WO2004019659A1

WO2004019659A1 - 有機ｅｌ装置及びその製造方法

Info

Publication number: WO2004019659A1
Application number: PCT/JP2003/010346
Authority: WO
Inventors: Kota Yoshikawa
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2005-02-21
Also published as: JP2004079397A; US6977464B2; US20050134172A1; KR20050058361A; KR100719007B1; CN100429801C; CN1675965A; EP1549111A4; JP4425531B2; EP1549111A1; EP1549111B1

Description

明細書有機 E L装置及びその製造方法技術分野本発明は、有機 E L発光材料として高分子材料を用いた有機 E L装置及びその効率的な製造方法に関する。背景技術有機 E L装置は、無機 E L素子と比較して低電圧で駆動でき、また、従来の無機 L E Dと比較しても、複雑な成長プロセスを経ることなく作製できる固体自発光装置である。また、携帯用ディスプレイへの適用を考えた場合、有機 E L装置は、特に液晶ディスプレイ（L C D ) と比較すると、自発光であるためバックラィトが不要であり、軽量でしかも低価格な製品が実現可能であり、応答速度が速く、全固体素子であるため衝撃に強いなどの利点を有する。有機 E L装置は、フラットパネルディスプレイ等への適用が期待されている。

ところで、有機 E L装置に用いられる E L発光材料としては、モノマー系材料とポリマー系材料とが知られている。一般に、前記モノマー系材料は真空蒸着により成膜され、前記ポリマー系材料は塗布法により成膜されるが、前記ポリマー系材料の成膜の方が高価な装置を必要としない点で実用的であると言える。

しかし、前記 E L発光材料として前記ポリマー系材料を用いてフルカラーディスプレイとする場合、青（B )、緑（G) 及び赤（R) の 3原色の発光を示す E L 発光材料をそれぞれ精細に塗り分けて画素を形成するのが難しいという問題がある。従来においては、一般にメタルマスクを用いて真空蒸着法により前記ポリマ一系材料を塗り分けていたが、この場合、前記メタルマスクの加工寸法に限界があり、また、該マスクの位置合わせ精度を上げることが困難であり、その結果、塗り分けの解像度を上げることができず、装置も高価になってしまうという問題があった。

そこで、インクジエツト法により、青（B )、緑（G) 及ぴ赤（R) の 3原色の発光を示す前記ポリマー系材料をそれぞれ精細に塗り分けて画素を形成することも考えられてきている。この場合、前記ポリマー系材料を有効に利用でき（無駄な量が少なく）、,また、メタルマスクで塗り分けるよりも高精細な画素パターンを形成できる。

し力し、インクジェット法により塗り分けをする際、正極と負極との間に形成された絶縁性のバンクの隔壁により画成された空隙内に、前記 E L発光材料として用いる前記ポリマー系材料をインクジエツトインクとしてノズルへッドから噴射させて供給する必要があるが、前記空隙の開口部が小さいために、所定の前記空隙内に前記インクジエツトインクを確実に供給することができず、色ずれが生じたり、前記正極と前記負極との短絡を生じてしまう等の問題があった。発明の開示本発明の目的は、高精細な複数の画素を有し、色ずれ、正極及ぴ負極間の短絡などの問題がなく、基板の大型化が容易であり、大型真空装置等が不要であり、マスク合わせが不要であり、材料の利用効率が高く、簡便に量産可能で高品質であり、ディスプレイ等として好適に使用可能な有機 E L装置及びその効率的な製造方法を提供することである。本発明の有機 E L装置は、正極と負極との間に配置されて該正極及ぴ該負極を絶縁するパンクを複数有し、該バンクの隔壁によって画成される複数の空隙内に有機 E L発光材料を有してなる有機 E L装置であって、少なくとも 1つの前記空隙が、該空隙における前記パンクの隔壁間の開口端側における距離を dとし、該開口端側以外における距離を d 'とし、該開口端側に対する他端側における距離を d，，とした時、 d > d "であり、かつ前記空隙における前記バンクの隔壁間の距離が前記開口端側から前記他端側に向かって漸次、 d— 0を満たすことを特徴とする。この有機 E L装置においては、前記開口端側から前記他端側にかけて前記空隙の開口径が漸次大きくなつているため、該空隙内に、前記 E L発光材料としてのィンクジエツトインクを容易にかつ確実にノズルへッドから噴射して供給することができる。その結果、該有機 E L装置においては、複数の画素が高精細であり、色ずれ、正極及ぴ負極間の短絡などの問題がなく、簡便に量産可能であり、ディスプレイ等として好適に使用できる。

