JP2006185747A - Manufacturing method of display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a display device.
近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置が注目されている。この有機EL表示装置は、自発光性素子であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。 In recent years, organic electroluminescence (EL) display devices have attracted attention as flat display devices. Since this organic EL display device is a self-luminous element, it has a wide viewing angle, can be thinned without requiring a backlight, has low power consumption, and has a high response speed. ing.
これらの特徴から、有機EL表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機EL表示装置は、アレイ基板として陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む有機活性層を保持した有機EL素子をマトリックス状に配置することにより構成される。 Because of these characteristics, organic EL display devices are attracting attention as potential candidates for next-generation flat display devices that can replace liquid crystal display devices. Such an organic EL display device is configured by arranging organic EL elements holding an organic active layer containing an organic compound having a light emitting function between an anode and a cathode as an array substrate in a matrix.
このような平面表示装置を構成する基板を製造する過程において、基板上のパーティクルの除去、基板表面の化学的または電気的な特性に影響を及ぼす不純物の除去などを目的として、基板を洗浄する工程が不可欠である。例えば、平面表示装置として液晶表示装置を構成する基板を洗浄する手法には、スクラブ洗浄や、超音波洗浄、メガソニック洗浄などが挙げられる(例えば、特許文献1参照)。
有機EL素子を備えた基板を製造する過程においては、例えば、画素毎に陽極を形成した後に、有機活性層及び陰極を形成する。このような製造過程において、陽極が形成されてからその表面に有機活性層が形成されるまでの間に、陽極表面を汚染しやすい工程、例えば各画素を分離する隔壁を形成する工程が必要となる場合がある。 In the process of manufacturing a substrate provided with an organic EL element, for example, after forming an anode for each pixel, an organic active layer and a cathode are formed. In such a manufacturing process, a process that easily contaminates the anode surface, for example, a process of forming a partition for separating each pixel, is required after the anode is formed until the organic active layer is formed on the surface. There is a case.
この隔壁形成工程では、陽極の表面を含む基板全面に樹脂材料が配置された後に、フォトリソグラフィプロセスにより樹脂材料をパターニングすることによって隔壁を形成するとともに、陽極表面から樹脂材料を除去している。しかしながら、このような樹脂材料のパターニング工程の後には、陽極の表面にパーティクルが残ったり、表面特性に悪影響を及ぼしたりすることがある。これらは、陽極−陰極間のショートや、陽極−有機活性層間の高抵抗化を招くおそれがあり、表示性能の低下及び製造歩留まりの低下をも招くおそれがある。このため、適当な手法により、陽極の表面を洗浄することが求められている。 In this partition wall forming step, after the resin material is disposed on the entire surface of the substrate including the surface of the anode, the partition wall is formed by patterning the resin material by a photolithography process, and the resin material is removed from the anode surface. However, after such a resin material patterning step, particles may remain on the surface of the anode or the surface characteristics may be adversely affected. These may cause a short circuit between the anode and the cathode and increase in resistance between the anode and the organic active layer, and may cause a decrease in display performance and a decrease in manufacturing yield. For this reason, it is required to clean the surface of the anode by an appropriate technique.
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示性能を向上することができ、しかも、製造歩留まりの良好な表示装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device that can improve display performance and has a good manufacturing yield.
この発明の様態による表示装置の製造方法は、
基板上の表示エリアにおいて、各画素において独立島状の第1電極を形成する工程と、
各画素を分離する隔壁を形成する工程と、
前記隔壁から露出した前記第1電極の表面をメガソニック洗浄する工程と、
各画素の前記第1電極上に光活性層を形成する工程と、
前記光活性層上に全画素に共通の第2電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
A method of manufacturing a display device according to an aspect of the present invention is as follows.
Forming an independent island-shaped first electrode in each pixel in a display area on the substrate;
Forming a partition for separating each pixel;
Megasonic cleaning the surface of the first electrode exposed from the partition;
Forming a photoactive layer on the first electrode of each pixel;
Forming a second electrode common to all pixels on the photoactive layer.
この発明によれば、表示性能を向上することができ、しかも、製造歩留まりの良好な表示装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the display performance and provide a method for manufacturing a display device with a good manufacturing yield.
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を例にして説明する。 A display device manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a self-luminous display device such as an organic EL (electroluminescence) display device will be described as an example of the display device.
