JP2001110567A - 有機電界発光装置の製造方法 - Google Patents
有機電界発光装置の製造方法Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シャドーマスクを用いて第二電極のパターニン
グ形成を行う方法において、できるだけ抵抗値の低い電
極を形成する。 【解決手段】メッシュ状補強線の開口率を60%以上と
し、さらには補強線の線幅を40μm未満とすること
で、補強線の下部の第二電極の厚みの低下を少なくする
ことが可能となり、抵抗値の低い第二電極を形成した有
機電界発光装置が製造できる。
グ形成を行う方法において、できるだけ抵抗値の低い電
極を形成する。 【解決手段】メッシュ状補強線の開口率を60%以上と
し、さらには補強線の線幅を40μm未満とすること
で、補強線の下部の第二電極の厚みの低下を少なくする
ことが可能となり、抵抗値の低い第二電極を形成した有
機電界発光装置が製造できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子、フラッ
トパネルディスプレイ、バックライト、インテリアなど
の分野に利用可能な有機電界発光装置の製造方法に関す
る。
トパネルディスプレイ、バックライト、インテリアなど
の分野に利用可能な有機電界発光装置の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】有機電界発光装置は陽極から注入された
正孔と陰極から注入された電子とが両極に挟まれた有機
発光層内で再結合することにより発光するものである。
その代表的な構造は、ガラス基板上に透明な第一電極
(陽極)、正孔輸送層、有機発光層、第二電極(陰極)
を積層したものであり、駆動により生じた発光は第一電
極およびガラス基板を通じて外部に取り出される。この
ような有機電界発光装置では、薄型、低電圧駆動下での
高輝度発光や、有機発光材料を選択することによる多色
発光が可能であり、発光デバイス、ディスプレイなどに
応用する開発が盛んである。
正孔と陰極から注入された電子とが両極に挟まれた有機
発光層内で再結合することにより発光するものである。
その代表的な構造は、ガラス基板上に透明な第一電極
(陽極)、正孔輸送層、有機発光層、第二電極(陰極)
を積層したものであり、駆動により生じた発光は第一電
極およびガラス基板を通じて外部に取り出される。この
ような有機電界発光装置では、薄型、低電圧駆動下での
高輝度発光や、有機発光材料を選択することによる多色
発光が可能であり、発光デバイス、ディスプレイなどに
応用する開発が盛んである。
【0003】有機電界発光装置の製造方法において、有
機発光層や第二電極はパターニング形成することが必要
であり、その作製方法が種々検討されてきた。
機発光層や第二電極はパターニング形成することが必要
であり、その作製方法が種々検討されてきた。
【0004】微細なパターニングが要求される場合には
代表的な手法としてフォトリソグラフィ法を用いること
が多いが、これに伴うウエットプロセスが問題になる場
合もある。従って、真空蒸着法、スパッタリング法、化
学的気相成長法(CVD)などのドライプロセスによっ
て薄膜を形成する場合には、シャドーマスクを基板前方
に配置して、その開口部に薄膜を形成するマスク法によ
るパターニングの方が、工程数、使用薬液、薄膜の不純
物による汚染などの観点から望ましいことが多い。
代表的な手法としてフォトリソグラフィ法を用いること
が多いが、これに伴うウエットプロセスが問題になる場
合もある。従って、真空蒸着法、スパッタリング法、化
学的気相成長法(CVD)などのドライプロセスによっ
て薄膜を形成する場合には、シャドーマスクを基板前方
に配置して、その開口部に薄膜を形成するマスク法によ
るパターニングの方が、工程数、使用薬液、薄膜の不純
物による汚染などの観点から望ましいことが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】微細なパターニングを
マスク法によって実現するためには、必然的にシャドー
マスクのパターンが微細になるため、開口部形状が変形
してパターン加工精度が悪化するという問題があった。
特に、ディスプレイなどで利用されるストライプ状電極
では、細長い電極の長さ方向に電気的に十分に低抵抗で
あり、かつ、幅方向に隣り合う電極同士は完全に絶縁さ
れていることが必要であるが、それに対応するシャドー
マスクでは、ストライプ状開口部に挟まれたマスク部分
が糸のように細長くなり、撓みなどによる変形が激しく
なり、マスク法による微細パターニングが実質的に不可
能であった。このような問題を解決し、マスク法による
良好な精度での微細パターニングを達成する方法とし
て、マスク部分の一方の面にメッシュ状補強線を形成す
る方法が知られている。このような補強線を有するシャ
ドーマスクを用いて、第二電極をパターニングした場
合、マスク部分と補強線との間に隙間が存在するため、
第二電極材料は補強線の下部にも回り込んで蒸着される
ので細長く連続したストライプ状の第二電極を形成する
ことができる。しかしながら、補強線の存在のため第二
電極材料の基板への付着率の低下は不可避であり、この
パターニング方法の制約から電極の抵抗値を低下させる
のに限界があった。
マスク法によって実現するためには、必然的にシャドー
マスクのパターンが微細になるため、開口部形状が変形
してパターン加工精度が悪化するという問題があった。
特に、ディスプレイなどで利用されるストライプ状電極
では、細長い電極の長さ方向に電気的に十分に低抵抗で
あり、かつ、幅方向に隣り合う電極同士は完全に絶縁さ
れていることが必要であるが、それに対応するシャドー
マスクでは、ストライプ状開口部に挟まれたマスク部分
が糸のように細長くなり、撓みなどによる変形が激しく
なり、マスク法による微細パターニングが実質的に不可
能であった。このような問題を解決し、マスク法による
良好な精度での微細パターニングを達成する方法とし
て、マスク部分の一方の面にメッシュ状補強線を形成す
る方法が知られている。このような補強線を有するシャ
ドーマスクを用いて、第二電極をパターニングした場
合、マスク部分と補強線との間に隙間が存在するため、
第二電極材料は補強線の下部にも回り込んで蒸着される
ので細長く連続したストライプ状の第二電極を形成する
ことができる。しかしながら、補強線の存在のため第二
電極材料の基板への付着率の低下は不可避であり、この
パターニング方法の制約から電極の抵抗値を低下させる
