WO1999020080A1 - Procede de fabrication d'un dispositif electroluminescent organique - Google Patents

Procede de fabrication d'un dispositif electroluminescent organique Download PDF

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WO1999020080A1
WO1999020080A1 PCT/JP1997/003721 JP9703721W WO9920080A1 WO 1999020080 A1 WO1999020080 A1 WO 1999020080A1 JP 9703721 W JP9703721 W JP 9703721W WO 9920080 A1 WO9920080 A1 WO 9920080A1
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WO
WIPO (PCT)
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electrode
spacer
shadow mask
organic electroluminescent
electroluminescent device
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Application number
PCT/JP1997/003721
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshio Himeshima
Shigeo Fujimori
Akira Kohama
Original Assignee
Toray Industries, Inc.
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/10Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/17Passive-matrix OLED displays
    • H10K59/173Passive-matrix OLED displays comprising banks or shadow masks
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/16Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/166Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent device having a plurality of light-emitting regions by an organic electroluminescent device on the same substrate, which can be used in fields such as a display element, a flat panel display, a notebook computer, and an interior.
  • the present invention relates to a device manufacturing method. Background art
  • FIG. 37 is a cross-sectional view showing a typical structure of an organic electroluminescent device.
  • a hole transport layer 5, an organic light-emitting layer 6, and a second electrode (cathode) 8 are laminated on a transparent first electrode (anode) 2 formed on a glass substrate 1, and are generated by driving with a driving source : 1-9.
  • the emitted light can be extracted outside through the first electrode and the glass substrate.
  • Such an organic electroluminescent device is capable of emitting thin, high-brightness light under low-voltage driving and multicolor light emission by selecting an organic light-emitting material, and can be applied to light-emitting devices such as display elements and displays. The debate is active.
  • a technique of a partition wall method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-27571 / 1995 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-315981. Have been.
  • the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-271572 is a technique in which barrier ribs are formed at intervals on a substrate, and an electrode material is vapor-deposited on the substrate obliquely.
  • the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-315981 forms a partition wall having an overhang portion on a substrate, and deposits an electrode material in an angle range centered on a vertical direction with respect to the substrate. It is deposited.
  • the conventional mask method is a general patterning method that does not use a wet process.
  • a shadow mask is disposed in front of the substrate, and a patterning is realized by depositing a deposit through an opening.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-115672 discloses a technique of a mask method using a shadow mask having a single-layer structure. In this method, a practical pitch is obtained by patterning the organic thin film layer and the second electrode for each emission color using a shadow mask in which the mask portion is wider than the opening width. The fabrication of a simple matrix type color display has been realized.
  • Japanese Patent Publication No. 63-38421 discloses a shadow mask having a laminated structure.
  • a technique for forming a wiring pattern by using a mask method is disclosed. According to this method, at least one shadow mask composed of two layers of a mesh made of a magnetic material and a foil on which a putter 7 is formed is brought into close contact with a substrate by a magnet and vapor-deposited. That is what you do. Since the deformation of the opening is suppressed by the mesh, it is possible to form a complicated wiring pattern such as a ring-shaped circuit portion or a bent and thin circuit portion. Disclosure of the invention
  • the conventional method described above has the following problems.
  • the performance of the organic electroluminescent device is significantly deteriorated because the organic thin film layer constituting the organic electroluminescent device generally has poor durability against moisture, organic solvents, and chemicals. I will.
  • materials to be used are limited in order to obtain an organic electroluminescent device to which a wet process can be applied.
  • the problem of the deformation of the opening shape is not solved even though the mask portion is relatively wide. There were still problems with increasing the accuracy of turning. Further, since the organic thin film layer and the second electrode are laminated in the same planar shape, not only does the formation of the second electrode require a plurality of electrode material deposition steps, but also the second electrode is There is a problem that it can be applied only to a display structure that functions as a terrain.
  • a conventional wiring pattern is generally formed at a size of a millimeter level. It could not be applied to the formation of the park.
  • a shadow mask which is manufactured by applying a foil to form a pattern on a highly uneven mesh, the flatness and accuracy of the shadow mask are not sufficient, and the height of the fine pattern is high. There was a problem that accuracy was difficult. Roughly, in this method, a shadow mask is forcibly brought into close contact with the substrate by a magnet, but the second electrode is formed on an organic thin film layer that is much softer than a ceramic substrate or the like. In some cases, the shadow mask can easily damage the organic thin film layer.
  • the present invention solves such a problem, enables high-precision fine patterning under a wide range of vapor deposition conditions without deteriorating the characteristics of the organic electroluminescent element, and does not limit the structure of the light emitting device. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an organic electroluminescent device that can achieve high stability in a relatively simple process.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of an organic electroluminescent device manufactured according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line ⁇ ⁇ of FIG.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of a shadow mask used in the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line I I ′ of FIG.
  • FIG. 6 is a II ′ cross-sectional view for explaining an example of the second electrode patterning method according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view (a side view of FIG. 6) illustrating an example of a second electrode cleaning method according to the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view showing an example of a first electrode pattern.
  • FIG. 9 is a plan view showing an example of a spacer formed in the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing another example of the organic electroluminescent device manufactured according to the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along the line II ′ of FIG. 10.
  • FIG. 13 is a plan view showing another example of the organic electroluminescent device manufactured according to the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG.
  • FIG. 15 is a sectional view taken along the line ⁇ ⁇ of FIG.
  • FIG. 16 is a II ′ cross-sectional view illustrating a method of forming a hole transport layer.
  • FIG. 17 is a plan view showing another example of the shadow mask used in the present invention.
  • FIG. 18 illustrates an example of a light emitting layer patterning method according to the present invention.
  • Fig. 19 An example of the light emitting layer patterning method according to the present invention will be described.
  • FIG. 20 is a plan view showing an example of a light emitting layer patterned in the present invention.
  • FIG. 21 is a II ′ cross-sectional view illustrating a method of forming an electron transport layer.
  • FIG. 22 is a II ′ cross-sectional view showing an example of another electron transporting layer patterned in the present invention.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view of H ffl ′ in FIG.
  • FIG. 24 is a sectional view taken along the line MM ′ showing another example of the shadow mask used in the present invention.
  • FIG. 25 An mm ′ cross-sectional view showing another example of the shadow mask used in the present invention.
  • FIG. 26 is a plan view showing another example of the shadow mask used in the present invention.
  • FIG. 27 is a II ′ cross-sectional view for explaining another example of the second electrode patterning method according to the present invention.
  • FIG. 28 illustrates another example of the second electrode patterning method according to the present invention.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view (a side view of FIG. 27).
  • Fig. 29 Shadow with a cushion used in the present invention
  • FIG. 30 is a plan view showing a shadow mask for patterning a second electrode used in Example 1.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view taken along the line I I ′ of FIG.
  • FIG. 32 is a plan view showing the organic electroluminescent device manufactured in Example 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG.
  • FIG. 3 4 ⁇ ⁇ section view of FIG.
  • FIG. 35 is a plan view for explaining a method of manufacturing a shadow mask for cleaning a light emitting layer used in the example.
  • FIG. 36 is a sectional view for explaining the method of manufacturing the shadow mask for patterning the second electrode used in the example.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view showing an example of a conventional organic electroluminescent device. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION These objects are achieved by the present invention described below.
  • the present invention provides a first electrode formed on a substrate, a film layer including at least a light emitting layer made of an organic compound, formed on the first electrode, and a plurality of layers formed on the thin film layer.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention is provided with a plurality of light emitting regions by an organic electroluminescent element on the same substrate.
  • an organic electroluminescent device manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.
  • the manufacturing method of the present invention is not limited to the manufacturing method of the organic electroluminescent device having the exemplified form and structure, but includes a segment type, a simple matrix type, and an active matrix.
  • the present invention can be applied to an organic electroluminescent device having an arbitrary structure regardless of the type such as a mold, the number of luminescent colors such as a color or a monochrome.
  • FIGS. An example of the organic electroluminescent device manufactured by the manufacturing method of the present invention is shown in FIGS.
  • a stripe-shaped second electrode 8 is stacked, and a plurality of light-emitting regions having an organic electroluminescent element structure are formed at intersections of the two electrodes. Since each light-emitting region emits red (R), green (G), and blue (B) light by using different materials for the light-emitting layer, this simple matrix light-emitting device can be driven line-sequentially. It is possible to display images and other images in color.
  • the first and second electrodes need only be conductive enough to supply a current sufficient for the organic electroluminescent device to emit light, but at least one of the electrodes must be transparent to extract light. Is preferred.
  • a transparent electrode is not a major obstacle if the visible light transmittance is 30% or more, but ideally a value close to 100% is preferable. Basically, it is preferable to have the same transmittance in the entire visible light range, but if it is desired to change the emission color, it is possible to positively add light absorption. Daidani
  • the transparent electrode material is made of at least one element selected from indium, tin, gold, silver, zinc, aluminum, chromium, nickel, oxygen, nitrogen, hydrogen, argon, and carbon.
  • inorganic conductive substances such as copper iodide and copper sulfide, and conductive polymers such as polyolefin, polypyrrole, and polyaline may also be used. It is possible, and there is no particular limitation.
  • the first electrode material include tin oxide, zinc oxide, indium oxide, and indium tin oxide (IT 0) formed on a transparent substrate.
  • IT0 indium tin oxide
  • a small amount of metal such as silver or gold may be included in I ⁇ ⁇ to improve conductivity, and tin, gold, silver, zinc, indium, aluminum, chrome, nickel Can be used as a guide electrode for IT0.
  • chrom is a preferred guide electrode material because it can function as both a black matrix and a guide electrode. It is preferable that the resistance of IT0 be low from the viewpoint of power consumption of the organic electroluminescent device.
  • the thickness of IT0 is a force that can be arbitrarily selected according to the resistance value. In general, ITO having a thickness of 100 to 30 O nm is often used.
  • the material of the transparent substrate is not particularly limited, and a plastic plate or film made of polyacrylate, polycarbonate, polyester, polyamide, or aramide may be used. A good example of a glass plate Can be mentioned. Soda lime glass, non-alkali glass, etc.
  • the thickness only needs to be thick enough to maintain mechanical strength, so that 0.5 mm or more is sufficient.
  • the material of the glass it is preferable to use no-light-weight re-glazing because it is preferable that the amount of ions eluted from the glass is small, but soda-lime glass with a barrier coat such as silicon dioxide is also commercially available. So you can use this.
  • the method of forming IT0 is not particularly limited, such as electron beam evaporation, sputtering evaporation, and chemical reaction.
  • the second electrode is used for an organic electroluminescent device. It is required to function as a cathode that can inject electrons efficiently. Therefore, considering the power and the stability of the electrode, which can use a low work function metal such as an alkali metal as the second electrode material, platinum, gold, silver, copper, iron, tin, It is preferable to use metals such as aluminum, magnesium, and indium, or alloys of these metals with low work function metals.
  • a small amount of low work function metal is previously doped on the thin film layer of the organic electroluminescent element, or a thin layer of a metal salt such as lithium fluoride is formed on the thin film layer, and then a relatively thin layer is formed. in the this to form a stable metal as the second electrode can also this to obtain a high keeping such. 3 ⁇ 4 grounds stable electrode electron injection efficiency.
  • the method of forming the second electrode is not particularly limited as long as it is a dry process such as resistance heating evaporation, electron beam evaporation, sputtering sputtering, or ion plating.
  • the thin film layers included in the organic electroluminescent device include 1) a hole transport layer / light-emitting layer, 2) a hole transport layer, a Z light-emitting layer / electron transport layer, and 3) a light-emitting layer / electron transport layer, and , 4) Forming a mixture of the above layer constituent materials in one layer Or an optical layer. That is, if a light-emitting layer made of an organic compound exists as a device configuration, a light-emitting material alone or a light-emitting material and a hole may be used as described in 4) in addition to the multilayer laminated structure described in 1) to 3) above. A single light-emitting layer containing a transport material or an electron transport material may be provided.
  • the hole transport layer is formed of the hole transport material alone or the hole transport material and a polymer binder.
  • a hole transport material for low molecular weight compounds, N, N'-diphenyl N, N'-di (3-methylphenyl) 1-1,1'-diphenyl-1,4,4'-diphenyl Triamine (TPD) and N, N'-diphenyl-N, N'-dinaphthyl-1,1'-diphenyl-4,4'-triamine (NPD) Heterocyclic compounds represented by amines, N-isopropylcarbazol, pyrazoline derivatives, stilbene compounds, hydrazone compounds, oxaziazol derivatives, and fluorocyanine derivatives; Ma
  • Preferred examples of the system include a polystyrene-polystyrene derivative having the low-molecular compound in the side chain, polyvinylcarbazole, and polysilane.
  • the production method of the present invention includes a step of forming an organic layer made of an organic compound having a biscarbazolyl skeleton shown below.
  • R 1 R 2 is selected from hydrogen, alkyl, logen, aryl, arylalkyl and cycloalkyl.
  • at least one substituent selected from the group consisting of alkyl, aryl, aralkyl, carbazolyl, substituted carbazolyl, logen, anoreoxy, dialkylamino and trialkylsilyl group is linked to the skeleton of carbazolyl.
  • light emitting materials low molecular weight compounds such as anthracene derivatives, pyrene derivatives, 8-hydroxyquinoline aluminum derivatives, and bisstyrylanne, which have long been known as light emitters, may be used.
  • Toracene derivative Tetraphenyl butadiene derivative, Coumalin derivative, Oxadiazol derivative, Distyrylbenzene derivative, Pyro-pyridine derivative, Perinone derivative, Cyclopentaphene derivative, Oxadiazole derivative, Thiadiazo-pyri derivative
  • poly derivatives are used. Les emission vinylene Le emissions derivatives, Po Ripara off We two les emissions derivatives, and Ageruko as a correct example like the like Po Richio 'off We down derivative conductor. Also, doping to the light emitting layer.
  • Preferred examples include rubrene, a quinacridone derivative, a phenoxazone derivative, DCM, a perinone derivative, a perylene derivative, a coumarin derivative, a diazaindacene derivative, and the like. It can be mentioned as.
  • the electron transporting material Since the electron transporting material is required to efficiently transport electrons injected from the cathode, it is preferable that the electron transporting material has a large electron affinity, a large electron mobility, and a stable thin film forming ability.
  • Materials satisfying these characteristics include 8—hydroxyquinolinyl aluminum derivatives, hydroxybenzoquinolinum beryllium derivatives, 2— (4-biphenyl) —5— (4 t —Butylphenyl) — 1,3,4—oxaziazol (t-BuPBD), 1,3-bis (4—t-butynolef eninole 1,3,4-oxazidzolyl) biphenylene (0XD—1), 1,3-bis (4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxazizolinol) oxadiazole derivatives such as phenylene (0XD-7), triazole derivatives, phenantole Derivatives can be cited as preferred examples.
  • polystyrene poly (N-vinylcarbazole), polymethylmethacrylate, polybutylmethacrylate, polyester, polysulfone, polyphenylene oxide, polybutadiene Diene, hydrocarbon resin, ketone resin, phenolic resin, polysulfone, polyamide, ethyl cellulose, vinyl acetate, AB-resin, polyurethane resin, etc.
  • the method for forming the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, and the like is not particularly limited, such as resistance heating evaporation, electron beam evaporation, and sputtering evaporation.
  • methods such as resistance heating evaporation and electron beam evaporation are generally preferred in terms of characteristics.
  • the thickness of the organic layer cannot be limited because it is related to its resistance value. Practically, it is selected from the range of 10 to 100 nm.
  • an inorganic material for the whole or a part of the hole transport layer or the electron transport layer.
  • Preferred examples include inorganic semiconductor materials based on silicon carbide, gallium nitride, zinc selenide, and zinc sulfide.
  • the manufacturing method of the present invention includes a step of forming a spacer having a height at least partially exceeding the thickness of the thin film layer on a substrate, and a reinforcing wire formed so as to cross the opening. Patterning by depositing an evaporation material in a state in which the shadow mask having the above is closely adhered to the spacer layer. For example, as shown in FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along the line ⁇ of FIG. 1, a spacer 14 is formed on the substrate 1 so as to have a height exceeding the thickness of the thin film layer 10. . After the formation of the thin film layer and the like, a shadow mask having a reinforcing line 33 as shown in FIG. 4 and FIG.
  • FIG. 6 and FIG. 7 which is a side view of FIG. 6, the second electrode 8 can be patterned by depositing a deposit.
  • the shadow mask adheres to the spacer so that the thin film layer can be prevented from being damaged. ..Because there is a gap 36 between one side 35 of the shadow mask 31 and the reinforcement line of the shadow mask, the deposited material goes around this gap and is deposited.
  • the second electrode can be patterned without being separated by the reinforcing wire.
