(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも下部電極、絶縁性膜、有機エレクトロルミネッセンス膜、上部電極を形成する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
ガラス基板の上面に複数の下部電極を形成する下部電極形成工程と、
前記下部電極形成工程の後に、前記複数の下部電極の間を埋めつつ、前記ガラス基板及び前記下部電極の上層に絶縁性膜を積層する絶縁性膜積層工程と、
前記絶縁性膜積層工程の後に、前記絶縁性膜の表面に所定のシャドーマスクを装着し、エッチングガス又はエッチング液に曝すことにより、前記シャドーマスクの開口部から露出する不要な絶縁性膜を除去して前記絶縁性膜に開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部形成工程の後に、前記シャドーマスクを撤去するマスク外し工程と、
前記マスク外し工程の後、下部電極の表面処理を行う表面処理工程と、
前記表面処理工程の後に、前記開口部形成工程で形成された前記絶縁性膜の開口部から露出する下部電極を被うように有機エレクトロルミネッセンス膜を積層する有機エレクトロルミネッセンス積層工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス積層工程の後に、上部電極を形成する上部電極形成工程と、
を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
基板上に少なくとも下部電極、絶縁性膜、有機エレクトロルミネッセンス膜、上部電極を形成する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
ガラス基板の上面に複数の下部電極を形成する下部電極形成工程と、
前記下部電極形成工程の後に、前記複数の下部電極の間を埋めつつ、前記ガラス基板及び前記下部電極の上層に絶縁性膜を積層する絶縁性膜積層工程と、
前記絶縁性膜積層工程の後に、前記絶縁性膜の表面に所定のシャドーマスクを装着し、エッチングガス又はエッチング液に曝すことにより、前記シャドーマスクの開口部から露出する不要な絶縁性膜を除去して前記絶縁性膜に開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部形成工程の後に、下部電極の表面処理を行う表面処理工程と、
前記表面処理工程の後に、前記シャドーマスクを撤去するマスク外し工程と、
前記マスク外し工程の後、前記開口部形成工程で形成された前記絶縁性膜の開口部から露出する下部電極を被うように有機エレクトロルミネッセンス膜を積層する有機エレクトロルミネッセンス積層工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス積層工程の後に、上部電極を形成する上部電極形成工程と、
を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
前記開口部形成工程において、前記シャドーマスクの周縁と前記絶縁性膜表面と間にエッチング液又はエッチングガスが進入する程度に、前記シャドーマスクと前記絶縁性膜との間に間隙を設けて前記シャドーマスクを装着することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報機器の表示に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」と略記する）は、自発光素子として、高解像度、高輝度、低電圧、高速応答といった特徴を活かしてディスプレイ素子として注目されている。有機ＥＬ素子は、一般に、透明基板上に下部電極、絶縁性膜、有機ＥＬ膜、上部電極を積層した構造を有している。かかる下部電極と上部電極の間で直流電圧を印加して有機ＥＬ膜に直流電流を通電することで、有機ＥＬ膜での発光を得る。
【０００３】
一般に、隣接する下部電極どうしの間を絶縁性膜で絶縁部を設けることにより、発光部を区分けして、解像度を向上させている。絶縁性膜の開口部は従来はフォトマスクを用いて、パターニングしていた。従来の絶縁性膜の開口部の形成方法と下部電極の表面処理方法を図３を用いて説明する。図３の（ａ）から（ｈ）は各プロセスの順番を表す。１１はガラス基板、１２は下部電極、１３は絶縁性膜、１４はフォトレジスト、１５は有機ＥＬ膜、１６は上部電極である。
【０００４】
