有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル及びその製造方法
【課題】発光領域で有機材料の膜厚が均一な有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルおよびその製造方法を提供すること
【解決手段】基板上に形成された第一電極と、前記第一電極を区画するように形成された親液性の隔壁と、前記第一電極上及び前記隔壁の開口内に形成された少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、前記発光媒体層を挟むように前記第一電極と対向して形成された第二電極と、からなる有機ＥＬ素子を基板上に複数備える有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであって、前記第一電極は有機ＥＬ素子部と接続部とからなり、前記隔壁は前記有機ＥＬ素子部のエッジから離間して形成されており、前記発光媒体層の膜厚は前記隔壁の開口内において第一電極上よりも前記有機ＥＬ素子部のエッジから隔壁のエッジの間の方が厚いことを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルとしたもの。
【解決手段】基板上に形成された第一電極と、前記第一電極を区画するように形成された親液性の隔壁と、前記第一電極上及び前記隔壁の開口内に形成された少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、前記発光媒体層を挟むように前記第一電極と対向して形成された第二電極と、からなる有機ＥＬ素子を基板上に複数備える有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであって、前記第一電極は有機ＥＬ素子部と接続部とからなり、前記隔壁は前記有機ＥＬ素子部のエッジから離間して形成されており、前記発光媒体層の膜厚は前記隔壁の開口内において第一電極上よりも前記有機ＥＬ素子部のエッジから隔壁のエッジの間の方が厚いことを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルとしたもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレクトロルミネセンス（以下、ＥＬとも記載）を利用した有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）は、二つの対向する電極の間に有機発光材料からなる有機発光層が形成され、有機発光層に電流を流すことで発光させるものであるが、効率よくかつ信頼性のある素子を作製するには有機層の膜厚が重要である。また、これを用いてカラーディスプレイ化するには高精細にパターニングする必要がある。
【０００３】
図１に一般的な有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの模式図を示した。一つのピクセル（画素）１０１は、３原色のＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）それぞれのサブピクセル１０２からなる。サブピクセル１０２にはそれぞれの発光色の有機ＥＬ素子が形成されており、アクティブ駆動の場合にはさらに薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとも呼ぶ）が形成されている。
【０００４】
一般的に、ディスプレイ用の基板として、パターニングされた感光性ポリイミド等の絶縁物がサブピクセルを区画するように隔壁状に形成されているものを用いる。その際、隔壁パターンは陽極として成膜されている透明電極のエッジ部を覆うように形成され、隔壁パターンがサブピクセル領域を規定している。
【０００５】
そして、透明電極及び隔壁パターン上に正孔注入層を形成する。正孔キャリアを注入するための正孔注入層を成膜する方法として、ドライ成膜とウェット成膜法の２種類があるが、ウェット成膜法を用いる場合一般的に水に分散されたポリチオフェンの誘導体が用いられるが、水系インキは下地の影響を受けやすく均一にコーティングすることが非常に困難である。それに対して蒸着による成膜は、簡便に均一に全面コーティングが可能である。
【０００６】
有機発光層を形成する方法も同様にドライ成膜とウェット成膜法の２種類があるが、均一な成膜が容易なドライ成膜である真空蒸着法を用いる場合、微細パターンのマスクを用いてパターニングする必要があり、大型基板や微細パターニングが非常に困難である。
【０００７】
そこで、最近では高分子材料または低分子材料を溶剤に溶かして塗工液にし、これをウェット成膜法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。高分子材料または低分子材料の塗液を用いてウェット成膜法で有機発光層を含む発光媒体層を形成する場合の層構成は、陽極側から正孔輸送層、有機発光層と積層する２層構成が一般的である。このとき、有機発光層はカラーパネル化するために赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光色をもつ有機発光材料を溶剤中に溶解または安定して分散してなる有機発光インキを用いて塗り分けることができる
（特許文献１、２参照）。
【０００８】
有機層を真空蒸着によって形成する場合、上記のように大面積、高精細が難しく、また装置コストが高いのに対して、ウェット成膜法では真空設備を用いないため装置コストが比較的低く、マスクを用いないため大面積化においてもメリットがある。
【０００９】
ウェット成膜法には、主にインクジェット法によるパターン形成と、印刷によるパターン形成が提案されている。例えば、特許文献３に開示されているインクジェット法は、インクジェットノズルから溶剤に溶かした発光層材料を基板上に噴出させ、基板上で乾燥させることで所望のパターンを得る方法である。
【００１０】
ウェット成膜法では一般に、隔壁の開口部に有機材料を溶かした溶液の液滴を入れ、開口部の中で溶液が乾燥することによって有機材料の膜を得る。しかし、溶液を一様に乾燥させるのは難しく、液が寄るなどによって偏りが起きるために有機膜の膜厚が不均一になるという課題があった。特に画素電極と隔壁との境界において溶液の移動などの要因で不均一となるという課題があった。
【００１１】
これに対して特許文献４では隔壁を２段にすることで膜厚を均一にする方法を提案しているが、これでもやはり画素電極と隔壁（絶縁膜）との境界で膜厚不均一を生じ、また、プロセスが増えてしまうという問題があった。
【００１２】
図２に従来の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルにおけるサブピクセルの一例の断面を示した。第一電極２０１のエッジを覆うように隔壁２０２が形成され、隔壁２０２のエッジによってＥＬ発光領域２０３が規定されている。この構成において塗布法により有機層を形成する際、有機材料を溶かした溶液を開口に入れて乾燥するときに液が寄る等によって膜厚が不均一になる。具体的には、隔壁近傍において膜厚が厚くなる（下に凸の形状、図３ａ）、または逆に薄くなる（上に凸の形状、図３ｂ）ということが起きる。
【００１３】
有機膜が下に凸の形状になると、ＥＬ発光領域の周辺部の抵抗が相対的な高くなるために周辺部の発光が弱くなって均一に発光しなくなるという問題がある。均一に発光しないと、輝度の強い部分のみに負荷がかかり有機ＥＬ素子の劣化が早くなる。また、膜厚が不均一であると光学干渉のために発光色が変わってしまう。例えば、青色素子において、中心部は青色発光でも中心部と膜厚が異なる周辺部は光学干渉により発光色が水色になってしまう現象が起きる。逆に有機膜が上に凸の形状では、周辺部の発光が強く中心部の発光が弱くなり、さらに周辺部でショートしてしまって発光しなくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−９３６６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５５８５８号公報
【特許文献３】特開平１０−１２３７７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１２９４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、発光領域で有機材料の膜厚が均一な有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための第１の発明は、前記基板上に形成された第一電極と、前記第一電極を区画するように形成された隔壁と、前記第一電極上及び前記隔壁の開口内に形成された少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、前記発光媒体層を挟むように前記第一電極と対向して形成された第二電極と、からなる有機ＥＬ素子を基板上に複数備える有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであって、前記第一電極は有機ＥＬ素子部と接続部とからなり、前記隔壁は前記有機ＥＬ素子部のエッジから離間して形成されており、前記発光媒体層の膜厚は前記隔壁の開口内において第一電極上よりも前記有機ＥＬ素子部のエッジから隔壁のエッジの間の方が厚いことを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第２の発明は、前記隔壁が親液性であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第３の発明は、前記基板が薄膜トランジスタ基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第４の発明は、前記第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジと前記隔壁との間隔が１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１乃至３記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第５の発明は、前記第一電極の膜厚が５〜８０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第６の発明は、前記発光媒体層の膜厚が前記第一電極よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第７の発明は、前記発光媒体層が、前記有機発光層と第一電極との間に正孔注入層を有しており、前記正孔注入層の膜厚が前記第一電極よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第８の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの製造方法であって、前記発光媒体層の少なくとも１層を印刷法により形成することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、発光領域で有機層の膜厚が均一な有機ＥＬ素子が簡便なプロセスで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一般的な有機ＥＬディスプレイパネルの模式図
