JP3653942B2 - 有機発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光素子及びその製造方法に関し、特に電流の注入によって発光する有機材料を用いたいわゆる有機ＥＬ素子及びその製造方法に関し、更に発光部がマトリクス状に配置されたディスプレイパネルに好適に適用され得るものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高度情報化マルチメディア社会の発展に伴い、低消費電力・高画質の平板型表示素子の開発が活発化している。
【０００３】
例えば、非発光型の液晶表示素子は、低消費電力を特長としてその位置を確立し、携帯情報端末等への応用と更なる高性能化が進められている。
【０００４】
一方、自発光型の表示素子は、外光に影響されないことから、従来のＣＲＴの代替えや、更にはＣＲＴでは実現困難な大画面表示や超高精細表示の実現に向けて、電界発光型ディスプレイに関する開発が活発化している。
【０００５】
例えば、自発光型の表示素子としては、タンらが、基板上に正孔注入用電極層、有機正孔輸送層、有機発光層、電子注入用電極層を付着形成することによりることにより、低電圧で発光する有機ＥＬを提案し（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ ｅｔ ａｌ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． Ｖｏｌ．５１， ｐ．９１３ （１９８７））、最近では、文字表示素子等これを用いたＥＬＤが試作されるに至っている。
【０００６】
図９は、従来の有機ＥＬ素子の概要構成を示す断面図である。
図９において、ガラス基板１０１の上に、陽極となる酸化インジウムすず層（ＩＴＯ層）１０２を形成し、次にその表面のほぼ全面に蒸着法で正孔輸送層１０４、及び有機発光層１０５を形成する。
【０００７】
ついで、更にその表面に金属陰極となる銀マグネシウム合金層１０６をマスク蒸着法で形成する。
【０００８】
ここで、ＩＴＯ層１０２がガラス基板１０１の表面における行方向に延在する行電極に相当し、銀マグネシウム合金層１０６がガラス基板１０１の表面における列方向に延在する列電極に相当する。
【０００９】
そして、その表面を、保護層１０７で被覆し、更にガラス容器１０８で封じてある。
【００１０】
このような構成において、外部からの電界の印加により、ＩＴＯ層１０２から正孔が注入され、一方銀マグネシウム合金層１０６から電子が注入され、発光層１０５の電極対向部で再結合することにより、１００で示すように発光する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の素子では、列電極である陰極を蒸着形成するために、微細構造の陰極を形成することが困難であり、高精細の表示素子を実現することは困難であった。
【００１２】
というのは、有機層は、耐水性、耐溶剤性、耐熱性が低く、そもそもその表面にフォトリソ等の手段を用いて微細形状を有する陰極を形成することは困難であり、ということは陰極の分離を行うためにはマスク蒸着法に頼らざるを得ず、その結果１００ミクロン以下の隣接間隔や微細形状を有する陰極を形成することはできないからである。
【００１３】
また、一般に有機ＥＬ素子は、電荷注入層や発光層に用いられる有機材料や、使用する陰極材料の耐湿性が低いために、素子の信頼性や寿命にも課題を有する。
【００１４】
例えば、素子を空気中に放置するだけでも、時間とともに黒点と呼ばれる非発光領域が拡大していしまうという現象があり、実用上の支障となる。
【００１５】
そこで、薄膜形成後も水分や酸素にさらされないように、素子の表面を樹脂等で被覆するという試みもなされているが、やはり有機層の耐溶剤性が低いがために使用できる樹脂が限定され、また耐湿性が実用上十分に確保できる樹脂も殆ど皆無であった。
【００１６】
従って、従来例の如く、素子全体を密封された容器中に封入することが必要となる。
【００１７】
ところが、素子全体を密封された容器に封入することは、製造コストが高くなることに加え、表示素子が厚くなるとともに重量が増加し、特に薄型大画面表示を実現するには、大きな支障とならざるを得なかった。
【００１８】
以上に説明したように、従来の有機発光素子においては高精細かつ高信頼性のディスプレイを実現することが困難であり、更に信頼性を向上しようとすれば製造コストを押し上げ、低価格のディスプレイを実現することも困難で、更にはカラーディスプレイへ展開しようとした場合には、これらの諸課題の解決が一層要求される状況にある。
【００１９】
本発明は、上記のような課題を解決し、高信頼性・高精細・低価格の大画素平板型表示素子やカラー表示素子を実現し得る有機発光素子を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、水または酸素に反応性を有する有機材料を含む発光部を有し、少なくともその発光部の周囲が、直接的に真空または不活性ガス雰囲気で覆われた有機発光素子及び発光部の周囲の閉空間を形成する際に真空蒸着法を用いる有機発光素子の製造方法である。
【００２１】
この様な構成により、高信頼性・高精細・低価格の大画素平板型表示素子やカラー表示素子を実現し得る有機発光素子を提供する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、水または酸素に反応性を有する有機材料を発光部に含み、前記発光部で電子と正孔の再結合により発光現象を呈する有機発光素子であって、少なくとも前記発光部の周囲が、直接的に真空または不活性ガス雰囲気で覆われた有機発光素子である。
【００２３】
この構成により、発光部は、水分や酸素から隔離され、黒点現象が発生しない有機発光素子となる。
【００２４】
より具体的には、本発明は、発光部は、透明基板、前記透明基板から上方に向かって延在する隔壁を有する側部隔壁及び前記側部隔壁の上方で側部隔壁の上部を覆う上部隔壁で実質形成される閉空間中であって、前記透明基板側に設けられた透明な第１の電極と前記第１の電極に対向した第２の電極の間に設けられ、前記閉空間中が真空または不活性ガス雰囲気で覆われ、前記第１の電極と第２の電極の間に電界が印加されて発光現象を呈する構成を有するものが好適である。
【００２５】
かかる構成によれば、確実に、発光部は、水分や酸素から隔離され、黒点現象が発生しない有機発光素子となる。
【００２６】
また、本発明は、第２の電極が、閉空間中に設けられていてもよく、第２の電極の劣化をも防止する。
【００２７】
また、本発明は、第１の電極は、第１の方向に延在しかつ前記第１の方向と垂直な第２の方向に複数配列し、第２の電極は、前記第２の方向に延在しかつ前記第１の方向に複数配列し、発光部は、前記第１の電極と第２の電極の対向部分に存在する構成であってもよい。
【００２８】
かかる構成によれば、黒点現象の発生を防止したマトリクス表示素子を提供可能な有機発光素子となる。
【００２９】
また、本発明は、第２の電極は、複数の電極群から構成され、前記電極群中の電極は互いに連絡されている構成を有していてもよい。
【００３０】
かかる構成により、より大画素の表示が可能な有機発光素子となる。
ここで、請求項６記載のように、上部隔壁は板状部材であってもよく、閉空間を封止する。
【００３１】
そして、本発明は、側部隔壁と上部隔壁との間に、支持層を有してもよく、より上部隔壁の密着性が向上する。
【００３２】
更に、本発明は、支持層は、真空蒸着層であってもよく、簡便かつ確実に密着が可能である。
【００３３】
一方、本発明は、上部隔壁は、真空蒸着層であってもよい。かかる構成により、確実かつ簡便に閉空間を封止する。
【００３４】
具体的には、本発明は、上部隔壁は、側部隔壁上に各々形成された真空蒸着層のうち隣接するものが連絡して形成されるものであり、より具体的には、請求項１１記載のように、上部隔壁は、側部隔壁の各々の上で前記側部隔壁から上方にいくに従って基板の表面方向の断面形状が拡大する形状の真空蒸着層のうち隣接するもの同士が連絡して形成されるものが好適である。
【００３５】
また、本発明は、更に、少なくとも上部隔壁を覆う保護層を有することも好適である。
【００３６】
