专利名称：有机el元件及其制造方法，以及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机电致发光(Electro-Luminescence，EL)元件及其制造方法，以及显示装置，特别是关于适用于配置在被照射体的前方，透过被照射体进行显示的有机EL元件及其制造方法。
然而，在使用有机EL元件作为显示用显示器的情况下，可以在基板上形成金属电极作为阴极，从夹持发光层的作为阳极的透明电极一侧看到的结构。在这种情况下，阴极在基板上全面形成即可，不需要形成图形。与此相比，例如在用于显示装置的前光灯的情况下，为了看清显示，就不能在全面上形成由金属电极构成的电极，有必要形成图形。
在由这样结构的有机EL元件构成的前光灯的情况下，构成阳极的透明导电膜全面形成，使用干式蚀刻等对构成阴极的钙(Ca)等碱土金属与铝等金属所组成的叠层膜进行形成图形，但在对有机EL元件的发光部形成图形中，为了对构成材料的不同的层进行蚀刻，对每一层有必要采用不同的蚀刻剂，而且，对各层对于各蚀刻剂的耐性也必须予以考虑，因此，随着所使用蚀刻剂的种类的增加，不能避免装置与工序的复杂化。
而且，在上述有机EL元件中，为了提高从阴极向发光层的电子注入效率、保持作为阴极的稳定性、以及确保反射率，大多采用由功函数小的Ca(钙)、Mg(镁)等碱土金属，与比它们功函数大的Al(铝)、Ag(银)等所构成的叠层电极作为阴极。这样，由于该阴极中含有的Ca(钙)等碱土金属的活性高，所以存在难以制造成品率高的有机EL元件的问题。
进而，为了减少所述图形形成工序的复杂性，可全面形成由透光性的材料构成可能的阳极等，但采用这样的结构，就不能避免在作为前光灯使用的情况下透光率的下降。
而且，本发明的另一目的在于，提供一种有机EL元件的制造方法，能够不使制造工艺复杂化，容易、且合格率高地制造适用于显示装置的照明装置的有机EL元件。
进而，本发明的另一目的在于，提供一种设置有上述本发明中的有机EL元件，显示明亮，可视性优异的显示装置。
(有机EL元件)为了解决上述问题，本发明的有机EL元件设置有支撑基板、与设在该支撑基板上的元件部，所述元件部是包含依次叠层的有阳极、含有有机EL材料的发光层、以及阴极的机EL元件，为了该当有机EL元件透过被照明体而显示，其特征为在所述元件部上设置有贯通所述元件部而形成的开口部、与照明所述被照明体的发光部。
设置有所述结构的本发明的有机EL元件，是在基板上形成的元件部中形成贯通该元件部的开口部，在该开口部以外的元件部内，具有发出照明光的发光部的有机EL元件。这样，由于设置了贯通元件部的开口部，所以能够提高透过被照明体而显示的透过部分中有机EL元件的透光率。因此，例如在将有机EL元件配置在显示装置的前侧作为照明装置而使用的情况下，能够减少有机EL元件显示光的衰减，得到高辉度鲜明的显示。
接着，在本发明的有机EL元件中，希望所述开口部是通过对所述元件部进行形成图形而形成。
也就是说，在所述结构的有机EL元件中，由于其发光图形是由对元件部全体进行形成图形所形成，所以能够非常容易地与发光部的发光图形的变更相对应，而且，与历来的根据发光图形而对特定层形成图形的情况相比，不容易发生发光层的状态不良，能够提供可靠性优异的有机EL元件。
接着，在本发明的有机EL元件中，希望所述开口部的平面积能够占据该有机EL元件显示区域的80％以上。
根据上述结构，可以得到充分的照明亮度，而且在具有高的开口率的同时，由于发光部是使用者难以看到的有机EL元件，所以在配置在显示装置的前侧的情况下，能够得到优异的可视性，还有，所述有机EL元件的显示区域，是指在该有机EL元件配置在显示装置的前侧的情况下，与显示装置的显示区域相对应的基板面内的区域。而且，由于所述开口部的面积过大时，会降低作为照明装置的亮度，所以所述开口部的实用上限，虽然随发光体自身的亮度而有差异，但一般为90％左右。
接着，在本发明的有机EL元件中，希望所述开口部的为条纹状或略呈格子状。
根据上述结构，能够对被照明体均匀地照明，且在透过该有机EL元件显示所述被照明体的情况下，能够提供发光部(开口部以外的部分)难以看到的有机EL元件。而且，虽然由略呈格子状使得形状复杂，但由于能够使发光面积扩大，即可提高亮度与均匀性。
接着，本发明的有机EL元件，具有在所述支撑基板的元件部一侧形成有一对安装端子，所述安装端子的一个与所述发光部的阳极相连接，所述安装端子的另一个，通过沿着所述发光部的侧面设置的导通电极，与所述阴极相连接的结构。
