JP2000100565A - Ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で製造が容易であり、透明電極部
での短絡や発光不良が生じないようにしたＥＬ素子の製
造方法を提供する。 【解決手段】 ガラスや樹脂等の透明な基板１２の表面
にＩＴＯ等の透明な電極材料により所定のピッチでスト
ライプ状となるように透明電極１４を形成し、この透明
電極１４にＥＬ材料からなる発光層を蒸着等の真空薄膜
形成技術により積層する。ここで、透明電極１４を形成
後、予め所定の張力が加えられた状態の単繊維形状の複
数の線状材料２０を透明電極１４に沿ってその透明電極
１４を覆うように配置する。線状材料２０は、所定のピ
ッチでその線状材料２０の間に間隙２２が形成され、透
明電極１４の間のスペース部分に間隙２２を対応させ
る。この後、線状材料２０を介して透明電極１４の長手
方向側縁部を被覆する被覆材料１６を真空薄膜形成技術
により設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、平面光源やディ
スプレイ、その他所定のパターン等の発光表示に用いら
れるＥＬ素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機ＥＬ（エレクトルミネッセン
ス）素子は、ガラス等からなる透明な基板に、透光性の
ＩＴＯ膜を一面に形成し、所定のストライプ状にエッチ
ングして透明電極を形成していた。透明電極は、５００
Å〜３０００Åの厚さに形成され、抵抗値を下げるため
に厚く形成される方が好ましい。そして、透明電極の上
に発光層を形成する。発光層は、有機ＥＬ材料が通常２
〜３層にわたって、５００Å〜１５００Å程度の厚さに
形成され、印加電圧を低くするために薄い方が好まし
い。さらに発光層の表面に蒸着等により背面電極材料を
設け、背面電極を形成する。

【０００３】ここで、発光層を構成する有機ＥＬ材料
は、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）等のホール輸
送材料と、発光材料であるアルミキレート錯体（Ａｌｑ
_３）等の電子輸送材料からなる。発光層は、ホール輸送
材料の上に電子輸送材料を積層したものや、これらの混
合層からなる。また、背面電極材料は、Ａｌ、Ｌｉ、Ａ
ｇ、Ｍｇ、Ｉｎ等の金属またはこれらの合金からなる。

【０００４】このようにして形成された発光部は、透明
電極と背面電極との間の所定の交点に所定の電流を流し
て発光層が発光する、いわゆるドットマトリックス方式
により駆動される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、ＩＴＯの透明電極は大きな粒子の集積体であり、エ
ッチングされた端面は大きな凹凸のある荒い面となって
いる。従って、このような荒い面に薄い発光層や背面電
極を形成すると、その部分の膜厚が薄くばらつきも生
じ、背面電極と表面電極の短絡も発生しやすいものであ
った。

【０００６】そこで、図４に示すように、フォトッレジ
スト等の有機材料２をフォトエッチングにより透明電極
４に沿ったストライプ状に形成して、透明電極４の側縁
部の凹凸を覆うようにしたものもある。しかし、この場
合、有機材料２は感光性のある材料を用いなければなら
ず、エッチング工程の残さが発光層に悪影響を及ぼす可
能性もあり、製品の歩留まり低下の原因にもなるもので
あった。しかも、実際には有機材料２は、数μm程度と
透明電極と比べて十倍以上の厚さであり、その段差部分
での短絡や断線のおそれもあった。

【０００７】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、簡単な構成で製造が容易であ
り、透明電極部での短絡や発光不良が生じないようにし
たＥＬ素子の製造方法を提供することを目的としたもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のＥＬ素子の製
造方法は、ガラスや樹脂等の透明な基板表面にＩＴＯ等
の透明な電極材料により所定のピッチでストライプ状と
なるように透明電極を形成し、この透明電極にＥＬ材料
からなる発光層を蒸着等の真空薄膜形成技術により積層
し、上記発光層の表面に、上記透明電極に対向し、直交
する方向にストライプ状に所定のピッチにＡｌ−Ｌｉ等
の背面電極を形成する。ここで、上記透明電極を形成
後、予め所定の張力が加えられた状態の単繊維形状の複
数の線状材料を上記透明電極に沿ってその透明電極を覆
うように配置し、上記線状材料は、所定のピッチでその
線状材料間に間隙が形成され、上記透明電極間のスペー
ス部分が上記間隙に対応するように配置される。そし
て、上記線状材料を介して上記透明電極の長手方向側縁
部を被覆する被覆材料を真空薄膜形成技術により設け、
この後上記ＥＬ材料及び背面電極を形成する。

