(57)【要約】【課題】異物や凹凸によって生じた陽極と陰極との間の短絡を陽極及び陰極の機能を損なうことなく、一括に修正処理する有機ＥＬパネルの製造方法を提供する。【解決手段】基板の上に少なくとも、第１の電極と、前記第１の電極の上に積層される複数の有機層と、前記複数の有機層の上に積層される第２の電極とを有する有機ＥＬパネルの製造方法であって、有機ＥＬ素子基板を作成する工程と、前記有機ＥＬ素子基板の前記第１の電極と、前記第２の電極とが接している短絡部を除去する工程とを有し、前記短絡部を除去する工程は、前記第２の電極の上に保護膜を異方性成膜法によって成膜した後に、前記第２の電極の露出部にエッチング作用のある反応性ガスによって等方性ドライエッチングを施すことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に少なくとも、第１の電極と、前記第１の電極の上に積層される複数の有機層と、前記複数の有機層の上に積層される第２の電極とを有する有機ＥＬパネルの製造方法であって、
有機ＥＬ素子基板を作成する工程と、
前記有機ＥＬ素子基板の前記第１の電極と、前記第２の電極とが接している短絡部を除去する工程とを有し、
前記短絡部を除去する工程は、前記第２の電極の上に保護膜を異方性成膜法によって成膜した後に、前記第２の電極の露出部にエッチング作用のある反応性ガスによって等方性ドライエッチングを施すことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項２】
前記保護膜は、前記第２の電極の等方性ドライエッチングに使用する反応性ガスに対して耐性がある材料、若しくは前記保護膜の前記反応性ガスに対するエッチングレートが前記第２の電極のエッチングレートに比べて遅い材質であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項３】
基板の上に少なくとも、第１の電極と、前記第１の電極の上に積層される複数の有機層と、前記複数の有機層の上に積層される第２の電極とを有し、前記第１の電極と前記第２の電極との間で異物又は前記第１の電極の凹凸によって生ずる短絡部を等方性ドライエッチングで除去した有機ＥＬパネルであって、
前記第１の電極の上の異物又は前記第１の電極の凹凸の周囲において、前記第２の電極は等方性ドライエッチングによって不連続とされ、且つ端面が抉れていることを特徴とする有機ＥＬパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬパネルの歩留まり向上のための製造方法及び有機ＥＬパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬパネルは自発光型の表示デバイスであり、液晶ディスプレイの非自発光型に比べて、広視野角、応答速度の高速度化、薄型化が可能である。そのため、近年、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイに変わるものとして注目され、一部実用化されている。
【０００３】
一般的な有機ＥＬ素子の構成は、陽極／有機化合物からなる積層有機層／陰極の積層を基本とし、最も容易な構成としてガラス板などを用いた基板上に透明陽極を形成し、発光を基板側から取り出すことが行われている。また積層有機層の発光は所定のスペクトルを発するように設計され、カラー化を実現している。
【０００４】
しかしながら、有機ＥＬ素子の製造を困難にしている課題として電極を含むパターニングプロセスでの下地の平滑性やクリーンルームの異物に起因する構造的欠陥に対し脆弱であることが知られている。すなわち陽極と陰極との間に異物等の構造欠陥が存在すると短絡又は電界集中によってリークし、輝線や非点灯素子が生じる。また陽極と陰極とを実質的に隔てる有機ＥＬ素子の有機層の積層膜厚は数１００ｎｍ程度と薄く、管理すべき構造的欠陥の大きさについてもマイクロメーター以下の管理が必要である。このような極小の構造的欠陥が有機ＥＬパネルの歩留まりを大きく低下させ、課題となっている。
【０００５】
