JP2005166413A - 有機ｅｌ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストアップを招くことなく、陰極が確実に分割され、しかも、発光層の特性劣化のない高品質な有機ＥＬ装置を得る。
【解決手段】 格子状に形成されたバンク２６によって区画された発光領域２７に有機ＥＬからなる発光層２９を有し、上方から陰極材料３０ａを製膜することにより発光層２９の上面に陰極３０が形成されてなる有機ＥＬ装置２１Ａであって、前記バンク２６は、互いに対向するバンク壁３１から構成され、該バンク壁３１同士の間からなる開口部３２は、上方側に対して下方側が広くされていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ElectroLuminescence、以下ＥＬと称す）装置及びその製造方法に関するものである。

近年、低電力で高い輝度が得られ、視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れ、しかも、薄型化が可能な表示装置として、有機ＥＬ表示装置が用いられている。
また、この有機ＥＬ装置としては、素子基板上に、電極、発光層、正孔層、電子層等を水平に積層して形成した積層構造、あるいは発光層を備えた発光素子基板と素子基板とを別々に形成し、その後、これら発光素子基板と素子基板とを接合した貼り合わせ構造がある。
特に、発光素子基板と素子基板とを接合した貼り合わせ構造の有機ＥＬ装置によれば、歩留まりを個別に管理し、それぞれの良品のみを互いに接合することができるため、生産性の向上やコスト低減、さらには、納期の短縮が期待できる。

ところで、有機ＥＬ装置は、格子状に形成されたバンクによって発光層を備えた各発光領域を分離しているが、このバンクだけでは、発光層の上面に蒸着により形成する陰極を画素毎に十分に分離することが難しい。このため、従来より、バンク以外に、陰極を分離する構造を備えた有機ＥＬ装置が開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。

図９は、上記陰極分離構造を備えた有機ＥＬ装置の一例を示す断面図である。
図に示すように、この有機ＥＬ装置１は、発光素子基板２と素子基板３とを貼り合わせて構成されている。
発光素子基板２は、透明基板４の上面に、陽極５を備え、この陽極５上に、格子状のバンク６が形成されている。そして、このバンク６によって区画された部分が発光領域７とされ、この発光領域７における陽極５の上面に、正孔輸送層８を介して、有機ＥＬからなる発光層９を備え、さらに、この発光層９の上面に陰極１０を備えている。

素子基板３は、駆動回路基板１１に駆動素子１２を備えている。そして、この素子基板３は、発光素子基板２に貼り合わされ、駆動素子１２と発光素子基板２の陰極１０とが導電ペースト１３によって接続されている。
そして、この有機ＥＬ装置１では、陽極５と陰極１０との間の発光層９に電圧が印加されると、発光層９が発光し、ガラス基板４を介して、下面側から外部に照射される。
ここで、発光素子基板２の陰極１０は、上方側から陰極材料１０ａを蒸着することにより形成される。このため、上記構造の有機ＥＬ装置１では、発光素子基板２のバンク６上に、側面が逆テーパー形状とされた上方へ向かって次第に幅が広がる陰極隔壁１４を形成し、蒸着する陰極材料１０ａを画素毎に確実に分割させている。
特開２０００―１０６２７５号公報 特許第３２０８６３８号公報

ところで、上記の有機ＥＬ装置１では、蒸着する陰極材料１０ａを確実に画素毎に分割させるために、発光素子基板２のバンク６とは別に、側面が逆テーパー形状とされた上方へ向かって次第に幅が広がる陰極隔壁１４をバンク６上に形成しているため、製造工程が多くなり、コストアップを余儀なくされていた。
また、発光素子基板２と素子基板３とを接合するために、導電ペースト１３によって駆動素子１２を陰極１０へ直接接続しているため、陰極１０を介して発光層９が加圧されて特性劣化を引き起こす恐れもあった。

この発明は、コストアップを招くことなく、陰極が確実に分割される有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することを目的としている。また、本発明の別の目的は、発光層の特性劣化のない高品質な有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の有機ＥＬ装置は、（格子状に形成された）バンクによって区画された発光領域に有機ＥＬからなる発光層を有し、上方から陰極材料を製膜することにより前記発光層の上面に陰極が形成されてなる有機ＥＬ装置であって、前記バンクは、互いに対向するバンク壁から構成され、該バンク壁同士の間からなる開口部は、上方側に対して下方側が広くされていることを特徴とする。