根据上述结构的有机EL元件，由于在支撑基板形成了阳极侧与阴极侧的安装端子，所以，例如即使是在支撑基板的另一侧设置为了保护发光部的保护基板或保护层等情况下，也没有必要在这些保护基板或保护层上形成安装端子，所以能够使元件部上侧的结构简化，使制造变得容易。
而且，本发明的有机EL元件，还可以具有在所述元件部的与所述支撑基板相反的一侧设置有保护基板，在所述支撑基板的内侧面及所述保护基板的内侧面分别形成有安装端子，所述支撑基板内侧面的安装端子与所述发光部的阳极相连接，所述保护基板内侧面的安装端子与所述发光部的阴极相连接的结构。
根据上述结构的有机EL元件，由于具有由所述支撑基板与所述保护基板夹持所述元件部的同时，在支撑基板侧配置的阳极上连接支撑基板上的安装端子，在保护基板侧配置的阴极上连接保护基板内侧面的安装端子的结构，所以阴极以及阳极与安装端子之间的导通能够最容易地进行。
或者是，本发明的有机EL元件，还可以具有在所述元件部的与所述支撑基板相反的一侧设置保护基板，在该保护基板的内侧面形成一对安装端子，所述安装端子的一个与所述发光部的阴极相连接，所述安装端子的另一个，通过沿着所述发光部的侧面设置的导通电极，与所述阳极相连接的结构。
根据上述结构的有机EL元件，由于在支撑基板上没有形成安装端子，所以在通过向支撑基板的元件部的形成及元件部的形成图形等而进行的所述开口部的形成就变得容易。
而且，在本发明的有机EL元件中，还可以具有在所述发光部的阴极的外侧，形成具有导电性及遮光性的树脂层，所述阴极与所述支撑基板或保护基板的安装端子通过所述树脂层而相连接的结构。
根据上述结构，由于所述树脂层兼有作为安装端子与阴极的导通电极的功能，及发光部的遮光功能，因此能够实现结构的简化、成本的降低，以及提高制造的容易程度。
而且，在本发明的有机EL元件中，可以具有在所述开口部中填充透光性树脂材料的结构。
根据上述结构，由于在开口部中填充了树脂材料，能够保护与开口部相连接的发光部的侧端面，能够得到具有优异可靠性的有机EL元件。特别是在发光部的阴极中含有碱土金属层的情况下，可能产生该碱土类金属层中的钙等与大气中的氧或水分等反应而变化，使有机EL元件寿命缩短的问题，但在上述结构中，由于用所述树脂材料填充了开口部，所以能够抑制上述碱土金属层的变化。
(有机EL元件的制造方法)另外，本发明中有机EL元件的制造方法的特征为，是设置有支撑基板与设在该基板上的元件部，所述元件部包含有依次叠层的阳极、包含有机EL材料的发光层、以及阴极的有机EL元件的制造方法，包含在该支撑基板上形成所述元件部的工序、以及形成贯通所述元件部的，具有所定形状的开口部的工序。
根据所述本发明中有机EL元件的制造方法，由于在形成元件部之后，一并形成了具有所定形状的开口部，所以在工序中仅导入一种蚀刻剂即可，而且没有工序数的显著增加，使制造工艺简单化，因此能够提高制造的容易程度。由此还可以提高制造的合格率。所以能够用更简单的制造工序，以高的合格率制造具有高透光率开口部的有机EL元件。
更详细地讲，为了使发光的发光部形成历来所规定的形状，有必要使用特定层蚀刻的多种蚀刻剂，还必须考虑蚀刻剂对其它层的影响，但在本发明的制造方法中，由于不是有选择地对特定的层进行加工，而是对元件部的全体一并加工，所以作为导入的蚀刻剂，仅需对各层具有同样加工性的一种蚀刻剂即可，因此使制造变得容易。而且，在本发明的制造方法中，由于形成了贯通所述元件部的开口部，所以没有必要对蚀刻进行高精度的控制，制造能够容易地进行。也就是说，在基板的表面露出了开口部底部时停止蚀刻即可，而且，即使对基板多少有些蚀刻，也完全没有问题，所以使工艺的控制变得极为容易。进而，由于在形成开口部之前的元件部的形成工序中，构成元件部的各层是在基板上全面叠层而形成，所以从这一点上也能够使制造工序简化。
而且，本发明的有机EL元件的制造方法的特征为，是设置有支撑基板与设在该基板上的元件部，所述元件部包含有依次叠层的阳极、包含有机EL材料的发光层、以及阴极的有机EL元件的制造方法，包含在该支撑基板上形成依次叠层的阳极、发光层、以及阴极的所述元件部的工序、在所述元件部上涂敷光学保护层的工序、将在所述元件部上形成的光学保护层形成所规定形状图形的工序、以及通过沿着所述保护层的形状将所述元件本体部形成图形而形成所述开口部的工序。
根据具有所述工序的制造方法，可以通过光学保护层的暴光与显影而形成元件部(发光部)的发光图形，通过从该光学保护层一侧一并进行的蚀刻处理，能够沿着光学保护层的形状形成高精度的图形，所以能够容易地形成与光学保护层具有同一形状的发光部。