【図２】従来の有機ＥＬディスプレイパネルにおけるサブピクセルの一例の断面図
【図３】ａ）従来のサブピクセルにおける有機層の一例の断面図ｂ）従来のサブピクセルにおける有機層の一例の断面図
【図４】本発明のサブピクセルにおける有機層の一例の断面図
【図５】サブピクセルにおける有機層の一例の断面図
【図６】本発明の有機ＥＬディスプレイパネルにおける有機ＥＬ素子の一例の断面図
【図７】本発明における第一電極と隔壁の形状の一例
【図８】本発明に用いることができる隔壁付きＴＦＴ基板の一例
【図９】凸版印刷装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照しながら説明する。
【００２０】
本発明の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの画素のサブピクセル部分における実施の形態の一例を図４に示す。本発明においては、ＥＬ発光領域４０４は第一電極４０１の外周部端部（エッジ）で規定されており、隔壁４０２はその外側にＥＬ発光領域４０４を覆わないよう形成されており、それぞれ第一電極４０１のエッジと隔壁４０２のエッジ間が離間する部分があるように形成されている。隔壁４０２を親液性にすることで、有機層４０３を塗布法により形成する際に隔壁近傍で膜厚が厚くなるが、第一電極４０１のエッジ間の領域、即ちＥＬ発光領域４０４では膜厚が均一になっている。隔壁近傍で有機層４０３の膜厚を厚くすることによって第一電極４０１のエッジからのリーク電流を防ぐことができ、逆に隔壁近傍で膜厚が薄くなると、第一電極のエッジ部分で有機層の膜厚が薄くなるためにショートする欠陥が起きる恐れがある（図５）。
【００２１】
有機層としては、少なくとも発光層を含む層であり、好ましくは第一電極上に正孔輸送層、電子ブロック層又は正孔注入層、インターレイヤ層、発光層、電子注入層又は正孔ブロック層、電子輸送層といった複数の層の組み合わせからなるものが望ましい。
【００２２】
図６は本発明の有機ＥＬ素子を形成した一例である。基板６００上に隔壁から離間して形成された第一電極６０１、少なくとも有機発光層を含む発光媒体層６０３、第二電極６０４をこの順で形成することで有機ＥＬ素子を形成している。
【００２３】
本発明を平面図でさらに説明する。図７に本発明の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの画素のサブピクセル部分における第一電極と隔壁の形状の一例を示した。第一電極７００は画素のサブピクセルとなる有機ＥＬ素子部７０１と、接続部７０２とを含んでおり、接続部７０２にて駆動回路と接続する。隔壁７０３について、有機ＥＬ素子部７０１では第一電極７００の外側の周囲を第一電極７００のエッジから離間して隔壁７０３で囲う形になっているが、接続部７０２では第一電極７００上を隔壁７０３が覆っている。この部分はＥＬ発光領域のエッジが隔壁に達しているが、全体に対して小さな領域であるためその影響は非常に小さく、無視できるものである。
【００２４】
有機ＥＬ素子部７０１における第一電極７００のエッジとその外側の隔壁７０３のエッジとの間隔は、小さすぎると発光領域において膜厚平坦性が得られず、大きすぎると発光面積が小さくなってしまい、またリーク電流が流れやすくなるため、１〜３０μｍが好ましく、より好ましくは３〜２０μｍである。
【００２５】
図８に本発明に用いることができる隔壁付きＴＦＴ基板の例を示した。接続部８０２においてドレイン電極８０７と画素電極（第一電極）８１０とが接続されている。ＴＦＴ（駆動部）上を絶縁膜で覆い、コンタクトホールを介して画素電極と接続することもできる。
従来の構成においては第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジの内側に隔壁のエッジがあり、この隔壁の開口でＥＬ発光領域が規定されるが、本発明の構成においては第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジの外側に隔壁のエッジがあり、第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジでＥＬ発光領域が略規定される。第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジの位置と隔壁のエッジの位置とが逆になるだけで、本発明においてＥＬ発光領域が従来構成より狭くなることはない。なお、図８ではトップゲート型のＴＦＴとしたが、本発明においてＴＦＴはスタガ型、逆スタガ型、ボトムゲート型、トップゲート型、コプレーナ型のいずれであっても良い。
【００２６】
本発明において、第一電極の膜厚は薄い方が好ましい。第一電極が厚い場合、第一電極のエッジ部においてリーク電流が流れることによる不良が起きやすくなるためである。ただし、薄すぎるとシート抵抗が大きくなって発光面内で輝度に分布ができてしまうため好ましくない。そのため、第一電極の膜厚は５〜８０ｎｍが好ましいが、より好ましくは２０〜６０ｎｍである。
【００２７】
上記のように第一電極のエッジにおけるリーク電流の観点で第一電極は薄い方が好ましいが、パッシブ駆動であると第一電極が配線も兼ねており配線抵抗を低くするために膜厚をあまり薄くできない。一方、アクティブ駆動であれば薄くすることが可能となるため、本発明の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルは有機アクティブ駆動型であることが望ましいが、これに限るものではない。
【００２８】
また、エッジのリーク電流の不良をなくすため、第一電極端部（第一電極の末端の側面）と基板とのなす角は小さい方が好ましく、５０度以下が好ましいが、さらに好ましくは３０度以下である。さらに、第一電極のエッジのリーク電流をなくすため、有機膜を第一電極より厚くすることが好ましい。特に、有機膜のうち正孔注入層を第一電極より厚くすることが好ましい。
【００２９】
有機正孔注入層、インターレイヤ、有機発光層等の有機層は、印刷法で形成することで第一電極のエッジをカバーしてリーク電流を低減できるため好ましい。親液性の隔壁を適用し、有機層の隔壁近傍の膜厚を厚く形成して第一電極のエッジをカバーできる成膜法として、凸版印刷法が好ましい。
凸版印刷法について説明する。特に有機発光材料を溶媒に溶解または安定に分散させた有機発光インキを用いて発光層を各発光色に塗り分ける場合には、隔壁間にインキを転写してパターニングできる凸版印刷法が好適である。
【００３０】
図９に、有機材料を溶媒に溶解または安定に分散させた有機材料インキを、被印刷基板９０２上にパターン印刷する際の凸版印刷装置９００の概略図を示した。本製造装置はインクタンク９０３とインキチャンバー９０４とアニロックスロール９０５と凸版が設けられた版９０７がマウントされた版胴９０８を有している。インクタンク９０３には、有機材料インキが収容されており、インキチャンバー９０４にはインクタンクより有機材料インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール９０５はインキチャンバー９０４のインキ供給部に接して回転可能に支持されている。
【００３１】
アニロックスロール９０５の回転に伴い、アニロックスロール表面に供給された有機材料インキのインキ層９０９は均一な膜厚に形成される。このインキ層のインキはアニロックスロールに近接して回転駆動される版胴９０８にマウントされた版９０７の凸部に転移する。ステージ９０１には、被印刷基板９０２が設置され、版９０７の凸部にあるインキが被印刷基板９０２に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て被印刷基板上に有機層が形成される。
以下、本発明の詳細な構成について説明する。
【００３２】
＜基板＞
本発明の実施の形態に用いられる基板としては、有機ＥＬ素子を担持できるものであればよいが、アクティブマトリクス方式の場合には薄膜トランジスタを形成したＴＦＴ基板を用いる。図８は本発明に用いることができる隔壁付きＴＦＴ基板の例である。ＴＦＴと有機ＥＬ表示装置の第一電極（画素電極）が設けられており、かつ、ＴＦＴと第一電極とが電気接続している。
【００３３】
ＴＦＴや、その上方に構成されるアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置は支持体で支持される。支持体としては機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れた支持体であれば如何なる材料も使用することができる。例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、または、これらプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板や、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができる。光取出しをどちらの面から行うかに応じて支持体の透光性を選択すればよい。これらの材料からなる支持体は、有機ＥＬ表示装置内への水分の侵入を避けるために、無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、発光媒体層への水分の侵入を避けるために、支持体における含水率およびガス透過係数を小さくすることが好ましい。
【００３４】
支持体上に設ける薄膜トランジスタは、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層、ゲート絶縁膜及びゲート電極から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。
【００３５】
活性層８０４は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法；ＳｉＨ４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法；Ｓｉ２Ｈ６ ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ４ ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）；減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極８を形成し、その後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法（高温プロセス）等が挙げられる。
【００３６】
ゲート絶縁膜８０５としては、通常、ゲート絶縁膜として使用されているものを用いることができ、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２や、ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ２等を用いることができる。
