JP2007018775A - Organic electroluminescence display and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に複数配置された画素の各々において画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極とがこの順に積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence display device in which a pixel electrode, an organic material layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode are stacked in this order in each of a plurality of pixels arranged on a substrate, and a method for manufacturing the same.
有機エレクトロルミネッセンス(以下、ELと称する。)素子は、自発光型素子であるため視野角が広く、バックライトが不要で薄型化及び消費電力の節減が容易であり、しかも応答速度が速い等の利点を持つことから、液晶表示装置に替わる次世代表示装置として注目を集めている。有機EL素子は、発光層の材料により高分子型と低分子型とに大きく分けることができ、このうち高分子型の有機EL素子は、大面積化が容易であることから高精細、大画面の表示装置に適するものである。高分子型の有機EL素子の発光層は、高分子有機材料と溶剤を含む溶液を基板に塗布することにより形成され、例えばインクジェット法により形成されることが多い。 An organic electroluminescence (hereinafter referred to as EL) element is a self-luminous element, has a wide viewing angle, does not require a backlight, is easy to reduce thickness and power consumption, and has a high response speed. Because of its advantages, it has attracted attention as a next-generation display device that replaces liquid crystal display devices. Organic EL elements can be broadly classified into high-molecular and low-molecular types depending on the material of the light-emitting layer. Among them, high-definition, large screens are used for high-molecular-type organic EL elements because they can be easily increased in area. It is suitable for the display device. The light emitting layer of a polymer organic EL element is formed by applying a solution containing a polymer organic material and a solvent to a substrate, and is often formed by, for example, an ink jet method.
例えば特許文献1には、特定の有機化合物と感光性樹脂とを含む溶液を塗布し、乾燥して感光性樹脂層を形成し、感光性樹脂層を露光、現像処理した後、ポストベークして前記有機化合物層で表面が覆われた格子状のバンクを形成し、格子状のバンクで区画された複数の陽極上にインク状正孔輸送材料及びインク状発光材料をインクジェットにより供給する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が開示されている。
ところで、インクジェット法で発光層を含む有機材料層を形成する場合、例えば図10(a),(b)に示すように、予め基板101上に格子状の画素分離用バンク102と画素分離用バンク102の開口部に露出した画素電極103とを形成しておき、この画素電極103上にノズルから高分子有機材料と溶剤を含む溶液を滴下する。滴下直後の溶液104は、端部に比べて中央部が盛り上がった形状とされているが、溶液104を乾燥させて溶剤を除去することにより徐々に平坦化し、その結果有機材料層が形成されることになる。有機EL素子を用いた表示装置においては、均一な表示を達成する観点から、画素分離用バンク102で区画される画素内における有機材料層の膜厚を均一に形成することが要求される。
By the way, when an organic material layer including a light emitting layer is formed by an inkjet method, for example, as shown in FIGS. 10A and 10B, a lattice-like
しかしながら、実際には画素内での有機材料層の膜厚均一性を確保することは困難である。例えば、溶液104を1回滴下しただけでは溶液104の量が不足し、図11に示すように、画素電極103全体へ溶液104が広がらず、塗布が不十分となることがある。この問題は、対角32インチ型のハイビジョンテレビのような大画面表示装置に形成される有機EL素子のように、画素分離用バンク102で囲まれる画素電極103の寸法が200μm×400μm程度とされる場合、顕著となる傾向にある。そこで、塗布対象となる領域、すなわち画素電極103につき溶液の滴下を複数回行うことが考えられるが、この場合、有機材料層に膜厚むらが生じてしまう。その結果、画素内で輝度むらを生じ、表示領域の全域で均一な画像表示を行うことができなくなるおそれがある。また、例えばノズル径を大きくすること等により1回に滴下される溶液の量を増やすことも考えられるが、この場合、滴下される溶液の量のばらつきが大きくなり、有機材料層の膜厚を制御することができなくなるおそれがある。
However, in practice, it is difficult to ensure the film thickness uniformity of the organic material layer in the pixel. For example, if the
そこで本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、1画素内での輝度均一性に優れた有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and an object thereof is to provide an organic electroluminescence display device excellent in luminance uniformity within one pixel and a manufacturing method thereof.