还有，在本发明的制造方法中，对光学保护层的厚度虽然并无特别的限制，但在蚀刻时，如果在开口部完全形成之前就将光学保护层去除，则本来应该残留的元件部的一部分就可能被蚀刻而生产状态不良的情况，所以光学保护层应该具有在开口部的加工时间内不至于被去除的厚度。而且，光学保护层形成得过大过厚时，制造的有机EL元件的厚度增大，还可能产生开口部的加工精度下降等问题。
而且，在本发明的有机EL元件的制造方法中，所述光学保护层也可以由具有导电性与遮光性的感光性树脂所形成。
根据该制造方法，在元件部上侧设置的光学保护层，可以作为连接阴极与安装端子的导通电极而使用，能够效率更高地制造有机EL元件。也就是说，在本发明的制造方法中，在元件部上形成所定图形的光学保护层，通过对元件部及光学保护层的一并蚀刻而形成开口部，在该开口部形成之后，光学保护层残存在残留的元件部(即发光部)上，如果在该发光部上残存的光学保护层具有导电性，则光学保护层可以作为连接安装端子与阴极的导通电极而使用，而且，如果在发光部上残存的光学保护层具有遮光性，则该光学保护层可以兼有在通常阴极的一部分或阴极的上侧(与支撑基板相反的一侧)形成的遮光层的结构，所以能够使有机EL元件的结构简化，使制造能够更容易地进行。
而且，本发明中的有机EL元件的制造方法，还可以包括在所述基板上形成安装端子的工序，形成所述元件部，覆盖在所述支撑基板上形成的安装端子的一部分或全部。
根据所述制造方法，由于是在基板上预先形成安装端子，再在其上形成元件部，所以能够在安装端子与元件部相连接的状态实行对元件部的图形形成。所以，即使是对元件部形成图形，也不会产生配线向安装端子引出的问题。在该支撑基板上形成的安装端子，并不限于与元件部的支撑基板侧设置的阳极相连接的安装端子，也可以在支撑基板上设置与在支撑基板相反一侧配置的阴极相连接的安装端子。在这种情况下，元件部在支撑基板的前面上形成时，与阴极相连接的安装端子覆盖元件部，在其后的图形形成工序中，通过将覆盖与阴极相连接的安装端子的上侧的元件部(或其一部分)的去除，使所述安装端子露出，使得阴极与安装端子的连接成为可能。
接着，在本发明中的有机EL元件的制造方法中，希望在对所述元件部形成图形的工序中，能够由离子研磨法形成所述开口部。
通过用离子研磨法对所述元件部实行图形形成，能够对发光部全体实行精度极高的图形形成。离子研磨法是将加速的离子冲突到被加工体上的方法，由于能够沿着离子对于被加工物体(基板上的元件部)的入射角而进行加工，例如如果入射角为0度(从基板法线方向入射)，则可以形成具有对于基板垂直侧端面的开口部。而且，在通常的离子研磨法中所使用的离子为氩，由于不会引起构成元件部(及发光部)的材料的变化，所以不会产生由于图形形成而引起的不适合。进而，由离子研磨法，即使是在对比较大的基板上形成的元件部进行形成图形的情况下，由于能够对基板面内实行离子的均匀照射，也是制造效率高，对工业有利的方法。
或者是，在本发明中的有机EL元件的制造方法中，在对所述元件部形成图形的工序中，也可以由激光切除法形成所述开口部。
在本发明的制造方法中，可以在元件部的图形形成中使用激光切除法。该方法是对被加工物体的表面照射激光，使被加工物体的周边发生蒸发而进行微细加工的方法。所以，通过激光沿着形成开口部的图形在发光部上的扫描，或者是通过开口而进行激光的照射，能够很容易地进行元件部的图形形成。
另外，本发明的显示装置的特征为，设置有包含前面任意处所述有机EL元件的照明装置、以及将从该照明装置射出的光用于反射显示的显示装置。
根据上述结构，能够提供设置有以高亮度照明所述显示装置的同时，使从显示装置的反射光以高的透光率通过，得到鲜明显示的照明装置。
而且，作为本发明中的显示装置，还可以是所述显示装置是反射型液晶显示装置，成为所述照明装置的所述有机EL元件的阴极，与所述反射型液晶显示装置的非开口区域相对应而配置的显示装置。
根据上述结构，即使是在将具有有机EL元件的照明装置设置在前面的情况下，也不会使液晶显示装置的开口率下降，所以能够得到明亮鲜明的显示。
图2是
图1所示前光灯的局部剖面结构图。
图3A～C是本发明制造方法的实施方案的工序图。
图4A～C是本发明制造方法的实施方案的工序图。
图5A、图5B是本发明制造方法的实施方案的工序图。
图中1-液晶显示装置(显示装置)，2-液晶单元，3-前光灯(照明装置)，16-支撑基板，36-保护基板，30-元件部，21-发光部，35-开口部，22-阳极，23-空穴输送层(发光层)，24-发光本体层(发光层)，25-缓冲层(发光层)，26-碱土类金属层(阴极)，27-反射层(阴极)，28-遮光层，29-树脂层，32-密封层(透光性的树脂材料)。
