JPH11111465A - 有機el素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
に複数個の第1電極を一定の間隙に形成する第1工程
と、前記第1電極上に、下部面が上部面よりも広い台形
構造を有するとともに電気絶縁物質からなる多数の隔壁
を形成する第2工程と、前記隔壁上部を含む全面に有機
積層膜、第2電極、第1保護膜を順次に形成する第3工
程と、隣接するピクセルが電気的に絶縁されるように、
隔壁上部側の第2電極を完全に除去し、有機積層膜の一
部を除去する第4工程と、そして前記除去された表面上
に第2保護層を形成する第5工程と、を備える。
Description
関し、特に有機EL素子(organic electroluminescent
device)及びその製造方法に関する。
呼ばれる有機EL素子はFPD(FlatPanel Display)に
応用可能であって、とても人気のある素子である。なぜ
ならば、有機EL素子は、非常に薄く、マトリックス状
にアドレスを呼び出すことができ、相対的に低い電圧
(一般に15V以下)でも動作可能であるという長所が
あるからである。又、有機EL素子は、視野角に殆ど依
存せず、撓み易い基板上でも素子の形状が安定するの
で、次代のFPDに適する。
とは実質的に異なるが、特に有機EL素子は低い直流電
圧でも動作可能である点で違いがある。
子は効率面及びカラー調整面で商業的に様々に応用され
得ることが分かったので、有機EL素子は商業的に大き
な価値があると期待される。しかしながら、有機EL素
子を商業化するためには製造性、均一性、信頼性、シス
テム等のいろいろの問題を解決しなければならない。特
に、有機EL素子を商業化するに先だって解決すべき問
題の一つはピクセレーション(pixellation)である。従
来のピクセレーション技術は、溶媒に極めて弱い有機物
質の性質に起因して幾多の工程上の困難さを経てきた。
このため、かかる問題を解決するべく、シャドー効果(s
hadowing effect)を利用して膜をパターニングする方法
が提示される。
870号では隔壁(partition walls)を用いてシャドー
効果を与える。これにより、透明支持体上に所定角度ほ
ど斜めにして第2電極物質を蒸着すると、相対的に高い
隔壁により分離されて各々の第2電極帯(strip)が形成
される。しかしながら、この方法は大量生産には適しな
い。なぜならば、蒸気状の蒸着物質はあちこちに散漫に
回折する性質を有することから、蒸着物質が蒸着される
角度が多様になるため、全パネルの表面上に一定に蒸着
物質を蒸着し難く、生産収率も十分な水準ではないから
である。
許第5,701,055号では、小さな傘束のような形
状の電気絶縁隔壁(electrically insulating ramparts)
を用いた、新たな方法を提示している。この方法は、米
国特許第5,294,870号に示すように物質の蒸着
時に所定角ほど傾けて蒸着する必要がないため、効果的
である。
1,055号に提示された製造工程を示す図である。
にITO(Indium Tin Oxide)からなる第1電極2を形成
し、その上に絶縁膜3パターンを形成する。
の中間領域にフォトレジストからなる隔壁4を形成す
る。ここで、隔壁4の上部のオーバーハング(overhang)
8は、蒸気状の蒸着物質を分離させるシャドーの役割を
果たすため、非常に大切である。
層、発光層、電子注入輸送層等からなる有機積層膜5、
第2電極6を順次に蒸着することにより、隔壁を介在し
て有機積層膜5及び第2電極6が隔壁4の両側に分離さ
れるようにしてピクセレーションがなされるようにす
る。すなわち、隔壁4のオーバーハング8が横方向に広
くなっていることから、隔壁4上に蒸着された第2電極
6と隔壁4間に形成された第2電極6とは物理的に断ち
切られ、ついには電気的に絶縁されるため、ピクセレー
ションが可能となる。ここで、大切なことは、隔壁4の
側面にはシャドー効果により蒸着物資が形成されないか
ら、2つの隣接するピクセル間が確実に電気的に絶縁さ
れるという点である。
を含む全面に、保護膜、吸湿膜、防湿膜等からなる封緘
(encapsulation)層7を形成することにより、有機EL
素子を作製する。
5号の特徴は、隔壁のオーバーハングを用いて第2電極
を物理的に断絶させて効果的にピクセレーションさせる
