JP2005183078A - 有機ｅｌ表示装置及び有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
表示特性の優れた有機ＥＬ表示装置及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】
本発明にかかる有機ＥＬ表示装置は、基板１１と、陽極配線１と、開口を有するように形成された絶縁膜２２と、陽極配線１と交差するように延在し、絶縁膜２２上及び絶縁膜２２の開口内に形成された隔壁１０と、絶縁膜２２の開口内に形成された有機化合物層と、絶縁膜２２の開口内において形成された陰極配線５と、を備えるものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置及び有機ＥＬ表示装置の製造方法に関し、特に、液状材料を使用して有機発光層を形成する有機ＥＬ表示装置及び有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。

近年、有機ＥＬ素子を使用した有機ＥＬ表示装置の開発が盛んに行われている。有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置と比較して視野角が広く、また、応答速度も速く、有機物が有する発光性の多様性から、次世代の表示装置として期待されている。有機ＥＬ表示装置に用いられる有機ＥＬ素子は、基板上に陽極が形成され、陽極の上に薄膜状の有機化合物が積層され有機発光層が形成される。その有機化合物の層の上に、基板上に形成された陽極と対向するように陰極が形成された構造である。有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に配置された有機化合物の層に電流が供給されると自発光する電流駆動型の表示素子である。以下、積層される有機化合物の薄膜を有機薄膜層と記す。陽極、複数の有機薄膜層および陰極を重ねて配置した個所が表示画素となる。

基板に設けられた電極上に有機化合物を積層する場合、有機材料を真空蒸着させて有機薄膜層を形成する場合がある。しかし、有機材料を蒸着させる場合、有機薄膜層の下地となる電極の表面に異物の付着や突起、窪みがあると、その影響により、有機薄膜層を所望の状態にできないことがある。

この問題を解決する方法として、有機薄膜層となる有機材料を液体中に分散または溶解させ、溶液として塗布することで異物、突起、窪み等を被覆し、所望の有機薄膜層を形成する技術（湿式塗布方法、以下、単に塗布法と記す。）が知られている。例えば、特許文献１には、有機薄膜層のうち少なくとも一層を塗布法により形成することが記載されている。

塗布法としては、例えば、オフセット印刷法、凸版印刷法、マスクスプレー法等がある。オフセット印刷法や凸版印刷法では、有機材料を溶媒中に分散または溶解させた溶液（以下、有機材料の溶液、あるいは単に溶液という）の層を所定の領域のみに形成する。また、マスクスプレー法では、所望の領域に合致するような開口部を有するガラス・マスクや金属マスク等を配置し、有機材料を分散または溶解させた溶液を噴出する。この場合、溶液を窒素等の気体媒体中に分散させ、または二流体ノズル等を用いて溶液を霧状にする。

また、有機ＥＬ表示装置では、有機薄膜層の上に設けられる陰極配線が隔離配置されるように隔離構造体（以下、隔壁と記す。）が設けられる。このような構成は、例えば、特許文献１に記載されている。図８は、特許文献１に記載された隔壁の例を示す断面図である。図８は、有機ＥＬ表示装置における基板内の一部を抜き出したものを示している。基板１１１上には、陽極配線１０１が設けられ、その後、隔壁１００が設けられる。隔壁１００は、例えば、基板１１１から離れるにつれて断面が広がるように形成される。このような隔壁１００の構造は、逆テーパ構造あるいはオーバハング構造と称されている。

隔壁１００を逆テーパ構造とすることで、陰極配線の分離をより確実なものとすることができる。隔壁１００が設けられた状態で各有機薄膜層（ホール注入輸送層１０２、発光層１０３、電子注入輸送層１０４）を塗布法等により形成すると、隔壁１００により有機薄膜層が分離され、この結果、各隔壁１００の間に各有機薄膜層から構成される有機発光層が形成される。その後、陰極配線１０５が、蒸着法等によって形成される。陰極配線１０５も隔壁１００により分離され、パターニングされた陰極配線１０５が形成される。

また、開口部を有する絶縁膜を陽極配線上に形成し、表示画素となる位置を開口部の位置によって定める場合もある。図９は、特許文献１に記載された構成に、開口部を有する絶縁膜を設けた場合の構成例を示す説明図である。図９（ａ）は、電極が配置される側から基板を観察した状況を示す模式図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ'における断面図である。ここでは、図９（ｂ）に示される基板１１１の端部と、図９（ａ）に示される基板１１１の端部は等しいものである。図９（ａ）では、上層に設けられた陰極配線等によって隠れてしまう構成部も示している。

図９に示す例において、基板１１１上には、まず陽極配線１０１と、陰極配線１０５に接続される陰極接続配線１２１とが形成される。続いて、開口部１２３を有する絶縁膜１２２が形成される。開口部１２３は、陽極配線１０１と陰極配線１０５とが交差することになる位置に設けられる。そして、陽極配線１０１と直交するように隔壁１００が形成される。続いて、有機材料の溶液塗布または蒸着により、有機薄膜層１２４が形成される。