のに限界があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
された第一電極と第一電極上に形成された少なくとも有
機化合物からなる発光層を含む薄膜層と、薄膜層上に形
成された第二電極とを含む有機電界発光装置の製造方法
であって、マスク部分に少なくとも1つ以上の開口部を
有し、かつ、マスク部分の一方の面に開口率60%以上
のメッシュ状補強線を有するシャドーマスクを、マスク
部分の他方の面を基板に向けて配置した状態で、前記補
強線側から飛来した第二電極材料を前記開口部を介して
前記薄膜層上に蒸着せしめることで、第二電極をパター
ニングすることを特徴とする有機電界発光装置の製造方
法である。
された第一電極と第一電極上に形成された少なくとも有
機化合物からなる発光層を含む薄膜層と、薄膜層上に形
成された第二電極とを含む有機電界発光装置の製造方法
であって、マスク部分に少なくとも1つ以上の開口部を
有し、かつ、マスク部分の一方の面に開口率60%以上
のメッシュ状補強線を有するシャドーマスクを、マスク
部分の他方の面を基板に向けて配置した状態で、前記補
強線側から飛来した第二電極材料を前記開口部を介して
前記薄膜層上に蒸着せしめることで、第二電極をパター
ニングすることを特徴とする有機電界発光装置の製造方
法である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の有機電界発光装置は、基
板上に第一電極、少なくとも有機化合物からなる発光層
を含む薄膜層および第二電極を有するものであり、本発
明は、第二電極をパターニング形成する際に用いるシャ
ドーマスクに関するものである。
板上に第一電極、少なくとも有機化合物からなる発光層
を含む薄膜層および第二電極を有するものであり、本発
明は、第二電極をパターニング形成する際に用いるシャ
ドーマスクに関するものである。
【0008】第二電極パターニングに用いるメッシュ状
の補強線を有するシャドーマスクの一例を図1および図
2に示す。マスク部分31の一方の面35と補強線33
との間に隙間36が存在する構造であり、マスク全体は
フレーム34に固定されている。マスク部分の厚さは、
それが厚いほどマスク部分の一方の面と補強線との間に
存在する隙間が広くなり蒸着材料の回り込み量が増大す
るので特に限定されないが、マスク部分の幅に比べてそ
の厚さの大きなシャドーマスクを精度よく作製すること
が難しいので、マスク部分の厚さはマスク部分の最小幅
と同程度以上、その3倍程度以下であることが好まし
い。例えば第二電極となるストライプ状開口部32の幅
が250μmで、300μmピッチである場合なら、マ
スク部分の幅は50μmであり、マスク部分の厚さは5
0〜150μm程度となる。
の補強線を有するシャドーマスクの一例を図1および図
2に示す。マスク部分31の一方の面35と補強線33
との間に隙間36が存在する構造であり、マスク全体は
フレーム34に固定されている。マスク部分の厚さは、
それが厚いほどマスク部分の一方の面と補強線との間に
存在する隙間が広くなり蒸着材料の回り込み量が増大す
るので特に限定されないが、マスク部分の幅に比べてそ
の厚さの大きなシャドーマスクを精度よく作製すること
が難しいので、マスク部分の厚さはマスク部分の最小幅
と同程度以上、その3倍程度以下であることが好まし
い。例えば第二電極となるストライプ状開口部32の幅
が250μmで、300μmピッチである場合なら、マ
スク部分の幅は50μmであり、マスク部分の厚さは5
0〜150μm程度となる。
【0009】また、図1に示したメッシュ状補強線は形
状が6角形であるが、これに限定されるものではなく、
3角形、4角形でもよく、その他の多角形またはそれら
が混在するものであってもよい。さらに、マスク部分の
断面がテーパー形状であってもよく、補強線の断面形状
に凸凹があってもよい。シャドーマスクが基板と接触す
る際にマスク部分が基板もしくは基板上にすでに形成さ
れた薄膜層を傷つけることを防止するために、マスク部
分の補強線が存在しない方の面にクッション層が存在し
ていても良い。
状が6角形であるが、これに限定されるものではなく、
3角形、4角形でもよく、その他の多角形またはそれら
が混在するものであってもよい。さらに、マスク部分の
断面がテーパー形状であってもよく、補強線の断面形状
に凸凹があってもよい。シャドーマスクが基板と接触す
る際にマスク部分が基板もしくは基板上にすでに形成さ
れた薄膜層を傷つけることを防止するために、マスク部
分の補強線が存在しない方の面にクッション層が存在し
ていても良い。
【0010】クッション層の形状や材質は特に限定され
ず、マスク部分と一体化してもよいが、傷防止の観点か
ら樹脂など比較的柔軟な物質で形成されることが好まし
い。傷防止の対策としては、少なくとも一部分が薄膜層
の厚さを上回る高さを有するスペーサーとして作用する
部分を基板上に形成して用いる方法もあるので、この方
法を採用することもできる。
ず、マスク部分と一体化してもよいが、傷防止の観点か
ら樹脂など比較的柔軟な物質で形成されることが好まし
い。傷防止の対策としては、少なくとも一部分が薄膜層
の厚さを上回る高さを有するスペーサーとして作用する
部分を基板上に形成して用いる方法もあるので、この方
法を採用することもできる。
【0011】メッシュ状補強線はマスク部分の上に形成
され、その開口率を60%以上にすることが好ましく、
65%以上、さらには70%以上がより好ましい。ここ
で開口率とは、単位面積当たりにメッシュ状補強線の開
口部が占める面積の割合、すなわち、単位面積当たりに
補強線が占める面積の割合を1から除いた値で定義され
る。メッシュ状補強線が繰り返しパターンを有する場合
には、その1ユニット当たりに開口部が占める面積の割
合を幾何学的に計算できる。例えば、補強線がピッチ1
mmの正方格子状メッシュであり、その線幅が0.2m
mである場合には、開口率は(1−0.2)×(1−
0.2)/1×1=0.64、すなわち64%と計算さ
れる。
され、その開口率を60%以上にすることが好ましく、
65%以上、さらには70%以上がより好ましい。ここ
で開口率とは、単位面積当たりにメッシュ状補強線の開
口部が占める面積の割合、すなわち、単位面積当たりに
補強線が占める面積の割合を1から除いた値で定義され
る。メッシュ状補強線が繰り返しパターンを有する場合
には、その1ユニット当たりに開口部が占める面積の割
合を幾何学的に計算できる。例えば、補強線がピッチ1