【００３７】
ゲート電極８０８としては、通常、ゲート電極として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅等の金属；チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属；ポリシリコン；高融点金属のシリサイド；ポリサイド；等が挙げられる。
【００３８】
薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。
【００３９】
本発明の表示装置は薄膜トランジスタが有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子として機能するように接続されている必要があり、トランジスタのドレイン電極８０７と有機ＥＬ表示装置の画素電極が電気的に接続されている。
【００４０】
＜画素電極＞
基板の上に画素電極（第一電極）８１０を成膜し、必要に応じてパターニングをおこなう。画素電極の材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。画素電極を陽極とする場合にはＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。下方から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション構造の場合は透光性のある材料を選択する必要がある。画素電極の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。画素電極のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。
【００４１】
＜隔壁＞
本発明の隔壁８１１は画素に対応した発光領域の外側、第一電極の略外側の周囲に形成する。塗布法により有機層を形成する際に有機材料を溶かした溶液を入れるための開口を形成するために隔壁は形成される。
【００４２】
隔壁の形成方法としては、従来と同様、基体上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を積層し、フォトリソ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。必要に応じて添加剤を加えたり、プラズマやＵＶを照射して形成後にインクに対する親液性又は撥液性を付与することもできるが、本発明では親液性とすることで隔壁エッジ部から第一電極エッジ部にかけての有機層の膜厚が第一電極上の有機層の膜厚よりも厚くなり、第一電極エッジ部でのリーク電流を抑えることができるため好ましい。隔壁の好ましい高さは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜２μｍ程度である。高すぎると対向電極の形成及び封止を妨げ、低すぎると発光媒体層形成時に隣接する画素と混色してしまうからである。
【００４３】
親液性の隔壁としては、後述の発光媒体層を形成するために用いる溶媒に対して親液性を示すものであれば特に限定されないが、一般に発光媒体層を形成するための溶媒は有機溶媒であるため、親液性の隔壁としては感光性樹脂を用いることが望ましい。感光性樹脂としてはポジ型レジスト、ネガ型レジストのどちらでもよく、具体的にはポリイミド系、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系の感光性樹脂が挙げられる。
【００４４】
＜有機ＥＬ素子＞
有機ＥＬ素子の一例として、第一電極上に、発光媒体層として正孔注入層、インターレイヤ、発光層、電子輸送層が順次設けられ、さらに第二電極が形成された構成が挙げられる。電極間に挟まれたこれらの層は一部省略することも可能であり、また、さらに正孔ブロック層等の層を追加することも可能であり、公知のものから適宜選択される。
【００４５】
＜正孔注入層＞
正孔注入層は第一電極から正孔を注入する機能を有する。正孔注入層の物性値としては、画素電極の仕事関数と同等以上の仕事関数を有することが好ましい。これは画素電極からインターレイヤ１１１へ効率的に正孔注入を行うためである。画素電極の材料により異なるが４．５ｅＶ以上６．５ｅＶ以下を用いることができ、画素電極がＩＴＯやＩＺＯの場合、５．０ｅＶ以上６．０ｅＶ以下が好適に用いることが可能である。正孔注入層の比抵抗に関しては、膜厚３０ｎｍ以上の状態で、１×１０３〜２×１０６Ω・ｍであることが好ましく、より好ましくは５×１０３〜１×１０６Ω・ｍである。また、ボトムエミッション構造では画素電極側から放出光を取り出すため、光透過性が低いと取り出し効率が低下してしまうため、可視光波長領域の全平均で７５％以上が好ましく、８５％以上ならば好適に用いることが可能である。
【００４６】
正孔注入層を構成する材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物等の高分子材料を用いることができる。この他にも、導電率が１０−２Ｓ／ｃｍ以上１０−６Ｓ／ｃｍ以下である導電性高分子を好ましく用いることができる。高分子材料は、湿式法による成膜工程に使用可能である。このため、正孔注入層を形成する際に高分子材料を用いることが好ましい。このような高分子材料は、水又は溶剤によって分散或いは溶解され、分散液又は溶液として使用される。
【００４７】
また、正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＦｅＯｘ（ｘ~０．１）、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＴｈＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等を用いることができる。
【００４８】
正孔注入層を形成する方法としては、画素電極上の表示領域全面にスピンコート法，ダイコート法，ディッピング法，又はスプレー法等の簡便な方法で一括形成することもできるが、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることもできる。正孔輸送層１１０を形成する際には、上記正孔輸送材料が水、有機溶剤、或いはこれらの混合溶剤に溶解されたインキ（液体材料）が用いられる。有機溶剤としては、トルエン、キシレン、アニソール、メシチレン、テトラリン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル等が使用できる。また、インキには、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。正孔輸送層１１０が無機材料である場合には抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等のドライプロセスを用いて形成することができる。
【００４９】
＜インターレイヤ＞
上記インターレイヤは、発光層と正孔注入層の間に積層することで、素子の発光寿命を向上させる機能を有する。
【００５０】
インターレイヤの材料としては、有機材料ではポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。また無機材料では、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等の遷移金属酸化物およびこれらの窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００５１】
これらの有機材料は、溶媒に溶解または安定に分散させ有機インターレイヤのインキとなる。有機インターレイヤ材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機インターレイヤ材料の溶解性の面から好適である。また、有機インターレイヤインキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【００５２】
これらインターレイヤ材料としては、正孔注入層よりも仕事関数が同等以上の材料を選択することが好ましく、更に発光層よりも仕事関数が同等以下であることがより好ましい。これは正孔注入層から発光層へのキャリア注入時に不必要な注入障壁を形成しないためである。また発光層から発光に寄与できなかった電荷を閉じ込める効果を得るため、バンドギャップが３．０ｅＶ以上であることが好ましく、より好ましくは３．５ｅＶ以上であると好適に用いることが出来る。
【００５３】
インターレイヤの形成法としては、材料に応じて、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。
【００５４】
＜有機発光層＞
インターレイヤ形成後、有機発光層を形成する。有機発光層は電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層から放出される表示光が単色の場合、インターレイヤを被覆するように形成するが、多色の表示光を得るには必要に応じてパターニングを行うことにより好適に用いることができる。
【００５５】
有機発光層を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００５６】
これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【００５７】
上述した高分子材料に加え、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレンなどの低分子系発光材料が使用できる。
【００５８】
有機発光層の形成法としては、ウェット成膜法が好ましく、インクジェット法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などのウェット成膜法など既存の成膜法を用いることができる。
【００５９】
＜電子注入層＞
有機発光層を形成した後、正孔ブロック層や電子注入層等を形成することができる。これらの機能層は、有機ＥＬディスプレイパネルの大きさ等から任意に選択することができる。正孔ブロック層および電子注入層に用いる材料としては、一般に電子輸送材料として用いられているものであれば良く、トリアゾール系、オキサゾール系、オキサジアゾール系、シロール系、ボロン系等の低分子系材料、フッ化リチウムや酸化リチウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の塩や酸化物等を用いて真空蒸着法による成膜が可能である。また、これらの電子輸送性材料およびこれら電子輸送材料をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に溶解させトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独または混合溶媒に溶解または分散させて電子注入塗布液とし、印刷法により成膜できる。
【００６０】
＜対向電極＞