(具有有机EL元件的液晶显示装置)在本实施方案中，作为本发明的显示装置，以在前侧设置有机EL元件的液晶显示装置为例进行说明。也就是说，本实施方案的液晶显示装置由本发明的有机EL元件作为前光灯(照明装置)。而且，本实施方案的励磁液晶显示装置，是使用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件的有源矩阵型的反射型液晶显示装置。
图1是本实施方案的液晶显示装置的立体结构图。图2是沿图1中A-A′线的前光灯的部分剖面结构图。而且，在本说明书的参考图中，由于各层及各构成要素等都取了能够确认程度的大小，所以图示的各部分的厚度与尺寸等都可能有一些适当的变化。
如图1所示，本实施方案的液晶显示装置1为具有液晶单元(显示装置)2、以及在其前侧配置的前光灯(照明装置)3的结构。
液晶单元2，是有源矩阵型的反射型液晶单元，对面配置有形成TFT侧的元件基板4与对向基板5，在这些基板4、5之间封入有液晶层(未图示)。在元件基板4的内侧面，以相互交叉的格子状形成电源线6及栅线7。在各电源线6与栅线7的交叉点的附近，形成TFT8，像素电极9通过TFT8而分别连接。也就是说，在每一个配置为矩阵状的各像素10上，设置一个TFT8与像素电极9。在本实施方案的液晶单元2中，该像素电极9是由光反射型的金属材料所构成，有作为反射电极的功能。
另一方面，在对向基板5的内侧面的全面上，形成一个配置有矩阵状多个像素10的液晶单元显示区域全体的共用电极11。而且，虽然图中被省略，但在液晶单元2在内侧面，形成各基板的内侧面的各种配线及配合膜等。
如图1所示，前光灯3，在由玻璃或透明树脂等所构成的透明的支撑基板16上，形成多个在平面视图上为条纹状的发光部21，在这些发光部21、21的间隙内形成开口部35，由这些发光部21与开口部35构成本实施方案中前光灯的元件部30。而且，如图2所示，设置有支撑板16、与对面配置的由玻璃或透明树脂等构成的透明的保护基板36，夹持所述元件部30。而且，所述开口部35，由密封材料32所填充。
如图2所示，发光部21，由支撑基板16侧的阳极22、空穴输送层23、发光本体层24、缓冲层25、碱土类金属层26、反射层27、遮光层28、以及树脂层29依次叠层而构成。这些构成发光部21的各层，在多个发光部21中分别形成基本同一的厚度。而且，在构成发光部21的各层中，空穴输送层23、发光本体层24、与缓冲层25，构成本发明中的发光层37，碱土类金属层26与反射层27构成本发明中的阴极38。即，发光部21，由阳极22、在该阳极上形成的发光层37、在阴极38上形成的遮光层28、以及树脂层29所构成。
还有，虽然图中被省略，但在支撑基板16的内侧面，形成由金属材料构成的一对安装电极，分别直接，或通过银软膏或配线等导通材料与阳极22、阴极38相电气连接。而且，通过这些安装端子，元件部30与外部或前光灯3的周围形成的驱动线路等周围的线路相连接。
以下，对构成发光部21的各层进行更详细的说明。
首先，发光部21的阳极22，是由ITO(铟锡的氧化物)或IZO(铟锌的氧化物)等透明电极材料所构成的透明电极。
接着，发光层37的空穴输送层23，具有将由阳极22注入的空穴向发光本体层24输送的功能，例如可以由聚乙烯二羟基噻吩(导电性聚合物)为主体而构成，其厚度为0.05～0.2μm。
发光本体层24，例如可以由高分子EL(有机电场发光物质)为主体的电场发光材料所构成，其厚度为0.05～0.2μm。在由这样的高分子EL所构成的发光本体层24中，在能够由低电压发光的同时，还能够实现高亮度的发光。还有，作为构成高分子EL的高分子材料，例如可以使用芴系的高分子介电体、聚对苯二胺介电体、聚亚苯基介电体、聚芴介电体、聚乙烯咔唑、聚噻吩介电体等。
缓冲层25，具有作为促进电子从阴极38向发光本体层24注入的缓冲层的作用，例如可以由LiF为主体的材料所构成，其膜厚为0.5～5nm。
接着，阴极38的碱土类金属层26，由钙或镁等碱土金属为主体而构成，在碱土类金属层26上形成的反射层27，由铝、银或它们的合金等所构成，由发光层37发出的光经该反射层27的反射，使朝向配置有被照明体液晶单元2的支撑基板36的光亮增大。该阴极38的厚度为0.1～0.5μm。
接着，在阴极38上形成的遮光层28，是为了遮挡由减数层27向使用者的反射光而设置的。在本实施方案的前光灯3中，希望该遮光层28由具有导电性的材料所构成，例如树脂碳黑、低反射铬等都是适合于这种结构的材料。
