JP5212095B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、金属電極層をパターン状に形成する替わりに、絶縁層をパターン状に形成することにより発光パターンを形成することが提案されている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、この場合、互いに異なる固定パターンを有する複数の有機EL素子を製造するためには、固定パターン毎に絶縁層のパターン設計を変更する必要があり、製造コストがかかる。
まず、本発明の有機EL素子について説明する。
本発明の有機EL素子は、基板と、上記基板上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、発光層を含む有機EL層と、上記有機EL層上に形成され、第1金属膜および第2金属膜を含む金属電極層とを有する有機EL素子であって、上記金属電極層が、上記第1金属膜が上記有機EL層側に面するように配置された第1電極領域と、上記第2金属膜が上記有機EL層側に面するように配置された第2電極領域とからなり、上記第1電極領域および上記第2電極領域の反射特性が互いに異なり、上記第1電極領域の上記第1金属膜と上記第2電極領域の上記第2金属膜とが電気的に接していることを特徴とするものである。
図1は本発明の有機EL素子の一例を示す上面図、図2は図1において第2金属膜が省略されたもの、図3は図1のA−A線断面図である。
図1〜図3に例示する有機EL素子1は、基板2と、基板2上に形成された透明電極層3と、透明電極層3上に形成された有機EL層4と、有機EL層4上に形成され、第1金属膜5および第2金属膜6を含む金属電極層7とを有している。金属電極層7は、第1金属膜5が有機EL層4側に面するように配置された第1電極領域11と、第2金属膜6が有機EL層4側に面するように配置された第2電極領域12とから構成されている。第1電極領域11を構成する第1金属膜5と第2電極領域12を構成する第2金属膜6とは電気的に接するように配置されている。また、第1電極領域11および第2電極領域12の反射特性は互いに異なっている。
例えば、第1電極領域11の反射率が第2電極領域12の反射率よりも低い場合には、第1電極領域11が低反射領域、第2電極領域12が高反射領域となり、非発光時に、第1電極領域11および第2電極領域12により構成されるパターン形状を視認することができる。
また例えば、第1電極領域11および第2電極領域12での反射光の色が互いに異なる場合にも、非発光時に、第1電極領域11および第2電極領域12により構成されるパターン形状を視認することができる。具体的に、第1金属膜5が金からなり、第2金属膜6がアルミニウムからなる場合には、第1電極領域11は金色を呈し、第2電極領域12は銀色を呈するので、第1電極領域11および第2電極領域12での反射光の色が互いに異なるものとなり、非発光時に、第1電極領域11および第2電極領域12により構成されるパターン形状を視認することができる。また例えば、第1金属膜5がアルミニウムからなり、第2金属膜6が酸化インジウム亜鉛(IZO)からなる場合には、第1電極領域11は銀色を呈し、第2電極領域12では光を透過し無色透明であり、第1電極領域11のみで光が反射するため、第1電極領域11および第2電極領域12での反射光の色が互いに異なるものとなり、非発光時に、第1電極領域11および第2電極領域12により構成されるパターン形状を視認することができる。
したがって、第1電極領域および第2電極領域を所定のパターン形状とすることにより、非発光時に、文字、図形等を視認することが可能となる。
よって、第1電極領域のみまたは第2電極領域のみを発光表示が可能な領域とする場合であっても、第1電極領域および第2電極領域により構成されるパターン形状とは異なるパターン形状を発光表示することができるのである。
本発明に用いられる金属電極層は、有機EL層上に形成され、第1金属膜および第2金属膜を含むものであり、第1金属膜が有機EL層側に面するように配置された第1電極領域と、第2金属膜が有機EL層側に面するように配置された第2電極領域とから構成されるものである。第1電極領域および第2電極領域の反射特性は互いに異なり、第1電極領域の第1金属膜と第2電極領域の第2金属膜とは電気的に接している。
第1電極領域および第2電極領域の反射特性としては互いに異なっていればよく、例えば、反射率が異なっていてもよく、反射光の色が異なっていてもよい。
第1電極領域および第2電極領域の反射率の差としては、10%以上であることが好ましく、より好ましくは15%以上、さらに好ましくは20%以上である。上記反射率の差が上記範囲であれば、非発光時に、第1電極領域および第2電極領域により構成されるパターン形状を良好に視認することができるからである。
