JP2000243579A - 有機el素子とその製造方法 - Google Patents

有機el素子とその製造方法

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JP2000243579A
JP2000243579A JP11038602A JP3860299A JP2000243579A JP 2000243579 A JP2000243579 A JP 2000243579A JP 11038602 A JP11038602 A JP 11038602A JP 3860299 A JP3860299 A JP 3860299A JP 2000243579 A JP2000243579 A JP 2000243579A
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transparent electrode
organic
light emitting
conductor
emitting layer
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JP11038602A
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English (en)
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Morimitsu Wakabayashi
守光 若林
Hajime Yamamoto
肇 山本
Shigeru Fukumoto
滋 福本
Tetsuya Tanpo
哲也 丹保
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Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】微細で高品質な発光表示を可能にする有機EL
素子とその製造方法を提供する。 【解決手段】ガラスや石英、樹脂等の透明な基板10の
表面にITOやSnO等の透明な電極材料により形成
された透明電極12と、透明電極12に積層された有機
EL材料からなる発光層16と、この発光層16に積層
され、透明電極12に対向して形成されたAl,Li等
からなる背面電極18,20とを備える。透明基板10
の表面に、透明電極12のパターンに沿って透明電極1
2の側縁部等に接した金属薄膜等の導電体による導体パ
ターン14,15を備える。