  • the present invention will be described in detail using a method for manufacturing the organic electroluminescent device as an example.
  • the first electrode 2 on the substrate 1 is patterned into the shape shown in FIG. You.
  • the patterning method is not particularly limited as long as a known technique is used. Therefore, the first electrode may be formed on the substrate by the patterning method using the shadow mask having the reinforcing wire of the present invention. Force Generally, the first electrode formed on the entire surface of the substrate is forked. Patterning can be performed by etching by the triso method.
  • the pattern shape of the first electrode is not particularly limited, and an optimum pattern may be selected according to the application. The patterning of the first electrode may be performed as needed.For example, when the first electrode is a common electrode in a segment type light emitting device, the first electrode may be used without patterning. Is also good.
  • a spacer 14 having a height exceeding the thickness of the thin film layer is formed so as to be located between the second electrodes to be formed later.
  • the substrate and the shadow mask come into close contact with each other, at least a part of the shadow mask is prevented from being damaged on the substrate to prevent the thin film layer formed on the substrate from being damaged.
  • a process is needed to form a spacer having a height that exceeds the thickness of the thin film layer.
  • the height of the spacer is not particularly limited, but the accuracy of the pattern accuracy caused by the evaporation of the deposit into the gap formed between the shadow mask and the substrate by the spacer is determined. In consideration of deterioration, it is usually formed in the range of 0.5 to 100 m.
  • the size of the spacer is not particularly limited, but the spacer may be arranged around the non-light emitting region of the organic electroluminescent device so as to minimize the light emitting area. I like it.
  • the structure of the spacer is not particularly limited, and may be formed by one layer or by laminating a plurality of layers. For example, as shown in FIGS. 10 to 12, the first spacer 13 having a relatively small thickness is located between the first electrodes 2 and has a height exceeding the thickness of the thin film layer so as to be orthogonal to the first electrode 2.
  • the second switch with —The support 4 may be formed between the second electrodes 8.
  • FIGS. 10 to 12 the first spacer 13 having a relatively small thickness is located between the first electrodes 2 and has a height exceeding the thickness of the thin film layer so as to be orthogonal to the first electrode 2.
  • the second switch with The support 4 may be formed between the second electrodes 8.
  • FIGS. 10 to 12 the first spacer 13 having a relatively small thickness is located between the first electrodes 2
  • the first spacer 13 is formed so as to cover the end of the first electrode to add a function as an interlayer insulating layer. It is also possible to form the first spacer in a matrix shape and to form a second spacer 4 by overlapping the first spacer with a part thereof. It is also possible to arrange a plurality of dot-shaped spacers on a substrate.
  • the cross-sectional shape of the spacer is not particularly limited.
  • the spacer Since the spacer is often formed in contact with the first electrode, it is preferable that the spacer has sufficient electric insulation. A force that can use a conductive spacer. In that case, an electrically insulating portion for preventing a short circuit between the electrodes may be formed.
  • spacer materials can be used as spacer materials, and inorganic materials such as oxide materials such as gay oxide, glass materials, ceramic materials, and organic materials can be used. Examples of preferred materials are polymer-based resin materials such as polyvinyl-based, polyimide-based, polystyrene-based, acrylic-based, novolak-based, and silicone-based. It can be mentioned.
  • the splicer material may be, for example, gay silicon, gallium arsenide, manganese trioxide, titanium oxide, or a laminated film of chromium oxide and metal chromium.
  • the above resin materials have been subjected to surface treatment to enhance electrical insulation, such as carbon black, fudarocyanine, anthraquinone, monoazo, disazo, and metal complex monoazo.
  • Preferred examples thereof include known pigments and dyes such as triarylmethane and aniline, and materials obtained by mixing the above inorganic material powder. You.
  • a method for forming a spacer layer when an inorganic material is used, a method using a dry process such as anti-heat evaporation, electron beam evaporation, or sputtering is used when an organic material is used.
  • a method using a cut process such as a spin coat, a slit die coat, and a dip coat method. The method is not particularly limited.
  • the method of patterning the spacer is not particularly limited, but a method of forming a spacer layer on the entire surface of the substrate after the step of patterning the first electrode and patterning using a known photolithography method is a process-wise method. Easy to do.
  • the spacer may be patterned by an etching method using a photo resist or a lift-off method, or may be formed by adding a photosensitive material to the above-described resin material.
  • the patterning can also be performed by directly exposing and developing the spacer layer using a substrate material.
  • the hole transport layer 5 is formed on the substrate on which the spacer shown in FIG. 9 is formed.
  • the entire area where the light-emitting area exists is a hole transport material.
  • the light-emitting layer is patterned as follows.
  • Figure 17 shows the shadow mask used.
  • An opening 32 having a shape corresponding to each light-emitting layer pattern is provided in the mask portion 31 and crosses the opening so as to prevent deformation of the opening shape in the same plane as the mask portion.
  • the shadow mask is fixed to frames 34 for ease of handling.
  • FIG. 18 and FIG. 19 which is a side view of FIG. 18, the first electrode 2 and the opening 32 are connected so that the reinforcing wire 33 overlaps the spacer 14.
  • This shadow mask is brought into close contact with the spacer 14 while adjusting the position. That is, the reinforcing wire comes into contact with the spacer.
  • the light emitting material 12 is deposited to form the light emitting layer 6 (in this case, the B light emitting layer) in a desired region.
  • each RGB light-emitting layer 6 is patterned on the first electrode as shown in FIG.
  • the shadow mask used for patterning the light emitting layer is not limited to the mask as shown in FIG. For example, it is also possible to perform patterning with a shadow mask used when patterning the second electrode and the like shown in FIG.
  • the shadow mask does not contact the spacer and damage the thin film layer, it does not degrade the characteristics of the organic electroluminescent device, and aligns the substrate with the shadow mask. It can be easier.
  • the light emitting layer may be patterned using a number of shadow masks corresponding to each light emitting layer pattern, but when the same light emitting layer pattern is formed repeatedly as in a matrix type light emitting device. Also, it is possible to pattern each light emitting layer while relatively shifting the position of one shadow mask and the substrate.
  • the structure of the shadow mask is not particularly limited, but the height of the spacer should be greater than the thickness of the thin film layer so that there is no shadow of the reinforcing line in the light emitting region. It is preferable that the reinforcing lines are arranged in the openings so that the reinforcing lines coincide.
  • the width of the reinforcing line is not particularly limited, but is preferably smaller than the width of the portion where no light emitting layer exists, that is, the width of the non-light emitting region in the organic electroluminescent device. Therefore, the width of the reinforcing line is preferably smaller than 50 5m, and more preferably smaller than 30 3m. Regarding the thickness of the mask part, the thicker is better from the viewpoint of the shape retention of the shadow mask. To make the reinforcing line width smaller, about half the reinforcing line width is required. It is preferable that it is about three times or less.
  • the plane size of the first electrode and the light emitting layer pattern is not particularly limited. However, from the viewpoint of reducing the possibility of a short circuit between the first electrode and the second electrode, the first electrode corresponding to each light emitting region is formed. It is preferable that the light emitting layer pattern is larger than the exposed part.
  • a value of 100 m is exemplified as a typical lateral pitch of each light-emitting region at a practical level. it can.
  • the width of the first electrode is 70 m, it is larger than the width of the first electrode, and the light-emitting layer pattern and the opening are not overlapped on the adjacent first electrodes. It is preferable to set the width of the circle to a value centered at 100 m, which is equal to the pitch.
  • the step of patterning the light emitting layer can be omitted.
  • a light-emitting material may be deposited over the entire region where the light-emitting region exists to form a light-emitting layer.
  • an electron transporting material 13 is vapor-deposited on the entire region where the light emitting region exists to form an electron transporting layer 7.
  • an electron transporting material 13 is vapor-deposited on the entire region where the light emitting region exists to form an electron transporting layer 7.
  • an electron transporting material in the light emitting layer patterning process shown in FIGS. 18 and 19 zero electrons corresponding to each RGB light emitting layer 6 can be obtained as shown in FIG. It is also possible-to pattern the transport layer 7.
  • the method of forming the electron transport layer is not particularly limited, but even if a region where the light emitting layer does not exist on the first electrode is formed, for example, a foreign substance adheres to the shadow mask, the electron transport material is formed in all regions.
  • an electron transport layer is deposited, the area is covered with an electron transport layer, which has the effect of preventing a large characteristic deterioration of the organic electroluminescent device. Therefore, it is preferable to form the electron transport layer by the former method. In this case, the energy from the light emitting layer to the electron transport layer In order to prevent a change in emission color due to energy transfer, it is preferable to use an electron transporting material having an emission energy equal to or larger than the largest emission energy of each emission layer. That is, in the structure of the light emitting device shown in FIG. 21, it is preferable to form the electron transporting layer 7 using an electron transporting material having a light emission energy equal to or larger than that of the B light emitting layer. New
  • the step of forming the hole transporting layer or the electron transporting layer can be omitted depending on the configuration of the thin film layer included in the organic electroluminescent device.
  • FIGS. 6 and 7 show the shadow mask used.
  • An opening 32 is formed in the mask portion 31 in a shape corresponding to the second electrode pattern, and a reinforcement formed so as to cross the opening to prevent deformation of the opening shape.
  • Line 33 exists.
  • a gap 36 exists between one surface 35 of the mask portion and the reinforcing line.
  • the shadow mask is fixed to frames 34 for ease of handling.
  • the shadow mask is closely attached to the spacer while the mask portion 31 is positioned so as to overlap the spacer 14.
  • the second electrode material 14 is deposited to form the second electrode 8 in a desired region.
  • the second electrode material coming from the reinforcing wire 33 side is deposited around the shadow of the reinforcing wire due to the presence of the gap 36, and the second electrode is separated by the reinforcing wire. There is nothing.
  • the shadow mask does not damage the thin film layer by contacting the spacer, it does not degrade the characteristics of the organic electroluminescent device, and facilitates the alignment between the substrate and the shadow mask. It can be As described above, the method of patterning the second electrode in one vapor deposition step is preferable.
  • the number of process steps is not particularly limited, and a plurality of shadow masks may be used, or one shadow mask and a substrate may be used.
  • the second electrode may be patterned in a plurality of vapor deposition steps, for example, by shifting the positions relative to each other.
  • the conditions for vapor deposition of the second electrode material are not particularly limited, and vapor deposition may be performed from one vapor deposition source.However, in order to prevent the second electrode from being separated by the reinforcement wire, the reinforcement wire is used. In contrast, it is effective to deposit the second electrode material around the reinforcing wire from a plurality of different directions and vapor-deposit the material.
  • a high vacuum process such as a vacuum deposition method in which a deposited material reaches a substrate straight from a deposition source is used as a method of exhibiting such an effect
  • the second electrode material is obtained from a plurality of deposition sources. It is preferable in terms of process to deposit the second electrode material while depositing or rotating the substrate relative to one or more deposition sources or rotating the substrate.
  • a low-vacuum process such as a sputtering vapor deposition method is a preferable method because, in principle, the second electrode material is likely to fly from a random direction and wrap around the reinforcing wire to be deposited.
  • the positional relationship between the spacer and the mask portion of the shadow mask is not particularly limited, but since the gap existing between the substrate and the reinforcing wire is effectively increased, the second electrode material wraps around the reinforcing wire.
  • the amount of the second electrode material is deposited on a region of the substrate having a relatively small amount of unevenness, so that an increase in the electric resistance of the second electrode can be suppressed. Since it is completely surrounded by the first electrode or the substrate, the spacer, and the second electrode, deterioration of the characteristics of the organic electroluminescent element due to entry of moisture into the thin film layer is suppressed. Therefore, as shown in Fig. 7, the height of one of the spacers exceeds the thickness of the thin film layer.
  • the portion exists between the mask portion of the shadow mask, that is, between the second electrodes.
  • the shadow mask used for passing through the second electrode is not limited to the structures shown in FIGS. 4 and 23.
  • the reinforcing wire may be in a mesh shape.
  • the mask portion 31 may have a tapered shape as shown in the cross-sectional view shown in FIG. 24, or the reinforcing wire 33 may be integrated with the mask portion 31 as shown in the cross-sectional view shown in FIG. 25. It may have a structure.
  • the thickness of the mask portion is not particularly limited as the thickness of the mask portion increases, because the gap existing between one surface of the mask portion and the reinforcing line increases and the amount of wraparound of the deposit increases. Since it is difficult to manufacture a shadow mask with a large thickness compared to the width of the mask with high accuracy, the thickness of the mask part should be equal to or more than the minimum width of the mask part and three times or less. I prefer it.
  • the reinforcement line width is preferably smaller than the height of the gap, because the smaller the thickness, the larger the amount of wraparound of the deposit.
  • the number of reinforcing wires is as small as possible within a range where deformation of the opening can be sufficiently prevented in order to reduce the shadow of the reinforcing wires.
  • the protective layer can be formed or the light emitting region can be sealed after the second electrode patterning step by using a known technique or a patterning technique in the manufacturing method of the present invention.
  • the present invention relates to a shadow mask used for patterning. It does not limit the structure of. Therefore, for example, the light-emitting layer is patterned using a shadow mask with a structure in which the reinforcing wire does not contact the spacer as shown in Fig. 4. Then, the second electrode at this time can be patterned by a known technique. Also, using a shadow mask in which the reinforcing wire 33 shown in FIG. 26 and the mask portion 31 are formed in the same plane, a side view of FIG. 27 and FIG. 28 which is a side view of FIG. In this way, by forming the spacer 4 relatively high, the second electrode 8 can be patterned using the gap 36 generated between the reinforcing wire 33 and the thin film layer 10. It is possible.
  • the material constituting the shadow mask examples include metal materials such as stainless steel, copper alloys, nickel alloys, and aluminum alloys, known resin materials, polyvinyl-based materials, polyimide-based materials, and polish-based materials.
  • Preferable examples include photosensitive resin materials obtained by imparting photosensitivity to polymers such as styrene, acryl, novolak, and silicone. It is not particularly limited.
  • the material constituting the mask portion of the shadow mask and the reinforcing wire may be the same or different. As shown in FIG. 29, a relatively flexible cushion portion 37 is formed by using the above resin material on the surface of the shadow mask that is in close contact with the spacer. However, it is also possible to further improve the effect of preventing damage to the spacer and the thin film layer when they are in close contact with each other.
  • the mask portion and the reinforcing wire is made of a magnetic material and the shadow mask is brought into close contact with the spacer by magnetic force.
  • the substrate and the shadow mask can be more evenly and surely brought into close contact with each other, so that the patterning accuracy can be further improved.
  • the method of fixing the relative position between the substrate and the shadow mask after the alignment and the method of supporting the weight of the shadow mask itself are not particularly limited, and a magnetic force may be used. It is also possible to use mechanical methods.
  • Magnetic materials constituting at least one of the mask portion and the reinforcing wire include metal materials such as iron alloys, cobalt alloys and nickel alloys, carbon steel, tungsten steel, chrome steel, and cobalt steel.
  • Magnetic materials such as steel, KS steel, MK steel, AI nico steel, NKS steel, C unico steel, OP ferrite, and Ba ferrite, Sm—C0 and Nd—Fe—B Rare earth magnet materials, silicon steel sheet, Al-Fe alloy, Mn-Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, Cu-Zn ferrite Core material, such as iron, bonil iron, M 0 no.
  • a preferred example is a compacted material obtained by compression-molding a fine powder such as Malloy or Sendust with a binder. It is preferable to produce a shadow mask from a magnetic material formed in a sheet shape. The magnetic material powder is mixed with rubber or resin to form a shadow mask. It is also possible to make do-do-sks. If necessary, a shadow mask may be manufactured from a magnetic material that has been magnetized from the beginning, or a shadow mask may be manufactured and then magnetized.
  • a shadow mask in which at least one of the mask portion and the reinforcing wire is made of a magnetic material is placed on the back side of the substrate of the organic electroluminescent device. It is preferable that the magnet is attracted by an arranged magnet.
  • the above method is not particularly limited since a magnetic force only needs to be exerted between the shadow mask and at least one other object.
  • a shadow mask that functions as a magnet and a shadow mask that functions as a magnet are used.
  • magnets can be used as the magnets.
  • the shape and size are not particularly limited.
  • a single mask may be used to suck a shadow mask, but a plurality of magnets may be bonded together. It is also possible to use an assembly of magnets formed by arranging or arranging at predetermined intervals. The distance between the magnet and the shadow mask and the magnitude of the magnetic force that collides between the two are not particularly limited as long as the magnetic force reaches the shadow mask.
  • the manufacturing method of the shadow mask is not particularly limited, and it is possible to use a method such as a mechanical polishing method, a sand blast method, a sintering method, a laser processing method, and the processing accuracy. It is preferred to use good etching, electrolysis and photolithography methods. Among them, the electrodeposition method is a particularly preferable method for manufacturing a shadow mask because the mask portion can be formed relatively easily and thickly.