次に、対向電極（第二電極）を形成する。対向電極を陰極とする場合には、発光層への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いる。具体的にはＭｇ，Ａｌ，Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体層と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ，ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いてもよい。または電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数が低いＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｓｃ，Ｙ，Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。
【００６１】
対向電極の形成方法は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることができる。
【００６２】
＜パッシベーション層＞
有機ＥＬ素子を外部からの酸素や水分から保護するために、対向電極上にパッシベーション層を形成しても良い。パッシベーション層としては、酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化炭素などの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、炭化ケイ素などの金属炭化物、必要に応じて、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜との積層膜を用いてもよいが、特に、バリア性と透明性の面から、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素を用いることが好ましく、さらには、膜密度を可変した積層膜や勾配膜を使用することにより、段差被覆性とバリア性を両立する膜となる。
【００６３】
パッシベーション層の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法を用いることができるが、特に、バリア性や段差被覆性の面、さらには成膜条件により膜密度や膜組成を容易に可変できることから、ＣＶＤ法を用いることが好ましい。ＣＶＤ法としては、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、ＶＵＶ−ＣＶＤ法などを用いることができる。また、ＣＶＤ法における反応ガスとしては、モノシランや、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）やテトラエトキシシランなどの有機シリコン化合物に、Ｎ２、Ｏ２、ＮＨ３、Ｈ２、Ｎ２Ｏなどのガスを必要に応じて添加してもよく、必要に応じて、シランなどのガス流量や、プラズマ電力を変えることにより膜密度を変化させてもよく、使用する反応性ガスにより膜中に水素や炭素が含有させることもできる。
【００６４】
パッシベーション層の膜厚としては、５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下とすることが好ましい。
【００６５】
＜封止体＞
有機ＥＬ表示装置としては電極間に発光材料を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機発光材料は大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまうため通常は外部と遮断するための封止体を設ける。封止体は例えば封止材上に樹脂層を設けて作製することができる。
【００６６】
封止材としては、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましい。
【００６７】
樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬ表示装置の大きさや形状により任意に決定されるが、５〜５００μｍ程度が望ましい。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが直接有機ＥＬ表示装置側に形成することもできる。
【００６８】
最後に、有機ＥＬ表示装置と封止体との貼り合わせを封止室で行う。封止体を、封止材と樹脂層の２層構造とし、樹脂層に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。
【実施例】
【００６９】
［実施例１］
以下、本発明の実施例について説明する。
基板として、支持体上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、その上方に形成された画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは２００ｍｍ×２００ｍｍでその中に対角５インチ、画素数は３２０×２４０のディスプレイが中央に配置されている。
【００７０】
画素電極としてＩＴＯを用いた。ＩＴＯはスパッタリングにより形成した。膜厚は４０ｎｍとし、エッジ角を３０度とした。ＩＴＯ膜は接続部を有しており、接続部にてＴＦＴと接続している。
次に親液性の隔壁を形成した。隔壁の形成は、ポジレジストを用いて、スピンコーター法にて基板全面に厚み２μｍで形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングして隔壁を形成した。隔壁エッジはＩＴＯ（ＥＬ発光部）エッジよりも3μｍ外側とした。
次に正孔注入層としてポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物を凸版印刷法により６０ｎｍの膜厚で形成した。
次に、インターレイヤ材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用いこの基板を印刷機にセッティングし、凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後のインターレイヤの膜厚は２０ｎｍとなった。
【００７１】
次に、有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、この基板を印刷機にセッティングし、有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよびピクセルのピッチに対応する感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層の膜厚は８０ｎｍとなった。この工程を計３回繰り返し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の発光色に対応する有機発光層を各画素に形成した。
【００７２】
その後、第二電極として真空蒸着法でバリウムを４ｎｍ成膜し、その後アルミニウム膜を１５０ｎｍ成膜した。
【００７３】
その後、封止材としてガラス板を発光領域全てをカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して封止を行った。
こうして得られたアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置を駆動したところ、良好に駆動を行うことができた。発光媒体層を段差計にて計測すると隔壁近傍の方が膜厚が厚くなっていたが、発光領域においてはほぼ平坦であった。サブピクセルは、発光領域において均一発光が得られた。
このパネルを青色発光させたときのパネル輝度測定から、青色サブピクセルの特性は、効率４．５ｃｄ／Ａ、色度（０．１４、０．１８）であった。
【００７４】
［比較例１］
第一電極として用いるＩＴＯのエッジを覆うように隔壁を形成する以外は実施例１と同様にしてアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置を作成した。
こうして得られたアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置を駆動したところ、サブピクセルの発光領域は、周辺部は発光せず中央部のみ発光した。発光媒体層を段差計にて計測すると下に凸の形状であり、周辺部は膜厚が厚いために発光しなかった。
このパネルを青色発光させたときのパネル輝度測定から、青色サブピクセルの特性は、効率４．１ｃｄ／Ａ、色度（０．１４、０．２１）であった。発光媒体層に膜厚分布があるために実施例１と比べて色純度が悪かった。
【符号の説明】
【００７５】
１００：有機ＥＬディスプレイパネル
１０１：ピクセル
１０２：サブピクセル
２００：基板
２０１：第一電極
２０２：隔壁
２０３：ＥＬ発光領域
３００：基板
３０１：第一電極
３０２：隔壁
３０３：有機層
３０４：ＥＬ発光領域
４００：基板
４０１：第一電極
４０２：隔壁
４０３：有機層
４０４：ＥＬ発光領域
５００：基板
５０１：第一電極
５０２：隔壁
５０３：有機層
５０４：ＥＬ発光領域
６００：基板
６０１：第一電極
６０２：隔壁
６０３：有機層
６０４：第二電極
６０５：ＥＬ発光領域
７００：第一電極
７０１：有機ＥＬ素子部
７０２：接続部
７０３：隔壁
８００：基板
８０１：ＴＦＴ
８０２：接続部
８０３：有機ＥＬ素子部
８０４：活性層
８０５：ゲート絶縁膜
８０６：ソース電極
８０７：ドレイン電極
８０８：ゲート電極
８０９：絶縁膜
８１０：画素電極（第一電極）
８１１：隔壁
８１２：走査線
９００：凸版印刷装置
９０１：ステージ
９０２：被印刷基板
９０３：インクタンク
９０４：インキチャンバー
９０５：アニロックスロール
９０６：ドクタ
９０７：版
９０８：版胴
９０９：インキ層
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレクトロルミネセンス（以下、ＥＬとも記載）を利用した有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）は、二つの対向する電極の間に有機発光材料からなる有機発光層が形成され、有機発光層に電流を流すことで発光させるものであるが、効率よくかつ信頼性のある素子を作製するには有機層の膜厚が重要である。また、これを用いてカラーディスプレイ化するには高精細にパターニングする必要がある。
【０００３】
図１に一般的な有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの模式図を示した。一つのピクセル（画素）１０１は、３原色のＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）それぞれのサブピクセル１０２からなる。サブピクセル１０２にはそれぞれの発光色の有機ＥＬ素子が形成されており、アクティブ駆動の場合にはさらに薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとも呼ぶ）が形成されている。
【０００４】
一般的に、ディスプレイ用の基板として、パターニングされた感光性ポリイミド等の絶縁物がサブピクセルを区画するように隔壁状に形成されているものを用いる。その際、隔壁パターンは陽極として成膜されている透明電極のエッジ部を覆うように形成され、隔壁パターンがサブピクセル領域を規定している。
