有機EL表示装置の製造方法、有機EL表示装置、及び電子機器
【課題】表示品質を向上させることができる有機EL表示装置の製造方法、有機EL表示装置、及び電子機器を提供する。
【解決手段】素子基板31上の陽極24上における赤色発光領域66と緑色発光領域67の少なくとも発光層は塗布方式にて形成されており、青色発光領域68の少なくとも発光層は蒸着方式にて形成されている有機EL表示装置において、塗布方式にて赤色発光領域66と緑色発光領域67に機能液を塗布する工程において、青色発光領域においては当該機能液に用いられている溶媒Bのみを当該機能液と同一工程にて塗布する工程を有する。
【解決手段】素子基板31上の陽極24上における赤色発光領域66と緑色発光領域67の少なくとも発光層は塗布方式にて形成されており、青色発光領域68の少なくとも発光層は蒸着方式にて形成されている有機EL表示装置において、塗布方式にて赤色発光領域66と緑色発光領域67に機能液を塗布する工程において、青色発光領域においては当該機能液に用いられている溶媒Bのみを当該機能液と同一工程にて塗布する工程を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機EL表示装置の製造方法、有機EL表示装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置は、陽極と陰極との間に発光層を含む発光機能層を挟持した構造を有している。発光機能層としては、例えば、陽極側から順に正孔輸送層、発光層、電子輸送層が積層された構成を挙げることができる。そして、陽極と陰極との間に電圧を印加することによって、正孔輸送層から正孔が、電子輸送層から電子が発光層に注入され、これらが再結合したときに発光が行われる。
【0003】
このような有機EL表示装置の製造方法として、例えば、パターニング性が高く、大面積化が容易であり、材料の使用効率が高い塗布方式が用いられている。ところが、塗布方式における赤色発光層(R)、緑色発光層(G)は実用レベル(例えば、発光寿命特性など)であるものの、青色発光層(B)は実用レベルに到達したとは言い難い。一方、蒸着方式における青色発光層(B)は、実用レベルに到達しつつある。
【0004】
そこで、例えば、特許文献1〜3に記載されるように、赤色発光層(R)と緑色発光層(G)は塗布法(塗布方式)で形成し、青色発光層(B)は赤色発光層(R)及び緑色発光層(G)上を含む全面に蒸着法(蒸着方式)で形成する方法が開示されている。
【0005】
一方、上記有機EL表示装置の製造に用いられる塗布方式として例えばインクジェット法(インクジェット方式)が用いられる。インクジェット方式は、例えば発光材料を含むインク組成物をインクジェットヘッドから所定の膜形成領域(画素)に吐出し、吐出されたインク組成物を乾燥することにより発光層を形成するものである。インクジェット方式を用いて形成された発光層の膜厚は乾燥方法や乾燥条件などの影響を受け易く、蒸着方式に比べ基板面内の膜厚均一性および画素内における膜厚平坦性を高めることが難しいという課題がある。
【0006】
そこで、例えば、特許文献4及び特許文献5に記載されるように、乾燥時における画素内または表示エリア内の乾燥ムラを抑制する方法として、画素間あるいは表示エリアの周縁部にダミーのインク組成物または溶媒を塗布する方法が開示されている。
【0007】
また、例えば、特許文献6に記載されるように、機能性材料を含むインク組成物を塗布する前に、溶媒のみを塗布することが出来る装置構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2007−73532号公報
【特許文献2】特開2003−332055号公報
【特許文献3】特開平10−153967号公報
【特許文献4】特願2008−319470号公報
【特許文献5】特願2005−163954号公報
【特許文献6】特願2002−184681号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上記特許文献1〜3のように、赤色発光層(R)と緑色発光層(G)は塗布方式で形成し、青色発光層(B)は蒸着方式で形成される場合、赤色発光層と緑色発光層を形成する画素に、赤色発光材料を含むインク組成物と緑色発光層を含むインク組成物をそれぞれ塗布する工程において、青色発光層を形成する画素にはこれらのインク組成物は塗布されない。
【0010】
その場合、特許文献4及び特許文献5に記載の方法を用いただけでは、赤色発光層を形成する画素と緑色発光層を形成する画素における機能膜の膜厚平坦性を確保することが難しいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。また、以下の形態または適用例において、「上」とは、基板から見て有機EL素子が配置された方向を示し、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合または基板の上に他の構成物を介して配置される場合または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【0012】
[適用例1]本適用例に係る有機EL表示装置の製造方法は、第1サブピクセルに第1発光層を塗布方式で形成する工程と、第2サブピクセルに第2発光層を蒸着方式で形成する工程と、を有し、前記第1発光層を形成する工程は、サブピクセルの第1膜形成領域に機能性材料を含む液状組成物を塗布する工程と、前記第2サブピクセルの第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程と、を含むことを特徴とする。
【0013】
この方法によれば、第1サブピクセルの第1膜形成領域に機能性材料を含む液状組成物を塗布する工程において、第2のサブピクセルの第2膜形成領域には溶媒が塗布されているため、第1膜形成領域において液状組成物を乾燥させ膜形成させる工程において、均一な膜形成が可能となる。その結果、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0014】
[適用例2]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第1サブピクセルにおいて塗布方式で前記第1発光層が形成された後に、前記第2サブピクセルにおいて少なくとも前記第2発光層を前記第2膜形成領域に蒸着方式にて形成することが好ましい。
【0015】
この方法によれば、パターニング性に優れる塗布方式と、塗布方式には適用出来ない高い発光性能を有する材料を用いることが出来る蒸着方式と、を組み合わせることが出来るため、高い生産性と高い発光表示性能(寿命や消費電力)を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0016】
[適用例3]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルにおいて少なくとも前記第2発光層の蒸着方式による形成は、前記第1サブピクセルに形成された前記第1発光層上を含めて形成することが好ましい。
【0017】
この方法によれば、パターニング性に優れる塗布方式と、マスクなど用いないパターニングレスの蒸着方式とを組み合わせることで、塗布方式には適用出来ない高い発光性能を有する材料を形成することが出来るため、高い生産性と高い発光表示性能(寿命や消費電力)を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0018】
[適用例4]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、少なくとも第3発光層が塗布方式で形成される第3サブピクセルを有し、前記第1発光層、前記第2発光層、前記第3発光層は、それぞれ異なる発光色を示すことが好ましい。
【0019】
この方法によれば、パターニング性に優れる塗布方式を、第3サブピクセルに対して適用することが出来、第1サブピクセル、第2サブピクセルと併せて3色での表示が可能となるため、フルカラー表示が可能な有機EL表示装置を製造することができる。
【0020】
[適用例5]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第1サブピクセルにおいては赤色の発光色を示す前記第1発光層を形成し、前記第2サブピクセルにおいては青色の発光色を示す前記第2発光層を形成し、前記第3サブピクセルにおいては緑色の発光色を示す前記第3発光層を形成することが好ましい。
【0021】
この方法によれば、実用的な発光特性が得られている塗布可能な赤色発光材料と緑色発光材料に加え、蒸着方式で膜形成する材料としては実用的な性能に達している青色発光材料を用いることが出来るため、高い発光表示性能を有するフルカラー表示が可能な有機EL表示装置を製造することができる。
【0022】
[適用例6]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける正孔注入材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことが好ましい。
【0023】
この方法によれば、第1のサブピクセルにおける正孔注入層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0024】
[適用例7]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける正孔輸送材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことが好ましい。
【0025】
この方法によれば、第1のサブピクセルにおける正孔輸送層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0026】
[適用例8]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける発光材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことが好ましい。
【0027】
この方法によれば、第1のサブピクセルにおける発光層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0028】
[適用例9]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の溶媒が含まれていることが好ましい。
【0029】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0030】
[適用例10]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の沸点を有する溶媒が含まれていることが好ましい。
【0031】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0032】
[適用例11]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1のサブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の蒸気圧を有する溶媒が含まれていることが好ましい。
【0033】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0034】
[適用例12]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第1サブピクセルの前記第1膜形成領域に塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒は少なくとも二種以上の溶媒からなり、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒は、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる少なくとも二種以上の溶媒の沸点の範囲内の沸点を有することが好ましい。
【0035】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0036】
[適用例13]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第1サブピクセルの前記第1膜形成領域に塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒は少なくとも二種以上の溶媒からなり、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒は、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる少なくとも二種以上の溶媒の蒸気圧の範囲内の蒸気圧を有することが好ましい。