  • the mask portion and the reinforcing line may be formed in a single step, but the mask portion and the reinforcing line are separately formed, and the two are overlapped and connected to each other.
  • a single mask can also be manufactured.
  • the two may be connected by a method such as bonding, crimping, or welding, or if at least one of the two has electrical conductivity, use the electrodeposition phenomenon to connect the two. You may connect.
  • the mask portion and the reinforcing wire are immersed in an electrolytic solution in close contact with each other, and an electrodeposit is deposited on the contact portion between the two by conduction, thereby connecting the two.
  • organic materials such as polyphenylene, from which metal materials such as nickel are selected, can be used for the electrodeposition.
  • a shadow mask can be manufactured by forming a photosensitive resin layer on the previously formed mask portion and patterning the photosensitive resin layer by a photolithographic method. .
  • the shadow mask used in the manufacturing method of the present invention preferably has high planarity in order to uniformly and uniformly adhere to the spacer over the entire surface of the substrate.
  • fine and highly accurate patterns Since the strength of the shadow mask is not high, the planarity of the shadow mask is often impaired during the manufacturing process. In such a case, the flatness of the shadow mask can be improved by using a method such as annealing.
  • the shadow mask is often fixed to the frame from the viewpoint of handling.In such a case, the shadow mask is fixed to the frame while applying tension or heat to the mask. Thus, the flatness can be improved.
  • the reinforcing line width is basically small. That makes it difficult to handle the shadow mask during the manufacturing process. Therefore, it is possible to first produce a shadow mask having a relatively large reinforcing line width, and then thin the reinforcing line to a desired line width. In the process, thinning by etching is easy, and the thinning method is not particularly limited, and an appropriate method may be used depending on the material constituting the shadow mask.
  • the method for manufacturing the light-emitting layer shadow mask is described below.
  • a Ni-Co alloy is deposited on the electrode matrix by an electroforming method, and a mesh-like blank portion 3 is formed around a mask portion 31 as shown in FIG. Eight connected sheets were formed.
  • the mask portion and the frame were overlapped while applying tension to the sheet using the mesh-like blank portion, and both were fixed using an adhesive.
  • a shadow mask for the light-emitting layer with high planarity was fabricated.
  • a method for manufacturing the second electrode shadow mask will be described below with reference to FIG.
  • mesh-shaped reinforcing wires were formed in advance by depositing Ni on the electrode matrix by an electrolysis method.
  • a mask portion 31 is formed by depositing a (b) Ni—Co alloy on an electrode matrix 21 having a pattern of a photo resist 20. Then, (c) only the photoresist was removed. Next, (d) the reinforcing wire 33 was superimposed on the mask portion while applying a tension 22 to the mask portion, and Ni was deposited at the contact portion between them by an electrodeposition phenomenon to connect the two. Further, (e) the mask portion and the reinforcing wire connected while maintaining the tension were removed, and (f) the mask portion and the frame 34 were overlapped, and both were fixed using an adhesive. Finally, by cutting off the reinforcing lines protruding from the frame, a shadow mask for the second electrode with high planarity was manufactured.
  • a shadow mask having a structure in which the mask portion and the reinforcing line were formed in the same plane as shown in Fig. 17 was prepared.
  • the outline of the shadow mask is 120 x 84 mm, the thickness of the mask part 31 is, and a strip-shaped opening 32 with a length of 64 mm and a width of 105 mm is provided with a pitch of 9 92 lines are arranged in the horizontal direction at 0 0 ⁇ m.
  • a reinforcing wire 33 with a width of 20 ⁇ m and a thickness of 25 m orthogonal to the opening is formed every 1.8 mm.
  • the shadow mask is fixed to a stainless steel frame 34 having the same external shape and a width of 4 mm.
  • a mesh-like reinforcement line consisting of a regular hexagonal structure having a width of 45 ⁇ m and a thickness of 40 ⁇ m and having a distance of 200 m between two opposite sides is formed.
  • the height of the gap is equal to the thickness of the mask portion and is 170 / m.
  • the shadow mask is fixed to a stainless steel frame 34 having the same outer shape and a width of 4 mm.
  • the first electrode was patterned as follows. An IT0 glass substrate (manufactured by Geomatic) with a 150 nm thick IT0 transparent electrode formed on the surface of a 1.1 mm-thick non-alkali glass substrate by sputtering vapor deposition was used. It was cut to a size of 0 x 100 mm. A photo resist was applied on the ITO substrate, and the photo resist was patterned by exposure and development using a normal photolithographic method. By removing the photo resist after etching the unnecessary part of the I T I, the I T ⁇ has a stripe shape of 90 mm in length and 270 ⁇ m in width. It was one evening. As shown in FIG. 8, the strip-shaped first electrodes 2 are arranged in a horizontal direction at a pitch of 300 ⁇ m.
  • the spacer was formed as follows. A polyimide-based photosensitive coating agent (UR-310, manufactured by Toray Industries, Inc.) is applied on the ITO substrate by a spin coat method, and is then placed in a nitrogen atmosphere in a clean oven. At 80 ° C for 1 hour. Further, the coating film was exposed to ultraviolet light through a photomask to light cure the desired portion, and developed using a developer (DV-505, manufactured by Toray Industries, Inc.). Finally, the patterned coating film was baked in a clean oven at 180 ° C for 30 minutes and then at 250 ° C for 30 minutes. 3 A spacer 4 orthogonal to such a first electrode was formed. This transparent spacer is 90 mm long, 150 mm wide and 4 m high, and 9 (0 to 67 pitches are arranged horizontally at a pitch of 0 m). Further, this spacer had good electric insulation.
  • UR-310 manufactured by Toray Industries, Inc.
  • the substrate was set in a vacuum evaporation machine.
  • three shadow masks for the light emitting layer and one shadow mask for the second electrode were set in a vacuum evaporation machine.
  • the above four types of shadow masks can be exchanged so that each can be aligned with the substrate with an accuracy of about 10 m in a vacuum.
  • the thin film layer was formed as follows by a vacuum evaporation method using a resistance wire heating method.
  • the degree of vacuum at the time of evaporation was 2 ⁇ 10 Pa or less, and the substrate was rotated with respect to the evaporation source during evaporation.
  • the hole transport layer 5 was formed by depositing copper phthalocyanine at a thickness of 20 nm and bis (N-ethyl carnoxol) over the entire substrate at a thickness of 200 nm in the arrangement shown in Fig. 16. .
  • the first light-emitting layer shadow mask was placed in front of the substrate so that they were in close contact with each other, and a ferrite plate magnet (YBM-1B, manufactured by Hitachi Metals, Ltd.) was placed behind the substrate.
  • YBM-1B ferrite plate magnet
  • the strip-shaped primary terminal 2 is positioned at the center of the strip-shaped opening 32 of the shadow mask, and the reinforcing wire 3 Both are aligned so that 3 matches the position of spacer 4 and that the reinforcing wire and spacer are in contact.
  • a shadow mask for the second light-emitting layer was used to obtain 1 wt% Over main Chinore 6 - (p-di main Chinorea Mi Roh steel Li Honoré) one 4 - a pyrazolone emissions A 1 Q 3 where the (DCM) de and one Bing 3 0 nm deposition was Patani bridging the R emission layer. Note that the third light-emitting layer shadow mask was not used, and the B light-emitting layer was not patterned in this example.
  • Et al is, in the arrangement Do you by shown in FIG. 2 1, 4, 4 'single-bis (2, 2' di full We Ninore vinyl) Biff et two Honoré (DPVB i) a 9 O nm, the A 1 q 3
  • An electron transport layer 7 also serving as a B light emitting layer was formed by vapor deposition on the entire surface of the 30 nm substrate. Thereafter, the thin film layer was doped with lithium vapor (0.5 nm in terms of film thickness).
  • the second electrode was formed as follows by a vacuum evaporation method using a resistance wire heating method. Incidentally, the deposition time of the vacuum degree 3 x 1 0 - 4 P a Ri der below, during the deposition is rotated substrate for the two deposition sources.
  • a shadow mask for the second electrode was arranged in front of the substrate to make them closely adhered, and a magnet was arranged behind the substrate. At this time, as shown in FIG. 7, the two are aligned so that the spacer 4 matches the position of the mask portion 31. In this state, aluminum was evaporated to a thickness of 400 nm, and the second electrode 8 was patterned.
  • gallium monoxide was vapor-deposited on the entire surface of the substrate by a 2 O Onm electron beam vapor deposition method to form a protective layer.
  • the ITO strip-like first electrode 2 having a width of 270 ⁇ m, a pitch of 300 m, and a number of 272 is shown.
  • a thin film layer 10 including a patterned RG light emitting layer 6 and an electron transporting layer 7 also serving as a B light emitting layer is formed thereon, and has a width of 750 ⁇ m and a pitch of 90 so as to be orthogonal to the first electrode.
  • Striped A simple matrix type color single light emitting device in which 66 second electrodes 8 were arranged was fabricated. Since the three light-emitting regions of RGB form one pixel, this light-emitting device has 90 ⁇ 66 pixels at 900 m pitch.
  • the electron transport layer is formed on the entire surface of the substrate as shown in FIG. 33, and has a structure that simplifies the patterning process and has the effect of preventing the characteristic deterioration of the light emitting device described above.
  • two light emitting layer patterning steps form light emitting areas of three colors of R, G, and B, so that the number of patterning steps can be reduced.
  • Each strip-shaped second electrode was sufficiently low in electrical resistance over the length direction of 10 Om m without being separated by the reinforcing line of the shadow mask. On the other hand, there was no short circuit between the second electrodes adjacent in the width direction, and the electrodes were completely insulated.
  • the light-emitting area of the light-emitting device was of a size of 270 ⁇ 750, and light was emitted uniformly in independent colors of RGB. In addition, no decrease in emission color purity in the emission region due to the wraparound of the emission material during patterning of the emission layer was observed.
  • the light-emitting device was driven line-sequentially by a line-sequential drive circuit that discharges the accumulated charge generated in the circuit when switching the scanning line selection.
  • a line-sequential drive circuit that discharges the accumulated charge generated in the circuit when switching the scanning line selection.
  • a first light-emitting layer shadow mask was placed in front of the substrate so that they were in close contact with each other, and a ferrite plate magnet (Hitachi Metals, YBM-1B) was placed behind the substrate.
  • the strip-shaped first electrode 2 is strip-shaped open of the shadow mask. Both are positioned so that they are located at the center of the mouth 32 and the reinforcing line 33 coincides with the position of the spacer 4 and that the reinforcing line and the spacer are in contact with each other.
  • Et al is, in the arrangement shown in FIG. 2 1, 9 0 nm to DPVB i, to form an electron transporting layer 7 was deposited A lq 3 to 3 0 nm entire surface of the substrate. Thereafter, the thin film layer 10 was doped with lithium vapor (0.5 nm in terms of film thickness).
  • a thin film layer 1 including a patterned RGB light emitting layer 6 is formed, and a strip-shaped second electrode 8 having a width of 7550 m and a pitch of 900 zm is formed so as to be orthogonal to the first electrode.
  • a simple matrix-type color light-emitting device with six lines was fabricated. Since the three light-emitting regions consisting of RGB form one pixel, the light-emitting device has 90 ⁇ 66 pixels at 900 m pitch.
  • an electron transport layer is formed on the entire surface of the substrate as shown in Fig. 2.
  • This structure has the effect of simplifying the patterning process and preventing the deterioration of the characteristics of the light emitting device described above.
  • -Each striped second electrode had a sufficiently low electrical resistance in the length direction as in Example 1, and there was no short circuit.
  • the light-emitting area of the manufactured light-emitting device was 270 ⁇ 750 m in size, and emitted light uniformly in independent colors of RGB. Also, no decrease in emission color purity in the light emitting region due to the wraparound of the light emitting material during the patterning of the light emitting layer was observed.
  • the photo resist was removed.
  • 272 of the strip-shaped first electrodes are arranged on a glass substrate in a horizontal direction at a pitch of 300 m.
  • a spacer was formed as follows. 0.4 equivalent of glycidyl methacrylate to the carboxyl group of a copolymer consisting of 40% methacrylic acid, 30% methyl methacrylate and 30% styrene was subjected to an addition reaction to obtain an acrylic copolymer having a side chain carboxyl group and an ethylenically unsaturated group.
  • the photosensitive black paste was applied onto the ITO substrate by a spin coat method, and prebaked at 80 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere in a clean oven. Further, the coating film was exposed to ultraviolet light through a photomask to light-cur a desired portion, and developed with 0.4% by volume of an aqueous solution of 2-aminoethanol. Finally, the applied coating film was baked in a clean oven at 120 ° C for 30 minutes to form a matrix as shown in Figs. 13 to 15. The first spacer 3 was formed.
  • the black spacer has a height of 0.5 ⁇ m, and the first electrode is exposed in a region of a size of 270 ⁇ 750 / m where the spacer is not present. ing.
  • the first spacer was formed so as to cover the end 5 m of the first electrode.
  • a second photolithography step was formed using the photosensitive black paste by a similar photolithography process.
  • this black spacer is formed so as to overlap with a portion orthogonal to the first electrode in the first spacer, and has a length of It has a width of 900 mm, a width of 130 m, and a height of 4 m, and 67 are arranged horizontally at a pitch of 900 m.
  • Each of the above two types of spacers had good electrical insulation.
  • Each striped second electrode had a sufficiently low electrical resistance in the length direction similarly to Example 1, and there was no short circuit.
  • the light-emitting area of the manufactured light-emitting device was 270 ⁇ 750 m in size, and emitted light uniformly in independent colors of RGB. In addition, no decrease in luminescent color purity in the luminescent region due to the wraparound of the luminescent material during patterning of the luminescent layer was observed.
  • Example 2 When the light-emitting device was driven line-sequentially in the same manner as in Example 1, clear pattern display and multi-color display were possible. Further, since a black spacer is formed around the light emitting region and functions as a black matrix, the display contrast is higher than in Examples 1 and 2. Rust improved.
  • a simple matrix type color light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that no spacer was formed.
  • each strip-shaped second electrode is not sufficiently divided by the reinforcing line of the shadow mask and has a sufficiently low electrical resistance over the length direction of 100 mm. Therefore, there was no connection between the second electrodes adjacent in the width direction.
  • the light-emitting area also emits uniformly in independent colors of RGB with a size of 270 x 750 m, and the color purity of each light-emitting area is reduced due to the wraparound of the light-emitting material when patterning the light-emitting layer. was also not recognized.
  • the shape of the opening is the same as in Example 1, except that a shadow mask for the light-emitting layer without a reinforcing wire was used.
  • the device was made.
  • each strip-shaped second electrode is sufficiently low in electrical resistance over the length direction of 100 mm without being separated by the reinforcing line of the shadow mask. There was no short circuit between the second electrodes adjacent in the width direction.
  • the size of the light emitting region was also as large as 270 ⁇ 750 at ⁇ .
  • the luminescent color of each luminescent region was in a state where RG G was mixed. Light emission luminance unevenness between light emitting regions due to unevenness in the thickness of the light emitting layer was observed.
  • the shape of the opening is the same as that of the actual M1, except that a shadow mask for the second electrode without a mesh-like reinforcing wire is used.
  • a box-shaped color light emitting device was manufactured.
  • each striped second electrode differs greatly in the length direction, some of the second electrodes are disconnected in the middle of the length direction, and most of the second electrodes are adjacent to the width direction. There was a complete short circuit with the matching second electrode. In addition, the size of the light emitting region also varied greatly. This light-emitting device was driven line-sequentially, but the pattern was caused by a short circuit between adjacent second electrodes. It was impossible to do so.
  • Example 4 A shadow mask having a structure in which a mask portion and a reinforcing line shown in FIG. 17 were formed in the same plane was prepared for use in patterning a light emitting layer.
  • the outer shape of the shadow mask is 120 x 84 mm, the mask part 31 is 25 mm thick, and a strip-shaped opening 3 with a length of 64 mm and a width of 105 mm is 3 2 are pitch 300m and 272 are arranged in the horizontal direction.
  • Each strip-shaped opening is formed with a reinforcing wire 33 having a width of 20 m and a thickness of 25 ⁇ m orthogonal to the opening and having a force of 1.8 mm.
  • the shadow mask is fixed to a stainless steel frame 34 having the same outer shape and a width of 4 mm.
  • a shadow mask having a structure in which a gap 36 exists between one surface 35 of the mask portion 31 and the reinforcing wire 33 shown in FIGS. 30 and 31 is used.
  • Shadow mask outline is 120 x 84 mm N
  • the thickness of the mask part is lOO ⁇ m
  • a strip-shaped opening with a length of 100 mm and a width of 245 m 3 2 force , 200 pitches are arranged in the horizontal direction at a pitch of 300 ⁇ m.
