(57)【要約】【要  約】  【課題】有機ＥＬ素子のクロストーク現象を防止する。  【解決手段】本発明の有機ＥＬ素子１０は基板１１と基板１１上に互いに平行に配置されたアノード電極１３とを有しており、基板１１上にはアノード電極１３の長手方向に沿って絶縁性の凸条１５ａが延設されている。有機薄膜２３ａの膜厚は残留した絶縁層１４からなる凸条１５ａの高さよりも小さいので、凸条１５ａは有機薄膜２３ａに埋没されずに、その長手方向側面の先端部分が露出する。即ち、アノード電極１３上に位置する有機薄膜２３ａは凸条１５ａの露出した部分によって他の部分から分離されるので、選択したアノード電極１３とカソード電極２７ａに電圧を印加した場合に、アノード電極１３とカソード電極２７ａ間に位置する有機薄膜２３ａから他の部分へ電流が流れないので、クロストーク現象が起こらない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に配置され、互いに平行に延設された複数本のアノード電極と、少なくとも前記アノード電極上に配置された有機薄膜と、前記有機薄膜上に配置され、前記アノード電極と直交する方向に延設された複数本のカソード電極とを有し、
前記カソード電極と前記アノード電極とを選択して電圧を印加すると、電圧が印加された前記カソード電極と前記アノード電極とが交差する部分に位置する前記有機薄膜が発光する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記アノード電極上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層をパターニングし、前記アノード電極の長手方向の縁部に残した前記絶縁層からなる凸条を形成する工程と、
前記基板の前記アノード電極が配置された側の面に、前記絶縁層よりも膜厚の小さい有機薄膜を成膜する工程とを有する有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記有機薄膜を形成した後、前記有機薄膜上に前記絶縁層よりも膜厚の大きいカソード電極を形成する請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
基板と、前記基板上に配置され、互いに平行に延設された複数本のアノード電極と、少なくとも前記アノード電極上に配置された有機薄膜と、前記有機薄膜上に配置され、前記アノード電極と直交する方向に延設された複数本のカソード電極とを有し、
前記カソード電極と前記アノード電極とを選択して電圧を印加すると、電圧が印加された前記カソード電極と前記アノード電極との交差する部分に位置する前記有機薄膜が発光する有機ＥＬ素子であって、
前記基板上には、前記アノード電極の長手方向の縁部に沿って絶縁性の凸条が配置され、
前記有機薄膜のうち、互いに隣接するアノード電極上に位置する部分は、前記凸条によって互いに絶縁された有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記凸条の先端表面と、前記凸条の長手方向に延びる側面とが成す角度は９０°以下にされた請求項３記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
互いに隣接する前記アノード電極の間には、前記アノード電極の膜厚よりも厚い絶縁層が配置された請求項３又は請求項４のいずれか１項記載の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の技術分野にかかり、特に、単純マトリスク型の有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置の分野においてフラットパネルディスプレイが注目されており、フラットパネルディスプレイ用の素子として、有機ＥＬ素子がさかんに用いられている
