JP2003229267A - 有機el表示装置 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/17—Passive-matrix OLED displays
- H10K59/173—Passive-matrix OLED displays comprising banks or shadow masks
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
第2電極の短絡を防止することができる有機EL表示装
置を提供することにある。 【解決手段】 基板12の上面にカラーフィルタ13を
形成する。このカラーフィルタ13の上面にオーバーコ
ート層15を形成する。オーバーコート層15の上面に
第1電極16を形成し、第1電極16の上面に電極分離
隔壁17を形成する。この電極分離隔壁17の第1隔壁
18の裾部18aの張り出し寸法w1を、第2隔壁19
の庇部19aの張り出し寸法w2よりも大きく設定す
る。前記第1電極16の上面に対し有機EL層20を蒸
着により形成して、有機EL層20の上面に第2電極2
1を蒸着により形成する。このとき、裾部18aが庇部
19aよりも張り出しているので、第2電極21の端縁
が第1電極16に接触して短絡するのを確実に防止する
ことができる。
Description
ミネッセンス材料(以下、単に有機EL材料という)を
利用し、有機EL材料の薄膜からなる発光層を備えた発
光素子をマトリックス状に配置した有機EL表示装置に
関するものである。
(陽極)と第2電極(陰極)との間に有機EL層が形成
されている。有機EL層をマトリックス状に配置した構
成とするためには、有機EL層を形成した後に、第2電
極を第1電極と交差(一般には直交)する平行なストラ
イプ状に形成する必要がある。しかし、有機EL材料は
水分に弱いため、ウエットプロセスであるフォトリソグ
ラフ法により第2電極を形成することはできず、一般に
蒸着法により形成されている。このとき、第2電極と第
1電極との絶縁性及び隣接する第2電極同士の絶縁性を
確保するため、第2電極と平行に延びる電極分離隔壁を
設けることが行われている。
には、図7に示すような構成の有機EL表示装置が開示
されている。この表示装置では、透明ガラス製の基板1
2の上面に対しカラーフィルタ13及びブラックマトリ
ックス14を形成する。このカラーフィルタ13及びブ
ラックマトリックス14の上面に対しオーバーコート層
41を形成する。その上面に陽極42を平行に形成す
る。陽極42の上面に対し該陽極42と直交する方向
(図7の紙面と垂直方向)に絶縁層43を形成する。こ
の絶縁層43の上に逆テーパ状の隔壁44を形成する。
そして、前記陽極42の上面に有機EL層45を形成
し、その後に有機EL層45の上面に陰極46を形成す
る。前記絶縁層43及び隔壁44によって陰極46が分
離され、陰極46と陽極42との絶縁性を保持しようと
している。
有機EL表示装置は、隔壁44の基端付け根部からの絶
縁層43の幅方向の張り出し寸法W1が、隔壁44自体
の基端付け根部からの幅方向の張り出し寸法W2と同じ
であったので、次の問題が生じる虞があった。すなわ
ち、有機EL層45の蒸着による形成工程で、絶縁層4
3の端縁と有機EL層45の端縁との間に隙間が形成さ
れることがある。すると、陰極46の蒸着による形成工
程において、陰極46の端縁が前記隙間に侵入するた
め、陽極42と陰極46の短絡が生じる。図7は短絡が
生じた状態を示すが、短絡が生じると、陽極42と陰極
46に電圧を印加したとき、有機EL層45による発光
が行われず、画像に欠陥が生じることになる。
ものであって、その目的は有機EL層を挟んで形成され
る第1電極及び第2電極の短絡を防止することができる
有機EL表示装置を提供することにある。
