有機エレクトロルミネッセンス照明装置及びその製造方法
【課題】有機ＥＬ照明装置の製造効率を図り、コストの削減を図ることができる有機ＥＬ照明装置の製造方法を提供する。
【解決手段】透光性基板１上に設けられる透光性電極層２を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層３とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極５と、該補助電極５を被覆する絶縁被膜５ｅとを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法であって、該絶縁被膜５ｅを補助電極５形成のフォトリソグラフィー工程で用いるレジストで形成する。
【解決手段】透光性基板１上に設けられる透光性電極層２を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層３とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極５と、該補助電極５を被覆する絶縁被膜５ｅとを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法であって、該絶縁被膜５ｅを補助電極５形成のフォトリソグラフィー工程で用いるレジストで形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物質を発光体に用いた有機エレクトロルミネッセンス照明装置（有機ＥＬ照明装置ともいう。）及びその製造方法に関し、より詳しくは、効率よく製造できる有機ＥＬ照明装置やその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ照明装置は、透光性基板上に透光性電極層と、有機発光材料を含有する有機層と、透光性を問わない電極層とを順次積層した構成を有し、有機層で発生する光を透光性電極層、透光性基板を透過させその表面の発光面から外部へ放出させる面状光源であり、薄膜であって、低電圧で発光し、高速応答性に優れることから、利用価値が高い。
【０００３】
この種の有機ＥＬ照明装置は、図５の上面図、図６の側面図に示すように、透光性基板１上に透光性電極層２と、有機層３と、透光性を問わない電極層４とを順次積層した構成を有し、有機層を挟持する電極からそれぞれ有機層に注入される正孔と電子が結合して励起状態にされた発光材料が、低エネルギー準位又は基底状態に戻る際に放出する光を、発光面Ｌから放射させる。
【０００４】
このような有機ＥＬ照明装置においては、透光性電極層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等が用いられ、もう一方の透光性を問わない金属薄膜等で形成される電極層と比較して抵抗が高く、透光性電極層の給電端子から遠くなるに従い抵抗が高くなり、配線抵抗により電圧降下が生じるため電界も小さくなり、そのため暗くなり、必然的に輝度ムラが生じる。このため、透光性電極層上に補助電極５を設け、抵抗値の低下を抑制している。かかる補助電極は金属等で形成され遮光性であるため、透光性電極層の表面の一部にパターニングして形成し、更に、補助電極と有機層を介して電極層間の導通を抑制するため、補助電極を被覆する絶縁被膜６を設ける必要がある。
【０００５】
このような補助電極及び絶縁被膜はフォトリソグラフィーを利用して以下のようにして製造される。透光性基板上に、透光性電極材料を積層して透光性電極層を形成する。その上に所望のパターンの補助電極材料をフォトリソグラフィー工程等で形成する。具体的には、透光性電極層上に一面に補助電極材料膜を形成し、これにネガ型又はポジ型のレジストを塗布し、所望のパターンに形成されたマスクを介して露光、現像、エッチングにより補助電極材料膜を所望のパターンに形成した後、補助電極上に残留するレジストを剥離して補助電極層を作成する。得られた補助電極層上に、同様のフォトリソグラフィー工程によりポリイミド材料からなる絶縁被膜を形成する。その後、有機層、電極層を形成し、有機ＥＬ照明装置を製造する。有機ＥＬ照明装置は、補助電極と絶縁被膜とを形成するために、それぞれフォトリソグラフィー工程を反復して行っているため、製造工程数が多くコストの上昇を免れ得ない。
【０００６】
補助電極を有する有機ＥＬ装置の効率を向上させた製造方法として、例えば、基板上の透明電極層上に補助電極を設け、補助電極を絶縁層で被覆した後、発光領域を除く透明電極層と第２端子部上に絶縁層を形成し、基板の全面にわたって有機層を形成し、形成した有機層上の発光領域と第２端子部分に第２電極層を形成し、第２電極層が形成されていない領域の有機層を除去して第１端子部の前記第１電極層を露出させ、端子部を除いた部分に封止膜を形成する有機ＥＬ装置の製造方法（特許文献１）が報告されている。特許文献１に記載される有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上の電極と端子の接続を形成するため、基板とマスクのアライメントの回数を減らし、製造効率を上げる方法であるが、補助電極の絶縁被膜の形成効率を図ることはできない。
【０００７】
その他、基板上の感光性樹脂パターンをマスクとして、金属パターンを形成した後、上記基板を加熱して感光性樹脂パターンを流動させ、上記金属パターンの側面領域を上記感光性樹脂で覆うことにより、金属パターンの酸化を抑制する金属パターンの保護方法（特許文献２）が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−７３３３８
【特許文献２】特開昭５７−５３９６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、効率よく製造することができ、コストの削減を図ることができる有機ＥＬ照明装置やその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、有機ＥＬ照明装置の製造工程数を減少できる方法について検討した結果、補助電極を被覆して設ける絶縁被膜を、補助電極を形成するフォトリソグラフィー工程の最終段階において、エッチングにより所望のパターンに形成した補助電極上に残留するレジストを用いて、これを補助電極の側面まで被覆させ形成することができれば、絶縁被膜の形成のためのフォトリソグラフィー工程を省略できることの知見を得、かかる知見に基き、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法であって、該絶縁被膜を補助電極形成のフォトリソグラフィー工程で用いるレジストで形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法に関する。
【００１２】
また、本発明は、透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置において、該絶縁被膜が補助電極形成のフォトリソグラフィー工程で用いたレジストで形成されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ照明装置は、効率よく製造することができ、コストの削減を図ることができる。また、本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法は、製造工程数を減少させ、製造コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の工程の一部を示す説明図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の工程の一部を示す説明図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ照明装置の一例を示す構成図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】有機ＥＬ照明装置の一例を示す上面図である。
【図６】有機ＥＬ照明装置の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法は、透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機ＥＬ物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機ＥＬ照明装置の製造方法であって、該絶縁被膜を補助電極形成のフォトリソグラフィーで用いるレジストで形成することを特徴とする。
