JP2000100557A

JP2000100557A - 電場発光ディスプレイパネル及びその製造方法

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Publication number: JP2000100557A
Application number: JP10264633A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Sugiura; 久則杉浦; Mikiko Matsuo; 三紀子松尾; Tetsuya Sato; 徹哉佐藤; Toru Kawase; 透川瀬; Hitoshi Hisada; 均久田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】高い開口率を有し、かつ容易に陰極の微細パ
ターニングを行う。【解決手段】マトリクス状に配置された複数の発光画
素からなる画像表示配列を有し、ストライプ状に複数の
突出部２が形成された透明基板１と、突出部２と交差し
て透明基板２上にストライプ状に形成された複数の第１
電極３と、第１電極３上に形成された発光媒体の有機発
光層４と、有機発光層４上に形成された複数の第２電極
５を有する。また、電場発光ディスプレイパネルの製造
方法において、透明基板１にストライプ状に複数の突出
部２を形成する工程と、突出部２と交差して透明基板１
上にストライプ状の複数の第１電極３を形成する工程
と、第１電極３上に有機発光層４を形成する工程と、有
機発光層４上に複数の第２電極５を形成する工程を含
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に表示装置など
に用いられる電場発光ディスプレイパネルとその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電場発光素子は、自発光のため視認性が
高く、薄型化が可能なため、平板状ディスプレイ等の表
示素子として注目を集めている。中でも、有機化合物を
発光体とする有機ＥＬ素子は、低電圧駆動が可能なこ
と、大面積化が容易なこと、適当な色素を選ぶことによ
り、所望の発光色を容易に得られること等の特徴を有
し、次世代ディスプレイとして活発に開発が行われてい
る。

【０００３】有機発光体を用いたＥＬ素子としては、例
えば厚さ１μm以下のアントラセン蒸着膜に３０Ｖの電
圧を印加することにより、青色発光が得られている
（「シンソリッドフィルムズ」第９４巻１９８２年１
７１頁（Thin Solid Films, 94(1982) 171)）。しか
し、この素子は高電圧を印加しても十分な輝度が得られ
ず、さらに発光効率を向上する必要があった。

【０００４】これに対し、Ｔａｎｇらは透明電極（陽
極）、正孔輸送層、電子輸送性の発光層、仕事関数の低
い金属を用いた陰極を積層することにより、発光効率の
向上を図り、１０Ｖ以下の印加電圧で、１０００cd/m²
の輝度を実現した（「アプライフィジックスレター
第５１巻１９８７年９１３頁」（Appl.Phys.Lett., 51
(1987) 913)）。

【０００５】さらに、正孔輸送層と電子輸送層で発光層
を挟み込んだ３層構造の素子（「ジェイピーエヌジェ
イアプライドフィジックス」第２７巻１９８８年(J
pn.J.Appl Phys., 27(1988) L269)）や、発光層にドー
ピングされた色素からの発光を得る素子（「ジェイア
プライドフィジックス」第６５巻１９８９年(J.Appl.
Phys., 65(1989)3610)）が報告されている。

【０００６】これらの素子をマトリクス状に配置するこ
とにより、ディスプレイパネルが得られる。有機ＥＬ素
子を用いたディスプレイパネルについては、例えば特開
平２−６６８７３号公報に開示されている。このパネル
は、横方向に間隔をあけて配置され、互いに交差するス
トライプ状の陽極と陰極間に有機正孔注入帯域及び有機
電子注入発光帯域を配置したものである。すなわち、マ
トリクス状に配置された素子（画素）のうち、選択され
た画素に接する陽極及び陰極ライン間に電流を流すこと
により、前記画素を発光させ、このように順次選択され
た画素が発光することにより、画像を形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記デ
ィスプレイパネルを製造する際、有機ＥＬ媒体の上にス
トライプ状の金属陰極を形成する必要があるが、一般
に、有機薄膜は耐熱性、耐溶剤性が低いため、前記金属
陰極を有機ＥＬ媒体上に成膜した後、通常のフォトリソ
グラフィー及びエッチング工程によりストライプ状にパ
ターニングすることは極めて困難である。また、金属を
蒸着する際、蒸着マスクを用いてパターニングする方法
があるが、この方法では、基板と蒸着マスクの密着不足
のため、蒸着時の回り込みが大きくなり、隣接するスト
ライプ間でショートが発生してしまうため、微細なパタ
ーニングが困難である。