なお、「第1金属膜が有機EL層側に面するように配置された」とは、金属電極層を構成する第1金属膜および第2金属膜のうち、第1金属膜が有機EL層側に面するように配置されていることをいう。具体的には、有機EL層上に第1金属膜および第2金属膜が順に積層されており、第1金属膜が有機EL層側に面するように配置されている場合、および、有機EL層上に第1金属膜が形成され、第2金属膜が形成されていなく、第1金属膜が有機EL層側に面するように配置されている場合が含まれる。
すなわち、第1電極領域11では、図3に例示するように有機EL層4上に第1金属膜5および第2金属膜6がこの順に積層されていてもよく、図7および図8に例示するように有機EL層4上に第1金属膜5が形成され、第2金属膜が形成されていなくてもよい。
中でも、第1電極領域では、有機EL層上に第1金属膜および第2金属膜がこの順に積層されていることが好ましい。第2金属膜の形成が容易となるからである。
なお、「第2金属膜が有機EL層側に面するように配置された」とは、金属電極層を構成する第1金属膜および第2金属膜のうち、第2金属膜が有機EL層側に面するように配置されていることをいう。具体的には、有機EL層上に第2金属膜が形成され、第1金属膜が形成されていなく、第2金属膜が有機EL層側に面するように配置されている場合、有機EL層上に第2金属膜、第1金属膜および第2金属膜が順に積層されており、第2金属膜が有機EL層側に面するように配置されている場合、および、有機EL層上に第2金属膜および第1金属膜が順に積層されており、第2金属膜が有機EL層側に面するように配置されている場合が含まれる。
すなわち、第2電極領域12では、図3および図8に例示するように有機EL層4上に第2金属膜6が形成され、第1金属膜が形成されていなくてもよく、図9に例示するように有機EL層4上に第2金属膜6、第1金属膜5および第2金属膜6がこの順に積層されていてもよく、図示しないが有機EL層上に第2金属膜および第1金属膜の順に積層されていてもよい。
本発明においては、通常、有機EL層上に第2金属膜が形成され、第1金属膜が形成されていなく、第2金属膜が有機EL層側に面するように配置されるか、あるいは、有機EL層上に第2金属膜、第1金属膜および第2金属膜が順に積層され、第2金属膜が有機EL層側に面するように配置される。
第1金属膜としては、上記第1電極領域に要求される特性を満たすものであり、第2金属膜としては、上記第2電極領域に要求される特性を満たすものであればよい。
例えば、第1電極領域および第2電極領域の反射率が互いに異なる場合には、第1金属膜の反射率が第2金属膜の反射率よりも低いことが好ましい。第1金属膜および第2金属膜の反射率の差としては、10%以上であることが好ましく、より好ましくは15%以上、さらに好ましくは20%以上である。上記反射率の差が上記範囲であれば、非発光時に、第1電極領域および第2電極領域により構成されるパターン形状を良好に視認することができるからである。
なお、反射光の色の測定方法については、上述したとおりである。
中でも、第1金属膜の反射率が第2金属膜の反射率よりも低い場合、第1金属膜および第2金属膜は、同一の金属元素を含有していることが好ましい。この場合、第1金属膜に含まれる酸素の量などを調整することにより、第1金属膜の反射率を第2金属膜の反射率よりも低くすることができるからである。
この場合、例えば、第1金属膜をアルミニウムおよび酸化アルミニウムの混合物、銀および酸化銀の混合物、マグネシウムおよび酸化マグネシウムの混合物等の金属とその金属酸化物の混合物とし、第2金属膜をアルミニウム、銀、マグネシウム等の金属単体とすることで、第1金属膜および第2金属膜を同一の金属元素を含有するものとすることができる。
第1金属膜の反射率が第2金属膜の反射率よりも低い場合、第1金属膜の厚みは、10nm以下であることが好ましく、より好ましくは8nm以下、さらに好ましくは5nm以下である。第1金属膜の厚みが厚すぎると、所望の反射率が得られない場合があるからである。第1金属膜の厚みの下限値は、精度を考慮すると、通常、1nm程度である。
また、第1金属膜および第2金属膜が互いに異なる反射光の色を呈する場合、第1金属膜の厚みは、有機EL素子における一般的な電極の厚みであればよく、具体的には20nm〜500nm程度とすることができる。
第1金属膜の反射率が第2金属膜の反射率よりも低い場合、第2金属膜の厚みは、50nm以上であることが好ましく、より好ましくは100nm以上、さらに好ましくは200nm以上である。第2金属膜の厚みが薄すぎると、所望の反射率が得られない場合があるからである。第2金属膜の厚みの上限値は、有機EL素子における一般的な電極の厚みの上限であればよく、通常、500nm程度である。
また、第1金属膜および第2金属膜が互いに異なる反射光の色を呈する場合、第2金属膜の厚みは、有機EL素子における一般的な電極の厚みであればよく、具体的には20nm〜500nm程度とすることができる。
