自発光パネル及びその製造方法
【課題】 補助配線電極を設けて上部電極の配線抵抗を低減させる自発光パネルにおいて、良好な封止性能を確保する。
【解決手段】 基板１０上に直接又は他の層を介して形成される下部電極１１と、下部電極１１上に形成された発光機能層１２と、発光機能層１２上に形成された上部電極１３とからなる自発光素子２が、基板１０上に配列された自発光パネル１であって、自発光素子２上に配置される封止部材２０と、封止部材２０を自発光素子２上に接着する接着層２１と、上部電極１３に接続される補助配線電極２２とを備え、接着層２１の自発光素子２側表面に形成された補助配線電極２２が、接着層２１を上部電極１３に密着させることで、上部電極１３に接続される。
【解決手段】 基板１０上に直接又は他の層を介して形成される下部電極１１と、下部電極１１上に形成された発光機能層１２と、発光機能層１２上に形成された上部電極１３とからなる自発光素子２が、基板１０上に配列された自発光パネル１であって、自発光素子２上に配置される封止部材２０と、封止部材２０を自発光素子２上に接着する接着層２１と、上部電極１３に接続される補助配線電極２２とを備え、接着層２１の自発光素子２側表面に形成された補助配線電極２２が、接着層２１を上部電極１３に密着させることで、上部電極１３に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発光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（ＯＥＬ；Organic Electroluminescence）素子等の自発光素子を発光要素として備える自発光パネルは、フラットパネルディスプレイを可能にし、バックライトを要する液晶ディスプレイに比べて低消費電力且つ高輝度の表示が可能であると共に、ペーパーディスプレイ等の新たな表示形態を可能にするものとして期待を集めている。
【０００３】
この自発光パネルの発光要素となる自発光素子は、アノード（陽極、或いは正孔注入電極）とカソード（陰極、電子注入電極）との間にｐｎ接合を有する半導体層を挟み込んだ基本構造を有しており、この半導体層が、低分子型有機ＥＬ素子の場合には発光層を含む有機層の積層構造で形成され、高分子型有機ＥＬ素子の場合にはバイポーラ性の材料を単層または複数層積層した構造の有機層で形成されている。そして、アノード，カソードの両電極に電圧を印加することにより、アノードから有機層内に注入・輸送された正孔とカソードから有機層内に注入・輸送された電子が、この有機層（例えば発光層）内にて再結合し、この再結合によって得られる励起状態からのエネルギー放出によって発光を呈するものである。
【０００４】
このような自発光パネルは、基板上に直接又は他の層を介して前述したアノード又はカソードの一方を下部電極としてパターニングし、これを絶縁膜で区画した発光領域上に発光機能層を積層した後、この発光機能層の上に前述したアノード又はカソードの他方を上部電極として積層することで形成される。この際に、自発光素子のドットマトリクスを構成しようとすると、前述した上部電極が一ラインの配線電極を兼用することになるので、上部電極の抵抗が高いとこの抵抗による電圧降下でパネルの中央と端部で各自発光素子に印加される電圧が異なることになり、良好な表示画像を得ることができない。
【０００５】
また、上部電極は、この上部電極側から光と取り出すトップエミッション方式にする場合には良好な光透過性が要求され、この上部電極と逆側の基板側から光を取り出すボトムエミッション方式にする場合には良好な光反射性が要求されることになるので、それぞれに応じて選択される材料に制限があり、電気抵抗の低い材料を必ずしも採用することができない問題がある。
【０００６】
特に、トップエミッション方式の場合、上部電極として採用される薄い金属膜、或いは薄い金属膜とＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電膜との積層膜は金属電極と比較して電気抵抗が高く、また、この透明導電膜は成膜温度を高くすることによって抵抗値を下げることができることは知られているものの、下層の発光機能層への影響を考慮すると高温での成膜は困難であり、前述したように、パネルの端部と中央部で自発光素子に印加される電圧に差が生じて表示性能が低下する問題が生じる。
【０００７】
これを解消するために、下記特許文献１に記載の従来技術が提案されている。これによると、図１に示すように、絶縁体Ｊ１からなる基板上に反射面を含む電極Ｊ２，有機ＥＬ層Ｊ３，透明電極Ｊ４からなる有機ＥＬ素子を形成し、この有機ＥＬ素子の上には、封止体Ｊ５，封止体Ｊ５の表面に設けられた補助電極Ｊ６が設けられ、この補助電極Ｊ６を異方性導電膜からなる導電体Ｊ７を介して透明電極Ｊ４に接続することが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３３１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した従来技術によると、補助電極Ｊ６が透明導電膜からなる透明電極Ｊ４に並列に接続されて配線電極として機能し、また、補助電極Ｊ６は封止体Ｊ５側に形成されるため、有機ＥＬ層Ｊ３の耐熱性の制約を受けずに抵抗値を低くすることができる。これによって、透明電極Ｊ４に均一な電圧を加えることが可能になり、画質の良い画像を得ることができる。
【００１０】
しかしながら、前述の従来技術では、図１に示すように、封止体Ｊ５上に直接補助電極Ｊ６を形成し、これを異方性導電膜からなる導電体Ｊ７を介して上部電極である透明電極Ｊ４に接続しているので、透明電極Ｊ４と封止体Ｊ５の間に微小空隙が形成されやすくなり、封止体Ｊ５の接着性が悪く、封止体Ｊ５の側部から水分等の素子劣化因子が進入しやすい状態になっている。また、封止体Ｊ５に補助電極Ｊ６と導電体Ｊ７のパターンを形成した後、封止体Ｊ５を有機ＥＬ素子が形成された基板側に接着する封止工程を別途行う必要がある。従来技術の明細書には空隙内に樹脂を充填しても良いという記載もあるが、新たな工程を設ける必要があるので、製造工程が煩雑になる問題がある。また、充填している最中に気泡などが樹脂内に混入してしまい、封止性能を損なってしまう問題がある。
【００１１】
また、封止体Ｊ５側から光を取り出すトップエミッション方式にする場合には、前述した微小空隙が屈折率の差として出射光路に存在するので、有機ＥＬ素子の発光領域と導電体Ｊ７で区画される出射開口との間に微妙なずれが視認されることになり、出射画像が見難くなるという問題が生じる。
【００１２】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、補助配線電極を設けて上部電極の配線抵抗を低減させる自発光パネルにおいて、良好な封止性能を確保できること、製造工程の煩雑さを解消できること、トップエミッションを採用する場合にも良好な画像表示が可能であること、等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために、本発明による自発光パネル及びその製造方法は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
【００１４】
［請求項１］基板上に直接又は他の層を介して形成される下部電極と、該下部電極上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層と、該発光機能層上に形成された上部電極とからなる自発光素子が、前記基板上に配列された自発光パネルであって、前記自発光素子上に配置される封止部材と、該封止部材を前記自発光素子上に接着する接着層と、前記上部電極に接続される補助配線電極とを備え、前記封止部材の前記自発光素子との対向面に前記接着層が形成され、該接着層の前記自発光素子側表面に形成された前記補助配線電極が、前記接着層を前記上部電極に密着させることで、前記上部電極に接続されることを特徴とする自発光パネル。
【００１５】
［請求項４］基板上に直接又は他の層を介して形成される下部電極と、該下部電極上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層と、該発光機能層上に形成された上部電極とからなる自発光素子が、前記基板上に配列された自発光パネルの製造方法であって、前記基板上に前記自発光素子を形成する工程と、前記自発光素子上に配置される封止部材の前記自発光素子との対向面に接着層を形成すると共に、該接着層の前記自発光素子側表面に補助配線電極を形成する工程と、前記接着層を前記自発光素子上に密着させて、前記補助配線電極を前記上部電極に接続するように、前記基板と前記封止部材とを貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする自発光パネルの製造方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図２は本発明の一実施形態に係る自発光パネルの構造を示す断面図である。本発明の実施形態に係る自発光パネル１は、基板１０上に直接又は他の層を介して形成される下部電極１１と、下部電極１１上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層１２と、発光機能層１２上に形成された上部電極１３とからなる自発光素子２が、基板１０上に配列されたものである。
