(57)【要約】本発明は、フラットディスプレイ装置に使用される基板から電極が突出する場合に起こる問題を解決し、電極の断面積を増やすことで電極の電気抵抗を減少させ、電子発光装置の正面に発される発光量を増加させ、電極の厚さを増加させる場合であっても基板を平らに保つことが可能な、基板構造を有するフラットディスプレイ装置に使用するための、電極が埋込まれた基板構造、及びその基板構造と装置の製造方法に関する。フラットディスプレイ装置に使用される基板１０上面に所定のパターンのエッチングを施し、エッチング部分、すなわち、溝１１に電極を埋込むことによって装置が基板１０上に形成される。従って、正孔輸送層又は電子輸送層がその上に形成された後であっても、装置を平らに保ち、均一な形状を維持することができ、装置の歩留を増加させ、ディスプレイ装置の面積が大きくなる場合の電極による電圧降下を最小化し、装置の正面に発される発光量を増加させることができる。
2004511825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットディスプレイ装置に使用される電極が埋込まれた基板構造であって、前記フラットディスプレイ装置に使用される基板の上面に所定パターンのエッチングを施し、前記基板のエッチング部分に電極を埋込むことによって前記構造が形成される、基板構造。
【請求項２】
前記基板上面に所定パターンのエッチングを施すとき、前記基板が光を焦点に集めるために、断面が曲線形状となるように前記エッチング部分（溝）がエッチングされる、請求項１の構造。
【請求項３】
前記基板上面に所定パターンのエッチングを施すとき、前記電極と同一又は異なる材料で前記基板のエッチング溝の一部又は全部を満たすことによって前記電極が形成される、請求項１の構造。
【請求項４】
前記電極材料が、インジウム−錫酸化物、アルミニウム又はインジウムを添加した酸化亜鉛、酸化錫、亜鉛を添加した酸化錫、マグネシウム−インジウム酸化物、ニッケル−タングステン酸化物、カドミウム−錫酸化物、ガリウム−インジウム酸化物、酸化ガリウム、銅−アルミニウム酸化物、銅−ガリウム酸化物、ストロンチウム−銅酸化物及び銀−インジウム酸化物のような透明金属酸化物、窒化チタン、窒化ガリウム、窒化インジウム、ガリウム−インジウム窒化物、アルミニウム−インジウム窒化物、アルミニウム−ガリウム−インジウム窒化物及び珪素、マグネシウム又はゲルマニウムを添加した窒化ガリウム、窒化インジウム、アルミニウム−ガリウム−インジウム窒化物のような窒素化合物、及び光の１０％以上が透過するように厚さが調整された金属薄膜を含む、請求項１の構造の製造方法。
【請求項５】
前記電極と極性が反対の付加電極が前記基板構造に設けられ、１以上の有機膜層が２種類の電極間に挿入されている、請求項１の有機電子発光装置。
【請求項６】
前記溝に形成された前記電極に対して垂直な方向に付加溝を設けることによって前記極性が反対の電極が形成される、請求項５の装置。
【請求項７】
前記電極が埋込まれた基板構造、前記極性が反対の電極、及び前記２種類の電極間に挿入される１以上の有機膜層が、前記基板にエッチングされた前記溝の中に全体として形成される、請求項５の装置。
【請求項８】
基板を洗浄する清浄ステップと、
前記基板上にフォトレジストをコーティングするコーティング・ステップと、
前記フォトレジスト上に、パターンが形成されたマスクを配置するマスキング・ステップと、
前記基板のマスキングされた面を露光させ、露光面を現像する現像ステップと、
フォトレジストの不要な部分を取除く除去ステップと、
前記基板の前記電極が埋込まれる部分にエッチングを施すエッチング・ステップとを有してなる、
フラットディスプレイ装置に使用される電極が埋込まれた基板の製造方法。
【請求項９】
前記エッチング・ステップの後、前記基板のエッチング部分に前記電極を形成する電極形成ステップと、前記フォトレジストの残った部分を取除き、前記基板を洗浄する清浄ステップをさらに有する、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記清浄ステップと前記コーティング・ステップの間に、絶縁フィルムを形成する絶縁フィルムの形成ステップをさらに有する、請求項８の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットディスプレイ装置に使用される基板から電極が突出するように形成される場合に起こる問題を解決し、たとえ電極の厚さを増加させる場合であっても基板を平らに保ち、必要に応じて電極の厚さを調整すると同時に、装置の面積を増大させる場合の電極による電圧降下を最小化し、装置正面に発される発光量を増加させることが可能な、基板構造を有するフラットディスプレイ装置に使用するための、電極が埋込まれた基板構造、及びその基板構造と装置の製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
