JP2002208484A - 有機elディスプレイ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
11に対するメタルマスク19の接触を防止し、発光特
性に優れた有機ELディスプレイを得る。 【構成】 透明基板11の上に層間絶縁膜12を介して
ITO膜13及びTFT層14を設けた後、層間絶縁膜
12の上にマスク支持層18を設け、マスク支持層18
で支持するように所定パターンのメタルマスク19を透
明基板11に重合せる。そして、メタルマスク19の開
口部を介してITO膜13上に有機EL薄膜16及び陰
極薄膜17を堆積する。
Description
た有機ELディスプレイ及びその製造方法に関する。
を印加することにより生じる自発光で画像を表示するこ
とから、バックライトを必要とする液晶ディスプレイに
比較して明るく鮮明な画像が得られ、視野角度の影響も
受けない。この長所から、次世代表示装置として脚光を
浴びている。有機ELディスプレイの駆動方式は、単純
マトリックス方式とアクティブマトリックス方式に大別
される。
るようにストライプ状にITO(陽極)及び陰極を形成
したX−Yマトリックス構造が採用され、有機発光層及
び陰極のY−Y方向絶縁のため陰極の蒸着に先立って陰
極隔壁を形成する場合がある。しかし、単純マトリック
ス駆動は、ハイデューティ駆動になるほど瞬間的に高輝
度を必要とし、結果として駆動電圧の上昇及び発光効率
の低下を招く。他方、アクティブマトリックス方式で
は、TFT回路及びコンデンサを各ITO電極に接続
し、コンデンサの保持容量で電圧を維持している。その
ため、1フレームの間、常に同じ電圧を印加でき、10
0%デューティ駆動が可能になる。しかも、素子の寿命
が長く、消費電力が低く抑えられることも長所である。
純マトリックス方式の有機EL素子は、透明基板1にI
TO(陽極)薄膜2を設けてX−X方向にストライプ状に
パターニングした後、ITO薄膜2上に陰極隔壁3を形
成してY−Y方向にストライプ状にパターニングし、次
いで有機発光層4及び陰極薄膜5を蒸着法でITO薄膜
2に堆積することにより作製される(図1)。
チングによるパターニングが適用できない。そのため、
有機発光層4及び陰極薄膜5の蒸着に際し、所定パター
ンのメタルマスク6を透明基板1に被せ、マグネット7
の磁力で透明基板1に押し付けると、陰極隔壁3にメタ
ルマスク6が密着し、陰極隔壁3に跨った有機発光層4
や陰極薄膜5の形成が防止される。また、メタルマスク
6と透明基板1との間に陰極隔壁3が位置するため、両
者の直接接触も回避できる(図2)。
EL素子では、陰極隔壁3を必要としない薄膜構造をと
ることから、透明基板1にメタルマスク6が直接接触す
る虞がある。透明基板1にメタルマスク6が接触する
と、発光異常やリークの原因となる発光面の疵付き,ゴ
ミ付着等のトラブルが発生する。透明基板1とメタルマ
スク6との直接接触は、アクティブマトリックス方式の
有機EL素子に限らず、陰極隔壁3を採用していない単
純マトリックス方式の有機EL素子でも同様に生じる。
題を解消すべく案出されたものであり、透明基板上に絶
縁性のマスク支持層を設けることにより、透明基板とメ
タルマスクとの接触を回避し、発光異常やリークの原因
となる欠陥の発生を防止し、良好な発光特性を呈する有
機ELディスプレイを提供することを目的とする。
的を達成するため、透明基板の上に層間絶縁膜を介して
設けられたITO膜と、隣り合うITO膜の間に設けら
れた絶縁膜と、ITO膜に堆積された有機EL薄膜及び
陰極薄膜を備え、有機EL薄膜及び陰極薄膜を形成する
際に使用したメタルマスクと透明基板の画素部との接触
を防止する絶縁性のマスク支持層が前記絶縁膜の一部又
は全部になっていることを特徴とする。
れているITO膜及びTFT層がアクティブマトリック
ス方式で結線されたTFT基板も使用できる。絶縁膜と
は別個のマスク支持層をマスク支持層は、レジスト,セ
ラミックス,有機樹脂等を塗布又はスパッタリングする
ことにより形成される。絶縁膜上にマスク支持層を設け
る場合、マスク支持層を逆テーパ形状に形成することが
好ましい。また、後続するフォトリソ工程等でパターニ
ングすることも可能である。マスク支持層により、IT
O薄膜又はITO薄膜上の有機EL薄膜の表面、すなわ
ち画素部とメタルマスクとの接触が防止される。
上に層間絶縁膜を介してITO膜を設けた後、層間絶縁