【００１７】
より詳しくは、基板１０上にアクティブ駆動用のＴＦＴ素子３が形成されており、それを覆うように接続孔４Ａを有する平坦化膜４が形成されている。この平坦化膜４の上に下部電極１１がパターニングされて、接続孔４Ａを介してＴＦＴ素子３と接続されている。更には、この下部電極１１の縁部を覆って発光領域を区画するように絶縁膜５がパターニングされている。
【００１８】
そして、絶縁膜５で区画された発光領域内の下部電極１１上に前述した発光機能層１２が積層され、その上を覆うように上部電極１３が積層されている。ここでは、ＴＦＴ素子３を駆動素子とするアクディブ駆動の構成例を示しているが、本発明の実施形態としてはこれに限定されるものではなく、ストライプ状の下部電極１１と上部電極１３とをクロス配置するパッシブ駆動の構成を備えるものであってもよい。
【００１９】
このような前提構成を有する自発光パネル１において、本発明の実施形態では、自発光素子２上に配置される封止部材２０と、封止部材２０を自発光素子２上に接着する接着層２１と、上部電極１３に接続される低抵抗の補助配線電極２２とを備え、封止部材２０の自発光素子２との対向面に接着層２１が形成され、接着層２１の自発光素子２側表面に形成された補助配線電極２２が、接着層２１を上部電極１３に密着させることで、上部電極１３に接続されている。
【００２０】
すなわち、上部電極１３の配線抵抗を低減させる補助配線電極２２は、接着層２２内に埋め込まれた状態で上部電極１３に接続されている。そして、接着層２１は所定の厚みをもって上部電極１３上の凹凸を吸収するように上部電極１３の上面に密着して封止部材２０を自発光素子２上に貼り付けている。
【００２１】
また、本発明の実施形態に係る自発光パネル１は、下部電極１１又は上部電極１３の光透過性或いは光反射性、或いは光を取り出す側の各部材の光透過性を適宜選択することで、基板１０側から光を取り出すボトムエミッション方式にすることもできるし、その逆に封止部材２０側から光を取り出すトップエミッション方式にすることもできる。
【００２２】
このような実施形態に係る自発光パネル１によると、自発光素子２上には封止部材２０を接着する接着層２１が密着しているので、空隙部の形成を抑えることができる。したがって、封止部材２０の接着力を高めることができると共に、自発光素子２の劣化因子の進入を確実に遮断して、自発光素子２に対する封止性能を高めることができる。
【００２３】
また、封止部材２０側から光を取り出すトップエミッション方式にする場合にも、光の出射経路に空隙が存在しないので、出射画像が見難くなることもない。
【００２４】
そして、低抵抗の補助配線電極２２を設けることで、上部電極１３として抵抗値の高い材料を採用した場合であっても、各自発光素子２に均一な電圧を加えることができ、画質の良い画像を得ることができる。
【００２５】
また、本発明の実施形態に係る自発光パネル１の一つの形態としては、補助配線電極２２を、自発光素子２の発光領域を区画する絶縁膜５上に形成することができる。これによると、例えば封止部材２０側から光を取り出すトップエミッション方式にする場合に、光放出経路に補助配線電極２２が形成されないので、その光透過性を考慮する必要がなく、補助配線電極２２の材料選択の自由度を高めることができる。また、補助配線電極２２の材料を光吸収性の高いもの（黒色材料等）にすれば、絶縁膜５上部に応じて形成した補助配線電極２２をブラックマトリクスとして機能させることができ、鮮鋭度の高い画像を表示させることが可能になる。
【００２６】
また、本発明の実施形態に係る自発光パネル１の他の形態としては、補助配線電極２２を、接着層２１と同材料の樹脂に導電性材料を分散させて形成することができる。これによると、補助配線電極２２が形成される部分も接着層２１と同様に接着力を有するように形成できるので、封止部材２０の接着性を更に高めることができ、自発光素子２に対する封止性能をより向上させることができる。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態に係る自発光パネルの製造方法を説明する説明図である（図２と同一箇所には同一符号を付して一部重複説明を省略する）。この製造方法では、先ず、基板１０上に前述した自発光素子２を形成する素子形成工程Ｓ１がなされる。これは、既知の工程であり、基板１０上或いは前述した平坦化膜４の上に下部電極１１のパターンを形成すると共に、その下部電極１１上に発光領域の開口を区画するように絶縁膜５をパターニングした後、成膜工程で発光機能層１２及び上部電極１３を成膜するものである。
【００２８】
その素子形成工程Ｓ１と並行して、封止部材準備工程Ｓ２がなされる。この封止部材準備工程Ｓ２では、自発光素子２上に配置される封止部材２０の自発光素子２との対向面に接着層２１を形成すると共に、接着層２１の自発光素子２側表面に補助配線電極２２を形成する。
【００２９】
ここで、補助配線電極２２は、前述したように、絶縁膜５のパターンに応じてパターン形成してもよく、また、この補助配線電極２２を接着層２１と同材料の樹脂に導電性材料を分散させて形成することもできる。
【００３０】
具体的には、封止部材２０上に接着剤を封止領域に対応するサイズで膜化して接着層２１を形成する。この際には、接着剤ペーストをスクリーン印刷して接着層２１を形成することもできるし、或いはフィルム状の接着剤シートを封止部材２０に貼り付けて接着層２１を形成することもできる。フィルム状の接着剤シートを用いる場合には、工程の簡略化が可能になる。
【００３１】
そして、この接着層２１上に補助配線電極２２として働く導電性ペーストをパターン塗布する。その方法としては、スクリーン印刷や転写等のドライ（乾式）プロセスを採用することが好ましい。上部電極１３上に直接接触する補助配線電極２２をドライプロセスでパターニングすることで、水分などの素子劣化因子を排除することができる。ここで用いられる導電性ペーストは、樹脂に導電性材料を分散させたものであり、主材となる樹脂は前述したように接着層２１と同一であっても良い。
【００３２】
また、接着層２１の一方の面に補助配線電極２２を形成した後に、もう一方の面にバリア層を形成することもできる。この場合には、例えば、樹脂フィルムを接着層２１として、その一方の面に乾式の印刷，転写法で補助配線電極２２を形成し、金属箔等の封止部材２０を樹脂フィルムの他方の面に貼り付ける。
【００３３】
その後に、基板１０と封止部材２０とを貼り合わせる工程Ｓ３がなされる。この貼り合わせ工程Ｓ３では、接着層２１を自発光素子２上に密着させて、補助配線電極２２を上部電極１３に接続する。この際には、補助配線電極２２のパターンが所望の位置（例えば絶縁膜５上）に合致するように基板１０と封止部材２０を位置合わせすることが必要になる。そして、貼り合わせは加熱・加圧しながら行われ、接着層２１を完全に自発光素子２上に密着させる。
【００３４】
この際に、前述した補助配線電極２２を形成するために用いられる導電性ペーストと接着層２１の接着剤とは、導電性材料の分散によって流動化温度が異なることになり、貼り合わせ時の加熱加圧で導電性ペーストのパターン形状は維持したまま、接着層２１に埋め込まれることになる。
【００３５】
貼り合わせ後には、加熱硬化工程Ｓ４が施され、接着層２１の硬化処理がなされる。これによって自発光素子２を確実に封止することが可能になる。
【００３６】
図４は、前述した製造工程を平面的に示す説明図である。同図（ａ）に示すように、基板１０上の平坦化膜４上に下部電極１１のパターニングがなされる。平坦化膜４の下には下部電極１１と接続されるＴＦＴ素子（図示省略）の駆動配線Ｌ１が形成されている。また、基板１０の端部には引出配線ＬＯが形成されている。
【００３７】
そして、同図（ｂ）に示すように、発光領域Ｓを開口して区画する絶縁膜５がパターニングされる。この発光領域Ｓに応じて発光機能層（図示省略）のマスク成膜がなされ、最終的に全面を覆うように上部電極１３の成膜がなされる。この際、上部電極１３の端部が引出配線ＬＯに接続されることになる。
【００３８】
一方、封止部材２０に対しては、前述したように接着層２１の形成がなされて、その上に、同図（ｄ）に示すような補助配線電極２２のパターニングが成される。ここでは、補助配線電極２２は絶縁膜５のパターンに応じたパターンを有すると共に、端部において貼り合わせ時に引出配線ＬＯと重なるようにパターニングされている。
【００３９】
このように自発光素子２が形成された基板１０と封止部材２０とを前述したように貼り合わせることで、本発明の実施形態に係る自発光パネル１を得ることができる。
【００４０】
図５は、本発明の実施形態に係る自発光パネル１であって、パッシブ駆動を前提としてボトムエミッション方式を採用する場合の構成例を示した説明図である（同図（ａ）が同図（ｂ）のI−I断面図、同図（ｂ）が同図（ａ）のII−II断面図を示し、前述した説明と同一部分には同一符号を付している）。この実施形態に係る自発光パネル１は、基板１０上にストライプ状の下部電極１１を形成し、この下部電極１１上に発光領域を区画するように絶縁膜５を形成して、絶縁膜５で区画された発光領域上に発光機能層１２を積層している。そして、下部電極１１のストライプ方向と直交するように、上部電極１３をストライプ状にパターニングして成膜している。