【0037】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0038】
[適用例14]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記塗布方式は、インクジェット方式であることが好ましい。
【0039】
この方法によれば、パターニング性に優れ、大面積への塗布が容易であるインクジェット方式を選択することで、表示性能に優れた、大面積基板を用いた大型の有機EL表示装置を製造することが出来る。
また、大面積基板を用い、多数の中小型有機EL表示装置を量産製造することが出来る。
【0040】
[適用例15]本適用例に係る有機EL表示装置は、上記適用例に記載の有機EL表示装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【0041】
この構成によれば、高い表示品質の画像や映像の表示が可能な有機EL表示装置を提供することができる。
【0042】
[適用例16]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の有機EL表示装置を備えたことを特徴とする。
【0043】
この構成によれば、高い表示品質の画像や映像の表示が可能な表示装置を備えた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】第1実施形態の有機EL表示装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図2】有機EL表示装置の構成を示す模式平面図。
【図3】有機EL表示装置の構造を示す模式断面図。
【図4】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図5】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図6】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図7】(a)、(b)は有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図8】(a)、(b)は有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図9】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図10】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図11】第2実施形態の有機EL表示装置の構造を示す模式断面図。
【図12】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図13】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図14】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図15】有機EL表示装置を備える電子機器の一例としてテレビの構成を模式的に示す概略斜視図。
【図16】変形例1における塗布方式による発光層形成後の構造を示す模式断面図。
【図17】(a)、(b)は変形例2の有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【0045】
以下、本発明の一実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【0046】
(第1実施形態)
<有機EL表示装置の構成>
図1は、有機EL表示装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、有機EL表示装置の構成を、図1を参照しながら説明する。なお、本実施形態の有機EL表示装置は、一例としてボトムエミッション構造で説明するが、トップエミッション構造にも適用可能である。
【0047】
図1に示すように、有機EL表示装置11は、複数の走査線12と、走査線12に対して交差する方向に延びる複数の信号線13と、信号線13に並行して延びる複数の電源線14とが、それぞれ格子状に配線されている。そして、走査線12と信号線13とにより区画された領域が画素領域として構成されている。信号線13は、信号線駆動回路15に接続されている。また、走査線12は、走査線駆動回路16に接続されている。
【0048】
各画素領域には、走査線12を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用TFT(Thin Film Transistor)21と、このスイッチング用TFT21を介して信号線13から供給される画素信号を保持する保持容量22と、保持容量22によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用TFT23(以下、「TFT素子23」と称する)とが設けられている。更に、各画素領域には、TFT素子23を介して電源線14に電気的に接続したときに、電源線14から駆動電流が流れ込む陽極24と、陰極25と、この陽極24と陰極25との間に挟持された発光機能層26とが設けられている。
【0049】
有機EL表示装置11は、陽極24と陰極25と発光機能層26とにより構成される発光素子27を複数備えている。また、有機EL表示装置11は、複数の発光素子27で構成される表示領域を備えている。
【0050】
この構成によれば、走査線12が駆動されてスイッチング用TFT21がオン状態になると、そのときの信号線13の電位が保持容量22に保持され、保持容量22の状態に応じて、TFT素子23のオン・オフ状態が決まる。そして、TFT素子23のチャネルを介して、電源線14から陽極24に電流が流れ、更に、発光機能層26を介して陰極25に電流が流れる。発光機能層26は、ここを流れる電流量に応じた輝度で発光する。
【0051】
図2は、有機EL表示装置の構成を示す模式平面図である。以下、有機EL表示装置の構成を、図2を参照しながら説明する。
【0052】
図2に示すように、有機EL表示装置11は、ガラス等からなる基板としての素子基板31に表示領域32(図中一点鎖線の内側の領域)と非表示領域33(図中一点鎖線で示す表示領域32の外側の領域)とを有する構成になっている。
表示領域32には、実表示領域32a(図中二点鎖線の内側の領域)とダミー領域32b(図中二点鎖線で示す実表示領域32aの外側の領域)とが設けられている。
【0053】
実表示領域32a内には、光が射出されるサブピクセルとしてのサブ画素34(発光領域)がマトリックス状に配列されている。この、サブ画素34の各々は、スイッチング用TFT21及びTFT素子23(図1参照)の動作に伴って、第1色としてのR(赤)、第2色としてのG(緑)、第3色としてのB(青)の各色を発光する構成となっている。
【0054】
ダミー領域32bには、主として各サブ画素34を発光させるための回路が設けられている。例えば、実表示領域32aの図中左辺及び右辺に沿うように走査線駆動回路16が配置されており、実表示領域32aの図中上辺に沿うように検査回路35が配置されている。
【0055】
素子基板31の下辺には、フレキシブル基板36が設けられている。フレキシブル基板36には、各配線と接続された駆動用IC37が備えられている。なお、駆動用IC37は、信号線駆動回路15を含んで構成されている。
【0056】
図3は、有機EL表示装置の構造を示す模式断面図である。以下、有機EL表示装置の構造について、図3を参照しながら説明する。なお、図3は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。
【0057】
図3に示すように、有機EL表示装置11は、発光領域42において発光が行われるものであり、素子基板31と、素子基板31上に形成された回路素子層43と、回路素子層43上に形成された発光素子層44と、発光素子層44上に形成された陰極(共通電極)25とを有する。素子基板31としては、例えば、透光性を有するガラス基板が挙げられる。
【0058】
回路素子層43には、素子基板31上にシリコン酸化膜(SiO2)からなる下地保護膜45が形成され、下地保護膜45上にTFT素子23が形成されている。詳しくは、下地保護膜45上に、ポリシリコン膜からなる島状の半導体膜46が形成されている。半導体膜46には、ソース領域47及びドレイン領域48が不純物の導入によって形成されている。そして、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域51となっている。
【0059】
更に、回路素子層43には、下地保護膜45及び半導体膜46を覆うシリコン酸化膜等からなる透明なゲート絶縁膜52が形成されている。ゲート絶縁膜52上には、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、タングステン(W)などからなるゲート電極53(走査線12)が形成されている。
【0060】
ゲート絶縁膜52及びゲート電極53上には、透明な第1層間絶縁膜54、第2層間絶縁膜55が形成されている。第1層間絶縁膜54及び第2層間絶縁膜55は、例えば、シリコン酸化膜(SiO2)、チタン酸化膜(TiO2)などから構成されている。ゲート電極53は、半導体膜46のチャネル領域51に対応する位置に設けられている。
【0061】
半導体膜46のソース領域47は、ゲート絶縁膜52及び第1層間絶縁膜54を貫通して設けられたコンタクトホール56を介して、第1層間絶縁膜54上に形成された信号線13と電気的に接続されている。
一方、ドレイン領域48は、ゲート絶縁膜52、第1層間絶縁膜54、第2層間絶縁膜55を貫通して設けられたコンタクトホール57を介して、第2層間絶縁膜55上に形成された陽極24(24R,24G,24B)と電気的に接続されている。
【0062】
陽極24は、例えば、発光領域42ごとに形成されている。また、陽極24は、透明な材料、例えばITO(Indium Tin Oxide)膜からなり、例えば、平面的に略矩形状の形状となっている。
なお、回路素子層43には、図示しない保持容量及びスイッチング用のトランジスターが形成されている。また、上記したように、回路素子層43には、各陽極24に接続された駆動用のトランジスター(TFT素子23)が形成されている。
【0063】
陽極24の周囲には、絶縁層58及び隔壁(バンク)59が、平面視で略格子状に設けられている。絶縁層58としては、例えば、シリコン酸化膜(SiO2)等の無機材料が挙げられる。絶縁層58は、隣り合う陽極24間の絶縁性を確保すると共に、発光領域42の形状を所望の形状(例えば、トラック形状)にするために、陽極24の周縁部上に乗り上げるように形成されている。つまり、陽極24と絶縁層58とは、平面的に一部が重なるように配置された構造となっている。言い換えれば、絶縁層58は、発光領域42を除いた領域に形成されていることになる。
【0064】
隔壁59は、例えば、断面が傾斜面を有する台形状であり、発光領域42(発光素子27R,27G,27B)を囲むように形成されている。つまり、囲まれた領域が隔壁59の開口部(発光領域42あるいは膜形成領域)となる。隔壁59の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する有機材料が挙げられる。
【0065】
陽極24上に設けられる各種膜は、各色の発光素子27R,27G,27Bごとに異なっている。具体的には、赤色の発光素子27Rは、隔壁59によって囲まれた第1陽極としての陽極24R上に、正孔注入層61R、正孔輸送層62R、第1発光層(赤色発光層)としての発光層63Rが、塗布方式(インクジェット方式)によって順に形成されている。
【0066】
緑色の発光素子27Gは、隔壁59によって囲まれた第2陽極としての陽極24G上に、正孔注入層61G、正孔輸送層62G、第2発光層(緑色発光層)としての発光層63Gが、インクジェット方式によって順に形成されている。
【0067】
青色の発光素子27Bは、隔壁59によって囲まれた第3陽極としての陽極24B上に、正孔注入層61Bがインクジェット方式によって順に形成されており、正孔輸送層62B、第3発光層(青色発光層)としての発光層63Bが蒸着方式により順に形成されている。
【0068】
発光層63R,63G,63B上には、隔壁59上を含めた表示領域全面に電子輸送層64を蒸着方式により積層されている。
【0069】
電子輸送層64上には、陰極25が素子基板31上の全面に成膜されている。陰極25上は、例えば、缶封止方式を用いて封止が施されている(図示せず)。具体的には、凹型のガラスや金属製の対向基板の中に乾燥剤が入れられ、エポキシ等の接着剤を介して陰極25側に対向基板が貼り付けられている。
【0070】
正孔注入層61(61R,61G,61B)は、導電性高分子材料中にドーパントを含有する導電性高分子層からなる。このような正孔注入層61は、例えば、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸を含有する3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT−PSS)などから構成することができる。
