有機ＥＬ表示装置及びその製造方法
【課題】 長寿命かつ高精細なフルカラーの有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】 有機ＥＬ素子が積層された副画素２つからなる画素を有するフルカラーの有機ＥＬ表示装置であって、画素の第１の有機化合物層は、隣り合う画素の隣り合う副画素と共通する層として形成され、第２の有機化合物層は、反対側の隣り合う画素の隣り合う副画素と共通する層として形成される。さらに、第３の有機化合物層は、全画素共通の層とし形成される。
【解決手段】 有機ＥＬ素子が積層された副画素２つからなる画素を有するフルカラーの有機ＥＬ表示装置であって、画素の第１の有機化合物層は、隣り合う画素の隣り合う副画素と共通する層として形成され、第２の有機化合物層は、反対側の隣り合う画素の隣り合う副画素と共通する層として形成される。さらに、第３の有機化合物層は、全画素共通の層とし形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子として有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネセンス（以下ＥＬと記す）を利用した有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に、有機キャリア輸送層や有機発光層等の有機化合物層を有し、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子を表示素子として用いた表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置と記す）のうち、画素ごとに有機ＥＬ素子を駆動するための薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）を設けたアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置は、高画質、長寿命の観点から特に開発が進められている。
【０００４】
このような有機ＥＬ表示装置としては、赤、緑、青の色ごとに、独立して発光する副画素からなる画素を配列した構成（３色独立発光方式）を採ることが一般的である。そして、３色独立発光方式を用いたフルカラーの有機ＥＬ表示装置の製造方法として、シャドウマスクを基板上に配設し、各発光層を蒸着によってパターニング形成する方法が広く用いられている。
【０００５】
ところが、このようなフルカラーの有機ＥＬ表示装置を携帯電話やカメラ等の小型のモニターとして高精細化しようとすると、１副画素の発光面積が小さくなり、各副画素を高輝度で駆動しなければならない。そのため、有機ＥＬ素子の劣化が早まり、表示装置の長寿命化が困難であった。
【０００６】
そこで、特許文献１では、有機ＥＬ素子を積層することによって、１副画素の発光面積を増大する有機ＥＬ表示装置が提案されている。具体的には、緑を発光する有機ＥＬ素子上に青を発光する有機ＥＬ素子が積層された副画素と、赤を発光する有機ＥＬ素子上に青を発光する有機ＥＬ素子が積層された副画素との２つの副画素から１つの画素が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７４６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、対角３インチ程度のＶＧＡ解像度を有する有機ＥＬ表示装置の場合、２５０ｐｐｉ以上となり、１画素のピッチは約１００μｍとなる。そして、１画素が特許文献１のように２つの有機ＥＬ素子が積層されてなる２つの副画素から構成される場合、１副画素のピッチは約５０μｍとなる。
【０００９】
このような有機ＥＬ表示装置の画素を構成する素子を、ストライプパターンのシャドウマスクで副画素単位で形成する場合、マスクの開口幅は約５０μｍ、開口と開口との間のリブ幅も約５０μｍとなる。このようなリブ幅の細いシャドウマスクは剛性が低下してしまうため、蒸着時の熱による変形や成膜精度の低下などの問題が発生してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、長寿命かつ高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するため、２つの副画素からなる画素内に、同一平面内で並べて配置される第１の有機化合物層および第２の有機化合物層からなる第１層と、前記第１層と積層される、第３の有機化合物層を含む第２層と、を備える有機ＥＬ表示装置であって、前記第１の有機化合物層および前記第２の有機化合物層の夫々は、隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通の層として形成され、前記第３の有機化合物層は、全画素間で共通の層として形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置を提供する。
【００１２】
また、２つの副画素からなる画素内に、同一平面内で並べて配置される第１の有機化合物層および２の有機化合物層からなる第１層と、前記第１層と積層される第３の有機化合物層を含む第２層と、を備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記第１層を形成する工程は、隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第１の有機化合物層を形成する工程と、隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第２の有機化合物層を形成する工程と、を有し、前記第２層を形成する工程は、全画素間で共通する前記第３の有機化合物層を形成する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、長寿命で高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に対応した断面模式図、（ｃ）Ｂ−Ｂ’線に対応して模式図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のプロセスフロー図
【図３】本発明に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能なシャドウマスクと従来技術のマスク概要図
【図４】（ａ）本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の駆動回路の図、（ｂ）（ａ）に示される駆動回路により各有機ＥＬ素子の電極間に印加される電圧波形の一例を示す図
【図５】（ａ）本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に対応した断面模式図、（ｃ）Ｂ−Ｂ’線に対応して模式図
【図６】（ａ）本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に対応した断面模式図、（ｃ）Ｂ−Ｂ’線に対応して模式図
【図７】（ａ）本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の駆動回路の図、（ｂ）（ａ）に示される駆動回路により各有機ＥＬ素子の電極間に印加される電圧波形の一例を示す図
【図８】（ａ）本発明の第４の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に対応した断面模式図、（ｃ）Ｂ−Ｂ’線に対応して模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照して本発明に係る有機ＥＬ表示装置の実施形態について説明する。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分は、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。また以下に説明する実施形態は、発明の一形態であって、これらに限定されるものではない。
【００１６】
（第１の実施形態）
高精細な（例えば、対角３インチの２７０ｐｐｉの）有機ＥＬ表示装置の一形態について説明する。
【００１７】
