JP3948082B2 - Method for manufacturing organic electroluminescence element - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機化合物を発光層として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するための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】
近年、大きな占有面積と大きな重量を有するＣＲＴ（Cathode-Ray-Tube）ディスプレイに代わるディスプレイとして、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）が実用化されている。
そして、ＦＰＤとしては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が各種携帯型電子機器やノート型パソコンや小型テレビのディスプレイとして一般に広く普及しているとともに、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等のＬＣＤ以外のＦＰＤも実用化されている。
【０００３】
そのようなＦＰＤの一つとして、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイがあり、ＥＬディスプレイは、比較的古くから開発が進められているが、フルカラー化や輝度や寿命などの点に課題があり、未だあまり普及していない。
なお、ＥＬディスプレイは、自ら発光する自己発光型のディスプレイであり、ＥＬディスプレイに用いられるＥＬ素子をディスプレイではなく、面状発光体としても用いることも可能であり、上述のＬＣＤのバックライトとしてＥＬ素子が用いられているものがある。
【０００４】
また、ＥＬディスプレイとなるＥＬ素子の発光層としては、従来、無機化合物薄膜が用いられていたが、無機化合物薄膜を用いたＥＬ素子は、駆動電圧が高いとともに発光効率が低く、低輝度の表示しかできなかった。それに対して、近年、ＥＬ素子の発光層として、駆動電圧が低く、かつ、発光効率が高い有機化合物薄膜を用いたものが使われるようになった。
また、有機化合物薄膜を用いた有機ＥＬ素子（有機電界発光素子）は、寿命の点で問題があったが、長寿命化が可能は有機発光層用の材料の開発が進められ、ＬＣＤに対抗可能なレベルでの実用化も可能となった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各種ＦＰＤの開発においては、半導体ほどではないが、微細加工を必要とするとともに、ＦＰＤにおいては小さな半導体と異なり、表示面に対応した大きな面積に渡ってほとんど欠陥の無い微細加工を行う必要があり、ＦＰＤの普及には微細加工技術の確立が不可欠である。
しかし、有機ＥＬ素子に有機発光層として用いられる有機化合物は、一般的に水分に弱いとともに、有機溶剤やその他の薬品に対する耐性にも乏しい。
【０００６】
そして、薄膜に対して、微細加工であるパターニングを行うに際しては、一般的に、薄膜上へのレジストの塗布、塗布されたレジストの露光、レジストの現像、薄膜のエッチング、レジストの剥離等の工程からなるいわゆるフォトリソグラフィーが行われるが、レジストは多量の有機溶剤を含み、現像液は通常、水溶液であり、さらに、エッチングやレジストの剥離にも水溶液や有機溶剤やその他の薬品が用いられる可能性があるので、有機発光層に用いられる有機化合物に重大な影響を及ぼす可能性があり、上述のようなパターニング方法を有機ＥＬ素子の微細加工に用いるのは困難であった。
【０００７】
従って、発光層となる有機化合物薄膜の形成方法は、限られたものとなり、例えば、メタルマスクを使った真空蒸着（マスク蒸着）を用いるのが一般的である。このマスク蒸着によれば、薄膜の形成と同時にパターニングが行われ、上述のような各種溶剤、水溶液、その他の薬品を用いなくても有機化合物薄膜の形成及びパターニングができる。
また、有機化合物薄膜上に形成される金属電極の形成及びパターニングにおいても、金属陰極の形成及びパターニングが有機発光層の形成後に行われるので、上述のような各種溶剤、水溶液、その他の薬品を用いない、メタルマスク蒸着を用いることが好ましい。
しかし、上述のようなマスク蒸着においては、１００μｍより微細な加工、すなわち、数十μｍといった微細加工が困難である。
また、金属陰極をメタルマスク蒸着により形成するものとすると、下部構造となる陽極（透明電極）や発光層とのアライメントが困難であった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金属陰極の数十μｍといった微細加工を可能とし、さらに、金属陰極とともに有機発光層の微細加工をも可能とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、
透明基板上に、透明電極を成膜後にパターニングして、第１透明電極と、該第１透明電極の側縁部に該第１透明電極と絶縁した状態に設けられた外部接続部となる第２透明電極と、を形成する透明電極形成工程と、
上記第１透明電極上に有機発光層を形成する有機発光層形成工程と、
上記有機発光層上及び上記第２透明電極上に金属電極となるメタル層を形成するメタル層形成工程と、
上記第２透明電極の一部が露出した状態で、上記第２透明電極と上記メタル層とが重なった部分を残すように上記メタル層をフォトリソグラフィーによるパターニング後、前記フォトリソグラフィーでのフォトレジストを除去せずにフォトレジストを残した状態とするパターニング工程と、
上記外部接続部のうち、上記露出した第２透明電極の一部を露出し、上記メタル層を露出しない封止材を形成する封止材形成工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、上記形成工程において、有機発光層上にメタル層が形成されるので、フォトリソグラフィーを用いたパターニング工程において、フォトレジストに含有される有機溶剤や、露光時の紫外線や、現像用の薬液に対して、有機発光層が該有機発光層上を覆うメタル層により保護されることになる。また、エッチングにおいては、メタル層の一部が除去されてパターニングされた金属電極が形成され、メタル層が除去された部分は、有機発光層がメタル層に保護されない状態となるが、有機発光層のメタル層が除去される部分に対応する部分は、残ったメタル層からなる金属電極により電圧が印加されることがなく、発光しない部分なので、この部分がメタル層のエッチングに際してメタル層とともに除去されたり、発光しない状態となっても良い。
また、金属電極と第２透明電極からなる外部接続部とが接続された状態となるとともに、外部接続部の一部が露出しているので、外部接続部の露出した部分からパターニングされた金属電極に電気信号を送ることができる。すなわち、金属電極のパターニングが終了した時点で、電極側の配線が外部の接点となる外部接続部も含めて完了することになり、工程を簡略化することができる。
【００１１】
従って、金属電極をフォトリソグラフィーを用いてパターニングしても、金属電極と透明電極との重なり領域である有機発光領域層を金属電極となるメタル層により保護することができるので、フォトリソグラフィーに際して有機発光層が大きく影響を受けることがない。
そして、フォトリソグラフィーを用いたパターニングにおいては、１００μｍを切るような微細加工が可能であり、金属電極を数十μｍ以下のレベルでパターニングすることが可能となる。
また、フォトリソグラフィーを用いることにより、金属電極のパターンと下部構造とのアライメントを容易なものとすることができる。
【００１２】
さらに、上述のようにエッチングに際して、メタル層のレジストによりマスクされていない部分とともに、この部分の下の有機発光層をも除去してしまうものとした場合には、金属電極とともに、有機発光領域層もフォトリソグラフィーを用いたパターニングにより形成されることになる。
すなわち、上述のように有機発光層をフォトリソグラフィーを用いてパターニングするものとしても、有機発光層をメタル層によりフォトリソグラフィーで用いられる水溶液や、有機溶剤や、その他の薬品や、紫外線等から保護することができる。従って、有機発光領域層の数十μｍ以下のレベルでのフォトリソグラフィーを用いたパターニングが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、上記パターニング工程おいては、順次、フォトレジスト塗布工程と、露光工程と、現像工程と、エッチング工程とを行い、該エッチング工程に際し、ドライエッチングを行うことを特徴とする。
上記構成によれば、メタル層の一部を除去する際に、ドライエッチングを用いるので、ウェットエッチングのように基板がエッチング液に浸されることがなく、有機発光層がエッチング液の影響を受けるのを防止することができる。
