JPH08222371A - エレクトロルミネッセンス素子の微細パターン化方法及びそれより得られた素子 - Google Patents
エレクトロルミネッセンス素子の微細パターン化方法及びそれより得られた素子Info
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Abstract
極に加工エッジ周辺部への熱的損傷の少ないシャープな
微細加工を効率よく施し、エレクトロルミネッセンス素
子(EL素子)を微細パターン化する方法を提供するこ
と。 【構成】 レーザーアブレーション加工法により、EL
素子を微細パターン化する方法、特に金属系電極/有機
化合物層/透明電極/基板の構成からなる有機EL素子
に対し、金属系電極側からレーザーフルエンスが10〜
220mJ/cm2 になるようにレーザービームの照射
を行い、この際生じるレーザーアブレーション現象によ
り、金属系電極に微細加工を施し、有機EL素子を微細
パターン化する方法である。
Description
ス(以下、ELと略記する)素子の微細パターン化方法
及び微細パターン化されたEL素子に関する。さらに詳
しくは、本発明は、レーザーアブレーション加工法を用
いて、非接触的にEL素子を微細パターン化する方法、
特に、金属系電極(陰極)/有機化合物層/透明電極
(陽極)/基板の構成からなる有機EL素子をパターン
化するに際し、レーザーアブレーション加工法により、
透明電極に損傷を与えることなく、金属系電極に、加工
エッジ周辺部への熱的損傷の少ないシャープな微細加工
を効率よく施し、有機EL素子を微細パターン化する方
法、及びこのレーザーアブレーション加工法により微細
パターン化されたEL素子に関するものである。
光のため視認性が高く、かつ完全固体素子であるため、
耐衝撃性に優れるなどの特徴を有することから、各種表
示装置における発光素子としての利用が注目されてい
る。このEL素子には、発光材料に無機化合物を用いて
なる無機EL素子と有機化合物を用いてなる有機EL素
子とがあり、このうち、有機EL素子は、印加電圧を大
幅に低くしうるために、次世代の表示素子としてその実
用化研究が積極的になされている。上記有機EL素子
は、発光層を少なくとも含む有機化合物層と、この有機
化合物層を挾持する一対の電極とを備えたものであっ
て、具体的には、陽極/発光層/陰極の構成を基本と
し、これに正孔注入輸送層や電子注入輸送層を適宜設け
たもの、例えば陽極/正孔注入輸送層/発光層/陰極
や、陽極/正孔注入輸送層/発光層/電子注入輸送層/
陰極などの構成のものが知られている。該正孔注入輸送
層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能
を有し、また、電子注入輸送層は陰極より注入された電
子を発光層に伝達する機能を有している。そして、該正
孔注入輸送層を発光層と陽極との間に介在させることに
よって、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入さ
れ、さらに、発光層に陰極又は電子注入輸送層より注入
された電子は、正孔注入輸送層が電子を輸送しないの
で、正孔注入輸送層と発光層との界面に蓄積され発光効
率が上がることが知られている。
するためには、電極のパターン化が必要不可欠であり、
そして繊細な表示を行うために微細パターン化された電
極が正常に作動することが必要となる。そのためには、
(1)充分に微細な電極パターンと絶縁化された部分の
幅が狭いこと、(2)電極のエッジ部分がシャープな形
状となっていること、(3)微細加工された部分が完全
に絶縁化されていること、(4)微細加工された電極部
分がショートしないこと、(5)微細加工された電極の
性能が損なわれないこと、(6)微細加工を行う際に除
去に必要な部分以外の下地の部分に影響を与えないこ
と、などが重要な要件となる。
は、電極を形成する際に同時にパターン化する方法と、
EL素子を作成したのち、電極に微細加工を施す方法と
が考えられる。前者の方法としては、例えば電極を蒸着
などの方法により形成する際に、マスクを用いてパター
ン化するマスク蒸着法が知られている。しかしながら、
この方法においては、極めて微細なパターン、特に数十
μm以下のものを作成するには、蒸着金属の回り込みな
どの問題がある上、微細パターニングを行う場合、下地
の蒸着層に対するマスクセッティングの位置精度が重要
