(57)【要約】    【課題】発光領域全面に渡り高精細な発光層のパターニングが可能な有機電界発光装置の製造方法を提供すること。    【解決手段】マスク蒸着法により発光層がパターニングされる有機電界発光装置の製造方法であって、発光層用の蒸着マスクに発光画素を構成するための有効開口部と該有効開口部の配列した有効開口領域周囲に発光画素の構成には使用されないダミー開口部とを具備することを特徴とする有機電界発光装置の製造方法。【選択図】  図８
2004296436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２色以上の発光画素を有し、該発光画素の少なくとも１色はその画素に含まれる発光層をマスク蒸着法によって発光性の有機化合物を蒸着して形成されたものである有機電界発光装置の製造方法であって、前記の発光層の蒸着に用いられる蒸着マスクは、発光画素に用いられる発光層を形成するための開口部（以下、有効開口部）と該有効開口部の配列した開口領域（以下、有効開口領域）の周囲に発光画素の形成用には使用されない開口部（以下、ダミー開口部）とを具備することを特徴とする有機電界発光装置の製造方法。
【請求項２】
発光層の蒸着に用いられる蒸着マスクが、ダミー開口部の少なくとも一部を別の蒸着マスクまたは／および蒸着マスクを保持するフレームで覆い隠されたことを特徴とする請求項１記載の有機電界発光装置の製造方法。
【請求項３】
蒸着マスクのうち、フレームとの固定に使用されている部分以外の部分（以下、蒸着マスク活用領域）の９０％以上の領域を有効開口部とダミー開口部からなる開口領域で占めており、有効開口部とダミー開口部の単位面積あたりに占める開口部の面積（以下、開口率）の比が５０〜２００％であることを特徴とする請求項２記載の有機電界発光装置の製造方法。
【請求項４】
第一電極と、該第一電極上に形成された有機化合物からなる発光層を含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された第二電極とを含む２色以上の発光画素が基板上に所定のピッチで配列された有機電界発光装置であって、前記の発光層は縦方向のストライプ状パターンを有しており、かつ、発光画素は横方向には各色交互のパターンで、縦方向には同一色で配列されており、かつ、前記発光画素が配列された領域（以下、発光領域）の外には、前記発光層に用いられた有機化合物と同じ有機化合物からなるが、発光画素としては供せられないパターンが１個以上形成されていることを特徴とする有機電界発光装置。
【請求項５】
発光領域内の発光層のパターンが、縦方向に前記発光画素と同一もしくは整数倍のピッチを有することを特徴とする請求項４記載の有機電界発光装置。
【請求項６】
各色の発光画素１つずつの組を１単位とする画素集合のピッチが縦横共に５００μｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の有機電界発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク蒸着法を用いて有機化合物からなる発光層のパターンが形成された有機電界発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光装置は、陽極から注入される正孔と陰極から注入される電子とが両極に挟まれた有機発光層内で再結合することにより発光するものである。その代表的な構造は図２に示すように、基板１上に形成された第一電極２、少なくとも有機化合物からなる発光層５を含む薄膜層および第二電極６を積層したものであり、駆動により生じた発光は、装置の透明サイドから外部に取り出される。このような有機電界発光装置では、薄型、低電圧駆動下での高輝度発光や、発光層の有機化合物を選択することによる多色発光が可能であり、発光デバイスやディスプレイなどに応用される。
【０００３】
有機電界発光装置の製造には発光層などをパターニングすることが必要であり、その作製方法が種々検討されてきた。微細なパターニングが要求される場合、代表的な手法としてフォトリソグラフィ法が用いられる。有機電界発光装置の第一電極の形成にはフォトリソグラフィ法が適用できるが、発光層や第二電極の形成においては、ウエットプロセスであることに伴う問題があるため、適用困難なケースが多い。したがって、発光層や第二電極の形成には、真空蒸着、スパッタリング、化学的気相成長法（ＣＶＤ）などのドライプロセスが適用される。このようなプロセスで薄膜をパターニング形成する手段として、蒸着マスクを用いるマスク蒸着法が適用されることが多い。
【０００４】
ディスプレイとして活用される有機電界発光装置の発光層のパターン精細度は、相当に高い。単純マトリクス方式では発光層はストライプ状にパターニングされた第一電極上に形成されるが、第一電極の線幅は、通常１００μｍ以下であり、そのピッチは１００μｍ程度である。また、第二電極も第一電極と交差する形でストライプ状に数１００μｍピッチで形成され、その細長い電極の長さ方向に低電気抵抗であり、かつ、幅方法に隣り合う電極同士は完全に絶縁されていることが必須である。アクティブマトリクス方式においても、発光層は同等かそれ以上の精細度にてパターニングされる。
【０００５】
したがって、発光層のパターニングに用いられる蒸着マスクも必然的に精細度の高いものが必要となる。蒸着マスクの製造方法としては、エッチング法や機械的研磨、サンドブラスト法、焼結法、レーザー加工法、感光性樹脂の利用などが挙げられるが、微細なパターン加工精度に優れるエッチング法や電鋳法を用いることが多い。
【０００６】
また、蒸着マスクが厚いと蒸着角度による影が発生し、パターンのボケが発生することから、精細度の要求が高くなるほど蒸着マスクの厚みは薄くする必要がある。発光層用の蒸着マスクの厚みは通常１００μｍ以下の薄膜であり、一般的には窓枠状のフレームに固定して保持し、蒸着工程に使用する。