【００１４】
なお、ドライエッチングに際しては、基板がプラズマに曝されるが、メタル層が比較的厚ければ、フォトレジスト及びメタル層を超えて有機発光領域層がプラズマダメージを受けることがない。また、メタル層が除去される部分は、上述のように有機発光層も必要ないので、メタル層が除去される部分に対応する有機発光層の部分がプラズマダメージを受けても問題がない。
【００１５】
また、ドライエッチングとしてスパッタエッチングのような異方性エッチングが可能な方法を用いれば、レジストによりマスクされた金属電極の部分及びその下側の有機発光層の部分が横からえぐられるような状態となることがなく、有機発光層に対するエッチングの影響を最低限のものとすることができる。
【００１６】
本発明の請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、上記メタル層の厚みを０．１μｍ以上とすることを特徴とする。
上記構成によれば、メタル層をドライエッチングするものとした際に、メタル層が十分に厚いので、上述のようにレジスト層及びメタル層を超えて有機発光領域層がプラズマダメージを受けることがない。
【００１７】
また本発明の請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、上記パターニング工程において、フォトレジストを除去せずにフォトレジストを残した状態とすることを特徴としている。このようにパターニング終了後に、フォトレジストを除去しないので、発光層がフォトレジストを除去するための水溶液や有機溶剤やその他の薬品の影響を受けることがない。従って、フォトレジストを除去しないことにより、有機ＥＬ素子が劣化することを防止できるとともに、工程を簡略化して製造コストの低減を図ることができる。
【００１８】
また、フォトレジストは、金属電極の上面、すなわち、有機ＥＬ素子の背面側に塗布されるので、フォトレジストが残っていても有機ＥＬ素子の発光に影響がなく、金属電極の保護膜として利用することができる。
なお、フォトレジストを除去するものとしても、ドライアッシングによりフォトレジストを除去すれば、透明基板を溶液に浸したり、透明基板に溶液を塗布したりする必要が無く、有機ＥＬ素子の発光層が劣化するのを抑止することができるが、フォトレジストの剥離工程分だけ工程が増えることになるとともに、ウエット剥離よりもドライアッシングを用いたドライ剥離の方がコストが高くなる可能性があり、製造コストの面からはフォトレジストを除去せずに残した方が良い。
【００２１】
本発明の請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、上記パターニング工程に際し、上記メタル層をパターニングするとともに、上記メタル層の下の上記有機発光層をパターニングすることを特徴とする。
上記構成によれば、上述のように、フォトリソグラフィーにより有機発光層をパターニングするものとしても、有機発光層がメタル層に保護されているので、フォトリソグラフィーに用いられる有機溶剤や水溶液やその他の薬品や紫外線やプラズマ等により有機発光層が劣化するのを防止できるとともに、有機発光層を数十μｍ以下のレベルでパターニングすることが可能となる。
【００２２】
また、有機発光層のパターニングに際して、レジストの一部として機能するメタル層は、そのまま有機発光層とともにパターニングされた金属電極として機能することになるので、除去する必要がなく、フォトレジストも上述のように除去する必要がないので、レジストの除去のために有機発光領域層が劣化するようなことがない。
また、有機発光層のパターニングは、例えば、カラー表示用に発光色が異なる複数の有機発光層を用いる場合に必要となる。
【００２３】
そして、カラー表示用に有機発光領域層を形成するには、例えば、赤、緑、青のぞれぞれ異なる色に発光するそれぞれの有機発光領域層をストライプ状に繰り返し配置された状態とする方法や、その他のパターンで異なる色に発光するそれぞれの有機発光領域層を形成することが考えられるが、この場合には、有機発光層の形成から上述のメタル層のパターニングまでの工程を、例えば、三回繰り返し行うようにすれば良い。
【００２４】
また、二回目以降の発光層及びメタル層の形成に際しては、例えば、先に形成された発光領域層及び金属電極上に後から形成される発光領域層及びメタル層をそのまま重なった状態に形成してしまい、後から形成された発光領域層及びメタル層をエッチングする際に、後から形成された有機発光領域層及びメタル層の先に形成された発光層及び金属電極上に重なる部分を除去すれば良い。
なお、先に形成された発光領域層及び金属電極上に後から形成された発光層領域及びメタル層をドライエッチングする際には、先に形成された発光領域層及び金属電極上のレジストを除去しないで残しておくことにより、先に形成された発光領域層及び金属電極がエッチングされてしまうのを防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態の一例の有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子の製造方法を図面を参照して説明する。
図１、図２及び図３は、有機ＥＬ素子の製造方法の概略を示すための製造途中の有機ＥＬ素子の断面を示すものであるが、説明しやすいように各部の厚みや幅等のサイズをデフォルメして図示している。なお、各図の（Ａ）、（Ｂ）は互いに直交する方向から見た断面図である。
【００２６】
なお、この一例の有機ＥＬ素子の製造方法により製造される有機ＥＬ素子は、例えば、セグメント型や単純マトリックス型のＥＬディスプレイであり、有機発光層として周知の有機化合物を用いたものである。また、図１から図３に示すように、有機ＥＬ素子は、ＥＬディスプレイの表示面側の側面を構成する透明基板１と、該透明基板１上に順次形成される透明電極（陽極）２、有機発光層３及び金属陰極（図３（Ａ）、（Ｂ）に図示）４とからなるものである。
【００２７】
そして、この一例の有機ＥＬ素子の製造においては、まず、透明基板１上に透明電極２が形成される。なお、上記透明基板１は、基本的にガラス基板であるが、周知の透明な樹脂板や樹脂フィルムを用いるものとしても良い。
また、上記透明電極２は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなるものであり、周知の薄膜形成方法により透明基板１上に形成されるものである。また薄膜形成方法としては、例えば、スパッター法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、パエロゾル法、吹き付け法、印刷法等や、その他方法を用いることができる。
【００２８】
そして、透明基板１上に、透明基板１の略全面に渡って透明電極２となるＩＴＯの薄膜を形成した後に、周知の方法、例えば、フォトリソグラフィーによりＩＴＯの薄膜をパターニングする。
なお、ＩＴＯからなる透明電極２のパターンは、有機ＥＬ素子をセグメント型のＥＬディスプレイとした場合に、表示に対応した任意の形状部分と、該形状部分に接続される配線なる部分との形状となり、有機ＥＬ素子を単純マトリックス型のＥＬディスプレイとした場合に、ストライプ状の配線の形状となる。
【００２９】
また、図１（Ａ）、（Ｂ）等に示すように、例えば、上記透明電極２の左側側縁部には、信号引き出し部分となる外部接続部２ａが形成され、透明電極２の右側側縁部には、信号引き出し部分となる外部接続部２ｂが形成される。これら外部接続部２ａ、２ｂは、透明電極２の一部であり、図３（Ａ）、（Ｂ）において円ａ、ｂで囲んで示す外部からの配線の接点となる部分がエッチング時に露出された状態とされる。
また、一方の外部接続部２ａは、金属陰極４側にカソード信号を送るためのものであり、透明電極２の他の部分と絶縁された状態とされるとともに、金属陰極４と接合された状態とされる。
また、他方の外部接続部２ｂは、陽極である透明電極２にアノード信号を送るためのものである。
【００３０】
次に、透明電極２が形成された透明基板１上の略全面に渡って有機発光層３を形成する。
なお、有機発光層３は、例えば、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層との三層からなるか、もしくは、正孔輸送層と、電子輸送性発光層との二層からなるものである。
【００３１】
また、上記正孔輸送層は、例えば、α−ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジ（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４、４’−ジアミン）を用いることができる。