  • a mesh-shaped reinforcement line having a regular hexagonal structure having a width of 40 ⁇ m, a thickness of 35 ⁇ m, and a distance between two opposing sides of 20 is formed.
  • the height of the gap is 100 ⁇ m, which is equal to the thickness of the mask portion.
  • the shadow mask is fixed to a stainless steel frame 34 with the same outer shape and a width of 4 mm.
  • ITO of the first electrode was patterned into a strip shape having a length of 90 mm and a width of 70 m in the same process as in Example 1.
  • the strip-shaped first electrodes 2 are arranged in a horizontal direction at a pitch of 100 m.
  • a spacer 4 perpendicular to the first electrode as shown in FIGS. 1 to 3 was formed by the same photolithography process as in Example 1.
  • This transparent spacer has a length of 90 mm, a width of ⁇ , and a height of 4 ⁇ m, and is arranged in a horizontal direction at a pitch of 3 ⁇ . Also, this spacer had good electric insulation.
  • Example 2 Using the above-mentioned shadow mask, a simple matrix type color light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1.
  • the ITO strip-shaped first electrode 2 having a width of 70 ⁇ m, a pitch of 100 No ,.
  • 200 strip-shaped second electrodes 8 of 0 m are arranged. Since the three light-emitting regions consisting of RGB form one pixel, this light-emitting device has 272 ⁇ 200 pixels at a pitch of 300 m.
  • Each strip-shaped second electrode had a sufficiently low electrical resistance over the length of 100 mm without being separated by the reinforcing wire of the shadow mask. On the other hand, there was no short circuit between the second electrodes adjacent in the width direction, and the electrodes were completely insulated.
  • the light-emitting area of this light-emitting device was 70 ⁇ 240 in size, and each of R, G, and B emitted uniform light in an independent color. In addition, no reduction in the emission color purity of the emission region due to the wrapping of the emission material in the patterning of the emission layer was observed.
  • At least a part of the shadow mask is in close contact with a spacer having a height exceeding the thickness of the thin film layer, so that the thin film layer is not damaged. Does not degrade the characteristics of the organic electroluminescent device. This effect is particularly significant when the adhesion between the substrate and the shadow mask is improved by magnetic force or when the two are aligned.
  • the fine patterning of the light emitting layer, the second electrode, etc. can be realized with high precision by the mask method. It is.
  • the second electrode As exemplified as a patterning method of the second electrode, it is also possible to wrap around the portion where the reinforcing line is shadowed and to perform the deposition, so that various deposition angles exist.
  • patterning can be achieved with high precision. Therefore, since the deposition can be performed using a large number of deposition sources or a sputtering deposition method can be used, this effect is particularly large when realizing uniform patterning over a large area. .
  • the structure of the light emitting device to be manufactured is not limited.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

明細書 有機電界発光装置の製造方法 技術分野
本発明は、 表示素子、 フラ ッ トパネルディ スプレイ、 ノく ッ クライ 卜、 イ ンテ リ アなどの分野に利用可能な、 同一基板上に有機電界発 光素子による複数の発光領域を備えた有機電界発光装置の製造方法 に関する ものである。 背景技術
近年、 新しい発光素子と して有機電界発光素子が注目されている ( 本素子は陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子とが両 極に挟まれた有機発光層内で再結合するこ とにより発光する もので あり、 低電圧で高輝度に発光するこ とがコダッ ク社の C. W. T a n g らによって初めて示された ( A p p l . P h y s . L e t t . 5 1 ( 1 2 ) 2 1 , p. 9 1 3 , 1 9 8 7 ) 。
図 3 7は有機電界発光素子の代表的な構造を示す断面図である。 ガラス基板 1 に形成された透明な第一電極 (陽極) 2上に正孔輸送 層 5、 有機発光層 6、 第二電極 (陰極) 8が積層され、 駆動源 :一 9 に よる駆動で生じた発光は第一電極およびガラス基板を通じて外部に 取り 出きれる。 このような有機電界発光素子では薄型、 低電圧駆動 下での高輝度発光や有機発光材料を選択するこ とによる多色発光が 可能であり、 表示素子やディ スプレイなどの発光装置に応用する検 討が盛んである。
このような場合、 例えば、 図 1 〜 3 に示すような単純マ ト リ クス 型カラ一ディ スプレイにおいては少な く とも有機発光層と第二電極 を、 アクティ ブマ ト リ ク ス型カラ一ディ スプレイ においても少な く と も有機発光層を高精度にパタ一ニングする技術が要求される。 一 従来このような微細パターニングにはゥ ヱ ッ トプロセスである フ オ ト リ ソ法が用いられる。 特開平 6 - 2 3 4 9 6 9号公報では有機 材料を工夫する こ とによ り フ ォ ト リ ゾ法が適用可能な素子を得る技 術が開示されている。
ゥ ェ ッ 卜プロセスを用いない第二電極のパターニング方法と して、 特開平 5 - 2 7 5 1 7 2号公報ゃ特開平 8 — 3 1 5 9 8 1 号公報に 隔壁法の技術が開示されている。 特開平 5 — 2 7 5 1 7 2号公報の 技術は、 基板上に間隔をあけて配置された隔壁を形成し、 この基板 に対して斜め方向から電極材料を蒸着する ものである。 また、 特開 平 8 — 3 1 5 9 8 1 号公報の技術は、 基板上にオーバ一ハング部を 有する隔壁を形成し、 この基板に対して垂直方向を中心と した角度 範囲で電極材料を蒸着する ものである。
また、 従来のマスク法はウエ ッ トプロセスを用いない一般的なパ ターニング方法である。 この方法は基板前方にシャ ド一マスクを配 置し、 開口部を介して蒸着物を蒸着する こ とでパターニングを実現 する ものである。
マスク法による微細パターニング方法と して、 特開平 9 一 1 1 5 6 7 2号公報に単層構造をもつシャ ド一マスクを使用するマスク法 の技術が開示されている。 この方法では、 開口部幅よ り マスク部分 の方が広いシャ ド一マスクを使用 して発光色ごとに有機薄膜層と第 二電極とをパ夕一ニングする こ とによ り、 実用ピッ チ単純マ ト リ ク ス型カラーディ スプレイの作製を実現している。
一方、 有機電界発光装置の製造方法には直接関係しないが、 特公 昭 6 3 — 3 8 4 2 1 号公報には、 積層構造をもつシャ ドーマスクを 使用するマスク法による配線パター ンの形成技術が開示されている。 この方法は、 少な く と も一方が磁性体からなるメ ッ シュ とパター 7 が形成された箔との二層から構成されたシャ ドーマスクを、 マグネ ッ 卜 によ って基板に密着させて蒸着する ものである。 メ ッ シュによ つて開口部の変形が抑制されるので、 環状の回路部分や曲がり く ね つ た細い回路部分など複雑な配線パタ一 ンを形成する こ とが可能で ある。 発明の開示
しかしながら、 前述の従来方法には以下のよ う な問題があつた。 前記フ ォ ト リ ソ法では、 一般的に有機電界発光素子を構成する有 機薄膜層は水分や有機溶媒、 薬液に対する耐久性に乏しいので、 有 機電界発光素子の性能を著し く 劣化させてしま う。 また、 ウ エ ッ ト プロセスの適用可能な有機電界発光素子を得るためには、 用いる材 料が限定される という 問題があった。
前記隔壁法では、 隔壁によって作り 出される蒸着物の影を利用 し てパターニングを実現するので、 多様な蒸着角度が存在する条件や 蒸着物の回り込み量の多い条件では高精度なパターニングができな い。 このため、 基板面積の大型化や蒸着速度の高速化、 パターニン グの高精度化に対して問題があった。 また、 蒸着物の影に対応する デッ トスペースとよばれる第二電極の存在しない領域が有機薄膜層 上に存在するので、 そこからの水分などの侵入によ り有機電界発光 素子が劣化しやすい傾向にあっ た。 さ らに、 断面アスペク ト比の大 きな隔壁やオーバ一ハング部を有する特殊な形状の隔壁を基板全面 において安定に形成する こ とは容易ではなかった。
従来のマスク法では、 基板と シャ ドーマスク との密着不良によ り 蒸着物の回り込みが発生して しま う。 特に、 ス ト ライプ状第二電極 パタ一 ン形成などのために開口部に比べてマスク部分が極端に細い一 シャ ドーマスクを使用する場合には、 シャ ドーマスクの強度不足に よ り 開口部形状が変形して しま う。 このため、 ディ スプレイ用途な どで要求されるサブ ミ リ メ 一 トルレベルの微細パターニングを高精 度に実現する こ とは困難であっ た。
前記単層構造をもつシ ャ ド一マスクを使用するマスク法では、 マ スク部分が比較的広いとはいえ開口部形状の変形の問題は解決され てお らず、 ノ、。ターニングの高精度化には依然問題があった。 また、 有機薄膜層と第二電極とが同一の平面形状で積層されるために、 第 二電極の形成に複数回の電極材料蒸着工程を必要とするだけでな く、 第二電極をデ一タライ ンと して機能させるディ スプレイ構造に しか 適用できないという 問題があつ た。
前記積層構造をもつシ ャ ドーマスクを使用するマスク法では、 従 来の配線パター ンは一般的に ミ リ メ 一 トルレベルのサイズで形成さ れており、 この方法をそのままサブミ リ メ 一 トルレベルの微細パ夕 ー ンの形成に適用する こ とはできなかっ た。 また、 凹凸の大きなメ ッ シュ上にパターンを形成する箔を付与して作製されたシャ ドーマ スクを用いているので、 シャ ド一マスクの平面性や精度が十分でな く、 微細パターンの高精度化が難しいという 問題があった。 ざらに、 この方法ではシャ ド一マスクをマグネ ッ 卜によって強制的に基板に 密着させるが、 セラ ミ ッ ク基板などに比べる と非常に柔らかい有機 薄膜層上に第二電極を形成する よ う な場合には、 シャ ドーマスクが 有機薄膜層を容易に傷つけて しま う。 このため、 第一電極と第二電 極との短絡など望ま し く ない事態が起こ るので、 この方法を有機電 界発光装置におけるパ夕一ニングに適用する こ とはできなかった。 上記のとおり、 従来技術においては有機電界発光装置の製造に必 要な微細パターニングを有機薄膜層に損傷を与えるこ とな く 高精度— に、 かつ、 安定性よ く実現するこ とは困難であった。
本発明はかかる問題を解決し、 有機電界発光素子の特性を劣化さ せる こ とな く 幅広い蒸着条件下で高精度な微細パターニングが可能 であり、 しかも、 発光装置の構造を限定するこ とな く 比較的簡略な 工程で高い安定性を実現するこ とが可能な有機電界発光装置の製造 方法を提供するこ とが目的である。 図面の簡単な説明
図 1 本発明によって製造された有機電界発光装置の一例を示す 平面図。
図 2 図 1 の I I ' 断面図。
図 3 図 1 の Π Π ' 断面図。
図 4 本発明において使用されるシャ ドーマスクの一例を示す平 面図。
図 5 図 4 の I I ' 断面図。
図 6 本発明における第二電極パターニング方法の一例を説明す る I I ' 断面図。
図 7 本発明における第二電極パ夕一ニング方法の一例を説明—す る Π Π ' 断面図 (図 6 の側面図) 。
図 8 第一電極パター ンの一例を示す平面図。
図 9 本発明において形成されたスぺ一サ一の一例を示す平面図。 図 1 0 本発明によって製造された有機電界発光装置の別の一例を 示す平面図。
図 1 1 図 1 0 の I I ' 断面図。 図 1 2 図 1 0 の Π Π ' 断面図。
図 1 3 本発明によって製造された有機電界発光装置の別の一例を 示す平面図。
図 1 4 図 1 3の I I ' 断面図。
図 1 5 図 1 3の Π Π ' 断面図。
図 1 6 正孔輸送層の形成方法を説明する I I ' 断面図。
図 1 7 本発明において使用されるシャ ドーマスクの別の一例を示 す平面図。
図 1 8 本発明における発光層パターニ ング方法の一例を説明する
I I ' 断面図。
図 1 9 本発明における発光層パターニ ング方法の一例を説明する
Π Π ' 断面図 (図 1 8 の側面図) 。
図 2 0 本発明においてパターニングされた発光層の一例を示す平 面図。
図 2 1 電子輸送層の形成方法を説明する I I ' 断面図。
図 2 2 本発明においてパターニングされた別の電子輸送層の一例 を示す I I ' 断面図。