【０００７】
発光層に用いられる蒸着マスクには、母材上にマスク領域７とパターン形成を行うための開口部１０が配列された開口領域９が存在する（図３）。この時、マスクの作製条件によってはマスク領域と開口領域との間に面内応力差が生じ、その境界部分（図３（ａ）の点線部）で局所的に撓みが発生するという問題があった。このような蒸着マスクを使用すると、撓みの発生したマスク領域と開口領域との境界部分では基板と蒸着マスクの密着性が損なわれ、発光層パターンのボケなどが発生し、特に画素集合のピッチが５００μｍ以下の場合に隣接発光画素との混色が発生しやすくなって高精細な発光が得られない。この問題は、マスク領域と開口領域との境界部分で撓むという性質から、この境界が直線上に長いほど発生しやすく、また、その影響も大きくなる。すなわち、有効開口領域の縦横の辺の長い画面サイズの大きい物ほど顕著となる。
【０００８】
この問題に対し、蒸着マスクの反りや撓みを抑制する目的で蒸着マスクに張力を付与する技術や、図４に示すようにパターン加工精度を維持する目的で部分的に補強線１１を導入したものを用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）が、局所的な撓みの抑制には至らない。また、第二電極をパターニングするための蒸着マスクとして、張力を小さくする手段が開示されている（例えば、特許文献２参照）が、より高精細な発光層のパターニングに対しては十分とは言えない。なお、前記補強線の導入位置は、発光に影響しないよう絶縁層と重なる位置とし、このため、補強線を導入した蒸着マスクを用いた場合の発光層パターンは、例えば縦方向ストライプ状、横方向各色交互パターンであれば、縦方向には最も小さくて発光画素と同一、もしくは発光画素の整数倍のピッチを有し、横方向には発光画素の整数倍のピッチとなる。
【０００９】
さらに、多面取り用の蒸着マスクとしてはｎ個の開口部を持つフレームに蒸着マスクを貼り付けることにより、生産性が上がることも知られている（例えば、特許文献３参照）が、蒸着マスクの持つ局所的な撓みの抑制には効果はない。
【特許文献１】特開２０００−１６０３２３号公報
【特許文献２】特開２０００−１２２３８号公報
【特許文献３】特開２００３−１５２１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、発光領域全面に渡り高精細な発光層のパターニングが可能な有機電界発光装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。すなわち、
Ａ．２色以上の発光画素を有し、該発光画素の少なくとも１色はその画素に含まれる発光層をマスク蒸着法によって発光性の有機化合物を蒸着して形成されたものである有機電界発光装置の製造方法であって、前記の発光層の蒸着に用いられる蒸着マスクは有効開口部と、有効開口領域の周囲にダミー開口部とを具備することを特徴とする有機電界発光装置の製造方法、
Ｂ．第一電極と、該第一電極上に形成された有機化合物からなる発光層を含む薄膜層と、該薄膜層上に形成された第二電極とを含む２色以上の発光画素が基板上に所定のピッチで配列された有機電界発光装置であって、前記の発光層は縦方向のストライプ状パターンを有しており、かつ、発光画素は横方向には各色交互のパターンで、縦方向には同一色で配列されており、かつ、発光領域外には、前記発光層に用いられた有機化合物と同じ有機化合物からなるが、発光画素としては供せられないパターンが１個以上形成されていることを特徴とする有機電界発光装置、を本旨とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、全領域にわたって高精細な発光層のパターンが形成でき、表示品位の良好な有機電界発光装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の有機電界発光装置は、２色以上の発光画素が所定のピッチで配列した有機電界発光装置であれば、単純マトリクス型であってもアクティブマトリクス型であってもよく、表示形式を限定するものではない。特に赤、緑、青色領域にそれぞれ発光ピーク波長を有する発光画素が存在するものをカラーディスプレイと呼び、通常、赤色領域の光のピーク波長は５６０〜７００ｎｍ、緑色領域は５００〜５６０ｎｍ、青色領域は４２０〜５００ｎｍの範囲である。
【００１４】
発光画素と呼ばれる範囲は、対向配置された第一電極と第二電極とが交差し重なる部分、さらに、第一電極上に絶縁層が形成される場合にはそれにより規制される範囲である。単純マトリクス型ディスプレイでは、第一電極と第二電極はストライプ状に形成されて、交差するものであり、発光画素は矩形状であることが多い。アクティブマトリクス型ディスプレイにおいては、スイッチング手段が形成される部分が発光画素の一部を占有するように配置されることがあり、発光画素の形状は矩形状ではなく、一部分が欠落したような形になることが多い。しかしながら、発光画素の形状はこれらに限定されるものではなく、例えば円形でもよく、絶縁層の形状によっても容易に変化させることができる。
【００１５】
本発明の有機電界発光装置はマスク蒸着法によって発光層が形成される。マスク蒸着法とは、図５に示すように蒸着マスクを用いて発光性の有機化合物をパターニングする方法で、所望のパターンを開口部とした蒸着マスクを基板の蒸着源側に配置して蒸着を行う。高精度の蒸着パターンを得るためには、平坦性の高い蒸着マスクを基板に密着させることが重要であり、蒸着マスクに張力をかける技術や、基板背面に配置した磁石によって蒸着マスクを基板に密着させる技術などが用いられる。
【００１６】
次に本発明の製造方法に用いる発光層用の蒸着マスクについて説明する。発光層パターンの要求精度の高さから、本発明に用いられる蒸着マスクも、必然的に精細度の高いものが必要となる。蒸着マスクの製造方法としては、エッチング法や機械的研磨、サンドブラスト法、焼結法、レーザー加工法、感光性樹脂の利用などが挙げられるが、微細なパターン加工精度に優れるエッチング法や電鋳法を用いることが多い。