また、上記発光層としては、ドーパントとしてＢＣｚＶＢｉ（４，４’−ビス（２−カルバゾールビニレン）ビフェニル）を含むＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニレン）ビフェニル）を用いることができる。
【００３２】
また、上記電子輸送層としては、Ａｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリン）化アルミニウム）を用いることができる。
また、上記電子輸送性発光層としては、Ｂｅｂｑ２（ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン）化ベリリウム）を用いることができる。
なお、上記有機発光層３の材料は一例であり、その他の周知の材料を有機発光層３として用いることができ、例えば、Ａｌｑ３にキナクリドン誘導体を添加した材料や、１，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニルに、ジスチリルアリールアミン誘導体を添加した材料等を用いることができる。
【００３３】
そして、透明電極２が形成された透明基板１上に有機発光層３の薄膜を形成する際には、上記透明電極２とほぼ同様な薄膜形成方法を用いることができる。
また、有機発光層３の形成に際しては、有機発光層３が透明電極２の外部接続部２ａ、２ｂを完全に覆わないようにする。
【００３４】
次に、図１に示すように、透明電極２及び有機発光層３が形成された透明基板１上に金属陰極４となるメタル層５を透明基板１の略全面を覆うように形成する。
なお、金属陰極（金属電極）としては、例えば、Ｍｇ−Ｉｎ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ａｌ合金等のマグネシウム合金やＡｌ−Ｌｉ合金等を用いることができるとともに、陰極として電子を放出しやすい仕事関数の値の小さい材料を用いることができる。
また、金属陰極４の形成に際しては、上記透明電極２とほぼ同様な薄膜形成方法を用いることができる。
【００３５】
そして、メタル層５の形成に際しては、メタル層５が透明基板１上に形成された有機発光層３の全面を覆うようにするとともに、メタル層５の厚みを０．１μｍ以上とする。これは、後述するように有機発光層３をプラズマや各種薬液から保護するためであり、メタル層５が０．１μｍより薄いと、有機発光層３を後述するプラズマダメージから確実に保護できない可能性がある。
また、上面が有機発光層３に覆われていない状態の外部接続部２ａ上にメタル層５が形成されるようにする。すなわち、外部接続部２ａとメタル層５とは電気的に導通した状態とする。
【００３６】
次に、メタル層５をパターニングして金属陰極４とする。そして、金属陰極４のパターニングに際しては、フォトリソグラフィーを用いるものとし、まず、メタル層５上にフォトレジストを塗布する。
なお、フォトレジストとしては、周知のポジ型のものを用いるものとしても、ネガ型のものを用いるものとしても良い。
また、フォトレジストの塗布方法としては、ディップ、スプレー、ロールコーター、スピンナー等を用いることができる。
【００３７】
次に、フォトレジストの露光を行い、次いで、ディッピング、スプレー、シャワー、パドルなどの現像方法を用いて、現像を行う。
そして、露光に際しては、透明基板１が紫外線に曝されることになるが、有機発光層３はメタル層５に覆われた状態なので、有機発光層３が紫外線の悪影響を受けることがない。
【００３８】
また、現像液は、例えば、アルカリ性の水溶液であり、有機発光層３に触れた場合に、有機発光層３に大きな影響を与えることになるが、上述のように有機発光層３がメタル層５に覆われているので、現像に際して、透明基板１が現像液に浸されるような状態となっても、有機発光層３が現像液に触れることがない。
従って、フォトレジストの露光や現像に際して、有機発光層３が劣化するようなことがない。
【００３９】
そして、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、現像によりメタル層５上に塗布されたフォトレジスト６の金属陰極４の形成すべきパターンに対応する部分が残る。
なお、露光前のフォトレジストのプレベークや、現像後のフォトレジストのポストベークは、有機発光層への熱の影響を考慮して低温で行うことが好ましい。
【００４０】
次に、メタル層５のエッチングを行う。
メタル層５のエッチングに際しては、プラズマエッチングや、スパッタエッチングや、反応性イオンエッチング等のドライエッチングを行う。
ドライエッチングを行うことにより、透明基板１がエッチング液に浸されることがなく、有機発光層３がエッチング液により影響を受けることがない。
【００４１】
また、ドライエッチングによりメタル層５のフォトレジスト６に覆われていない部分が除去されることになり、メタル層５が除去された部分では有機発光層３が露出し、有機発光層３も除去され、有機発光層３の残された部分、すなわち、メタル層５をエッチングすることにより形成された金属陰極４と重なる有機発光層３の部分が有機発光領域層７になる。
ない、有機発光層３は、その上下を透明電極２と金属陰極４とに挟まれて電極が印加することにより発光するものであり、有機発光層３のメタル層５が除去された部分に対応する部分は、透明電極２と金属陰極４とに挟まれた状態とならず、発光しないので、除去されても問題がない。
【００４２】
また、エッチングに際して残されるメタル層５（金属陰極４）が残される有機発光領域層７の上面を覆っているので、残された有機発光領域層７がプラズマを用いたドライエッチングによりプラズマダメージを受けるのを防止することができる。
すなわち、メタル層５は、１μｍ以上の厚みを有し、有機発光領域層７を確実にプラズマダメージから保護することができる。
また、メタル層５のフォトレジスト６に覆われていない部分が除去されるとともに、除去されたメタル層５の下に対応する有機発光層３の部分が除去された際に、残された有効発光領域層７の側面が露出するが、ドライエッチングに際して異方性エッチングを行うものとすれば、メタル層５や有機発光層３がフォトレジストの側縁部の内側までエッチングされるのを抑止することができる。
【００４３】
そして、エッチングが終了した段階で、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、メタル層５が所定の形状にパターニングされて、金属陰極４となる。また、上述のようにフォトリソグラフィーにより金属陰極４にパターニングした際には、下部構造となる透明電極２や有機発光領域層７と金属陰極４とのアライメントが容易になるとともに、有機発光領域層７と金属陰極４とは同時にパターニングされることになり、有機発光領域層７と金属陰極４との位置合わせは確実なものとなる。
なお、有機ＥＬ素子をセグメント型のＥＬディスプレイとした場合に、金属陰極４は、表示に対応した任意の形状部分と、該形状部分に接続される配線部分とからなるとともに、任意の形状部分は、透明電極２と対向した状態となる。
また、有機ＥＬ素子を単純マトリックス型のＥＬディスプレイとした場合に、金属電極層４のパターンは、ストライプ状の透明電極２と直交する方向のストライプ状の配線形状となる。
【００４４】
そして、有機ＥＬ素子の透明電極２と金属陰極４とが有機発光層３を挟んで対向して配置された部分、すなわち、有機発光層３の透明電極２と金属陰極４とに挟まれた部分（図３（Ａ）において円ｃ、ｄ、ｅで囲んだ部分）が発光領域となり、該発光領域が透明電極２と金属陰極４とに電圧を印加した際に、発光することになる。
また、上述のように、外部接続部２ａとメタル層５が直接重なった部分の少なくとも一部（図３（Ａ）において円ｆで囲んだ部分は）においては、メタル層５が除去されずに残され、外部接続部２ａと金属陰極４との接点とされ、さらに、外部接続部２ａの金属陰極４と重なった部分を除く他の部分（図３（Ａ）において円ａで囲んだ部分）がエッチング時に露出された状態とされ、外部から金属陰極４に信号を送る配線が接続される。
【００４５】
以上のように、金属陰極４のパターニングに際してフォトリソグラフィーを用いることにより、数十μｍレベルでのパターニング可能となる。すなわち、従来のようにメタルマスク蒸着により、金属陰極４の形成とパターニングとを行った際には、１００μｍを切るようなパターニングを行うことができないが、上述のようにフォトリソグラフィーを用いることにより、より微細なパターニングが可能となる。そして、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように形成された有機ＥＬ素子は、少なくとも透明基板３の上面すなわち表示面に対して背面となる側が封止材８により封止される。
【００４６】