これに対し液晶ディスプレイの製造においては、欠陥修正法としてレーザーリペアと呼ばれる方法が一般的に行われており、ＹＡＧレーザー等でゴミを含めて有機層や電極を除去・焼失させる方法がある。有機ＥＬパネルにおいても類似の手法を用いた技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また別の技術は上部電極（第１の電極）を活性化させた酸素等のガスに曝して酸化若しくは窒化させて短絡箇所を非導通化、又は除去するものである（特許文献２参照）。この方法は上記の特許文献１が開示する技術に比べて短絡箇所を一括して処理するため処理速度及び自動化の観点からは有利であった。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２０８２５２号公報
【特許文献２】特開２００１−３１３１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示する技術は電極が焼失するほどのＹＡＧレーザーを照射し、完全な短絡防止が可能であった。しかしこの処理は上記したような非点灯素子上の小さな異物を顕微鏡などによって確認しながら照射するため自動化が困難であり処理時間も長大であった。従って生産においては人員を配置した複数のラインを要し、設備及びランニングコストの観点からも不利であった。
【０００９】
また、特許文献２に開示する技術は上部電極を全面酸化させるため、電極としての機能を損ない現実的に困難であった。また上部電極がＩＴＯなどの酸化膜の場合には酸化による非導通化の現象が発生せず適用できなかった。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、異物や凹凸によって生じた陽極と陰極との間の短絡を陽極及び陰極の機能を損なうことなく、一括に修正処理する有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬパネル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】
【００１１】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、
基板の上に少なくとも、第１の電極と、前記第１の電極の上に積層される複数の有機層と、前記複数の有機層の上に積層される第２の電極とを有する有機ＥＬパネルの製造方法であって、
有機ＥＬ素子基板を作成する工程と、
前記有機ＥＬ素子基板の前記第１の電極と、前記第２の電極とが接している短絡部を除去する工程とを有し、
前記短絡部を除去する工程は、前記第２の電極の上に保護膜を異方性成膜法によって成膜した後に、前記第２の電極の露出部にエッチング作用のある反応性ガスによって等方性ドライエッチングを施すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、短絡部を除去するべく等方性ドライエッチングを施す際に、上部電極を保護膜によって保護しているため、電極そのものの機能を損なわないように処理することが可能である。しかも、前記保護膜は異方性成膜法によって成膜するため、異物や凹凸の周囲において露出する上部電極を選択的にドライエッチングすることが可能である。そのため、異物や凹凸によって生じた陽極と陰極との間の短絡を陽極及び陰極の機能を損なうことなく一括に修正処理することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法は、基板の上に少なくとも、第１の電極と、前記第１の電極の上に積層される複数の有機層と、前記複数の有機層の上に積層される第２の電極とを有する有機ＥＬパネルの製造方法として好適に実施される。
【００１４】
この製造方法は、有機ＥＬ素子基板を作成する工程と、前記有機ＥＬ素子基板の前記第１の電極と、前記第２の電極とが接している短絡部を除去する工程とを有する。特に、前記短絡部を除去する工程は、前記第２の電極の上に保護膜を異方性成膜法によって成膜した後に、前記第２の電極の露出部にエッチング作用のある反応性ガスによって等方性ドライエッチングを施すことを特徴とする。
【００１５】