このように、バンクを、互いに対向するバンク壁から構成し、バンク壁同士の間からなる開口部を、上方側に対して下方側を広くして陰極材料を分離する構造としたので、陰極材料を分離するための別個の隔壁を不要とすることができる。
これにより、コストアップを招くことなく、陰極が確実に分割された信頼性に優れた有機ＥＬ装置を得ることができる。

また、本発明は、前記バンク壁が、下層バンク壁部及び上層バンク壁部を有し、前記上層バンク壁部における開口部に対して前記下層バンク壁部における開口部が広くされていることが好ましい。
このように、上層バンク壁部における開口部に対して下層バンク壁部における開口部を広くしたので、確実に陰極材料を分離して、陰極の確実な分割を図ることができ、信頼性を向上させることができる。

さらに、前記バンク壁は、その対向面が互いに逆方向へ傾斜するテーパ形状とされて前記開口部が上方側から下方側へ向かって次第に広げられていることが望ましい。
このように、バンク壁の対向面を互いに逆方向へ傾斜するテーパ形状として開口部を上方側から下方側へ向かって次第に広げたので、確実に陰極材料を分離して、陰極の確実な分割を図ることができ、信頼性を向上させることができる。

また、前記開口部の最小幅寸法が、前記陰極材料の膜厚の２倍以上とされていることが好ましい。
これにより、さらに確実に陰極を分割することができ、信頼性をさらに向上させることができる。

また、前記陰極材料が、前記発光層の上面から前記バンクの上面に亘って付着され、前記バンクの上面に付着した前記陰極材料に駆動素子が接続されていることが望ましい。
このように、駆動素子の接続がバンクの上面にて行われているので、発光層を加圧することによる特性劣化をなくすことができ、高品質化を図ることができる。

さらに、前記発光層上の陰極に接続される駆動素子を備えた素子基板が前記バンクの上部に接合されていることが好ましい。
このように、駆動素子を備えた素子基板の接合がバンクの上面にて行われているので、発光層を加圧することによる特性劣化をなくすことができ、高品質化を図ることができる。

本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、格子状に形成されたバンクによって区画された発光領域に、有機ＥＬからなる発光層を有し、前記発光層の上面に陰極が形成されてなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記バンクに、上方側に対して下方側が広くされた開口部を長手方向に沿って形成して互いに対向するバンク壁を形成する工程と、上方から陰極材料を蒸着することにより、前記発光層の上面に陰極を製膜する工程とを含むことを特徴とする。

このように、バンクに、上方側に対して下方側が広くされた開口部を長手方向に沿って形成してバンク壁を形成し、上方から陰極材料を蒸着して発光層の上面に陰極を製膜することにより、陰極材料を確実に分離することができ、陰極材料を分離するための別個の隔壁を不要とすることができる。
これにより、コストアップを招くことなく、陰極が確実に分割された信頼性に優れた有機ＥＬ装置を得ることができる。

また、本発明は、前記バンクの下層部分及び上層部分を形成し、前記下層部分に下層開口部を形成するとともに前記上層部分に前記下層開口部よりも狭い上層開口部を形成することにより、下層バンク壁部及び上層バンク壁部を有する前記バンク壁を形成することが好ましい。
このように、バンクの下層部分及び上層部分を形成し、下層部分に下層開口部を形成するとともに上層部分に下層開口部よりも狭い上層開口部を形成することにより、確実に陰極材料が分離されて、陰極が確実に分割された信頼性に優れた有機ＥＬ装置を得ることができる。

また、前記開口部を、上方側から下方側へ向かって次第に広がる形状に形成し、互いの対向面が逆方向へ傾斜するテーパ形状とされた前記バンク壁を形成することが好ましい。
このように、開口部を、上方側から下方側へ向かって次第に広がる形状に形成し、互いの対向面が逆方向へ傾斜するテーパ形状とされたバンク壁を形成することにより、確実に陰極材料が分離されて、陰極が確実に分割された信頼性に優れた有機ＥＬ装置を得ることができる。

さらに、前記陰極材料を、前記発光層の上面から前記バンクの上面に亘って付着させ、前記バンクの上面に付着させた前記陰極材料に駆動素子を接続することが望ましい。
このように、駆動素子をバンクの上面にて陰極材料に接続するので、発光層を加圧することによる特性劣化のない高品質な有機ＥＬ装置を得ることができる。