【００１７】
本発明の製造方法に用いる蒸着マスクには、発光画素を構成するための開口部（有効開口部）と該有効開口部が配列された開口領域（有効開口領域）の周囲に発光画素の形成用には用いられない開口部（ダミー開口部）とを具備していることが特徴である（図８）。本発明の製造方法による有機電界発光装置であれば、発光領域の周囲には、前記発光層に用いられた有機化合物と同じ有機化合物による発光しないパターンが形成されている。
【００１８】
さらに、本発明の効果を得る方法として、マスク領域と開口領域との境界において１０ｍｍ以上の直線部分を持たない設計にすることが好ましい（図９）。これによりマスク領域と開口領域との境界に顕在化する局所的な撓みを分散させることが可能となる。
【００１９】
ダミー開口部の個数、形状および大きさは特に限定するものではなく、個数については１個以上あればよいが、発光領域の上下左右に各１個以上あれば好ましく、各３個ずつ以上あればさらに好ましい。形状に関しても、矩形であっても円形であってもよい。また、大きさに関しても、有効開口部のパターンと比較して大きくても小さくてもよい。このダミー開口部の形成は、蒸着マスクの作製の容易さの点からも、有効開口部のパターンと同調の配列であることが好ましく、仮に、有効開口部の所定のピッチが縦方向にｍ個、横方向にｎ個配列されたものであるとすると、開口部全体としては縦方向にｍ＋１個以上、及び／または横方向にｎ＋１個以上配列されたものとすることが好ましい。
【００２０】
本発明においては、蒸着マスクを２枚貼り合わせても重ね合わせても良く、重ねる場合には互いが接触していなくても良い。また、形状を工夫したフレームと組み合わせても良い。以下、具体的な例を図により説明する。図６のように、発光画素のパターンに対応した開口部を蒸着マスク活用領域全面に有した蒸着マスク（上部マスク）と、発光領域より大きめに開口した蒸着マスク（下部マスク）とを貼り合わせることにより、有効開口領域及びダミー開口部を具備した蒸着マスクを得ることが出来る。このような構成においては、必ずしも２枚の蒸着マスクを貼り合わせる必要はなく、重ねただけでも、また、非接触であっても良い。また、これらの方法を用いれば、上部マスクが全面均一に開口部を持つことから、面内応力差や歪みなどが生じにくく、フレームへの貼り付け精度、さらには蒸着によるパターニング精度が向上する。
【００２１】
また、これらの方法を用いれば、図７、図１１のように多面取りに対応する蒸着マスクの作製も容易である。さらに図１２のように蒸着マスクをフレームと組み合わせる場合、蒸着マスクはフレームの桟の部分と必ずしも固定されなくても良い。
【００２２】
図６、図７の例では、両方の蒸着マスクを重ねてからフレームに固定しても良いが、より高精度のパターニングをおこなうためには、基板に対向する微細なパターンが形成された蒸着マスク（上部マスク）をフレーム上面に固定し、蒸着エリアを規定する下部マスクをフレームの内側に固定するなどして、上部マスクに不必要な力が作用しないように配慮することが好ましい。
【００２３】
良好なパターン精度を得るには、蒸着マスク活用領域の９０％以上の領域を、好ましくはほぼ全域を有効開口部とダミー開口部からなる開口領域で占めていることが好ましい。また、単位面積当たりに占める開口部の面積を開口率と定義した場合に、有効開口領域における有効開口部の開口率と、ダミー開口部の配列したダミー開口領域におけるダミー開口部の開口率との差は大きくない方が好ましい。具体的には両者の比は５０〜２００％の範囲内であることが好ましく、８０〜１２５％であればさらに好ましい。蒸着マスク活用領域にできるだけ広く開口領域を設けること、また、有効開口部とダミー開口部との開口率の差をできるだけ小さくすることにより、蒸着マスクへ張力を加えた際の伸び縮みを計算しやすくなり、形状の保持性、フレームへの貼り付け精度、さらには蒸着によるパターニング精度が向上する。
【００２４】
図６、図７に例示したマスクの場合、ダミー開口部の一部が別の蒸着マスク（下部マスク）で覆い隠されることになる。その際に下部マスクの開口部の境界に位置するダミー開口部が、一部分が覆い隠され、一部分が隠されないというように、中途半端に覆われる可能性があるが、これで構わない。ダミー開口部は発光に寄与しないので、中途半端にパターニングされても問題がないためである。むしろこのような現象を許容することで、上部マスクと下部マスクとの位置合わせに余裕が生まれるので、２枚で構成される蒸着マスクの作製がより容易になり好ましい。これはダミー開口部を設けることによる効果の一つであり、このような中途半端にパターニングされた発光層の存在から、本発明の実施を推定することができる。
【００２５】
以下、有機電界発光装置の製造方法の具体的な例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
酸化錫インジウム（ＩＴＯ）などの透明電極膜が形成されている透明基板にフォトリソグラフィ法を適用して、一定の間隔をあけて配置された複数のストライプ状第一電極をパターン形成する。
【００２７】
本発明の有機電界発光装置は第一電極の一部を覆うように形成された絶縁層を有してもよい。絶縁層の材料としては、種々の無機系および有機系材料が用いられ、無機系材料としては、酸化ケイ素をはじめとして酸化マンガン、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化クロムなどの酸化物材料、ケイ素、ガリウム砒素などの半導体材料、ガラス材料、セラミック材料などを、有機系材料としては、ポリビニル系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ノボラック系、シリコーン系などのポリマー材料などがある。絶縁層の形成には既知の種々の形成方法を適用することができる。