通常、電子発光装置に使用される電極材料は、薄膜形状の基板全体に形成され、処理目的に従い特定の形状に形成される。
【０００３】
フラットディスプレイ装置に使用される電極の従来の製造方法には、基板上にマスキングをし、基板の露光部分にのみ薄膜を形成する方法と、基板全体に電極薄膜を形成し、電極薄膜の不要な部分にエッチングを施す方法とがある。
【０００４】
特に、後者の方法は、主に電子発光装置で使用される酸化亜鉛を含むインジウム錫酸化物（Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ，ＩＴＯ）に用いられ、ＩＴＯは線状又は特定の形状にエッチングされる。
電極が上記の従来の形状に形成される場合の電極の製造方法は、以下の通りである。
【０００５】
すなわち、この製造方法は、基板を洗浄し、基板全体に電極薄膜を形成し、電極薄膜上にフォトレジストをコーティングし、フォトレジスト上にパターンを有するマスクを置き、マスキングされた基板面を露光して露光面を現像し、フォトレジストの不要な部分を取除き、電極薄膜の不要な部分をエッチングし、フォトレジストの残りの部分を取除き、基板を洗浄するステップとを有してなる。
【０００６】
従って、図１に示すように、基板１上に形成される従来の電極２は、基板１から突出する。電極上に形成される薄膜は、電極の形状に従い処理されるので、電極２が残った部分では突出し、電極２がエッチング部分では押下げられる。
【０００７】
極性が反対の付加電極がこの薄膜上の凸凹のある側面に形成されると、薄膜が平らでなくなり、電極の端部上に電界が集中することで、電界が電極間に不規則に分布される。
【０００８】
このような問題は、電極間に漏洩電流を惹き起こし、例えば、画素間の発光の不均一特性や装置の低効率化等の様々な問題の原因となる。
【０００９】
さらに、上記問題を軽減するために、基板上に形成される電極の厚さを小さくすると、電極自体の電気抵抗が増加し、電極内で電圧降下が生じてしまう。
【００１０】
特に、ディスプレイ装置のサイズが大きい場合、電極内に生じる電圧降下により、ディスプレイ装置の操作が制限されるという問題がある。
【００１１】
さらに、画素のサイズが小さい場合、例えば、マイクロディスプレイ装置の場合は、電極の走査線幅は小さくなる。従って、従来の方法によると、電極内で生じる電圧降下のため装置を実施することが困難であるという不都合があり、又、装置の製造にも多くの困難がある。
【００１２】
【発明の開示】
本発明は、上記問題を解決するために企図された。本発明の目的は、フラットディスプレイ装置に使用される基板から電極が突出するように形成される場合に起こる問題を解決し、たとえ電極の厚さを増加させる場合であっても基板を平らに保ち、必要に応じて電極の突出の度合いを調整すると同時に、電極の断面積を増加させることにより電極による電圧降下を減らし、装置正面に発される発光量を増加させることが可能な、基板構造を有するフラットディスプレイ装置に使用するための、電極が埋込まれた基板構造、及びその基板構造と装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の一態様によれば、上記目的は、フラットディスプレイ装置のための基板の上面に所定間隔及び深さにパラレルエッチングを施し、前記基板のエッチング部分に電極を埋込むことにより構造が形成される、フラットディスプレイ装置に使用される電極が埋込まれた基板構造及びその基板構造を使用するディスプレイ装置によって達成される。
【００１４】
本発明のさらなる態様では、上記目的は、基板を洗浄する清浄ステップと、前記基板上にフォトレジストをコーティングするコーティング・ステップと、前記フォトレジスト上にパターンが形成されたマスクを配置するマスキング・ステップと、前記基板のマスキングされた面を露光させ、露光面を現像する現像ステップと、フォトレジストの不要な部分を取除く除去ステップと、前記基板の前記電極が埋込まれる部分にエッチングを施すエッチング・ステップとを有してなる、フラットディスプレイ装置に使用される電極が埋込まれた基板の製造方法によって達成される。
【００１５】
【本発明の最良の実施態様】
本発明の好適な実施形態が、添付の図面を参照しながら、以下、詳細に説明される。
【００１６】
図２は、本発明のフラットディスプレイ装置に使用される電極が埋込まれた基板の製造方法を示すフローチャートである。この方法は、基板を洗浄する清浄ステップＳ１と、基板上にフォトレジストをコーティングするコーティング・ステップＳ２と、フォトレジスト上にパターンが形成されたマスクを配置するマスキング・ステップＳ３と、基板のマスキングされた面を露光させ、露光表面を現像する現像ステップＳ４と、フォトレジストの不要な部分を取除く除去ステップＳ５と、基板の電極が埋込まれる部分にエッチングを施すエッチング・ステップＳ６を特徴とする。