【００１６】
本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法は、主として透光性基板上に１対の電極層の一方の電極層である透光性電極層を形成する工程、透光性電極層上に補助電極及び絶縁被膜を形成する工程、有機ＥＬ物質を含有する有機層を形成する工程、１対の電極層の他方の電極層を形成する工程を有する。
【００１７】
上記有機ＥＬ照明装置の製造に用いる透光性基板は、後述する透光性電極層を介して設けられる有機層に含まれる発光材料からの光を入射し、入射面に対向する発光面から放出するものであり、発光材料から発光される光の透過率が高いものが好ましい。透光性基板としては、例えば、石英ガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、その他、アルミノケイ酸ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラスのガラスや樹脂フィルム等を用いることができる。透光性基板は、例えば、０．１〜２ｍｍの厚さのものを用いることができる。
【００１８】
上記透光性基板上に透光性電極層を積層する。透光性電極層は有機層を挟持する１対の電極層を構成するものであり、有機層からの光の透過率が高い材料で形成することが好ましい。透光性電極層は陽極であっても陰極であってもよいが、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の陽極として形成することができる。透光性電極層はシャドーマスクを介してスパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法等により、透光性基板の所定の領域に積層したり、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法等により一様の成膜した透光性電極膜をフォトリソグラフィー法により形成することができる。透光性電極層の一端に配線部材との接続部を形成するため、一端を延長して設けることが好ましい。透光性電極層は、例えば、１００〜３００ｎｍ等の厚さに形成することができる。
【００１９】
透光性電極層上に補助電極を形成する。補助電極は透光性電極層の低抵抗化を図ることができる導電性を有する材料で形成することが好ましい、補助電極材料として、クロム、アルミニウム、モリブデン、ニオブ、ネオジム等の金属や、これらの合金、アルミニウム・ネオジム（ＡＮＬ）、モリブデン・ニオブ、モリブデン・アルミニウム等を用いることができる。これらは、積層構造とすることもでき、例えば、Ｍｏ／Ａｌ・Ｎｄ、Ｍｏ・Ｎｂ／Ａｌ・Ｎｄ等の二層構造、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ等の三層構造とすることもできる。これらの補助電極材料は透光性を有さないため、透光性電極層表面の一部の領域に設けることが好ましく、例えば、櫛型状、梯子状、格子状等の形状を選択することができる。また、透光性電極層の端部にも設けることが、透光性電極層の更なる低抵抗化及び均一な抵抗化を図ることができることから、好ましい。補助電極はスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等により補助電極材料を用いて、透光性電極層上に一様に、例えば、厚さ１０〜５００ｎｍ等に補助電極材料膜を成膜した後、補助電極材料膜をフォトリソグラフィー法により、所望のパターン、例えば、幅１０〜１００μｍ等照明装置の発光面積の減少を抑制して形成する。具体的には、補助電極材料膜上にレジストを塗布し、塗布したレジストを固化するためのプリベーク、露光、現像、必要に応じて現像に使用したリンス液の除去やレジストと補助電極材料膜との密着性の向上のためベークした後、エッチングを行い、補助電極材料膜を所望のパターンに、即ち、目的の形状の補助電極に形成する。
【００２０】
レジストは露光により現像液に対する溶解性が低下するネガ型、露光により現像液に対する溶解性が増大するポジ型いずれであってもよいが、ここで用いるレジストは、補助電極の絶縁被膜を形成するものであり、補助電極と電極層間の導通を抑制することができる材質であって、透光性電極層や有機層との密着性が高く、有機層から光の透過率が高いものが好ましく、例えば、ポリイミド系感光性樹脂、アクリル系感光性樹脂、ノボラック系感光製樹脂等を用いることができる。これらは、バインダー樹脂と、ポリイミド系、アクリル系、ノボラック系等の感光性モノマーと、光重合開始剤、カップリング剤とを溶剤に分散させて調製することができる。レジストに用いる溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）や、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル（ＭＥＣ）等を挙げることができ、必要に応じて分散剤、濃度調整剤等を用いることができる。これらのレジストの組成としては、一例として、バインダー樹脂１０〜２０質量％、感光性モノマー１０〜２０質量％、光重合開始剤１〜５質量％、カップリング剤０．１〜２質量％、溶剤６０〜８０質量％を挙げることができる。レジスト塗布は、コーター等を用いて塗布することができ、塗布厚としては、例えば、０．１〜５μｍ、好ましくは０．５〜２μｍを挙げることができる。
【００２１】
また、後述する現像に使用する現像液にも関連するが、補助電極側面への流動を容易にし、その被覆を容易にするため、図１（ａ）中、点線で示すように、形成する補助電極上に残留させる残留レジスト５ｆを逆テーパー形状にすることが好ましい。ここで、図１（ａ）中、１は透光性基板、２は透光性電極層、５ａは透光性電極層上に形成した補助電極材料膜、５ｂは補助電極材料膜に塗布したレジスト膜を示す。レジスト膜から逆テーパー形状の残留レジストを形成するためには、アクリル系感光性樹脂等をレジストに用いることが好ましい。
【００２２】
レジスト塗布後のプリベークは、溶剤を揮発・除去することによりレジストの固化を目的とし、例えば、１００℃前後で３０〜１８０秒等で行うことができる。
【００２３】
露光は、使用するレジストがネガ型の場合は、補助電極部分を露光可能なマスクを用い、ポジ型レジストの場合は、補助電極を除いた部分を露光可能なマスクを用いて行う。露光に用いるマスクは、後述する現像又はエッチング工程に応じて、エッチング後に補助電極パターン上に残存させるレジストの形状によって選択することが好ましい。逆テーパー形状の残留レジスト５ｆを形成するには、例えば、補助電極の幅を、１０〜１００μｍに形成する場合、現像後の残留レジスト５ｆの上面幅が２０〜２００μｍとなるような、ネガ型のマスク５ｃ（図１（ａ））を用いることが好ましい。露光に用いる光線種としては、レジストに含まれるモノマーを重合させ得る活性線であれば、いずれであってもよく、紫外線を用いることが好ましい。逆テーパー形状の残留レジストを形成するには、使用する現像液とも関係するが、ネガ型のマスクを用いた露光が周辺部になるに従いレジスト膜中の進行距離、即ち到達点が短くなるように露光を行うことが好ましく、例えば、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）等の混線を用いることができる。
【００２４】
露光後の現像はいずれの方法でもよく、シャワー方式、ディップ方式、パドル方式等適宜選択することができる。現像液としては、ポジ型レジストに対して、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）等の有機系アルカリ現像液や、水酸化カリウム等の水酸化アルカリやアルカリ炭酸塩等の無機系アルカリ現像液を用いることができ、ネガ型レジストに対して、ＴＭＡＨ、キシレン系有機溶剤等の現像液を用いることができる。逆テーパー形状の残留レジスト５ｆ（図１（ｂ））を形成するには、現像液としてＴＭＡＨを用いることが好ましい。現像液後、純水等のリンス液で不要部分を完全に除去した後、必要に応じて、レジストのガラス転移温度未満の温度、例えば、９０〜１５０℃で３０秒〜５分間加熱し、リンス液の乾燥と共に、レジストと補助電極、補助電極と透光性電極の密着性を向上させることもできる。
【００２５】