であり、そのため蒸着装置内に高度のマスクセッティン
グ機構が必要となって、操作性が悪くなり生産性が低下
するのを免れないなどの問題があった。したがって、こ
のマスク蒸着法では、数十μmの高精細な表示パターン
を得ることは困難であった。
として、フォトリソグラフィー技術を用いてパターン化
する方法が知られている。しかしながら、この方法にお
いては、レジスト塗布,ベーキング,露光,現像,エッ
チング及びレジスト剥離といった数多くの工程を経て作
成されるために煩雑である上、レジスト塗布や現像など
の工程において、電極が他の材料と接触するために、微
細なパターンは得られるものの、電極材料の劣化などに
より、電荷注入効率が落ち、EL素子としては使えない
という本質的な問題を有している。また、微細加工方法
として、ドリルを用いた切削による方法も知られてお
り、プリント基板の微細なホール加工などに用いられて
いる。しかしながら、この方法は、強度的にそれほど強
くない金属薄膜からなる陰極を加工するのに適しておら
ず、電極加工精度が不十分であったり、切削の際に生じ
る切削屑が電極のショートをもたらしたり、あるいは、
陰極や発光層ばかりでなく、下地の陽極まで加工の影響
をもたらし、断線する場合があるなどの問題を有してい
る。
接触ビームを用いて微細加工する方法が種々提案されて
いる。例えば、特開平5−3077号公報や同−307
8号公報には、EL素子に用いられる金属膜を切削する
技術が提案されている。しかしながら、この技術は、切
削は可能であるものの、操作性に問題があって効率的で
なく、また周辺部へ熱的損傷をもたらし、微細加工プロ
セスとしては実用的でない。また、特開昭61−105
885号公報には、金属導電膜又は透光性導電膜と金属
導電膜との組合せに、線状のレーザーパルスビームを照
射して、電極を光加工する方法が提案されている。しか
しながら、この方法においては、適用される材料の光吸
収が大きくないので、レーザーアブレーションを起こす
ことは難しく、熱的プロセスにより微細加工が行われる
ため、周辺部への損傷や透光性導電膜への影響も大きい
などの問題がある。さらに、特開平1−130494号
公報,特開平4−255692号公報,特開平5−29
0971号公報,特開平5−196949号公報などに
おいても、非接触ビームを用いる微細加工技術が開示さ
れているが、これらの技術は、いずれもレーザーアブレ
ーション現象を利用するものではなく、必ずしも満足し
うる方法とはいえない。
従来のEL素子のパターン化方法がもつ欠点を改良し、
EL素子の電極に、非接触的で、かつ加工エッジ周辺部
や下地に対する熱的損傷をあまりもたらすことなく、シ
ャープな微細加工を効率よく施し、しかも微細加工され
た電極が正常に作動しうるEL素子のパターン化方法を
提供することを目的とするものである。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、EL素子の微
細パターン化にレーザーアブレーション加工法を用いる
ことにより、その目的を達成しうること、そして、特に
金属系電極(陰極)/有機化合物層/透明電極(陽極)
/基板の構成からなる有機EL素子においては、金属系
電極側からレーザービームの照射を特定の強度で行うこ
とにより、レーザーエネルギーの大部分が陰極の金属系
材料及び有機化合物でのみ吸収され、この際生じるレー
ザーアブレーション現象によって、金属系材料及び有機
化合物のみを同時に飛散させ、加工エッジ周辺部や透明
電極に損傷を与えることがなく、金属系電極にシャープ
な微細加工を効率よく施すことができることを見出し
た。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものであ
る。すなわち、本発明は、EL素子を微細パターン化す
るに当たり、レーザーアブレーション加工法を用いるこ
とを特徴とするEL素子の微細パターン化方法、及びレ
ーザーアブレーション加工法により作成してなる微細パ
ターン化されたEL素子を提供するものである。
様は、金属系電極(陰極)/有機化合物層/透明電極
(陽極)/基板の構成からなる有機EL素子に対し、金
属系電極側から、単位面積当たりのレーザー出力が10
〜220mJ/cm2 になるようにレーザービームの照
射を行い、この際生じるレーザーアブレーション現象に
より金属系電極に微細加工を施し、有機EL素子を微細
