトロルミネセント装置が、画像表示性
能をもたないこと以外は同等の有機エレクトロルミネセ
ント装置に匹敵する動作特性を示すことができる、とい
う点である。

【００１０】画像表示用有機エレクトロルミネセント装
置を製作する本発明の方法は、エレクトロルミネセント
媒体上に重ねられている電極を、それらの所望のパター
ンで最初に付着させることができるという利点を提供す
る。それゆえ、金属を除去して重ねられる電極の所望の
パターンを形成させる手順、及びこのような手順に付随
する欠点が完全に排除される。

【００１１】実施態様場合によって、用語「エレクトロルミネセント」の代わ
りに頭字語ＥＬを使用する。なお、層の厚さのような装
置の特徴的な寸法は、しばしばサブマイクロメートルの
範囲にあるので、図面のスケールは、見やすくするため
に寸法精度を犠牲にしている。

【００１２】図１及び図２を参照すると、画像表示を形
成することができる有機ＥＬ発光装置１００が示されて
いる。横方向に間隔をあけて平行に並べられている行に
おいて基板上に配置されている一連の光透過性の、好ま
しくは透明な第一電極要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４及び
Ｃ５を有する光透過性の、好ましくは透明な電気絶縁性
基板１０１が示されている。有機ＥＬ媒体１０３は、こ
の第一電極要素の最左部を除いた全体と接触し且つその
上に重ねられている。この有機ＥＬ媒体の上には、横方
向に間隔をあけて平行に並べられている列において配置
されている一連の第二電極要素Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４
及びＲ５が重ねられている。第二電極要素は、有機ＥＬ
媒体の下方端（図１に示されている）を越えて基板の下
方部分上へ横方向に拡張している。

【００１３】従来の画像表示装置は列及び行内に非常に
多数の電極を有することができるが、装置の動作原理を
説明するには図示した６行６列の電極で十分である。６
行６列の電極要素を用いると、ＥＬ装置は、３６個の個
別の領域（以降、画素または画像形成画素と呼ぶ）のう
ちのいずれかまたは全部において独立に光を発すること
ができる。画素は、破線または破線及びＥＬ媒体の一つ
もしくは二つの縁によって完全に画定されている領域Ｐ
１〜Ｐ３６として図１に示してある。画素が一緒になっ
て画像表示配列を形成する。

【００１４】動作時には、基板１０５を見ることによっ
て見える装置からの特定の発光パターンが作り出され
る。好ましい動作モードでは、連続的に一度に一列の画
素を励起し、各列の反復励起の時間間隔が人の目の検出
限界、典型的には６０分の１秒未満になるように選定し
た速度で配列の励起を反復することによって、装置を励
起して発光させる。観測者には、装置はどの瞬間におい
ても一つの列からしか発光していないにもかかわらず、
すべての励起された列からの発光によって形成された画
像が見える。

【００１５】所望の画像パターンを作り出すため、電極
要素Ｃ１〜Ｃ６を独立にバイアスして、共通の第二電極
要素Ｒ１を共有している画素Ｐ１〜Ｐ６に適当な画像パ
ターンの部分を形成する。例えば、画素Ｐ１、Ｐ２及び
Ｐ３からの発光が望まれると同時にＰ４、Ｐ５及びＰ６
からの発光が望まれない場合には、電極要素Ｃ１、Ｃ２
及びＣ３の電位を電極要素Ｒ１に対して電気的にバイア
スして発光を励起する一方、電極要素Ｃ４、Ｃ５及びＣ
６は、発光を励起するためのバイアスをどれもしない
か、あるいは発光とは反対に電気的にバイアスさせる。
第一列内の画素Ｐ１〜Ｐ６から所望のパターンで励起し
た直後に、新たなパターンの励起を電極要素Ｃ１〜Ｃ６
に供給し、そして次いで電極要素Ｒ２をバイアスして、
第二列内の画素Ｐ７〜Ｐ１２からの特定パターンの発光
を励起する。

【００１６】着目すべき重要な点は、ＥＬ媒体が発した
光にとっては、それが第一電極要素の一つを透過しなけ
ればならないという点である。光透過性であるには、各
第一電極要素の厚さが制限されなければならず、このこ
とはその抵抗を増大させることにもなる。図示した行及
び列配置を選ぶことによって、第一電極要素は、一つの
画素を励起するのに必要なだけの少量の電流を運搬する
ことが要求される。第二電極要素は、光透過性である必
要がないので、より厚く且つより低抵抗にすることがで
き、いずれか一つの列内のすべての画素を励起するのに
必要な全電流を各々が導通させることができる。