【００４１】
これに対して、封止部材２０には前述したように接着層２１が形成され、この接着層２１の自発光素子２側の表面に補助配線電極２２がパターニングされている。ここでは、基板１０側から光を取り出すボトムエミッション方式を前提としているので、発光領域上の上部電極１３上に補助配線電極２２が接続するように、補助配線電極２２のパターニングがなされている。
【００４２】
以下に、前述した自発光素子２として有機ＥＬ素子を採用する場合の具体例を説明する。
先ず、有機ＥＬ素子について説明すると、一般的に有機ＥＬ素子は、アノード（陽極、正孔注入電極）とカソード（陰極、電子注入電極）との間に有機ＥＬ機能層を挟み込んだ構造をとっている。両電極に電圧を印加することにより、アノードから有機ＥＬ機能層内に注入・輸送された正孔とカソードから有機ＥＬ機能層内に注入・輸送された電子がこの層内（発光層）で再結合することで発光を得るものである。基板１０上に、下部電極１１，有機ＥＬ機能層からなる発光機能層１２，上部電極１３を積層した有機ＥＬ素子（自発光素子２）の具体的構造及び材料例を示すと以下のとおりである。
【００４３】
基板１０については、特に、図５に示すボトムエミッション方式の構造を採用する場合には、透明性を有する平板状、フィルム状のものが好ましく、材質としてはガラス又はプラスチックを用いることができる。前述したトップエミッション方式の構造を採用する場合には、基板１０の透明性は特に要求されない。
【００４４】
下部電極１１，上部電極１３については、一方が陰極、他方が陽極に設定されることになる。この場合、陽極は仕事関数の高い材料で構成されるのがよく、クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），ニッケル（Ｎｉ），白金（Ｐｔ）等の金属膜、或いはＩＴＯ，ＩＺＯ等の酸化金属膜等による透明導電膜が用いられる。そして、陰極は仕事関数の低い材料で構成されるのがよく、特に、アルカリ金属（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ），アルカリ土類金属（Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ），希土類金属といった仕事関数の低い金属、その化合物、又はそれらを含む合金を用いることができる。また、下部電極１１、上部電極１３ともに透明な材料により構成した場合には、光の放出側と反対の電極側に反射膜を設けた構成とすることもできる。
【００４５】
また、下部電極１１又は上部電極１３から引き出される引出電極ＬＯは、自発光パネル１とそれを駆動するＩＣ，ドライバ等の駆動手段とを接続するために設けられる配線電極であって、好ましくはＡｇ，Ｃｒ，Ａｌ等の低抵抗金属材料やそれらの合金を用いるのがよい。
【００４６】
一般に、下部電極１１と引出電極ＬＯの形成は、ＩＴＯ，ＩＺＯ等によって下部電極１１及び引出電極ＬＯのための薄膜を蒸着或いはスパッタリング等の方法で形成し、フォトリソグラフィ法などによってパターン形成がなされる。下部電極１１と引出電極ＬＯ（特に低抵抗化の必要な引出電極）に関しては、前述のＩＴＯ，ＩＺＯ等の下地層にＡｇ，Ａｇ合金，Ａｌ，Ｃｒ等の低抵抗金属を積層した２層構造にしたもの、或いは、Ａｇ等の保護層としてＣｕ，Ｃｒ，Ｔａ等の耐酸化性の高い材料を更に積層した３層構造にしたものを採用することができる。
【００４７】
発光領域を区画する絶縁膜５としては、ポリイミド、感光性樹脂やＳｉＯ２等の無機材料等をスピンコート法、スパッタリング法等で成膜し、フォトリソ法や印刷法等でパターニングを行うことができる。
【００４８】
下部電極１１と上部電極１３の間に成膜される有機ＥＬ機能層（発光機能層１２）としては、下部電極１１を陽極、上部電極１３を陰極とした場合には、正孔輸送層／発光層／電子輸送層の積層構成が一般的であるが（下部電極１１を陰極、上部電極１３を陽極とした場合にはその逆の積層順になる）、発光層，正孔輸送層，電子輸送層はそれぞれ１層だけでなく複数層積層して設けてもよく、正孔輸送層，電子輸送層についてはどちらかの層を省略しても、両方の層を省略して発光層のみにしても構わない。また、有機ＥＬ機能層としては、正孔注入層，電子注入層，正孔障壁層，電子障壁層等の有機機能層を用途に応じて挿入することができる。
【００４９】
有機ＥＬ機能層の材料は、有機ＥＬ素子の用途に合わせて適宜選択可能である。以下に例を示すがこれらに限定されるものではない。
【００５０】
正孔輸送層としては、正孔移動度が高い機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。具体例としては、銅フタロシアニン等のポルフィリン化合物、４，４’−ビス[Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ]−ビフェニル（ＮＰＢ）等の芳香族第三アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−[４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル]スチルベンゼン等のスチルベン化合物や、トリアゾール誘導体、スチリルアミン化合物等の有機材料が用いられる。また、ポリカーボネート等の高分子中に低分子の正孔輸送用の有機材料を分散させた、高分子分散系の材料も使用できる。好ましくは、ガラス転移温度が封止用樹脂を加熱硬化させる温度より高い材料が好ましく、例えば４，４’−ビス[Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ]−ビフェニル（ＮＰＢ）が挙げられる。
【００５１】
発光層は、公知の発光材料が使用可能であり、具体例としては、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリディン化合物、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体、アントラキノン誘導体、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料、（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等の蛍光性有機金属化合物、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリフルオレン系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系等の高分子材料、白金錯体やイリジウム錯体等の三重項励起子からのりん光を発光に利用できる有機材料（特表２００１−５２０４５０）を使用できる。上述したような発光材料のみから構成したものでもよいし、正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）または発光性ドーパント等が含有されてもよい。また、これらが高分子材料又は無機材料中に分散されてもよい。
【００５２】
電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。具体例としては、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体等の有機材料、８−キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン等が使用できる。
【００５３】
必要に応じて、フッ化リチウム、酸化リチウム等の材料からなる電子注入層を電子輸送層と上部電極の間に挿入しても構わないし、上部電極成膜時での発光機能層へのダメージを抑制する目的でアルカリ土類金属やアルカリ土類金属酸化物などの材料からなる保護層を設けても構わない。
【００５４】
上記の正孔輸送層、発光層、電子輸送層は、スピンコーティング法、ディッピング法等の塗布法、インクジェット法、スクリーン印刷法等の印刷法等のウェットプロセス、又は、蒸着法、後述するレーザ転写法等のドライプロセスで形成することができる。
【００５５】
そして、有機ＥＬ素子からなる自発光素子２は、単一の有機ＥＬ素子を形成するものであってもよいし、所望のパターン構造を有して複数の画素を構成するものであってもよい。後者の場合には、その表示方式は、単色発光でも２色以上の複数色発光でもよく、特に複数色発光の有機ＥＬパネルを実現するためには、ＲＧＢに対応した３種類の発光機能層を形成する方式を含む２色以上の発光機能層を形成する方式（塗り分け方式）、白色や青色等の単色の発光機能層にカラーフィルタや蛍光材料による色変換層を組み合わせた方式（ＣＦ方式、ＣＣＭ方式）、単色の発光機能層の発光エリアに電磁波を照射する等して複数発光を実現する方式（フォトブリーチング方式）、異なる発光色の低分子有機材料を予め異なるフィルム上に成膜してレーザによる熱転写で一つの基板上に転写するレーザ転写方式等によって行うことができる。