また、前記陰極材料を斜め上方から蒸着させる斜め蒸着を行うことにより、前記陰極材料を前記発光層の上面から前記バンクの上面に亘って付着させることが好ましい。
このように、斜め蒸着を行うことにより、極めて容易に発光層の上面、バンクの側面及びバンクの上面に亘って陰極材料を付着させることができる。

さらに、前記斜め蒸着とともに、前記陰極材料を垂直に蒸着させる垂直蒸着を行うことが好ましい。
これにより、極めて容易に発光層の上面、バンクの側面及びバンクの上面に亘って陰極材料を付着させることができ、しかも、発光層の全面に陰極材料を付着して良好な発光効率を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面図、図２は、有機ＥＬ装置を構成する発光素子基板の平面図である。
図に示すように、この有機ＥＬ装置２１Ａは、発光素子基板２２と素子基板２３とを貼り合わせて構成されている。
発光素子基板２２は、透明基板２４の上面に、陽極２５を備え、この陽極２５上に、格子状のバンク２６が形成されている。

そして、このバンク２６によって区画された部分が発光領域２７とされ、この発光領域２７における陽極２５の上面に、正孔輸送層２８を介して、有機ＥＬからなる発光層２９が設けられている。さらに、この発光層２９の上面に、上面側から陰極材料３０ａを蒸着することにより陰極３０が形成されている。なお、発光層２９は、この発光層２９を構成する有機ＥＬを、例えば、インクジェット方式（液滴吐出方式）によって発光領域２７に滴下することにより形成される。

この発光素子基板２２に形成されたバンク２６は、互いに対向する２列のバンク壁３１から構成されており、これらバンク壁３１同士の間が開口部３２とされている。これらバンク壁３１は、下層バンク壁部３１ａと上層バンク壁部３１ｂとが積層した構造とされている。そして、これらバンク壁３１同士は、下層バンク壁部３１ａ同士の間からなる下層開口部３２ａが、上層バンク壁部３１ｂ同士の間からなる上層開口部３２ｂよりも広くされている。また、上層バンク壁部３１ｂ同士間からなる上層開口部３２ｂは、その幅寸法が陰極３０を形成するために蒸着した陰極材料３０ａの膜厚の２倍以上とされている。

これら２列のバンク壁３１から構成されたバンク２６は、アクリル系のフォトレジストに、フォトリソを行うことにより形成したものである。
具体的には、まず、下層バンク壁部３１ａとなる下層部分を形成し、この下層部分の下層開口部３２ａを形成する部分を露光し、次いで、上層バンク壁部３１ｂとなる上層部分を形成し、この上層部分の上層開口部３２ｂを形成する部分を露光し、その後、現像処理を施して露光部分を一括して除去する。これにより、下層バンク壁部３１ａ及び上層バンク壁部３１ｂを有する２列のバンク壁３１からなるバンク２６が形成される。

そして、このように、バンク２６を、下層バンク壁部３１ａ及び上層バンク壁部３１ｂを有する２列のバンク壁３１から構成し、下層バンク壁部３１ａ間の下層開口部３２ａを、上層バンク壁部３１ｂ間の上層開口部３２ｂよりも広くしたことにより、上面側から陰極材料３０ａを蒸着することにより陰極３０を形成する際に、陰極材料３０ａは少なくとも下層バンク壁部３１ａの側面及び上層バンク壁部３１ｂの裏面に付着しないため、バンク２６を構成するバンク壁３１にて分離されることになり、陰極３０が発光領域２７毎に確実に分割される。

一方、素子基板２３は、駆動回路基板４１に駆動素子４２を備えている。そして、この素子基板２３は、発光素子基板２２に貼り合わされ、駆動素子４２と発光素子基板２２の陰極３０とが導電ペースト４３によって接続されている。
そして、この有機ＥＬ装置２１Ａでは、陽極２５と陰極３０との間の発光層２９に電圧が印加されると、発光層２９が発光し、ガラス基板２４を介して、下面側から外部に照射される。つまり、この有機ＥＬ装置２１Ａは、発光層２９からの光を発光素子基板２２側から外部に照射させるいわゆるトップエミッション方式である。

以上、説明したように、第１実施形態に係る有機ＥＬ装置２１Ａ及びその製造方法によれば、バンク２６を、下層バンク壁部３１ａ及び上層バンク壁部３１ｂを有する２列のバンク壁３１から構成し、下層バンク壁部３１ａ間の下層開口部３２ａを、上層バンク壁部３１ｂ間の上層開口部３２ｂよりも広くしたことにより、陰極材料３０ａを分離する構造とされているので、陰極材料３０ａを分離するための別個の隔壁を不要とすることができる。
これにより、コストアップを招くことなく、陰極３０が確実に分割された信頼性に優れた有機ＥＬ装置を得ることができる。

