WO2014041614A1

WO2014041614A1 - 有機ｅｌ装置

Info

Publication number: WO2014041614A1
Application number: PCT/JP2012/073236
Authority: WO
Inventors: 青木　謙治; 弘務奈良
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2015-03-11

Description

有機ＥＬ装置

　本発明は、有機ＥＬ装置に関するものである。

　有機ＥＬ装置において有機層を形成する方法の一つに、マスク蒸着によって所望のパターンを形成する方法が知られている。例えば、一つの基板上に発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子を形成してカラー表示や白色照明を行うものでは、発光色毎の蒸着パターンに対応した開口パターンを有する複数のマスクを用い、電極や配線が形成された基板上に発光色毎の蒸着パターンを順次形成する。この際、基板に対面して設置するマスクが先に形成した蒸着膜に接触すると蒸着膜が損傷する不具合が生じるので、マスクと基板の間にスペーサを介在させてマスクと基板上の蒸着膜との接触を避けることが一般に行われている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１０－２７５５９８号公報

　前述した従来技術のように、基板とマスクとの間にスペーサを介在させる方法では、基板とマスクの間に比較的大きい間隙が形成されることになるので、蒸着した有機材料が開口パターンの外側に回り込んで蒸着ボケが生じ易くなる。基板上に多数の有機ＥＬ素子を形成する場合には、蒸着ボケが抑制された高精細な蒸着パターンが必要になる。

　前述した蒸着ボケを抑制するためには基板とマスクをできるだけ近接配置することが必要になる。基板とマスクを近接配置するための手段としては、マスクの開口部の近傍に突起を設けることや、有機ＥＬ素子の陰極隔壁を利用したマスク支持などが提案されている。これらの手段によると、有機ＥＬ素子の形成領域（以下、素子形成領域という）においては、マスクと基板表面を接触させること無くマスクを基板に近接配置することが可能になる。

　しかしながら、マスクと基板とを近接配置した場合には、マスクのエッジ部が素子形成領域の外側に形成された配線（例えば引出配線）に接触しやすくなる。特に、素子形成領域の全域に一様な蒸着膜を形成する場合のマスクは素子形成領域の全域が開口されているので、素子形成領域内でマスクを支持することができない。このようなマスクを基板と近接配置する場合には、マスクのエッジ部が素子形成領域の外側に形成された配線に接触して配線が損傷する不具合が起こり易くなる問題があった。

　本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、マスク蒸着によって有機層を形成する有機ＥＬ装置において、蒸着ボケを抑制すること、基板上の配線の損傷を抑止すること、等が本発明の目的である。

　このような目的を達成するために、本発明による有機ＥＬ装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。

　基板と、前記基板に形成された単数又は複数の有機ＥＬ素子と、前記基板における前記有機ＥＬ素子が形成された領域の外側に形成された配線とを備え、前記基板における前記配線が形成された領域には、少なくとも前記配線の表面より高い位置まで突出した突出部が設けられていることを特徴とする有機ＥＬ装置。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の基板上を示した平面説明図である。本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の一部を示した断面説明図である。本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置における突出部の具体的な配置及び形態例を示した説明図である（図３（ａ）が平面図、図３（ｂ）がＸ１－Ｘ１断面図、図３（ｃ）がＸ２－Ｘ２断面図）。

　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の基板上を示した平面説明図であり、図２は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の一部を示した断面説明図である。有機ＥＬ装置１は、基板１０と、基板１０に形成された単数又は複数の有機ＥＬ素子１Ｕと、基板１０における有機ＥＬ素子１Ｕが形成された領域（素子形成領域Ａ）の外側に形成された配線２０とを備えている。そして、基板１０における配線２０が形成された領域（配線形成領域Ｂ）には、少なくとも配線２０の表面より高い位置まで突出した突出部３０が設けられている。

　このような有機ＥＬ装置１によると、有機ＥＬ素子１Ｕにおける有機層をマスク蒸着する際に、マスクを突出部３０に当接させることで、マスクと基板１０を近接配置させることができる。これによって蒸着ボケを抑制した有機層の蒸着パターンを形成することができる。また、マスクの周縁部が突出部３０に当接することで、マスクのエッジ部が配線２０に接触することを回避することができる。これによってマスクの接触による配線２０の損傷を抑止することができる。