図1及び図2に示すように、有機EL表示装置1は、画像を表示する表示エリア102を有するアレイ基板100を備えている。アレイ基板100の表示エリア102は、マトリクス状に配置された複数の画素PX(R、G、B)によって構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the organic EL display device 1 includes an
また、アレイ基板100は、画素PXの行方向(すなわち図1のY方向)に沿って配置された複数の走査線Ym(m=1、2、…)と、走査線Ymと略直交する方向(すなわち図1のX方向)に沿って配置された複数の信号線Xn(n=1、2、…)と、有機EL素子40の第1電極60側に電源を供給するための電源供給線Pと、を備えている。
Further, the
さらに、アレイ基板100は、表示エリア102の外周に沿った周辺エリア104に、走査線Ymのそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路107と、信号線Xnのそれぞれに映像信号を供給する信号線駆動回路108と、を備えている。すべての走査線Ymは、走査線駆動回路107に接続されている。また、すべての信号線Xnは、信号線駆動回路108に接続されている。
Furthermore, the
各画素PX(R、G、B)は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離しかつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ10と、画素スイッチ10を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ20と、駆動トランジスタ20のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子30とを備えている。これら画素スイッチ10及び駆動トランジスタ20は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここではそれらの半導体層にポリシリコンを用いている。
Each pixel PX (R, G, B) is supplied via a pixel switch 10 and a pixel switch 10 having a function of electrically separating an on-pixel and an off-pixel and holding a video signal to the on-pixel. The driving
また、各画素PX(R、G、B)は、表示素子としての有機EL素子40(R、G、B)をそれぞれ備えている。すなわち、赤色画素PXRは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Rを備えている。緑色画素PXGは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Gを備えている。青色画素PXBは、主に青色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Bを備えている。
Each pixel PX (R, G, B) includes an organic EL element 40 (R, G, B) as a display element. That is, the red pixel PXR includes an
各種有機EL素子40(R、G、B)の構成は、基本的に同一である。すなわち、図2に示すように、アレイ基板100は、配線基板120上に配置された複数の有機EL素子40を備えている。なお、配線基板120は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ10、駆動トランジスタ20、蓄積容量素子30、走査線駆動回路107、信号線駆動回路108、各種配線(走査線、信号線、電源供給線等)などを備えて構成されたものとする。
The configurations of the various organic EL elements 40 (R, G, B) are basically the same. That is, as shown in FIG. 2, the
有機EL素子40は、マトリクス状に配置され画素PX毎に独立島状に形成された第1電極60と、第1電極60に対向して配置され全画素PXに共通に形成された第2電極66と、これら第1電極60と第2電極66との間に保持された光活性層(ここでは有機活性層)64と、によって構成されている。
The
有機EL素子40を構成する第1電極60は、配線基板120表面の絶縁膜上に配置され、陽極として機能する。
The
有機活性層62は、発光層を含んでいる。この有機活性層62は、発光層以外の層を含むことができ、例えば、各色共通に形成される正孔輸送層、及び各色画素に形成される発光層の2層構造で構成されても良いし、正孔注入層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などを含むこともでき、またこれらを機能的に複合した層を含んでもよい。有機活性層62においては、発光層が有機系材料であればよく、発光層以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。 The organic active layer 62 includes a light emitting layer. The organic active layer 62 may include layers other than the light emitting layer, and may be configured by, for example, a two-layer structure of a hole transport layer formed in common for each color and a light emitting layer formed in each color pixel. In addition, a hole injection layer, a blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a buffer layer, and the like may be included, or a layer in which these are functionally combined may be included. In the organic active layer 62, the light emitting layer may be an organic material, and layers other than the light emitting layer may be an inorganic material or an organic material. The light-emitting layer is formed of an organic compound having a light-emitting function that emits red, green, or blue light.
第2電極66は、有機活性層64上に各有機EL素子40に共通に配置される。この第2電極66は、電子注入機能を有する金属材料、例えばITO(Indium Tin Oxide:インジウム・ティン・オキサイド)やIZO(インジウム・ジンク・オキサイド)などの金属材料によって形成され、陰極として機能する。
The
また、アレイ基板100は、表示エリア102において、少なくとも隣接する色毎に画素RX(R、G、B)間を分離する隔壁70を備えている。隔壁70は、各画素を分離するよう形成することが望ましく、ここでは、隔壁70は、各第1電極60の周縁に沿って格子状に配置され、第1電極60を露出する隔壁の開口形状が矩形となるよう形成されている。この隔壁70は、樹脂材料によって形成される。
In addition, the
このような構成のアレイ基板100は、有機EL素子40を備えた主面側が封止体200によって気密に封止されている。
The
次に、上述したような構成の表示装置の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the display device having the above-described configuration will be described.