【００２８】
本発明の有機電界発光装置の発光画素に含まれる薄膜層の構成は特に限定されず、例えば、１）正孔輸送層／発光層、２）正孔輸送層／発光層／電子輸送層、３）発光層／電子輸送層、そして、４）以上の組み合わせ物質を一層に混合した形態のいずれであってもよい。
【００２９】
これらのうち少なくとも発光層はパターニングが必要である。フルカラーディスプレイの場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）３色の領域に発光ピーク波長を有する３つの発光色に対応した発光材料を用いて３種類の発光層を順次形成する。
【００３０】
続いて第二電極を形成する。単純マトリクス方式では、薄膜層上に第一電極と交差する配置で、一定の間隔をあけて配置された複数のストライプ状の第二電極がパターニングされる。一方、アクティブマトリクス方式では、発光領域全体に渡って第二電極がベタで形成されることが多い。第二電極には、電子を効率よく注入できる陰極としての機能が求められるので、電極の安定性を考慮して金属材料が多く用いられる。
【００３１】
第二電極のパターニング後、封止を行い、駆動回路を接続して有機電界発光装置が得られる。なお、第一電極を不透明な電極とし、第二電極を透明にして画素上面から光を取り出すこともできる。また、第一電極を陰極に、第二電極を陽極にしてもよい。
【００３２】
さらに、１枚の基板上にｎ面（ｎは２以上の整数）の有機電界発光装置を作製し、該基板をｎ個に切断する行程を経れば、生産性が向上するので量産時の製造コストの面で好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００３４】
実施例１
厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラス表面にスパッタリング法によって厚さ１３０ｎｍのＩＴＯ透明電極膜が形成されたガラス基板を１２０×１００ｍｍの大きさに切断した。ＩＴＯ基板上にフォトレジストを塗布して、通常のフォトリソグラフィ法による露光・現像によってパターニングした。ＩＴＯの不要部分をエッチングして除去した後、フォトレジストを除去することで、ＩＴＯ膜を長さ９０ｍｍ、幅８０μｍのストライプ形状にパターニングした。このストライプ状第一電極は１００μｍピッチで８１６本配置されている。
【００３５】
次に、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製、ＯＦＰＲ−８００）をスピンコート法により第一電極を形成した基板上に厚さ３μｍになるように塗布した。この塗布膜にフォトマスクを介してパターン露光し、現像してフォトレジストのパターニングを行い、現像後に１８０℃でキュアした。これにより、絶縁層の不要部分が取り除かれ、ストライプ形状の第一電極上に縦２３５μｍ、横７０μｍの絶縁層開口部を、縦方向に３００μｍピッチで２００個、横方向に１００μｍピッチで８１６個形成した。絶縁層のエッジ部分の断面は順テーパー形状であった。絶縁層を形成した基板は、８０℃、１０Ｐａの減圧雰囲気下に２０分間置いて脱水処理を行った。
【００３６】
発光層を含む薄膜層は、抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。なお、蒸着時の真空度は２×１０-4Ｐａ以下であり、蒸着中は蒸着源に対して基板を回転させた。まず、銅フタロシアニンを１５ｎｍ、ビス（Ｎ−エチルカルバゾール）を６０ｎｍ、発光領域全面に蒸着して正孔輸送層を形成した。
【００３７】
発光層用蒸着マスクとして、開口部の配列した開口領域を持つ蒸着マスクを用いた。蒸着マスクの外形は１２０×８４ｍｍ、厚さは２５μｍであり、縦６１．７７ｍｍ、横１００μｍの開口部が横方向に３００μｍピッチで２７８本配列した開口領域を持つ。各開口部には幅３０μｍの補強線が３００μｍピッチで２０５本設置されている。つまり補強線で区切られた開口部の数は縦方向に２０６個、そのうち有効開口部が２００個であり、補強線で区切られた開口部ひとつの大きさは縦２７０μｍ、横１００μｍである。蒸着マスクは外形が等しい幅４ｍｍのステンレス鋼製のフレームに固定されている。
【００３８】
発光層用蒸着マスクを基板前方に配置して両者を密着させ、基板後方にはフェライト系板磁石（日立金属社製、ＹＢＭ−１Ｂ）を配置した。この際、絶縁層開口部が蒸着マスクの有効開口部と重なるように配置し、なおかつダミー開口部が発光領域の上下左右各３個ずつとなるように位置合わせした。蒸着マスクは膜厚の厚い絶縁層と接触して、先に形成した正孔輸送層とは接触しないので、マスク傷が防止される。
【００３９】
この状態で０．３重量％の１，３，５，７，８−ペンタメチル−４，４−ジフロロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン（ＰＭ５４６）をドーピングした８−ヒドロキシキノリン−アルミニウム錯体（Ａｌｑ3）を２１ｎｍ蒸着し、緑色発光層をパターニングした。
【００４０】
次に、蒸着マスクを右方向に１ピッチ分ずらして、１重量％の４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジルスチリル）ピラン（ＤＣＪＴ）をドーピングしたＡｌｑ3を１５ｎｍ蒸着して、赤色発光層をパターニングした。
【００４１】
さらに蒸着マスクを左方向に２ピッチ分ずらして、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ジフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２０ｎｍ蒸着して、青色発光層をパターニングした。緑色、赤色、青色それぞれの発光層は、ストライプ状第一電極の３本ごとに配置され、第一電極の露出部分を完全に覆っている。さらに、画素の構成には使用されない発光層用有機化合物の領域が、上下各３個左右各９個ずつ同時に配置された。