【０００５】
そして、透明電極及び隔壁パターン上に正孔注入層を形成する。正孔キャリアを注入するための正孔注入層を成膜する方法として、ドライ成膜とウェット成膜法の２種類があるが、ウェット成膜法を用いる場合一般的に水に分散されたポリチオフェンの誘導体が用いられるが、水系インキは下地の影響を受けやすく均一にコーティングすることが非常に困難である。それに対して蒸着による成膜は、簡便に均一に全面コーティングが可能である。
【０００６】
有機発光層を形成する方法も同様にドライ成膜とウェット成膜法の２種類があるが、均一な成膜が容易なドライ成膜である真空蒸着法を用いる場合、微細パターンのマスクを用いてパターニングする必要があり、大型基板や微細パターニングが非常に困難である。
【０００７】
そこで、最近では高分子材料または低分子材料を溶剤に溶かして塗工液にし、これをウェット成膜法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。高分子材料または低分子材料の塗液を用いてウェット成膜法で有機発光層を含む発光媒体層を形成する場合の層構成は、陽極側から正孔輸送層、有機発光層と積層する２層構成が一般的である。このとき、有機発光層はカラーパネル化するために赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光色をもつ有機発光材料を溶剤中に溶解または安定して分散してなる有機発光インキを用いて塗り分けることができる
（特許文献１、２参照）。
【０００８】
有機層を真空蒸着によって形成する場合、上記のように大面積、高精細が難しく、また装置コストが高いのに対して、ウェット成膜法では真空設備を用いないため装置コストが比較的低く、マスクを用いないため大面積化においてもメリットがある。
【０００９】
ウェット成膜法には、主にインクジェット法によるパターン形成と、印刷によるパターン形成が提案されている。例えば、特許文献３に開示されているインクジェット法は、インクジェットノズルから溶剤に溶かした発光層材料を基板上に噴出させ、基板上で乾燥させることで所望のパターンを得る方法である。
【００１０】
ウェット成膜法では一般に、隔壁の開口部に有機材料を溶かした溶液の液滴を入れ、開口部の中で溶液が乾燥することによって有機材料の膜を得る。しかし、溶液を一様に乾燥させるのは難しく、液が寄るなどによって偏りが起きるために有機膜の膜厚が不均一になるという課題があった。特に画素電極と隔壁との境界において溶液の移動などの要因で不均一となるという課題があった。
【００１１】
これに対して特許文献４では隔壁を２段にすることで膜厚を均一にする方法を提案しているが、これでもやはり画素電極と隔壁（絶縁膜）との境界で膜厚不均一を生じ、また、プロセスが増えてしまうという問題があった。
【００１２】
図２に従来の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルにおけるサブピクセルの一例の断面を示した。第一電極２０１のエッジを覆うように隔壁２０２が形成され、隔壁２０２のエッジによってＥＬ発光領域２０３が規定されている。この構成において塗布法により有機層を形成する際、有機材料を溶かした溶液を開口に入れて乾燥するときに液が寄る等によって膜厚が不均一になる。具体的には、隔壁近傍において膜厚が厚くなる（下に凸の形状、図３ａ）、または逆に薄くなる（上に凸の形状、図３ｂ）ということが起きる。
【００１３】
有機膜が下に凸の形状になると、ＥＬ発光領域の周辺部の抵抗が相対的な高くなるために周辺部の発光が弱くなって均一に発光しなくなるという問題がある。均一に発光しないと、輝度の強い部分のみに負荷がかかり有機ＥＬ素子の劣化が早くなる。また、膜厚が不均一であると光学干渉のために発光色が変わってしまう。例えば、青色素子において、中心部は青色発光でも中心部と膜厚が異なる周辺部は光学干渉により発光色が水色になってしまう現象が起きる。逆に有機膜が上に凸の形状では、周辺部の発光が強く中心部の発光が弱くなり、さらに周辺部でショートしてしまって発光しなくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−９３６６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５５８５８号公報
【特許文献３】特開平１０−１２３７７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１２９４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、発光領域で有機材料の膜厚が均一な有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための第１の発明は、前記基板上に形成された第一電極と、前記第一電極を区画するように形成された隔壁と、前記第一電極上及び前記隔壁の開口内に形成された少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、前記発光媒体層を挟むように前記第一電極と対向して形成された第二電極と、からなる有機ＥＬ素子を基板上に複数備える有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであって、前記第一電極は有機ＥＬ素子部と接続部とからなり、前記隔壁は前記有機ＥＬ素子部のエッジから離間して形成されており、前記発光媒体層の膜厚は前記隔壁の開口内において第一電極上よりも前記有機ＥＬ素子部のエッジから隔壁のエッジの間の方が厚いことを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第２の発明は、前記隔壁が親液性であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第３の発明は、前記基板が薄膜トランジスタ基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第４の発明は、前記第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジと前記隔壁との間隔が１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１乃至３記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第５の発明は、前記第一電極の膜厚が５〜８０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第６の発明は、前記発光媒体層の膜厚が前記第一電極よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第７の発明は、前記発光媒体層が、前記有機発光層と第一電極との間に正孔注入層を有しており、前記正孔注入層の膜厚が前記第一電極よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
また、第８の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの製造方法であって、前記発光媒体層の少なくとも１層を印刷法により形成することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、発光領域で有機層の膜厚が均一な有機ＥＬ素子が簡便なプロセスで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一般的な有機ＥＬディスプレイパネルの模式図
【図２】従来の有機ＥＬディスプレイパネルにおけるサブピクセルの一例の断面図
【図３】ａ）従来のサブピクセルにおける有機層の一例の断面図ｂ）従来のサブピクセルにおける有機層の一例の断面図
【図４】本発明のサブピクセルにおける有機層の一例の断面図
【図５】サブピクセルにおける有機層の一例の断面図
【図６】本発明の有機ＥＬディスプレイパネルにおける有機ＥＬ素子の一例の断面図
【図７】本発明における第一電極と隔壁の形状の一例
【図８】本発明に用いることができる隔壁付きＴＦＴ基板の一例
【図９】凸版印刷装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照しながら説明する。
【００２０】
本発明の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの画素のサブピクセル部分における実施の形態の一例を図４に示す。本発明においては、ＥＬ発光領域４０４は第一電極４０１の外周部端部（エッジ）で規定されており、隔壁４０２はその外側にＥＬ発光領域４０４を覆わないよう形成されており、それぞれ第一電極４０１のエッジと隔壁４０２のエッジ間が離間する部分があるように形成されている。隔壁４０２を親液性にすることで、有機層４０３を塗布法により形成する際に隔壁近傍で膜厚が厚くなるが、第一電極４０１のエッジ間の領域、即ちＥＬ発光領域４０４では膜厚が均一になっている。隔壁近傍で有機層４０３の膜厚を厚くすることによって第一電極４０１のエッジからのリーク電流を防ぐことができ、逆に隔壁近傍で膜厚が薄くなると、第一電極のエッジ部分で有機層の膜厚が薄くなるためにショートする欠陥が起きる恐れがある（図５）。
【００２１】
有機層としては、少なくとも発光層を含む層であり、好ましくは第一電極上に正孔輸送層、電子ブロック層又は正孔注入層、インターレイヤ層、発光層、電子注入層又は正孔ブロック層、電子輸送層といった複数の層の組み合わせからなるものが望ましい。
【００２２】
図６は本発明の有機ＥＬ素子を形成した一例である。基板６００上に隔壁から離間して形成された第一電極６０１、少なくとも有機発光層を含む発光媒体層６０３、第二電極６０４をこの順で形成することで有機ＥＬ素子を形成している。
【００２３】
本発明を平面図でさらに説明する。図７に本発明の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの画素のサブピクセル部分における第一電極と隔壁の形状の一例を示した。第一電極７００は画素のサブピクセルとなる有機ＥＬ素子部７０１と、接続部７０２とを含んでおり、接続部７０２にて駆動回路と接続する。隔壁７０３について、有機ＥＬ素子部７０１では第一電極７００の外側の周囲を第一電極７００のエッジから離間して隔壁７０３で囲う形になっているが、接続部７０２では第一電極７００上を隔壁７０３が覆っている。この部分はＥＬ発光領域のエッジが隔壁に達しているが、全体に対して小さな領域であるためその影響は非常に小さく、無視できるものである。
【００２４】
有機ＥＬ素子部７０１における第一電極７００のエッジとその外側の隔壁７０３のエッジとの間隔は、小さすぎると発光領域において膜厚平坦性が得られず、大きすぎると発光面積が小さくなってしまい、またリーク電流が流れやすくなるため、１〜３０μｍが好ましく、より好ましくは３〜２０μｍである。
【００２５】