なお、有機薄膜層として複数の層が形成されるが、図９（ｂ）では、複数の層をまとめて有機薄膜層１２４として示している。溶液は、有機薄膜層を形成すべき領域に一定の厚みで有機薄膜層が形成されるように、有機材料濃度等を調整される。有機薄膜層１２４を形成後、陰極配線１０５が有機薄膜層上に蒸着される。隔壁１００が有機薄膜層１２４や陰極配線１０５を分離することにより、隔壁間に有機薄膜層１２４が形成され、また、パターニングされた陰極配線１０５が形成される。

陰極配線１０５を形成した後、有機ＥＬ素子を保護するために、ポリマー等で構成される有機薄膜層を陰極配線１０５上に形成する場合もある。この有機薄膜層（図示せず。）も、塗布法等によって形成される。

また、基板１１１の電極等が配置された面には、もう一枚の基板（図示せず。）が対向するように配置される。この基板において、基板１１１の有機ＥＬ素子に対向する領域の外周にシール材（図示せず。）が塗布される。このシール材によって、基板１１１ともう一枚の基板は接着される。有機ＥＬ素子は、基板およびシール材によって封止されることで、水分や酸素にさらされないように保たれる。

隔壁１００を形成した状態において、開口部１２３の周辺部分は、図１０に示す構成となっている。図１０は、図９に示される基板１１１内の一部を抜き出したものを示している。図１０（ａ）は、隔壁１００が形成される側から基板１１１を観察した状況を拡大して示す模式図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。

図１０において、基板１１１上には、陽極配線１０１、開口部１２３を有する絶縁膜１２２及び隔壁１００が形成されている。隔壁１００は、上述のように逆テーパ構造となるように形成されており、絶縁膜１２２は、逆テーパ構造とは反対に、基板１１１から離れるにつれて断面が狭くなる順テーパ構造となるように形成されている。また、絶縁膜１２２は、開口部１２３を形成するように格子状に設けられている。

図１１乃至図１３を用いて、図１０に示した隔壁が形成された基板上に有機薄膜層及び陰極配線を形成する例について説明する。図１１乃至図１３は、図９に示される基板１１１内の一部を抜き出したものを示しており、図１０（ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。

まず、絶縁膜の説明のために、図１１に示す例は、図１０で示した構成と異なっている。この例では、陽極配線１０１及び隔壁１００のみが形成された基板１１１上に、有機薄膜層及び陰極配線１０５を形成している。つまり、基板１１上に絶縁膜を形成していない。また、有機薄膜層は、有機材料を蒸着して形成した蒸着有機膜１２８のみである。

蒸着有機膜１２８及び陰極配線１０５は、図に示されるように、陽極配線１０１の上に形成され、隔壁１００によって分離される。隔壁１００が逆テーパ構造をしていることから、隔壁１００の側面の部分において、蒸着の際に影となり、蒸着される量が少なくなる。このため、蒸着有機膜１２８及び陰極配線１０５の膜厚は、隔壁１００の側面に近づくにしたがい薄くなる。そして、隔壁１００の側面と陽極配線１０１の表面が交差する部分（図の破線部分）において、陰極配線１０５は、絶縁膜１２２とほぼ接することとなる。したがって、この部分において、陰極配線１０５と陽極配線１０１が短絡しやすくなるという問題がある。

この問題を解決するために、図１０で示したような絶縁膜が設けられている。図１２に示す例は、図１０で示した陽極配線１０１、絶縁膜１２２及び隔壁１００が形成された基板１１１上に、有機薄膜層及び陰極配線１０５を形成している。この例では、有機薄膜層は、図１１と同様に蒸着有機膜１２８のみである。蒸着有機膜１２８及び陰極配線１０５は、図に示されるように、陽極配線１０１及び絶縁膜１２２の上に形成され、隔壁１００により分離される。

蒸着有機膜１２８及び陰極配線１０５は、絶縁膜１２２の順テーパ構造に応じた形状で形成され、図１１と同様に、隔壁１００の側面に近づくにしたがい膜厚が薄くなる。そして、陰極配線１０５は、絶縁膜１２２とほぼ接することとなる。このように、蒸着有機膜１２８及び陰極配線１０５の膜厚が薄くなっても、陽極配線１０１上に絶縁膜１２２が形成されているため、陰極配線１０５と陽極配線１０１と短絡することはない。

また、上述のように、有機薄膜層の一層を有機材料の溶液を用いて形成する場合もある。図１３に示す例においては、図１０で示した陽極配線１０１、絶縁膜１２２及び隔壁１００が形成された基板１１１上に、有機薄膜層１２４及び陰極配線１０５を形成している。この例では、有機薄膜層１２４は、有機材料の溶液を塗布して形成された塗布有機膜１２７と、蒸着有機膜１２８から構成されている。塗布有機膜１２７、蒸着有機膜１２８及び陰極配線１０５は、図に示されるように、陽極配線１０１及び絶縁膜１２２の上に形成され、隔壁１００により分離される。

蒸着有機膜１２８及び陰極配線１０５は、図１１、１２と同様に、隔壁１００の側面に近づくにしたがい膜厚が薄くなるのに対し、塗布有機膜１２７は、隔壁１００の側面と絶縁膜１２２の表面が交差する部分で、膜厚が他の部分よりも急に厚くなる。これは、有機材料の溶液を塗布した際に、隔壁１００の側面と絶縁膜１２２の表面の交差する部分の近傍空間によって、毛細管現象と同様の現象が発生し、溶液が吸い寄せられているためと考えられる。そして、この吸い寄せられた溶液は、隔壁１００の側面と絶縁膜１２２の表面とが交差する部分に沿って、広がってしまう。特に、陰極配線１０５等を確実に分離するために逆テーパ構造を有するように隔壁１００を形成すると、隔壁１００の側面と絶縁膜１２２の表面の交差する部分の近傍空間は狭くなり、溶液がより広がりやすくなってしまう。