中でも、真空蒸着法、金属ペーストを塗布する方法が好ましい。真空蒸着法は、ドライプロセスで有機EL層へのダメージが少ない方法であり、積層に適している。また、金属ペーストを塗布する方法はウェットプロセスであり、ウェットプロセスはドライプロセスよりも大面積の対応に適している。ウェットプロセスであっても、有機EL層に影響を与えない溶媒が配合された金属ペーストは使用可能である。すなわち、有機EL層の耐溶剤性などによって有機EL層に影響を与えないように工夫することで、ウェットプロセスも適用可能となる。
本発明に用いられる金属電極層において、第1金属膜や第2金属膜をスパッタリング法により成膜する場合には、第1金属膜や第2金属膜と有機EL層との間に電荷輸送性保護層が形成されていてもよい。電荷輸送性保護層が形成されていることにより、第1金属膜や第2金属膜をスパッタリング法により成膜する際に、有機EL層へのダメージを軽減することができるからである。
電荷輸送性保護層の形成方法としては、有機EL層へのダメージが少ない方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、抵抗加熱蒸着法などの真空蒸着法を用いることができる。
本発明に用いられる有機EL層は、透明電極層上に形成され、発光層を含むものである。
本発明における発光層に用いられる材料としては、例えば、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料等の発光材料を挙げることができる。
上述したように、正孔輸送層は、正孔注入層に正孔輸送の機能を付与することにより、正孔注入層と一体化される場合がある。すなわち、正孔注入層は、正孔注入機能のみを有していてもよく、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有していてもよい。
上述したように、電子輸送層は、電子注入層に電子輸送の機能を付与することにより、電子注入層と一体化される場合がある。すなわち、電子注入層は、電子注入機能のみを有していてもよく、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有していてもよい。
電子輸送層に用いられる材料としては、陰極から注入された電子を発光層内へ輸送することが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばバソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq3)の誘導体等を挙げることができる。
本発明に用いられる透明電極層は、基板上に形成されるものである。
また、透明電極層側から光を取り出すので、透明電極層は透明性を有している。
陽極としては、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましく、具体的には、ITO、酸化インジウム、金のような仕事関数の大きい金属、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体のような導電性高分子等を挙げることができる。
本発明に用いられる基板は、上述の透明電極層、有機EL層、金属電極層などを支持するものであり、所定の強度を有するものであれば特に限定されない。本発明においては、透明電極層が所定の強度を有する場合には、透明電極層が基板を兼ねるものであってもよいが、通常は所定の強度を有する基板上に透明電極層が形成される。
本発明においては、透明電極層が形成された基板上に絶縁層が形成されていることが好ましい。絶縁層により、透明電極層と金属電極層とが接触してショートするのを防ぐことができるからである。この絶縁層は、透明電極層の端部を覆うように形成されていることが好ましい。透明電極層の端部では有機EL層の厚みが薄くなるため、絶縁層を形成することでショートし難くすることができる。また隣り合う発光領域が電気的に接続されるのを防ぐことができるからである。絶縁層が形成された部分は、発光に寄与しない領域とすることができる。
本発明においては、絶縁層上に、ストライプ状の透明電極層と交差するように隔壁がストライプ状に形成されていてもよい。隔壁により、金属電極層をストライプ状に分断することができるからである。
次に、本発明の有機EL素子の製造方法について説明する。本発明の有機EL素子の製造方法は、第1金属膜および第2金属膜の形成順によって2つの態様に分けることができる。以下、各態様に分けて説明する。
本発明の有機EL素子の製造方法の第1態様は、透明電極層および、発光層を含む有機EL層が順に積層された基板上に、真空中で第1金属膜形成用層をパターン状に形成する第1金属膜形成用層形成工程、および、上記第1金属膜形成用層を酸素を含む雰囲気に曝す曝露工程を有し、第1金属膜を形成する第1金属膜形成工程と、上記第1金属膜がパターン状に形成された基板上の全面に、真空中で第2金属膜を形成する第2金属膜形成工程とを有し、上記第1金属膜が上記有機EL層側に面するように配置された第1電極領域と上記第2金属膜が上記有機EL層側に面するように配置された第2電極領域とからなる金属電極層を形成する金属電極層形成工程を有することを特徴とするものである。
