JP2007073338A - 有機ｅｌ装置の製造方法及び有機ｅｌ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光領域と第１端子部及び第２端子部を含む有機ＥＬ装置を容易に製造することができる方法を提供することを課題とする。
【解決手段】まず、透明電極層６が形成された透明基板５を準備し、この透明電極層６上に発光領域Ｒと第１端子部３を除き且つ第２端子部４を含む第１のパターンの絶縁層１０を形成する。次に、透明電極層６及び絶縁層９の表面全体に有機層７を形成し、この有機層７の上に発光領域Ｒと第２端子部４とを含み且つ第１端子部３を除く第２のパターンの反射電極層８を形成した後、露出している有機層７をドライエッチングにより除去して第１端子部３の透明電極層６を露出させる。最後に、このような透明基板５上に発光領域Ｒを含み且つ第１端子部３及び第２端子部４を除く第３のパターンの封止膜１１を形成することにより、第１端子部３及び第２端子部４のみを露出させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置の製造方法に関する。
また、この発明は、有機ＥＬ装置にも関している。

従来、有機ＥＬ装置は、自己発光を行ない、高輝度の画面を得ることができるため、薄型、軽量の携帯機器等のディスプレイや照明装置として広く実用化が進められている。
有機ＥＬ装置の基本的な構造は、陽極と陰極との間に有機発光層が設けられるという構造である。このような有機ＥＬ装置を発光させるためには、陽極及び陰極からそれぞれ発光領域の外部に第１端子部及び第２端子部を延出させ、これらの端子部に駆動用電源を接続して発光領域の有機ＥＬ層に電流を流す必要がある。
このような有機ＥＬ装置の製造方法として、例えば、所定のパターンが形成されたマスクを使用して、基板上に、陽極、有機層、陰極を順に積層形成するという方法がある。マスクを使用する場合には、各層を形成する前に、基板とマスクとの位置合わせ（アライメント）が行われる。マスクの位置がずれていると、品質の良い有機ＥＬ装置を製造することができないので、マスクのアライメントは時間をかけて慎重に行われる。
また、他の方法として、特許文献１には、透明基板上に第１の電極、有機ＥＬ層及び第２の電極を順次積層形成し、第２の電極の上に損傷防止膜を設け、損傷防止膜上にレジストパターンを形成してエッチングを行うことにより発光領域を有する有機ＥＬ装置を製造する方法が開示されている。

特開２０００−４０５９４号公報

しかしながら、有機ＥＬ装置の製造において、有機ＥＬ装置を構成する全ての層をマスクを用いて形成する方法では、例えば、有機層が多層である場合には、マスクと基板との位置合わせを複数回行う必要があり、有機ＥＬ装置の製造に時間がかかってしまう。
また、上記特許文献１には、第１端子部や第２端子部等を形成する方法が開示されていない。さらに、特許文献１では発光領域のパターン形成においてレジストをマスクとしたエッチングを行っており、このレジストパターンを形成する際のウェットプロセスが、有機ＥＬ層にダメージを与えるという可能性がある。

この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、発光領域と第１端子部及び第２端子部を含む有機ＥＬ装置を容易に製造することができる製造方法、及び発光領域と第１端子部及び第２端子部を含む有機ＥＬ装置を提供することを目的とする。

この発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、発光領域と第１端子部及び第２端子部とを有する有機ＥＬ装置の製造方法において、第１電極層が形成された基板を準備し、第２端子部を含み且つ発光領域と第１端子部を除く第１のパターンの絶縁層を第１電極層の上に形成し、第１電極層と絶縁層が形成された側の基板の全面にわたって有機層を形成し、発光領域と第２端子部を含み且つ第１端子部を除く第２のパターンの第２電極層を有機層の上に形成し、第２電極層が形成されていない領域の有機層を除去して第１端子部の第１電極層を露出させ、発光領域を含み且つ第１端子部と第２端子部を除く第３のパターンの封止膜を第２電極層の上に形成する方法である。

絶縁層を形成する前に第１電極層上に補助電極を形成し、その後、第１電極層及び補助電極が形成された基板上に、補助電極の少なくとも一部を覆うように絶縁層を形成することもできる。

第１のパターンの絶縁層は、第１のパターンに対応したマスクを用いることにより、または、基板の全面にわたって絶縁層を形成した後、第１端子部及び発光領域に形成された絶縁層を除去することにより得ることができる。
また、第２のパターンの第２電極層は、第２のパターンに対応したマスクを用いることにより得ることができる。
なお、複数の導電層を積層形成することにより第２電極層を形成してもよい。

