JP2004259473A

JP2004259473A - 有機ｅｌディスプレイパネル、及びその製造方法

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Publication number: JP2004259473A
Application number: JP2003045936A
Authority: JP
Inventors: Naomi Nagai; 直美永井; Kenji Tsuboi; 健二坪井; Makoto Nakamura; 中村　誠
Original assignee: Micro Gijutsu Kenkyusho KK; Ites Co Ltd; International Business Machines Corp
Current assignee: Micro Gijutsu Kenkyusho KK; Ites Co Ltd; International Business Machines Corp
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-24
Also published as: JP4305825B2

Abstract

【課題】本発明は、パッシブマトリックス方式を採用する有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、信頼性が高く、且つ低コストで製造することができる有機ＥＬディスプレイパネルを提供すること、及びその有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明の有機ＥＬディスプレイパネル１０は、基板１２の上面で、且つストライプ状に成膜された第１電極１４の間に形成された絶縁層１６と、絶縁層１６の上面に間隔を空けて形成された柱状体１８と、柱状体１８の上面で、且つ第１電極１４と直交する位置にストライプ状に形成された板状体２０と、第１電極１４、及び絶縁層１６の上面に成膜された有機発光層２２と、板状体２０の間を通して、有機発光層２２の上面に成膜された第２電極２４とを含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パッシブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイパネル、及びその有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイパネルは、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｓｉｄｅ）等で形成された陽極（透明電極）と金属等で形成された陰極とに挟まれた有機発光層に電流を注入することにより、発光層そのものが自己発光する表示デバイスである。液晶とは異なりバックライトが不要で、薄型、軽量化が可能となる。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイパネルは、粉末状の有機化合物（低分子素材）を真空蒸着方式で成膜するドライプロセスの低分子型と、液状の有機化合物（高分子素材）をスピンコート方式やインクジェット方式、印刷、スプレー等で成膜するウエットプロセスの高分子型との２種類がある。低分子素材の成膜は、真空蒸着装置を用いるため装置が大掛かりになる。また、大面積の基板に成膜することが困難である。一方、ウエットプロセスで成膜する高分子素材は、例えば、スピンコート法を用いると装置が大掛かりにならない。また、大面積の基板に成膜することが可能となる。
【０００４】
また、有機ＥＬディスプレイパネルを駆動方式で分類すると、画素を個別に駆動して点灯させるアクティブマトリックス方式と、画面全体に格子状に配線を施し、縦線と横線の組み合わせによって、その交点を点灯させるパッシブマトリックス方式の２種類がある。一般に、低温ポリシリコンＴＦＴを画素ごとに設けるアクティブマトリックス方式よりも、格子状に配線を施すパッシブマトリックス方式のほうが、ディスプレイパネルのコストが安い。
【０００５】
低分子有機ＥＬディスプレイパネルの有機発光層、及び陰極を形成する場合、格子状のメタルマスクを基板に密着させてパターニングする方法がある。この場合、メタルマスクの開口部を大きくすると、マスク強度が低下してメタルマスクが歪み、微細なパターンが形成できない。また、メタルマスクは繰り返し使用できる回数に制限があるため頻繁に交換するとディスプレイパネルのコストが高くなる。更に、大面積の基板に対応することができない、熱膨張によってマスクの開口部が所定の位置からずれる、成膜装置が高コストになるという問題がある。
【０００６】
