JPH11204257A - 有機エレクトロルミネセンス素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機エレクトロルミネセンス素子の製造にお
いて、ガラス基板や透明電極等の異種素材の表面上に短
絡防止用の逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成
できるようにすることを目的とする。 【解決手段】 光透過性のガラス基板１の上に透明電極
２を陽極として形成するとともに、ガラス基板１もしく
は透明電極２の少なくとも一部分を覆うように被覆層３
を形成し、その上に透明電極２と交差する方向に配置さ
れ、かつ透明電極２よりも上部に突出した逆テーパー断
面隔壁６とを形成し、更に有機薄膜７及び陰極８を順次
積層することによって、透明電極２と陰極８及び陰極８
どうしの間の短絡を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の表示装置等
に用いられる有機エレクトロルミネセンス（以下、「有
機ＥＬ素子」と記す）に係り、特に陽極上に有機薄膜を
積層してその上に陰極を形成するときのパターニングを
簡単かつ確実に行うことを可能とした有機ＥＬ素子及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子とは、固体蛍光性物質の電
界発光を利用した発光デバイスであり、近年これまでの
無機系材料を発光体として用いた無機エレクトロルミネ
センス素子に代わり、より低電圧でしかも高輝度が得ら
れかつ多色化も容易な有機ＥＬ素子に注目が集まってい
る。

【０００３】有機ＥＬ素子の製造は、ガラス基板の表面
にたとえば透明導電性膜として知られているＩＴＯ膜を
透明の陽極電極として形成し、このＩＴＯ膜の上に有機
薄膜を積層し、更にこの有機薄膜の上にはＩＴＯ膜の陽
極電極と対をなす陰極を金属蒸着によって形成するとい
うのが、その基本である。そして、近来では、蒸着法に
よる陰極の形成に際して、陰極どうしの互いの絶縁性を
高めると同時に、陽極側として形成されたＩＴＯ膜との
間の短絡を防止するため、有機薄膜及び陰極の積層体ど
うしの間に形成する電気絶縁性の隔壁の上端をＴ字状の
縦断面形状としたオーバーハング部を形成するプロセス
を含む製造方法が採用されるようになった。

【０００４】このオーバーハング部を製造工程中で形成
する有機ＥＬ素子の製造方法としては、たとえば特開平
８−３１５９８１号公報に記載のもの等が既に知られて
おり、中でも最も簡単な形成法としてレジストによる逆
テーパー断面の隔壁を形成することが知られている。こ
こで、このレジスト法による従来の製造方法を示す図４
によりその製造方法を説明する。

【０００５】図４の（ａ）において、ガラス基板５１の
上に先に述べた透明導電性のＩＴＯを用いてパターニン
グ工程により透明電極５２を陽極として予め形成したも
のを準備する。この透明電極５２は互いに平行な関係と
してガラス基板５１の上に複数の条として一様な厚さで
形成されたものである。そして、同図（ｂ）において、
たとえばネガ型レジスト５３をガラス基板５１及び透明
電極５２上にスピンコート法等により成膜し、同図
（ｃ）のように、透明電極５２の配列方向と直交する方
向にパターニングされたフォトマスク５４を介して露光
する。最後にウエットエッチングにより、同図（ｄ）に
示すように、ネガ型レジスト５３の上部が下部よりも大
きな逆テーパー断面隔壁５５が形成される。

【０００６】このような逆テーパー断面隔壁５５を形成
した後に、透明電極５２の上面に有機薄膜（図示せず）
を形成し、更にこの有機薄膜の上に陰極（図示せず）を
蒸着法によって形成する。そして、この陰極の蒸着工程
では、金属蒸気をガラス基板５１に対して上方から入射
させることにより、逆テーパー断面隔壁５５の上部と下
部で陰極は分断され、これによって隣り合う陰極間の導
通を防止することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ガラス基板
５１と透明電極５２とは、それぞれの光反射率が異なる
ほか、ネガ型レジスト５３に対する密着性も異なる。し
たがって、先に説明した製造方法では、ガラス基板５１
及び透明電極５２の上に跨る逆テーパー断面隔壁５５を
形成するとき、露光や現像等の条件が大幅に限定されて
しまう。その結果、製造した最終製品としての有機ＥＬ
素子の信頼性、歩留まりが大きく低下することになる。