パターン化する方法である。本発明の方法においては、
EL素子を微細パターン化するのにレーザーアブレーシ
ョン加工法が用いられる。このレーザーアブレーション
加工法は、発光材料が無機材料である無機EL素子及び
有機材料である有機EL素子のいずれにも適用できる
が、特に金属系電極(陰極)/有機化合物層/透明電極
(陽極)/基板の構成からなる有機EL素子への適用が
好ましい。
においては、陽極として透明電極が用いられる。この透
明電極としては、例えばITO(In−Sn−Oxid
e),ZnO,CuSなどの無機系材料、あるいは有機
系透明導電性材料を、ガラスなどの透明基板上に、蒸着
やスパッタリングなどの方法により薄膜を形成させたも
のが用いられる。この透明電極のパターン化は、リソグ
ラフィーなどの通常の微細加工によって形成される。一
方、陰極としては、金属単体又は金属合金などの金属系
材料が用いられるが、電子の注入効率が高く、劣化の少
ない材料が好ましく、特にマグネシウム・銀合金やアル
ミニウム・リチウム合金などの金属合金が好適である。
該陰極は、これらの金属系材料を蒸着やスパッタリング
などの方法により、後述の発光層又は多層構造の有機化
合物層の上に薄膜を形成させることによって作製するこ
とができる。無機EL素子は、上記陽極の透明電極と陰
極の金属系電極との間に、無機発光材料からなる発光層
を介在させたものである。該無機発光材料の種類につい
ては特に制限はなく、従来無機EL素子の発光材料とし
て公知のものを用いることができる。発光層は、無機発
光材料を蒸着やスパッタリングなどの方法により、透明
電極上に薄膜を形成させることにより、作製することが
できる。
極と陰極の金属系電極との間に、有機発光材料からなる
発光層を少なくとも含む有機化合物層を介在させたもの
であり、一般に金属系電極(陰極)/有機化合物層/透
明電極(陽極)/基板の構成からなっている。ここで、
有機化合物層は発光層のみからなる層であってもよく、
また発光層とともに、正孔注入輸送層,電子注入輸送層
などを積層した多層構造のものであってもよい。この有
機EL素子の素子構成としては、例えば金属系電極(陰
極)/発光層/透明電極(陽極)/基板,金属系電極
(陰極)/発光層/正孔注入輸送層/透明電極(陽極)
/基板,金属系電極(陰極)/電子注入輸送層/発光層
/透明電極(陽極)/基板,金属系電極(陰極)/電子
注入輸送層/発光層/正孔注入輸送層/透明電極(陽
極)/基板などを挙げることができる。
(1)電界印加時に、陽極又は正孔注入輸送層により正
孔を注入することができ、かつ陰極又は電子注入層より
電子を注入することができる注入機能、(2)注入した
電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる輸送機能、
(3)電子と正孔の再結合の場を発光層内部に提供し、
これを発光につなげる発光機能などを有している。この
発光層に用いられる発光材料の種類については特に制限
はなく、従来有機EL素子における発光材料として公知
のものを用いることができる。また、正孔注入輸送層
は、正孔伝達化合物からなる層であって、陽極より注入
された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注
入輸送層を陽極と発光層との間に介在させることによ
り、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入される。
その上、発光層に陰極又は電子注入層により注入された
電子は、発光層と正孔注入輸送層の界面に存在する電子
の障壁により、この発光層内の界面付近に蓄積されEL
素子の発光効率を向上させ、発光性能の優れたEL素子
とする。この正孔注入輸送層に用いられる正孔伝達化合
物については特に制限はなく、従来有機EL素子におけ
る正孔伝達化合物として公知のものを使用することがで
きる。さらに、電子注入輸送層は、陰極より注入される
電子を発光層に伝達する機能を有している。この電子注
入輸送層に用いられる電子伝達化合物については特に制
限はなく、従来有機EL素子における電子伝達化合物と
して公知のものを使用することができる。この有機化合
物層は、各有機材料を蒸着やスパッタリングなどの方法
により、透明電極上に積層して薄膜を形成させることに
より、作製することができる。
ターン化方法として、レーザーアブレーション加工法が