前述の目的を達成するために、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、基板上に複数の画素が配置され、各画素が画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極との積層体を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記画素内で前記画素電極及び前記有機材料層が複数に分割されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, an organic electroluminescence display device according to the present invention includes a plurality of pixels arranged on a substrate, and each pixel is formed by stacking a pixel electrode, an organic material layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode. An organic electroluminescence display device having a body, wherein the pixel electrode and the organic material layer are divided into a plurality of parts in the pixel.
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法は、基板上に複数の画素を配置し、各画素が画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極との積層体を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、前記画素内で前記画素電極を複数に分割形成した後、形成された分割画素電極の各々に対し有機材料を含む溶液を選択的に塗布し、前記有機材料層を形成することを特徴とする。 The organic electroluminescence display device manufacturing method according to the present invention includes an organic electroluminescent display device in which a plurality of pixels are arranged on a substrate, and each pixel has a laminate of a pixel electrode, an organic material layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode. A method of manufacturing an electroluminescence display device, wherein after the pixel electrode is divided into a plurality of parts in the pixel, a solution containing an organic material is selectively applied to each of the formed divided pixel electrodes, and the organic A material layer is formed.
画素内の画素電極を複数の分割画素電極として分割形成し、塗布対象となる領域を細分化することで、比較的少量の溶液で各領域の充分な塗布が可能となり、有機材料層の膜厚制御が容易となる。分割画素電極の各々に形成される有機材料層の膜厚制御が容易となるので、画素内全体で膜厚の均一性に優れた有機材料層が形成される。 By dividing the pixel electrode in the pixel into a plurality of divided pixel electrodes and subdividing the area to be coated, each area can be sufficiently coated with a relatively small amount of solution, and the film thickness of the organic material layer Control becomes easy. Since it becomes easy to control the film thickness of the organic material layer formed on each of the divided pixel electrodes, an organic material layer having excellent film thickness uniformity is formed throughout the pixel.
本発明によれば、各画素内における輝度むらの発生が抑制され、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の表示領域の全域にわたって均一な表示を実現することが可能である。 According to the present invention, occurrence of luminance unevenness in each pixel is suppressed, and uniform display can be realized over the entire display area of the organic electroluminescence display device.
以下、本発明を適用した有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, an organic electroluminescence display device to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、本発明を適用した有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置の第1の実施形態について説明する。有機EL表示装置は、基板上に複数の画素が例えばマトリクス状に配置され、各画素が画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極との積層体を有するものである。 First, a first embodiment of an organic electroluminescence (EL) display device to which the present invention is applied will be described. In an organic EL display device, a plurality of pixels are arranged on a substrate, for example, in a matrix, and each pixel has a stacked body of a pixel electrode, an organic material layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode.