補助電極材料膜のエッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングいずれの方法によることができる。ドライエッチングとしては、プラズマエッチング、ケミカルエッチング、反応性イオンエッチング等いずれの方法によってもよく、Ｆ2、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＣＨＦ3、ＳＦ6等のフッ素化合物や、四塩化炭素や、これらと酸素を含むエッチングガスを用いた等方性ドライエッチングや、その他、酸化インジウムスズに対しては、メタノール及びアルゴンを用いたものを挙げることができる。ウェットエッチングとしては、シャワー式、ディップ式、バッチ式等いずれの方法によってもよく、アルミニウム等に対しては、リン酸と硝酸と必要に応じて酢酸、モリブデン、タングステン、タンタル等に対しては、フッ酸と硝酸と必要に応じて酢酸、クロム等に対しては、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸、その他、酸化インジウムスズに対しては、塩酸と硝酸を含有するエッチング液を用いることができる。補助電極材料膜のエッチングは、絶縁被膜の被覆を容易にするため、補助電極の側面に透光性電極層に向かって拡大するテーパー部を有するように行うことが、好ましい。逆テーパー形状の残留レジスト５ｆを形成した場合、図１（ｃ）に示すように、補助電極材料膜は等方的にエッチングされる傾向にあり、補助電極５の側面にテーパー部５ｔが形成される可能性が高い。図２（ａ）に示すように、逆テーパー部を有さない残留レジスト５ｈを形成した場合、図２（ｂ）に示すように、残留レジストのアッシングと共に補助電極材料膜をテーパー部５ｔを有するようにエッチングをすることが好ましい。補助電極の側面にテーパー部５ｔを形成するには、酸素ガスを含有する混合ガスを用いたドライエッチングを行うことが好ましい。
【００２６】
所望のパターンに形成した補助電極上に残留する残留レジストを、そのガラス転移温度以上に加熱することにより、補助電極上面から側面へ流動させ補助電極全体を被覆させ、絶縁被膜を形成する。補助電極がその側面に透光性電極層に向かって拡大するテーパー部を有する場合、残留レジストは流動し容易にテーパー部に誘導され、補助電極を被覆した絶縁被膜５ｅを容易に形成することができる（図１（ｄ）、図２（ｄ））。加熱はレジストが補助電極側面を流動して充分に被覆し、透光性電極層上への流動量が少ない範囲で調整することが好ましい。加熱処理はバッチ処理でも、枚葉処理であってもよく、焼成炉、熱循環炉を用いて行うことができ、その条件として、例えば、窒素雰囲気下で１８０〜２５０℃、好ましくは２００〜２３０℃等で１０〜９０分を挙げることができる。絶縁被膜は、例えば、０．１〜３μｍの厚さ、より好ましくは１〜２μｍ厚さを挙げることができる。
【００２７】
その後、透光性電極層及び絶縁被膜上に有機層を形成する。有機層は発光材料を用いれば、その形成方法は限定されないが、発光層を挟持するように正孔輸送層、電子輸送層、更に、これらを挟持する正孔注入層、電子注入層等の複数の層で構成されるものとしてもよい。
【００２８】
正孔注入層は、陽極の透光性電極層から有機層への正孔の注入障壁を下げると共に、陽極と正孔輸送層とのエネルギーレベルの相違を緩和し、陽極から注入される正孔の正孔輸送層への注入を容易にするために設けられ、例えば、銅フタロシアニンやスターバスト型芳香族アミンのようなアリールアミン誘導体等や、これら正孔注入性有機材料に五酸化バナジウムや三酸化モリブデン等の無機物やＦ４-ＴＣＮＱ等の有機物を化学ドーピングして注入障壁を下げ、駆動電圧を低下させ得る正孔注入材料を用いて形成することができる。
【００２９】
正孔輸送層は、例えば、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−１，１−シクロヘキサン、ＴＰＤ、Ｎ,Ｎ'−ジフェニル−Ｎ−Ｎ−ビス（１−ナフチル）−１,１'−ビフェニル）−４,４'−ジアミン（α−ＮＰＤ）等のトリフェニルジアミン類や、スターバースト型芳香族アミン等の正孔輸送材料を用いて形成することができる。
【００３０】
発光層は、電極から注入された電子と正孔の再結合させ得る発光材料を含有する層であり、発光材料中で電子と正孔が再結合することにより、励起子を形成し励起状態になる。ここで、基底状態と同じ電子スピン多重度を有する励起状態が一重項励起状態であり、異なる電子スピン多重度を有する励起状態が三重項励起状態である。励起状態から低レベル順位、又は基底状態に戻る際に発光が得られ、一重項励起状態から低レベル準位、或いは基底状態に戻る際に蛍光が発光され、三重項励起状態から低レベル準位、或いは基底状態に戻る際に燐光が発光される。発光材料としては、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体(Ａｌｑ３)、ビスジフェニルビニルビフェニル（ＢＤＰＶＢｉ）、１，３−ビス（ｐ−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾールイル）フェニル（ＯＸＤ−７）、Ｎ，Ｎ' −ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（ＢＰＰＣ）、１，４ビス（Ｎ−ｐ−トリル−Ｎ−４−（４−メチルスチリル）フェニルアミノ）ナフタレン等の低分子化合物、ポリフェニレンビニレン系ポリマー等の高分子化合物を挙げることができる。
【００３１】
また、発光材料は、ホストとドーパントの二成分系からなるものであってもよく、二成分系の発光材料においては、ホスト分子で生成した励起状態のエネルギーがドーパント分子へ移動してドーパント分子が発光する。ホスト化合物として、上記発光材料や、電子輸送性材料、正孔輸送性材料を用いることができる。例えば、Ａｌｑ３等のキノリノール金属錯体に４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、２，３−キナクリドン等のキナクリドン誘導体や、３−（２' −ベンゾチアゾール）−７−ジエチルアミノクマリン等のクマリン誘導体をドープしたもの、電子輸送性材料のビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノール−アルミニウム錯体に、ペリレン等の縮合多環芳香族をドープしたもの、あるいは正孔輸送性材料の４，４' −ビス（ｍ−トリルフェニルアミノ）ビフェニル（ＴＰＤ）にルブレン等をドープしたもの、カルバゾール化合物に白金錯体やイリジウム錯体をドープしたもの等を用いることができる。
【００３２】
これらの発光材料は、有機ＥＬ照明装置の目的とする発光色によって選択することができ、具体的には、緑色発光の場合はＡｌｑ３、ドーパントにキナクドリンや、クマリン等、青色発光の場合はＤＰＶＢｉ、ドーパントにペリレンやジスチリルアリーレン誘導体等、緑〜青緑色発光の場合はＯＸＤ−７等、赤〜オレンジ色発光の場合は、ドーパントにＤＣＭ、ＤＣＪＴＢ等、黄色発光の場合は、ドーパントにルブレン等を用いることができる。また、白色発光を得るために、発光材料としてホストにＡｌｑ３、ゲストにＤＣＭ（橙色）等を組み合わせて使用することができる。白色発光の発光層としては、赤色、緑色、青色を発光する発光材料をそれぞれ含有する三層積層構造、或いは、青色と黄色等、補色を発光する発光材料をそれぞれ含有する二層積層構造としたり、これら各色の発光材料を多元共蒸着等で形成することによりこれらが混在する一層構造とすることもできる。更に、上記三層や二層の積層構造における各層を構成する発光材料を、水平方向に、順次、赤色、青色、緑色等と配列した発光層とすることもできる。
【００３３】
電子輸送層は、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）、ＯＸＤ−７等のオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、キノリノール系の金属錯体等の有機物質や、これらの電子輸送性有機材料にリチウム等アルカリ金属のような電子供与性物質を化学ドーピングした電子輸送材料を用いて形成することができる。
【００３４】
