説明

有機ELパネル及びその製造方法

【課題】画素内での厚膜化を抑制でき、発光効率や寿命の低減を向上させ、かつ非発光領域を減らすことで開口率を向上できる有機ELパネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板と、基板の一方の面に形成された画素に対応してパターニングされた第1電極と、第1電極の端部を被覆して形成された第1絶縁層及び第1絶縁層上に形成された第2絶縁層を含む隔壁と、第1電極及び隔壁上に形成された有機発光層と、有機発光層を覆うように形成された第2電極と、を備え、有機発光層を形成する際に、有機発光層の端部から第1電極の中心までの幅をそれぞれL1、L2(L1>L2)とし、L2側の有機発光層の端部は第2絶縁層上にあり、第2絶縁層の幅をDとした場合、D/4≦|L1−L2|<D/2の範囲になるように形成されることを特徴とする有機ELパネル。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機ELパネル及びその製造方法に関し、特に、有機薄膜のエレクトロルミネッセンス(以下、ELと略す)現象を利用した有機EL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EL素子は、陽極としての電極と、陰極としての電極との間に、少なくともEL現象を呈する有機発光層を挟持してなる構造を有し、電極間に電圧が印加されると、有機発光層に正孔と電子が注入され、この正孔と電子とが有機発光層で再結合することにより、有機発光層が発光する自発光型の素子である。さらに、有機EL素子において、発光効率を増大させるなどの目的から、陽極と有機発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層、又は、有機発光層と陰極との間に電子輸送層、電子注入層などが適宜選択して設けられている。そして、有機発光層とこれら正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを合わせて有機発光媒体層と呼ばれている。
【0003】
有機発光層を形成する有機発光材料には、低分子材料と高分子材料とがある。一般に低分子材料は真空蒸着法などにより薄膜を形成し、このときに微細パターンのマスクを用いてパターニングするが、この方法では基板が大型化すればするほどパターニング精度が出にくいという問題がある。また真空中で成膜するためにスループットが悪いという問題がある。そこで、最近では高分子材料を溶剤に溶かして塗工液にし、これをウェットコーティング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。高分子材料の塗液を用いてウェットコーティング法で有機発光層を含む有機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及び有機発光層を積層する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必要がある。
【0004】
しかし、ウェットコーティング法で膜形成を行うと、各画素電極を絶縁するために設けられた隔壁の形状に沿って、厚膜化するため平坦性が悪くなってしまう。そのため、画素内での発光が不均一となり、1画素内のピーク輝度に対して画素内全輝度が低減する。そのため、発光効率や寿命に影響を与える問題があった。さらに、ある程度有機発光層の膜厚が厚くなると有機発光層の導電性が悪く、発光しない部分が生じるため、開口率を考える場合、画素内での非発光部も考慮しなければならない問題もあった。
【0005】
ウェットコーティング法を用いて有機発光材料を塗布する場合、インクジェット法によるパターン形成方法が特許文献1及び2に提案されている。特許文献1では、例えば、予め基板上にフォトリソグラフィ法などを用いて、撥インキ性のある材料でバンクを形成し、そこにインク液滴を着弾させることで、バンク形状に応じてインクがはじき、直線性のパターンが得られるという方法が開示されている。しかし、はじいたインクが画素内に戻るときに画素内部でインクが盛り上がり、画素内の有機発光層の膜厚にばらつきができてしまうという問題が残る。
【0006】
これに対し、特許文献2では、例えば、隔壁に親液性を有する第1絶縁層と第1絶縁層上に疎液性を有する第2絶縁層とを積層した構造を形成し、そこにインクジェット法を用いて有機発光層を形成することで、画素内の有機発光層の膜厚バラツキを抑制する方法が開示されている。しかし、第1電極と有機発光層の間に正孔輸送層または正孔注入層を形成する工程で、スパッタリング法または真空蒸着法等によりベタ成膜した場合、疎液性を有した第2絶縁層も覆ってしまうため、有機発光層の膜厚の不均一性を抑制する効果が失われてしまう問題がある。
【0007】
ここで、従来の有機ELパネル400について、図4を参照して説明する。図4において、従来の有機ELパネル400は、TFT(Thin Film Transistor)基板401の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた第1電極402と、第1電極402の周縁を囲むようにTFT基板401の一方の面に形成された隔壁403と、隔壁403で囲まれた第1電極402の上面及び隔壁403の上面に形成された無機または有機からなる正孔輸送層404と、正孔輸送層404の上面に形成された高分子からなる有機発光層405と、第1電極401と対向する有機発光層405の上面に形成された第2電極406とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2002−305077号公報
【特許文献2】特願2003−107840号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