図１（ａ）は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面図、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）中の矢印から見たＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。１００は絶縁性基板、１０１は下部電極、１０２は隔壁、１０３ａは第１の有機化合物層、１０３ｂは第２の有機化合物層、１０４は中間電極、１０３ｃは第３の有機化合物層、１０５は上部電極を示している。また図２に本実施形態のプロセスフローを示し、図３に本実施形態で用いるシャドウマスクの部分図を示す。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置は、２つの副画素（第１の副画素、第２の副画素）からなる画素がマトリクス状に複数配置されている。１行は、（Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２））、（Ｐ（２、１）、Ｐ（２、２））・・・（Ｐ（ｎ、１）、Ｐ（ｎ、２））の２ｎ個の副画素から構成されている。ｎは画素の列数を表す自然数で、ここでは６４０ある。図１（ｃ）に示すようにＴＦＴ駆動回路１０７が形成された絶縁性の基板１００上には、平坦化膜１０８が形成され、コンタクトホール１０６ａが形成される。平坦化膜１０８の材料には、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの樹脂材料が好適に用いられる。さらに、平坦化膜１０８上に下部電極層が形成され、コンタクトホール１０６ａを介してＴＦＴ駆動回路１０７に接続されている。
【００１９】
下部電極１０１は、光反射性の部材であることが好ましく、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の材料からなることが好ましい。反射率が高い部材であるほど、上面からの光取り出し効率を向上できるからである。また、有機化合物層へのキャリア注入性を考慮し、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の酸化物透明導電層を積層して２層構成としても良い。
【００２０】
平坦化膜１０８上に形成された下部電極層は、フォトリソグラフィにより画素内の第１の副画素、第２の副画素の領域に応じてパターニングされ、下部電極１０１となる。さらにコンタクトホール１０６ｃが平坦化膜１０８に形成される。次に隔壁１０２の材料がスピンコートによって塗布され、フォトリソグラフィによりパターニングされて、副画素の開口及びコンタクトホール１０６ｃが形成される。隔壁１０２は、下部電極１０１による段差をカバーし、その後に形成される膜の、下部電極１０１による段切れを防止する。隔壁１０２の材料にはポリイミド樹脂やアクリル樹脂等の樹脂材料が好適に用いられる。
【００２１】
以上のようにして形成された基板上に、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂからなる第１層が形成される。有機化合物層の膜厚は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度が良く、好ましくは０．０５〜０．１５μｍ程度である。
【００２２】
各有機化合物層は、発光材料を有し、さらに、正孔注入材料、電子注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料から少なくとも１種を選択して用いることができる。また、各有機化合物層は、前記材料のうち複数の材料を積層してもよい。
【００２３】
発光材料には、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体が使用できる。正孔注入材料及び輸送材料には、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が使用できる。電子注入材料及び輸送材料には、アルミに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ３、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等を使用できる。
【００２４】
第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂは、図３（ｂ）のストライプ状の開口を有するシャドウマスクを用い、同一平面内に真空蒸着法にて形成される。従来技術によれば、シャドウマスクのリブ幅は、図３（ａ）のように副画素１つ分の幅しかなく、例えば、対角３インチの２７０ｐｐｉのフルカラーの有機ＥＬ表示装置の場合では、４７μｍである。しかし、本発明にかかるシャドウマスクのリブ幅は、図３（ｂ）に示すように副画素２つ分の幅をとることができる。具体的には、対角３インチの２７０ｐｐｉのフルカラーの有機ＥＬ表示装置の場合では、このリブ幅は９４μｍとなり、マスクの剛性と開口精度を従来よりも向上することができる。
【００２５】
上記のシャドウマスクを用い、同一画素内で、第１の有機化合物層１０３ａは隣り合う画素間の隣り合う副画素間で共通の層として形成される。さらに、第２の有機化合物層１０３ｂは前記隣り合う画素とは反対側で隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する層として形成される。つまり、図１（ａ）の様に、第１の有機化合物層１０３ａはＰ（１、２）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、２）、・・・Ｐ（２ｋ−１、２）、Ｐ（２ｋ、１）、・・・の副画素列に形成される。また、第２の有機化合物層１０３ｂは、Ｐ（１、１）、Ｐ（２、２）、Ｐ（３、１）、・・・Ｐ（２ｋ−１、１）、Ｐ（２ｋ、２）、・・・の副画素列に形成される。ここで、ｋは自然数で、２ｋ≦ｎ＝６４０である。第１の有機化合物層１０３ａは、第１の副画素と隣り合う画素を構成する２つの副画素の一方に共通の層として延在し、第２の有機化合物層１０３ｂは、第２の副画素と隣り合う画素を構成する２つの副画素の一方に共通の層として延在している。その際、隣り合う画素間の隣り合う副画素間で共通の層は、シャドウマスクの同一開口部を用いて形成される。また、第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂからなる第１層の発光領域は、第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂの下部電極１０１と接する面積によって規定される。
【００２６】
本実施形態の第１の有機化合物層１０３ａと第２の有機化合物層１０３ｂは、正孔注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層を順次積層して形成されている。材料の組み合わせ例として、正孔輸送層にＮ，Ｎ’−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を、電子輸送層にフェナントロリン化合物を、電子輸送層に炭酸セシウム（０．９ｖｏｌ％）とフェナントロリン化合物を用いることができる。また第１の有機化合物層１０３ａの発光層には緑色発光するクマリン色素（１．０ｖｏｌ％）とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ３）を形成することができる。第２の有機化合物層１０３ａには青色の発光層としてペリレン色素（１．０ｖｏｌ％）とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ３）を形成することができる。
【００２７】
次に第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂにコンタクトホール１０６ｃを形成する。形成手段としては、レーザー加工法が好ましく、ＹＡＧレーザー（ＳＨＧ，ＴＨＧ含む）、エキシマレーザーなど一般に薄膜加工に使用する方法を用いることができる。これらのレーザー光を数μｍに絞って走査したり、面状光源にしてコンタクトホール部分を透過するマスクを介したりして、基板上に所定のパターンで照射する。コンタクトホールの径としては、２μｍ〜１５μｍが好ましい。
【００２８】
次に、画素形成領域の周辺のみをマスクして、中間電極１０４が画素形成領域の全面に成膜されている。成膜には、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等を用いることが可能である。中間電極１０４の材料には透光性の高い透明導電膜が好ましく、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯが適用可能である。またＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の材料を２ｎｍから５０ｎｍ程度の膜厚に薄く形成し半透過膜を適用しても良い。
【００２９】
次に、上部電極１０５とコンタクトホール１０６ｃとのコンタクトを得るため、中間電極１０４にコンタクトホール１０６ｃが形成される領域のパターニングを行う。このパターニングにはレーザー加工法によるパターニングが好ましい。
【００３０】