図11は、本発明の有機EL素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、基板2上に透明電極層3を形成し、透明電極層3上に有機EL層4を形成する(図11(a))。次いで、有機EL層4が形成された基板2上に、真空中で第1金属膜形成用層5aをパターン状に形成する(図11(b)、第1金属膜形成用層形成工程)。次に、大気圧の状態とし、第1金属膜形成用層5aを酸素を含む雰囲気22に曝し(図11(c)、曝露工程)、第1金属膜5を形成する(図11(b)〜(c)、第1金属膜形成工程)。このとき、第1金属膜形成用層5aが酸素を含む雰囲気に曝されることで、第1金属膜形成用層5aの表面が酸化されると推定される。よって、第1金属膜形成用層5aを酸素を含む雰囲気22に曝して得られる第1金属膜5は、表面が酸化されており、表面に金属の酸化物の皮膜が形成されていると推量される。
本発明における金属電極層形成工程は、透明電極層および、発光層を含む有機EL層が順に積層された基板上に、真空中で第1金属膜形成用層をパターン状に形成する第1金属膜形成用層形成工程、および、上記第1金属膜形成用層を酸素を含む雰囲気に曝す曝露工程を有し、第1金属膜を形成する第1金属膜形成工程と、上記第1金属膜がパターン状に形成された基板上に、真空中で第2金属膜を形成する第2金属膜形成工程とを有するものであり、上記第1金属膜が上記有機EL層側に面するように配置された第1電極領域と上記第2金属膜が上記有機EL層側に面するように配置された第2電極領域とからなる金属電極層を形成する工程である。
以下、金属電極層形成工程における各工程について説明する。
本発明における第1金属膜形成工程は、透明電極層および、発光層を含む有機EL層が順に積層された基板上に、真空中で第1金属膜形成用層をパターン状に形成する第1金属膜形成用層形成工程と、上記第1金属膜形成用層を酸素を含む雰囲気に曝す曝露工程とを有するものであり、第1金属膜を形成する工程である。
以下、第1金属膜形成工程における各工程について説明する。
本発明における第1金属膜形成用層形成工程は、透明電極層および、発光層を含む有機EL層が順に積層された基板上に、真空中で第1金属膜形成用層をパターン状に形成する工程である。
本発明における曝露工程は、上記第1金属膜形成用層を酸素を含む雰囲気に曝す工程である。
また、第1金属膜形成用層を酸素を含む雰囲気に曝す際、圧力としては、大気圧程度であってもよく、酸素があれば低真空(1×10-3torr以上)であってもよい。
本発明においては、上記の第1金属膜形成用層形成工程および曝露工程を繰り返し行い、複数の層が積層された上記第1金属膜を形成してもよい。
図12に示す例においては、まず、有機EL層4が形成された基板2上に、真空中で1層目の第1金属膜形成用層5aをパターン状に形成し(図12(a)、第1金属膜形成用層形成工程)、第1金属膜形成用層5aを酸素を含む雰囲気22に曝し(図12(b)、曝露工程)、1層目の金属膜5bを形成する。次に、1層目の金属膜5bが形成された基板2上に、真空中で2層目の第1金属膜形成用層5cをパターン状に形成し(図12(c)、第1金属膜形成用層形成工程)、第1金属膜形成用層5cを酸素を含む雰囲気22に曝し(図12(d)、曝露工程)、2層目の金属膜5dを形成する。これにより、2層の金属膜5b,5dが積層された第1金属膜5が得られる。すなわち、図12に示す例では、第1金属膜形成用層形成工程および曝露工程を2回繰り返し行っている。
本発明における第2金属膜形成工程は、上記第1金属膜がパターン状に形成された基板上の全面に、真空中で第2金属膜を形成する工程である。
具体的に、第2金属膜の形成に用いる材料としては、アルミニウム、銀、マグネシウム等が好ましく、アルミニウムがより好ましい。
本発明における金属電極層形成工程においては、上記の第1金属膜形成工程および第2金属膜形成工程を行うことにより、第1金属膜が有機EL層側に面するように配置された第1電極領域と第2金属膜が有機EL層側に面するように配置された第2電極領域とからなる金属電極層を形成する。
なお、第1電極領域および第2電極領域については、上記「A.有機EL素子」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
本発明の有機EL素子の製造方法は、透明電極層が形成された基板上に絶縁層を形成する工程、絶縁層上に隔壁を形成する工程、透明電極層が形成された基板上に有機EL層を形成する工程等を有していてもよい。