しかも、上層開口部３２ｂの幅寸法、つまり最小幅寸法が、陰極材料３０ａの膜厚の２倍以上であるので、上層バンク壁部３１ｂの対向する側面の双方に陰極材料３０ａが製膜された場合でも膜同士が接触せずに分離でき、信頼性をさらに向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の有機ＥＬ装置について説明する。なお、第１実施形態と同一構造部分には、同一符号を付して説明を省略する。
図３は、第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面図である。
図に示すように、この有機ＥＬ装置２１Ｂは、発光素子基板２２のバンク２６の一側面にも陰極材料３０ａを付着させたものである。これにより、発光層２９上の陰極３０とバンク２６の上端に付着した陰極材料３０ａとが、バンク２６の一側面に付着させた陰極材料３０ａによって導通されている。

ここで、この第２実施形態の有機ＥＬ装置２１Ｂでは、陰極３０を形成する際に、陰極材料３０ａを、垂直方向からの蒸着だけでなく、一方向側に傾斜した斜め方向からも蒸着する。
これにより、陰極材料３０ａは、発光層２９及びバンク２６の上面に付着するとともに、バンク２６の一側面にも付着する。
また、発光素子基板２２に貼り合わされる素子基板２３は、駆動素子３２が、発光素子基板２２のバンク２６上の陰極材料３０ａに導電ペースト３３によって接続されている。

このように、この第２実施形態の有機ＥＬ装置２１Ｂ及びその製造方法によれば、陰極材料３０ａが、発光層２９の上面からバンク２６の上面に亘って付着され、バンク２６の上面に付着した陰極材料３０ａに駆動素子３２が接続されているので、発光層２９を加圧することによる特性劣化をなくすことができ、高品質化を図ることができる。

また、陰極材料３０ａを斜め上方から蒸着させる斜め蒸着を行うとともに、陰極材料３０ａを垂直に蒸着させる垂直蒸着を行うので、極めて容易に発光層２９の上面、バンク２６の側面及びバンク２６の上面に亘って陰極材料３０ａを付着させることができ、しかも、発光層２９の全面に陰極材料３０ａを付着して良好な発光効率を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の有機ＥＬ装置について説明する。なお、上記第１実施形態あるいは第２実施形態と同一構造部分には、同一符号を付して説明を省略する。
図４は、第３実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面図である。
図に示すように、この有機ＥＬ装置２１Ｃは、素子基板２３の駆動素子３２と発光素子基板２２の陰極３０とが導電ペースト３３によって導通され、しかも、素子基板２３の駆動回路基板３１が、陰極材料３０ａが付着したバンク２６の上端に接合されている。

このように、この第３実施形態に係る有機ＥＬ装置２１Ｃによれば、発光層２９上の陰極３０に接続される駆動素子３２を備えた素子基板２３がバンク２６の上部に接合されているので、発光素子基板２２と素子基板２３との接合に係る圧力の一部をバンク２６が負担することになり、発光層２９を加圧することによる特性劣化をなくす（緩和する）ことができ、高品質化を図ることができる。

なお、上記の第１〜第３実施形態におけるバンク２６としては、上記の例に限定されない。
図５に示すものは、バンク２６を構成する各バンク壁３１の対向面をそれぞれ逆方向に傾斜するテーパ形状に形成し、これらバンク壁３１同士の間からなる開口部３２を、上方側から下方側へ向かって次第に広げたものである。また、バンク２６の上端における開口部３２の幅寸法、つまり、最小幅寸法は、陰極材料３０ａの膜厚の２倍以上とされている。

そして、上記のように、バンク２６を、テーパ形状の対向面を有するバンク壁３１を対向させて構成しても、対向面には陰極材料３０ａが付着しないため、バンク壁３１によって陰極材料３０ａを確実に分離することができ、コストアップを招くことなく、陰極３０を分割して信頼性を向上させることができる。

なお、上記の例では、バンク２６を構成する一対のバンク壁３１のそれぞれを、下層バンク壁部３１ａと上層バンク壁部３１ｂとを有する構造、あるいはテーパ形状の対向面を有する構造としたが、図６及び図７に示すように、いずれか一方のバンク壁３１を、上下に亘って同一幅としても良い。