続いて、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第２層が画素形成領域の周辺のみをマスクして蒸着法し、全画素間に共通する層として形成される。つまり、第３の有機化合物層１０３ｃは、全画素に共通の層として延在するように形成されている。このため、マスクを用いて各副画素ごとに対応してパターニングする必要がないので製造が容易になる。第３の有機化合物層１０３ｃは、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂの積層構造とは逆の積層構造となるよう、電子注入層、電子輸送層、有機発光層、正孔注入層の順に積層される。また、第１の副画素は、第１の有機化合物層１０３ａと第３の有機化合物層１０３ｃとが積層され、第２の副画素は、第２の有機化合物層１０３ｂと第３の有機化合物層１０３ｃとが積層されている。第３の有機化合物層１０３ｃとして、例えば、赤色発光層である、Ｉｒ錯体（１８ｖｏｌ％）と４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を形成することができる。このように、第１の有機化合物層と第２の有機化合物層と第３の有機化合物層は互いに異なる色を発光する。その後、コンタクトホール１０６ｃには上述と同様にレーザー加工法を用いることができる。次に、上部電極１０５が画素領域に応じてパターニング形成され、コンタクトホール１０６ｃを介してＴＦＴ駆動回路に電気的に接続される。前述したように、第２層は全画素間に共通する層として形成されるが、上部電極１０５が画素ごとにパターニング形成されるため、第３の有機化合物層１０３ｃが発光する領域は、第３の有機化合物層１０３ｃと上部電極１０５とが接する面積により規定することができる。上部電極１０５には、透明導電材料や、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム等の金属単体やそれらの合金からなる２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚の半透明層を用いることができる。特に、上部電極１０５と電子注入層が接する場合には、銀とマグネシウムの合金（銀マグネシウム）は、発光の反射率と電子の注入性の観点で好ましい。上部電極１０５を金属材料で形成した場合は、エキシマレーザーによってパターニングを行うことができる。レーザーアブレーションによるパターニングであれば電極同士の間隔を狭くすることが可能であり、画素間の距離を近づけることができる。このため、１つの副画素の発光領域を大きくすることができる。
【００３１】
最後に、有機ＥＬ素子を封止する。例えば、ドライ窒素で置換し露点−７０℃以下に維持されたグローブボックスにて、予め紫外線硬化樹脂を塗布した不図示のガラス封止キャップと、成膜が完了した基板とを画素形成領域の外周部で貼り合せる。そして、紫外線硬化樹脂の塗布部分に紫外線を照射し、樹脂を硬化させると、パネルが完成する。他に、ＳｉＮ等からなる無機保護膜や、無機層と有機化合物層を積層した保護膜により素子全体を覆う封止方法を用いることもできる。
【００３２】
上記構造の有機ＥＬ表示装置の駆動方法の一様態について図４を参照して説明する。図４（ａ）は図１に示した有機ＥＬ表示装置の駆動回路の概要図である。また図４（ｂ）は図４（ａ）に示される駆動回路により有機ＥＬ表示装置の電極間に印加される電圧波形の一例を示す図である。
【００３３】
本実施形態において、第３の有機化合物層１０３ｃは、第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂに対し、電子及び正孔の流れ方向が逆方向になるように積層されている。中間電極１０４は共通電極であり、図４（ａ）中のＶｃに接続されている。また下部電極１０１及び上部電極１０５はコンタクトホール１０６ａ、１０６ｃを介して図４（ａ）中の駆動回路に接続される。つまり、第１の有機化合物層１０３ａを含む第１の有機ＥＬ素子３０１ａ、第２の有機化合物層１０３ｂを含む第２の有機ＥＬ素子３０１ｂ、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第３の有機ＥＬ素子３０１ｃは図４（ａ）のように接続されている。
【００３４】
各有機ＥＬ素子はデータ線ｄａｔａ＿１１、ｄａｔａ＿１２、ｄａｔａ＿１３・・・ｄａｔａ＿ｎ１、ｄａｔａｎ＿ｎ２、ｄａｔａ＿ｎ３、制御線Ｐｕｌｓｅ１、Ｐｕｌｓｅａが接続されている。各データ線は各有機ＥＬ素子への発光期間の映像信号を与え、制御線によってコンデンサＣ１へのチャージ及び有機ＥＬ素子への通電のスイッチングを行う。ここで、ｄａｔａ＿ｎ１のｎは画素列番号を表し、１は第１の有機ＥＬ素子を表している。
【００３５】
図４（ｂ）に示したＴ１からＴ２までの期間に、制御線Ｐｕｌｓｅ１の信号を受けデータ線ｄａｔａ＿ｎ１、ｄａｔａ＿ｎ２、ｄａｔａ＿ｎ３の映像信号に応じた電荷がコンデンサＣ１にチャージされ、各々の有機ＥＬ素子の発光期間がプログラミングされる。
【００３６】
Ｔ３からＴ４までの期間には、制御線Ｐｕｌｓｅａの信号を受けてコンデンサＣ１から信号電流が各々の有機ＥＬ素子に流れ、発光する。
【００３７】
本実施形態において、第１層の発光領域は、第１層と、上部電極１０５および下部電極１０１のうち一方、つまり下部電極１０１との接する面積によって規定されている。また、第２層の発光領域は、第２層と、他方の電極、つまり上部電極１０５との接する面積によって規定されている。これにより、第２層を全画素間に共通する層であっても、副画素もしくは画素の発光領域を規定することが可能となる。
【００３８】
さらに、上部電極１０５は画素ごと、つまり２つの副画素を連続して覆うように形成したが、副画素ごとに形成し、副画素ごとに駆動するよう作製しても良い。
【００３９】
本実施形態によれば、図３（ｂ）に示すような剛性のあるシャドウマスクを用いることができ、高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を蒸着法により形成することが可能となる。さらに、第２層を全画素共通の層として形成するため、プロセスが簡略化することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図５（ａ）は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面図、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、それぞれ図５（ａ）中の矢印から見たＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。
【００４１】
本実施形態では、第１の実施形態に対して、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第２層と、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂからなる第２層との積層順が逆になっている点が異なる。それに伴い、第３の有機化合物層１０３ｃが正孔注入層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層に積層され、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂは電子注入層、電子輸送層、有機発光層、正孔注入層の順に積層されている。さらに、第２層の発光領域は、第２層の下部電極１０１と接する面積によって規定され、第１層の発光領域は、第１層の上部電極１０５と接する面積によって規定されている。
【００４２】
また、第１の有機化合物層１０３ａと第２の有機化合物層１０３ｂとの境界には、膜の段切れを防止する隔壁１０２は不要となるため、隔壁１０２は１画素毎の境界にのみ設けている。
【００４３】
その他は、材料、製法、駆動方法ともに第１の実施形態と同様の方法によって有機ＥＬ表示装置を形成することができる。
【００４４】
本実施形態によれば、図３（ｂ）に示すような剛性のあるシャドウマスクを用いることができ、高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を蒸着法により形成することが可能となる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図６（ａ）は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面図、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）中の矢印から見たＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。
【００４６】