図１４は、隔壁に沿って、有機材料の溶液が広がった状態を示す説明図である。図１４では、隔壁１００と有機材料の溶液１２５を示し、他の構成部の図示は省略した。図１４において、１２６は溶液１２５の塗布領域であり、塗布した溶液１２５が広がらずに留まっているべき範囲を示している。すなわち、溶液１２５は、塗布領域１２６よりも広がらないことが理想的である。しかし、既に説明したように、溶液１２５は、隔壁１００に沿って広がってしまう。その結果、図１４に示すように、溶液は、塗布領域１２６よりも広がってしまう。

溶液１２５は一定の厚みが得られるように濃度等を調整されるが、隔壁１００に沿って広がってしまうために、所望の厚みを実現することが困難になってしまう。特に、塗布領域１２６の外周部付近の溶液は、より外側に広がってしまうため、有機薄膜層の厚さは、塗布領域１２６の外周部になるほど薄くなる。このように、有機薄膜層の厚さにムラが生じるため、各表示画素を発光させたときに発光ムラが生じてしまうという問題がある。

また、表示領域から塗布した溶液が流出することによって、溶液の流動による画素内膜厚のムラが生じ、画素内において発光輝度のムラが生ずる。特に、表示領域の外周部の画素において、この傾向が顕著に現れる。

他方、絶縁膜の開口部が発光し画素となるため、絶縁膜の部分は発光しない部分である。したがって、絶縁膜を設けることにより、絶縁膜がない場合と比べて、画素の発光面積の割合（開口率あるいは発光面積率）が悪いという問題もある。
特開２００１−３５１７７９号公報（段落００１２−００１７、第１図および第２図）

このように従来の有機ＥＬ表示装置では、有機層となる液状材料が表示領域から流出することによって、膜厚ムラに起因する発光ムラが生じてしまい、表示品質が劣化し、さらに、開口率も悪いという問題点があった。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、表示特性の優れた有機ＥＬ表示装置及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる有機ＥＬ表示装置は、基板と、前記基板上に形成された第１の電極と、前記第１の電極上に、開口を有するように形成された絶縁膜と、前記第１の電極と交差するように延在し、前記絶縁膜上及び前記絶縁膜の開口内に形成された隔壁と、前記絶縁膜の開口内に、前記隔壁が形成された前記基板上に形成された有機化合物層と、前記隔壁により隔離され、前記絶縁膜の開口内における前記第１の電極との間において前記有機化合物層を挟むように形成された第２の電極と、を備えるものである。これにより、表示特性を向上することができる。なお、「基板上」や「電極上」、「絶縁膜上」等には、当該基板等の直接上である場合に限らず、当該基板等の上に他の層を介在している場合も含まれる。以下においても同様である。

上述の有機ＥＬ表示装置において、前記絶縁膜は、前記第１の電極と平行な方向に延在していてもよい。これにより、発光ムラを低減することができる。

上述の有機ＥＬ表示装置において、前記絶縁膜は、前記第１の電極の両端を覆うように形成されていてもよい。これにより、陰極配線と陽極配線の短絡を防止することができる。

上述の有機ＥＬ表示装置において、前記隔壁は、前記絶縁膜の開口内において前記第１の電極上に、直接形成されていてもよい。これにより、発光ムラを低減することができる。

上述の有機ＥＬ表示装置において、前記第１の電極と前記第２の電極が交差する表示画素部は、対向する前記絶縁膜及び対向する前記隔壁の間の領域において表示してもよい。これにより、開口率を向上することができる。

上述の有機ＥＬ表示装置において、前記有機化合物層は、塗布膜であってもよい。これにより、有機材料の溶液の流出を抑制し、発光ムラを低減することができる。

上述の有機ＥＬ表示装置において、前記有機化合物層は、正孔注入層に重量平均分子量が１０００以上の高分子有機材料が５重量％以上含まれていてもよい。これにより、有機材料の溶液の流出を抑制し、発光ムラを低減することができる。

上述の有機ＥＬ表示装置において、前記有機化合物層と前記第２の電極との間に、さらに、蒸着膜である蒸着有機化合物層を有していてもよい。

本発明にかかる有機ＥＬ表示装置は、基板と、前記基板上に形成された第１の電極と、前記第１の電極と交差するように延在し、前記第１の電極上に、直接形成された隔壁と、前記隔壁が形成された基板上において、前記第１の電極上に形成された有機化合物層と、前記隔壁により隔離され、前記第１の電極との間において前記有機化合物層を挟むように形成された第２の電極とを備えるものである。これにより、表示特性を向上することができる。