第３パターンの封止膜は、第３のパターンに対応したマスクを用いることにより、または、第１端子部及び第２端子部にマスキングテープを配置した状態で基板の全面にわたって封止膜を形成した後に、マスキングテープを剥離することにより得ることができる。

また、この発明に係る有機ＥＬ装置は、基板上に第１電極層と有機層と第２電極層と封止膜が順次積層され且つ発光領域と第１端子部及び第２端子部とを有する有機ＥＬ装置において、第２端子部を含み且つ発光領域と第１端子部を除く第１のパターンの絶縁層が第１電極層と有機層との間に形成され、発光領域には、基板上に第１電極層、有機層、第２電極層及び封止膜が順次積層されており、第１端子部は、基板上に第１電極層が形成されて第１電極層が露出する構造を有し、第２端子部は、基板上に第１電極層、絶縁層、有機層、第２電極層が順次形成されて第２電極層が露出する構造を有するものである。

なお、基板を透明基板から形成すると共に第１電極層を透明電極層から形成し、透明基板の透明電極層とは反対側の面を光の出射面として用いることができる。
また、第２電極層は、発光領域と第２端子部を含み且つ第１端子部を除く第２のパターンを有し、封止膜は、発光領域を含み且つ第１端子部と第２端子部を除く第３のパターンを有するように構成することができる。

この発明によれば、発光領域と第１端子部及び第２端子部を含む有機ＥＬ装置を容易に製造することができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置の平面図を示す。この有機ＥＬ装置は、矩形の発光領域Ｒとこの発光領域Ｒに隣接して配置される２つの第１端子部３と１つの第２端子部４とを有している。

図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図を図２（ａ）に、Ｂ−Ｂ線に沿う断面図を図２（ｂ）にそれぞれ示す。図２（ａ）に示されるように、透明基板５の表面上に第１電極層としての透明電極層６が配置されると共に、透明電極層６の上に発光層を含む有機層７が配置され、さらに有機層７の上に第２電極層としての反射電極層８が配置されている。また、透明電極層６上には、この有機ＥＬ装置の発光領域Ｒを規定するための開口部１０ａと第１端子部３を規定するための切り欠き部１０ｂとを有する絶縁層１０が配置されている。さらに、透明基板５のほぼ全面にわたって反射電極層８の上から封止膜１１が形成されている。本実施の形態１では、透明電極層６が陽極を、反射電極層８が陰極を構成する。

ここで、絶縁層１０の開口部１０ａの内側において互いに直接に積層された透明電極層６、有機層７、反射電極層８及び封止膜１１の４層によりこの有機ＥＬ装置の発光領域Ｒが形成されている。また、透明電極層６は、絶縁層１０の切り欠き部１０ｂを介して露出している部分を有し、この部分が第１端子部３として用いられる。また、図２（ｂ）に示されるように、反射電極層８は、封止膜１１により覆われずに露出している部分を有し、この部分が第２端子部４として用いられる。

なお、透明基板５は、取り出す光に対して透過性を有する材料から形成されればよく、ガラス、樹脂等を用いることができる。透明電極層６は、電極としての機能を有し且つ少なくとも取り出す光に対して透過性を有していればよく、例えばＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）がその材料として採用される。

有機層７は、少なくとも発光層を含んでいればよく、発光層のみの単層、または正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層の一層以上と発光層が積層された多層のいずれであってもよい。また、発光層が多層構造を有していてもよい。発光層の材料としては、例えばＡｌｑ_３やＤＣＭなどの公知の有機発光材料が用いられ、赤色、緑色、青色、黄色等の単色光を示す構成のものや、それらの組み合わせによる発光色、例えば、白色発光を示す構成のもの等が用いられる。また、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層などは、公知の材料から適宜形成される。
本実施の形態１では、透明電極層６上に、正孔輸送層、赤色発光層、青色発光層、緑色発光層、電子輸送層の全５層が積層され、全体として白色の光を発光するように有機層７が構成されている。

また、反射電極層８は、電極としての機能を有し且つ少なくとも取り出す光に対して反射性を有していればよく、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｌ／Ｍｏ積層体等を採用することができる。なお、反射電極層８と有機層７との間に、適宜、ＦＬｉ等の無機物からなる電子注入層を設けることもできる。
絶縁層１０は、絶縁性を有する材料から形成されればよく、例えば、ポリイミド樹脂、またはアクリル樹脂等を用いることができる。
封止膜１１としては、窒化珪素、酸窒化珪素及び酸化珪素などが用いられる。

