JPH11185968A - 有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法

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JPH11185968A
JPH11185968A JP9347656A JP34765697A JPH11185968A JP H11185968 A JPH11185968 A JP H11185968A JP 9347656 A JP9347656 A JP 9347656A JP 34765697 A JP34765697 A JP 34765697A JP H11185968 A JPH11185968 A JP H11185968A
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organic layer
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electron injection
hole injection
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホール注入電極と電子注入電極との間に発光
性の有機層が設けられた複数の有機エレクトロルミネッ
センス素子が配列されてなる有機エレクトロルミルネッ
センス装置において、有機層を高分子材料で構成する場
合にも、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の分
離が簡単かつ適切に行なえ、各有機エレクトロルミネッ
センス素子において安定した発光が行なえようにする。 【解決手段】 ホール注入電極12と電子注入電極15
との間に発光性の有機層13が設けられた複数の有機エ
レクトロルミネッセンス素子10を配列させた有機エレ
クトロルミルネッセンス装置において、有機層上にパタ
ーニングされた電気絶縁性の隔壁14を設け、この隔壁
によって有機エレクトロルミネッセンス素子を分離させ
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ホール注入電極
と電子注入電極との間に発光性の有機層が設けられた複
数の有機エレクトロルミネッセンス素子が配列されてな
る有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法
に係り、ホール注入電極と電子注入電極との間に発光性
の有機層が設けられた複数の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子を分離させて配列させることが簡単かつ適切に
行なえ、特に、上記の有機層を高分子材料で構成する場
合においても、複数の有機エレクトロルミネッセンス素
子を適切に分離させることができるようにした点に特徴
を有するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、情報機器の多様化等にともなっ
て、従来より一般に使用されているCRTに比べて消費
電力が少なく容積の小さい平面表示素子のニーズが高ま
り、このような平面表示素子の一つとしてエレクトロル
ミネッセンス素子が注目されている。
【0003】そして、このようなエレクトロルミネッセ
ンス素子は、使用する材料によって無機エレクトロルミ
ネッセンス素子と有機エレクトロルミネッセンス素子と
に大別される。
【0004】ここで、無機エレクトロルミネッセンス素
子は、一般に発光部に高電界を作用させ、電子をこの高
電界中で加速して発光中心に衝突させ、これにより発光
中心を励起させて発光させるようになっている。
【0005】これに対し、有機エレクトロルミネッセン
ス素子は、電子注入電極とホール注入電極とからそれぞ
れ電子とホールとを発光部内に注入し、このように注入
された電子とホールとを発光中心で再結合させて、有機
分子を励起状態にし、この有機分子が励起状態から基底
状態に戻るときに蛍光を発光するようになっている。
【0006】そして、無機エレクトロルミネッセンス素
子の場合には、上記のように高電界を作用させるため
に、その駆動電圧として100〜200Vと高い電圧を
必要とするのに対して、有機エレクトロルミネッセンス
素子の場合には、5〜20V程度の低い電圧で駆動でき
るという利点があった。
【0007】また、上記の有機エレクトロルミネッセン
ス素子の場合には、発光材料である螢光物質を選択する
ことによって適当な色彩に発光する発光素子を得ること
ができ、マルチカラーやフルカラーの表示装置等として
も利用できるという期待があった。
【0008】そこで、近年においては、有機エレクトロ
ルミネッセンスパネル等の有機エレクトロルミネッセン
ス装置として、上記のような有機エレクトロルミネッセ
ンス素子を複数配列させたものを製造することが検討さ
れるようになった。
【0009】そして、上記のように有機エレクトロルミ
ネッセンス素子が複数配列された有機エレクトロルミネ
ッセンス装置を得るにあたり、従来においては、一般に
ガラス基板等の透明基板上に形成するホール注入電極を