図１０の符号１１０は従来技術の有機ＥＬ素子の一例を示している。この有機ＥＬ素子１１０は、ガラス基板１１１と、ガラス基板１１１上に配置された透明なアノード電極１１３と、アノード電極１１３上に配置された有機薄膜１２３と、有機薄膜１２３上に配置されたカソード電極１２７とを有している。
【０００３】
アノード電極１１３はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）薄膜のパターニングによって形成された複数本の配線からなり、各アノード電極１１３は所定間隔を空けて互いに平行に配置されている。
【０００４】
アノード電極１１３間には、アノード電極１１３と平行に延設された絶縁層１１５がそれぞれ配置されており、互いに隣接するアノード電極１１３間は絶縁層１１５によって絶縁されている。絶縁層１１５の膜厚はアノード電極１１３の膜厚よりも大きく、その表面はアノード電極１１３表面から突き出されているが、突き出された部分は、順テーパになっているため、有機薄膜１２３やカソード電極１２７は絶縁層１１５によって分断されることなく、一様に塗布されている。
【０００５】
例えば、カソード電極１２７がアノード電極１１３と直交する方向に複数本配置した場合に、電圧を印加するアノード電極１１３とカソード電極１２７とをそれぞれ特定すると、特定された電極１１３、１２７が交差する部分に位置する有機薄膜１２３が発光し、該有機薄膜１２３で発光する光が透明なアノード電極１１３とガラス基板１１１とを透過して有機ＥＬ素子外へ放射される。このように、電圧を印加する電極１１３、１２７を選ぶことで所望の文字や図柄を表示することができる。
【０００６】
このような有機ＥＬ素子１１０は一般に単純マトリクス型（パッシブマトリクス型）と呼ばれ、その構造が簡易であり、製造が容易であるため近年盛んに用いられている。
【０００７】
ところで、有機薄膜１２３は導電性を有しているため、電極１１３、１２７間に電圧を印加した場合に電流が深さ方向だけではなく水平方向にも流れることがある。電流が水平方向に流れると、特定した電極１１３、１２７が交差する部分だけではなく、絶縁層１１５表面や隣接するアノード電極１１３表面に位置する有機薄膜１２３も発光し、表示される文字や図柄がぼやけてしまう場合がある（クロストーク現象）。
【特許文献１】特開２００３−９２１８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、クロストーク現象が起こらない単純マトリクス型の有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板と、前記基板上に配置され、互いに平行に延設された複数本のアノード電極と、少なくとも前記アノード電極上に配置された有機薄膜と、前記有機薄膜上に配置され、前記アノード電極と直交する方向に延設された複数本のカソード電極とを有し、前記カソード電極と前記アノード電極とを選択して電圧を印加すると、電圧が印加された前記カソード電極と前記アノード電極とが交差する部分に位置する前記有機薄膜が発光する有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記アノード電極上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層をパターニングし、前記アノード電極の長手方向の縁部に残した前記絶縁層からなる凸条を形成する工程と、前記基板の前記アノード電極が配置された側の面に、前記絶縁層よりも膜厚の小さい有機薄膜を成膜する工程とを有する有機ＥＬ素子の製造方法である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記有機薄膜を形成した後、前記有機薄膜上に前記絶縁層よりも膜厚の大きいカソード電極を形成する有機ＥＬ素子の製造方法である。