本実施形態の有機EL表示装置では、図1に示すように、例えばガラス基板等に薄膜トランジスタや駆動回路等(図示は省略する。)が予め作製された基板1上に下地層2を介して画素分離用バンク4が例えば格子状に形成され、有機EL表示装置の画素を区画している。画素分離用バンク4で囲まれる領域(画素)の各々には、ITO等からなる画素電極(陽極)、発光層を含む有機材料層及び陰極の積層体が形成されている。本実施形態では、各画素内において画素電極は3分割され、3つの分割画素電極3から構成される。また、各分割画素電極3上に少なくとも発光層を含む分割有機材料層5が形成され、さらに分割画素電極3上に、上部電極としてアルミニウム等の金属や合金等からなる陰極6が各画素共通に形成されている。
In the organic EL display device of the present embodiment, as shown in FIG. 1, for example, a pixel is provided on a
分割画素電極3の間の領域には、下地層2の表面が露出している。露出した下地層2の表面は、分割画素電極3の表面より高い撥液性を有するものである。ここで撥液性とは、分割有機材料層5を形成するための有機材料と有機溶剤とを含む溶液に対する撥液性のことをいう。下地層2は、例えばアクリル系の感光性樹脂等を基板1の略全面に塗布し、露光処理、現像処理等の処理を経て形成される。
In the region between the divided
分割有機材料層5は少なくとも発光層を含んでいればよく、図1に示すような単層構造でもよいし、多層構造でもよい。分割有機材料層5が多層構造の場合、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を含むことができる。
The divided
分割有機材料層5は、分割画素電極3の端面を被覆するように形成される。通常、陰極6は各画素共通、すなわち各分割画素電極3に共通に形成されるため、分割画素電極3上に分割有機材料層5を単純に積層しただけでは、分割画素電極3の露出した端面と陰極6とが接触し、短絡を引き起こすおそれがある。そこで、分割画素電極3の端面を分割有機材料層5で被覆することにより、分割画素電極3と陰極6との接触を防止し、短絡を防止することができる。
The divided
なお、分割画素電極3と陰極6との電気的接触を防止する構成としては、分割画素電極間に例えば画素分離用バンク等を別途形成する構成も考えられる。しかしながら、分割画素電極間に画素分離用バンクを形成すると、非発光領域の拡大や分割有機材料層の膜厚平坦性の悪化等の不都合を引き起こすおそれがある。これに対し、分割有機材料層5が分割画素電極3の端面を被覆する構成は、分割有機材料層5が分割画素電極3と陰極6との電気的接触を防止する機能を兼ねるので、画素分離用バンク等を別途形成する構成に比較して、発光に寄与する有効面積を広く確保できる点、及び分割有機材料層5の膜厚平坦化の点で有利である。
In addition, as a configuration for preventing electrical contact between the divided
分割画素電極3の端面は、分割画素電極3の端面が基板面に対し垂直に立ち上がっていてもよいが、基板1の主面に対し傾斜したテーパー形状とされることが好ましい。分割画素電極3の端面がテーパー形状とされることで、分割有機材料層5による分割画素電極3の被覆性が良好となり、分割画素電極3と陰極6との短絡防止効果を高めることができる。
The end surface of the divided
また、分割画素電極3の端面の被覆性を高める観点では、分割画素電極3を例えば膜厚20nm〜50nmの薄膜に形成することも有効である。分割画素電極3を薄膜とすることで、分割有機材料層5による分割画素電極3の端面の被覆性が良好となり、分割画素電極3と陰極6との短絡防止効果を高めることができる。
From the viewpoint of improving the coverage of the end face of the divided
以下、図1に示す構成の有機EL表示装置の製造方法について説明する。
先ず、図2(a)に示すような構造を得る。下地層2は、基板1上にアクリル系の感光性樹脂(例えばJSR社製、PC405)等を塗布し、露光処理、現像処理等を行うことにより得ることができる。
Hereinafter, a method for manufacturing the organic EL display device having the configuration shown in FIG. 1 will be described.
First, a structure as shown in FIG. The
次に、下地層2上に分割画素電極3を形成する。通常、画素電極は、下地層2上に例えばITO膜を形成した後、例えばフォトリソグラフィ法でパターニングすることにより形成される。ここで、従来の有機EL表示装置では画素分離用バンク4で区画される画素内に画素電極を一様に形成するが、本発明の有機EL表示装置では、各画素内で画素電極を分割し、各画素内に複数の分割画素電極3を形成する。分割画素電極3の間には、下地層2の表面を露出させる。
Next, the divided
分割画素電極3を形成した後、複数の分割画素電極3から構成される画素電極の周縁部を被覆するように、例えば格子状の画素分離用バンク4を形成する。なお、図2(b)では、画素分離用バンク4の開口部(200μm×400μm)内に3つの分割画素電極3(200μm×110μm)を形成した状態を示している。
After the divided
次に、分割画素電極3の間に露出する下地層2の表面の撥液性を高める。下地層2の表面の撥液性は、例えば画素分離用バンク4を形成した後、CF4を含むガスを用いてドライエッチングを行うことにより高めることができる。
Next, the liquid repellency of the surface of the
次に、分割画素電極3に対し分割有機材料層5の構成材料と有機溶剤とを含む溶液を選択的に塗布し、有機材料層として分割有機材料層5を形成する。溶液の選択的塗布法としては、印刷法、インクジェット法等が挙げられるが、本実施形態では、図3に示すように、分割画素電極3の各々に対し溶液7をインクジェット法で例えば1滴ずつ滴下することにより、選択的塗布を実現している。このとき、分割画素電極3から溶液7がはみ出すことがあるが、分割画素電極3間に露出した下地層2の表面は高い撥液性を有するので、分割画素電極3からはみ出した溶液7は下地層2によってはじかれて分割画素電極3上及びその周辺部に速やかに移動することとなる。その後、溶液7から溶剤を例えば乾燥により除去することによって、図4に示すように、分割画素電極3の上面及び端面を被覆するように分割有機材料層5が形成される。乾燥は、例えばN2雰囲気中、温度150℃で1時間処理すればよい。
Next, a solution containing the constituent material of the divided
次に、例えば表示領域の略全面に金属又は合金等を成膜し、各画素に共通の陰極6を形成することにより、図1に示す構成の有機EL表示装置が得られる。 Next, for example, a metal, an alloy, or the like is formed on substantially the entire surface of the display region, and the cathode 6 common to each pixel is formed, whereby the organic EL display device having the configuration shown in FIG. 1 is obtained.