パターニングして、複数のホール注入電極に分離させる
と共に、このホール注入電極上に形成される有機層や電
子注入電極もパターニングして分離させ、これにより有
機エレクトロルミネッセンス素子相互を分離させて、複
数の有機エレクトロルミネッセンス素子が配列された有
機エレクトロルミネッセンス装置を得るようにしてい
た。
【0010】ここで、上記のように透明基板上に形成す
るホール注入電極をパターニングしてより分離させる場
合には特に問題はないが、このホール注入電極上に形成
される有機層や電子注入電極もパターニングして分離さ
せることが問題になった。
【0011】すなわち、有機エレクトロルミネッセンス
素子に用いられている有機層は、一般に耐熱性,耐溶剤
性,耐湿性が低く、この有機層やこの有機層上に形成さ
れた電子注入電極をフォトリソグラフィ法等によってパ
ターニングさせる場合、フォトレジスト中における溶剤
が有機層に侵入したり、エッチング液により有機層が溶
解したり、ドライエッチング時におけるプラズマによっ
て有機層がダメージを受けたりする等の問題があった。
【0012】このため、従来においては、一般に、マス
ク部材を用いた蒸着により電子注入電極をパターニング
させるようにしていたが、この場合、微細な加工を行な
うことができないという問題があった。
【0013】また、近年においては、特開平8−227
276号公報、特開平8−315981号公報、特開平
9−102393号公報等に示されるように、透明基板
上にホール注入電極を適当なパターンに形成した後、こ
のようにパターニングされたホール注入電極上にパター
ニングされた電気絶縁性の隔壁を設け、この隔壁の上か
ら蒸着法によって有機層と電子注入電極とを順々に上記
のホール注入電極上に積層させ、上記の隔壁により各有
機エレクトロルミネッセンス素子における有機層及び電
子注入電極を分離させて、複数の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子が配列された有機エレクトロルミネッセン
ス装置を得るようにしたものが提案された。
【0014】ここで、図1に示すように、透明基板1上
に形成されたホール注入電極2上にパターニングされた
隔壁3を設けるにあたり、特開平8−315981号公
報や特開平9−102393号公報に示されているよう
に、この隔壁3の上面3aを大きくしてオーバーハング
部を設けた場合、この隔壁3の上から上記のように有機
層4を蒸着させると、このオーバーハング部の下におい
て、有機層4が形成されずにホール注入電極2が露出し
た部分が残り、次いで電子注入電極5を蒸着させた場合
に、この電子注入電極5が上記の露出したホール注入電
極2上に形成されてショートするおそれがあった。
【0015】また、上記のように透明基板1上に形成さ
れたホール注入電極2上にパターニングされた隔壁3を
設けた場合、高分子材料で構成された有機層4をディッ
ピング法やスピンコート法によって形成することが困難
であり、高分子材料からなる有機層4を用いた有機エレ
クトロルミネッセンス装置の製造が困難になるという問
題もあった。
【0016】また、上記のように高分子材料で構成され
た有機層を用いた場合、エッチング液等による有機層の
浸食が抑制されるため、前記のように高分子材料で構成
された有機層の上に電子注入電極を設け、この電子注入
電極をフォトリソグラフィ法等によってパターニングさ
せることが考えられる。
【0017】しかし、このように有機層の上に設けられ
た電子注入電極をフォトリソグラフィ法等によってパタ
ーニングさせる場合、電子注入電極の膜厚が薄いため、
エッチングを制御することが困難であり、エッチング液
が有機層と電子注入電極との間に浸透して、有機層と電
子注入電極との接触性等が悪くなり、また電子注入電極
から電子が効率よく有機層に注入されるようにするた
め、この電子注入電極を構成する材料にマグネシウム等
の仕事関数の小さい電極材料を用いているため、エッチ
ング液の水分等によってこの電子注入電極が酸化されて
劣化し、安定した発光が行なえなくなる等の問題があっ
た。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、ホール注
入電極と電子注入電極との間に発光性の有機層が設けら
れた複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を配列さ
せてなる有機エレクトロルミルネッセンス装置における
上記のような様々な問題を解決することを課題とするも
のである。
【0019】すなわち、この発明においては、上記のよ
うな有機エレクトロルミルネッセンス装置において、ホ
ール注入電極と電子注入電極との間に発光性の有機層が
設けられた複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を
分離させて配列させることが簡単かつ適切に行なえ、特
に、上記の有機層を高分子材料で構成する場合において
も、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を適切に
