JPH1140368A - 有機el素子 - Google Patents
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Abstract
される有機EL素子において、非発光領域を低減するこ
となく透明電極として構成される下部電極の低抵抗化を
図る。 【解決手段】 基板1に形成した溝2内に埋め込まれた
透明な第1の配線材料3と、この第1の配線材料3を含
む基板1の表面上に形成された透明な第2の配線材料4
とで下部電極5が形成される。この下部電極5上に有機
化合物薄膜6、上部電極7が形成される。下部電極5が
透明な第1及び第2の配線材料3,4で形成されるの
て、表示不可能な非発光領域を増大させることなく下部
電極5の低抵抗化が実現できる。また、第1の配線材料
3が基板の表面上に突出しないため、表面が平坦で、基
板との段差が小さい透明な下部電極5が形成される。
Description
し、特にドットマトリックスで文字や図形を表示するの
に用いられる有機EL素子に関するものである。
L素子として、例えば特開平2−66873号公報に記
載されている技術を図6に示す。図6(a)はその平面
図、(b)は概略斜視図であり、基板11上に形成され
た一方向のストライプ(縞)状の下部電極12と、その
上に形成された有機化合物薄膜13と、その上に直交す
る方向に形成されたストライプ状の上部電極14により
構成され、これら下部電極12と上部電極14の重なっ
た矩形の画素セルがマトリックス状に配列されている。
消費電力を低減し、かつ発光むら等の特性を向上させる
ためには、下部電極を構成している透明電極の低抵抗化
が必要となる。このような透明電極の低抵抗化を図る技
術として、エレクトロクロミック素子に適用された特開
昭63−158528号公報に記載の技術がある。この
技術は、図7に示すように、基板上に基板21に溝22
を形成し、この溝22の中に導電性材料の低抵抗導電層
23を形成し、その上に透明電極24を形成している。
そして、このような基板21を所要の間隔で対向配置す
るとともに、それぞれの透明電極24間に、電解質2
5、エレクトロクロミック物質層26を形成し、シール
材27で封止している。この技術では、透明電極24と
並列に接続される低抵抗導電層23によって透明電極2
4の低抵抗化が実現できる。
適用された特開平8−180974号公報に記載の技術
がある。図8(a)はその平面図、(b)はB−B線断
面図であり、基板31上に第1補助電極32、第1透明
電極33、第1絶縁膜34、発光層35、第2絶縁膜3
6、第2透明電極37が形成された構造において、透明
電極37に沿った領域に低抵抗補助電極38を設けてい
る。この技術でも低抵抗補助電極38によって透明電極
37の低抵抗化が実現できる。
0974号公報に記載された技術では、図9(a)に平
面図、(b)にC−C線断面図を示すように、透明電極
37に沿った領域に形成される低抵抗補助電極38を、
非発光領域に延設し、かつ非発光領域において透明電極
37と低抵抗補助電極38とを電気接続したものであ
る。この技術でも、低抵抗補助電極38によって透明電
極37の低抵抗化が実現できる。
では、図7や図8の構成では、透明電極を低抵抗化する
ために設けられた低抵抗導電層や低抵抗補助電極が金属
や銀ペースト等の不透明な材料で形成されているため、
これらが存在する領域では発光層で発光された光が出射
されなくなるため、発光領域が狭くなるという問題があ
る。また、図9の構成では低抵抗補助電極が透明電極の
外側に配置されているので、発光領域が狭められること
はないが、補助電極を隣接する画素セルの透明電極との
間に電気的に絶縁するための間隔が必要となるために、
補助電極がない場合に比べ画素セル間の非発光領域が増
大し、EL素子全体として見た場合に発光領域が低減さ
れることは避けられない。
発光領域を増大させることが可能な有機EL素子及びそ
の製造方法を提供することにある。
基板と、前記基板の表面に形成される透明電極からなる
下部電極と、前記下部電極上に形成される有機化合物薄