請求項３記載の発明は、基板と、前記基板上に配置され、互いに平行に延設された複数本のアノード電極と、少なくとも前記アノード電極上に配置された有機薄膜と、前記有機薄膜上に配置され、前記アノード電極と直交する方向に延設された複数本のカソード電極とを有し、前記カソード電極と前記アノード電極とを選択して電圧を印加すると、電圧が印加された前記カソード電極と前記アノード電極との交差する部分に位置する前記有機薄膜が発光する有機ＥＬ素子であって、前記基板上には、前記アノード電極の長手方向の縁部に沿って絶縁性の凸条が配置され、前記有機薄膜のうち、互いに隣接するアノード電極上に位置する部分は、前記凸条によって互いに絶縁された有機ＥＬ素子である。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の有機ＥＬ素子であって、前記凸条の先端表面と、前記凸条の長手方向に延びる側面とが成す角度は９０°以下にされた有機ＥＬ素子である。
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４のいずれか１項記載の有機ＥＬ素子であって、互いに隣接する前記アノード電極の間には、前記アノード電極の膜厚よりも厚い絶縁層が配置された有機ＥＬ素子である。
【００１０】
本発明は上記のように構成されており、絶縁層のパターニングによって形成される凸条は絶縁層と同じ膜厚を維持しているので、絶縁層よりも膜厚の薄い有機薄膜を成膜した場合、凸条の先端部分が有機薄膜から突き出される。従って、隣接するアノード電極上に位置する有機薄膜は連続しておらず、凸条によって互いに絶縁される。また、有機薄膜と凸条は絶縁層より膜厚の大きいカソード電極に埋没するので、有機薄膜上に形成されるカソード電極は凸条によって断線されない。
【００１１】
凸条の先端表面と、凸条の長手方向の側面とが成す角度は９０°以下にされているので、有機薄膜を真空蒸着法によって形成する場合に、凸条側面に有機薄膜が蒸着せず、凸条によって有機薄膜がより確実に分離される。例えば、絶縁層をパターニングする際に、エッチング時間をやや長くし、オーバーエッチングとなるようにパターニングを行えば、凸条の先端表面と長手方向の側面との成す角度が９０°以下になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アノード電極上の有機薄膜が凸条によって互いに分離されているため、電極間に電圧を印加した場合にアノード電極上の有機薄膜から他の部分へ電流が流れず、クロストーク現象が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の有機ＥＬ素子をその製造工程とともに詳細に説明する。
図４の符号１１は矩形形状のガラス基板からなる基板を示している。基板１１表面には複数本のアノード電極１３が等間隔を空けて互いに平行に配置されており、互いに隣接するアノード電極１３間には基板１１表面が露出している。ここでは、アノード電極１３を膜厚１００ｎｍの透明なＩＴＯ薄膜で構成した。
【００１４】
このガラス基板１１のアノード電極１３が配置された側の面に、スパッタ法により絶縁物である二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を成膜し、アノード電極１３よりも膜厚の大きい絶縁層を形成する（図１（ａ））。ここでは膜厚１２０ｎｍの絶縁層１４を形成した。
【００１５】
図１（ａ）の符号１４は絶縁層を示しており、アノード電極１３表面と、アノード電極１３間に露出する基板１１表面は、それぞれ絶縁層１４によって覆われている。絶縁層１４の膜厚はアノード電極１３の膜厚よりも大きいため、絶縁層１４表面の基板１１表面からの高さは、アノード電極１３表面の基板１１表面の高さよりも高くなっている。
【００１６】
次いで、絶縁層１４表面にレジスト層を形成する。図１（ｂ）の符号１６はレジスト層を示しており、その状態では絶縁層１４表面はレジスト層１６によって覆われている。
【００１７】
次いで、レジスト層１６上にマスク１９を配置する（図１（ｃ））。マスク１９は光を透過する透光部１９ａと光を遮断する遮蔽部１９ｂとを有しており、マスク１９を位置合わせした後、露光、現像を行うと、光が照射された部分がエッチングされてレジスト層１６に複数個の窓部１８が形成され、該窓部１８底面に絶縁層１４が部分的に露出する（図１（ｄ））。図１（ｄ）の符号１７はエッチングによりパターニングされたレジスト層を示している。