図８に本発明に用いることができる隔壁付きＴＦＴ基板の例を示した。接続部８０２においてドレイン電極８０７と画素電極（第一電極）８１０とが接続されている。ＴＦＴ（駆動部）上を絶縁膜で覆い、コンタクトホールを介して画素電極と接続することもできる。
従来の構成においては第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジの内側に隔壁のエッジがあり、この隔壁の開口でＥＬ発光領域が規定されるが、本発明の構成においては第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジの外側に隔壁のエッジがあり、第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジでＥＬ発光領域が略規定される。第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジの位置と隔壁のエッジの位置とが逆になるだけで、本発明においてＥＬ発光領域が従来構成より狭くなることはない。なお、図８ではトップゲート型のＴＦＴとしたが、本発明においてＴＦＴはスタガ型、逆スタガ型、ボトムゲート型、トップゲート型、コプレーナ型のいずれであっても良い。
【００２６】
本発明において、第一電極の膜厚は薄い方が好ましい。第一電極が厚い場合、第一電極のエッジ部においてリーク電流が流れることによる不良が起きやすくなるためである。ただし、薄すぎるとシート抵抗が大きくなって発光面内で輝度に分布ができてしまうため好ましくない。そのため、第一電極の膜厚は５〜８０ｎｍが好ましいが、より好ましくは２０〜６０ｎｍである。
【００２７】
上記のように第一電極のエッジにおけるリーク電流の観点で第一電極は薄い方が好ましいが、パッシブ駆動であると第一電極が配線も兼ねており配線抵抗を低くするために膜厚をあまり薄くできない。一方、アクティブ駆動であれば薄くすることが可能となるため、本発明の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルは有機アクティブ駆動型であることが望ましいが、これに限るものではない。
【００２８】
また、エッジのリーク電流の不良をなくすため、第一電極端部（第一電極の末端の側面）と基板とのなす角は小さい方が好ましく、５０度以下が好ましいが、さらに好ましくは３０度以下である。さらに、第一電極のエッジのリーク電流をなくすため、有機膜を第一電極より厚くすることが好ましい。特に、有機膜のうち正孔注入層を第一電極より厚くすることが好ましい。
【００２９】
有機正孔注入層、インターレイヤ、有機発光層等の有機層は、印刷法で形成することで第一電極のエッジをカバーしてリーク電流を低減できるため好ましい。親液性の隔壁を適用し、有機層の隔壁近傍の膜厚を厚く形成して第一電極のエッジをカバーできる成膜法として、凸版印刷法が好ましい。
凸版印刷法について説明する。特に有機発光材料を溶媒に溶解または安定に分散させた有機発光インキを用いて発光層を各発光色に塗り分ける場合には、隔壁間にインキを転写してパターニングできる凸版印刷法が好適である。
【００３０】
図９に、有機材料を溶媒に溶解または安定に分散させた有機材料インキを、被印刷基板９０２上にパターン印刷する際の凸版印刷装置９００の概略図を示した。本製造装置はインクタンク９０３とインキチャンバー９０４とアニロックスロール９０５と凸版が設けられた版９０７がマウントされた版胴９０８を有している。インクタンク９０３には、有機材料インキが収容されており、インキチャンバー９０４にはインクタンクより有機材料インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール９０５はインキチャンバー９０４のインキ供給部に接して回転可能に支持されている。
【００３１】
アニロックスロール９０５の回転に伴い、アニロックスロール表面に供給された有機材料インキのインキ層９０９は均一な膜厚に形成される。このインキ層のインキはアニロックスロールに近接して回転駆動される版胴９０８にマウントされた版９０７の凸部に転移する。ステージ９０１には、被印刷基板９０２が設置され、版９０７の凸部にあるインキが被印刷基板９０２に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て被印刷基板上に有機層が形成される。
以下、本発明の詳細な構成について説明する。
【００３２】
＜基板＞
本発明の実施の形態に用いられる基板としては、有機ＥＬ素子を担持できるものであればよいが、アクティブマトリクス方式の場合には薄膜トランジスタを形成したＴＦＴ基板を用いる。図８は本発明に用いることができる隔壁付きＴＦＴ基板の例である。ＴＦＴと有機ＥＬ表示装置の第一電極（画素電極）が設けられており、かつ、ＴＦＴと第一電極とが電気接続している。
【００３３】
ＴＦＴや、その上方に構成されるアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置は支持体で支持される。支持体としては機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れた支持体であれば如何なる材料も使用することができる。例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、または、これらプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板や、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができる。光取出しをどちらの面から行うかに応じて支持体の透光性を選択すればよい。これらの材料からなる支持体は、有機ＥＬ表示装置内への水分の侵入を避けるために、無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、発光媒体層への水分の侵入を避けるために、支持体における含水率およびガス透過係数を小さくすることが好ましい。
【００３４】
支持体上に設ける薄膜トランジスタは、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層、ゲート絶縁膜及びゲート電極から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。
【００３５】
活性層８０４は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法；ＳｉＨ４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法；Ｓｉ２Ｈ６ ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ４ ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）；減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極８を形成し、その後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法（高温プロセス）等が挙げられる。
【００３６】
ゲート絶縁膜８０５としては、通常、ゲート絶縁膜として使用されているものを用いることができ、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２や、ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ２等を用いることができる。
【００３７】
ゲート電極８０８としては、通常、ゲート電極として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅等の金属；チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属；ポリシリコン；高融点金属のシリサイド；ポリサイド；等が挙げられる。
【００３８】
薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。
【００３９】
本発明の表示装置は薄膜トランジスタが有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子として機能するように接続されている必要があり、トランジスタのドレイン電極８０７と有機ＥＬ表示装置の画素電極が電気的に接続されている。
【００４０】
＜画素電極＞
基板の上に画素電極（第一電極）８１０を成膜し、必要に応じてパターニングをおこなう。画素電極の材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。画素電極を陽極とする場合にはＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。下方から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション構造の場合は透光性のある材料を選択する必要がある。画素電極の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。画素電極のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。
【００４１】
＜隔壁＞
本発明の隔壁８１１は画素に対応した発光領域の外側、第一電極の略外側の周囲に形成する。塗布法により有機層を形成する際に有機材料を溶かした溶液を入れるための開口を形成するために隔壁は形成される。
【００４２】
隔壁の形成方法としては、従来と同様、基体上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を積層し、フォトリソ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。必要に応じて添加剤を加えたり、プラズマやＵＶを照射して形成後にインクに対する親液性又は撥液性を付与することもできるが、本発明では親液性とすることで隔壁エッジ部から第一電極エッジ部にかけての有機層の膜厚が第一電極上の有機層の膜厚よりも厚くなり、第一電極エッジ部でのリーク電流を抑えることができるため好ましい。隔壁の好ましい高さは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜２μｍ程度である。高すぎると対向電極の形成及び封止を妨げ、低すぎると発光媒体層形成時に隣接する画素と混色してしまうからである。
【００４３】
親液性の隔壁としては、後述の発光媒体層を形成するために用いる溶媒に対して親液性を示すものであれば特に限定されないが、一般に発光媒体層を形成するための溶媒は有機溶媒であるため、親液性の隔壁としては感光性樹脂を用いることが望ましい。感光性樹脂としてはポジ型レジスト、ネガ型レジストのどちらでもよく、具体的にはポリイミド系、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系の感光性樹脂が挙げられる。
【００４４】
＜有機ＥＬ素子＞