そこで、メタルマスクを使用せずに陰極等をパターニングする手段として、基板に逆テーパー形状の隔壁を設けて、その隔壁を蒸着マスクとして使用するものがある（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平第５−２７５１７２号公報
【特許文献２】
特開平第８−３１５９８１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
隔壁を有するディスプレイパネルにおいて使用される有機材料は低分子素材であり、有機発光層を真空蒸着で成膜する場合にはこの隔壁があっても、均一な有機発光層を形成することができる。しかしながら、この隔壁構造において、高分子素材をスピンコート法により成膜すると、隔壁の周辺に発光材料が滞留し、有機発光層の膜厚が不均一となる。この不均一な膜厚の状態で陰極を真空蒸着で成膜すると、隔壁の周辺に滞留した発光材料に沿って陰極が成長してしまい、隣接する画素と短絡することになる。画素同士が短絡するとパッシブマトリックス方式であるなら、１画素のみ点灯させようとしても、その画素と陽極の配線を共有する画素すべて（陽極の配線方向の１ライン）が点灯してしまう。このように、パッシブマトリックス方式では、隣接する画素との短絡は致命的な欠陥になる。
【０００９】
本発明の目的は、パッシブマトリックス方式を採用する有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、信頼性が高く、且つ低コストで製造することができる有機ＥＬディスプレイパネルを提供すること、及びその有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネルは、基板に設けた第１電極に有機発光層を介して第２電極が備わる有機ＥＬディスプレイパネルであって、前記基板の上面で、且つストライプ状に成膜された前記第１電極の間に形成された絶縁層と、前記絶縁層の上面に間隔を空けて形成された柱状体と、前記柱状体の上面で、且つ前記第１電極と直交する方向にストライプ状に形成された板状体と、前記第１電極、及び絶縁層の上面に成膜された有機発光層と、前記板状体の間を通して、前記有機発光層の上面に成膜された第２電極とを含んで構成される。
【００１１】
上述の構成を採用することにより、絶縁層の上面で、且つ第１電極と直交する位置に、柱状体と板状体からなる中空隔壁構造体を形成することができる。これにより、発光材料の成膜を行うことができるので、信頼性が高く、安価な有機ＥＬディスプレイパネルを提供することができる。以下、中空隔壁構造体とは、柱状体と板状体の関係が、あたかも橋脚と橋げたの関係と同じように形成された、中空部分（柱状体同士の間に存在する空間のこと）を有する構造体のことを示す。
【００１２】
更に、本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネルは、上述の構成に加えて、前記柱状体が、前記絶縁層の上面で、且つ前記第１電極と第２電極とが直交する交差部の四隅の位置に形成されることを特徴とする。ここでいう交差部とは、第１電極と第２電極とが直交することで形成される画素のことをいう。また、ここでいう四隅とは、画素の外側であって、且つ、画素の対角を結ぶ対角線の延長線上の位置をいう。
【００１３】
上述の構成を採用することにより、柱状体と板状体からなる中空隔壁構造体を強固に形成することができる。よって、信頼性の高い有機ＥＬディスプレイパネルを提供することができる。
【００１４】
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法は、基板に設けた第１電極に有機発光層を介して第２電極が備わる有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法であって、前記基板上に第１電極をストライプ状に成膜するステップと、前記ストライプ状に成膜された第１電極の間に絶縁層を形成するステップと、前記絶縁層の上面に間隔を空けて柱状体を形成するステップと、前記柱状体の上面で、且つ前記第１電極と直交する方向に板状体をストライプ状に形成するステップと、前記第１電極、及び絶縁層の上面に有機発光層を成膜するステップと、前記板状体の間を通して前記有機発光層の上面に第２電極を成膜するステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
上述の方法を採用することにより、絶縁層の上面で、且つ第１電極と直交する方向に、柱状体と板状体からなる中空隔壁構造体を形成することができる。これにより、発光材料の成膜を行うことができるので、信頼性が高く、安価な有機ＥＬディスプレイパネルを提供することができる。また、ストライプ状に形成された板状体が、陰極を真空蒸着する際の蒸着マスクの役割を果たすので、メタルマスクを用いることなく、陰極を成膜することができる。
【００１６】