【００１８】
図５は窓部１８が形成された状態を示す平面図であり、各窓部１８はアノード電極１３上に位置している。各窓部１８のアノード電極１３の幅方向の大きさは、アノード電極１３の幅よりも小さくされており、窓部１８の縁はアノード電極１３の縁の内側に位置するので、窓部１８の縁とアノード電極１３の縁との間にはパターニングされたレジスト層１７が存する。各アノード電極１３上の窓部１８は互いに等間隔を空けて配置されているので、アノード電極１３上の窓部１８間に位置する部分にはパターニングされたレジスト層１７が存する。
【００１９】
また、窓部１８は行列状に配置されている。図１（ｄ）は各窓部１８の電極１３とは垂直方向の断面図であり、図５のＡ−Ａ線断面図に相当する。また、Ｂ−Ｂ線はＡ−Ａ線と平行な方向であって、窓部１８の位置しない部分を示しており、その部分に後述する隔壁が形成される。このＢ−Ｂ線の切断線に沿った断面図を図３（ａ）に示す。
【００２０】
次いで、５重量％のフッ酸水溶液を用いて窓部１８の下層部分をエッチング除去する（パターニング）。図２（ｅ）はパターニング後のＡ−Ａ線に相当する部分を示しており、窓部１８底面に露出していた絶縁層１４が除去され、窓部１８と同形状の開口２２が形成されている。
【００２１】
上述したように、各窓部１８のアノード電極１３の幅方向の大きさは、アノード電極１３の幅よりも小さくされており、窓部１８の縁のうち、アノード電極１３の長手方向の縁に近接する２つの縁は、アノード電極１３の長手方向の縁よりもそれぞれ同じ距離ｄだけ内側に配置されている。従って、Ａ−Ａ線に相当する部分では、アノード電極１３の長手方向の２つの縁から、それぞれ距離ｄだけ内側にレジスト層１７が残っており、その部分はエッチングされずに残るので、アノード電極１３の長手方向の２つの縁の近傍に、それぞれ幅ｄの凸条１５ｂが形成される。
【００２２】
また、凸条１５ａの幅ｄは窓部１８の幅よりも小さくされており、窓部１８と同形状の開口２２底面に露出するアノード電極１３の面積が大きくなり、後述する有機薄膜がアノード電極１３に接触する面積が大きくなる。
【００２３】
他方、互いに隣接するアノード電極１３の間には窓部１８が形成されていないので、アノード電極１３の間には絶縁層１４が残る。図２（ｅ）の符号１５ｂはアノード電極１３の間の絶縁層を示している。
【００２４】
絶縁層１４は膜厚が均一であるから、パターニング後に残った絶縁層１５ａ、１５ｂの膜厚も均一であり、アノード電極１３上に位置する凸条１５ａの基板１１表面からの高さは、アノード電極の間に位置する絶縁層１５ｂの基板１１表面からの高さよりもアノード電極１３の厚さ分高くなっている。
【００２５】
アノード電極１３の断面形状は矩形にされているが、絶縁層１４の膜厚はアノード電極１３の膜厚よりも大きくされているので、アノード電極１３の角部は絶縁層１５ｂに覆われ、露出しない。
【００２６】
また、図３（ｂ）はＢ−Ｂ線に相当する部分を示しており、その部分の絶縁層１５ｂ、１５ｃ表面にはレジスト層１７が存するためエッチングされず、基板１１表面の絶縁層１５ｂと、アノード電極１３表面の絶縁層１５ｃは連続して残っている。
【００２７】
次に、有機溶媒であるアセトンを用いてレジスト層１７を除去する。図６はその状態を示す平面図であり、図２（ｆ）は図６のＡ−Ａ線断面図を、図３（ｃ）は図６のＢ−Ｂ線断面図をそれぞれ示している。図２（ｆ）を参照し、Ａ−Ａ線に相当する部分では、凸条１５ａと、基板１１表面の絶縁層１５ｂと、開口２２底面のアノード電極１３が露出しているが、図３（ｃ）を参照し、Ｂ−Ｂ線に相当する部分はアノード電極１３と垂直な方向に連続して残った絶縁層１５ｂ、１５ｃが露出している。
【００２８】