電子注入層は、陰極に用いられるアルミニウム等金属材料の仕事関数と、電子輸送層の電子親和力（ＬＵＭＯ準位）のエネルギー差が大きいことに起因して電子の注入が困難になるのを緩和するために、リチウムやセシウム等のアルカリ金属、若しくは、カルシウム等のアルカリ土類金属のフッ化物や酸化物、又は、マグネシウム銀やリチウムアルミニウム合金等から選択される仕事関数の小さい物質で形成することが好ましい。電子注入層の膜厚は、例えば、１〜１０ｎｍとすることができる。
【００３５】
これら電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層は、上記材料を用いて、抵抗加熱による真空蒸着法、ＭＢＥ法、レーザーアブレーション法等でシャドーマスクを介して所望の形状に成膜してもよい。また、これらの層の形成に高分子材料を用いる場合、液状にしてインクジェット法を用いて所望の形状に形成することもでき、また、感光性塗布液にしてスピンコートやスリットコートし、フォトリソグラフィー法により所望の形状に形成することもできる。有機層の厚さは、各層を５〜５００ｎｍ、総合１００〜１０００ｎｍに形成することができる。
【００３６】
有機層上に１対の電極層の他方の電極層を形成する。有機層上に設ける他方の電極層は上記透光性電極層と共に１対の電極層を構成するものであり、透光性を問われるものでない。透光性電極層が上記透光性電極材料で形成される場合、例えば、アルミニウム、銀等の金属薄膜の遮光性の陰極として形成することが、有機層の発光を透光性電極層側へ反射し、発光面からの放出光量の減少を抑制できることから、好ましい。電極層は、真空蒸着法やスパッタ法等により形成することができる。また、電極層の一端に配線部材との接続部を形成するため、一端を延長して設けることが好ましい。電極層の厚さは、配線抵抗による電圧降下を考慮すると厚い方が好ましく、例えば、５０〜３００ｎｍとすることができる。
【００３７】
上記透光性電極層及び電極層の一端を延設して形成した接続部に配線部材の一端を接続する。配線部材は、接続部の抵抗の上昇を抑制するために、電極の一端の幅の全体に亘る幅を有するものを用いることができる。配線部材として、銅ポリイミド等のフィルムを適用することができる。銅ポリイミドは導電性を有し低抵抗であり、可撓性を有することから、精密な位置決めせずに接続することができるため好ましい。更に、配線部材の他端を、点灯回路、点灯回路の制御回路等を設けた基板の接続端子に接続し、透光性電極層及び電極層に外部電源の供給を可能とする。
【００３８】
本発明の有機ＥＬ照明装置は、絶縁被膜が補助電極のフォトリソグラフィー工程で用いたレジストで形成されたことを特徴とする。フォトリソグラフィーによる補助電極形成のエッチング後、所望のパターンに形成した補助電極上に残留するレジストをそのガラス転移温度以上に加熱して絶縁被膜を形成することにより、製造工程数を減少させ、効率よく製造することができ、補助電極と電極間の導通を抑制して、一定の輝度により発光することができる。上記有機ＥＬ照明装置として、白色発光有機ＥＬ照明装置の一例を図３に示す。図３に示す白色発光有機ＥＬ照明装置は、透光性基板１上に透光性電極層２、一部の透光性電極層２上に形成された補助電極５、補助電極５を被覆した絶縁被膜５ｅ、有機層３、電極層４を有し、有機層３は、透光性電極層２及び絶縁被膜５ｅ上に、順次、正孔注入層３１ａ、正孔輸送層３２ａ、赤色発光層３Ｒｂと緑色発光層３Ｇｂと青色発光層３Ｂｂとを有するＲＧＢ発光層３ｂ、電子輸送層３ｃ、電子注入層３ｄが積層された積層体からなる。
【実施例】
【００３９】
本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の一例を、具体的に説明する。
【００４０】
図４に示すように、透光性基板であるガラス基板１上に、真空スパッタ法、真空蒸着法等により、ＩＴＯの透光性電極膜を積層し、フォトリソグラフィー法により透光性電極膜を露光し、ドライエッチング又はウエットエッチングにより所望の形状に形成し、透光性電極層２を形成する。その後、ＡＮＬ又はＣｒ等の補助電極材料を用い、透光性電極層２全面に補助電極材料膜５ａを、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により成膜する（ａ）。補助電極材料膜上にネガ型レジストを０．１〜５μｍ厚に塗布し、９０℃程度で９０秒間加熱して、レジスト膜５ｂを形成する（ｂ）。その後、補助電極のパターンに形成したマスク５ｃを介してレジスト膜５ｂを露光する（ｃ）。マスク５ｃは逆テーパー形状の残留レジストを形成するように、補助電極のパターンの幅よりテーパー分幅広のパターンに形成されたものを用いる。露光はｇ線、ｈ線、ｉ線の混線を用い、照射量を５０〜２００ｍＪ／ｃｍ2として行う。ＴＭＡＨを用いて現像し、純水によりリンスを行い、レジスト膜５ｂをレジストパターン５ｄに形成し、レジストのガラス転移温度未満９０〜１５０℃で１分間加熱し、リンス液の乾燥及びレジストと補助電極の密着性を向上させる（ｄ）。ドライエッチングにより、レジストパターン５ｄに被覆されていない部分の補助電極材料膜５ａを除去する（ｅ）。窒素雰囲気下、レジストのガラス転移温度以上の温度２３０℃で３０分間加熱し、補助電極５上のレジストパターンを補助電極の側面へ流動させ、補助電極を被覆した絶縁被膜５ｅを形成する（ｆ）。
【００４１】
その後、α−ＮＰＤ等の正孔輸送材料、Ａｌｑ３、ＤＰＶＢｉ、ＤＣＭ等を白色光を得られるように選択した発光材料、ＯＸＤ−７等の電子輸送材料を用いて、抵抗加熱による真空蒸着法等により順次薄膜を形成し、正孔注入・輸送層３ａ、発光層３ｂ、電子輸送層３ｃを形成する。次いで、電子輸送層３ｃ上にフッ化リチウム等の電子注入材料を真空蒸着法により積層し、電子注入層３ｄを形成する。更に、アルミニウム等の電極材料を用いて、真空蒸着法で薄膜を積層して電極層４を形成する（ｇ）。
【００４２】
また、正孔輸送材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）系、ポリアニリンとＰＳＳ系を用いてインクジェット用のインクを調製して、インクジェット法により正孔輸送層を形成し、更に、発光材料に、ポリパラフェニリンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリフルオレン（ＰＦ）系誘導体、その他、ポリチオフェン（ＰＡＴ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）を用いて、インクジェット用のインクを調製し、インクジェット法により発光層を形成することもできる。
【００４３】
その後、透光性電極層と電極層の接続端部に、銅箔を積層したポリイミドフィルムからなる配線部材をそれぞれ熱圧着して接続し、他端を、点灯回路、点灯回路の制御回路等を設けた基板の接続端子に接続し、有機ＥＬ照明装置を得る。
【００４４】
本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の他の例として、補助電極材料膜５ａ上に形成するレジスト膜をポジ型レジストを用いて形成し、補助電極以外の部分を露光可能なマスクを用いて露光を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 透光性基板
２ 透光性電極層
３ 有機層
３１ａ 正孔注入層
３２ａ 正孔輸送層
３ｂ 発光層
３Ｒｂ 赤色発光層
３Ｇｂ 緑色発光層
３Ｂｂ 青色発光層
３ｃ 電子輸送層
３ｄ 電子注入層
４ 電極層
５ 補助電極
５ａ 補助電極材料膜
５ｂ レジスト膜
５ｃ マスク
５ｄ レジストパターン
５ｅ 絶縁被膜
５ｆ 逆テーパー形状残留レジスト
５ｈ 残留レジスト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物質を発光体に用いた有機エレクトロルミネッセンス照明装置（有機ＥＬ照明装置ともいう。）及びその製造方法に関し、より詳しくは、効率よく製造できる有機ＥＬ照明装置やその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ照明装置は、透光性基板上に透光性電極層と、有機発光材料を含有する有機層と、透光性を問わない電極層とを順次積層した構成を有し、有機層で発生する光を透光性電極層、透光性基板を透過させその表面の発光面から外部へ放出させる面状光源であり、薄膜であって、低電圧で発光し、高速応答性に優れることから、利用価値が高い。
【０００３】