図 2 3 図 4 の H ffl ' 断面図。
図 2 4 本発明において使用されるシャ ド一マスクの別の一例を示 す m m ' 断面図。 一 図 2 5 本発明において使用されるシャ ドーマスクの別の一例を示 す m m ' 断面図。
図 2 6 本発明において使用されるシャ ドーマスクの別の一例を示 す平面図。
図 2 7 本発明における第二電極パターニ ング方法の別の一例を説 明する I I ' 断面図。 図 2 8 本発明における第二電極パターニング方法の別の一例を説 日月する Π Π ' 断面図 (図 2 7 の側面図) 。 一 図 2 9 本発明において使用されるク ッ シ ョ ン部分を有する シャ ド
—マスクの一例を示す m nr 断面図。
図 3 0 実施例 1 で使用した第二電極パターニング用のシャ ドーマ スクを示す平面図。
図 3 1 図 3 0の I I ' 断面図。
図 3 2 実施例 1 で製造した有機電界発光装置を示す平面図。
図 3 3 図 3 2 の I I ' 断面図。
図 3 4 図 3 2の Π Π ' 断面図。
図 3 5 実施例で使用した発光層パ夕一ニング用のシャ ド一マスク の製造方法を説明する平面図。
図 3 6 実施例で使用した第二電極パターニング用のシャ ドーマス クの製造方法を説明する断面図。
図 3 7 従来の有機電界発光素子の一例を示す断面図。 発明を実施する場合の最良の形態 これらの目的は、 以下の本発明によって達成される。
すなわち本発明は、 基板上に形成された第一電極と、 少な く と も 有機化合物からなる発光層を含み前記第一電極上に形成された 膜 層と、 前記薄膜層上に形成された複数の第二電極とを含み、 前記基 板上に複数の発光領域を有する有機電界発光装置の製造方法であつ て、 少な く とも一部分が前記薄膜層の厚さを上回る高さをもつスぺ —ザ一を前記基板上に形成する工程と、' 開口部を横切るよう にして 形成された補強線を有するシャ ドーマスクを前記スぺーサ一層に密 着させた状態で蒸着物を蒸着せしめるこ とによりパターニングする o
工程とを含むこ とを特徴とする有機電界発光装置の製造方法である。
本発明における有機電界発光装置とは、 同一基板上に有機電界発— 光素子による複数の発光領域を備えたものである。 以下では本発明 の製造方法によ り製造された有機電界発光装置を説明する。 ただし、 本発明の製造方法は例示された形式や構造をもつ有機電界発光装置 の製造方法に限定されるわけではな く、 セグメ ン ト型、 単純マ ト リ クス型、 アクティ ブマ ト リ クス型などの形式やカラ一、 モノ ク ロな どの発光色数を問わず任意の構造の有機電界発光装置に適用する こ とが可能である。
本発明の製造方法によ って製造された有機電界発光装置の一例を 図 1 〜 3 に示す。 基板 1 上に形成されたス ト ライプ状の第一電極 2 と、 各第一電極上にパターニングされた有機化合物からなる発光層 6 を含む薄膜層 1 0 と、 第一電極に対して直交するス トライプ状の 第二電極 8 とが積層されており、 両電極の交点に有機電界発光素子 構造をもつ複数の発光領域が形成されている。 各発光領域は発光層 に異なる材料を用いる こ とで赤 ( R ) 緑 ( G ) 、 青 ( B ) に発光 するので、 この単純マ ト リ クス型発光装置を線順次駆動する こ とに よ り画像な どをカラ一表示する こ とが可能である。 また、 基板上に は薄膜層の厚さを上回る高さをもつスぺ一サ一 4が形成されている。 第一および第二電極は有機電界発光素子の発光に十分な電流が供 給できる導電性をもてばよいが、 光を取り 出すために少な く と も一 方の電極が透明である こ とが好ま しい。
透明な電極は可視光線透過率が 3 0 %以上あれば使用に大きな障 害はないが、 理想的には 1 0 0 %に近い方が好ま しい。 基本的には 可視光全域において同程度の透過率を持つこ とが好ま しいが、 発光 色を変化させたい場合には積極的に光吸収性を付与させるこ と も可 台匕
目匕である。 このよう な場合にはカラーフ イ ノレターや干渉フ ィ ノレ夕一 を用いて変色させる方法が技術的には容易である。 透明電極材料と しては、 イ ンジウム、 錫、 金、 銀、 亜鉛、 アルミ ニウム、 ク ロム、 ニッケル、 酸素、 窒素、 水素、 アルゴン、 炭素から選ばれる少な く と も一種類の元素からなる こ とが多いが、 ヨ ウ化銅、 硫化銅などの 無機導電性物質、 ポ リ チオフ ヱ ン、 ポ リ ピロ一ル、 ポ リ ア二 リ ンな どの導電性ポ リ マ一を用いる こ と も可能であ り、 特に限定される も のでない。
好ま しい第一電極材料の例と しては、 透明基板上に形成された酸 化錫、 酸化亜鉛、 酸化イ ンジウム、 酸化錫イ ンジウム ( I T 0 ) な どを挙げる こ とができる。 パターニングを行う ディ スプレイ用途な どでは、 加工性に優れた I T 0を第一電極に用いる こ とが特に好ま しい。 導電性向上のために I τ ◦には少量の銀や金などの金属が含 まれていてもよ く、 また、 錫、 金、 銀、 亜鉛、 イ ンジウム、 アルミ 二ゥム、 ク ロム、 ニッケルを I T 0のガイ ド電極と して使用する こ と も可能である。 と りわけク ロムはブラ ッ クマ ト リ ッ クスとガイ ド 電極との両方の機能を持たせる こ とができるので好ま しいガイ ド電 極材料である。 有機電界発光装置の消費電力の観点から I T 0の抵 抗は低いこ とが好ま しい。 3 0 0 Ω / Ε]以下の I T O基板であれば 第一電極と して機能するが > 現在では 1 0 Ω /□程度の I T 0 板 の供給も容易になっているこ とから、 低抵抗品を使用するこ と も可 能である。 I T 0の厚みは抵抗値に合わせて任意に選択できる力 、 通常は厚みが 1 0 0 〜 3 0 O n mの I T Oを用いる こ とが多い。 透 明基板の材質は特に限定されず、 ポ リ アク リ レー ト、 ポ リ カーボネ — ト、 ポ リ エステル、 ポ リ イ ミ ド、 ァラ ミ ドからなるプラスチッ ク 板やフ ィ ルムを用いる こ とができる力^ 好ま しい例と してガラス板 を挙げる こ とができ る。 ソーダライムガラス、 無アルカ リ ガラスな どが用いられ、 また厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあれ一 ばよいので 0 . 5 m m以上あれば十分である。 ガラスの材質につい ては、 ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アル力 リ ガ ラスの方が好ま しいが、 二酸化ケイ素な どのバリ アコー トを施した ソ一ダライ ムガラス も市販されているのでこれを使用できる。 I T 0の形成方法は、 電子ビーム蒸着、 スパッ タ リ ング蒸着、 化学反応 法など特に制限される ものではない。
第二電極材料についても特に限定されないが、 第一電極と して I T 〇を使用する場合には I T 0が一般的に陽極と して機能するため に、 第二電極には有機電界発光素子に電子を効率良 く 注入できる陰 極と しての機能が求められる。 したがって、 第二電極材料と しては アルカ リ金属などの低仕事関数金属を使用する こ と も可能である力、 電極の安定性を考える と、 白金、 金、 銀、 銅、 鉄、 錫、 アル ミ ニゥ ム、 マグネシウム、 イ ンジウムなどの金属、 またはこれら金属と低 仕事関数金属との合金などを使用する こ とが好ま しい。 また、 あ ら かじめ有機電界発光素子の薄膜層に低仕事関数金属を微量に ドー ピ ングしたり、 薄膜層上にフ ッ化 リ チウムなど金属塩の層を薄く 形成 し、 その後に比較的安定な金属を第二電極と して形成する こ とで、 電子注入効率を高く 保ちな. ¾がら安定な電極を得るこ と もできる。- 第 二電極の形成方法も抵抗加熱蒸着、 電子ビーム蒸着、 スパッ タ リ ン グ蒸着、 イオンプレーティ ング法など ドライプロセスであれば特に 限定されない。
有機電界発光素子に含まれる薄膜層と しては、 1 ) 正孔輸送層/ 発光層、 2 ) 正孔輸送層 Z発光層/電子輸送層、 3 ) 発光層/電子 輸送層、 そ して、 4 ) 上記の層構成物質を一層に混合した形態の発 光層、 のいずれであってもよい。 すなわち、 素子構成と して有機化 合物からなる発光層が存在していれば、 上記 1 ) 〜 3 ) の多層積層 構造の他に 4 ) のよ う に発光材料単独または発光材料と正孔輸送材 料や電子輸送材料を含む発光層を一層設けるだけでもよい。
正孔輸送層は正孔輸送材料単独で、 あるいは正孔輸送材料と高分 子結着剤によ り形成される。 正孔輸送材料と しては、 低分子化合物 では N, N ' — ジフ エ二ルー N, N ' — ジ ( 3 —メ チルフ エニル) 一 1, 1 ' — ジフ エニル一 4 , 4 ' — ジァ ミ ン ( T P D ) や N, N ' — ジフ ヱニル— N , N ' — ジナフチルー 1, 1 ' — ジフ エニル— 4 , 4 ' ー ジァ ミ ン ( N P D ) などに代表される ト リ フ エニルア ミ ン類、 N—イ ソプロ ピルカルバゾ一ル、 ピラ ゾリ ン誘導体、 スチル ベン系化合物、 ヒ ドラゾン系化合物、 ォキサジァゾ一ル誘導体ゃフ 夕 ロ シアニン誘導体に代表される複素環化合物などを、 またポ リ マ
—系では前記低分子化合物を側鎖に有するポ リ 力一ボネ一 トゃスチ レ ン誘導体、 ポ リ ビニルカルバゾ一ル、 ポ リ シラ ンなどを好ま しい 例と して挙げる こ とができる。
単純マ ト リ クス型発光装置の用途では各有機電界発光素子の発光 時間は短く、 パルス電流を流すこ とで瞬間的に高輝度に発光させる こ とが必要になる。 このよう な場合に正孔輸送材料には優れた正孔 輸送特性と安定した薄膜形.成能だけでな く、 正孔輸送層中の鼂子の 漏れによる発光効率低下を防ぐために良好な電子ブロ ッキング特性 が要求される。 上記特性をバラ ンスよ く 満足させるために、 本発明 の製造方法においては下記に示すビスカルバゾリル骨格を含む有機 化合物からなる有機層を形成する工程を含むこ とが特に好ま しい。 化学式
Figure imgf000014_0001
R l R 2 は、 水素、 アルキル、 ロゲン、 ァ リ ール、 ァラルキ ルおよびシク 口アルキルの中から選ばれる。 また、 力ルバゾリ ル骨 格にはアルキル、 ァ リ ール、 ァラルキル、 カルバゾリル、 置換カル バゾリル、 ロゲン、 ァノレコキシ、 ジアルキルァ ミ ノおよび 卜 リ ア ルキルシ リ ル基から選ばれる置換基が 1 つ以上連結されていてもよ 発光材料と しては、 低分子化合物では以前から発光体と して知ら れていたア ン ト ラセ ン誘導体、 ピレン誘導体、 8 — ヒ ドロキシキノ リ ンアル ミ ニウ ム誘導体、 ビススチ リルア ン ト ラセ ン誘導体、 テ ト ラフ ヱニルブタ ジエン誘導体、 クマ リ ン誘導体、 ォキサジァゾ一ル 誘導体、 ジスチ リルベンゼン誘導体、 ピロ口 ピリ ジン誘導体、 ペ リ ノ ン誘導体、 シク ロペンタ ェン誘導体、 ォキサジァゾール誘導体、 チアジアゾ口 ピリ ジ ン誘導体な どを、 ポ リ マ一系ではポ リ フ エニ レ ン ビニ レ ン誘導体、 ポ リパラ フ ヱニ レ ン誘導体、 ポ リチォ'フ ヱ ン誘 導体などを好ま しい例と して挙げるこ とができる。 また、 発光層に ドー ピングする ドー 、。ン 卜 と しては、 ルブレン、 キナク リ ドン誘導 体、 フ ヱ ノ キサゾン誘導体、 D C M、 ペリ ノ ン誘導体、 ペリ レ ン誘 導体、 クマ リ ン誘導体、 ジァザイ ンダセ ン誘導体などを好ま しい例 と して挙げる こ とができ る。
電子輸送材料には陰極から注入された電子を効率良く 輸送する こ— とが要求されるので、 大きな電子親和力、 大きな電子移動度、 安定 した薄膜形成能を有する こ とが好ま しい。 このよ う な特性を満足さ せる材料と して、 8 — ヒ ドロキシキノ リ ンアル ミ ニゥム誘導体、 ヒ ドロキシベンゾキノ リ ンベリ リ ウム誘導体、 2 — ( 4—ビフ ヱニル) — 5 — ( 4 一 t —ブチルフヱニル) — 1 , 3 , 4 —ォキサジァゾ一 ル ( t 一 B u P B D ) や 1, 3 — ビス ( 4 — t ー ブチノレフ エニノレー 1, 3, 4 ーォキサジゾリル) ビフヱ二レン ( 0 X D— 1 ) 、 1, 3 — ビス ( 4 — t —プチルフヱニル一 1 , 3 , 4 —ォキサジゾリ ノレ) フ エ二レ ン ( 0 X D— 7 ) などのォキサジァゾール誘導体、 ト リ ァ ゾール誘導体、 フ エ ナ ン ト 口 リ ン誘導体などを好ま しい例と して挙 げる こ とができる。
上記の正孔輸送層、 発光層、 電子輸送層に用いられる材料は単独 で各層を形成するこ とができるが、 高分子結着剤と してポ リ塩化ビ ニル、 ポ リ カーボネー ト、 ポ リ スチレン、 ポ リ ( N — ビニルカルバ ゾール) 、 ポ リ メ チルメ タク リ レー ト、 ポ リ プチルメ タク リ レー 卜、 ポ リ エステル、 ポ リ スルフ ォ ン、 ポ リ フ エ二レンオキサイ ド、 ポ リ ブタ ジエン、 炭化水素樹脂、 ケ ト ン樹脂、 フ ヱ ノ キシ樹脂、 ポ リ サ ルフ ォ ン、 ポ リ ア ミ ド、 ェチルセルロース、 酢酸ビニル、 A B -樹 脂、 ポ リ ウ レタ ン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、 フ エ ノ ール樹脂、 キシ レ ン樹脂、 石油樹脂、 ユ リ ア樹脂、 メ ラ ミ ン樹脂、 不飽和ポ リ エステル樹脂、 アルキ ド樹脂、 エポキシ樹脂、 シ リ コー ン樹脂な ど の硬化性樹脂に分散させて用いる こ と もできる。
上記正孔輸送層、 発光層、 電子輸送層などの形成方法は、 抵抗加 熱蒸着、 電子ビーム蒸着、 スパッ タ リ ング蒸着法など特に限定され ないが、 一般的には抵抗加熱蒸着、 電子ビーム蒸着などの方法が特 性面で好ま しい。 有機層の厚みはその抵抗値にも関係するので限定 一 できないカ^ 実用的には 1 0 〜 1 0 0 0 n mの間から選ばれる。
また、 正孔輸送層や電子輸送層の全体、 も し く は一部分に無機材 料を用いる こ と も可能である。 好ま しい例と して炭化ゲイ素、 窒化 ガリ ウム、 セレ ン化亜鉛、 硫化亜鉛系の無機半導体材料を挙げる こ とができる。
本発明の製造方法は、 少な く と も一部分が薄膜層の厚さを上回る 高さをもつスぺーサーを基板上に形成する工程と、 開口部を横切る よ う に して形成された補強線を有する シ ャ ドーマスクをスぺ一サ一 層に密着させた状態で蒸着物を蒸着せしめる こ とによ りパターニン グする工程とを含むこ とを特徴とする。 例えば、 図 1 の Π Π ' 断面 図である図 3 に示すよう に、 薄膜層 1 0 の厚さを上回る高さをもつ よう にスぺ一サ一 4 を基板 1 上に形成してお く。 薄膜層などの形成 の後に、 図 4 および図 4 の I I ' 断面図である図 5 に示すよう な補 強線 3 3 を有する シ ャ ドーマスクを、 前記スぺーサ一に密着させた 状態で、 図 6 および図 6 の側面図である図 7 に示すよう に蒸着物を 蒸着せしめる こ とによ り第二電極 8 をパターニングする こ とができ る。 この際、 シャ ドーマスクはスぺーサ一に密着するので薄膜層を 傷つけるこ とを防止できる。..また、 このシャ ドーマスクのマス夕 H 分 3 1 の一方の面 3 5 と補強線との間には隙間 3 6 が存在するので、 蒸着物をこの隙間に回り込んで蒸着せしめる こ とによ り、 第二電極 を補強線によって分断されるこ とな く パターニングするこ とができ る。 以下では、 この有機電界発光装置の製造方法を例に して本発明 を詳し く 説明する。
まず、 基板 1 上の第一電極 2 を図 8 に示す形状にパターニングす る。 パターニング方法と しては公知の技術を用いればよ く 特に限定 されない。 _ したがって、 本発明の補強線を有する シャ ドーマスクを 用いたパターニ ング方法によ り基板上に第一電極を形成してもよい 力 一般的には基板全面に形成された第一電極をフ ォ ト リ ソ法によ つてエッチングする こ とでパターニングする こ とができる。 第一電 極のパター ン形状は特に限定されず、 用途に応じて最適パターンを 選択すればよい。 また、 第一電極のパターニ ングは必要に応じて行 えばよ く、 例えばセグメ ン ト型発光装置において第一電極が共通電 極となる場合には、 第一電極をパターニ ングせずに用いてもよい。