めに、請求項1に記載の発明は、透明の基板と、上記基
板の一方の面にストライプ状に形成された第1電極と、
前記第1電極の一方の面に対し該第1電極と交差する状
態でストライプ状に形成された絶縁材よりなる電極分離
隔壁と、前記電極分離隔壁の間に形成された有機エレク
トロルミネッセンス材料からなる薄膜の発光層と、前記
発光層を覆うように、かつ平行なストライプ状に形成さ
れた第2電極とを備え、前記第1電極及び第2電極のそ
れぞれの交差部と、各交差部の間に存在する前記発光層
とにより形成された発光素子をマトリックス状に形成し
た有機EL表示装置において、前記電極分離隔壁の第1
電極側の裾部を、該第1電極と反対側に形成された庇部
の張り出し寸法よりも大きく形成したことを要旨とす
る。
光層の左右両端縁がオーバーラップするように蒸着され
るとともに、この発光層の上面に第2電極が蒸着され
る。従って、第1電極と第2電極が短絡するのを確実に
防止することができる。仮に、前記発光層の形成幅が小
さくなって、第2電極の端縁が裾部の上面に垂れ込んで
も第1電極と第2電極は絶縁性の裾部によって隔絶され
ているので、両電極が短絡することはない。
の有機EL表示装置において、前記電極分離隔壁は、無
機材料により一体に形成されていることを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、発光層及び第2電極の形成工
程において、例えば酸素プラズマによって裾部がエッチ
ングされることはないので、不良品の発生する頻度を低
減することができる。隔壁が有機材料であると、酸素プ
ラズマによって裾部( 絶縁層) がエッチングされて、陽
極と陰極とが短絡するおそれがあるが、無機材料にする
ことによりエッチングが防止される。又、隔壁が一体形
成されているので、構造を簡素化でき、製造工程を少な
くすることができる。
の有機EL表示装置において、前記電極分離隔壁は、第
1電極側に形成された裾部を有する第1隔壁と、該第1
隔壁の頂面に形成された庇部を有する第2隔壁とにより
構成されていることを要旨とする。
隔壁の材料を相違させて、所望する形状の電極分離隔壁
を形成することができる。請求項4に記載の発明は、請
求項3に記載の有機EL表示装置において、前記第1隔
壁及び第2隔壁は無機材料により構成されていることを
要旨とする。
隔壁が無機材料であるため、発光層及び第2電極の形成
工程において、例えば酸素プラズマによって裾部がエッ
チングされることはないので、陽極と陰極の短絡を防止
し、不良品の発生する頻度を低減することができる。
又、有機材料と比較して水分含有率が低く、発光層への
水分の侵入を低減することができる。
の有機EL表示装置において、前記第1隔壁は、無機材
料により構成され、第2隔壁は有機材料により構成され
ていることを要旨とする。
材料で、第2隔壁が有機材料であるため、両隔壁の形成
方法の自由度を向上することができる。又、発光層及び
第2電極の形成工程において、例えば酸素プラズマによ
って第1隔壁の裾部がエッチングされることはないの
で、陽極と陰極の短絡を防止し、不良品の発生する頻度
を低減することができる。
の有機EL表示装置において、前記第1及び第2隔壁
は、酸化珪素、窒化珪素又は酸化マグネシウムにより形
成されていることを要旨とする。
により第1及び第2隔壁を既成の方法で容易に形成する
ことができる。請求項7に記載の発明は、請求項1〜6
のいずれか1項に記載の有機EL表示装置において、前
記電極分離隔壁の庇部の第1電極からの高さ寸法は、前
記発光層の膜厚寸法と第2電極の膜厚寸法の合計膜厚寸
法よりも大きく設定されていることを要旨とする。
分離隔壁上に残留している導電性金属層との絶縁距離を
確保して、この金属層を介した第2電極相互の短絡を確
実に防止することができる。
形態を図1〜図5に従って説明する。図1に示すよう
に、有機ELカラー表示装置11の透明ガラス製の基板