膜の上にマスク支持層を設け、マスク支持層で支持する
ように所定パターンのメタルマスクを透明基板に重ね合
わせ、メタルマスクの開口部を介してITO膜上に有機
EL薄膜及び陰極薄膜を堆積することにより製造され
る。透明基板に代え、層間絶縁膜を介して設けたITO
膜及びTFT層をアクティブマトリックス方式で結線し
たTFT基板も使用できる。
方式の有機EL素子10は、断面構造を図3に示すよう
に、透明基板11に層間絶縁膜12を介してITO(陽
極)膜13,TFT層14,有機EL薄膜16が形成さ
れ、ITO薄膜13/ITO薄膜13,ITO薄膜13
/TFT層14,TFT層14/陰極薄膜17及びIT
O薄膜13/陰極薄膜17間の短絡を防止する絶縁膜1
5が堆積されている。ITO膜13及び絶縁膜15の上
に更にホール輸送層,有機発光層,電子輸送層等の有機
EL薄膜16を形成した後、Al蒸着等により陰極薄膜
17を設けている。X−X方向に沿ってストライプ状に
延びるITO膜13と直交するY−Y方向に延びる陰極
薄膜17との間に駆動電流を供給すると、特定画素に当
たる有機EL薄膜16で陽極側からのホールと陰極側か
らの電子が再結合し、有機発光体分子の励起によって面
状発光する。
に際しては、透明基板11にITO膜13及びTFT層
14及び絶縁膜15を設けた基板(以下、TFT基板1
1aという)に絶縁性のマスク支持層18を形成する
(図4)。マスク支持層18は、透明基板11に対する
メタルマスク19の直接接触を避けるものであり、陰極
をセパレートする従来の陰極隔壁3(図1)と異なり、
透明基板11とメタルマスク19との間に所定の間隙が
維持される限り逆テーパ状にする必要はなく、TFT基
板11a上でストライプ状又は島状で任意の個所に任意
の個数設けることもできる。
カ,アルミナ等のセラミックスやポリイミド,アクリル
系等の有機樹脂を所定パターンで塗布又はスパッタリン
グすることによって形成される。また、後続するフォト
リソ工程等でパターニングすることもできる。マスク支
持層18の高さは塗り分け等のボケの許容量で決まる
が、TFT基板11aに対するメタルマスク19の接触
を阻止する上で2μm以上の厚みで形成することが好ま
しい。
けるものではなく逆テーパ型,隆起型等、何れの断面形
状でもよい。また、ITO膜13とTFT層14との短
絡を防止するため、TFT層14を覆うようにマスク支
持層18を形成することもできる。更には、絶縁膜15
の形成に先立ってマスク支持層18を設けてもよい。
明基板11上にITO薄膜13,TFT層14及びメタ
ル配線20を所定配列で形成したTFT基板11aを用
意し、ITO薄膜13の主面が露出するように絶縁膜1
5を設けた後、絶縁膜15の上にマスク支持層18を積
層する(図5a)。マスク支持層18頂面の高さは、メ
タルマスク19をマスク支持層18で接触支持したと
き、第1層のEL膜の積層に際してはITO薄膜13と
メタルマスク19と間に、第n層のEL膜の積層に際し
ては第(n−1)層のEL膜とメタルマスク19との間
に数μmのギャップGが形成されるように設定される。
設ける場合、マスク支持層18を逆テーパ形状(図5
b)にすることが好ましい。逆テーパ形状のマスク支持
層18は、基部近傍に有機EL薄膜16や陰極薄膜17
が積層されないため、有機EL薄膜16や陰極薄膜17
形成時の熱で各種絶縁剤等から発生したガスgの放散を
促進する作用を呈する。しかも、陰極薄膜17が分断さ
れた個所でガスgの放散が生じるため、有機EL薄膜1
6の劣化が抑制される。
の上にマスク支持層18を直接形成した後、マスク支持
層18を覆うように絶縁膜15を積層することもできる
(図5c)。或いは、絶縁膜15の一部を局部的に厚く
することによりマスク支持層18とすることも可能であ
る(図5d)。何れの場合も、マスク支持層18上に積
層した絶縁膜15の頂面(図5c),最も厚い部分にお
ける絶縁膜15(図5d)の頂面の高さは、ITO薄膜
13又は第(n−1)層のEL膜とメタルマスク19と
の間に所定のギャップGが維持されるように設定する。
TFT基板11aにメタルマスク19を重ね合わせたと
きメタルマスク19とTFT基板11aとの接触が防止
される。この状態で、マスク支持層18の間に有機EL
薄膜16及び陰極薄膜17が設けられるため、発光異常
やリークの原因となる欠陥のない有機EL素子10が得
られる。また、マスク支持層18は、ITO膜13及び
TFT層14の間を絶縁する絶縁膜15の一部になる。