上述の有機ＥＬ表示装置において、前記有機化合物層は、塗布膜であってもよい。これにより、有機材料の溶液の流出を抑制し、発光ムラを低減することができる。

本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板上に第１の電極を形成するステップと、前記第１の電極が形成された基板上に、開口を有するように絶縁膜を形成するステップと、前記絶縁膜が形成された基板上に、前記第１の電極と交差し延在するように、前記絶縁膜上及び前記絶縁膜の開口内に隔壁を形成するステップと、前記絶縁膜の開口内に、前記隔壁が形成された基板上に、液状材料を塗布し、有機化合物層を形成するステップと、前記有機化合物層が形成された基板上に、前記隔壁により隔離され、前記絶縁膜の開口内における前記第１の電極との間において前記有機化合物層を挟むように第２の電極を形成するステップとを備えるものである。これにより、表示特性のすぐれた有機ＥＬ表示装置を製造することができる。

本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板上に第１の電極を形成するステップと、前記第１の電極が形成された基板上に、前記第１の電極と交差し延在するように、前記第１の電極の上に直接、隔壁を形成するステップと、前記隔壁が形成された基板上に、液状材料を塗布し、前記第１の電極上に有機化合物層を形成するステップと、前記有機化合物層が形成された基板上に、前記隔壁により隔離され、前記第１の電極との間において前記有機化合物層を挟むように第２の電極を形成するステップとを備えるものである。これにより、表示特性のすぐれた有機ＥＬ表示装置を製造することができる。

上述の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、前記有機化合物層と前記第２の電極との間に、蒸着有機化合物層を蒸着により形成するステップをさらに備えるものである。

本発明によれば、表示特性の優れた有機ＥＬ表示装置及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略をしている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することができる。

本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ発光素子が形成されている素子基板について図１を用いて説明する。図１は有機ＥＬ表示装置の素子基板１１０の構成を示す平面図である。１は陽極配線、５は陰極配線、１０は隔壁、１１は基板、２１は陰極接続配線、２２は絶縁膜、２３は表示画素部、２４は破線によって示される表示領域、２５はコンタクトホールである。

基板１１上には、基板１１の表面に接するように複数の陽極配線１と、陰極に接続される陰極接続配線２１とが形成されている。複数の陽極配線１はそれぞれ平行に形成されている。陰極接続配線２１は陰極配線５の本数に対応して形成され、それぞれの陽極配線１と垂直に形成されている。陽極配線１と陰極接続配線２１は、例えばＩＴＯ等などの透明導電膜により形成される。

陽極配線１および陰極接続配線２１が形成された基板上には、絶縁膜２２が形成されている。絶縁膜２２の膜厚は、例えば、０．７μｍである。本実施形態では、絶縁膜２２は、陽極配線１と平行な方向に複数形成されている。また、絶縁膜２２は、各陽極配線１の両端を覆うようにして形成されており、陽極配線１の両端における段差を被覆し、陰極配線５と陽極配線１の短絡を防止している。

絶縁膜２２の上層には、複数の有機薄膜層（有機化合物層）から構成される有機発光層と、陰極配線５が順に積層される。従って、有機発光層は陰極配線５と陽極配線１に挟まれる構成となる。ただし、図１では有機発光層の図示を省略している。また、有機発光層を形成する前に、隣接する陰極配線５同士を区分する隔離構造体（以下、隔壁１０と記す。）が設けられる。隔壁１０は、陰極配線５を蒸着等により形成する前に、所望のパターンに形成される。例えば、図１に示すように、陽極配線１と直交する複数の陰極配線５を形成するため、陽極配線１と直交する複数の隔壁１０が陽極配線１の上に形成される。

隔壁１０は、逆テーパ構造を有していることが好ましい。すなわち、基板１１から離れるにつれて断面が広がるように形成されることが好ましい。これにより、隔壁１０の側壁及び立ち上がり部分が蒸着の陰となり、陰極配線５を分離することができる。隔壁１０は例えば、高さが３．４μｍで、幅が１０μｍで形成することができる。

本実施形態では、陽極配線１と陰極配線５とが交差する位置となる表示画素部２３は、各絶縁膜２２の間及び各隔壁１０の間の領域となる。表示領域２４は複数の表示画素部２３から構成されており、各表示画素部２３が駆動回路（不図示）からの駆動信号に従って有機発光層の発光量を制御することによって、表示領域２４は画像表示を行う。なお、表示画素部２３周辺の構成については、後に詳述する。

有機発光層を形成する有機薄膜層の少なくとも一つは、有機材料の溶液である液状の有機発光層材料を塗布し、有機薄膜材料を濃縮乾燥硬化することによって形成される。有機薄膜層は、各隔壁１０によって分離される。

隔壁１０を形成した後、有機薄膜層の上から陰極配線５となる金属材料等を蒸着する。逆テーパ構造の隔壁１０により、陰極パターンが分離され複数の陰極配線５を形成することができる。隔壁１０によって分断された陰極配線５は陽極配線１と垂直に形成される。これにより、陰極配線５と陽極配線１の交差点では陰極配線５と陽極配線１との間に有機発光層が配置される。

表示領域２４の外側には陰極接続配線２１と陰極配線５とを接続するため、絶縁膜２２にコンタクトホール２５が形成されている。このコンタクトホール２５は、陰極配線５と陰極接続配線２１とが重なる箇所に形成される。これにより、表示画素部２３において陽極配線１と陰極配線５に挟まれる有機薄膜層に電流を流すことができ、有機発光層が発光する。

