JP2004006394A

JP2004006394A - 有機ｅｌ表示体の製造方法

Info

Publication number: JP2004006394A
Application number: JP2003208828A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Shimoda; 下田　達也; Satoru Miyashita; 宮下　悟; Hiroshi Kiguchi; 木口　浩史
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【解決手段】直視型のフルカラー有機ＥＬ表示体では、ガラス基板１０１上に、画素毎に形成された薄膜トランジスタ１０２と、かかる薄膜トランジスタ１０２を覆う透明画素電極１０３と、正孔注入層１０４と、薄膜トランジスタ１０２をそれぞれ覆う発色層１０６、１０７、１０８と、反射電極１０９とが順次形成されている。これら発色層１０６、１０７、１０８は、インクジェット方式により発光材料を画素毎にパターニングすることで形成される。
【効果】大画面で高性能のフルカラー表示体を安価に製造することが可能となり、効果は大である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリックス型の有機ＥＬ表示体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。
【０００３】
この有機ＥＬ素子の特徴は、１０Ｖ以下の低電圧で１００〜１０００００　ｃｄ／ｍ^２程度の高輝度の面発光が可能であり、また蛍光物質の種類を選択することにより青色から赤色までの発光が可能なことである。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、安価な大面積フルカラー表示素子を実現するものとして注目を集めている（電子情報通信学会技術報告、第８９巻、ＮＯ．１０６、４９ページ、１９８９年）。報告によると、強い蛍光を発する有機色素を発光層に使用し、青、緑、赤色の明るい発光を得ている。これは、薄膜状で強い蛍光を発し、ピンホール欠陥の少ない有機色素を用いたことで、高輝度なフルカラー表示を実現できたと考えられている。
【０００５】
更に特開平５−７８６５５号公報には、有機発光層の成分が有機電荷材料と有機発光材料の混合物からなる薄膜層を設け、濃度消光を防止して発光材料の選択幅を広げ、高輝度なフルカラー素子とする旨が提案されている。
【０００６】
しかし、いずれの報告にも、実際のフルカラー表示パネルの構成や製造方法については言及されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述の有機色素を用いた有機薄膜ＥＬ素子は、青、緑、赤の発光を示す。しかし、よく知られているように、フルカラー表示体を実現するためには、３原色を発光する有機発光層を画素毎に配置する必要がある。従来、有機発光層をパターニングする技術は非常に困難とされていた。原因は、一つは反射電極材の金属表面が不安定であり、蒸着のパターニング精度が出ないという点である。２つめは、正孔注入層および有機発光層を形成するポリマーや前駆体がフォトリソグラフィー等のパターニング工程に対して耐性が無いという点である。
【０００８】
本発明は、上述したような課題を解決するものであり、その目的は、安価で大画面のフルカラー表示体の製造を可能とするアクティブマトリックス型ＥＬ表示体を提供することにある。
【０００９】
なお、このようなアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体は、例えば、有機発光層をインクジェット方式により画素毎にパターニングすることにより製造できる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に関わるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体は、画素毎に薄膜トランジスタが形成されたガラス基板を有するアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体であって、各画素に、赤色、青色、緑色のうちの少なくとも一色を発光する発光層を有し、隣接する画素同士の発光層が互いに接触している部分を有することを特徴とする。このようなアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体では、隣接する画素同士の発光層の発光色が異なる部分を有することが好ましい。
【００１１】
なお、このようなアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の製造方法としては、例えば、薄膜トランジスタを有するガラス基板に形成された透明画素電極上層に正孔注入層が形成され、この上層に少なくとも各画素毎に赤、緑、青より選択された発光色を有する有機発光層（特にポリマーまたはその前駆体よりなる発光材料で構成された有機発光層）が形成され、更にこの上層に反射電極が形成されるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の製造方法において、前記有機発光層の形成および配列がインクジェット方式によりなされる方法が挙げられる。また、例えば、薄膜トランジスタを有するガラス基板に形成された透明画素電極上層に少なくとも各画素毎に赤、緑、青より選択された発光色を有する有機発光層が形成され、更にこの上層に反射電極が形成されるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の製造方法において、前記有機発光層の形成および配列がインクジェット方式によりなされる方法が挙げられる。
【００１２】