膜と、前記有機化合物薄膜上に前記下部電極と対向して
形成される上部電極とを備える有機EL素子において、
前記下部電極が、前記基板の表面に形成された溝内に埋
め込まれた透明な第1の配線材料と、この第1の配線材
料を含む平面領域において前記基板の表面上に形成され
た透明な第2の配線材料とで構成される。あるいは、下
部電極が、前記基板の表面に形成された溝内の両側面に
形成された低抵抗導電体と、この低抵抗導電体で挟まれ
る領域の前記溝内に埋め込まれた透明な第1の配線材料
と、前記溝を覆う平面領域において前記基板の表面上に
形成された透明な第2の配線材料とで構成される。
成する工程として、透明な絶縁性の基板に溝を形成する
工程と、前記溝内に透明な第1の配線材料を埋め込む工
程と、前記溝を覆う前記基板の表面に透明な第2の配線
材料を形成し、前記第1の配線材料とで下部電極を形成
する工程を備えている。あるいは、透明な絶縁性の基板
に溝を形成する工程と、前記溝内の両側面に低抵抗導電
体を形成する工程と、前記低抵抗導電体で挟まれた前記
溝内に透明な第1の配線材料を埋め込む工程と、前記溝
を覆う前記基板の表面に透明な第2の配線材料を形成
し、前記第1の配線材料とで下部電極を形成する工程と
を備えている。
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態を示
す、同図(a)は平面図、同図(b)はA−A線断面図
である。図1(a)に示すようにガラスや樹脂のような
透明な絶縁物からなる基板1の表面に、後述する下部電
極の形成位置に沿って一方向に延びる複数本の溝2が平
行に形成され、この溝2に透明な第1の配線材料3が埋
め込まれる。この第1の配線材料3としてはインジウム
錫酸化物(ITO)、酸化錫(SnO3 )等の金属酸化
物が用いられる。そして、前記第1の配線材料3が形成
された領域、ここでは隣接する2本の第1の配線材料3
を含む領域の前記基板1の表面上に、前記溝2と同じ方
向に延びる複数本の薄膜の透明な第2の配線材料4が形
成される。この第2の配線材料4は前記第1の配線材料
3と同じでよい。これにより、前記第1の配線材料3と
第2の配線材料4とが一体化され、下部電極5が形成さ
れる。また、前記下部電極5上に有機化合物薄膜6が形
成される。この薄膜は単層または積層構造をし、EL発
光現象を示す材料膜であり、真空蒸着法やスピンコート
法により形成される。ここでは、下層の正孔輸送層6A
と上層の発光層及び電子輸送層6Bの積層構造として形
成されている。さらに、この有機化合物薄膜6の上に、
前記下部電極5と直交する方向に、導電性金属からなる
複数本の上部電極7が形成される。この上部電極7の材
料としては仕事関数の小さい金属の合金、マグネシウム
・銀やマグネシウム・インジウムなどが用いられる。こ
こではマグネシウム層7Aと銀層7Bの2層に構成して
いる。
方法を工程順に示す断面図である。先ず、図2(a)に
示すように、透明な絶縁性の基板1の表面に所定のレジ
スト11を形成し、このレジスト11をマスクにして前
記基板1の表面を浅くエッチングし、図2(b),
(c)のように、基板1の表面に平行な複数本の溝2を
形成する。次いで、図2(d)に示すように、前記基板
1の全面に透明な第1の配線材料3を成膜する。材料は
ITO、SnO3 等でスパッタ法や蒸着法等により形成
する。そして、図2(e)に示すように、前記基板1の
表面が露出するまで前記第1の配線材料3を研磨するこ
とにより、前記溝2内に透明な第1の配線材料3を埋め
込む。このときの研磨剤としてはアルミナ等を用いる。
板1上に透明な第2の配線材料4を成膜する。この第2
の配線材料4は前記第1の配線材料3と同じものが用い
られる。しかる上で、図3(b),(c)に示すよう
に、前記第2の配線材料4をレジスト12を利用したエ
ッチングによりパターニングし、前記第2の配線材料3
上にわたって延長される下部電極5を形成する。その
後、図3(d)に示すように、前記下部電極5を含む前
記基板1上に正孔輸送層6Aと発光層及び電子輸送層6