分離させることができて、各有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において安定した発光が行なえるようにするこ
とを課題とするものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1にお
ける有機エレクトロルミネッセンス装置においては、上
記のような課題を解決するため、ホール注入電極と電子
注入電極との間に発光性の有機層が設けられた複数の有
機エレクトロルミネッセンス素子が配列されてなる有機
エレクトロルミルネッセンス装置において、上記の有機
層上にパターニングされた電気絶縁性の隔壁を設け、こ
の隔壁によって有機エレクトロルミネッセンス素子を分
離させるようにした。
【0021】また、この発明の請求項3に示す有機エレ
クトロルミネッセンス装置の製造方法においては、上記
のような課題を解決するため、ホール注入電極と電子注
入電極との間に発光性の有機層が設けられた複数の有機
エレクトロルミネッセンス素子が配列されてなる有機エ
レクトロルミルネッセンス装置を製造するにあたり、ホ
ール注入電極上に発光性の有機層を設ける工程と、この
有機層上にパターニングされた電気絶縁性の隔壁を設け
る工程と、上記の電気絶縁性の隔壁により分離された有
機層上に電子注入電極を設ける工程とを行なうようにし
た。
【0022】ここで、この発明のように、ホール注入電
極上に有機層を設けた後、この有機層上にパターニング
された電気絶縁性の隔壁を設け、その後、電子注入電極
を設けるようにした場合、電子注入電極が上記の隔壁に
より分離されて各有機エレクトロルミネッセンス素子が
形成され、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が
分離されて配列された有機エレクトロルミネッセンス装
置が簡単に得られるようになる。
【0023】また、この有機エレクトロルミネッセンス
装置においては、上記の隔壁を有機層上に設けているた
め、隔壁の上面を大きくしてオーバーハング部を設けた
場合においても、このオーバーハング部の下においてホ
ール注入電極が露出するということがなく、ホール注入
電極と電子注入電極とが接触してショートするというこ
ともない。
【0024】また、上記のように有機層上に隔壁を設け
るため、前記の請求項2,4に示すように、この有機層
を高分子材料で構成する場合であっても、ディッピング
法やスピンコート法により有機層を簡単に形成すること
ができる。
【0025】ここで、上記の有機層に使用する高分子材
料としては、ポリフェニレン,パラレン誘導体,ポリチ
オフェン,ポリビニルカルバゾール等の蛍光性の高分子
材料や、ポリメタクリル酸メチル,ポリカーボネート等
の電気絶縁性の高分子に色素をドープさせたもの等を使
用することができる。
【0026】さらに、この発明において、前記の請求項
5に示すように、有機層上にパターニングされた電気絶
縁性の隔壁を設け、この電気絶縁性の隔壁の上から電子
注入電極材料を蒸着させて、電気絶縁性の隔壁により分
離された有機層上に電子注入電極を設けると、従来のよ
うにエッチング液が有機層と電子注入電極との間に浸透
して、有機層と電子注入電極との接触性が悪くなった
り、電子注入電極が酸化されて劣化するということもな
く、各有機エレクトロルミネッセンス素子において安定
した発光が行なえるようになる。
【0027】
【実施例】以下、この発明の実施例に係る有機エレクト
ロルミネッセンス装置及びその製造方法を添付図面に基
づいて具体的に説明する。
【0028】(実施例1)この実施例においては、図2
及び図3(A)に示すように、ガラス基板からなる透明
基板11上に、通常のレジストプロセスを用いてインジ
ウム−スズ酸化物(ITO)からなる透明なホール注入
電極12を所要間隔を介して複数列設けるようにした。
【0029】そして、下記の化1に示すN,N’−ジフ
ェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,
1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(TPD)から
なるホール輸送材料と、下記の化2に示す10−ベンゾ
(h)キノリノール−ベリリウム錯体(BeBq2 )か
らなる発光材料と、下記の化3に示すポリメタクリル酸
メチルとをジクロロメタンに溶解させ、この溶液を上記
のように複数列のホール注入電極12が形成された透明
基板11上にスピンコート法により塗布し、その後、こ
れを120℃の温度で加熱して固化させ、図3(B)に
示すように、ホール注入電極12が形成された透明基板
11上に高分子材料からなる有機層13を形成した。
【0030】
【化1】
【0031】
【化2】
【0032】
【化3】
【0033】そして、このように形成された高分子の有
機層13上に、図3(C)に示すように、ポジ型レジス
ト14’(東京応化工業社製:OFPR−1000)を
1.5μmの膜厚になるように塗布した後、これを加熱
処理し、通常のポジ型レジスト14’におけるフォトリ
ソグラフィ法に従い、図3(D)に示すように、フォト
マスク20を用いて所定パターンの露光を行ない、その