次に、図２及び図３を用いて、本実施形態にかかる絶縁膜の構成と、この構成において、形成された有機薄膜層等について説明する。

基板１１上に隔壁１０を形成した状態において、表示画素部２３の周辺部分は、図２に示す構成となっている。図２は、図１に示される基板１１内の一部を抜き出したものを示している。図２（ａ）は、隔壁１０が形成される側から基板１０を観察した状況を拡大して示す模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。

図２において、基板１１上に陽極配線１が形成され、その上に、絶縁膜２２または隔壁１０が形成されている。本実施形態では、絶縁膜２２が陽極配線１と平行な方向にのみ形成されている。このため、隔壁１０と絶縁膜２２が交差しない部分、例えば、図２（ａ）のＢ−Ｂ’においては、陽極配線１の上に直接隔壁１０が形成される。また、隔壁１０と絶縁膜２２が交差する部分においては、陽極配線１の上に絶縁膜２２が形成され、その上に隔壁１０が形成される。

このように、絶縁膜２２を陽極配線１と平行な方向にのみ形成することにより、表示画素部２３が隔壁１０の間の領域となり、従来の格子状の絶縁膜を形成した場合と比べて、開口率を向上することができる。

基板１１上に有機薄膜層２８及び陰極配線５を形成した状態を図３に示す。図３は、図１に示される基板１１内の一部を抜き出したものを示しており、図２（ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。

図３においては、図２で示した陽極配線１、隔壁１０が形成された基板１１上に、有機薄膜層２８及び陰極配線５を形成している。ここでは、有機薄膜層２８は、有機材料の溶液を塗布して形成された塗布有機膜２６と、有機材料を蒸着して形成された蒸着有機膜２７から構成されている。塗布有機膜２６、蒸着有機膜２７及び陰極配線５は、図に示されるように、陽極配線１の上に形成され、隔壁１０により分離される。

塗布有機膜２６は、隔壁１０の側面と陽極配線１の表面が交差する部分において、毛細管現象と同様の現象により有機材料の溶液が吸い寄せられるため、膜厚が他の部分よりも厚くなる。本実施形態では、陽極配線１の上に直接隔壁１０が形成されているために、より多くの溶液が吸い寄せ、さらに、吸い寄せられた溶液の流出を抑制することができる。これにより、塗布有機膜２６の膜厚ムラを低減することができる。

また、蒸着有機膜２７及び陰極配線５は、隔壁１０の側面の部分において、隔壁１０により蒸着の際に影となるため、膜厚が薄くなる。このように、蒸着有機膜２７及び陰極配線５の膜厚が薄くなっても、陽極配線１の上に塗布有機膜２７が形成されているため、陰極配線５と陽極配線１の短絡を防止することができる。特に、短絡の発生しやすい隔壁１０の側面と陽極配線１の表面が交差する部分において、塗布有機膜２７の膜厚がその他の部分よりも厚いため、より確実に短絡を防止することができる。

次に、図４を用いて、本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。図４は、本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。

まず、基板１１上に陽極配線１および陰極接続配線２１を形成する（ステップＳ１０１）。基板１１として、例えばガラス基板等の透明基板を用いる。陽極配線１および陰極接続配線２１は、基板１１上にＩＴＯを成膜して、そのＩＴＯ膜にエッチングを施すことによって形成する。ＩＴＯはスパッタや蒸着によって、ガラス基板全面に均一性よく成膜することができる。フォトリソグラフィー及びエッチングによりＩＴＯパターンを形成する。このＩＴＯパターンが陽極となる。レジストとしてはフェノールノボラック樹脂を使用し、露光現像を行う。エッチングはウェットエッチングあるいはドライエッチングのいずれでもよいが、例えば、塩酸及び硝酸の混合溶液を使用してＩＴＯをパターニングすることができる。レジスト剥離材としては例えば、モノエタノールアミンを使用することができる。

また、陰極接続配線２１にはＡｌあるいはＡｌ合金などの低抵抗な金属材料を用いることも可能である。例えば、陽極配線１となるＩＴＯをパターニングした後に、Ａｌ等をスパッタ又は蒸着により成膜する。あるいは陰極接続配線２１を形成した後に陽極配線１を形成しても良い。そして、Ａｌ膜をフォトリソグラフィー及びエッチングによりパターニングして陰極接続配線２１を形成することができる。これにより、陰極接続配線２１の配線抵抗を低減することができる。

さらには陰極接続配線２１の構成をＩＴＯと金属材料との多層構成としてもよい。例えば、１５０ｎｍのＩＴＯ層の上に４００〜５００ｎｍのＭｏやＭｏ合金の金属薄膜を形成してもよい。これにより、配線抵抗及びコンタクト抵抗を低減することができる。

次に、陽極配線１及び陰極接続配線２１を設けた基板１１の面に絶縁膜２２を成膜する（ステップＳ１０２）。例えば、感光性のポリイミドの溶液をスピンコーティングにより塗布する。この絶縁膜２２の膜厚は、例えば、０．７μｍになるようにすればよい。絶縁膜２２の層をフォトリソグラフィー工程でパターニングした後、キュアし、陽極配線１と平行な方向にのみ絶縁膜が残るように除去する。