【０００９】また、上記線状材料は樹脂であり、この樹
脂線状材料は上記透明電極に沿って複数本密接して設け
られ、この複数本の線状材料毎に所定の間隙が形成され
ている。上記被覆材料は、絶縁性材料を真空薄膜形成技
術により設けるものである。

【００１０】また、上記透明電極の間のスペース部分に
は、上記透明電極の長手方向側縁部を覆わないように他
の線状材料を対面させ、上記透明電極の長手方向側縁部
を、導電性の被覆材料で被覆してもよい。この際、他の
線状材料に対応する部分には導電性の被覆材料は付着せ
ず、隣接する被覆材は互いに絶縁される。

【００１１】さらに、上記真空薄膜形成技術により被覆
材料を付着させる際、あらかじめ上記密接した複数の線
状材料に被覆材料を付着させて、密接した上記線状材料
間の隙間を埋めるＥＬ素子の製造方法である。また、上
記被覆材料は、黒色または暗色の材料を真空薄膜形成技
術により設けるものである。上記線状材料は、イミド系
樹脂の単繊維であり、接着剤でフレームに固定する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面に基づいて説明する。この実施形態の有機ＥＬ素
子１０は、ガラスや石英、樹脂等の透明な基板１２の一
方の表面に、ＩＴＯ等の透明な電極材料による透明電極
１４が形成されている。この透明電極１４は、所定のピ
ッチでストライプ状に基板１２上に形成されている。透
明電極１４の長手方向の側縁部には、エッチングにより
形成された側縁部端縁を覆うように被覆材料１６が設け
られている。被覆材料１６は、図１に示す構造の場合、
絶縁性材料であり、ＳｉＯ_２ やＳｉＯ、そのポリイミ
ド等の樹脂材料等である。

【００１３】また、透明電極１４の表面には、５００Å
程度のホール輸送材料、及び５００Å程度の電子輸送材
料、その他発光材料によるＥＬ材料からなる発光層が積
層される。そして発光層の表面には、Ｌｉを０．０１〜
０．０５％程度含む純度９９％程度のＡｌ−Ｌｉ合金、
その他Ａｌ−Ｍｇ等の陰極材料による背面電極が、適宜
の５００Å〜１０００Å程度の厚みで積層される。この
背面電極は、透明電極と直交して対向し、ストライプ状
に形成される。これら基板１２上に積層された透明電極
１４から背面電極までが発光部を形成する。

【００１４】ここで発光層は、母胎材料のうちホール輸
送材料としては、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰ
Ｄ）、ヒドラゾン誘導体、アリールアミン誘導体等があ
る。一方、電子輸送材料としては、アルミキレート錯体
（Ａｌｑ_３）、ジスチリルビフェニル誘導体（ＤＰＶＢ
ｉ）、オキサジアゾール誘導体、ビスチリルアントラセ
ン誘導体、ベンゾオキサゾールチオフェン誘導体、ペリ
レン類、チアゾール類等を用いる。さらに適宜の発光材
料を混合してもよく、ホール輸送材料と電子輸送材料を
混合した発光層を形成してもよく、その場合、ホール輸
送材料と電子輸送材料の比は、１０：９０乃至９０：１
０の範囲で適宜変更可能である。

【００１５】この発明のＥＬ素子の一実施形態の製造方
法は、ガラスや石英、樹脂等の透明な基板１２の表面全
面に、ＩＴＯ等の透明な電極材料を蒸着等により設け、
この表面にレジストを塗布し、所定のピッチを有するス
トライプ状のパターンを重ねる。次に露光、現像してス
トライプ状のパターンに対応した形状にレジストを残
す。そして透明な電極材料をエッチング処理し、所望の
ストライプ状の透明電極１４を形成する。

【００１６】そして、透明電極１４の表面に発光層を形
成する前に、予め所定の張力が加えられた状態の樹脂単
繊維形状の複数の線状材料２０を透明電極に沿ってその
透明電極１４を覆うように５本ずつ対応させる。線状材
料２０は、所定のピッチでその５本組の線状材料２０の
間に間隙２２が形成され、透明電極１４間のスペース部
分が間隙２２に対応するように配置されている。そし
て、線状材料２０を介して透明電極１４の長手方向側縁
部を被覆する被覆材料１６を真空蒸着等の真空薄膜形成
技術により設ける。