本実施形態は、第１の実施形態に対して、第３の有機化合物層１０３ｃが正孔注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層されている点が異なる。つまり、第３の有機化合物層１０３ｃは、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂと同じ積層構造である。さらに、下部電極１０１及び上部電極１０５を全画素間に共通の層として形成され、中間電極１０４が副画素に対応してパターニング形成されている点も異なる。つまり、第１層、および第２層の発光領域が中間電極１０４により規定されている。これにより、第１、第２の実施形態比べて、１つの画素に形成するコンタクトホールを半分に減らす事ができる。
【００４７】
本実施形態は、駆動回路、及び駆動方法が第１の実施形態と異なるため、後に説明する。また、製造方法は、第１の実施形態と同様の方法を用いることができるため、詳細な説明を省略するが、中間電極１０４を上述した金属材料で形成した場合は、レーザーアブレーションによりパターニングすることができる。さらに中間電極１０４を金属材料で形成した場合は、第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂからの発光、もしくは第３の有機化合物層１０３ｃからの発光を透過するように、中間電極１０４は金属薄膜で構成される。この金属薄膜の膜厚が３０ｎｍ以下である場合には、中間電極１０４のパターン段差で第３の有機化合物層１０３ｃの層が段切れすることはなく、隔壁１０２を形成する必要はない。
【００４８】
本実施形態の有機ＥＬ表示装置の駆動方法の一例を図７を参照して説明する。図７（ａ）は、図６に示される有機ＥＬ表示装置の駆動回路の概要図である。また図７（ｂ）は、図７（ａ）に示される駆動回路により有機ＥＬ装置の電極間に印加される電圧波形の一例を示す図である。
【００４９】
本実施形態において第３の有機化合物層１０３ｃは第１の有機化合物層１０３ａと第２の有機化合物層１０３ｂに対して電子及び正孔の流れる方向が同じ方向になるように積層している。ここでは下部電極１０１及び上部電極１０５は全画素に渡って共通の電極であり、図７（ａ）中のＶｃに接続される。また中間電極１０４はコンタクトホール１０６ａ，１０６ｂを介して図７（ａ）中の駆動回路に接続される。
【００５０】
第１の有機ＥＬ素子３０１ａは下部電極１０１、第１の有機化合物層１０３ａ及び中間電極１０４から構成され、第２の有機ＥＬ素子３０１ｂは下部電極１０１、第２の有機化合物層１０３ｂ及び中間電極１０４から構成される。また第３の有機ＥＬ素子３０１ｃは中間電極１０４、第３の有機化合物層１０３ｃ及び上部電極１０５とから構成される。
【００５１】
各有機ＥＬ素子にはデータ線ｄａｔａ＿１１、ｄａｔａ＿１２、ｄａｔａ＿１３・・・ｄａｔａ＿ｎ１、ｄａｔａ＿ｎ２、ｄａｔａ＿ｎ３、制御線Ｐｕｌｓｅ１、Ｐｕｌｓｅ１、Ｐｕｌｓｅａ、Ｐｕｌｓｅｂが接続されている。各データ線は各有機ＥＬ素子への発光期間の映像信号を与え、制御線によってコンデンサへのチャージ及び有機ＥＬ素子への通電のスイッチングを行う。
【００５２】
図７（ｂ）に示したＴ１からＴ２までの期間では制御線Ｐｕｌｓｅ１の信号を受け、それぞれのデータ線ｄａｔａ＿ｎ１、ｄａｔａ＿ｎ２、からの映像信号に応じた電荷がコンデンサＣ１にチャージされる。これにより、第１の有機ＥＬ素子３０１ａ、第２の有機ＥＬ素子３０１ｂの発光期間がプログラミングされる。この時、Ｖａ＝Ｖｃｃ、Ｖｃ＝Ｇｎｄとなる。
【００５３】
Ｔ２からＴ３までの期間では、制御線Ｐｕｌｓｅ２の信号を受け、データ線ｄａｔａ＿ｎ３からの映像信号に応じた電荷がコンデンサＣ２にチャージされ、第３の有機ＥＬ素子３０１ｃの発光期間がプログラミングされる。この時、Ｖａ＝Ｇｎｄ、Ｖｃ＝Ｖｃｃとなる。
【００５４】
Ｔ３からＴ４までの期間では、Ｖａ＝Ｖｃｃ、Ｖｃ＝Ｇｎｄとし、制御線Ｐｕｌｓｅａの信号を受けてコンデンサＣ１から信号電流が第１の有機ＥＬ素子３０１ａ、第２の有機ＥＬ素子３０１ｂに流れ発光する。
【００５５】
Ｔ４からＴ５までの期間で、Ｖａ＝Ｇｎｄ、Ｖｃ＝Ｖｃｃとし、制御線Ｐｕｌｓｅｂの信号を受けてコンデンサＣ２から信号電流が第３の有機ＥＬ素子３０１ｃに流れ、発光する。
【００５６】
本実施形態によれば、図３（ｂ）に示すような剛性のあるシャドウマスクを用い、高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を形成することが可能となる。
【００５７】
（第４の実施形態）
図８（ａ）は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面図、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、それぞれ図８（ａ）中の矢印から見たＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。本実施形態では、第３の実施形態に対して、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第２層と、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂからなる第２層との積層順が逆になっている点が異なる。よって、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第２層が下部電極１０１と中間電極１０４とに狭持され、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂからなる第１層が中間電極１０４と上部電極１０５とに狭持されている。また、第１の有機化合物層１０３ａと第２の有機化合物層１０３ｂとの境界には隔壁１０２を設けていない。
【００５８】
その他は、材料、製法、駆動方法ともに第３の実施形態と同様の方法によって有機ＥＬ表示装置を形成することができる。
【００５９】
本実施形態によれば、図３（ｂ）に示すような剛性のあるシャドウマスクを用いて、高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置の製造が可能となる。
【００６０】
以上、すべての実施形態において、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層及び第３の有機化合物層が、それぞれ緑色、青色、赤色を発光するとして説明したが、本発明はこの組み合わせを限定するものではない。例えば、第３の有機化合物層の発光層に青色を発光する発光層を選択し、発光効率の最も低い青色の発光領域を広く確保することも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
３０１ａ 第１の有機化合物層
３０１ｂ 第２の有機化合物層
３０１ｃ 第３の有機化合物層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子として有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネセンス（以下ＥＬと記す）を利用した有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に、有機キャリア輸送層や有機発光層等の有機化合物層を有し、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子を表示素子として用いた表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置と記す）のうち、画素ごとに有機ＥＬ素子を駆動するための薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）を設けたアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置は、高画質、長寿命の観点から特に開発が進められている。
【０００４】
このような有機ＥＬ表示装置としては、赤、緑、青の色ごとに、独立して発光する副画素からなる画素を配列した構成（３色独立発光方式）を採ることが一般的である。そして、３色独立発光方式を用いたフルカラーの有機ＥＬ表示装置の製造方法として、シャドウマスクを基板上に配設し、各発光層を蒸着によってパターニング形成する方法が広く用いられている。
【０００５】
ところが、このようなフルカラーの有機ＥＬ表示装置を携帯電話やカメラ等の小型のモニターとして高精細化しようとすると、１副画素の発光面積が小さくなり、各副画素を高輝度で駆動しなければならない。そのため、有機ＥＬ素子の劣化が早まり、表示装置の長寿命化が困難であった。
【０００６】
そこで、特許文献１では、有機ＥＬ素子を積層することによって、１副画素の発光面積を増大する有機ＥＬ表示装置が提案されている。具体的には、緑を発光する有機ＥＬ素子上に青を発光する有機ＥＬ素子が積層された副画素と、赤を発光する有機ＥＬ素子上に青を発光する有機ＥＬ素子が積層された副画素との２つの副画素から１つの画素が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７４６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、対角３インチ程度のＶＧＡ解像度を有する有機ＥＬ表示装置の場合、２５０ｐｐｉ以上となり、１画素のピッチは約１００μｍとなる。そして、１画素が特許文献１のように２つの有機ＥＬ素子が積層されてなる２つの副画素から構成される場合、１副画素のピッチは約５０μｍとなる。