後、エッチングを行なって、図3(E)及び図4に示す
ように、上面14aが大きくなってオーバーハング部を
有する複数行の隔壁14を上記のホール注入電極12と
直交するようにして上記の有機層13上に設けた。
【0034】次いで、上記のように複数行の隔壁14が
設けられた有機層13の上に、図3(F)に示すよう
に、真空蒸着法によりAl−Li合金からなる電子注入
電極15を形成し、この電子注入電極15を上記の隔壁
14によって分離させて、複数の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子10がマトリックスに配列された有機エレ
クトロルミネッセンス装置を得た。
【0035】そして、この実施例1の有機エレクトロル
ミネッセンス装置において、上記のホール注入電極12
と電子注入電極15との間に電圧を印加させると、電圧
17Vで各有機エレクトロルミネッセンス素子10から
1000cd/m2 の緑色発光を得ることができ、また
各有機エレクトロルミネッセンス素子10が良好に分離
されてショートも発生しなかった。
【0036】(実施例2)この実施例2においては、上
記の実施例1の場合と同様にして、ガラス基板からなる
透明基板11上に、ITOからなる透明なホール注入電
極12を所要間隔を介して複数列設けた後、高分子の有
機層13として、ポリフェニレンビニレン(PPV)を
製膜した。なお、このPPVからなる有機層13の製膜
は、参考文献[J.H.Burroughes,et
al,Nature,Vol.347,pp539〜5
41(1990)]に示される方法に従って行なった。
【0037】そして、このようにPPVからなる有機層
13を形成した後は、上記の実施例1の場合と同様にし
て、上面14aが大きくなってオーバーハング部を有す
る複数行の隔壁14を上記のホール注入電極12と直交
するようにして上記の有機層13上に設け、さらにAl
−Li合金からなる電子注入電極15を形成し、この電
子注入電極15を上記の隔壁14によって分離させて、
複数の有機エレクトロルミネッセンス素子10がマトリ
ックスに配列された有機エレクトロルミネッセンス装置
を得た。なお、上記のPPVからなる有機層13は、上
記のポジ型レジスト14’(東京応化工業社製:OFP
R−1000)のレジスト液やエッチングを行なう現像
液に溶解されなかった。
【0038】ここで、この実施例2の有機エレクトロル
ミネッセンス装置において、上記のホール注入電極12
と電子注入電極15との間に電圧を印加させると、電圧
15Vで各有機エレクトロルミネッセンス素子10から
100cd/m2 の黄緑色発光を得ることができ、また
各有機エレクトロルミネッセンス素子10が良好に分離
されてショートも発生しなかった。
【0039】(実施例3)この実施例3においては、上
記の実施例1における有機エレクトロルミネッセンス装
置において、有機層13を設けるにあたり、前記のポリ
メタクリル酸メチルに代えてポリカーボネートを用いる
ようにし、それ以外については、上記の実施例1の場合
と同様にして有機エレクトロルミネッセンス装置を作製
した。
【0040】そして、この実施例3の有機エレクトロル
ミネッセンス装置において、ホール注入電極12と電子
注入電極15との間に電圧を印加させると、電圧15V
で各有機エレクトロルミネッセンス素子10から120
0cd/m2 の緑色発光を得ることができ、また各有機
エレクトロルミネッセンス素子10が良好に分離されて
ショートも発生しなかった。
【0041】(実施例4)この実施例5においても、図
5(A),(B)に示すように、上記の実施例1の場合
と同様にして、ガラス基板からなる透明基板11上に、
TOからなる透明なホール注入電極12を所要間隔を介
して複数列設けると共に、その上に上記の高分子の有機
層13を設けた。
【0042】そして、この実施例5においては、上記の
有機層13の上に複数行の隔壁14をホール注入電極1
2と直交するように設けるにあたり、図5(C)に示す
ように、前記のポジ型レジスト14’(東京応化工業社
製:OFPR−1000)に代えて、日本ゼオン社製の
ネガ型レジスト14”を用い、通常のネガ型レジスト1
4”におけるフォトリソグラフィ法に従い、図5(D)
に示すように、フォトマスク20を用いて所定パターン
の露光を行ない、その後、エッチングを行なって、上面
14aにオーバーハング部を有する複数行の隔壁14を
ホール注入電極12と直交するようにして設け、その後
は、上記の実施例1の場合と同様にして有機エレクトロ
ルミネッセンス装置を作製した。
【0043】ここで、この実施例5のようにネガ型レジ
スト14”を用いて隔壁14を設けるようにすると、こ
の隔壁14の高さを5μmにすることができ、この隔壁
14による電子注入電極15の分離がより確実に行なえ
て、各有機エレクトロルミネッセンス素子10を確実に
分離できるようになり、その歩留まりが30%程度向上
した。
【0044】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法に
おいては、ホール注入電極と電子注入電極との間に発光
