(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、第２電極層を順次形成する工程を有する有機ＥＬ装置の製造方法において、
基板上に、第１電極層と、前記第１電極層用の第１端子および第２電極層用の第２端子を形成する工程と、
少なくとも前記第１電極層および前記第２端子を覆うように発光層を形成する工程と、
前記発光層を溶解させる溶媒と導電性材料とを含有する液体を、前記発光層上の前記第２端子と対応する位置に配置して、前記溶媒により前記発光層に前記第２端子に至る貫通孔を生じさせるとともに、前記液体を前記貫通孔内に存在させる工程と、
前記貫通孔に存在している前記溶媒を除去し、前記貫通孔内に前記導電性材料を充填する工程と、
第２電極層を、前記導電性材料と電気的に接続するように且つ前記貫通孔の位置を覆うように形成する工程と、
を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、第２電極層を順次形成する工程を有する有機ＥＬ装置の製造方法において、
基板上に、第１電極層と、前記第１電極層用の第１端子および第２電極層用の第２端子を形成する工程と、
少なくとも前記第１電極層および前記第２端子を覆うように発光層を形成する工程と、
前記発光層を溶解させる揮発性溶媒と導電性材料とを含有する液体を、前記発光層上の前記第２端子と対応する位置に配置して、前記揮発性溶媒により前記発光層に前記第２端子に至る貫通孔を生じさせるとともに、前記揮発性溶媒を除去し、前記貫通孔内に前記導電性材料を充填する工程と、
前記導電性材料と電気的に接続するように前記貫通孔の位置に第２電極層を形成する工程と、
を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１電極層上には、さらに正孔注入層が形成されてなり、前記溶媒は、前記正孔注入層を溶解させる溶媒であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１電極層上には、さらに正孔注入層が形成されてなり、
前記揮発性溶媒は、前記正孔注入層を溶解させる溶媒であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置の製造方法に関する。有機ＥＬ装置は、テレビやコンピュータ等のディスプレイ、液晶ディスプレイ用バックライト等の光源として使用される。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報端末の携帯化が加速度的に進んでおり、携帯化するために必要な省電力ディスプレイの開発が盛んになっている。その中で特に、液晶表示装置向けバックライトや表示装置として、有機ＥＬ装置（陽極と陰極との間に有機物からなる発光層を設けた構造の発光装置）が注目されている。
【０００３】
低容量表示装置やバックライトなどの単色有機ＥＬ装置においては、基板上に陽極層を形成した後、多くの場合、発光層（および必要に応じて設ける正孔注入層および／または正孔輸送層）をスピンコート法により形成している。そして、発光層の上に陰極層を真空蒸着法等で形成している。
【０００４】
このような有機ＥＬ装置は、通常、別々に作製された有機ＥＬパネルと駆動回路とを備え、有機ＥＬパネルに陽極端子および陰極端子を設けて、これらの端子と駆動回路からの配線の先端とを接続することによって、陽極と陰極との間に電圧を印加している。
【０００５】
従来より、陰極端子の形成は次の方法によって行われている。▲１▼陰極層の一部をそのまま陰極端子とする方法（すなわち、駆動回路からの配線の先端を直接陰極層に接触させて固定する）、▲２▼陰極層の上に導電性ペーストで陰極端子を形成する方法、▲３▼基板上に陽極と同時に陰極端子を形成する方法（この場合には、その後、発光層等を基板の全面に形成し、次いで、この発光層等を部分的に除去して陰極端子を露出させた後、この陰極端子を覆うように陰極層を形成する）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲１▼〜▲３▼の方法には次のような問題点がある。
【０００７】