　前述した配線２０は、有機ＥＬ素子１Ｕの電極から引き出された引出配線２０Ｘ，２０Ｙを含んでいる。また、配線２０は、引出配線２０Ｘ，２０Ｙが形成されない領域に形成されるダミー配線２０Ｚを含んでいる。図１に示した例では、引出配線２０Ｘ，２０Ｙが形成された領域とダミー配線２０Ｚが形成された領域に突出部３０を設けているので、突出部３０によってマスクを安定して支持することができ、マスクのエッジ部が引出配線２０Ｘ，２０Ｙとダミー配線Ｚに接触するのを抑止することができる。また、突出部３０を素子形成領域Ａの外側周囲に設けているので、マスクが素子形成領域Ａの全域に対応する開口を有するものであっても、マスクと基板１０とを安定的に近接配置させることができる。

　図１に示した例では、素子形成領域Ａ内にはドットマトリクス状に複数の有機ＥＬ素子１Ｕが形成されているが、これに限らず、有機ＥＬ素子１Ｕは単一であっても、任意のパターンのセグメント状に配列されたものなどであってもよい。また、図１及び図２においては、有機ＥＬ素子１Ｕは、下部電極１１、有機層１２、上部電極１３を備えている。図示の例では、下部電極１１と上部電極１３は互いに交差する方向にそれぞれストライプ状に並列されており、下部電極１１と上部電極１３の交差する位置に複数の有機ＥＬ素子１Ｕが形成されている。ここでは、有機ＥＬ素子１Ｕをパッシブマトリクス駆動する例を示しているが、有機ＥＬ素子１Ｕの駆動方式はこれに限らず、アクティブマトリクス駆動するものであってもよい。この場合は、下部電極１１は有機ＥＬ素子１Ｕ毎に区分された電極になり、上部電極は複数の有機ＥＬ素子１Ｕに共通するように成膜された電極になる。

　図１及び図２に示すように下部電極１１が複数の電極にパターン形成されている場合は、各電極間の絶縁性を確保するために絶縁膜１４が設けられる。この絶縁膜１４は、下部電極１１のパターン間を埋めると共にその側端部分（隣接する下部電極が対向しあう側面）を一部覆うように形成され、有機ＥＬ素子１Ｕをドットマトリクス状に配置する場合は、有機ＥＬ素子１Ｕの形成される部分を開口した格子状に形成される。

　図示の例では、素子形成領域Ａには有機ＥＬ素子１Ｕ間に隔壁１６を設けている。隔壁１６は、マスク等を用いることなく上部電極１３のパターンを形成するため、或いは隣り合う上部電極１３を完全に電気的に絶縁するために、下部電極１１と交差する方向にストライプ状に形成されている。前述した突出部３０は、この隔壁１６と同材料・同工程で形成することができる。この場合、隔壁１６は逆テーパー断面形状（側面が下向きのテーパー面を有する形状）に形成されるので、突出部３０の断面も同様の形状に形成される。またこの場合、突出部３０は隔壁１６と略同じ高さになる。

　図示の例では、有機ＥＬ素子１Ｕは、封止基板１７によって封止されている。基板１０と封止基板１７とは素子形成領域Ａを囲む接着領域Ｓにて接着剤１７Ａを介して接着されている。そして、図示の例では、この接着領域Ｓ内に突出部３０が設けられている。接着領域Ｓ内における突出部３０の配置は、図１に示すように、環状に配置されている。また、図示の例では、突出部３０は複数点在して配置されており、複数の突出部３０は千鳥状に配置されている。また、隔壁１６が延在する方向において、隣接する一対の突出部３０の間に、一の突出部３０が配置され、下部電極１１が延在する方向において、前述の一対の突出部３０は略同じ位置に配置され、これら一対の突出部３０の間に配置される突出部３０は、一対の突出部３０に対して異なる位置に配置されている。このように、突出部３０を接着領域内に点在させることで、接着剤１７Ａの塗布時の広がりを抑制する作用が得られ、接着剤１７Ａを所望の領域内に精度良く塗布することができる。また、複数の突出部３０を千鳥状に配置して、液溜まり部を形成しないようにすることで、フォトリソ工程で隔壁１６及び突出部３０を形成する際のエッチング液の排出を良好にし、隔壁１６及び突出部３０を均一に形成することができる。