次いで、連続する絶縁層１５ｂ、１５ｃ表面にそれぞれ直線状の隔壁２６を形成する（図７）。図７は隔壁２６が形成された状態を示す平面図であり、図２（ｇ）は図７のＡ−Ａ線断面図を、図３（ｄ）は図７のＢ−Ｂ線断面図を示している。
【００２９】
Ａ−Ａ線に相当する部分は隔壁２６の隙間に位置し、その部分に位置する絶縁層１５ｂと、凸条１５ａと、開口２２底面のアノード電極１３とは隔壁２６に覆われずに露出している（図２（ｇ））。他方、Ｂ−Ｂ線に相当する部分では、絶縁層１５ｂ、１５ｃ表面が隔壁２６で覆われている（図３（ｄ））。
【００３０】
次に、基板１１の隔壁２６が形成された側の面に、発光有機材料を真空蒸着し、絶縁層１５ａ〜１５ｃよりも膜厚の小さい有機薄膜（例えば、膜厚９０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下）を隔壁２６表面と隔壁２６の隙間に形成すると、隔壁２６によって形成された段差により、隔壁２６表面に形成された有機薄膜と、隔壁２６の隙間に形成された有機薄膜とが互いに分離する。
【００３１】
図２（ｈ）は有機薄膜が形成された状態のＡ−Ａ線に相当する部分の断面図を示しており、図３（ｅ）は有機薄膜が形成された状態のＢ−Ｂ線に相当する部分を示している。
【００３２】
図３（ｅ）の符号２３ｂは隔壁２６表面に形成された有機薄膜を示している。他方、図２（ｈ）の符号２３ａは隔壁２６の隙間に形成された有機薄膜を示している。この有機薄膜２３ａはアノード電極１３の間の絶縁層１５ｂ表面と、凸条１５ａ先端と、開口２２底面のアノード電極１３表面に位置しており、凸条１５ａはアノード電極１３表面に位置する有機薄膜２３ａと、絶縁層１５ｂ表面に位置する有機薄膜２３ｂとに挟まれている。図２（ｈ）の符号１２は、凸条１５ａが有機薄膜２３ａに挟まれた部分を示しており、図８は図２（ｈ）の符号１２に示す部分の拡大図である。
【００３３】
図８の符号ｈ1は、凸条１５ａ先端のアノード電極１３表面からの高さを示しており、同図の符号ｈ2はアノード電極１３表面に位置する有機薄膜２３ａの膜厚を示している。
【００３４】
有機薄膜２３ａの膜厚は絶縁層１４の膜厚よりも小さくされており、凸条１５ａはパターニングされた絶縁層１４からなるので、凸条１５ａ先端のアノード電極１３表面からの高さｈ1は、アノード電極１３表面に位置する有機薄膜２３ａの膜厚ｈ2（即ち、有機薄膜２３ａ表面のアノード電極１３表面からの高さ）よりも膜厚差（ｈ1−ｈ2）分高くなっている。
【００３５】
凸条１５ａの長手方向の側面のうち、アノード電極１３表面からの高さがアノード電極１３表面に位置する有機薄膜２３ａの膜厚よりも大きい部分が有機薄膜２３ａに覆われずに露出するので、各アノード電極１３表面に位置する有機薄膜２３ａは連続しておらず、凸条１５ａの露出した部分によって互いに絶縁される。
【００３６】
ここでは、凸条１５ａは各アノード電極１３の長手方向の両縁にそれぞれ位置するので、アノード電極１３表面の有機薄膜２３ａは両縁に位置する２つの凸条１５ａによって有機薄膜２３ａの他の部分から絶縁されている。
【００３７】
尚、絶縁層１４をパターニングする際に、凸条１５ａ先端表面と、凸条１５ａの長手方向の側面との角度θが９０°以下になるようエッチングを行った場合は、凸条１５ａの長手方向の側面が凸条１５ａ表面によって遮られ、有機薄膜２３ａが蒸着されないので、凸条１５ａの長手方向の側面のうち、アノード電極１３表面からの高さが、アノード電極１３表面の有機薄膜２３ａの膜厚よりも大きい部分が露出し、各アノード電極１３上の有機薄膜２３ａがより確実に絶縁される。
【００３８】
次に、有機薄膜２３ａ、２３ｂ表面に金属を真空蒸着させ、絶縁層１４よりも膜厚の大きい金属薄膜（例えば、膜厚１５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下）を形成すると、隔壁２６上に形成される金属薄膜と、隔壁２６の隙間に形成される金属薄膜とは有機薄膜２３ａ、２３ｂが分離されたのと同じ理由で互いに分離される。
【００３９】