後述するステップＳ１０５で形成される陰極配線５と、陽極配線１との交差部分が、表示画素が形成される位置である。同時に陰極配線５と陰極接続配線２１とのコンタクトホール２５を形成する。例えば、開口部２３は３００μｍ×３００μｍ程度で形成することができる

続いて、絶縁膜（ポリイミドの層）２２の表面において、陰極配線５を分離配置できるように隔壁１０を形成する（ステップＳ１０３）。隔壁１０は、絶縁膜２２の上層にノボラック樹脂、アクリル樹脂膜等の感光性樹脂を塗布することにより形成する。例えば、感光性樹脂をスピンコートして、フォトリソグラフィー工程でパターニングした後、光反応させて隔壁１０を形成する。隔壁１０が逆テーパ構造を有するようネガタイプの感光性樹脂を用いることが望ましい。

ネガタイプの感光性樹脂を用いると、上から光を照射した場合、深い場所ほど光反応が不十分となる。その結果、上から見た場合、硬化部分の断面積が上の方より下の方が狭い構造を有する。これが逆テーパ構造を有するという意味である。このような構造にすると、その後、陰極の蒸着時に蒸着源から見て陰になる部分は蒸着が及ばないため、陰極配線５同士を分離することが可能になる。さらに、開口部２３のＩＴＯ層の表面改質を行うために、酸素プラズマ又は紫外線を照射してもよい。例えば、隔壁１０の高さは３．４μｍとすることができる。

その後、有機薄膜層を積層する（ステップＳ１０４）。まず、開口部を有する金属マスクをガラス基板に取り付ける。このとき、金属マスクの開口部と液状の有機薄膜層を設けるべき表示領域２４が重なるように配置する。また、金属マスクとガラス基板との間に所定距離、例えば６０μｍの空間が空くように取り付ける。そして、０．５％（質量百分率）の平均分子量５０００のポリビニルカルバゾールを溶解した安息香酸エチル溶液をマスクスプレー法によって塗布する。

図５は、表示領域２４端部における、素子基板１１０の構造を示す断面図である。図５は、陰極配線５と平行な方向における断面構造を示し、図１に示される基板１１内の一部を抜き出したものを示しており、図１におけるＡ−Ａ´に示された部分に相当する断面構造である。図５において、図１と同一の符号は、図１において示された要素と同一の要素を指示しており、説明は省略される。

図５において、２９は有機材料溶液を示しており、有機材料溶液２９は絶縁膜２２の上から、金属マスクを介して表示領域２４の全体に塗布される。有機材料溶液２９の塗布端は、表示領域２４と同じ位置となる。上述のように、絶縁膜２２を陽極配線１と平行な方向にのみ形成したことにより、溶液の流出を抑制することができるため、表示領域２４の内側において溶液の膜厚がほぼ一定となる。従って、発光ムラを低減することができる。また、表示領域２４の外側で、溶液は隔壁１０に沿って広がり、コンタクトホール２５の近傍まで流出する。

なお、上述の例では、有機材料溶液はスプレー法により塗布する例について説明したが、有機薄膜層となる有機材料を液体中に分散または溶解させ、溶液として塗布する他の湿式塗布方法を利用することができる。例えば、有機材料を溶媒中に分散または溶解させた溶液の層を所定の領域のみに形成する、オフセット印刷法、凸版印刷法、あるいはインクジェット塗布法等を利用することができる。

そして、この有機材料溶液２９を濃縮乾燥することによって硬化処理し、有機薄膜層である正孔注入層を形成する。続いて、正孔注入層の上層にα−ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ'−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−ベンジジン）を蒸着して膜厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成する。さらに、その上層に、発光層のホスト化合物となるＡｌｑ（トリス（８−ヒドロキシナト）アルミニウム）と、ゲスト化合物の蛍光性色素となるクマリン６とを同時に蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層を形成する。続いて、発光層の上層にＬｉＦを蒸着して、膜厚０．５ｎｍの陰極界面層を形成する。

その後、アルミニウム等の金属材料を蒸着して、例えば膜厚１００ｎｍの陰極配線５を形成する（ステップＳ１０５）。この結果、隔壁１０によってアルミニウム膜は分離され、それぞれの隔壁間に陽極配線１と交差する陰極配線５を形成することができる。図６は、表示領域２４端部における、素子基板１１０の構造を示す断面図である。図６は、陰極配線５と平行な方向における断面構造を示し、図１に示される基板１１内の一部を抜き出したものを示しており、図１におけるＡ−Ａ´に示された部分に相当する断面構造である。図６において、図１と同一の符号は、図１において示された要素と同一の要素を指示しており、説明は省略される。

図６において、２８は複数の有機薄膜層から形成されている有機発光層である。有機発光層２８は絶縁膜２２の上に形成され、表示画素部２３において陽極配線１と接触する。有機発光層２８の上には陰極配線５が配置される。この表示画素部２３において、陽極配線１と接触した部分の有機発光層２８は陰極と陽極に流れる電流によって発光する。なお、本実施形態では陰極接続配線２１はＩＴＯ層と金属層の２層構成としている。表示領域２４外の絶縁膜２２に形成されたコンタクトホール２５を介して、表示領域２４に設けられている陰極配線５と表示領域２４外に通じる陰極接続配線２１が電気的に接続される。