性の有機層が設けられた複数の有機エレクトロルミネッ
センス素子が配列されてなる有機エレクトロルミルネッ
センス装置を得るにあたり、有機層上にパターニングさ
れた電気絶縁性の隔壁を設け、その後、電子注入電極を
設けるようにしたため、電子注入電極がこの隔壁により
分離されて各有機エレクトロルミネッセンス素子が形成
され、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が分離
されて配列された有機エレクトロルミネッセンス装置が
簡単に得られるようになった。
【0045】また、この発明における有機エレクトロル
ミネッセンス装置及びその製造方法においては、上記の
ように隔壁を有機層上に設けているため、隔壁の上面を
大きくしてオーバーハング部を設けた場合においても、
従来のようにこのオーバーハング部の下においてホール
注入電極が露出し、ホール注入電極と電子注入電極とが
接触してショートするということもなく、各有機エレク
トロルミネッセンス素子において安定した発光が行なえ
るようになった。
【0046】さらに、上記のように有機層上に隔壁を設
けるため、この有機層を高分子材料で構成する場合にお
いて、ディッピング法やスピンコート法により有機層を
簡単に形成することができるようになった。
【0047】また、電気絶縁性の隔壁の上から電子注入
電極材料を蒸着させて、電気絶縁性の隔壁により分離さ
れた有機層上に電子注入電極を設けるようにすると、従
来のようにエッチング液が有機層と電子注入電極との間
に浸透して、有機層と電子注入電極との接触性が悪くな
ったり、電子注入電極が酸化されて劣化するということ
もなく、各有機エレクトロルミネッセンス素子において
安定した発光が行なえるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の有機エレクトロルミネッセンス装置の部
分説明図である。
【図2】この発明の実施例1に係る有機エレクトロルミ
ネッセンス装置において、透明基板の上にホール注入電
極を所要間隔を介して複数列設けた状態を示した平面図
である。
【図3】上記の実施例1に係る有機エレクトロルミネッ
センス装置を製造する工程を示した概略説明図である。
【図4】上記の実施例1に係る有機エレクトロルミネッ
センス装置において、オーバーハング部を有する複数行
の隔壁をホール注入電極と直交するようにして有機層上
に設けた状態を示した平面図である。
【図5】この発明の実施例4に係る有機エレクトロルミ
ネッセンス装置を製造する工程を示した概略説明図であ
る。
【符号の説明】
10 有機エレクトロルミネッセンス素子 11 透明基板 12 ホール注入電極 13 有機層 14 隔壁 15 電子注入電極

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホール注入電極と電子注入電極との間に
    発光性の有機層が設けられた複数の有機エレクトロルミ
    ネッセンス素子が配列されてなる有機エレクトロルミル
    ネッセンス装置において、上記の有機層上にパターニン
    グされた電気絶縁性の隔壁が設けられ、この隔壁によっ
    て有機エレクトロルミネッセンス素子が分離されてなる
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した有機エレクトロルミ
    ルネッセンス装置において、上記の有機エレクトロルミ
    ネッセンス素子における発光性の有機層が高分子材料で
    構成されてなることを特徴とする有機エレクトロルミル
    ネッセンス装置。
  3. 【請求項3】 ホール注入電極と電子注入電極との間に
    発光性の有機層が設けられた複数の有機エレクトロルミ
    ネッセンス素子が配列されてなる有機エレクトロルミル
    ネッセンス装置を製造するにあたり、ホール注入電極上
    に発光性の有機層を設ける工程と、この有機層上にパタ
    ーニングされた電気絶縁性の隔壁を設ける工程と、上記
    の電気絶縁性の隔壁により分離された有機層上に電子注
    入電極を設ける工程とを有することを特徴とする有機エ
    レクトロルミネッセンス装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載した有機エレクトロルミ
    ネッセンス装置の製造方法において、上記の発光性の有
    機層を高分子材料で構成することを特徴とする有機エレ
    クトロルミネッセンス装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項3又は4に記載した有機エレクト
    ロルミネッセンス装置の製造方法において、上記の有機
    層上にパターニングされた電気絶縁性の隔壁を設け、こ
    の電気絶縁性の隔壁の上から電子注入電極材料を蒸着さ
    せて、電気絶縁性の隔壁により分離された有機層上に電
    子注入電極を設けることを特徴とする有機エレクトロル
    ミネッセンス装置の製造方法。
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