JP4356899B2 - 有機ｅｌ発光装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、比較的広い面積を有する面発光源として有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いた有機ＥＬ発光装置およびその製造方法に関する。

有機ＥＬ素子は直流の低電圧により駆動されることで高い発光効率を有し、軽量かつ薄型化が可能であることから、一部の携帯型機器などにおけるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に利用されており、また同素子を面発光源として、例えば液晶表示素子のバックライトとして利用する形態のものも提供されている。

一方、有機ＥＬ素子はＥＬ発光層に用いる素材の選択により、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各発光色を得ることができ、したがって前記した各発光色を単独で、または二種以上の発光色を組み合わせることにより、白色もしくはこれに近い発光色を得ることも可能となる。それ故、有機ＥＬ素子を比較的広い面積を有する面発光源（発光パネル）として構成することで、例えば宣伝広告用の発光ポスター、電飾、サイン用光源の他、室内や車内等を照明する高効率な光源として利用することができる。

前記した有機ＥＬ素子は、対向する電極間に直流電圧が印加されることで、陰極側から注入された電子と、陽極側から注入されたホールが発光層内で再結合し、そのエネルギーが蛍光物質を励起して発光するようになされる。このために、前記した発光層からの発光を外部に取り出す必要があり、したがって少なくとも一方の電極には透明電極が用いられる。この透明電極としては、通常においては酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などが用いられる。

そして、基本的には透明な基板上に前記したＩＴＯによる透明電極が成膜され、その上に例えばホール輸送層、有機発光層、電子注入層からなるＥＬ発光層が形成され、この上に金属電極が積層された構成にされる。この積層構成において、一般的に前記透明電極が陽極を構成し、また金属電極が陰極を構成して両電極間に直流電圧が印加されるようになされる。

ところで、透明電極を構成する前記したＩＴＯは、その電気抵抗率が１×１０^-4Ωｃｍ程度であり、通常の金属材料に比較してその電気抵抗率は１〜２桁高いものとなる。したがって、前記したようにＥＬ素子を広い面積を有する面発光源として構成した場合、透明電極における電圧降下が影響して、発光輝度にむら（輝度傾斜）が発生する。

すなわち、有機ＥＬ素子における発光輝度は、素子の単位面積に注入される電流量にほぼ比例すると言われている。したがって、透明電極に対する給電点から遠くなるほど前記ＩＴＯによる電圧降下の影響を大きく受けることになり、透明電極に対する給電点から遠くなるほど輝度が暗くなるという問題を招来させる。

前記した問題を克服するためにＩＴＯに代表される透明電極において、その電気抵抗率を低くした素材の提案が幾つかなされているものの、その電気抵抗率を桁違いに低くするまでには至らない。したがって、例えば照明などに用いるに適した広い面積の面発光源として有機ＥＬ素子を構成した場合においては、前記したように発光輝度にむら（輝度傾斜）が発生する課題を抱えたままとなる。

そこで、広い面積の有機ＥＬ素子を複数に分割して小面積の発光セグメントとし、各発光セグメントを電気的に直列に接続することで、前記した透明電極の電圧降下による輝度むらの発生を抑えた構成の有機ＥＬ発光装置が次に示す特許文献１および２などに開示されている。
特開２０００−２９４０４号公報 特開２００４−２３４８６８号公報

図９は、前記特許文献１および２に開示されている有機ＥＬ発光装置の基本構成を示したものであり、この例では３つに分割した発光セグメントを備えた有機ＥＬ発光装置の積層構造例を模式的に示している。

図９において、符号１は例えばガラス等の透明な素材により形成された基板を示しており、この基板１の上面には第１電極としての例えばＩＴＯによる透明電極が形成されている。この透明電極は、例えば蒸着等の手段によりＩＴＯを基板１上に成膜した後、例えばフォトリソグラフィ法を用いることで、図９に２ａ，２ｂ，２ｃとして示すように蒸着膜を３つに分割（パターニング）した構成にされている。

また、３つに分割された前記透明電極２ａ，２ｂ，２ｃの上には、有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂ，３ｃが前記透明電極２ａ，２ｂ，２ｃに重畳されるようにして、それぞれ３つに分割された状態で例えば蒸着手段により成膜される。さらに前記した有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂ，３ｃの上には、第２電極としての金属製の対向電極４ａ，４ｂ，４ｃが、それぞれ３つに分割された状態で例えば蒸着手段により形成される。

これにより、前記した透明電極２ａ、有機ＥＬ発光層３ａおよび対向電極４ａが、第１の発光セグメントａを形成し、同じく透明電極２ｂ、有機ＥＬ発光層３ｂおよび対向電極４ｂが、第２の発光セグメントｂを形成する。同様に、透明電極２ｃ、有機ＥＬ発光層３ｃおよび対向電極４ｃが、第３の発光セグメントｃを形成する。