以上のような有機EL表示装置の製造方法によれば、画素電極を分割形成することで、塗布対象となる領域(分割画素電極3)1つあたりの面積を狭くしている。塗布対象となる領域を狭くすることで、比較的少量の溶液で各領域(分割画素電極3)の塗布が充分可能となるので、例えば溶液の1回の滴下量の増加や塗布対象となる領域への複数回の滴下等、膜厚むらを発生させる要因を排除でき、膜厚制御が容易となる。したがって、膜厚均一性に優れた分割有機材料層5を形成することができる。また、画素内の分割有機材料層5間での膜厚のばらつきも抑制される。その結果、画素内での輝度均一性を高めることができ、さらには表示領域の全域にわたって均一な表示を実現することができる。
According to the method for manufacturing an organic EL display device as described above, the area per one region (divided pixel electrode 3) to be coated is reduced by dividing the pixel electrode. By narrowing the region to be applied, each region (divided pixel electrode 3) can be sufficiently applied with a relatively small amount of solution. For example, the amount of the solution dropped once or the region to be applied Factors that cause film thickness unevenness such as multiple drops on the film can be eliminated, and film thickness control becomes easy. Therefore, the divided
また、各分割画素電極3を撥液性表面を有する下地層2で分割することにより、滴下した溶液7を各分割画素電極3上及びその周辺部へ速やかに分離させ、分割画素電極3を有機材料層5により確実に被覆することができる。
Further, each divided
さらに、各分割画素電極3を撥液性表面を有する下地層2で分割することにより、分割画素電極3間の距離を最小のものとすることができ、各画素内における不要な非発光領域の面積を最小限に抑えることが可能となる。
Further, by dividing each divided
ここで、膜厚むらのない分割有機材料層5を安定して形成する観点から、インクジェット法により1回に滴下する溶液7の液量を150pl以下とすることが好ましく、また、分割画素電極3上に滴下した直後の溶液7の径を200μm以下とすることが好ましいことが実験により確認されている。溶液7の液量が150plを上回ったり、又は滴下直後の溶液7の径が200μmを上回るように、溶液7を吐出するためのノズル径を大きくすると、溶液7の液量のばらつきが大となり、分割有機材料層5の膜厚を制御できなくなるおそれがある。
Here, from the viewpoint of stably forming the divided
また、分割画素電極3の最長辺を200μm以下とすることで、分割有機材料層5の膜厚均一性をより高めることができる。なお、分割画素電極3の最長辺とは、画素分離用バンク4の開口部内に露出している分割画素電極3のうち最も長い辺のことであり、画素分離用バンク4によって被覆されている箇所を含まない。
Moreover, the film thickness uniformity of the division | segmentation
以下、第2の実施形態の有機EL表示装置及びその製造方法について、図5〜図9を用いて説明する。なお、以下の各図において同じ部材については同じ符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the organic EL display device of the second embodiment and the manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same member in each following figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図5に示すように、第2の実施形態の有機EL表示装置の画素電極は、第1の実施形態に比べてさらに微細に分割されている。具体的には、後述するように、画素電極が12の分割画素電極3により構成されている。
As shown in FIG. 5, the pixel electrode of the organic EL display device according to the second embodiment is further finely divided as compared with the first embodiment. Specifically, as will be described later, the pixel electrode is composed of twelve divided
以下、図5に示す構成の有機EL表示装置の製造方法について説明する。
先ず、図6(a)に示すような構造を得る。第2の実施形態の有機EL表示装置を得るためには、第1の実施形態と同様に、基板1上に下地層2、分割画素電極3及び画素分離用バンク4を形成する。このとき、画素分離用バンク4の開口部(200μm×400μm)内に、画素電極として、2列×6行からなる12の分割画素電極3を形成する。各分割画素電極3は、80μm×50μmの長方形状を呈している。
Hereinafter, a method for manufacturing the organic EL display device having the configuration shown in FIG. 5 will be described.