12の一方の面(図2における上面)には顔料又は蛍光
体あるいはこれらを分散した合成樹脂よりなるカラーフ
ィルタ13と、金属クロムよりなるブラックマトリック
ス14が形成されている。前記カラーフィルタ13及び
ブラックマトリックス14の上面に透明な樹脂製のオー
バーコート層15が形成され、カラーフィルタ13とブ
ラックマトリックス14の表面の凹凸の平坦化を図って
いる。そのオーバーコート層15の上面には複数条の第
1電極(陽極)16が平行なストライプ状に形成されて
いる。第1電極16はITO(インジウム錫酸化物)等
からなる。又、オーバーコート層15の上面には絶縁材
よりなる複数条の電極分離隔壁17が、各第1電極16
と直交する平行なストライプ状に形成されている。この
電極分離隔壁17は、第1電極16側に位置するように
形成された無機材料よりなる裾部18aを有する第1隔
壁18と、該第1隔壁18の頂面に形成された同じく無
機材料よりなる庇部19aを有する第2隔壁19とによ
り構成されている。
記各電極分離隔壁17の間に位置するように有機エレク
トロルミネッセンス材料(EL材料)からなる発光層とし
ての有機EL層20が形成され、各有機EL層20は平
行なストライプ状に形成されている。各有機EL層20
の上面には、該有機EL層20とほぼ同形状に第2電極
(陰極)21が形成され、各第2電極21も平行なスト
ライプ状に形成されている。
に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び
電子注入層の5層で構成されている。この有機EL層2
0として、5層に限らず例えば、正孔注入層と電子注入
層のうち少なくとも一つが無い構成でもよい。又、正孔
輸送層、発光層、電子輸送層という構成でもよい。そし
て、有機EL層20、該有機EL層20を挟んで表裏両
側に形成された第1電極16及び第2電極21により1
個の平面四角形状の画素としての発光素子22が構成さ
れている。
れ複数の平行なストライプ状に形成されるとともに、互
いに交差(この実施の形態では直交)する状態に配設さ
れている。このため、発光素子22は両電極16,21
の交差部においてカラーフィルタ13上にマトリックス
状に配置されることになる。
〜0.2ミクロン程度で、第2電極21の膜厚寸法は、
有機EL層20より薄く、有機EL層20及び第2電極
21の合計膜厚寸法t1は、最大でも1ミクロン以下で
ある。一方、前記第1隔壁18の膜厚寸法、つまり第1
電極16から第2隔壁19までの高さ寸法t2は、1〜
20ミクロン程度である。この実施形態では、前記高さ
寸法t2は、前記合計膜厚寸法t1よりも大きく設定さ
れている。
真空蒸着法により形成されるため、それらが不要な第2
隔壁19上にも有機EL層20及び第2電極21と同じ
金属層が形成されている。
部18aは、第1電極16に近づくほど幅方向外側に張
り出す円弧状に形成されている。この裾部18aの有機
EL層20側への幅方向の張り出し寸法w1は、第2隔
壁19の庇部19aの同方向への張り出し寸法w2より
も大きく設定されている。実際の張り出し寸法の差w1
−w2は、例えば0.1〜10ミクロン、好ましくは
0.1〜2ミクロンに設定される。なお、前記第2隔壁
19の横断面は、前記第1電極16側ほど幅が大きくな
る扁平台形(テーパ)状に形成されている。前記第1隔
壁18及び第2隔壁19は、後述するようにネガ型のフ
ォトレジストにより形成されている。
ラー表示装置11の製造方法を説明する。先ず、図3
(a)に示すように、透明ガラス製の基板12の上面に
対しカラーフィルタ13と、ブラックマトリックス14
を形成する。その後、図3(b)に示すように、カラー
フィルタ13及びブラックマトリックス14の上面全体
にオーバーコート層15を形成する。オーバーコート層
15は例えば、着色されていない透明なネガ型のフォト