このような従来の高分子型有機ELパネル400において、図4に示すように、ウェットコーティング法で有機発光層405を形成を行うと、各画素電極を絶縁するために設けられた隔壁403の形状に沿って、厚膜化するため平坦性が悪くなってしまう。そのため、画素内での発光が不均一となり、1画素内のピーク輝度に対して画素内全輝度が低減するため、発光効率や寿命に影響を与える問題があった。さらに、ある程度有機発光層の膜厚が厚くなると有機発光層の導電性が悪く、発光しない部分が生じるため、開口率を考える場合、画素内での非発光部も考慮しなければならない問題もあった。
【0010】
本発明は、画素内での厚膜化を抑制でき、発光効率や寿命の低減を向上させ、かつ非発光領域を減らすことで開口率を向上できる有機ELパネル及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】
【0011】
本発明の請求項1に係る発明は、基板と、基板の一方の面に形成された画素に対応してパターニングされた第1電極と、第1電極の端部を被覆して形成された第1絶縁層及び第1絶縁層上に形成された第2絶縁層を含む隔壁と、第1電極及び隔壁上に形成された有機発光層と、有機発光層を覆うように形成された第2電極と、を備え、有機発光層を形成する際に、有機発光層の端部から第1電極の中心までの幅をそれぞれL1、L2(L1>L2)とし、L2側の有機発光層の端部は第2絶縁層上にあり、第2絶縁層の幅をDとした場合、D/4≦|L1−L2|<D/2の範囲になるように形成されることを特徴とする有機ELパネルとしたものである。
【0012】
本発明の請求項2に係る発明は、第2絶縁層の端部は第1絶縁層の端部より0.5μm以上後退していることを特徴とする請求項1に記載の有機ELパネルとしたものである。
【0013】
本発明の請求項3に係る発明は、隔壁の高さが0.5μm以上2μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機ELパネルとしたものである。
【0014】
本発明の請求項4に係る発明は、第1電極と有機発光層との間に正孔輸送層又は正孔注入層が設けられることを特徴とする請求項1に記載の有機ELパネルとしたものである。
【0015】
本発明の請求項5に係る発明は、第2電極と有機発光層との間に電子輸送層又は電子注入層が設けられることを特徴とする請求項1及び4に記載の有機ELパネルとしたものである。
【0016】
本発明の請求項6に係る発明は、薄膜トランジスタを備える基板を準備し、基板の一方の面に画素に対応してパターニングして第1電極を形成し、第1電極の端部を被覆して第1絶縁層を形成し、第1絶縁層上に第2絶縁層を形成し、第1電極と第1絶縁層上に、有機発光層の端部から第1電極の中心までの幅をそれぞれL1、L2(L1>L2)とし、L2側の有機発光層の端部は第2絶縁層上にあり、第2絶縁層の幅をDとした場合、D/4≦|L1−L2|<D/2の範囲になるように有機発光層を形成し、前記有機発光層を覆うように第2電極を形成することを特徴とする有機ELパネルの製造方法としたものである。
【0017】
本発明の請求項7に係る発明は、第2絶縁層の端部は第1絶縁層の端部より0.5μm以上後退していることを特徴とする請求項6に記載の有機ELパネルの製造方法としたものである。
【0018】
本発明の請求項8に係る発明は、隔壁の高さが0.5μm以上2μmであることを特徴とする請求項6又は7に記載の有機ELパネルの製造方法としたものである。
【0019】
本発明の請求項9に係る発明は、有機発光層が凸版印刷法を用いて形成することを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれかに記載の有機ELパネルの製造方法としたものである。
【0020】
本発明の請求項10に係る発明は、第1電極と有機発光層との間に正孔輸送層又は正孔注入層を形成することを特徴とする請求項6に記載の有機ELパネルの製造方法としたものである。
【0021】
本発明の請求項11に係る発明は、第2電極と有機発光層との間に電子輸送層又は電子注入層を形成することを特徴とする請求項6に記載の有機ELパネルの製造方法としたものである。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、画素内での厚膜化を抑制でき、発光効率や寿命の低減を向上させ、かつ非発光領域を減らすことで開口率を向上できる有機ELパネル及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実施の形態に係る有機ELパネルを示す概略断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るTFT付き基板を示す概略断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る凸版印刷装置を示す概略図である。
【図4】従来の有機ELパネルを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、説明する。なお、実施の形態間において、同一構成要素には同一符号を付けることにする。
【0025】
本発明の実施の形態に係る有機ELパネル(有機ELパネル)は、一例としてアクティブマトリクス駆動型有機ELパネルについて説明する。ただし、本発明の実施の形態においては、アクティブマトリクス駆動型有機ELパネルに限定されるものではなく、パッシブマトリクス駆動型有機ELパネルにも適用することができる。
【0026】
以下、本発明の実施の形態に係るアクティブマトリクス駆動型有機ELパネル100について、図1を参照して説明する。図1に示すアクティブマトリクス駆動型有機ELパネル100は、薄膜トランジスタ(TFT)を備えた基板101と、画素ごとに設けられる薄膜トランジスタ及び第1電極102(陽極)と、第1電極102の端部を覆うように形成された第1絶縁層104と、第1絶縁層上104に積層された第2絶縁層105と、第1電極102の上方に形成された正孔輸送層106、正孔輸送層106の上方に形成された有機発光層107と、有機発光層107の上方に形成された第2電極108(陰極)とを備える。