【００４２】
次に、ＤＰＶＢｉを３５ｎｍ、Ａｌｑ3を１０ｎｍ、発光領域全面に蒸着した。この後、薄膜層をリチウム蒸気に曝してドーピング（膜厚換算量０．５ｎｍ）した。
【００４３】
第二電極パターニング用として、マスク部分の一方の面と補強線との間に隙間が存在する構造の蒸着マスクを用いた。蒸着マスクの外形は１２０×８４ｍｍ、厚さは１００μｍであり、長さ１００ｍｍ、幅２５０μｍのストライプ状開口部がピッチ３００μｍで２００本配置されている。マスク部分の上には、幅４０μｍ、厚さ３５μｍ、対向する二辺の間隔が２００μｍの正六角形構造からなるメッシュ状の補強線が形成されている。隙間の高さはマスク部分の厚さと等しく１００μｍである。蒸着マスクは外形が等しい幅４ｍｍのステンレス鋼製のフレームに固定されている。
【００４４】
第二電極は抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。なお、蒸着時の真空度は３×１０-4Ｐａ以下であり、蒸着中は２つの蒸着源に対して基板を回転させた。発光層のパターニングと同様に、第二電極用蒸着マスクを基板前方に配置して両者を密着させ、基板後方には磁石を配置した。この際、絶縁層開口部が蒸着マスクの有効開口部と重なるように両者を配置する。この状態でアルミニウムを２００ｎｍの厚さに蒸着して、第二電極をパターニングした。第二電極は、第一電極と直交する配置で、ストライプ状にパターニングされている。
【００４５】
本基板を蒸着機から取り出し、ロータリーポンプによる減圧雰囲気下で２０分間保持した後、露点−９０℃以下のアルゴン雰囲気下に移した。この低湿雰囲気下にて、基板と封止用ガラス板とを硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることで封止した。
【００４６】
このようにして幅８０μｍ、ピッチ１００μｍ、本数８１６本のＩＴＯストライプ状第一電極上に、パターニングされた緑色発光層、赤色発光層および青色発光層が形成され、第一電極と直交するように幅２５０μｍ、ピッチ３００μｍのストライプ状第二電極が２００本配置された単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。赤、緑、青各１つ、つまり合計３つの発光画素が１つの画素集合を形成するので、本発光装置は３００μｍピッチで２７２×２００個の画素集合を有する。
【００４７】
本有機電界発光装置を線順次駆動したところ、良好な表示特性を得ることができた。さらに顕微鏡により発光画素を観察したところ隣接画素への混色なども無く、発光領域全面に渡って良好な発光層パターンが形成できていることを確認した。
【００４８】
実施例２
発光層用蒸着マスクの有効開口部を縦２００個、横２７２個として、図１０のように有効開口領域の周囲３ｍｍに渡り直径２００μｍの円状ダミー開口部を４００μｍピッチで配列したこと以外は実施例１と同様にして有機電界発光装置を作製した。
【００４９】
本有機電界発光装置を線順次駆動したところ、良好な表示特性を得ることができた。さらに顕微鏡により発光画素を観察したところ隣接画素への混色なども無く、発光領域全面に渡って良好な発光層パターンが形成できていることを確認した。
【００５０】
実施例３
厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラス表面にスパッタリング法によって厚さ１３０ｎｍのＩＴＯ透明電極膜が形成されたガラス基板を１２０×１００ｍｍの大きさに切断した。ＩＴＯ基板上にフォトレジストを塗布して、通常のフォトリソグラフィ法による露光・現像によってパターニングした。ＩＴＯの不要部分をエッチングして除去した後、フォトレジストを除去することで、ＩＴＯ膜を長さ９０ｍｍ、幅１６０μｍのストライプ形状にパターニングした。このストライプ状第一電極は２００μｍピッチで４０８本配置されている。
【００５１】
次に、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製、ＯＦＰＲ−８００）をスピンコート法により第一電極を形成した基板上に厚さ３μｍになるように塗布した。この塗布膜にフォトマスクを介してパターン露光し、現像してフォトレジストのパターニングを行い、現像後に１８０℃でキュアした。これにより、絶縁層の不要部分が取り除かれ、ストライプ形状の第一電極上に縦４７０μｍ、横１４０μｍの絶縁層開口部を、縦方向に６００μｍピッチで１００個、横方向に２００μｍピッチで４０８個形成した。絶縁層のエッジ部分の断面は順テーパー形状であった。絶縁層を形成した基板は、８０℃、１０Ｐａの減圧雰囲気下に２０分間置いて脱水処理を行った。
【００５２】
発光層を含む薄膜層は、抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。なお、蒸着時の真空度は２×１０-4Ｐａ以下であり、蒸着中は蒸着源に対して基板を回転させた。まず、銅フタロシアニンを１５ｎｍ、ビス（Ｎ−エチルカルバゾール）を６０ｎｍ、発光領域全面に蒸着して正孔輸送層を形成した。
【００５３】
発光層パターニング用として、開口部の配列した開口領域を持つ蒸着マスクを用いた。蒸着マスクの外形は１２０×８４ｍｍ、厚さは２５μｍであり、縦６３．５４ｍｍ、横２００μｍの開口部が横方向に６００μｍピッチで１４２本配列した開口領域を持つ。各開口部には幅６０μｍの補強線が６００μｍピッチで１０５本設置されている。つまり補強線で区切られた開口部の数は縦方向に１０６個、そのうち有効開口部が１００個であり、補強線で区切られた開口部ひとつの大きさは縦５４０μｍ、横２００μｍである。蒸着マスクは外形が等しい幅４ｍｍのステンレス鋼製のフレームに固定されている。
【００５４】