mmの正方格子状メッシュであり、その線幅が0.2m
mである場合には、開口率は(1−0.2)×(1−
0.2)/1×1=0.64、すなわち64%と計算さ
れる。
【0012】メッシュ状補強線の開口率を高くするに
は、メッシュを粗くする方法とメッシュを構成する線幅
を狭くする方法がある。できるだけ補強効果を高く維持
するためにはメッシュは細かい方が好ましい。できるだ
け細かいメッシュを維持しかつ開口率を60%以上にす
る目的を達するには補強線の線幅を狭める方法が好まし
い。本発明では好ましくは40μm未満とすることであ
る。
は、メッシュを粗くする方法とメッシュを構成する線幅
を狭くする方法がある。できるだけ補強効果を高く維持
するためにはメッシュは細かい方が好ましい。できるだ
け細かいメッシュを維持しかつ開口率を60%以上にす
る目的を達するには補強線の線幅を狭める方法が好まし
い。本発明では好ましくは40μm未満とすることであ
る。
【0013】本発明の有機電界発光装置の製造方法にお
いては、第二電極材料は補強線側から飛来して補強線の
影になる部分には回り込んで堆積するので、第二電極は
分断されることなく形成されるが、補強線の線幅が40
μm未満の場合は、補強線の下部に当たる部分への第二
電極材料の付着率が安定して、その結果、形成される第
二電極の厚みがより均一化し、電極厚みに起因する電極
全体の抵抗値の変動をより小さく抑えることができる。
さらに、複数本の第二電極において、補強線の下部に当
たる部分に相当して電極の厚みの薄い部分の数の違いか
ら、1本づつの抵抗値にバラツキが生じるなどの問題の
発生が小さい。従って、電極材料の付着率の異なる部分
の影響を可能な限り小さくするためには補強線の線幅は
40μm未満が好ましく、35μm未満であることがよ
り好ましい。補強線の線幅を狭くすることで補強線の開
口率が向上するので、60%以上の開口率を実現するこ
とができる。
いては、第二電極材料は補強線側から飛来して補強線の
影になる部分には回り込んで堆積するので、第二電極は
分断されることなく形成されるが、補強線の線幅が40
μm未満の場合は、補強線の下部に当たる部分への第二
電極材料の付着率が安定して、その結果、形成される第
二電極の厚みがより均一化し、電極厚みに起因する電極
全体の抵抗値の変動をより小さく抑えることができる。
さらに、複数本の第二電極において、補強線の下部に当
たる部分に相当して電極の厚みの薄い部分の数の違いか
ら、1本づつの抵抗値にバラツキが生じるなどの問題の
発生が小さい。従って、電極材料の付着率の異なる部分
の影響を可能な限り小さくするためには補強線の線幅は
40μm未満が好ましく、35μm未満であることがよ
り好ましい。補強線の線幅を狭くすることで補強線の開
口率が向上するので、60%以上の開口率を実現するこ
とができる。
【0014】マスクの好適な材料としては、ステンレス
鋼、銅合金、鉄ニッケル合金、アルミニウム合金などの
金属系材料、各種樹脂材料が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。パターンが微細なために強度が十分
でなく、有機電界発光装置の基板との密着性を磁力によ
って向上させる必要がある場合には、マスク材料として
磁性材料を用いても良い。好適な例としては、純鉄、炭
素鋼、W鋼、Cr鋼、Co鋼,KS鋼などの焼入硬化磁
石材料、MK鋼、Alnico鋼,NKS鋼、Cuni
co鋼などの析出硬化磁石材料、OPフェライト、Ba
フェライトなどの焼結磁石材料、ならびにSm−Co系
やNd−Fe−B合金(パーマロイ)などの金属磁心材
料、Mn−Zn系、Ni−Zn系、Cu−Zn系などの
フェライト磁心材料、カーボニル鉄、Moパーマロイ、
センダストなどの微粉末を結合剤とともに圧縮成型させ
た圧粉磁心材料が挙げられる。これらの磁性材料を薄い
板状に成型したものからマスクを作製することが望まし
いが、ゴムや樹脂に磁性材料の粉末を混入してフィルム
状に成型したものを用いることもできる。
鋼、銅合金、鉄ニッケル合金、アルミニウム合金などの
金属系材料、各種樹脂材料が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。パターンが微細なために強度が十分
でなく、有機電界発光装置の基板との密着性を磁力によ
って向上させる必要がある場合には、マスク材料として
磁性材料を用いても良い。好適な例としては、純鉄、炭
素鋼、W鋼、Cr鋼、Co鋼,KS鋼などの焼入硬化磁
石材料、MK鋼、Alnico鋼,NKS鋼、Cuni
co鋼などの析出硬化磁石材料、OPフェライト、Ba
フェライトなどの焼結磁石材料、ならびにSm−Co系
やNd−Fe−B合金(パーマロイ)などの金属磁心材
料、Mn−Zn系、Ni−Zn系、Cu−Zn系などの
フェライト磁心材料、カーボニル鉄、Moパーマロイ、
センダストなどの微粉末を結合剤とともに圧縮成型させ
た圧粉磁心材料が挙げられる。これらの磁性材料を薄い
板状に成型したものからマスクを作製することが望まし
いが、ゴムや樹脂に磁性材料の粉末を混入してフィルム
状に成型したものを用いることもできる。
【0015】補強線の材料としては、マスク材料と同一
であってもよいし、異なっていてもよい。微細加工を容
易にするためには、アクリル系、ポリイミド系などの感
光性樹脂を利用することもできるが、必要に応じて選べ
ばよく、特に限定されない。
であってもよいし、異なっていてもよい。微細加工を容
易にするためには、アクリル系、ポリイミド系などの感
光性樹脂を利用することもできるが、必要に応じて選べ
ばよく、特に限定されない。
【0016】補強線が細いほど蒸着物の回り込みが容易
になるが、初めから細い補強線を有するマスクの作製が
難しい場合がある。そのような場合には、比較的太い補
強線を有するマスクを作製しておき、後から適当な方法
で細線化してもよい。工程的にはエッチングによる細線
化が容易であり、補強線とともにマスク部分が同時にエ
ッチングされてもよい。細線化方法は特に限定されるも
のではなく、補強線の材質により適当な手段を用いれば
よい。また、マスク部分の一方の面にフィルムレジスト
のような感光性樹脂シートを貼り合わせて、フォトリソ
グラフィ法により感光性樹脂シートをパターン加工する
ことで、補強線を形成あるいは細線化することもでき
る。
になるが、初めから細い補強線を有するマスクの作製が
難しい場合がある。そのような場合には、比較的太い補
強線を有するマスクを作製しておき、後から適当な方法
で細線化してもよい。工程的にはエッチングによる細線