次に、 図 9 に示すよう に、 薄膜層の厚さを上回る高さをもつスぺ ーサ一 4 を後から形成される第二電極間に位置する よう に形成する。 本発明の製造方法では、 基板と シャ ドーマスク とが密着した際に、 シャ ド一マスクが基板上に形成された薄膜層を傷つける こ とを防 ぐ ため、 基板上に、 少な く と も一部分が薄膜層の厚さを上回る高さを もつスぺ一サ一を形成する工程が必要である。 スぺーサ一の高さ に ついては特に限定されないが、 スぺ一サ一によってシャ ド一マスク と基板との間に形成される隙間に蒸着物が回 り込むこ とでおこるパ ター ン精度の悪化を考慮する と、 通常は 0 . 5 〜 1 0 0 mの範囲 で形成される。
スぺ一サ一を形成する位霄は特に限定されないが、 発光面積の -口 スを最小とするよう に有機電界発光装置における非発光領域を中心 にスぺ一サ一を配置する こ とが好ま しい。 スぺ一サ一の構造は特に 限定される ものではな く、 一層によって形成されていても、 複数の 層を積層して形成されていてもよい。 例えば、 図 1 0 〜 1 2 に示す よう に、 比較的膜厚の薄い第一のスぺーサ一 3 が第一電極 2 の間に、 それに直交するよう に薄膜層の厚さを上回る高さをもつ第二のスぺ —サ一 4が第二電極 8 の間に形成されていてもよい。 また、 図 1 3 〜 1 5 に示すよう に、 第一のスぺ一サ一 3 を第一電極の端部を被覆 — する よ う に形成して層間絶縁層と しての機能を付加した り、 第一の スぺーサ一をマ ト リ クス状に形成し、 その一部分に重ね合わせて第 二のスぺ一サー 4 を形成する こ と も可能である。 また、 複数の ドッ ト状スぺ一サーを基板上に配置させる こ と も可能である。 スぺーサ —の断面形状は特に限定はされない。
スぺ一サ一は第一電極に接する状態で形成される こ とが多いため に、 十分な電気絶縁性を有する こ とが好ま しい。 導電性のスぺーサ 一を用いる こ と もできる力^ その場合は電極間の短絡を防止するた めの電気絶縁性部分を形成すればよい。 スぺーサー材料と しては公 知の材料を用いる こ とが可能であ り、 無機物では酸化ゲイ素をは じ めとする酸化物材料、 ガラス材料、 セラ ミ ッ クス材料などを、 有機 物ではポ リ ビニル系、 ポ リ イ ミ ド系、 ポ リ スチレ ン系、 ァク リ ル系、 ノ ボラ ッ ク系、 シ リ コー ン系などのポ リ マ一系樹脂材料を好ま しい 例と して挙げる こ とができる。 さ らに、 スぺ一サ一の全体、 も し く は基板あるいは第一電極と接する部分を黒色化する こ とで、 有機電 界発光装置の表示コ ン ト ラ ス ト向上に寄与するブラ ッ クマ 卜 リ ク ス 的な機能をスぺ一サ一に付加する こ と もできる。 このような場合の スぺ一サ一材料と しては、 機物ではゲイ素、 砒化ガリ ウム、 三種 化マンガン、 酸化チタ ンや酸化ク ロムと金属ク ロムとの積層膜など を、 有機物では上記樹脂材料に、 電気絶縁性を高めるために表面処 理の施された力一ボンブラ ッ ク系、 フダロシアニン系、 アン トラキ ノ ン系、 モノ ァゾ系、 ジスァゾ系、 金属錯塩型モノ ァゾ系、 卜 リ ア リ ルメ タ ン系、 ァニ リ ン系などの公知の顔料や染料、 あるいは上記 無機材料粉末を混合した材料を好ま しい例と して挙げる こ とができ る。
スぺーサ一層の形成方法と しては、 無機材料を用いる場合には抵 — 抗加熱蒸着、 電子ビーム蒸着、 スパッ タ リ ング蒸着法などの ドライ プロセスを利用する方法が、 有機材料を用いる場合にはスピンコ一 ト、 ス リ ッ トダイ コー ト、 ディ ッ プコー ト法などのゥヱ ッ トプロセ スを利用する方法が挙げられるカ^ 特に限定される ものではない。
スぺ—サ—のパターニング方法は特に限定されないが、 第一電極 のパターニング工程後に基板全面にスぺ一サ一層を形成し、 公知の フ ォ ト リ ソ法を用いてパターニングする方法が工程的に容易である。 フ ォ ト レジス トを使用 したエッ チング法あるいは リ フ トオフ法によ つてスぺ一サ一をパターニングしてもよいし、 例示した上記樹脂材 料に感光性を付加させた感光性スぺ一サー材料を用い、 スぺ一サ一 層を直接露光、 現像する こ とでパターニングする こ と もできる。
次に薄膜層の形成方法について説明する。 まず、 図 9 で示したス ぺ一サ一の形成された基板上に正孔輸送層 5 を形成する。 この場合 には図 1 6 に示すよ う に発光領域の存在する全領域に正孔輸送材料
1 1 を蒸着すればよい。
発光層については以下のよう にパ夕一ニングする。 使用する シ ャ ド一マスクを図 1 7 に示す。 マスク部分 3 1 に各発光層パター ンに 対応した形状の開口部 3 2 が設けられており、 開口部形状の変形 -を 防止するために開口部を横切る よう に してマスク部分と同一面内に 形成された補強線 3 3 が存在する。 さ らに、 このシャ ドーマスク は 取り扱いを容易にするためにフ レーム 3 4 に固定されている。 次に、 図 1 8 および図 1 8 の側面図である図 1 9 に示すよ う に、 補強線 3 3 がスぺ一サ一 4 と重なるよう に第一電極 2 と開口部 3 2 との位置 を合わせながら、 このシャ ドーマスクをスぺ一サ一 4 に密着させる。 つま り、 補強線がスぺ一サ一 と接触する こ とになる。 この状態で発 光材料 1 2 を蒸着する こ とによ り所望の領域に発光層 6 (この場合— は B発光層) を形成する。 この動作を 3 回繰り返すこ とで、 図 2 0 に示すよう に第一電極上に各 R G B発光層 6 をパターニングする。 また発光層のパターニングで使用される シャ ドーマスクは図 1 7 の よ う なマスク に限定されない。 例えば図 4 に示した第 2電極などを パ夕一ニングする際に使用される シャ一 ドマスクでパターニングす る こ と も可能である。
シャ ド一マスク はスぺ一サ一に接触して薄膜層を傷つける こ とは ないので、 有機電界発光素子の特性を劣化させる こ とはな く、 また、 基板と シャ ドーマスク との位置合わせを容易にする こ とができる。
各発光層パターンに対応した数のシャ ドーマスクを用いて発光層 をパターニングしてもよいが、 マ ト リ ク ス型発光装置のよう に同一 の発光層パター ンが繰り返して形成される場合には、 1 枚のシャ ド 一マスク と基板との位置を相対的にずら しながら各発光層をパター 二ングする こ と も可能である。
シャ ド一マスクの構造については特に限定されないが、 発光領域 に補強線の影となる部分が存在しないよ う に、 スぺーサ一のう ち薄 膜層の厚さを上回る高さの部分に補強線が一致する よう に開口部に 補強線が配置されている こ とが好ま しい。 一
補強線幅は特に限定されないが、 発光層の存在しない部分、 つま り有機電界発光装置における非発光領域の幅よ り小さいこ とが好ま しい。 したがって、 補強線幅は 5 0 〃 mよ り小さいこ とが好ま し く、 3 0 〃 mよ り小さいこ とがさ らに好ま しい。 マスク部分の厚さにつ いては、 シャ ド一マスクの形状保持性の観点からは厚い方がよい力 補強線幅をよ り小さ く 作製するために、 補強線幅の半分程度以上、 その 3倍程度以下である こ とが好ま しい。
第一電極と発光層パター ンの平面サイ ズについては特に限定され— ないが、 第一電極と第二電極との短絡の可能性を低減する観点から、 各発光領域に対応する第一電極の露出部分よ り も発光層パター ンが 大きいこ とが好ま しい。 図 1 〜 3 に示した単純マ ト リ ク ス型発光装 置においては、 実用 レベルでの各発光領域の典型的な横方向ピッ チ と して 1 0 0 mという値を例示する こ とができる。 この場合に第 一電極の幅が 7 0 mとすれば、 第一電極の幅よ り大き く、 隣接す る第一電極上には重な らないよ う に、 発光層パター ンおよび開口部 の幅をピッ チと等しい 1 0 0 〃 mを中心と した値に設定する こ と力 好ま しい。
モノ ク ロ発光装置を製造する場合には発光層のパターニング工程 を省略する こ とができる。 この場合には図 1 6 で示した方法と同様 に、 発光領域の存在する全領域に発光材料を蒸着して発光層を形成 すればよい。
電子輸送層については、 図 2 1 に示すよう に発光領域の存在する 全領域に電子輸送材料 1 3 を蒸着して電子輸送層 7 を形成する。 ま た、 図 1 8 および図 1 9 で示した発光層のパターニング工程におい て連続して電子輸送材料を蒸着する こ とで、 図 2 2 に示すよう に各 R G B発光層 6 に対応した零子輸送層 7 をパターニングする こと -も 可能である。 電子輸送層の形成方法は特に限定される ものではない が、 シャ ドーマスク に異物が付着するな どして第一電極上に発光層 の存在しない領域が形成されても、 全領域に電子輸送材料を蒸着す ればその領域を電子輸送層が被覆して有機電界発光素子の大きな特 性劣化を防 ぐ効果があるので、 前者の方法で電子輸送層を形成する こ とが好ま しい。 この場合には、 発光層から電子輸送層へのェネル ギー移動による発光色の変化を防ぐために、 各発光層のう ち最も大 きい発光エネルギーと同程度かそれよ り も大きい発光エネルギーを ― もつ電子輸送材料を用いる こ とが好ま しい。 つま り、 図 2 1 に示し た発光装置の構造においては、 B発光層と同程度かそれよ り も大き い発光エネルギーをもつ電子輸送材料を用いて電子輸送層 7 を形成 する こ とが好ま しい。
なお、 上記の正孔輸送層または電子輸送層の形成工程については、 有機電界発光素子に含まれる薄膜層の構成によっては省略する こ と が可能である。
次に第二電極のパターニング方法について説明する。 使用する シ ャ ド一マスクを図 4 および図 5 に示す。 マスク部分 3 1 に第二電極 パター ンに対応した形状の開口部 3 2 が設けられており、 開口部形 状の変形を防止するために開口部を横切るよ う に して形成された補 強線 3 3が存在する。 また、 マスク部分の一方の面 3 5 と補強線と の間には隙間 3 6 が存在する。 さ らに、 このシャ ドーマスク は取り 扱いを容易にするためにフ レーム 3 4 に固定されている。 次に、 図 6 および図 7 に示すよう に、 マスク部分 3 1 がスぺ一サ一 4 と重な る よ う に位置を合わせながら、 このシャ ドーマスクをスぺ一サ一に 密着させる。 この状態で第二電極材料 1 4 を蒸着する こ とによ り所 望の領域に第二電極 8 を形成する。 補強線 3 3側から飛来してき-た 第二電極材料は、 隙間 3 6 が存在するために補強線の影となる部分 に回 り込んで蒸着されるので、 補強線によって第二電極が分断され る こ とはない。
シャ ドーマスクはスぺーサ一に接触して薄膜層を傷つける こ とは ないので、 有機電界発光素子の特性を劣化させる こ とはな く、 また、 基板とシャ ド一マスク との位置合わせを容易にする こ とができる。 上記のよう に 1 回の蒸着工程で第二電極をパターニングする方法 が好ま しい力 工程数は特に限定される ものではな く、 複数のシ ャ ドーマスクを用いた り、 1 枚のシャ ドーマスク と基板との位置を相 対的にずらすなどして、 複数の蒸着工程に分けて第二電極をパター ニングしてもよい。
第二電極材料の蒸着条件は特に限定される ものではな く、 1 つの 蒸着源から蒸着してもよいが、 補強線による第二電極の分断を発生 させに く く するためには、 補強線に対して複数の異なる方向から第 二電極材料を補強線に回 り込んで蒸着せしめる こ とが効果的である。 このよう な効果を発現させる方法と しては、 蒸着物が蒸着源から基 板まで直進的に到達する真空蒸着法などの高真空プロセスを用いる 場合には、 複数の蒸着源から第二電極材料を蒸着したり、 1 つ以上 の蒸着源に対して基板を相対的に移動させながら、 も し く は回転さ せながら第二電極材料を蒸着する方法が工程的には好ま しい。 また、 スパッ タ リ ング蒸着法な どの低真空プロセス も、 原理的に第二電極 材料がラ ンダムな方向から飛来して補強線を回り込んで蒸着されや すいので、 好ま しい方法である。
スぺ一サ一と シャ ドーマスクのマスグ部分との位置関係について は特に限定されないが、 基板と補強線との間に存在する隙間が実効 的に高く なるために補強線に対する第二電極材料の回り込み量が蹭 犬し、 比較的凹凸の少ない基板上の領域に第二電極材料を蒸着する ために第二電極の電気抵抗値の増加を抑制する こ とができ、 また、 条件によっては薄膜層が第一電極も し く は基板とスぺ一サ一と第二 電極とによ って完全に囲まれるために、 薄膜層への水分の侵入な ど による有機電界発光素子の特性劣化を抑制する こ とができるので、 図 7 に示したよう にスぺーサ一のう ち薄膜層の厚さを上回る高さの 部分がシャ ドーマスクのマスク部分、 つま り第二電極間に存在する こ とが好ま しい。 ― 第二電極のパ夕一ニングに使用する シ ャ ドーマスクは図 4 および 図 2 3 に示した構造に限定される ものではな く、 例えば、 補強線が メ ッ シュ状であってもよい。 また、 図 2 4 に示す断面図のよう にマ スク部分 3 1 がテーパー形状であってもよい し、 図 2 5 に示す断面 図のよう に補強線 3 3 がマスク部分 3 1 と一体化した構造であって もよい。
マスク部分の厚さ については、 それが厚いほどマスク部分の一方 の面と補強線との間に存在する隙間が高 く な り蒸着物の回り込み量 が増大するので特に限定はされないが、 マスク部分の幅に比べてそ の厚さの大きなシャ ド一マスクを精度よ く 作製する こ とが難しいの で、 マスク部分の厚さはマスク部分の最小幅と同程度以上、 その 3 倍程度以下である こ とが好ま しい。 補強線幅については、 基本的に は細いほど蒸着物の回り込み量が増大するので、 隙間の高さ以下で ある こ とが好ま しい。 また、 補強線の本数は、 補強線の影となる部 分を少な く するために、 開口部の変形を十分防止できる範囲内で、 でき る限り少ない方が好ま しい。
なお、 必要に応じて第二電極のパ夕一ニング工程後に、 公知技術 あるいは本発明の製造方法におけるパターニング技術を利用 して-保 護層の形成や発光領域の封止を行う こ とができる。
本発明の製造方法によ って有機電界発光装置の発光層も し く は第 二電極の少な く と も一方をパターニングする こ とが好ま しいが、 本 発明はパターニングに使用する シャ ド一マスクの構造を限定する も のではない。 したがって、 例えば図 4 に示した補強線がスぺーサ一 に接触しない構造のシャ ド一マスクを使用 して発光層をパターニン グして、 このときの第二電極は公知技術によ りパターニングする こ と も可能である。 また、 図 2 6 に示す補強線 3 3 とマスク部分 3 1— が同一面内に形成されたシャ ドーマスクを使用 して、 図 2 7 および 図 2 7 の側面図である図 2 8 に示すよ う に、 スぺ一サ一 4 を比較的 高 く 形成する こ とで補強線 3 3 と薄膜層 1 0 との間に生じる隙間 3 6 を利用 して第二電極 8 をパターニングする こ と も可能である。
シ ャ ドーマスクを構成する材料と しては、 ステン レス鋼、 銅合金、 ニッ ケル合金、 アル ミ ニウム合金などの金属材料、 公知の樹脂材料、 ポ リ ビニル系、 ポ リ イ ミ ド系、 ポ リ スチ レン系、 アタ リ ル系、 ノ ボ ラ ッ ク系、 シ リ コー ン系などのポ リ マーに感光性を付与した感光性 樹脂材料などを好ま しい例と して挙げる こ とができ るカ^ 特に限定 される ものではない。 シャ ド一マスクのマスク部分と補強線とを構 成する材料は同一であっても異なっていてもよい。 また、 図 2 9 に 示すよう に、 シャ ドーマスクにおけるスぺ一サーと密着させる側の 面に上記樹脂材料を用いて比較的柔軟性の高いク ッ シ ョ ン部分 3 7 を形成する こ とで、 両者が密着する際にスぺーサ一や薄膜層へ与え る損傷を防止する効果をさ らに向上させる こ と も可能である。