【０００８】一方これに対し、基板上にストライプ状の
陽極を形成した後、前記ストライプ状の陽極と垂直方向
に絶縁体からなる複数の隔壁をストライプ状に形成し、
全面に陰極材料を蒸着する方法が開示されている（例え
ば、特開平５−２７５１７２号公報、特開平５−２５８
８５９号公報、特開平５−２５８８６０号公報、特開平
８−３１５９８１号公報）。

【０００９】しかし、この方法を用いた場合、隔壁の存
在する部分は非発光部となるため、画素の発光面積すな
わち開口率が小さくなってしまうという問題がある。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するもので、高
い開口率を有し、かつ容易に陰極の微細パターニングが
できる電場発光ディスプレイ及びその製造方法を提供す
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る電場発光ディスプレイパネルは、マト
リクス状に配置された複数の発光画素からなる画像表示
配列を有し、複数のストライプ状突出部が形成された透
明基板と、前記突出部と交差して前記透明基板上にスト
ライプ状に形成された複数の第１電極と、前記第１電極
上に形成された発光媒体と、前記発光媒体上に形成され
た複数の第２電極を有することを特徴とする。

【００１２】また、本発明に係る電場発光ディスプレイ
パネルの製造方法は、透明基板に複数のストライプ状突
出部を形成する工程と、前記突出部と交差して前記透明
基板上にストライプ状の複数の第１電極を形成する工程
と、前記第１電極上に発光媒体を形成する工程と、前記
発行媒体上に複数の第２電極を形成する工程を含むこと
を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、実施例を用いて本発明を具
体的に説明する。

【００１４】（実施例１）図１は、本実施例に係る電場
発光ディスプレイパネルの概念図である。図１におい
て、１はストライプ状の突出部２を有する透明基板（例
えばガラス基板）、３はインジウムティンオキサイド
（ＩＴＯ）等からなるストライプ状の第１電極、４は有
機発光層、５は金属等からなる第２電極である。第２電
極５は、ストライプ状の突出部２によって、５ａ、５
ｂ、５ｃ、・・・と分離されている。

【００１５】また、突出部２と、第１電極３または第２
電極５と第１電極３は互いに直交しており、いわゆる行
電極と列電極の関係になっている。すなわち、単純マト
リクス構造のディスプレイパネルを構成しており、スト
ライプ状の第１電極３ａ、３ｂ、３ｃ・・・中の選択さ
れたラインと、ストライプ状の第２電極５ａ、５ｂ、５
ｃ・・・中の選択されたライン間に電流を流すことによ
り、これらの交点（画素）に存在する有機発光層４が発
光する。このようにして順次選択された画素が発光する
ことにより、画像を形成する。

【００１６】なお、有機発光層４は、単層構造または多
層構造を有し、多層構造の場合は、ホール輸送層／発光
層、発光層／電子輸送層の２層構造、ホール輸送層／発
光層／電子輸送層の３層構造、またはホール輸送層、電
子輸送層、発光層のうち少なくとも１つがさらに２つ以
上の層からなる多層構造を有する。また、発光層に蛍光
色素をドーピングすることにより、前記蛍光色素からの
発光を得ることも可能である。

【００１７】次に、電場発光ディスプレイパネルの製造
方法を図を用いて説明する。図２、図３に、本発明に係
る電場発光ディスプレイパネルの製造工程を示す。

【００１８】図２（ａ）と図３（ａ）に示すように、透
明基板１を加工して、例えばピッチ０.７mm、突出部幅
０．３５mm、突出部高さ１μmのストライプ状の突出部
２を形成する。基板の加工は、通常のフォトリソグラフ
ィー法、研削等の機械加工法、金型からの転写法等の方
法を用いる。例えばガラス基板をフォトリソグラフィー
法により加工する場合、基板上にフォトレジストを塗布
した後、所望のパターンを有するマスクを用いて露光、
現像を行い、エッチングを行う。エッチングは、フッ酸
等を用いたウェットエッチング、またはＣＦ₄、ＣＦ₃Ｃ
ｌガス等を用いたドライエッチングにより行う。