Bを積層して有機化合物薄膜6を形成し、さらに図3
(e)に示すように、前記下部電極5と直交方向に延び
る複数本の上部電極7を形成する。この上部電極7の形
成方法としても、全面に導電性金属膜、ここではマグネ
シウム層7Aと銀層7Bを積層し、これをフォトリソグ
ラフィ技術によりパターニングする方法が採用できる。
機ELでは、下部電極5が、基板1表面に形成された溝
2内の第1の配線材料3と、その上の基板1の表面に形
成された第2の配線材料4とで構成されるため、下部電
極5の全体の抵抗が低下される。その一方で、第1の配
線材料3は第2の配線材料4と同様な透明電極で形成さ
れているため、第1の配線材料3が非発光領域となるこ
とはなく、発光領域が低減されることもない。また、第
1の配線材料3は溝2内に埋め込まれているので、第2
の配線材料4は平坦に形成でき、フォトリソグラフィ技
術等における高精度のパターニングが可能となる。
面図である。同図のように、透明な絶縁性の基板1の表
面に一方向に延びる複数本の幅広の溝2が平行に形成さ
れ、この溝2の両側の内面に側壁として低抵抗導電体か
らなる低抵抗配線材料8が形成される。この低抵抗配線
材料8はタングステン、タンタル、クロム等の金属や合
金が用いられる。また、前記溝2の内部の前記低抵抗配
線材料8で挟さまる領域に透明な第1の配線材料3が埋
め込まれる。そして、前記各溝2を含む前記基板1の表
面上に薄膜の透明な第2の配線材料4が形成される。こ
れら低抵抗配線材料8と透明な第1の配線材料3と透明
な第2の配線材料4とで下部電極5が形成される。さら
に、この下部電極5上に有機化合物薄膜6と上部電極7
が形成される。ここでも、有機化合物薄膜6は、下層の
正孔輸送層6Aと上層の発光層及び電子輸送層6Bの積
層構造として形成されている。
程順に示す断面図である。先ず、図5(a)に示すよう
に、図2(a)〜(c)と同様の工程によって透明な絶
縁性の基板1の表面を浅くエッチングし、一方向に延び
る複数本の幅広の溝2を形成する。次いで、図5(b)
に示すように、前記基板1の全面に低抵抗導電体からな
る低抵抗配線材料8を全面に形成し、その上で図5
(c)に示すように、前記基板1の表面が露出するまで
前記低抵抗配線材料8を研磨することにより、前記溝2
内の両側面に前記低抵抗配線材料8からなる側壁を形成
する。
板1上に透明な第1の配線材料3を成膜する。しかる上
で、図5(e)に示すように、前記第1の配線材料3を
前記基板1の表面が露出するまで研磨することにより、
前記溝2内に前記第1の配線材料3を埋め込む。さら
に、全面に透明な第2の配線材料4を形成した後、これ
をレジストパターンを利用したエッチングによりパター
ニングし、図5(f)のように、前記第1の配線材料3
と、その上にわたって延長される第2の配線材料4から
なる下部電極5を形成する。その後、図5(g)に示す
ように、前記下部電極5を含む前記基板1上に積層構造
の有機化合物薄膜6を形成し、さらに前記下部電極5と
直交方向に延びる複数本の上部電極7を形成する。
は、下部電極5が、基板1表面に形成された溝2内の第
1の配線材料3及び低抵抗導電体8と、その上の基板1
の表面に形成された第2の配線材料4とで構成されるた
め、これら第1の配線材料3と低抵抗導電体8によって
下部電極5の全体の抵抗が低下される。その一方で、第
1の配線材料3は第2の配線材料4と同様な透明電極で
形成されているため、第1の配線材料3が非発光領域と
なることはなく、発光領域が低減されることもない。ま
た、第1の配線材料3は溝2内に埋め込まれているの
で、第2の配線材料4は平坦に形成でき、フォトリソグ
ラフィ技術等における高精度のパターニングが可能とな
る。また、この第2の実施形態では、溝2の両側面に形
成されている低抵抗導電体8によって低抵抗化がさらに
促進される。なお、この低抵抗導電体8が存在するため
に、若干の非発光領域は存在することになるが、その平
面面積は少ないため、発光領域に与える影響は少ない。
再度参照して説明する。20cm×20cm,厚さ0.