【0027】
本発明の実施の形態に係るアクティブマトリクス駆動型有機ELパネル100に用いる基板(バックプレーン)101について図2を参照して説明する。本発明の実施の形態のアクティブマトリクス駆動型有機ELパネル100に用いる基板(バックプレーン)101には、図2に示すTFTと有機ELパネル100の第1電極102を設けている。このTFTのソース電極206と有機ELパネル100の第1電極102とを電気的に接続している。
【0028】
基板(バックプレーン)101は、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パネル100において、支持体202で支持する。支持体202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202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202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202は、有機ELパネル100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、有機発光媒体層(正孔輸送層106及び有機発光層107)への水分の侵入を避けるために、支持体202における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。
【0029】
支持体202上に設ける薄膜トランジスタは、公知の構成を有する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、ソース電極領域206/ドレイン電極領域207、チャネル領域が形成される活性層203、ゲート絶縁膜204及びゲート電極205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。
【0030】
活性層303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303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;SiH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;Siガスを用いてLPCVD法により、またSiH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、エキシマレーザ等のレーザによりアニールし、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204を形成し、その上にnポリシリコンのゲート電極205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。
【0031】
ゲート絶縁膜204としては、通常、ゲート絶縁膜204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SiO;ポリシリコン膜を熱酸化して得られるSiO等を用いることができる。
【0032】
ゲート電極205としては、通常、ゲート電極205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。
【0033】
ソース電極206及びドレイン電極207としては、通常、ソース電極206及びドレイン電極207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、タングステン等を用いることができる。
【0034】
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305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。
【0035】
本発明の実施の形態に係る有機ELパネル100は、薄膜トランジスタが有機ELパネル100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、薄膜トランジスタのソース電極206と有機ELパネル100の画素電極(第1電極102)が電気的に接続されている。
【0036】
次に、薄膜トランジスタのソース電極206を電気的に接続する有機ELパネル100の第1電極102について説明する。基板101の上に第1電極102を成膜し、形成されるべき画素に応じてパターニングを行う。パターニングされた第1電極102は隔壁210によって区画され、各画素に対応した第1電極102となる。第1電極102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。第1電極102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。必要に応じて、第1電極102の配線抵抗を低くするために、銅やアルミニウムなどの金属材料を補助電極として併設してもよい。
【0037】
第1電極102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。第1電極102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。基板としてTFTを形成した物を用いる場合は下層の画素に対応して導通を図ることができるように形成する。
【0038】