【0071】
塗布方式により形成される正孔輸送層62R,62Gの構成材料としては、例えば、下記化学式1に示すTFBなどのトリフェニルアミン系ポリマーを含んだ材料を用いることができる。
【0072】
【化1】
【0073】
蒸着方式により形成される正孔輸送層62Bの構成材料としては、例えば、下記化学式2に示すα−NPDなどのトリフェニルアミン系材料を用いることができる。
【0074】
【化2】
【0075】
発光層63は、エレクトロルミネッセンス現象を発現する有機発光物質の層である。発光層63の構成材料とし、塗布方式にて形成する赤色の発光層63Rであれば、例えば、下記化学式3に示す材料(Poly[{9,9‐dihexyl‐2,7−bis(1−cyanovinylene)fluorenylene}−alt−co−{2,5−bis(N,N.−diphenylamino)−1,4−phenylene}]、ADS−111RE)を用いることができる。
同じく塗布方式にて形成する緑色の発光層63Gであれば、例えば、下記化学式4に示す材料(Poly[{9,9−dioctyl−2,7−bis(2−cyanovinylene−fluorenylene}−alt−co−{2−methoxy−5−(2−ethyl hexyloxy)−1,4−phenylene}]、ADS−109GE)を用いることができる。
また、蒸着方式で形成する青色の発光層63Bであれば、例えば、下記化学式5に示すDPVBiを用いることが出来る。
【0076】
【化3】
【0077】
【化4】
【0078】
【化5】
【0079】
電子輸送層64は、陰極25から発光層63R,63G,63Bへの電子注入を高める機能を有する層である。電子輸送層64の構成材料としては、例えば、Alq3(下記化学式6)を用いることが出来る。
【0080】
【化6】
【0081】
陰極25は、例えば、フッ化リチウム(LiF)及びアルミニウム(Al)の積層体とすることが出来る。
【0082】
<有機EL表示装置の製造方法>
図4〜図10は、有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図である。以下、有機EL表示装置の製造方法を、図4〜図10を参照しながら説明する。なお、各種配線や電極、駆動用TFT等を形成する製造工程については、公知の技術(工程)を採用することができるので、ここではそれらの説明を省略又は簡略化し、これ以降の工程について詳しく説明する。また、図面についても同様に、省略又は簡略化する。
また、文中において「上」とは、例えば図中において、素子基板31より回路素子層43が形成される方向を示す。
【0083】
まず、図4に示すように、素子基板31上に、公知の成膜技術を用いて回路素子層43(詳細は、図3参照)を形成し、回路素子層43上にITOからなる陽極24(24R,24G,24B)を形成する。
【0084】
続いて、図5に示すように、回路素子層43及び陽極24上に、絶縁層58及び隔壁59を形成する。詳しくは、まず、シリコン酸化膜(SiO2)を含んだ絶縁層58の材料を、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等により、回路素子層43及び陽極24上を覆うように形成し絶縁層58を成膜する。次に、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、絶縁層58のうち発光領域42(図3参照)に開口部を形成し、絶縁層58を完成させる。
【0085】
その後、絶縁層58上に隔壁59を形成する。まず、隔壁59の材料である塗工液を絶縁層58上及び陽極24上に塗布する。塗工液は、例えばアクリル樹脂である。次に、塗工液を乾燥させて隔壁層を形成する。その後、この隔壁層における発光領域42に開口部を形成する。これにより、隔壁59の形状が完成する。
【0086】
続いて、図6に示すように、赤色発光領域(第1膜形成領域)66、緑色発光領域(第2膜形成領域)67、及び青色発光領域(第3膜形成領域)68の全ての領域において、隔壁59によって囲まれた陽極24(24R,24G,24B)上に、正孔注入層61(61R,61G,61B)を形成する。
【0087】
詳しくは、正孔注入層61の材料を含んだ液状組成物としての機能液を液滴吐出方式(例えば、インクジェット方式)により吐出し、そのあと機能液を乾燥させる。正孔注入層61の機能液としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体にドーパントとしてのポリスチレンスルホン酸(PSS)を加えた混合物(PEDOT/PSS)等を用いることができる。
【0088】
次に、図7(a)に示すように、赤色発光領域66及び緑色発光領域67において、正孔注入層61R、及び正孔注入層61G上に、正孔輸送材料を含んだ機能液70R,70Gをインクジェット方式により吐出し、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67内に充填させる。
【0089】
このとき、青色発光領域68の正孔注入層61B上においては、正孔輸送材料を含んだ機能液70R,70Gに用いられている溶媒Aのみをインクジェット方式により吐出し、青色発光領域68内に充填させる。
【0090】
次いで、乾燥工程を施すことにより、図7(b)に示すように、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67における正孔注入層61R,61G上に、正孔輸送層62R,62Gが形成される。このとき、青色発光領域68においては、正孔注入層61B上には何も成膜され得ない。
【0091】
正孔輸送材料の機能液としては、例えば、TFBが溶媒に溶解されている。溶媒としては、シクロヘキシルベンゼンなどが挙げられる。
【0092】
次に、図8(a)に示すように、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67における正孔輸送層62R,62G上に、発光材料を含んだ機能液71R、及び機能液71Gをインクジェット方式により吐出し、赤色発光領域66及び緑色発光領域67に充填させる。
【0093】
このとき、青色発光領域68の正孔注入層61B上においては、発光材料を含んだ機能液71R,71Gに用いられている溶媒Bのみをインクジェット方式により吐出し、青色発光領域68内に充填させる。
【0094】
次いで、乾燥工程を施すことにより、図8(b)に示すように、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67における正孔輸送層62R,62G上に発光層63R,63Gが形成される。このとき、青色発光領域68においては、正孔注入層61B上には何も成膜され得ない。
【0095】
発光材料の機能液としては、例えば、上記化学式3または上記化学式4で示された発光材料が溶媒に溶解されている。溶媒としては、シクロヘキシルベンゼンなどが挙げられる。
【0096】
次に、図9に示すように、青色発光領域68の正孔注入層61B上においては、蒸着方式にて正孔注入層61B上に正孔輸送層62Bを成膜し、更に正孔輸送層62B上に発光層63Bを順に成膜することで積層形成させる。
【0097】
青色発光領域68に蒸着方式にて形成する正孔輸送材料としては、例えばα−NPDを用いることが出来る。また、発光材料としては、例えばDPVBiを用いることが出来る。材料系についてはこの限りではなく、発光材料としては、例えば、電荷輸送性のホスト材料と発光性のドーパント材料とを共蒸着法により混合させて形成させても良い。
【0098】
青色発光領域68にのみ正孔輸送層62B、及び発光層63Bを形成する方法としては、精密アライメントマスクを用いた蒸着方式が有効である。
【0099】
図10に示すように、全ての発光領域(66,67,68)における発光層63R,63G,63B上に電子輸送層64を蒸着方式により形成し、電子輸送層64上に陰極25を蒸着方式により形成する。電子輸送層64としては、例えば、Alq3を用いることが出来る。陰極25としては、例えば、フッ化リチウム膜、及びアルミニウム膜をこの順に積層させることにより形成される。
【0100】
その後、例えば、缶封止方式を用いて陰極25上を封止することにより、有機EL表示装置11が完成する。
【0101】
以上詳述したように、第1実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
【0102】
(1)第1実施形態によれば、青色の発光層63Bを蒸着方式によって成膜するので、塗布方式で青色の発光層を形成する場合と比較して、高い発光特性を得ることが可能となり、高品位な表示を行うことができる。
【0103】
(2)第1実施形態によれば、赤色発光領域66と緑色発光領域67に対して正孔輸送層62R,62Gを形成し、青色発光領域68には層を形成しない工程において、青色発光領域68においても、赤色発光領域66と緑色発光領域67に塗布する正孔輸送性の機能液70R,70Gに用いられている、溶媒Aのみを塗布し、充填させることにより、その後の乾燥工程による膜形成において、赤色発光領域66と緑色発光領域67の正孔輸送層62R,62Bの良好な形成(例えば、均一性や平坦性)が可能となるため、高品位な表示を行うことができる。
【0104】
(3)第1実施形態によれば、赤色発光領域66と緑色発光領域67に対して発光層63R,63Gを形成し、青色発光領域68には層を形成しない工程において、青色発光領域68においても、赤色発光領域66と緑色発光領域67に塗布する発光性の機能液71R,71Gに用いられている、溶媒Bのみを塗布し、充填させることにより、その後の乾燥工程による膜形成において、赤色発光領域66と緑色発光領域67の発光層63R,63Gの良好な形成(例えば、均一性や平坦性)が可能となるため、高品位な表示を行うことができる。
【0105】
(第2実施形態)
<有機EL表示装置の構成>
図11は、第2実施形態の有機EL表示装置の構造を示す模式断面図である。以下、有機EL表示装置の構造を、図11を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同じ構成部材には同一符号を付し、ここではそれらの説明を省略又は簡略化することもある。
【0106】
第2実施形態の有機EL表示装置71は、青色発光領域68の正孔注入層61B上と、赤色発光領域66及び緑色発光領域67の発光層63R、63G上、さらには隔壁59上を含めて表示領域全域にわたって、中間層84を介して正孔輸送層62B、青色の発光層63B、及び陰極25が形成されている点が、第1実施形態と異なっている。
【0107】
図11に示すように、第2実施形態の有機EL表示装置71は、第1実施形態と同様、素子基板31と、素子基板31上に形成された回路素子層43と、回路素子層43上に形成された陽極24(24R,24G,24B)、絶縁層58、及び隔壁59とを有する。
【0108】
隔壁59に囲まれた陽極24(24R,24G,24B)上には、インクジェット方式によって正孔注入層61(61R,61G,61B)が形成されている。
【0109】
赤色発光領域66と緑色発光領域67において、正孔注入層61(61R,61G)上には、インクジェット方式によって正孔輸送層62(62R,62G)が形成され、正孔輸送層62(62R,62G)上には、インクジェット方式によって赤色の発光層63R及び緑色の発光層63Gが順に形成されている。これらの構成は、第1実施形態と同様である。
【0110】
次いで、青色発光領域68の正孔注入層61B上と、赤色発光領域66及び緑色発光領域67の発光層63R,63G上、さらには隔壁59上を含めて、表示領域全域にわたって中間層84が蒸着方式により形成されている。
【0111】
中間層84上には、蒸着方式にて正孔輸送層62Bと青色の発光層63Bがこの順に設けられている。青色の発光層63B上には、電子輸送層64及び陰極25がこの順で全面成膜されている。
【0112】
中間層84の材料としては、赤色発光領域66と緑色発光領域67において、青色の発光層63B側から赤色の発光層63R及び緑色の発光層63Gへ電子注入でき、且つ赤色発光領域66と緑色発光領域67において、赤色の発光層63R及び緑色の発光層63Gから青色の発光層63B側への正孔注入を阻害できる材料が望ましい。
【0113】
また、中間層84は、青色発光領域68において、塗布で形成される正孔注入層61Bから青色の発光層63Bへの正孔注入を阻害しない材料が望ましい。
【0114】
上述される特徴を持つ材料として、中間層84は例えば炭酸セシウムが0.5nmの膜厚で形成されていることが望ましい。
【0115】
<有機EL表示装置の製造方法>