なお、絶縁層およびその形成方法、隔壁およびその形成方法、有機EL層およびその形成方法等については、上記「A.有機EL素子」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
本発明の有機EL素子の製造方法の第2態様は、透明電極層および、発光層を含む有機EL層が順に積層された基板上に、真空中で第2金属膜をパターン状に形成する第1の第2金属膜形成工程と、上記第2金属膜が形成された基板上の全面に、真空中で第1金属膜形成用層を形成する第1金属膜形成用層形成工程、および、上記第1金属膜形成用層を酸素を含む雰囲気に曝す曝露工程を有し、第1金属膜を形成する第1金属膜形成工程と、上記第2金属膜および上記第1金属膜が形成された基板上の全面に、真空中で第2金属膜を形成する第2の第2金属膜形成工程とを有し、上記第1金属膜が上記有機EL層側に面するように配置された第1電極領域と上記第2金属膜が上記有機EL層側に面するように配置された第2電極領域とからなる金属電極層を形成する金属電極層形成工程を有することを特徴とするものである。
次に、第2金属膜6が形成された基板上の全面に、真空中で第1金属膜形成用層5aを形成する(図13(c)、第1金属膜形成用層形成工程)。次いで、大気圧の状態とし、第1金属膜形成用層5aを酸素を含む雰囲気22に曝し(図13(d)、曝露工程)、第1金属膜5を形成する(図13(c)〜(d)、第1金属膜形成工程)。このとき、第1金属膜形成用層5aが酸素を含む雰囲気に曝されることで、第1金属膜形成用層5aの表面が酸化されると推定される。よって、第1金属膜形成用層5aを酸素を含む雰囲気22に曝して得られる第1金属膜5は、表面が酸化されており、表面に金属の酸化物の皮膜が形成されていると推量される。
次に、第2金属膜6および第1金属膜5が形成された基板上の全面に、真空中で第2金属膜6を形成する(図13(e)、第2の第2金属膜形成工程)。これにより、第1金属膜5が有機EL層4側に面するように配置された第1電極領域11と、第2金属膜6が有機EL層4側に面するように配置された第2電極領域12とからなる金属電極層7が形成される(図13(b)〜(d)、金属電極層形成工程)。
本態様における第1の第2金属膜形成工程は、透明電極層および、発光層を含む有機EL層が順に積層された基板上に、真空中で第2金属膜をパターン状に形成する工程である。
中でも、マスクを用いた真空蒸着法が好ましい。真空蒸着法は、ドライプロセスで有機EL層へのダメージが少ない方法であり、積層に適している。
本態様における第1金属膜形成工程は、上記第2金属膜が形成された基板上の全面に、真空中で第1金属膜形成用層を形成する第1金属膜形成用層形成工程と、上記第1金属膜形成用層を酸素を含む雰囲気に曝す曝露工程とを有しており、第1金属膜を形成する工程である。
[実施例1]
(透明電極層の形成)
まず、ガラス基板(厚み0.7mm)に対して、イオンプレーティング法により膜厚200nmの酸化インジウムスズ(ITO)電極膜を形成し、このITO電極膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、ITO電極膜のエッチングを行って、幅1.7mmのストライプ状の透明電極層を2.3mmピッチで30本形成した。
次に、上記のガラス基板(厚み0.7mm)に、洗浄処理と紫外線プラズマ洗浄を施し、その後、ポリイミド前駆体を主成分とするポジ型感光性レジストをスピンコート法で塗布し、フォトリソグラフィープロセスでパターニングして、各透明電極層上に1.5mm×1.5mmの発光エリア(開口部)が2.3mmピッチで存在するように絶縁層(厚み1.5μm)を形成した。
次に、上記の絶縁層が形成されたガラス基板に、洗浄処理と紫外線プラズマ洗浄を施し、その後、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂からなるネガ型感光性レジストをスピンコート法で塗布し、フォトリソグラフィープロセスでパターニングして、絶縁層上に透明電極層と直交するように、ストライプ状で断面形状が逆テーパー状の隔壁を並列に形成した。この際、隔壁を構成する小隔壁の数は2個(2ライン)とした。また、小隔壁の間隔を30μmで隔壁を形成した。小隔壁は、幅が50μm、厚みが4μm、逆テーパーの角度は50°であった。
次に、下記組成の正孔注入層用のインキA1を調製した。このインキA1のせん断速度100/秒における粘度(インキ温度23℃)を、Physica社製の粘弾性測定装置MCR301型により定常流測定モードで測定した結果、15cPであった。また、2Hzにおける動的表面張力(インキ温度23℃)をSITA t60/2(SITA Messtechnik GmbH社製)を用いて測定した結果、30dyne/cmであった。
<正孔注入層用のインキA1の組成>
・PEDOT(ポリ(3,4)エチレンジオキシチオフェン)/PSS(ポリスチレンスルフォネート)(混合比=1/20)(バイエル社製 Baytron PCH8000)
… 70重量%