なお、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この一例においては、金属陰極４のパターニングを行った際に、有機発光領域層７も金属陰極４と同様の形状にパターニングされることになる。また、パターニングされる有機発光領域層７は金属陰極４に保護されることにより、上述のようにフォトリソグラフィーの各工程で使用される紫外線、水溶液、有機溶剤、各種薬品、プラズマ等の影響を受けることがない。
【００４７】
すなわち、有機発光層３は、水分や有機溶剤やその他の薬品に対して弱いので、有機溶剤を含むフォトレジストを使用するとともに、現像液や場合によってエッチング液を用いるフォトリソグラフィーを用いて有機発光層３をパターニングすることが困難であったが、上述のようにメタル層５とともに有機発光層３をフォトリソグラフィーによりパターニングすることで、有機発光層３を劣化させることなく、フォトリソグラフィーを用いて有機発光領域層７にパターニングすることができる。
【００４８】
従って、マスク蒸着により有機発光層３の形成とパターニングを行った場合に比較して、フォトリソグラフィーを用いることにより有機発光領域層７の微細なパターニングが可能となる。
上述のようにフォトリソグラフィーを用いてメタル層５とともに有機発光層３をパターニングする方法は、カラーのＥＬディスプレイを製造するに際して、それぞれ発光色の異なる複数種の有機発光層３を各有機発光層３毎に形成してパターニングするような場合に、有効に用いることができる。
【００４９】
なお、上記例では、有機ＥＬ素子からなるＥＬディスプレイをセグメント型もしくは単純マトリックス型としたが、ＴＦＴ等のアクティブ素子を用いたアクティブマトリックス型のＥＬディスプレイとしても良い。
また、透明基板１と有機発光層３との間（透明基板１と透明電極２との間）に、カラーフィルタを設けるものとしても良い。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、金属電極をフォトリソグラフィーを用いてパターニングしても、有機発光領域層を金属電極となるメタル層により保護することができるので、有機発光領域層が大きく影響を受けるのを防止することができる。
そして、フォトリソグラフィーを用いたパターニングにおいては、１００μｍを切るような微細加工が可能であり、金属電極を数十μｍ以下のレベルでパターニングすることが可能となる。
【００５１】
さらに、上述のようなエッチングに際して、レジストによりマスクされていない金属電極とともに該金属電極の下の有機発光層も除去するものとした場合には、金属電極とともに、有機発光層もフォトリソグラフィーを用いてパターニングされることになり、有機発光層をフォトリソグラフィーを用いてパターニングするものとしても、有機発光領域層を金属電極により、フォトリソグラフィーで用いられる有機溶剤や水溶液やその他の薬品や紫外線から保護することができるので、有機発光層の数十μｍ以下のレベルでのパターニングが可能となる。
金属電極と第２透明電極からなる外部接続部とが接続された状態となるとともに、外部接続部の一部が露出しているので、外部接続部の露出した部分からパターニングされた金属電極に電気信号を送ることができる。すなわち、金属電極のパターニングが終了した時点で、電極側の配線が外部接続部分も含めて完了することになり、工程を簡略化することができる。
【００５２】
本発明の請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、金属電極の一部を除去する際に、ドライエッチングを用いるので、ウェットエッチングのように基板がエッチング液に浸されることがなく、有機発光領域層がエッチング液の影響を受けるのを防止することができる。
また、ドライエッチングに際しては、基板がプラズマに曝されるが、金属電極が比較的厚ければ、レジスト層及び金属電極を超えて有機発光領域層がプラズマダメージを受けるのを防止することができる。
【００５３】
本発明の請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、金属電極のエッチングをドライエッチングするものとした際に、金属電極の厚みが十分なものとなっているので、上述のようにレジスト層及び金属電極を超えて有機発光層がプラズマダメージを受けるのを防止することができる。
【００５４】
本発明の請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、エッチング終了後に、フォトレジストを除去しないので、発光領域層がフォトレジストを除去するための有機溶剤やその他の薬液の影響を受けることがない。従って、フォトレジストを除去しないことにより、有機ＥＬ素子が劣化することを防止できるとともに、工程を簡略化して製造コストの低減を図ることができる。
【００５６】
本発明の請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、上述のように、フォトリソグラフィーにより有機発光層をパターニングするものとしても、有機発光領域層が金属電極に保護されているので、フォトリソグラフィーに用いられる各種有機溶剤やその他の薬液や紫外線やプラズマにより有機発光領域層が劣化するのを防止できるとともに、有機発光層を数十μｍ以下のレベルでパターニングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はともに本発明の実施の形態の一例の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を説明するための製造途中の有機ＥＬ素子の断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はともに上記例の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を説明するための製造途中の有機ＥＬ素子の断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はともに上記例の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を説明するための製造途中の有機ＥＬ素子の断面図である。
【符号の説明】
１ 透明基板
２ 透明電極
２ａ 外部接続部
３ 有機発光層
４ 金属陰極（金属電極）
５ メタル層
６ フォトレジスト
７ 有機発光領域層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing an organic electroluminescent element for producing an organic electroluminescent element using an organic compound as a light emitting layer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a flat panel display (FPD) has been put to practical use as an alternative to a CRT (Cathode-Ray-Tube) display having a large occupation area and a large weight.
As an FPD, for example, a liquid crystal display (LCD) is generally widely used as a display for various portable electronic devices, notebook computers, and small televisions, and an FPD other than an LCD such as a plasma display panel (PDP) is also available. It has been put into practical use.
[0003]
As one of such FPDs, there is an electroluminescence (EL) display, and the EL display has been developed for a relatively long time, but there are still problems in terms of full color, brightness, life, etc. Not popular.
Note that the EL display is a self-luminous display that emits light by itself, and the EL element used in the EL display can be used not as a display but also as a planar light emitter. Some elements are used.