次に上述の工程により形成された有機ＥＬ発光素子を封止するため、封止用の対向基板を製造する工程について説明する。まず。素子基板とは別のガラス基板を用意する。このガラス基板を加工して捕水材を収納するための捕水材収納部を形成する。捕水材収納部はガラス基板にレジストを塗布し、露光、現像により基板の一部を露出させる。この露出部分をエッチングにより薄くすることにより捕水材収納部を形成する。

この捕水材収納部に酸化カルシウム等の捕水材を配置した後、２枚の基板を重ね合わせて接着する（ステップＳ１０６）。具体的には、対向基板の捕水材収納部が設けられた面に、ディスペンサを用いてシール材を塗布する。シール材として、例えば、エポキシ系紫外線硬化性樹脂を用いることができる。また、シール材は、有機ＥＬ素子と対向する領域の外周全体に塗布する。二枚の基板を位置合わせして対向させた後、紫外線を照射してシール材を硬化させ、基板同士を接着する。この後、シール材の硬化をより促進させるために、例えば、８０℃のクリーンオーブン中で１時間熱処理を施す。この結果、シール材および一対の基板によって、有機ＥＬ素子が存在する基板間と、基板の外部とが隔離される。捕水材を配置することにより、封止された空間に残留または侵入してくる水分等による有機ＥＬ素子の劣化を防止することができる。

基板の外周付近の不要部分を切断除去し、陽極配線１に信号電極ドライバを接続し、陰極接続配線に走査電極ドライバを接続する。基板端部において各配線に接続される端子部が形成されている。この端子部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を貼付け、駆動回路が設けられたＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）を接続する。具体的には端子部にＡＣＦを仮圧着する。ついで駆動回路が内蔵されたＴＣＰを端子部に本圧着する。これにより駆動回路が実装される。この有機ＥＬ表示パネルが筐体に取り付けられ、有機ＥＬ表示装置が完成する。

このような有機ＥＬ表示装置の製造方法によれば、絶縁膜を陽極配線と平行な方向にのみ形成することにより、有機材料の溶液の流出を抑制し、有機薄膜層の膜厚のムラが軽減され、有機ＥＬ表示装置を駆動したときに各表示画素の発光ムラを軽減することができる。また、隔壁と平行な方向には絶縁膜がないため、開口率を向上することができる。さらに、有機薄膜層のうち一層を有機材料の溶液を塗布し形成することにより、陰極配線と陽極配線の短絡を防止することができる。

表１は、本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置と従来の有機ＥＬ表示装置における、陰極配線と陽極配線の短絡、開口率及び塗布有機膜の膜厚ムラについての比較を示している。上述のように、図３に示した本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置は、塗布有機膜により陰極配線と陽極配線の短絡を防止し、絶縁膜が陽極配線と平行な方向のみのため、絶縁膜が格子状のものと比べて開口率が高く、有機材料の溶液の流出を抑制するため、塗布有機膜の膜厚ムラが低減する。

図１１に示した従来の有機ＥＬ表示装置では、本実施形態と比べて、陰極配線と陽極配線が短絡しやすく、図１２に示した従来の有機ＥＬ表示装置では、本実施形態と比べて、格子状の絶縁膜により開口率が低い。また、図１１及び図１２の従来例では、有機薄膜層が蒸着有機膜のみのため、陽極配線の表面の凹凸を被覆することができない。図１３に示した従来の有機ＥＬ表示装置では、本実施形態と比べて、格子状の絶縁膜により開口率が低く、有機材料の溶液が流出するため、塗布有機膜の膜厚ムラによる表示ムラが生じる。

なお、上述の例では、絶縁膜を陽極配線と平行な方向にのみ絶縁膜を形成したが、これに限らず、表示領域や表示画素部の一部において、隔壁と平行な方向にも絶縁膜を形成してもよい。例えば、有機材料の溶液が流出し易い部分には、隔壁の下に絶縁膜を設けず、溶液が流出し難い部分には、隔壁の下に絶縁膜を設けてもよい。さらに、表示領域において絶縁膜を全く形成しなくてもよい。

次に、図７を用いて、有機ＥＬ表示装置の輝度を測定した実施例１について説明する。図７は、有機ＥＬ表示装置の表示領域における輝度の測定結果を示す分布図である。図７（ａ）は、図１３で示した従来の格子状の絶縁膜を有する有機ＥＬ表示装置の輝度、図７（ｂ）は、図３で示した本発明にかかる陽極配線と平行な方向のみに絶縁膜を有する有機ＥＬ表示装置の輝度を示している。また、図の右側が、陰極接続配線が形成される側であり、有機材料の溶液は右の外側へ流出する。

輝度の測定に当たって、両方の有機ＥＬ表示装置の駆動回路には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式により低階調制御を行う回路を使用した。

図７（ａ）に示されるように、従来の有機ＥＬ表示装置では、表示領域の中央から右端にかけて輝度が高くなった。表示領域の中央において約１．５ｃｄ／ｍ^２、右端において約２．４ｃｄ／ｍ^２である。特に、右端近傍における輝度が、顕著に高い値となった。これは、有機材料の溶液が流出し有機薄膜層に膜厚ムラが生じているためである。