【００５６】
封止部材２０としては、ガラス基板や金属基板或いは金属箔、または、封止膜として、ＳｉＮ，ＡＩＮ，ＧａＮ等の窒化物、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ，ＧｅＯ等の酸化物、ＳｉＯＮ等の酸化窒化物、ＳｉＣＮ等の炭化窒化物、金属フッ素化合物、金属膜等を用いることができる。
【００５７】
接着層２１に用いられる材料としては、主に接着機能を有するもので下地の凹凸を平坦化する機能を有するものを採用することができ、具体的には、高分子材料からなる接着剤を採用することができる。材料例を挙げると、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂等の光硬化型、熱硬化型、二液硬化型、熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリ尿素、アクリレート含有ポリマー、等を例示することができるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００５８】
補助配線電極２２の形成材料としては、乾式の印刷法，転写法で形成できる材料を用いることが好ましく、例えば、樹脂バインダ中にカーボンやグラファイト等を混ぜた導電性ペースト等を挙げることができる。しかしながら、上部電極１３よりも電気抵抗値の低いものであれば特に材料にこだわりなく採用できる。
【００５９】
以下に、本発明の実施例に係る自発光パネルの製造方法の具体例を示す。当然ながら、本発明がこの実施例に限定されることはない。
【００６０】
ガラス製の基板上に反射膜として２００ｎｍのＣｒと、１１０ｎｍのＩＴＯをスパッタ法で成膜し、フォトリソ法によりストライプパターンの下部電極を得た。ついで、下部電極上にフォトレジストAZ6112（東京応化工業製）を発光領域を区画する絶縁膜としてパターン形成した。
【００６１】
この基板を、界面活性剤を含んだ水溶液及び純水にて洗浄した後、サムコインターナショナル研究所性ＵＶオゾンストリッパーＵＶ−１にてＵＶオゾン洗浄を１０分間行ったのち、基板を真空槽に投入した。到達真空度１×１０−６Ｔｏｒｒに達してから、抵抗加熱真空成膜でホール注入層としてＣｕＰｃを毎秒０．５ｎｍの成膜速度にて２５ｎｍ成膜した。次いで、ホール輸送層としてα−ＮＰＤを、同じく毎秒０．５ｎｍの成膜速度にて抵抗加熱真空成膜した。次いで、発光層としてＡｌｑ３を毎秒０．５ｎｍの成膜速度で６０ｎｍ抵抗加熱真空成膜した。次いで、電子注入層としてＬｉＦを毎秒０．０１ｎｍの成膜速度で０．５ｎｍの厚さに抵抗加熱真空成膜した。
【００６２】
以上の有機層とＬｉＦは下部電極のストライプを覆うように形成され、一貫して１×１０−６Ｔｏｒｒ以下の高真空で成膜されている。
【００６３】
最後に、真空中にて陰極用のシャドウマスクを施し、下部電極のストライプパターンと直交するようなストライプ状のアルミニウムとＩＺＯの積層膜を上部電極として、アルミニウムは毎秒１ｎｍの速度で５ｎｍの厚さに抵抗加熱真空成膜、ＩＺＯは毎秒１０ｎｍの速度で１００ｎｍの厚さにスパッタ法にて成膜した。
このように基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成した。
【００６４】
一方、基板とは別の工程で、厚さ約０．１６ｍｍのガラス基板からなる封止部材上に防湿性の高い約５０μｍの厚みを有する樹脂フィルム、例えば、エポキシ樹脂を貼り付けて接着層を形成した。この接着層上に、カーボンを混ぜ込んだ導電性ペーストを用い、格子パターン状に脱気しながらスクリーン印刷することで補助配線電極を形成した。
【００６５】
そして、窒素雰囲気で満たされた封止作業用グローブボックス内に、封止部材と基板とを搬入し、基板上の上部電極と封止部材上の補助配線電極が接続できるように位置合わせを行って、貼り合わせ装置を用い、基板と封止部材とを貼り合わせた。その後、加熱して接着層を硬化させた。
【００６６】
以上説明した本発明の実施形態及び実施例によると、補助配線電極を設けて上部電極の配線抵抗を低減させることで自発光パネルの表示性能を向上させることができる。また、封止部材に形成された接着層を上部電極に密着させて補助配線電極と上部電極を接続するので、上部電極上に空隙が形成されないで封止部材の接着力を高めることができ、良好な封止性能を確保することができると共に、補助配線電極と上部電極との接続を確実に行うことができる。
【００６７】
また、補助配線電極と上部電極との接続を、基板と封止部材との貼り合わせと同時に行うことができるので、製造工程の煩雑さを解消することができる。更には、発光領域を区画する絶縁膜上に補助配線電極を接続することで、トップエミッションを採用する際にも発光領域に障害無く補助配線電極を設けることができ、補助配線電極をブラックマトリクスとして機能させることができる。更に、上部電極上の光出射光路に空隙が存在しないので、発光領域を良好に視認することができ、トップエミッションを採用する場合にも良好な画像表示が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】従来技術の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自発光パネルの構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る自発光パネルの製造方法を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る自発光パネルの製造方法を説明する説明図（製造工程を平面的に示す説明図）である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る自発光パネルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 自発光パネル
２ 自発光素子
３ ＴＦＴ素子
４ 平坦化膜
５ 絶縁膜
１０ 基板
１１ 下部電極
１２ 発光機能層
１３ 上部電極
２０ 封止部材
２１ 接着層
２２ 補助配線電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発光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（ＯＥＬ；Organic Electroluminescence）素子等の自発光素子を発光要素として備える自発光パネルは、フラットパネルディスプレイを可能にし、バックライトを要する液晶ディスプレイに比べて低消費電力且つ高輝度の表示が可能であると共に、ペーパーディスプレイ等の新たな表示形態を可能にするものとして期待を集めている。
【０００３】
この自発光パネルの発光要素となる自発光素子は、アノード（陽極、或いは正孔注入電極）とカソード（陰極、電子注入電極）との間にｐｎ接合を有する半導体層を挟み込んだ基本構造を有しており、この半導体層が、低分子型有機ＥＬ素子の場合には発光層を含む有機層の積層構造で形成され、高分子型有機ＥＬ素子の場合にはバイポーラ性の材料を単層または複数層積層した構造の有機層で形成されている。そして、アノード，カソードの両電極に電圧を印加することにより、アノードから有機層内に注入・輸送された正孔とカソードから有機層内に注入・輸送された電子が、この有機層（例えば発光層）内にて再結合し、この再結合によって得られる励起状態からのエネルギー放出によって発光を呈するものである。
【０００４】
このような自発光パネルは、基板上に直接又は他の層を介して前述したアノード又はカソードの一方を下部電極としてパターニングし、これを絶縁膜で区画した発光領域上に発光機能層を積層した後、この発光機能層の上に前述したアノード又はカソードの他方を上部電極として積層することで形成される。この際に、自発光素子のドットマトリクスを構成しようとすると、前述した上部電極が一ラインの配線電極を兼用することになるので、上部電極の抵抗が高いとこの抵抗による電圧降下でパネルの中央と端部で各自発光素子に印加される電圧が異なることになり、良好な表示画像を得ることができない。
【０００５】
また、上部電極は、この上部電極側から光と取り出すトップエミッション方式にする場合には良好な光透過性が要求され、この上部電極と逆側の基板側から光を取り出すボトムエミッション方式にする場合には良好な光反射性が要求されることになるので、それぞれに応じて選択される材料に制限があり、電気抵抗の低い材料を必ずしも採用することができない問題がある。
【０００６】
特に、トップエミッション方式の場合、上部電極として採用される薄い金属膜、或いは薄い金属膜とＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電膜との積層膜は金属電極と比較して電気抵抗が高く、また、この透明導電膜は成膜温度を高くすることによって抵抗値を下げることができることは知られているものの、下層の発光機能層への影響を考慮すると高温での成膜は困難であり、前述したように、パネルの端部と中央部で自発光素子に印加される電圧に差が生じて表示性能が低下する問題が生じる。