次に、本発明の実施の形態に係る有機ELパネル100の隔壁103を形成する方法について説明する。本発明の実施の形態に係る有機ELパネル100の隔壁103は、画素(第1電極102)に対応した発光領域を区画するように形成する。この隔壁103は、第1電極102の端部を覆うように第1絶縁層104を形成し、この第1絶縁層104の端部から0.5μm以上後退するように第2絶縁層105を形成し、2段隔壁の形状とする。第1絶縁層104の端部から0.5μm以上後退するように第2絶縁層105を形成することで、第1絶縁層104及び第2絶縁層105上に形成する正孔輸送層106を平坦に形成することができる。
【0039】
隔壁103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、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。本実施の形態に係る2段隔壁を形成する場合、第1絶縁層104に無機材料、第2絶縁層105に感光性樹脂を使用することで、異なるエッチング方法を用いて、第2絶縁層105を第1絶縁層104の端部から0.5μm以上後退させ、段差のある形状を形成させる。
【0040】
隔壁103の好ましい高さは0.5μm以上2μm以下程度である。隔壁103の高さが2μmより高すぎると第2電極108の形成及び封止を妨げてしまい、0.5μmより低すぎると画素電極(第1電極102)の周縁を覆い切れない、あるいは有機発光層等の形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。2段隔壁103の場合の高さは、第1絶縁層104は50nm以下、第2絶縁層105は0.5μm以上2μm以下程度とする。
【0041】
次に、本発明の実施の形態に係る有機ELパネル100の有機発光層等の有機発光媒体層の形成方法について説明する。上述した隔壁103を形成した後、正孔輸送層106を形成する。正孔輸送層106を形成する正孔輸送材料として有機材料を用いる場合、有機材料としては、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール(PVK)誘導体、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)などが挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコータ等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成するる。また正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、CuO,Cr,Mn,FeOx(x〜0.1),NiO,CoO,Pr,AgO,MoO,Bi、ZnO,TiO,SnO,ThO,V,Nb,Ta,MoO,WO,MnOなどを用いて真空蒸着法により形成する。ただし材料はこれらに限定されるものではない。
【0042】
正孔輸送層106の形成後にインターレイヤ層(図示せず)を形成しても良い。インターレイヤ層を形成する際に用いる材料として、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。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコータ等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成される。
【0043】
インターレイヤ層形成後、有機発光層207を形成する。有機発光層207は電流を流すことにより発光する層であり、有機発光層207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。
【0044】
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。
【0045】
ここで、本発明の実施の形態では、第1電極102と有機発光層107との間に正孔輸送層106及びインターレイヤ層を形成したが、第1電極102と正孔輸送層106の間に正孔注入層を形成しても良い。これらの層構成は、使用する材料等に応じて適宜選択することが好ましい。
【0046】
次に、有機材料を用いる場合の正孔輸送層106、インターレイヤ層及び有機発光層107を形成する際に用いる本発明の実施の形態に係る凸版印刷装置300について図3を参照して説明する。図3は、有機発光材料からなる有機発光インキを、画素電極(第1電極102)、隔壁103、例えば無機材料からなる正孔輸送層が形成された被印刷基板307上にパターン印刷する際のもので、本製造装置はインクタンク301とインキチャンバ302とアニロックスロール303と凸版が設けられた版305がマウントされた版胴306を有している。インクタンク301には、溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、インキチャンバ302にはインクタンク301より有機発光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303はインキチャンバ302のインキ供給部に接して回転可能に指示されている。
【0047】
アニロックスロール303の回転に伴い、アニロックスロール303の表面に供給された有機発光インキのインキ層304は均一な膜厚に形成される。このインキ層304のインキはアニロックスロール303に近接して回転駆動される版胴306にマウントされた版305の凸部に転移し、平台308上に設置された被印刷基板307の画素部へパターン印刷される。
【0048】