【０００９】
このような有機ＥＬ表示装置の画素を構成する素子を、ストライプパターンのシャドウマスクで副画素単位で形成する場合、マスクの開口幅は約５０μｍ、開口と開口との間のリブ幅も約５０μｍとなる。このようなリブ幅の細いシャドウマスクは剛性が低下してしまうため、蒸着時の熱による変形や成膜精度の低下などの問題が発生してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、長寿命かつ高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するため、２つの副画素からなる画素内に、同一平面内で並べて配置される第１の有機化合物層および第２の有機化合物層からなる第１層と、前記第１層と積層される、第３の有機化合物層を含む第２層と、を備える有機ＥＬ表示装置であって、前記第１の有機化合物層および前記第２の有機化合物層の夫々は、隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通の層として形成され、前記第３の有機化合物層は、全画素間で共通の層として形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置を提供する。
【００１２】
また、２つの副画素からなる画素内に、同一平面内で並べて配置される第１の有機化合物層および２の有機化合物層からなる第１層と、前記第１層と積層される第３の有機化合物層を含む第２層と、を備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記第１層を形成する工程は、隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第１の有機化合物層を形成する工程と、隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第２の有機化合物層を形成する工程と、を有し、前記第２層を形成する工程は、全画素間で共通する前記第３の有機化合物層を形成する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、長寿命で高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に対応した断面模式図、（ｃ）Ｂ−Ｂ’線に対応して模式図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のプロセスフロー図
【図３】本発明に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能なシャドウマスクと従来技術のマスク概要図
【図４】（ａ）本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の駆動回路の図、（ｂ）（ａ）に示される駆動回路により各有機ＥＬ素子の電極間に印加される電圧波形の一例を示す図
【図５】（ａ）本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に対応した断面模式図、（ｃ）Ｂ−Ｂ’線に対応して模式図
【図６】（ａ）本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に対応した断面模式図、（ｃ）Ｂ−Ｂ’線に対応して模式図
【図７】（ａ）本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の駆動回路の図、（ｂ）（ａ）に示される駆動回路により各有機ＥＬ素子の電極間に印加される電圧波形の一例を示す図
【図８】（ａ）本発明の第４の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面模式図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’線に対応した断面模式図、（ｃ）Ｂ−Ｂ’線に対応して模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照して本発明に係る有機ＥＬ表示装置の実施形態について説明する。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分は、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。また以下に説明する実施形態は、発明の一形態であって、これらに限定されるものではない。
【００１６】
（第１の実施形態）
高精細な（例えば、対角３インチの２７０ｐｐｉの）有機ＥＬ表示装置の一形態について説明する。
【００１７】
図１（ａ）は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面図、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）中の矢印から見たＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。１００は絶縁性基板、１０１は下部電極、１０２は隔壁、１０３ａは第１の有機化合物層、１０３ｂは第２の有機化合物層、１０４は中間電極、１０３ｃは第３の有機化合物層、１０５は上部電極を示している。また図２に本実施形態のプロセスフローを示し、図３に本実施形態で用いるシャドウマスクの部分図を示す。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置は、２つの副画素（第１の副画素、第２の副画素）からなる画素がマトリクス状に複数配置されている。１行は、（Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２））、（Ｐ（２、１）、Ｐ（２、２））・・・（Ｐ（ｎ、１）、Ｐ（ｎ、２））の２ｎ個の副画素から構成されている。ｎは画素の列数を表す自然数で、ここでは６４０ある。図１（ｃ）に示すようにＴＦＴ駆動回路１０７が形成された絶縁性の基板１００上には、平坦化膜１０８が形成され、コンタクトホール１０６ａが形成される。平坦化膜１０８の材料には、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの樹脂材料が好適に用いられる。さらに、平坦化膜１０８上に下部電極層が形成され、コンタクトホール１０６ａを介してＴＦＴ駆動回路１０７に接続されている。
【００１９】
下部電極１０１は、光反射性の部材であることが好ましく、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の材料からなることが好ましい。反射率が高い部材であるほど、上面からの光取り出し効率を向上できるからである。また、有機化合物層へのキャリア注入性を考慮し、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の酸化物透明導電層を積層して２層構成としても良い。
【００２０】
平坦化膜１０８上に形成された下部電極層は、フォトリソグラフィにより画素内の第１の副画素、第２の副画素の領域に応じてパターニングされ、下部電極１０１となる。さらにコンタクトホール１０６ｃが平坦化膜１０８に形成される。次に隔壁１０２の材料がスピンコートによって塗布され、フォトリソグラフィによりパターニングされて、副画素の開口及びコンタクトホール１０６ｃが形成される。隔壁１０２は、下部電極１０１による段差をカバーし、その後に形成される膜の、下部電極１０１による段切れを防止する。隔壁１０２の材料にはポリイミド樹脂やアクリル樹脂等の樹脂材料が好適に用いられる。
【００２１】
以上のようにして形成された基板上に、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂからなる第１層が形成される。有機化合物層の膜厚は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度が良く、好ましくは０．０５〜０．１５μｍ程度である。
【００２２】
各有機化合物層は、発光材料を有し、さらに、正孔注入材料、電子注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料から少なくとも１種を選択して用いることができる。また、各有機化合物層は、前記材料のうち複数の材料を積層してもよい。
【００２３】