　図３は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置における突出部の具体的な配置及び形態例を示した説明図である（図３（ａ）が平面図、図３（ｂ）がＸ１－Ｘ１断面図、図３（ｃ）がＸ２－Ｘ２断面図）。図３（ａ）に示す例でも、突出部３０は素子形成領域Ａの外側における配線２０の形成領域内に形成されている。また、突出部３０は、接着剤１７Ａが塗布される接着領域Ｓ内で、接着剤１７Ａの塗布パターンに沿って点在して配置されている。この場合、接着領域Ｓの幅は、突出部３０の幅より大きく形成される。図示のように接着領域Ｓ内の突出部３０が十分に間隔を空けて点在していることで、接着剤１７Ａの紫外線硬化に影響なく、突出部３０を配置することができる。

　突出部３０の上面は、図３（ａ）に示すように、隔壁１６が延在する方向（一点破線Ｌの方向）に沿って長い略矩形状である。隔壁１６が露光マスクをずらした２回露光によって形成される場合には、突出部３０の長手方向断面及びそれに交差する断面はそれぞれ図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すような逆テーパー形状になる。その際、前述した２回露光によって図３（ａ）に示した長手方向断面におけるテーパー角度αがそれに交差する方向の断面におけるテーパー角度βに比べて同じ又は小さくなる。突出部３０の上面を一方向に長くすることで、突出部３０自身の転倒を防止して、マスクを安定して支持することができる。

　以下に、有機ＥＬ装置１の構成要素について具体的な形成例を示す。

　基板１０は、基板１０側から光を取り出すボトムエミッション方式の場合には光透過性であり、ガラスやプラスチックなど、有機ＥＬ素子１Ｕを支持することができる基材によって形成される。下部電極１１と上部電極１３は、一方が陽極、他方が陰極として機能する。そして、陽極は陰極より仕事関数が大きい材料が選択される。また、下部電極１１と上部電極１３は、光を取り出す側の電極が透明導電膜で形成される。ボトムエミッション方式の場合には、下部電極１１が透明導電膜になり、トップエミッション方式の場合には、上部電極１３が透明導電膜になる。透明導電膜は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide），ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide），酸化亜鉛系透明導電膜，ＳｎＯ₂系透明導電膜，二酸化チタン系透明導電膜などの透明金属酸化物を用いることができる。

　ボトムエミッション方式で下部電極１１側を陽極とする場合には、上部電極１３はこちらが陰極となり、陽極より仕事関数の小さい（例えば４ｅＶ以下）材料（金属，金属酸化物，金属フッ化物，合金等）を用いる。具体的には、アルミニウム（Ａｌ），インジウム（Ｉｎ），マグネシウム（Ｍｇ）等の金属膜、ドープされたポリアニリンやドープされたポリフェニレンビニレン等の非晶質半導体、Ｃｒ₂Ｏ₃，ＮｉＯ，Ｍｎ₂Ｏ₅等の酸化物を使用できる。構造としては、金属材料による単層構造、ＬｉＯ₂／Ａｌ等の積層構造等が採用できる。

　絶縁膜１４は、ポリイミド樹脂，アクリル系樹脂，酸化シリコン，窒化シリコンなどの材料が用いられる。絶縁膜１４の形成は、絶縁膜１４の材料を下部電極１１がパターン形成された基板１０上に成膜した後、下部電極１１上に有機ＥＬ素子１Ｕ毎の発光領域を形成する開口を形成するパターニングがなされる。具体的には、下部電極１１が形成された基板１０に所定の塗布厚となるように膜を形成し、露光マスクを用いて露光処理，現像処理を施すことにより、有機ＥＬ素子１Ｕの開口パターン形状を有する絶縁膜１４の層が形成される。

　隔壁１６は、前述した絶縁膜１４の上に感光性樹脂等の絶縁材料を、有機ＥＬ素子１Ｕを形成する有機層１２と上部電極１３の膜厚の総和より厚い膜厚にスピンコート法等で塗布形成した後、この感光性樹脂膜上に下部電極１１に交差するストライプ状パターンを有するフォトマスクを介して紫外線等を照射し、層の厚さ方向の露光量の違いから生じる現像速度の差を利用して、側部が下向きのテーパー面を有する隔壁１６を形成する。突出部３０は、この隔壁１６と同材料・同工程で形成することができる。

　有機層１２は、発光層を含む発光機能層の積層構造を有し、下部電極１１と上部電極１３の一方を陽極とし他方を陰極とすると、陽極側から順次、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などが選択的に形成される。