この種の有機ＥＬ照明装置は、図５の上面図、図６の側面図に示すように、透光性基板１上に透光性電極層２と、有機層３と、透光性を問わない電極層４とを順次積層した構成を有し、有機層を挟持する電極からそれぞれ有機層に注入される正孔と電子が結合して励起状態にされた発光材料が、低エネルギー準位又は基底状態に戻る際に放出する光を、発光面Ｌから放射させる。
【０００４】
このような有機ＥＬ照明装置においては、透光性電極層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等が用いられ、もう一方の透光性を問わない金属薄膜等で形成される電極層と比較して抵抗が高く、透光性電極層の給電端子から遠くなるに従い抵抗が高くなり、配線抵抗により電圧降下が生じるため電界も小さくなり、そのため暗くなり、必然的に輝度ムラが生じる。このため、透光性電極層上に補助電極５を設け、抵抗値の低下を抑制している。かかる補助電極は金属等で形成され遮光性であるため、透光性電極層の表面の一部にパターニングして形成し、更に、補助電極と有機層を介して電極層間の導通を抑制するため、補助電極を被覆する絶縁被膜６を設ける必要がある。
【０００５】
このような補助電極及び絶縁被膜はフォトリソグラフィーを利用して以下のようにして製造される。透光性基板上に、透光性電極材料を積層して透光性電極層を形成する。その上に所望のパターンの補助電極材料をフォトリソグラフィー工程等で形成する。具体的には、透光性電極層上に一面に補助電極材料膜を形成し、これにネガ型又はポジ型のレジストを塗布し、所望のパターンに形成されたマスクを介して露光、現像、エッチングにより補助電極材料膜を所望のパターンに形成した後、補助電極上に残留するレジストを剥離して補助電極層を作成する。得られた補助電極層上に、同様のフォトリソグラフィー工程によりポリイミド材料からなる絶縁被膜を形成する。その後、有機層、電極層を形成し、有機ＥＬ照明装置を製造する。有機ＥＬ照明装置は、補助電極と絶縁被膜とを形成するために、それぞれフォトリソグラフィー工程を反復して行っているため、製造工程数が多くコストの上昇を免れ得ない。
【０００６】
補助電極を有する有機ＥＬ装置の効率を向上させた製造方法として、例えば、基板上の透明電極層上に補助電極を設け、補助電極を絶縁層で被覆した後、発光領域を除く透明電極層と第２端子部上に絶縁層を形成し、基板の全面にわたって有機層を形成し、形成した有機層上の発光領域と第２端子部分に第２電極層を形成し、第２電極層が形成されていない領域の有機層を除去して第１端子部の前記第１電極層を露出させ、端子部を除いた部分に封止膜を形成する有機ＥＬ装置の製造方法（特許文献１）が報告されている。特許文献１に記載される有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上の電極と端子の接続を形成するため、基板とマスクのアライメントの回数を減らし、製造効率を上げる方法であるが、補助電極の絶縁被膜の形成効率を図ることはできない。
【０００７】
その他、基板上の感光性樹脂パターンをマスクとして、金属パターンを形成した後、上記基板を加熱して感光性樹脂パターンを流動させ、上記金属パターンの側面領域を上記感光性樹脂で覆うことにより、金属パターンの酸化を抑制する金属パターンの保護方法（特許文献２）が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−７３３３８
【特許文献２】特開昭５７−５３９６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、効率よく製造することができ、コストの削減を図ることができる有機ＥＬ照明装置やその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、有機ＥＬ照明装置の製造工程数を減少できる方法について検討した結果、補助電極を被覆して設ける絶縁被膜を、補助電極を形成するフォトリソグラフィー工程の最終段階において、エッチングにより所望のパターンに形成した補助電極上に残留するレジストを用いて、これを補助電極の側面まで被覆させ形成することができれば、絶縁被膜の形成のためのフォトリソグラフィー工程を省略できることの知見を得、かかる知見に基き、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法であって、該絶縁被膜を補助電極形成のフォトリソグラフィー工程で用いるレジストで形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法に関する。
【００１２】
また、本発明は、透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置において、該絶縁被膜が補助電極形成のフォトリソグラフィー工程で用いたレジストで形成されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ照明装置は、効率よく製造することができ、コストの削減を図ることができる。また、本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法は、製造工程数を減少させ、製造コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の工程の一部を示す説明図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の工程の一部を示す説明図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ照明装置の一例を示す構成図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】有機ＥＬ照明装置の一例を示す上面図である。
【図６】有機ＥＬ照明装置の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法は、透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機ＥＬ物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機ＥＬ照明装置の製造方法であって、該絶縁被膜を補助電極形成のフォトリソグラフィーで用いるレジストで形成することを特徴とする。
【００１６】
本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法は、主として透光性基板上に１対の電極層の一方の電極層である透光性電極層を形成する工程、透光性電極層上に補助電極及び絶縁被膜を形成する工程、有機ＥＬ物質を含有する有機層を形成する工程、１対の電極層の他方の電極層を形成する工程を有する。
【００１７】
上記有機ＥＬ照明装置の製造に用いる透光性基板は、後述する透光性電極層を介して設けられる有機層に含まれる発光材料からの光を入射し、入射面に対向する発光面から放出するものであり、発光材料から発光される光の透過率が高いものが好ましい。透光性基板としては、例えば、石英ガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、その他、アルミノケイ酸ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラスのガラスや樹脂フィルム等を用いることができる。透光性基板は、例えば、０．１〜２ｍｍの厚さのものを用いることができる。
【００１８】
上記透光性基板上に透光性電極層を積層する。透光性電極層は有機層を挟持する１対の電極層を構成するものであり、有機層からの光の透過率が高い材料で形成することが好ましい。透光性電極層は陽極であっても陰極であってもよいが、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の陽極として形成することができる。透光性電極層はシャドーマスクを介してスパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法等により、透光性基板の所定の領域に積層したり、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法等により一様の成膜した透光性電極膜をフォトリソグラフィー法により形成することができる。透光性電極層の一端に配線部材との接続部を形成するため、一端を延長して設けることが好ましい。透光性電極層は、例えば、１００〜３００ｎｍ等の厚さに形成することができる。