ことである。
EL素子においては次のような問題点があった。
に示す隔壁の形態はさまざまであるが、上記図1bに示
すような隔壁が最も典型的な形態である。しかしなが
ら、かかる形態の隔壁は、第2電極縁で第1電極と第2
電極との間に電気的短絡が発生し易い。このため、これ
を防止するための絶縁膜パターンが追加されるため、工
程が複雑となる。
において大切な役割をする隔壁のオーバーハングは、安
定した場合にのみ良好の効果が現れる。しかし、安定し
たオーバーハングを有する隔壁を作るためには極めて精
巧な工程を必要とするため、製造し難い。
に因り隔壁の一部又は隔壁上に形成された膜が取れるた
め、素子を傷つけることがある。
は、安定的な構造を有する隔壁を用いて簡単にピクセレ
ーションすることのできる有機EL素子及びその製造方
法を提供することにその目的がある。
子の特徴は、第1電極上に突出配置されるとともに下部
面が上部面よりも広い台形構造を有する電気絶縁性の隔
壁を備え、隔壁の上部側の第2電極と有機積層膜とは断
ち切られ、各ピクセルは電気的に絶縁されることにあ
る。
は、透明基板上に複数個の第1電極を一定の間隙に形成
する第1工程と、第1電極上に、下部面が上部面よりも
広い台形構造を有するとともに電気絶縁物質からなる多
数の隔壁を形成する第2工程と、隔壁上部を含む全面に
有機積層膜、第2電極、第1保護膜を順次に形成する第
3工程と、隣接するピクセルが電気的に絶縁されるよう
に、隔壁の上部側の第2電極を完全に除去し且つ有機積
層膜の一部を除去する第4工程と、そして除去された表
面上に第2保護層を形成する第5工程とを包含すること
にある。
積層膜、第2電極からなる多数のピクセルを含む発光素
子において、該第1電極上に突出配置されるとともに、
下部面が上部面よりも広い台形構造を有する電気絶縁性
の隔壁を備え、該隔壁上部側の第2電極と有機積層膜と
は断ち切られ、該各ピクセルは電気的に絶縁される。
ォトレジスト、シリコン窒化物、およびシリコン酸化物
のうち何れか一物質で形成される。
上にのみ形成される第1保護膜と、上記第1保護膜を含
む全面に形成される第2保護膜とを更に備える。
基板上に複数個の第1電極を一定の間隙に形成する第1
工程と、該第1電極上に、下部面が上部面よりも広い台
形構造を有するとともに電気絶縁物質からなる多数の隔
壁を形成する第2工程と、該隔壁上部を含む全面に有機
積層膜、第2電極、第1保護膜を順次に形成する第3工
程と、隣接するピクセルが電気的に絶縁されるように、
隔壁上部側の第2電極を完全に除去し、有機積層膜の一
部を除去する第4工程と、そして該除去された表面上に
第2保護層を形成する第5工程と、を包含する。
は、スピンコーティングまたはドクターブレードで形成
される。
ォトレジスト、シリコン窒化物、およびシリコン酸化物
のうち何れかで形成される。
その製造方法を添付図面に基づき説明する。
製造工程を示す工程断面図である。
上に複数個の第1電極12を一方向に一定の間隙を有す
るように形成する。
全面に、電極間の電気的絶縁のためにフォトレジスト、
シリコン酸化物、シリコン窒化物等の有機物又は無機物
を形成し、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工
程により一定の高さの隔壁13を一定の間隙に形成す
る。隔壁13は底面が上面よりも広い台形構造に形成す
るが、隔壁13の底面角(θ)は90度以下になること
が好ましい。この台形状の隔壁13は全体的に安定な構
造を有するため、従来のような工程の困難さが無く、素
子を容易に製造することができる。ここで、隔壁13の
高さは約500〜10,000nm程度であるが、約2
000nm程度が最も好ましい。隔壁13の幅は、ピク
セル間のピッチ(pitch)等のような解像度に応じて多少
変わるが、100〜50,000nm程度とする。
1を真空熱処理(vacuum annealing)及びUV硬化(UV ha
rdening)させる。特に、隔壁13がフォトレジスト等の
有機物質からなる場合には、溶媒(solvent)が完全に除
去された状態で硬化されるようにする。従来では、隔壁
のオーバーハングが他部分よりも熱に敏感なので更に壊
れやすかった。しかし、本発明の隔壁13は従来に比べ
て構造的に安定であり、熱処理にも余り敏感でない。
基板11の全面に、正孔注入輸送層、発光層、電子注入