【００１７】画像表示を形成できる従来の似たような装
置よりも本ＥＬ装置１００が有意に有利である点は、第
二電極要素に所望のパターニングを施して列を形成させ
る際にＥＬ媒体または第二電極要素のどちらかが劣化す
ることがまったくないという点である。第二電極要素
は、先に引用したScozzafavaが教示しているように均一
に付着させた後にパターン化するのではなく、ＥＬ媒体
上に所望のパターンで付着される。何らかの処理材料
（例えば、溶液）をＥＬ媒体にまたは第二電極要素を形
成する材料に接触させて所望の電極列パターンを製作す
る必要がない。このことは、ＥＬ媒体を付着させる前
に、付着すべき第二電極要素の列パターンを画定する特
徴を装置に付与することによって可能になる。

【００１８】有機ＥＬ装置１００を形成する第一の工程
は、光透過性の、好ましくは透明な基板の表面に光透過
性の、好ましくは透明な導電性層を設ける工程である。
インジウム錫酸化物をコーティングしたガラス基板を選
択することが最も普通である。フォトレジストパターニ
ングに次いで、保護されていないインジウム錫酸化物の
領域をヨウ化水素酸でエッチングし、その後フォトレジ
ストを除去してすすぎ洗いすることによって、基板に第
一電極要素Ｃ１〜Ｃ６を設ける。インジウム錫酸化物、
酸化錫または似たような透明な導電性酸化物を使用する
代わりに、高い（例えば、4.0 eVよりも高い）仕事関数
のいずれかの金属の光透過性薄層で第一電極要素を製作
することができる。第一電極要素の製作には、クロムと
金の混合物が特に意図される。

【００１９】基板は、従来のいずれの光透過性電気絶縁
性材料で形成させてもよく、また第一電極は、比較的安
定な光透過性金属及び金属酸化物で形成させることがで
きるので、基板と第一電極要素とが一緒に、フォトリソ
グラフィーのような通常の化学パターニング技法に劣化
を伴うことなく耐えることができる付着面１０７を提供
する。

【００２０】ＥＬ媒体上に付着させるべき第二電極要素
の所望の列パターンを画定することを担う要素が壁１０
９である。この壁は、付着面１０７に従来の便利ないず
れのパターニング技法によって形成させてもよい。

【００２１】簡単で特に好ましい技法では、付着面にネ
ガティブワーキングフォトレジストをスピンコーティン
グすることによって壁を形成する。所望であれば、その
スピンコーティング工程を乾燥後に繰り返して、フォト
レジスト層厚を増加させることができる。パターン化し
た露光によって、露光領域のフォトレジストを架橋し不
溶形とする一方で、未露光領域を現像及び洗浄技法によ
って除去することができる。露光による架橋が、強く、
比較的硬い壁を作り出す。

【００２２】代わりとなる数多くの壁形成技法が可能で
ある。連続的なスピンコーティング工程によって厚いフ
ォトレジスト層を構築する代わりに、透明フィルムのよ
うな軟質支持体上のフォトレジストコーティングを支持
面に積層することによって、より厚いフォトレジスト層
を基板上に形成させることができる。この態様では、そ
のフォトレジストが、積層後の像様露光によって重合す
るモノマーであることが典型的である。像様露光後にフ
ィルムを剥すと、露光されなかった領域中のモノマーも
除去される。

【００２３】別の壁形成技法では、フォトレジストは壁
を形成しないが、支持面の壁を包囲する領域に存在する
ことによって壁のパターンを画定する。フォトレジスト
層の形成は、上記態様のいずれのものをとることもでき
るが、像様露光は、壁を包囲する領域にフォトレジスト
を残存させるように選定される。ポジティブまたはネガ
ティブどちらのワーキングフォトレジストを使用しても
よい。続いて、シリカ、窒化珪素、アルミナ、等の壁形
成材料を、存在するフォトレジストの上に重なるように
均一に付着させ、また壁領域内の付着面に付着させる。
壁が形成された後、従来の便利な何らかの技法、例えば
溶剤リフト−オフ、によってフォトレジストを除去する
ことができる。