【００１９】
透光性電極層上に補助電極を形成する。補助電極は透光性電極層の低抵抗化を図ることができる導電性を有する材料で形成することが好ましい、補助電極材料として、クロム、アルミニウム、モリブデン、ニオブ、ネオジム等の金属や、これらの合金、アルミニウム・ネオジム（ＡＮＬ）、モリブデン・ニオブ、モリブデン・アルミニウム等を用いることができる。これらは、積層構造とすることもでき、例えば、Ｍｏ／Ａｌ・Ｎｄ、Ｍｏ・Ｎｂ／Ａｌ・Ｎｄ等の二層構造、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ等の三層構造とすることもできる。これらの補助電極材料は透光性を有さないため、透光性電極層表面の一部の領域に設けることが好ましく、例えば、櫛型状、梯子状、格子状等の形状を選択することができる。また、透光性電極層の端部にも設けることが、透光性電極層の更なる低抵抗化及び均一な抵抗化を図ることができることから、好ましい。補助電極はスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等により補助電極材料を用いて、透光性電極層上に一様に、例えば、厚さ１０〜５００ｎｍ等に補助電極材料膜を成膜した後、補助電極材料膜をフォトリソグラフィー法により、所望のパターン、例えば、幅１０〜１００μｍ等照明装置の発光面積の減少を抑制して形成する。具体的には、補助電極材料膜上にレジストを塗布し、塗布したレジストを固化するためのプリベーク、露光、現像、必要に応じて現像に使用したリンス液の除去やレジストと補助電極材料膜との密着性の向上のためベークした後、エッチングを行い、補助電極材料膜を所望のパターンに、即ち、目的の形状の補助電極に形成する。
【００２０】
レジストは露光により現像液に対する溶解性が低下するネガ型、露光により現像液に対する溶解性が増大するポジ型いずれであってもよいが、ここで用いるレジストは、補助電極の絶縁被膜を形成するものであり、補助電極と電極層間の導通を抑制することができる材質であって、透光性電極層や有機層との密着性が高く、有機層から光の透過率が高いものが好ましく、例えば、ポリイミド系感光性樹脂、アクリル系感光性樹脂、ノボラック系感光製樹脂等を用いることができる。これらは、バインダー樹脂と、ポリイミド系、アクリル系、ノボラック系等の感光性モノマーと、光重合開始剤、カップリング剤とを溶剤に分散させて調製することができる。レジストに用いる溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）や、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル（ＭＥＣ）等を挙げることができ、必要に応じて分散剤、濃度調整剤等を用いることができる。これらのレジストの組成としては、一例として、バインダー樹脂１０〜２０質量％、感光性モノマー１０〜２０質量％、光重合開始剤１〜５質量％、カップリング剤０．１〜２質量％、溶剤６０〜８０質量％を挙げることができる。レジスト塗布は、コーター等を用いて塗布することができ、塗布厚としては、例えば、０．１〜５μｍ、好ましくは０．５〜２μｍを挙げることができる。
【００２１】
また、後述する現像に使用する現像液にも関連するが、補助電極側面への流動を容易にし、その被覆を容易にするため、図１（ａ）中、点線で示すように、形成する補助電極上に残留させる残留レジスト５ｆを逆テーパー形状にすることが好ましい。ここで、図１（ａ）中、１は透光性基板、２は透光性電極層、５ａは透光性電極層上に形成した補助電極材料膜、５ｂは補助電極材料膜に塗布したレジスト膜を示す。レジスト膜から逆テーパー形状の残留レジストを形成するためには、アクリル系感光性樹脂等をレジストに用いることが好ましい。
【００２２】
レジスト塗布後のプリベークは、溶剤を揮発・除去することによりレジストの固化を目的とし、例えば、１００℃前後で３０〜１８０秒等で行うことができる。
【００２３】
露光は、使用するレジストがネガ型の場合は、補助電極部分を露光可能なマスクを用い、ポジ型レジストの場合は、補助電極を除いた部分を露光可能なマスクを用いて行う。露光に用いるマスクは、後述する現像又はエッチング工程に応じて、エッチング後に補助電極パターン上に残存させるレジストの形状によって選択することが好ましい。逆テーパー形状の残留レジスト５ｆを形成するには、例えば、補助電極の幅を、１０〜１００μｍに形成する場合、現像後の残留レジスト５ｆの上面幅が２０〜２００μｍとなるような、ネガ型のマスク５ｃ（図１（ａ））を用いることが好ましい。露光に用いる光線種としては、レジストに含まれるモノマーを重合させ得る活性線であれば、いずれであってもよく、紫外線を用いることが好ましい。逆テーパー形状の残留レジストを形成するには、使用する現像液とも関係するが、ネガ型のマスクを用いた露光が周辺部になるに従いレジスト膜中の進行距離、即ち到達点が短くなるように露光を行うことが好ましく、例えば、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）等の混線を用いることができる。
【００２４】
露光後の現像はいずれの方法でもよく、シャワー方式、ディップ方式、パドル方式等適宜選択することができる。現像液としては、ポジ型レジストに対して、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）等の有機系アルカリ現像液や、水酸化カリウム等の水酸化アルカリやアルカリ炭酸塩等の無機系アルカリ現像液を用いることができ、ネガ型レジストに対して、ＴＭＡＨ、キシレン系有機溶剤等の現像液を用いることができる。逆テーパー形状の残留レジスト５ｆ（図１（ｂ））を形成するには、現像液としてＴＭＡＨを用いることが好ましい。現像液後、純水等のリンス液で不要部分を完全に除去した後、必要に応じて、レジストのガラス転移温度未満の温度、例えば、９０〜１５０℃で３０秒〜５分間加熱し、リンス液の乾燥と共に、レジストと補助電極、補助電極と透光性電極の密着性を向上させることもできる。
【００２５】
補助電極材料膜のエッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングいずれの方法によることができる。ドライエッチングとしては、プラズマエッチング、ケミカルエッチング、反応性イオンエッチング等いずれの方法によってもよく、Ｆ2、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＣＨＦ3、ＳＦ6等のフッ素化合物や、四塩化炭素や、これらと酸素を含むエッチングガスを用いた等方性ドライエッチングや、その他、酸化インジウムスズに対しては、メタノール及びアルゴンを用いたものを挙げることができる。ウェットエッチングとしては、シャワー式、ディップ式、バッチ式等いずれの方法によってもよく、アルミニウム等に対しては、リン酸と硝酸と必要に応じて酢酸、モリブデン、タングステン、タンタル等に対しては、フッ酸と硝酸と必要に応じて酢酸、クロム等に対しては、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸、その他、酸化インジウムスズに対しては、塩酸と硝酸を含有するエッチング液を用いることができる。補助電極材料膜のエッチングは、絶縁被膜の被覆を容易にするため、補助電極の側面に透光性電極層に向かって拡大するテーパー部を有するように行うことが、好ましい。逆テーパー形状の残留レジスト５ｆを形成した場合、図１（ｃ）に示すように、補助電極材料膜は等方的にエッチングされる傾向にあり、補助電極５の側面にテーパー部５ｔが形成される可能性が高い。図２（ａ）に示すように、逆テーパー部を有さない残留レジスト５ｈを形成した場合、図２（ｂ）に示すように、残留レジストのアッシングと共に補助電極材料膜をテーパー部５ｔを有するようにエッチングをすることが好ましい。補助電極の側面にテーパー部５ｔを形成するには、酸素ガスを含有する混合ガスを用いたドライエッチングを行うことが好ましい。
【００２６】
