(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光画素からなる有機エレクトロルミネセンス素子であって、光透過性の基板の上に配置された光透過性の第１の電極と、前記基板の上及び前記第１の電極上を覆うように形成された被覆層と、この被覆層の上に前記第１の電極と交差する方向に配置されかつ第１の電極よりも上部に突出した逆テーパー断面隔壁とを有し、前記第１の電極の上に有機薄膜と第２の電極とを順に積層してなる有機エレクトロルミネセンス素子であって、前記被覆層をカーボン薄膜としてなることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項２】
前記逆テーパー断面隔壁は、画像反転レジストにより形成可能としてなることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項３】
請求項１，２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンス素子を製造する方法であって、光透過性の基板の上に光透過性の第１の電極を配置するとともに、前記基板の上もしくは前記第１の電極の上の少なくとも一部分を覆うように被覆層を形成する工程と、前記被覆層の上に前記第１の電極と交差する方向に配置され、かつ第１の電極よりも上部に突出した逆テーパー断面隔壁とを形成する工程とを含むことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の表示装置等に用いられる有機エレクトロルミネセンス（以下、「有機ＥＬ素子」と記す）に係り、特に陽極上に有機薄膜を積層してその上に陰極を形成するときのパターニングを簡単かつ確実に行うことを可能とした有機ＥＬ素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子とは、固体蛍光性物質の電界発光を利用した発光デバイスであり、近年これまでの無機系材料を発光体として用いた無機エレクトロルミネセンス素子に代わり、より低電圧でしかも高輝度が得られかつ多色化も容易な有機ＥＬ素子に注目が集まっている。
【０００３】
有機ＥＬ素子の製造は、ガラス基板の表面にたとえば透明導電性膜として知られているＩＴＯ膜を透明の陽極電極として形成し、このＩＴＯ膜の上に有機薄膜を積層し、更にこの有機薄膜の上にはＩＴＯ膜の陽極電極と対をなす陰極を金属蒸着によって形成するというのが、その基本である。そして、近来では、蒸着法による陰極の形成に際して、陰極どうしの互いの絶縁性を高めると同時に、陽極側として形成されたＩＴＯ膜との間の短絡を防止するため、有機薄膜及び陰極の積層体どうしの間に形成する電気絶縁性の隔壁の上端をＴ字状の縦断面形状としたオーバーハング部を形成するプロセスを含む製造方法が採用されるようになった。
【０００４】
このオーバーハング部を製造工程中で形成する有機ＥＬ素子の製造方法としては、たとえば特開平８−３１５９８１号公報に記載のもの等が既に知られており、中でも最も簡単な形成法としてレジストによる逆テーパー断面の隔壁を形成することが知られている。ここで、このレジスト法による従来の製造方法を示す図４によりその製造方法を説明する。
【０００５】
図４の（ａ）において、ガラス基板５１の上に先に述べた透明導電性のＩＴＯを用いてパターニング工程により透明電極５２を陽極として予め形成したものを準備する。この透明電極５２は互いに平行な関係としてガラス基板５１の上に複数の条として一様な厚さで形成されたものである。そして、同図（ｂ）において、たとえばネガ型レジスト５３をガラス基板５１及び透明電極５２上にスピンコート法等により成膜し、同図（ｃ）のように、透明電極５２の配列方向と直交する方向にパターニングされたフォトマスク５４を介して露光する。最後にウエットエッチングにより、同図（ｄ）に示すように、ネガ型レジスト５３の上部が下部よりも大きな逆テーパー断面隔壁５５が形成される。
【０００６】
このような逆テーパー断面隔壁５５を形成した後に、透明電極５２の上面に有機薄膜（図示せず）を形成し、更にこの有機薄膜の上に陰極（図示せず）を蒸着法によって形成する。そして、この陰極の蒸着工程では、金属蒸気をガラス基板５１に対して上方から入射させることにより、逆テーパー断面隔壁５５の上部と下部で陰極は分断され、これによって隣り合う陰極間の導通を防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ガラス基板５１と透明電極５２とは、それぞれの光反射率が異なるほか、ネガ型レジスト５３に対する密着性も異なる。したがって、先に説明した製造方法では、ガラス基板５１及び透明電極５２の上に跨る逆テーパー断面隔壁５５を形成するとき、露光や現像等の条件が大幅に限定されてしまう。その結果、製造した最終製品としての有機ＥＬ素子の信頼性、歩留まりが大きく低下することになる。
【０００８】
また、製造に際して使用するフォトレジストも、ＩＴＯに比べるとレジストとの付着力が弱いガラスに対しても接着する付着力の強いものしか選択できず、これにより現像後の発光面へのレジスト残り等を伴う。このため、製造した有機ＥＬ素子の性能や信頼性を損ねてしまう恐れがある。さらに、現像液として使用した有機溶剤の残留により、有機層の劣化を招いてしまい、同様に有機ＥＬ素子の信頼性を損ねる恐れもある。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するものであり、有機ＥＬ素子の製造においてガラス基板や透明電極等の異種素材の表面上に短絡防止用の逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成する有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の発光画素からなる有機ＥＬ素子であって、光透過性の基板の上に配置された光透過性の第１の電極と、前記基板の上もしくは前記第１の電極上の少なくとも一部分を覆うように形成された被覆層と、この被覆層の上に前記第１の電極と交差する方向に配置されかつ第１の電極よりも上部に突出した逆テーパー断面隔壁とを有し、前記第１の電極の上に有機薄膜と第２の電極とを順に積層してなることを特徴とする。