をもたない単純マトリックス方式の有機EL素子の作成
においても、透明基板1に対するメタルマスク6の接触
を防止する作用を呈する。この場合、マスク支持層18
は、同様に任意の断面形状で任意の個数且つ任意の位置
で透明基板1上に形成される。ただし、この場合のマス
ク支持層18は、陰極薄膜17を分断しない位置及び形
状で設けられることは勿論である。
板11の表面にポリイミド系樹脂をスピンコートして膜
厚1μmの層間絶縁膜12を形成した。層間絶縁膜12
の上に常法に従ってITO膜13及びTFT層14を形
成し、ドレインライン及び電源ラインを結線してアクテ
ィブマトリックスを構成した。なお、単純マトリックス
方式の有機EL素子では、TFT層14を省略できる。
FT基板11aを覆うようにポリイミド系樹脂をスピン
コートし、膜厚2μmのマスク支持層18を設けた。所
定パターンのメタルマスク19をTFT基板11aに重
ね合わせたとき、マスク支持層18によってTFT基板
11a/メタルマスク19の間隙が2μmに維持され、
TFT基板11aにメタルマスク19が接触することが
なかった。
上に有機EL薄膜16及び陰極薄膜17を堆積した。有
機EL薄膜16としては、常法に従った蒸着法でホール
輸送層,発光層,電子輸送層を順次堆積したが、単層型
又は二層型の有機EL薄膜も形成可能なことは勿論であ
る。メタルマスク19を取り除いて有機EL薄膜16の
上にAlを蒸着し、膜厚100nmの陰極薄膜17を設
けた有機EL素子10とした。
00×100のパネルを不活性ガス(N2)雰囲気中で
封止した後、輝度100cd/m2で全点灯させながら
−40〜85℃のヒートサイクル試験に供した。その結
果、マスク支持層18が存在するパネルでは、マスク支
持層18のないパネルに比較して試験後に発生した発光
異常やリークの頻度が数十分の1程度に激減した。この
試験結果は、マスク支持層18を設けることにより品質
安定性に優れた高品質の有機EL素子10が作製される
ことを示す。
Lディスプレイは、透明基板にメタルマスクが接触する
ことなく有機EL薄膜,陰極薄膜が堆積されているの
で、メタルマスクの接触に起因した疵付きやゴミ付着等
がなく、優れた発光特性を呈する。しかも、透明基板か
らメタルマスクを離間配置するマスク支持層を従来の陰
極隔壁のように高精度に設ける必要がないため、製造プ
ロセスも容易になる。その結果、高性能の有機ELディ
スプレイが安価に且つ容易に製造できる。
する工程の概略図
を示す図
す図
クを重ね合わせた断面図
FT基板 12:層間絶縁膜 13:ITO膜(陽
極) 14:TFT層 15:絶縁膜 16:有
機EL薄膜 17:陰極薄膜 18:マスク支持層
19:メタルマスク 20:メタル配線
Claims (6)
- 【請求項1】 透明基板上に層間絶縁膜を介して設けら
れたITO膜と、隣り合うITO膜の間に設けられた絶
縁膜と、ITO膜に堆積された有機EL薄膜及び陰極薄
膜を備え、有機EL薄膜及び陰極薄膜を形成する際に使
用したメタルマスクと透明基板の画素部との接触を防止
する絶縁性のマスク支持層が前記絶縁膜の一部又は全部
になっていることを特徴とする有機ELディスプレイ。 - 【請求項2】 層間絶縁膜を介して設けられているIT
O膜及びTFT層がアクティブマトリックス方式で結線
されたTFT基板を使用する請求項1記載の有機ELデ
ィスプレイ。 - 【請求項3】 レジスト,セラミックス又は有機樹脂で
マスク支持層が形成されている請求項1又は2記載の有
機ELディスプレイ。 - 【請求項4】 絶縁膜15の上に逆テーパ形状のマスク
支持層18が設けられている請求項1〜3何れかに記載
の有機ELディスプレイ。 - 【請求項5】 透明基板の上に層間絶縁膜を介してIT
O膜を設けた後、層間絶縁膜の上にマスク支持層を設
け、マスク支持層で支持するように所定パターンのメタ
ルマスクを透明基板に重合せ,メタルマスクの開口部を
介してITO膜上に有機EL薄膜及び陰極薄膜を堆積す
ることを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。 - 【請求項6】 透明基板の上に層間絶縁膜を介しITO
膜及びTFT層を設け、ITO膜及びTFT層をアクテ
ィブマトリックス方式で結線した後、マスク支持層を形
成する請求項5記載の有機ELディスプレイの製造方
法。
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