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法は、上述の構成に加えて、前記柱状体を形成するステップが、前記絶縁体の上面で、且つ前記第１電極と第２電極とが直交する交差部の四隅の位置に柱状体を形成するステップを含むことを特徴とする。
【００１７】
上述の方法を採用することにより、柱状体と板状体からなる中空隔壁構造体を強固に形成することができる。よって、信頼性の高い有機ＥＬディスプレイパネルを提供することができる。
【００１８】
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法は、上述の構成に加えて、前記有機発光層を形成するステップが、スピンコート法を用いて有機発光層を形成するステップを含むことを特徴とする。
【００１９】
上述の方法を採用することにより、スピンコート法を用いて有機発光層を形成することができるので、信頼性が高く、安価な有機ＥＬディスプレイパネルを提供することができる。
【００２０】
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法は、上述の構成に加えて、前記柱状体、及び板状体を形成するステップが、ドライフィルム型フォトレジストを用いて柱状体、及び板状体を形成するステップを含むことを特徴とする。
【００２１】
上述の方法を採用することにより、柱状体と板状体からなる中空隔壁構造体を、絶縁層上に、安価に形成することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る有機ＥＬディスプレイパネル１０を図１、及び図２に基づき説明する。本発明のディスプレイパネルは、パッシブマトリックス方式を採用する。本発明の実施の形態に係る有機ＥＬディスプレイパネル１０は、基板１２の上面で、且つストライプ状に成膜された第１電極１４の間に形成された絶縁層１６と、絶縁層１６の上面に間隔を空けて形成された柱状体１８と、柱状体１８の上面で、且つ第１電極１４と直交する方向にストライプ状に形成された板状体２０と、第１電極１４、及び絶縁層１６の上面に成膜された有機発光層２２と、板状体２０の間を通して、有機発光層２２の上面に成膜された第２電極２４とを含む。
【００２３】
基板１２にはガラス基板１２が用いられている。この基板１２は、後述する有機発光層２２で発生した光を外部に透過する役割を果たす。第１電極１４は陽極のことを示す。第１電極１４にはＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｓｉｄｅ）が用いられている。透明電極であるＩＴＯは、基板１２上にストライプ状に成膜され、有機発光層２２に正孔を注入する役割を果たす。また、このＩＴＯの上面には、ＩＴＯの抵抗を下げるために、金属バスラインが形成されても良い。絶縁層１６には、熱硬化性のノボラック樹脂が用いられている。絶縁層１６はストライプ状に成膜された第１電極１４同士の間に形成され、第１電極１４が互いに短絡することを防ぐ役割を果たす。柱状体１８及び板状体２０には、ドライフィルム型フォトレジストが用いられている。柱状体１８と板状体２０とからなる中空隔壁構造体は、陰極を成膜する際に蒸着マスクの役割を果たす。有機発光層２２は、発光性高分子層と、注入層、及び輸送層から構成される。第２電極２４は陰極のことを示す。第２電極２４にはアルカリ金属であるバリウムが用いられている。第２電極２４は、ストライプ状に形成された板状体２０の間を通して（板状体２０を蒸着マスクとして）、有機発光層２２の上に成膜されている。
【００２４】
また、本実施形態における有機ＥＬディスプレイパネル１０は、柱状体１８が、絶縁層１６の上面で、且つ第１電極１４と第２電極２４とが直交する交差部の四隅の位置に形成されることを特徴とする。図３に示すように、第１電極１４と第２電極２４が直交する交差部がディスプレイの画素になる（以下、交差部のことを画素２６という）。絶縁層１６の上面で、且つ画素２６の四隅に柱状体１８が形成されている。
【００２５】
本発明における有機ＥＬディスプレイパネル１０は、上述のように、絶縁層１６の上面で、且つ画素２６の四隅に柱状体１８を形成し、その柱状体１８の上面で、且つ、第１電極１４と直交する方向に、ストライプ状に板状体２０を形成している。これにより、柱状体１８と板状体２０からなる中空隔壁構造体が、陰極を形成する際の蒸着マスクの役割を果たすと共に、中空隔壁構造体の中空部分で液状の発光材料を通り抜けさせる。よって、ウエットプロセスで有機発光層２２を形成しても、有機発光層２２をムラ無く均一に成膜することができる。これにより、有機発光層２２の上面に成膜される第２電極２４もムラ無く均一に成膜され、ストライプ状の第２電極２４が相互につながって短絡するのを防ぐことができる。