而且，在遮光层28上形成的树脂层29，是由后述本发明的有机EL元件制造方法，制造本实施方案的前光灯3时所形成的层，在本发明的有机EL元件中虽然并非为必需，但在该树脂层是由导电性及遮光性树脂，例如碳颗粒分散的碳黑保护层所构成的情况下，可以将上述遮光层28省略。所以，在本发明的前光灯3上，至少设置遮光层28及树脂层29中的一个即可。
密封部件32，填充于由所述发光层21、支撑基板16、以及保护基板36所围成的开口部35内，可以由透明的树脂材料等所构成。希望该密封部件32能够由透光率尽可能高的树脂材料所构成，具体地讲，例如环氧树脂系列的热固性树脂等都是合适的材料。
密封部件32、保护基板36、元件部30、支撑基板16成为一体具有保持接合材的功能，此外还兼有保护发光部21不受大气中氧及水分影响的功能。特别是阴极38的碱土类金属层26，由于起化学活泼性高，容易与大气或水分反应而变化，但通过将该密封部件32填充入开口部35，就能够防止这种变化，所以可使前光灯达到长寿命化。进而，密封部件32还具有防止支撑基板16及保护基板36的内侧面光的反射的功能。也就是说，在不设置密封部件32的情况下，由于在开口部形成空气层，就容易由支撑基板16及保护基板36的折射率的差异而在其内面形成个的反射，而在填充了密封部件32之后，由于能够使通过支撑基板16、密封部件32、以及保护基板36之间的部件的折射率变小，所以能够防止由于光的折射而引起的液晶显示装置的看到性的下降。
设置有所述结构的本实施方案的液晶显示装置1的特征点在于设置有通过贯通前光灯3的元件部30而形成的开口部35。本实施方案的液晶显示装置1，虽然是使前光灯3的发光部21发光而照明液晶单元2，由液晶单元2的像素电极9反射，使前光灯3的从图示下面侧入射的光，通过开口部35透过而进行显示，但由于开口部35是贯通元件部30而形成，所以与历来的有机EL元件的前光灯相比，使光透过部分的透光率提高。所以，显示光，即液晶单元2的反射光在通过前光灯3的内部期间不容易减衰，其结果是能够显示光的光亮增大，实现得到明亮显示的液晶显示装置。
而且，在前光灯3不点灯，利用外来光进行反射显示的情况下，由于外来光是透过开口部35入射到液晶单元2，由液晶单元2反射，再一次透过开口部35而进行的显示，所以入射到液晶显示装置1的外来光到达使用者之前两次透过开口部35。因此，由于该开口部35具有高的透光率，使得效果与前光灯3不点灯的情况相比更为显著。
在本实施方案的前光灯3中，希望所述开口部在平面视图上的面积，占据前光灯3的显示区域的80％以上。这里，所谓前光灯3的显示区域，是指在图1所示液晶单元2的显示区域(配置有像素电极的区域)的前面侧配置的前光灯3的平面区域，与液晶显示装置1的显示区域是同一区域。在这样的前光灯3的显示区域中，由于开口部35的面积占据80％以上，所以在得到充分照明亮度的同时，液晶单元2的显示能够良好地透过，得到明亮的显示，进而，使使用者不容易看到发光部21。
为了使发光部21更不容易被看到，在发光部21在平面视图上为线状形成的情况下，其线宽在50μm以下即可。在线宽超出50μm时，根据使用的环境，存在有发光部21能够被看到的情况，但在线宽为50μm以下时，基本在全部所能够设想到的使用情况下，发光部21都基本不能够被看到。而且，作为使发光部21难以被看到的方法，除了上述将线宽微细化之外，还可以采用在液晶单元2的非显示区域中配置发光部21的方法。也就是说，通过沿着液晶单元2中设置为格子状的电源线6及栅线7等而配置的条纹状或格子状的发光部21，在液晶单元2中生产反射光的像素电极9与使用者之间不配置发光部21的方法。根据该方法，能够不使液晶显示装置1的开口率低下而照明液晶单元2，可以得到更为明亮的显示。而且，这样对发光部21配置时，由于液晶单元2是沿着电源线6或栅线7等而形成格子状的碳黑矩阵，所以该碳黑矩阵与发光部21重叠，进而使发光部21难以看到。
(有机EL元件的制造方法)接着，作为本发明中有机EL元件制造方法的实施方案，以图1及图2所示的制造前光灯3的情况为例，结合图面进行以下的说明。
图3到图5是表示本实施方案的前光灯的制造工序的结构图，图3A～图3C，图4A～图4C，图5A及图5B，按照工序的顺序表示了一连串的制造工序。而且，在这些图中，如果没有特别的预先说明，图中左侧所示的是各工序中的平面工序图，而右侧所示的是左侧所示平面图的剖面工序图。例如，在图3A中，图示左侧为该工序中的平面工序图，而图示的右侧为沿所述平面工序图的B-B线的剖面工序图。