この場合、第１の発光セグメントａを形成する対向電極４ａの端部は、第２の発光セグメントｂを形成する透明電極２ｂの端部に対して重畳部ｄ１を介して電気的に導通され、また第２の発光セグメントｂを形成する対向電極４ｂの端部は、第３の発光セグメントｃを形成する透明電極２ｃの端部に重畳部ｄ２を介して電気的に導通されるように成膜される。これにより前記した第１〜第３の発光セグメントは電気的に直列に接続された構成にされる。

そして、前記した第１の発光セグメントを形成する透明電極２ａと、第３の発光セグメントを形成する対向電極４ｃの間には、発光駆動源として機能する直流電源Ｅが接続される。すなわち、図９に示す構成においては、直流電源Ｅの正極端子（＋）が透明電極２ａに、また直流電源Ｅの負極極端子（−）が対向電極４ｃに接続されており、これにより直列接続された第１〜第３の発光セグメントには、直流電源Ｅより発光駆動電流が供給される。

前記した構成によると、広い面積の有機ＥＬ素子を複数（図の例では３つ）に分割して直列接続されているので、例えばＩＴＯに代表される透明電極の高い電気抵抗率の影響を受けて、輝度むらが発生する度合いを効果的に低減させることができる。

ところで、図９に示したように複数の発光セグメントａ〜ｃを備え、各セグメントを直列接続した構成の有機ＥＬ発光装置においては、各発光セグメントを構成する有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂ，３ｃ、並びに対向電極４ａ，４ｂ，４ｃを、それぞれ蒸着マスクを用いて成膜領域ごとに塗り分ける（蒸着マスクを用いて成膜領域ごとに蒸着する）操作が必要となる。

すなわち、有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂ，３ｃを成膜する際には、蒸着マスクを用いて有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂが、前記した重畳部ｄ１，ｄ２をカバーしないように成膜する必要がある。前記有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂが、重畳部ｄ１，ｄ２をカバーした場合には、対向電極４ａ，４ｂの端部を、隣接する透明電極２ｂ，２ｃの端部に電気的に導通させることができず、したがって各発光セグメントを直列接続させることが不可能となる。

一方、各有機ＥＬ発光層上に対向電極４ａ，４ｂ，４ｃを成膜する際には、蒸着マスクを用いて対向電極４ａ，４ｂ，４ｃが確実に分離されると共に、前記した重畳部ｄ１，ｄ２において隣接する透明電極２ｂ，２ｃの端部に対向電極４ａ，４ｂの端部が確実に重畳されるように成膜させる必要がある。この場合、前記した重畳部ｄ１，ｄ２は、非発光部分となるために、その幅は極力狭く形成させることが望まれ、好ましくは０．５ｍｍ以下になされる。

ところで、前記したように蒸着マスクを用いて成膜領域ごとに塗り分ける操作を実行した場合、蒸着ガスの回り込みにより、蒸着パターンの精度が悪化するという問題を抱えている。すなわち前記パターン精度が悪化した場合には、発光の均一性が損なわれたり、透明電極と対向電極がショートする問題も発生する。

また、前記したように比較的大面積における蒸着マスクによる塗り分け操作は、マスクの歪みが大きくなり、これにより蒸着精度がさらに悪化する。さらに、蒸着マスクを基板に密着させるために磁石等を用いても、開口が広く蒸着領域を区劃する狭い幅のストライプ（前記した０．５ｍｍ以下のストライプ）がよれてしまうなどの問題が発生して必要な蒸着精度を得ることが困難となる。

この発明は、前記した技術的な問題点に着目してなされたものであり、特に有機ＥＬ発光層を蒸着マスクを用いて塗り分ける操作を省略することで、複数に分割した発光セグメントを直列接続させた構成の有機ＥＬ発光装置を効率よく製造することが可能な有機ＥＬ発光装置およびその製造方法を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる有機ＥＬ発光装置は、第１電極、有機ＥＬ発光層および第２電極からなる複数の発光セグメントが基板上に形成され、前記各発光セグメントが直列に接続された構成の有機ＥＬ発光装置であって、隣接する発光セグメントの境界部における前記第１電極上に、前記第２電極とは別に形成された導体部を前記第１電極と導通状態に接続形成すると共に、前記導体部は前記境界部に沿って連続した隔壁状に、かつ前記第２電極よりも高く形成され、前記各第１電極上に前記有機ＥＬ発光層と前記第２電極とがそれぞれ積層されることにより、前記第２電極よりも突出した前記導体部が、前記有機ＥＬ発光層上の第２電極に接続され、前記導体部を介して隣接する発光セグメントにおける前記第１電極と前記第２電極とが電気的に接続されている点に特徴を有する。