【００１７】
より詳細には、この方法は、エッチング・ステップＳ６後、さらに上記ステップに加えて、基板のエッチング部分の上に電極を形成する電極形成ステップＳ７と、フォトレジストの残りの部分を取除き、基板を洗浄する清浄ステップＳ８とを有して実施してもよい。
【００１８】
電極は、エッチング・ステップＳ６でエッチングされた基板面と同一平面上に形成してもよい。或る場合においては、基板の所望の電気的特性に適応するように、電極を基板の面より高く又は低く形成することが望ましい。電極の高さは、その上に形成される薄膜の特性に従って決められる。
【００１９】
この方法は、清浄ステップＳ１とコーティング・ステップＳ２の間に、さらに、絶縁フィルムを基板の上に形成する絶縁フィルム形成ステップを有してもよい。ガラスが基板として使用される場合に、このステップが、ガラスに含まれるＮａのようなイオンが拡散される現象を減らし、透明電極の導電率に影響を及ぼすのに役立つ。或る場合においては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁フィルムをガラス上に形成するステップが必要である。
【００２０】
図３は、本発明のフラットディスプレイ装置に使用される、電極が埋込まれた基板の製造方法によって製造される基板構造を示す斜視図である。この図は、フラットディスプレイ装置に用いられる基板１０の上面に、所定の間隔及び深さにパラレルエッチングを施して溝１１を形成し、エッチング溝に電極２０を埋込むステップによって製造される、所定パターンの溝１１が形成された基板１０と溝１１に形成された電極２０を示す。
【００２１】
図４は、本発明の基板構造とともに製造される有機電子発光装置を示す斜視図である。図において、正孔輸送層（ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）３０、電子輸送層（発光層）４０及び電極２０と極性が反対の付加電極５０が、基板１０上に形成される。
【００２２】
或る場合においては、図５ａ乃至図５ｄに示すように、電子発光装置が本発明の基板構造上に形成される場合に、カソード・セパレータ６０を電極（この場合、陽極）が埋込まれた基板１０上に形成する技術を用いて、製造効率を向上させることができる。
【００２３】
有機電子発光装置を製造する際に、カソード電極の規則的な直線パターンを形成することが必要であるが、有機材料の特性から見て、ウェットエッチングを施すことは難しい。しかし、ＩＴＯアノード電極上に有機材料を積層する前に、フォトリトグラフィを用いてカソード・セパレータ６０を形成することによって、上記制約を克服することができる。
【００２４】
この製造方法が本発明の基板構造に用いられる場合、セパレータ６０は、突出せず、平らに形成されたＩＴＯアノード電極１０上に形成してもよい。このようにすれば、製造効率を最大にできる。
【００２５】
さらに、さらなる実施形態では、エッチング・ステップＳ６において、エッチング部分（溝）１１を、図７に示すように、基板１０が光を焦点に集めることができるように、断面を、例えば、楕円、半円、放物線等の曲線形状となるようにエッチングを施す。この構造で、基板の上層で生じる光が、ＩＴＯとガラス間の屈折率の差によって、埋込まれた電極を通って伝播し、溝の末端の曲面がレンズ効果を奏することができる。かくして、正面の発光強度を増大させることができる。エッチング部分は、断面が放物線の形状をとることが理想的であるが、断面が半円形となるようにエッチングを施しても、上記目的が達成される。
【００２６】
基板のエッチング部分に電極を形成する電極形成ステップＳ７で電極として使用される材料は、インジウム−錫酸化物、アルミニウム又はインジウムを添加した酸化亜鉛、酸化錫、亜鉛を添加した酸化錫、マグネシウム−インジウム酸化物、ニッケル−タングステン酸化物、カドミウム−錫酸化物、ガリウム−インジウム酸化物、酸化ガリウム、銅−アルミニウム酸化物、銅−ガリウム酸化物、ストロンチウム−銅酸化物及び銀−インジウム酸化物等のような透明金属酸化物や、窒化チタン、窒化ガリウム、窒化インジウム、ガリウム−インジウム窒化物、アルミニウム−インジウム窒化物、アルミニウム−ガリウム−インジウム窒化物及び珪素、マグネシウム又はゲルマニウムを添加した窒化ガリウム、窒化インジウム、アルミニウム−ガリウム−インジウム窒化物等のような窒素化合物や、光の１０％以上が透過するように厚さが調整された金属薄膜を含む。
【００２７】
本発明の実施形態の操作及び効果が、図２乃至図４を参照して、以下、説明される。
【００２８】
フラットディスプレイ装置の基板上に形成される電極の形状は、電極上に形成される薄膜の形状を決める非常に重要な要素である。
【００２９】
