JP2007335186A - 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精細化を図ることが可能な有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】直列に配置された複数の画素１を備えており、各画素１は、複数の画素１の配列方向に沿って直列に配列された第１ないし第３領域１１，１２，１３を有しており、第１ないし第３領域１１，１２，１３は、互いに異なる赤色、緑色、青色用の領域とされた、有機ＥＬ表示装置Ａであって、各画素１の第１領域１１と、この画素１の第１領域１１側に隣り合う画素１の第３領域１３とは、互いに同色用の領域とされており、かつ隣り合う画素１の第２領域１２どうしは、互いに異なる色用の領域とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば赤色光、緑色光、および青色光を発光することにより、フルカラー表示が可能とされた有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に関する。

それぞれがたとえば赤色光、緑色光、および青色光を発する複数の画素を備えることにより、所望の画像をフルカラー表示することが可能とされた有機ＥＬ表示装置が知られている。このような有機ＥＬ表示装置においては、複数の画素がマトリクス状に配置されている。これらの画素のうち、一方向に直列に配置された複数の画素においては、赤色光、緑色光、および青色光を発するための３つの領域がいずれの画素においても同じ順序で直列に配置されている。

図６〜図８は、このような有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例を示している。これらの図は、それぞれが第１ないし第３の領域９１ａ，９１ｂ，９１ｃからなる複数の画素９１を透明基板９２上に形成する手順を示している。まず図６に示すように、複数のアノード電極９３が形成された透明基板９２にマスク９５を対向させる。また、複数のアノード電極９３上にいわゆる有機層を構成するためのホール注入層およびホール輸送層（いずれも図示示略）を形成しておく。マスク９５は、たとえば金属製であり、複数の帯状の遮蔽部９５ａが隙間９５ｂを隔てて配列された構成とされている。遮蔽部９５ａは、第１ないし第３の領域９１ａ，９１ｂ，９１ｃのいずれか２つ分に相当する幅とされている。隙間９５ｂは、第１ないし第３の領域９１ａ，９１ｂ，９１ｃのいずれか１つ分に相当する幅とされている。透明基板９２のうちマスク９５の隙間９５ｂから露出した部分に、たとえば蒸着法によって複数の赤色光発光層９３Ｒを形成する。次いで、マスク９５を図７に示す位置へとシフトさせる。そして、透明基板９２のうち隙間９５ｂから露出した部分に緑色光発光層９３Ｇを形成する。さらに、マスク９５を図８に示す位置にシフトさせた状態で、青色光発光層９３Ｂを形成する。以上の工程により、透明基板９２上に複数ずつの赤色光発光層９３Ｒ、緑色光発光層９３Ｇ、および青色光発光層９３Ｂを、同じ順で繰り返し配置することができる。この後に、上記有機層を構成するための電子輸送層、電子注入層、および複数のカソード電極（いずれも図示略）などを形成することにより、フルカラー表示が可能な有機ＥＬ表示装置を形成することができる。

しかしながら、上述した有機ＥＬ表示装置には、高精細化の要請が強い。高精細化を図るためには、各画素を小型化することが必要である。これは、赤色光発光層９３Ｒ、緑色光発光層９３Ｇ、および青色光発光層９３Ｂを狭幅に仕上げることを意味する。すると、マスク９５の遮蔽部９５ａの幅を狭くすることが強いられる。マスク９５を透明基板９２に対向させるときには、遮蔽部９５ａが透明基板９２に不当に接触することを回避する方策として、遮蔽部９５ａの長手方向に張力を与える。遮蔽部９５ａが狭幅になるほど、この張力によって遮蔽部９５ａが破断するおそれが大きくなる。また、蒸着法における加熱により、遮蔽部９５ａが過度に撓んでしまう場合がある。このような不具合によって、従来の有機ＥＬ表示装置においては、高精細化が阻害されていた。