本発明の製造方法においては、 マスク部分と補強線との少な く と も一方が磁性材料からなる シャ ドーマスクを磁力によってスぺ一サ —に密着させるこ とが好ま しい。 こ うするこ とによ り、 基板と ャ ドーマスク とをよ り均一にかつ確実に密着させる こ とができるので、 パターニング精度をよ り 向上させる こ とが可能である。 基板と シ ャ ド一マスク との位置合わせの後に両者の相対的位置を固定する方法 や、 シャ ドーマスク 自体の重量を支える方法は特に限定される もの ではな く、 磁力を利用 してもよいし、 機械的方法を利用する こ と も 可能である。 マスク部分と補強線との少な く と も一方を構成する磁性材料と し ては、 鉄合金、 コバル ト合金、 ニッケル合金などの金属材料、 炭素— 鋼、 タ ングステン鋼、 ク ロム鋼、 コバル ト鋼、 K S鋼、 MK鋼、 A I n i c o鋼、 N K S鋼、 C u n i c o鋼、 O Pフ ェライ ト、 B a フ ヱ ライ トなどの磁石材料、 S m— C 0系や N d — F e — B系な ど の希土類磁石材料, ケィ素鋼板、 A l — F e合金、 、 M n — Z n系 フ ェ ライ ト、 N i — Z n系フ ヱ ライ ト、 C u — Z n系フヱ ライ トな どの磁心材料、 力一ボニル鉄、 M 0 ノ、。一マロイ、 セ ンダス トなどの 微粉末を結合剤と と もに圧縮成型させた圧粉材料などを好ま しい例 と して挙げるこ とができる。 これら磁性材料をシー ト状に形成した ものからシ ャ ド一マスクを作製する ことが好ま しい力^ ゴムや樹脂 に上記磁性材料の粉末を混合してシ一 ト状に形成したものからシ ャ ドー々スクを作製する こ と も可能である。 また、 必要に応じて、 は じめから磁化された磁性材料からシ ャ ドーマスクを作製してもよい し、 シ ャ ドーマスクを作製してから磁化させてもよい。
シ ャ ドーマスクを磁力によってスぺ一サ一に密着させる方法と し ては、 マスク部分と補強線との少な く と も一方が磁性材料からなる シ ャ ドーマスクを、 有機電界発光装置の基板裏側に配置された磁石 によ って吸引する こ とが好ま しい。 ただし、 シ ャ ドーマスク とその 他 1 つ以上の物体との間に相互に磁力が及ぼし合えばよいので上記 方法は特に限定される ものではな く、 例えば、 磁石と して機能する シ ャ ドーマスク と磁性材料からなる基板との組み合わせによ り、 両 者の間に吸引力を働かせて密着性を向上させる こ と も可能である。
磁石と しては公知の永久磁石な らびに電磁石を使用する こ とがで きる。 その形状やサイズは特に限定されない。 また、 単一の磁石を 用いてシ ャ ド一マスクを吸引 してもよいが、 複数の磁石を貼り合わ せた り、 所定の間隔で並べたり して形成した磁石の集合体を利用す る こ と も可能である。 磁石と シ ャ ドーマスク との距離や両者間に衝 Γ く 磁力の大きさについては、 シ ャ ドーマスク に十分な磁力が及ぶ範 囲であれば特に限定されない。
シ ャ ドーマスクの製造方法は特に限定される ものではな く、 機械 的研磨法、 サン ドブラス ト法、 焼結法、 レーザー加工法などの方法 を利用する こ とが可能であるカ 、 加工精度に優れるエツ チング法、 電铸法、 フ ォ ト リ ソ法を利用する こ とが好ま しい。 中でも電铸法は マスク部分を比較的容易に厚く 形成でき るので特に好ま しいシ ャ ド 一マスクの製造方法である。
シ ャ ドーマスクの作製において、 マスク部分と補強線とを一度の 工程で形成してもよいが、 マスク部分と補強線とをそれぞれ別々 に 形成してから両者を重ね合わせて接続するこ とでシ ャ ド一マスクを 作製するこ と もできる。 この場合には、 接着、 圧着、 溶接など手法 によ り両者を接続してもよいし、 両者のう ち少な く と も一方が導電 性をもつ場合には電着現象を利用 して両者を接続してもよい。 つま り、 マスク部分と補強線とを密着させた状態で電解液中に浸し、 通 電によって両者の接触部分に電着物を析出させる こ とで両者を接続 する ものである。 一般的に電着物にはニッケルなどの金属材料が選 ばれるカ^ ポ リ ァニ リ ンなどの有機材料を利用する こ と も可能' あ る。 また、 先に形成されたマスク部分の上に感光性樹脂層を形成し、 フ ォ ト リ ソ法によ り感光性樹脂層をパターニングするこ とでシャ ド —マスクを作製する こ と もできる。
本発明の製造方法において使用される シャ ドーマスクは、 基板全 面においてスぺ一サ一と均一に密着させるために、 高い平面性を有 する こ とが好ま しい。 しかしながら、 微細かつ高精度なパター ンを もつシャ ドーマスクの強度は大き く ないために、 シ ャ ドーマスクの 作製工程中にその平面性が損なわれるこ とが多い。 このよう な場合— には、 焼き鈍しなどの方法を利用 してシ ャ ドーマスクの平面性を向 上させる こ とができ る。 また、 取り扱い上の観点からシャ ドーマス クをフ レームに固定して使用する こ とが多い力、 このよう な場合に は、 シャ ド一マスク に張力あるいは熱を加えながらフ レームに固定 するなどして、 その平面性を向上させる こ とができ る。
また、 すでに説明 したよう に補強線幅は基本的に小さい方が好ま しいカ^ それだけシャ ドーマスクの作製工程中における取り扱いが 難し く なる。 したがって、 はじめに比較的補強線幅の大きいシャ ド 一マスクを作製してから補強線を所望の線幅に細線化する こ と もで きる。 工程的にはエッチングによる細線化が容易であるカ 、 細線化 方法は特に限定される ものではな く、 シャ ドーマスクを構成する材 料によって適当な方法を利用すればよい。
以下、 本発明を実施例に基づいて説明する。
参考例
以下では下記実施例で使用 したシャ ドーマスクの作製方法を説明 する。
発光層用シャ ド一マスクの作製方法を以下に説明する。 はじめに、 電铸法によ って電錶母型上 、に*¾ N i — C o合金を析出させるこ と 、 図 3 5 に示すよう なマスク部分 3 1 の周囲にメ ッ シュ状余白部分 3 8 の接続されたシー トを形成した。 次に、 メ ッ シュ状余白部分を利 用 してこのシ一 卜に張力を加えながらマスク部分とフ レームとを重 ね合わせ、 両者を接着剤を用いて固定した。 最後に、 フ レームから はみ出たメ ッ シュ状余白部分を切り取る こ とで、 高い平面性を有す る発光層用シャ ドーマスクを作製した。 第二電極用シャ ド一マスクの作製方法を図 3 6を参照しながら以 下に説明する。 まず、 電铸法によ って電铸母型上に N i を析出させ— る こ とで、 あ らかじめメ ッ シュ状の補強線を形成しておいた。 は じ めに、 ( a ) フ ォ ト レジス ト 2 0のパターンを有する電铸母型 2 1 上に、 ( b ) N i — C o合金を析出させる こ とでマスク部分 3 1 を 形成して、 その後 ( c ) フ ォ ト レジス トのみを除去した。 次に ( d ) 補強線 3 3 に張力 2 2を加えながらマスク部分に重ね合わせ、 電着 現象によって両者の接触部分に N i を析出させる こ とで両者を接続 した。 さ らに、 ( e ) 張力を保持しながら接続したマスク部分と補 強線とを取り外し、 ( f ) マスク部分とフ レーム 3 4 とを重ね合わ せ、 両者を接着剤を用いて固定した。 最後にフ レームからはみ出た 補強線を切り取る こ とで、 高い平面性を有する第二電極用シャ ドー マスクを作製した。
実施例 1
発光層パターニング用と して、 図 1 7 に示したよ う にマスク部分 と補強線とが同一平面内に形成された構造のシャ ドーマスクを用意 した。 シャ ドーマスクの外形は 1 2 0 x 8 4 mm、 マスク部分 3 1 の厚さは であ り、 長さ 6 4 mm、 幅 3 0 5 〃 mのス ト ライ プ状開口部 3 2がピッチ 9 0 0 ^ mで横方向に 9 2本配置されてい る。 各ス ト ライプ状開口部には、 開口部と直交する幅 2 0 〃 m 厚 さ 2 5 mの補強線 3 3力 1. 8 m mおきに形成されている。 また、 シャ ドーマスク は外形が等しい幅 4 mmのステンレス鋼製フ レーム 3 4 に固定されている。
第二電極パターニング用と して、 図 3 0および図 3 1 に示すよ う にマスク部分 3 1 の一方の面 3 5 と補強線 3 3 との間に隙間 3 ら が 存在する構造のシャ ド一マスクを用意した。 シャ ド一マスクの外形 は 1 2 0 x 8 4 m m、 マスク部分の厚さは 1 7 0 〃 mであ り、 長さ 1 0 0 m m、 幅 7 7 0 〃 mのス 卜 ライプ状開口部 3 2 力、'ピッ チ 9 0— 0 〃 mで横方向に 6 6本配置されている。 マスク部分の上には、 幅 4 5 μ m, 厚さ 4 0 μ 対向する二辺の間隔が 2 0 0 mの正六 角形構造からなるメ ッ シュ状の補強線が形成されている。 隙間の高 さはマスク部分の厚さ と等し く 1 7 0 / mである。 また、 シ ャ ドー マスクは外形が等しい幅 4 m mのステン レス鋼製フ レーム 3 4 に固 定されている。
第一電極は以下のとおりパターニングした。 厚さ 1. 1 m mの無 アルカ リ ガラス基板表面にスパッ タ リ ング蒸着法によって厚さ 1 5 0 n mの I T 0透明電極が形成された I T 0ガラス基板 (ジォマテ ッ ク社製) を 1 2 0 x 1 0 0 m mの大き さに切断した。 I T O基板 上にフォ ト レジス トを塗布して、 通常のフ ォ ト リ ソ法による露光、 現像によってフォ ト レジス トをパターニングした。 I T 〇の不要部 分をエッチ ングした後にフォ ト レジス トを除去する こ とで、 I T 〇 を長さ 9 0 m m、 幅 2 7 0 μ mのス ト ライプ形状にノ、。夕一ニングし た。 図 8 に示したよ う に、 このス ト ライ プ状第一電極 2 は 3 0 0 〃 mピッ チで横方向に 2 7 2本配置されている。
スぺーサ一は以下のとおり形成した。 ポ リ イ ミ ド系の感光性コ一 ティ ング剤 (東レ社製、 U R — 3 1 0 0 ) をスピンコー ト法 よ り 前記 I T O基板上に塗布して、 ク リ ー ンオーブンによる窒素雰囲気 下で 8 0 °C、 1 時間プリ べ一キングした。 さ らに、 前記塗布膜にフ ォ 卜マスクを介して紫外光を露光して所望部分を光硬化させ、 現像 液 (東レ社製、 D V — 5 0 5 ) を用いて現像した。 最後にパター二 ングされた前記塗布膜をク リ ー ンオーブン中で 1 8 0 °C、 3 0分間、 さ らに、 2 5 0 °C、 3 0分間べ一キングして、 図 1 〜 3 に示したよ う な第一電極に直交するスぺ一サー 4を形成した。 こ の透明なスぺ —サ一は、 長さ 9 0 mm、 幅 1 5 0 〃 m、 高さ 4 mであ り、 9 ( 0 mピッ チで横方向に 6 7本配置されている。 また、 このスぺ一 サ一は良好な電気絶縁性を有していた。
上記スぺ一サ一を形成した I T O基板を洗浄した後で真空蒸着機 内にセッ ト した。 また、 上記発光層用シ ャ ドーマスク 3枚、 第二電 極用シャ ドーマスク 1枚を真空蒸着機内にセ ッ 卜 した。 本真空蒸着 機では、 真空中においてそれぞれが 1 0 m程度の精度で基板と位 置合わせができるよ う に、 上記 4種類のシャ ド一マスクを交換する こ とが可能である。
薄膜層は抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって以下のよう に 形成した。 なお、 蒸着時の真空度は 2 X 1 0 P a以下であり、 蒸 着中は蒸着源に対して基板を回転させた。
まず、 図 1 6 に示したような配置において、 銅フタ ロシアニンを 2 0 n m、 ビス ( N—ェチルカルノくゾ一ル) を 2 0 0 n m基板全面 に蒸着して正孔輸送層 5 を形成した。
次に、 第一の発光層用シャ ドーマスクを基板前方に配置して両者 を密着させ、 基板後方にはフ ェ ライ ト系板磁石 (日立金属社製、 Y B M— 1 B ) を配置した。 この際、 図 1 8および図 1 9に示したよ う に、 ス ト ライプ状第一電 2がシャ ド一マスクのス 卜ライ プ '状開 口部 3 2の中心に位置し、 補強線 3 3がスぺーサ一 4の位置と一致 し、 かつ補強線とスぺ一サ一が接触する よう に、 両者は位置合わせ されている。 この状態で 8 — ヒ ドロキシキノ リ ン一アルミ ニウム錯 体 ( A 1 q 3) を 3 0 n m蒸着して、 G発光層をパターニングした。 次に、 前記 G発光層のパターニングと同様に して第二の発光層用シ ャ ド一マスクを使用 し、 l w t %の 4 — (ジシァノ メ チレン) 一 2 ー メ チノレー 6 — (パラ ジ メ チノレア ミ ノ スチ リ ノレ) 一 4 — ピラ ン ( D C M ) を ド一 ビングした A 1 Q 3を 3 0 n m蒸着して、 R発光層を パターニ ングした。 なお、 第三の発光層用シ ャ ドーマスク は使用せ ず、 本実施例では B発光層のパターニングは行わなかった。
さ らに、 図 2 1 に示したよ う な配置において、 4 , 4 ' 一 ビス ( 2, 2 ' ジ フ ヱ ニノレ ビニル) ビフ エ 二ノレ ( D P V B i ) を 9 O n m、 A 1 q 3を 3 0 n m基板全面に蒸着して B発光層を兼用する電 子輸送層 7を形成した。 この後に、 薄膜層を リ チウム蒸気にさ ら し て ドーピング (膜厚換算量 0. 5 n m ) した。
第二電極は抵抗線加熱方式による真空蒸着法によ って以下のよ う に形成した。 なお、 蒸着時の真空度は 3 x 1 0 - 4 P a以下であ り、 蒸着中は 2つの蒸着源に対して基板を回転させた。
上記発光層のパターニングと同様に、 第二電極用シャ ドーマスク を基板前方に配置して両者を密着させ、 基板後方には磁石を配置し た。 この際、 図 7 に示したよ う に、 スぺ一サ一 4がマスク部分 3 1 の位置と一致する よ う に両者は位置合わせされている。 この状態で アル ミ ニウムを 4 0 0 n mの厚さに蒸着 して第二電極 8をパター二 ングした。
最後に、 図 2 1 に示したよう な配置において、 一酸化ゲイ素を 2 O O n m電子ビーム蒸着法によ って基板全面に蒸着して、 保護層を 形成した。
上記のよ う に して、 図 3 2〜 3 4 に模式的に示すよう に、 幅 2 7 0 〃 m、 ピッチ 3 0 0 m、 本数 2 7 2本の I T Oス ト ライプ状第 一電極 2上に、 パターニングされた R G発光層 6および B発光層を 兼用する電子輸送層 7を含む薄膜層 1 0が形成され、 前記第一電極 と直交する よう に幅 7 5 0 〃 m、 ピッチ 9 0 のス トライプ状 第二電極 8 が 6 6本配置された単純マ ト リ ク ス型カラ一発光装置を 作製した。 R G Bからなる 3つの発光領域が 1 画素を形成するので 本発光装置は 9 0 0 m ピッ チで 9 0 X 6 6 画素を有する。
本発光装置では電子輸送層が図 3 3 に示すよう に基板全面に形成 されており、 パターニング工程の簡略化と、 すでに述べた発光装置 の特性劣化を防ぐ効果をもつ構造である。 さ らに、 2 回の発光層パ ターニング工程で R G B の 3色の発光領域が形成されており、 パタ —ニング工程数の減少が可能な構造でもある。
各ス トライプ状第二電極は、 シャ ドーマスクの補強線によって分 断される こ とな く 1 0 O m mの長さ方向に渡って電気的に十分低抵 杭であった。 一方、 幅方向に隣り合う第二電極同士の短絡は皆無で、 完全に絶縁されていた。
本発光装置の発光領域は 2 7 0 X 7 5 0 の大き さで R G B そ れぞれ独立の色で均一に発光した。 また、 発光層のパターニング時 における発光材料の回り込みなどによる発光領域の発光色純度低下 も認められなかった。
また、 回路内に発生した蓄積電荷を走査ライ ン選択切り替え時に 放電する機能をもつ線順次駆動回路によ って、 この発光装置を線順 次駆動したところ、 明瞭なパターン表示とそのマルチカラ一化が可 能であった。 -ー 実施例 2
正孔輸送層を形成するまでは実施例 1 と同様に行った。
次に、 第一の発光層用シャ ドーマスクを基板前方に配置して両者 を密着させ、 基板後方にはフ ェ ライ 卜系板磁石 (日立金属社製、 Y B M— 1 B ) を配置した。 この際、 図 1 8 および図 1 9 に示したよ う に、 ス ト ライプ状第一電極 2 がシャ ドーマスクのス ト ライプ状開 口部 3 2の中心に位置し、 補強線 3 3がスぺーサー 4の位置と一致 し、 かつ補強線とスぺーサ一が接触する よう に、 両者は位置合わせ されている。 こ の状態で A 1 Q 3を 3 0 n m蒸着して、 G発光層を パターニ ングした。 次に、 前記 G発光層のパターニ ングと同様に し て第二の発光層用シャ ドーマスクを使用 し、 1 w t %の D C Mを ド —ビングした A 1 q 3を 4 0 n m蒸着して、 R発光層をパターニン グした。 さ らに、 同様に して第三の発光層用シ ャ ドーマスクを使用 し、 D P V B i を 3 0 n m蒸着して、 B発光層をパターニングした。 それぞれの発光層は図 2 0に示したよ う にス 卜 ライプ状第一電極 2の 3本おきに配置され、 前記第一電極の露出部分を完全に覆って いる。