図12〜図14は、第2実施形態の有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図である。以下、有機EL表示装置の製造方法を、図12〜図14を参照しながら説明する。なお、インクジェット方式により発光機能層を形成する工程(図4〜図8)は、第1実施形態と同じであるため、ここではそれらの説明を省略する。
【0116】
まず、図12に示すとおり、インクジェット方式によって赤色発光領域66と緑色発光領域67の発光層63R,63Gが形成された後、青色発光領域68と、赤色発光領域66と緑色発光領域67の発光層63R,63G上、さらには隔壁59上を含めて、表示領域全域にわたって中間層84を蒸着方式により形成する。
【0117】
続いて、図13に示すように、全ての発光領域である赤色発光領域66、緑色発光領域67及び青色発光領域68上と隔壁59上を含めた表示領域全域にわたって、中間層84上に蒸着方式にて正孔輸送層62B及び発光層63Bをこの順に積層形成させる。このとき蒸着工程において精密アライメントマスク等を必要としない。
【0118】
次いで、図14に示すように、全ての発光領域である赤色発光領域66、緑色発光領域67及び青色発光領域68上と隔壁59上含めた表示領域全域にわたって、青色の発光層63B上に電子輸送層64及び陰極25をこの順に蒸着方式によって形成する。
【0119】
その後、例えば、缶封止方式を用いて陰極25上を封止することにより、有機EL表示装置71が完成する。
【0120】
なお、本実施形態で使用する材料は、中間層84を除いて第1実施形態と同様の材料を用いることが出来る。
【0121】
以上詳述したように、第2実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
【0122】
(1)第2実施形態によれば、第1実施形態で得られる効果に加え、蒸着による青色発光素子27Bの形成において精密アライメントマスク等を必要としないため、高い性能の有機EL表示装置71を、高い生産性と低コストで実現することが出来る。
【0123】
(2)第2実施形態によれば、中間層84を導入することにより、赤色発光領域66と緑色発光領域67においては、赤色の発光層63Rと緑色の発光層63Gの上層の青色の発光層63Bは発光することなく、赤色及び緑色の発光のみを得ることが出来、青色発光領域68においては所望の青色発光を得ることが出来るため、良好なフルカラー表示を得ることが出来る。
【0124】
<電子機器の構成>
図15は、本発明に係る有機EL表示装置を備える電子機器の一例としてテレビの構成を模式的に示す概略斜視図である。以下、テレビの構成を、図15を参照しながら説明する。
【0125】
図15に示すように、テレビ101は、表示部102と、枠部103と、脚部104と、リモートコントローラー(リモコン)105とを有する。表示部102には、上述した有機EL表示装置の製造方法を用いて製造された有機EL表示装置11,71が実装されている。枠部103は、表示部102をガイドするために用いられる。脚部104は、表示部102及び枠部103を一定の高さで固定するために用いられる。リモコン105は、例えば、テレビ101の電源をON/OFFしたり、チャンネルを変えたりするなどをするために用いられる。
【0126】
なお、電子機器は、上記した有機EL表示装置11,71を備えたものであり、他にも例えば、ディスプレイ、携帯電話機、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カーナビゲーション装置、オーディオ機器等に用いることができる。
【0127】
なお、実施形態は上記に限定されず、以下のような形態で実施することもできる。
【0128】
(変形例1)
第1実施形態及び第2実施形態における青色発光領域68は、正孔注入層61Bのみインクジェット方式にて形成されており、それ以外の層は蒸着方式にて形成されているが、その限りではない。図16は変形例1における塗布方式による発光層形成後の構造を示す模式断面図である。例えば、図16に示すように、正孔輸送層62Bもインクジェット方式にて形成されても良い。
【0129】
(変形例2)
第1実施形態及び第2実施形態における溶媒Aは、正孔輸送材料を溶解する溶媒と同一である必要は無く、当該溶媒に対して同等の沸点を有する溶媒であることが好ましい。同等の沸点とは当該溶媒に対して例えば±10℃の範囲内の沸点のことを指す。
【0130】
(変形例3)
第1実施形態及び第2実施形態における溶媒Bは、発光材料を溶解する溶媒と同一である必要は無く、当該溶媒に対して同等の沸点を有する溶媒であることが好ましい。同等の沸点とは当該溶媒に対して例えば±10℃の範囲内の沸点のことを指す。
【0131】
(変形例4)
第1実施形態及び第2実施形態における溶媒A及び溶媒Bは同一の溶媒であり、且つ正孔輸送材料を溶解する溶媒の沸点と、発光材料を溶解する溶媒の沸点の間の沸点を有する溶媒であることが好ましい。
【0132】
(変形例5)
第1実施形態及び第2実施形態における溶媒A及び溶媒Bは同一の溶媒であり、且つ正孔輸送材料を溶解する溶媒と、発光材料を溶解する溶媒の混合溶媒であるとしてもよい。
【0133】
(変形例6)
第1実施形態及び第2実施形態における正孔注入層61は、RGB共通層としてインクジェット方式にて形成されているが、その限りではなく、図17(a)に示すように、赤色発光領域66と緑色発光領域67において正孔注入材料を含んだ機能液72をインクジェット方式により吐出し、赤色発光領域66および緑色発光領域67に充填させる。
このとき、青色発光領域68においては正孔注入材料を含んだ機能液72に用いられている溶媒Cのみをインクジェット方式により吐出し、青色発光領域68に充填させる。
次いで、乾燥工程を施すことにより、図17(b)に示すように、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67における陽極24上に正孔注入層61R,61Gが形成される。このとき、青色発光領域68においては、陽極24B上には何も成膜しない製造方法をとってもよい。
【0134】
このときの溶媒Cは正孔注入材料の溶解に使用される溶媒、または、それと同等の沸点を有する溶媒を用いることが出来る。同等の沸点とは当該溶媒に対して例えば±10℃の範囲内の沸点のことを指す。
【符号の説明】
【0135】
11,71…有機EL表示装置、12…走査線、13…信号線、14…電源線、15…信号線駆動回路、16…走査線駆動回路、21…スイッチング用TFT、22…保持容量、23…TFT素子、24,24R,24G,24B…陽極(第1陽極、第2陽極、第3陽極)、25…陰極、26…発光機能層、27…発光素子、27R…赤色発光素子、27G…緑色発光素子、27B…青色発光素子、31…基板としての素子基板、32…表示領域、32a…実表示領域、32b…ダミー領域、33…非表示領域、34…サブ画素、35…検査回路、36…フレキシブル基板、37…駆動用IC、42…発光領域、43…回路素子層、44…発光素子層、45…下地保護膜、46…半導体膜、47…ソース領域、48…ドレイン領域、51…チャネル領域、52…ゲート絶縁膜、53…ゲート電極、54…第1層間絶縁膜、55…第2層間絶縁膜、56,57…コンタクトホール、58…絶縁層、59…隔壁、61,61R,61G,61B…正孔注入層、62,62R,62G,62B…正孔輸送層、63,63R,63G,63B…発光層(第1発光層、第2発光層、第3発光層)、64…電子輸送層、66…赤色発光領域、67…緑色発光領域、68…青色発光領域、84…中間層、101…電子機器としてのテレビ、102…表示部、103…枠部、104…脚部、105…リモコン。
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機EL表示装置の製造方法、有機EL表示装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置は、陽極と陰極との間に発光層を含む発光機能層を挟持した構造を有している。発光機能層としては、例えば、陽極側から順に正孔輸送層、発光層、電子輸送層が積層された構成を挙げることができる。そして、陽極と陰極との間に電圧を印加することによって、正孔輸送層から正孔が、電子輸送層から電子が発光層に注入され、これらが再結合したときに発光が行われる。
【0003】
このような有機EL表示装置の製造方法として、例えば、パターニング性が高く、大面積化が容易であり、材料の使用効率が高い塗布方式が用いられている。ところが、塗布方式における赤色発光層(R)、緑色発光層(G)は実用レベル(例えば、発光寿命特性など)であるものの、青色発光層(B)は実用レベルに到達したとは言い難い。一方、蒸着方式における青色発光層(B)は、実用レベルに到達しつつある。
【0004】
そこで、例えば、特許文献1〜3に記載されるように、赤色発光層(R)と緑色発光層(G)は塗布法(塗布方式)で形成し、青色発光層(B)は赤色発光層(R)及び緑色発光層(G)上を含む全面に蒸着法(蒸着方式)で形成する方法が開示されている。
【0005】
一方、上記有機EL表示装置の製造に用いられる塗布方式として例えばインクジェット法(インクジェット方式)が用いられる。インクジェット方式は、例えば発光材料を含むインク組成物をインクジェットヘッドから所定の膜形成領域(画素)に吐出し、吐出されたインク組成物を乾燥することにより発光層を形成するものである。インクジェット方式を用いて形成された発光層の膜厚は乾燥方法や乾燥条件などの影響を受け易く、蒸着方式に比べ基板面内の膜厚均一性および画素内における膜厚平坦性を高めることが難しいという課題がある。
【0006】
そこで、例えば、特許文献4及び特許文献5に記載されるように、乾燥時における画素内または表示エリア内の乾燥ムラを抑制する方法として、画素間あるいは表示エリアの周縁部にダミーのインク組成物または溶媒を塗布する方法が開示されている。
【0007】
また、例えば、特許文献6に記載されるように、機能性材料を含むインク組成物を塗布する前に、溶媒のみを塗布することが出来る装置構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2007−73532号公報
【特許文献2】特開2003−332055号公報
【特許文献3】特開平10−153967号公報
【特許文献4】特願2008−319470号公報
【特許文献5】特願2005−163954号公報
【特許文献6】特願2002−184681号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上記特許文献1〜3のように、赤色発光層(R)と緑色発光層(G)は塗布方式で形成し、青色発光層(B)は蒸着方式で形成される場合、赤色発光層と緑色発光層を形成する画素に、赤色発光材料を含むインク組成物と緑色発光層を含むインク組成物をそれぞれ塗布する工程において、青色発光層を形成する画素にはこれらのインク組成物は塗布されない。
【0010】
その場合、特許文献4及び特許文献5に記載の方法を用いただけでは、赤色発光層を形成する画素と緑色発光層を形成する画素における機能膜の膜厚平坦性を確保することが難しいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。また、以下の形態または適用例において、「上」とは、基板から見て有機EL素子が配置された方向を示し、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合または基板の上に他の構成物を介して配置される場合または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【0012】
[適用例1]本適用例に係る有機EL表示装置の製造方法は、第1サブピクセルに第1発光層を塗布方式で形成する工程と、第2サブピクセルに第2発光層を蒸着方式で形成する工程と、を有し、前記第1発光層を形成する工程は、サブピクセルの第1膜形成領域に機能性材料を含む液状組成物を塗布する工程と、前記第2サブピクセルの第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程と、を含むことを特徴とする。
【0013】
この方法によれば、第1サブピクセルの第1膜形成領域に機能性材料を含む液状組成物を塗布する工程において、第2のサブピクセルの第2膜形成領域には溶媒が塗布されているため、第1膜形成領域において液状組成物を乾燥させ膜形成させる工程において、均一な膜形成が可能となる。その結果、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0014】
[適用例2]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第1サブピクセルにおいて塗布方式で前記第1発光層が形成された後に、前記第2サブピクセルにおいて少なくとも前記第2発光層を前記第2膜形成領域に蒸着方式にて形成することが好ましい。
【0015】
この方法によれば、パターニング性に優れる塗布方式と、塗布方式には適用出来ない高い発光性能を有する材料を用いることが出来る蒸着方式と、を組み合わせることが出来るため、高い生産性と高い発光表示性能(寿命や消費電力)を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0016】
