JP2009009031A - 有機ｅｌ表示装置用基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】余剰の有機ＥＬ材料溶液を容易に除去することができる有機ＥＬ表示装置用基板を提供する。
【解決手段】基板本体１０１と、基板本体１０１上に配置される電極１０２と、電極１０２間に設けられ電極１０２をストライプ状に分割するバンク１０３と、電極１０２の端部に設けられている信号取り出し電極部１０４と、から構成され、バンク１０３と平行の位置関係にある信号取り出し電極部（右端電極部１０４ｂ）に突出部１０５が設けられていることを特徴とする、有機ＥＬ表示装置用基板１。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置用基板及びその製造方法に関するものである。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という。）は、ＥＬ発光能を有する発光層を有機低分子化合物又は有機高分子化合物で構成される素子である。また、有機ＥＬ素子は、自己発光のため広い視野角がよく、耐衝撃性に優れる等、ディスプレイを構成する素子として理想的な特徴を有している。このため、有機ＥＬ素子は各種の分野において研究、開発が進められている。

ここで有機ＥＬ素子の製造方法としては、真空蒸着法、インクジェット法、印刷法等が広く研究されている。また、これらの製造方法は、有機ＥＬ素子を集積した有機ＥＬディスプレイを製造する際にも用いられるものである。

インクジェット法の一種であるノズルプリンティング法は、有機ＥＬ材料を液体に溶解したものを使用して、この有機ＥＬ材料の溶液を電極上に塗布する方法である。この方法を用いた有機ＥＬディスプレイの製造例として、具体的には、非特許文献１に開示されているものが挙げられる。非特許文献１によれば、基板上に有機材料で形成されたバンクに真空装置内でフッ素プラズマを発生させ撥液加工を施すことにより、液体状の有機ＥＬ材料の塗り分けを可能にしている。

この場合、バンク以外の部分に有機ＥＬ材料が付着することがある。このため、特許文献１で開示されているように、塗布プロセスの後、電極部等の上にレーザー光を照射して付着した有機ＥＬ材料を除去することが必要になる。

また、特許文献２には、印刷法や塗布法で塗布した有機ＥＬ材料が表示部以外に濡れ広がらないようにするために表示部に隣接して物理的な障害物を設けて、電極部等を保護する方法が開示されている。

さらに、特許文献３には、塗布法で塗布した有機ＥＬ材料が表示部以外に付着した部分を溶剤によって拭き取る方法が開示されている。

特開２００６−１６４９０４号公報 特開２００４−２８８４０３号公報 特開２００４−１５２５１２号公報 ０５ ＳＩＤ Ｄｉｇｅｓｔ Ｐ．１１９２

しかしながら、特許文献１のようにはみ出した有機ＥＬ材料をレーザー照射で除去しようとすると、基板から剥がれた有機膜が表示部を汚染する可能性があった。また特許文献２に開示されている障害物は、ノズルプリンティング法のように表示部外にも連続的に液を塗布する方式では有効に機能することができなかった。また、特許文献３のように溶剤で有機ＥＬ材料を拭き取る場合でも、厚く塗布した場合、この厚く塗布した部分を拭き残す恐れがあった。

本発明は、上記課題を解決するものであり、余剰の有機ＥＬ材料溶液を容易に除去することができる有機ＥＬ表示装置用基板を提供することを目的とする。

本発明の有機ＥＬ表示装置用基板は、基板本体と、該基板本体上に配置される電極と、該電極と該電極との間に設けられ該電極をストライプ状に分割するバンクと、該電極の端部に設けられている信号取り出し電極部と、から構成され、該バンクと平行の位置関係にある該信号取り出し電極部に突出部が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、余剰の有機ＥＬ材料溶液を容易に除去することができる有機ＥＬ表示装置用基板を提供することができる。

本発明の有機ＥＬ表示装置用基板から製造される有機ＥＬ表示装置は、取り出し電極上に突出部が配置されている。これにより、ディスペンス（ノズルプリンティング）方式で、有機ＥＬ材料を含む溶液を塗布したときに、この突出部が有する撥液性によって、取り出し電極上に液剤が付着しないか、又は極薄くしか付着しない部分が形成される。これにより、取り出し電極部に付着した有機ＥＬ材料を簡単に除去することができる。

以下、本発明について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の有機ＥＬ表示装置用基板における第一の実施形態を示す平面図である。図１の有機ＥＬ表示装置用基板１は、基板本体１０１と、画素電極１０２と、バンク１０３と、信号取り出し電極部１０４と、突出部１０５と、から構成される。