【００２４】第二電極要素を所望の列パターンで付着さ
せるため、隣接する列内の画素の共通の境界に沿って配
置された壁を用いて有機ＥＬ装置を製作する。次いで、
従来の便利ないずれかの気相堆積技法によって、壁と残
りの付着面との上に有機ＥＬ媒体を付着させる。図１に
示したように、付着面の左側と下側の縁は有機ＥＬ媒体
を含まないので、これらの領域内に拡張している電極要
素部分を利用して外部の電気リード線を接続することが
できる。このような横方向に拡張している電極要素部分
は、ボンディングパッドと通常呼ばれている。ボンディ
ングパッド部位付近の基板の縁に沿ったマスク、例えば
１片のテープを使用して、有機ＥＬ媒体の付着パターン
を画定することができる。代わりに、有機ＥＬ媒体を付
着面全体に付着させた後に、研磨によって機械的に除去
することができる。

【００２５】一般に、１層以上の有機ＥＬ媒体を付着さ
せるのに有用であることが知られているいずれの気相堆
積技法を採用してもよい。壁の高さを、有機ＥＬ媒体の
厚さを上回るように選定することが一般に好ましい。効
率的な装置構造体では、有機ＥＬ媒体は、多層形態で存
在する場合でさえ、１μｍ（10,000オングストローム）
未満の厚さを、また典型的にはこの半分の厚さを示す。
このように、有用な壁の高さを達成することは、壁形成
に有用な従来のパターニング技法の性能の範囲内に十分
に含まれる。

【００２６】有機ＥＬ媒体を付着させた後、第二電極要
素を付着させるために用いる金属の源を供給する。効率
的な有機ＥＬ装置には、第二電極要素は、有機ＥＬ媒体
と接触させるべき、より低い（4.0 eV未満）仕事関数を
示す金属を必要とする。単独のまたは１種以上のより高
い仕事関数金属と組み合わせた１種以上の低仕事関数金
属を、従来のいずれかの方向性（図中のライン）輸送技
法によって、有機ＥＬ媒体上に付着させることができ
る。源から有機ＥＬ媒体表面へ確実に線形輸送するため
に、好ましくは、減圧下で金属原子を輸送する。このこ
とが、源から有機ＥＬ媒体表面への輸送の際の金属イオ
ンの平均自由行程を増加させ、よって散乱が最小限に抑
えられ、また方向性の制御された方法で付着が維持され
る。一般に、源と有機ＥＬ媒体表面との間隔が、金属原
子の平均自由行程よりも小さく（すなわち、金属原子が
周囲雰囲気中の原子に衝突するまでの平均の移動距離よ
りも小さく）なるように、付着工程中の周囲雰囲気圧を
低下させる。方向性輸送の要件に適合する従来の付着技
法には、真空蒸着法、電子ビーム付着法、イオンビーム
付着法、レーザーアブレーション法及びスパッタリング
が含まれる。

【００２７】図１及び図２に示したように、横方向に間
隔をあけて配置した列において第二電極要素の付着パタ
ーンを達成するためには、各壁が源と有機ＥＬ媒体表面
の隣接部分との間に差し挟まれるように、付着すべき金
属源に対して付着面１０７を配置させる。このような配
向で付着を行うと、差し挟まれた壁の部分が源から飛来
する金属イオンを遮り、よって壁の片側の有機ＥＬ媒体
上に金属が付着することを妨害する。これによって、第
二電極要素の隣合う列間に間隔が設けられる。金属原子
の源に対する実用上好ましい配向範囲は、金属原子の飛
来方向と付着面の法線（付着面に垂直な軸）とのなす角
度が約10〜60度、好ましくは約15〜45度にある場合に確
立される。