レジスト溶液を塗布、硬化させることで形成される。
ーコート層15の上に、図3(b)に示すように、発光
素子22を形成すべき位置と対応する箇所に、複数条の
第1電極16を例えばITOの蒸着によりストライプ状
に形成する。
の所定位置に発光素子22を形成するための領域を残す
ようにして電極分離隔壁17を第1電極16と直交する
ストライプ状に形成する。この工程は次のように行われ
る。図3(c)に示すように、前記オーバーコート層1
5及び第1電極16の上面全域に対し、第1隔壁18と
なる窒化珪素膜31をプラズマCVD法や真空蒸着法等
で形成する。その後、窒化珪素膜31の上面に第2隔壁
19となる酸化珪素膜32をスパッタリング法や真空蒸
着法等で形成する。さらに、写真製版によりレジストマ
スク33を形成する。
記レジストマスク33をマスクとして酸化珪素膜32の
マスクされていない部分をドライエッチングにより除去
する。このとき、エッチングの方向を調整することによ
り、第2隔壁19の庇部が所望する形状に形成される。
窒化珪素膜31をドライエッチング又はウエットエッチ
ングにより円弧状に除去し、第1隔壁18を形成する。
上記の工程では、第1隔壁18以外の第2隔壁19、第
1電極16、オーバーコート層15が削られないように
エッチング方法やその材料を設定する。図5(f)に示
すように、残っているレジストマスク33を除去するこ
とにより電極分離隔壁17が形成される。
後、発光層形成工程(有機EL層形成工程)により図5
(g)に示すように、有機EL層20が形成される。有
機EL層20は有機EL層20を構成する各層が蒸着に
より順次形成されることで形成される。有機EL層20
を形成する際はマスキングなしで蒸着が行われるため、
有機EL層20を形成する必要のない電極分離隔壁17
上にも有機EL層が形成される。
(g)に示すように、有機EL層20を覆うとともに、
第1電極16と直交する平行なストライプ状の第2電極
21が形成される。第2電極21はAl(アルミニウ
ム)を蒸着することにより形成される。Alを蒸着する
際もマスキングなしで行われるため、第2電極21を形
成する必要のない電極分離隔壁17上にもAl被膜が形
成され、図2に示す状態となる。有機EL層20及び第
2電極21は第2隔壁19の上にも形成されるが、有機
EL層20のうち表示部として機能する部分は隣接する
第1隔壁18間に位置する平面部分23であり、第2隔
壁19と対応する部分は表示機能を必要としない。
は、図5(g)に示すように、絶縁性を有し、かつ水分
の遮断性を有する無機材料からなる保護膜34により封
止され、有機ELカラー表示装置11の製造が終了す
る。上記保護膜34はプラズマCVD法によって形成さ
れる。
示装置11によれば、特定の第1電極16と第2電極2
1の間に電圧が印加されると、電圧が印加された画素の
みで発光素子22中で発光が生じる。この発光は図2の
矢印で示したように第1電極16、オーバーコート層1
5及びカラーフィルタ13を通り任意の色に変換されて
基板12を通って発光する。
よりも第1隔壁18の裾部18aの張り出し寸法w1を
大きくした。このため図2に示すよう裾部18aの上面
に有機EL層20の左右両端縁がオーバーラップするよ
うに蒸着されるとともに、この有機EL層20の上面に
第2電極21が蒸着される。従って、第1電極16と第
2電極21が短絡するのを確実に防止することができ
る。仮に、前記有機EL層20の形成幅が小さくなっ
て、第2電極21の端縁が裾部18aの上面に垂れ込ん
でも第1電極16と第2電極21は絶縁性の裾部18a
によって隔絶されているので、両電極16,21が短絡
することはない。
を有する酸化珪素、窒化珪素、又は酸化マグネシウム等
の無機材料により形成されている。このため、有機EL
層20及び第2電極の形成工程において、例えば酸素プ