図１の有機ＥＬ表示装置用基板１において、画素電極１０２は、基板本体１０１上にマトリックス状に配置されている。各駆動回路が画素電極の下に配置（図示せず）されているアクティブマトリックス型になっている。バンク１０３は、画素電極１０２と画素電極１０２との間に設けられていて、画素電極１０２をストライプ状に分割している。信号取り出し電極部１０４は、画素電極１０２の周辺に設けられている。図１の有機ＥＬ表示装置用基板１では、信号取り出し電極部１０４は、右端部（右端電極部１０４ａ）と上端部（上端電極部１０４ｂ）とにそれぞれ設けられている。ここで、バンク１０３と平行の位置関係にある右端電極部１０４ａの各電極部上には、突出部１０５が設けられている。

図１の有機ＥＬ表示装置用基板１は、ストライプ状に配置された、各色の画素電極１０２の間にバンク１０３が形成されており、バンク１０３とバンク１０３との間に挟まれた画素電極１０２上に有機ＥＬ材料の溶液が塗布できるようになっている。

図１の有機ＥＬ表示装置用基板１において、バンク１０３及び突出部１０５の表面には撥液処理が施されている。特に、突出部１０５に撥液処理を施すことによって、右辺電極部１０４ａ上に有機ＥＬ材料の溶液がほとんど残らなくなる。

図２は、図１の有機ＥＬ表示装置用基板上に、有機ＥＬ材料溶液を塗布したときの様子を示す平面図である。ディスペンサーを用いて、図２中の１０６で示される軌道を描くようにして、有機ＥＬ材料を連続的に塗布すると、図２に示されるように、軌道１０６が右端電極部１０４ａの一部と重なることがある。

図３は、図１の有機ＥＬ表示装置用基板上にある右端電極部１０４ａにおける有機ＥＬ材料の溶液の付着の様子を示す図である。図３において、右端電極部１０４ａには撥液処理を施した突出部１０５を有している。このため、有機ＥＬ材料溶液１０７を右辺電極部１０４ａ上から滴下したとしても、この突出部１０５が有する撥液効果により、有機ＥＬ材料溶液１０７が右辺電極部１０４ａ上からはじかれる。その結果、右端電極部１０４ａ上には、有機ＥＬ材料溶液１０７がほとんど残らなくなる。たとえ右端電極部１０４ａ上に有機ＥＬ材料が残ったとしても、公知の方法により有機ＥＬ材料を右端電極部１０４ａ上から除去することができる程度まで薄くすることができる。

バンク１０３及び突出部１０５の表面に撥液処理を施す方法として、バンク１０３及び突出部１０５を形成する材料に撥水剤を混ぜる方法と、バンク１０３及び突出部１０５を形成した後に撥液処理を施す方法と、がある。後者の撥水処理の具体的な方法としては、フッ素、フッ素化合物を含んだガスを導入したプラズマ処理による方法、有機シリコン化合物、フッ素含有シリコン化合物、有機フッ素化合物等の撥液剤を真空成膜又は塗布法により成膜する方法が知られている。

バンク１０３及び突出部１０５は、それぞれ別の材料で構成されていてもよいが、望ましくは、両者は、同一材料で構成される。また、バンク１０３及び突出部１０５は、それぞれ別の工程で形成していてもよいが、望ましくは、両者は、同一工程で形成される。両者を同一の材料で、かつ同一工程で形成する方が簡便で最適な方法であるといえる。

バンク１０３及び突出部１０５を構成する材料は、ポリイミド、アクリル、エポキシ等の樹脂材料が使用できる。また、バンク１０３及び突出部１０５の形成方法として、塗布法等も利用できるが、好ましくは、パターニング法を利用する。パターニング法の具体的な方法として、感光性を持たせた樹脂材料を使用したフォトリソグラフィー法や、印刷法等が用いられる。

突出部１０５の高さは、望ましくは、バンク１０３の高さと同程度とする。これは、バンク１０３及び突出部１０５を同一工程で形成した場合でも、別工程で形成した場合でも同じである。これは、液の飛び散り等で、画素電極１０２に有機ＥＬ材料溶液を塗布する工程に影響を与えないためである。

また突出部１０５は、望ましくは、図１に示されるように、隣り合う画素列では平面的に互い違いにする。これは、突出部１０５によって撥液された有機ＥＬ材料の溶液が、特定の部分に集まらないようにするためである。

基板本体１０１の構成材料として、ガラス、Ｓｉウエハ、アルミナ等のセラミック、透明樹脂、ステンレスに絶縁膜を付けたもの等の金属基板が使用できる。

図４は、本発明の有機ＥＬ表示装置用基板の第二の実施形態を示す平面図である。図４の有機ＥＬ表示装置用基板２は、基板本体２０１と、電極２０２と、バンク２０３と、信号取り出し電極部２０４と、突出部２０５とで構成される。