【００２８】低い（＜4.0 eV）仕事関数金属を単独でま
たは１種以上の高仕事関数金属との組合せで付着させる
ことは、低仕事関数金属を含有する連続層を付着させ
て、有機ＥＬ媒体への電子注入効率を最大にすることの
みを要求する。しかしながら、図示したように、第二電
極要素は各列内のすべての画素によって発生する電流の
運搬を担うので、連続層を提供することが期待される 2
00〜500 オングストロームの厚さレベルを越えて第二電
極要素の厚さを増加させることが好ましい。最初の金属
組成を用いて１μｍまでまたはそれ以上の厚い電極を形
成させることはできるが、低仕事関数金属を含有する連
続層の初期形成後に、比較的高い仕事関数（こうして化
学反応性がより低くなる）の金属のみを付着させるよう
に組成を変更することが一般に好ましい。例えば、回路
製作に普通に用いられている便利な高仕事関数金属、例
えば金、銀、銅及び／またはアルミニウムを付着させる
ことによって、第二電極要素の抵抗を低下させるため
に、マグネシウム（好ましい低仕事関数金属）及び銀、
インジウムまたはアルミニウムの初期連続層の厚みを増
加させることが好ましいであろう。有機ＥＬ媒体の界面
における低仕事関数金属と、重なっている第二電極要素
の厚みを完成している高仕事関数金属との組合せが特に
有利である。なぜなら、低仕事関数金属が有機ＥＬ媒体
との第二電極要素界面に限られていても、低仕事関数金
属によって生み出される高い電子注入効率は十分に実現
されると同時に、高仕事関数金属の存在が第二電極要素
の安定性を向上させるからである。このように、高い注
入効率と高い電極要素安定性の組合せがこの配置によっ
て実現される。

【００２９】図３に、第一電極要素の代わりの構造を示
す。基板１０１とその他のすべての装置の特徴は、着目
するものを除いて、装置１００に関連して上述したもの
と同じである。第一電極要素が光透過性でなければなら
ないという要件は、電極要素の厚さを制限し、よってそ
の電導度の上限を決める。光透過性を低減することなく
第一電極要素の電導度を増加させるために、図示したよ
うに、光透過性である必要がない電流伝導ストリップ３
０３を縁で接触させた光透過性部分３０１を用いて第一
電極要素Ｃ５’及びＣ６’を形成する。電流伝導ストリ
ップの電気電導度を光透過性部分よりも増大させるた
め、先に述べた種類の第一電極要素の上の示した領域内
に金属を付着させることによって、最も便利に該ストリ
ップを形成させる。その金属は、第一電極要素の光透過
性部分を形成する材料よりも導電性が高いものであるこ
とができる。電流伝導ストリップは光透過性である必要
がないので、それらの厚さを第一電極要素の光透過性部
分よりも厚くすることによって、それらの電導度をさら
に増加させることが好ましい。各電流伝導ストリップ
は、各ボンディングパッド領域３０５の中の各第一電極
要素の全幅にわたり拡張している。この第一電極要素の
構造上の改良を使用して、発光量を増大すること、内部
抵抗を低減すること、またはその両方が可能である。

【００３０】図４では、特別に記すものを除いて、先に
記載した装置の詳細部と同じである代わりの画像表示有
機ＥＬ装置構造の詳細部を示す。構造上の顕著な改良点
は、薄い電気絶縁性ストリップ（またはペデスタル）４
０１が、各壁４０９を形成する前に付着面１０７の上に
形成されている点である。ペデスタルは絶縁性であるた
め、壁は第一電極要素と電気的接触をしておらず、それ
ゆえ従来のいずれの導電性材料、半導体材料または絶縁
材料から構築してもよい。壁を金属のような導電体で形
成させた場合、それらは第二電極要素の電流伝導を促進
することができる。壁の上部のかど部において、各壁と
その上に重なっている第二電極要素との間の直接接触の
可能性が増大していることに着目されたい。なぜなら、
この配置における有機ＥＬ媒体の大きな曲率半径が、こ
れら領域における不連続または薄化の可能性を増大して
いるからである。ランディングパッド領域では、図示し
ていないが、有機ＥＬ媒体は完全に存在せず、そして第
二電極要素と壁が、各場合において直接に接触してい
る。

【００３１】不注意の有機ＥＬ媒体の薄化または不連続
の可能性は、曲率半径の小さな領域では増大するので、
絶縁性ペデスタルの重要な機能は、壁のすぐ近くの領域
において第一電極要素と第二電極要素とが不注意に短絡
する危険性を低減することである。ペデスタルは、蒸着
シリカまたは有機絶縁層のような比較的薄いいずれの絶
縁層の形態をとることもできる。ペデスタルは便利な任
意の厚さのものであることができるが、一般には、有機
ＥＬ媒体よりも薄いことが好ましい。