所望のパターンに形成した補助電極上に残留する残留レジストを、そのガラス転移温度以上に加熱することにより、補助電極上面から側面へ流動させ補助電極全体を被覆させ、絶縁被膜を形成する。補助電極がその側面に透光性電極層に向かって拡大するテーパー部を有する場合、残留レジストは流動し容易にテーパー部に誘導され、補助電極を被覆した絶縁被膜５ｅを容易に形成することができる（図１（ｄ）、図２（ｄ））。加熱はレジストが補助電極側面を流動して充分に被覆し、透光性電極層上への流動量が少ない範囲で調整することが好ましい。加熱処理はバッチ処理でも、枚葉処理であってもよく、焼成炉、熱循環炉を用いて行うことができ、その条件として、例えば、窒素雰囲気下で１８０〜２５０℃、好ましくは２００〜２３０℃等で１０〜９０分を挙げることができる。絶縁被膜は、例えば、０．１〜３μｍの厚さ、より好ましくは１〜２μｍ厚さを挙げることができる。
【００２７】
その後、透光性電極層及び絶縁被膜上に有機層を形成する。有機層は発光材料を用いれば、その形成方法は限定されないが、発光層を挟持するように正孔輸送層、電子輸送層、更に、これらを挟持する正孔注入層、電子注入層等の複数の層で構成されるものとしてもよい。
【００２８】
正孔注入層は、陽極の透光性電極層から有機層への正孔の注入障壁を下げると共に、陽極と正孔輸送層とのエネルギーレベルの相違を緩和し、陽極から注入される正孔の正孔輸送層への注入を容易にするために設けられ、例えば、銅フタロシアニンやスターバスト型芳香族アミンのようなアリールアミン誘導体等や、これら正孔注入性有機材料に五酸化バナジウムや三酸化モリブデン等の無機物やＦ４-ＴＣＮＱ等の有機物を化学ドーピングして注入障壁を下げ、駆動電圧を低下させ得る正孔注入材料を用いて形成することができる。
【００２９】
正孔輸送層は、例えば、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−１，１−シクロヘキサン、ＴＰＤ、Ｎ,Ｎ'−ジフェニル−Ｎ−Ｎ−ビス（１−ナフチル）−１,１'−ビフェニル）−４,４'−ジアミン（α−ＮＰＤ）等のトリフェニルジアミン類や、スターバースト型芳香族アミン等の正孔輸送材料を用いて形成することができる。
【００３０】
発光層は、電極から注入された電子と正孔の再結合させ得る発光材料を含有する層であり、発光材料中で電子と正孔が再結合することにより、励起子を形成し励起状態になる。ここで、基底状態と同じ電子スピン多重度を有する励起状態が一重項励起状態であり、異なる電子スピン多重度を有する励起状態が三重項励起状態である。励起状態から低レベル順位、又は基底状態に戻る際に発光が得られ、一重項励起状態から低レベル準位、或いは基底状態に戻る際に蛍光が発光され、三重項励起状態から低レベル準位、或いは基底状態に戻る際に燐光が発光される。発光材料としては、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体(Ａｌｑ３)、ビスジフェニルビニルビフェニル（ＢＤＰＶＢｉ）、１，３−ビス（ｐ−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾールイル）フェニル（ＯＸＤ−７）、Ｎ，Ｎ' −ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（ＢＰＰＣ）、１，４ビス（Ｎ−ｐ−トリル−Ｎ−４−（４−メチルスチリル）フェニルアミノ）ナフタレン等の低分子化合物、ポリフェニレンビニレン系ポリマー等の高分子化合物を挙げることができる。
【００３１】
また、発光材料は、ホストとドーパントの二成分系からなるものであってもよく、二成分系の発光材料においては、ホスト分子で生成した励起状態のエネルギーがドーパント分子へ移動してドーパント分子が発光する。ホスト化合物として、上記発光材料や、電子輸送性材料、正孔輸送性材料を用いることができる。例えば、Ａｌｑ３等のキノリノール金属錯体に４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、２，３−キナクリドン等のキナクリドン誘導体や、３−（２' −ベンゾチアゾール）−７−ジエチルアミノクマリン等のクマリン誘導体をドープしたもの、電子輸送性材料のビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノール−アルミニウム錯体に、ペリレン等の縮合多環芳香族をドープしたもの、あるいは正孔輸送性材料の４，４' −ビス（ｍ−トリルフェニルアミノ）ビフェニル（ＴＰＤ）にルブレン等をドープしたもの、カルバゾール化合物に白金錯体やイリジウム錯体をドープしたもの等を用いることができる。
【００３２】
これらの発光材料は、有機ＥＬ照明装置の目的とする発光色によって選択することができ、具体的には、緑色発光の場合はＡｌｑ３、ドーパントにキナクドリンや、クマリン等、青色発光の場合はＤＰＶＢｉ、ドーパントにペリレンやジスチリルアリーレン誘導体等、緑〜青緑色発光の場合はＯＸＤ−７等、赤〜オレンジ色発光の場合は、ドーパントにＤＣＭ、ＤＣＪＴＢ等、黄色発光の場合は、ドーパントにルブレン等を用いることができる。また、白色発光を得るために、発光材料としてホストにＡｌｑ３、ゲストにＤＣＭ（橙色）等を組み合わせて使用することができる。白色発光の発光層としては、赤色、緑色、青色を発光する発光材料をそれぞれ含有する三層積層構造、或いは、青色と黄色等、補色を発光する発光材料をそれぞれ含有する二層積層構造としたり、これら各色の発光材料を多元共蒸着等で形成することによりこれらが混在する一層構造とすることもできる。更に、上記三層や二層の積層構造における各層を構成する発光材料を、水平方向に、順次、赤色、青色、緑色等と配列した発光層とすることもできる。
【００３３】
電子輸送層は、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）、ＯＸＤ−７等のオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、キノリノール系の金属錯体等の有機物質や、これらの電子輸送性有機材料にリチウム等アルカリ金属のような電子供与性物質を化学ドーピングした電子輸送材料を用いて形成することができる。
【００３４】
電子注入層は、陰極に用いられるアルミニウム等金属材料の仕事関数と、電子輸送層の電子親和力（ＬＵＭＯ準位）のエネルギー差が大きいことに起因して電子の注入が困難になるのを緩和するために、リチウムやセシウム等のアルカリ金属、若しくは、カルシウム等のアルカリ土類金属のフッ化物や酸化物、又は、マグネシウム銀やリチウムアルミニウム合金等から選択される仕事関数の小さい物質で形成することが好ましい。電子注入層の膜厚は、例えば、１〜１０ｎｍとすることができる。
【００３５】
これら電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層は、上記材料を用いて、抵抗加熱による真空蒸着法、ＭＢＥ法、レーザーアブレーション法等でシャドーマスクを介して所望の形状に成膜してもよい。また、これらの層の形成に高分子材料を用いる場合、液状にしてインクジェット法を用いて所望の形状に形成することもでき、また、感光性塗布液にしてスピンコートやスリットコートし、フォトリソグラフィー法により所望の形状に形成することもできる。有機層の厚さは、各層を５〜５００ｎｍ、総合１００〜１０００ｎｍに形成することができる。
【００３６】
有機層上に１対の電極層の他方の電極層を形成する。有機層上に設ける他方の電極層は上記透光性電極層と共に１対の電極層を構成するものであり、透光性を問われるものでない。透光性電極層が上記透光性電極材料で形成される場合、例えば、アルミニウム、銀等の金属薄膜の遮光性の陰極として形成することが、有機層の発光を透光性電極層側へ反射し、発光面からの放出光量の減少を抑制できることから、好ましい。電極層は、真空蒸着法やスパッタ法等により形成することができる。また、電極層の一端に配線部材との接続部を形成するため、一端を延長して設けることが好ましい。電極層の厚さは、配線抵抗による電圧降下を考慮すると厚い方が好ましく、例えば、５０〜３００ｎｍとすることができる。
【００３７】
上記透光性電極層及び電極層の一端を延設して形成した接続部に配線部材の一端を接続する。配線部材は、接続部の抵抗の上昇を抑制するために、電極の一端の幅の全体に亘る幅を有するものを用いることができる。配線部材として、銅ポリイミド等のフィルムを適用することができる。銅ポリイミドは導電性を有し低抵抗であり、可撓性を有することから、精密な位置決めせずに接続することができるため好ましい。更に、配線部材の他端を、点灯回路、点灯回路の制御回路等を設けた基板の接続端子に接続し、透光性電極層及び電極層に外部電源の供給を可能とする。