この場合、前記基板の法線方向の面において切断した前記導体部の断面形状は、好ましくは長方形もしくは逆台形状に形成される。

また、前記導体部の一つの好ましい形態においては、前記導体部における頂上部には、Ｐ−Ｖ値で１０ｎｍ〜１０μｍの凹凸が形成された構成にされる。これを実現する一つの手段として前記導体部には導電性ペーストが用いられ、前記導電性ペーストに含まれる金属粒子の粒径が、１ｎｍ〜１０μｍに選定される。

さらに、前記した構成の有機ＥＬ発光装置における他の好ましい形態においては、各発光セグメントの導体部にそれぞれ隣接するようにして隔壁状のセパレータが発光セグメントの境界部に沿ってさらに形成され、前記第２電極の形成時において、第２電極を発光セグメントごとに電気的に分離する絶縁ギャップ部を前記セパレータの根元部分に形成した構成にされる。

この場合、前記セパレータの上部には、前記基板の面に平行な方向に突出するオーバハング部が形成されていることが望ましい。

一方、前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる有機ＥＬ発光装置の第１の製造方法は、第１電極、有機ＥＬ発光層および第２電極からなる複数の発光セグメントが基板上に形成され、前記各発光セグメントが直列に接続された構成の有機ＥＬ発光装置の製造方法であって、前記各発光セグメントごとの前記第１電極をそれぞれ分離した状態で前記基板上に形成するパターニング工程と、前記基板上の隣り合う発光セグメントの境界部における前記第１電極上に、導体部を前記第１電極と導通状態に接続形成すると共に、前記導体部は前記境界部に沿って連続した隔壁状に、かつ後工程において形成される第２電極よりも高く形成する工程と、前記第１電極上に前記有機ＥＬ発光層を形成する工程と、前記有機ＥＬ発光層上に前記第２電極を形成する工程とを実行することにより、前記第２電極よりも突出した前記導体部が、前記有機ＥＬ発光層上の第２電極に接続され、隣接する発光セグメント間における前記第１電極と前記第２電極とが前記導体部を介して電気的に接続した構成を得るようになされる。

また、前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる有機ＥＬ発光装置の第２の製造方法は、第１電極、有機ＥＬ発光層および第２電極からなる複数の発光セグメントが基板上に形成され、前記各発光セグメントが直列に接続された構成の有機ＥＬ発光装置の製造方法であって、前記各発光セグメントごとの第１電極をそれぞれ分離した状態で前記基板上に形成するパターニング工程と、前記基板上の隣り合う発光セグメントの境界部に沿って、長尺状の隔壁部を形成する工程と、前記基板の法線方向に対して所定の角度をもって有機ＥＬ発光材料を斜方蒸着することで、前記第１電極上に前記有機ＥＬ発光層を形成する工程と、前記所定の角度よりも小さな角度をもって第２電極材料を前記有機ＥＬ発光層上に蒸着することで、前記有機ＥＬ発光層上に前記第２電極を形成する工程とを実行することにより、隣接する発光セグメント間における前記第１電極の端部に対して前記第２電極の端部を電気的に接続した構成を得るようになされる。

この場合、インライン式蒸着装置を用いて、前記有機ＥＬ発光材料を斜方蒸着することが望ましい。

前記した構成の有機ＥＬ発光装置、並びに前記第１の製造方法によると、有機ＥＬ発光層は発光セグメントの境界部にかかわりなく第１電極を覆うようにして成膜することができる。すなわち、有機ＥＬ発光層は前記した従来のように蒸着マスクを用いて成膜領域ごとに塗り分ける操作を実行する必要はない。そして、有機ＥＬ発光層上に第２電極を成膜することで、前記第２電極は隣接する発光セグメントの第１電極上に形成された導体部を介して当該第１電極に接続することができ、これにより発光セグメントが直列接続された構成の有機ＥＬ発光装置を得ることができる。

これに加えて、各発光セグメントの導体部にそれぞれ隣接するようにして隔壁状のセパレータを発光セグメントの境界部に沿って形成した構成にすることにより、第２電極は発光セグメントの境界部にかかわりなく有機ＥＬ発光層を覆うようにして成膜することができる。すなわち、前記した隔壁状のセパレータを予め形成することにより、第２電極の成膜時において、第２電極を発光セグメントごとに電気的に分離する絶縁ギャップ部をセパレータの根元部分に形成することができる。

これによると、第２電極も前記した従来のように蒸着マスクを用いて成膜領域ごとに塗り分ける操作を実行する必要はなく、蒸着マスクを利用することのない前記した有機ＥＬ発光層の成膜操作と相俟って、その生産性を遥かに向上させることができる。