[適用例3]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルにおいて少なくとも前記第2発光層の蒸着方式による形成は、前記第1サブピクセルに形成された前記第1発光層上を含めて形成することが好ましい。
【0017】
この方法によれば、パターニング性に優れる塗布方式と、マスクなど用いないパターニングレスの蒸着方式とを組み合わせることで、塗布方式には適用出来ない高い発光性能を有する材料を形成することが出来るため、高い生産性と高い発光表示性能(寿命や消費電力)を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0018】
[適用例4]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、少なくとも第3発光層が塗布方式で形成される第3サブピクセルを有し、前記第1発光層、前記第2発光層、前記第3発光層は、それぞれ異なる発光色を示すことが好ましい。
【0019】
この方法によれば、パターニング性に優れる塗布方式を、第3サブピクセルに対して適用することが出来、第1サブピクセル、第2サブピクセルと併せて3色での表示が可能となるため、フルカラー表示が可能な有機EL表示装置を製造することができる。
【0020】
[適用例5]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第1サブピクセルにおいては赤色の発光色を示す前記第1発光層を形成し、前記第2サブピクセルにおいては青色の発光色を示す前記第2発光層を形成し、前記第3サブピクセルにおいては緑色の発光色を示す前記第3発光層を形成することが好ましい。
【0021】
この方法によれば、実用的な発光特性が得られている塗布可能な赤色発光材料と緑色発光材料に加え、蒸着方式で膜形成する材料としては実用的な性能に達している青色発光材料を用いることが出来るため、高い発光表示性能を有するフルカラー表示が可能な有機EL表示装置を製造することができる。
【0022】
[適用例6]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける正孔注入材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことが好ましい。
【0023】
この方法によれば、第1のサブピクセルにおける正孔注入層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0024】
[適用例7]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける正孔輸送材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことが好ましい。
【0025】
この方法によれば、第1のサブピクセルにおける正孔輸送層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0026】
[適用例8]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける発光材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことが好ましい。
【0027】
この方法によれば、第1のサブピクセルにおける発光層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0028】
[適用例9]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の溶媒が含まれていることが好ましい。
【0029】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0030】
[適用例10]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の沸点を有する溶媒が含まれていることが好ましい。
【0031】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0032】
[適用例11]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1のサブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の蒸気圧を有する溶媒が含まれていることが好ましい。
【0033】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0034】
[適用例12]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第1サブピクセルの前記第1膜形成領域に塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒は少なくとも二種以上の溶媒からなり、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒は、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる少なくとも二種以上の溶媒の沸点の範囲内の沸点を有することが好ましい。
【0035】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0036】
[適用例13]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記第1サブピクセルの前記第1膜形成領域に塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒は少なくとも二種以上の溶媒からなり、前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒は、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる少なくとも二種以上の溶媒の蒸気圧の範囲内の蒸気圧を有することが好ましい。
【0037】
この方法によれば、第1サブピクセルに塗布される機能性材料層の成膜均一性を向上させることが出来るため、高い表示品質を有する有機EL表示装置を製造することができる。
【0038】
[適用例14]上記適用例に係る有機EL表示装置の製造方法において、前記塗布方式は、インクジェット方式であることが好ましい。
【0039】
この方法によれば、パターニング性に優れ、大面積への塗布が容易であるインクジェット方式を選択することで、表示性能に優れた、大面積基板を用いた大型の有機EL表示装置を製造することが出来る。
また、大面積基板を用い、多数の中小型有機EL表示装置を量産製造することが出来る。
【0040】
[適用例15]本適用例に係る有機EL表示装置は、上記適用例に記載の有機EL表示装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【0041】
この構成によれば、高い表示品質の画像や映像の表示が可能な有機EL表示装置を提供することができる。
【0042】
[適用例16]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の有機EL表示装置を備えたことを特徴とする。
【0043】
この構成によれば、高い表示品質の画像や映像の表示が可能な表示装置を備えた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】第1実施形態の有機EL表示装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図2】有機EL表示装置の構成を示す模式平面図。
【図3】有機EL表示装置の構造を示す模式断面図。
【図4】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図5】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図6】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図7】(a)、(b)は有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図8】(a)、(b)は有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図9】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図10】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図11】第2実施形態の有機EL表示装置の構造を示す模式断面図。
【図12】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図13】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図14】有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【図15】有機EL表示装置を備える電子機器の一例としてテレビの構成を模式的に示す概略斜視図。
【図16】変形例1における塗布方式による発光層形成後の構造を示す模式断面図。
【図17】(a)、(b)は変形例2の有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【0045】
以下、本発明の一実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【0046】
(第1実施形態)
<有機EL表示装置の構成>
図1は、有機EL表示装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、有機EL表示装置の構成を、図1を参照しながら説明する。なお、本実施形態の有機EL表示装置は、一例としてボトムエミッション構造で説明するが、トップエミッション構造にも適用可能である。
【0047】
図1に示すように、有機EL表示装置11は、複数の走査線12と、走査線12に対して交差する方向に延びる複数の信号線13と、信号線13に並行して延びる複数の電源線14とが、それぞれ格子状に配線されている。そして、走査線12と信号線13とにより区画された領域が画素領域として構成されている。信号線13は、信号線駆動回路15に接続されている。また、走査線12は、走査線駆動回路16に接続されている。
【0048】
各画素領域には、走査線12を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用TFT(Thin Film Transistor)21と、このスイッチング用TFT21を介して信号線13から供給される画素信号を保持する保持容量22と、保持容量22によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用TFT23(以下、「TFT素子23」と称する)とが設けられている。更に、各画素領域には、TFT素子23を介して電源線14に電気的に接続したときに、電源線14から駆動電流が流れ込む陽極24と、陰極25と、この陽極24と陰極25との間に挟持された発光機能層26とが設けられている。
【0049】
有機EL表示装置11は、陽極24と陰極25と発光機能層26とにより構成される発光素子27を複数備えている。また、有機EL表示装置11は、複数の発光素子27で構成される表示領域を備えている。
【0050】
この構成によれば、走査線12が駆動されてスイッチング用TFT21がオン状態になると、そのときの信号線13の電位が保持容量22に保持され、保持容量22の状態に応じて、TFT素子23のオン・オフ状態が決まる。そして、TFT素子23のチャネルを介して、電源線14から陽極24に電流が流れ、更に、発光機能層26を介して陰極25に電流が流れる。発光機能層26は、ここを流れる電流量に応じた輝度で発光する。
【0051】
図2は、有機EL表示装置の構成を示す模式平面図である。以下、有機EL表示装置の構成を、図2を参照しながら説明する。
【0052】
図2に示すように、有機EL表示装置11は、ガラス等からなる基板としての素子基板31に表示領域32(図中一点鎖線の内側の領域)と非表示領域33(図中一点鎖線で示す表示領域32の外側の領域)とを有する構成になっている。
表示領域32には、実表示領域32a(図中二点鎖線の内側の領域)とダミー領域32b(図中二点鎖線で示す実表示領域32aの外側の領域)とが設けられている。
【0053】