図７（ｂ）に示されるように、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置では、表示領域の中央よりも右端の方が輝度は高くなった。表示領域の中央において約１．５ｃｄ／ｍ^２、右端において約２．０ｃｄ／ｍ^２である。また、図７（ａ）のように右端近傍で輝度が顕著に高くはならず、中央から右端にかけてほぼ一様の輝度となった。これは、有機材料の溶液の流出が抑制され、有機薄膜層の膜厚ムラが低減していることを示している。

また、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置において、１０００時間の通電試験を行ったが、陰極配線と陽極配線の短絡は発生しなかった。これは、塗布有機膜によって短絡が防止されていることを示している。

本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の素子基板の概略構造を示す上面図である。 本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の隔壁形成後における表示画素部の構成を示す拡大概略図である。 本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の陰極配線形成後における表示画素部の構成を示す拡大断面図である。 本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の有機材料溶液塗布後における素子基板端部の構成を示す拡大断面図である。 本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の陰極配線形成後における素子基板端部の構成を示す拡大断面図である。 本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の輝度の測定結果を示す分布図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の素子基板の構成を示す断面図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の素子基板の構成を示す図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の隔壁形成後における表示画素部の構成を示す拡大概略図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の陰極配線形成後における表示画素部の構成を示す拡大断面図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の陰極配線形成後における表示画素部の構成を示す拡大断面図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の陰極配線形成後における表示画素部の構成を示す拡大断面図である。 隔壁に沿って、有機材料の溶液が広がった状態を示す図である。

符号の説明

１ 陽極配線
５ 陰極配線
１０ 隔壁
１１ 基板
２１ 陰極接続配線
２２ 絶縁膜
２３ 表示画素部
２４ 表示領域
２５ コンタクトホール
１１０ 素子基板

Claims (13)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された第１の電極と、
   前記第１の電極上に、開口を有するように形成された絶縁膜と、
   前記第１の電極と交差するように延在し、前記絶縁膜上及び前記絶縁膜の開口内に形成された隔壁と、
   前記絶縁膜の開口内に、前記隔壁が形成された前記基板上に形成された有機化合物層と、
   前記隔壁により隔離され、前記絶縁膜の開口内における前記第１の電極との間において前記有機化合物層を挟むように形成された第２の電極と、
   を備える有機ＥＬ表示装置。
2. 前記絶縁膜は、前記第１の電極と平行な方向に延在する、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記絶縁膜は、前記第１の電極の両端を覆うように形成されている、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記隔壁は、前記絶縁膜の開口内において前記第１の電極上に直接形成されている、請求項１、２又は３に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 前記第１の電極と前記第２の電極が交差する表示画素部は、対向する前記絶縁膜及び対向する前記隔壁の間の領域において表示する、請求項２、３又は４に記載の有機ＥＬ表示装置。
6. 前記有機化合物層は、塗布膜である、請求項１、２、３、４又は５に記載の有機ＥＬ表示装置。
7. 前記有機化合物層は、正孔注入層に重量平均分子量が１０００以上の高分子有機材料が５重量％以上含まれる、請求項１、２、３、４、５又は６に記載の有機ＥＬ表示装置。
8. 前記有機化合物層と前記第２の電極との間に、さらに、蒸着膜である蒸着有機化合物層を有する、請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置。
9. 基板と、
   前記基板上に形成された第１の電極と、
   前記第１の電極と交差するように延在し、前記第１の電極上に直接形成された隔壁と、
   前記隔壁が形成された基板上において、前記第１の電極上に形成された有機化合物層と、
   前記隔壁により隔離され、前記第１の電極との間において前記有機化合物層を挟むように形成された第２の電極と、
   を備える有機ＥＬ表示装置。
10. 前記有機化合物層は、塗布膜である、請求項９に記載の有機ＥＬ表示装置。
11. 基板上に第１の電極を形成するステップと、
    前記第１の電極が形成された基板上に、開口を有するように絶縁膜を形成するステップと、
    前記絶縁膜が形成された基板上に、前記第１の電極と交差し延在するように、前記絶縁膜上及び前記絶縁膜の開口内に隔壁を形成するステップと、
    前記絶縁膜の開口内に、前記隔壁が形成された基板上に液状材料を塗布し、有機化合物層を形成するステップと、
    前記有機化合物層が形成された基板上に、前記隔壁により隔離され、前記絶縁膜の開口内における前記第１の電極との間において前記有機化合物層を挟むように第２の電極を形成するステップと、
    を備える有機ＥＬ表示装置の製造方法。
12. 基板上に第１の電極を形成するステップと、
    前記第１の電極が形成された基板上に、前記第１の電極と交差し延在するように、前記第１の電極の上に直接、隔壁を形成するステップと、
    前記隔壁が形成された基板上に液状材料を塗布し、前記第１の電極上に有機化合物層を形成するステップと、
    前記有機化合物層が形成された基板上に、前記隔壁により隔離され、前記第１の電極との間において前記有機化合物層を挟むように第２の電極を形成するステップと、
    を備える有機ＥＬ表示装置の製造方法。
13. 前記有機化合物層と前記第２の電極との間に、蒸着有機化合物層を蒸着により形成するステップをさらに備える、請求項１１又は１２に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

Images