【００３８】
本発明の有機ＥＬ照明装置は、絶縁被膜が補助電極のフォトリソグラフィー工程で用いたレジストで形成されたことを特徴とする。フォトリソグラフィーによる補助電極形成のエッチング後、所望のパターンに形成した補助電極上に残留するレジストをそのガラス転移温度以上に加熱して絶縁被膜を形成することにより、製造工程数を減少させ、効率よく製造することができ、補助電極と電極間の導通を抑制して、一定の輝度により発光することができる。上記有機ＥＬ照明装置として、白色発光有機ＥＬ照明装置の一例を図３に示す。図３に示す白色発光有機ＥＬ照明装置は、透光性基板１上に透光性電極層２、一部の透光性電極層２上に形成された補助電極５、補助電極５を被覆した絶縁被膜５ｅ、有機層３、電極層４を有し、有機層３は、透光性電極層２及び絶縁被膜５ｅ上に、順次、正孔注入層３１ａ、正孔輸送層３２ａ、赤色発光層３Ｒｂと緑色発光層３Ｇｂと青色発光層３Ｂｂとを有するＲＧＢ発光層３ｂ、電子輸送層３ｃ、電子注入層３ｄが積層された積層体からなる。
【実施例】
【００３９】
本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の一例を、具体的に説明する。
【００４０】
図４に示すように、透光性基板であるガラス基板１上に、真空スパッタ法、真空蒸着法等により、ＩＴＯの透光性電極膜を積層し、フォトリソグラフィー法により透光性電極膜を露光し、ドライエッチング又はウエットエッチングにより所望の形状に形成し、透光性電極層２を形成する。その後、ＡＮＬ又はＣｒ等の補助電極材料を用い、透光性電極層２全面に補助電極材料膜５ａを、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により成膜する（ａ）。補助電極材料膜上にネガ型レジストを０．１〜５μｍ厚に塗布し、９０℃程度で９０秒間加熱して、レジスト膜５ｂを形成する（ｂ）。その後、補助電極のパターンに形成したマスク５ｃを介してレジスト膜５ｂを露光する（ｃ）。マスク５ｃは逆テーパー形状の残留レジストを形成するように、補助電極のパターンの幅よりテーパー分幅広のパターンに形成されたものを用いる。露光はｇ線、ｈ線、ｉ線の混線を用い、照射量を５０〜２００ｍＪ／ｃｍ2として行う。ＴＭＡＨを用いて現像し、純水によりリンスを行い、レジスト膜５ｂをレジストパターン５ｄに形成し、レジストのガラス転移温度未満９０〜１５０℃で１分間加熱し、リンス液の乾燥及びレジストと補助電極の密着性を向上させる（ｄ）。ドライエッチングにより、レジストパターン５ｄに被覆されていない部分の補助電極材料膜５ａを除去する（ｅ）。窒素雰囲気下、レジストのガラス転移温度以上の温度２３０℃で３０分間加熱し、補助電極５上のレジストパターンを補助電極の側面へ流動させ、補助電極を被覆した絶縁被膜５ｅを形成する（ｆ）。
【００４１】
その後、α−ＮＰＤ等の正孔輸送材料、Ａｌｑ３、ＤＰＶＢｉ、ＤＣＭ等を白色光を得られるように選択した発光材料、ＯＸＤ−７等の電子輸送材料を用いて、抵抗加熱による真空蒸着法等により順次薄膜を形成し、正孔注入・輸送層３ａ、発光層３ｂ、電子輸送層３ｃを形成する。次いで、電子輸送層３ｃ上にフッ化リチウム等の電子注入材料を真空蒸着法により積層し、電子注入層３ｄを形成する。更に、アルミニウム等の電極材料を用いて、真空蒸着法で薄膜を積層して電極層４を形成する（ｇ）。
【００４２】
また、正孔輸送材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）系、ポリアニリンとＰＳＳ系を用いてインクジェット用のインクを調製して、インクジェット法により正孔輸送層を形成し、更に、発光材料に、ポリパラフェニリンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリフルオレン（ＰＦ）系誘導体、その他、ポリチオフェン（ＰＡＴ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）を用いて、インクジェット用のインクを調製し、インクジェット法により発光層を形成することもできる。
【００４３】
その後、透光性電極層と電極層の接続端部に、銅箔を積層したポリイミドフィルムからなる配線部材をそれぞれ熱圧着して接続し、他端を、点灯回路、点灯回路の制御回路等を設けた基板の接続端子に接続し、有機ＥＬ照明装置を得る。
【００４４】
本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法の他の例として、補助電極材料膜５ａ上に形成するレジスト膜をポジ型レジストを用いて形成し、補助電極以外の部分を露光可能なマスクを用いて露光を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 透光性基板
２ 透光性電極層
３ 有機層
３１ａ 正孔注入層
３２ａ 正孔輸送層
３ｂ 発光層
３Ｒｂ 赤色発光層
３Ｇｂ 緑色発光層
３Ｂｂ 青色発光層
３ｃ 電子輸送層
３ｄ 電子注入層
４ 電極層
５ 補助電極
５ａ 補助電極材料膜
５ｂ レジスト膜
５ｃ マスク
５ｄ レジストパターン
５ｅ 絶縁被膜
５ｆ 逆テーパー形状残留レジスト
５ｈ 残留レジスト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法であって、該絶縁被膜を補助電極形成のフォトリソグラフィー工程で用いるレジストで形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
【請求項２】
透光性電極層上に補助電極材料膜を形成し、補助電極材料膜上にレジストを塗布し、露光、現像、エッチング後、補助電極上に残留するレジストを該レジストのガラス転移温度以上に加熱して流動させ補助電極を被覆させて絶縁被膜を形成することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
【請求項３】
透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置において、該絶縁被膜が補助電極形成のフォトリソグラフィー工程で用いたレジストで形成されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項１】
透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法であって、該絶縁被膜を補助電極形成のフォトリソグラフィー工程で用いるレジストで形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
【請求項２】
透光性電極層上に補助電極材料膜を形成し、補助電極材料膜上にレジストを塗布し、露光、現像、エッチング後、補助電極上に残留するレジストを該レジストのガラス転移温度以上に加熱して流動させ補助電極を被覆させて絶縁被膜を形成することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
【請求項３】
透光性基板上に設けられる透光性電極層を含む１対の電極層と、該１対の電極層に挟持され、有機エレクトロスミネッセンス物質を含有する有機層とを有し、透光性電極層上にその一部に接触して設けられる遮光性の補助電極と、該補助電極を被覆する絶縁被膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置において、該絶縁被膜が補助電極形成のフォトリソグラフィー工程で用いたレジストで形成されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２８７８（Ｐ２０１２−２２８７８Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５９６５１（Ｐ２０１０−１５９６５１）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（３０００２２３５３）ＮＥＣライティング株式会社 (483)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（３０００２２３５３）ＮＥＣライティング株式会社 (483)
【Ｆターム（参考）】
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