(57)【要約】【課題】ＣＶＤ法による封止膜のパターニング精度及び膜厚均一性の向上を図ることができる封止膜の形成方法を提供することを課題とする。【解決手段】基板１の下面１ａ上に配置されるメタルマスク２は、０．５ｍｍ程度の板厚を有するマスク本体部４を有すると共に開口の周縁部に位置する開口エッジ部５がマスク本体部４の板厚よりも薄く形成されている。メタルマスク２は、一対の主面のうち第１の主面２ａが基板１の表面に当接される一方、第２の主面２ｂの開口エッジ部５が切り欠かれることによりマスク本体部４と開口エッジ部５との間には段差が設けられている。封止膜の形成時には、まず基板１の下面１ａ上にメタルマスク２を配置し、次にメタルマスク２の開口を介してプラズマＣＶＤ法により基板１上の第１電極６、発光層７及び第２電極８を覆うように封止膜９を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１電極を形成する工程と、該第１電極上に発光層を形成する工程と、該発光層上に第２電極を形成する工程と、該第２電極上に封止膜を形成する工程とを含むエレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記封止膜を形成する工程において、前記封止膜の成膜領域を規定する開口部を備えたマスクが前記基板に接した状態でＣＶＤ法により前記第１電極、前記発光層及び前記第２電極を覆うように前記封止膜を形成し、
前記マスクは、０．１ｍｍから１０ｍｍの板厚を有するマスク本体部と、該マスク本体部の板厚よりも薄く形成された開口エッジ部とを有し、
前記開口エッジ部が前記基板と接するように配置されている
ことを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
前記マスクの開口エッジ部は、該マスクの前記基板に対向する面とは反対側の面を切り欠くことにより前記マスク本体部の板厚よりも薄く形成されている請求項１に記載のエレクトロルミネセンス素子の製造方法。
【請求項３】
前記マスクの開口エッジ部は、前記マスク本体部に対して階段状の段差を生じるような断面形状を有する請求項２に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項４】
前記マスクの開口エッジ部は、前記マスク本体部に対して１段の段差を生じ、前記マスク本体部と前記開口エッジ部との板厚差ΔＴに対する前記開口エッジ部の幅Ｗの比率Ｗ／ΔＴが０．５〜１０である請求項３に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
前記マスクの開口エッジ部は、エッジ先端部に向かうほどその板厚が薄くなる請求項２に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項６】
前記マスクの開口エッジ部は、テーパー状の断面形状を有する請求項５に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項７】
前記マスクの開口エッジ部は、前記基板とは反対の方向へ凸状に突出した断面形状を有する請求項５に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項８】
前記マスクの開口エッジ部は、前記基板の方向へ凹状に窪んだ断面形状を有する請求項５に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項９】
前記マスクは、補強部材により支持された状態で用いられる請求項１〜８のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１０】
前記補強部材は、前記マスク本体部に対応して配置されるリブを有する請求項９に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、蒸着法によるエレクトロルミネッセンス素子の形成に用いられるメタルマスクが開示されている。このメタルマスクは、０．０７ｍｍ程度の薄い板厚を有すると共に所定の開口パターンが形成されており、その開口エッジ部に段差を有している。基板の下面上にこのメタルマスクを配置し、メタルマスクの下方に配置された蒸着源からメタルマスクの開口を通して蒸着することにより、微細パターンを有するエレクトロルミネッセンス素子が形成される。このような蒸着法では、一般に、マグネット吸着によりメタルマスクを基板の表面上に吸着させてメタルマスクの撓みを防止している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３７０７２号公報
【０００４】
近年、ＣＶＤ法により窒化珪素等からなる封止膜をエレクトロルミネッセンス素子の表面に形成する際に、エレクトロルミネッセンス素子の電極の取出し部分等を覆うために上述のようなマスクを用いて封止膜を形成することが行われているが、ＣＶＤ法ではマグネット吸着を使用できないため、上述の特許文献１のような薄いマスクを用いると、マスクが撓んでしまい、封止膜を所定のパターンに精度よく形成することができないという不具合が生じる。
【０００５】