まず、ガラス基板１１の上面に下部電極１２を形成する（図３（ａ））。次に、下部電極１２の間を埋めつつ、その上層に絶縁性膜１３を積層する（図３（ｂ））。絶縁性膜１３の上面にフォトレジスト１４を塗布し（図３（ｃ））、所定のフォトマスク（図示せず）を用いて露光した後、現像してパターン形成を行う（図３（ｄ））。エッチングガスにより、不要な絶縁性膜を除去すると、絶縁性膜に開口部ができる（図３（ｅ））。この後、フォトレジストを除去し（図３（ｆ））、プラズマガスにより下部電極の表面処理を行う。さらに、絶縁性膜の間を埋めて、下部電極に接するように有機ＥＬ膜１５を積層する（図３（ｇ））。次に、上部電極１６を形成して、基本的な有機ＥＬ素子ができる（図３（ｈ））。
【０００５】
ここで、従来の有機ＥＬ素子の製造では、絶縁性膜の開口部の形成にはフォトマスクを用いている。この製造方法では、フォトレジストを塗布して、露光、現像によってパターニングし、さらに、最終的にはフォトレジストを除去する工程が必要になる。これらの複雑な工程では、チェンバー内で一貫した作業が困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解決するために、絶縁性膜の開口部の形成、又は下部電極の表面処理を簡易なものとすることを目的とする。併せて、絶縁性膜の品質向上を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本願第一発明は、基板上に少なくとも下部電極、絶縁性膜、有機ＥＬ膜、上部電極を形成する有機ＥＬ素子の製造方法において、ガラス基板の上面に複数の下部電極を形成する下部電極形成工程と、前記下部電極形成工程の後に、前記複数の下部電極の間を埋めつつ、前記ガラス基板及び前記下部電極の上層に絶縁性膜を積層する絶縁性膜積層工程と、前記絶縁性膜積層工程の後に、前記絶縁性膜の表面に所定のシャドーマスクを装着し、エッチングガス又はエッチング液に曝すことにより、前記シャドーマスクの開口部から露出する不要な絶縁性膜を除去して前記絶縁性膜に開口部を形成する開口部形成工程と、前記開口部形成工程の後に、前記シャドーマスクを撤去するマスク外し工程と、前記マスク外し工程の後、下部電極の表面処理を行う表面処理工程と、前記表面処理工程の後に、前記開口部形成工程で形成された前記絶縁性膜の開口部から露出する下部電極を被うように有機エレクトロルミネッセンス膜を積層する有機エレクトロルミネッセンス積層工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス積層工程の後に、上部電極を形成する上部電極形成工程と、を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
本発明により、絶縁性膜の開口部の形成工程が簡略化され、また、繰り返し使用可能なシャドーマスクの使用で工程が経済化される。
【０００８】
本願第二発明は、基板上に少なくとも下部電極、絶縁性膜、有機ＥＬ膜、上部電極を形成する有機ＥＬ素子の製造方法において、ガラス基板の上面に複数の下部電極を形成する下部電極形成工程と、前記下部電極形成工程の後に、前記複数の下部電極の間を埋めつつ、前記ガラス基板及び前記下部電極の上層に絶縁性膜を積層する絶縁性膜積層工程と、前記絶縁性膜積層工程の後に、前記絶縁性膜の表面に所定のシャドーマスクを装着し、エッチングガス又はエッチング液に曝すことにより、前記シャドーマスクの開口部から露出する不要な絶縁性膜を除去して前記絶縁性膜に開口部を形成する開口部形成工程と、前記開口部形成工程の後に、下部電極の表面処理を行う表面処理工程と、前記表面処理工程の後に、前記シャドーマスクを撤去するマスク外し工程と、前記マスク外し工程の後、前記開口部形成工程で形成された前記絶縁性膜の開口部から露出する下部電極を被うように有機エレクトロルミネッセンス膜を積層する有機エレクトロルミネッセンス積層工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス積層工程の後に、上部電極を形成する上部電極形成工程と、を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
本発明により、絶縁性膜の開口部の形成と下部電極の表面処理の工程が一貫して行われ、また、同一のシャドーマスクの使用で工程が経済化される。
【０００９】
本願第三発明は、本願第一又は第二発明における前記開口部形成工程において、前記シャドーマスクの周縁と前記絶縁性膜表面と間にエッチング液又はエッチングガスが進入する程度に、前記シャドーマスクと前記絶縁性膜との間に間隙を設けて前記シャドーマスクを装着することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