かかる構成により、より閉空間の維持を確実にし、発光部への水分等の影響を確実に排除する。
【００３７】
また、本発明は、側部隔壁は、絶縁物であることが好適であり、微細な大きさ、更には間隔の側部隔壁となり得る。
【００３８】
さて、本発明の有機発光素子の製造方法は、透明基板を用意する工程と、前記透明基板上に透明な第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と、前記第１の電極層形成工程後、前記透明基板から上方に向かって前記透明基板上の前記第１の電極層の少なくとも一部の表面を囲うように延在する隔壁を有する側部隔壁を形成する側部隔壁形成工程と、前記側部隔壁形成工程後、前記側部隔壁が囲う領域内に有機材料を含む発光部を形成する発光部形成工程と、前記発光部形成工程後、前記発光部の上に第２の電極層を形成する第２の電極層形成工程と、前記第２の電極層形成工程後、前記側部隔壁の上部を覆う上部隔壁を形成する上部隔壁形成工程とを有する有機発光素子の製造方法であって、前記上部隔壁形成工程は、真空蒸着により上部隔壁を形成する主構成を有する。
【００３９】
この構成により、発光部は、水分や酸素から隔離され、黒点現象が発生しない有機発光素子を、確実かつ簡便に実現する。
【００４０】
ここで、本発明は、上部隔壁形成工程の真空蒸着は、透明基板の上方であって垂直方向から行われるものであってもよいし、また本発明は、上部隔壁形成工程の真空蒸着は、透明基板の上方であって斜め方向から行われるものであってもよく、工程の簡便性は、前者の方向によるものが優れている。
【００４１】
また、本発明は、第１の電極層形成工程は、第１の方向に延在しかつ前記第１の方向と垂直な第２の方向に第１の電極を複数配列すべく前記第１の電極層を分割する工程を含み、側部隔壁形成工程は、側部隔壁が囲う領域が第２の方向に延在しかつ第１の方向に複数配列すべく側部隔壁を形成する工程を含み、発光部形成工程は、前記側部隔壁が囲う複数の領域内の各々に発光部を形成する工程を含み、第２の電極層形成工程は、前記発光部の上に前記第２の方向に延在しかつ前記第１の方向に第２の電極を複数配列すべく前記第２の電極層を分割する工程を含むものであってもよい。
【００４２】
かかる構成によれば、黒点現象の発生を防止したマトリクス表示素子を提供可能な有機発光素子を、簡便かつ確実に実現する。
【００４３】
また、本発明は、更に、発光部上に各々形成された第２の電極の所定数からなる電極群に含まれる第２の電極同士を連絡する連絡端子部を形成する連絡端子部形成工程を有するものでもよく、より大画素の表示が可能な有機発光素子を実現する。
【００４４】
ここで、本発明は、連絡端子部形成工程は、第１の電極形成工程と同時に行われることが、行程の簡便上有効である。
【００４５】
そして、本発明は、側部隔壁形成工程は、フォトリソ法であることが、側部隔壁の微細加工上好適である。
【００４６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１の有機発光素子について、図を参照しながら説明する。
【００４７】
図１は、本実施の形態の発光素子の主要な断面を示す構成図である。
図１において、１は透明性を有するガラス製の基板であり、その表面には複数の線状に分割された構成の正孔を注入するための透明電極２が、行方向（図で左右方向）に延在し列方向（図で紙面を貫く方向）に配列する行電極として形成されている。なお本実施の形態では、透明電極２にはＩＴＯを用いた。
【００４８】
また、その表面には列方向に延在し行方向に配列する主隔壁と、各主隔壁を行方向端部で連絡する隔壁とを有し、絶縁物を用いた複数の側部隔壁３が、列方向に延在し行方向に分割された内部空間を形成すべく配されている。なお本実施の形態では、酸化シリコン（ＳｉＯ2）を用い、いわゆるフォトリソ法により形成した。
【００４９】
また、側部隔壁３で分割された内部空間には、各々行方向に線状な正孔輸送層４、有機発光層５、及び電子を注入するための金属電極層６が順次形成されている。
【００５０】
なお、本実施の形態では、正孔輸送層４には、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ：Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−（１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ）、有機発光層５には、アルミキノリノール錯体（Ａlｑ：ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、及び金属電極層６には、銀マグネシウム合金を用いた。また、金属電極層６は、列方向に延在し行方向に分割された列電極として構成している。
【００５１】
ここで、正孔輸送層４及び有機発光層５のうち行電極２と列電極６との間に位置し、正孔と電子の再結合を起こして発光する部分を便宜上発光部と呼ぶが、必要に応じて電子輸送層を設けた場合には、それをも含み発光部と呼び、有機発光層単独で正孔輸送、電子輸送及び発光機能を呈する場合には、その層単独で発光部と呼ぶことにする。もちろん、場合によっては、更に電子注入層等の付加的な層を有していてもよい。
【００５２】
また、この各発光部の上部には、側部隔壁３の上面に形成された低融点金属を用いた内部空間の密封維持のための支持層７を介して、ガラス製の上部隔壁８が密着され、発光部列を含む各セルが形成されている。なお、支持層７は、低融点金属を用いているが必ずしもこれには限定されず、水分や酸素等の活性な気体を透過させない材料であれば、有機物、無機物のいかんを問わず使用可能である。また、上部隔壁８は、透明性は必要ないため、密着可能な例えば金属製であってもよい。
【００５３】
そして、各セルのその内部は、真空に保たれた真空領域９となっている。もちろん不活性ガスを充填した不活性ガス領域としてもよい。
【００５４】
このような構成において、行電極２と列電極６との間に電界を印加することにより、発光層５に電子と正孔が注入され、再結合が生じてその部分の発光層５が発光し、行電極２及びガラス基板１を透過して、光１０が出射されることになる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態においては、耐湿性の低い有機材料の発光層等や金属製の列電極が、真空領域中に直接密封されているので、水分等外気の影響を全く受けることがなく、従来のような複雑な封止構造の必要性を排した、きわめて簡便な構成で信頼性の高い有機発光素子を実現することができる。
【００５６】
更に、列電極が、フォトリソ法で形成され得る微小周期の側部隔壁により、電気的に分離されているので、列電極のピッチは数μｍ程度に形成すること可能となり、超高精細のディスプレイをも形成することが可能となる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、行及び列方向に配列形成されたいわゆるマトリクス素子素子として説明したが、単体や複数の発光部を有する一般的な発光素子であってもよい。
【００５８】
また、以上述べてきた使用材料については、代表例であり、少なくとも同等機能を有する他のものももちろん使用可能である。
【００５９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、側部隔壁に基板である上部隔壁を支持層を介して密着したのに対して、支持層と上部隔壁とを蒸着層として同時に形成することが実質的に異なること以外実施の形態１と同様な構成を有する有機発光素子について説明する。
【００６０】
図２は、本実施の形態の発光素子の主要な断面を示す構成図である。
図２において、２１は透明性を有するガラス製の基板であり、その表面には複数の透明電極２２が、行電極として形成され、更にその表面には列方向に延在し行方向に配列する絶縁物を用いた側部隔壁２３が、列方向に延在し行方向に分割された内部空間を形成すべく配されている。
【００６１】
また、側部隔壁２３で分割された内部空間には、各々正孔輸送層２４、有機発光層２５、及び列電極である金属電極層２６が順次形成されている。
【００６２】