以下に短絡部の詳細な構造と本発明に係る製造方法を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、下部電極（第１の電極）１０２上の異物１０５によって生じる短絡部の断面模式図である。図１に示すように、下部電極１０２上の異物１０５の周囲には上方から見て影となるわずかな隙間１０６が存在する。その隙間１０６に上部電極（第２の電極）１０４が回り込み、その結果、下部電極１０２と短絡する構造となっている。
【００１７】
一般的に発光層である有機層１０３は真空蒸着法によって成膜されるが、真空蒸着法は堆積粒子の直進性が高い成膜法であるため、このような隙間１０６が生じる。一方、上部電極１０４の成膜には電極の低抵抗化などの観点からスパッタリング法が用いられる。しかしながら、スパッタリング法は等方性に近い成膜法であるため、このようなわずかな隙間１０６にも回り込み短絡が生じて、非点灯素子となる。
【００１８】
図２は、本発明に係る保護膜１０７の形成時の短絡部の断面模式図である。本発明の保護膜１０７は、上述したように異方性成膜法によって成膜することを特徴とする。ここで異方性成膜法とは直進性の高い成膜法を示し、例えば真空蒸着法が適用可能である。また真空蒸着法以外にはイオンビームスパッタ法、低圧遠隔スパッタ法、コリメートスパッタ法が適用可能である。
【００１９】
本発明のように直進性の高い異方性成膜法で保護膜１０７を成膜すれば、前記保護膜１０７で異物１０５の周囲のわずかな隙間１０６に回り込んだ上部電極１０４を覆うことがないので、前記上部電極１０４の露出部１０８が形成される。この状態において上部電極１０４をエッチングするガスによってドライエッチングすることで、短絡部となる上部電極１０４の露出部１０８が除去され、完全な短絡部修正が行われる。この時、使用するドライエッチング処理方法は等方性のドライエッチングであれば、わずかな隙間１０６にも回り込むため完全な短絡部修正が可能である。
【００２０】
図３は、短絡部の修正処理時の断面模式図である。１０９は修正箇所である。図３に示すように、わずかな隙間１０６に回り込んだ上部電極１０４の露出部１０８は除去されて電気的に開放されている。この時、図３に示すように、有機層１０３と保護層１０７との間に配置された上部電極１０４の端面はオーバーハング形状であり抉れている。この形状は等方性ドライエッチング特有の結果であり、また形状的に安定な短絡部修正結果をもたらす。すなわち、有機ＥＬパネルは使用状況自体では押し付け・曲げや温度変化など形状変化を伴う状況が強いられる。しかし、上記のように短絡部が除去されると、前記異物１０５の周囲において、前記上部電極１０４は等方性ドライエッチングによって不連続とされ、且つ上部電極１０４の端面が抉れた形状となる。そのため、上部電極１０４が下部電極１０２と接触し難く、再び非点灯素子になることを避けることが可能である。
【００２１】
以上のように、短絡部を除去するべく等方性ドライエッチングを施す際に、上部電極１０４を保護膜１０７によって保護しているため、電極そのものの機能を損なわないように処理することが可能である。しかも、前記保護膜１０７は異方性成膜法によって成膜するため、異物１０５の周囲において露出する上部電極１０４を選択的にドライエッチングすることが可能である。そのため、異物１０５によって生じた陽極と陰極との間の短絡を陽極及び陰極の機能を損なうことなく一括に修正処理することが可能である。
【００２２】
本発明に係る保護膜１０７の材料としては、特に限定されない。しかし、保護膜１０７は上部電極１０４と材質が異なり、且つ上部電極１０４のエッチングガスに耐性がある材料が好ましい。若しくは、上部電極１０４のエッチングガス使用時の保護膜１０７のエッチングレートが上部電極１０４のエッチングレートに比べて遅い材質が好ましい。このような材質を用いると、上部電極１０４の露出部１０８を除去する際に、前記上部電極１０４を確実に保護することができる。
【００２３】
本発明において、保護膜１０７の成膜法以外は規定していない。しかしながら、保護膜１０７を直進性の高い異方性成膜法で成膜しても、若干ではあるが材料が回り込むので、保護膜１０７の膜厚は短絡部である上部電極１０４の露出部１０８を確保するために薄い方が良く、１０〜１００ｎｍが好ましい。
【００２４】