実表示領域32a内には、光が射出されるサブピクセルとしてのサブ画素34(発光領域)がマトリックス状に配列されている。この、サブ画素34の各々は、スイッチング用TFT21及びTFT素子23(図1参照)の動作に伴って、第1色としてのR(赤)、第2色としてのG(緑)、第3色としてのB(青)の各色を発光する構成となっている。
【0054】
ダミー領域32bには、主として各サブ画素34を発光させるための回路が設けられている。例えば、実表示領域32aの図中左辺及び右辺に沿うように走査線駆動回路16が配置されており、実表示領域32aの図中上辺に沿うように検査回路35が配置されている。
【0055】
素子基板31の下辺には、フレキシブル基板36が設けられている。フレキシブル基板36には、各配線と接続された駆動用IC37が備えられている。なお、駆動用IC37は、信号線駆動回路15を含んで構成されている。
【0056】
図3は、有機EL表示装置の構造を示す模式断面図である。以下、有機EL表示装置の構造について、図3を参照しながら説明する。なお、図3は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。
【0057】
図3に示すように、有機EL表示装置11は、発光領域42において発光が行われるものであり、素子基板31と、素子基板31上に形成された回路素子層43と、回路素子層43上に形成された発光素子層44と、発光素子層44上に形成された陰極(共通電極)25とを有する。素子基板31としては、例えば、透光性を有するガラス基板が挙げられる。
【0058】
回路素子層43には、素子基板31上にシリコン酸化膜(SiO2)からなる下地保護膜45が形成され、下地保護膜45上にTFT素子23が形成されている。詳しくは、下地保護膜45上に、ポリシリコン膜からなる島状の半導体膜46が形成されている。半導体膜46には、ソース領域47及びドレイン領域48が不純物の導入によって形成されている。そして、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域51となっている。
【0059】
更に、回路素子層43には、下地保護膜45及び半導体膜46を覆うシリコン酸化膜等からなる透明なゲート絶縁膜52が形成されている。ゲート絶縁膜52上には、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、タングステン(W)などからなるゲート電極53(走査線12)が形成されている。
【0060】
ゲート絶縁膜52及びゲート電極53上には、透明な第1層間絶縁膜54、第2層間絶縁膜55が形成されている。第1層間絶縁膜54及び第2層間絶縁膜55は、例えば、シリコン酸化膜(SiO2)、チタン酸化膜(TiO2)などから構成されている。ゲート電極53は、半導体膜46のチャネル領域51に対応する位置に設けられている。
【0061】
半導体膜46のソース領域47は、ゲート絶縁膜52及び第1層間絶縁膜54を貫通して設けられたコンタクトホール56を介して、第1層間絶縁膜54上に形成された信号線13と電気的に接続されている。
一方、ドレイン領域48は、ゲート絶縁膜52、第1層間絶縁膜54、第2層間絶縁膜55を貫通して設けられたコンタクトホール57を介して、第2層間絶縁膜55上に形成された陽極24(24R,24G,24B)と電気的に接続されている。
【0062】
陽極24は、例えば、発光領域42ごとに形成されている。また、陽極24は、透明な材料、例えばITO(Indium Tin Oxide)膜からなり、例えば、平面的に略矩形状の形状となっている。
なお、回路素子層43には、図示しない保持容量及びスイッチング用のトランジスターが形成されている。また、上記したように、回路素子層43には、各陽極24に接続された駆動用のトランジスター(TFT素子23)が形成されている。
【0063】
陽極24の周囲には、絶縁層58及び隔壁(バンク)59が、平面視で略格子状に設けられている。絶縁層58としては、例えば、シリコン酸化膜(SiO2)等の無機材料が挙げられる。絶縁層58は、隣り合う陽極24間の絶縁性を確保すると共に、発光領域42の形状を所望の形状(例えば、トラック形状)にするために、陽極24の周縁部上に乗り上げるように形成されている。つまり、陽極24と絶縁層58とは、平面的に一部が重なるように配置された構造となっている。言い換えれば、絶縁層58は、発光領域42を除いた領域に形成されていることになる。
【0064】
隔壁59は、例えば、断面が傾斜面を有する台形状であり、発光領域42(発光素子27R,27G,27B)を囲むように形成されている。つまり、囲まれた領域が隔壁59の開口部(発光領域42あるいは膜形成領域)となる。隔壁59の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する有機材料が挙げられる。
【0065】
陽極24上に設けられる各種膜は、各色の発光素子27R,27G,27Bごとに異なっている。具体的には、赤色の発光素子27Rは、隔壁59によって囲まれた第1陽極としての陽極24R上に、正孔注入層61R、正孔輸送層62R、第1発光層(赤色発光層)としての発光層63Rが、塗布方式(インクジェット方式)によって順に形成されている。
【0066】
緑色の発光素子27Gは、隔壁59によって囲まれた第2陽極としての陽極24G上に、正孔注入層61G、正孔輸送層62G、第2発光層(緑色発光層)としての発光層63Gが、インクジェット方式によって順に形成されている。
【0067】
青色の発光素子27Bは、隔壁59によって囲まれた第3陽極としての陽極24B上に、正孔注入層61Bがインクジェット方式によって順に形成されており、正孔輸送層62B、第3発光層(青色発光層)としての発光層63Bが蒸着方式により順に形成されている。
【0068】
発光層63R,63G,63B上には、隔壁59上を含めた表示領域全面に電子輸送層64を蒸着方式により積層されている。
【0069】
電子輸送層64上には、陰極25が素子基板31上の全面に成膜されている。陰極25上は、例えば、缶封止方式を用いて封止が施されている(図示せず)。具体的には、凹型のガラスや金属製の対向基板の中に乾燥剤が入れられ、エポキシ等の接着剤を介して陰極25側に対向基板が貼り付けられている。
【0070】
正孔注入層61(61R,61G,61B)は、導電性高分子材料中にドーパントを含有する導電性高分子層からなる。このような正孔注入層61は、例えば、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸を含有する3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT−PSS)などから構成することができる。
【0071】
塗布方式により形成される正孔輸送層62R,62Gの構成材料としては、例えば、下記化学式1に示すTFBなどのトリフェニルアミン系ポリマーを含んだ材料を用いることができる。
【0072】
【化1】
【0073】
蒸着方式により形成される正孔輸送層62Bの構成材料としては、例えば、下記化学式2に示すα−NPDなどのトリフェニルアミン系材料を用いることができる。
【0074】
【化2】
【0075】
発光層63は、エレクトロルミネッセンス現象を発現する有機発光物質の層である。発光層63の構成材料とし、塗布方式にて形成する赤色の発光層63Rであれば、例えば、下記化学式3に示す材料(Poly[{9,9‐dihexyl‐2,7−bis(1−cyanovinylene)fluorenylene}−alt−co−{2,5−bis(N,N.−diphenylamino)−1,4−phenylene}]、ADS−111RE)を用いることができる。
同じく塗布方式にて形成する緑色の発光層63Gであれば、例えば、下記化学式4に示す材料(Poly[{9,9−dioctyl−2,7−bis(2−cyanovinylene−fluorenylene}−alt−co−{2−methoxy−5−(2−ethyl hexyloxy)−1,4−phenylene}]、ADS−109GE)を用いることができる。
また、蒸着方式で形成する青色の発光層63Bであれば、例えば、下記化学式5に示すDPVBiを用いることが出来る。
【0076】
【化3】
【0077】
【化4】
【0078】
【化5】
【0079】
電子輸送層64は、陰極25から発光層63R,63G,63Bへの電子注入を高める機能を有する層である。電子輸送層64の構成材料としては、例えば、Alq3(下記化学式6)を用いることが出来る。
【0080】
【化6】
【0081】
陰極25は、例えば、フッ化リチウム(LiF)及びアルミニウム(Al)の積層体とすることが出来る。
【0082】
<有機EL表示装置の製造方法>
図4〜図10は、有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図である。以下、有機EL表示装置の製造方法を、図4〜図10を参照しながら説明する。なお、各種配線や電極、駆動用TFT等を形成する製造工程については、公知の技術(工程)を採用することができるので、ここではそれらの説明を省略又は簡略化し、これ以降の工程について詳しく説明する。また、図面についても同様に、省略又は簡略化する。
また、文中において「上」とは、例えば図中において、素子基板31より回路素子層43が形成される方向を示す。
【0083】
まず、図4に示すように、素子基板31上に、公知の成膜技術を用いて回路素子層43(詳細は、図3参照)を形成し、回路素子層43上にITOからなる陽極24(24R,24G,24B)を形成する。
【0084】
続いて、図5に示すように、回路素子層43及び陽極24上に、絶縁層58及び隔壁59を形成する。詳しくは、まず、シリコン酸化膜(SiO2)を含んだ絶縁層58の材料を、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等により、回路素子層43及び陽極24上を覆うように形成し絶縁層58を成膜する。次に、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、絶縁層58のうち発光領域42(図3参照)に開口部を形成し、絶縁層58を完成させる。
【0085】
その後、絶縁層58上に隔壁59を形成する。まず、隔壁59の材料である塗工液を絶縁層58上及び陽極24上に塗布する。塗工液は、例えばアクリル樹脂である。次に、塗工液を乾燥させて隔壁層を形成する。その後、この隔壁層における発光領域42に開口部を形成する。これにより、隔壁59の形状が完成する。
【0086】
続いて、図6に示すように、赤色発光領域(第1膜形成領域)66、緑色発光領域(第2膜形成領域)67、及び青色発光領域(第3膜形成領域)68の全ての領域において、隔壁59によって囲まれた陽極24(24R,24G,24B)上に、正孔注入層61(61R,61G,61B)を形成する。
【0087】
詳しくは、正孔注入層61の材料を含んだ液状組成物としての機能液を液滴吐出方式(例えば、インクジェット方式)により吐出し、そのあと機能液を乾燥させる。正孔注入層61の機能液としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体にドーパントとしてのポリスチレンスルホン酸(PSS)を加えた混合物(PEDOT/PSS)等を用いることができる。
【0088】
次に、図7(a)に示すように、赤色発光領域66及び緑色発光領域67において、正孔注入層61R、及び正孔注入層61G上に、正孔輸送材料を含んだ機能液70R,70Gをインクジェット方式により吐出し、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67内に充填させる。
【0089】
このとき、青色発光領域68の正孔注入層61B上においては、正孔輸送材料を含んだ機能液70R,70Gに用いられている溶媒Aのみをインクジェット方式により吐出し、青色発光領域68内に充填させる。
【0090】
次いで、乾燥工程を施すことにより、図7(b)に示すように、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67における正孔注入層61R,61G上に、正孔輸送層62R,62Gが形成される。このとき、青色発光領域68においては、正孔注入層61B上には何も成膜され得ない。
【0091】
正孔輸送材料の機能液としては、例えば、TFBが溶媒に溶解されている。溶媒としては、シクロヘキシルベンゼンなどが挙げられる。
【0092】
次に、図8(a)に示すように、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67における正孔輸送層62R,62G上に、発光材料を含んだ機能液71R、及び機能液71Gをインクジェット方式により吐出し、赤色発光領域66及び緑色発光領域67に充填させる。
【0093】
このとき、青色発光領域68の正孔注入層61B上においては、発光材料を含んだ機能液71R,71Gに用いられている溶媒Bのみをインクジェット方式により吐出し、青色発光領域68内に充填させる。
【0094】