なお、上記の実施形態では、発光層２９からの光を発光素子基板２２側から外部に照射させるいわゆるトップエミッション方式を例にとって説明したが、本発明は、発光層２９からの光を素子基板２３側から外部に照射させるいわゆるボトムエミッション方式にも適用可能である。
また、上記の実施形態では、発光素子基板２２及び素子基板２３をそれぞれ別々に形成し、その後、これらを接合する貼り合わせ構造を例にとって説明したが、本発明は、素子基板上に、電極、発光層、正孔層、電子層等を水平に順次積層して形成する積層構造にも適用可能である。

（電子機器）
上記実施形態の有機ＥＬ装置２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを備えた電子機器の例について、次に説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号６００は携帯電話本体を示し、符号６０１は上記有機ＥＬ装置を表示手段として用いた表示部を示している。図８（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、符号７００は情報処理装置、符号７０１はキーボードなどの入力部、符号７０２は上記ＥＬ装置を表示手段として用いた表示部、符号７０３は情報処理装置本体を示している。図８（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号８００は時計本体を示し、符号８０１は上記有機ＥＬ装置を表示手段として用いた表示部を示している。

図８に示す電子機器は、上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えているので、従来よりも信頼性の高い電子機器を提供することができる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面図である。 第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の概略平面図である。 第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面図である。 第３実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面図である。 他の構造のバンクを説明するバンクの断面図である。 バンクの変形例を説明するバンクの断面図である。 バンクの変形例を説明するバンクの断面図である。 本実施形態の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の一例を示す図である。 従来の有機ＥＬ装置の断面図である。

符号の説明

２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ…有機ＥＬ装置、２２…発光素子基板、２３…素子基板、２６…バンク、２７…発光領域、２９…発光層、３０…陰極、３０ａ…陰極材料、３１…バンク壁、３１ａ…下層バンク壁部、３１ｂ…上層バンク壁部、３２…開口部、３２ａ…下層開口部、３２ｂ…上層開口部、４２…駆動素子

Claims (12)

1. バンクによって区画された発光領域に有機ＥＬからなる発光層を有し、上方から陰極材料を製膜することにより前記発光層の上面に陰極が形成されてなる有機ＥＬ装置であって、
   前記バンクは、互いに対向するバンク壁から構成され、該バンク壁同士の間からなる開口部は、上方側に対して下方側が広くされていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
2. 前記バンク壁は、下層バンク壁部及び上層バンク壁部を有し、前記上層バンク壁部における開口部に対して前記下層バンク壁部における開口部が広くされていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記バンク壁は、その対向面が互いに逆方向へ傾斜するテーパ形状とされて前記開口部が上方側から下方側へ向かって次第に広げられていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
4. 前記開口部の最小幅寸法が、前記陰極材料の膜厚の２倍以上とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
5. 前記陰極材料が、前記発光層の上面から前記バンクの上面に亘って付着され、前記バンクの上面に付着した前記陰極材料に駆動素子が接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
6. 前記発光層上の陰極に接続される駆動素子を備えた素子基板が前記バンクの上部に接合されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
7. バンクによって区画された発光領域に、有機ＥＬからなる発光層を有し、前記発光層の上面に陰極が形成されてなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、
   前記バンクに、上方側に対して下方側が広くされた開口部を形成して互いに対向するバンク壁を形成する工程と、
   上方から陰極材料を蒸着することにより、前記発光層の上面に陰極を製膜する工程とを含むことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
8. 前記バンクの下層部分及び上層部分を形成し、前記下層部分に下層開口部を形成するとともに前記上層部分に前記下層開口部よりも狭い上層開口部を形成することにより、下層バンク壁部及び上層バンク壁部を有する前記バンク壁を形成することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
9. 前記開口部を、上方側から下方側へ向かって次第に広がる形状に形成し、互いの対向面が逆方向へ傾斜するテーパ形状とされた前記バンク壁を形成することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
10. 前記陰極材料を、前記発光層の上面から前記バンクの上面に亘って付着させ、前記バンクの上面に付着させた前記陰極材料に駆動素子を接続することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
11. 前記陰極材料を斜め上方から蒸着させる斜め蒸着を行うことにより、前記陰極材料を前記発光層の上面から前記バンクの上面に亘って付着させることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
12. 前記斜め蒸着とともに、前記陰極材料を垂直に蒸着させる垂直蒸着を行うことを特徴とする請求項１１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
    

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