JP2008004382A - 有機ｅｌディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】陰極電極を区画するための隔壁が製造過程で損傷を受けにくく、鮮明な画像を表示可能な有機ＥＬディスプレイを提供する。
【解決手段】本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、表示領域が設定された基板１と、基板１上の上記表示領域内に積層された第１電極２と、第１電極２上に積層された有機層３と、有機層３上に積層されており、互いに所定の間隔を隔てて並列する複数の第２電極４と、第２電極４同士を区画する複数の隔壁５と、を備えた有機ＥＬディスプレイであって、上記表示領域外に、基板１の厚さ方向における高さが隔壁５の高さよりも高い突起６を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、携帯電話などの表示画面として利用される有機エレクトロルミネッセンスディスプレイに関する。

有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬという）ディスプレイは、透明基板上に積層された陽極電極と陰極電極と、これらの電極に挟まれた、マトリクス状に複数配置された有機層とを備えている。上記有機層内には発光層が含まれており、この発光層は、電流を流すことで発光し、この発光現象を利用して有機ＥＬディスプレイは画像を表示することができる。このような有機ＥＬディスプレイにおいては、上記陽極電極と上記陰極電極とを、それぞれ所定の形状にパターニングする必要がある。また、上記有機層はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の発光色の異なる３種類の有機層からなり、それぞれを所定の位置にパターニングする必要がある。

たとえば、パッシブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイにおいては、上記陽極電極が上記透明基板上に形成されおり、その上に上記有機層および上記陰極電極が形成されている。上記陽極電極と上記陰極電極とは、互いに直交する方向に延びる帯状に形成されており、両電極の交差する位置に上記有機層を挟んでいる。上記有機層からの光を透過させるために上記陽極電極は透明なＩＴＯなどで形成されており、公知のフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることができる。上記有機層および上記陰極電極は、たとえば、特許文献１に記載されているような、メタルマスクおよび隔壁を用いた蒸着法によって形成することができる。図１０には、このような公知の手法を用い有機ＥＬディスプレイを製造する様子を示している。この有機ＥＬディスプレイは透明基板９１上に陽極電極９２が形成されており、その上に有機層９３が形成される。さらに、この有機ＥＬディスプレイは、複数の隔壁９５を備えている。これらの隔壁９５は、有機層９３上に陰極電極を蒸着する際に、上記陰極電極を区画し、所定の形状に形成するために所定の間隔を隔てて並列されている。これらの隔壁９５は、有機層９３を形成する前に形成され、有機層９３を形成する際には、メタルマスク９９を支持するために用いられる。メタルマスク９９には所定の位置にスリットが形成されており、そのスリットを通して、所定の位置にのみ有機材料を蒸着させ、Ｒ，Ｇ，Ｂの有機層９３を順次形成することができる。

しかしながら、Ｒ，Ｇ，Ｂの有機層９３をそれぞれ所定の位置に形成するには、メタルマスク９９をずらすか、あるいは別のメタルマスク９９を用いて蒸着を繰り返し行う必要がある。この際、メタルマスク９９の位置をあわせるアライメント作業を複数回行う必要があるので、メタルマスク９９を頻繁に動かすことになり、メタルマスク９９と隔壁９５とが何度も擦れあうことになる。このようにメタルマスク９９と隔壁９５とが何度も擦りあわされると、隔壁９５が損傷を受け、たとえば隔壁９５が変形してしまったり、ホコリが発生してしまったりなどの問題が発生する。隔壁９５が変形してしまうと、上記陰極電極を形成する際に、上記陰極電極を所定の形状に形成することができなくなることがある。このため、本来隔壁９５によって区画され離間されているはずの上記陰極電極同士が不当に接触し、ショートしてしまうことがあった。また、メタルマスク９９の隔壁９５と接する側の面には、蒸着材料が付着していることがあり、メタルマスク９９と隔壁９５とが擦りあわされると、このような蒸着材料がはがれ落ちてホコリが発生することがあった。以上のようにして生じるホコリが、Ｒ、Ｇ，Ｂの有機層９３と陽極電極９２との間に入ってしまうと、発色が不明瞭となり、鮮明な画像を得られなくなる問題が発生する。