電極２０２は、基板本体２０１上にストライプ状に配置されている。ここでは、パッシブマトリックス型の有機ＥＬ素子基板を示している。バンク２０３は、電極２０２と電極２０２との間に設けられるものであり、各電極２０２をストライプ状に分割させるものである。信号取り出し電極部２０４は、各電極２０２の左端（左端電極部２０４ａ）及び右端（右端電極部２０４ｂ）に設けられている。左端電極部２０４ａ及び右端電極部２０４ｂは、バンク２０３に対して平行の位置関係にあると共に、その電極部上には突出部２０５が設けられている。

図４の有機ＥＬ表示装置用基板２において、左端電極部２０４ａ及び右端電極部２０４ｂの上に突出部２０５を設けることにより、図１の有機ＥＬ表示装置用基板１と同様に各電極部上に有機ＥＬ材料の溶液がほとんど残らなくなる。

本発明の有機ＥＬ表示装置用基板上に、有機ＥＬ素子を構成する層を設けるときは、インクジェット法等の塗布法を使用できる。このときストライプ状に分割された電極毎に異なる発光色の有機ＥＬ材料を塗布することができる。

本発明の有機ＥＬ表示装置用基板上に有機ＥＬ材料の溶液を塗布する際は、好ましくは、図２に示されるように、有機ＥＬ材料の溶液の軌道１０６が、突出部１０５を設けた信号取り出し電極部と重なるようにする。

有機ＥＬ素子を構成する層を一通り形成した後は、好ましくは、取り出し電極部以外の部分をガラスキャップ又はＳｉＮ_x膜等で封止する。封止工程の後、有機溶剤による拭き取りやレーザー照射等を用いて、取り出し電極部に僅かに残った有機ＥＬ材料を容易に除去することができるようにするためである。

［実施例１］
図１に示す有機ＥＬ表示装置用の基板を作製した。

まずガラス基板１０１上の表示領域に相当する部分に、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をパターニングして、マトリクス状の画素電極１０２及びＴＦＴ回路（図示せず）を形成した。次に、表示領域の右端及び上端に、Ａｌからなる信号取り出し電極１０４を形成した。このとき、取り出し電極の数は、右端電極部１０４ａが１００個に対し、上端電極部１０４ｂが３００個であった。

次に、感光性ポリイミド材料（東レ フォトニース）を、画素電極１０２上に塗布した。次に、バンク１０３と突出部１０５のパターンを有するフォトマスクを用意した。次に、このフォトマスクを介して、感光性ポリイミドに光を照射した。光を照射した後、薬剤処理することによりことにより、バンク１０３及び突出部１０５を形成した。このバンク１０３に平行な取り出し電極は、右端電極部１０４ａであり、１００個であった。

次に、ＣＦ₄ガスによりフッ素プラズマ処理を行うことでバンクとダミーバンクを同時に撥液性にした。以上のようにして、有機ＥＬ表示装置用基板を得た。

次に、この有機ＥＬ表示装置用基板を使用して、有機ＥＬ表示装置を作製した。まず表示領域及び近接部分に、ノズルプリンティング装置を用いてバンク１０３とバンクとの間に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを塗布し、２００℃で３０分間ベークすることにより、正孔注入層を形成した。このとき正孔注入層の膜厚は３０ｎｍとした。

次に、ポリパラフェニレンビニレン誘導体であるｐｏｌｙ［２−ｍｅｔｈｏｘｙ，５−（２’−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎ ｖｉｎｙｌｅｎｅ］の２重量％トルエン溶液を、バンク−バンク間に一本おきに滴下した。次に、このポリパラフェニレンビニレン誘導体のトルエン溶液を塗布していないバンク−バンク間に、ポリ（３−アルキルチオフェン）ｐｏｌｙ［３−ａｌｋｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ］の１重量％キシレン溶液を滴下した。この後、１５０℃で１０分間ベークすることにより有機ＥＬ層を形成した。このとき有機ＥＬ層の膜厚はいずれも１００ｎｍとした。

次に、真空蒸着装置を用いて、Ｃｓ₂ＣＯ₃を蒸着し電子注入層を形成した。このとき電子注入層の膜厚は３ｎｍとした。次に、Ａｌを蒸着し上部電極を形成した。このとき上部電極の膜厚は１００ｎｍとした。

次に、真空中から不活性ガス中に移動して、画素部分に吸湿剤を備えたガラスキャップを接着して、画素部分を保護した後に、取り出し電極部に残った有機ＥＬ材料をルビセルスティックにトルエンを含ませたもので拭き取った。以上により、有機ＥＬ表示装置を得た。