【０００７】
これを解消するために、下記特許文献１に記載の従来技術が提案されている。これによると、図１に示すように、絶縁体Ｊ１からなる基板上に反射面を含む電極Ｊ２，有機ＥＬ層Ｊ３，透明電極Ｊ４からなる有機ＥＬ素子を形成し、この有機ＥＬ素子の上には、封止体Ｊ５，封止体Ｊ５の表面に設けられた補助電極Ｊ６が設けられ、この補助電極Ｊ６を異方性導電膜からなる導電体Ｊ７を介して透明電極Ｊ４に接続することが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３３１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した従来技術によると、補助電極Ｊ６が透明導電膜からなる透明電極Ｊ４に並列に接続されて配線電極として機能し、また、補助電極Ｊ６は封止体Ｊ５側に形成されるため、有機ＥＬ層Ｊ３の耐熱性の制約を受けずに抵抗値を低くすることができる。これによって、透明電極Ｊ４に均一な電圧を加えることが可能になり、画質の良い画像を得ることができる。
【００１０】
しかしながら、前述の従来技術では、図１に示すように、封止体Ｊ５上に直接補助電極Ｊ６を形成し、これを異方性導電膜からなる導電体Ｊ７を介して上部電極である透明電極Ｊ４に接続しているので、透明電極Ｊ４と封止体Ｊ５の間に微小空隙が形成されやすくなり、封止体Ｊ５の接着性が悪く、封止体Ｊ５の側部から水分等の素子劣化因子が進入しやすい状態になっている。また、封止体Ｊ５に補助電極Ｊ６と導電体Ｊ７のパターンを形成した後、封止体Ｊ５を有機ＥＬ素子が形成された基板側に接着する封止工程を別途行う必要がある。従来技術の明細書には空隙内に樹脂を充填しても良いという記載もあるが、新たな工程を設ける必要があるので、製造工程が煩雑になる問題がある。また、充填している最中に気泡などが樹脂内に混入してしまい、封止性能を損なってしまう問題がある。
【００１１】
また、封止体Ｊ５側から光を取り出すトップエミッション方式にする場合には、前述した微小空隙が屈折率の差として出射光路に存在するので、有機ＥＬ素子の発光領域と導電体Ｊ７で区画される出射開口との間に微妙なずれが視認されることになり、出射画像が見難くなるという問題が生じる。
【００１２】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、補助配線電極を設けて上部電極の配線抵抗を低減させる自発光パネルにおいて、良好な封止性能を確保できること、製造工程の煩雑さを解消できること、トップエミッションを採用する場合にも良好な画像表示が可能であること、等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために、本発明による自発光パネル及びその製造方法は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
【００１４】
［請求項１］基板上に直接又は他の層を介して形成される下部電極と、該下部電極上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層と、該発光機能層上に形成された上部電極とからなる自発光素子が、前記基板上に配列された自発光パネルであって、前記自発光素子上に配置される封止部材と、該封止部材を前記自発光素子上に接着する接着層と、前記上部電極に接続される補助配線電極とを備え、前記封止部材の前記自発光素子との対向面に前記接着層が形成され、該接着層の前記自発光素子側表面に形成された前記補助配線電極が、前記接着層を前記上部電極に密着させることで、前記上部電極に接続されることを特徴とする自発光パネル。
【００１５】
［請求項４］基板上に直接又は他の層を介して形成される下部電極と、該下部電極上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層と、該発光機能層上に形成された上部電極とからなる自発光素子が、前記基板上に配列された自発光パネルの製造方法であって、前記基板上に前記自発光素子を形成する工程と、前記自発光素子上に配置される封止部材の前記自発光素子との対向面に接着層を形成すると共に、該接着層の前記自発光素子側表面に補助配線電極を形成する工程と、前記接着層を前記自発光素子上に密着させて、前記補助配線電極を前記上部電極に接続するように、前記基板と前記封止部材とを貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする自発光パネルの製造方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図２は本発明の一実施形態に係る自発光パネルの構造を示す断面図である。本発明の実施形態に係る自発光パネル１は、基板１０上に直接又は他の層を介して形成される下部電極１１と、下部電極１１上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層１２と、発光機能層１２上に形成された上部電極１３とからなる自発光素子２が、基板１０上に配列されたものである。
【００１７】
より詳しくは、基板１０上にアクティブ駆動用のＴＦＴ素子３が形成されており、それを覆うように接続孔４Ａを有する平坦化膜４が形成されている。この平坦化膜４の上に下部電極１１がパターニングされて、接続孔４Ａを介してＴＦＴ素子３と接続されている。更には、この下部電極１１の縁部を覆って発光領域を区画するように絶縁膜５がパターニングされている。
【００１８】
そして、絶縁膜５で区画された発光領域内の下部電極１１上に前述した発光機能層１２が積層され、その上を覆うように上部電極１３が積層されている。ここでは、ＴＦＴ素子３を駆動素子とするアクディブ駆動の構成例を示しているが、本発明の実施形態としてはこれに限定されるものではなく、ストライプ状の下部電極１１と上部電極１３とをクロス配置するパッシブ駆動の構成を備えるものであってもよい。
【００１９】
このような前提構成を有する自発光パネル１において、本発明の実施形態では、自発光素子２上に配置される封止部材２０と、封止部材２０を自発光素子２上に接着する接着層２１と、上部電極１３に接続される低抵抗の補助配線電極２２とを備え、封止部材２０の自発光素子２との対向面に接着層２１が形成され、接着層２１の自発光素子２側表面に形成された補助配線電極２２が、接着層２１を上部電極１３に密着させることで、上部電極１３に接続されている。
【００２０】
すなわち、上部電極１３の配線抵抗を低減させる補助配線電極２２は、接着層２２内に埋め込まれた状態で上部電極１３に接続されている。そして、接着層２１は所定の厚みをもって上部電極１３上の凹凸を吸収するように上部電極１３の上面に密着して封止部材２０を自発光素子２上に貼り付けている。
【００２１】
また、本発明の実施形態に係る自発光パネル１は、下部電極１１又は上部電極１３の光透過性或いは光反射性、或いは光を取り出す側の各部材の光透過性を適宜選択することで、基板１０側から光を取り出すボトムエミッション方式にすることもできるし、その逆に封止部材２０側から光を取り出すトップエミッション方式にすることもできる。
【００２２】
このような実施形態に係る自発光パネル１によると、自発光素子２上には封止部材２０を接着する接着層２１が密着しているので、空隙部の形成を抑えることができる。したがって、封止部材２０の接着力を高めることができると共に、自発光素子２の劣化因子の進入を確実に遮断して、自発光素子２に対する封止性能を高めることができる。
【００２３】
また、封止部材２０側から光を取り出すトップエミッション方式にする場合にも、光の出射経路に空隙が存在しないので、出射画像が見難くなることもない。
【００２４】
そして、低抵抗の補助配線電極２２を設けることで、上部電極１３として抵抗値の高い材料を採用した場合であっても、各自発光素子２に均一な電圧を加えることができ、画質の良い画像を得ることができる。
【００２５】
また、本発明の実施形態に係る自発光パネル１の一つの形態としては、補助配線電極２２を、自発光素子２の発光領域を区画する絶縁膜５上に形成することができる。これによると、例えば封止部材２０側から光を取り出すトップエミッション方式にする場合に、光放出経路に補助配線電極２２が形成されないので、その光透過性を考慮する必要がなく、補助配線電極２２の材料選択の自由度を高めることができる。また、補助配線電極２２の材料を光吸収性の高いもの（黒色材料等）にすれば、絶縁膜５上部に応じて形成した補助配線電極２２をブラックマトリクスとして機能させることができ、鮮鋭度の高い画像を表示させることが可能になる。
【００２６】
また、本発明の実施形態に係る自発光パネル１の他の形態としては、補助配線電極２２を、接着層２１と同材料の樹脂に導電性材料を分散させて形成することができる。これによると、補助配線電極２２が形成される部分も接着層２１と同様に接着力を有するように形成できるので、封止部材２０の接着性を更に高めることができ、自発光素子２に対する封止性能をより向上させることができる。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態に係る自発光パネルの製造方法を説明する説明図である（図２と同一箇所には同一符号を付して一部重複説明を省略する）。この製造方法では、先ず、基板１０上に前述した自発光素子２を形成する素子形成工程Ｓ１がなされる。これは、既知の工程であり、基板１０上或いは前述した平坦化膜４の上に下部電極１１のパターンを形成すると共に、その下部電極１１上に発光領域の開口を区画するように絶縁膜５をパターニングした後、成膜工程で発光機能層１２及び上部電極１３を成膜するものである。