さ らに、 図 2 1 に示したよう な配置において、 D P V B i を 9 0 n m、 A l q 3を 3 0 n m基板全面に蒸着して電子輸送層 7を形成 した。 こ の後に、 薄膜層 1 0を リ チウム蒸気にさ ら して ドーピング (膜厚換算量 0. 5 n m) した。
その後、 第二電極のパターニングおよび保護層の形成は実施例 1 と同様に行った。
上記のよ う に して、 図 1〜 3に模式的に示すよう に、 幅 2 7 0 〃 m、 ピッチ 3 0 0 111、 本数 2 7 2本の I T Oス ト ライプ状第一電 極 2上に、 パターニングさ 1た R G B発光層 6を含む薄膜層 1 が 形成され、 前記第一電極と直交するよう に幅 7 5 0 m、 ピッチ 9 0 0 z mのス ト ライ プ状第二電極 8が 6 6本配置された単純マ 卜 リ クス型カラ一発光装置を作製した。 R G Bからなる 3つの発光領域 が 1画素を形成するので、 本発光装置は 9 0 0 ^ mピッ チで 9 0 X 6 6画素を有する。
本発光装置では電子輸送層が図 2に示すよ う に基板全面に形成さ れており、 パターニング工程の簡略化と、 すでに述べた発光装置の 特性劣化を防ぐ効果をもつ構造である。 ― 各ス ト ライプ状第二電極は、 実施例 1 と同様に長さ方向に渡って 電気的に十分低抵抗であ り、 短絡は皆無であった。
作製した発光装置の発光領域は 2 7 0 X 7 5 0 mの大き さで R G B それぞれ独立の色で均一に発光した。 また、 発光層のパター二 ング時における発光材料の回り込みなどによる発光領域の発光色純 度低下も認められなかつ た。
また、 実施例 1 と同様にこの発光装置を線順次駆動したと ころ、 明瞭なパター ン表示とそのマルチカラー化が可能であった。
実施例 3
実施例 1 と同様の工程で第一電極の I T Oを長さ 9 0 m m、 幅 2 8 0 ^ mのス トライ プ形状にパターニングした後に、 フ ォ ト レジス トを除去した。 実施例 1 と同様に、 このス ト ライプ状第一電極はガ ラス基板上に 3 0 0 m ピッチで横方向に 2 7 2本配置されている。 次に、 スぺ一サ一を以下のとおり形成した。 4 0 %メ タク リ ル酸、 3 0 %のメ チルメ タ ク リ レ一 トおよび 3 0 %のスチ レンからなる共 重合体のカルボキシル基に対して 0 . 4 当量のグリ シジルメ タク リ レー トを付加反応させ、 側鎖のカルボキシル基とエチレン不飽和基 を有するァク リル系共重合.伴を得た。 このァク リ ル共重合体 5 Θ 重 量部、 光反応性化合物と して 2 官能ウ レタ ンァク リ レー 卜系オ リ ゴ マー (日本化薬社製、 U X— 4 1 0 1 ) 2 0重量部、 アク リ ル系モ ノ マ一と してヒ ドロキシ ピバリ ン酸エステルネオペンチルグリ コ一 ルジァク リ レー ト ( 日本化薬社製、 H X— 2 2 0 ) 2 0重量部にシ ク ロへキサン 2 0 0 重量部を加え、 1 時間常温で攪拌して樹脂成分 溶液を得た。 この樹脂成分溶液に、 光重合開始剤と してジェチルチ ォキサン ト ン (日本化薬社製、 D E T X— S ) 8重量部、 増感剤と して p — ジメ チルァ ミ ノ安息香酸ェチルエステル ( 日本化薬社製、 一 E P A ) 3 重量部を加え、 さ らに着色剤と してァゾ系ク ロム錯塩の 油溶性染料メ チルェチルケ ト ン Zメ チルイ ソプチルケ ト ン 3 0重量 %溶液 (オ リ エン 卜化学社製、 3 8 0 4 T ) とフタ ロシアニン系黒 色顔料とを添加して、 2 0分間常温で攪拌して感光性黒色ペース ト を得た。
この感光性黒色ペース 卜の濃度を調節してからスピンコー ト法に よ り前記 I T O基板上に塗布して、 ク リ ーンオーブンによる窒素雰 囲気下で 8 0 °C、 5分間プリ べ一キングした。 さ らに、 前記塗布膜 にフ ォ 卜マスクを介して紫外光を露光して所望部分を光硬化させ、 0 . 4容積%の 2 —ア ミ ノエタ ノ ール水溶液で現像した。 最後にパ 夕一ニングされた前記塗布膜をク リ ー ンオーブン中で 1 2 0 °C、 3 0分間べ一キングして、 図 1 3〜 1 5 に示したよう にマ ト リ クス状 の第 1 のスぺ一サ一 3 を形成した。 この黒色のスぺーサ一は高さ 0 . 5 〃 mであ り、 このスぺ一サ一が存在しない 2 7 0 X 7 5 0 / mの 大き さの領域には第一電極が露出 している。 また、 この第一のスぺ —サ一は第一電極の端部 5 mを被覆するよ う に形成した。
さ らに、 前記感光性黒色ペース トを使用 して、 同様のフ ォ ト リ ソ 工程によ り、 第二のスぺ一 一 4 を形成した。 この黒色のスベ一サ —は、 図 1 3〜 1 5 に示したよう に前記'第一のスぺ一サ一における 第一電極と直交する部分の上に重ねて形成されており、 長さ 9 0 m m、 幅 1 3 0 〃 m、 高さ 4 〃 mであ り、 9 0 0 〃 mピッチで横方向 に 6 7本配置されている。 なお、 上記 2種類のスぺ一サ一はそれぞ れ良好な電気絶縁性を有していた。
上記以外は実施例 1 と同様に して、 図 1 3〜 1 5 に模式的に示す よ う な単純マ ト リ ク ス型カラー発光装置を作製した。 R G Bからな る 3 つの発光領域が 1 画素を形成するので、 本発光装置は 9 0 0 μΓ mピッチで 9 0 X 6 6画素を有する。
各ス トライ プ状第二電極は、 実施例 1 と同様に長さ方向に渡って電 気的に十分低抵抗であ り、 短絡は皆無であっ た。
作製した発光装置の発光領域は 2 7 0 X 7 5 0 mの大き さで R G B それぞれ独立の色で均一に発光した。 また、 発光層のパター二 ング時における発光材料の回り込みなどによる発光領域の発光色純 度低下も認められなかっ た。
また、 実施例 1 と同様にこの発光装置を線順次駆動したと ころ、 明瞭なパター ン表示とそのマルチカラ一化が可能であった。 さ らに、 発光領域の周囲に黒色のスぺ一サ一が形成されてお り、 ブラ ッ クマ ト リ クスと して機能する こ とから、 実施例 1 および 2 に比べて表示 コ ン ト ラス 卜が向上した。
比較例 1
スぺ一サ一を形成しなかったこ と以外は、 実施例 1 と同様に して 単純マ 卜 リ ク ス型カラ一発光装置を作製した。
実施例 1 と同様に、 各ス 卜 ライプ状第二電極はシ ャ ドーマスクの 補強線によ って分断される こ とな く 1 0 0 m mの長さ方向に渡って 電気的に十分低抵抗であ ゝ 幅方向に隣り合う第二電極同士の ¾絡 は皆無であった。 また、 発光領域も 2 7 0 X 7 5 0 〃 mの大きさで R G Bそれぞれ独立の色で均一に発光し、 発光層のパターニング時 における発光材料の回り込みなどによる各発光領域の発光色純度低 下も認められなかっ た。
しかしながら、 この発光装置を線順次駆動したと ころ、 非発光領 域の存在が目立ち、 また、 ク ロス トーク現象が発生したため、 明瞭 なパター ン表示をする こ とができなかっ た。
比較例 2
開口部の形状は同 じである力 補強線が形成されていない発光層 用シ ャ ドーマスクを使用 したこ と以外は、 実施例 1 と同様に して単 純マ ト リ ク ス型カラ一発光装置を作製した。
実施例 1 と同様に、 各ス ト ライプ状第二電極はシ ャ ドーマスク の 補強線によ って分断されるこ とな く 1 0 0 m mの長さ方向に渡って 電気的に十分低抵抗であ り、 幅方向に隣り合う第二電極同士の短絡 は皆無であった。 また、 発光領域の大き さ も 2 7 0 X 7 5 0 at τ の 大き さであ った。
しかしながら、 発光層のパターニング時における発光材料の回り 込みによ り、 各発光領域の発光色は R G Βが混合した状態であっ た。 また、 発光層の膜厚むらによる各発光領域間の発光輝度むらが認め らた。
また、 この発光装置を線順次駆動したとこ ろ、 明瞭なパター ン表 示をする こ とは可能であったカ^ マルチカラ一化については不鮮明 であった。
比較例 3
開口部の形状は同 じであるカ 、 メ ッ シュ状の補強線が形成されて いない第二電極用シ ャ ドーマスクを使用 したこ と以外は、 実 M 1 と同様に して単純マ ト リ クス型カラ一発光装置を作製した。
しかしながら、 各ス トライプ状第二電極の幅は長さ方向において 大き く 異な り、 一部の第二電極は長さ方向の途中で断線しており、 多 く の第二電極は幅方向に隣り合う第二電極と完全に短絡していた。 また、 発光領域の大きさ も非常に大き く ばらついた。 この発光装置 を線順次駆動したが、 隣り合う第二電極同士の短絡によ りパター ン 表示をする こ とは不可能であっ た。
実施例 4 一 発光層パターニング用と して、 図 1 7 に示したマスク部分と補強 線とが同一平面内に形成された構造のシャ ドーマスクを用意した。 シャ ドーマスクの外形は 1 2 0 X 8 4 m m、 マスク部分 3 1 の厚さ は 2 5 〃 mであ り、 長さ 6 4 m m、 幅 1 0 5 〃 mのス ト ライプ状開 口部 3 2がピッ チ 3 0 0 mで横方向に 2 7 2本配置されている。 各ス ト ライ プ状開口部には、 開口部と直交する幅 2 0 m、 厚さ 2 5 〃 mの補強線 3 3 力 1 . 8 m mおきに形成されている。 また、 シ ャ ド一マスク は外形が等しい幅 4 m mのステン レス鋼製フ レーム 3 4 に固定されている。
第二電極パターニング用と して、 図 3 0 および図 3 1 に示したマ スク部分 3 1 の一方の面 3 5 と補強線 3 3 との間に隙間 3 6 が存在 する構造のシャ ドーマスクを用意した。 シャ ドーマスクの外形は 1 2 0 X 8 4 m mN マスク部分の厚さは l O O ^ mであ り、 長さ 1 0 O m m、 幅 2 4 5 〃 mのス ト ライプ状開口部 3 2 力、'ピッ チ 3 0 0 μ mで横方向に 2 0 0本配置されている。 マスク部分の上には、 幅 4 0 〃 m、 厚さ 3 5 ^ m、 対向する二辺の間隔が 2 0 の正六角 形構造からなるメ ッ シュ状の補強線が形成されている。 隙間の高さ はマスク部分の厚さ と等し く 1 0 0 〃 mである。 また、 シャ ド:—マ スク は外形が等しい幅 4 m mのステンレス鋼製フ レーム 3 4 に固定 されている。
まず、 実施例 1 と同様の工程で第一電極の I T Oを長さ 9 0 m m、 幅 7 0 mのス 卜 ライプ形状にパターニングした。 図 8 に示したよ う に、 このス ト ライ プ状第一電極 2 は 1 0 0 mピッチで横方向に 8 1 6本配置されている。 次に、 実施例 1 と同様のフ ォ ト リ ソ工程によ り、 図 1 〜 3 に示し たよ う な第一電極に直交するスぺ一サー 4を形成した。 この透明な スぺーサ一は、 長さ 9 0 mm、 幅 δ θ μ πκ 高さ 4 〃 mであ り、 3 Ο Ο μ πιピッチで横方向に 2 0 1 本配置されている。 また、 このス ぺ一サ一は良好な電気絶縁性を有していた。
上記のシ ャ ド一マスクを使用 して、 実施例 1 と同様に して単純マ ト リ クス型カラ一発光装置を作製した。 この発光装置では、 図 3 2 〜 3 4 に模式的に示すよう に、 幅 7 0 〃 m、 ピッチ 1 0 0 z m、 本 数 8 1 6本の I T Oス ト ライプ状第一電極 2上に、 ノ、。ターニングさ れた R G発光層 6および B発光層を兼用する電子輸送層 7を含む薄 膜層 1 0が形成され、 前記第一電極と直交するよう に幅 2 4 0 ^ m、 ピッ チ 3 0 0 mのス ト ライプ状第二電極 8が 2 0 0本配置されて いる。 R G Bからなる 3つの発光領域が 1 画素を形成するので、 本 発光装置は 3 0 0 mピッチで 2 7 2 x 2 0 0画素を有する。
各ス ト ライプ状第二電極は、 シ ャ ドーマスクの補強線によって分断 される こ とな く 1 0 0 mmの長さ方向に渡って電気的に十分低抵抗 であった。 一方、 幅方向に隣り合う第二電極同士の短絡は皆無で、 完全に絶縁されていた。
本発光装置の発光領域は 7 0 X 2 4 0 の大き さで R G Bそれ ぞれ独立の色で均一に発光した。 また、 発光層のパターニング! ¾に おける発光材料の回り込みなどによる発光領域の発光色純度低下も 認め られなかつた。
また、 回路内に発生した蓄積電荷を走査ライ ン選択切り替え時に 放電する機能をもつ線順次駆動回路によって、 この発光装置を線順 次駆動したところ、 明瞭なパター ン表示とそのマルチカラ一化が可 能であつた。 産業上の利用可能性
本発明の有機電界発光装置の製造方法は、 シャ ドーマスクを少な く と も一部分が薄膜層の厚さを上回る高さをもつスぺーサ一に密着 するため薄膜層を傷つける こ とがないので、 有機電界発光素子の特 性を劣化させる こ とがない。 磁力によって基板と シャ ド一マスク と の密着性を向上させた り、 両者の位置合わせを行う場合に、 この効 果は特に大きい。
そのうえ、 補強線によ り シャ ド一マスクの開口部の形状が変形し ないので、 マスク法によ って発光層や第二電極などの微細パター二 ングを高精度に実現する こ とが可能である。
さ らに第二電極のパターニング方法と して例示したよう に、 補強 線の影となる部分に蒸着物を回り込ませて蒸着せしめる こ と もでき るので、 多様な蒸着角度が存在するよう な条件でもパターニングを 高精度に実現する こ とが可能である。 したがって、 多数の蒸着源を 使用 して蒸着したり、 スパッ タ リ ング蒸着法などを利用する こ とが でき るので、 広い面積に渡って均一なパターニングを実現する場合 に、 この効果は特に大きい。
また、 一度の蒸着工程で任意の形状をパターニングできるので、 工程数を少な く する こ とが可能である。 また、 製造する発光装置の 構造が限定される こ とがない。

Claims

請求の範囲
1 . 基板上に形成された第一電極と、 少な く と も有機化合物からな - る発光層を含み前記第一電極上に形成された薄膜層と、 前記薄膜層 上に形成された複数の第二電極とを含み、 前記基板上に複数の発光 領域を有する有機電界発光装置の製造方法であって、 少な く と も一 部分が前記薄膜層の厚さを上回る高さをもつスぺ一サーを前記基板 上に形成する工程と、 開口部を横切るよ う に して形成された補強線 を有する シャ ドーマスクを前記スぺ一サ一に密着させた状態で蒸着 物を蒸着せしめる こ とによ りパターニングする工程とを含むこ とを 特徴とする有機電界発光装置の製造方法。
2 . マスク部分と補強線との少な く と も一方が磁性材料からなる シ ャ ド一マスクを磁力によ ってスぺ一サ一に密着させるこ とを特徴と する請求項 1 記載の有機電界発光装置の製造方法。
3 . 補強線の影となる部分に蒸着物を回り込ませて蒸着せしめる こ とによ りパターニングする こ とを特徴とする請求項 1 記載の有機電 界発光装置の製造方法。
4 . スぺ一サ一と接触しない補強線を有する シャ ドーマスクを使用 して第二電極をパターニングする こ とを特徴とする請求項 1 記載の 有機電界発光装置の製造方法。
5 . スぺ一サ一と接触する補強線を有する シ ャ ドーマスクを使 if て発光層をパ夕一ニングするこ とを特徴とする請求項 1 記載の有機 電界発光装置の製造方法。
6 . 第一電極は横方向に間隔をあけて基板上に配置された複数のス ト ライプ状電極であ り、 第二電極は、 補強線の影となる部分に蒸着 物を回り込ませて蒸着せしめる こ とによ り、 横方向に間隔をあけて 配置され、 前記第一電極に対して交差する複数のス ト ライプ状電極 にパターニ ングされるこ とを特徴とする請求項 1 記載の有機電界発 光装置の製造方法。
7 . スぺーサーを第一電極に沿って第一電極間に位置するよう に形 成するこ とを特徴とする請求項 6記載の有機電界発光装置の製造方 法。
8 . スぺ一サーを第一電極の端部を被覆するよう に形成するこ とを 特徴とする請求項 7記載の有機電界発光装置の製造方法。
9 . スぺ一サ一を第一電極と交差して第二電極間に位置するよう に 形成するこ とを特徴とする請求項 6記載の有機電界発光装置の製造 方法。
1 0 . 薄膜層の一部と してビスカルバゾリル骨格を含む有機化合物 からなる有機層を形成する工程を含むこ とを特徴とする請求項 1 記 載の有機電界発光装置の製造方法。
1 1 . スぺ一サ一の少な く とも一部分を黒色化するこ とを特徴とす る請求項 1 記載の有機電界発光装置の製造方法。
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