再表ＷＯ２００４−０４９２８６号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、高精細化を図ることが可能な有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供される有機ＥＬ表示装置は、直列に配置された複数の画素を備えており、上記各画素は、上記複数の画素の配列方向に沿って直列に配列された第１ないし第３領域を有しており、上記第１ないし第３領域は、互いに異なる第１ないし第３色用の領域とされた、有機ＥＬ表示装置であって、上記各画素の第１領域と、この画素の第１領域側に隣り合う画素の第３領域とは、互いに同色用の領域とされており、かつ隣り合う上記画素の第２領域どうしは、互いに異なる色用の領域とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記第１ないし第３領域のうち同色用とされた領域は、隣り合う２つの領域と１つの領域とがいずれも上記第１ないし第３領域のいずれか３つを隔てて交互に配列されることとなる。このため、上記第１ないし第３領域のうち同色用の領域を形成する場合に、上記第１ないし第３領域のいずれか３つ分に相当する幅とされた遮蔽部を有するマスクを用いることが可能である。このようなマスクを用いることにより、上記遮蔽部が破断するおそれを小さくすることができる。

本発明の第２の側面によって提供される有機ＥＬ表示装置の製造方法は、直列に配置された複数の画素を備えており、上記各画素は、上記複数の画素の配列方向に沿って直列に配列された第１ないし第３領域を有しており、上記第１ないし第３領域は、互いに異なる第１ないし第３色用の領域とされている、有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、３つの上記領域を覆う幅を有する複数の遮蔽部が、２つの上記領域を露出させる幅とされた隙間と１つの上記領域を露出させる幅とされた隙間とを交互に挟んで配列されたマスクを用いて、上記マスクを基板に対向させた状態で、上記基板のうち上記複数の隙間から露出する部分に上記第１色用の複数の領域を形成する工程と、隣り合う第１色用の２領域を挟む１対の領域のいずれか一方を、１つの上記領域を露出させる幅とされた上記隙間から露出させるように上記マスクを位置させた状態で、上記第２色用または上記第３色用のいずれか一方用の複数の領域を形成する工程と、隣り合う第１色用の領域を挟む１対の領域の他方を、１つの上記領域を露出させる幅とされた上記隙間から露出させるように上記マスクを位置させた状態で、上記第２色用または上記第３色用の他方用の複数の領域を形成する工程と、を有することを特徴としている。

このような構成によれば、上記マスクには、上記第１ないし第３領域のいずれか３つ分に相当する幅とされた上記遮蔽部のみが含まれる。上記遮蔽部は、幅広であるほど張力や撓みによって破断するおそれが小さい。したがって、上記マスクを用いた工程において上記遮蔽部の破断や撓みによる製造中断などの不具合を抑制することができる。また、従来技術において用いられたマスクのように上記第１ないし第３領域のいずれか２つ分に相当する幅とされた遮蔽部と、本発明に用いられる上記マスクの遮蔽部とを同じ幅とすれば、従来技術に対して画素の大きさを２／３倍に小型化することが可能である。したがって、上記有機ＥＬ装置の高精細化を図ることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一例を示している。本実施形態の有機ＥＬ表示装置Ａは、透明基板２、複数のアノード電極３、有機層４、およびカソード電極５を備えており、それぞれが第１ないし第３の領域１１，１２，１３からなる複数の画素１からの発光状態を制御することによりフルカラー表示が可能に構成されている。複数の画素１は、図１に示すように１方向に沿って直列配置された列が、これとは垂直方向に複数配置された、いわゆるマトリクス状に配置されている。なお、図１においては、有機層４のうち赤色光発色層４３Ｒ、緑色光発色層４３Ｇ、および青色光発色層４３Ｂ以外の要素を省略している。

透明基板２は、たとえばガラス製であり、複数のアノード電極３、複数の赤色光発色層４３Ｒ、複数の緑色光発色層４３Ｇ、複数の青色光発色層４３Ｂ、およびカソード電極５を支持するためのものである。透明基板２の図中下面は、有機ＥＬ表示装置Ａの表示領域とされている。すなわち、有機ＥＬ表示装置Ａは、透明基板２を透して光を出射する、いわゆるボトムエミッション型として構成されている。