　有機層１２の形成例を以下に説明する。例えば先ず、ＮＰＢ（N,N－di（naphtalence）－N,N－dipheneyl－benzidene）を正孔輸送層として成膜する。この正孔輸送層は、陽極から注入される正孔を発光層に輸送する機能を有する。この正孔輸送層は、１層だけ積層したものでも２層以上積層したものであってもよい。また正孔輸送層は、単一の材料による成膜ではなく、複数の材料により一つの層を形成しても良く、電荷輸送能力の高いホスト材料に電荷供与（受容）性の高いゲスト材料をドーピングしてもよい。

　次に、正孔輸送層の上に発光層を成膜する。一例としては、抵抗加熱蒸着法により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光層を、塗分け用マスクを利用してそれぞれの成膜領域に成膜する。赤（Ｒ）としてＤＣＭ１（４－（ジシアノメチレン）－２－メチル－６－（４’－ジメチルアミノスチリル）－４Ｈ－ピラン）等のスチリル色素等の赤色を発光する有機材料を用いる。緑（Ｇ）としてアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ3）等の緑色を発光する有機材料を用いる。青（Ｂ）としてジスチリル誘導体、トリアゾール誘導体等の青色を発光する有機材料を用いる。勿論、他の材料でも、ホスト－ゲスト系の層構成でも良く、発光形態も蛍光発光材料を用いてもりん光発光材料を用いたものであってもよい。

　発光層の上に成膜される電子輸送層は、抵抗加熱蒸着法等の各種成膜方法により、例えばアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ3 ）等の各種材料を用いて成膜する。電子輸送層は、陰極から注入される電子を発光層に輸送する機能を有する。この電子輸送層は、１層だけ積層したものでも２層以上積層した多層構造を有してもよい。また、電子輸送層は、単一の材料による成膜ではなく、複数の材料により一つの層を形成しても良く、電荷輸送能力の高いホスト材料に電荷供与（受容）性の高いゲスト材料をドーピングして形成してもよい。

　有機ＥＬ素子１Ｕを封止する封止部材は、一例としては、基板１０と接着剤１７Ａを介して貼り合わせられる封止基板１７であり、基板１０と封止基板１７との間に有機ＥＬ素子１Ｕを封止する封止空間が形成される。封止基板１７としては、ガラス基板又は金属基板を用いることができる。

　また、封止部材としては、有機ＥＬ素子１Ｕを覆う封止膜を採用することもできる、封止膜としては、原子層成長法によって成膜される金属やケイ素の酸化物，窒化物，酸窒化物の単層又は多層膜を用いることができ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）やＴＥＡ（トリエチルアルミニウム）、ＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウム水素化物）等のアルキル系金属と、水や酸素、アルコール類との反応で得られるアルミニウム酸化物膜（例えば、Ａｌ₂Ｏ₃膜）、ケイ素系材料の気化ガスと水の気化ガスとの反応で得られるケイ素酸化物膜（例えば、ＳｉＯ₂膜）などを用いることができる。

　配線形成領域Ｂに形成される配線２０のうち、引出配線２０Ｘは下部電極１１に導通しており、引出配線２０Ｙは上部電極１３に導通している。配線２０は、下部電極１１と同工程でパターン形成される。配線２０は、例えば、透明導電膜を下地層として金属電極を積層した多層構造にすることができる。

　以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。上述の各図で示した実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

Claims

　基板と、前記基板に形成された単数又は複数の有機ＥＬ素子と、前記基板における前記有機ＥＬ素子が形成された領域の外側に形成された配線とを備え、
　前記基板における前記配線が形成された領域には、少なくとも前記配線の表面より高い位置まで突出した突出部が設けられていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
　前記配線は前記有機ＥＬ素子の電極から引き出された引出配線であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置。
　前記有機ＥＬ素子が形成された領域には、前記有機ＥＬ素子間に隔壁が設けられ、前記突出部は前記隔壁と略同じ高さであることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置。
　前記突出部は環状に配置されていることを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ装置。
　前記突出部は複数点在していることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ装置。
　複数の前記突出部は千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項５記載の有機ＥＬ装置。
　前記突出部の上面は、前記隔壁が延在する方向に沿って長い略矩形状であることを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ装置。
　前記基板と前記有機ＥＬ素子を封止する封止基板とが前記有機ＥＬ素子が形成された領域を囲む接着領域にて接着されており、前記接着領域内に前記突出部が設けられていることを特徴とする請求項７記載の有機ＥＬ装置。
　前記接着領域の幅は前記突出部の幅より大きいことを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ装置。