(57)【要約】【課題】  剥がれやクラックの発生を抑制した補助電極を有する有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。【解決手段】  絶縁基板１１の表面に溝１１ａを形成する工程と、絶縁基板１１の表面に導電ペーストを塗布し、溝１１ａ内に導電ペーストを埋める工程と、絶縁基板１１を焼成することにより、その表面が絶縁基板１１の表面と実質的に同一平面となる補助電極１２を形成する工程と、補助電極１２の上に第１電極１３ａを形成する工程と、第１電極１３ａの上に有機層１３ｂを形成する工程と、有機層１３ｂの上に第２電極１３ｃを形成する工程と、を具備する。【選択図】  図１
2010176868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の表面に溝を形成する工程と、
前記絶縁基板の表面に導電ペーストを塗布し、前記溝内に前記導電ペーストを埋める工程と、
前記絶縁基板を焼成することにより、その表面が前記絶縁基板の表面と実質的に同一平面となる補助電極を形成する工程と、
前記補助電極の上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に有機層を形成する工程と、
前記有機層の上に第２電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
表面に溝が形成された絶縁基板と、
前記溝内にその表面が前記絶縁基板の表面と実質的に同一平面となるように形成された、表面粗さＲａが１０ｎｍ以下である補助電極と、
前記絶縁基板および前記補助電極の上に形成された第１電極と、
前記第１電極の上に形成された有機層と、
前記有機層の上に形成された第２電極と、を具備することを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビなどのバックライト光源や照明に用いられる有機ＥＬ
（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）素子の製造方法および有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大面積を有する有機ＥＬ素子が知られているが、有機ＥＬ素子に用いられている透明電極はシート抵抗が高いため、電圧降下によって有機ＥＬ素子の中央と端部とで輝度が大きく異なり、結果均斉度などの発光特性が低下する。この現象を回避するために、例えば、特開２００３−１０８０２９公報（以下、特許文献１）のように、有機ＥＬ素子の基板に溝を形成し、スパッタリング法により溝に補助電極を形成する試みがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０８０２９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の製造方法では、補助電極を有する有機ＥＬ素子を製作するのが困難であることが判明した。これは、スパッタリング法でマイクロメートル単位の膜厚を有する補助電極を製作するためには多数の時間がかかるためである。また、スパッタリング法で補助電極を製作した有機ＥＬ素子は内部応力が強くなり、素子の剥がれやクラックが発生するおそれがあるためである。
【０００５】
本発明の目的は、容易に補助電極を有する有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、絶縁基板の表面に溝を形成する工程と、前記絶縁基板の表面に導電ペーストを塗布し、前記溝内に前記導電ペーストを埋める工程と、前記絶縁基板を焼成することにより、その表面が前記絶縁基板の表面と実質的に同一平面となる補助電極を形成する工程と、前記補助電極の上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極の上に有機層を形成する工程と、前記有機層の上に第２電極を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子は、表面に溝が形成された絶縁基板と、前記溝内にその表面が前記絶縁基板の表面と実質的に同一平面となるように形成された、表面粗さＲａが１０ｎｍ以下である補助電極と、前記絶縁基板および前記補助電極の上に形成された第１電極と、前記第１電極の上に形成された有機層と、前記有機層の上に形成された第２電極とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、容易に補助電極を有する有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。また、容易に補助電極を有する有機ＥＬ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す有機ＥＬ素子の斜視図。