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
れる有機EL素子とそ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、透明な基板に透孔性のITO膜を一面に形
成し、所定のストライプ状等の形状になるようにエッチ
ングして透明電極を形成し、さらにこの透明電極の表面
に発光層を形成している。この発光層は、有機EL材料
であり、トリフェニルアミン誘導体(TPD)等のホー
ル輸送材料を設け、その上に発光材料であるアルミキレ
ート錯体(Alq)等の電子輸送材料、さらに各種発
光材料を積層したものや、これらの混合層からなる。そ
してこの発光層の表面で、透明電極と直交する方向に、
Al,Li,Ag,Mg,In等の金属からなるストラ
イプ状の背面電極が透明電極と対向するように設けら
れ、発光部を形成している。そして発光部において、透
明電極と背面電極間に電圧を印加し、これら各電極が形
成するストライプの交点で発光する、いわゆる単純マト
リックスタイプの発光装置が一般的であった。
【0003】このような有機EL素子の場合、透明電極
はより透明で低抵抗値であることが望ましいが、ITO
からなる透明電極は、通常10Ω/□程度の抵抗値で、
厚さが数千Åの薄膜で形成されている。
【0004】
【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、そのエッチングされたエッジ
部を顕微鏡で拡大すると、その表面は平滑な平面ではな
く、エッチング等により形成された鋭い岩峰のような形
状で、ぎざぎざになっている。このような透明電極に発
光層を積層すると、発光層を構成するホール輸送材料や
電子輸送材料は各々数百Å程度で、透明電極に比べかな
り薄い膜であるため、発光部に通電して発光させた際、
透明電極の凹凸状部分に電流が集中し、さらにこの凸部
により背面電極との間で短絡が生じるという問題を有し
ていた。
【0005】しかも、透明電極は抵抗値が高いため、で
きるだけ厚く形成しなければならず、透明電極を厚く形
成すると、エッチング端面の凹凸が多くなり、上記短絡
等の問題がより生じやすくなるものであった。
【0006】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、微細で高品質な発光表示を可能にする
有機EL素子とその製造方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の有機EL素子
は、ガラスや石英、樹脂等の透明な基板表面にITOや
SnO等の透明な電極材料により形成された透明電極
と、上記透明電極に積層された有機EL材料からなる発
光層と、この発光層に積層され、上記透明電極に対向し
て形成されたAl,Li等からなる背面電極とを備えた
ものである。そして、上記透明基板表面に上記透明電極
のパターンに沿って上記透明電極の側縁部等に接した金
属薄膜等の導電体による導体パターンを備えた有機EL
素子である。
【0008】また、上記透明電極はストライプ状に形成
され、上記導体パターンは、上記透明電極の側縁部に沿
ってストライプ状に設けたものである。または、上記導
体パターンは、上記透明電極の両側縁部に沿って1対づ
つ形成され、この各導体パターンの対同士が同様の導電
体によるはしご状の導体パターンや網目状の導体パター
ンにより接続されている。さらに、上記導体パターン
は、Cr等の黒色または暗色の導電体材料が好ましい。
【0009】上記導体パターンは、上記発光層による発
光部以外の部分では、幅広に形成され、抵抗値の少ない
パターンに形成したものである。
【0010】またこの発明の有機EL素子の製造方法
は、透明基板表面に形成される透明電極のパターンに沿
って、予め導電体による導体パターンを上記透明基板上
に形成し、この導体パターンが形成された上記透明基板
を、真空状態で所定の薄膜を形成する真空装置内に設置
し、上記導体パターンと側縁部等が接するようにして透
明な電極材料により透明電極を真空薄膜形成技術により
形成するものである。そして、上記透明電極に有機EL
材料からなる発光層と、上記透明電極に対向して形成さ
れる背面電極とを上記真空装置内で真空薄膜形成技術に
より各々連続的に形成する有機EL素子の製造方法であ
る。上記透明電極および背面電極は、所定の形状にマス
ク蒸着により形成する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。図1〜図5はこの発明の
EL素子の第一実施形態を示すもので、この実施形態の
EL素子は、ガラスや石英、樹脂等の透明基板10の一
方の表面に、所定のピッチでストライプ状の透明電極1
2が設けられている。透明電極12は、500Å程度の
厚さに形成さ形成されている。この透明電極12の両側
縁には、それぞれ透明電極12の側縁部に接し隣同士互
いに離間した複数対の導体パターン14が形成されてい
る。
【0012】導体パターン14は、1本の同じ透明電極
に接する各導体パターン14の対同士が、同様の導電体
による導体パターン15によりはしご状に接続されてい
る。この導体パターン14,15は、Cr等の黒色また
は暗色の金属導電体材料が好ましいが、Al等の導電率
の高い材料であれば良い。導体パターン14の端部14
aは、図1に示すように、透明基板12上で、互いのパ
ターン同士絶縁状態を保って、幅広に形成し、電気抵抗
を少なくして、配線パターンや電極として利用すること
ができる。
【0013】透明電極12と導体パターン14には、さ
らに発光層16が積層されている。発光層16は、50
0Å程度の厚さのホール輸送材料17、及び500Å程
度の厚さの電子輸送材料18、その他発光材料によるE
L材料からなり、透明電極12と導体パターン14の全
面に積層されている。
【0014】また発光層16の表面には、透明電極12
と対向し、かつ透明電極12のストライプ方向と直交す
る方向で所定のピッチを有するストライプ状の背面電極
20が形成されている。背面電極20は、例えばLiを
0.01〜0.05%程度含む純度99%程度のAl−
Li合金層が150Å程度の厚さに形成されさらにAl
層が2000Å程度形成されたものである。背面電極2
0は、その他、Ag,Mg,In等の金属からなるもの
でも良い。
【0015】ここで、例えば基板10は10cm角で、
発光部分は0.5mmピッチで0.1mmのスペースを
空けてマトリクス状に形成され、発光部分は導体パター
ン14,15と重ならない部分で、0.4mm角に形成
されている。また、導体パターン14は、最大3μm程
度の厚さに形成されている。
【0016】また、発光層16は、母体材料のうちホー
ル輸送材料17としては、α−NPD、トリフェニルア
ミン誘導体(TPD)、ヒドラゾン誘導体、アリールア
ミン誘導体等がある。また、電子輸送材料18として
は、アルミキレート錯体(Alq3)、ジスチリルビフ
ェニル誘導体(DPVBi)、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良く、ホー
ル輸送材料と電子輸送材料を混合して発光層を形成して
も良く、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90:10の範囲で適宜変更可能で
ある。
【0017】この実施形態の有機EL素子の製造方法
は、透明基板10の表面に図3に示すような導体パター
ン14,15を形成する。この導体パターンの形成は、
所望のCrやAlの薄膜を透明基板10に形成した後、
所定のパターンにエッチングする。
【0018】次に、透明基板10を真空装置に中に装着
し、ITO等の電極材料を蒸着等の真空薄膜形成技術に
より設ける。このとき、導体パターン14に沿って隣接
する導体パターン14を覆うように配置されたワイヤマ
スク22を介して透明電極12の材料を蒸着する。これ
により、図5に示すように、導体パターン15に重なる
と共に、導体パターン14に接した透明電極12が形成
される。
【0019】次に透明電極12の表面にホール輸送材料
17及び電子輸送材料18によるEL材料からなる発光
層16を、真空蒸着やスパッタリングその他真空薄膜形
成技術により積層する。そして発光層16に背面電極材
料を図4に示すものと同様のワイヤマスク蒸着により、
透明電極12と直交するストライプ状に積層し背面電極
20を形成する。これらの真空薄膜形成技術による工程
は、同じ真空装置内で一連の工程として行う。
【0020】ここで発光層16等の蒸着条件は、例えば
真空度が6×10−6Torrで、有機EL材料の場
合、50Å/secの蒸着速度で成膜させる。また発光
層16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。
【0021】この実施形態のEL素子によれば、透明電
極12に沿って導体パターン14,15が形成され、透
明電極12の各部位までの抵抗値を低い値にすることが
できる。しかも導体パターン14,15は精度良く滑ら
かにエッチング可能であり、透明電極12のエッチング
工程がなく、発光層16を介して短絡等も生じないもの
である。さらに、透明電極12の形成から背面電極20
の形成までの肯定を一連の真空薄膜形成技術により行う
ことができ、汚染やごみ等による弊害がなく、ダークス
ポットの発生を大幅に抑えることができる。また、透明
電極12の抵抗値を無視すことができるので、透明電極
12を薄く形成することができ、その形成時間を短縮す
ることができ、工程の効率化を図ることもできる。特
に、透明電極12の形成工程を他の材料の形成時間程度
に短縮することにより、一連の製造ラインが、従来、透
明電極12の製造工程で長時間要していた部分が均一化
され、より効率のよい製造を可能にする。
【0022】次にこの発明の第二実施形態について図6
を基にして説明する。ここで上記実施形態と同様の部材
は同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態の
有機EL素子は、第一実施形態と同様に、透明基板10
の表面に所定のピッチを有しストライプ状の透明電極1
2が形成され、この透明電極12と透明基板10との間
に、導体パターン14と同様の材料で、網目状の導体パ
ターン24形成されている。網目状の導体パターン24
は、導体パターン14,15と動じに形成するもので、
例えば100μmピッチで10μm幅にメッシュ状に形
成する。この導体パターン24もCr等の暗色または黒
色系の材料が好ましい。
【0023】この実施形態の有機EL素子とその製造方
法によれば、導体パターン14,15とともにその間に
網目状の導体パターン24が形成され、より透明電極1
2の抵抗値を無視することができ、より駆動電圧を下げ
ることができる。
【0024】なおこの発明の有機EL素子は、上記実施
形態に限定されるものではなく、透明電極に接した導体
パターンは1本でも良く、網目状の導体パターンをスト
ライプ上に設けたものでも良く、その形状は問わない。
【0025】
【発明の効果】この発明の有機EL素子とその製造方法
は、透明電極の抵抗値を事実上無視することができ、均
一で明るい画面を形成することができる。さらに、透明
電極を薄く形成することができることから、製造効率も
向上させることができる。特に、透明電極の形成時間を
他の材料の形成時間程度に抑えることができ、一連の製
造ラインの工程が短縮化される。さらに、一連の工程を
真空装置内で可能にしたので、製造上の歩留まりも向上
し、より効率の良い製造を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第一実施形態の有機EL素子を示す
部分平面図である。
【図2】この発明の第一実施形態の有機EL素子を示す
部分断面図である。
【図3】この発明の第一実施形態の有機EL素子の透明
基板を示す部分平面図である。
【図4】この発明の第一実施形態の有機EL素子の製造
工程を示す部分断面図である。
【図5】この発明の第一実施形態の有機EL素子の透明
電極を形成した製造工程を示す部分平面図である。
【図6】この発明の第二実施形態の有機EL素子の透明
基板を示す部分平面図である。
【符号の説明】
10 透明基板 12 透明電極 14,15,24 導体パターン 16 発光層 17 ホール輸送材料 18 電子輸送材料 18 背面電極 20 背面電極
───────────────────────────────────────────────────── 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 丹保 哲也 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 AB00 AB18 BA06 CA01 CA02 CA05 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 FA03