【００１７】線状材料２０は、図示しないフレームに固
定されている。フレームは、ステンレス等の合金や金
属、樹脂等の変形しにくい材料からなる矩形の環状のフ
レームであり、その表面に、ストライプ状に線状材料２
０を設ける。線状材料２０は、ポリイミド系のアラミド
繊維などの樹脂系単繊維を５本１組で等間隔にフレーム
の開口部に配置したものである。この単繊維は、例えば
直径が約７０μｍで、０．５ｍｍ程度のピッチで等間隔
にフレームの開口部に配置し、長手方向に約３％伸張し
所定の張力を付与したものである。フレームとの固定部
は、単繊維を接着剤を介して、予め所定の治具により等
間隔で平行に配置し固定する。

【００１８】被覆材料１６の蒸着に際して、線状材料２
０によるマスクを透明電極１４に重ね合わせ、図１に示
すように線状材料２０の長手方向とストライプ状の透明
電極１４のストライプ方向とを平行にして線状材料２０
を重ね合わせる。このとき線状材料２０は５本で１組が
透明電極１４の表面に対面し、透明電極１４間のスペー
スには線状材料２０の各５本組の間隙２２が位置する。

【００１９】線状材料２０が設けられたマスクは、基板
１２に対して蒸着源側に位置し、マスクの線状材料２０
が透明電極１４に押し当てられた状態とする。また、蒸
着に先立って、あらかじめ線状材料２０に被覆材料１６
を蒸着させると、５本組の線状材料２０の隙間が埋めら
れ、透明電極１４への被覆材料１６の蒸着時に、透明電
極１４の側縁部以外には被覆材料１６が付着しない。

【００２０】そして、蒸着後、線状材料２０を透明電極
１４上から除去する。これにより、線状材料２０間の間
隙２２から透明電極１４間のスペース部分に蒸着した被
覆材料１６が、透明電極１４のエッチングされた側面を
覆い、なめらかにする。この場合、被覆材料１６は絶縁
体である。

【００２１】次に透明電極１４及び被覆材料１６の表面
に、例えばＥＬ材料としてＴＰＤ等のホール輸送材料か
らなるホール輸送層、Ａｌｑ_３等の電子輸送材料からな
る電子輸送層やその他発光材料からなる層を、真空蒸着
やスパッタリング、その他真空薄膜形成技術により積層
し、発光層を形成する。

【００２２】蒸着条件として、例えば、真空度が６×１
０−６Ｔｏｒｒで、ＥＬ材料の場合５０Å／ｓｅｃの蒸
着速度で成膜させる。また発光層１４等は、フラッシュ
蒸着により形成してもよい。フラッシュ蒸着法は、予め
所定の比率で混合したＥＬ材料を、３００℃〜６００℃
好ましくは４００℃〜５００℃に加熱した蒸着源に落下
させ、ＥＬ材料を一気に蒸発させるものである。またそ
のＥＬ材料を容器中に収容し、急速にその容器を加熱
し、一気に蒸着させるものでもよい。

【００２３】次に、Ｌｉを０．０１〜０．０５％程度含
む純度９９％程度のＡｌ−Lｉ合金、その他Ａｌ−Ｍｇ
等の陰極材料からなる背面電極材料を、発光層及びマス
クの表面に真空蒸着等の真空薄膜形成技術により設け
る。このときも、樹脂系の線状材料を用いたマスクを利
用して、透明電極１４と直交する方向に背面電極を形成
することができる。

【００２４】樹脂系の線状材料２０のマスクは、およそ
２０回程度繰り返し使用することができ、取り替えに際
しては、マスクの単繊維と接着剤を除去し、上記と同様
の方法でフレーム１８に新しい単繊維を接着してマスク
２２を設ける。

【００２５】また、発光層と背面電極の全面には、図示
しないＳｉＯ等の絶縁性の保護膜等を、真空蒸着やスパ
ッタリング、その他真空薄膜形成技術により形成しても
よい。さらに、撥水膜や樹脂の保護膜等を設けてもよ
い。

【００２６】この実施形態のＥＬ素子の製造方法によれ
ば、樹脂系の単繊維のマスクを用いて透明電極１４の側
縁部のエッチング断面を被覆材料１６で覆うことによ
り、この断面での凹凸による短絡や発光不良を確実に防
止することができる。さらに、エッチング等の化学的工
程がないので、発光層に悪影響がなく、製造工程も簡単
なものである。