用いられる。ここでいうレーザーアブレーション加工法
とは、レーザービームを固体物質表面に照射した際、こ
のレーザーエネルギーを吸収した物質が大きなエネルギ
ーをもつフラグメントとして飛散する現象、すなわちレ
ーザーアブレーション現象を利用して微細加工を施す方
法のことである。このレーザーアブレーション現象は、
1980年初頭に見出され、レーザー特有の多光子過程
により生じるものと考えられている。エキシマーレーザ
ーに代表される高いエネルギーをもつ紫外レーザーを、
例えばポリマーに照射した場合には、通常の化学結合を
解離し、余剰エネルギーはフラグメントの飛散に用いら
れるため、熱的作用の小さい過程によりエッチングが行
われ、周囲に熱的影響を与えないシャープな微細加工が
可能となる。このような現象はポリマー分子に限らず、
通常の有機固体においても起こるものと考えられ、ま
た、最近では有機液体物質のアブレーション現象につい
ても報告されている。
ーアブレーション現象についても数多く報告されてお
り、薄膜形成などへの応用が進められている。しかしな
がら、金属やセラミックスの場合には、フラグメントと
して飛散させるためには、通常有機物に比べて1桁ない
し2桁高いレーザーフルエンス(単位面積当たりのレー
ザー出力)で照射しなければならない。例えばポリマー
の場合では、数十mJ/cm2 ないし数百mJ/cm2
フルエンスでレーザーアブレーション現象を起こすこと
ができるが、金属やセラミックスの場合では、数J/c
m2 ないし数十J/cm2 のフルエンスが必要とされ
る。
いては、無機EL素子又は有機EL素子に対し、上記の
レーザーアブレーション加工法が施されるが、特に金属
系電極(陰極)/有機化合物層/透明電極(陽極)/基
板の構成からなる有機EL素子に対し、レーザーアブレ
ーション加工法を施すのが有利である。この場合、金属
系電極側からレーザービームを照射することにより、金
属系電極を透過したレーザービームが吸収係数の大きな
有機化合物層で吸収され、それより下に存在する透明電
極には影響を及ぼさずに、レーザーアブレーション現象
により、有機化合物が陰極の金属系材料と共に飛散し、
微細加工が施される。したがって、このような方法によ
ると、熱的な影響の少ないシャープなエッチングが可能
となり、かつ下地の透明電極に損傷を与えないため、断
線やショートのない微細パターンを形成することができ
る。有機化合物層が存在しない場合には、低いレーザー
フルエンスではアブレーション現象を起こすことができ
ないため、微細加工を行うには、高いレーザーフルエン
スでレーザービームを照射しなければならず、熱的な影
響により、照射した部分以外の部位が加工されてしまっ
たり、周囲が溶融してしまったり、下地部分をも加工さ
れてしまうなどの現象が起こり、所望の微細加工ができ
ないという問題が生じる。
加工に用いられるレーザーとしては、波長10nmない
し20μmのレーザービーム(赤外線,可視光線,紫外
線,X線)を発振できるものであれば、いずれのもので
あってもよい。このようなレーザーとしては、例えば炭
酸ガスレーザー,一酸化炭素レーザー,HFレーザー,
ヨウ素レーザー,YAGレーザー,ガラスレーザー,Y
LFレーザー,アレクサンドライトレーザー,半導体レ
ーザー,色素レーザー,窒素レーザー,エキシマーレー
ザー,X線レーザー,自由電子レーザーなどが挙げら
れ、また、高調波素子などを用いて波長変換したものを
使用することができる。
ーザーが安定的に発振するので好ましく、特に加工用レ
ーザーとして知られているものが操作性や生産性の点か
ら好ましい。さらに、大出力のレーザーが生産性の点か
ら好適である。また、波長の短いものほどビームを微細
に絞ることができるので好ましく、特に紫外レーザーは
熱的な寄与の少ないアブレーション現象による加工を行
うことができるので最適である。このような条件を満た
す大出力の加工用産業レーザーとして、エキシマーレー
ザーが知られており、このエキシマーレーザーを用い
て、ポリイミドなどの材料の加工が実用的に行われてい
る。
有機化合物層/透明電極(陽極)/基板の構成からなる
有機EL素子の微細パターン化には、上記レーザーを用
いて、金属系電極側からレーザービームが照射される。
この際、レーザービームの照射は、レーザーフルエンス
が10〜220mJ/cm2 の範囲になるように行うこ
とが必要である。このレーザーフルエンスが10mJ/
cm2 未満では陰極の金属系材料が飛散せずに残存する