次いで、乾燥工程を施すことにより、図8(b)に示すように、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67における正孔輸送層62R,62G上に発光層63R,63Gが形成される。このとき、青色発光領域68においては、正孔注入層61B上には何も成膜され得ない。
【0095】
発光材料の機能液としては、例えば、上記化学式3または上記化学式4で示された発光材料が溶媒に溶解されている。溶媒としては、シクロヘキシルベンゼンなどが挙げられる。
【0096】
次に、図9に示すように、青色発光領域68の正孔注入層61B上においては、蒸着方式にて正孔注入層61B上に正孔輸送層62Bを成膜し、更に正孔輸送層62B上に発光層63Bを順に成膜することで積層形成させる。
【0097】
青色発光領域68に蒸着方式にて形成する正孔輸送材料としては、例えばα−NPDを用いることが出来る。また、発光材料としては、例えばDPVBiを用いることが出来る。材料系についてはこの限りではなく、発光材料としては、例えば、電荷輸送性のホスト材料と発光性のドーパント材料とを共蒸着法により混合させて形成させても良い。
【0098】
青色発光領域68にのみ正孔輸送層62B、及び発光層63Bを形成する方法としては、精密アライメントマスクを用いた蒸着方式が有効である。
【0099】
図10に示すように、全ての発光領域(66,67,68)における発光層63R,63G,63B上に電子輸送層64を蒸着方式により形成し、電子輸送層64上に陰極25を蒸着方式により形成する。電子輸送層64としては、例えば、Alq3を用いることが出来る。陰極25としては、例えば、フッ化リチウム膜、及びアルミニウム膜をこの順に積層させることにより形成される。
【0100】
その後、例えば、缶封止方式を用いて陰極25上を封止することにより、有機EL表示装置11が完成する。
【0101】
以上詳述したように、第1実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
【0102】
(1)第1実施形態によれば、青色の発光層63Bを蒸着方式によって成膜するので、塗布方式で青色の発光層を形成する場合と比較して、高い発光特性を得ることが可能となり、高品位な表示を行うことができる。
【0103】
(2)第1実施形態によれば、赤色発光領域66と緑色発光領域67に対して正孔輸送層62R,62Gを形成し、青色発光領域68には層を形成しない工程において、青色発光領域68においても、赤色発光領域66と緑色発光領域67に塗布する正孔輸送性の機能液70R,70Gに用いられている、溶媒Aのみを塗布し、充填させることにより、その後の乾燥工程による膜形成において、赤色発光領域66と緑色発光領域67の正孔輸送層62R,62Bの良好な形成(例えば、均一性や平坦性)が可能となるため、高品位な表示を行うことができる。
【0104】
(3)第1実施形態によれば、赤色発光領域66と緑色発光領域67に対して発光層63R,63Gを形成し、青色発光領域68には層を形成しない工程において、青色発光領域68においても、赤色発光領域66と緑色発光領域67に塗布する発光性の機能液71R,71Gに用いられている、溶媒Bのみを塗布し、充填させることにより、その後の乾燥工程による膜形成において、赤色発光領域66と緑色発光領域67の発光層63R,63Gの良好な形成(例えば、均一性や平坦性)が可能となるため、高品位な表示を行うことができる。
【0105】
(第2実施形態)
<有機EL表示装置の構成>
図11は、第2実施形態の有機EL表示装置の構造を示す模式断面図である。以下、有機EL表示装置の構造を、図11を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同じ構成部材には同一符号を付し、ここではそれらの説明を省略又は簡略化することもある。
【0106】
第2実施形態の有機EL表示装置71は、青色発光領域68の正孔注入層61B上と、赤色発光領域66及び緑色発光領域67の発光層63R、63G上、さらには隔壁59上を含めて表示領域全域にわたって、中間層84を介して正孔輸送層62B、青色の発光層63B、及び陰極25が形成されている点が、第1実施形態と異なっている。
【0107】
図11に示すように、第2実施形態の有機EL表示装置71は、第1実施形態と同様、素子基板31と、素子基板31上に形成された回路素子層43と、回路素子層43上に形成された陽極24(24R,24G,24B)、絶縁層58、及び隔壁59とを有する。
【0108】
隔壁59に囲まれた陽極24(24R,24G,24B)上には、インクジェット方式によって正孔注入層61(61R,61G,61B)が形成されている。
【0109】
赤色発光領域66と緑色発光領域67において、正孔注入層61(61R,61G)上には、インクジェット方式によって正孔輸送層62(62R,62G)が形成され、正孔輸送層62(62R,62G)上には、インクジェット方式によって赤色の発光層63R及び緑色の発光層63Gが順に形成されている。これらの構成は、第1実施形態と同様である。
【0110】
次いで、青色発光領域68の正孔注入層61B上と、赤色発光領域66及び緑色発光領域67の発光層63R,63G上、さらには隔壁59上を含めて、表示領域全域にわたって中間層84が蒸着方式により形成されている。
【0111】
中間層84上には、蒸着方式にて正孔輸送層62Bと青色の発光層63Bがこの順に設けられている。青色の発光層63B上には、電子輸送層64及び陰極25がこの順で全面成膜されている。
【0112】
中間層84の材料としては、赤色発光領域66と緑色発光領域67において、青色の発光層63B側から赤色の発光層63R及び緑色の発光層63Gへ電子注入でき、且つ赤色発光領域66と緑色発光領域67において、赤色の発光層63R及び緑色の発光層63Gから青色の発光層63B側への正孔注入を阻害できる材料が望ましい。
【0113】
また、中間層84は、青色発光領域68において、塗布で形成される正孔注入層61Bから青色の発光層63Bへの正孔注入を阻害しない材料が望ましい。
【0114】
上述される特徴を持つ材料として、中間層84は例えば炭酸セシウムが0.5nmの膜厚で形成されていることが望ましい。
【0115】
<有機EL表示装置の製造方法>
図12〜図14は、第2実施形態の有機EL表示装置の製造方法を工程順に示す模式断面図である。以下、有機EL表示装置の製造方法を、図12〜図14を参照しながら説明する。なお、インクジェット方式により発光機能層を形成する工程(図4〜図8)は、第1実施形態と同じであるため、ここではそれらの説明を省略する。
【0116】
まず、図12に示すとおり、インクジェット方式によって赤色発光領域66と緑色発光領域67の発光層63R,63Gが形成された後、青色発光領域68と、赤色発光領域66と緑色発光領域67の発光層63R,63G上、さらには隔壁59上を含めて、表示領域全域にわたって中間層84を蒸着方式により形成する。
【0117】
続いて、図13に示すように、全ての発光領域である赤色発光領域66、緑色発光領域67及び青色発光領域68上と隔壁59上を含めた表示領域全域にわたって、中間層84上に蒸着方式にて正孔輸送層62B及び発光層63Bをこの順に積層形成させる。このとき蒸着工程において精密アライメントマスク等を必要としない。
【0118】
次いで、図14に示すように、全ての発光領域である赤色発光領域66、緑色発光領域67及び青色発光領域68上と隔壁59上含めた表示領域全域にわたって、青色の発光層63B上に電子輸送層64及び陰極25をこの順に蒸着方式によって形成する。
【0119】
その後、例えば、缶封止方式を用いて陰極25上を封止することにより、有機EL表示装置71が完成する。
【0120】
なお、本実施形態で使用する材料は、中間層84を除いて第1実施形態と同様の材料を用いることが出来る。
【0121】
以上詳述したように、第2実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
【0122】
(1)第2実施形態によれば、第1実施形態で得られる効果に加え、蒸着による青色発光素子27Bの形成において精密アライメントマスク等を必要としないため、高い性能の有機EL表示装置71を、高い生産性と低コストで実現することが出来る。
【0123】
(2)第2実施形態によれば、中間層84を導入することにより、赤色発光領域66と緑色発光領域67においては、赤色の発光層63Rと緑色の発光層63Gの上層の青色の発光層63Bは発光することなく、赤色及び緑色の発光のみを得ることが出来、青色発光領域68においては所望の青色発光を得ることが出来るため、良好なフルカラー表示を得ることが出来る。
【0124】
<電子機器の構成>
図15は、本発明に係る有機EL表示装置を備える電子機器の一例としてテレビの構成を模式的に示す概略斜視図である。以下、テレビの構成を、図15を参照しながら説明する。
【0125】
図15に示すように、テレビ101は、表示部102と、枠部103と、脚部104と、リモートコントローラー(リモコン)105とを有する。表示部102には、上述した有機EL表示装置の製造方法を用いて製造された有機EL表示装置11,71が実装されている。枠部103は、表示部102をガイドするために用いられる。脚部104は、表示部102及び枠部103を一定の高さで固定するために用いられる。リモコン105は、例えば、テレビ101の電源をON/OFFしたり、チャンネルを変えたりするなどをするために用いられる。
【0126】
なお、電子機器は、上記した有機EL表示装置11,71を備えたものであり、他にも例えば、ディスプレイ、携帯電話機、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カーナビゲーション装置、オーディオ機器等に用いることができる。
【0127】
なお、実施形態は上記に限定されず、以下のような形態で実施することもできる。
【0128】
(変形例1)
第1実施形態及び第2実施形態における青色発光領域68は、正孔注入層61Bのみインクジェット方式にて形成されており、それ以外の層は蒸着方式にて形成されているが、その限りではない。図16は変形例1における塗布方式による発光層形成後の構造を示す模式断面図である。例えば、図16に示すように、正孔輸送層62Bもインクジェット方式にて形成されても良い。
【0129】
(変形例2)
第1実施形態及び第2実施形態における溶媒Aは、正孔輸送材料を溶解する溶媒と同一である必要は無く、当該溶媒に対して同等の沸点を有する溶媒であることが好ましい。同等の沸点とは当該溶媒に対して例えば±10℃の範囲内の沸点のことを指す。
【0130】
(変形例3)
第1実施形態及び第2実施形態における溶媒Bは、発光材料を溶解する溶媒と同一である必要は無く、当該溶媒に対して同等の沸点を有する溶媒であることが好ましい。同等の沸点とは当該溶媒に対して例えば±10℃の範囲内の沸点のことを指す。
【0131】
(変形例4)
第1実施形態及び第2実施形態における溶媒A及び溶媒Bは同一の溶媒であり、且つ正孔輸送材料を溶解する溶媒の沸点と、発光材料を溶解する溶媒の沸点の間の沸点を有する溶媒であることが好ましい。
【0132】
(変形例5)
第1実施形態及び第2実施形態における溶媒A及び溶媒Bは同一の溶媒であり、且つ正孔輸送材料を溶解する溶媒と、発光材料を溶解する溶媒の混合溶媒であるとしてもよい。
【0133】
(変形例6)
第1実施形態及び第2実施形態における正孔注入層61は、RGB共通層としてインクジェット方式にて形成されているが、その限りではなく、図17(a)に示すように、赤色発光領域66と緑色発光領域67において正孔注入材料を含んだ機能液72をインクジェット方式により吐出し、赤色発光領域66および緑色発光領域67に充填させる。
このとき、青色発光領域68においては正孔注入材料を含んだ機能液72に用いられている溶媒Cのみをインクジェット方式により吐出し、青色発光領域68に充填させる。
次いで、乾燥工程を施すことにより、図17(b)に示すように、赤色発光領域66、及び緑色発光領域67における陽極24上に正孔注入層61R,61Gが形成される。このとき、青色発光領域68においては、陽極24B上には何も成膜しない製造方法をとってもよい。
【0134】
このときの溶媒Cは正孔注入材料の溶解に使用される溶媒、または、それと同等の沸点を有する溶媒を用いることが出来る。同等の沸点とは当該溶媒に対して例えば±10℃の範囲内の沸点のことを指す。
【符号の説明】
【0135】