発光材料には、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体が使用できる。正孔注入材料及び輸送材料には、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が使用できる。電子注入材料及び輸送材料には、アルミに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ３、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等を使用できる。
【００２４】
第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂは、図３（ｂ）のストライプ状の開口を有するシャドウマスクを用い、同一平面内に真空蒸着法にて形成される。従来技術によれば、シャドウマスクのリブ幅は、図３（ａ）のように副画素１つ分の幅しかなく、例えば、対角３インチの２７０ｐｐｉのフルカラーの有機ＥＬ表示装置の場合では、４７μｍである。しかし、本発明にかかるシャドウマスクのリブ幅は、図３（ｂ）に示すように副画素２つ分の幅をとることができる。具体的には、対角３インチの２７０ｐｐｉのフルカラーの有機ＥＬ表示装置の場合では、このリブ幅は９４μｍとなり、マスクの剛性と開口精度を従来よりも向上することができる。
【００２５】
上記のシャドウマスクを用い、同一画素内で、第１の有機化合物層１０３ａは隣り合う画素間の隣り合う副画素間で共通の層として形成される。さらに、第２の有機化合物層１０３ｂは前記隣り合う画素とは反対側で隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する層として形成される。つまり、図１（ａ）の様に、第１の有機化合物層１０３ａはＰ（１、２）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、２）、・・・Ｐ（２ｋ−１、２）、Ｐ（２ｋ、１）、・・・の副画素列に形成される。また、第２の有機化合物層１０３ｂは、Ｐ（１、１）、Ｐ（２、２）、Ｐ（３、１）、・・・Ｐ（２ｋ−１、１）、Ｐ（２ｋ、２）、・・・の副画素列に形成される。ここで、ｋは自然数で、２ｋ≦ｎ＝６４０である。第１の有機化合物層１０３ａは、第１の副画素と隣り合う画素を構成する２つの副画素の一方に共通の層として延在し、第２の有機化合物層１０３ｂは、第２の副画素と隣り合う画素を構成する２つの副画素の一方に共通の層として延在している。その際、隣り合う画素間の隣り合う副画素間で共通の層は、シャドウマスクの同一開口部を用いて形成される。また、第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂからなる第１層の発光領域は、第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂの下部電極１０１と接する面積によって規定される。
【００２６】
本実施形態の第１の有機化合物層１０３ａと第２の有機化合物層１０３ｂは、正孔注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層を順次積層して形成されている。材料の組み合わせ例として、正孔輸送層にＮ，Ｎ’−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を、電子輸送層にフェナントロリン化合物を、電子輸送層に炭酸セシウム（０．９ｖｏｌ％）とフェナントロリン化合物を用いることができる。また第１の有機化合物層１０３ａの発光層には緑色発光するクマリン色素（１．０ｖｏｌ％）とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ３）を形成することができる。第２の有機化合物層１０３ａには青色の発光層としてペリレン色素（１．０ｖｏｌ％）とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ３）を形成することができる。
【００２７】
次に第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂにコンタクトホール１０６ｃを形成する。形成手段としては、レーザー加工法が好ましく、ＹＡＧレーザー（ＳＨＧ，ＴＨＧ含む）、エキシマレーザーなど一般に薄膜加工に使用する方法を用いることができる。これらのレーザー光を数μｍに絞って走査したり、面状光源にしてコンタクトホール部分を透過するマスクを介したりして、基板上に所定のパターンで照射する。コンタクトホールの径としては、２μｍ〜１５μｍが好ましい。
【００２８】
次に、画素形成領域の周辺のみをマスクして、中間電極１０４が画素形成領域の全面に成膜されている。成膜には、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等を用いることが可能である。中間電極１０４の材料には透光性の高い透明導電膜が好ましく、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯが適用可能である。またＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の材料を２ｎｍから５０ｎｍ程度の膜厚に薄く形成し半透過膜を適用しても良い。
【００２９】
次に、上部電極１０５とコンタクトホール１０６ｃとのコンタクトを得るため、中間電極１０４にコンタクトホール１０６ｃが形成される領域のパターニングを行う。このパターニングにはレーザー加工法によるパターニングが好ましい。
【００３０】
続いて、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第２層が画素形成領域の周辺のみをマスクして蒸着法し、全画素間に共通する層として形成される。つまり、第３の有機化合物層１０３ｃは、全画素に共通の層として延在するように形成されている。このため、マスクを用いて各副画素ごとに対応してパターニングする必要がないので製造が容易になる。第３の有機化合物層１０３ｃは、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂの積層構造とは逆の積層構造となるよう、電子注入層、電子輸送層、有機発光層、正孔注入層の順に積層される。また、第１の副画素は、第１の有機化合物層１０３ａと第３の有機化合物層１０３ｃとが積層され、第２の副画素は、第２の有機化合物層１０３ｂと第３の有機化合物層１０３ｃとが積層されている。第３の有機化合物層１０３ｃとして、例えば、赤色発光層である、Ｉｒ錯体（１８ｖｏｌ％）と４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を形成することができる。このように、第１の有機化合物層と第２の有機化合物層と第３の有機化合物層は互いに異なる色を発光する。その後、コンタクトホール１０６ｃには上述と同様にレーザー加工法を用いることができる。次に、上部電極１０５が画素領域に応じてパターニング形成され、コンタクトホール１０６ｃを介してＴＦＴ駆動回路に電気的に接続される。前述したように、第２層は全画素間に共通する層として形成されるが、上部電極１０５が画素ごとにパターニング形成されるため、第３の有機化合物層１０３ｃが発光する領域は、第３の有機化合物層１０３ｃと上部電極１０５とが接する面積により規定することができる。上部電極１０５には、透明導電材料や、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム等の金属単体やそれらの合金からなる２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚の半透明層を用いることができる。特に、上部電極１０５と電子注入層が接する場合には、銀とマグネシウムの合金（銀マグネシウム）は、発光の反射率と電子の注入性の観点で好ましい。上部電極１０５を金属材料で形成した場合は、エキシマレーザーによってパターニングを行うことができる。レーザーアブレーションによるパターニングであれば電極同士の間隔を狭くすることが可能であり、画素間の距離を近づけることができる。このため、１つの副画素の発光領域を大きくすることができる。
【００３１】
最後に、有機ＥＬ素子を封止する。例えば、ドライ窒素で置換し露点−７０℃以下に維持されたグローブボックスにて、予め紫外線硬化樹脂を塗布した不図示のガラス封止キャップと、成膜が完了した基板とを画素形成領域の外周部で貼り合せる。そして、紫外線硬化樹脂の塗布部分に紫外線を照射し、樹脂を硬化させると、パネルが完成する。他に、ＳｉＮ等からなる無機保護膜や、無機層と有機化合物層を積層した保護膜により素子全体を覆う封止方法を用いることもできる。
【００３２】
上記構造の有機ＥＬ表示装置の駆動方法の一様態について図４を参照して説明する。図４（ａ）は図１に示した有機ＥＬ表示装置の駆動回路の概要図である。また図４（ｂ）は図４（ａ）に示される駆動回路により有機ＥＬ表示装置の電極間に印加される電圧波形の一例を示す図である。
【００３３】