特開平８−３１５９８１号公報

本発明は上記の事情によって考え出されたものであり、陰極電極を区画するための隔壁が損傷しにくく、鮮明に画像を表示可能な有機ＥＬディスプレイの提供を課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、表示領域が設定された基板と、上記基板上の上記表示領域内に積層された第１電極と、上記第１電極上に積層された有機層と、上記有機層上に積層されており、互いに所定の間隔を隔てて並列する複数の第２電極と、上記複数の第２電極同士を区画する複数の隔壁と、を備えた有機ＥＬディスプレイであって、上記表示領域外に、上記基板の厚さ方向における高さが上記複数の隔壁の高さよりも高い突起を備えていることを特徴とする。

このような構成によると、上記有機層を蒸着させる際に用いるメタルマスクを上記突起によって保持することが可能となり、上記隔壁と上記メタルマスクとを接触させずに有機ＥＬディスプレイを製造することができる。上記メタルマスクと上記隔壁が接触しないので、上記隔壁は損傷しにくくなり、また、上記メタルマスクに付着した蒸着材料などが上記隔壁に付着しにくくなる。したがって、本発明に係る有機ＥＬディスプレイは内部の電極がショートしているなどの不良が発生しにくい。

好ましい実施の形態においては、上記突起が、上記表示領域を囲う枠状に形成されている。このような構成によると、上記基板と別の基板ないしパッケージとを組み付ける際に、上記表示領域外に接着剤を塗布しても、上記突起によって上記接着剤が上記表示領域内に侵入しない。このため、上記表示領域内に形成された上記有機層などの比較的脆弱で敏感な部位を保護することができ、装置の安定性が向上する。

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

本発明に係る有機ＥＬディスプレイの一実施形態を図１〜３に示す。これらの図に示される有機ＥＬディスプレイＡは、透明基板１と、複数の陽極電極２と、複数の有機層３と、複数の陰極電極４と、複数の隔壁５と、支持壁６と、パッケージ７とを備えて構成されている。この有機ＥＬディスプレイＡは、陽極電極２と陰極電極４とを通じて有機層３に電流を流し、有機層３を発光源として、表示領域１ａの範囲内に画像を表示することができる。図１は、画像が表示される面を正面としており、表示領域１ａを仮想線で示している。図２は、パッケージ７を省略しており、透明基板１のパッケージ７と張り合わされている面が正面となるようにしている。

透明基板１は、図１に示すように表示領域１ａを有する透明なガラスあるいは透明樹脂製の基板であり、図１における正面を表示面とし、その裏面に上記の各構成要素を搭載している。

陽極電極２は、たとえばＩＴＯなどの透明な材質からなり、図３中の左右方向に延びる帯状に形成されており、積層方向に沿う厚さが１５０ｎｍ程度であり、延びる方向と直交する方向の幅が５０〜３００μｍ程度となるように形成されている。陽極電極２は、図１に示すように、帯状に延びる方向と直交する方向に沿って１００〜４００μｍ程度の所定の間隔を隔てて並列している。さらに、図２に示すように、陽極電極２の帯状に延びる方向の一端は支持壁６の外部へ延出しており、端子部２ａを形成している。この端子部２ａは、たとえば、異方性導電フィルムなどを介して外部の電源装置と導通する。

有機層３は、たとえば有機化合物からなるホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層が積層されて構成されており、陽極電極２と直交する方向に沿って延びる帯状に形成されている。有機層３は、上記発光層から出る光の色がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）である赤色有機層３Ｒ、緑色有機層３Ｇ、青色有機層３Ｂの３種類からなり、図３に示すように、図中の左右方向に沿ってＲ，Ｇ，Ｂの組が繰り返されるように並べられている。これらの有機層３の積層方向の厚みは１２０ｎｍ程度であり、赤色有機層３Ｒ、緑色有機層３Ｇ、青色有機層３Ｂのそれぞれの間には隔壁５が挟まれている。有機層３は、厚み方向に電流が流れることで上記発光層からＲ，Ｇ，Ｂの光を発し、この光が陽極電極２および透明基板１を透過することで、有機ＥＬ表示装置Ａはカラーの画像を表示することができる。

陰極電極４は、たとえばＡｌなどの導電性に優れた金属で形成された、陽極電極２と直交する方向に延びる帯状の電極であり、積層方向に沿う厚さが２００ｎｍ程度となり、延びる方向と直交する方向の幅が５０〜３００μｍ程度となるように形成されている。図３に示すように、これらの陰極電極４は、それぞれが延びる方向と直交する方向に沿って１００〜４００μｍ程度の所定の間隔を隔てて並列しており、それぞれが有機層３上に形成されている。このため、陽極電極２と陰極電極４とが交差する位置において、有機層３が陽極電極２と陰極電極４とによって挟まれるような構成となっている。また、これらの陰極電極４は金属製なので、有機層３から出た光を、透明基板１側へ反射させることができる。なお、図２においては省略しているが、この陰極電極４も陽極電極２同様に支持壁６外部へ延出されており、外部と導通するための端子部分を備えている。