なお、上部電極１０４の短絡部を除去した後に、全ての保護膜１０７を除去すると良い。この場合、上部電極１０４を除去した後に保護膜１０７を除去するため、保護膜１０７のエッチングガスが上部電極１０４に対して耐性があることが好ましい。このようにすれば保護膜１０７のエッチングに際し、上部電極１０４の機能が損なわれることなく保護膜１０７の除去が可能である。
【００２５】
また、保護膜１０７の膜厚を任意に設定し、上部電極１０４のドライエッチングが終了すると同時に、保護膜１０７を除去しても良い。この場合、上部電極１０４のエッチングガス使用時における保護膜１０７のエッチングレートを上部電極１０４のエッチングレートに比べて遅く設定すれば良い。
【００２６】
しかしながら、本発明の本質は保護膜１０７を除去することが目的ではなく、短絡部における上部電極１０４の除去方法である。従って保護膜１０７は残存しても良い。この場合、保護膜１０７が透過性又は半透過性の膜であれば光学的損失もなく、保護膜１０７を除去する工程を省略することが可能である。
【００２７】
本発明は短絡部の修正方法に等方性ドライエッチングを使用することに特徴を有するが、処理装置の形態及び反応性ガスの発生手段に関しては特定するものではない。従って、処理形態に関してはケミカルドライエッチング、バレル型プラズマエッチング、平行平板型プラズマエッチング、誘導結合形ＲＦプラズマ、ＥＣＲプラズマ等の適用が可能である。本発明の本質は短絡部の上部電極露出部１０８の隙間に反応性ガスを回り込ませて除去するため、異方性のドライエッチングのように基板バイアスを印加する必要がなく、又は基板バイアスが発生し難いよう活性化雰囲気に曝すことが好ましい。
【００２８】
本実施形態では、下部電極１０２上の異物１０５に起因する短絡部を除去したが、下部電極１０２の凹凸に起因する短絡部を除去することも、同様に実施できる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法の実施例を説明する。
【００３０】
＜実施例１＞
図４は、本発明の実施例１の形態に使用した基板と有機ＥＬパネルの概略図である。基板は、画素数１６０×１２０（デルタ配列）、画素ピッチ０．２５×０．２５ｍｍのアクティブマトリックス基板である。ガラス基板１０１上に有機ＥＬ素子を駆動するためのトランジスタ２０１を形成した。そのトランジスタ２０１の起伏を平坦化するための平坦化膜２０２としてアクリル樹脂をスピンコートにより被覆した。その直上には下部電極１０２としてＣｒを７０ｎｍの厚さで、ＤＣマグネトロンスパッタ法により成膜、さらにその周囲には画素分離膜２０３としてポリイミド樹脂をスピンコートにより被覆した。また、これらの膜には通常のフォトリソグラフィー法によりコンタクトホール、下部電極１０２間の分離などが随時、各工程においてパターニングされている。
【００３１】
下部電極１０２の表面上には各パターニングプロセスで発生する異物や残渣が少なからずあり、歩留まりを低下させる要因となっている。しかし、本実施例においては本発明の効果を明確にするため、さらに下部電極１０２の表面上に異物を想定して直径１．０μｍの標準粒子２０４を散布した。
【００３２】
以上の工程後に作製したアクティブマトリックス基板を真空高温炉において脱水処理した。脱水処理は減圧下１０Ｐａ、炉内温度１５０℃にて処理時間０．５〜３時間の範囲で施した。次にドライエア雰囲気下において紫外光を１０分程度照射した。
【００３３】
さらに作製したアクティブマトリックス基板を真空層に移し、有機ＥＬ素子を作製した。
【００３４】
複数の有機層１０３からなる正孔注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層を抵抗加熱式蒸着法にて成膜した。この時、複数の有機層１０３の総膜厚は１５０ｎｍである。続いて上部電極１０４としてＩＴＯをＤＣマグネトロンスパッタ法によって７０ｎｍの厚さで成膜した。次に保護層１０７として電子ビーム蒸着法によりＳｉＯ2を３０ｎｍの厚さで成膜した。
【００３５】
次に、上記工程で得た基板をドライエッチング処理室に搬送し、等方性ドライエッチングした。ドライエッチング処理室は、図５に示すように平行平板型で、排気手段３０４で所定の圧力に排気しつつ、基板３０１とは対向側にＲＦバイアス３０２を印加することでエッチングガス３０３の活性化処理ができる。本実施例で使用したエッチングガスはＩＴＯを選択的にエッチングするＣＨ3ＯＨ（８０％）＋Ａｒ（２０％）であり、電力１００Ｗ（１．２７Ｗ／ｃｍ2）印加し、３分間処理した。