【００３２】図５には、特別に記述するものを除いて上
記図４の装置と同じである代わりの画像表示有機ＥＬ装
置構造の詳細部を示す。この実施態様では、壁は導電性
である。有機ＥＬ媒体５０３は、有機ＥＬ媒体の付着の
ための材料を供給する源に対して付着面を傾けて該媒体
を付着させたという点で、有機ＥＬ媒体１０３とは異な
る。ここでもまた、各壁の一部が源と付着面との間に差
し挟まれているので、有機ＥＬ媒体は各壁の一つの側面
には付着しない。第二電極要素の付着について先に記述
した好ましい角度及び方向性付着に関する考慮は、ここ
では有機ＥＬ媒体の付着に応用できる。有機ＥＬ媒体
を、真空蒸着によって方向性付着することが好ましい。

【００３３】有機ＥＬ媒体５０３を付着した後、第二電
極要素を先に記述したように再度付着させる。しかしな
がら、第二電極要素を形成する際の金属源に対する付着
面の配向は、第二電極要素が各壁の有機ＥＬ媒体のない
側に付着するように選定される。これによって、第二電
極要素と導電性壁とを直接に接触させることになる。こ
の配置では、電気絶縁性ペデスタルは、導電性壁が第一
及び第二電極要素を短絡させないようにするだけではな
く、有機ＥＬ媒体が存在しない領域において第二電極要
素が第一電極要素と直接接触することを防止するために
も重要である。

【００３４】本発明の明確な利点の一つは、有機ＥＬ媒
体と第二電極要素とを同じ真空室内連続的に形成するこ
とができ、中間の取り扱いまたは周囲空気、とりわけ周
囲空気中に含まれる水分への暴露を伴うことがないとい
う点である。第二電極要素を付着させた直後に、その装
置をハウジング内に直接封入または配置することができ
るので、第二電極要素と有機ＥＬ媒体がさらされる周囲
空気は非常に限られたものにすぎない。

【００３５】有機ＥＬ媒体及び第二電極要素は、それら
が付着された真空室から取り出す前に周囲からさらに保
護されうることが認識される。例えば、第二電極要素を
形成した後に、シリカのような電気絶縁層を第二電極要
素と有機ＥＬ媒体の上部表面に均一に蒸着させてから、
できた製品を真空蒸着室から取り出すことができる。

【００３６】第二電極要素と下部の有機ＥＬ媒体を真空
室から取り出す前に保護するための代わりの特に意図さ
れる別法は、第二電極要素の上に保護キャッピング層を
付着させることである。その最も簡単な態様では、キャ
ッピング層は、上述したように、単に下部の第二電極要
素よりも高い仕事関数金属である。キャッピング層自身
が導電性である場合には、それは、第二電極要素を形成
させるための上述の同じ技法によって付着される。第二
電極要素上に付着することは、第二電極要素を保護する
だけでなく、有機ＥＬ媒体の活性領域全体をも保護す
る。発光する際に活性である有機ＥＬ媒体の領域は、第
二電極要素の下にある領域だけであることに着目された
い。隣接する第二電極要素を分離している領域内の有機
ＥＬ媒体は、活性な発光体ではなく、またいずれにして
も、全画素配列領域のわずかな部分を占めるにすぎな
い。にもかかわらず、所望であれば、シリカのような均
一な絶縁層を、キャッピング層の付着後に付着させるこ
とができる。こうして、画像表示配列を真空室から取り
出すときには、それは十分に保護されているので、封止
されたハウジング内で即座に取り付けて装置特性の劣化
を回避するという必要がない。装置の感湿性部分のすべ
てが、単一の真空室内での製造工程中に、周囲空気への
中途の暴露を伴うことなく形成され且つ保護されること
ができる。

【００３７】上述の議論では、壁を垂直断面で概略的に
示してある。従来の壁形成技法、例えば半導体製作に日
常用いられているフォトレジストパターンが、図示した
ような実質的に垂直断面の壁を実現することができる。
しかしながら、壁の交互断面形状を可能にする壁製作に
おいて使用するのに、従来のパターニング技法が知られ
且つ適していることが認識される。例えば、多くのパタ
ーニング手順における壁の上部の縁はいくらか丸くな
る。壁にアンダーカットを付ける、すなわち、壁の底部
の厚さを壁の上部縁付近の厚さよりも薄くする、ことが
できる現像及びエッチング技法が知られている。同様
に、壁の底部を壁の上部縁付近よりも幅広くするよう
に、壁の側面を傾斜させることができる。上記配向に関
する60度の範囲限定に適応させるため、壁の側面と付着
面の法線とのなす角度が60度未満（最も好ましくは45度
未満）であることが好ましい。