[0004]
In addition, an inorganic compound thin film has been conventionally used as a light emitting layer of an EL element to be an EL display. However, an EL element using an inorganic compound thin film has a high driving voltage, a low luminous efficiency, and a low luminance display. I could only do it. On the other hand, in recent years, a light emitting layer of an EL element has been used which uses an organic compound thin film having a low driving voltage and high light emission efficiency.
In addition, organic EL devices (organic electroluminescent devices) using organic compound thin films have a problem in terms of lifetime, but the development of materials for organic light-emitting layers has been promoted in order to extend the lifetime. Practical use at a possible level has become possible.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, development of various FPDs requires fine processing, which is not as high as that of semiconductors, but unlike FPDs, FPDs require fine processing with almost no defects over a large area corresponding to the display surface. Therefore, establishment of microfabrication technology is indispensable for the spread of FPD.
However, an organic compound used as an organic light emitting layer in an organic EL element is generally weak against moisture and has poor resistance to organic solvents and other chemicals.
[0006]
When patterning, which is a microfabrication, is performed on a thin film, generally, a process such as application of a resist on the thin film, exposure of the applied resist, development of the resist, etching of the thin film, peeling of the resist, etc. The so-called photolithography is performed, but the resist contains a large amount of an organic solvent, the developer is usually an aqueous solution, and an aqueous solution, an organic solvent, and other chemicals may be used for etching and resist peeling. Therefore, the organic compound used for the organic light emitting layer may be seriously affected, and it is difficult to use the patterning method as described above for fine processing of the organic EL element.
[0007]
Therefore, the method for forming the organic compound thin film that becomes the light emitting layer is limited, and for example, vacuum deposition (mask deposition) using a metal mask is generally used. According to this mask vapor deposition, patterning is performed simultaneously with the formation of the thin film, and the organic compound thin film can be formed and patterned without using various solvents, aqueous solutions, and other chemicals as described above.
Also, in the formation and patterning of the metal electrode formed on the organic compound thin film, since the formation and patterning of the metal cathode are performed after the formation of the organic light emitting layer, various solvents, aqueous solutions, and other chemicals as described above are used. It is preferable to use metal mask vapor deposition.
However, in the mask deposition as described above, it is difficult to process finer than 100 μm, that is, finely processed to several tens of μm.
In addition, if the metal cathode is formed by metal mask vapor deposition, alignment with the anode (transparent electrode) or the light emitting layer that is the lower structure is difficult.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables production of an organic electroluminescent element that enables fine processing of a metal cathode such as several tens of μm, and further enables fine processing of an organic light emitting layer together with the metal cathode. It is intended to provide a method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The manufacturing method of the organic electroluminescent element according to claim 1 of the present invention is as follows.
  A transparent electrode is formed on the transparent substrate and patterned to form a first transparent electrode and an external connection portion provided on a side edge portion of the first transparent electrode so as to be insulated from the first transparent electrode. A transparent electrode forming step of forming two transparent electrodes;
  An organic light emitting layer forming step of forming an organic light emitting layer on the first transparent electrode;
  A metal layer forming step of forming a metal layer to be a metal electrode on the organic light emitting layer and the second transparent electrode;
  The metal layer is formed by photolithography so that a portion where the second transparent electrode and the metal layer overlap is left with a part of the second transparent electrode exposed.After patterning, the photoresist is left without removing the photoresist by photolithography.A patterning process;
  Of the external connection part, a part of the exposed second transparent electrode is exposed, and a sealing material forming step of forming a sealing material that does not expose the metal layer;
  It is provided with.
[0010]
  According to the above configuration, a metal layer is formed on the organic light emitting layer in the formation step. Therefore, in the patterning step using photolithography, the organic solvent contained in the photoresist, ultraviolet rays during exposure, and development are performed. The organic light emitting layer is protected by the metal layer covering the organic light emitting layer against the chemical solution for use. In the etching, a metal electrode patterned by removing a part of the metal layer is formed, and the portion from which the metal layer is removed is in a state where the organic light emitting layer is not protected by the metal layer. The part corresponding to the part from which the metal layer is removed is a part where no voltage is applied by the metal electrode made of the remaining metal layer and no light is emitted, so this part is removed together with the metal layer during the etching of the metal layer. Or may not emit light.
  In addition, the metal electrode and the external connection portion made of the second transparent electrode are connected, and a part of the external connection portion is exposed, so that the metal electrode patterned from the exposed portion of the external connection portion An electrical signal can be sent to. That is, when the patterning of the metal electrode is completed, the wiring on the electrode side is completed including the external connection portion that becomes an external contact, and the process can be simplified.
[0011]
Therefore, even if the metal electrode is patterned using photolithography, the organic light emitting region layer, which is the overlapping region of the metal electrode and the transparent electrode, can be protected by the metal layer that becomes the metal electrode. The layer is not greatly affected.
In patterning using photolithography, fine processing such as 100 μm or less is possible, and metal electrodes can be patterned at a level of several tens of μm or less.
Further, by using photolithography, alignment between the pattern of the metal electrode and the lower structure can be facilitated.
[0012]
Further, in the etching, as described above, in the case where the organic light emitting layer under this portion is removed together with the portion not masked by the resist of the metal layer, the organic light emitting region layer together with the metal electrode is removed. Is also formed by patterning using photolithography.
That is, even when the organic light emitting layer is patterned using photolithography as described above, the organic light emitting layer is protected by the metal layer from an aqueous solution used in photolithography, an organic solvent, other chemicals, ultraviolet rays, or the like. be able to. Therefore, it is possible to pattern the organic light emitting region layer using photolithography at a level of several tens of μm or less.
[0013]
In the method for producing an organic electroluminescence element according to claim 2 of the present invention, in the patterning step, a photoresist coating step, an exposure step, a development step, and an etching step are sequentially performed. , Dry etching is performed.
According to the above configuration, since the dry etching is used when removing a part of the metal layer, the substrate is not immersed in the etching solution unlike the wet etching, and the organic light emitting layer is affected by the etching solution. Can be prevented.
[0014]
In dry etching, the substrate is exposed to plasma. However, if the metal layer is relatively thick, the organic light emitting region layer does not receive plasma damage beyond the photoresist and the metal layer. In addition, since the organic light emitting layer is not necessary in the portion where the metal layer is removed, there is no problem even if the portion of the organic light emitting layer corresponding to the portion where the metal layer is removed is subjected to plasma damage.
[0015]
In addition, if a method capable of anisotropic etching such as sputter etching is used as dry etching, the portion of the metal electrode masked by the resist and the portion of the organic light emitting layer underneath are removed from the side. Therefore, the influence of etching on the organic light emitting layer can be minimized.
[0016]
The method for producing an organic electroluminescent element according to claim 3 of the present invention is characterized in that the metal layer has a thickness of 0.1 μm or more.
According to the above configuration, when the metal layer is dry-etched, the metal layer is sufficiently thick so that the organic light emitting region layer does not receive plasma damage beyond the resist layer and the metal layer as described above. .