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬディスプレイパネル１０の製造方法を図４、図５に基づき説明する。本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネル１０の製造方法は、基板１２上に第１電極１４をストライプ状に成膜するステップ（ステップ１）と、基板１２の上面で、且つストライプ状に成膜された第１電極１４の間に絶縁層１６を形成するステップ（ステップ２）と、絶縁層１６の上面に間隔を空けて柱状体１８を形成するステップ（ステップ３）と、柱状体１８の上面で、且つ第１電極１４と直交する方向に板状体２０をストライプ状に形成するステップ（ステップ４）と、第１電極１４、及び絶縁層１６の上面に有機発光層２２を成膜するステップ（ステップ５）と、板状体２０の間を通して有機発光層２２の上面に第２電極２４を成膜するステップ（ステップ６）とを含む。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、ステップ１においては、基板１２上に第１電極１４（ＩＴＯ）をストライプ状に成膜する。これは、基板１２上に第１電極１４をスパッタで成膜し、フォトエッチング工程により、ストライプ状に形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、ステップ２において絶縁層１６（ノボラック樹脂）を形成する。これは、ストライプ状に成膜された第１電極１４の間（第１電極１４同士の間）にスピンコート法を用いて絶縁層１６を形成する。
【００２８】
次に、図４（ｃ）に示すように、ステップ３において柱状体１８を形成する。これは、ドライフィルム型フォトレジストを絶縁層１６の上面にラミネート機により貼り付け、フォトエッチング工程により、絶縁層１６の上面に柱状体１８を形成する。また、この柱状体１８は、第１電極１４と後述する第２電極２４とが直交することで形成される画素２６の四隅に配置されるよう位置決めを行う。
【００２９】
次に、図５（ａ）に示すように、ステップ４において板状体２０を形成する。これは、ドライフィルム型フォトレジストを柱状体１８の上面に加熱して貼り付け、フォトエッチング工程により、柱状体１８の上面に板状体２０を形成する。また、この板状体２０は、第１電極１４と直交する方向にストライプ状に形成する。これにより、柱状体１８と板状体２０からなる中空隔壁構造体が形成される。この中空隔壁構造体の中空部分を、後述する液状の有機発光層２２が通り抜けることができる。また、中空隔壁構造体の板状体２０が、後述する第２電極２４を成膜する際の蒸着マスクの役割を果たす。
【００３０】
次に、図５（ｂ）に示すように、ステップ５において有機発光層２２を成膜する。これは、液状の発光性高分子層等を、スピンコート法を用いることで成膜する。中空隔壁構造体の中空部分を、液状の発光材料が通り抜けることができるので、第１電極１４、及び絶縁層１６の上面に、ムラの無い均一な有機発光層２２を成膜することができる。次に、図５（ｃ）に示すように、ステップ６において第２電極２４を成膜する。これは、中空隔壁構造体の板状体２０を蒸着マスクとして、バリウム、及び銀を有機発光層２２の上面に真空蒸着法により成膜する。これにより、第１電極１４と直交する第２電極２４を成膜することができる。
【００３１】
一方で乾燥剤等を設けた封止缶を形成し、上述の基板１２と貼り合わせを行い、内部の脱ガスを行う。このあと、パネルを切断分割してディスプレイパネルを形成する。
【００３２】
本発明における有機ＥＬディスプレイパネル１０の製造方法では、上述のように、ドライフィルム型フォトレジストを用いて、柱状体１８と板状体２０からなる中空隔壁構造体を形成する。よって、ウエットプロセスによる有機発光層２２の成膜を行っても、ムラ無く均一な有機発光層２２を形成することができ、尚且つ、メタルマスクを用いることなく第２電極２４を形成することができるので、有機ＥＬディスプレイパネル１０の製造コストを抑制することができる。
【００３３】
尚、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。例えば、本実施の形態においては、画素２６の四隅に柱状体１８を形成する構造を採用したが、柱状体１８の数を減らした中空隔壁構造体も本発明の技術的範囲に含まれる。また、ドライフィルム型フォトレジストを用いずに、中空隔壁構造体を形成することも、本発明の技術的範囲に含まれる。更に、有機ＥＬ素子の構成材料（陰極、陽極、有機発光層、絶縁層、ドーパントの材料等）に他の材料を採用したものも、本発明の技術的範囲に含まれる。更に、有機発光層に白色又は青色に発光する素材を使用し、カラーフィルターや、カラーチェンジモード（ＣＣＭ方式）の技術を用いることでカラー表示を行うことも、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネル、及びその製造方法によれば、柱状体と板状体からなる中空隔壁構造体を形成することにより、この中空隔壁構造の中空部分に液状の発光材料を通り抜けさせることができる。これにより、パッシブマトリックス方式を採用する有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、スピンコート法を用いて、有機発光層をムラ無く均一に形成することができる。よって、信頼性が高く、安価な有機ＥＬディスプレイパネルを提供することができる。