【００１１】
このような構成であれば、逆テーパー断面隔壁の形成は異種材料上であっても被覆層によりほぼ単一の表面として取り扱うことが可能となり、逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成することができ、有機ＥＬ素子の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、光透過性の基板の上に光透過性の第１の電極を配置するとともに、前記基板の上もしくは前記第１の電極の上の少なくとも一部分を覆うように被覆層を形成する工程と、前記被覆層の上に前記第１の電極と交差する方向に配置され、かつ第１の電極よりも上部に突出した逆テーパー断面隔壁とを形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
このような製造方法であれば、逆テーパー断面隔壁の形成は同一の被覆層上で行うことになるので、反射率や密着性等の違いによる逆テーパー断面隔壁形成条件の制限が小さくなり、逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本願の請求項１に記載の発明は、複数の発光画素からなる有機ＥＬ素子であって、光透過性の基板の上に配置された光透過性の第１の電極と、前記基板の上もしくは前記第１の電極上の少なくとも一部分を覆うように形成された被覆層と、この被覆層の上に前記第１の電極と交差する方向に配置されかつ第１の電極よりも上部に突出した逆テーパー断面隔壁とを有し、前記第１の電極の上に有機薄膜と第２の電極とを順に積層してなるものであり、光透過性の基板及び光透過性の第１の電極等の異種表面上を被覆層で覆うことにより、光反射率やレジストとの密着性等をそろえることができ、逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成することが可能となり、信頼性の高い有機ＥＬ素子が得られるという作用を有する。
【００１５】
本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、被覆層をカーボン薄膜としてなるものであり、光透過性の基板及び光透過性の第の１電極等の異種表面上をカーボン薄膜で覆うことにより、逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成することが可能となるとともに、たとえば特開平８−３１５７３号公報に記載の構成のものと同様に、駆動電圧の低電圧化及び未発光部のない均一発光を得ることができるという作用を有する。
【００１６】
本願の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記逆テーパー断面隔壁は、画像反転レジストにより形成可能としてなるものであり、有機溶剤を使用することなく隔壁の形成が可能であるため、溶剤残りによる有機層の劣化を防止することができるとともに、生産コストを抑えることができるという作用を有する。
【００１７】
本願の請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子を製造する方法であって、光透過性の基板の上に光透過性の第１の電極を配置するとともに、前記基板の上もしくは前記第１の電極の上の少なくとも一部分を覆うように被覆層を形成する工程と、前記被覆層の上に前記第１の電極と交差する方向に配置され、かつ第１の電極よりも上部に突出した逆テーパー断面隔壁とを形成する工程とを含むものであり、光透過性の基板及び光透過性の第１の電極等の異種表面上であっても、その上部を被覆層により覆うことで光透過性の基板と光透過性の第１の基板の光反射率や密着性等を同じにすることができ、逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成することができるという作用を有する。
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施の形態における有機ＥＬ素子の製造方法であって逆テーパー断面隔壁を形成するまでの行程を順に示す要部の概略断面図、図２は最終製品の要部を示す概略断面図である。
【００１９】
図１において、本発明の製造方法においても従来例と同様に、同図の（ａ）に示すように、ＩＴＯを利用してスパッタリング法により透明電極２を本実施の形態における第１の電極として、予めガラス基板１の上に形成したものを準備する。この透明電極２はガラス基板１上に例えば５〜３０μｍ程度の一定の間隔をおいて互いに平行となる関係として複数条形成させるものであり、その幅寸法は画素数に応じて異なるが、ディスプレイとしては３００μｍ以下程度である。
【００２０】
次いで、ガラス基板１を洗剤（たとえば商品名「セミコクリーン」  フルウチ化学社製）で５分間超音波洗浄した後、純水で１０分時間超音波洗浄し、さらにアンモニア過酸化水素溶液（アンモニア：過酸化水素：水＝１：１：５［体積比］）で５分間超音波洗浄する。この後、７０℃の純水で５分間超音波洗浄を行い、窒素ブロアーによって水分を飛ばして除去し、最後に２５０℃の温度で加熱し乾燥させる。そして、逆テーパー断面隔壁の形成前に予め被覆層３をスパッタリング法によって成膜する。この被覆層３はガラス基板１及び第１電極すなわち透明電極２の全面を覆うように形成され、その膜厚は０．０１〜１μｍ程度である。なお、本実施の形態では被覆層３としてはカーボン層を用い、このカーボン層は電気抵抗値を制御するためにＮ2：Ａｒ＝１：１の混合ガス雰囲気下で成膜するものとする。