【００２８】
その素子形成工程Ｓ１と並行して、封止部材準備工程Ｓ２がなされる。この封止部材準備工程Ｓ２では、自発光素子２上に配置される封止部材２０の自発光素子２との対向面に接着層２１を形成すると共に、接着層２１の自発光素子２側表面に補助配線電極２２を形成する。
【００２９】
ここで、補助配線電極２２は、前述したように、絶縁膜５のパターンに応じてパターン形成してもよく、また、この補助配線電極２２を接着層２１と同材料の樹脂に導電性材料を分散させて形成することもできる。
【００３０】
具体的には、封止部材２０上に接着剤を封止領域に対応するサイズで膜化して接着層２１を形成する。この際には、接着剤ペーストをスクリーン印刷して接着層２１を形成することもできるし、或いはフィルム状の接着剤シートを封止部材２０に貼り付けて接着層２１を形成することもできる。フィルム状の接着剤シートを用いる場合には、工程の簡略化が可能になる。
【００３１】
そして、この接着層２１上に補助配線電極２２として働く導電性ペーストをパターン塗布する。その方法としては、スクリーン印刷や転写等のドライ（乾式）プロセスを採用することが好ましい。上部電極１３上に直接接触する補助配線電極２２をドライプロセスでパターニングすることで、水分などの素子劣化因子を排除することができる。ここで用いられる導電性ペーストは、樹脂に導電性材料を分散させたものであり、主材となる樹脂は前述したように接着層２１と同一であっても良い。
【００３２】
また、接着層２１の一方の面に補助配線電極２２を形成した後に、もう一方の面にバリア層を形成することもできる。この場合には、例えば、樹脂フィルムを接着層２１として、その一方の面に乾式の印刷，転写法で補助配線電極２２を形成し、金属箔等の封止部材２０を樹脂フィルムの他方の面に貼り付ける。
【００３３】
その後に、基板１０と封止部材２０とを貼り合わせる工程Ｓ３がなされる。この貼り合わせ工程Ｓ３では、接着層２１を自発光素子２上に密着させて、補助配線電極２２を上部電極１３に接続する。この際には、補助配線電極２２のパターンが所望の位置（例えば絶縁膜５上）に合致するように基板１０と封止部材２０を位置合わせすることが必要になる。そして、貼り合わせは加熱・加圧しながら行われ、接着層２１を完全に自発光素子２上に密着させる。
【００３４】
この際に、前述した補助配線電極２２を形成するために用いられる導電性ペーストと接着層２１の接着剤とは、導電性材料の分散によって流動化温度が異なることになり、貼り合わせ時の加熱加圧で導電性ペーストのパターン形状は維持したまま、接着層２１に埋め込まれることになる。
【００３５】
貼り合わせ後には、加熱硬化工程Ｓ４が施され、接着層２１の硬化処理がなされる。これによって自発光素子２を確実に封止することが可能になる。
【００３６】
図４は、前述した製造工程を平面的に示す説明図である。同図（ａ）に示すように、基板１０上の平坦化膜４上に下部電極１１のパターニングがなされる。平坦化膜４の下には下部電極１１と接続されるＴＦＴ素子（図示省略）の駆動配線Ｌ１が形成されている。また、基板１０の端部には引出配線ＬＯが形成されている。
【００３７】
そして、同図（ｂ）に示すように、発光領域Ｓを開口して区画する絶縁膜５がパターニングされる。この発光領域Ｓに応じて発光機能層（図示省略）のマスク成膜がなされ、最終的に全面を覆うように上部電極１３の成膜がなされる。この際、上部電極１３の端部が引出配線ＬＯに接続されることになる。
【００３８】
一方、封止部材２０に対しては、前述したように接着層２１の形成がなされて、その上に、同図（ｄ）に示すような補助配線電極２２のパターニングが成される。ここでは、補助配線電極２２は絶縁膜５のパターンに応じたパターンを有すると共に、端部において貼り合わせ時に引出配線ＬＯと重なるようにパターニングされている。
【００３９】
このように自発光素子２が形成された基板１０と封止部材２０とを前述したように貼り合わせることで、本発明の実施形態に係る自発光パネル１を得ることができる。
【００４０】
図５は、本発明の実施形態に係る自発光パネル１であって、パッシブ駆動を前提としてボトムエミッション方式を採用する場合の構成例を示した説明図である（同図（ａ）が同図（ｂ）のI−I断面図、同図（ｂ）が同図（ａ）のII−II断面図を示し、前述した説明と同一部分には同一符号を付している）。この実施形態に係る自発光パネル１は、基板１０上にストライプ状の下部電極１１を形成し、この下部電極１１上に発光領域を区画するように絶縁膜５を形成して、絶縁膜５で区画された発光領域上に発光機能層１２を積層している。そして、下部電極１１のストライプ方向と直交するように、上部電極１３をストライプ状にパターニングして成膜している。
【００４１】
これに対して、封止部材２０には前述したように接着層２１が形成され、この接着層２１の自発光素子２側の表面に補助配線電極２２がパターニングされている。ここでは、基板１０側から光を取り出すボトムエミッション方式を前提としているので、発光領域上の上部電極１３上に補助配線電極２２が接続するように、補助配線電極２２のパターニングがなされている。
【００４２】
以下に、前述した自発光素子２として有機ＥＬ素子を採用する場合の具体例を説明する。
先ず、有機ＥＬ素子について説明すると、一般的に有機ＥＬ素子は、アノード（陽極、正孔注入電極）とカソード（陰極、電子注入電極）との間に有機ＥＬ機能層を挟み込んだ構造をとっている。両電極に電圧を印加することにより、アノードから有機ＥＬ機能層内に注入・輸送された正孔とカソードから有機ＥＬ機能層内に注入・輸送された電子がこの層内（発光層）で再結合することで発光を得るものである。基板１０上に、下部電極１１，有機ＥＬ機能層からなる発光機能層１２，上部電極１３を積層した有機ＥＬ素子（自発光素子２）の具体的構造及び材料例を示すと以下のとおりである。
【００４３】
基板１０については、特に、図５に示すボトムエミッション方式の構造を採用する場合には、透明性を有する平板状、フィルム状のものが好ましく、材質としてはガラス又はプラスチックを用いることができる。前述したトップエミッション方式の構造を採用する場合には、基板１０の透明性は特に要求されない。
【００４４】
下部電極１１，上部電極１３については、一方が陰極、他方が陽極に設定されることになる。この場合、陽極は仕事関数の高い材料で構成されるのがよく、クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），ニッケル（Ｎｉ），白金（Ｐｔ）等の金属膜、或いはＩＴＯ，ＩＺＯ等の酸化金属膜等による透明導電膜が用いられる。そして、陰極は仕事関数の低い材料で構成されるのがよく、特に、アルカリ金属（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ），アルカリ土類金属（Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ），希土類金属といった仕事関数の低い金属、その化合物、又はそれらを含む合金を用いることができる。また、下部電極１１、上部電極１３ともに透明な材料により構成した場合には、光の放出側と反対の電極側に反射膜を設けた構成とすることもできる。
【００４５】
また、下部電極１１又は上部電極１３から引き出される引出電極ＬＯは、自発光パネル１とそれを駆動するＩＣ，ドライバ等の駆動手段とを接続するために設けられる配線電極であって、好ましくはＡｇ，Ｃｒ，Ａｌ等の低抵抗金属材料やそれらの合金を用いるのがよい。
【００４６】
一般に、下部電極１１と引出電極ＬＯの形成は、ＩＴＯ，ＩＺＯ等によって下部電極１１及び引出電極ＬＯのための薄膜を蒸着或いはスパッタリング等の方法で形成し、フォトリソグラフィ法などによってパターン形成がなされる。下部電極１１と引出電極ＬＯ（特に低抵抗化の必要な引出電極）に関しては、前述のＩＴＯ，ＩＺＯ等の下地層にＡｇ，Ａｇ合金，Ａｌ，Ｃｒ等の低抵抗金属を積層した２層構造にしたもの、或いは、Ａｇ等の保護層としてＣｕ，Ｃｒ，Ｔａ等の耐酸化性の高い材料を更に積層した３層構造にしたものを採用することができる。
【００４７】
発光領域を区画する絶縁膜５としては、ポリイミド、感光性樹脂やＳｉＯ２等の無機材料等をスピンコート法、スパッタリング法等で成膜し、フォトリソ法や印刷法等でパターニングを行うことができる。
【００４８】
下部電極１１と上部電極１３の間に成膜される有機ＥＬ機能層（発光機能層１２）としては、下部電極１１を陽極、上部電極１３を陰極とした場合には、正孔輸送層／発光層／電子輸送層の積層構成が一般的であるが（下部電極１１を陰極、上部電極１３を陽極とした場合にはその逆の積層順になる）、発光層，正孔輸送層，電子輸送層はそれぞれ１層だけでなく複数層積層して設けてもよく、正孔輸送層，電子輸送層についてはどちらかの層を省略しても、両方の層を省略して発光層のみにしても構わない。また、有機ＥＬ機能層としては、正孔注入層，電子注入層，正孔障壁層，電子障壁層等の有機機能層を用途に応じて挿入することができる。