ここまでの構成は、実施の形態１と実質同様であるが、本実施の形態では、各発光部の上部には、側部隔壁２３の上面に対して、直接に、または作製上や機能上必要な場合には別の層をも介して、図中上から下に向かって垂直方向からまたは斜め方向からＳｉＯ2が真空蒸着されて、側部隔壁２３上で下から上に向かって左右方向に広がる形状であって、各側部隔壁２３間をその中央部で密着すべく上部隔壁２８が形成されている点が、相違する構成である。もちろん、真空蒸着される材料は、ＳｉＯ2に限定されるものではなく、他の絶縁体や金属等も使用可能である。
【００６３】
そして、本実施の形態では、真空蒸着が完了した時点において、既に各セルの内部に真空領域２９が形成されている。
【００６４】
このような構成において、本実施の形態でも、行電極２２と列電極２６との間に電界を印加することにより、有機発光層２５に電子と正孔が注入され、再結合が生じて発光層２５が発光し、行電極２２及びガラス基板２１を透過して、光２０が出射されることになる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態によれば、実施の形態１における支持層と上部隔壁との機能を有する上部隔壁を、蒸着層として形成することができ、支持層を介した上部隔壁の密着作業を排した簡便な有機発光素子を実現することができる。
【００６６】
更に、上部隔壁が形成・密着された時点、各セル内部が真空に保たれており、簡便な構成で信頼性の高い有機発光素子を実現することができるものでもある。
【００６７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、側部隔壁に基板である上部隔壁を支持層を介して密着したのに対して、支持層を蒸着層として形成後上部隔壁を密着した構成とすることが実質的に異なること以外実施の形態１と同様な構成を有する有機発光素子について説明する。
【００６８】
図３は、本実施の形態の発光素子の主要な断面を示す構成図である。
図３において、３１は透明性を有するガラス製の基板であり、その表面には複数の透明電極３２が、行電極として形成され、その表面には絶縁物を用いた側部隔壁３３が、列方向に延在し行方向に分割された内部空間を形成すべく配されている。
【００６９】
また、側部隔壁３３で分割された内部空間には、各々正孔輸送層３４、有機発光層３５、及び金属電極層３６が順次形成されている。
【００７０】
ここまでの構成は、実施の形態１と実質同様であるが、本実施の形態では、各発光部の上部には、側部隔壁３３の上面に対して、直接に、または作製上や機能上必要な場合には別の層をも介して、図中上から下に向かって垂直方向からまたは斜め方向からＳｉＯ2が真空蒸着されて、側部隔壁３３上で下から上に向かって左右方向に広がる形状の支持層３７が形成されている点が相違する構成である。
【００７１】
以下、上部隔壁３８が支持層３７に密着され、発光部列を含む各セルが形成され、各セルのその内部は、真空に保たれた真空領域３９（不活性ガス雰囲気であることも可）となっている点は、実施の形態１と同様である。なお、支持層３７と上部隔壁３８の間に必要に応じて密着層が介在していてもよい。
【００７２】
このような構成において、本実施の形態でも、行電極３２と列電極３６との間に電界を印加することにより、有機発光層３５に電子と正孔が注入され、再結合が生じて発光層３５が発光し、行電極３２及びガラス基板３１を透過して、光３０が出射されることになる。
【００７３】
以上のように、本実施の形態によれば、実施の形態１における支持層を蒸着層として形成することができ、支持層の密着作業を排した簡便な有機発光素子を実現することができる。
【００７４】
（実施の形態４）
以上の各実施の形態において、上部隔壁を密着配置した後、更にその表面に、更には素子周囲を囲むように保護層を形成することができる。
【００７５】
図４は、実施の形態２の構成の上部隔壁上に保護層を４８ａを形成した構成を示し、図５は、実施の形態２の構成の上部隔壁のみならずその周囲を囲うように保護層を５８ａを形成した構成を示し、他の部分は実施の形態２と実質同様である。
【００７６】
図４において、４０は出射する光、４１はガラス基板、４２は行電極、４３は側部隔壁、４４は正孔輸送層、４５は発光層、４６は列電極、４８は上部隔壁、４８ａは保護層及び４９は真空領域である。
【００７７】
また、図５において、５０は出射する光、５１はガラス基板、５２は行電極、５３は側部隔壁、５４は正孔輸送層、５５は発光層、５６は列電極、５８は上部隔壁、５８ａは保護層及び５９は真空領域である。
【００７８】
これらの保護膜４８ａ、５８ａには、紫外線硬化樹脂を使用し、塗布後紫外線照射により硬化させたものである。
【００７９】
以上の構成により、本実施の形態では、素子の少なくとも一部を覆う保護層の存在により、更に信頼性の高い有機発光素子が実現できる。
【００８０】
なお、もちろん本実施の形態の保護層を、実施の形態２以外の他の実施の形態の有機発光素子に適用することは可能であり、保護層の材料も、少なくともその機能が同等以上であれば、紫外線硬化樹脂に限定されるものではない。
【００８１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２の有機発光素子の構造に準じたものを代表として用いて、その製造方法について、図を用いてより詳細に説明する。
【００８２】
図６は、本実施の形態の有機発光素子の製造方法の各工程を、実施の形態２と同様の断面に対応して説明する説明図である。
【００８３】
まず図６（ａ）において、ガラス基板６１を用意してその表面に、ＩＴＯの行電極６２の基材層を蒸着して形成する。ついで、この基材層をフォトリソ法により微細形状に加工し、列方向に分割され行方向に延在する行電極６２を形成する。そして、この状態でＳｉＯ2膜６３を基板全面に対応して被覆する。
【００８４】
次に、図６（ｂ）において、ＳｉＯ2膜６３のその表面にフォトレジストを塗布して、フォトエッチング法にて塗布したフォトレジストの列方向に延在する部分及びそれらに列方向の両端部で連絡して行方向に延在する部分が残るように加工する。この残余部分のフォトレジストを６３ａで示す。もちろん６３ａは、断面形状のみを示しており、フォトレジスト６３ａは、列方向の両端部で行方向に延在する部分により互いに連絡している。
【００８５】
次に、図６（ｃ）において、フォトレジスト６３ａをマスクとして、ＳｉＯ2膜６３にドライエッチングを施し、フォトリソ法により、列方向に線状に延在し列方向の両端部で行方向に延在する部分により互いに連絡した側部隔壁６３を形成する。
【００８６】
次に、図６（ｄ）において、基板６１の表面に対して垂直方向から、ＴＰＤ、Ａｌｑ及びＡｌを順に蒸着し、正孔輸送層６５、発光層６６及び列電極６７を形成する。このとき、側部隔壁６３上にも、ＴＰＤ、Ａｌｑ及びＡｌが順に積層されているが、素子の機能には何等影響しない。
【００８７】
そして、図６（ｅ）において、６８’で示すように、ＳｉＯ2を基板６１の表面に対して斜めの対称的な二方向上方から真空蒸着する。この場合、この蒸着層は、隣接する側部隔壁６３に向かって接近するように上方に成長していき、互いに連絡して上下方向に所定の厚さとなったところで、真空蒸着を終了する。そして、この行程の終了時には、所定の厚さの上部隔壁６８が形成されるとともに、基板６１、側部隔壁６３及び上部隔壁６８によって形成される正孔輸送層６５、発光層６６及び列電極６７が存する内部空間には真空領域が形成されている。
【００８８】
以上のように、本実施の形態によれば、上部隔壁を、蒸着層として形成することができ、上部隔壁の密着作業を排した有機発光素子を簡便な方法により確実に実現することができる。
【００８９】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５における上部隔壁作製時の真空蒸着の方向に相違がある以外は、実施の形態５と同様に有機発光素子を作製する製造方法について説明する。
【００９０】
図７は、本実施の形態の有機発光素子の製造方法の各工程を、同様の断面に対応して説明する説明図である。
【００９１】
まず図７（ａ）において、ガラス基板７１を用意してその表面に、ＩＴＯの行電極７２の基材層を蒸着して形成する。ついで、この基材層をフォトリソ法により微細形状に加工し、列方向に分割され行方向に延在する行電極７２を形成する。そして、この状態でＳｉＯ2膜７３を基板全面に対応して被覆する。