[0017]
  AlsoClaims of the invention1The manufacturing method of the described organic electroluminescent element is:In the patterning step, the photoresist is left without being removed. Patterning like thisSince the photoresist is not removed after completion, the light emitting layer is not affected by an aqueous solution, an organic solvent or other chemicals for removing the photoresist. Therefore, by not removing the photoresist, it is possible to prevent the organic EL element from deteriorating and simplify the process to reduce the manufacturing cost.
[0018]
In addition, since the photoresist is applied to the upper surface of the metal electrode, that is, the back side of the organic EL element, even if the photoresist remains, it does not affect the light emission of the organic EL element and is used as a protective film for the metal electrode. be able to.
Even if the photoresist is removed, if the photoresist is removed by dry ashing, there is no need to immerse the transparent substrate in the solution or to apply the solution to the transparent substrate, and the light emitting layer of the organic EL element deteriorates. However, the number of processes increases by the number of photoresist stripping processes, and dry stripping using dry ashing may be more expensive than wet stripping. From this side, it is better to leave the photoresist without removing it.
[0021]
  Claims of the invention4The manufacturing method of the described organic electroluminescence element is characterized in that, in the patterning step, the metal layer is patterned and the organic light emitting layer under the metal layer is patterned.
  According to the above configuration, as described above, even when the organic light emitting layer is patterned by photolithography, since the organic light emitting layer is protected by the metal layer, an organic solvent, an aqueous solution, or other chemicals used for photolithography. It is possible to prevent the organic light emitting layer from being deteriorated by UV light, plasma, etc., and to pattern the organic light emitting layer at a level of several tens of μm or less.
[0022]
Further, when the organic light emitting layer is patterned, the metal layer that functions as a part of the resist functions as it is as a metal electrode patterned with the organic light emitting layer, so that it is not necessary to remove it, and the photoresist is also as described above. Therefore, it is not necessary to remove the organic light emitting region layer due to the removal of the resist.
The patterning of the organic light emitting layer is necessary when, for example, a plurality of organic light emitting layers having different emission colors are used for color display.
[0023]
In order to form an organic light emitting region layer for color display, for example, each organic light emitting region layer that emits light in different colors of red, green, and blue is repeatedly arranged in a stripe shape. It is conceivable to form each organic light emitting region layer that emits light in a different color with a method or other pattern, but in this case, the steps from the formation of the organic light emitting layer to the patterning of the metal layer described above are, for example, It should be repeated three times.
[0024]
Further, when forming the light emitting layer and the metal layer for the second and subsequent times, for example, the light emitting region layer and the metal layer which are formed later on the light emitting region layer and the metal electrode which are formed first are overlapped as they are. Therefore, when the light emitting region layer and the metal layer formed later are etched, a portion overlapping the organic light emitting region layer and the light emitting layer formed earlier of the metal layer and the metal electrode is removed. It ’s fine.
In addition, when dry etching the light emitting layer region and the metal layer formed later on the previously formed light emitting region layer and the metal electrode, the resist on the previously formed light emitting region layer and the metal electrode is removed. By leaving without leaving, it is possible to prevent the previously formed light emitting region layer and metal electrode from being etched.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, the manufacturing method of the organic electroluminescent (EL) element of an example of embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.
1, 2, and 3 show a cross-section of an organic EL element that is being manufactured to show an outline of a method for manufacturing the organic EL element, but the size of each part, such as thickness and width, is easy to explain. Is shown in a deformed form. In addition, (A) of each figure and (B) are sectional drawings seen from the mutually orthogonal direction.
[0026]
In addition, the organic EL element manufactured by the manufacturing method of the organic EL element of this example is a segment type or simple matrix type EL display, for example, and uses a well-known organic compound as an organic light emitting layer. As shown in FIGS. 1 to 3, the organic EL element includes a transparent substrate 1 that forms a side surface on the display surface side of an EL display, and a transparent electrode (anode) 2 that is sequentially formed on the transparent substrate 1. It consists of an organic light emitting layer 3 and a metal cathode (shown in FIGS. 3A and 3B) 4.
[0027]
In manufacturing the organic EL element of this example, first, the transparent electrode 2 is formed on the transparent substrate 1. The transparent substrate 1 is basically a glass substrate, but a known transparent resin plate or resin film may be used.
The transparent electrode 2 is made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide), and is formed on the transparent substrate 1 by a known thin film forming method. As the thin film forming method, for example, a sputtering method, a vacuum evaporation method, a CVD method, a aerosol method, a spraying method, a printing method, or the like can be used.
[0028]
And after forming the ITO thin film used as the transparent electrode 2 over the substantially whole surface of the transparent substrate 1 on the transparent substrate 1, the ITO thin film is patterned by a well-known method, for example, photolithography.
In addition, the pattern of the transparent electrode 2 made of ITO has a shape of an arbitrary shape portion corresponding to display and a wiring portion connected to the shape portion when the organic EL element is a segment type EL display. When the organic EL element is a simple matrix type EL display, it has a stripe-like wiring shape.
[0029]
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, for example, an external connection portion 2a serving as a signal lead-out portion is formed on the left side edge of the transparent electrode 2, and the right side of the transparent electrode 2 is formed. An external connection portion 2b serving as a signal lead-out portion is formed at the edge portion. These external connection portions 2a and 2b are a part of the transparent electrode 2, and the portions to be contact points of the external wiring shown by circles a and b in FIGS. 3A and 3B are exposed at the time of etching. It is assumed that
One external connection part 2a is for sending a cathode signal to the metal cathode 4 side, and is in a state of being insulated from the other part of the transparent electrode 2 and joined to the metal cathode 4 It is said.
The other external connection portion 2b is for sending an anode signal to the transparent electrode 2 as an anode.
[0030]
Next, the organic light emitting layer 3 is formed over substantially the entire surface of the transparent substrate 1 on which the transparent electrode 2 is formed.
The organic light emitting layer 3 is composed of, for example, three layers of a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, or is composed of two layers of a hole transport layer and an electron transport light emitting layer. Is.
[0031]
In addition, for example, α-NPD (N, N′-di (α-naphthyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine) is used for the hole transport layer. be able to.
Further, as the light emitting layer, DPVBi (4,4′-bis (2,2-diphenylvinylene) biphenyl) containing BCzVBi (4,4′-bis (2-carbazolvinylene) biphenyl) as a dopant is used. it can.
[0032]
As the electron transport layer, Alq3 (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum) can be used.
As the electron-transporting light-emitting layer, Bebq2 (bis (10-hydroxybenzo [h] quinoline) beryllium) can be used.
In addition, the material of the said organic light emitting layer 3 is an example, The other well-known material can be used as the organic light emitting layer 3, For example, the material which added the quinacridone derivative to Alq3, 1,4'-bis (2 , 2-diphenylvinyl) biphenyl, a material obtained by adding a distyrylarylamine derivative, or the like can be used.
[0033]
And when forming the thin film of the organic light emitting layer 3 on the transparent substrate 1 in which the transparent electrode 2 was formed, the thin film formation method substantially the same as the said transparent electrode 2 can be used.
In forming the organic light emitting layer 3, the organic light emitting layer 3 is not completely covered with the external connection portions 2 a and 2 b of the transparent electrode 2.
[0034]
Next, as shown in FIG. 1, a metal layer 5 to be a metal cathode 4 is formed on the transparent substrate 1 on which the transparent electrode 2 and the organic light emitting layer 3 are formed so as to cover substantially the entire surface of the transparent substrate 1.