本発明により、絶縁性膜の上面に積層する有機ＥＬ膜の層が滑らかになり、上部電極のとぎれや上部電極と下部電極の接触を防止することができる。その結果、歩留まりのよい有機ＥＬ素子の製造が可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
シャドーマスクを用いて絶縁性膜の開口部の形成と下部電極を表面処理する工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。図１は、本実施の形態を説明する工程図である。図１の（ａ）〜（ｇ）は工程の順番を表す。図１において、１１は基板としてのガラス基板である。基板としては、他に、フレキシブル基板、カラーフィルタや色変換材料が形成された基板なども可能である。１２は下部電極である。ガラス基板１１側にＥＬ光を出射させるときには、下部電極には透明電極材料が使用される。透明電極材料には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、インジウム亜鉛酸化物や酸化スズなどがある。１３は絶縁性膜である。絶縁性膜を形成することによって、発光領域を区分けすることができる。絶縁性膜材料には、ＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４等の無機膜や、ポリイミド等の有機膜を用いることができる。１５は有機ＥＬ膜である。有機ＥＬ膜では電極から供給された電子と正孔によりＥＬ発光する。１６は上部電極である。下部電極に透明電極材料を使用すると、上部電極には金属電極材料として、Ａｌ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｕ、Ａｇなど又はこれらの合金を用いることができる。２１はシャドーマスクとしてのメタルマスクである。
【００１１】
図１の製造工程において、まず、ガラス基板１１の上面に下部電極１２を形成する（図１（ａ））。次に、下部電極１２の間を埋めつつ、その上層に絶縁性膜１３を積層する（図１（ｂ））。絶縁性膜１３の表面に所定のメタルマスク２１を装着し（図１（ｃ））、エッチングガス又はエッチング液に曝すことにより、不要な絶縁性膜を除去すると、絶縁性膜１３に開口部ができる（図１（ｄ））。さらに、メタルマスク２１を撤去して（図１（ｅ））、プラズマガスにより下部電極の表面処理を行う。又は、下部電極の表面処理を行った後、メタルマスク２１を撤去する（図１（ｅ））。下部電極の表面処理の際に絶縁性膜が侵食される場合は、下部電極の表面処理を行った後、メタルマスク２１を撤去する方が好適である。このとき、絶縁性膜に開口部を形成するためのメタルマスクと同一のメタルマスクを使用すると、新たなメタルマスクを用意する必要がなく、かつ製造工程を一貫して行うことができる。その後、絶縁性膜の間を埋めて、下部電極を被うように有機ＥＬ膜１５を積層し（図１（ｆ））、次に、上部電極１６を形成して、有機ＥＬ素子ができる（図１（ｇ））。
【００１２】
上記の製造方法によれば、絶縁性膜に開口部を形成するために、シャドーマスクの一種であるメタルマスクを使用しているため、フォトマスクのようなパタン作成、露光、現像の工程が不要となり、有機ＥＬ素子の製造工程が簡略化された。また、繰り返し使用可能なシャドーマスクの使用で工程が経済化された。さらに、下部電極の表面処理にも、メタルマスクを使用すると、同様の効果が得られた。本製造方法では、ガラス基板の上面に下部電極を形成する工程から上部電極を形成する工程までチェンバー内で一貫して作業することができ、製造工程のストリームライン化が可能となった。
また、絶縁性膜の開口部を形成する工程と下部電極を表面処理する工程に同一のシャドーマスクを引き続いて用いると、シャドーマスクの交換の必要がなくなり、有機ＥＬ素子の製造工程が一層簡略化された。