本発明の実施の形態において、図1に示すように、印刷される有機発光層107の形成方法は、有機発光層107の端部から第1電極102の中心までの幅をそれぞれL1、L2(L1>L2)として、尚且つL2は第1電極102の中心から第2絶縁層105の端部までとし、第2絶縁層105の幅をDとした場合、D/4≦|L1−L2|<D/2の範囲になるように、版307の凸部の中心を画素中心位置からずらし印刷することで形成する。すなわち、ストライプ状の版を用いる場合、ストライプ方向と直交する方向に、画素の中心と版の中央とが一致する位置から|L1−L2|/2だけずらして印刷する。これにより、形成された有機発光層107の一方の端部で厚膜化を抑制でき、かつ非発光部分が低減するため開口率を向上できる。また、有機発光層107の一方の端部が薄膜形状になるため、ショートする恐れがあるが、2段隔壁の第1絶縁層104に有機発光層107の端部を形成することで解決できる。また、必要に応じて乾燥工程を経て被印刷基板307上に有機発光層107を形成する。
【0049】
次に、第2電極108を形成する。第2電極108を陰極とする場合には有機発光層107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、発光媒体と接する界面にLiや酸化Li,LiF等の化合物を数nm挟んで、安定性・導電性の高いAlやCuを積層したりして用いてもよい。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。
【0050】
第2電極108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。
【0051】
有機ELパネル100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(図示せず)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。
【0052】
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/m/day以下であることが好ましい。
【0053】
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パネルの大きさや形状により任意に決定されるが、5μm〜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パネル側に形成することもできる。
【0054】
最後に、有機ELパネル100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。
【0055】
上述したように、本発明の実施の形態に係る有機ELパネル100は、有機発光層107を形成する際に、有機発光層107の端部から第1電極102の中心までの幅をそれぞれL1、L2(L1>L2)として、尚且つL2は第1電極102の中心から第2絶縁層105の端部までとし、第2絶縁層105の幅をDとした場合、D/4≦|L1−L2|<D/2の範囲になるようにすることで、画素内での厚膜化を抑制でき、発光効率や寿命の低減を向上させ、かつ非発光領域を減らすことで開口率を向上できる。なお、第一電極102の中央からずらす発光層の方向は、少なくとも一方向であるが、長辺と短辺を持つ長方形の画素形状の場合には、短辺方向に上述した範囲で発光層の位置と幅が規定されていることが好ましい。長辺方向にずらした場合よりも低減させることができる非発光面積が大きいからである。
【実施例1】
【0056】
次に、本発明の実施例について図1を参照して説明する。
【0057】
基板は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を備えたアクティブマトリックス基板を用いた。基板のサイズは200mm×200mmでその中に対角5インチのディスプレイが中央に設置されており、このアクティブマトリックス基板の上方に第1電極202を形成させた。形成方法としては、まず、スパッタリング法を用いてITO膜を厚さ100nmし、そのITO膜を、フォトリソグラフィ法と酸溶液によるエッチングで幅25μmとなるようにパターニングして、透明電極(画素電極)を構成し、画素数は320×240とした。
【0058】
次に、アクティブマトリックス基板上に設けられた第1電極202を被覆し画素を区画するように2段隔壁を形成した。まず第1絶縁層104の形成は、アクティブマトリックス基板上に無機材料を真空蒸着法により厚さ30nmで一様に形成し、レジストでマスキングした後、第1電極102の端部を0.5μm被覆するようにドライエッチング法により第1電極102の間に幅40μmのラインパターンを形成した。第2絶縁層105の形成は、フォトレジスト材料を前面スピンコートし、厚さ2μmで形成した。塗布されたフォトレジスト材料に対してフォトリソグラフィ法により、第1絶縁層104の端部から0.5μm後退させて形成した。
【0059】
次に、第1電極102と隔壁103の表面上に正孔輸送材料として、厚さ20nmの酸化モリブデン(MoOx)を、真空蒸着法により積層させた。蒸発源と基板の距離は300mm、角度0度の位置に設置した。
【0060】
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て、上述した正孔輸送層106までを形成した基板を凸版印刷装置300にセッティングし、隔壁103に挟まれた第1電極102の真上にそのラインパターンに合わせてインターレイヤ層を凸版印刷法で印刷を行った。印刷、乾燥後のインターレイヤ層の膜厚は10nmとなった。
【0061】
次に、有機発光材料であるポリフェニレンピ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、上述したインターレイヤ層までを形成した基板を凸版印刷装置300にセッティングし、隔壁103とこの隔壁103に挟まれた第1電極102のラインパターンに合わせて、凸版印刷法により狙い膜厚を80nmとして印刷を行った。印刷する際に、有機発光インキが版胴306にマウントされた版305の凸部の中心を画素電極102の中心位置からずらすことで、画素電極102の中心から形成される有機発光層107の端部までを14.5μm(L1)と12.5μm(L2)の幅になるよう形成し、D/4≦|L1−L2|<D/2の範囲内にある形状となった。