【０００８】また、製造に際して使用するフォトレジス
トも、ＩＴＯに比べるとレジストとの付着力が弱いガラ
スに対しても接着する付着力の強いものしか選択でき
ず、これにより現像後の発光面へのレジスト残り等を伴
う。このため、製造した有機ＥＬ素子の性能や信頼性を
損ねてしまう恐れがある。さらに、現像液として使用し
た有機溶剤の残留により、有機層の劣化を招いてしま
い、同様に有機ＥＬ素子の信頼性を損ねる恐れもある。

【０００９】本発明は上記問題を解決するものであり、
有機ＥＬ素子の製造においてガラス基板や透明電極等の
異種素材の表面上に短絡防止用の逆テーパー断面隔壁を
簡単かつ安定して形成する有機ＥＬ素子及びその製造方
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の発光画
素からなる有機ＥＬ素子であって、光透過性の基板の上
に配置された光透過性の第１の電極と、前記基板の上も
しくは前記第１の電極上の少なくとも一部分を覆うよう
に形成された被覆層と、この被覆層の上に前記第１の電
極と交差する方向に配置されかつ第１の電極よりも上部
に突出した逆テーパー断面隔壁とを有し、前記第１の電
極の上に有機薄膜と第２の電極とを順に積層してなるこ
とを特徴とする。

【００１１】このような構成であれば、逆テーパー断面
隔壁の形成は異種材料上であっても被覆層によりほぼ単
一の表面として取り扱うことが可能となり、逆テーパー
断面隔壁を簡単かつ安定して形成することができ、有機
ＥＬ素子の信頼性を向上させることができる。

【００１２】また、本発明の製造方法は、上記の有機Ｅ
Ｌ素子の製造方法であって、光透過性の基板の上に光透
過性の第１の電極を配置するとともに、前記基板の上も
しくは前記第１の電極の上の少なくとも一部分を覆うよ
うに被覆層を形成する工程と、前記被覆層の上に前記第
１の電極と交差する方向に配置され、かつ第１の電極よ
りも上部に突出した逆テーパー断面隔壁とを形成する工
程とを含むことを特徴とする。

【００１３】このような製造方法であれば、逆テーパー
断面隔壁の形成は同一の被覆層上で行うことになるの
で、反射率や密着性等の違いによる逆テーパー断面隔壁
形成条件の制限が小さくなり、逆テーパー断面隔壁を簡
単かつ安定して形成することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本願の請求項１に記載の発明は、
複数の発光画素からなる有機ＥＬ素子であって、光透過
性の基板の上に配置された光透過性の第１の電極と、前
記基板の上もしくは前記第１の電極上の少なくとも一部
分を覆うように形成された被覆層と、この被覆層の上に
前記第１の電極と交差する方向に配置されかつ第１の電
極よりも上部に突出した逆テーパー断面隔壁とを有し、
前記第１の電極の上に有機薄膜と第２の電極とを順に積
層してなるものであり、光透過性の基板及び光透過性の
第１の電極等の異種表面上を被覆層で覆うことにより、
光反射率やレジストとの密着性等をそろえることがで
き、逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成するこ
とが可能となり、信頼性の高い有機ＥＬ素子が得られる
という作用を有する。

【００１５】本願の請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、被覆層をカーボン薄膜としてな
るものであり、光透過性の基板及び光透過性の第の１電
極等の異種表面上をカーボン薄膜で覆うことにより、逆
テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成することが可
能となるとともに、たとえば特開平８−３１５７３号公
報に記載の構成のものと同様に、駆動電圧の低電圧化及
び未発光部のない均一発光を得ることができるという作
用を有する。

【００１６】本願の請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明において、前記逆テーパー断面隔
壁は、画像反転レジストにより形成可能としてなるもの
であり、有機溶剤を使用することなく隔壁の形成が可能
であるため、溶剤残りによる有機層の劣化を防止するこ
とができるとともに、生産コストを抑えることができる
という作用を有する。

【００１７】本願の請求項４に記載の発明は、請求項１
から３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子を製造する方法
であって、光透過性の基板の上に光透過性の第１の電極
を配置するとともに、前記基板の上もしくは前記第１の
電極の上の少なくとも一部分を覆うように被覆層を形成
する工程と、前記被覆層の上に前記第１の電極と交差す
る方向に配置され、かつ第１の電極よりも上部に突出し
た逆テーパー断面隔壁とを形成する工程とを含むもので
あり、光透過性の基板及び光透過性の第１の電極等の異
種表面上であっても、その上部を被覆層により覆うこと
で光透過性の基板と光透過性の第１の基板の光反射率や
密着性等を同じにすることができ、逆テーパー断面隔壁
を簡単かつ安定して形成することができるという作用を
有する。