この有機ＥＬ装置では、透明基板５の透明電極層６が形成されている面とは反対側の面が光の出射面になっている。すなわち、有機層７で発した光が直接透明電極層６へ、あるいは反射電極層８で反射した後に透明電極層６へ入射し、さらに透明基板５を透過して出射される。

次に、この発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。まず、図３に示されるような透明基板５を用意し、図４に示されるように、この透明基板５の表面全体にわたって透明電極層６をスパッタリング法や真空蒸着法などの公知の薄膜形成法により形成する。
次に、この透明電極層６の表面上に、図５に示されるように、発光領域Ｒと第１端子部３を除き且つ第２端子部４を含む第１のパターン、すなわち発光領域Ｒに対応する開口部１０ａ及び第１端子部３に対応する切り欠き部１０ｂを有するパターンの絶縁層１０を形成する。このとき、第１のパターンの絶縁層１０は、透明電極層６の全面に塗布法などの公知の薄膜形成法により絶縁層を形成した後に、フォトマスク等を使用して第１のパターンを絶縁層に転写し（露光）、次いで、第１のパターンに対応する部分以外の絶縁層を除去する（現像）ことにより形成する。

このようにして透明電極層６上に絶縁層１０を形成した後に、図６に示されるように、透明電極層６及び絶縁層９の表面全体にわたって、発光層を有し、全５層からなる有機層７を真空蒸着法などの公知の薄膜形成法により形成する。
さらに、この有機層７の上に、図７に示されるように、発光領域Ｒと第２端子部４とを含み且つ第１端子部３を除く第２のパターンの反射電極層８を形成する。このとき、反射電極層８は、第２のパターンに対応する開口形状を有する図示しないマスクを用いて真空蒸着法などの公知の薄膜形成法により形成することができる。

次に、反射電極層８が形成されずに露出している領域の有機層７をドライエッチングにより除去することにより、図８に示されるように、第１端子部３の透明電極層６を露出させる。このとき、第２のパターンの反射電極層８をマスクとしてドライエッチングを行うことができる。
最後に、図９に示されるように、発光領域Ｒを含み且つ第１端子部３及び第２端子部４を除く第３のパターンの封止膜１１を形成することにより、第１端子部３及び第２端子部４のみを露出させて他の部分を封止する。このとき、封止膜１１は、第３のパターンに対応する開口形状を有する図示しないマスクを用いてプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。
このようにして、図１に示す有機ＥＬ装置を得ることができる。

以上のように、この実施の形態１の方法により有機ＥＬ装置を製造すれば、発光領域Ｒと共に第１端子部３及び第２端子部４を同時に形成することができ、第１端子部３及び第２端子部４を含む有機ＥＬ装置を容易に製造することができる。

また、有機層７は、マスク等を用いずに、絶縁層１０が形成された透明電極層６の全面にわたって形成されるため、透明基板５とマスクとのアライメントが必要なく、容易に形成される。したがって、有機層７が多層構造を有している場合は、特に容易に形成することができる。詳述すると、本実施の形態１に係る有機ＥＬ装置と同等の機能を有する有機ＥＬ装置を従来の製造方法で製造する場合、透明電極層、５層からなる有機層、反射電極層および封止膜のそれぞれの成膜時にマスクが必要であり、合計で８回、マスクの取付けを行うことになる。そして、マスクの取付け毎に、マスクと基板との位置合わせを行う必要があり、有機ＥＬ装置の製造に時間がかかる。
これに対して、本実施の形態１では、マスクの使用回数は３回のみである。つまり、絶縁層１０、反射電極層８、封止膜１１を形成する際にマスクを使用する。従って、マスクの位置合わせ回数を大幅に削減でき、製造時間の短縮や製造装置の簡略化が可能となる。
また、以上のような方法で製造された有機ＥＬ装置においては、図２（ａ）に示されるように、第１端子部３が透明基板５上に透明電極層６が形成されてこの透明電極層６が露出した構造を有し、図２（ｂ）に示されるように、第２端子部４が透明基板５上に透明電極層６、絶縁層１０、有機層７及び反射電極層８が順次形成されてこの反射電極層８が露出した構造を有する。

また、透明電極層６は、有機ＥＬ装置の製造工程内で透明基板５に成膜する必要はなく、予め別工程で成膜しておいてもよく、あるいは透明電極層６が成膜された透明基板５を購入して使用してもよい。
また、有機層７を除去する際のドライエッチング法として、反応性イオンエッチングを使用することができる。この時のエッチングガスとしては、適宜、有機層をエッチングすることができるガスが使用され、例えば、Ｏ_２ガスがエッチングガスとして用いられる。