金属薄膜２７ａの膜厚は、凸条１５ａのアノード電極１３表面からの高さよりも大きくされており、凸条１５ａと、有機薄膜２３ａは完全に金属電極２７ａに埋没されるので、金属電極２７ａは断線されずに連続し、この連続した金属電極２７ａから有機ＥＬ素子１０のカソード電極が形成される。
【００４０】
他方、図３（ｅ）はＢ−Ｂ線に対応する部分を示しており、同図の符号２７ｂは隔壁２６上に形成された金属薄膜を示している。隔壁２６上の有機薄膜２３ｂと、金属薄膜２７ｂは、隔壁２６によってカソード電極２７ａやアノード電極１３から分離されており、有機ＥＬ素子１０の動作に関与しない。
【００４１】
この有機ＥＬ素子１０のカソード電極２７ａとアノード電極１３とをそれぞれ選択して電圧を印加した場合に、アノード電極１３とカソード電極２７ａとが交差する部分が発光する。この有機ＥＬ素子１０では、アノード電極１３表面の有機薄膜２３ａは凸条１５ａによって他の部分から絶縁されているので、選択されたアノード電極１３とカソード電極２７ａとが交差する部分のみが発光し、クロストーク現象が起こらない。
【００４２】
以上は、凸条１５ａをアノード電極１３の長手方向の縁部に形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図９の符号５０は本発明他の例の有機ＥＬ素子を示している。
【００４３】
この有機ＥＬ素子５０は図１（ａ）に示したものと同じ構造の基板５１とアノード電極５３とを有している。同図の符号５５はアノード電極５３間に配置された絶縁層を示しており、絶縁層５５はアノード電極５３の延設方向に沿って延設されている。同図の符号６５は該絶縁層５５表面に位置し、アノード電極５３の延びる方向に延設された凸条を示している。凸条６５の膜厚は、有機薄膜５４の膜厚よりも大きくされているので、有機薄膜５４のうち絶縁層５５表面に形成された部分は、凸条６５によって分離されている。従って、有機薄膜５４は連続しておらず、隣接するアノード電極５３表面の有機薄膜５４は、凸条６５によって互いに分離されている。
【００４４】
なお、基板１１は、ガラス基板に限定されるものではなく、透明な樹脂フィルム等、透光性を有するものであれば、有機物や無機物等広く用いることができる、また、その表面に、無機物や有機物からなる下地層が形成されている場合も含まれる。
【００４５】
また、凸条や絶縁層を構成する絶縁物も二酸化ケイ素に限定されるものではなく、エッチングによってパターニングが行える絶縁物であれば、有機物や無機物等広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）〜（ｄ）：本発明の有機ＥＬ素子の製造工程の前半を説明する断面図
【図２】（ｅ）〜（ｉ）：本発明の有機ＥＬ素子の製造工程の後半を説明する断面図
【図３】（ａ）〜（ｆ）：Ｂ−Ｂ線に相当する部分を説明する断面図
【図４】基板とアノード電極との位置関係を説明する斜視図
【図５】パターニングされたレジスト層を説明する平面図
【図６】パターニングされた絶縁層を説明する平面図
【図７】隔壁を形成した状態を説明する平面図
【図８】凸条と有機薄膜との関係を説明する拡大断面図
【図９】本発明の有機ＥＬ素子の他の例を説明する断面図
【図１０】従来技術の有機ＥＬ素子を説明するための断面図
【符号の説明】
【００４７】
１０、５０……有機ＥＬ素子
１１、５１……基板
１３、５３……アノード電極
１５ｂ、１５ｃ、５５……絶縁層
１５ａ、６５……凸条
２３ａ、５４……有機薄膜
２７ａ、５７……カソード電極
【図１】
2005100728.tif 000003
【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】
2005100728.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005100728.tif 000011
【図１０】
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