化が容易であり、補強線とともにマスク部分が同時にエ
ッチングされてもよい。細線化方法は特に限定されるも
のではなく、補強線の材質により適当な手段を用いれば
よい。また、マスク部分の一方の面にフィルムレジスト
のような感光性樹脂シートを貼り合わせて、フォトリソ
グラフィ法により感光性樹脂シートをパターン加工する
ことで、補強線を形成あるいは細線化することもでき
る。
【0017】本発明のシャドーマスクの製造方法は特に
限定されないが、マスク部分と補強線とをそれぞれ別々
に形成し、マスク部分の一方の面に補強線を接続する方
法が工程的に容易である。補強線がメッシュ構造である
場合には、マスク部分と補強線とを重ね合わせて一度に
接続することができる。
限定されないが、マスク部分と補強線とをそれぞれ別々
に形成し、マスク部分の一方の面に補強線を接続する方
法が工程的に容易である。補強線がメッシュ構造である
場合には、マスク部分と補強線とを重ね合わせて一度に
接続することができる。
【0018】マスク部分と補強線とを接続する方法とし
ては接着剤や粘着剤を利用したり、圧着や溶接、樹脂材
料の場合には加熱圧着や融着などもできるが、両者のう
ち少なくとも一方が金属系材料のように導電性を持つ場
合には、加工精度の点から電着現象を利用することが好
ましい。つまり、マスク部分と補強線とを接触させた状
態で電解液中に浸し、通電によって接触部分に電着物を
析出させることで両者を接続するものである。一般的に
電着物にはNiに代表される金属材料が選ばれるが、ポ
リアニリンなどの有機材料を利用することも可能であ
る。
ては接着剤や粘着剤を利用したり、圧着や溶接、樹脂材
料の場合には加熱圧着や融着などもできるが、両者のう
ち少なくとも一方が金属系材料のように導電性を持つ場
合には、加工精度の点から電着現象を利用することが好
ましい。つまり、マスク部分と補強線とを接触させた状
態で電解液中に浸し、通電によって接触部分に電着物を
析出させることで両者を接続するものである。一般的に
電着物にはNiに代表される金属材料が選ばれるが、ポ
リアニリンなどの有機材料を利用することも可能であ
る。
【0019】マスク部分の形成方法としては、エッチン
グ法や機械的研磨、サンドブラスト法、焼結法、レーザ
ー加工法、感光性樹脂の利用などが挙げられるが、微細
なパターン加工精度に優れ、マスク部分を比較的容易に
厚く形成できる電鋳法を用いることが好ましい。補強線
の形成方法についても同様のことが言えるが、形成方法
は特に限定されるものではなく、必要に応じて最適な方
法を選べばよい。
グ法や機械的研磨、サンドブラスト法、焼結法、レーザ
ー加工法、感光性樹脂の利用などが挙げられるが、微細
なパターン加工精度に優れ、マスク部分を比較的容易に
厚く形成できる電鋳法を用いることが好ましい。補強線
の形成方法についても同様のことが言えるが、形成方法
は特に限定されるものではなく、必要に応じて最適な方
法を選べばよい。
【0020】本発明の好ましい有機電界発光装置は、透
明基板上に形成されたストライプ状にパターニングされ
た複数の透明な第一電極上に、少なくとも有機化合物か
らなる発光層を含む薄膜層を形成し、その上に第一電極
と交差するストライプ状にパターニングされた第二電極
を形成したものである。第二電極はストライプ状にパタ
ーニングされていることを特徴とし、さらに、第二電極
の幅は500μm以下であることが特徴である。第一電
極とストライプ状にパターニングされた第二電極との交
差部分が1つの発光画素を形成する。フルカラー表示に
おいては、赤、緑、青の3つの発光画素が1つの表示画
素となるものである。第二電極の幅は、これらの発光画
素のサイズに関係するものであり、高精細な表示を行う
ためには500μm以下であることが好ましい。画素サ
イズを決めるもう1つの要素は第一電極の幅であるが、
これは通常、第二電極の幅より狭いことが多い。
明基板上に形成されたストライプ状にパターニングされ
た複数の透明な第一電極上に、少なくとも有機化合物か
らなる発光層を含む薄膜層を形成し、その上に第一電極
と交差するストライプ状にパターニングされた第二電極
を形成したものである。第二電極はストライプ状にパタ
ーニングされていることを特徴とし、さらに、第二電極
の幅は500μm以下であることが特徴である。第一電
極とストライプ状にパターニングされた第二電極との交
差部分が1つの発光画素を形成する。フルカラー表示に
おいては、赤、緑、青の3つの発光画素が1つの表示画
素となるものである。第二電極の幅は、これらの発光画
素のサイズに関係するものであり、高精細な表示を行う
ためには500μm以下であることが好ましい。画素サ
イズを決めるもう1つの要素は第一電極の幅であるが、
これは通常、第二電極の幅より狭いことが多い。
【0021】本発明の有機電界発光装置は、つぎのよう
な工程で製造されるものであるが、これに限定されるも
のではない。基板としては透明材料から選択されるが通
常ガラス基板が用いられ、その上に、多くの場合、酸化
錫インジウム(ITO)からなる透明電極膜をパターニ
ングして第一電極を形成する。第一電極を形成した基板
上には第一電極の一部を覆う絶縁層を形成する場合があ
り、さらに少なくとも一部分が薄膜層の厚さを上回る高
さを有するスペーサーを形成する場合もある。ついで発
光層を含む薄膜層を第一電極上に形成するが、薄膜層の
構成には、1)正孔輸送層/発光層、2)正孔輸送層/
発光層/電子輸送層、3)発光層/電子輸送層、そして
4)以上の層構成物質を一層に混合した形態の発光層な
どが考えられるが、いずれであってもよい。正孔輸送
層、発光層、電子輸送層などの有機層には公知の材料が
用いられる。これらの薄膜層のパターニング形成にはシ
ャドーマスクを使用した種々の蒸着法を適用することが
できる。その後、本発明の補強線の開口率が60%以上
のシャドーマスクを用いて第二電極材料を蒸着してスト
ライプ状の第二電極を形成して目的とする有機電界発光
装置を得ることができる。さらに、第二電極形成後に公
知の技術で保護膜形成や封止を行うことがある。
な工程で製造されるものであるが、これに限定されるも
のではない。基板としては透明材料から選択されるが通
常ガラス基板が用いられ、その上に、多くの場合、酸化
錫インジウム(ITO)からなる透明電極膜をパターニ
ングして第一電極を形成する。第一電極を形成した基板
上には第一電極の一部を覆う絶縁層を形成する場合があ
り、さらに少なくとも一部分が薄膜層の厚さを上回る高
さを有するスペーサーを形成する場合もある。ついで発