輸送層等からなる有機積層膜14、第2電極15、第1
保護層16を順次に形成する。ここで、一般的に緑色光
を発光する有機積層膜14は、約10〜20nmの厚
さの、フタロシアニン銅(CuPc)からなるバッファ
層、約30〜50nmの厚さの、N,N’−ジフェニ
ル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−4,4’
−ジアミン(TPD)からなる正孔輸送層、クマリン
(coumarin)6のドーパント(dopant)がドーピング(dopin
g)され、トリス(8−ヒドロキシ−キノールエート)ア
ルミニウム(Alq3)からなる発光層から構成され
る。この際、発光層の厚さは約40〜60nmであり、
ドーパントの濃度は約1.0wt.%である。そして、
第2電極15は、アルミニウム、Al:Li、Mg:A
gのうち何れか一つからなる。又、第1保護膜16は、
湿気及び酸素から有機EL素子を保護する役割を果た
し、金属、合金、有機物質のうち何れか一つ或いは2つ
以上の物質からなるが、上部表面が平坦化されるように
形成する。この際、第1保護膜16を平坦化する理由
は、次工程で隔壁13の上部に形成された第2電極15
及び有機積層膜14をエッチングする際、各隔壁13の
間の発光領域にある第2電極15及び有機積層膜14は
エッチングされないようにするためである。そして、湿
気を防止するべく第1保護膜16を吸湿層、防湿層、平
坦層を積層して形成し、平坦化するべく最外郭層をスピ
ンコーティング(spin coating)、ドクターブレード(Dr.
Blade)法で形成する。
するピクセル間の電気絶縁のために、隔壁13の上部側
の第2電極15が完全に除去されるように上部層をエッ
チングする。ここで、エッチング工程には反応性イオン
エッチング等の乾式エッチング方法を使用する。そし
て、作動圧力(working pressure)やプラズマパワー(pla
sma power)等のエッチングパラメーター(etching param
eter)、エッチングガスは、物質を均衡的に除去可能な
ように選択される。
面上に第2保護膜17を形成することにより、素子を完
成する。ここで、第2保護膜17は第1保護膜16のよ
うに平坦化する必要がない。
では次のような効果がある。
を使用せずに、安定且つ簡単な構造の隔壁を使用するた
め、製造が容易であり、収率が向上する。
を長い間維持する。
を示す工程断面図である。
す工程断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 第1電極、有機積層膜、第2電極からな
る多数のピクセルを含む発光素子において、 該第1電極上に突出配置されるとともに、下部面が上部
面よりも広い台形構造を有する電気絶縁性の隔壁を備
え、 該隔壁上部側の第2電極と有機積層膜とは断ち切られ、
該各ピクセルは電気的に絶縁されることを特徴とする有
機EL素子。 - 【請求項2】 前記隔壁は、フォトレジスト、シリコン
窒化物、およびシリコン酸化物のうち何れか一物質で形
成されることを特徴とする請求項1記載の有機EL素
子。 - 【請求項3】 前記各ピクセル上にのみ形成される第1
保護膜と、前記第1保護膜を含む全面に形成される第2
保護膜とを更に備えることを特徴とする請求項1記載の
有機EL素子。 - 【請求項4】 透明基板上に複数個の第1電極を一定の
間隙に形成する第1工程と、 該第1電極上に、下部面が上部面よりも広い台形構造を
有するとともに電気絶縁物質からなる多数の隔壁を形成
する第2工程と、 該隔壁上部を含む全面に有機積層膜、第2電極、第1保
護膜を順次に形成する第3工程と、 隣接するピクセルが電気的に絶縁されるように、隔壁上
部側の第2電極を完全に除去し、有機積層膜の一部を除
去する第4工程と、そして該除去された表面上に第2保
護層を形成する第5工程と、を包含することを特徴とす
る有機EL素子の製造方法。 - 【請求項5】 前記第1保護膜は、スピンコーティング
またはドクターブレードで形成されることを特徴とする
請求項4記載の有機EL素子の製造方法。 - 【請求項6】 前記隔壁は、フォトレジスト、シリコン
窒化物、およびシリコン酸化物のうち何れかで形成され
ることを特徴とする請求項4記載の有機EL素子の製造
方法。
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