おそれがある上、飛散物が充分なエネルギーをもつこと
ができないため、加工表面から飛散しないことがあるな
どの好ましくない事態を招来し、所望の微細加工を行う
ことができない。一方、220mJ/cm2 を超えるレ
ーザーフルエンスでは、陰極の金属系材料及び有機化合
物は飛散するものの、有機化合物層の下に存在する透明
電極が損傷や熱的な影響を受けて、導電性の低下をもた
らす。また、照射周辺部への熱的な影響が大きくなり、
微細加工幅が広がってしまったり、残すべき陰極の金属
系材料が溶けてしまったり、変質したりして所望の微細
パターンが得られない。本発明においては、レーザーの
発振方式としては、パルス発振方式が有利である。連続
発振方式では、ステージを駆動させることにより、比較
的自由に加工操作を行うことができるが、アブレーショ
ン現象が生じにくく、熱的蓄積が起こるため、加工精度
などの問題が生じ、所望の微細加工を行うことが困難で
ある。一方、パルス発振方式では、パルス間隔とステー
ジの駆動速度を考慮してレーザービームを照射する必要
があるが、パルス的にレーザービームを照射することに
より、アブレーション現象を起こすことができ、熱的損
傷の少ない微細加工を行うことができるので、このパル
ス発振方式が有利である。パルス幅は短いほど、熱的な
損傷を少なくすることができるため、有利である。パル
ス幅としては100μ秒以下が望ましく、より好ましく
は100ナノ秒以下、さらに好ましくはピコ秒,フェム
ト秒である。
ビームも微細加工に用いることができるが、これらの方
法においては、装置が大がかりで高価である上、真空を
必要とするなど操作性の点で大きな問題を有し、微細加
工法としては実用的でない。本発明においては、レーザ
ービームを照射し、この際生じるアブレーション現象を
利用して微細加工を行うが、レーザービーム、特にエキ
シマーレーザーから得られたビームは不均一なものが多
いので、ビームホモジナイザーなどを用いて均一化した
ビームを使用するのが望ましい。ビームの形状について
は、点状のものでも矩形状のものでもよいが、短形状の
ものはビームを細長くすることができるため、特に薄加
工を行う場合には1パルス照射で大きな部分の加工がで
き、効率よく微細加工ができることから、有利である。
また、ビームを集光することにより、レーザーフルエン
スを高めることができ、容易に加工を行いうるととも
に、原理的に数μm程度にまで絞ることが可能であり、
微細加工を行うのに有利である。しかし、必ずしも焦点
で加工を行う必要がなく、むしろ焦点で加工を行う場合
は、レーザーフルエンスが高くなりすぎて、下地に影響
を与えたり、周辺部に熱的な損傷を与えるなどの好まし
くない事態を生じる場合がある。
ーザービームをふりながら固定化した被加工物に照射す
るか、あるいは被加工物をステージに乗せて、このステ
ージを駆動させる方法が用いられるが、操作性の点から
後者の方法が好ましい。ステージの駆動をレーザーの発
振と同期させることにより、任意の形状のパターンを得
ることができる。なお、微細なパターンを得るために
は、それに見合った精度をもつステージを用いることが
必要である。さらに、予め所望のパターンをもつマスク
を作成しておき、このマスクを介してレーザービームを
照射することにより、大面積に一括パターン転写を施す
ことができ、極めて効率よく微細加工を行うことができ
る。しかし、この場合、マスクの劣化やマスク材料のコ
ンタミ(汚染)などの問題がある。
ン現象を利用して微細加工を行うため、加工の際に被加
工物からフラグメントが飛散する。この飛散物は再び被
加工物上に堆積して電極の短絡などの好ましくない事態
を招来する場合があり、飛散物を堆積させないことが重
要である。本発明においては、前記したようにエキシマ
ーレーザーが好ましく用いられる。このエキシマーレー
ザーは、高い励起エネルギーをもつ大出力のレーザーで
あって、このレーザーを用いた高分子材料などのアブレ
ーション加工法が知られている。このエキシマーレーザ
ーは紫外領域で発振するため、熱的な寄与の少ない加工
が行える利点を有している。さらに、高励起エネルギー
で大出力のエキシマーレーザーを用いることにより、フ
ラグメントの分解を促進し、原子や分子やイオンなどの
小さなフラグメントにまですることが可能である上、フ
ラグメントに大きな並進エネルギーを与えることができ
るため、フラグメントが加工領域から離れた遠くにまで