▲１▼の方法では、多くの場合、有機ＥＬ装置の陰極層は不安定な材料を用いて形成されるため、陰極端子が酸化する恐れがある。▲２▼の方法では、導電性ペーストの溶剤によって陰極に腐食が生じる恐れがある。▲３▼の方法では、発光層等を部分的に除去して陰極用の端子を露出する工程が煩雑であるとともに、部分的に除去された発光層等の端面位置で、陰極層に良好な導通が得られなくなる恐れもある。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、第２電極層を順次形成する工程を有する有機ＥＬ装置の製造方法において、第２電極とこの電極用の端子との接続が確実に長期間に渡って行われ、しかもこの端子形成工程および前記接続をとるための工程が簡単である方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、第２電極層を順次形成する工程を有する有機ＥＬ装置の製造方法において、基板上に、第１電極層と、前記第１電極層用の第１端子および第２電極層用の第２端子を形成する工程と、少なくとも前記第１電極層および前記第２端子を覆うように発光層を形成する工程と、前記発光層を溶解させる溶媒と導電性材料とを含有する液体を、前記発光層上の前記第２端子と対応する位置に配置して、前記溶媒により前記発光層に前記第２端子に至る貫通孔を生じさせるとともに、前記液体を前記貫通孔内に存在させる工程と、前記貫通孔に存在している前記溶媒を除去し、前記貫通孔内に前記導電性材料を充填する工程と、第２電極層を、前記導電性材料と電気的に接続するように且つ前記貫通孔の位置を覆うように形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
前記液体としては、銀、銅、クロム、ニッケル、アルミニウム、鉄、金、白金、カーボンなどの導電性材料からなる粉体が、トルエン、キシレン、クロロホルム等の溶剤に分散されている液体を使用することができる。導電性を有するポリマーを前記溶剤に溶解させた溶液を用いることもできる。また、この液体にはバインダー等を含んでいても良い。
【００１２】
本発明の方法において、液体配置工程は、ディスペンサを用いた液体吐出法方法、インクジェット法、または印刷法等により行うことができるが、ディスペンサを用いた液体吐出法により行うことが好ましい。
【００１３】
本発明の方法では、液体配置の位置精度はさほど要求されず、前記貫通孔に導電性材料を確実に存在させて、この導電性材料により第２端子と第２電極とを電気的に接続する必要があることから、高い位置精度が得られるがコストの高いインクジェット法よりも、コストの低いディスペンサを使用した方法を採用することが好ましい。
【００１４】
本発明はまた、前記方法において、前記第１電極層上には、さらに正孔注入層が形成されてなり、前記溶媒は、前記正孔注入層を溶解させる溶媒であることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明は、基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、第２電極層をこの順に有する有機ＥＬ装置において、基板上の第１電極層と同一面に、前記第１電極層に接続された第１端子と第２電極用の第２端子が形成され、前記第２端子と前記第２電極層とが、両者間の層を貫通して存在する導電性材料により電気的に接続されている有機ＥＬ装置を提供する。
【００１６】
本発明はまた、基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、第２電極層を順次形成する工程を有する有機ＥＬ装置の製造方法において、基板上に、第１電極層と、前記第１電極層用の第１端子および第２電極層用の第２端子を形成する工程と、少なくとも前記第１電極層および前記第２端子を覆うように発光層を形成する工程と、前記発光層を溶解させる揮発性溶媒と導電性材料とを含有する液体を、前記発光層上の前記第２端子と対応する位置に配置して、前記揮発性溶媒により前記発光層に前記第２端子に至る貫通孔を生じさせるとともに、前記揮発性溶媒を除去し、前記貫通孔内に前記導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料と電気的に接続するように前記貫通孔の位置に第２電極層を形成する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。
【００１７】
本発明はまた、前記方法において、前記第１電極層上には、さらに正孔注入層が形成されてなり、前記揮発性溶媒は、前記正孔注入層を溶解させる溶媒であることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明はまた、基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、第２電極層をこの順に有し、基板上の第１電極層と同一面に、前記第１電極層に接続された第１端子と第２電極層用の第２端子が形成され、前記第２端子と前記第２電極層とが、両者間の層を貫通して存在する導電性材料により電気的に接続されてなる有機ＥＬ装置を備えた電子機器を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に相当する有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。図２は、この実施形態で作製する有機ＥＬ装置（有機ＥＬパネル）を説明する図であって、図２（ａ）は、符号Ｂで示す部分を除いて、図１（ａ）の状態の平面図に相当する。図１（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図に相当する。図２（ｂ）は、この有機ＥＬパネルの断面図に相当する。