複数のアノード電極３は、有機層４に電界を与えて、ホールを注入するためのものであり、図外の電源の＋極と導通している。アノード電極３は、たとえばＩＴＯからなる透明電極とされており、帯状に形成されている。

カソード電極５は、有機層４に電界を与えて、電子を注入するためのものであり、上記電源の−極に導通している。カソード電極５は、たとえばＡｌからなる比較的反射率が高い層とされており、帯状に形成されている。

本実施形態においては、複数のアノード電極３および複数のカソード電極５が、互いに直交しており、互いの交差部分に有機層４が挟まれている。このような構成により、有機ＥＬ表示装置Ａは、いわゆるパッシブマトリクス方式によって制御されている。

有機層４は、有機化合物からなるホール注入層４１、ホール輸送層４２、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ、電子輸送層４４、および電子注入層４５が積層された構造とされている。ホール注入層４１は、有機層４へのホール注入効率を向上させる役割を有するものであり、ホール輸送層４２は、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂへのホールの移動を効率良く行うとともに、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂにおける電子とホールとの再結合効率を高める役割を有するものである。ホール注入層４１を構成する材料としては、たとえば銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、芳香族アミン（ＴＰＡＣ、２Ｍｅ−ＴＰＤ、α−ＮＰＤなど）を用いることができる。一方、ホール輸送層４２を構成する材料としては、たとえば１，１−ビス（４−ジ−ｐ−アミノフェニル）シクロヘキサン、ガルバゾールおよびその誘導体、トリフェニルアミンおよびその誘導体を用いることができる。

発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を発光する層である。発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、発光物質を含んでおり、アノード電極３からのホールとカソード電極７からの電子との再結合により励起子を生成する場である。励起子が発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを移動する過程において発光物質が発光する。発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂに含ませる発光物質の種類を選択することにより、赤色光、緑色光および青色光を自発光するように構成されている。上記発光物質としては、たとえばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体、ジトルイルビニルビフェニル、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体（Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅｎ））、およびフェニルピリジンイリジウム化合物などの蛍光またはりん光性発光物質を使用することができる。もちろん、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリアルキルチオフェン、ポリフルオレン、およびこれらの誘導体などのような高分子発光物質を用いてもよい。

電子輸送層４４および電子注入層４５は、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを覆うようにして、電子輸送層４４、電子注入層４５の順序で積層されている。電子注入層４５は、有機層４への電子注入効率を向上させる役割を有するものであり、電子輸送層４４は、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂへの電子の移動を効率良く行うとともに、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂにおける電子とホールとの再結合効率を高める役割を有するものである。電子輸送層４４および電子注入層４５を構成する材料としては、たとえばアントラキノジメタン、ジフェニルキノン、ペリレンテトラカルボン酸、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ベンズオキサゾール、およびこれらの誘導体を用いることができる。

本実施形態においては、隣り合う画素１の隣り合う第１領域１１と第３領域１３とには、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂのうち同色用のものが形成されている。そして、隣り合う第１領域１１および第３領域１３に形成された発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、図中左方から右方に向けて赤、青、緑の順に繰り返し配置されている。また、画素１の第２領域１２には、その画素１の第１領域１１および第３領域１３とは異なる色用の発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｒが形成されている。複数の発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂをこのような配置とすることにより、画素１は、いずれも発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを１つずつ有するものとなっている。