【００１９】次に透明基板上にＩＴＯ等からなる電極
を、例えば膜厚１００ｎｍ成膜する。この時、突出部２
の側面にも電極が付着するように成膜する。成膜方法
は、何れの方法を用いてもよいが、好ましくはスパッタ
法、ＥＢ蒸着法がよい。中でもスパッタ法は、１〜数十
ｍＴｏｒｒの比較的低真空領域で成膜するため、成膜時
の回り込みが大きく、突出部２の側面に膜が付着しやす
い。成膜後、フォトリソグラフィーにより、図２（ｂ）
及び図３（ｂ）に示すように、電極を例えばピッチ０．
３５ｍｍ、電極幅０．３ｍｍのストライプ状にパターニ
ングする。電極材料としてＩＴＯを用いた場合、エッチ
ングはヨウ化水素酸等のエッチャントを用いる。こうし
て、ストライプ状の第１電極３を形成する。

【００２０】さらに、発光領域全面に有機発光層４を、
例えば膜厚１５０ｎｍ、第２電極５を、例えば膜厚２０
０ｎｍ成膜する。この時、有機層４及び第２電極５は突
出部２によって分離され、突出部上部６と、突出部間の
底部７にそれぞれライン状の電極が形成される。第１電
極を成膜する時は、突出部２の側面に電極が付着するよ
うに回り込みの大きい方法で成膜したが、第２電極を成
膜する場合、隣り合うライン同志のショートを防ぐた
め、突出部２の側面に付着しないように回り込みの小さ
い方法で成膜する。すなわち、第２電極５は、抵抗加熱
蒸着法またはＥＢ蒸着法により成膜するのが好ましい。
有機発光層４は、突出部２の側面に付着する必要はない
が、第１電極３と第２電極５間のショートを防ぐため、
第２電極５と比べて回り込みの大きい条件で成膜するの
が好ましい。

【００２１】なお、有機発光層４は単層構造でも多層構
造でもよい。多層構造の場合、例えば基板側から、Ｎ，
Ｎ’−ビス（４’−ジフェニルアミノー４−ビフェニリ
ル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンからなるホール
輸送層、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウ
ムからなる発光層をそれぞれ５０〜１００ｎｍずつ成膜
する。

【００２２】また、有機発光層４として、ポリ-p-フェ
ニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリチオフェン誘導
体、ポリ-p-フェニレン誘導体等の高分子発光材料、ま
たはポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）等の電荷輸送性
高分子からなるホスト材料に低分子からなる電荷輸送材
料、発光材料を分散したものを用いることもできる。こ
の場合、例えば塗布法などの湿式成膜法により有機発光
層４を形成すればよい。

【００２３】第２電極としては、例えばＡｌＬｉ合金、
ＭｇＡｇ合金、ＭｇＩｎ合金等の仕事関数の比較的低い
金属と高い金属の合金材料を、各金属材料からの共蒸着
または合金材料からの直接蒸着により成膜する。また
は、仕事関数の比較的低い金属を有機層側に成膜し、こ
れを保護する目的で仕事関数の比較的高い金属を積層し
てもよく、例えばＬｉ／Ａｌ積層構造、ＬｉＦ／Ａｌ積
層構造等の構成とする。

【００２４】以上の方法により、第２電極の微細パター
ニングが容易にできると同時に、従来の隔壁に相当する
基板突出部上にも発光部が存在するため、開口率を低下
させることなくディスプレイパネルを製造することがで
きる。

【００２５】（実施例２）図４は、本発明に係る第２の
実施例の断面図である。実施例１と異なる点は、突出部
２の断面が逆テーパ形状を有することである。これによ
り、第２電極５を成膜する際に突出部２の側面への電極
材料の付着をより確実に防止できる。