光層を含む薄膜層を第一電極上に形成するが、薄膜層の
構成には、1)正孔輸送層/発光層、2)正孔輸送層/
発光層/電子輸送層、3)発光層/電子輸送層、そして
4)以上の層構成物質を一層に混合した形態の発光層な
どが考えられるが、いずれであってもよい。正孔輸送
層、発光層、電子輸送層などの有機層には公知の材料が
用いられる。これらの薄膜層のパターニング形成にはシ
ャドーマスクを使用した種々の蒸着法を適用することが
できる。その後、本発明の補強線の開口率が60%以上
のシャドーマスクを用いて第二電極材料を蒸着してスト
ライプ状の第二電極を形成して目的とする有機電界発光
装置を得ることができる。さらに、第二電極形成後に公
知の技術で保護膜形成や封止を行うことがある。
【0022】
【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるも
のではない。
説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるも
のではない。
【0023】実施例1 第二電極のパターニング用のシャドーマスクは以下のよ
うに作製した。まず、マスク部分として外形120×8
4mm、厚さ100μmのNi−Co合金シートにスト
ライプ状開口部を設けものを形成した。ストライプ状開
口部は長さ100mm、幅250μmであり、ピッチ3
00μmで幅方向に200本並んでいる。このマスク部
分は電鋳法によって電鋳母型上にNi−Co合金を析出
させることで形成した。次に、補強線として正六角形か
らなるメッシュ構造のものを形成した。補強線も電鋳法
を利用して形成したものであり、材質はNiである。前
記マスク部分を電鋳母型から取り外す前に、この補強線
をマスク部分の上に重ね、Niの電着によって両者を接
続した。これを電鋳母型から取り外し、マスク部分と外
形が等しい幅4mmのステンレス鋼製フレームに接着剤
を用いて固定し、フレームからはみ出した余分の補強線
をカットした。なお、マスク部分との接続からフレーム
への固定までの間、補強線には張力を加えており、シャ
ドーマスクの平面性を損なわないように注意した。ま
た、シャドーマスクのうち補強線のある方の面をフレー
ムに接着した。シャドーマスクの基板接触面と補強線と
の間には100μmの隙間が存在する。補強線の線幅は
36μmであり、正六角形において対向する二辺の補強
線間隔は200μmである。幾何学的に計算して求めた
このメッシュ状補強線の開口率は63%であった。
うに作製した。まず、マスク部分として外形120×8
4mm、厚さ100μmのNi−Co合金シートにスト
ライプ状開口部を設けものを形成した。ストライプ状開
口部は長さ100mm、幅250μmであり、ピッチ3
00μmで幅方向に200本並んでいる。このマスク部
分は電鋳法によって電鋳母型上にNi−Co合金を析出
させることで形成した。次に、補強線として正六角形か
らなるメッシュ構造のものを形成した。補強線も電鋳法
を利用して形成したものであり、材質はNiである。前
記マスク部分を電鋳母型から取り外す前に、この補強線
をマスク部分の上に重ね、Niの電着によって両者を接
続した。これを電鋳母型から取り外し、マスク部分と外
形が等しい幅4mmのステンレス鋼製フレームに接着剤
を用いて固定し、フレームからはみ出した余分の補強線
をカットした。なお、マスク部分との接続からフレーム
への固定までの間、補強線には張力を加えており、シャ
ドーマスクの平面性を損なわないように注意した。ま
た、シャドーマスクのうち補強線のある方の面をフレー
ムに接着した。シャドーマスクの基板接触面と補強線と
の間には100μmの隙間が存在する。補強線の線幅は
36μmであり、正六角形において対向する二辺の補強
線間隔は200μmである。幾何学的に計算して求めた
このメッシュ状補強線の開口率は63%であった。
【0024】有機電界発光装置は次のようにして製造し
た。厚さ1.1mmの無アルカリガラス表面にスパッタ
リング蒸着法によって厚さ130nmのITO透明電極
膜が形成されたITOガラス基板(ジオマテック社製)
を120×100mmの大きさに切断した。ITO基板
上にフォトレジストを塗布して、通常のフォトリソグラ
フィ法による露光・現像によってパターニングした。I
TOの不要部分をエッチングして除去した後、フォトレ
ジストを除去することで、ITO膜を長さ90mm、幅
70μmのストライプ形状にパターニングした。このス
トライプ状第一電極は100μmピッチで816本配置
されている。
た。厚さ1.1mmの無アルカリガラス表面にスパッタ
リング蒸着法によって厚さ130nmのITO透明電極
膜が形成されたITOガラス基板(ジオマテック社製)
を120×100mmの大きさに切断した。ITO基板
上にフォトレジストを塗布して、通常のフォトリソグラ
フィ法による露光・現像によってパターニングした。I
TOの不要部分をエッチングして除去した後、フォトレ
ジストを除去することで、ITO膜を長さ90mm、幅
70μmのストライプ形状にパターニングした。このス
トライプ状第一電極は100μmピッチで816本配置
されている。
【0025】次に、ポジ型フォトレジスト(東京応化社
製、OFPR−800)をスピンコート法により第一電
極を形成した基板上に厚さ3μmになるように塗布し
た。この塗布膜にフォトマスクを介してパターン露光
し、現像してフォトレジストのパターニングを行い、現
像後に160℃でキュアした。このパターニングに用い
たフォトマスクには、幅65μm、長さ235μmの絶
縁層開口部が幅方向には100μmピッチで816個、
長さ方向には300μmピッチで200個配置されてい
る。
製、OFPR−800)をスピンコート法により第一電
極を形成した基板上に厚さ3μmになるように塗布し
た。この塗布膜にフォトマスクを介してパターン露光
し、現像してフォトレジストのパターニングを行い、現
像後に160℃でキュアした。このパターニングに用い
たフォトマスクには、幅65μm、長さ235μmの絶
縁層開口部が幅方向には100μmピッチで816個、
長さ方向には300μmピッチで200個配置されてい
る。
【0026】この基板を洗浄した後、真空蒸着機内にセ
ットした。本蒸着機では、真空中でそれぞれ10μm程
度の精度で基板とシャドーマスクの位置合わせができ、
シャドーマスクを交換することができる。
ットした。本蒸着機では、真空中でそれぞれ10μm程
度の精度で基板とシャドーマスクの位置合わせができ、
シャドーマスクを交換することができる。