为了制造图2所示的前光灯3，首先，准备图3所示的由玻璃或透明树脂等所构成的透明的支撑基板16，在该支撑基板上，形成有铝或金等构成的安装端子17a、17b。如图3所示，这些安装端子17a、17b，分别为沿着与支撑基板16相对面的两边而配置的长方形状。
接着，如图3B所示，在形成安装端子17a、17b的支撑基板16上，全面形成由透明导电材料所构成的电极，即阳极22。接着，如图3C所示，在阳极22上，全面依次叠层形成空穴输送层23、发光本体层24、缓冲层25、碱土类金属层26、反射层27、以及遮光层28而形成元件部30。而且，在遮光层28上涂敷光学保护层形成掩模层29a。还有在构成所述元件部30的各层中，使用与图2所示构成发光部21的各层同样的材料，通过成膜而形成。
接着，通过对掩模层29a实行光刻工序而形成图形，形成如图4所示形状的掩模层29a。该掩模层29a具有在平面视图上呈矩形(条纹状)的外形的同时，在其内部并排设置有多个平面视图上呈矩形的图形部29b与开口部35a。而且，在如图4A所示的工序中，在设置有掩模层29a以外的元件部30的上面，露出遮光层28。
接着，如图4B所示，沿着掩模层29a的图示右侧面，形成由金及银或含有这些金属的软膏所构成的导通电极33。该导通电极33与遮光层28相连接而形成。也就是说，通过具有导电性的遮光层28与导通电极33相电气连接，使碱土类金属层26及由反射层27所构成的阴极，与导通电极33，通过导电性的遮光层28而实现电气连接。
接着，用离子研磨法，通过从支撑基板16的上方(元件部30侧)照射氩离子，对掩模层29a及元件部30进行蚀刻，使元件部30形成所定形状的图形。如图4C所示，由该图形形成工序，在元件部30中残留由掩模层29a与导通电极33所覆盖的部分形成发光部21，将元件部30的未被掩模层29a所覆盖的部分去除。这样，在发光部21的内侧形成开口部35的同时，使覆盖元件部30的安装端子17a的一部分与安装端子17b从发光部21的外周露出。在如图4C所示的该工序中，虽然所述安装端子17a的一部分从发光部21的外周露出，但是其余部分仍处于被发光部21所覆盖的状态，安装端子17a与发光部21的阳极22呈电连接的状态。另一方面，为了在后述的工序中使安装端子17b与导通电极33连接，则与阳极22呈离开的状态。而且，掩模层29a的一部分残留在遮光层28的上部，在构成作为树脂层29的元件部各层的同时构成发光部21。由于该树脂层29对前光灯的亮度及看到性等基本没有影响，所以没有必要去除，由于为了去除必须导入繁杂的工序，所以将其残留在发光部21的最上部即可。但是，在树脂层29的层厚度过大的情况下，由于会产生使前光灯厚度增大等不利因素，所以树脂层的厚度应在0.1～0.5μm，为此，在如图3C所示的树脂层29的形成工序中预先形成适当的厚度即可。
在所述的由离子研磨法形成图形的工序中，从基板16的上方均匀照射氩离子，对掩模层29a与元件部30一并蚀刻，进行发光部21及开口部35的形成，及安装端子17a及17b的露出。这样，由于蚀刻工序设定在安装端子17a及17b露出的时刻而停止，所以将这些安装端子17a及17b露出之前的掩模层29a全部去除时，就有对遮光层28及下面的反应层27蚀刻，从而产生使发光部21的动作不适的可能性。因此，在图3C所示的掩模层29a的形成工序中，在安装端子17a及17b露出的时刻，掩模层29a在遮光层28上形成残留程度的厚度。
接着，如图5A右侧的剖面图所示，准备有为了从发光部21的上侧(与支撑基板相反的一侧)接合的保护基板36。在该保护基板36的内侧(发光部21侧)，设置有导通电极39与密封部件32。或者是为了防止残留气泡，也可以将导通电极39与密封部件32设置在发光部21上，进而还可以同时在两侧设置。还有，在图5A左侧的平面图中，将保护基板36与密封部件32省略。
在导通电极39中，使用银软膏等能够固化的液体状导电材料，如图5A左侧的平面图所示，在接合保护基板36的状态下，在支撑基板16侧的导通电极33与安装端子17b之间设置架设位置，密封部件32由与图2所示的密封部件32同样的材料所构成，具有将保护基板36、发光层21以及支撑基板16保持为一体的接合部件的功能，可以使用绝缘性的热固性树脂或光固性树脂等。进而，该密封部件32，除了作为接合部件的功能之外，还可以填充在开口部35内，具有保护发光部21的功能。也就是说，通过将发光部21的侧面与大气隔断，能够防止由于大气中的氧或水分等引起构成发光部21的各层的变化。所以，作为密封部件32，希望使用气密性高、能够割断水分、稳定的材料。