【００９２】
次に、図７（ｂ）において、ＳｉＯ2膜７３のその表面にフォトレジストを塗布して、フォトエッチング法にて塗布したフォトレジストの列方向に延在する部分及びそれらに列方向の両端部で連絡して行方向に延在する部分が残るように加工する。この残余部分のフォトレジストを７３ａで示す。もちろん７３ａは、断面形状のみを示しており、フォトレジスト７３ａは、列方向の両端部で行方向に延在する部分により互いに連絡している。
【００９３】
次に、図７（ｃ）において、フォトレジスト７３ａをマスクとして、ＳｉＯ2膜７３にドライエッチングを施し、フォトリソ法により列方向に線状に延在し列方向の両端部で行方向に延在する部分により互いに連絡した側部隔壁７３を形成する。
【００９４】
次に、図７（ｄ）において、基板１の表面に対して垂直方向から、ＴＰＤ、Ａｌｑ及びＡｌを順に蒸着し、正孔輸送層７５、発光層７６及び列電極７７を形成する。このとき、側部隔壁７３上にも、ＴＰＤ、Ａｌｑ及びＡｌが順に積層されているが、素子の機能には何等影響しない。
【００９５】
そして、図７（ｅ）において、７８’で示すように、ＳｉＯ2を基板７１の表面に対して垂直方向上方から真空蒸着する。この場合、この蒸着層は、隣接する側部隔壁７３に向かって接近するように上方に成長していき、互いに連絡して上下方向に所定の厚さとなったところで、真空蒸着を終了する。そして、この行程の終了時には、所定の厚さの上部隔壁７８が形成されるとともに、基板７１、側部隔壁７３及び上部隔壁７８によって形成される正孔輸送層７５、発光層７６及び列電極７７が存する内部空間には真空領域が形成されている。この行程は、垂直方向から蒸着を施しても、蒸着特有の特性により、蒸着膜が形成されるにともない凹部の表面も被覆されていく性質を利用している。なお、列電極７７上にもＳｉＯ2が堆積していくが、機能上は問題がない。
【００９６】
以上のように、本実施の形態によれば、上部隔壁を、蒸着層として形成することができ、上部隔壁の密着作業を排した有機発光素子を簡便な方法により確実に実現することができる。
【００９７】
更に、斜め方向の異なる二方向から蒸着する必要がなく、より簡便な構成の製造方法を実現している。
【００９８】
（実施の形態７）
本実施の形態では、発光部を有する各セルを行方向で連絡させ、大きな画素面積にも対応することができる有機発光素子について、各製造工程を追いながら説明する。
【００９９】
図８は、本実施の形態における有機発光素子の製造工程を、基板の上方から見て説明する図である。
【０１００】
まず図８（ａ）において、ガラス基板８１を用意してその表面に、ＩＴＯの行電極８２の基材層を蒸着して形成する。
【０１０１】
次に、図８（ｂ）において、この基材層をフォトリソ法により微細形状に加工し、列方向に分割され行方向に延在する行電極８２を形成する。同時に、図示されるように列電極端子部８２’をも形成しておく。
【０１０２】
次に、図８（ｃ）において、この状態でＳｉＯ2膜８３を基板全面に対応して被覆する。
【０１０３】
次に、図８（ｄ）において、ＳｉＯ2膜８３に対してフォトリソ法により微細加工を施し、列方向に延在し行方向に配列した孔部（図中ＳｉＯ2膜８３中の白抜き部分に対応する。）であって、一部が行電極８２と列電極端子部８２’を露呈するように側部隔壁（図中ＳｉＯ2膜８３中の白抜き部分以外に対応する。）を形成する。
【０１０４】
次に、図８（ｅ）において、図中の有機層形成領域中に、ＴＰＤ及びＡｌｑを順次積層する。なお、この有機層形成領域は、列電極端子部８２’を全て覆うのではなく、それがＳｉＯ2膜８３中の孔部で露呈するように、列電極端子部８２’側の端部位置を設定しておく。
【０１０５】
次に、図８（ｆ）において、図中の陰極形成領域中に、更にＡｌを蒸着して積層し、図８（ｇ）に示されるように、８７’で示すＡｌ蒸着層から各列電極８７を形成する。この場合、各列電極８７の一端は、列電極端子部８２’に連絡している。なお、本実施の形態では、４個毎連絡させているが、必要な画素の大きさに対応して連絡する列電極の数を適宜設定することができることはもちろんである。
【０１０６】
そして、図８（ｈ）に示されるように、上部隔壁８８となるＳｉＯ2膜を垂直方向又は斜方向から真空蒸着し、真空実装された有機発光素子が完成する。
【０１０７】
以上のような行程により作製された有機発光素子は、本実施の形態では、互いに連絡した４列のセル群毎に発光動作を行うものであるため、より大画素の表示素子に適用可能となる。
【０１０８】
更に、各セルの連絡端子は、行電極形成時に同時に形成可能であり、簡便な製造方法により、大画素の表示素子に適用可能な有機発光素子を実現できるものである。
【０１０９】
【発明の効果】
以上の実施例で示した様に、本発明は従来の有機電界発光素子の欠点を克服し、従来にはない高信頼性・高精細の自発光型の大画面平板型表示素子を実現し得る有機発光素子を提供するものであり、産業上極めて大きな効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の有機発光素子の断面図
【図２】本発明の実施形態２の有機発光素子の断面図
【図３】本発明の実施形態３の有機発光素子の断面図
【図４】本発明の実施形態４の有機発光素子の断面図
【図５】同有機発光素子の断面図
【図６】本発明の実施形態５の有機発光素子の製造方法の説明図
【図７】本発明の実施形態６の有機発光素子の製造方法の説明図
【図８】本発明の実施形態７の有機発光素子の製造方法の説明図
【図９】従来の有機発光素子の構成を示す断面図
【符号の説明】
１ 基板
２ 行電極
３ 側部隔壁
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 列電極
７ 支持層
８ 上部隔壁
９ 真空領域
１０ 出射光
４８ａ 保護層
５８ａ 保護層
６１ 基板
６２ ＩＴＯ（行電極）
６３ ＳｉＯ2（側部隔壁）
６５ Ａｌｑ（正孔輸送層）
６６ ＴＰＤ（発光層）
６７ Ａｌ（列電極）
６８ ＳｉＯ2（上部隔壁）
６８’ 蒸着されるＳｉＯ2
６９ 真空領域
８２’ 列電極端子部
８７’ 蒸着層
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光素子及びその製造方法に関し、特に電流の注入によって発光する有機材料を用いたいわゆる有機ＥＬ素子及びその製造方法に関し、更に発光部がマトリクス状に配置されたディスプレイパネルに好適に適用され得るものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高度情報化マルチメディア社会の発展に伴い、低消費電力・高画質の平板型表示素子の開発が活発化している。
【０００３】
例えば、非発光型の液晶表示素子は、低消費電力を特長としてその位置を確立し、携帯情報端末等への応用と更なる高性能化が進められている。
【０００４】
一方、自発光型の表示素子は、外光に影響されないことから、従来のＣＲＴの代替えや、更にはＣＲＴでは実現困難な大画面表示や超高精細表示の実現に向けて、電界発光型ディスプレイに関する開発が活発化している。
【０００５】
例えば、自発光型の表示素子としては、タンらが、基板上に正孔注入用電極層、有機正孔輸送層、有機発光層、電子注入用電極層を付着形成することによりることにより、低電圧で発光する有機ＥＬを提案し（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ ｅｔ ａｌ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． Ｖｏｌ．５１， ｐ．９１３ （１９８７））、最近では、文字表示素子等これを用いたＥＬＤが試作されるに至っている。
【０００６】
図９は、従来の有機ＥＬ素子の概要構成を示す断面図である。
図９において、ガラス基板１０１の上に、陽極となる酸化インジウムすず層（ＩＴＯ層）１０２を形成し、次にその表面のほぼ全面に蒸着法で正孔輸送層１０４、及び有機発光層１０５を形成する。
【０００７】
ついで、更にその表面に金属陰極となる銀マグネシウム合金層１０６をマスク蒸着法で形成する。
【０００８】