更に、このようなアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の製造方法としては、例えば、薄膜トランジスタを有するガラス基板に形成された反射画素電極上層に少なくとも各画素毎に赤、緑、青より選択された発光色を有する有機発光層が形成され、この上層に正孔注入層が形成され、更にこの上層に透明電極が形成されるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の製造方法において、前記有機発光層の形成および配列がインクジェット方式によりなされる方法が挙げられる。また、例えば、薄膜トランジスタを有するガラス基板に形成された反射画素電極上層に少なくとも各画素毎に赤、緑、青より選択された発光色を有する有機発光層が形成され、更にこの上層に透明電極が形成されるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の製造方法において、前記有機発光層の形成および配列がインクジェット方式によりなされる方法が挙げられる。
【００１３】
本発明は、要するに図３に示すように、基板上に形成された信号線３０１、ゲート線３０２、画素電極３０３および薄膜トランジスタ３０４上に、例えばインクジェット法により、赤、緑、青色の有機発光材料をパターニング塗布することで、画素毎に有機発光層３０５、３０６、３０７を形成し、フルカラー表示を実現するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１に示すように、ガラス基板１０１上に画素毎に薄膜トランジスタ１０２を形成してから、ＩＴＯ透明画素電極１０３を形成する。
【００１６】
正孔注入材料としてポリマー前駆体であるポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンをコーティングする。加熱により、前駆体はポリフェニレンビニレンとなり、厚さ０．０５ミクロンの正孔注入層１０４が形成される。
【００１７】
次に、インクジェットプリント装置１０５により、例えばポリマーまたはその前駆体よりなる赤、緑、青色を発色する発光材料を直接パターニング塗布し、図１（ｃ）に示すように、厚さ０．０５ミクロンの発色層１０６、１０７、１０８を直接形成する。すなわち、図１（ｃ）に示すように、発色層１０６、１０７、１０８（異なる発光色の発光材料により構成される部分）が、画素と画素との境界付近で互いに接するように、発色層１０６、１０７、１０８を形成する。これにより、図１（ｃ）に示すように、例えば薄膜トランジスタ１０２の大部分が発色層１０６、１０７、１０８で覆われる。これは、画素の高密度化および発光効率の向上に寄与する。
【００１８】
赤色発光材料にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色発光材料にはポリフェニレンビニレン、青色発光材料にはポリフェニレンビニレンおよびポリアルキルフェニレンを使用する。これらの有機ＥＬ材料はケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー社製であり、液状で入手可能である。
【００１９】
最後に、厚さ０．１〜０．２ミクロンのＭｇＡｇ反射電極１０９を蒸着法により形成する。
【００２０】
これにより、図１（ｄ）に示すように、ガラス基板１０１上に、画素毎に形成された薄膜トランジスタ１０２と、かかる薄膜トランジスタ１０２を覆う透明画素電極１０３と、正孔注入層１０４と、薄膜トランジスタ１０２をそれぞれ覆う発色層１０６、１０７、１０８と、反射電極１０９とが順次形成された直視型のフルカラー有機ＥＬ表示体が完成する。
【００２１】
（実施例２）
図２に示すように、ガラス基板２０１上に画素毎に薄膜トランジスタ２０２を形成してから、ＡｌＬｉ反射画素電極２０３を形成する。
【００２２】
次に、インクジェットプリント装置２０７により、例えばポリマーまたはその前駆体よりなる赤、緑、青色を発色する発光材料を直接パターニング塗布し、図２（ｂ）に示すように、発色層２０４、２０５、２０６を直接形成する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、発色層２０４、２０５、２０６（異なる発光色の発光材料により構成される部分）が、画素と画素との境界付近で互いに接するように、発色層２０４、２０５、２０６を形成する。これにより、図２（ｂ）に示すように、例えば薄膜トランジスタ１０２の大部分が発色層２０４、２０５、２０６で覆われる。これは、画素の高密度化および発光効率の向上に寄与する。
【００２３】
赤色発光材料にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色発光材料にはポリフェニレンビニレン、青色発光材料にはポリフェニレンビニレンおよびポリアルキルフェニレンを使用する。これらの有機ＥＬ材料はケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー社製であり、液状で入手可能である。
【００２４】
正孔注入材料としてポリマー前駆体であるポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンをキャスト法により形成する。加熱により、前駆体はポリフェニレンビニレンとなり、正孔注入層２０８が形成される。
最後に、ＩＴＯ透明電極２０９を蒸着法により形成する。
【００２５】
これにより、図２（ｄ）に示すように、ガラス基板２０１上に、画素毎に形成された薄膜トランジスタ２０２と、かかる薄膜トランジスタ２０２を覆う反射画素電極２０３と、薄膜トランジスタ２０２をそれぞれ覆う発色層２０４、２０５、２０６と、正孔注入層２０８と、透明電極２０９とが順次形成された反射型のフルカラー有機ＥＬ表示体が完成する。
【００２６】
（実施例３）