7mmのガラスからなる透明な絶縁性基板1の上でリソ
グラフィ技術により、図2(a)に示すようにレジスト
11のパターン形成を行う。緩衝フッ酸水溶液により基
板1をエッチングし、図2(b)に示すように、溝2を
幅10μm、深さ1μm、間隔150μmで形成する。
次に、図2(c)に示すように、レジスト11を除去
し、図2(d)に示すように、スパッタ法によりITO
からなる厚さ1.2μmの透明な第1の配線材料3を成
膜する。そして、これをアルミナ研磨剤を用いて表面を
機械的湿式研磨し、図2(e)に示すように、溝2の内
部にITOからなる透明な第1配線材料3を埋め込む。
研磨方法は機械的湿式研磨に限らず、ダイヤモンド粒子
を研磨剤とし塩化第二鉄をITOをエッチングに用いた
化学的機械的研磨等の方法も適用できる。
法によりITOからなる厚さ0.15μmの透明な第2
の配線材料4を成膜する。リソグラフィ技術により、図
3(b)に示すようにレジスト12のパターン形成を行
う。レジスト12をマスクに透明な第2の配線材料4を
エッチングし、レジスト12を除去し、図3(c)に示
すようにITOからなる透明な第1の配線材料3とIT
Oからなる透明な第2の配線材料4とにより下部電極5
を幅200μmで形成する。次に、図3(d)に示すよ
うに、真空蒸着により積層構造の有機化合物薄膜6を堆
積する。ここでは、正孔輸送層6Aとしてジアミン誘導
体TPDを50nm、発光層及び電子輸送層6Bとして
トリス(8−キノリノール)アルミニウムAlq3 を5
0nm蒸着する。次に図3(e)に示すように、マグネ
シウムとインジウムを共蒸着し、原子比10:1の合金
からなる厚さ200nmの上部電極7を形成する。
μm全部を発光領域にできる。因みに、従来の透明でな
い導電性材料を溝に埋め込んだ場合は幅200μmの中
で溝の幅20μmの部分は非発光領域として表示不可能
な領域となる。
4,図5を参照して説明する。前記第1の実施例と同様
にリソグラフィ技術とエッチングにより図5(a)に示
すように、基板1に溝2を形成する。ただしエッチング
は異方性ドライエッチングにより溝の側壁を垂直に形成
する。次に、図5(b)に示すように化学気相成長によ
りタングステンからなる厚さ500nmの低抵抗導電体
8Aを成膜する。次、に異方性ドライエッチングにより
溝の側壁以外のタングステンからなる低抵抗導電体を除
去し溝の側壁の低抵抗導電体からなる低抵抗配線材料8
を図5(c)に示すように形成する。
タ法によりITOからなる透明な第1の配線材料3を成
膜し、表面を研磨し図5(e)に示すように、溝2の内
部にITOからなる透明な第1の配線材料3を埋め込
む。次に図5(f)に示すように、ITOからなる透明
な第2の配線材料4を形成し下部電極5を形成する。5
0nmのTPDと50nmのAlq3 と200nmのマ
グネシウム・インジウム合金を蒸着し図5(g)に示す
ように有機化合物6と上部電極7を形成する。
00μmとした時、溝2の側壁の低抵抗導電体8の厚さ
の合計2μmが表示不可能な領域となる。しかしなが
ら、前記した従来技術の表示不可能な領域が20μmで
あることと比較すれば、非発光領域の低減は極めて僅か
である。
成した溝内に埋め込まれた透明な第1の配線材料と、こ
の第1の配線材料を含む基板の表面上に形成された透明
な第2の配線材料とで下部電極が構成されているのて、
表示不可能な非発光領域を増大させることなく下部電極
の低抵抗化が実現できる。また、第1の配線材料が基板
の表面上に突出しないため、表面が平坦で、基板との段
差が小さい透明な下部電極を形成できる。また、溝内の
両側面に低抵抗導電体が形成されているので、非発光領
域を大幅に増大することなく、下部電極の低抵抗化をさ
らに進めることができる。
図とAA線断面図である。
断面図のその1である。
断面図のその2である。
図である。
断面図である。
示す平面図と斜視図である。
一例の断面図である。
他の例の平面図とBB線断面図である。
更に他の例の平面図とCC線断面図である。
基板と、前記基板の表面に形成される透明電極からなる
下部電極と、前記下部電極上に形成される有機化合物薄
膜と、前記有機化合物薄膜上に前記下部電極と対向して
形成される上部電極とを備える有機EL素子において、
前記下部電極が、前記基板の表面に形成された平行な複
数本の溝内に埋め込まれた透明な第1の配線材料と、こ
の第1の配線材料を含む平面領域において前記基板の表
面上に形成された透明な第2の配線材料とで構成され
る。あるいは、下部電極が、前記基板の表面に形成され
た溝内の両側面に形成された低抵抗導電体と、この低抵
抗導電体で挟まれる領域の前記溝内に埋め込まれた透明
な第1の配線材料と、前記溝を覆う平面領域において前
記基板の表面上に形成された透明な第2の配線材料とで
構成される。
成する工程として、透明な絶縁性の基板に平行な複数本
の溝を形成する工程と、前記各溝内に透明な第1の配線