ラズマによって裾部18aがエッチングされることはな
いので、不良品の発生する頻度を低減することができ
る。隔壁18が有機材料であると、酸素プラズマによっ
て裾部( 絶縁層) がエッチングされて、第1電極16と
第2電極21とが短絡するおそれがあるが、無機材料に
することによりエッチングが防止される。又、上記の無
機材料は入手し易い材料であり、第1及び第2隔壁を既
成の製膜方法で容易に形成することができる。
と第2隔壁19により構成されているので、それらの材
料を相違させて、所望する形状の電極分離隔壁17を形
成することができる。
機材料であるため、有機材料と比較して水分含有率が低
く、有機EL層20への水分の侵入を低減することがで
きる。
21の合計膜厚寸法t1よりも第1電極16から第2隔
壁19の庇部19aまでの高さ寸法t2を大きく設定し
ている。このため、第2電極21と前記第2隔壁19上
に残留している導電性金属層との絶縁距離を確保して、
この金属層を介した第2電極21相互の短絡を確実に防
止することができる。
9を水分の含浸率が極めて低い無機材料により形成した
ので、有機材料と比較して水分の発生を低減することが
できる。このため、有機EL層20への水分の侵入を防
止、その長寿命化を図ることができる。
うに構成してもよい。 ○ 第1隔壁18を無機材料により、第2隔壁19を有
機材料により形成してもよい。この場合には、第1隔壁
が無機材料で、第2隔壁が有機材料であるため、両隔壁
18,19の形成方法の自由度を向上することができ
る。
9の横断面形状を第1隔壁18側ほど幅の狭い逆テーパ
状に形成してもよい。又、この別例において第1隔壁1
8を無機材料により、第2隔壁19を有機材料により形
成してもよい。
8の上端面の幅と、第2隔壁19の庇部19aの全幅が
同じになるようにしてもよい。又、この別例において第
1隔壁18を無機材料により、第2隔壁19を有機材料
により形成してもよい。
より第1隔壁と第2隔壁を一体的に形成してもよい。こ
の場合には、構造を簡素化でき、製造工程を減らして作
業能率を向上することができる。
を有する有機材料により一体に形成してもよい。 〇 レジストとしてフォトレジストや電子線レジストを
使用してもよい。
る構成に限らず、交差する構成であればよい。 ○ 有機EL層20は必ずしも4層構成に限らない。
封止する代わりに、金属製又はガラス製の封止カバー等
で封止する構成としてもよい。 ○ オーバーコート層15の材料として、前記実施形態
のもの以外に、酸化珪素、窒化珪素又はそれらの積層構
造等がある。
として、前記実施形態のもの以外に窒化珪素、酸化珪
素、酸化マグネシウム、又はそれらの積層構造等があ
る。 ○ 前記実施形態において、オーバーコート層15がフ
ォトレジスト溶液で構成されている場合には、第1隔壁
18を酸化珪素により、第2隔壁19を窒化珪素により
形成してもよい。
( 赤、緑、青) の各色に発色するEL発光素子を使った
表示装置に具体化してもよい。前記実施の形態から把握
できる技術的思想(発明)について以下に記載する。
項に記載の発明において、前記発光素子を封止するため
の保護膜が設けられている有機EL表示装置。 (2) 上記技術思想(1)において、前記保護膜はプ
ラズマCVD法により形成されている有機EL表示装
置。
載の発明において、前記第2隔壁の庇部は、第1隔壁側
ほど幅広となるテーパ状に形成されている有機EL表示
装置。
載の記載の発明において、前記第2隔壁の庇部は、第1
隔壁側ほど幅狭となる逆テーパ状に形成されている有機
EL表示装置。
ストライプ状に形成するパターニング工程と、上記行程
の後に行われ、前記第1電極の一方の面に対し該第1電
極と交差する状態で絶縁材よりなる電極分離隔壁をスト
ライプ状に形成する隔壁形成工程と、上記隔壁形成工程
の後に行われ、前記電極分離隔壁の間に有機EL材料か