【００２７】また、図２に示すように、透明電極１４間
に対応する部分に、同様にマスクとしての線状材料２４
を配置し線状材料２０と線状材料２４との間に被覆材料
１６が蒸着されるようにしてもよい。これにより、透明
電極１４の長手方向側縁部を被覆するとともに、各透明
電極１４間の被覆材料１６が連続しないので、被覆材料
１６として導電性材料を用いることができる。ここで用
いる導電性材料の被覆材料としては、Ａｌやカーボンで
ある。Ａｌの場合、透明電極の電気抵抗に起因する発光
ムラを抑えることができ、また反射率が高いことから平
面方向の発光を反射して透明基板側に反射させることが
可能となる。また、カーボンを被覆材料として用いるこ
とにより、透明電極による各発光素子間の光のにじみを
防止し、コントラストを向上させる。

【００２８】なおこの発明のＥＬ素子の製造方法は、上
記実施形態に限定されるものではなく、マスクの線状材
料の本数や間隔、大きさは透明電極等に対応させて適宜
設定することができ、材料も樹脂以外に、金属やその他
の繊維を用いることも可能である。またフレームの形状
は基板よりも大きな内部空間を有し、マスクにより歪み
が生じないものであればよく、また接着剤以外の材料を
用いてフレームに固定してもよい。また背面電極は、Ａ
ｌ、Ｌｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｉｎ等の金属またはこれらの合
金を用いるよい。

【００２９】また被覆材料は、上記以外に、黒色また暗
色の絶縁材料を用いても良く、導電性材料をＡｌ以外の
金属を用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】この発明のＥＬ素子の製造方法によれ
ば、線状材料のマスクを用いて、透明電極の側縁部を被
覆材料で覆い、電極間の短絡を確実に防止することがで
きるものである。またその製造も容易であり、エッチン
グ等の処理やその後の洗浄工程がなく、発光層に与える
悪影響がきわめて少なく、製造コストも安価なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態のＥＬ素子の一製造工程
を示す断面図である。

【図２】この発明の他の実施形態を示す断面図である。

【図３】この発明の他の実施形態の透明電極端縁部の拡
大断面図でる。

【図４】従来のＥＬ素子の一製造工程を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１２ 基板 １４ 透明電極 １６ 被覆材料 ２０，２４ 線状材料 ２２ 間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福本 滋 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 山本 肇 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB01 AB05 AB08 AB18 CA01 CA02 CA05 CB00 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な基板表面に透明な電極材料により
   所定のピッチでストライプ状となるように透明電極を形
   成し、この透明電極にＥＬ材料からなる発光層を真空薄
   膜形成技術により積層し、上記発光層の表面に、上記透
   明電極に対向し、直交する方向にストライプ状に所定の
   ピッチに背面電極を形成するＥＬ素子の製造方法におい
   て、 上記透明電極を形成後、予め所定の張力が加えられた状
   態の単繊維形状の複数の線状材料を上記透明電極に沿っ
   てその透明電極を覆うように配置し、上記線状材料は、
   所定のピッチでその線状材料間に間隙が形成され、上記
   透明電極間のスペース部分が上記間隙に対応するように
   配置され、上記線状材料を介して上記透明電極の長手方
   向側縁部を被覆する被覆材料を真空薄膜形成技術により
   設け、この後上記ＥＬ材料及び背面電極を形成すること
   を特徴とするＥＬ素子の製造方法。
2. 【請求項２】 上記線状材料は樹脂であり、この樹脂線
   状材料は上記透明電極に沿って複数本密接して設けられ
   る請求項１記載のＥＬ素子の製造方法。
3. 【請求項３】 上記被覆材料は、絶縁性材料を真空薄膜
   形成技術により設ける請求項１または２記載のＥＬ素子
   の製造方法。
4. 【請求項４】 上記透明電極の間のスペース部分に、上
   記透明電極の長手方向側縁部を覆わないように線状材料
   を対面させ、上記透明電極の長手方向側縁部を、導電性
   の被覆材料で被覆する請求項１または２記載のＥＬ素子
   の製造方法。
5. 【請求項５】 上記真空薄膜形成技術により被覆材料を
   付着させる際、あらかじめ上記密接した複数の線状材料
   に被覆材料を付着させて、密接した上記線状材料間の隙
   間を埋める請求項２記載のＥＬ素子の製造方法。
6. 【請求項６】 上記被覆材料は、黒色または暗色の材料
   を真空薄膜形成技術により設ける請求項１，２，３また
   は４記載のＥＬ素子の製造方法。