発光層用蒸着マスクを基板前方に配置して両者を密着させ、基板後方にはフェライト系板磁石（日立金属社製、ＹＢＭ−１Ｂ）を配置した。この際、絶縁層開口部が蒸着マスクの有効開口部と重なるように配置し、なおかつダミー開口部が発光領域の上下左右各３個ずつとなるように位置合わせした。蒸着マスクは膜厚の厚い絶縁層と接触して、先に形成した正孔輸送層とは接触しないので、マスク傷が防止される。
【００５５】
この状態で０．３重量％の１，３，５，７，８−ペンタメチル−４，４−ジフロロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン（ＰＭ５４６）をドーピングした８−ヒドロキシキノリン−アルミニウム錯体（Ａｌｑ3）を２１ｎｍ蒸着し、緑色発光層をパターニングした。
【００５６】
次に、蒸着マスクを右に方向に１ピッチ分ずらして、１重量％の４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジルスチリル）ピラン（ＤＣＪＴ）をドーピングしたＡｌｑ3を１５ｎｍ蒸着して、赤色発光層をパターニングした。
【００５７】
さらに蒸着マスクを左方向に２ピッチ分ずらして、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ジフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２０ｎｍ蒸着して、青色発光層をパターニングした。緑色、赤色、青色それぞれの発光層は、ストライプ状第一電極の３本ごとに配置され、第一電極の露出部分を完全に覆っている。さらに、画素の構成には使用されない発光層用有機化合物の領域が、上下各３個左右各９個ずつ同時に配置された。
【００５８】
次に、ＤＰＶＢｉを３５ｎｍ、Ａｌｑ3を１０ｎｍ、発光領域全面に蒸着した。この後、薄膜層をリチウム蒸気に曝してドーピング（膜厚換算量０．５ｎｍ）した。
【００５９】
第二電極パターニング用として、マスク部分の一方の面と補強線との間に隙間が存在する構造の蒸着マスクを用いた。蒸着マスクの外形は１２０×８４ｍｍ、厚さは１００μｍであり、長さ１００ｍｍ、幅５００μｍのストライプ状開口部がピッチ６００μｍで１００本配置されている。マスク部分の上には、幅４０μｍ、厚さ３５μｍ、対向する二辺の間隔が２００μｍの正六角形構造からなるメッシュ状の補強線が形成されている。隙間の高さはマスク部分の厚さと等しく１００μｍである。蒸着マスクは外形が等しい幅４ｍｍのステンレス鋼製のフレームに固定されている。
【００６０】
第二電極は抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。なお、蒸着時の真空度は３×１０-4Ｐａ以下であり、蒸着中は２つの蒸着源に対して基板を回転させた。発光層のパターニングと同様に、第二電極用蒸着マスクを基板前方に配置して両者を密着させ、基板後方には磁石を配置した。この際、絶縁層開口部が蒸着マスクの開口部と重なるように両者を配置する。この状態でアルミニウムを２００ｎｍの厚さに蒸着して、第二電極をパターニングした。第二電極は、第一電極と直交する配置で、ストライプ状にパターニングされている。
【００６１】
本基板を蒸着機から取り出し、ロータリーポンプによる減圧雰囲気下で２０分間保持した後、露点−９０℃以下のアルゴン雰囲気下に移した。この低湿雰囲気下にて、基板と封止用ガラス板とを硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることで封止した。
【００６２】
このようにして幅１６０μｍ、ピッチ２００μｍ、本数４０８本のストライプ状第一電極上に、パターニングされた緑色発光層、赤色発光層および青色発光層が形成され、第一電極と直交するように幅５００μｍ、ピッチ６００μｍのストライプ状第二電極が１００本配置された単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。赤、緑、青各１つ、つまり合計３つの発光画素が１つの画素集合を形成するので、本発光装置は６００μｍピッチで１３６×１００個の画素集合を有する。
【００６３】
本有機電界発光装置を線順次駆動したところ、良好な表示特性を得ることができた。さらに顕微鏡により発光画素を観察したところ、発光領域の外周部において、発光画素のエッジ部分がぼやけている事を確認した。これは、基板と蒸着マスクとの密着が損なわれたためであったが、混色には至ってなかった。
【００６４】
実施例４
外形５００×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス表面にスパッタリング法によって厚さ１３０ｎｍのＩＴＯ透明電極膜を形成した。ＩＴＯ基板上にフォトレジストを塗布して、通常のフォトリソグラフィ法による露光・現像によってパターニングした。ＩＴＯの不要部分をエッチングして除去した後、フォトレジストを除去することで、ＩＴＯ膜を長さ９０ｍｍ、幅８０μｍのストライプ形状にパターニングした。このストライプ状第一電極が１００μｍピッチで８１６本配置された対角４インチの発光領域が１６面形成され、ガラスを２００×２１４ｍｍの大きさに４分割することにより４面取りのＩＴＯ基板を作製した。
【００６５】
次に、ポジ型フォトレジスト（東京応化工業（株）製、ＯＦＰＲ−８００）をスピンコート法により第一電極を形成した基板上に厚さ２μｍになるように塗布した。その後、１２０℃で仮硬化させ、フォトマスクを介してパターン露光した。さらに、現像してフォトレジストのパターニングを行い、現像後に２３０℃でキュアした。これにより、絶縁層の不要部分が取り除かれ、ストライプ形状の第一電極上に縦２３５μｍ、横７０μｍの絶縁層開口部を、縦方向に３００μｍピッチで２００個、横方向に１００μｍピッチで８１６個形成した。絶縁層のエッジ部分の断面は順テーパー形状であった。絶縁層を形成した基板は、８０℃、１０Ｐａの減圧雰囲気下に２０分間置いて脱水処理を行った。