接着，如图5B右侧的剖面图所示，将保护基板36接合于发光部21的上侧。在该接合工序中，首先，使保护基板36的导通电极39与支撑基板16一侧的导通电极33在导通电极33的上面中央部相接，接着，密封部件32变形，包围发光部21，并填充于发光部21内部的开口部35内。随后，导通电极39，经过包围发光部21内侧部的密封部件32的外侧，接合于安装端子17b的中央部。还有，在图5B左侧的平面图中，省略了保护基板36的图示。
这样，支撑基板16及发光部21与保护基板36，就通过密封部件32而接合为一体，得到本发明的前光灯。在如图5B所示的前光灯中，安装端子17a在与发光部21的阳极22相接的同时还电气连接，安装端子17b通过导通电极39及导通电极33与发光部21的遮光层28相连接，与构成发光部21的阴极的碱土类金属层26及反射层27互相电连接。
通过以上的工序所得到的前光灯，在形成具有所定形状图形的发光部21的同时，还具有从保护基板36经由密封部件32到达支撑基板16的开口部35，能够通过使发光部21沿着图形形状而发光，在照明被照明体的同时，能够通过所述开口部35，透过被照明体而显示。而且，由于开口部35中仅填充有密封部件32，所以该开口部35能够以极高的透光率而透过光，得到明亮且鲜明的显示。
还有，在本实施方案中，是对安装端子17a、17b沿着支撑基板16的相对的两个边而分别配置的情况进行的说明，但这些安装端子17a、17b的位置并不限于图3～图5所示的位置，可以根据前光灯的设计而进行适当的变更。例如，即使是在支撑基板16的两侧形成安装端子的情况下，也可以是沿着相邻接的两边在平面视图上呈“L”状的配置，在支撑基板16上形成与阳极相连接的安装端子17a，在保护基板36的内侧面形成与阴极38(遮光层28)相连接的安装端子17b。或者是，也可以双方的安装端子17a、17b都在保护基板的内侧面形成，分别与阳极22及阴极38相连接。
而且，在发光部21的最上层配置的树脂层(掩模层29a)，可以由具有导电性的光学保护层所形成。根据这样的结构，也可以不设置导电性的遮光层28，由于由导通电极33、反射层27、以及碱土类金属层所构成阴极相电气连接，所以能够达到削减工时，降低制造成本的目的。而且，在本实施方案中，是对于采用离子研磨法对元件部30进行图形形成的情况进行的说明，但该元件部30的图形形成，只要是能够对构成元件部30的各层进行一并加工的方法，都没有问题地可以适用，例如，也可以采用激光切除法形成元件部30的图形，在这种情况下，即使不设置如图3及图4所示的掩模层29a也是可以的。还有，在离子研磨法与激光切除法中，选择哪一种来进行元件部30的图形形成，可以根据形成图形的形状而选择适当的方法。具体地讲，由于从加工的精度上讲离子研磨法更为优越，所以在形成极微细的图形形状的情况下，最好采用离子研磨法。
根据以上的详细说明，本发明的有机EL发光元件，是设置有基板与设在该基板上的元件部，所述元件部包括依次叠层的阳极、含有机EL材料的发光层、以及阴极的有机EL元件，所述元件部中，通过设置有为透过该有机EL元件的被照明体而进行显示的，贯通所述元件部而形成的开口部、与照明所述被照明体的发光部的结构，由于设置了贯通元件部的开口部，能够提高为透过被照射体而显示的透过部中有机EL元件的透光率。所以，例如在使用有机EL元件作为显示装置前面所配置的照明装置的情况下，能够降低有机EL元件所发出的光的减衰，得到高亮度、鲜明的显示。
而且，根据本发明的制造方法，在设置有基板与设在该基板上的元件部，所述元件部包括有依次叠层的阳极、包含有机EL材料的发光层、以及阴极的有机EL元件的制造方法中，由于包含有在支撑基板上形成所述元件部的工序、以及通过对所述元件部形成图形，而形成贯通所述元件部，具有所定形状的开口部的工序的结构，能够使在工序中仅导入一种蚀刻剂即可，而且没有工序数的显著增加，使制造工艺简单化，因此能够提高制造的容易程度。由此还可以提高制造的合格率。
权利要求
1.一种有机EL元件，是一种具有支撑基板和设在该支撑基板上的元件部，所述元件部包含有依次叠层的阳极、包含有机EL材料的发光层、以及阴极的有机EL元件，其特征在于在所述元件部设有，为了透过该有机EL元件的被照明体进行显示而形成的贯通所述元件部的开口部、与照明所述被照明体的发光部。
2.根据权利要求1所述的有机EL元件，其特征在于所述开口部是通过对所述元件部形成图形所形成。
3.根据权利要求1或2所述的有机EL元件，其特征在于所述开口部的平面面积，占据该有机EL元件显示区域的80％以上。
4.根据权利要求3所述的有机EL元件，其特征在于所述发光部的形状在平面视图上略呈条纹状。