【００２１】
この実施形態の有機ＥＬパネルは、有機ＥＬ素子からなる発光部として、デジタル数字を構成する７個のエレメントを備えている。この有機ＥＬパネルは、必要に応じていずれかのエレメントを発光させることにより、デジタル数字等を表示する表示体である。
【００２２】
このような有機ＥＬパネルを以下のようにして形成した。
【００２３】
先ず、透明なガラス基板１上に、ＩＴＯ（Ｉｎ２ Ｏ３−ＳｎＯ２ ）薄膜をスパッタリング法により厚さ１５０ｎｍで形成し、この薄膜に対してフォトリソグラフィとエッチングを行うことにより、基板面内に、前記７個のエレメントに対応する透明な陽極（第１電極層）２ａ〜２ｇと、各陽極２ａ〜２ｇ用の配線３ａ〜３ｇと、陰極用の端子（第２端子）４とを形成した。図１（ａ）はこの状態を示す。基板としては、ガラス基板の他にプラスチックフィルムなどを用いることもできる。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、陰極用の端子４は、基板面内の周縁部の一箇所に、所定幅の帯状に形成されている。各配線３ａ〜３ｇの一端は各陽極２ａ〜２ｇに接続され、全配線３ａ〜３ｇの他端は、基板の周縁部の陰極用端子４と並ぶ位置にまとめて、一定間隔で平行に配置されている。この配線３ａ〜３ｇの基板周縁部（他端部）を、各陽極２ａ〜２ｇ用の端子としている。図２（ａ）では、各陽極２ａ〜２ｇ用の端子（第１端子）をまとめて符号３０で表示している。また、図１および図２（ｂ）では配線３ａ〜３ｇの表示が省略されている。これらの陽極を形成した後、ＵＶオゾン処理またはＯ２プラズマ処理を行ってもよい。
【００２５】
次に、このガラス基板１上の全面に、スピンコート法によりバイエル社製の「バイトロン（登録商標）」を塗布することにより、正孔注入層５を厚さ５０ｎｍで形成した。これにより、陽極２ａ〜２ｇ、配線３ａ〜３ｇ、陽極用の端子（陽極端子）３０、および陰極用の端子（陰極端子）４を、全て正孔注入層５で覆った。図１（ｂ）はこの状態を示す。正孔注入層としては、この他ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、フェニルアミン誘導体などを用いることができる。また、製膜方法としては、スピンコート法の他、蒸着法、ロールコート法なども用いることができる。
【００２６】
次に、正孔注入層５の全面に、ポリジオクチルフルオレンをトルエンに溶解させた１．５重量％溶液を、スピンコート法により塗布した後、乾燥させることによって、発光層６を厚さ７０ｎｍで形成した。図１（ｃ）はこの状態を示す。発光材料としてはこの他ポリパラフェニレンビニレン誘導体、Ａｌｑ３など通常有機ＥＬに用いることができるものを使用する。さらにＬｉＦなどで電子注入層や正孔ブロック層を形成してもよい。
【００２７】
次に、円形の液体吐出口の直径が０．５ｍｍであるディスペンサを用い、このディスペンサの容器７内に、藤倉化成（株）製の銀ペースト（銀の粉体を含有する導体ペースト）である「ドータイト（登録商標）」とトルエンを体積比で１：１に混合した液体を入れた。このディスペンサの容器７を、液体吐出口の位置が発光層６の上面からの高さが０．５ｍｍであって、基板面内で図２（ａ）に符号Ｂで示す９箇所のいずれかの位置（基板面内の発光層６で覆われた陰極用端子４の位置）となるように配置した。
【００２８】
この状態で、加圧空気配管（圧力供給手段）から加圧空気を容器７内に供給することにより、吐出圧０．１ＭＰａで前記液体を５００ピコリットル吐出した。また、この吐出を、容器７を他の液体吐出位置に移動させながら繰り返した。ここで、発光層６および正孔注入層５は、前記液体の溶媒であるトルエンによって溶解されるため、容器７から吐出された前記液体は、発光層６および正孔注入層５に陰極端子４に至る貫通孔を生じさせながら、この貫通孔内に入る。この貫通孔内の液体が乾燥することによって、この貫通孔は銀（導電性材料）８で充填される。この乾燥工程は、加熱または室温で所定時間放置することによって行う。図１（ｄ）はこの状態を示す。なお、ここでは銀ペーストを用いたが、導電性を付与できる材料であればよく、例えば、銅粉やクロム粉、ニッケル粉、アルミニウム粉、鉄粉、金粉、白金粉、カーボンなどを発光層と相容性のある溶剤で分散したものを用いることができる。あるいは、導電性を有するポリマーの溶液などでもよい。また、バインダーを含んでもよい。
【００２９】