材料を埋め込む工程と、前記複数本の溝を覆う前記基板
の表面に透明な第2の配線材料を形成し、前記第1の配
線材料とで下部電極を形成する工程を備えている。ある
いは、透明な絶縁性の基板に溝を形成する工程と、前記
溝内の両側面に低抵抗導電体を形成する工程と、前記低
抵抗導電体で挟まれた前記溝内に透明な第1の配線材料
を埋め込む工程と、前記溝を覆う前記基板の表面に透明
な第2の配線材料を形成し、前記第1の配線材料とで下
部電極を形成する工程とを備えている。
成した平行な複数本の溝内に埋め込まれた透明な第1の
配線材料と、この第1の配線材料を含む基板の表面上に
形成された透明な第2の配線材料とで下部電極が構成さ
れているのて、表示不可能な非発光領域を増大させるこ
となく下部電極の低抵抗化が実現できる。また、第1の
配線材料が基板の表面上に突出しないため、表面が平坦
で、基板との段差が小さい透明な下部電極を形成でき
る。また、溝内の両側面に低抵抗導電体が形成されてい
るので、非発光領域を大幅に増大することなく、下部電
極の低抵抗化をさらに進めることができる。さらに、第
1の配線材料を複数本の溝内に形成することにより、1
本の第1の配線材料において断線が生じた場合でも、他
の第1の配線材料によって導通が確保できる。
Claims (5)
- 【請求項1】 透明な絶縁性基板と、前記基板の表面に
形成される透明電極からなる下部電極と、前記下部電極
上に形成される有機化合物薄膜と、前記有機化合物薄膜
上に前記下部電極と対向して形成される上部電極とを備
える有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子におい
て、前記下部電極は、前記基板の表面に形成された溝内
に埋め込まれた透明な第1の配線材料と、この第1の配
線材料を含む平面領域において前記基板の表面上に形成
された透明な第2の配線材料とで構成されることを特徴
とする有機EL素子。 - 【請求項2】 透明な絶縁性基板と、前記基板の表面に
形成される透明電極からなる下部電極と、前記下部電極
上に形成される有機化合物薄膜と、前記有機化合物薄膜
上に前記下部電極と対向して形成される上部電極とを備
える有機EL素子において、前記下部電極は、前記基板
の表面に形成された溝内の両側面に形成された低抵抗導
電体と、この低抵抗導電体で挟まれる領域の前記溝内に
埋め込まれた透明な第1の配線材料と、前記溝を覆う平
面領域において前記基板の表面上に形成された透明な第
2の配線材料とで構成されることを特徴とする有機EL
素子。 - 【請求項3】 前記下部電極を構成する第1及び第2の
配線材料は一方向に延長される複数本の平行な電極とし
て構成され、前記上部電極は前記下部電極に直交する方
向に延長される複数本の平行な電極として構成され、前
記下部電極と上部電極とが交差する部分がマトリクス状
に配置される請求項1または2に記載の有機EL素子。 - 【請求項4】 透明な絶縁性の基板に溝を形成する工程
と、前記溝内に透明な第1の配線材料を埋め込む工程
と、前記溝を覆う前記基板の表面に透明な第2の配線材
料を形成し、前記第1の配線材料とで下部電極を形成す
る工程と、前記基板の表面上に有機化合物薄膜を形成す
る工程と、少なくとも前記下部電極に対向する領域に上
部電極を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1
または3に記載した有機EL素子の製造方法。 - 【請求項5】 透明な絶縁性の基板に溝を形成する工程
と、前記溝内の両側面に低抵抗導電体を形成する工程
と、前記低抵抗導電体で挟まれた前記溝内に透明な第1
の配線材料を埋め込む工程と、前記溝を覆う前記基板の
表面に透明な第2の配線材料を形成し、前記第1の配線
材料とで下部電極を形成する工程と、前記基板の表面上
に有機化合物薄膜を形成する工程と、少なくとも前記下
部電極に対向する領域に上部電極を形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項2または3に記載した有機EL
素子の製造方法。
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- 1997-07-17 JP JP9192587A patent/JP2914355B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US10504985B2 (en) | 2015-12-29 | 2019-12-10 | Lg Display Co., Ltd. | Method of fabricating organic light-emitting display device including substrate having plurality of trenches |
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