【図２】図１の一点鎖線Ａ−Ａ’の断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の絶縁基板形成工程を示す説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の有機ＥＬ素子の製造工程を示す説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態の有機ＥＬ素子の製造工程を示す説明図。
【図６】本発明の第３の実施の形態の有機ＥＬ素子の製造工程を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態を示した斜視図である。図２は、図１に示す一点鎖線Ａ−Ａ’の断面図である。
【００１１】
有機ＥＬ素子１は、絶縁基板１１の表面に形成された溝１１ａ内に補助電極１２が形成され、この補助電極１２上に有機ＥＬ層１３が形成されている。この補助電極１２は溝１１ａを埋めるように形成され、補助電極１２の表面は絶縁基板１１の表面と実質的に同一平面となるように形成されている。
【００１２】
絶縁基板１１は、格子状に溝１１ａが形成されており、その材料は、例えば、透光性のガラス板である。
【００１３】
補助電極１２は、有機ＥＬ層１３内の後述する第１電極１３ａのシート抵抗値を下げることにより、有機ＥＬ素子１の発光特性を良くする。補助電極１２は、例えば格子状に形成されており、絶縁基板１１に設けられた溝１１ａに導電ペーストを塗布することによって形成される。この導電ペーストとは、例えば金属が７０〜８０ｗｔ％で構成されたペーストで、金属は例えば銀などである。また、導電ペーストは粘度が１００〜２００Ｐａ・ｓであるのが望ましい。粘度が１００Ｐａ・ｓよりも小さいと粘性がないために膜が形成されず、また粘度が２００Ｐａ・ｓよりも大きいと粘性が高すぎて所望の位置に導電ペーストを滴下することができない。
【００１４】
有機ＥＬ層１３は、第１電極１３ａ、有機層１３ｂ、第２電極１３ｃ、封止層１３などからなる。
【００１５】
第１電極１３ａは、後述する有機層１３ｂに正孔を提供する。第１電極１３ａは、透明電極で構成されており、例えばＩＴＯである。第１電極１３ａはスパッタリング法により形成される。また、第１電極１３ａは補助電極１２が形成された絶縁基板１１上に、図２に示すように有機ＥＬ素子１の外部および補助電極１２と電気的に接続されるように形成される。
【００１６】
有機層１３ｂは、第１電極１３ａ、後述する第２電極１３ｃより電界が生じることにより発光する。有機層１３ｂは、有機物を蒸着することで形成され、例えばαＮＰＤ、Ａｌｑ３などの有機物などで構成される。
【００１７】
第２電極１３ｃは、有機層１３ｂに電子を提供する。第２電極１３ｃは導電性であり、有機層１３ｂが発光したときに効率よく光線を放射するために反射する物質が望ましく、例えばアルミニウムなどにより構成される。第２電極１３ｃは真空蒸着法により、有機層１３ｂの上に、図２に示すように有機ＥＬ素子１の外部と電気的に接続されるように形成される。
【００１８】
封止層１３ｄは、第１電極１３ａ、有機層１３ｂ、第２電極１３ｃを外気の水分や酸素の暴露から守り、気密に封止するために設けられる。封止層１３ｄは、例えばガラスやステンレスなどの封止缶により構成される。なお、封止層１３ｄは第１電極１３ａ、第２電極１３ｃが有機ＥＬ素子１の外部と電気的に接続するように構成されるのが望ましい。
【００１９】
ここで、補助電極１２について、さらに詳しく説明する。
【００２０】
補助電極１２の表面粗さＲａは１０ｎｍ以下であることが望ましい。これは、補助電極１２の上に形成される第１電極１３ａ、有機層１３ｂ、第２電極１３ｃの膜厚が１０〜１００ｎｍで形成されるためである。補助電極１２の表面粗さＲａが１０ｎｍよりも大きくなると、第１電極１３ａ、有機層１３ｂ、第２電極１３ｃの膜厚よりも補助電極１２の表面の凹凸が大きくなり、有機層１３ｂから放射され、有機ＥＬ素子１の外部に放出される光の明るさにムラが生じる。
【００２１】
また、補助電極１２は、光を反射する性質を有することが望ましく、具体的には反射率９０％以上であることが望ましい。これは、有機ＥＬ素子１に用いられる材料の光学特性、具体的には光線取り出し効率を向上させるためである。