有機ＥＬ素子の一例として、第一電極上に、発光媒体層として正孔注入層、インターレイヤ、発光層、電子輸送層が順次設けられ、さらに第二電極が形成された構成が挙げられる。電極間に挟まれたこれらの層は一部省略することも可能であり、また、さらに正孔ブロック層等の層を追加することも可能であり、公知のものから適宜選択される。
【００４５】
＜正孔注入層＞
正孔注入層は第一電極から正孔を注入する機能を有する。正孔注入層の物性値としては、画素電極の仕事関数と同等以上の仕事関数を有することが好ましい。これは画素電極からインターレイヤ１１１へ効率的に正孔注入を行うためである。画素電極の材料により異なるが４．５ｅＶ以上６．５ｅＶ以下を用いることができ、画素電極がＩＴＯやＩＺＯの場合、５．０ｅＶ以上６．０ｅＶ以下が好適に用いることが可能である。正孔注入層の比抵抗に関しては、膜厚３０ｎｍ以上の状態で、１×１０３〜２×１０６Ω・ｍであることが好ましく、より好ましくは５×１０３〜１×１０６Ω・ｍである。また、ボトムエミッション構造では画素電極側から放出光を取り出すため、光透過性が低いと取り出し効率が低下してしまうため、可視光波長領域の全平均で７５％以上が好ましく、８５％以上ならば好適に用いることが可能である。
【００４６】
正孔注入層を構成する材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物等の高分子材料を用いることができる。この他にも、導電率が１０−２Ｓ／ｃｍ以上１０−６Ｓ／ｃｍ以下である導電性高分子を好ましく用いることができる。高分子材料は、湿式法による成膜工程に使用可能である。このため、正孔注入層を形成する際に高分子材料を用いることが好ましい。このような高分子材料は、水又は溶剤によって分散或いは溶解され、分散液又は溶液として使用される。
【００４７】
また、正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＦｅＯｘ（ｘ~０．１）、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＴｈＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等を用いることができる。
【００４８】
正孔注入層を形成する方法としては、画素電極上の表示領域全面にスピンコート法，ダイコート法，ディッピング法，又はスプレー法等の簡便な方法で一括形成することもできるが、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることもできる。正孔輸送層１１０を形成する際には、上記正孔輸送材料が水、有機溶剤、或いはこれらの混合溶剤に溶解されたインキ（液体材料）が用いられる。有機溶剤としては、トルエン、キシレン、アニソール、メシチレン、テトラリン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル等が使用できる。また、インキには、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。正孔輸送層１１０が無機材料である場合には抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等のドライプロセスを用いて形成することができる。
【００４９】
＜インターレイヤ＞
上記インターレイヤは、発光層と正孔注入層の間に積層することで、素子の発光寿命を向上させる機能を有する。
【００５０】
インターレイヤの材料としては、有機材料ではポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。また無機材料では、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ、ＭｏＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＭｎＯ２等の遷移金属酸化物およびこれらの窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００５１】
これらの有機材料は、溶媒に溶解または安定に分散させ有機インターレイヤのインキとなる。有機インターレイヤ材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機インターレイヤ材料の溶解性の面から好適である。また、有機インターレイヤインキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【００５２】
これらインターレイヤ材料としては、正孔注入層よりも仕事関数が同等以上の材料を選択することが好ましく、更に発光層よりも仕事関数が同等以下であることがより好ましい。これは正孔注入層から発光層へのキャリア注入時に不必要な注入障壁を形成しないためである。また発光層から発光に寄与できなかった電荷を閉じ込める効果を得るため、バンドギャップが３．０ｅＶ以上であることが好ましく、より好ましくは３．５ｅＶ以上であると好適に用いることが出来る。
【００５３】
インターレイヤの形成法としては、材料に応じて、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。
【００５４】
＜有機発光層＞
インターレイヤ形成後、有機発光層を形成する。有機発光層は電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層から放出される表示光が単色の場合、インターレイヤを被覆するように形成するが、多色の表示光を得るには必要に応じてパターニングを行うことにより好適に用いることができる。
【００５５】
有機発光層を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００５６】
これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【００５７】
上述した高分子材料に加え、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレンなどの低分子系発光材料が使用できる。
【００５８】
有機発光層の形成法としては、ウェット成膜法が好ましく、インクジェット法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などのウェット成膜法など既存の成膜法を用いることができる。
【００５９】
＜電子注入層＞
有機発光層を形成した後、正孔ブロック層や電子注入層等を形成することができる。これらの機能層は、有機ＥＬディスプレイパネルの大きさ等から任意に選択することができる。正孔ブロック層および電子注入層に用いる材料としては、一般に電子輸送材料として用いられているものであれば良く、トリアゾール系、オキサゾール系、オキサジアゾール系、シロール系、ボロン系等の低分子系材料、フッ化リチウムや酸化リチウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の塩や酸化物等を用いて真空蒸着法による成膜が可能である。また、これらの電子輸送性材料およびこれら電子輸送材料をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に溶解させトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独または混合溶媒に溶解または分散させて電子注入塗布液とし、印刷法により成膜できる。
【００６０】
＜対向電極＞
次に、対向電極（第二電極）を形成する。対向電極を陰極とする場合には、発光層への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いる。具体的にはＭｇ，Ａｌ，Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体層と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ，ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いてもよい。または電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数が低いＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｓｃ，Ｙ，Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。
【００６１】
対向電極の形成方法は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることができる。
【００６２】
＜パッシベーション層＞
有機ＥＬ素子を外部からの酸素や水分から保護するために、対向電極上にパッシベーション層を形成しても良い。パッシベーション層としては、酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化炭素などの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、炭化ケイ素などの金属炭化物、必要に応じて、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜との積層膜を用いてもよいが、特に、バリア性と透明性の面から、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素を用いることが好ましく、さらには、膜密度を可変した積層膜や勾配膜を使用することにより、段差被覆性とバリア性を両立する膜となる。
【００６３】
パッシベーション層の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法を用いることができるが、特に、バリア性や段差被覆性の面、さらには成膜条件により膜密度や膜組成を容易に可変できることから、ＣＶＤ法を用いることが好ましい。ＣＶＤ法としては、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、ＶＵＶ−ＣＶＤ法などを用いることができる。また、ＣＶＤ法における反応ガスとしては、モノシランや、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）やテトラエトキシシランなどの有機シリコン化合物に、Ｎ２、Ｏ２、ＮＨ３、Ｈ２、Ｎ２Ｏなどのガスを必要に応じて添加してもよく、必要に応じて、シランなどのガス流量や、プラズマ電力を変えることにより膜密度を変化させてもよく、使用する反応性ガスにより膜中に水素や炭素が含有させることもできる。
【００６４】
パッシベーション層の膜厚としては、５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下とすることが好ましい。
【００６５】
＜封止体＞
有機ＥＬ表示装置としては電極間に発光材料を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機発光材料は大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまうため通常は外部と遮断するための封止体を設ける。封止体は例えば封止材上に樹脂層を設けて作製することができる。