まず、図3Aに示すように、配線基板120上の表示エリア102において、画素毎に独立島状の第1電極60を形成する。すなわち、配線基板120の一主面側において陽極として機能する金属膜をパターン化し、第1電極60を形成する。この第1電極60については、一般的はフォトリソグラフィプロセスで形成しても良いし、マスクスパッタ法で形成しても良い。
First, as shown in FIG. 3A, in the
続いて、図3Bに示すように、各画素を分離する隔壁70を形成する。すなわち、感光性樹脂材料例えばアクリルタイプのポジティブトーンのレジストを第1電極60上を含む配線基板120の一主面側全体に成膜した後にフォトリソグラフィプロセスなどでパターニングした後に、220℃で60分の焼成処理を行う。これにより、各画素を囲むような格子状の隔壁70を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, a
このように隔壁70を形成した状態の配線基板120は、例えば図4に示すような洗浄装置400において洗浄される。ここで示した洗浄装置400は、有機系溶媒を洗浄液として利用した第1洗浄ユニット401と、無機系溶媒を洗浄液として利用した第2洗浄ユニット401と、によって構成されている。排気及び排水を別系統にする必要がなければ、洗浄装置400は1つの洗浄ユニットで構成しても良い。
The
第1洗浄ユニット401において、洗浄液として用いる有機系溶媒としては、除去しようとする除去対象物の組成などを考慮して選択することが望ましく、例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、グライコールエーテル、アルカノールアミンの中から選択可能である。
In the
第2洗浄ユニット402において、洗浄液として用いる無機系溶媒としては、除去しようとする除去対象物の組成などを考慮して選択することが望ましく、例えば、アンモニア水またはアンモニア添加水などの機能水を利用可能である。このような機能水は、除去対象物とゼータ電位が近いため、除去対象物の除去能力が高い。
In the
このような構成の洗浄装置400において、図3Cに示すように、隔壁70から露出した第1電極60の表面60Aを洗浄する。
In the
すなわち、集積部403に集積された隔壁70を形成済みの配線基板120は、ワークエリア404に配置された基板搬送ロボット405により第1洗浄ユニット401に搬送される。第1洗浄ユニット401においては、配線基板120の主面側を所定の有機系溶媒を用いて洗浄する。
That is, the
その後、第1洗浄ユニット401の配線基板は、基板搬送ロボット405により第2洗浄ユニット402に搬送される。第2洗浄ユニット402においては、配線基板120の主面側を用いて1乃至1.5MHz前後の高周波数でメガソニック洗浄する。メガソニック洗浄の諸条件は、第1電極60にダメージを与えないよう洗浄対象(第1電極60)の材質などを考慮して設定される。この実施形態では、洗浄液は機能水であり、周波数は1.3MHzとした。
Thereafter, the wiring board of the
これにより、隔壁70の形成工程などの前工程にて、たとえ第1電極60の表面60Aが汚染されたとしても、表面60Aからパーティクルを除去することが可能となり、第1電極60の表面特性を改善することができる。
This makes it possible to remove particles from the surface 60A even if the surface 60A of the
続いて、図3Dに示すように、各画素内における第1電極60上に有機活性層64を形成する。すなわち、発光層のほかにホールバッファ層などを含む有機活性層64として、高分子系材料を選択する場合には、インクジェット方式などの方法により塗布することが可能である。また、このような有機活性層64として、低分子系材料を選択する場合には、画素パターンを有するマスクを介した蒸着などの方法により成膜することが可能である。
Subsequently, as shown in FIG. 3D, an organic
続いて、図3Eに示すように、有機活性層64上に全画素に共通の第2電極66を形成する。すなわち、有機活性層64を配置した配線基板120の一主面側に陰極として機能する金属膜をスパッタ法などにより成膜して第2電極66を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3E, a
このような工程により、有機EL素子40が形成される。
By such a process, the
上述したような製造方法で製造した有機EL素子40によれば、第1電極60の表面の汚染に起因した表示不良の発生を抑制することができた。
According to the
上述したような第1洗浄ユニット401及び第2洗浄ユニット402での洗浄工程は、配線基板120をその主面と平行な面内で回転させながら行うことが望ましい。このような配線基板120の回転により、洗浄液の振動に遠心力も加わることから、第1電極60の表面60Aをより清浄な状態に洗浄することが可能となる。
It is desirable to perform the cleaning process in the
また、上述したような第1洗浄ユニット401及び第2洗浄ユニット402での洗浄工程は、図5に示すように、配線基板120の回転に加えて、洗浄液を吐出するノズルNを配線基板120が回転する面内の中心Oから半径方向Rに移動させながら行うことが望ましい。このような構成によれば、シャワー式のユニットと比較して基板サイズにかかわらず洗浄装置の小型化が可能である。
Further, in the cleaning process in the
さらに、上述した実施の形態では、第2洗浄ユニット402でのメガソニック洗浄工程以前に行った、第1洗浄ユニット401での有機系溶媒を洗浄液として利用した洗浄工程は必須ではなく、省略しても良い。すなわち、配線基板120の主面を洗浄する工程としては、メガソニック洗浄のみでも十分に洗浄効果が期待できる。
Further, in the above-described embodiment, the cleaning process using the organic solvent in the
しかしながら、有機活性層64を形成する工程より以前の隔壁70を形成する工程において、感光性樹脂材料をパターニングした後に焼成する工程を含んでいる。このような焼成工程により、残留した感光性樹脂材料が第1電極60の表面60Aに焼き付いてしまうことがある。また、その他にも、第1電極60の表面60Aに油脂成分が付着してしまう場合もある。このため、有機系溶媒による洗浄工程を追加することにより、これら感光性樹脂材料の残渣や油脂成分などを効果的に除去することが可能となる。
However, the step of forming the
また、この有機系溶媒による洗浄の後に上述したメガソニック洗浄を連続的に行うことは、極めて有効であることが確認された。すなわち、有機系溶媒によって第1電極60の表面60Aから浮き上がった(あるいは表面60Aで溶融した)異物をメガソニック洗浄により除去可能となる。このため、有機活性層64を形成する直前の第1電極60の表面60Aが極めて清浄な状態となり、良好な表示性能を有する有機EL素子40を形成することができる。