本発明の有機 E L装置の製造方法は、本発明の有機 E L装置の製造方法であつて、本発明の有機 E L装置の製造方法においては、（1 ) フォトレジスト及び耐熱性ポリマーから選択される材料によりバンクをパターン形成した後、プラズマ処理を行う、又は、（2 ) 無機材料によりバンクをパターン形成した後、エッチング処理を行うことを特徴とする。本発明の有機 E L装置の製造方法においては、前記（1 ) の場合には、まず、前記フォトレジスト及び耐熱性ポリマーから選択される材料によりパンクがパターン形成された後、該バンクのパターンがプラズマ処理される。すると、該パターンの隔壁により画成された空隙における開口部近傍が削られ、その開口径が該空隙における底部側よりも大きくなる。また、前記

( 2 ) の場合には、まず、前記無機材料によりパンクがパターン形成された後、該パンクのパターンがエッチング処理される。すると、該バンクのパターンの隔壁により画成された空隙における開口部近傍が削られ、その開口径が該空隙における底部側よりも大きくなる。前記（1 ) 及び前記（2 ) のいずれの場合においても、前記空隙における開口部近傍の開口径が大きくなつているため、該空隙内に容易にかつ確実に E L発光材料が供給される。その結果、高精細な複数の画素を有し、色ずれ、正極及び負極間の短絡などの問題がなく、ディスプレイ等として好適な本発明の有機 E L装置が効率よく製造される。図面の簡単な説明図 1は、従来の有機 E L装置におけるパンクの一例を説明するための概略説明図である。

図 2は、本発明の有機 E L装置におけるバンクの一例を説明するための概略説明図である。

図 3 A、 3 B、 3 C、 3 D、 3 E及ぴ 3 Fは、本発明の有機 E L装置の製造方法の一例を説明するための概略説明図である。

図 4 A、 4 B、 4 C、 4 D、 4 £及び4 は、本発明の有機 E L装置の製造方法の他の例を説明するための概略説明図である。発明を実施するための最良の形態ぐ有機 E L装置 >

本発明の有機 E L装置は、正極と負極との間に配置されて該正極及ぴ該負極を絶縁するバンクを複数有し、該バンクの隔壁によって画成される複数の空隙内に有機 E L発光材料を有してなり、更に必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、封止材などその他の層乃至部材を有してなる。

本発明の有機 E L装置においては、複数存在する空隙の少なくとも 1つが、以下の条件を満たすことが必要であり、全空隙の 9 0 %以上が以下の条件を満たすことが好ましく、全空隙が以下の条件を満たすことがより好ましい。

即ち、前記条件とは、前記空隙における前記バンクの隔壁間の開口端側における距離を dとし、該開口端側以外における距離を d 'とし、該開口端側に対する他端側における距離を d "とした時、 d > d "であり、かつ前記空隙における前記バンクの隔壁間の距離が前記開口端側から前記他端側に向かって漸次、 d— d，≥ 0 を満たすという条件である。

この条件を満たす場合には、前記空隙における開口径が前記開口端側よりも前記他端側の方が大きくなつているため、該空隙内に有機 E L発光材料としてのィンクジェットインクを容易にかつ確実に収容させることができ、製造効率に優れ、しかも得られる有機 E L装置は、高精細な画素を有し高品質である。

また、本発明の有機 E L装置においては、複数存在する空隙の少なくとも 1つが、以下の条件を満たすことが必要であり、全空隙の 9 0 %以上が以下の条件を満たすことが好ましく、全空隙が以下の条件を満たすことがより好ましい。

即ち、前記条件とは、 n段の段差を有するパンクの隔壁によって画成されてなり、該 n段の段差底部における前記パンクの隔壁間の距離を開口端側から他端側に向かって、 d l、 ο! 2、 · · ·、 d n— 1、 d n、とした時、 d 1 > d 2 > · · · > d n— l > d n、を満たすという条件である。

この条件を満たす場合には、前記バンクが多段構造を有し、前記開口端側から前記他端側に向かってより削られており、該バンクの隔壁によって画成される空隙部においては、その開口径が前記開口端側よりも前記他端側の方が大きくなつているため、該空隙内に有機 E L発光材料としてのインクジエツトインクを容易にかつ確実に収容させることができ、製造効率に優れ、しかも得られる有機 E L 装置は、高精細な画素を有し高品質である。

前記バンクが 2段以上の段差を有し、前記空隙が、該パンクの隔壁により画成されてなる場合には、複数存在する該空隙の少なくとも 1つが、以下の条件を満たすことが必要であり、全空隙の 9 0 %以上が以下の条件を瀹たすことが好ましく、全空隙が以下の条件を満たすことがより好ましい。

即ち、前記条件とは、最も前記他端側に位置し、前記パンクの隔壁間の距離が最大である段差を形成する該バンクの隔壁がテーパー形状であるという条件である。

この条件を満たす場合には、前記パンクの開口部が開口径の大きなテーパー形状を有しているため、該パンクの隔壁により画成される空隙内に有機 E L発光材料としてのインクジエツトインクを容易にかつ確実に収容させることができ、製造効率に優れ、しかも得られる有機 E L装置は、高精細な画素を有し高品質である。