【００４９】
有機ＥＬ機能層の材料は、有機ＥＬ素子の用途に合わせて適宜選択可能である。以下に例を示すがこれらに限定されるものではない。
【００５０】
正孔輸送層としては、正孔移動度が高い機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。具体例としては、銅フタロシアニン等のポルフィリン化合物、４，４’−ビス[Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ]−ビフェニル（ＮＰＢ）等の芳香族第三アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−[４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル]スチルベンゼン等のスチルベン化合物や、トリアゾール誘導体、スチリルアミン化合物等の有機材料が用いられる。また、ポリカーボネート等の高分子中に低分子の正孔輸送用の有機材料を分散させた、高分子分散系の材料も使用できる。好ましくは、ガラス転移温度が封止用樹脂を加熱硬化させる温度より高い材料が好ましく、例えば４，４’−ビス[Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ]−ビフェニル（ＮＰＢ）が挙げられる。
【００５１】
発光層は、公知の発光材料が使用可能であり、具体例としては、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリディン化合物、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体、アントラキノン誘導体、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料、（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等の蛍光性有機金属化合物、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリフルオレン系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系等の高分子材料、白金錯体やイリジウム錯体等の三重項励起子からのりん光を発光に利用できる有機材料（特表２００１−５２０４５０）を使用できる。上述したような発光材料のみから構成したものでもよいし、正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）または発光性ドーパント等が含有されてもよい。また、これらが高分子材料又は無機材料中に分散されてもよい。
【００５２】
電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。具体例としては、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体等の有機材料、８−キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン等が使用できる。
【００５３】
必要に応じて、フッ化リチウム、酸化リチウム等の材料からなる電子注入層を電子輸送層と上部電極の間に挿入しても構わないし、上部電極成膜時での発光機能層へのダメージを抑制する目的でアルカリ土類金属やアルカリ土類金属酸化物などの材料からなる保護層を設けても構わない。
【００５４】
上記の正孔輸送層、発光層、電子輸送層は、スピンコーティング法、ディッピング法等の塗布法、インクジェット法、スクリーン印刷法等の印刷法等のウェットプロセス、又は、蒸着法、後述するレーザ転写法等のドライプロセスで形成することができる。
【００５５】
そして、有機ＥＬ素子からなる自発光素子２は、単一の有機ＥＬ素子を形成するものであってもよいし、所望のパターン構造を有して複数の画素を構成するものであってもよい。後者の場合には、その表示方式は、単色発光でも２色以上の複数色発光でもよく、特に複数色発光の有機ＥＬパネルを実現するためには、ＲＧＢに対応した３種類の発光機能層を形成する方式を含む２色以上の発光機能層を形成する方式（塗り分け方式）、白色や青色等の単色の発光機能層にカラーフィルタや蛍光材料による色変換層を組み合わせた方式（ＣＦ方式、ＣＣＭ方式）、単色の発光機能層の発光エリアに電磁波を照射する等して複数発光を実現する方式（フォトブリーチング方式）、異なる発光色の低分子有機材料を予め異なるフィルム上に成膜してレーザによる熱転写で一つの基板上に転写するレーザ転写方式等によって行うことができる。
【００５６】
封止部材２０としては、ガラス基板や金属基板或いは金属箔、または、封止膜として、ＳｉＮ，ＡＩＮ，ＧａＮ等の窒化物、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ，ＧｅＯ等の酸化物、ＳｉＯＮ等の酸化窒化物、ＳｉＣＮ等の炭化窒化物、金属フッ素化合物、金属膜等を用いることができる。
【００５７】
接着層２１に用いられる材料としては、主に接着機能を有するもので下地の凹凸を平坦化する機能を有するものを採用することができ、具体的には、高分子材料からなる接着剤を採用することができる。材料例を挙げると、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂等の光硬化型、熱硬化型、二液硬化型、熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリ尿素、アクリレート含有ポリマー、等を例示することができるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００５８】
補助配線電極２２の形成材料としては、乾式の印刷法，転写法で形成できる材料を用いることが好ましく、例えば、樹脂バインダ中にカーボンやグラファイト等を混ぜた導電性ペースト等を挙げることができる。しかしながら、上部電極１３よりも電気抵抗値の低いものであれば特に材料にこだわりなく採用できる。
【００５９】
以下に、本発明の実施例に係る自発光パネルの製造方法の具体例を示す。当然ながら、本発明がこの実施例に限定されることはない。
【００６０】
ガラス製の基板上に反射膜として２００ｎｍのＣｒと、１１０ｎｍのＩＴＯをスパッタ法で成膜し、フォトリソ法によりストライプパターンの下部電極を得た。ついで、下部電極上にフォトレジストAZ6112（東京応化工業製）を発光領域を区画する絶縁膜としてパターン形成した。
【００６１】
この基板を、界面活性剤を含んだ水溶液及び純水にて洗浄した後、サムコインターナショナル研究所性ＵＶオゾンストリッパーＵＶ−１にてＵＶオゾン洗浄を１０分間行ったのち、基板を真空槽に投入した。到達真空度１×１０−６Ｔｏｒｒに達してから、抵抗加熱真空成膜でホール注入層としてＣｕＰｃを毎秒０．５ｎｍの成膜速度にて２５ｎｍ成膜した。次いで、ホール輸送層としてα−ＮＰＤを、同じく毎秒０．５ｎｍの成膜速度にて抵抗加熱真空成膜した。次いで、発光層としてＡｌｑ３を毎秒０．５ｎｍの成膜速度で６０ｎｍ抵抗加熱真空成膜した。次いで、電子注入層としてＬｉＦを毎秒０．０１ｎｍの成膜速度で０．５ｎｍの厚さに抵抗加熱真空成膜した。
【００６２】
以上の有機層とＬｉＦは下部電極のストライプを覆うように形成され、一貫して１×１０−６Ｔｏｒｒ以下の高真空で成膜されている。
【００６３】
最後に、真空中にて陰極用のシャドウマスクを施し、下部電極のストライプパターンと直交するようなストライプ状のアルミニウムとＩＺＯの積層膜を上部電極として、アルミニウムは毎秒１ｎｍの速度で５ｎｍの厚さに抵抗加熱真空成膜、ＩＺＯは毎秒１０ｎｍの速度で１００ｎｍの厚さにスパッタ法にて成膜した。
このように基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成した。
【００６４】
一方、基板とは別の工程で、厚さ約０．１６ｍｍのガラス基板からなる封止部材上に防湿性の高い約５０μｍの厚みを有する樹脂フィルム、例えば、エポキシ樹脂を貼り付けて接着層を形成した。この接着層上に、カーボンを混ぜ込んだ導電性ペーストを用い、格子パターン状に脱気しながらスクリーン印刷することで補助配線電極を形成した。
【００６５】
そして、窒素雰囲気で満たされた封止作業用グローブボックス内に、封止部材と基板とを搬入し、基板上の上部電極と封止部材上の補助配線電極が接続できるように位置合わせを行って、貼り合わせ装置を用い、基板と封止部材とを貼り合わせた。その後、加熱して接着層を硬化させた。
【００６６】
以上説明した本発明の実施形態及び実施例によると、補助配線電極を設けて上部電極の配線抵抗を低減させることで自発光パネルの表示性能を向上させることができる。また、封止部材に形成された接着層を上部電極に密着させて補助配線電極と上部電極を接続するので、上部電極上に空隙が形成されないで封止部材の接着力を高めることができ、良好な封止性能を確保することができると共に、補助配線電極と上部電極との接続を確実に行うことができる。