次に、発光層６の上に、図２（ａ）に２点鎖線Ｃで示す範囲（銀が充填された貫通孔を含む範囲）内で、真空蒸着法により、カルシウム薄膜を厚さ１０ｎｍで、続いてアルミニウム薄膜を厚さ４００ｎｍで形成した。これにより、カルシウムとアルミニウムからなる二層構造の陰極（第２電極層）９が形成され、発光層６および正孔注入層５を貫通して存在する銀８により、陰極端子４と陰極９とが電気的に接続された。図１（ｅ）はこの状態を示す。陰極としては、用いる発光層、電子注入層等に合わせて最適なものを選択すればよく、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇやこれらの合金を用いることもできる。また、その上に、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなどの比較的安定な金属を製膜して用いることができる。製膜方法としては、蒸着法（加熱蒸着法・ＥＢ蒸着法）の他に、スパッタ法なども用いることができる。
【００３０】
次に、この陰極９の上面および端面を封止した。ここでは、陰極９上の全面および全端面を覆うようにエポキシ樹脂からなる封止材１０を設け、その上に封止用のガラス板１１を設けた。すなわち、図１（ｅ）の状態で、封止材１０をなすエポキシ樹脂を塗布した後、その上にガラス板１１を載せてエポキシ樹脂を硬化させることによって、封止材１０の上にガラス板１１を固定した。図１（ｆ）はこの状態を示す。また、封止の方法としては、金属やガラスを用いた缶封止を行ってもよい。いずれの封止方法の場合も、必要に応じて、封止領域内に除湿剤、脱酸素剤を封入してもよい。その他、ガスバリア性の優れた薄膜、例えば窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化珪素などを蒸着またはスパッタする方法もある。このようにして得られた有機ＥＬパネル（有機ＥＬ装置）の陽極端子３０と陰極端子４との間に駆動回路からの配線を接続し、陰極９と全陽極２ａ〜２ｇとの間に電圧を印加したところ、デジタル数字の７個のエレメントが全て安定的に発光して、数字の「８」が表示された。
【００３１】
また、この方法によれば、陰極端子４と陰極９との接続が確実に長期間に渡って行われることが確認された。また、この方法によれば、陰極端子の形成工程は従来の▲３▼の方法と同じであるが、▲３▼の方法のように発光層等を部分的に除去する必要がないため、陰極端子と陰極との接続をとるための工程がより簡単になる。なお、前記実施形態では、液体配置工程をディスペンサを用いた液体吐出法方法で行っているが、インクジェット法やスクリーン印刷法で行ってもよい。ただし、ディスペンサを用いた液体吐出法方法はその他の方法よりも、液体配置工程を低コストで簡単に行うことができるため、ディスペンサを用いた液体吐出法方法を採用することが好ましい。
【００３２】
インクジェット法で液体配置を行う場合には、ディスペンサを用いる場合よりも液体の粘度を低くすることが好ましく、例えば前記銀ペーストを用いる場合には、前記銀ペーストをキシレン等の溶剤によって１０倍に希釈したものを吐出する。
【００３３】
スクリーン印刷法で液体配置を行う場合には、ディスペンサを用いる場合よりも液体の粘度が高くてもよく、例えば前記銀ペーストをそのまま用いることもできる。この場合、印刷時に付与される圧力により、前記銀ペーストに含まれる溶剤を発光層６および正孔注入層５に浸透させることで、貫通孔を形成することもできる。
【００３４】
また、前記各実施形態では、基板として透明なガラス基板１を用い、基板側に透明な陽極２ａ〜２ｇを設け、陰極９を不透明にしているため、発光層６で生じた光は陰極９で反射されてガラス基板１側に出射されるが、基板側の電極（第１電極）を不透明とし第２電極を透明とすることで、発光層で生じた光を基板とは反対側に出射させるようにしてもよい。陰極の材料としては、ＩＴＯ、金、銀、銅や仕事関数の低いカルシウム、マグネシウム、セシウム、ストロンチウム、ルビジウムなどの金属材料を透明性を有するように薄膜化したものを用いることができる。または、マグネシウムと銀や、アルミニウムとリチウムの合金を薄膜化したのものを用いることもできる。
【００３５】
また、前記各実施形態では、基板側の電極（第１電極）を陽極とし、基板とは反対側の電極（第２電極）を陰極としているが、第１電極を陰極、第２電極を陽極としてもよい。
【００３６】
さらに、本発明の有機ＥＬ装置は、例えば、モバイル型のパーソナルコンピュータ、携帯電話、ディジタルスチルカメラ等の各種電子機器に適用することができる。
【００３７】
図３は、モバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【００３８】
図３において、パーソナルコンピュータ１００は、キーボード１０２を備えた本体部１０４と、本発明の有機ＥＬ装置からなる表示ユニット１０６とから構成されている。
【００３９】
図４は、携帯電話の斜視図である。図４において、携帯電話２００は、複数の操作ボタン２０２の他、受話口２０４、送話口２０６と共に、本発明の有機ＥＬ装置からなる表示パネル２０８を備えている。