前記パンクが 2段以上の段差を有し、前記空隙が、該バンクの隔壁により画成されてなる場合には、複数存在する該空隙の少なくとも 1つが、以下の条件を満たすことが必要であり、全空隙の 9 0 %以上が以下の条件を満たすことが好ましく、全空隙が以下の条件を満たすことがより好ましい。即ち、前記条件とは、前記バンクの隔壁に形成された各段がいずれもテーパー形状であるという条件である。

この条件を満たす場合には、前記有機 E L発光材料としてのインクジエツトインクを、前記バンクの開口部に形成された開口径の大きなテーパー形状の隔壁に沿って、次に、より開口径の小さなテーパー形状の隔壁に沿って、容易にかつ確実に前記空隙内に収容させることができ、製造効率に優れ、しかも得られる有機 E L装置は、高精細な画素を有し高品質である。

2段以上の段差を有する前記パンクの中でも、本発明においては、製造効率等の点で、 2段の段差を有するバンクが好ましく、該 2段の段差を有するバンクにおける隔壁が 2段のテーパー形状を有するのが、インクジエツト法により該空隙内に効率よくかつ確実に有機 E L発光材料を収容させることができる点でより好ましい。

また、前記バンクが 2段以上の段差を有する場合、該パンクは、前記開口端側の段差底部のテーパー角が、前記他端側の段差底部のテーパー角よりも小さくなつているのが好ましい。この場合、該バンクの隔壁により画成される空隙内に、インクジエツト法により効率よくかつ確実に有機 E L発光材料を収容させることができる。

なお、本発明においては、前記開口端側が正極側であり、前記他端側が負極側であるのが、製造効率等の点で好ましい。

前記バンクとしては、パターニング可能な絶縁材料で形成されていればよく、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、フォトレジスト及び耐熱性ポリマー、無機材料などが好適に挙げられる。

前記フォトレジストとしては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポジ型フィトレジスト、ネガ型フオトレジスト、などが挙げられる。

前記耐熱性ポリマーとしては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリイミド、などが好適に挙げられる。前記無機材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、窒化ケィ素、酸化ケィ素などが好適に挙げられる。

これらは、 1種単独で使用してもよいし、 2種以上を併用してもよい。また、前記パンクは、積層構造体であってもよく、該積層構造体としては、前記窒化ケィ素と前記酸化ケィ素との積層構造体などが好適に挙げられる。

前記有機 E L発光材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、溶液化されて、インクジェット法によりノズルヘッドから前記空隙に向けて噴射することができるものであるのが好ましく、ポリマー系材料から選択されるのがより好ましい。

前記ポリマー系材料としては、特に制限はなく、高分子有機 E L装置において使用されている公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、ポリパラフエ二レンビニレン（P P V)、 P Vなどが挙げられる。

本発明においては、前記空隙内に収容された前記有機 E L発光材料により発光層が形成され、該発光層を有する個々の空隙により画素が構成される。ここで、前記空隙内に収容させる有機 E L発光材料を、赤色発光材料、緑色発光材料、青色発光材料から適宜選択して組み合わせることにより、フルカラーディスプレイを設計ずることができる。

インクジェット法による前記発光層の形成は、例えば、ノズルヘッドを用いて前記ィンクジェットインクを前記空隙に向けて嘖射させて供給した後、適宜乾燥等させることにより行うことができる。

前記発光層の厚みとしては、 5 0〜2 0 0 n mが好ましく、 7 0〜1 5 0 n m がより好ましい。

前記発光層の厚みが、前記好ましい数値範囲であると、該有機 E L装置による発光効率 ·発光輝度 ·色純度が十分であることがある。

本発明の有機 E L装置は、正極及ぴ負極の間に、前記バンクの隔壁により画成された空隙内に形成された前記発光層を有してなり、目的に応じて適宜選択した前期その他の層乃至部材を有していてもよい。

—正極 _ 前記正極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記有機薄膜層に、具体的には該有機薄膜層が前記発光層のみを有する場合には該発光層に、該有機薄膜層が更に前記正孔輸送層を有する場合には該正孔輸送層に、該有機薄膜層が更に前記正孔注入層を有する場合には該正孔注入層に、正孔（キャリア）を供給することができるものが好ましい。

前記正極の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、これらの中でも仕事関数が 4 e V以上の材料が好ましい。前記正極の材料の具体例としては、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ I T O ) 等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、これらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質、ポリア二リン、ポリチォフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、これらと I T Oとの積層物、などが挙げられる。これらは、 1 種単独で使用してもよいし、 2種以上を併用してもよい。これらの中でも、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高伝導性、透明性などの観点からは I T Oが特に好ましい。