ここで、ＩＴＯ層１０２がガラス基板１０１の表面における行方向に延在する行電極に相当し、銀マグネシウム合金層１０６がガラス基板１０１の表面における列方向に延在する列電極に相当する。
【０００９】
そして、その表面を、保護層１０７で被覆し、更にガラス容器１０８で封じてある。
【００１０】
このような構成において、外部からの電界の印加により、ＩＴＯ層１０２から正孔が注入され、一方銀マグネシウム合金層１０６から電子が注入され、発光層１０５の電極対向部で再結合することにより、１００で示すように発光する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の素子では、列電極である陰極を蒸着形成するために、微細構造の陰極を形成することが困難であり、高精細の表示素子を実現することは困難であった。
【００１２】
というのは、有機層は、耐水性、耐溶剤性、耐熱性が低く、そもそもその表面にフォトリソ等の手段を用いて微細形状を有する陰極を形成することは困難であり、ということは陰極の分離を行うためにはマスク蒸着法に頼らざるを得ず、その結果１００ミクロン以下の隣接間隔や微細形状を有する陰極を形成することはできないからである。
【００１３】
また、一般に有機ＥＬ素子は、電荷注入層や発光層に用いられる有機材料や、使用する陰極材料の耐湿性が低いために、素子の信頼性や寿命にも課題を有する。
【００１４】
例えば、素子を空気中に放置するだけでも、時間とともに黒点と呼ばれる非発光領域が拡大していしまうという現象があり、実用上の支障となる。
【００１５】
そこで、薄膜形成後も水分や酸素にさらされないように、素子の表面を樹脂等で被覆するという試みもなされているが、やはり有機層の耐溶剤性が低いがために使用できる樹脂が限定され、また耐湿性が実用上十分に確保できる樹脂も殆ど皆無であった。
【００１６】
従って、従来例の如く、素子全体を密封された容器中に封入することが必要となる。
【００１７】
ところが、素子全体を密封された容器に封入することは、製造コストが高くなることに加え、表示素子が厚くなるとともに重量が増加し、特に薄型大画面表示を実現するには、大きな支障とならざるを得なかった。
【００１８】
以上に説明したように、従来の有機発光素子においては高精細かつ高信頼性のディスプレイを実現することが困難であり、更に信頼性を向上しようとすれば製造コストを押し上げ、低価格のディスプレイを実現することも困難で、更にはカラーディスプレイへ展開しようとした場合には、これらの諸課題の解決が一層要求される状況にある。
【００１９】
本発明は、上記のような課題を解決し、高信頼性・高精細・低価格の大画素平板型表示素子やカラー表示素子を実現し得る有機発光素子を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、水または酸素に反応性を有する有機材料を含む発光部を有し、少なくともその発光部の周囲が、直接的に真空または不活性ガス雰囲気で覆われた有機発光素子及び発光部の周囲の閉空間を形成する際に真空蒸着法を用いる有機発光素子の製造方法である。
【００２１】
この様な構成により、高信頼性・高精細・低価格の大画素平板型表示素子やカラー表示素子を実現し得る有機発光素子を提供する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、水または酸素に反応性を有する有機材料を発光部に含み、前記発光部で電子と正孔の再結合により発光現象を呈する有機発光素子であって、少なくとも前記発光部の周囲が、直接的に真空または不活性ガス雰囲気で覆われた有機発光素子である。
【００２３】
この構成により、発光部は、水分や酸素から隔離され、黒点現象が発生しない有機発光素子となる。
【００２４】
より具体的には、本発明は、発光部は、透明基板、前記透明基板から上方に向かって延在する隔壁を有する側部隔壁及び前記側部隔壁の上方で側部隔壁の上部を覆う上部隔壁で実質形成される閉空間中であって、前記透明基板側に設けられた透明な第１の電極と前記第１の電極に対向した第２の電極の間に設けられ、前記閉空間中が真空または不活性ガス雰囲気で覆われ、前記第１の電極と第２の電極の間に電界が印加されて発光現象を呈する構成を有するものが好適である。
【００２５】
かかる構成によれば、確実に、発光部は、水分や酸素から隔離され、黒点現象が発生しない有機発光素子となる。
【００２６】
また、本発明は、第２の電極が、閉空間中に設けられていてもよく、第２の電極の劣化をも防止する。
【００２７】
また、本発明は、第１の電極は、第１の方向に延在しかつ前記第１の方向と垂直な第２の方向に複数配列し、第２の電極は、前記第２の方向に延在しかつ前記第１の方向に複数配列し、発光部は、前記第１の電極と第２の電極の対向部分に存在する構成であってもよい。
【００２８】
かかる構成によれば、黒点現象の発生を防止したマトリクス表示素子を提供可能な有機発光素子となる。
【００２９】
また、本発明は、第２の電極は、複数の電極群から構成され、前記電極群中の電極は互いに連絡されている構成を有していてもよい。
【００３０】
かかる構成により、より大画素の表示が可能な有機発光素子となる。
ここで、請求項６記載のように、上部隔壁は板状部材であってもよく、閉空間を封止する。
【００３１】
そして、本発明は、側部隔壁と上部隔壁との間に、支持層を有してもよく、より上部隔壁の密着性が向上する。
【００３２】
更に、本発明は、支持層は、真空蒸着層であってもよく、簡便かつ確実に密着が可能である。
【００３３】
一方、本発明は、上部隔壁は、真空蒸着層であってもよい。かかる構成により、確実かつ簡便に閉空間を封止する。
【００３４】
具体的には、本発明は、上部隔壁は、側部隔壁上に各々形成された真空蒸着層のうち隣接するものが連絡して形成されるものであり、より具体的には、請求項１１記載のように、上部隔壁は、側部隔壁の各々の上で前記側部隔壁から上方にいくに従って基板の表面方向の断面形状が拡大する形状の真空蒸着層のうち隣接するもの同士が連絡して形成されるものが好適である。
【００３５】
また、本発明は、更に、少なくとも上部隔壁を覆う保護層を有することも好適である。
【００３６】
かかる構成により、より閉空間の維持を確実にし、発光部への水分等の影響を確実に排除する。
【００３７】
また、本発明は、側部隔壁は、絶縁物であることが好適であり、微細な大きさ、更には間隔の側部隔壁となり得る。
【００３８】
さて、本発明の有機発光素子の製造方法は、透明基板を用意する工程と、前記透明基板上に透明な第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と、前記第１の電極層形成工程後、前記透明基板から上方に向かって前記透明基板上の前記第１の電極層の少なくとも一部の表面を囲うように延在する隔壁を有する側部隔壁を形成する側部隔壁形成工程と、前記側部隔壁形成工程後、前記側部隔壁が囲う領域内に有機材料を含む発光部を形成する発光部形成工程と、前記発光部形成工程後、前記発光部の上に第２の電極層を形成する第２の電極層形成工程と、前記第２の電極層形成工程後、前記側部隔壁の上部を覆う上部隔壁を形成する上部隔壁形成工程とを有する有機発光素子の製造方法であって、前記上部隔壁形成工程は、真空蒸着により上部隔壁を形成する主構成を有する。
【００３９】
この構成により、発光部は、水分や酸素から隔離され、黒点現象が発生しない有機発光素子を、確実かつ簡便に実現する。
【００４０】
ここで、本発明は、上部隔壁形成工程の真空蒸着は、透明基板の上方であって垂直方向から行われるものであってもよいし、また本発明は、上部隔壁形成工程の真空蒸着は、透明基板の上方であって斜め方向から行われるものであってもよく、工程の簡便性は、前者の方向によるものが優れている。
【００４１】
また、本発明は、第１の電極層形成工程は、第１の方向に延在しかつ前記第１の方向と垂直な第２の方向に第１の電極を複数配列すべく前記第１の電極層を分割する工程を含み、側部隔壁形成工程は、側部隔壁が囲う領域が第２の方向に延在しかつ第１の方向に複数配列すべく側部隔壁を形成する工程を含み、発光部形成工程は、前記側部隔壁が囲う複数の領域内の各々に発光部を形成する工程を含み、第２の電極層形成工程は、前記発光部の上に前記第２の方向に延在しかつ前記第１の方向に第２の電極を複数配列すべく前記第２の電極層を分割する工程を含むものであってもよい。