これに対し、マスクの板厚を厚くして剛性を向上させることによりマスクの撓みを防止しようとすると、板厚が厚くなったために、メタルマスクの開口エッジ部の影響により開口エッジ部近傍に形成される封止膜の膜厚が薄くなり、膜厚の均一性が低下してしまう。このように膜厚が均一でないと、その膜厚差により膜の応力が集中する部分が発生してその部分のバリア性が低下し、そこからエレクトロルミネッセンス素子内に水分及びガスが浸入して発光層が劣化することにより非発光部が成長し、時間の経過に伴って非発光部が発光層の全面に拡がって画質の劣化や輝度の低下、寿命の短縮化などを招くこととなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、ＣＶＤ法による封止膜のパターニング精度及び膜厚均一性の向上を図ることができるエレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るエレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、基板上に第１電極を形成する工程と、第１電極上に発光層を形成する工程と、発光層上に第２電極を形成する工程と、第２電極上に封止膜を形成する工程とを含むエレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、封止膜を形成する工程において、封止膜の成膜領域を規定する開口部を備えたマスクが基板に接した状態でＣＶＤ法により第１電極、発光層及び第２電極を覆うように封止膜を形成する。ここで、マスクは、０．１ｍｍから１０ｍｍの板厚を有するマスク本体部と、マスク本体部の板厚よりも薄く形成された開口エッジ部とを有し、開口エッジ部が基板と接するように配置されていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
封止膜形成工程時には、まず基板の表面上にマスクの開口エッジ部が接するようにマスクを配置し、次にマスクの開口を介してＣＶＤ法により基板上の第１電極、発光層及び第２電極を覆うように封止膜を形成し、これにより封止を行う。マスクの開口の周縁部に位置する開口エッジ部はマスク本体部の板厚よりも薄く形成されているため、封止膜の膜厚への開口エッジ部の影響が軽減され、これにより封止膜の膜厚の均一性を向上させることができる。
【０００８】
マスクの開口エッジ部は、マスクの基板に対向する面とは反対側の面を切り欠くことによりマスク本体部の板厚よりも薄く形成されていることが好ましい。
マスクの開口エッジ部は、マスク本体部に対して階段状の段差を生じるような断面形状に形成することができる。例えば、開口エッジ部がマスク本体部に対して１段の段差を生じるように形成することができ、このときマスク本体部と開口エッジ部との板厚差ΔＴに対する開口エッジ部の幅Ｗの比率Ｗ／ΔＴが０．５〜１０であることが好ましい。
【０００９】
また、マスクの開口エッジ部は、エッジ先端部に向かうほどその板厚が薄くなるように形成することができる。例えば、開口エッジ部は、テーパー状の断面形状を有する、または基板とは反対の方向へ凸状に突出した断面形状を有する、または基板の方向へ凹状に窪んだ断面形状を有するように形成することができる。
マスクは、補強部材により支持された状態で用いられることが好ましい。その場合、補強部材はマスク本体部に対応して配置されるリブを有することがより好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ＣＶＤ法による封止膜のパターニング精度及び膜厚均一性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
図１を参照して、この発明の実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、適宜、有機ＥＬ素子と称する。）の製造方法を説明する。基板１の下面１ａ上にメタルマスク２が配置されており、メタルマスク２には図２に示されるような封止膜の成膜領域を規定する開口部３が貫通形成されている。メタルマスク２は、０．５ｍｍ程度の板厚を有するマスク本体部４を有すると共に、開口部３の周縁部に位置する開口エッジ部５がマスク本体部４の板厚よりも薄く形成されている。
【００１２】
また、メタルマスク２は、一対の主面のうち第１の主面２ａが基板１の表面に接するように配置される。即ち、メタルマスク２の開口エッジ部５が基板１の表面に接するように配置されている。一方、メタルマスク２の第２の主面２ｂにおける開口エッジ部５が断面矩形状に切り欠かれてマスク本体部４よりも板厚ΔＴだけ薄く形成されており、マスク本体部４と開口エッジ部５との間には段差が設けられている。
【００１３】
なお、開口エッジ部５は、その幅Ｗがマスク本体部４と開口エッジ部５の板厚差ΔＴに対して比率Ｗ／ΔＴ＝０．５〜１０となるように形成されることが好ましい。また、メタルマスク２は、インバー、コバール及びＳＵＳ４３０等から形成することができる。また、開口エッジ部５はマスク本体部４に対して上述のように１段の段差を生じる代わりに、複数段の段差を階段状に生じるように形成してもよい。
また、基板１の下面１ａ上には第１電極６、発光層７及び第２電極８が形成されており、メタルマスク２が基板１の下面１ａ上の所定の位置に配置されることで、発光層７の発光領域がメタルマスク２の開口部３内に位置して露出する一方、第１電極及び第２電極の電極取出し部等（図示せず）がメタルマスク２のマスク本体部４または開口エッジ部５により覆われるように構成されている。
【００１４】
次に、有機ＥＬ素子の製造工程を説明する。
まず、第１電極６としてのＩＴＯ付きの基板１の上にＡｌｑなどの有機物からなる発光層７を公知の薄膜形成法を用いて形成する。発光層７としては、単一の層でもよく、また複数の層から構成されるものでもよい。なお、ここで発光層とは、単に光を発する層のみを意味するものではなく、例えば、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層等の組み合わせも含むものとする。
第１電極６上に発光層７を積層した後、発光層７の上に第２電極８としてのＡｌなどの金属又は金属合金などを発光層７と同様に真空蒸着法などの公知の薄膜形成法を用いて形成する。
次に、第１電極６、発光層７及び第２電極８を覆うように封止膜９を形成する封止膜形成工程を行う。封止膜９の形成時には、まず基板１の下面１ａ上にメタルマスク２を配置する。メタルマスク２の開口部３を介してプラズマＣＶＤ法により基板１上の第１電極６、発光層７及び第２電極８を覆うように封止膜９を形成し、これにより第１電極６、発光層７及び第２電極８が封止される。ここで、メタルマスク２のマスク本体部４は０．５ｍｍ程度の板厚を有するため、従来の薄い板厚を有するマスクに比べて剛性が向上され撓みが防止される。そのため、封止膜９を所望のパターンに精度よく形成することができる。