前記正極の厚みとしては、特に制限はなく、材料等により適宜選択可能である力 3 0〜 5 0 0 n mが好ましく、 5 0〜 2 0 0 n mがより好ましい。

前記正極は、通常、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等のガラス、透明樹脂等の基板上に形成される。

前記基板として前記ガラスを用いる場合、該ガラスからの溶出イオンを少なくする観点からは、前記無アルカリガラス、シリカなどのバリアコートを施した前記ソーダライムガラスが好ましい。

前記基板の厚みとしては、機械的強度を保つのに充分な厚みであれば特に制限はないが、該基材としてガラスを用いる場合には、通常 0 . 2 mm以上であり、 0 . 7 mm以上が好ましい。

前記正極は、例えば、蒸着法、湿式製膜法、電子ビーム法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、 M B E (分子線エピタキシー) 法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、分子積層法、 L B法、印刷法、転写法、化学反応法（ゾルーゲル法など）により該 I T Oの分散物を塗布する方法、などの上述した方法により好適に形成することができる。

前記正極は、洗浄、その他の処理を行うことにより、該有機 E L装置の駆動電圧を低下させたり、発光効率を高めることも可能である。前記その他の処理としては、例えば、前記正極の素材が I T Oである場合には、 U V—オゾン処理、プラズマ処理などが好適に挙げられる。

""負極一

前記負極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記有機薄膜層に、具体的には該有機薄膜層が前記発光層のみを有する場合には該発光層に、該有機薄膜層が更に前記電子輸送層を有する場合には該電子輸送層に、該有機薄膜層及ぴ該負極間に電子注入層を有する場合には該電子注入層に、電子を供給することができるものが好ましい。

前記負極の材料としては、特に制限はなく、前記電子輸送層、前記発光層などの該負極と隣接する層乃至分子との密着性、イオン化ポテンシャル、安定性等に応じて適宜選択することができ、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。

前記負極の材料の具体例としては、アルカリ金属（例えば L i、 N a、 K、 C sなど）、アルカリ土類金属（例えば M g、 C aなど）、金、銀、鉛、アルミニゥム、ナトリウム一カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム一アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム一銀合金又はそれらの混合金属、インジゥム、イッテルビウム等の希土類金属、これらの合金、などが挙げられる。これらは 1種単独で使用してもよいし、 2種以上を併用してもよい。これらの中でも、仕事関数が 4 e V以下の材料が好ましく、アルミニウム、リチウムーァルミニゥム合金又はそれらの混合金属、マグネシゥムー銀合金又はそれらの混合金属、などがより好ましい。

前記負極の厚みとしては、特に制限はなく、該負極の材料等に応じて適宜選択することができるが、 1〜： L 0， O O O nmが好ましく、 20〜 200 n mがより好ましい。

前記負極は、例えば、蒸着法、湿式製膜法、電子ビーム法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、 MB E (分子線エピタキシー）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、分子積層法、 LB法、印刷法、転写法、などの上述した方法により好適に形成することができる。

前記負極の材料として 2種以上を併用する場合には、該 2種以上の材料を同時に蒸着し、合金電極等を形成してもよいし、予め調製した合金を蒸着させて合金電極等を形成してもよい。

前記正極及び前記負極の抵抗値としては、低い方が好ましく、数百，， /-以下であるのが好ましい。

一正孔注入層一

前記正孔注入層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、電界印加時に前記正極から正孔を注入する機能を有しているものであるのが好ましい。

前記正孔注入層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる力例えば、 P EDOT： P S S (poly— 3， 4-ethylenedioxythiophene doped with poly(styrene sulfonate)、あるいは下記式で表されるスターバーストフミン (4, 4', 4"-tris [3-methylphenyl (phenyl) amino] triphenylamine ： m— MTDATA)、銅フタロシアニン、ポリア二リン、などが挙げられる。

前記正孔注入層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、 50〜 150 nm程度が好ましく、 70〜100 nm がより好ましい。

前記正孔注入層は、例えば、蒸着法、湿式製膜法、電子ビーム法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、 MBE (分子線エピタキシー) 法、クラスタ一イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起ィォンプレーティング法）、分子積層法、 LB法、印刷法、転写法、などの上述した方法により好適に形成することができる。

一その他の層乃至部材ー

本発明の有機 EL装置は、目的に応じて適宜選択したその他の層乃至部材を有していてもよく、該その他の層としては、例えば、保護層、封止材などが好適に挙げられる。

前記保護層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、水分や酸素等の有機 EL装置を劣化促進させる分子乃至物質が有機 E L装置内に侵入することを抑止可能であるものが好ましい。