【００４２】
かかる構成によれば、黒点現象の発生を防止したマトリクス表示素子を提供可能な有機発光素子を、簡便かつ確実に実現する。
【００４３】
また、本発明は、更に、発光部上に各々形成された第２の電極の所定数からなる電極群に含まれる第２の電極同士を連絡する連絡端子部を形成する連絡端子部形成工程を有するものでもよく、より大画素の表示が可能な有機発光素子を実現する。
【００４４】
ここで、本発明は、連絡端子部形成工程は、第１の電極形成工程と同時に行われることが、行程の簡便上有効である。
【００４５】
そして、本発明は、側部隔壁形成工程は、フォトリソ法であることが、側部隔壁の微細加工上好適である。
【００４６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１の有機発光素子について、図を参照しながら説明する。
【００４７】
図１は、本実施の形態の発光素子の主要な断面を示す構成図である。
図１において、１は透明性を有するガラス製の基板であり、その表面には複数の線状に分割された構成の正孔を注入するための透明電極２が、行方向（図で左右方向）に延在し列方向（図で紙面を貫く方向）に配列する行電極として形成されている。なお本実施の形態では、透明電極２にはＩＴＯを用いた。
【００４８】
また、その表面には列方向に延在し行方向に配列する主隔壁と、各主隔壁を行方向端部で連絡する隔壁とを有し、絶縁物を用いた複数の側部隔壁３が、列方向に延在し行方向に分割された内部空間を形成すべく配されている。なお本実施の形態では、酸化シリコン（ＳｉＯ2）を用い、いわゆるフォトリソ法により形成した。
【００４９】
また、側部隔壁３で分割された内部空間には、各々行方向に線状な正孔輸送層４、有機発光層５、及び電子を注入するための金属電極層６が順次形成されている。
【００５０】
なお、本実施の形態では、正孔輸送層４には、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ：Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−（１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ）、有機発光層５には、アルミキノリノール錯体（Ａlｑ：ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、及び金属電極層６には、銀マグネシウム合金を用いた。また、金属電極層６は、列方向に延在し行方向に分割された列電極として構成している。
【００５１】
ここで、正孔輸送層４及び有機発光層５のうち行電極２と列電極６との間に位置し、正孔と電子の再結合を起こして発光する部分を便宜上発光部と呼ぶが、必要に応じて電子輸送層を設けた場合には、それをも含み発光部と呼び、有機発光層単独で正孔輸送、電子輸送及び発光機能を呈する場合には、その層単独で発光部と呼ぶことにする。もちろん、場合によっては、更に電子注入層等の付加的な層を有していてもよい。
【００５２】
また、この各発光部の上部には、側部隔壁３の上面に形成された低融点金属を用いた内部空間の密封維持のための支持層７を介して、ガラス製の上部隔壁８が密着され、発光部列を含む各セルが形成されている。なお、支持層７は、低融点金属を用いているが必ずしもこれには限定されず、水分や酸素等の活性な気体を透過させない材料であれば、有機物、無機物のいかんを問わず使用可能である。また、上部隔壁８は、透明性は必要ないため、密着可能な例えば金属製であってもよい。
【００５３】
そして、各セルのその内部は、真空に保たれた真空領域９となっている。もちろん不活性ガスを充填した不活性ガス領域としてもよい。
【００５４】
このような構成において、行電極２と列電極６との間に電界を印加することにより、発光層５に電子と正孔が注入され、再結合が生じてその部分の発光層５が発光し、行電極２及びガラス基板１を透過して、光１０が出射されることになる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態においては、耐湿性の低い有機材料の発光層等や金属製の列電極が、真空領域中に直接密封されているので、水分等外気の影響を全く受けることがなく、従来のような複雑な封止構造の必要性を排した、きわめて簡便な構成で信頼性の高い有機発光素子を実現することができる。
【００５６】
更に、列電極が、フォトリソ法で形成され得る微小周期の側部隔壁により、電気的に分離されているので、列電極のピッチは数μｍ程度に形成すること可能となり、超高精細のディスプレイをも形成することが可能となる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、行及び列方向に配列形成されたいわゆるマトリクス素子素子として説明したが、単体や複数の発光部を有する一般的な発光素子であってもよい。
【００５８】
また、以上述べてきた使用材料については、代表例であり、少なくとも同等機能を有する他のものももちろん使用可能である。
【００５９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、側部隔壁に基板である上部隔壁を支持層を介して密着したのに対して、支持層と上部隔壁とを蒸着層として同時に形成することが実質的に異なること以外実施の形態１と同様な構成を有する有機発光素子について説明する。
【００６０】
図２は、本実施の形態の発光素子の主要な断面を示す構成図である。
図２において、２１は透明性を有するガラス製の基板であり、その表面には複数の透明電極２２が、行電極として形成され、更にその表面には列方向に延在し行方向に配列する絶縁物を用いた側部隔壁２３が、列方向に延在し行方向に分割された内部空間を形成すべく配されている。
【００６１】
また、側部隔壁２３で分割された内部空間には、各々正孔輸送層２４、有機発光層２５、及び列電極である金属電極層２６が順次形成されている。
【００６２】
ここまでの構成は、実施の形態１と実質同様であるが、本実施の形態では、各発光部の上部には、側部隔壁２３の上面に対して、直接に、または作製上や機能上必要な場合には別の層をも介して、図中上から下に向かって垂直方向からまたは斜め方向からＳｉＯ2が真空蒸着されて、側部隔壁２３上で下から上に向かって左右方向に広がる形状であって、各側部隔壁２３間をその中央部で密着すべく上部隔壁２８が形成されている点が、相違する構成である。もちろん、真空蒸着される材料は、ＳｉＯ2に限定されるものではなく、他の絶縁体や金属等も使用可能である。
【００６３】
そして、本実施の形態では、真空蒸着が完了した時点において、既に各セルの内部に真空領域２９が形成されている。
【００６４】
このような構成において、本実施の形態でも、行電極２２と列電極２６との間に電界を印加することにより、有機発光層２５に電子と正孔が注入され、再結合が生じて発光層２５が発光し、行電極２２及びガラス基板２１を透過して、光２０が出射されることになる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態によれば、実施の形態１における支持層と上部隔壁との機能を有する上部隔壁を、蒸着層として形成することができ、支持層を介した上部隔壁の密着作業を排した簡便な有機発光素子を実現することができる。
【００６６】
更に、上部隔壁が形成・密着された時点、各セル内部が真空に保たれており、簡便な構成で信頼性の高い有機発光素子を実現することができるものでもある。
【００６７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、側部隔壁に基板である上部隔壁を支持層を介して密着したのに対して、支持層を蒸着層として形成後上部隔壁を密着した構成とすることが実質的に異なること以外実施の形態１と同様な構成を有する有機発光素子について説明する。
【００６８】
図３は、本実施の形態の発光素子の主要な断面を示す構成図である。
図３において、３１は透明性を有するガラス製の基板であり、その表面には複数の透明電極３２が、行電極として形成され、その表面には絶縁物を用いた側部隔壁３３が、列方向に延在し行方向に分割された内部空間を形成すべく配されている。
【００６９】