封止膜９としては、酸化窒素、酸化珪素、酸窒化珪素などを用いることができる。
【００１５】
また、メタルマスク２の開口エッジ部５はマスク本体部４の板厚よりも薄く形成されているため、封止膜９の膜厚への開口エッジ部５の影響が軽減され、これにより封止膜９の膜厚の均一性を向上させることができる。その結果、膜厚差による膜の応力集中が低減され、これにより水分やガスに対して優れたバリア性を確保することができ、水分やガスの有機ＥＬ素子内への浸入に起因した非発光部の発生による画質の劣化や輝度の低下、寿命の短縮化等の不具合を防止することができる。
なお、薄い板厚に形成されるのは開口エッジ部５のみであるので、メタルマスク２全体として優れた強度を保持することができる。
【００１６】
なお、上述の実施の形態では、開口エッジ部５がほぼ一定の板厚を有すると共にマスク本体部４に対して段差を生じるような断面形状を有していたが、その代わりに、開口エッジ部５の板厚がエッジ先端部に向かうほどその板厚が薄くなるように形成しても、上述の実施の形態と同様の効果が得られる。例えば、開口エッジ部５が、図３に示すようにテーパー状の断面形状を有する、または図４に示すように基板１とは反対の方向へ凸状に突出した断面形状を有する、または図５に示すように基板１の方向へ凹状に窪んだ断面形状を有するように形成することができる。
【００１７】
また、図３に示されるように開口エッジ部５がテーパー状の断面形状を有するものの変形例として、開口エッジ部５が図６（ａ）に示すエッジ先端部、図６（ｂ）に示すエッジ基端部、図６（ｃ）に示すエッジ先端部及び基端部の双方にそれぞれ段差を有するように形成することもできる。なお、開口エッジ部５が図４または図５の断面形状を有するものについても、そのエッジ先端部及び基端部の少なくとも一方に段差を有するように形成することもできる。
【００１８】
また、メタルマスク２を、図７に示されるように、メタルマスク２の周縁部を保持するマスクフレーム１０と、マスク本体部４に対応して配置され且つこのマスク本体部４を保持するリブ１１とを有する補強部材を用いて基板１の下面１ａに向かって支持すれば、メタルマスク２の撓みを確実に防止することができる。
【００１９】
なお、上述の実施の形態では、メタルマスク２のマスク本体部４は０．５ｍｍ程度の板厚を有していたが、これに限定されるものではなく、マスク本体部４が０．１ｍｍから１０ｍｍの板厚を有するものであればよい。特に、マスク本体部４が０．１〜１ｍｍ程度の板厚を有することが好ましい。
また、メタルマスク２の代わりに、セラミック等のメタル以外の材質から形成されたマスクを用いても、上述の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００２０】
なお、上述の実施の形態では、メタルマスク２の第１の主面２ａが基板１の下面１ａに対向するように配置し、基板１の下面１ａに形成された第１電極６、発光層７及び第２電極８を覆うようにメタルマスク２の開口を通して封止膜９を形成する、いわゆるデポアップ方式の形成方法について説明したが、これに限るものではなく、この発明は、メタルマスク２の第１の主面２ａが基板１の上面に対向するように配置し、基板１の上面に形成された図示されない第１電極、発光層及び第２電極を覆うようにメタルマスク２の開口を通して封止膜９を形成する、いわゆるデポダウン方式の形成方法にも適用される。
【００２１】
また、上述の実施の形態では、プラズマＣＶＤ法により封止膜９を形成していたが、その代わりに、熱ＣＶＤ法等の他のＣＶＤ法を用いることもできる。
【００２２】
また、上述の実施の形態では、有機ＥＬ素子の製造方法を示したが、これに限らず、無機ＥＬ素子であってもよい。
【００２３】
また、上述の実施の形態では、第１電極６がＩＴＯを使用し、第２電極８がＡｌなどの金属又は金属合金を使用していたが第１電極６がＡｌなどの金属又は金属合金を使用し、第２電極８がＩＴＯなどの透明な電極を用いてもよい。当然、第１電極６及び第２電極８がそれぞれＩＴＯなどの透明な電極を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態に係るエレクトロルミネッセンスの製造方法を示す図である。
【図２】実施の形態で用いられたメタルマスクを示す平面図である。
【図３】他の実施の形態で用いられたメタルマスクの開口エッジ部近傍の構造を示す部分断面図である。
【図４】他の実施の形態で用いられたメタルマスクの開口エッジ部近傍の構造を示す部分断面図である。
【図５】他の実施の形態で用いられたメタルマスクの開口エッジ部近傍の構造を示す部分断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図３のメタルマスクの変形例における開口エッジ部近傍の構造を示す部分断面図である。
【図７】メタルマスクの補強部材を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  基板、１ａ  下面、２  メタルマスク、２ａ  第１の主面、２ｂ  第２の主面、３  開口、４  マスク本体部、５  開口エッジ部、６  第１電極、７  発光層、８  第２電極、９  封止膜、１０  マスクフレーム、１１  リブ。
【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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【図７】
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