【００２２】
有機ＥＬ素子１に用いられる材料の内、第１電極１３ａと絶縁基板１１、絶縁基板１１と有機ＥＬ素子１外部とでは屈折率に違いがある。有機層１３ｂから放射される光が第１電極１３ａ、絶縁基板１１と屈折率の異なる物質を通るたびに物質界面での入射角度が大きくなるためである。入射角度が大きくなった光、すなわち、界面に対する角が鋭角となった光は、物質の界面で全反射するため、光が有機ＥＬ素子１内に留まり、有機ＥＬ素子１の外部に光線が取り出せなくなる。その結果、有機ＥＬ素子１の発光効率が低下する。そこで、補助電極１２が光線を反射することで、入射角度が大きい光の入射角度を小さくする、すなわち、光を物質界面に対してより垂直にすることができるため、全反射を抑制することができ、結果有機ＥＬ素子１自体の光線取り出し効率を高めることができる。
【００２３】
補助電極１２の抵抗率は第２電極１２ｃの抵抗率と同等であるのが望ましく、具体的には３μΩ・ｃｍ以下であればよい。その理由は、補助電極１２の抵抗率が第２電極１２ｃの抵抗率と比べて大きいと、補助電極１２内で起電力が発生し、電力ロスとなって有機ＥＬ素子１の発光強度が低下するからである。
【００２４】
ここで、有機ＥＬ素子の形成方法について、図３、４を用いて更に詳しく説明する。図３は絶縁基板１１に溝１１ａを形成する工程を、図４は補助電極１２を有する有機ＥＬ素子１を形成する工程を示す。
【００２５】
図３（ａ）に示す透光性の絶縁基板１１に、図３（ｂ）に示すように、レジスト２を、溝１１ａを形成する面に塗布する。次に、図３（ｃ）に示すように、溝１１ａを形成する位置を幅Ｗで露光することで、露光箇所２ａが形成される。次に、露光箇所２ａを除去したあと、図３（ｄ）に示すようにレジスト２をマスクとしてフッ酸で所望の深さＤだけエッチングし、溝１１ａを形成する。この後レジスト２を除去することで、図３（ｅ）に示すように溝１１ａを有する絶縁基板１１が得られる。ここで、ＤとＷの寸法は、例えば、Ｄ：３〜５μｍ、Ｗ：５０μｍ、である。また、溝１１ａの表面粗さＲａは１μｍ以下であることが望ましい。
【００２６】
溝１１ａを形成した後、溝１１ａを有する絶縁基板１１に、例えばディスペンサーにより溝１１ａの容積と同量の導電ペーストを滴下することで、図４（ａ）に示すように、溝１１ａに導電ペーストを印刷する。この後、絶縁基板１１に例えば超音波を照射させることで溝１１ａに隙間なく導電ペーストを充填し、焼成することで、図４（ｂ）に示すように補助電極１２が形成される。
【００２７】
次に、図４（ｃ）に示すように、第１電極１３ａを補助電極１２と電気的に接続されるよう、スパッタリング法により成膜する。次に、図４（ｄ）に示すように、有機層１３ｂ、次いで図４（ｅ）に示すように、第２電極１３ｃを、図４（ｆ）に示すように、封止膜１３ｄを真空蒸着法により成膜する。これにより、補助電極１２を有する有機ＥＬ素子１が形成される。
【００２８】
ここで、特許文献１には、補助電極を形成する際、スパッタリング法を用いることで補助電極を形成することが記載されている。ところが、特許文献１の製造方法では、マイクロメートル単位の膜厚を有する補助電極を製作するためには多くの時間がかかる。また、スパッタリング法で補助電極を製作したとき、有機ＥＬ素子の内部応力が強くなり、有機ＥＬ素子の剥がれやクラックが発生する。
【００２９】
また、スパッタリング法では基板の溝のみを目標として製膜することができず、基板全体、さらには基板外部にまで補助電極の元となるターゲット材が飛散するため、ターゲット材の使用効率が悪い。また、補助電極形成後に不要となる補助電極が多量に発生し、不要の補助電極を取り除く工程が必要であるため、製造時間が余計にかかる。
【００３０】
また、基板が大型化した場合、スパッタリング法で補助電極を製作するにはより困難となる。なぜならば、基板が大型化した場合に補助電極を製作するスパッタリング装置も大型化しなければならず、スパッタリングを行う処理室の真空度などを維持するための機構が複雑となり、結果ランニングコストが高くなるためである。よって、補助電極を形成するとき、スパッタリング法を用いることは困難である。
【００３１】
しかしながら、上記方法によれば、導電ペーストを塗布することで補助電極１２を形成すると、補助電極１２の寸法は塗布条件を変えることで容易に制御することが可能である。また、導体は粒子として形成されず、溝１１ａの形状に合わせて形成されるため、スパッタリング法により形成される場合と異なり隙間がなくなるため、有機ＥＬ素子内部に発生する補助電極に由来する内部応力を軽減することができる。よって、有機ＥＬ素子の剥がれやクラックの発生を抑制することが可能である。