一方、この発明にかかる前記した第２の製造方法によると、第１電極の成膜後に発光セグメントの境界部に沿って長尺状の隔壁部を形成し、基板の法線方向に対して所定の角度をもって有機ＥＬ発光材料を斜方蒸着する工程が実行される。これにより、前記隔壁部と斜方蒸着の作用により、ＥＬ発光材料を発光セグメントにしたがって分離した状態で成膜することができる。

そして、前記有機ＥＬ発光層上に前記第２電極を形成する工程とを実行することにより、隣接する発光セグメント間における前記第１電極の端部に対して前記第２電極の端部が重畳されるように成膜することができ、これにより発光セグメントが電気的に直列接続された構成の有機ＥＬ発光装置を得ることができる。

以下、この発明にかかる有機ＥＬ発光装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１〜図４はその第１の実施の形態を示したものであり、図１は３つに分割した発光セグメントを備えた有機ＥＬ発光装置の積層構造例を上面から視た状態で示した模式図である。また、図２は図１に示すＡ−Ａ線より矢印方向に視た断面図であり、図３Ａ〜図３Ｆは図１および図２に示すＥＬ発光装置の製造（成膜）工程の一例を順に断面図で示したものである。さらに、図４は図３Ｆにおける鎖線Ｂで囲まれた部分を拡大して示した一部拡大断面図である。なお、以下に説明する各図においては、すでに説明した図９に示した各部と同一の機能を果たす部分を同一符号で示しており、したがってその詳細な説明は適宜省略する。

この実施の形態による有機ＥＬ発光装置は図１および図２に示すように、各発光セグメントａ，ｂ，ｃの境界部における第１電極２ｂ，２ｃ上に、それぞれ導体部５が形成される。この導体部５は一例として各発光セグメントａ，ｂ，ｃの境界部において、当該境界部に沿って連続するようにして隔壁状に形成されている。これに加えて、この実施の形態においては、各発光セグメントａ，ｂ，ｃ間に絶縁層６が形成され、この絶縁層６上に、前記導体部５にそれぞれ隣接するようにして隔壁状のセパレータ７が絶縁層６上に沿ってさらに形成される。

前記したように導体部５および隔壁状のセパレータ７が形成された状態で、有機ＥＬ発光層が全面にわたって成膜される。この時、前記導体部５およびセパレータ７の存在により、有機ＥＬ発光層は各発光セグメントａ，ｂ，ｃに対応してそれぞれ符号３ａ，３ｂ，３ｃで示すように３つに分離される。

さらに有機ＥＬ発光層上に、第２電極としての金属製の対向電極が全面にわたって成膜される。この時、前記セパレータ７の存在により、対向電極は各発光セグメントａ，ｂ，ｃに対応してそれぞれ符号４ａ，４ｂ，４ｃで示すように３つに分離され、後で詳細に説明するように、各対向電極４ａ，４ｂ，４ｃは互いに絶縁された状態で成膜される。

また、前記対向電極４ａ，４ｂ，４ｃの成膜に伴い、発光セグメントａを構成する対向電極４ａは隣接する発光セグメントｂを構成する第１電極としての透明電極２ｂに対して導体部５を介して電気的に接続される。同様に発光セグメントｂを構成する対向電極４ｂは隣接する発光セグメントｃを構成する第１電極としての透明電極２ｃに対して導体部５を介して電気的に接続される。これにより発光セグメントａ，ｂ，ｃが直列接続された有機ＥＬ発光装置を得ることができる。

そして、前記した第１の発光セグメントを構成する透明電極２ａと、第３の発光セグメントを構成する対向電極４ｃの間には、発光駆動源として機能する直流電源Ｅが接続される。すなわち、図１に示す構成においては、直流電源Ｅの正極端子（＋）が透明電極２ａに、また直流電源Ｅの負極極端子（−）が対向電極４ｃに接続されており、これにより直列接続された第１〜第３の発光セグメントには、直流電源Ｅより発光駆動電流が供給される。

前記図１および図２に示した構成の有機ＥＬ発光装置を得るための製造（成膜）方法について、図３Ａ〜図３Ｆに基づいて説明する。まず、図３Ａはガラス等の透明な素材により形成された基板１上に第１電極として機能する透明電極２ａ，２ｂ，２ｃを形成した状態を示している。この透明電極２ａ，２ｂ，２ｃはスパッタリング法やイオンプレーティング法、蒸着法などの通常用いられる方法で基板１上に成膜することで形成することができる。

この透明電極２ａ，２ｂ，２ｃはすでに説明したとおりＩＴＯを好適に用いることができるが、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛などの金属酸化物を用いることもできる。そして、その膜厚は透明性および導電性の確保のために、８０〜４００ｎｍに設定され、より好ましくは１００〜２００ｎｍに設定される。そして、前記透明電極は、基板１上の全面にわたって成膜した後において、例えばフォトリソグラフィ法を用いることで、図３Ａに２ａ，２ｂ，２ｃとして示すように３つにパターニングした構成にすることもできる。