【００２１】
カーボンの被覆層３の形成の後に、同図の（ｂ）に示すように、フォトレジスト４をスピンコートにより１〜５μｍ程度成膜し、さらに同図の（ｃ）のように、透明電極２の配列方向と直交する向きとなるようなフォトマスク５を介して露光する。最後に現像することによって、同図の（ｄ）に示すように、お互いに平行な間隔をおいて複数条として形成された逆テーパー断面隔壁６を得ることができる。これらの逆テーパー断面隔壁６の各条どうしの間隔は１００〜３００μｍ程度であって、それぞれの上端部分の幅寸法は１０〜５０μｍ程度である。
【００２２】
なお、フォトレジスト４としては通常ネガ型のものが使用されるが、逆テーパー断面隔壁６が形成できるものであれば、どの様なものであってもよい。たとえば、現像に有機溶剤を必要としない画像反転レジスト、たとえば「ＡＺ５２１４」（商品名  ヘキスト社製）を用いるようにすると、発光面へのレジスト残り及び有機ＥＬ素子形成後の有機層の劣化の防止が可能である。
【００２３】
ここで、有機ＥＬ素子の製造では、陽極として設ける透明電極２が、その上部に金属蒸着によって形成される陰極と短絡しないことと、各有機薄膜７に対応する各陰極どうしが電気的に絶縁されたものとなることが不可欠である。
【００２４】
前者については、図２に示すように、たとえば被覆層３の上面に有機薄膜７を形成するときにガラス基板１を回転しながら成膜することや、成膜中にＡｒガス等の不活性ガスを入れて平均自由工程（ｍｅａｎ  ｆｒｅｅ  ｐａｔｈ）を短くして有機薄膜７をランダムに被覆層３に付着させることで対応できる。これにより、有機薄膜７の上面に形成する第２の電極としての陰極８と比べると、逆テーパー断面隔壁６の近くまで有機薄膜７のほうを成膜できるので、陰極８と透明電極２との短絡を防ぐことができる。
【００２５】
また、後者についても、図２に示すように絶縁性のレジスト隔壁が逆テーパー断面隔壁６となっているため、この逆テーパー断面隔壁６の上部と下部で陰極８が分断され、各陰極８どうしの絶縁を保つことができる。なお、絶縁を確実にするために、逆テーパー断面隔壁６の高さは有機薄膜７と陰極８とによって構成される有機ＥＬ素子部９よりも高くすることが望ましい。
【００２６】
以上のような製造上で留意すべきことを実行しながら、逆テーパー断面隔壁６を形成した後には、透明電極２上であって逆テーパー断面隔壁６によって区画された部分にそれぞれ有機薄膜７を形成する。そして、抵抗加熱により陰極材料を蒸着させると有機薄膜７の上部には陰極８が形成され、同時に逆テーパー断面隔壁６の上部にも有機薄膜７及び蒸着金属１０が付着する。このような金属蒸着により、陰極８どうしは逆テーパー断面隔壁６によって確実に分断されるとともに、陰極８と透明電極２との間の短絡も防止される。
【００２７】
図３は製造された有機ＥＬ素子の概要を示す斜視図である。
図３において、格子状に配列されたパターンを呈する透明電極２と逆テーパー断面隔壁６のそれぞれの格子に有機薄膜７と陰極８が位置し、この部分に対応するガラス基板１の底面部分が光取り出し面となる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明では、光透過性の基板及び光透過性の第１の電極等の異種表面上を被覆層で覆うことにより、反射率や接着性等を揃えることができるため、レジストにより逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成することが可能となり、信頼性の高い有機ＥＬ素子が得られる。
【００２９】
請求項２の発明では、被覆層としてカーボン薄膜を用いることにより逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成することが可能となるとともに、光透過性第１電極と有機薄膜との密着性が向上することから、駆動電圧の低電圧化及び未発光部のない均一発光を得ることができる。
【００３０】
請求項３の発明では、逆テーパー断面隔壁を画像反転レジストにより形成することにより、有機溶剤を使用することなく隔壁の形成が可能であるため、溶剤残りによる有機層の劣化を防止することができるとともに、生産コストを抑えることができる。
【００３１】
請求項４の発明では、光透過性の基板及び光透過性の第１電極等の異種表面上であっても反射率や接着性等を同じにすることができ、逆テーパー断面隔壁を簡単かつ安定して形成することができるため製品の歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における有機ＥＬ素子の製造方法であって逆テーパー断面隔壁を形成するまでの行程を順に示す要部の概略断面図
【図２】最終製品の要部を示す概略断面図
【図３】製造された有機ＥＬ素子の概要を示す斜視図
【図４】レジスト法による従来の製造方法を示す図
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  透明電極（第１の電極）
３  被覆層
４  フォトレジスト
５  フォトマスク
６  逆テーパー断面隔壁
７  有機薄膜
８  陰極（第２の電極）
９  有機ＥＬ素子部
１０  蒸着金属
５１  ガラス基板
５２  透明電極
５３  ネガ型レジスト
５４  フォトマスク
５５  逆テーパー断面隔壁
【図１】
0003663876.tif 000002
【図２】
0003663876.tif 000003
【図３】
0003663876.tif 000004
【図４】
0003663876.tif 000005