アノード電極３、有機層４、およびカソード電極５は、保護層６によって覆われている。保護層８は、たとえばＳｉＯ₂からなる透明な絶縁性膜とされている。

次に、有機ＥＬ表示装置Ａの製造方法の一例について、図３〜図５を参照しつつ以下に説明する。

まず、図３に示すようにマスクＭを用意する。マスクＭは、たとえば金属製であり、複数の遮蔽部Ｍａを有している。遮蔽部Ｍａは、紙面垂直方向に延びる帯状であり、領域１１，１２，１３のいずれか３つ分に相当する幅とされている。複数の遮蔽部Ｍａは、複数の隙間Ｍｂ１，Ｍｂ２を隔てて配列されている。隙間Ｍｂ１は、領域１１，１２，１３のいずれか１つ分に相当する幅とされている。隙間Ｍｂ２は、領域１１，１２，１３のいずれか２つ分に相当する幅とされている。隙間Ｍｂ１と隙間Ｍｂ２とは、１つずつ交互に配置されている。本図に示すように、あらかじめ透明基板２に複数のアノード電極３を形成しておく。また、本図においては省略されているが、図２に示されたホール注入層４１およびホール輸送層４２を形成しておく。そして、隙間Ｍｂ１から第２領域１２のいずれかを露出させ、隙間Ｍｂ２から隣り合う第１領域１１および第３領域１３を露出させるようにマスクＭを透明基板２に対向させる。この状態で、たとえば蒸着法を用いることにより、第１ないし第３領域１１，１２，１３のうち複数の隙間Ｍｂ１，Ｍｂ２から露出したものに複数の赤色光発色層４３Ｒを形成する。この工程によって形成された複数の赤色光発色層４３Ｒは、隣り合う第１領域１１および第３領域１３を覆う２つの赤色光発色層４３Ｒと第２領域１２を覆う１つの赤色光発色層４３Ｒとが領域１１，１２，１３のいずれか３つを挟んで交互に配置される。

次に、図４に示すようにマスクＭを透明基板２に沿ってシフトさせる。この際、隣り合っている２つの赤色光発色層４３Ｒの図中右隣に位置する第２領域１２を隙間Ｍｂ１から露出させるようにマスクＭをシフトさせる。このシフトは、言い換えれば、すでに形成された複数の赤色光発色層４３Ｒのうち隣り合っていない１つの赤色光発色層４３Ｒの図中右隣に位置する第３領域１３および第１領域１１を隙間Ｍｂ２から露出させるようにマスクＭを位置させるものである。この状態で、隙間Ｍｂ１，Ｍｂ２から露出した第１ないし第３領域１１，１２，１３に複数の緑色光発光層４３Ｇを形成する。

次に、図５に示すようにマスクＭを透明基板２に沿って再度シフトさせる。この際、隣り合っている２つの赤色光発色層４３Ｒの図中左隣に位置する第２領域１２を隙間Ｍｂ１から露出させるようにマスクＭをシフトさせる。このシフトは、言い換えれば、すでに形成された複数の赤色光発色層４３Ｒのうち隣り合っていない１つの赤色光発色層４３Ｒの図中左隣に位置する第１領域１１および第３領域１３を隙間Ｍｂ２から露出させるようにマスクＭを位置させるものである。このシフトによって、複数の領域１１，１２，１３のうち、これまでの工程において発光層４３Ｒ，４３Ｇが形成されていないものすべてが、複数の隙間Ｍｂ１，Ｍｂ２から露出する。この状態で、複数の青色光発光層４３Ｂを形成する。以上の工程を経ることにより、隣り合う第１領域１１および第３領域１３には、２つずつの発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂが、図中左方から右方に向けて赤、青、緑の固定された順序で形成される。また、第２領域１２には、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂのうちその画素の第１領域１１および第３領域１３とは異なる色のものが形成されている。この結果、各画素１の第１ないし第３領域１１，１２，１３には、互いに異なる色用の発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂが形成されることとなる。

そして、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを形成した後には、既知の手法によって、電子輸送層４４、電子注入層４５、カソード電極５、および保護層６を順次形成することにより、図１に示す有機ＥＬ表示装置Ａが得られる。

次に、有機ＥＬ表示装置Ａの作用について説明する。

本実施形態によれば、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを製造するためのマスクＭは、遮蔽部Ｍａとして領域１１，１２，１３のいずれか３つ分に相当する幅とされたものしか含まないものとなる。このため、従来技術による例のように領域１１，１２，１３のいずれか２つ分に相当する幅とされた遮蔽部と比較して、張力などによって破断するおそれが小さい。たとえば、従来技術による遮蔽部と本実施形態の遮蔽部Ｍａとの幅寸法を同じとすれば、従来技術による構成に対して本実施形態の有機ＥＬ表示装置Ａの画素１を２／３倍の大きさに小型化することが可能である。したがって、有機ＥＬ表示装置Ａの高精細化を図ることができる。