電極が埋込まれた基板構造及びその製造方法によると、基板１０上に形成される電極２０が基板１０と同一平面上にあるので、正孔輸送層３０及び電子輸送層４０がその上に形成された後も、基板は平らに保つことができる。このようにして、従来技術の問題であった、薄膜の端部が平らでない形状であることから生じた問題を解決することができる。
【００３０】
特に、本発明によると、電極の厚さに関係なく、基板に対する電極の高さを調整することができる。従って、電極の厚さを増加させることができるので、電極のための電圧降下を最小化することができる。ディスプレイ装置の面積が増加する場合に、特にこの効果を奏する。
【００３１】
さらに、電極の深さに対する制限がないので、それらは電気抵抗に関して容易に調整することができる。
【００３２】
本発明のさらなる実施形態の操作及び効果が、図６及び７を参照して、以下、説明される。
【００３３】
エッチング技術の発達により、エッチング部分（溝）１１を、上記に説明したように、断面が、長方形に加えて、楕円、半円、放物線等の曲線形状になるようにエッチングすることができる。エッチングがこのように行われ、電極２０がエッチング部分に形成される場合、電極２０と基板１０の接触面が、基板の正面に発される発光強度を増加させるレンズとしての役目を果たすという効果がある。
【００３４】
すなわち、基板１０はほぼ１．５の屈折率を有するガラスからなり、電極２０はほぼ１．９〜２．１の屈折率を有する透明ＩＴＯ電極からなる。このようにして、発光層３０から発される光が基板で拡散される場合、発光強度はエッチング部分の末端の内側球面の焦点効果によって増加する。さらに、図７に示すように、接触面を通して全反射が起こるので、発光効率はさらに向上する。この構造の製造中の、全ての溝を透明電極で満たす際の技術的問題は、溝を形成し、溝の一部を適当な屈折率を有する材料で満たし、その上に透明電極を形成することによって解決することができる。
【００３５】
以上のことに加え、透明電極間の１以上の有機材料層及び極性が反対の電極からなる有機電子発光装置は、埋込まれた電極上に形成してもよい。
ここで、極性が反対の電極さえも、基板の溝の上部より低い高さで形成してもよい。換言すれば、溝が基板上に形成され、透明電極が溝に埋込まれた後、付加溝は既に形成された溝に直角に形成される。
【００３６】
有機膜が付加溝上に形成され、極性が反対の電極材料の薄膜は各々の画素を隠すためのシャドウマスクなしに形成されるとき、極性が反対の電極は、透明電極に直角に形成される付加溝によって、互いに電気的に絶縁される。このように、絶縁電極は、シャドウマスクなしで形成してもよい。
【００３７】
この場合、有機膜が溝内に配置されるので、大気にさらされる部分が減少する。このようにして、付加保護層なしに、有機膜の劣化を防ぐことができる効果を得ることができる。
【００３８】
【産業上の利用可能性】
本発明によれば、フラットディスプレイ装置の電極に起こる問題は解決される。特に、本発明が有機電子発光装置に応用される場合、正孔輸送層又は電子輸送層が上に形成された後も装置を平らに維持することができ、同一形状を維持することでセパレータを簡便につけることができる。その結果、周縁部の画素で起きていた問題が解決されるので、電子発光装置の歩留が増加し、ディスプレイ装置の面積がより増加する場合の電極による電圧降下が最小化され、ディスプレイ装置の正面に発される発光強度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フラットディスプレイ装置に使用される従来の基板及びその上に形成される電極の配列を示す斜視図。
【図２】本発明のフラットディスプレイ装置に使用される、電極が埋込まれた基板の製造方法を示すフローチャート。
【図３】本発明のフラットディスプレイ装置に使用される、電極が埋込まれた基板の製造方法によって製造される基板構造を示す斜視図。
【図４】図３に示される基板構造上に形成される有機電子発光装置を示す斜視図。
【図５】５ａから５ｄは本発明の基板構造の上に使用できるカソード・セパレータを形成する技術の工程を示す参考図。
【図６】本発明のフラットディスプレイ装置に使用される、電極が埋め込まれた基板の製造方法のさらなる実施形態によって製造される基板構造を示す斜視図。
【図７】図６に示される基板構造上に形成される電子発光装置の界面を示す拡大断面図。
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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2004511825.tif 000007
2004511825.tif 000008
2004511825.tif 000009
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【国際調査報告】
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2004511825.tif 000022