【００３８】個々の画素の数及び寸法は、知られている
画像形成用途を満足する従来の範囲内で選定することが
できる。縁長がより小さい画素は、構築する上でより大
きな注意が必要である。微細画像形成には、一つの縁が
400〜20μｍの範囲の縁長を有する画素が意図される。
圧倒的大多数の画像形成用途には、一つの縁が 100μｍ
以上である画素縁長が受け入れられており、またさらに
厳しい画像鮮明度が要求される用途では、一つの縁が25
μｍ以上である画素縁長が普通である。

【００３９】厚さ約20μｍまでのフォトレジスト層を、
１回のスピンコーティング工程で製作することができ
る。積層または多数回のスピンコーティング技法を採用
することによって、厚さが 200μｍ以上のフォトレジス
ト層を容易に得ることができる。有機ＥＬ媒体の厚さが
１μｍを上回ることはほとんどないので、有機ＥＬ媒体
の厚さを上回る高さの壁を得ることが容易に実現される
ことは明白である。縁長が 400μｍ以下の画素の製作に
おいて、隣接する第二電極要素を分離するためには約
0.5〜10μｍの範囲内の高さの壁が通常は好ましい。

【００４０】比較的短い縁長の画素については、壁の高
さと幅との比率が重要となる。というのは、このような
用途では壁が全画素領域のより大きな割合を占めるから
である。壁の高さ対幅の比率範囲５：１〜１：１が容易
に実現され、また一般に好ましい。各画像形成画素の活
性部分（すなわち、発光部分）が、全領域の少なくとも
25％を、また最適には少なくとも50％を占めることが意
図される。一つの縁が約 400μｍよりも大きな画素につ
いては、壁の幅が全画素領域の有意な部分を占めるとい
うことはめったにない。

【００４１】上述の議論では、画像表示有機ＥＬ装置を
構築するための例示的な材料を場合によって記述してき
た。上記から、本発明の実施に有用な幅広い各種の従来
の材料は明白であると考えられるので、周知のパターニ
ング及び／または画像形成材料、現像剤、エッチング
剤、基板、導体、電気絶縁体、等を列挙するつもりはな
い。

【００４２】本発明の画像表示有機ＥＬ装置の材料は、
従来の有機ＥＬ装置の形態のいずれをとることもでき、
例えば先に引用したScozzafavaのもの；Tangの米国特許
出願第 4,356,429号；同第 4,539,507号；同第 4,720,4
32号；同第 4,885,211号；同第 4,769,292号；同第 4,9
50,950号；1990年 7月26日出願の米国特許出願第 557,8
47号（現在特許されている）；米国特許出願第 5,047,6
87号；1990年 7月26日出願のScozzafavaらの米国特許出
願第 557,857号（現在特許されている）；1990年 7月26
日出願のVanSlykeらの米国特許出願第 557,285号（現在
特許されている）；1990年 7月26日出願のVanSlykeらの
米国特許出願第 561,552号（現在特許されている）に記
載されている。本明細書ではこれらの開示を参照する。

【００４３】これらの開示から明白であるように、有機
ＥＬ媒体は、正孔注入及び輸送帯域から構築されること
が好ましい。有機ＥＬ媒体は、さらに装置のアノードと
正孔輸送層とに隣接した正孔注入層、及び電子注入及び
輸送帯域から形成されることが好ましい。電子注入及び
輸送帯域は、好ましくは、装置のカソードに隣接した電
子注入層と、正孔と電子の再結合が起こる発光層とから
構築される。第一電極要素にとって好ましい装置構造は
装置のアノードを形成することであり、また第二電極要
素によって好ましい装置構造は装置のカソードを形成す
ることである。カソードは、所望であれば別の新たな層
によって保護することができ、このことについては、こ
こでは図示も記載もしていないが、先の引用文献に詳細
に記載されている。