隔壁５は、陰極電極４を形成する際に、陰極電極４を区画し、所定の形状に形成するために製造工程において形成されたものであり、並列する陰極電極４同士を区画するように配置されている。これらの隔壁５は、逆テーパ状の断面を有し、図２に示すように陽極電極２と直交する方向に沿って延びている。これらの隔壁５は絶縁膜５ａを挟んで陽極電極２上に積層されており、その厚さは、隔壁５の頂上部分が陰極電極４よりも高くなる範囲で自在に設定可能であり、たとえば４μｍ程度とするのがよい。ただし、ここでの厚さは、陽極電極２や陰極電極４の厚さと同様に、透明基板１に対して積層される方向の厚さであるとする。絶縁膜５ａは、赤色有機層３Ｒと、緑色有機層３と、青色有機層３Ｂとをそれぞれ隔離するように形成されているので、混色を防止するブラックマトリクスとしても機能する。また、この隔壁５の頂上部分には、その製造工程における理由から、陰極電極４と同じ素材からなる金属層４ａが陰極電極４と同じ厚みに形成されている。

支持壁６は、有機層３を形成する際に使用するメタルマスクを支持するために表示領域１ａを囲む枠状に形成されたものである。この支持壁６は、絶縁膜６ａを挟んで透明基板１上に、その頂上の位置が隔壁５の頂上部分よりも高い位置になるように形成されている。この支持壁６の積層方向における厚さは、たとえば５μｍ程度とするのがよい。ただし、図２に示すように、陽極電極２の一部を端子部２ａとして支持壁６の外側へ延出するために、支持壁６の一部は陽極電極２上に形成されている。なお、支持壁６はメタルマスクを支持可能であれば、その断面形状は自由に設定可能であり、たとえば、順テーパ形状でも逆テーパ形状であってもかまわない。

このような有機ＥＬディスプレイＡの製造方法について、図４〜９を参照しながら以下に説明を行う。

まず、図４に示すように、透明基板１上に複数の陽極電極２を形成する。陽極電極２の形成は、たとえば、ＩＴＯをＣＶＤ法によって透明基板１に蒸着し、加温したＦｅＣｌ₃溶液を用いてウェットエッチングすることで所定の形状に形成することによって行われる。

次に、図５に示すように、隔壁５および支持壁６を形成する。この際、絶縁膜５ａと絶縁膜６ａとを所定の領域に形成してから、公知の方法を用いて隔壁５および支持壁６を順次形成する。隔壁５の形成は、まず、透明基板１上の陽極電極２上に、たとえばＳｉＯ₂などの非感光性の隔壁材料を４μｍ程度の厚みに塗布し、その上にフォトレジストを形成する。次に、このフォトレジストを公知のフォトリソグラフィ等の手法により所定の形状に形成する。この所定の形状に形成されたフォトレジストをマスクとして、上記隔壁材料にエッチングを施すことで隔壁５は形成される。隔壁５の形成後、同様の手法によって支持壁６を形成する。ただし、支持壁６の材料は５μｍ程度の厚みに塗布される。なお、隔壁５と支持壁６の形成順序はどちらが先でもかまわない。

次に、図６に示すように、支持壁６にメタルマスク９を載せ、赤色有機層３Ｒを形成する。メタルマスク９には、赤色有機層３Ｒの幅にあわせた帯状のスリット９ａが形成されている。このスリット９ａから赤色有機層３Ｒの各層の蒸着材料を透明基板１および陽極電極２上へ送り込むことで、赤色有機層３Ｒを形成することができる。赤色有機層３Ｒの蒸着は、透明基板１に対して自由な角度で行ってよいが、逆テーパ形状の隔壁５に対して幾分回りこむようにするのが好ましい。このようにすると、赤色有機層３Ｒの幅を隔壁５の頂上部分同士の幅よりも広くなるように形成することができ、後に積層する陰極電極４が、陽極電極２上に積層されてしまうことを防ぐことができる。

次に、図７に示すように、メタルマスク９をずらし、緑色有機層３Ｇを形成する。赤色有機層３Ｒと緑色有機層３Ｇは同じ形状であるので、メタルマスク９をずらし、スリット９ａが緑色有機層３Ｇを形成する予定の部分の真上にくるようにすれば、赤色有機層３Ｒと同様に緑色有機層３Ｇを蒸着させ形成することができる。