続いて、図３Ｂに示すように導体部５が形成される。この導体部５は前記したとおり、隣接する発光セグメントａ，ｂ，ｃの境界部における前記透明電極２ｂ，２ｃ上に、当該境界部に沿って連続するようにして隔壁状に形成される。すなわち、前記導体部５は透明電極２ｂ，２ｃとしての第１電極上に、前記第１電極と導通状態となるように接続形成される。なお、前記導体部５は必ずしも連続した隔壁状に形成させる必要はなく、少なくとも１つの導体部を例えばスポット状に形成させることによっても、これを介して発光セグメントａ，ｂ，ｃを直列接続させることができる。しかしながら、導体部５は実施の形態のように境界部に沿って連続した隔壁状に形成するほうが、第１電極材料であるＩＴＯの高い電気抵抗率を、効果的に補償することが可能となる。

前記した導体部５を形成させるに際しては、エッチング法、真空蒸着法、フォトリソグラフィ法、印刷法などを用いることができ、この導体部５に用いる材料としては、ＩＴＯ、アルミニウム、フォト銀ペースト、銀ペースト、カーボーンペースト等を挙げることができる。また、前記導体部５の基板１の法線方向における高さは、後で成膜される第２電極よりも高く形成されていることが望ましく、３μｍ程度が最適である。

なお、前記導体部５は、基板１の法線方向の面において切断した断面形状が、図に示すように長方形状もしくは根元部分よりも頭部の幅が大きく形成された逆台形状に構成されていることが望ましい。なお、ＩＴＯ、アルミニウムは一体形成後にエッチングして導体部を形成しても良い。導電ペースト（フォト銀ペースト）ではフォトリソグラフィ（ネガタイプ）を用いれば断面形状を逆台形状にすることが可能である。

なお、前記導体部５は、その断面形状を逆台形状にすることで、後述する有機ＥＬ発光層を成膜する場合において、絶縁性の有機材料が導体部５の側壁に付着する度合いを低くすることができる。これにより、後述するようにさらに背面電極を成膜した時に、導体部５に対する背面電極の電気的な導通を良好にすることができる。

図３Ｃは、各発光セグメントａ，ｂ，ｃの間に絶縁層６を形成した状態を示すものである。この絶縁層６は図３Ｃに示すように、各透明電極の間および前記導体部５を中にして、その両側において導体部５に沿って形成される。前記絶縁層６としては例えば高分子ポリイミドを用いることができ、この高分子ポリイミドをコーティングし露光および現像をすることにより、図３ｃに示すパターンにしたがった絶縁層６を形成することができる。

図３Ｄは、隔壁状のセパレータ７を形成する工程を示しており、このセパレータ７は前記各導体部５にそれぞれ隣接するようにして、絶縁層６上に沿って形成されている。そして、前記各セパレータ７の上部は、図４に拡大して示したように前記基板１の面に平行な方向に突出するオーバハング部７ａが形成され、これによりその断面形状はほぼ逆等脚台形となるように形成されている。

前記したようにその断面形状が逆等脚台形となるセパレータ７を形成する一つの好ましい製法は次のとおりである。すなわち、故意にＵＶ光の透過性を低くしたネガ形フォトレジストを、コーティングしプリベークする。この時の膜厚は２μｍ程度に設定される。そして、光透過スリットを備えたマスクを介して、セパレータ３を形成させる位置に対してＵＶ光を投射し露光する。この際、前記したフォトレジストはＵＶ光の透過率が低いために、深さ方向において現像液に対する溶解性の差が生ずる。

したがって、前記したフォトレジストがプリベークされた基板１にアルカリ現像液をスプレーシャワーすることにより現像の進行性の差によって、図４に示すようにオーバハング部７ａを有するセパレータ７が前記した絶縁層６上に沿って突出して形成される。このように、セパレータ７の断面形状がほぼ逆等脚台形になされることにより、後述する第２電極としての対向電極の成膜時において、対向電極を発光セグメントごとに電気的に分離する絶縁ギャップ部７ｂ（図４に示す）をセパレータ７の根元部分に形成することができる。

図３Ｅは、さらに有機ＥＬ発光層を成膜した状態を示す。この場合、有機ＥＬ発光層を全面にわたって成膜することで、前記導体部５およびセパレータ７の存在により、有機ＥＬ発光層は各発光セグメントａ，ｂ，ｃに対応してそれぞれ符号３ａ，３ｂ，３ｃで示したように３つに分離される。前記有機ＥＬ発光層は、基本的にはホール輸送層、有機発光層、電子注入層の各層から構成されるが、これに加えてホール注入層、電子注入層が備えられる場合もある。これら各層の形成も、真空蒸着法などの通常において用いられる成膜手段を採用することができる。