前記保護層の材料としては、例えば、 I n、 S n、 P b、 Au、 Cu、 Ag、 A 1、 T i、 N i等の金属、 MgO、 S i O、 S i 0₂ 、 A 1₂ 0₃ 、 Ge O、 N i O、 C a O、 B aO、 F e ₂ 0₃ 、 Y₂ 0₃ 、 T i 0₂ 等の金属酸化物、 S i N、 S iN_x 0_y 等の窒化物、 Mg F₂ 、 L i F、 A l F₃ 、 C a F₂ 等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタタリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルォロエチレン、ポリクロ口トリフルォロェチレン、ポリジクロロジフノレオ口エチレン、クロロトリフノレオ口エチレンとジクロロジフルォロエチレンとの共重合体、テトラフルォロエチレンと少なくとも 1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率 1 %以上の吸水性物質、吸水率 0 . 1 %以下の防湿性物質などが挙げられる。

前記保護層は、例えば、蒸着法、湿式製膜法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、 M B E (分子線エピタキシー）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、印刷法、転写法、などの上述した方法により好適に形成することができる。

本発明の有機 E L装置の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる力 S、その層構成としては、例えば、以下の（1)〜（13)の層構成、即ち、（1)正極/正孔注入層/正孔輸送層 Z発光層/電子輸送層 Z電子注入層/負極、（2)正極/正孔注入層 Z正孔輸送層/発光層/電子輸送層/負極、（3)正極/ 正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/負極、（4)正極/正孔輸送層 Z発光層/電子輸送層/負極、（5)正極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層兼電子輸送層/電子注入層/負極、 (6)正極/正孔注入層/正孔輸送層 Z発光層兼電子輸送層 /負極、（7)正極/正孔輸送層/発光層兼電子輸送層 Z電子注入層/負極、（8)正極/正孔輸送層/発光層兼電子輸送層 Z負極、（9)正極ノ正孔注入層/正孔輸送層兼発光層/電子輸送層ノ電子注入層/負極、（10)正極/正孔注入層/正孔輸送層兼発光層/電子輸送層/負極、（11)正極/正孔輸送層兼発光層/電子輸送層/電子注入層/負極、（12)正極/正孔輸送層兼発光層/電子輸送層/負極、（13)正極正孔輸送層兼発光層兼電子輸送層/負極、などが好適に挙げられる。

なお、前記有機 E L装置が前記正孔ブロッキング層を有する場合には、前記（1 ) 〜（13) において、前記発光層と前記電子輸送層との間に該正孔ブロッキング層が配置される層構成が好適に挙げられる。

前記有機 E L装置は、単色発光のものであってもよいし、多色発光のものであつてもよいし、フルカラータイプのものであってもよい。前記有機 E L装置をフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、 2 0 0 0年 9月号、 3 3〜3 7ページに記載されているように、色の 3原色（青色（B )、緑色（G)、赤色（R) ) に対応する光をそれぞれ発光する有機 E L装置を基板上に配置する 3色発光法、白色発光用の有機 E L装置による白色発光をカラーフィルターを通して 3原色に分ける白色法、青色発光用の有機 E L装置による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（R) 及び緑色（G) に変換する色変換法、などが知られているが、本発明においては、 3色発光法を特に好適に採用することができる。

前記有機 E L装置の駆動態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、「日経エレクトロ二タス」、 N o . 7 6 5 , 2 0 0 0年 3月 1 3日号、 5 5〜6 2ページに記載されているような、パッシブマトリタスパネル、アクティブマトリクスパネルなどの駆動態様が好適に挙げられる。本発明の有機 E L装置は、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができる。

<有機 E L装置の製造方法 >

本発明の有機 E L装置の製造方法は、上述した本発明の有機 E L装置の製造方法であって、（1 ) フォトレジスト及ぴ耐熱性ポリマーから選択される材料によりバンクをパターン形成した後、プラズマ処理を行う、又は、（2 ) 無機材料によりバンクをパターン形成した後、エッチング処理を行うことを特徴とする。

本発明の有機 E L装置の製造方法においては、前記（1 ) 又は（2 ) 以外の処理乃至工程については特に制限はなく、目的に応じて公知の方法の中から適宜選択することができ、例えば、正極のパターユング工程、正極上に正孔輸送層を形成する工程、正孔輸送層上に発光層を形成する工程、発光層上に電子輸送層を形成する工程、電子輸送層上に負極を形成する工程、などが挙げられる。

なお、前記（1 ) は、バンク形成工程とプラズマ処理工程とを含み、前記（2 ) は、パンク形成工程とエッチング工程とを含む。前記バンク形成工程は、例えば、前記正極上に、上述したフォトレジスト及ぴ耐熱性ポリマーから選択される材料を塗付して塗付膜を形成した後、又は、上述した無機材料を蒸着して蒸着膜を形成した後、フォトリソグラフィ一にてパターユングすることによりバンクを形成する工程である。