【００４０】
図５は、ディジタルスチルカメラ３００の構成を示す斜視図である。なお、外部機器との接続についても簡易的に示している。通常のカメラは、被写体の光像によってフィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge coupled device)等の撮像素子により光電変換して撮像信号を生成するものである。
【００４１】
ここで、ディジタルスチルカメラ３００におけるケース３０２の背面には、本発明の有機ＥＬ装置からなる表示パネル３０４が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて、表示を行う構成となっている。このため、表示パネル３０４は、被写体を表示するファイダとして機能する。また、３０２の観察側（図においては裏面側）には、光学レンズやＣＣＤ等を含んだ受光ユニット３０６が設けられている。
【００４２】
ここで、撮影者が表示パネル３０４に表示された被写体像を確認して、シャッタボタン３０８を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板３１０のメモリに転送されて格納される。また、このディジタルスチルカメラ３００にあっては、ケース３０２の側面にビデオ信号出力端子３１２と、データ通信用の入出力端子３１４とが設けられている。
【００４３】
そして、図示されているように、ビデオ信号出力端子３１２にはテレビモニタ４３０が、データ通信用の入出力端子３１４にはパーソナルコンピュータ４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作によって、回路基板３１０のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ４３０やパーソナルコンピュータ４４０に出力される構成となっている。
【００４４】
なお、本発明の有機ＥＬ装置を表示部等として適用できる電子機器としては、図３のパーソナルコンピュータ、図４の携帯電話、および図５のディジタルスチルカメラの他にも、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、およびタッチパネルを備えた機器等を挙げることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法によれば、基板上に、少なくとも第１電極層、発光層、第２電極層を順次形成する工程を有する有機ＥＬ装置の製造方法において、第２電極とこの電極用の端子との接続が確実に長期間に渡って行われ、しかもこの端子形成工程および前記接続をとるための工程が簡単である方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に相当する有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。
【図２】この実施形態で作製する有機ＥＬ装置（有機ＥＬパネル）を説明する図であって、図２（ａ）は図１（ａ）の状態の平面図に相当し、図２（ｂ）はこの有機ＥＬパネルの断面図に相当する。
【図３】本発明の有機ＥＬ装置を適用した電子機器の一例に相当するパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ装置を適用した電子機器の一例に相当する携帯電話の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ装置を適用した電子機器の一例に相当するディジタルスチルカメラの背面側の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２ａ〜２ｇ  陽極（第１電極層）
３ａ〜３ｇ  陽極用の配線
３０  陽極端子（第１端子）
４  陰極端子（第２端子）
５  正孔注入層
６  発光層
７  ディスペンサの容器
８  銀（導電性材料）
９  陰極（第２電極層）
１０  エポキシ樹脂からなる封止材
１１  封止用のガラス板
Ｂ  液体吐出位置
１００  パーソナルコンピュータ
１０２  キーボード
１０４ 本体部
１０６  表示ユニット
２００  携帯電話
２０２  操作ボタン
２０４  受話口
２０６  送話口
２０８  表示パネル
３００  ディジタルスチルカメラ
３０２  ケース
３０４  表示パネル
３０８  シャッタボタン
３１０  回路基板
３１２  ビデオ信号出力端子
３１４  データ通信用の入出力端子
４３０  テレビモニタ
４４０  パーソナルコンピュータ
【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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