【0027】発光層を含む薄膜層は、抵抗線加熱方式に
よる真空蒸着法によって形成した。なお、蒸着時の真空
度は2×10-4Pa以下であり、蒸着中は蒸着源に対し
て基板を回転させた。
よる真空蒸着法によって形成した。なお、蒸着時の真空
度は2×10-4Pa以下であり、蒸着中は蒸着源に対し
て基板を回転させた。
【0028】発光層パターニング用として、マスク部分
と補強線とが同一平面内に形成されたシャドーマスク
(図3に示す)を用いた。シャドーマスクの外形は12
0×84mm、マスク部分の厚さは25μmであり、長
さ64mm、幅100μmのストライプ状開口部がピッ
チ300μmで272本配置されている。各ストライプ
状開口部には、開口部と直交する幅20μm、厚さ25
μmの補強線が1.8mm間隔に形成されている。シャ
ドーマスクは外形が等しい幅4mmのステンレス鋼製フ
レームに固定されている。
と補強線とが同一平面内に形成されたシャドーマスク
(図3に示す)を用いた。シャドーマスクの外形は12
0×84mm、マスク部分の厚さは25μmであり、長
さ64mm、幅100μmのストライプ状開口部がピッ
チ300μmで272本配置されている。各ストライプ
状開口部には、開口部と直交する幅20μm、厚さ25
μmの補強線が1.8mm間隔に形成されている。シャ
ドーマスクは外形が等しい幅4mmのステンレス鋼製フ
レームに固定されている。
【0029】まず、図4に示すような配置において、銅
フタロシアニンを15nm、ビス(N−エチルカルバゾ
ール)を60nm基板全面に蒸着して正孔輸送層5を形
成した。
フタロシアニンを15nm、ビス(N−エチルカルバゾ
ール)を60nm基板全面に蒸着して正孔輸送層5を形
成した。
【0030】次に、発光層用シャドーマスクを基板前方
に配置して両者を密着させ、基板後方にはフェライト系
板磁石(日立金属社製、YBM−1B)を配置した。こ
の際、図5および図6に示したように、ストライプ状第
一電極2がシャドーマスクのストライプ状開口部の中心
に位置し、補強線が絶縁層上に位置し、かつ補強線と絶
縁層が接触するように配置される。この状態で0.3重
量%の1,3,5,7,8−ペンタメチル−4,4−ジ
フロロ−4−ボラ−3a,4a−ジアザ−s−インダセ
ン(PM546)をドーピングした8−ヒドロキシキノ
リン−アルミニウム錯体(Alq3)を21nm蒸着
し、緑色発光層をパターニングした。
に配置して両者を密着させ、基板後方にはフェライト系
板磁石(日立金属社製、YBM−1B)を配置した。こ
の際、図5および図6に示したように、ストライプ状第
一電極2がシャドーマスクのストライプ状開口部の中心
に位置し、補強線が絶縁層上に位置し、かつ補強線と絶
縁層が接触するように配置される。この状態で0.3重
量%の1,3,5,7,8−ペンタメチル−4,4−ジ
フロロ−4−ボラ−3a,4a−ジアザ−s−インダセ
ン(PM546)をドーピングした8−ヒドロキシキノ
リン−アルミニウム錯体(Alq3)を21nm蒸着
し、緑色発光層をパターニングした。
【0031】次に、シャドーマスクを1ピッチ分ずらし
た位置の第一電極パターンに位置合わせして、1重量%
の4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(ジュ
ロリジルスチリル)ピラン(DCJT)をドーピングし
たAlq3を15nm蒸着して、赤色発光層をパターニ
ングした。
た位置の第一電極パターンに位置合わせして、1重量%
の4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(ジュ
ロリジルスチリル)ピラン(DCJT)をドーピングし
たAlq3を15nm蒸着して、赤色発光層をパターニ
ングした。
【0032】さらにシャドーマスクを1ピッチ分ずらし
た位置の第一電極パターンに位置合わせして、4,4’
−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ジフェニル(D
PVBi)を20nm蒸着して、青色発光層をパターニ
ングした。緑色、赤色、青色それぞれの発光層は、スト
ライプ状第一電極の3本ごとに配置され、第一電極の露
出部分を完全に覆っている。
た位置の第一電極パターンに位置合わせして、4,4’
−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ジフェニル(D
PVBi)を20nm蒸着して、青色発光層をパターニ
ングした。緑色、赤色、青色それぞれの発光層は、スト
ライプ状第一電極の3本ごとに配置され、第一電極の露
出部分を完全に覆っている。
【0033】次に図7に示した配置において、DPVB
iを35nm、Alq3を10nm基板全面に蒸着し
た。この後、薄膜層をリチウム蒸気に曝してドーピング
(膜厚換算量0.5nm)した。
iを35nm、Alq3を10nm基板全面に蒸着し
た。この後、薄膜層をリチウム蒸気に曝してドーピング
(膜厚換算量0.5nm)した。
【0034】第二電極は、抵抗線加熱方式による真空蒸
着法によって形成した。なお、蒸着時の真空度は3×1
0-4Pa以下であり、蒸着中は2つの蒸着源に対して基
板を回転させた。発光層のパターニングと同様に、前記
の第二電極用シャドーマスクを基板前方に配置して両者
を密着させ、基板後方には磁石を配置した。この際、図
8および図9に示すように、絶縁層がマスク部分の位置
と一致するように両者を配置する。この状態でアルミニ
ウムを400nmの厚さに蒸着して、第二電極をパター
ニングした。第二電極は、間隔をあけて配置された複数
のストライプ状にパターニングされている第一電極と直
交する配置で、間隔をあけて配置されたストライプ状に
パターニングされている。
着法によって形成した。なお、蒸着時の真空度は3×1
0-4Pa以下であり、蒸着中は2つの蒸着源に対して基
板を回転させた。発光層のパターニングと同様に、前記
の第二電極用シャドーマスクを基板前方に配置して両者
を密着させ、基板後方には磁石を配置した。この際、図
8および図9に示すように、絶縁層がマスク部分の位置
と一致するように両者を配置する。この状態でアルミニ
ウムを400nmの厚さに蒸着して、第二電極をパター
ニングした。第二電極は、間隔をあけて配置された複数
のストライプ状にパターニングされている第一電極と直
交する配置で、間隔をあけて配置されたストライプ状に
パターニングされている。
【0035】このようにして、ピッチ100μm、本数
816本のITOストライプ状第一電極上に、パターニ