Further, it has been confirmed that it is extremely effective to continuously perform the above-described megasonic cleaning after the cleaning with the organic solvent. That is, the foreign matter floating from the surface 60A of the first electrode 60 (or melted at the surface 60A) by the organic solvent can be removed by megasonic cleaning. For this reason, the surface 60A of the
また、第2洗浄ユニット402における洗浄工程として、機能水を利用した洗浄工程の前に、フッ化水素水を洗浄液として利用した洗浄工程を追加しても良い。このようなフッ化水素水を利用した洗浄工程によれば、第1電極60の表面における酸化物層をリフトオフすることができ、その後の機能水を利用した洗浄工程により、除去対象物を効果的に除去することが可能となる。このため、第1電極60の表面60Aがさらに清浄な状態となる。なお、この洗浄に利用するフッ化水素水の濃度は、0.3乃至1.0wt%程度が妥当であり、ここでは、0.5wt%の濃度のフッ化水素水を利用して5秒間洗浄した後に、メガソニック洗浄を行ったところ、第1電極60の表面60Aが極めて清浄な状態であった。
Further, as a cleaning process in the
以上説明したように、この実施の形態によれば、第1電極が形成されてからその表面に有機活性層が形成されるまでの間に、第1電極表面を汚染しやすい工程が必要となる場合があっても、有機活性層を形成する前に第1電極の表面を洗浄する適当な洗浄工程を追加したことにより、第1電極表面に付着した不純物を効果的に除去することが可能となる。このため、第1電極表面が清浄な状態で有機活性層及び第2電極を順次形成することが可能となり、有機EL素子の表示性能を向上することができるとともに、製造歩留まりを改善することができる。 As described above, according to this embodiment, a process that easily contaminates the surface of the first electrode is required after the first electrode is formed and before the organic active layer is formed on the surface. Even if there is a case, it is possible to effectively remove impurities adhering to the surface of the first electrode by adding an appropriate cleaning process for cleaning the surface of the first electrode before forming the organic active layer. Become. Therefore, it is possible to sequentially form the organic active layer and the second electrode with the surface of the first electrode being clean, the display performance of the organic EL element can be improved, and the manufacturing yield can be improved. .
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the gist of the invention in the stage of implementation. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
1…有機EL表示装置、10…画素スイッチ、20…駆動トランジスタ、30…蓄積容量素子、40…有機EL素子、60…第1電極、64…有機活性層、66…第2電極、70…隔壁、100…アレイ基板、120…配線基板、PX…画素、400…洗浄装置、401…第1洗浄ユニット、402…第2洗浄ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic EL display apparatus, 10 ... Pixel switch, 20 ... Drive transistor, 30 ... Storage capacitor element, 40 ... Organic EL element, 60 ... 1st electrode, 64 ... Organic active layer, 66 ... 2nd electrode, 70 ... Partition , 100 ... Array substrate, 120 ... Wiring substrate, PX ... Pixel, 400 ... Cleaning device, 401 ... First cleaning unit, 402 ... Second cleaning unit
Claims (7)
各画素を分離する隔壁を形成する工程と、
前記隔壁から露出した前記第1電極の表面をメガソニック洗浄する工程と、
各画素の前記第1電極上に光活性層を形成する工程と、
前記光活性層上に全画素に共通の第2電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。 Forming an independent island-shaped first electrode in each pixel in a display area on the substrate;
Forming a partition for separating each pixel;
Megasonic cleaning the surface of the first electrode exposed from the partition;
Forming a photoactive layer on the first electrode of each pixel;
Forming a second electrode common to all pixels on the photoactive layer. A method for manufacturing a display device, comprising:
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