【００４４】

【実施例】本発明は、以下の特別な実施態様を参照する
ことによってさらに認識することができる。

【００４５】実施例１：基板上の壁の製作以下の工程を用いたフォトリソグラフィー法によって基
板上に壁を製作した。１）ネガティブワーキングフォトレジストの基板上への
適用；基板は直径10.2cmの清浄な円形ガラスウェファー
とした。使用したネガティブワーキングフォトレジスト
の組成は以下のとおりとした：溶剤としてのクロロベン
ゼン６５ｇ、増感剤としてのケトクマリン１ｇ、活性剤
としての４−ジメチルアミノ安息香酸エチル２ｇ、ジペ
ンタエリスリオタールモノヒドロキシルペンタアクリレ
ート（Sartomer社から商品名SR-399で市販されている）
２０ｇ、ポリ（メチルメタクリレート）ポリマー（DuPo
nt社から商品名Elvacite 2021 で市販されている）。約
３〜５mlのフォトレジストをウェファー上に付着させた
後、低速の 400回転／秒（RPM ）で５秒間回転させて基
板表面全体にフォトレジストを広げた。次いで、その回
転速度を急速に上げて2000 RPMで60秒間回転させた。そ
の後、回転塗布されたフォトレジストを有するウェファ
ー基板を、空気対流炉内で135℃で60秒間乾燥した。

【００４６】２）フォトレジストのフォトマスク露光フォトマスクは、161.3cm²の正方形のガラス基板上のク
ロムパターンからなるものとした。クロムパターンは、
各種のライン幅及びラインピッチの１組の平行ラインを
有した。中心間のラインピッチは100 μｍ、ライン幅は
10または20μｍとした。これらのラインの長さは５cmと
した。近紫外線光源を用いてマスクアライナー上にフォ
トレジスト露光を施した。

【００４７】３）フォトレジストの現像パターン露光したフォトレジストを、溶剤としてキシレ
ンを使用して現像した。これはキシレンを基板上にスプ
レーしながら基板を400RPMで40秒間回転させることによ
って行った。現像済フォトレジストパターンは、4000 R
PMで30秒間回転させた後に対流炉内で60秒間ベーキング
して乾燥させた。

【００４８】架橋されたフォトレジストでできた、上記
手順によって製作された壁の高さは12μｍ±１μｍであ
った。壁の幅は10または20μｍのどちらかであり、また
中心間ピッチは100 μｍであった。壁の高さは、フォト
レジストをスピンコーティングする回転速度を変更する
ことによって、またはフォトレジスト配合物の固形分含
有量を変更することによって、あるいはその両方によっ
て、容易に改変されることがわかった。

【００４９】実施例２：垂直シャドーマスクを用いた金
属電極の製作実施例１に従い製作したフォトレジストパターンを有す
るガラスウェファーを真空蒸着室に移した。蒸発体源と
しての銀を含有するタングステンボートから約36cmの距
離のところにウェファーを配置した。ウェファーの配向
は、ウェファーの中心とボート源との間の垂線とウェフ
ァーの法平面との間の角度が35度となるようにした。開
口マスクをウェファーと接触するように配置して、銀を
付着すべき領域全体を画定した。銀の付着は、約１×10
^-6torrの真空室圧で行った。ウェファー表面に付着した
銀膜の厚さは約2000オングストロームであった。

【００５０】ガラスウェファー上の隣接している壁の間
に、上述の蒸着法によって導電性銀ラインを製作した。
光学顕微鏡で検査したところ、基板の隣接部分と蒸発体
の銀源との間に差し挟まれた壁によって形成された明確
な間隙で、平行銀ラインは互いに分離していることがわ
かった。電気的測定によって、これらの導電性の平行ラ
インが互いに完全に分離していることが示された。任意
の隣接した銀ラインの電気抵抗値は１×10¹²オームより
も高い値を示した。

【００５１】実施例３実施例１及び２に記載した方法でガラスウェファー上に
壁を製作したが、但し、フォトレジストをウェファーに
適用するときの回転速度を調整することによって壁の高
さを変化させた。壁の厚さは 6.2μｍ及び 9.0μｍとし
た。これらのパターンの上に実施例２に記載したように
付着角度35度で銀ラインを付着させた。抵抗値の測定に
よって、隣接する銀ライン間の抵抗値は１×10¹²オーム
よりも高いことが示された。

【００５２】実施例４銀の代わりに、マグネシウム：銀の合金（元素比率１
０：１）のラインパターンを実施例１及び２に記載した
ように製作した。壁の高さは６μｍとした。付着角度は
20度とした。光学検査によりMg：Agライン間の明確な間
隙が、また抵抗値測定により隣接ライン間の完全な電気
的分離が示された。