【００６６】
発光層を含む薄膜層は、抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。なお、蒸着時の真空度は２×１０-4Ｐａ以下であり、蒸着中は蒸着源に対して基板を回転させた。まず、銅フタロシアニンを１５ｎｍ、ビス（Ｎ−エチルカルバゾール）を６０ｎｍ、各発光領域全面に蒸着して正孔輸送層を形成した。
【００６７】
発光層用蒸着マスクとして、開口部を配列した開口領域を４つ持つ蒸着マスクを用いた。蒸着マスクの外形は２００×２１４ｍｍ、厚さは２５μｍであり、縦６１．７７ｍｍ、横１００μｍの開口部が横方向に３００μｍピッチで２７８本配列した開口領域を４つ持ち、先に作製した４面取りＩＴＯ基板のＩＴＯパターンと対応した位置に配置した。各開口部には幅３０μｍの補強線３００μｍピッチで２０５本設置されている。つまり補強線で区切られた１つの開口領域の開口部の数は縦方向に２０６個、そのうち有効開口部が２００個であり、補強線で区切られた開口部１つの大きさは縦２７０μｍ、横１００μｍである。蒸着マスクは１６３×２０１ｍｍの開口を有するスーパーインバー鋼製のフレームに固定されており、蒸着マスク活用領域は１６３×２０１ｍｍとなる。
【００６８】
発光層用蒸着マスクを基板前方に配置して両者を密着させ、基板後方にはフェライト系板磁石（日立金属社製、ＹＢＭ−１Ｂ）を配置した。この際、絶縁層開口部が蒸着マスクの有効開口部と重なるように配置し、なおかつダミー開口部が各発光領域の上下左右各３個ずつとなるように位置合わせした。蒸着マスクは膜厚の厚い絶縁層と接触して、先に形成した正孔輸送層とは接触しないので、マスク傷が防止される。
【００６９】
この状態で０．３重量％の１，３，５，７，８−ペンタメチル−４，４−ジフロロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン（ＰＭ５４６）をドーピングした８−ヒドロキシキノリン−アルミニウム錯体（Ａｌｑ3）を２１ｎｍ蒸着し、緑色発光層をパターニングした。
【００７０】
次に、蒸着マスクを右方向に１ピッチ分ずらして、１重量％の４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジルスチリル）ピラン（ＤＣＪＴ）をドーピングしたＡｌｑ3を１５ｎｍ蒸着して、赤色発光層をパターニングした。
【００７１】
さらに蒸着マスクを左方向に２ピッチ分ずらして、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ジフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２０ｎｍ蒸着して、青色発光層をパターニングした。緑色、赤色、青色それぞれの発光層は、ストライプ状第一電極の３本ごとに配置され、第一電極の露出部分を完全に覆っている。さらに、画素の構成には使用されない発光層用有機化合物の領域が、上下各３個左右各９個ずつ同時に配置された。
【００７２】
次に、ＤＰＶＢｉを３５ｎｍ、Ａｌｑ3を１０ｎｍ、各発光領域全面に蒸着した。この後、薄膜層をリチウム蒸気に曝してドーピング（膜厚換算量０．５ｎｍ）した。
【００７３】
第二電極パターニング用として、マスク部分の一方の面と補強線との間に隙間が存在する構造の蒸着マスクを用いた。蒸着マスクの外形は２００×２１４ｍｍ、厚さは１００μｍであり、長さ１００ｍｍ、幅２５０μｍのストライプ状開口部がピッチ３００μｍで２００本配置された領域がＩＴＯ基板と対応した位置に４つ配置されている。マスク部分の上には、幅４０μｍ、厚さ３５μｍ、対向する二辺の間隔が２００μｍの正六角形構造からなるメッシュ状の補強線が形成されている。隙間の高さはマスク部分の厚さと等しく１００μｍである。蒸着マスクは１６３×２０１ｍｍの開口を有するスーパーインバー鋼製のフレームに固定されており、蒸着マスク活用領域は１６３×２０１ｍｍである。
【００７４】
第二電極は抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。なお、蒸着時の真空度は３×１０-4Ｐａ以下であり、蒸着中は２つの蒸着源に対して基板を回転させた。発光層のパターニングと同様に、第二電極用蒸着マスクを基板前方に配置して両者を密着させ、基板後方には磁石を配置した。この際、絶縁層開口部が蒸着マスクの有効開口部と重なるように両者を配置する。この状態でアルミニウムを３００ｎｍの厚さに蒸着して、第二電極をパターニングした。第二電極は、第一電極と直交する配置で、ストライプ状にパターニングされている。
【００７５】
本基板を蒸着機から取り出し、ロータリーポンプによる減圧雰囲気下で２０分間保持した後、露点−９０℃以下のアルゴン雰囲気下に移した。この低湿雰囲気下にて、基板と封止用ガラス板とを硬化性エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることで封止した。
【００７６】
このようにして幅８０μｍ、ピッチ１００μｍ、本数８１６本のＩＴＯストライプ状第一電極上に、パターニングされた緑色発光層、赤色発光層および青色発光層が形成され、第一電極と直交するように幅２５０μｍ、ピッチ３００μｍのストライプ状第二電極が２００本配置された有機電界発光装置を４面搭載した。これをガラス基板、封止用ガラス板共に４分割にして対角４インチの単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を得た。赤、緑、青各１つ、つまり３つの発光画素が１つの画素集合を形成するので、本発光装置は３００μｍピッチで２７２×２００個の画素集合を有する。
【００７７】
本有機電界発光装置を線順次駆動したところ、良好な表示特性を得ることができた。さらに顕微鏡により発光画素を観察したところ隣接画素への混色なども無く、発光領域全面に渡って良好な発光層パターンが形成できていることを確認した。発光層のパターニング精度は±１０μｍ以内であった。