実施の形態２．
図１０を参照して、この発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明する。この実施の形態２は、実施の形態１の方法において、絶縁層１０を形成する前に透明電極層６上に補助電極２１を形成する方法である。すなわち、透明基板５の表面全体に形成された透明電極層６の表面上に、発光領域Ｒの周りを囲む第４のパターンの補助電極２１を形成し、その後、この補助電極２１が形成された透明電極層６上に、図１１に示されるように、第１のパターンの絶縁層１０を形成する。このとき、補助電極２１のうち、少なくとも発光領域の周囲に設けられる部分が絶縁層１０に覆われていればよく、補助電極２１の一部が第１端子部３の透明電極層６上に位置して絶縁層１０の切り欠き部１０ｂを通して露出されていてもよい。この後は、実施の形態１と同様に、有機層７、反射電極層８及び封止膜１１を形成すればよい。

なお、補助電極２１は、透明電極層６より導電性の優れた材料、例えばＣｕ、Ａｌ等を用いて形成され、透明電極層６に電気的に接続される。
なお、補助電極２１は、第４のパターンに対応する開口形状を有するマスクを用いて真空蒸着法などの薄膜形成法により形成することができる。あるいは、透明電極層６の全面にスパッタリング法や真空蒸着法などの公知の薄膜形成法により補助電極層を形成した後に、ウエットエッチングまたはドライエッチングなどにより不要部分を除去して第４パターンの補助電極２１を形成することもできる。また、予め透明電極層６と補助電極２１の２層が表面全体に順次積層形成されている透明基板を用いることもできる。

このようにしても、上述の実施の形態１と同様に、第１端子部３及び第２端子部４を含む有機ＥＬ装置を容易に製造することができる。
加えて、この実施の形態２では、透明電極層６上に補助電極２１が形成されるため、透明電極層６の面内方向の電圧降下に起因した輝度ムラを軽減することができる。

なお、上述の実施の形態１及び２では、塗布法により透明電極層６の全面に絶縁層を形成し、次いで、露光及び現像を行うことで第１のパターンの絶縁層１０を形成していたが、絶縁層１０の材料によっては、第１のパターンに対応する開口形状を有するマスクを用いて、スパッタリング法や真空蒸着法などの公知の薄膜形成法により第１のパターンの絶縁層１０を形成することができる。

第３のパターンの封止膜１１は、マスクを用いて形成する代わりに、印刷法を用いて、あらかじめ第３のパターンが形成された封止膜１１を印刷することにより形成することもできる。
さらに、第１端子部３及び第２端子部４にそれぞれマスキングテープを配置した状態で透明基板５上の透明電極層６、絶縁層１０、有機層７及び反射電極層８の全体を覆う封止膜をプラズマＣＶＤ法などにより形成した後に、第１端子部３及び第２端子部４上のマスキングテープを剥離することによっても第３のパターンの封止膜１１を得ることができる。
また、透明基板５上の透明電極層６、絶縁層１０、有機層７及び反射電極層８の全体を覆う封止膜をプラズマＣＶＤ法などにより形成した後に、第３のパターンを有するソルダーレジストを、印刷法や公知のリソグラフィー技術等を用いることにより該封止膜上に設け、該ソルダーレジストをマスクとしてドライエッチングを行うことにより第３のパターンの封止膜１１を形成することもできる。この場合、ソルダーレジストは剥離されずに、有機ＥＬ装置を物理的ダメージから保護する機能を有する。

なお、上述の実施の形態１及び２において、透明電極層６は透明基板５の表面全体にわたって形成されていたが、透明基板５の周縁部を除いたパターン等、所定のパターンを有する透明電極層６を形成してもよい。

また、反射電極層８は、互いに積層形成される複数の導電層から形成してもよく、このとき、各層の材質を適宜選択して導電性及び反射性の双方に優れた反射電極層８を形成することができる。また、有機層７とは反対側の面に位置する層をイオン化傾向の小さい材質から形成すれば、例えばＯ_２ガスを用いた反応性イオンエッチングにより有機層７を除去する際に、反射電極層８の酸化を抑制することができる。