・混合溶媒(水:イソプロピルアルコール(沸点82.4℃)=70:30)
… 30重量%
<赤色発光層用のインキB1の組成>
・ポリフルオレン誘導体系の赤色発光材料(分子量:300,000)…2.5重量%
・溶媒(メシチレン:テトラリン=50:50の混合溶媒) … 97.5重量%
(混合溶媒の表面張力=32dyne/cm、沸点=186℃)
(メシチレンの表面張力=28dyne/cm、沸点=165℃)
(テトラリンの表面張力=35.5dyne/cm、沸点=207℃)
グラビア版として、セル間隔25μmとなるように格子形状に配列された正方形のセル(セルの一辺が100μm、セルの深さ35μm)を備えた板状のグラビア版(有効幅80mm)を準備した。このグラビア版では、正方形のセルの対角線方向を、後述のブランケットの稼動方向と一致させた。
次に、樹脂フィルムとして、易接着ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ(株)製 U10、厚み100μm、表面張力60dyne/cm)を準備した。なお、このフィルムの表面張力は、2種以上の表面張力が判っている液体(標準物質)を使用して、自動接触角計(協和界面科学(株)製 DropMaster 700型)にて接触角θを測定し、γs(樹脂フィルムの表面張力)=γL(液体の表面張力)cosθ+γSL(樹脂フィルムと液体の表面張力)の式に基づいて求めた。
次いで、直径12cm、胴幅30cmのブランケット胴(表面にクッション層(硬度70°)を備える)の周面に、上記の樹脂フィルムを装着してブランケットを作製した。なお、クッション層の硬度はJIS(K6253)デュロメータ硬さ試験によるTypeA硬度である。
赤色発光層を形成した面側に、90mm×90mmの開口部を備えたメタルマスクを上記の絶縁層の発光エリア(開口部)上に位置するように配置した。次に、このマスクを介して真空蒸着法によりカルシウムを蒸着(蒸着速度=0.1nm/秒)して電子注入層(厚み10nm)を形成した。
次に、ハート型のメタルマスクを使用して、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着(蒸着速度=0.4nm/秒)し、電子注入層上に、ハート型の開口部を有するアルミニウム膜(厚み5nm)を形成した。その後、上記アルミニウム膜を、大気圧下、酸素量0.2ppm環境下に5分間曝した。これにより、第1金属膜を得た。
次に、電子注入層の形成に用いたメタルマスクをそのまま使用して、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着(蒸着速度=0.4nm/秒)した。これにより、上記第1金属膜が形成された電子注入層上に、90mm×90mmのアルミニウムからなる第2金属膜(厚み300nm)を形成した。
最後に、第2金属膜を形成した面側に、紫外線硬化型接着剤を介して封止板を貼り合わせることにより、有機EL素子を得た。
実施例1の金属電極層の形成において、ハート型の開口部を有するアルミニウム膜を酸素を含む雰囲気に曝さなかった以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
下記のようにして第1金属膜を形成した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(金属電極層の形成)
ハート型のメタルマスクを使用して、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着(蒸着速度=0.4nm/秒)し、電子注入層上に、ハート型の開口部を有するアルミニウム膜(厚み5nm)を形成した。その後、アルミニウム膜を、大気圧下、酸素量0.2ppm環境下に5分間曝した。
次に、再度ハート型のメタルマスクを使用して、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着(蒸着速度=0.4nm/秒)し、上記アルミニウム膜上に、ハート型の開口部を有するアルミニウム膜(厚み5nm)を積層した。その後、アルミニウム膜を、大気圧下、酸素量0.2ppm環境下に5分間曝した。これにより、第1金属膜を得た。
次に、電子注入層の形成に用いたメタルマスクをそのまま使用して、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着(蒸着速度=0.4nm/秒)した。これにより、上記第1金属膜が形成された電子注入層上に、90mm×90mmのアルミニウムからなる第2金属膜(厚み300nm)を形成した。
実施例1および実施例2を比較すると、ハート型の模様は実施例2のほうがより認識され易くなった。
下記のようにして電子注入層を形成した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(電子注入層の形成)