【００１８】以下に、本発明の実施の形態の具体例を図
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形
態における有機ＥＬ素子の製造方法であって逆テーパー
断面隔壁を形成するまでの行程を順に示す要部の概略断
面図、図２は最終製品の要部を示す概略断面図である。

【００１９】図１において、本発明の製造方法において
も従来例と同様に、同図の（ａ）に示すように、ＩＴＯ
を利用してスパッタリング法により透明電極２を本実施
の形態における第１の電極として、予めガラス基板１の
上に形成したものを準備する。この透明電極２はガラス
基板１上に例えば５〜３０μｍ程度の一定の間隔をおい
て互いに平行となる関係として複数条形成させるもので
あり、その幅寸法は画素数に応じて異なるが、ディスプ
レイとしては３００μｍ以下程度である。

【００２０】次いで、ガラス基板１を洗剤（たとえば商
品名「セミコクリーン」 フルウチ化学社製）で５分間
超音波洗浄した後、純水で１０分時間超音波洗浄し、さ
らにアンモニア過酸化水素溶液（アンモニア：過酸化水
素：水＝１：１：５［体積比］）で５分間超音波洗浄す
る。この後、７０℃の純水で５分間超音波洗浄を行い、
窒素ブロアーによって水分を飛ばして除去し、最後に２
５０℃の温度で加熱し乾燥させる。そして、逆テーパー
断面隔壁の形成前に予め被覆層３をスパッタリング法に
よって成膜する。この被覆層３はガラス基板１及び第１
電極すなわち透明電極２の全面を覆うように形成され、
その膜厚は０．０１〜１μｍ程度である。なお、本実施
の形態では被覆層３としてはカーボン層を用い、このカ
ーボン層は電気抵抗値を制御するためにＮ₂：Ａｒ＝
１：１の混合ガス雰囲気下で成膜するものとする。

【００２１】カーボンの被覆層３の形成の後に、同図の
（ｂ）に示すように、フォトレジスト４をスピンコート
により１〜５μｍ程度成膜し、さらに同図の（ｃ）のよ
うに、透明電極２の配列方向と直交する向きとなるよう
なフォトマスク５を介して露光する。最後に現像するこ
とによって、同図の（ｄ）に示すように、お互いに平行
な間隔をおいて複数条として形成された逆テーパー断面
隔壁６を得ることができる。これらの逆テーパー断面隔
壁６の各条どうしの間隔は１００〜３００μｍ程度であ
って、それぞれの上端部分の幅寸法は１０〜５０μｍ程
度である。

【００２２】なお、フォトレジスト４としては通常ネガ
型のものが使用されるが、逆テーパー断面隔壁６が形成
できるものであれば、どの様なものであってもよい。た
とえば、現像に有機溶剤を必要としない画像反転レジス
ト、たとえば「ＡＺ５２１４」（商品名 ヘキスト社
製）を用いるようにすると、発光面へのレジスト残り及
び有機ＥＬ素子形成後の有機層の劣化の防止が可能であ
る。

【００２３】ここで、有機ＥＬ素子の製造では、陽極と
して設ける透明電極２が、その上部に金属蒸着によって
形成される陰極と短絡しないことと、各有機薄膜７に対
応する各陰極どうしが電気的に絶縁されたものとなるこ
とが不可欠である。

【００２４】前者については、図２に示すように、たと
えば被覆層３の上面に有機薄膜７を形成するときにガラ
ス基板１を回転しながら成膜することや、成膜中にＡｒ
ガス等の不活性ガスを入れて平均自由工程（ｍｅａｎ
ｆｒｅｅ ｐａｔｈ）を短くして有機薄膜７をランダム
に被覆層３に付着させることで対応できる。これによ
り、有機薄膜７の上面に形成する第２の電極としての陰
極８と比べると、逆テーパー断面隔壁６の近くまで有機
薄膜７のほうを成膜できるので、陰極８と透明電極２と
の短絡を防ぐことができる。

【００２５】また、後者についても、図２に示すように
絶縁性のレジスト隔壁が逆テーパー断面隔壁６となって
いるため、この逆テーパー断面隔壁６の上部と下部で陰
極８が分断され、各陰極８どうしの絶縁を保つことがで
きる。なお、絶縁を確実にするために、逆テーパー断面
隔壁６の高さは有機薄膜７と陰極８とによって構成され
る有機ＥＬ素子部９よりも高くすることが望ましい。