【００３６】
次に、ドライ窒素で置換し露点−７０℃以下に維持されたグローブボックスに大気に曝すことなく、成膜を完了した基板を移動させる。ここでパネル表示領域の外周部に紫外線硬化樹脂を塗布し、予め洗浄して水分を除去したガラス封止キャップ（不図示）を貼り合せる。そして、紫外線硬化樹脂の塗布部分に紫外線を照射して硬化させドライ窒素で封止空間を密閉してパネルを完成させた。
【００３７】
作製したパネルの点灯状況を確認したところ非点灯素子は０個であった。結果としてＳｉＯ2を残しながら標準粒子の影に侵入したＩＴＯは選択的にエッチングされ、短絡部が除去されたことが確認できた。また、同時に標準粒子以外の異物やパターニング残渣などに起因する非点灯素子の発生が防止された構成となったことが確認できた。
【００３８】
＜比較例１＞
ドライエッチング処理をしない他は実施例１と同様にして比較例１の有機ＥＬパネルを作製した。
【００３９】
この有機ＥＬパネルの点灯状況を確認したところ、素子の３０％程度が非点灯素子となり実施例１の効果が確認できた。
【００４０】
＜実施例２＞
ドライエッチング処理の他は実施例１と同様にして実施例２の有機ＥＬパネルを作製した。ドライエッチング処理にはＣＨ3ＯＨ（８０％）＋Ａｒ（２０％）を２分間処理し、その後ＳｉＯ2をエッチングするＣＦ4（６０％）＋Ｈ2（４０％）によって１分間処理した。
【００４１】
作製した有機ＥＬパネルの点灯状況を確認したところ、非点灯素子は０個であった。結果として選択的に標準粒子の影に侵入したＩＴＯが６０％程度エッチングされ、その後のＳｉＯ2エッチング工程でＳｉＯ2が除去されるとともにＩＴＯのエッチングが完了し、短絡部が除去されたことが確認できた。
【００４２】
＜比較例２＞
保護膜を成膜しないことと、ドライエッチング処理をしない他は実施例１と同様にして比較例２の有機ＥＬパネルを作製した。
【００４３】
この有機ＥＬパネルの点灯状況を確認したところ、素子の３０％程度が非点灯素子となり実施例２の効果が確認できた。
【００４４】
＜実施例３＞
保護膜としてＡｌを３０ｎｍの厚さで成膜したことと、ドライエッチング処理にはＣＨ3ＯＨ（８０％）＋Ａｒ（２０％）を２分間処理した後、ＣＣｌ4（１００％）を１分間処理した他は実施例１と同様にして実施例３の有機ＥＬパネルを作製した。
【００４５】
作製した有機ＥＬパネルの点灯状況を確認したところ、非点灯素子は０個であった。結果として選択的に標準粒子の影に侵入したＩＴＯが６０％程度エッチングされ、その後のＡｌエッチング工程でＡｌが除去されるとともにＩＴＯのエッチングが完了し、短絡部が除去されたことが確認できた。結果的に比較例２に比較されるように実施例３の効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】異物によって生じた短絡部の断面模式図である。
【図２】本発明に係る保護膜形成時の短絡部の断面模式図である。
【図３】本発明に係る短絡部修正後の断面模式図である。
【図４】本発明に係る実施例の有機ＥＬパネルの断面模式図である。
【図５】本発明に係る実施例に使用した等方性ドライエッチング処理装置の模式図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０１  ガラス
１０２  下部電極（第１の電極）
１０３  有機層（複数の有機層）
１０４  上部電極（第２の電極）
１０５  異物
１０６  隙間
１０７  保護膜
１０８  露出部
１０９  修正箇所
２０１  トランジスタ
２０２  平坦化膜
２０３  画素分離膜
２０４  標準粒子
３０１  基板
３０２  高周波電源（ＲＦバイアス）
３０３  ガス導入手段（エッチングガス）
３０４  排気手段
【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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