また、側部隔壁３３で分割された内部空間には、各々正孔輸送層３４、有機発光層３５、及び金属電極層３６が順次形成されている。
【００７０】
ここまでの構成は、実施の形態１と実質同様であるが、本実施の形態では、各発光部の上部には、側部隔壁３３の上面に対して、直接に、または作製上や機能上必要な場合には別の層をも介して、図中上から下に向かって垂直方向からまたは斜め方向からＳｉＯ2が真空蒸着されて、側部隔壁３３上で下から上に向かって左右方向に広がる形状の支持層３７が形成されている点が相違する構成である。
【００７１】
以下、上部隔壁３８が支持層３７に密着され、発光部列を含む各セルが形成され、各セルのその内部は、真空に保たれた真空領域３９（不活性ガス雰囲気であることも可）となっている点は、実施の形態１と同様である。なお、支持層３７と上部隔壁３８の間に必要に応じて密着層が介在していてもよい。
【００７２】
このような構成において、本実施の形態でも、行電極３２と列電極３６との間に電界を印加することにより、有機発光層３５に電子と正孔が注入され、再結合が生じて発光層３５が発光し、行電極３２及びガラス基板３１を透過して、光３０が出射されることになる。
【００７３】
以上のように、本実施の形態によれば、実施の形態１における支持層を蒸着層として形成することができ、支持層の密着作業を排した簡便な有機発光素子を実現することができる。
【００７４】
（実施の形態４）
以上の各実施の形態において、上部隔壁を密着配置した後、更にその表面に、更には素子周囲を囲むように保護層を形成することができる。
【００７５】
図４は、実施の形態２の構成の上部隔壁上に保護層を４８ａを形成した構成を示し、図５は、実施の形態２の構成の上部隔壁のみならずその周囲を囲うように保護層を５８ａを形成した構成を示し、他の部分は実施の形態２と実質同様である。
【００７６】
図４において、４０は出射する光、４１はガラス基板、４２は行電極、４３は側部隔壁、４４は正孔輸送層、４５は発光層、４６は列電極、４８は上部隔壁、４８ａは保護層及び４９は真空領域である。
【００７７】
また、図５において、５０は出射する光、５１はガラス基板、５２は行電極、５３は側部隔壁、５４は正孔輸送層、５５は発光層、５６は列電極、５８は上部隔壁、５８ａは保護層及び５９は真空領域である。
【００７８】
これらの保護膜４８ａ、５８ａには、紫外線硬化樹脂を使用し、塗布後紫外線照射により硬化させたものである。
【００７９】
以上の構成により、本実施の形態では、素子の少なくとも一部を覆う保護層の存在により、更に信頼性の高い有機発光素子が実現できる。
【００８０】
なお、もちろん本実施の形態の保護層を、実施の形態２以外の他の実施の形態の有機発光素子に適用することは可能であり、保護層の材料も、少なくともその機能が同等以上であれば、紫外線硬化樹脂に限定されるものではない。
【００８１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２の有機発光素子の構造に準じたものを代表として用いて、その製造方法について、図を用いてより詳細に説明する。
【００８２】
図６は、本実施の形態の有機発光素子の製造方法の各工程を、実施の形態２と同様の断面に対応して説明する説明図である。
【００８３】
まず図６（ａ）において、ガラス基板６１を用意してその表面に、ＩＴＯの行電極６２の基材層を蒸着して形成する。ついで、この基材層をフォトリソ法により微細形状に加工し、列方向に分割され行方向に延在する行電極６２を形成する。そして、この状態でＳｉＯ2膜６３を基板全面に対応して被覆する。
【００８４】
次に、図６（ｂ）において、ＳｉＯ2膜６３のその表面にフォトレジストを塗布して、フォトエッチング法にて塗布したフォトレジストの列方向に延在する部分及びそれらに列方向の両端部で連絡して行方向に延在する部分が残るように加工する。この残余部分のフォトレジストを６３ａで示す。もちろん６３ａは、断面形状のみを示しており、フォトレジスト６３ａは、列方向の両端部で行方向に延在する部分により互いに連絡している。
【００８５】
次に、図６（ｃ）において、フォトレジスト６３ａをマスクとして、ＳｉＯ2膜６３にドライエッチングを施し、フォトリソ法により、列方向に線状に延在し列方向の両端部で行方向に延在する部分により互いに連絡した側部隔壁６３を形成する。
【００８６】
次に、図６（ｄ）において、基板６１の表面に対して垂直方向から、ＴＰＤ、Ａｌｑ及びＡｌを順に蒸着し、正孔輸送層６５、発光層６６及び列電極６７を形成する。このとき、側部隔壁６３上にも、ＴＰＤ、Ａｌｑ及びＡｌが順に積層されているが、素子の機能には何等影響しない。
【００８７】
そして、図６（ｅ）において、６８’で示すように、ＳｉＯ2を基板６１の表面に対して斜めの対称的な二方向上方から真空蒸着する。この場合、この蒸着層は、隣接する側部隔壁６３に向かって接近するように上方に成長していき、互いに連絡して上下方向に所定の厚さとなったところで、真空蒸着を終了する。そして、この行程の終了時には、所定の厚さの上部隔壁６８が形成されるとともに、基板６１、側部隔壁６３及び上部隔壁６８によって形成される正孔輸送層６５、発光層６６及び列電極６７が存する内部空間には真空領域が形成されている。
【００８８】
以上のように、本実施の形態によれば、上部隔壁を、蒸着層として形成することができ、上部隔壁の密着作業を排した有機発光素子を簡便な方法により確実に実現することができる。
【００８９】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５における上部隔壁作製時の真空蒸着の方向に相違がある以外は、実施の形態５と同様に有機発光素子を作製する製造方法について説明する。
【００９０】
図７は、本実施の形態の有機発光素子の製造方法の各工程を、同様の断面に対応して説明する説明図である。
【００９１】
まず図７（ａ）において、ガラス基板７１を用意してその表面に、ＩＴＯの行電極７２の基材層を蒸着して形成する。ついで、この基材層をフォトリソ法により微細形状に加工し、列方向に分割され行方向に延在する行電極７２を形成する。そして、この状態でＳｉＯ2膜７３を基板全面に対応して被覆する。
【００９２】
次に、図７（ｂ）において、ＳｉＯ2膜７３のその表面にフォトレジストを塗布して、フォトエッチング法にて塗布したフォトレジストの列方向に延在する部分及びそれらに列方向の両端部で連絡して行方向に延在する部分が残るように加工する。この残余部分のフォトレジストを７３ａで示す。もちろん７３ａは、断面形状のみを示しており、フォトレジスト７３ａは、列方向の両端部で行方向に延在する部分により互いに連絡している。
【００９３】
次に、図７（ｃ）において、フォトレジスト７３ａをマスクとして、ＳｉＯ2膜７３にドライエッチングを施し、フォトリソ法により列方向に線状に延在し列方向の両端部で行方向に延在する部分により互いに連絡した側部隔壁７３を形成する。
【００９４】
次に、図７（ｄ）において、基板１の表面に対して垂直方向から、ＴＰＤ、Ａｌｑ及びＡｌを順に蒸着し、正孔輸送層７５、発光層７６及び列電極７７を形成する。このとき、側部隔壁７３上にも、ＴＰＤ、Ａｌｑ及びＡｌが順に積層されているが、素子の機能には何等影響しない。
【００９５】
そして、図７（ｅ）において、７８’で示すように、ＳｉＯ2を基板７１の表面に対して垂直方向上方から真空蒸着する。この場合、この蒸着層は、隣接する側部隔壁７３に向かって接近するように上方に成長していき、互いに連絡して上下方向に所定の厚さとなったところで、真空蒸着を終了する。そして、この行程の終了時には、所定の厚さの上部隔壁７８が形成されるとともに、基板７１、側部隔壁７３及び上部隔壁７８によって形成される正孔輸送層７５、発光層７６及び列電極７７が存する内部空間には真空領域が形成されている。この行程は、垂直方向から蒸着を施しても、蒸着特有の特性により、蒸着膜が形成されるにともない凹部の表面も被覆されていく性質を利用している。なお、列電極７７上にもＳｉＯ2が堆積していくが、機能上は問題がない。
【００９６】
以上のように、本実施の形態によれば、上部隔壁を、蒸着層として形成することができ、上部隔壁の密着作業を排した有機発光素子を簡便な方法により確実に実現することができる。
【００９７】