次に、図８に示すように、メタルマスク９をさらにずらし青色有機層３Ｂを形成する。青色有機層３Ｂも有機層３Ｒ，３Ｇと同じ形状なので、スリット９ａを動かし、同様に蒸着させることで形成することができる。

次に、図９に示すように、メタルマスク９を取り外し、陰極電極４を形成する。陰極電極４の形成は、陰極電極４の素材となる金属を透明基板１に対して略垂直な方向から蒸着することで行われる。逆テーパ状に形成された隔壁５によって、陰極電極４は所定の形状に沿って積層され、隔壁５の頂上部には金属膜４ａが形成される。隔壁５は、有機層３および陰極電極４の厚みを合わせた分よりも厚く形成されているので、この金属膜４ａによって陰極電極４が不当にショートすることはない。

次に、たとえばエポキシ樹脂製の接着剤８を支持壁６の外部に塗布し、透明基板１にパッケージ７を貼り付ける。以上によって、図１に示すような有機ＥＬディスプレイＡが完成する。

このような有機ＥＬディスプレイＡの作用について以下に説明を行う。

上記のように、有機ＥＬディスプレイＡは、陰極電極４を区画するための隔壁５とは別に、隔壁５よりも高い位置でメタルマスク９を保持可能な支持壁６を表示領域１ａの範囲外に備えている。このため、有機層３を形成する際にメタルマスク９を移動させても、メタルマスク９と支持壁６は擦れるが、隔壁５には何の影響も生じない。このため、隔壁５が製造工程において損傷を受けることはなく、陰極電極４が不当にショートを起こすのを防ぐことができる。また、メタルマスク９と支持壁６とが擦れ、ホコリが発生しても、支持壁６が表示領域１ａの範囲外に設置されているので、ホコリが有機層３と陽極電極２との間に入り込むことはない。したがって、有機ＥＬディスプレイＡでは鮮明な画像を得ることができる。

また、支持壁６の高さを隔壁５の高さよりも高い範囲で自在に設定可能であり、効率よく蒸着作業が行える高さに設定可能である。また、逆に、隔壁５の高さも比較的自由に設定可能となっているので、隔壁５を低くし、コストを下げることも可能である。

さらに、支持壁６によって表示領域１ａが囲まれているので、表示領域１ａの範囲外に接着剤８を塗布した際に、不用意に接着剤８が表示領域１ａ内に流れ込むことを防ぐことができる。

本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、支持壁６の形状は上記のように枠状に限らず、自由に設定可能である。また、隔壁５の断面も逆テーパ形状に限定されず、蒸着作業に不都合が出ない範囲で自在に変更可能である。

本発明に係る有機ＥＬディスプレイの斜視図である。 本発明に係る有機ＥＬディスプレイにおける透明基板を露出させた斜視図である。 図２のIII-III線に沿う断面図である。 本発明に係る陽極電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明に係る隔壁と支持壁とを形成する工程を示す断面図である。 本発明に係る赤色有機層を形成する工程を示す断面図である。 本発明に係る緑色有機層を形成する工程を示す断面図である。 本発明に係る青色有機層を形成する工程を示す断面図である。 本発明に係る陰極電極を形成する工程を示す断面図である。 従来の有機ＥＬディスプレイの製造方法の一過程を示す断面図である。

符号の説明

Ａ 有機ＥＬディスプレイ
１ 透明基板
２ 陽極電極
２ａ 端子部
３ 有機層
３Ｒ 赤色有機層
３Ｇ 緑色有機層
３Ｂ 青色有機層
４ 陰極電極
４ａ 金属層
５ 隔壁
５ａ 絶縁膜
６ 支持壁
６ａ 絶縁膜
７ パッケージ
８ 接着剤
９ メタルマスク
９ａ スリット

Claims (2)

1. 表示領域が設定された基板と、
   上記基板上の上記表示領域内に積層された第１電極と、
   上記第１電極上に積層された有機層と、
   上記有機層上に積層されており、互いに所定の間隔を隔てて並列する複数の第２電極と、
   上記複数の第２電極同士を区画する複数の隔壁と、
   を備えた有機ＥＬディスプレイであって、
   上記表示領域外に、上記基板の厚さ方向における高さが上記隔壁の高さよりも高い突起を備えていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
2. 上記突起が、上記表示領域を囲う枠状に形成されている有機ＥＬディスプレイ。