【００３２】
また、上記方法では基板の溝のみに導電ペーストを塗布することが可能であるため、スパッタリング法に比べて導電ペーストの使用効率が格段によくなる。また、不要となる補助電極がほとんど発生しないため、不要の補助電極を取り除く工程をなくすことができる。
【００３３】
更に、基板が大型化しても、上記方法では容易に対応することが可能である。なぜならば、上記方法では導電ペーストを塗布する機構のみを大型化すればよいため、スパッタリング法のように装置の機構が複雑となることがなく、結果ランニングコストの上昇を抑えることができるためである。
【００３４】
したがって、上記方法では、容易に補助電極を有する有機ＥＬ素子を得ることが可能である。
【００３５】
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す図である。同図においては図１乃至図４に示した構成部分と同一の構成部分には同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態では、図５（ａ）に示すように、例えばディスペンサーにより溝１１ａの容量よりも多量の導電ペーストを滴下し、焼成することで、補助電極１２が形成される。次に、補助電極１２の表面のみを研磨することで、図５（ｂ）に示すように、補助電極１２が形成された絶縁基板１１を得る。以降は第１の実施の形態と同様にして、補助電極１２を有する有機ＥＬ素子１を得ることができる。
【００３７】
従って、本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
また、本実施の形態は、補助電極１２の研磨加工を短時間で実現することが可能である。なぜならば、補助電極１２が形成された絶縁基板１１の表面のみを研磨することで、補助電極１２が形成されていない絶縁基板１１の表面を研磨する必要がないためである。
【００３９】
（第３の実施の形態）
図６は本発明の第３の実施の形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す図である。同図においては図１乃至図４に示した構成部分と同一の構成部分には同一符号で示し、その説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、例えばスクリーン印刷により絶縁基板１１の溝１１ａが形成された面の所望の範囲に多量の導電ペーストを印刷し、焼成することで、補助電極１２が形成される。次に、絶縁基板１１の表面を研磨することで、図６（ｂ）に示すように、補助電極１２が形成された絶縁基板１１を得る。以降は第１の実施の形態と同様にして、補助電極１２を有する有機ＥＬ素子１を得ることができる。
【００４１】
従って、本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、本実施の形態は、あらかじめ絶縁基板１１を形成する工程において、絶縁基板１１の表面を研磨する工程を省略できる。なぜならば、上記のとおり、補助電極１２を研磨するときに、絶縁基板１１もあわせて研磨されるからである。
【００４３】
なお、本発明は上記構成に限定されるものではなく、例えば以下の通りにしてもよい。
【００４４】
絶縁基板１１と補助電極１２の密着度を向上させるため、溝１１ａに例えばパラジウムなどの金属を成膜してもよい。
【００４５】
また、封止膜１３ｄの内部に、乾燥剤を封入してもよい。
【００４６】
また、溝１１ａを有する基板形成工程は上記に限定されない。例えば、切削加工により溝１１ａを形成する基板形成工程としてもよい。
【００４７】
また、溝１１ａのパターンは格子状に限定されず、例えば波線や直線としてもよいし、それらを複数組み合わせた任意の形状でもよい。
【００４８】
また、溝１１ａの形状は限定されず、例えば半楕円形状や多角形状でもよいし、それらを複数組み合わせた任意の形状でもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１      有機ＥＬ素子
１１    絶縁基板
１２    補助電極
１３    有機ＥＬ層
１３ａ  第１電極
１３ｂ  有機層
１３ｃ  第２電極
１３ｄ  封止層
２      レジスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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