【００５３】実施例５実施例１に従い 2.4μｍの壁を製作した。Mg：Ag合金ラ
インを30度の角度で付着した。Mg：Agラインはすべて完
全に電気的に分離されていた。付着角度を０度まで減少
すると（すなわち、付着を基板表面に対して垂直にする
と）、ほとんどすべてのラインが電気的に接続された。

【００５４】この実施例は、金属ライン間の電気的分離
が、低い輪郭の壁と傾きの小さな付着角度とを用いて容
易に実現されたことを例示している。斜めの付着角度を
用いないと、ライン間の導電性が認められた。

【００５５】実施例６：有機ＥＬ媒体マトリックスの製
作 58cm² の正方形ガラス基板上のインジウム錫酸化物（IT
O ）コーティング（厚さ0.18μｍ）をパターン化して、
ラインピッチ 380μｍ及びライン幅 280μｍを示す１組
の平行ラインを形成した。これらの ITOラインに対して
直交に、実施例１に記載した方法により高さ 1.6μｍの
平行な壁を製作した。隣接する壁間のピッチは 200μｍ
とし、また壁の幅は20μｍとした。

【００５６】ITO ライン及びフォトレジストを有するガ
ラス基板表面の上部に有機エレクトロルミネセント媒体
マトリックスを付着させた。有機ＥＬ媒体マトリックス
は、順に、銅フタロシアニン層（200 オングストロー
ム）、4,4'- ビス［N-（1-ナフチル）-N- フェニルアミ
ノ］ビフェニル層（1400オングストローム）及びアルミ
ニウムトリスオキシン層（1000オングストローム）から
成るものとした。これらの層は真空蒸着によって製作し
た。付着速度は、三つの有機層の各々について２〜５オ
ングストローム／秒とし、また付着角度は三つの有機層
の各々について０度とした。その有機ＥＬ媒体の上に、
Mg：Ag（10:1）合金膜を開口部を通して付着させた。付
着角度は45度とした。この付着によって、有機ＥＬ媒体
マトリックスの上に電気的に分離されたMg：Agラインが
製作された。特定の ITOラインと特定のMg：Agラインと
の間に約10〜15ボルトのバイアスを印加することによっ
て個々の画素を照明した。

【００５７】

【発明の効果】本発明の有機エレクトロルミネセント装
置の少なくとも一つの実施態様の有利な特徴は、画像表
示性能を有する本装置が、画像表示性能はもたないがそ
の他は同等の有機エレクトロルミネセント装置に匹敵す
る動作特性を示すことができるという点にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像表示が可能な有機エレクトロルミネセント
装置を示す、一部分を取り去った平面図である。

【図２】図１の線２−２に沿った断面図である。

【図３】本発明の要件を満たす代わりの構造の詳細部を
示す平面図である。

【図４】本発明の要件を満たす代わりの構造の詳細部を
示す断面図である。

【図５】本発明の要件を満たす代わりの構造の詳細部を
示す断面図である。

【符号の説明】

１００…有機エレクトロルミネセント発光装置１０１…基板１０３、５０３…有機エレクトロルミネセント媒体１０７…付着面１０９、４０９、５０９…壁３０１…光透過性部分３０３…電流伝導ストリップ３０５…ボンディングパッド領域４０１、５０１…絶縁ストリップ（またはペデスタル）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性且つ光透過性の基板上に、互
いに隔離された複数の帯状の第一電極と、該第一電極の
上に配置された有機発光層と、該有機発光層の上に該第
一電極の長手方向と交差する方向に沿って配置された、
互いに隔離された複数の帯状の第二電極とを設けること
により、該第一電極と該第二電極とを個別にアドレスす
ることができる発光装置において、該第二電極の各隔離部分において、該基板と該第一電極
の上に該第二電極の長手方向に沿って、該有機発光層の
厚さを上回る高さを有する壁が、その近傍の該第二電極
から隔離して配置されており、かつ、該壁とその近傍の
該第二電極との隔離が、該第二電極を該基板の法線に対
して１０〜６０度の角度で斜方付着したことにより設け
られていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】前記壁の各々が絶縁性ペデスタルの上に
配置されており、かつ、該ペデスタルの幅が、対応する
壁の最大幅よりも大きい、請求項１に記載の発光装置。