本実施形態において、第３の有機化合物層１０３ｃは、第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂに対し、電子及び正孔の流れ方向が逆方向になるように積層されている。中間電極１０４は共通電極であり、図４（ａ）中のＶｃに接続されている。また下部電極１０１及び上部電極１０５はコンタクトホール１０６ａ、１０６ｃを介して図４（ａ）中の駆動回路に接続される。つまり、第１の有機化合物層１０３ａを含む第１の有機ＥＬ素子３０１ａ、第２の有機化合物層１０３ｂを含む第２の有機ＥＬ素子３０１ｂ、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第３の有機ＥＬ素子３０１ｃは図４（ａ）のように接続されている。
【００３４】
各有機ＥＬ素子はデータ線ｄａｔａ＿１１、ｄａｔａ＿１２、ｄａｔａ＿１３・・・ｄａｔａ＿ｎ１、ｄａｔａｎ＿ｎ２、ｄａｔａ＿ｎ３、制御線Ｐｕｌｓｅ１、Ｐｕｌｓｅａが接続されている。各データ線は各有機ＥＬ素子への発光期間の映像信号を与え、制御線によってコンデンサＣ１へのチャージ及び有機ＥＬ素子への通電のスイッチングを行う。ここで、ｄａｔａ＿ｎ１のｎは画素列番号を表し、１は第１の有機ＥＬ素子を表している。
【００３５】
図４（ｂ）に示したＴ１からＴ２までの期間に、制御線Ｐｕｌｓｅ１の信号を受けデータ線ｄａｔａ＿ｎ１、ｄａｔａ＿ｎ２、ｄａｔａ＿ｎ３の映像信号に応じた電荷がコンデンサＣ１にチャージされ、各々の有機ＥＬ素子の発光期間がプログラミングされる。
【００３６】
Ｔ３からＴ４までの期間には、制御線Ｐｕｌｓｅａの信号を受けてコンデンサＣ１から信号電流が各々の有機ＥＬ素子に流れ、発光する。
【００３７】
本実施形態において、第１層の発光領域は、第１層と、上部電極１０５および下部電極１０１のうち一方、つまり下部電極１０１との接する面積によって規定されている。また、第２層の発光領域は、第２層と、他方の電極、つまり上部電極１０５との接する面積によって規定されている。これにより、第２層を全画素間に共通する層であっても、副画素もしくは画素の発光領域を規定することが可能となる。
【００３８】
さらに、上部電極１０５は画素ごと、つまり２つの副画素を連続して覆うように形成したが、副画素ごとに形成し、副画素ごとに駆動するよう作製しても良い。
【００３９】
本実施形態によれば、図３（ｂ）に示すような剛性のあるシャドウマスクを用いることができ、高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を蒸着法により形成することが可能となる。さらに、第２層を全画素共通の層として形成するため、プロセスが簡略化することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図５（ａ）は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面図、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、それぞれ図５（ａ）中の矢印から見たＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。
【００４１】
本実施形態では、第１の実施形態に対して、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第２層と、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂからなる第２層との積層順が逆になっている点が異なる。それに伴い、第３の有機化合物層１０３ｃが正孔注入層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層に積層され、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂは電子注入層、電子輸送層、有機発光層、正孔注入層の順に積層されている。さらに、第２層の発光領域は、第２層の下部電極１０１と接する面積によって規定され、第１層の発光領域は、第１層の上部電極１０５と接する面積によって規定されている。
【００４２】
また、第１の有機化合物層１０３ａと第２の有機化合物層１０３ｂとの境界には、膜の段切れを防止する隔壁１０２は不要となるため、隔壁１０２は１画素毎の境界にのみ設けている。
【００４３】
その他は、材料、製法、駆動方法ともに第１の実施形態と同様の方法によって有機ＥＬ表示装置を形成することができる。
【００４４】
本実施形態によれば、図３（ｂ）に示すような剛性のあるシャドウマスクを用いることができ、高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を蒸着法により形成することが可能となる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図６（ａ）は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面図、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）中の矢印から見たＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。
【００４６】
本実施形態は、第１の実施形態に対して、第３の有機化合物層１０３ｃが正孔注入層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層されている点が異なる。つまり、第３の有機化合物層１０３ｃは、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂと同じ積層構造である。さらに、下部電極１０１及び上部電極１０５を全画素間に共通の層として形成され、中間電極１０４が副画素に対応してパターニング形成されている点も異なる。つまり、第１層、および第２層の発光領域が中間電極１０４により規定されている。これにより、第１、第２の実施形態比べて、１つの画素に形成するコンタクトホールを半分に減らす事ができる。
【００４７】
本実施形態は、駆動回路、及び駆動方法が第１の実施形態と異なるため、後に説明する。また、製造方法は、第１の実施形態と同様の方法を用いることができるため、詳細な説明を省略するが、中間電極１０４を上述した金属材料で形成した場合は、レーザーアブレーションによりパターニングすることができる。さらに中間電極１０４を金属材料で形成した場合は、第１の有機化合物層１０３ａおよび第２の有機化合物層１０３ｂからの発光、もしくは第３の有機化合物層１０３ｃからの発光を透過するように、中間電極１０４は金属薄膜で構成される。この金属薄膜の膜厚が３０ｎｍ以下である場合には、中間電極１０４のパターン段差で第３の有機化合物層１０３ｃの層が段切れすることはなく、隔壁１０２を形成する必要はない。
【００４８】
本実施形態の有機ＥＬ表示装置の駆動方法の一例を図７を参照して説明する。図７（ａ）は、図６に示される有機ＥＬ表示装置の駆動回路の概要図である。また図７（ｂ）は、図７（ａ）に示される駆動回路により有機ＥＬ装置の電極間に印加される電圧波形の一例を示す図である。
【００４９】
本実施形態において第３の有機化合物層１０３ｃは第１の有機化合物層１０３ａと第２の有機化合物層１０３ｂに対して電子及び正孔の流れる方向が同じ方向になるように積層している。ここでは下部電極１０１及び上部電極１０５は全画素に渡って共通の電極であり、図７（ａ）中のＶｃに接続される。また中間電極１０４はコンタクトホール１０６ａ，１０６ｂを介して図７（ａ）中の駆動回路に接続される。
【００５０】
第１の有機ＥＬ素子３０１ａは下部電極１０１、第１の有機化合物層１０３ａ及び中間電極１０４から構成され、第２の有機ＥＬ素子３０１ｂは下部電極１０１、第２の有機化合物層１０３ｂ及び中間電極１０４から構成される。また第３の有機ＥＬ素子３０１ｃは中間電極１０４、第３の有機化合物層１０３ｃ及び上部電極１０５とから構成される。
【００５１】
各有機ＥＬ素子にはデータ線ｄａｔａ＿１１、ｄａｔａ＿１２、ｄａｔａ＿１３・・・ｄａｔａ＿ｎ１、ｄａｔａ＿ｎ２、ｄａｔａ＿ｎ３、制御線Ｐｕｌｓｅ１、Ｐｕｌｓｅ１、Ｐｕｌｓｅａ、Ｐｕｌｓｅｂが接続されている。各データ線は各有機ＥＬ素子への発光期間の映像信号を与え、制御線によってコンデンサへのチャージ及び有機ＥＬ素子への通電のスイッチングを行う。
【００５２】
図７（ｂ）に示したＴ１からＴ２までの期間では制御線Ｐｕｌｓｅ１の信号を受け、それぞれのデータ線ｄａｔａ＿ｎ１、ｄａｔａ＿ｎ２、からの映像信号に応じた電荷がコンデンサＣ１にチャージされる。これにより、第１の有機ＥＬ素子３０１ａ、第２の有機ＥＬ素子３０１ｂの発光期間がプログラミングされる。この時、Ｖａ＝Ｖｃｃ、Ｖｃ＝Ｇｎｄとなる。
【００５３】
Ｔ２からＴ３までの期間では、制御線Ｐｕｌｓｅ２の信号を受け、データ線ｄａｔａ＿ｎ３からの映像信号に応じた電荷がコンデンサＣ２にチャージされ、第３の有機ＥＬ素子３０１ｃの発光期間がプログラミングされる。この時、Ｖａ＝Ｇｎｄ、Ｖｃ＝Ｖｃｃとなる。