【００２６】さらに、図４に示すように、有機発光層４
を形成する際、逆テーパ形状になっている突出部２の軒
下部まで成膜することにより、第１電極３と第２電極５
間のショートをより確実に防止できる。有機発光層４を
軒下部まで形成するには、成膜する際に第２電極形成時
と比べて回り込みの大きい条件、すなわち真空度の低い
状態で成膜すればよい。その他の製造方法は、実施例１
と同様でよい。

【００２７】（実施例３）図５、図６は、本発明に係る
第３の実施例の概念図及びその断面図である。

【００２８】本実施例が実施例１，２と異なる点は、突
出部２の一方の側面を通じて、突出部上部６上の第２電
極５と底部７上の第２電極５とが電気的に接続している
ことである。すなわち、突出部上部６ａ上の電極と底部
７ａ上の電極、上部６ｂ上の電極と底部７ｂ上の電極、
６ｃ上の電極と７ｃ上の電極・・・と、それぞれがペア
となって第２電極５ａ、５ｂ、５ｃ・・・を形成する。

【００２９】図７にその製造工程を示す。実施例１，２
と異なる点は以下の通りである。すなわち、第２電極を
形成する際、図７（ｄ）に示すように、透明基板１の法
線方向から、ストライプ状の突出部２の伸長方向に対し
て垂直な方向に所定の角度ずれた方向から成膜する。こ
の方法で成膜することにより、成膜時に突出部２によっ
て影ができるため、図６に示すように、隣り合う第２電
極間のショートをより確実に防止することができる。

【００３０】また、図５、図６では、有機発光層４は突
出部側面にも形成されているが、図１〜図４と同様、突
出部２によって分離されていてもよい。ただし、第１電
極３と第２電極５間のショート防止のため、突出部２の
うち第２電極５が形成されている一方の側面において、
第２電極５の下には有機発光層４も形成されている必要
がある。このためには、有機発光層４を形成する際、第
２電極５を形成する時と同じ方向から成膜すればよい。
図５、図６に示すように有機発光層を全面に形成するに
は、回り込みの大きい条件で成膜すればよい。

【００３１】なお、図５，図６では突出部の幅が実施例
１，２と比べて狭くなっているが、実施例１，２と同様
に突出部と底部の幅が同等でもよい。また、突出部の形
状を実施例２と同様に逆テーパ形状としてもよい。

【００３２】（実施例４）図８は、本発明に係る第４の
実施例の断面図である。

【００３３】本実施例が実施例１〜３と異なる点は、突
出部が透明基板１の加工によって形成されるのではな
く、透明基板１上に透明媒体８を配置することにより突
出部が形成されることである。透明媒体８としては、可
視光を透過する材料なら何を用いてもよく、例えばポリ
メチルメタクリレート、ポリカーボネート等の高分子化
合物、金属酸化物等の無機化合物等を用いることができ
る。

【００３４】透明媒体８を用いた突出部の形成は、例え
ば透明基板上全面に透明媒体を塗布法、蒸着法、スパッ
タ法等の方法により成膜した後、フォトリソグラフィー
法、レーザ加工法等の方法により、パターニングすれば
よい。また、印刷法等を用いて直接透明基板１上にスト
ライプ状の突出部を形成してもよい。突出部形成以降の
製造工程は、実施例１〜３の工程と同様である。

【００３５】また、透明媒体８からなる突出部の断面形
状は、図８に示す形状でもよいし、実施例２と同様逆テ
ーパ形状でもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電場
発光ディスプレイパネル及びその製造方法によれば、マ
トリクス状に配置された複数の発光画素からなる画像表
示配列を有し、ストライプ状に複数の突出部が形成され
た透明基板と、前記突出部と交差して前記基板上にスト
ライプ状に形成された複数の第１電極と、前記第１電極
上に形成された発光媒体と、前記発光媒体上に形成され
た複数の第２電極を有することにより、高い開口率を有
し、かつ容易に陰極の微細パターニングができる電場発
光ディスプレイを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る電場発光ディスプ
レイパネルの概念図