As the metal cathode (metal electrode), for example, magnesium alloy such as Mg—In alloy, Mg—Ag alloy, Mg—Al alloy, Al—Li alloy or the like can be used, and electrons are emitted as the cathode. A material having a small work function value can be used.
In forming the metal cathode 4, a thin film forming method substantially similar to that of the transparent electrode 2 can be used.
[0035]
When the metal layer 5 is formed, the metal layer 5 covers the entire surface of the organic light emitting layer 3 formed on the transparent substrate 1 and the thickness of the metal layer 5 is set to 0.1 μm or more. This is to protect the organic light emitting layer 3 from plasma and various chemical solutions as will be described later. If the metal layer 5 is thinner than 0.1 μm, the organic light emitting layer 3 may not be reliably protected from plasma damage described later. There is.
Further, the metal layer 5 is formed on the external connection portion 2 a in a state where the upper surface is not covered with the organic light emitting layer 3. That is, the external connection portion 2a and the metal layer 5 are in an electrically conductive state.
[0036]
Next, the metal layer 5 is patterned to form the metal cathode 4. When patterning the metal cathode 4, photolithography is used. First, a photoresist is applied on the metal layer 5.
As the photoresist, a well-known positive type or a negative type may be used.
Further, as a method for applying the photoresist, dip, spray, roll coater, spinner, or the like can be used.
[0037]
Next, the photoresist is exposed, and then development is performed using a development method such as dipping, spraying, showering, paddles, and the like.
In the exposure, the transparent substrate 1 is exposed to ultraviolet rays. However, since the organic light emitting layer 3 is covered with the metal layer 5, the organic light emitting layer 3 is not adversely affected by the ultraviolet rays.
[0038]
Further, the developer is, for example, an alkaline aqueous solution, and when the organic light emitting layer 3 is touched, the organic light emitting layer 3 is greatly affected. As described above, the organic light emitting layer 3 is the metal layer 5. Therefore, the organic light-emitting layer 3 does not come into contact with the developer even when the transparent substrate 1 is immersed in the developer during development.
Therefore, the organic light emitting layer 3 is not deteriorated during exposure and development of the photoresist.
[0039]
Then, as shown in FIGS. 2A and 2B, a portion corresponding to the pattern to be formed of the metal cathode 4 of the photoresist 6 coated on the metal layer 5 by development remains.
Note that pre-baking of the photoresist before exposure and post-baking of the photoresist after development are preferably performed at a low temperature in consideration of the influence of heat on the organic light emitting layer.
[0040]
Next, the metal layer 5 is etched.
When the metal layer 5 is etched, dry etching such as plasma etching, sputter etching, reactive ion etching, or the like is performed.
By performing dry etching, the transparent substrate 1 is not immersed in the etching solution, and the organic light emitting layer 3 is not affected by the etching solution.
[0041]
Further, the portion of the metal layer 5 that is not covered with the photoresist 6 is removed by dry etching, and the organic light emitting layer 3 is exposed in the portion where the metal layer 5 is removed, and the organic light emitting layer 3 is also removed. The remaining portion of the organic light emitting layer 3, that is, the portion of the organic light emitting layer 3 that overlaps the metal cathode 4 formed by etching the metal layer 5 becomes the organic light emitting region layer 7.
The organic light emitting layer 3 emits light when the electrode is applied between the transparent electrode 2 and the metal cathode 4 above and below, and corresponds to the portion of the organic light emitting layer 3 from which the metal layer 5 has been removed. The portion to be placed is not sandwiched between the transparent electrode 2 and the metal cathode 4 and does not emit light, so that there is no problem even if it is removed.
[0042]
Further, since the metal layer 5 (metal cathode 4) left during etching covers the upper surface of the organic light emitting region layer 7 that remains, the remaining organic light emitting region layer 7 receives plasma damage by dry etching using plasma. Can be prevented.
That is, the metal layer 5 has a thickness of 1 μm or more, and can reliably protect the organic light emitting region layer 7 from plasma damage.
Further, the portion of the metal layer 5 that is not covered with the photoresist 6 is removed, and the remaining effective light emission when the portion of the corresponding organic light emitting layer 3 under the removed metal layer 5 is removed. Although the side surface of the region layer 7 is exposed, if the anisotropic etching is performed during dry etching, the metal layer 5 and the organic light emitting layer 3 are prevented from being etched to the inside of the side edge portion of the photoresist. Can do.
[0043]
When the etching is completed, the metal layer 5 is patterned into a predetermined shape as shown in FIGS. 3A and 3B to form the metal cathode 4. Further, when the metal cathode 4 is patterned by photolithography as described above, alignment of the transparent electrode 2 or the organic light emitting region layer 7 as the lower structure with the metal cathode 4 is facilitated, and the organic light emitting region layer 7 is formed. The metal cathode 4 and the metal cathode 4 are simultaneously patterned, so that the alignment of the organic light emitting region layer 7 and the metal cathode 4 is ensured.
When the organic EL element is a segment-type EL display, the metal cathode 4 includes an arbitrary shape portion corresponding to display and a wiring portion connected to the shape portion. Then, the transparent electrode 2 is opposed.
When the organic EL element is a simple matrix type EL display, the pattern of the metal electrode layer 4 has a stripe-like wiring shape in a direction orthogonal to the stripe-like transparent electrode 2.
[0044]
And the part where the transparent electrode 2 and the metal cathode 4 of the organic EL element are arranged to face each other with the organic light emitting layer 3 interposed therebetween, that is, the part between the transparent electrode 2 and the metal cathode 4 of the organic light emitting layer 3 A portion surrounded by circles c, d, and e in FIG. 3A is a light emitting region, and light is emitted when a voltage is applied to the transparent electrode 2 and the metal cathode 4 in the light emitting region.
Further, as described above, the metal layer 5 is not removed in at least a part of the part where the external connection part 2a and the metal layer 5 directly overlap (the part surrounded by the circle f in FIG. 3A). The remaining portion is used as a contact point between the external connection portion 2a and the metal cathode 4, and further, the portion other than the portion overlapping the metal cathode 4 of the external connection portion 2a (the portion surrounded by a circle a in FIG. 3A) Are exposed at the time of etching, and wiring for sending a signal to the metal cathode 4 from the outside is connected.
[0045]
  As described above, patterning at a level of several tens of μm is possible by using photolithography when patterning the metal cathode 4. That is, when the metal cathode 4 is formed and patterned by metal mask vapor deposition as in the prior art, patterning of less than 100 μm cannot be performed, but by using photolithography as described above, Finer patterning is possible. The organic EL element formed as shown in FIGS. 3A and 3B has at least a sealing material on the upper surface of the transparent substrate 3, that is, the back surface side with respect to the display surface8Is sealed.
[0046]
As shown in FIGS. 3A and 3B, in this example, when the metal cathode 4 is patterned, the organic light emitting region layer 7 is also patterned in the same shape as the metal cathode 4. become. Further, the organic light emitting region layer 7 to be patterned is protected by the metal cathode 4 and thus is affected by ultraviolet rays, aqueous solutions, organic solvents, various chemicals, plasma, etc. used in each step of photolithography as described above. There is nothing.