前記バンクを形成する際の条件等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記塗付の方法としては、特に制限はなく、スピンコート法等の公知の方法の中から適宜選択することができる。

前記蒸着の方法としては、特に制限はなく、 C V D法等の公知の方法の中から適宜選択することができる。

前記プラズマ処理工程としては、その条件等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、酸素プラズマ及びフッ素系プラズマから選択されるプラズマガスを用いて行うのが好ましい。この場合、前記バンクがポリイミド等の樹脂材料で形成されている場合に、該パンクを効率よく削ることができる。

前記エッチング処理工程としては、その条件等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、 2種以上のエッチングガスを用いて行うのが好ましい。この場合、前記バンクが前記無機材料で形成されている場合に、該パンクを効率よく削ることができる。

前記エッチングガスとしては、 C F ₄ /0 ₂ ガス、 C F ₄ ガスなどが好適に挙げられる。

前記エッチング処理工程において、 2種のエッチングガスを用いてエッチング処理を行う場合には、例えば、以下のようにして行うのが好ましい。即ち、 C F ₄ /0 ₂ ガスから C F ₄ ガスへの切り替えを行う場合には、プラズマ N ₂ をモニタリングすることにより行うのが好ましく、 C F ₄ ガスから C F ₄ /0 ₂ ガスへの切り替えを行う場合には、プラズマ F ₂ をモニタリングすることにより行うのが好ましい。そして、この際、モニタリングするプラズマ F ₂ 又はプラズマ N ₂ の強度が 1 5〜 2 5 %になった時にエッチングガスを切り替えるのが好ましい。なお、 2種の無機材料によりバンクをパターン形成した場合には、表層のエツチングレートが下層のエッチングレートよりも大きくなるようにするのが好ましレ、。

前記発光層を形成する工程においては、前記プラズマ工程又は前記エッチング処理工程により形成されたバンクの隔壁により画成される空隙内に、ノズルへッドを用いてインクジェット法により該ノズルへッドから上述した有機 E L発光材料を含有する溶液（上述したインクジエツトインク）を噴射し供給する。その後、適宜乾燥等を行うことにより、該有機 E L発光材料による発光層を前記空隙内に形成することができる。

以上説明した本発明の有機 E L装置の製造方法によると、本発明の有機 E L装置が効率よく製造される。

製造された本発明の有機 E L装置においては、図 1及び図 2に示すように、従来のパンクに比べて、パンクの隔壁における開口部（露出端）近傍が削られ、該バンクの隔壁により画成される空隙の開口径が該空隙における底部側よりも大きくなつている。このため、本発明のバンクの隔壁により画成される空隙には、従来のバンクの隔壁により画成される空隙に比べて、容易にかつ確実に有機 E L発光材料が供給される。

このとき、図 1に示す従来例のように、前記バンクが 1段構造であり、テーパ一構造が 1種である場合には、それを緩やかなテーパー構造とすると、前記インクジエツトインクを前記空隙内に確実に収容させることはできるものの、該空隙の開口部が大きく広がってしまうため、高精細化できない。一方、急峻なテーパ一構造とすると、微細な空隙による微細な開口は形成できるものの、前記ノズルヘッドから噴出（吐出）させた前記インクジェットインクが所定の空隙内に収容させるのが困難になる。しかし、図 2に示す本発明のように、例えば、前記パンクが 2段構造であり、各段がテーパー構造を有している場合には、ノズルヘッドから前記バンクの隔壁により画成された空隙に向けて噴射（吐出）されたインクジェットインク（有機 E L発光材料を含有）の液滴を、上段のテーパー構造に沿つて下方に転がらせ、次に、下段のテーパー構造にさしかかったところで前記空隙内に確実に落下させることができる。その結果、該有機 E L装置は、高精細な複数の画素を有し、色ずれ、正極及び負極間の短絡などの問題がなく、ディスプレイ等として好適に使用可能である。

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

(実施例 1 )

図 3 Aに示すように、ガラス基板 1上に正極（下部電極）としての I T O 2を 2， 0 0 0 A ( 2 0 0 n m) の厚みになるようにしてスパッタリング法により形成した。次に、フォトリソグラフィ一とゥエツトエッチングとにより I T O 2をストライプ状に加工した。

該 I T O上にポリィミド 3を 5， 0 0 0 A ( 5 0 0 n m) の厚みになるようにしてスピンコーティングにより成膜した後、図 3 Bに示すように、フォトリソグラフィ一によりバンクパターンを形成した。

次に、図 3 Cに示すように、該バンクパターンを O ₂ プラズマにより 3分間処理することにより、 2段のテーパー構造を形成した。

次に、図 3 Dに示すように、該バンクパターン間に形成された空隙、即ち前記バンクの隔壁により画成された空隙に向けて、ノズルへッドからインクジエツトインク（有機 E L発光材料を含有） 4をインクジェット法により噴射（吐出）させた。そして、図 3 Eに示すように、各空隙内に前記インクジェットインク 4を収容させた。