赤色発光層を形成した面側に、90mm×90mmの開口部を備えたメタルマスクを上記の絶縁層の発光エリア(開口部)上に位置するように配置した。次に、このマスクを介して真空蒸着法によりアルミニウム錯体(Alq3)とフッ化リチウム(LiF)とを蒸着(蒸着速度=0.1nm/秒)して、電子注入層(Alq3(厚さ10nm)/LiF(厚さ2nm))を形成した。
下記のようにして金属電極層を形成した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(金属電極層の形成)
ハート型のメタルマスクを使用して、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着(蒸着速度=0.4nm/秒)し、電子注入層上に、ハート型の開口部を有し、アルミニウムからなる第1金属膜(厚み300nm)を形成した。
次に、電子注入層の形成に用いたメタルマスクをそのまま使用して、真空蒸着法により金を蒸着(蒸着速度=0.4nm/秒)した。これにより、上記第1金属膜が形成された電子注入層上に、90mm×90mmの金からなる第2電極層(厚み300nm)を形成した。
下記のようにして金属電極層を形成した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(金属電極層の形成)
ハート型のメタルマスクを使用して、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着(蒸着速度=0.4nm/秒)し、電子注入層上に、ハート型の開口部を有し、アルミニウムからなる第1金属膜(厚み300nm)を形成した。
次に、電子注入層の形成に用いたメタルマスクをそのまま使用して、上記第1金属膜が形成された電子注入層上に、N,N’−ビス−(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス−(フェニル)−ベンジジン(TPD)を抵抗加熱蒸着法により成膜し、電荷輸送性保護層(厚み:100nm)を形成した。さらに、上記電荷輸送性保護層上に、対向ターゲット式スパッタリング法によりIZOの薄膜(厚み:150nm)を成膜し、IZOからなる第2金属膜を形成した。
2 … 基板
3 … 透明電極層
4 … 有機EL層
5 … 第1金属膜
5a,5c … 第1金属膜形成用層
6 … 第2金属膜
7 … 金属電極層
11 … 第1電極領域
12 … 第2電極領域
Claims (13)
- 基板と、
前記基板上に形成された透明電極層と、
前記透明電極層上に形成され、発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層と、
前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成され、第1金属膜および第2金属膜を含む金属電極層と
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記金属電極層が、前記第1金属膜が前記有機エレクトロルミネッセンス層側に面するように配置された第1電極領域と、前記第2金属膜が前記有機エレクトロルミネッセンス層側に面するように配置された第2電極領域とからなり、
前記第1電極領域および前記第2電極領域により構成されるパターン形状が、文字または図形の少なくとも一方であり、
前記第1電極領域および前記第2電極領域により構成されるパターン形状が、発光時に表示されるパターン形状とは異なるものであり、
前記第1電極領域および前記第2電極領域の反射特性が互いに異なり、前記第1電極領域の前記第1金属膜と前記第2電極領域の前記第2金属膜とが電気的に接しており、
非発光時に前記金属電極層におけるパターン形状を視認することができ、発光時には前記金属電極層におけるパターン形状は視認されないことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記第1金属膜および前記第2金属膜が同一の金属元素を含有することを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記金属元素がアルミニウムであることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1電極領域の反射率が前記第2電極領域の反射率よりも低いことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1電極領域および前記第2電極領域での反射光の色が互いに異なることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1電極領域では、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に前記第1金属膜および前記第2金属膜が順に積層されており、前記第2電極領