ングされた緑色発光層、赤色発光層および青色発光層が
形成され、第一電極と直交するように、ピッチ300μ
mのストライプ状第二電極が200本配置された単純マ
トリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。赤、
緑、青の3つの発光領域が1画素を形成するので、本発
光装置は300μmピッチで272×200画素を有す
る。
816本のITOストライプ状第一電極上に、パターニ
ングされた緑色発光層、赤色発光層および青色発光層が
形成され、第一電極と直交するように、ピッチ300μ
mのストライプ状第二電極が200本配置された単純マ
トリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。赤、
緑、青の3つの発光領域が1画素を形成するので、本発
光装置は300μmピッチで272×200画素を有す
る。
【0036】本実施例で形成された第二電極について原
子間力顕微鏡(AFM)で補強線の影になった部分の膜
厚を測定したところ、補強線のない部分(所定膜厚部
分)との差の最大値は70nmであった。また、補強線
の影になったために所定膜厚部分に対して90%以下の
膜厚となった領域の幅は25μmであった。
子間力顕微鏡(AFM)で補強線の影になった部分の膜
厚を測定したところ、補強線のない部分(所定膜厚部
分)との差の最大値は70nmであった。また、補強線
の影になったために所定膜厚部分に対して90%以下の
膜厚となった領域の幅は25μmであった。
【0037】実施例2 補強線の線幅を32μmとし、幾何学的に計算して求め
たメッシュ状補強線の開口率を66%として、実施例1
を繰り返した。本実施例で形成された第二電極について
原子間力顕微鏡(AFM)で補強線の影になった部分の
膜厚を測定した処、補強線のない部分(所定膜厚部分)
との差の最大値は50nmであった。また、補強線の影
になったために所定膜厚部分に対して90%以下の膜厚
となった領域の幅は15μmであった。また、第二電極
の抵抗値は実施例1に比べて約10%減少した。
たメッシュ状補強線の開口率を66%として、実施例1
を繰り返した。本実施例で形成された第二電極について
原子間力顕微鏡(AFM)で補強線の影になった部分の
膜厚を測定した処、補強線のない部分(所定膜厚部分)
との差の最大値は50nmであった。また、補強線の影
になったために所定膜厚部分に対して90%以下の膜厚
となった領域の幅は15μmであった。また、第二電極
の抵抗値は実施例1に比べて約10%減少した。
【0038】比較例1 補強線の線幅を40μmとし、メッシュ状補強線の開口
率を59%として、実施例1を繰り返した。本比較例で
得られた第二電極について原子間力顕微鏡(AFM)で
補強線の影になった部分の膜厚を測定した処、補強線の
ない部分(所定膜厚部分)との差の最大値は80nmで
あった。また補強線の影になったために、所定膜厚部分
に対して90%以下の膜厚となった領域の幅は30μm
であった。また、得られた第二電極の抵抗値は実施例1
に比べて約15%増加した。
率を59%として、実施例1を繰り返した。本比較例で
得られた第二電極について原子間力顕微鏡(AFM)で
補強線の影になった部分の膜厚を測定した処、補強線の
ない部分(所定膜厚部分)との差の最大値は80nmで
あった。また補強線の影になったために、所定膜厚部分
に対して90%以下の膜厚となった領域の幅は30μm
であった。また、得られた第二電極の抵抗値は実施例1
に比べて約15%増加した。
【0039】
【発明の効果】メッシュ状の補強線を有するシャドーマ
スクを用いて第二電極のパターニング形成を行う際に、
補強線の開口率を60%以上とし、さらには補強線の線
幅を40μm未満とすることで、補強線の下部の第二電
極の厚みの低下を少なくすることが可能となり、抵抗値
の低い第二電極を形成した有機電界発光装置が製造でき
る。
スクを用いて第二電極のパターニング形成を行う際に、
補強線の開口率を60%以上とし、さらには補強線の線
幅を40μm未満とすることで、補強線の下部の第二電
極の厚みの低下を少なくすることが可能となり、抵抗値
の低い第二電極を形成した有機電界発光装置が製造でき
る。
【図1】本発明に使用される第二電極パターニング用シ
ャドーマスクの一例を示す平面図。
ャドーマスクの一例を示す平面図。
【図2】図1のXX’断面図。
【図3】本発明に使用される発光層パターニング用シャ
ドーマスクの一例を示す平面図。
ドーマスクの一例を示す平面図。
【図4】正孔輸送層の形成方法の一例を説明するXX’
断面図。
断面図。
【図5】発光層パターニング方法の一例を説明するX
X’断面図。
X’断面図。
【図6】発光層パターニング方法の一例を説明するY
Y’断面図。
Y’断面図。
【図7】電子輸送層の形成方法の一例を説明するXX’
断面図。
断面図。
【図8】第二電極パターニング方法の一例を説明するX
X’断面図。
X’断面図。
【図9】第二電極パターニング方法の一例を説明するY
Y’断面図。
Y’断面図。
1 基板 2 第一電極 4 絶縁層(スペーサー) 5 正孔輸送層 6 発光層 7 電子輸送層 8 第二電極 10 薄膜層 11 正孔輸送材料 12 発光材料 13 電子輸送材料 14 第二電極材料 30 シャドーマスク 31 マスク部分 32 開口部 33 補強線 34 フレーム 35 マスクの一方の面 36 隙間
Claims (4)
- 【請求項1】基板上に形成された第一電極と、第一電極
上に形成された少なくとも有機化合物からなる発光層を
含む薄膜層と、薄膜層上に形成された第二電極とを含む
有機電界発光装置の製造方法であって、マスク部分に少
なくとも1つ以上の開口部を有し、かつ、マスク部分の
一方の面に開口率60%以上のメッシュ状補強線を有す
るシャドーマスクを、マスク部分の他方の面を前記基板
に向けて配置した状態で、前記補強線側から飛来した第
二電極材料を前記開口部を介して前記薄膜層上に蒸着せ
しめることで、前記第二電極をパターニングすることを
特徴とする有機電界発光装置の製造方法。 - 【請求項2】補強線の幅が40μm未満であることを特
徴とする請求項1記載の有機電界発光装置の製造方法。 - 【請求項3】第二電極をストライプ状にパターニングす
ることを特徴とする請求項1記載の有機電界発光装置の
製造方法。 - 【請求項4】第二電極の幅が500μm以下であること