また、実施の形態１及び２では、透明基板５上に透明電極層６、有機層７及び反射電極層８が順次積層され、有機層７で発した光が透明電極層６及び透明基板５を透過して出射されるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置について説明したが、これに限るものではなく、この発明の製造方法は、基板上に第１電極層としての反射電極層、有機層、及び第２電極層としての透明電極層が順次積層されて有機層で発した光が基板とは反対側の透明電極層を透過して出射されるトップエミッション型の有機ＥＬ装置にも適用される。この場合、透明電極層の上に封止膜が形成されるが、この封止膜は取り出す光に対して透明または半透明の材料から形成する必要がある。

この発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置を示す平面図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 この発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の製造方法に用いられる透明基板を示す平面図である。 実施の形態１における透明電極層の形成工程を示す平面図である。 実施の形態１における絶縁層の形成工程を示す平面図である。 実施の形態１における有機層の形成工程を示す平面図である。 実施の形態１における反射電極層の形成工程を示す平面図である。 実施の形態１における第１端子部の露出工程を示す平面図である。 実施の形態１における封止膜の形成工程を示す平面図である。 実施の形態２における補助電極の形成工程を示す平面図である。 実施の形態２における絶縁層の形成工程を示す平面図である。

符号の説明

３ 第１端子部、４ 第２端子部、５ 透明基板、６ 透明電極層、７ 有機層、８ 反射電極層、１０ 絶縁層、１０ａ 開口部、１０ｂ 切り欠き部、１１ 封止膜、２１ 補助電極、Ｒ 発光領域。

Claims (11)

1. 発光領域と第１端子部及び第２端子部とを有する有機ＥＬ装置の製造方法において、
   第１電極層が形成された基板を準備し、
   前記第２端子部を含み且つ前記発光領域と前記第１端子部を除く第１のパターンの絶縁層を前記第１電極層の上に形成し、
   前記第１電極層と前記絶縁層が形成された側の前記基板の全面にわたって有機層を形成し、
   前記発光領域と前記第２端子部を含み且つ前記第１端子部を除く第２のパターンの第２電極層を前記有機層の上に形成し、
   前記第２電極層が形成されていない領域の前記有機層を除去して前記第１端子部の前記第１電極層を露出させ、
   前記発光領域を含み且つ前記第１端子部と前記第２端子部を除く第３のパターンの封止膜を前記第２電極層の上に形成する
   ことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
2. 前記絶縁層を形成する前に前記第１電極層上に補助電極を形成し、その後、前記第１電極層及び前記補助電極が形成された基板上に、前記補助電極の少なくとも一部を覆うように前記絶縁層を形成する請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
3. 前記第１のパターンに対応したマスクを用いて前記第１のパターンの絶縁層を形成する請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
4. 前記基板の全面にわたって前記絶縁層を形成した後、前記第１端子部及び前記発光領域に形成された前記絶縁層を除去することにより前記第１のパターンの絶縁層を形成する請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
5. 前記第２のパターンに対応したマスクを用いて前記第２のパターンの第２電極層を形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
6. 複数の導電層を積層形成することにより前記第２電極層を形成する請求項５に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
7. 前記第３のパターンに対応したマスクを用いて前記第３のパターンの封止膜を形成する請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
8. 前記第１端子部及び前記第２端子部にマスキングテープを配置した状態で前記基板の全面にわたって封止膜を形成した後、前記マスキングテープを剥離することにより前記第３のパターンの封止膜を形成する請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
9. 基板上に第１電極層と有機層と第２電極層と封止膜が順次積層され且つ発光領域と第１端子部及び第２端子部とを有する有機ＥＬ装置において、
   前記第２端子部を含み且つ前記発光領域と前記第１端子部を除く第１のパターンの絶縁層が前記第１電極層と前記有機層との間に形成され、
   前記発光領域には、前記基板上に前記第１電極層、前記有機層、前記第２電極層及び前記封止膜が順次積層されており、
   前記第１端子部は、前記基板上に前記第１電極層が形成されて前記第１電極層が露出する構造を有し、
   前記第２端子部は、前記基板上に前記第１電極層、前記絶縁層、前記有機層、前記第２電極層が順次形成されて前記第２電極層が露出する構造を有する
   ことを特徴とする有機ＥＬ装置。
10. 前記基板は透明基板からなると共に前記第１電極層は透明電極層からなり、前記透明基板の前記透明電極層とは反対側の面を光の出射面とする請求項９に記載の有機ＥＬ装置。
11. 前記第２電極層は、前記発光領域と前記第２端子部を含み且つ前記第１端子部を除く第２のパターンを有し、
    前記封止膜は、前記発光領域を含み且つ前記第１端子部と前記第２端子部を除く第３のパターンを有する請求項９または１０に記載の有機ＥＬ装置。

Images