また、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを上述した配置とすることにより、発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを形成するマスクＭを、各色共通とすることが可能である。これにより、各色に専用のマスクを用意する必要がなく、作業効率を低下させることもない。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置およびその製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る有機ＥＬ表示装置およびその製造方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

上述した実施形態における発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂの配置は本発明における第１ないし第３色の配列の一例である。本発明で言う第１ないし第３色のそれぞれには、赤色、緑色、青色のうち任意の色を割り当てればよい。この割り当てによって、図１に示す断面図における図中左右方向の色順が異なるものとなるが、本発明に係る色配列とすれば、上述した高精細化の効果が奏される。また、隣り合う第１領域１１および第３領域１３に形成された２つの発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、説明の便宜上互いに独立した発光層として示されているが、２つの発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを互いに連結された２つ分のサイズを有する発光層としてもよい。

上述した実施形態においては、領域１１，１２，１３の色分けを発光層４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂによって行っているが、本発明はこれに限定されない。領域１１，１２，１３から発せられる光の色を決定付ける要素を上記実施形態と類似の手法によって形成可能であれば本発明を適用することができる。フルカラー表示を実現するための第１ないし第３色としては、赤色、緑色、青色に限定されない。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一例を示す要部断面図である。 本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一例を示す要部拡大断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、赤色光発光層を形成する工程を示す要部断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、緑色光発光層を形成する工程を示す要部断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、青色光発光層を形成する工程を示す要部断面図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、赤色光発光層を形成する工程を示す要部断面図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、緑色光発光層を形成する工程を示す要部断面図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、青色光発光層を形成する工程を示す要部断面図である。

符号の説明

Ａ 有機ＥＬ表示装置
Ｍ マスク
Ｍａ 遮蔽部
Ｍｂ１，Ｍｂ２ 隙間
１ 画素
２ 透明基板
３ アノード電極
４ 有機層
５ カソード電極
６ 保護層
１１ 第１領域
１２ 第２領域
１３ 第３領域
４１ ホール注入層
４２ ホール輸送層
４３Ｒ 赤色光発光層
４３Ｇ 緑色光発光層
４３Ｂ 青色光発光層
４４ 電子輸送層
４５ 電子注入層

Claims (2)

1. 直列に配置された複数の画素を備えており、
   上記各画素は、上記複数の画素の配列方向に沿って直列に配列された第１ないし第３領域を有しており、
   上記第１ないし第３領域は、互いに異なる第１ないし第３色用の領域とされた、有機ＥＬ表示装置であって、
   上記各画素の第１領域と、この画素の第１領域側に隣り合う画素の第３領域とは、互いに同色用の領域とされており、かつ
   隣り合う上記画素の第２領域どうしは、互いに異なる色用の領域とされていることを特徴とする、有機ＥＬ表示装置。
2. 直列に配置された複数の画素を備えており、
   上記各画素は、上記複数の画素の配列方向に沿って直列に配列された第１ないし第３領域を有しており、
   上記第１ないし第３領域は、互いに異なる第１ないし第３色用の領域とされている、有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
   ３つの上記領域を覆う幅を有する複数の遮蔽部が、２つの上記領域を露出させる幅とされた隙間と１つの上記領域を露出させる幅とされた隙間とを交互に挟んで配列されたマスクを用いて、
   上記マスクを基板に対向させた状態で、上記基板のうち上記複数の隙間から露出する部分に上記第１色用の複数の領域を形成する工程と、
   隣り合う第１色用の２領域を挟む１対の領域のいずれか一方を、１つの上記領域を露出させる幅とされた上記隙間から露出させるように上記マスクを位置させた状態で、上記第２色用または上記第３色用のいずれか一方用の複数の領域を形成する工程と、
   隣り合う第１色用の領域を挟む１対の領域の他方を、１つの上記領域を露出させる幅とされた上記隙間から露出させるように上記マスクを位置させた状態で、上記第２色用または上記第３色用の他方用の複数の領域を形成する工程と、を有することを特徴とする、有機ＥＬ表示装置の製造方法。

Images