【００１３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、製造歩留まりのよい有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。図２の（ａ）〜（ｇ）は工程の順番を表す。図２において、１１は基板としてのガラス基板である。基板としては、他に、フレキシブル基板、カラーフィルタや色変換材料が形成された基板も可能である。１２は下部電極である。ガラス基板１１側にＥＬ光を出射させるときには、下部電極には透明電極材料が使用される。透明電極材料には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、インジウム亜鉛酸化物や酸化スズなどがある。１７は絶縁性膜である。絶縁性膜を形成することによって、発光領域を区分けすることができる。絶縁性膜材料には、ＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４等の無機膜や、ポリイミド等の有機膜を用いることができる。１５は有機ＥＬ膜である。有機ＥＬ膜では電極から供給された電子と正孔によりＥＬ発光する。１６は上部電極である。下部電極に透明電極材料を使用すると、上部電極には金属電極材料として、Ａｌ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｕ、Ａｇ又はこれらの合金を用いることができる。２３はシャドーマスクとしてのメタルマスクである。
【００１４】
図２の製造工程において、まず、ガラス基板１１の上面に下部電極１２を形成する（図２（ａ））。次に、下部電極１２の間を埋めつつ、その上層に絶縁性膜１７を積層する（図２（ｂ））。絶縁性膜１７の表面に所定のメタルマスク２３を装着する（図２（ｃ））。この際に、メタルマスク２３の周縁と絶縁性膜１７の表面と間にエッチング液又はエッチングガスが進入する程度に、メタルマスク２３と絶縁性膜１７との間に間隙を設ける。その後、エッチング液又はエッチングガスを導入し、不要な絶縁性膜を除去すると、絶縁性膜に開口部ができる（図２（ｄ））。さらに、メタルマスク２３を撤去して（図２（ｅ））、プラズマガスにより下部電極の表面処理を行う。又は、下部電極の表面処理を行った後、メタルマスク２３を撤去する（図２（ｅ））。下部電極の表面処理の際に絶縁性膜が侵食される場合は、下部電極の表面処理を行った後、メタルマスク２３を撤去する方が好適である。このとき、絶縁性膜に開口部を形成するためのメタルマスクと同一のメタルマスクを使用すると、新たなメタルマスクを用意する必要がなく、かつ製造工程を一貫して行うことができる。エッチングされた絶縁性膜１７は図２（ｅ）に示すように、メタルマスク２３の周縁と絶縁性膜１７の表面と間に進入したエッチング液又はエッチングガスによって、角がとれた形状にエッチングされる。その後、絶縁性膜の間を埋めて、下部電極に接するように有機ＥＬ膜１５を積層する（図２（ｆ））。絶縁性膜の角がとれた形状となるため、絶縁性膜のエッジによって有機ＥＬ膜１５に孔が開くような欠陥が生じることが少なくなった。次に、上部電極１６を形成して、基本的な有機ＥＬ素子ができる（図２（ｇ））。有機ＥＬ膜１５には欠陥が少ないため、上部電極を形成する際に、上部電極が下部電極に接触するような欠陥が生じることが少なくなった。
【００１５】
上記の製造方法により、絶縁性膜１７の角を丸くすると、絶縁性膜の上面に積層する有機ＥＬ膜１５の層が滑らかになり、上部電極１６のとぎれや上部電極１６と下部電極１２の接触を防止することができた。その結果、歩留まりのよい有機ＥＬ素子の製造が可能になった。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明により、絶縁性膜の開口部の形成を含む有機ＥＬ素子の製造工程が簡略化され、また、繰り返し使用可能なシャドーマスクの使用で工程が経済化される。
請求項２に係る発明により、絶縁性膜の開口部の形成と下部電極の表面処理を含む有機ＥＬ素子の製造工程が一貫して行われ、また、同一のシャドーマスクの使用で工程が経済化される
請求項３に係る発明により、絶縁性膜の上面に積層する有機ＥＬ膜の層が滑らかになり、上部電極のとぎれや上部電極と下部電極の接触を防止することができる。その結果、歩留まりのよい有機ＥＬ素子の製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願第１発明及び第２発明の実施形態を示す有機ＥＬ素子の製造工程を説明する図である。
【図２】本願第３発明の実施形態を示す有機ＥＬ素子の製造工程を説明する図である。
【図３】従来の有機ＥＬ素子の製造工程を説明する図である。
【符号の説明】
１１：ガラス基板
１２：下部電極
１３：絶縁性膜
１４：フォトレジスト
１５：有機ＥＬ膜
１６：上部電極
１７：絶縁性膜
２１：メタルマスク
２３：メタルマスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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