そして、前記各層の膜厚も、各層同志の適用性や求められる全体の膜厚を考慮して適宜状況に応じて定められるが、３つに分離される有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれの基板１の法線方向の高さは、すでに説明した導体部５およびセパレータ７の高さよりも低くなるように設定される。

続いて、図３Ｆに示すように前記した有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂ，３ｃの上に、さらに第２電極としての対向電極が全面にわたって成膜される。この時、前記したセパレータ７の存在により、対向電極は各発光セグメントａ，ｂ，ｃに対応して、それぞれ符号４ａ，４ｂ，４ｃで示すように３つに分離された状態で成膜される。

前記対向電極４ａ，４ｂ，４ｃは、仕事関数の小さい金属、合金、導電性化合物により構成される。例えば、アルミニウム、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金などが用いられる。そして、前記対向電極の膜厚は１０〜５００ｎｍ程度に設定され、好ましくは５０〜２００ｎｍになされる。また、前記対向電極においても、スパッタリング法やイオンプレーティング法、蒸着法などの通常用いられる方法により成膜することができる。

この場合、対向電極の例えば蒸着による成膜によって、図４に示すように対向電極は有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂ，３ｃの上のみならず、前記した導体部５およびセパレータ７の上面に成膜された有機材料の上にもさらに成膜される。ここで、前記セパレータ７はすでに説明したとおり、その断面形状がオーバハング部７ａを含む逆等脚台形になされているので、対向電極の成膜時においてセパレータ７の根元部分には対向電極の材料が成膜されるのが阻止される。

この結果、セパレータ７の根元部分には図４に示すように絶縁ギャップ部７ｂを形成させることができ、これにより前記対向電極は、符号４ａ，４ｂ，４ｃで示したとおり、電気的に分離された形で成膜される。一方、対向電極の成膜時において、図３Ｆおよび図４に示すように対向電極４ａが、この対向電極（第２電極）４ａとは予め別に形成された前記導体部５に接続され、この導体部５を介して対向電極４ａが透明電極２ｂに接続される。同様に対向電極４ｂは導体部５を介して透明電極２ｃに接続され、この結果、各発光セグメントａ，ｂ，ｃは直列接続された構成となる。

以上、説明したとおり、この発明にかかる有機ＥＬ発光装置によると、隣接する発光セグメントの境界部における第１電極としての透明電極上に予め導体部を形成することで、従来のように有機ＥＬ発光層を蒸着マスクを用いて塗り分ける操作を行うことなく発光セグメントを直列接続させた構成の有機ＥＬ発光装置を提供することができる。

これに加えて、前記導体部にそれぞれ隣接するようにして隔壁状のセパレータを発光セグメントの境界部に沿って形成した構成にすることで、従来のように第２電極としての対向電極を蒸着マスクを用いて塗り分ける操作を行うことなく、対向電極を各発光セグメントに対応して電気的に分離した状態で成膜することができる。

したがって、前記した構成の有機ＥＬ発光装置を採用することにより、複数に分割した発光セグメントを直列接続させた構成の有機ＥＬ発光装置を効率よく製造することが可能となる。

なお、図３Ａ〜図３Ｆに基づいて説明した有機ＥＬ発光装置の製造（成膜）工程においては、第１電極としての透明電極のパターニング後に導体部５を形成し、その後に絶縁層６およびセパレータ７を形成するようにしているが、これは透明電極のパターニング後に絶縁層６およびセパレータ７を先に形成し、その後に導体部５を形成する製造工程を採用することもできる。

以上のようにして形成された有機ＥＬ発光装置において、前記導体部と対向電極との間の電気的な接続が充分ではない場合においては、パネル成形後の後処理として以下の方法を採用し両者の接続を確保することが可能である。その一つは電極間に逆バイアスを印加する手段、また他の一つとして透明電極側あるいは対向電極側から導体部へレーザ照射を行う手段（レーザリペア法）、さらに他の一つとして導体部に対して対向電極側より物理的な圧力を加える手段等を採用することができる。

次に図５は、この発明にかかる有機ＥＬ発光装置の他の好ましい構成例を示したものであり、この図５においてはすでに説明した図４に示す各部と同一の機能を果たす部分を同一符号で示している。したがってその詳細な説明は省略する。

図５に示す例は、導体部５の素材として表面の粗い導電性ペーストを用い、例えばスクリーン印刷によって導体部を形成した例を示している。この場合、前記導体部５における頂上部には、Ｐ−Ｖ値で１０ｎｍ〜１０μｍの凹凸が形成されていることが望ましい。導体部５に前記した凹凸を形成させることにより、前記導電ペーストと第２電極との接触が確実となり、両者の電気的な接続を確実になし得ることができる。