【００３５】
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネル、及びその製造方法によれば、柱状体と板状体からなる中空隔壁構造体を形成することにより、板状体が蒸着マスクの役割を果たすので、メタルマスクを用いることなく、陰極を成膜することができる。よって、大面積の基板を用いてパネルを形成できるので、安価な有機ＥＬディスプレイパネルを提供することができる。
【００３６】
また、本発明に係る有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法によれば、ドライフィルム型フォトレジストを用いて中空隔壁構造体を形成することができるので、安価な有機ＥＬディスプレイパネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における有機ＥＬディスプレイパネルの斜視図である。
【図２】本発明における有機ＥＬディスプレイパネルのＡ−Ａ断面図、及びＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明における有機ＥＬディスプレイパネルの概略した平面図である。
【図４】本発明における有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を示す斜視図である。
【図５】本発明における有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０：有機ＥＬディスプレイパネル
１２：基板
１４：第１電極
１６：絶縁層
１８：柱状体
２０：板状体
２２：有機発光層
２４：第２電極
２６：画素

Claims

基板に設けた第１電極に有機発光層を介して第２電極が備わる有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、
前記基板の上面で、且つストライプ状に成膜された前記第１電極の間に形成された絶縁層と、
前記絶縁層の上面に間隔を空けて形成された柱状体と、
前記柱状体の上面で、且つ前記第１電極と直交する方向にストライプ状に形成された板状体と、
前記第１電極、及び絶縁層の上面に成膜された有機発光層と、
前記板状体の間を通して、前記有機発光層の上面に成膜された第２電極と、
を含む有機ＥＬディスプレイパネル。
前記柱状体が、
前記絶縁層の上面で、且つ前記第１電極と第２電極とが直交する交差部の四隅の位置に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
基板に設けた第１電極に有機発光層を介して第２電極が備わる有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法であって、
前記基板上に第１電極をストライプ状に成膜するステップと、
前記ストライプ状に成膜された第１電極の間に絶縁層を形成するステップと、
前記絶縁層の上面に間隔を空けて柱状体を形成するステップと、
前記柱状体の上面で、且つ前記第１電極と直交する方向に板状体をストライプ状に形成するステップと、
前記第１電極、及び絶縁層の上面に有機発光層を成膜するステップと、
前記板状体の間を通して前記有機発光層の上面に第２電極を成膜するステップと、
を含む有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
前記柱状体を形成するステップが、
前記絶縁体の上面で、且つ前記第１電極と第２電極とが直交する交差部の四隅の位置に柱状体を形成するステップを含む、請求項３に記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
前記有機発光層を形成するステップが、
スピンコート法を用いて有機発光層を形成するステップを含む、請求項３又は請求項４に記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
前記柱状体、及び板状体を形成するステップが、
ドライフィルム型フォトレジストを用いて柱状体、及び板状体を形成するステップを含む、請求項３乃至請求項５に記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。