[0047]
That is, since the organic light emitting layer 3 is weak against moisture, organic solvents, and other chemicals, the organic light emitting layer 3 is used by using a photoresist containing an organic solvent and using photolithography using a developing solution or an etching solution as the case may be. Although it was difficult to pattern 3, the organic light emitting layer 3 was patterned by photolithography together with the metal layer 5 as described above, so that the organic light emitting layer 3 was organically emitted using photolithography without deteriorating the organic light emitting layer 3. The region layer 7 can be patterned.
[0048]
Therefore, compared with the case where the organic light emitting layer 3 is formed and patterned by mask vapor deposition, the organic light emitting region layer 7 can be finely patterned by using photolithography.
As described above, the method of patterning the organic light emitting layer 3 together with the metal layer 5 using photolithography is to manufacture a plurality of types of organic light emitting layers 3 having different emission colors when manufacturing a color EL display. It can be used effectively when it is formed and patterned every time.
[0049]
In the above example, the EL display made of organic EL elements is a segment type or a simple matrix type. However, an active matrix type EL display using an active element such as a TFT may be used.
Further, a color filter may be provided between the transparent substrate 1 and the organic light emitting layer 3 (between the transparent substrate 1 and the transparent electrode 2).
[0050]
【The invention's effect】
According to the method for manufacturing an organic electroluminescent element according to claim 1 of the present invention, even if the metal electrode is patterned using photolithography, the organic light emitting region layer can be protected by the metal layer serving as the metal electrode. The organic light emitting region layer can be prevented from being greatly affected.
In patterning using photolithography, fine processing such as 100 μm or less is possible, and metal electrodes can be patterned at a level of several tens of μm or less.
[0051]
  Further, in the case of the etching as described above, when the organic light emitting layer under the metal electrode is removed together with the metal electrode not masked by the resist, the organic light emitting layer is used together with the metal electrode by using photolithography. Even if the organic light emitting layer is to be patterned using photolithography, the organic light emitting region layer is protected by metal electrodes from organic solvents, aqueous solutions, other chemicals, and ultraviolet rays used in photolithography. Therefore, the organic light emitting layer can be patterned at a level of several tens of μm or less.
  Since the metal electrode and the external connection portion made of the second transparent electrode are connected, and a part of the external connection portion is exposed, the patterning metal electrode is electrically connected from the exposed portion of the external connection portion. A signal can be sent. That is, when the patterning of the metal electrode is completed, the wiring on the electrode side is completed including the external connection portion, and the process can be simplified.
[0052]
According to the method of manufacturing an organic electroluminescent element according to claim 2 of the present invention, since dry etching is used when removing a part of the metal electrode, the substrate is immersed in an etching solution like wet etching. Therefore, the organic light emitting region layer can be prevented from being affected by the etching solution.
In dry etching, the substrate is exposed to plasma. If the metal electrode is relatively thick, it is possible to prevent the organic light emitting region layer from being damaged by plasma beyond the resist layer and the metal electrode.
[0053]
According to the method for manufacturing an organic electroluminescent element according to claim 3 of the present invention, when the etching of the metal electrode is performed by dry etching, the thickness of the metal electrode is sufficient. In addition, the organic light emitting layer can be prevented from being damaged by plasma beyond the resist layer and the metal electrode.
[0054]
  Claims of the invention1According to the method for manufacturing an organic electroluminescent element described above, since the photoresist is not removed after the etching is completed, the light emitting region layer is not affected by the organic solvent or other chemicals for removing the photoresist. Therefore, by not removing the photoresist, it is possible to prevent the organic EL element from deteriorating and simplify the process to reduce the manufacturing cost.
[0056]
  Claims of the invention4According to the method for manufacturing an organic electroluminescent element described above, even if the organic light emitting layer is patterned by photolithography as described above, the organic light emitting region layer is protected by the metal electrode, and thus is used for photolithography. It is possible to prevent the organic light emitting region layer from being deteriorated by various organic solvents, other chemicals, ultraviolet rays or plasma, and pattern the organic light emitting layer at a level of several tens of μm or less.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views of an organic EL element being manufactured for explaining a method of manufacturing an organic electroluminescent element as an example of an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of an organic EL device being manufactured for explaining a method for manufacturing the organic electroluminescent device of the above example. FIGS.
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views of an organic EL element being manufactured for explaining a method for manufacturing the organic electroluminescent element of the above example. FIGS.
[Explanation of symbols]
1 Transparent substrate
2 Transparent electrode
2a External connection
3 Organic light emitting layer
4 Metal cathode (metal electrode)
5 Metal layer
6 photoresist
7 Organic light emitting area layer

Claims (4)

透明基板上に、透明電極を成膜後にパターニングして、第１透明電極と、該第１透明電極の側縁部に該第１透明電極と絶縁した状態に設けられた外部接続部となる第２透明電極と、を形成する透明電極形成工程と、
上記第１透明電極上に有機発光層を形成する有機発光層形成工程と、
上記有機発光層上及び上記第２透明電極上に金属電極となるメタル層を形成するメタル層形成工程と、
上記第２透明電極の一部が露出した状態で、上記第２透明電極と上記メタル層とが重なった部分を残すように上記メタル層をフォトリソグラフィーによるパターニング後、前記フォトリソグラフィーでのフォトレジストを除去せずにフォトレジストを残した状態とするパターニング工程と、
上記外部接続部のうちの上記露出した第２透明電極の一部を露出し、上記メタル層を露出しない封止材を形成する封止材形成工程と、
を備えた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。A transparent electrode is formed on the transparent substrate and patterned to form a first transparent electrode and an external connection portion provided on a side edge portion of the first transparent electrode so as to be insulated from the first transparent electrode. A transparent electrode forming step of forming two transparent electrodes;
An organic light emitting layer forming step of forming an organic light emitting layer on the first transparent electrode;
A metal layer forming step of forming a metal layer to be a metal electrode on the organic light emitting layer and the second transparent electrode;
With a portion of the second transparent electrode is exposed, after that by the photolithography to the metal layer patterned so as to leave the second transparent electrode and the metal layer and the overlapped portion, the photo in the photolithographic A patterning process for leaving the photoresist without removing the resist ;
A sealing material forming step of exposing a part of the exposed second transparent electrode of the external connection portion and forming a sealing material that does not expose the metal layer;
A method for producing an organic electroluminescent element, comprising: 上記パターニング工程おいては、順次、フォトレジスト塗布工程と、露光工程と、現像工程と、エッチング工程とを行い、該エッチング工程に際し、ドライエッチングを行うことを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。  2. The organic electrolysis according to claim 1, wherein in the patterning step, a photoresist coating step, an exposure step, a development step, and an etching step are sequentially performed, and dry etching is performed in the etching step. Manufacturing method of luminescence element. 上記メタル層の厚みを０．１μｍ以上とすることを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。  3. The method of manufacturing an organic electroluminescence element according to claim 1, wherein the metal layer has a thickness of 0.1 [mu] m or more. 上記パターニング工程に際し、上記メタル層をパターニングするとともに、上記メタル層の下の上記有機発光層をパターニングすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つ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。The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the metal layer is patterned and the organic light emitting layer under the metal layer is patterned in the patterning step. Method.
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