【0062】
次に、第2電極108として真空蒸着法でBa膜をメタルマスクを用いて膜厚4nmに成膜した後、Al膜を真空蒸着法によりメタルマスクを用いて膜厚150nmに成膜した。そして、キャップ型封止ガラスと接着剤を発光領域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密閉封止し、アクティブマトリックス駆動型有機ELパネルを製作した。
【0063】
このようにして製作したアクティブマトリックス駆動型有機ELパネルは、形成された有機発光層107の一方の端部で厚膜化を抑制でき、かつ非発光部分が低減するため開口率を向上させ、尚且つ印加電圧を7Vとしたときに輝度が600cd/mとなり、発光効率も向上することができた。
【0064】
[比較例1]
実施例1に対して比較例1として、本発明に係る有機ELパネルには該当しない構成の有機ELパネルを作製した。この比較例は、実施例1で形成した有機発光層をD/4≦|L1−L2|<D/2の範囲内にある形状ではなく、有機発光層の両端部で隔壁に沿って厚膜化するように形成し、狙い膜厚は実施例1と同様に80nmで印刷した。有機発光層以外の形成工程は、実施例1と同一とした。従って、狙い厚膜に対して厚い膜の領域が拡がったため、本発明には該当しないアクティブマトリックス駆動型有機ELパネルを作製した。
【0065】
このようにして作製した比較例1のアクティブマトリックス駆動型有機ELパネルは、実施例1に対して非発光部が増加し、尚且つ印加電圧を7Vとしたときに輝度が300cd/mとなり、発光効率も低下してしまった。
【0066】
本実施例に係る有機ELパネルは、有機発光層をD/4≦|L1−L2|<D/2の範囲内に形成することで、画素内での厚膜を抑制でき、発光効率を向上できた。
【符号の説明】
【0067】
201…TFT基板、202,301…第1電極、203、310…隔壁、204…第1絶縁層、205…第2絶縁層、206…正孔輸送層、207…有機発光層、208…第2電極、302…支持体、303…活性層、304…ゲート絶縁膜、305…ゲート電極、306…ソース電極、307…ドレイン電極、308…走査線、401…インクタンク、402…インキチャンバ、403…アニロックスロール、406…版胴、407…被印刷基盤。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板の一方の面に形成された画素に対応してパターニングされた第1電極と、
前記第1電極の端部を被覆して形成された第1絶縁層及び前記第1絶縁層上に形成された第2絶縁層を含む隔壁と、
前記第1電極及び前記隔壁上に形成された有機発光層と、
前記有機発光層を覆うように形成された第2電極と、を備え、
前記有機発光層を形成する際に、前記有機発光層の端部から前記第1電極の中心までの幅をそれぞれL1、L2(L1>L2)とし、L2側の前記有機発光層の端部は前記第2絶縁層上にあり、前記第2絶縁層の幅をDとした場合、D/4≦|L1−L2|<D/2の範囲になるように形成されることを特徴とする有機ELパネル。
【請求項2】
前記第2絶縁層の端部は前記第1絶縁層の端部より0.5μm以上後退していることを特徴とする請求項1に記載の有機ELパネル。
【請求項3】
前記隔壁の高さが0.5μm以上2μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機ELパネル。
【請求項4】
前記第1電極と前記有機発光層との間に正孔輸送層又は正孔注入層が設けられることを特徴とする請求項1に記載の有機ELパネル。
【請求項5】
前記第2電極と前記有機発光層との間に電子輸送層又は電子注入層が設けられることを特徴とする請求項1及び4に記載の有機ELパネル。
【請求項6】
薄膜トランジスタを備える基板を準備し、
前記基板の一方の面に画素に対応してパターニングして第1電極を形成し、
前記第1電極の端部を被覆して第1絶縁層を形成し、
前記第1絶縁層上に第2絶縁層を形成し、
前記第1電極と前記第1絶縁層上に、有機発光層の端部から前記第1電極の中心までの幅をそれぞれL1、L2(L1>L2)とし、L2側の前記有機発光層の端部は前記第2絶縁層上にあり、前記第2絶縁層の幅をDとした場合、D/4≦|L1−L2|<D/2の範囲になるように有機発光層を形成し、
前記有機発光層を覆うように第2電極を形成することを特徴とする有機ELパネルの製造方法。
【請求項7】
前記第2絶縁層の端部は前記第1絶縁層の端部より0.5μm以上後退していることを特徴とする請求項6に記載の有機ELパネルの製造方法。
【請求項8】
前記隔壁の高さが0.5μm以上2μmであることを特徴とする請求項6又は7に記載の有機ELパネルの製造方法。
【請求項9】
前記有機発光層が凸版印刷法を用いて形成することを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれかに記載の有機ELパネルの製造方法。
【請求項10】
前記第1電極と前記有機発光層との間に正孔輸送層又は正孔注入層を形成することを特徴とする請求項6に記載の有機ELパネルの製造方法。
【請求項11】
前記第2電極と前記有機発光層との間に電子輸送層又は電子注入層を形成することを特徴とする請求項6に記載の有機ELパネルの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2011−60692(P2011−60692A)
【公開日】平成23年3月24日(2011.3.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−211598(P2009−211598)
【出願日】平成21年9月14日(2009.9.14)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】