【図２】（ａ）〜（ｃ）第１の実施例に係る電場発光デ
ィスプレイパネルの製造工程を示す概念図

【図３】（ａ）〜（ｃ）第１の実施例に係る電場発光デ
ィスプレイパネルの製造工程を示す断面図

【図４】本発明の第２の実施例に係る電場発光ディスプ
レイパネルの断面図

【図５】本発明の第３の実施例に係る電場発光ディスプ
レイパネルの概念図

【図６】第３の実施例に係る電場発光ディスプレイパネ
ルの断面図

【図７】（ａ）〜（ｄ）本発明に係る第３の実施例の製
造工程を示す断面図

【図８】本発明の第４の実施例に係る電場発光ディスプ
レイパネルの断面図

【符号の説明】

１透明基板２突出部３第１電極４有機発光層５第２電極６突出部上部７底部８透明媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤徹哉大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者川瀬透大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者久田均大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB05 AB18 BA06 CA01 CA05 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 5C094 AA21 AA43 BA27 CA19 EA05 EB02 FB01 GB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス状に配置された複数の発光画素
からなる画像表示配列を有する電場発光ディスプレイパ
ネルであって、複数のストライプ状の突出部が形成され
た透明基板と、前記突出部と交差して前記透明基板上に
ストライプ状に形成された複数の第１電極と、前記第１
電極上に形成された発光媒体と、前記発光媒体上に形成
された複数の第２電極を有することを特徴とする電場発
光ディスプレイパネル。
【請求項２】前記発光媒体が、有機エレクトロルミネッ
セント媒体からなることを特徴とする請求項１記載の電
場発光ディスプレイパネル。
【請求項３】前記突出部の断面形状が、逆テーパ形状を
有することを特徴とする請求項１または２記載の電場発
光ディスプレイパネル。
【請求項４】前記第１電極が、透明電極であることを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電場発光ディ
スプレイパネル。
【請求項５】前記突出部が、前記透明基板を加工するこ
とにより形成されたものであることを特徴とする請求項
１〜４のいずれかに記載の電場発光ディスプレイパネ
ル。
【請求項６】前記突出部が、前記透明基板上に透明な材
質からなる媒体を配置することにより形成されたもので
あることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
電場発光ディスプレイパネル。
【請求項７】マトリクス状に配置された複数の発光画素
からなる画像表示配列を有する電場発光ディスプレイパ
ネルの製造方法であって、透明基板に複数のストライプ
状の突出部を形成する工程と、前記突出部と交差して前
記透明基板上に複数のストライプ状の第１電極を形成す
る工程と、前記第１電極上に発光媒体を形成する工程
と、前記発光媒体上に複数の第２電極を形成する工程を
含むことを特徴とする電場発光ディスプレイパネルの製
造方法。
【請求項８】前記発光媒体が、有機エレクトロルミネッ
セント媒体からなることを特徴とする請求項７記載の電
場発光ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項９】前記突出部の断面形状が、逆テーパ形状を
有することを特徴とする請求項７または８記載の電場発
光ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１０】前記第１電極が透明電極であることを特
徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の電場発光ディ
スプレイパネルの製造方法。
【請求項１１】前記透明基板の機械加工により、突出部
を形成することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか
に記載の電場発光ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１２】フォトリソグラフィによるパターニング
後、前記透明基板をエッチングすることにより、前記突
出部を形成することを特徴とする請求項７〜１０のいず
れかに記載の電場発光ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１３】前記透明基板上に、透明な材質からなる
媒体を配置することにより前記突出部を形成することを
特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の電場発光
ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１４】金型からの転写により、前記突出部を形
成することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記
載の電場発光ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１５】前記第２電極を蒸着法にて形成すること
を特徴とする請求項７〜１４のいずれかに記載の電場発
光ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１６】前記第２電極を、前記透明基板の法線方
向から、前記ストライプ状の突出部の伸長方向に対して
垂直な方向に所定の角度ずれた方向から蒸着することを
特徴とする請求項７〜１５のいずれかに記載の電場発光
ディスプレイパネルの製造方法。