を特徴とする請求項1記載の有機電界発光装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28782499A JP2001110567A (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 有機電界発光装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28782499A JP2001110567A (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 有機電界発光装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001110567A true JP2001110567A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17722247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28782499A Pending JP2001110567A (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 有機電界発光装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001110567A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045657A (ja) * | 2001-05-24 | 2003-02-14 | Kyushu Hitachi Maxell Ltd | 有機el素子用蒸着マスクと有機el素子用蒸着マスクの製造方法 |
| EP1426461A1 (en) | 2002-11-29 | 2004-06-09 | Samsung NEC Mobile Display Co. Ltd. | Mask for coating by vacuum evaporation |
| KR100863901B1 (ko) * | 2002-11-22 | 2008-10-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 증착용 마스크 프레임 조립체와 그 제조방법 및 이를이용한 유기 el 소자의 제조방법 |
| CN101926019A (zh) * | 2007-11-22 | 2010-12-22 | 法国圣-戈班玻璃公司 | 具有电极的基材、与其结合的有机发光装置、及其制造 |
| US9502276B2 (en) | 2012-04-26 | 2016-11-22 | Intevac, Inc. | System architecture for vacuum processing |
| US9525099B2 (en) | 2012-04-19 | 2016-12-20 | Intevac, Inc. | Dual-mask arrangement for solar cell fabrication |
| US9543114B2 (en) | 2014-08-05 | 2017-01-10 | Intevac, Inc. | Implant masking and alignment system with rollers |
| US10062600B2 (en) | 2012-04-26 | 2018-08-28 | Intevac, Inc. | System and method for bi-facial processing of substrates |
-
1999
- 1999-10-08 JP JP28782499A patent/JP2001110567A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100863901B1 (ko) * | 2002-11-22 | 2008-10-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 증착용 마스크 프레임 조립체와 그 제조방법 및 이를이용한 유기 el 소자의 제조방법 |
| US7537798B2 (en) | 2002-11-22 | 2009-05-26 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Deposition mask frame assembly, method of fabricating the same, and method of fabricating organic electroluminescent device using the deposition mask frame assembly |
| EP1426461A1 (en) | 2002-11-29 | 2004-06-09 | Samsung NEC Mobile Display Co. Ltd. | Mask for coating by vacuum evaporation |
| US7837528B2 (en) | 2002-11-29 | 2010-11-23 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Evaporation mask, method of fabricating organic electroluminescent device using the same, and organic electroluminescent device |
| US8334649B2 (en) | 2002-11-29 | 2012-12-18 | Samsung Display Co., Ltd. | Evaporation mask, method of fabricating organic electroluminescent device using the same, and organic electroluminescent device |
| CN101926019A (zh) * | 2007-11-22 | 2010-12-22 | 法国圣-戈班玻璃公司 | 具有电极的基材、与其结合的有机发光装置、及其制造 |
| CN105140415A (zh) * | 2007-11-22 | 2015-12-09 | 法国圣-戈班玻璃公司 | 具有电极的基材、与其结合的有机发光装置、及其制造 |
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