この場合、Ｐ−Ｖ値で１０ｎｍ未満の凹凸であっては、前記有機層が絶縁層として存在するため、導電ペーストと第２電極との確実な接続を望むことができなくなる。またＰ−Ｖ値で１０μｍを超える凹凸であっては、必要部位に有機層が成膜されない恐れが生ずる。

前記したように導体部５における頂上部に、Ｐ−Ｖ値で１０ｎｍ〜１０μｍの凹凸を形成させる場合においては、導電性ペーストに含まれる金属粒子の粒径として、１ｎｍ〜１０μｍの範囲に選定したものを利用することで、好ましい結果を得ることができる。

次に図６はこの発明にかかる有機ＥＬ発光装置の他の好ましい製造方法について説明するものであり、この図６に示した構成においては、すでに説明した図４に示す各部と同一の機能を果たす部分を同一符号で示している。したがってその詳細な説明は省略する。

この図６に示す有機ＥＬ発光装置においては、基板１上の隣り合う発光セグメントの境界部に沿って、長尺状の隔壁部８が形成される。図６に示す例はすでに説明したセパレータ７と同様に断面形状がほぼ逆台形に形成されているが、この隔壁部８は断面形状が長方形もしくは台形状に形成されたものであってもよい。

そして、前記隔壁部８を形成した状態で有機ＥＬ発光材料を斜方蒸着することで、発光セグメントの境界部における有機ＥＬ発光層の成膜位置を制御するようになされる。すなわち、図６に示す例においては、有機ＥＬ発光材料は破線の矢印ｅで示す態様で、基板１に対して斜方蒸着が実行される。この時の基板１の法線方向に対する斜方蒸着の角度はθ１である。

前記した態様により有機ＥＬ発光材料を斜方蒸着することで、有機ＥＬ発光層３ａ，３ｂ，３ｃが透明電極２ａ，２ｂ，２ｃに重畳されるように成膜される。この時、前記隔壁部８の影になる部分には、有機ＥＬ発光材料は蒸着されない。続いて、前記角度θ１よりも、小さな角度であるθ２をもって第２電極材料を前記有機ＥＬ発光層上に蒸着するようになされる。すなわち、第２電極材料は破線の矢印ｆで示す態様で、基板１に対して斜方蒸着される。

これにより、対向電極４ａ，４ｂは、隣接する発光セグメントにおける透明電極２ｂ，２ｃの端部に接合して電気的に導通される。一方、前記隔壁部８の影になる部分には、対向電極の電極材料は蒸着されず、絶縁ギャップ部９が形成される。したがって対向電極は、前記絶縁ギャップ部９により発光セグメントごとに電気的に分離された形で成膜される。

したがって、前記した斜方蒸着を採用することによっても、複数に分割した発光セグメントを直列接続させた構成の有機ＥＬ発光装置を効率よく製造することが可能となる。

前記したように斜方蒸着を行う場合において、例えばクラスター型の基板回転蒸着機構においては、角度制限を設けた場合、蒸着むらが発生し、大面積の基板への対応が困難であるため、インライン型蒸着装置を用いることが望ましい。

図７および図８は、前記図６に示した斜方蒸着によるＥＬ発光装置の製法において好適に採用し得るインライン型蒸着装置の一例を模式的に示したものである。なお、図７はインライン型蒸着装置とこれにより蒸着を受ける基板の搬送関係を示したものであり、図８は図７に示すインライン型蒸着装置をＤ−Ｄ線より矢印方向に視た断面図で示している。

このインライン型蒸着装置１１は、その外郭が直方体状に形成され、その上端部には矩形状のノズル開口１２が形成されている。この蒸着装置１１の下底部は図示していないが蒸着材料が収容される蒸発室（るつぼ）を構成しており、図示せぬヒータにより加熱される。蒸着材料は加熱を受けて気化または昇華され、その蒸気がノズル開口１２より吐出される。

この場合、矩形状のノズル開口１２内には、ノズル開口の長手方向の一方に向かって、鉛直方向に対して所定の角度（前記θ１もしくはθ２）をもって蒸気を吐出させる複数の案内板１３が配置されている。一方、基板１はノズル開口１２の直上をノズル開口の長手方向に直交する方向に一定の速度をもって矢印Ｅ方向に搬送される。

この場合、前記基板１には搬送方向Ｅに平行するようにして発光セグメントａ，ｂ，ｃが区劃されており、発光セグメントの境界部に形成された図６に示す隔壁部８の作用により、前記したとおり有機ＥＬ発光材料および対向電極材料の蒸着領域を制御することができる。

なお、以上説明した実施の形態においては、基板１側の第１電極を透明電極としたボトムエミッションタイプの発光装置を例にしているが、この発明は第２電極を透明電極としたトップエミッションタイプの発光装置に対しても同様に採用することができる。