【００６６】
封止材としては、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましい。
【００６７】
樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬ表示装置の大きさや形状により任意に決定されるが、５〜５００μｍ程度が望ましい。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが直接有機ＥＬ表示装置側に形成することもできる。
【００６８】
最後に、有機ＥＬ表示装置と封止体との貼り合わせを封止室で行う。封止体を、封止材と樹脂層の２層構造とし、樹脂層に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。
【実施例】
【００６９】
［実施例１］
以下、本発明の実施例について説明する。
基板として、支持体上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、その上方に形成された画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは２００ｍｍ×２００ｍｍでその中に対角５インチ、画素数は３２０×２４０のディスプレイが中央に配置されている。
【００７０】
画素電極としてＩＴＯを用いた。ＩＴＯはスパッタリングにより形成した。膜厚は４０ｎｍとし、エッジ角を３０度とした。ＩＴＯ膜は接続部を有しており、接続部にてＴＦＴと接続している。
次に親液性の隔壁を形成した。隔壁の形成は、ポジレジストを用いて、スピンコーター法にて基板全面に厚み２μｍで形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングして隔壁を形成した。隔壁エッジはＩＴＯ（ＥＬ発光部）エッジよりも3μｍ外側とした。
次に正孔注入層としてポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物を凸版印刷法により６０ｎｍの膜厚で形成した。
次に、インターレイヤ材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用いこの基板を印刷機にセッティングし、凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後のインターレイヤの膜厚は２０ｎｍとなった。
【００７１】
次に、有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、この基板を印刷機にセッティングし、有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよびピクセルのピッチに対応する感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層の膜厚は８０ｎｍとなった。この工程を計３回繰り返し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の発光色に対応する有機発光層を各画素に形成した。
【００７２】
その後、第二電極として真空蒸着法でバリウムを４ｎｍ成膜し、その後アルミニウム膜を１５０ｎｍ成膜した。
【００７３】
その後、封止材としてガラス板を発光領域全てをカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して封止を行った。
こうして得られたアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置を駆動したところ、良好に駆動を行うことができた。発光媒体層を段差計にて計測すると隔壁近傍の方が膜厚が厚くなっていたが、発光領域においてはほぼ平坦であった。サブピクセルは、発光領域において均一発光が得られた。
このパネルを青色発光させたときのパネル輝度測定から、青色サブピクセルの特性は、効率４．５ｃｄ／Ａ、色度（０．１４、０．１８）であった。
【００７４】
［比較例１］
第一電極として用いるＩＴＯのエッジを覆うように隔壁を形成する以外は実施例１と同様にしてアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置を作成した。
こうして得られたアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置を駆動したところ、サブピクセルの発光領域は、周辺部は発光せず中央部のみ発光した。発光媒体層を段差計にて計測すると下に凸の形状であり、周辺部は膜厚が厚いために発光しなかった。
このパネルを青色発光させたときのパネル輝度測定から、青色サブピクセルの特性は、効率４．１ｃｄ／Ａ、色度（０．１４、０．２１）であった。発光媒体層に膜厚分布があるために実施例１と比べて色純度が悪かった。
【符号の説明】
【００７５】
１００：有機ＥＬディスプレイパネル
１０１：ピクセル
１０２：サブピクセル
２００：基板
２０１：第一電極
２０２：隔壁
２０３：ＥＬ発光領域
３００：基板
３０１：第一電極
３０２：隔壁
３０３：有機層
３０４：ＥＬ発光領域
４００：基板
４０１：第一電極
４０２：隔壁
４０３：有機層
４０４：ＥＬ発光領域
５００：基板
５０１：第一電極
５０２：隔壁
５０３：有機層
５０４：ＥＬ発光領域
６００：基板
６０１：第一電極
６０２：隔壁
６０３：有機層
６０４：第二電極
６０５：ＥＬ発光領域
７００：第一電極
７０１：有機ＥＬ素子部
７０２：接続部
７０３：隔壁
８００：基板
８０１：ＴＦＴ
８０２：接続部
８０３：有機ＥＬ素子部
８０４：活性層
８０５：ゲート絶縁膜
８０６：ソース電極
８０７：ドレイン電極
８０８：ゲート電極
８０９：絶縁膜
８１０：画素電極（第一電極）
８１１：隔壁
８１２：走査線
９００：凸版印刷装置
９０１：ステージ
９０２：被印刷基板
９０３：インクタンク
９０４：インキチャンバー
９０５：アニロックスロール
９０６：ドクタ
９０７：版
９０８：版胴
９０９：インキ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記基板上に形成された第一電極と、前記第一電極を区画するように形成された隔壁と、前記第一電極上及び前記隔壁の開口内に形成された少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、前記発光媒体層を挟むように前記第一電極と対向して形成された第二電極と、からなる有機ＥＬ素子を基板上に複数備える有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであって、
前記第一電極は有機ＥＬ素子部と接続部とからなり、前記隔壁は前記有機ＥＬ素子部のエッジから離間して形成されており、前記発光媒体層の膜厚は前記隔壁の開口内において第一電極上よりも前記有機ＥＬ素子部のエッジから隔壁のエッジの間の方が厚いことを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項２】
前記隔壁が親液性であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項３】
前記基板が薄膜トランジスタ基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項４】
前記第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジと前記隔壁との間隔が１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項５】
前記第一電極の膜厚が５〜８０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項６】
前記発光媒体層の膜厚が前記第一電極よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項７】
前記発光媒体層が、前記有機発光層と第一電極との間に正孔注入層を有しており、前記正孔注入層の膜厚が前記第一電極よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの製造方法であって、
前記発光媒体層の少なくとも１層を印刷法により形成することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１】
前記基板上に形成された第一電極と、前記第一電極を区画するように形成された隔壁と、前記第一電極上及び前記隔壁の開口内に形成された少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、前記発光媒体層を挟むように前記第一電極と対向して形成された第二電極と、からなる有機ＥＬ素子を基板上に複数備える有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであって、
前記第一電極は有機ＥＬ素子部と接続部とからなり、前記隔壁は前記有機ＥＬ素子部のエッジから離間して形成されており、前記発光媒体層の膜厚は前記隔壁の開口内において第一電極上よりも前記有機ＥＬ素子部のエッジから隔壁のエッジの間の方が厚いことを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項２】
前記隔壁が親液性であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項３】
前記基板が薄膜トランジスタ基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項４】
前記第一電極の有機ＥＬ素子部のエッジと前記隔壁との間隔が１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項５】
前記第一電極の膜厚が５〜８０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項６】
前記発光媒体層の膜厚が前記第一電極よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項７】
前記発光媒体層が、前記有機発光層と第一電極との間に正孔注入層を有しており、前記正孔注入層の膜厚が前記第一電極よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの製造方法であって、
前記発光媒体層の少なくとも１層を印刷法により形成することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７４５５９（Ｐ２０１２−７４５５９Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８５７６（Ｐ２０１０−２１８５７６）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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