その後、図 3 Fに示すように、前記インクジヱットインク及ぴ前記バンクの表面を被覆するようにして、負極（上部電極）として A 1 L i 5を、メタルマスクを用いて 3， 0 0 O A ( 3 0 0 n m) の厚みになるようにしてストライプ上に蒸着させ成膜させた。

以上により製造された有機 E L装置に対し、前記 A 1 L i側が負極となるようにし、 I T O側が正極となるようにして、電流を流したところ、 I T O側から E L発光が観測された。

(実施例 2 ) 図 4 Aに示すように、ガラス基板 1上に正極（下部電極）としての I TO 2を 2, 000 A (200 nm) の厚みになるようにしてスパッタリング法により形成した。次に、フォトリソグラフィ一とゥエツトエッチングとにより I TO 2をストライプ状に加工した。

次に、図 4 Bに示すように、該 I TO上に S i 0₂ (厚み： 2， 000 A [2 00 nm]) 6、 S I N (厚み： 3， O O OA [300 nm]) 7をこの順で積層した積層膜を CVD法により形成した。続いて、フォトリソグラフィ一でバンクのパターンを形成後、図 4 Cに示すように、反応性イオンエッチングによりバンクの開口部近傍をエッチング処理した。具体的には、 S i Nを CF₄ Ζθ₂ ガスを用いてエッチング処理し、 S i O₂ を CF₄ ガスを用いてエッチング処理した。そして、エッチング処理中に N₂ の発光をモニタリングし、この強度が 20%となったときにエッチングガスの切り替えを行なった。その結果、図 4 Cに示すように、 2段のテーパー構造を有するバンクが形成された。

次に、図 4 Dに示すように、該パンクパターン間に形成された空隙、即ち前記バンクの隔壁により画成された空隙に向けて、ノズルへッドからインクジヱットインク（有機 EL発光材料を含有） 4をインクジェット法により噴射（吐出）させた。そして、図 4 Eに示すように、各空隙内に前記インクジェットインクを収容させた。

その後、図 4 Fに示すように、前記インクジェットインク及び前記バンクの表面を被覆するようにして、負極（上部電極）として A 1 L i 5を、メタルマスクを用いて 3， 000 A (300 nm) の厚みになるようにしてストライプ上に蒸着させ成膜させた。

以上により製造された有機 EL装置に対し、前記 A 1 L i側が負極となるようにし、 I TO側が正極となるようにして、電流を流したところ、 I TO側から E L発光が観測された。本発明によると、高精細な複数の画素を有し、色ずれ、正極及び負極間の短絡などの問題がなく、基板の大型化が容易であり、大型真空装置等が不要であり、マスク合わせが不要であり、材料の利用効率が高く、簡便に量産可能で高品質であり、ディスプレイ等として好適に使用可能な有機 E L装置及びその効率的な製造方法を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1. 正極と負極との間に配置されて該正極及ぴ該負極を絶縁するバンクを複数有し、該パンクの隔壁によって画成される複数の空隙内に有機 E L発光材料を有してなる有機 EL装置であって、

少なくとも 1つの前記空隙が、該空隙における前記バンクの隔壁間の開口端側における距離を dとし、該開口端側以外における距離を d'とし、該開口端側に対する他端側における距離を d"とした時、 d>d "であり、かつ前記空隙における前記バンクの隔壁間の距離が前記開口端側から前記他端側に向かって漸次、 d— d'≥0を満たすことを特徴とする有機 E L装置。

2. 少なくとも 1つの空隙が、 n段の段差を有するバンクの隔壁によって画成されてなり、該 n段の段差底部における前記バンクの隔壁間の距離を開口端側から他端側に向かって、 d l、 d 2、 ' · ·、 d n_ l、 d n、とした時、 d l >d 2 > - . - >d n- l >d n, を満たすクレーム 1に記載の有機 E L装置。

3. d l >d 2> - - - >d n- l >(i n, を満たす空隙が全空隙の 90 %以上であるクレーム 2に記載の有機 E L装置。

4. 少なくとも 1つの空隙が、 2段以上の段差を有するバンクの隔壁によって画成されてなり、最も他端側に位置し、バンクの隔壁間の距離が最大である段差を形成する該バンクの隔壁がテーパー形状であるクレーム 1に記載の有機 E L装