【００６７】
また、補助配線電極と上部電極との接続を、基板と封止部材との貼り合わせと同時に行うことができるので、製造工程の煩雑さを解消することができる。更には、発光領域を区画する絶縁膜上に補助配線電極を接続することで、トップエミッションを採用する際にも発光領域に障害無く補助配線電極を設けることができ、補助配線電極をブラックマトリクスとして機能させることができる。更に、上部電極上の光出射光路に空隙が存在しないので、発光領域を良好に視認することができ、トップエミッションを採用する場合にも良好な画像表示が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】従来技術の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自発光パネルの構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る自発光パネルの製造方法を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る自発光パネルの製造方法を説明する説明図（製造工程を平面的に示す説明図）である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る自発光パネルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 自発光パネル
２ 自発光素子
３ ＴＦＴ素子
４ 平坦化膜
５ 絶縁膜
１０ 基板
１１ 下部電極
１２ 発光機能層
１３ 上部電極
２０ 封止部材
２１ 接着層
２２ 補助配線電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に直接又は他の層を介して形成される下部電極と、該下部電極上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層と、該発光機能層上に形成された上部電極とからなる自発光素子が、前記基板上に配列された自発光パネルであって、
前記自発光素子上に配置される封止部材と、該封止部材を前記自発光素子上に接着する接着層と、前記上部電極に接続される補助配線電極とを備え、
前記封止部材の前記自発光素子との対向面に前記接着層が形成され、該接着層の前記自発光素子側表面に形成された前記補助配線電極が、前記接着層を前記上部電極に密着させることで、前記上部電極に接続されることを特徴とする自発光パネル。
【請求項２】
前記補助配線電極は、前記自発光素子の発光領域を区画する絶縁膜上に形成されることを特徴とする請求項１に記載された自発光パネル。
【請求項３】
前記補助配線電極は、前記接着層と同材料の樹脂に導電性材料を分散させて形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載された自発光パネル。
【請求項４】
基板上に直接又は他の層を介して形成される下部電極と、該下部電極上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層と、該発光機能層上に形成された上部電極とからなる自発光素子が、前記基板上に配列された自発光パネルの製造方法であって、
前記基板上に前記自発光素子を形成する工程と、
前記自発光素子上に配置される封止部材の前記自発光素子との対向面に接着層を形成すると共に、該接着層の前記自発光素子側表面に補助配線電極を形成する工程と、
前記接着層を前記自発光素子上に密着させて、前記補助配線電極を前記上部電極に接続するように、前記基板と前記封止部材とを貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする自発光パネルの製造方法。
【請求項５】
前記補助配線電極は、前記自発光素子の発光領域を区画する絶縁膜のパターンに応じてパターン形成されることを特徴とする請求項４に記載された自発光パネルの製造方法。
【請求項６】
記補助配線電極は、前記接着層と同材料の樹脂に導電性材料を分散させて形成されることを特徴とする請求項４又は５に記載された自発光パネルの製造方法。
【請求項７】
前記補助配線電極の形成は、乾式印刷又は転写法によって行われることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載された自発光パネルの製造方法。
【請求項８】
前記接着層の形成は、前記封止部材の前記自発光素子との対向面にフィルム状の接着層を貼り付けることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載された自発光パネルの製造方法。
【請求項９】
前記基板と前記封止部材とを加熱加圧しながら前記貼り合わせる工程を行い、その後、熱硬化によって前記接着層を硬化させることを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載された自発光パネルの製造方法。
【請求項１】
基板上に直接又は他の層を介して形成される下部電極と、該下部電極上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層と、該発光機能層上に形成された上部電極とからなる自発光素子が、前記基板上に配列された自発光パネルであって、
前記自発光素子上に配置される封止部材と、該封止部材を前記自発光素子上に接着する接着層と、前記上部電極に接続される補助配線電極とを備え、
前記封止部材の前記自発光素子との対向面に前記接着層が形成され、該接着層の前記自発光素子側表面に形成された前記補助配線電極が、前記接着層を前記上部電極に密着させることで、前記上部電極に接続されることを特徴とする自発光パネル。
【請求項２】
前記補助配線電極は、前記自発光素子の発光領域を区画する絶縁膜上に形成されることを特徴とする請求項１に記載された自発光パネル。
【請求項３】
前記補助配線電極は、前記接着層と同材料の樹脂に導電性材料を分散させて形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載された自発光パネル。
【請求項４】
基板上に直接又は他の層を介して形成される下部電極と、該下部電極上に形成された少なくとも一層以上の発光機能層と、該発光機能層上に形成された上部電極とからなる自発光素子が、前記基板上に配列された自発光パネルの製造方法であって、
前記基板上に前記自発光素子を形成する工程と、
前記自発光素子上に配置される封止部材の前記自発光素子との対向面に接着層を形成すると共に、該接着層の前記自発光素子側表面に補助配線電極を形成する工程と、
前記接着層を前記自発光素子上に密着させて、前記補助配線電極を前記上部電極に接続するように、前記基板と前記封止部材とを貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする自発光パネルの製造方法。
【請求項５】
前記補助配線電極は、前記自発光素子の発光領域を区画する絶縁膜のパターンに応じてパターン形成されることを特徴とする請求項４に記載された自発光パネルの製造方法。
【請求項６】
記補助配線電極は、前記接着層と同材料の樹脂に導電性材料を分散させて形成されることを特徴とする請求項４又は５に記載された自発光パネルの製造方法。
【請求項７】
前記補助配線電極の形成は、乾式印刷又は転写法によって行われることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載された自発光パネルの製造方法。
【請求項８】
前記接着層の形成は、前記封止部材の前記自発光素子との対向面にフィルム状の接着層を貼り付けることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載された自発光パネルの製造方法。
【請求項９】
前記基板と前記封止部材とを加熱加圧しながら前記貼り合わせる工程を行い、その後、熱硬化によって前記接着層を硬化させることを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載された自発光パネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２７８２４１（Ｐ２００６−２７８２４１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９８３８６（Ｐ２００５−９８３８６）
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００２２１９２６）東北パイオニア株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００２２１９２６）東北パイオニア株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
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