得られた有機ＥＬ表示装置を、外部駆動回路に接続して動作させたところ、欠陥は発生しなかった。

［比較例１］
実施例１において、感光性ポリイミドに光を照射する際にバンク１０３のパターンのみ有するフォトマスクを使用した以外は実施例１と同様の方法により、図５に示される有機ＥＬ表示装置用基板を得た。図５の有機ＥＬ表示装置用基板１０は、基板本体１１１と、画素電極１１２と、バンク１１３と、信号取り出し電極部１１４とから構成される。それぞれ、図１の有機ＥＬ表示装置用基板１の、基板本体１０１、画素電極１０２、バンク１０３、信号取り出し電極部１０４に対応し、右端電極部に突出部を設けないこと以外は、図１の有機ＥＬ表示装置用基板１と同様である。また、実施例１と同様の方法で有機ＥＬ表示装置を得た。ここで有機ＥＬ材料の溶液を塗布するときに、図６で示される軌道１１５を描くようにして塗布した。そうすると、図７で示されるように、右端電極部１１４ａ上に有機ＥＬ材料溶液１１６による厚い有機ＥＬ層の膜ができた。得られた有機ＥＬ表示装置について、実施例１と同様に性能を評価したところ、動作時に３％の配線不良が発生した。

［実施例２］
実施例１において、実施例１と同様の工程で有機ＥＬ表示装置用基板を作製し、正孔注入層、有機ＥＬ層、電子注入層及び上部電極を順次形成した後、取り出し電極部分をステンレスの治具でマスクしてＳｉＮからなる保護層をＣＶＤ法により成膜した。ＣＶＤ法は、材料ガスとして、ＮＨ₃、ＳｉＨ₄及びＮ₂の混合ガスを成膜チャンバーに導入し、圧力１００Ｐａ、ＲＦパワー１００Ｗにて成膜を行った。膜厚が５０００Åとなったところで成膜を終了し保護層とした。

保護層によって画素部分を保護した後に、取り出し電極部にＡｒＦレーザーにより１Ｊ／ｃｍ²のエネルギーを照射して残存材料を除去した。

次に、取り出し電極部分以外の領域にキズ防止として膜厚１００μｍのＰＥＴフィルムに膜厚２５μｍのアクリル系の粘着剤を設けた片面接着性樹脂フィルムを、貼り合わせ機により位置合わせを行った上で、保護層上に貼り合わせた。以上のようにして有機ＥＬ表示装置を得た。

得られた有機ＥＬ表示装置を外部駆動回路に接続して動作させたところ、欠陥は発生しなかった。

本発明の有機ＥＬ表示装置用基板における第一の実施形態を示す平面図である。 図１の有機ＥＬ表示装置用基板上に、有機ＥＬ材料の溶液を塗布したときの様子を示す平面図である。 図１の有機ＥＬ表示装置用基板上にある右端電極部における有機ＥＬ材料の溶液の付着の様子を示す図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置用基板の第二の実施形態を示す平面図である。 比較例１で作製した有機ＥＬ表示装置用基板を示す平面図である。 比較例１で作製した有機ＥＬ表示装置用基板上に、有機ＥＬ材料の溶液を塗布したときの様子を示す平面図である。 比較例１で作製した有機ＥＬ表示装置用基板上にある右端電極部における有機ＥＬ材料の溶液の付着の様子を示す図である。

符号の説明

１，２，１０ 有機ＥＬ表示装置用基板
１０１，１１１，２０１ 基板
１０２，１１２ 画素電極
１０３，１１３，２０３ バンク
１０４，１１４，２０４ 信号取り出し電極
１０４ａ，１１４ａ，２０４ｂ 右端電極部
１０４ｂ，１１４ｂ 上端電極部
２０４ａ 左端電極部
１０５，１１５，２０５ 突出部
１０６，１１５ 有機ＥＬ材料溶液の塗布の軌道
１０７，１１６ 有機ＥＬ材料溶液
２０２ 電極

Claims (3)

1. 基板本体と、
   該基板本体上に配置される電極と、
   該電極と該電極との間に設けられ該画素電極をストライプ状に分割するバンクと、
   該電極の端部に設けられている信号取り出し電極部と、から構成され、
   該バンクと平行の位置関係にある該信号取り出し電極部に突出部が設けられていることを特徴とする、有機ＥＬ表示装置用基板。
2. 前記突出部が、前記バンクと同一の材料で構成され、前記バンクと共に同一の工程で作製されることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置用基板。
3. 請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置用基板上に有機ＥＬ材料の溶液を塗布する際に、該有機ＥＬ材料の溶液の軌道が、前記突出部を設けた前記信号取り出し電極部と重なることを特徴とする、有機ＥＬ表示装置用基板の製造方法。

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