5. パンクの隔壁に形成された各段がいずれもテーパー形状であるクレーム 4に記載の有機 EL装置。

6. 少なくとも 1つの空隙が、 2段のテーパー形状を有するパンクの隔壁によつて画成されてなるクレーム 1に記載の有機 EL装置。

7. 開口端側の段差底部のテーパー角が、他端側の段差底部のテーパー角よりも小さいクレーム 6に記載の有機 EL装置。

8. 開口端側が正極側であり、他端側が負極側であるクレーム 1に記載の有機 E L装置。

9. バンク力パターニング可能な絶縁材料で形成されたクレーム 1に記載の有機 EL装置。

10. パターニング可能な絶縁材料が、フォトレジスト及ぴ耐熱性ポリマーから選択されるクレーム 9に記載の有機 EL装置。

1 1. パターユング可能な絶縁材料が、ポリイミドであるクレーム 9に記載の有機 EL装置。

12. パターニング可能な絶縁材料が、無機材料から選択されるクレーム 9に記載の有機 EL装置。

13. 無機材料が、窒化ケィ素及び酸化ケィ素から選択されるクレーム 12に記載の有機 EL装置。

14. バンク力、窒化ケィ素及び酸化ケィ素の積層構造体であるクレーム 1に記載の有機 EL装置。

15. 有機 EL発光材料が、ポリマー系材料から選択されるクレーム 1に記載の有機 EL装置。

1 6. 空隙内における有機 EL発光材料により画素が構成されるクレーム 1に記載の有機 EL装置。

1 7. 空隙内における有機 E L発光材料が、赤色発光材料、緑色発光材料、及び青色発光材料から選択されるクレーム 16に記載の有機 E L装置。

18. フォトレジスト及び耐熱性ポリマーから選択される材料によりパンクをパターン形成した後、プラズマ処理を行うことを特徴とする有機 EL装置の製造方法であって、

該有機 E L装置が、正極と負極との間に配置されて該正極及び該負極を絶縁するパンクを複数有し、該バンクの隔壁によって画成される複数の空隙内に有機 EL 発光材料を有してなり、少なくとも 1つの前記空隙が、該空隙における前記バンクの隔壁間の開口端側における距離を dとし、該開口端側以外における距離を d，とし、該開口端側に対する他端側における距離を d"とした時、 d> d "であり、かつ前記空隙における前記バンクの隔壁間の距離が前記開口端側から前記他端側に向かって漸次、 d— d'≥0を満たすことを特徴とする、有機 EL装置の製造方法。

19. パンク力、フォトレジスト及ぴ耐熱性ポリマーから選択される材料を正極上に塗付して塗付膜を形成した後、フォトリソグラフィ一によりパターユングされて形成され、該パンクにより画成される空隙内にインクジヱット法により有機 EL材料が付与された後、負極が形成されるクレーム 18に記載の有機 EL装置の製造方法。

20. プラズマ処理が、酸素プラズマ及びフッ素系プラズマから選択されるブラズマガスを用いて行われるクレーム 18に記載の有機 E L装置の製造方法。

21. 無機材料によりパンクをパターン形成した後、エッチング処理を行う有機 E L装置の製造方法であって、

該有機 E L装置が、正極と負極との間に配置されて該正極及び該負極を絶縁するバンクを複数有し、該バンクの隔壁によって画成される複数の空隙内に有機 E L 発光材料を有してなり、少なくとも 1つの前記空隙が、該空隙における前記バンクの隔壁間の開口端側における距離を dとし、該開口端側以外における距離を d' とし、該開口端側に対する他端側における距離を d"とした時、 d>d "であり、かつ前記空隙における前記バンクの隔壁間の距離が前記開口端側から前記他端側に向かって漸次、 d_d'≥0を満たすことを特徴とする、有機 EL装置の製造方法。

22. バンク力 S、無機材料を正極上に CVD法により蒸着して蒸着膜を形成した後、フォトリソグラフィ一によりパターニングされて形成され、該バンクにより画成される空隙内にインクジエツト法により有機 E L発光材料が付与された後、負極が形成されるクレーム 21に記載の有機 E L装置の製造方法。

23. エッチング処理が、 2種以上のエッチングガスを用いて行われるクレーム 21に記載の有機 E L装置の製造方法。

24. エッチング処理が、 CF₄ /θ₂ ガス及ぴ CF₄ ガスを用いて行われるクレーム 21に記載の有機 E L装置の製造方法。

25. CF₄ /0₂ ガスから C F₄ ガスへの切り替えをプラズマ N₂ をモニタリングすることにより行い、 C F₄ ガスから CF₄ /θ₂ ガスへの切り替えをプラズマ F ₂ をモニタリングすることにより行うクレーム 2 4に記載の有機 E L装置の製造方法。

2 6 . モニタリングするプラズマ F ₂ 又はプラズマ N ₂ の強度が 1 5〜 2 5 % になった時にエッチングガスを切り替えるクレーム 2 5に記載の有機 E L装置の製造方法。

2 7 . 2種の無機材料によりバンクをパターン形成し、表層のエッチングレートが下層のエッチングレートよりも大きくなるようにしたクレーム 2 1に記載の有機 E L装置の製造方法。