【００２６】以上のような製造上で留意すべきことを実
行しながら、逆テーパー断面隔壁６を形成した後には、
透明電極２上であって逆テーパー断面隔壁６によって区
画された部分にそれぞれ有機薄膜７を形成する。そし
て、抵抗加熱により陰極材料を蒸着させると有機薄膜７
の上部には陰極８が形成され、同時に逆テーパー断面隔
壁６の上部にも有機薄膜７及び蒸着金属１０が付着す
る。このような金属蒸着により、陰極８どうしは逆テー
パー断面隔壁６によって確実に分断されるとともに、陰
極８と透明電極２との間の短絡も防止される。

【００２７】図３は製造された有機ＥＬ素子の概要を示
す斜視図である。図３において、格子状に配列されたパ
ターンを呈する透明電極２と逆テーパー断面隔壁６のそ
れぞれの格子に有機薄膜７と陰極８が位置し、この部分
に対応するガラス基板１の底面部分が光取り出し面とな
る。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の発明では、光透過性の基板及
び光透過性の第１の電極等の異種表面上を被覆層で覆う
ことにより、反射率や接着性等を揃えることができるた
め、レジストにより逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定
して形成することが可能となり、信頼性の高い有機ＥＬ
素子が得られる。

【００２９】請求項２の発明では、被覆層としてカーボ
ン薄膜を用いることにより逆テーパー断面隔壁を簡単か
つ安定して形成することが可能となるとともに、光透過
性第１電極と有機薄膜との密着性が向上することから、
駆動電圧の低電圧化及び未発光部のない均一発光を得る
ことができる。

【００３０】請求項３の発明では、逆テーパー断面隔壁
を画像反転レジストにより形成することにより、有機溶
剤を使用することなく隔壁の形成が可能であるため、溶
剤残りによる有機層の劣化を防止することができるとと
もに、生産コストを抑えることができる。

【００３１】請求項４の発明では、光透過性の基板及び
光透過性の第１電極等の異種表面上であっても反射率や
接着性等を同じにすることができ、逆テーパー断面隔壁
を簡単かつ安定して形成することができるため製品の歩
留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における有機ＥＬ素子の
製造方法であって逆テーパー断面隔壁を形成するまでの
行程を順に示す要部の概略断面図

【図２】最終製品の要部を示す概略断面図

【図３】製造された有機ＥＬ素子の概要を示す斜視図

【図４】レジスト法による従来の製造方法を示す図

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ 透明電極（第１の電極） ３ 被覆層 ４ フォトレジスト ５ フォトマスク ６ 逆テーパー断面隔壁 ７ 有機薄膜 ８ 陰極（第２の電極） ９ 有機ＥＬ素子部 １０ 蒸着金属 ５１ ガラス基板 ５２ 透明電極 ５３ ネガ型レジスト ５４ フォトマスク ５５ 逆テーパー断面隔壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩永 秀明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の発光画素からなる有機エレクトロル
   ミネセンス素子であって、光透過性の基板の上に配置さ
   れた光透過性の第１の電極と、前記基板の上もしくは前
   記第１の電極上の少なくとも一部分を覆うように形成さ
   れた被覆層と、この被覆層の上に前記第１の電極と交差
   する方向に配置されかつ第１の電極よりも上部に突出し
   た逆テーパー断面隔壁とを有し、前記第１の電極の上に
   有機薄膜と第２の電極とを順に積層してなることを特徴
   とする有機エレクトロルミネセンス素子。
2. 【請求項２】前記被覆層をカーボン薄膜としてなること
   を特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセ
   ンス素子。
3. 【請求項３】前記逆テーパー断面隔壁は、画像反転レジ
   ストにより形成可能としてなることを特徴とする請求項
   １または２に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の有機エ
   レクトロルミネセンス素子を製造する方法であって、光
   透過性の基板の上に光透過性の第１の電極を配置すると
   ともに、前記基板の上もしくは前記第１の電極の上の少
   なくとも一部分を覆うように被覆層を形成する工程と、
   前記被覆層の上に前記第１の電極と交差する方向に配置
   され、かつ第１の電極よりも上部に突出した逆テーパー
   断面隔壁とを形成する工程とを含むことを特徴とする有
   機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。