【００７８】
実施例５
縦２７０μｍ、横１００μｍの開口部が縦横３００μｍピッチで蒸着マスク活用領域全面（９０％以上）に配列した外形が２００×２１４ｍｍの蒸着マスクを実施例４と同じフレームの上面に固定した。さらに、発光領域よりやや大きめに４カ所の開口を設けた外形１６２×２００ｍｍの蒸着マスクを、上記蒸着マスクの蒸着源側の直下に配置してフレームの内側で固定した。両蒸着マスク同士は互いに接着されていない。このようにして図７に示すような発光層用の蒸着マスクを用意した。それ以外は実施例１と同様にして有機電界発光装置を作製した。
【００７９】
本有機電界発光装置を線順次駆動したところ、良好な表示特性を得ることができた。さらに顕微鏡により発光画素を観察したところ隣接画素への混色なども無く、発光領域全面に渡って良好な発光層パターンが形成できていることを確認した。また、発光領域の上下左右には画素の構成には使用されない発光層用有機化合物の領域が５個ずつ配置されており、そのうちの一部は中途半端な形状であった。発光層のパターニング精度は±７μｍ以内であった。蒸着マスク活用領域全面に開口部を配列したことによりマスクの撓みが少なくなったので、パターニング精度がさらに向上した。
【００８０】
実施例６
発光層用蒸着マスクとして縦２７０μｍ、横１００μｍの開口部が縦横３００μｍピッチで蒸着マスク活用領域全面（９０％以上）に配列した外形が２００×２１４ｍｍの蒸着マスクを用い、十字の桟を追加したスーパーインバー鋼製のフレームに貼り付けた。このとき、桟の部分も蒸着マスクと接着した。このようにして図１１に示すような発光層用の蒸着マスクを用意した。それ以外は実施例４と同様にして有機電界発光装置を作製した。フレームに十字の桟を追加したことで、この蒸着マスクによる発光層パターンは発光領域よりやや大きめに４面形成される。
【００８１】
本有機電界発光装置を線順次駆動したところ、良好な表示特性を得ることができた。さらに顕微鏡により発光画素を観察したところ隣接画素への混色なども無く、発光領域全面に渡って良好な発光層パターンが形成できていることを確認した。また、発光領域の上下左右には画素の構成には使用されない発光層用有機化合物の領域が５個ずつ配置されており、そのうちの一部は中途半端な形状であった。発光層のパターニング精度は±５μｍ以内であった。桟を追加したことによりフレームの変形が少なくなったので、パターニング精度はさらに向上した。
【００８２】
比較例１
発光層用蒸着マスクの開口部を縦２００個、横２７２個としたこと以外は実施例１と同様にして有機電界発光装置を作製した。すなわち、発光層用蒸着マスクにダミー開口部が無く、第一電極と第二電極の重なる発光領域と発光層用蒸着マスクの有効開口領域が一致する単純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。
【００８３】
本有機電界発光装置を線順次駆動したところ、発光領域の外周部で隣接画素への混色が認められた。これは、蒸着マスクのマスク領域と開口領域の境界部分に発生した撓みで基板と蒸着マスクとの密着が損なわれたためであった。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】画素集合の１例を示す平面図
【図２】有機電界発光装置の構造の一例を説明する一部構成を除いた概略斜視図
【図３】蒸着マスクの一例を示す概略図  （ａ）平面図（ｂ）断面図
【図４】蒸着マスクの一例を示す概略斜視図  （ａ）補強線を導入していない蒸着マスクの一例（ｂ）補強線を導入した蒸着マスクの一例（ｃ）補強線を導入した蒸着マスクの別の一例
【図５】マスク蒸着法を説明する模式図
【図６】貼り合わせ型蒸着マスク（１面取り蒸着マスク）とその蒸着パターンの模式図  （ａ）蒸着マスク（ｂ）蒸着パターン
【図７】貼り合わせ型蒸着マスク（４面取り蒸着マスク）とその蒸着パターンの模式図  （ａ）蒸着マスク（ｂ）蒸着パターン
【図８】ダミー開口部を有する蒸着マスクの一例を示す平面図
【図９】マスク領域と開口領域との境界において直線距離を短くした例を説明するためのダミー開口部を有する蒸着マスクの一例を示す平面図
【図１０】ダミー開口部を有する蒸着マスクの別な一例を示す平面図
【図１１】フレームに桟を追加した蒸着マスク（桟と蒸着マスクの接着あり）とその蒸着パターンの模式図  （ａ）蒸着マスク（ｂ）蒸着パターン
【図１２】フレームに桟を追加した蒸着マスク（桟と蒸着マスクの接着無し）とその蒸着パターンの模式図  （ａ）蒸着マスク（ｂ）蒸着パターン
【符号の説明】
【００８５】
１  基板
２  第一電極
３  絶縁層
４  共通有機層
５  発光層
６  第二電極
７  マスク領域
８  マスクフレーム
９  開口領域
１０  開口部
１１  補強線
１２  蒸着源
１３  有効開口領域
１４  ダミー開口部
１５  円状ダミー開口部
１６  補強線のないストライプ状パターン形成用蒸着マスク
１７  補強線を１本導入した蒸着マスク
１８  補強線を３本導入した蒸着マスク
１９  赤色発光画素
２０  緑色発光画素
２１  青色発光画素
２２  画素集合
２３  フレームへ追加した桟
２４  蒸着マスク
【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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【図８】
2004296436.tif 000010
【図９】
2004296436.tif 000011
【図１０】
2004296436.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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