Claims (7)

    【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
    形成された透明電極と、上記透明電極に積層された有機
    EL材料からなる発光層と、この発光層に積層され、上
    記透明電極に対向して形成された背面電極とからなる有
    機EL素子において、上記透明基板表面に上記透明電極
    のパターンに沿って上記透明電極に接した導電体による
    導体パターンを備えたことを特徴とするEL素子。
  2. 【請求項2】 上記透明電極はストライプ状に形成さ
    れ、上記導体パターンは、上記透明電極の側縁部に沿っ
    てストライプ状に設けたことを特徴とする請求項1記載
    の有機EL素子。
  3. 【請求項3】 上記透明電極はストライプ状に形成さ
    れ、上記導体パターンは、上記透明電極の両側縁部に沿
    って1対づつ形成され、この各導体パターンの対同士が
    同様の導電体により接続されていることを特徴とする請
    求項1記載の有機EL素子。
  4. 【請求項4】 上記導体パターンは、黒色または暗色の
    導電体材料であることを特徴とする請求項1記載の有機
    EL素子。
  5. 【請求項5】 上記導体パターンは、上記発光層による
    発光部以外の部分では幅広に形成され、抵抗値の少ない
    パターンに形成したことを特徴とする請求項1,2,3
    または4記載の有機EL素子。
  6. 【請求項6】 透明基板表面に形成される透明電極のパ
    ターンに沿って、予め導電体による導体パターンを上記
    透明基板上に形成し、この導体パターンが形成された上
    記透明基板を、真空状態で所定の薄膜を形成する真空装
    置内に設置し、上記導体パターンと接するようにして透
    明な電極材料により透明電極を真空薄膜形成技術により
    形成し、さらに、上記透明電極に有機EL材料からなる
    発光層と、上記透明電極に対向して形成される背面電極
    とを上記真空装置内で真空薄膜形成技術により各々連続
    的に形成することを特徴とする有機EL素子の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 上記透明電極および背面電極は所定の形
    状にマスク蒸着により形成することを特徴とする請求項
    6記載の有機EL素子の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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