11,71…有機EL表示装置、12…走査線、13…信号線、14…電源線、15…信号線駆動回路、16…走査線駆動回路、21…スイッチング用TFT、22…保持容量、23…TFT素子、24,24R,24G,24B…陽極(第1陽極、第2陽極、第3陽極)、25…陰極、26…発光機能層、27…発光素子、27R…赤色発光素子、27G…緑色発光素子、27B…青色発光素子、31…基板としての素子基板、32…表示領域、32a…実表示領域、32b…ダミー領域、33…非表示領域、34…サブ画素、35…検査回路、36…フレキシブル基板、37…駆動用IC、42…発光領域、43…回路素子層、44…発光素子層、45…下地保護膜、46…半導体膜、47…ソース領域、48…ドレイン領域、51…チャネル領域、52…ゲート絶縁膜、53…ゲート電極、54…第1層間絶縁膜、55…第2層間絶縁膜、56,57…コンタクトホール、58…絶縁層、59…隔壁、61,61R,61G,61B…正孔注入層、62,62R,62G,62B…正孔輸送層、63,63R,63G,63B…発光層(第1発光層、第2発光層、第3発光層)、64…電子輸送層、66…赤色発光領域、67…緑色発光領域、68…青色発光領域、84…中間層、101…電子機器としてのテレビ、102…表示部、103…枠部、104…脚部、105…リモコン。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1サブピクセルに第1発光層を塗布方式で形成する工程と、
第2サブピクセルに第2発光層を蒸着方式で形成する工程と、を有し、
前記第1発光層を形成する工程は、サブピクセルの第1膜形成領域に機能性材料を含む液状組成物を塗布する工程と、前記第2サブピクセルの第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程と、を含むことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第1サブピクセルにおいて塗布方式で前記第1発光層が形成された後に、前記第2サブピクセルにおいて少なくとも前記第2発光層を前記第2膜形成領域に蒸着方式にて形成することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルにおいて少なくとも前記第2発光層の蒸着方式による形成は、前記第1サブピクセルに形成された前記第1発光層上を含めて形成することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
少なくとも第3発光層が塗布方式で形成される第3サブピクセルを有し、
前記第1発光層、前記第2発光層、前記第3発光層は、それぞれ異なる発光色を示すことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項5】
請求項4に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第1サブピクセルにおいては赤色の発光色を示す前記第1発光層を形成し、
前記第2サブピクセルにおいては青色の発光色を示す前記第2発光層を形成し、
前記第3サブピクセルにおいては緑色の発光色を示す前記第3発光層を形成することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける正孔注入材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項7】
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける正孔輸送材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項8】
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける発光材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項9】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の溶媒が含まれることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項10】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の沸点を有する溶媒が含まれることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項11】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1のサブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の蒸気圧を有する溶媒が含まれることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項12】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第1サブピクセルの前記第1膜形成領域に塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒は少なくとも二種以上の溶媒からなり、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒は、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる少なくとも二種以上の溶媒の沸点の範囲内の沸点を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項13】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第1サブピクセルの前記第1膜形成領域に塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒は少なくとも二種以上の溶媒からなり、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒は、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる少なくとも二種以上の溶媒の蒸気圧の範囲内の蒸気圧を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項14】
請求項1乃至13のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記塗布方式はインクジェット方式であることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項15】
請求項1乃至14のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする有機EL表示装置。
【請求項16】
請求項15に記載の有機EL表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項1】
第1サブピクセルに第1発光層を塗布方式で形成する工程と、
第2サブピクセルに第2発光層を蒸着方式で形成する工程と、を有し、
前記第1発光層を形成する工程は、サブピクセルの第1膜形成領域に機能性材料を含む液状組成物を塗布する工程と、前記第2サブピクセルの第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程と、を含むことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第1サブピクセルにおいて塗布方式で前記第1発光層が形成された後に、前記第2サブピクセルにおいて少なくとも前記第2発光層を前記第2膜形成領域に蒸着方式にて形成することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルにおいて少なくとも前記第2発光層の蒸着方式による形成は、前記第1サブピクセルに形成された前記第1発光層上を含めて形成することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
少なくとも第3発光層が塗布方式で形成される第3サブピクセルを有し、
前記第1発光層、前記第2発光層、前記第3発光層は、それぞれ異なる発光色を示すことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項5】
請求項4に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第1サブピクセルにおいては赤色の発光色を示す前記第1発光層を形成し、
前記第2サブピクセルにおいては青色の発光色を示す前記第2発光層を形成し、
前記第3サブピクセルにおいては緑色の発光色を示す前記第3発光層を形成することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける正孔注入材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項7】
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける正孔輸送材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項8】
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程は、前記第1サブピクセルにおける発光材料を含む液状組成物を塗布する工程と同一工程で行うことを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項9】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の溶媒が含まれることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項10】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の沸点を有する溶媒が含まれることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項11】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒には、前記第1のサブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒と同一の蒸気圧を有する溶媒が含まれることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項12】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第1サブピクセルの前記第1膜形成領域に塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒は少なくとも二種以上の溶媒からなり、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒は、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる少なくとも二種以上の溶媒の沸点の範囲内の沸点を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項13】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記第1サブピクセルの前記第1膜形成領域に塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる溶媒は少なくとも二種以上の溶媒からなり、
前記第2サブピクセルの前記第2膜形成領域に溶媒を塗布する工程に用いられる溶媒は、前記第1サブピクセルに塗布される機能性材料を含む液状組成物に用いられる少なくとも二種以上の溶媒の蒸気圧の範囲内の蒸気圧を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項14】
請求項1乃至13のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法であって、
前記塗布方式はインクジェット方式であることを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
【請求項15】
請求項1乃至14のいずれか一項に記載の有機EL表示装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする有機EL表示装置。
【請求項16】
請求項15に記載の有機EL表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2012−109138(P2012−109138A)
【公開日】平成24年6月7日(2012.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−257578(P2010−257578)
【出願日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年6月7日(2012.6.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
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