飛散することになる。これらの点から、本発明において
はエキシマーレーザーを用いるのが最適である。
で行うことにより、フラグメントを遠くに飛散させるこ
とができる。空気や不活性ガスなどが存在すると、フラ
グメントはこれらと衝突してエネルギーを失い、遠くに
飛散できなくなる場合がある。また、加工領域に不活性
ガスなどを強制的に吹き込むことにより、フラグメント
を飛散させる方法も有効である。このようにして、金属
系電極(陰極)に微細加工を施し、EL素子の微細パタ
ーン化を行ったのち、素子の劣化を防ぎ、寿命を延ばす
ために、通常封止処理が施される。本発明は、またこの
ようなレーザーアブレーション加工法により微細パター
ン化されたEL素子をも提供するものである。図1は、
金属系電極(陰極)に微細加工を施す前の有機EL素子
の一例の構成を示す斜視図であり、ガラス基板1上にパ
ターン化されたITO電極2,有機化合物層3及び金属
系電極4が順次積層されている。図2は、この図1に示
す有機EL素子の金属系電極4に微細加工を施すことに
より、微細パターン化された有機EL素子の一例の斜視
図を示す。
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例1 フッ化クリプトンエキシマーレーザービーム(45m
J,縦10mm×横30mm)を、シリンドリカルレンズ
を用い、まず2枚のレンズにより横方向に拡大した後に
平行光線とし、次いで縦方向に縮小した。次に、このよ
うにして得られた細長状のレーザービーム(フルエンス
180mJ/cm2 ,縦250μm×横100mm)
を、予め作製した有機EL素子(MgAg合金電極/有
機発光層/ITO電極/ガラス基板)に照射した。この
有機EL素子はステージ上に固定されており、マイクロ
メーターを用いることにより、500μmずつ動かすこ
とが可能であるので、最終的に250μmのギャップと
電極幅をもつ微細電極パターンを得ることができた。
〜(c)に示した。この微細加工されたEL素子につい
て光学顕微鏡〔三菱化学(株)製,マイクロウオッチャ
ーVS−205〕を用いて形状を観察したところ、図4
の写真図に示すように、シャープなエッジをもち、陰極
材料及び発光層の有機材料が完全にアブレーションされ
ており、ITO薄膜は飛散せずに残存していることが明
らかとなった。このようにして微細加工が施された有機
EL素子に、図5に示すように9Vの定電圧を共通のI
TO電極と微細化された陰極部分との間にかけて発光試
験を行ったところ、微細化された部分のみが発光するこ
とが確認された。このことは、EL素子の陰極の加工が
充分に完了しており、切断された微細電極部分同士は短
絡されておらず、かつITO電極は損傷をうけていない
ことを示している。
具合を、触針式膜厚計(Sloan社製,DEK TA
K3030)を用いて測定したところ、電極パターンの
立ち上りは20μm以内であることが分かった。図3
(a)〜(c)及び図5において、1はガラス基板,2
はITO電極,3は有機化合物層(有機発光層)及び4
は金属系電極(MgAg合金電極)である。また、図4
において、(1)の部分はレーザービームにより溝加工
された部分を示し、最表面はITO電極で、幅250μ
mである。一方(2)の部分はレーザービーム未照射部
分を示し、MgAg合金電極及び有機化合物層は残存し
ており、幅は250μmである。なお、スケール数値は
mmを示す。 実施例2 実施例1において、フッ化クリプトンエキシマーレーザ
ービームの代わりにフッ化アルゴンエキシマーレーザー
ビーム(50mJ,縦10mm×横30mm)を用いた以
外は、実施例1と同様に微細加工を行った。この微細加
工されたEL素子について、光学顕微鏡(前出)を用い
て形状を観察したところ、シャープなエッジをもち、陰
極材料及び発光層の有機材料が完全にアブレーションさ
れており、ITO薄膜は飛散せずに残存している金属合
金電極微細パターンが作製されていることが明らかとな
った。
する距離を250μmから1mmに変えた以外は、実施
例1と同様にして微細加工を行った。この微細加工され
たEL素子の金属合金電極の形状を光学顕微鏡(前出)
を用いて観察したところ、図6の写真図に示すように、
電極の幅750μm、電極間のピッチ250μmのもの
であった。図6において、(1)の部分はレーザービー
ムにより溝加工された部分を示し、最表面はITO電極