First, a structure as shown in FIG. In order to obtain the organic EL display device of the second embodiment, the
次に、分割画素電極3の間に露出する下地層2の表面の撥液性を高めた後、分割画素電極3に対し分割有機材料層5の構成材料と有機溶剤とを含む溶液7を選択的に塗布し、有機材料層として分割有機材料層5を形成する。
Next, after improving the liquid repellency of the surface of the
本実施形態では、分割画素電極群の各々に対して溶液7をインクジェット法で滴下した後、滴下された溶液7を各分割画素電極3に対応して分離させることで、各分割画素電極3に対する溶液7の選択的塗布を実現している。具体的には、先ず、図7に示すように、複数の分割画素電極3からなる分割画素電極群の各々に対し、溶液7をインクジェット法で例えば1滴ずつ滴下する。分割画素電極群を構成する分割画素電極3の数は特に制限されないが、図7においては、隣接する4つの分割画素電極3を1つの分割画素電極群としている。また、図7においては、滴下直後の溶液7が分割画素電極群全体(4つの分割画素電極3)を被覆するように、各分割画素電極群の略中心付近に溶液7を滴下している。
In the present embodiment, after the
次に、溶液7から溶剤を例えば乾燥によって除去する。溶剤の蒸発に伴って溶液7の体積は徐々に減少するが、このとき、複数の分割画素電極3を被覆していた溶液7は、撥液性を示す下地層2の表面ではじかれることにより、図8に示すように分割画素電極3に対応して例えば略均等に分離し、各分割画素電極3上及びその周辺部に集中するようになる。最終的に、図9に示すように分割画素電極3の上面及び端面に分割有機材料層5が形成される。以上のようにして、分割画素電極3に対する溶液7の選択的塗布が実現される。その後、陰極6を形成する。
Next, the solvent is removed from the
以上のように、複数の分割画素電極3からなる分割画素電極群の各々に対し溶液7をインクジェット法で滴下した後、各分割画素電極3に対応して分離させることにより選択的に塗布した場合も、膜厚均一性に優れた分割有機材料層5を形成することができる。このため、画素分離用バンク4の開口部内、すなわち画素内での輝度均一性を高めることができ、表示領域の全体にわたって均一な表示を実現することができる。
As described above, when the
1 基板、2 下地層、3 分割画素電極、4 画素分離用バンク、5 分割有機材料層、6 陰極、7 溶液 1 substrate, 2 ground layer, 3 divided pixel electrode, 4 pixel separation bank, 5 divided organic material layer, 6 cathode, 7 solution
Claims (12)
前記画素内で前記画素電極及び前記有機材料層が複数に分割されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 A plurality of pixels are arranged on a substrate, and each pixel is an organic electroluminescence display device having a laminate of a pixel electrode, an organic material layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode,
The organic electroluminescence display device, wherein the pixel electrode and the organic material layer are divided into a plurality of parts in the pixel.
前記画素内で前記画素電極を複数に分割形成した後、形成された分割画素電極の各々に対し有機材料を含む溶液を選択的に塗布し、前記有機材料層を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。 A method for manufacturing an organic electroluminescence display device, wherein a plurality of pixels are arranged on a substrate, and each pixel has a laminate of a pixel electrode, an organic material layer including at least a light emitting layer, and an upper electrode,
The pixel electrode is divided into a plurality of parts in the pixel, and a solution containing an organic material is selectively applied to each of the formed divided pixel electrodes to form the organic material layer. A method for manufacturing an electroluminescence display device.
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