らなる発光層を薄膜状に形成する発光層形成工程と、上
記発光層形成工程の後に行われ、前記発光層を覆うよう
に第2電極を平行なストライプ状に形成する工程とを含
む有機EL表示装置の製造方法において、前記隔壁形成
行程は、前記基板上に電極分離隔壁となる膜を形成した
後、前記膜をエッチングすることにより、前記電極分離
隔壁の第1電極側と反対側に庇部を形成し、前記電極分
離隔壁の第1電極側に前記庇部より張り出し寸法の大き
い裾部を形成することを特徴とする有機EL表示装置。
ている上記技術思想(5) に記載の有機EL表示装置の
製造方法。 (7) 前記膜は無機材料により形成された第1膜と、
無機材料により形成された第2膜とを積層形成したもの
であ上記技術思想(5) に記載の有機EL表示装置の製
造方法。
た第1膜と、有機材料により形成された第2膜とを積層
形成したものである上記技術思想(5) に記載の有機E
L表示装置の製造方法。
成する第1エッチング工程と、裾部を形成する第2エッ
チング工程とからなる上記技術思想(5) 〜(8) に記載
の有機EL表示装置の製造方法。
求項1〜請求項7に記載の発明の有機EL表示装置の製
造を適正に行うことができる。
に記載の発明は、有機EL層を挟んで形成される第1電
極及び第2電極の短絡を防止することができる。
分斜視図。
の製造工程における部分模式図。
工程における部分模式図。
工程における部分模式図。
施の形態を示す要部の模式断面図。
ーバーコート層、16…第1電極、17…電極分離隔
壁、18…第1隔壁、18a…裾部、19…第2隔壁、
19a…庇部、20…有機EL層、21…第2電極、2
2…発光素子、w1…裾部18aの張り出し寸法、w2
…第2隔壁19の庇部19aの張り出し寸法、t1…有
機EL層20及び第2電極21の合計膜厚寸法、t2…
第1電極16から第2隔壁19までの高さ寸法。
Claims (7)
- 【請求項1】 透明の基板と、 上記基板の一方の面にストライプ状に形成された第1電
極と、 前記第1電極の一方の面に対し該第1電極と交差する状
態でストライプ状に形成された絶縁材よりなる電極分離
隔壁と、 前記電極分離隔壁の間に形成された有機エレクトロルミ
ネッセンス(EL)材料からなる薄膜の発光層と、 前記発光層を覆うように、かつ平行なストライプ状に形
成された第2電極とを備え、 前記第1電極及び第2電極のそれぞれの交差部と、各交
差部の間に存在する前記発光層とにより形成された発光
素子をマトリックス状に形成した有機EL表示装置にお
いて、 前記電極分離隔壁の第1電極側の裾部を、該第1電極と
反対側に形成された庇部の張り出し寸法よりも大きく形
成した有機EL表示装置。 - 【請求項2】 前記電極分離隔壁は、無機材料により一
体に形成されている請求項1に記載の有機EL表示装
置。 - 【請求項3】 前記電極分離隔壁は、第1電極側に形成
された裾部を有する第1隔壁と、該第1隔壁の頂面に形
成された庇部を有する第2隔壁とにより構成されている
請求項1に記載の有機EL表示装置。 - 【請求項4】 前記第1隔壁及び第2隔壁は無機材料に
より構成されている請求項3に記載の有機EL表示装
置。 - 【請求項5】 前記第1隔壁は、無機材料により構成さ
れ、第2隔壁は有機材料により構成されている請求項3
に記載の有機EL表示装置。 - 【請求項6】 前記第1及び第2隔壁は、酸化珪素、窒
化珪素又は酸化マグネシウムにより形成されている請求
項3に記載の有機EL表示装置。 - 【請求項7】 前記電極分離隔壁の庇部の第1電極から
の高さ寸法は、前記発光層の膜厚寸法と第2電極の膜厚
寸法の合計膜厚寸法よりも大きく設定されている請求項
1〜6のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。
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