更に、斜め方向の異なる二方向から蒸着する必要がなく、より簡便な構成の製造方法を実現している。
【００９８】
（実施の形態７）
本実施の形態では、発光部を有する各セルを行方向で連絡させ、大きな画素面積にも対応することができる有機発光素子について、各製造工程を追いながら説明する。
【００９９】
図８は、本実施の形態における有機発光素子の製造工程を、基板の上方から見て説明する図である。
【０１００】
まず図８（ａ）において、ガラス基板８１を用意してその表面に、ＩＴＯの行電極８２の基材層を蒸着して形成する。
【０１０１】
次に、図８（ｂ）において、この基材層をフォトリソ法により微細形状に加工し、列方向に分割され行方向に延在する行電極８２を形成する。同時に、図示されるように列電極端子部８２’をも形成しておく。
【０１０２】
次に、図８（ｃ）において、この状態でＳｉＯ2膜８３を基板全面に対応して被覆する。
【０１０３】
次に、図８（ｄ）において、ＳｉＯ2膜８３に対してフォトリソ法により微細加工を施し、列方向に延在し行方向に配列した孔部（図中ＳｉＯ2膜８３中の白抜き部分に対応する。）であって、一部が行電極８２と列電極端子部８２’を露呈するように側部隔壁（図中ＳｉＯ2膜８３中の白抜き部分以外に対応する。）を形成する。
【０１０４】
次に、図８（ｅ）において、図中の有機層形成領域中に、ＴＰＤ及びＡｌｑを順次積層する。なお、この有機層形成領域は、列電極端子部８２’を全て覆うのではなく、それがＳｉＯ2膜８３中の孔部で露呈するように、列電極端子部８２’側の端部位置を設定しておく。
【０１０５】
次に、図８（ｆ）において、図中の陰極形成領域中に、更にＡｌを蒸着して積層し、図８（ｇ）に示されるように、８７’で示すＡｌ蒸着層から各列電極８７を形成する。この場合、各列電極８７の一端は、列電極端子部８２’に連絡している。なお、本実施の形態では、４個毎連絡させているが、必要な画素の大きさに対応して連絡する列電極の数を適宜設定することができることはもちろんである。
【０１０６】
そして、図８（ｈ）に示されるように、上部隔壁８８となるＳｉＯ2膜を垂直方向又は斜方向から真空蒸着し、真空実装された有機発光素子が完成する。
【０１０７】
以上のような行程により作製された有機発光素子は、本実施の形態では、互いに連絡した４列のセル群毎に発光動作を行うものであるため、より大画素の表示素子に適用可能となる。
【０１０８】
更に、各セルの連絡端子は、行電極形成時に同時に形成可能であり、簡便な製造方法により、大画素の表示素子に適用可能な有機発光素子を実現できるものである。
【０１０９】
【発明の効果】
以上の実施例で示した様に、本発明は従来の有機電界発光素子の欠点を克服し、従来にはない高信頼性・高精細の自発光型の大画面平板型表示素子を実現し得る有機発光素子を提供するものであり、産業上極めて大きな効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の有機発光素子の断面図
【図２】本発明の実施形態２の有機発光素子の断面図
【図３】本発明の実施形態３の有機発光素子の断面図
【図４】本発明の実施形態４の有機発光素子の断面図
【図５】同有機発光素子の断面図
【図６】本発明の実施形態５の有機発光素子の製造方法の説明図
【図７】本発明の実施形態６の有機発光素子の製造方法の説明図
【図８】本発明の実施形態７の有機発光素子の製造方法の説明図
【図９】従来の有機発光素子の構成を示す断面図
【符号の説明】
１ 基板
２ 行電極
３ 側部隔壁
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 列電極
７ 支持層
８ 上部隔壁
９ 真空領域
１０ 出射光
４８ａ 保護層
５８ａ 保護層
６１ 基板
６２ ＩＴＯ（行電極）
６３ ＳｉＯ2（側部隔壁）
６５ Ａｌｑ（正孔輸送層）
６６ ＴＰＤ（発光層）
６７ Ａｌ（列電極）
６８ ＳｉＯ2（上部隔壁）
６８’ 蒸着されるＳｉＯ2
６９ 真空領域
８２’ 列電極端子部
８７’ 蒸着層
Claims (18)
- 透明基板と、前記透明基板上に形成された第１の電極と、前記第１の電極上に形成された発光部と、前記発光部の上に形成された第２の電極と、前記透明基板上に形成された側部隔壁と、前記側部隔壁の上部に形成された支持層と、前記支持層の上部を覆う上部隔壁とを備えたことを特徴とする有機発光素子。
- 支持層は、真空蒸着層である請求項１記載の有機発光素子。
- 側部隔壁と支持層と上部隔壁で実質形成される閉空間中に第２の電極を設けたことを特徴とする請求項１および２記載の有機発光素子。
- 上部隔壁は板状部材である請求項１から３のいずれかに記載の有機発光素子。
- 透明基板と、前記透明基板上に形成された第１の電極と、前記第１の電極上に形成された発光部と、前記発光部の上に形成された第 2 の電極と、前記透明基板上に形成された側部隔壁と、前記側部隔壁の上部を覆う真空蒸着層である上部隔壁とを備えたことを特徴とする有機発光素子。
- 上部隔壁は、側部隔壁上に各々形成された真空蒸着層のうち隣接するものが連絡して形成される請求項５記載の有機発光素子。
- 上部隔壁は、側部隔壁の各々の上で前記側部隔壁から上方にいくに従って基板の表面方向の断面形状が拡大する形状の真空蒸着層のうち隣接するもの同士が連絡して形成される請求項５および６記載の有機発光素子。
- 第１の電極は、第１の方向に延在しかつ前記第１の方向と垂直な第２の方向に複数配列し、第２の電極は、前記第2の方向に延在しかつ前記第１の方向に複数配列し、発光部は、前記第１の電極と第２の電極の対向部分に存在する請求項１から７のいずれかに記載の有機発光素子。
- 第２の電極は、複数の電極群から構成され、前記電極群中の電極は互いに連絡されている請求項１から８のいずれかに記載の有機発光素子。
- 少なくとも上部隔壁を覆う保護層を有する請求項１から９のいずれかに記載の有機発光素子。
- 側部隔壁は、絶縁物である請求項１から１０のいずれかに記載の有機発光素子。
- 透明基板を用意する工程と、前記透明基板上に透明な第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と、前記第１の電極層形成工程後、前記透明基板から上方に向かって前記透明基板上の前記第１の電極層の少なくとも一部の表面を囲うように延在する隔壁を有する側部隔壁を形成する側部隔壁形成工程と、前記側部隔壁形成工程後、前記側部隔壁が囲う領域内に有機材料を含む発光部を形成する発光部形成工程と、前記発光部形成工程後、前記発光部の上に第２の電極層を形成する第２の電極層形成工程と、前記第２の電極層形成工程後、前記側部隔壁の上部を覆う上部隔壁を形成する上部隔壁形成工程とを有する有機発光素子の製造方法であって、前記上部隔壁形成工程は、真空蒸着により上部隔壁を形成する有機発光素子の製造方法。
- 上部隔壁形成工程の真空蒸着は、透明基板の上方であって垂直方向から行われる請求項１２記載の有機発光素子の製造方法。
- 上部隔壁形成工程の真空蒸着は、透明基板の上方であって斜め方向から行われる請求項１２記載の有機発光素子の製造方法。
- 第１の電極層形成工程は、第１の方向に延在しかつ前記第１の方向と垂直な第２の方向に第１の電極を複数配列すべく前記第１の電極層を分割する工程を含み、側部隔壁形成工程は、側部隔壁が囲う領域が第２の方向に延在しかつ第１の方向に複数配列すべく側部隔壁を形成する工程を含み、発光部形成工程は、前記側部隔壁が囲う複数の領域内の各々に発光部を形成する工程を含み、第２の電極層形成工程は、前記発光部の上に前記第２の方向に延在しかつ前記第１の方向に第２の電極を複数配列すべく前記第２の電極層を分割する工程を含む請求項１２から１４のいずれかに記載の有機発光素子の製造方法。
- 更に、発光部上に各々形成された第２の電極の所定数からなる電極群に含まれる第２の電極同士を連絡する連絡端子部を形成する連絡端子部形成工程を有する請求項１５記載の有機発光素子の製造方法。
- 連絡端子部形成工程は、第１の電極形成工程と同時に行われる請求項１６記載の有機発光素子の製造方法。
- 側部隔壁形成工程は、フォトリソ法である請求項１２から１７のいずれかに記載の有機発光素子の製造方法。
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