【００５４】
Ｔ３からＴ４までの期間では、Ｖａ＝Ｖｃｃ、Ｖｃ＝Ｇｎｄとし、制御線Ｐｕｌｓｅａの信号を受けてコンデンサＣ１から信号電流が第１の有機ＥＬ素子３０１ａ、第２の有機ＥＬ素子３０１ｂに流れ発光する。
【００５５】
Ｔ４からＴ５までの期間で、Ｖａ＝Ｇｎｄ、Ｖｃ＝Ｖｃｃとし、制御線Ｐｕｌｓｅｂの信号を受けてコンデンサＣ２から信号電流が第３の有機ＥＬ素子３０１ｃに流れ、発光する。
【００５６】
本実施形態によれば、図３（ｂ）に示すような剛性のあるシャドウマスクを用い、高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置を形成することが可能となる。
【００５７】
（第４の実施形態）
図８（ａ）は本実施形態の有機ＥＬ表示装置の平面図、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、それぞれ図８（ａ）中の矢印から見たＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。本実施形態では、第３の実施形態に対して、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第２層と、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂからなる第２層との積層順が逆になっている点が異なる。よって、第３の有機化合物層１０３ｃを含む第２層が下部電極１０１と中間電極１０４とに狭持され、第１の有機化合物層１０３ａ及び第２の有機化合物層１０３ｂからなる第１層が中間電極１０４と上部電極１０５とに狭持されている。また、第１の有機化合物層１０３ａと第２の有機化合物層１０３ｂとの境界には隔壁１０２を設けていない。
【００５８】
その他は、材料、製法、駆動方法ともに第３の実施形態と同様の方法によって有機ＥＬ表示装置を形成することができる。
【００５９】
本実施形態によれば、図３（ｂ）に示すような剛性のあるシャドウマスクを用いて、高精細なフルカラー有機ＥＬ表示装置の製造が可能となる。
【００６０】
以上、すべての実施形態において、第１の有機化合物層、第２の有機化合物層及び第３の有機化合物層が、それぞれ緑色、青色、赤色を発光するとして説明したが、本発明はこの組み合わせを限定するものではない。例えば、第３の有機化合物層の発光層に青色を発光する発光層を選択し、発光効率の最も低い青色の発光領域を広く確保することも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
３０１ａ 第１の有機化合物層
３０１ｂ 第２の有機化合物層
３０１ｃ 第３の有機化合物層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの副画素からなる画素内に、
同一平面内で並べて配置される第１の有機化合物層および第２の有機化合物層からなる第１層と、
前記第１層と積層される、第３の有機化合物層を含む第２層と、
を備える有機ＥＬ表示装置であって、
前記第１の有機化合物層および前記第２の有機化合物層の夫々は、隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通の層として形成され、
前記第３の有機化合物層は、全画素間で共通の層として形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第１層および前記第２層は、上部電極と下部電極とに狭持されており、前記第１層の発光領域は、前記上部電極もしくは前記下部電極のどちらか一方と接する面積によって規定され、前記第２層の発光領域は、他方の電極と接する面積によって規定されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第１層と前記第２層との間には中間電極が配置されており、前記第１層、および第２層の夫々の発光領域は、前記中間電極と接する面積によって規定されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
２つの副画素からなる画素内に、同一平面内で並べて配置される第１の有機化合物層および２の有機化合物層からなる第１層と、
前記第１層と積層される第３の有機化合物層を含む第２層と、
を備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
前記第１層を形成する工程は、
隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第１の有機化合物層を形成する工程と、
隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第２の有機化合物層を形成する工程と、を有し、
前記第２層を形成する工程は、
全画素間で共通する前記第３の有機化合物層を形成する工程
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５】
前記第１の有機化合物層および前記第２の有機化合物層を形成する工程は、シャドウマスクを用いた真空蒸着法であって、前記隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第１の有機化合物層および前記隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第２の有機化合物層は、マスクの同一開口部を用いて形成されることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１】
２つの副画素からなる画素内に、
同一平面内で並べて配置される第１の有機化合物層および第２の有機化合物層からなる第１層と、
前記第１層と積層される、第３の有機化合物層を含む第２層と、
を備える有機ＥＬ表示装置であって、
前記第１の有機化合物層および前記第２の有機化合物層の夫々は、隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通の層として形成され、
前記第３の有機化合物層は、全画素間で共通の層として形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第１層および前記第２層は、上部電極と下部電極とに狭持されており、前記第１層の発光領域は、前記上部電極もしくは前記下部電極のどちらか一方と接する面積によって規定され、前記第２層の発光領域は、他方の電極と接する面積によって規定されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第１層と前記第２層との間には中間電極が配置されており、前記第１層、および第２層の夫々の発光領域は、前記中間電極と接する面積によって規定されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
２つの副画素からなる画素内に、同一平面内で並べて配置される第１の有機化合物層および２の有機化合物層からなる第１層と、
前記第１層と積層される第３の有機化合物層を含む第２層と、
を備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
前記第１層を形成する工程は、
隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第１の有機化合物層を形成する工程と、
隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第２の有機化合物層を形成する工程と、を有し、
前記第２層を形成する工程は、
全画素間で共通する前記第３の有機化合物層を形成する工程
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５】
前記第１の有機化合物層および前記第２の有機化合物層を形成する工程は、シャドウマスクを用いた真空蒸着法であって、前記隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第１の有機化合物層および前記隣り合う画素の隣り合う副画素間で共通する前記第２の有機化合物層は、マスクの同一開口部を用いて形成されることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−４０５０７（Ｐ２０１０−４０５０７Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０７８７９（Ｐ２００９−１０７８７９）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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