5.根据权利要求3所述的有机EL元件，其特征在于所述发光部的形状在平面视图上略呈格子状。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的有机EL元件，其特征在于在所述支撑基板的元件部一侧形成一对实装端子，所述实装端子的一个与所述发光部的阳极相连接，所述实装端子的另一个，通过沿着所述发光部的侧面设置的导通电极与所述阴极相连接。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的有机EL元件，其特征在于在与所述元件部的所述支撑基板相反的一侧，设置有保护支撑基板，在所述支撑基板的内侧面及所述保护支撑基板的内侧面分别形成实装端子，所述支撑基板的内侧的实装端子与所述发光部的阳极相连接，所述保护支撑基板的内侧面的实装端子与所述发光部的阴极相连接。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的有机EL元件，其特征在于在与所述元件部的所述支撑基板相反的一侧，设置有保护支撑基板，在该保护支撑基板的内侧面形成一对实装端子，所述实装端子的一个与所述发光部的阴极相连接，所述实装端子的另一个，通过沿着所述发光部的侧面设置的导通电极与所述阳极相连接。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的有机EL元件，其特征在于在所述发光部阴极的外侧，形成具有导电性的遮光层，通过所述遮光层，所述阴极与所述支撑基板或所述保护支撑基板的实装端子相连接。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的有机EL元件，其特征在于所述开口部内，由透光性的树脂材料所填充。
11.一种有机EL元件的制造方法，其特征在于是设置有支撑基板与设在该支撑基板上的元件部，所述元件部包含有依次叠层的阳极、包含有机EL材料的发光层、以及阴极的有机EL元件的制造方法，包含有在支撑基板上形成所述元件部的工序、以及通过对所述元件部形成图形，而形成贯通所述元件部，具有所定形状的开口部的工序。
12.一种有机EL元件的制造方法，其特征在于是设置有支撑基板与设在该支撑基板上的元件部，所述元件部包含有依次叠层的阳极、包含有机EL材料的发光层、以及阴极的有机EL元件的制造方法，包含有在支撑基板上形成包含叠层的阳极，发光层，阴极的元件部的工序、在所述元件部上涂敷光保护层的工序、将所述元件部上形成的光保护层形成所定形状图形的工序、以及通过沿着所述光保护层的形状，对所述元件部本体形成图形而形成所述开口部的工序。
13.根据权利要求12所述的有机EL元件的制造方法，其特征在于所述光保护层是由具有导电性及遮光性的感光性树脂材料所形成。
14.根据权利要求11～13中任一项所述的有机EL元件的制造方法，其特征在于包含在所述支撑基板上形成实装端子的工序，形成所述元件部或元件部，覆盖在所述支撑基板上形成的实装端子的一部分或全部。
15.根据权利要求11～14中任一项所述的有机EL元件的制造方法，其特征在于在对所述元件部形成图形的工序中，由离子研磨法形成所述开口部。
16.根据权利要求11～14中任一项所述的有机EL元件的制造方法，其特征在于在对所述元件部形成图形的工序中，由激光切除法形成所述开口部。
17.一种显示装置，其特征在于设置有包含根据权利要求1～10中任一项所述的有机EL元件的照明装置、以及利用从该照明装置射出的光进行反射显示的显示装置。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其特征在于所述显示装置是反射型液晶显示装置，构成所述照明装置的所述有机EL元件的阴极被配置在对应于所述反射型液晶显示装置的非开口区域。
全文摘要
本发明提供一种有机EL元件及其制造方法，本发明的有机EL元件(前光灯)，具有支撑基板(16)和设在该支撑基板上的元件部(30)，所述元件部(30)包含依次叠层的阳极(22)、包含有机EL材料的发光层(37)及阴极(38)，所述元件部(30)，具有为透过该有机EL元件的被照明体进行显示而形成的贯通该元件部(30)的开口部(35)、和照明所述被照明体的发光部(21)。由此可实现在光透过部分的透光率高、适用于显示装置的照明装置的有机EL元件，并提供一种容易、且成品率高地制造该有机EL元件的制造方法。
文档编号H01L51/52GK1446035SQ03121620
公开日2003年10月1日 申请日期2003年3月18日 优先权日2002年3月18日
发明者土屋丰 申请人:精工爱普生株式会社