有機発光層の有機発光材料として２，３，６，７−テトラヒドロ−１１−オキソ−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−（１）ベンゾピラノ［６，７，８−ｉｊ］−キノリジン−１０−カルボン酸を用い、有機正孔注入層材料として１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサンを用い、両者を混合することで緑色の発光材料とする。
【００２７】
同様に、赤色の有機発光材料として、２−１３’，４’−ジヒドロキシフェニル）−３，５，７−トリヒドロキシ−１−ベンゾピリリウムパークロレートを用いて正孔注入層材料と混合する。
【００２８】
更に、青色発光層には有機正孔注入材料としてトリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウムを用い、有機発光材料として、２，３，６，７−テトラヒドロ−９−メチル−１１−オキソ−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−（１）ベンゾピラノ［６，７，８−ｉｊ］−キノリジンを混合し、発光材料を作成する。
【００２９】
実施例１または実施例２と同様な工程で、各々の発光層をインクジェットプリンタ装置により局所パターニングし、アクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体を作成する。
【００３０】
なお、本実施例で使用した有機ＥＬ材料以外にも、アロマティックジアミン誘導体（ＴＤＰ）、オキシジアゾールダイマー（ＯＸＤ）、オキシジアゾール誘導体（ＰＢＤ）、ジスチルアリーレン誘導体（ＤＳＡ）、キノリノール系金属錯体、ベリリウム−ベンゾキノリノール錯体（Ｂｅｂｑ）、トリフェニルアミン誘導体（ＭＴＤＡＴＡ）、ジスチリル誘導体、ピラゾリンダイマー、ルブレン、キナクリドン、トリアゾール誘導体、ポリフェニレン、ポリアルキルフルオレン、ポリアルキルチオフェン、アゾメチン亜鉛錯体、ポリフィリン亜鉛錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、フェナントロリンユウロピウム錯体が使用できるが、これに限られるものではない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、大画面で高性能のフルカラー表示体を安価に製造することが可能となり、効果は大である。このような効果の達成には、従来、パターニングができないとされた有機ＥＬ材料をインクジェット方式により形成および配列することでパターニングが可能となり、フルカラー表示のアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体を実現したことが大きく寄与した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の工程を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の工程を示す図である。
【図３】本発明の薄膜トランジスタ上にインクジェット法により形成された発色層を示す図である。
【符号の説明】
１０１　ガラス基板
１０２　薄膜トランジスタ
１０３　透明画素電極
１０４　正孔注入層
１０５　インクジェットプリンタヘッド
１０６　有機発光層（第１色）
１０７　有機発光層（第２色）
１０８　有機発光層（第３色）
１０９　反射電極
２０１　ガラス基板
２０２　薄膜トランジスタ
２０３　反射画素電極
２０４　有機発光層（第１色）
２０５　有機発光層（第２色）
２０６　有機発光層（第３色）
２０７　インクジェットプリンタヘッド
２０８　正孔注入層
２０９　透明電極
３０１　信号線
３０２　ゲート線
３０３　画素電極
３０４　薄膜トランジスタ
３０５　有機発光層（第１色）
３０６　有機発光層（第２色）
３０７　有機発光層（第３色）

Claims

画素毎に薄膜トランジスタが形成されたガラス基板を有するアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体であって、
各画素に、赤色、青色、緑色のうちの少なくとも一色を発光する発光層を有し、
隣接する画素同士の発光層が互いに接触している部分を有することを特徴とするアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体。
隣接する画素同士の前記発光層の発光色が異なる部分を有する請求項１に記載のアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体。
前記発光層は、有機発光材料をインクジェット方式で画素毎にパターニング塗布することにより形成されたものである請求項１または２に記載のアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体。
前記発光層は、インクジェット方式でポリマーまたはその前駆体よりなる有機発光材料を直接パターニング塗布することにより形成されたものである請求項１または２に記載のアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体。
画素毎に薄膜トランジスタが形成されたアクティブマトリックス用のガラス基板の各画素上に、インクジェット方式で有機発光材料を供給し発光層を形成してなることを特徴とするアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体。
前記発光層は、前記薄膜トランジスタの少なくとも一部を覆うように形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載のアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体。
前記発光層は、ポリアルキルフルオレンを含むものである請求項１ないし６のいずれかに記載のアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体。