この発明にかかる有機ＥＬ発光装置の積層構造例を上面から視た状態で示した模式図である。 図１に示すＡ−Ａ線より矢印方向に視た状態の断面図である。 図１に示す発光装置の製造工程において、第１電極をパターニングした状態を示す断面図である。 図３Ａに続き、導体部を形成した状態を示す断面図である。 図３Ｂに続き、絶縁層を形成した状態を示す断面図である。 図３Ｃに続き、セパレータを形成した状態を示す断面図である。 図３Ｄに続き、有機ＥＬ発光層を積層した状態を示す断面図である。 図３Ｅに続き、第２電極を成膜した状態を示す断面図である。 図３Ｆにおける鎖線Ｂで囲まれた部分を拡大して示した一部拡大断面図である。 この発明にかかる有機ＥＬ発光装置の他の好ましい構成例を示した部分拡大断面図である。 この発明にかかる有機ＥＬ発光装置の他の好ましい製造方法について説明する部分拡大断面図である。 図６に示す構成のＥＬ発光装置を製造するに適したインライン式蒸着装置の一例を示した模式図である。 図７におけるＤ−Ｄ線より矢印方向に視た状態の断面図である。 従来の有機ＥＬ発光装置の積層構造例を上面から視た状態で示した模式図である。

符号の説明

１ 基板
２ａ〜２ｃ 第１電極（透明電極）
３ａ〜３ｃ 有機ＥＬ発光層
４ａ〜４ｃ 第２電極（対向電極）
５ 導体部
６ 絶縁層
７ セパレータ
７ａ オーバハング部
７ｂ 絶縁ギャップ部
８ 隔壁部
９ 絶縁ギャップ部
１１ 蒸着装置
１２ ノズル開口
１３ 案内板

Claims (7)

1. 第１電極、有機ＥＬ発光層および第２電極からなる複数の発光セグメントが基板上に形成され、前記各発光セグメントが直列に接続された構成の有機ＥＬ発光装置であって、
   隣接する発光セグメントの境界部における前記第１電極上に、前記第２電極とは別に形成された導体部を前記第１電極と導通状態に接続形成すると共に、前記導体部は前記境界部に沿って連続した隔壁状に、かつ前記第２電極よりも高く形成され、前記各第１電極上に前記有機ＥＬ発光層と前記第２電極とがそれぞれ積層されることにより、前記第２電極よりも突出した前記導体部が、前記有機ＥＬ発光層上の第２電極に接続され、前記導体部を介して隣接する発光セグメントにおける前記第１電極と前記第２電極とが電気的に接続されていることを特徴とする有機ＥＬ発光装置。
2. 前記基板の法線方向の面において切断した前記導体部の断面形状が、長方形もしくは逆台形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載された有機ＥＬ発光装置。
3. 前記導体部における頂上部には、Ｐ−Ｖ値で１０ｎｍ〜１０μｍの凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された有機ＥＬ発光装置。
4. 前記導体部が導電性ペーストにより形成され、前記導電性ペーストに含まれる金属粒子の粒径が、１ｎｍ〜１０μｍに選定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された有機ＥＬ発光装置。
5. 前記各発光セグメントの導体部にそれぞれ隣接するようにして隔壁状のセパレータが発光セグメントの境界部に沿ってさらに形成され、当該セパレータにより前記第２電極の形成時において、第２電極を発光セグメントごとに電気的に分離する絶縁ギャップ部をセパレータの根元部分に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載された有機ＥＬ発光装置。
6. 前記セパレータの上部には、前記基板の面に平行な方向に突出するオーバハング部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載された有機ＥＬ発光装置。
7. 第１電極、有機ＥＬ発光層および第２電極からなる複数の発光セグメントが基板上に形成され、前記各発光セグメントが直列に接続された構成の有機ＥＬ発光装置の製造方法であって、
   前記各発光セグメントごとの前記第１電極をそれぞれ分離した状態で前記基板上に形成するパターニング工程と、
   前記基板上の隣り合う発光セグメントの境界部における前記第１電極上に、導体部を前記第１電極と導通状態に接続形成すると共に、前記導体部は前記境界部に沿って連続した隔壁状に、かつ後工程において形成される第２電極よりも高く形成する工程と、
   前記第１電極上に前記有機ＥＬ発光層を形成する工程と、
   前記有機ＥＬ発光層上に前記第２電極を形成する工程と、
   を実行することにより、前記第２電極よりも突出した前記導体部が、前記有機ＥＬ発光層上の第２電極に接続され、
   隣接する発光セグメント間における前記第１電極と前記第２電極とが前記導体部を介して電気的に接続した構成を得ることを特徴とする有機ＥＬ発光装置の製造方法。

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