域では、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に前記第2金属膜が形成され、前記第1金属膜が形成されていないことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1電極領域では、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に前記第1金属膜および前記第2金属膜が順に積層されており、前記第2電極領域では、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に前記第2金属膜、前記第1金属膜および前記第2金属膜が順に積層されていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1電極領域では、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に前記第1金属膜が形成され、前記第2金属膜が形成されていなく、前記第2電極領域では、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に前記第2金属膜が形成され、前記第1金属膜が形成されていないことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 透明電極層および、発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層が順に積層された基板上に、真空中で第1金属膜形成用層をパターン状に形成する第1金属膜形成用層形成工程、および、前記第1金属膜形成用層を酸素を含む雰囲気に曝す曝露工程を有し、第1金属膜を形成する第1金属膜形成工程と、
前記第1金属膜がパターン状に形成された基板上の全面に、真空中で第2金属膜を形成する第2金属膜形成工程と
を有し、前記第1金属膜が前記有機エレクトロルミネッセンス層側に面するように配置された第1電極領域と前記第2金属膜が前記有機エレクトロルミネッセンス層側に面するように配置された第2電極領域とからなる金属電極層を形成する金属電極層形成工程を有するものであり、
前記金属電極層形成工程において、前記第1電極領域および前記第2電極領域により構成されるパターン形状が、文字または図形の少なくとも一方であり、
前記金属電極層形成工程により形成される金属電極層が、発光時に表示されるパターン形状とは異なるパターン形状を有するもので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の製造方法。 - 透明電極層および、発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層が順に積層された基板上に、真空中で第2金属膜をパターン状に形成する第1の第2金属膜形成工程と、
前記第2金属膜が形成された基板上の全面に、真空中で第1金属膜形成用層を形成する第1金属膜形成用層形成工程、および、前記第1金属膜形成用層を酸素を含む雰囲気に曝す曝露工程を有し、第1金属膜を形成する第1金属膜形成工程と、
前記第2金属膜および前記第1金属膜が形成された基板上の全面に、真空中で第2金属膜を形成する第2の第2金属膜形成工程と
を有し、前記第1金属膜が前記有機エレクトロルミネッセンス層側に面するように配置された第1電極領域と前記第2金属膜が前記有機エレクトロルミネッセンス層側に面するように配置された第2電極領域とからなる金属電極層を形成する金属電極層形成工程を有するものであり、
前記金属電極層形成工程において、前記第1電極領域および前記第2電極領域により構成されるパターン形状が、文字または図形の少なくとも一方であり、
前記金属電極層形成工程により形成される金属電極層が、発光時に表示されるパターン形状とは異なるパターン形状を有するもので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の製造方法。 - 前記第1金属膜形成工程にて、前記第1金属膜形成用層形成工程および前記曝露工程を繰り返し行い、複数の層が積層された前記第1金属膜を形成することを特徴とする請求項9または請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記第1金属膜形成工程および前記第2金属膜形成工程にて、同一の金属を成膜することを特徴とする請求項9から請求項11までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 前記金属がアルミニウムであることを特徴とする請求項12に記載の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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