で、幅250μmである。一方(2)の部分はレーザー
ビーム未照射部分を示し、MgAg合金電極及び有機化
合物層は残存しており、幅は750μmである。なお、
スケール数値はmmを示す。
ルエンスとして8mJ/cm2)とした以外は、実施例1
と同様にして微細加工を行ったところ、MgAg合金電
極は飛散せず、微細な溝加工はできなかった。この合金
電極表面を光学顕微鏡(前出)で観察したところ、図7
に示すように表面が班状になっていることが確認され
た。 比較例2 実施例1において、レーザー出力を10J(レーザーフ
ルエンスとして40J/cm2)とした以外は、実施例1
と同様にして微細加工を行い、MgAg合金電極の表面
を光学顕微鏡(前出)で観察したところ、図8に示すよ
うにMgAg合金電極は飛散し、溝加工されたが、照射
されない部分も融けた状態となったり、一部飛散したり
しており、微細加工された金属合金電極は作製できなか
った。 比較例3 板厚0.5mmのSUS304からなるマスクを用い、板
厚1.1mmのガラス基板上に、開口部が3mmのマスク
を装着し、Mg14Å/sec,Ag1Å/secの速
度で共蒸着を行いMgAgの微細電極パターンを作製し
た。この深さプロファイルを、実施例1と同様の方法に
より測定したところ、電極パターンの立ち上りは80μ
mであった。
ン加工法により非接触で金属系電極(陰極)に微細加工
を施し、EL素子を微細パターン化する方法があって、
(1)透明電極に損傷を与えることなく、金属系電極
に、加工エッジ周辺部への熱的損傷の少ないシャープな
微細加工を効率よく施すことができる、(2)不安定な
陰極の金属系材料に対して、非接触で加工が行われるた
め、該金属系材料に寿命低下などの悪影響を与えない、
(3)レーザー光を絞ることにより、原理的に波長程度
までの極めて高精細な微細加工が可能である、(4)大
気中で加工を行うことができ、かつ装置が簡便で、容易
に微細加工が行える、(5)レーザービームを走査する
ことにより、容易に任意の微細パターンを得ることがで
きる、(6)レーザービームを細長い形状にすることに
より、生産性よく加工を行うことができる、(7)レー
ザービームを一括大面積照射することにより、マスクパ
ターンの転写も可能であり、高い生産性で加工を行うこ
とができる、などの利点を有している。
EL素子の一例の構成を示す斜視図である。
細加工を施すことにより、微細パターン化された有機E
L素子の一例の斜視図である。
明図である。
EL素子の一例の光学顕微鏡写真図である。
EL素子の一例について、発光試験を行うための説明図
である。
EL素子の上記図4と異なった例の光学顕微鏡写真図で
ある。
エンスでレーザービームを照射し、微細加工を行った場
合の有機EL素子の一例における金属系電極表面の光学
顕微鏡写真図である。
エンスでレーザービームを照射し、微細加工を行った場
合の有機EL素子の一例における金属系電極表面の光学
顕微鏡写真図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 エレクトロルミネッセンス素子を微細パ
ターン化するに当たり、レーザーアブレーション加工法
を用いることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素
子の微細パターン化方法。 - 【請求項2】 金属系電極(陰極)/有機化合物層/透
明電極(陽極)/基板の構成からなる有機エレクトロル
ミネッセンス素子に対し、金属系電極側から、単位面積
当たりのレーザー出力が10〜220mJ/cm2 にな
るようにレーザービームの照射を行い、この際生じるレ
ーザーアブレーション現象により金属系電極に微細加工
を施す請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 パルス発振方式により、レーザービーム
を照射する請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】 エキシマーレーザーを用いてレーザービ
ームを発振させる請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項5】 レーザーアブレーション加工法により作
成してなる微細パターン化されたエレクトロルミネッセ
ンス素子。
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