JP2009026630A - 有機ｅｌディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】取り出し電極部と配線部材との電気的接続が確実に得られ、かつ生産性に優れた有機ＥＬディスプレイを提供する。
【解決手段】基板上に、少なくとも有機発光材料を含む有機ＥＬ層が一対の電極の間に挟まれた有機ＥＬ素子を有しており、同一基板面上に一方の電極に電気的に接続された取り出し電極部を有する有機ＥＬディスプレイである。前記有機ＥＬ層は塗布法により形成されている。前記取り出し電極部上に、導電性材料からなり、高さが有機ＥＬ層の膜厚より高い凸部が形成されており、前記凸部の少なくとも頂部は有機ＥＬ層から露出していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、有機ＥＬディスプレイ）に関する。

近年、自発光素子であり、フラット化、薄型化が容易である有機ＥＬディスプレイの開発が盛んに行われている。

特許文献１及び特許文献２は有機ＥＬディスプレイに関する発明が開示されている。

図２は特許文献１に記載の有機ＥＬディスプレイの断面を示す図である。符号１は基板、２は下部電極、３は有機ＥＬ層、４は上部電極、５は封止用接着剤、６は導電性接着剤、７は配線部材、８は封止部材である。

ガラス等の基板１上に、下部電極２、有機ＥＬ層３、上部電極４からなる有機ＥＬ素子を有し、同有機ＥＬ素子を覆うように封止用接着剤５を介して封止部材８が接着されている。そして基板１の周辺部に下部電極２が引き出され、引き出された部分が取り出し電極部を形成している。図示はしていないが上部電極４も同様に引き出され上部電極のための取り出し電極部が形成されている。

この取り出し電極部には、導電性接着剤６を介してフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）等からなる配線部材７が電気的、機械的に接続されている。

また導電性接着剤６としては、取り出し電極部と配線部材との位置合せが不必要で容易に接続することができることから異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を用いて接続することが知られている。

上記有機ＥＬディスプレイの有機ＥＬ層は真空蒸着法等の真空成膜方法により形成することも可能である。しかし、有機ＥＬ層をスピンコート法、ディップ法、印刷法、インクジェット法、ノズルプリンティング法等の塗布法により形成することで、より簡便で安価に作製することができる。

塗布法により有機ＥＬ層を形成する場合、スピンコート法、ディップ法では、有機ＥＬ層を有機ＥＬディスプレイの全面に形成するため、有機ＥＬディスプレイをカラー表示するためにＲＧＢに塗り分けを行うのは不向きである。塗布法でＲＧＢの塗り分けを行うためには、印刷法、インクジェット法、ノズルプリンティング法等により有機ＥＬ層を形成する。その場合、有機ＥＬ層の塗布液を面内で均一に形成するために有機ＥＬディスプレイの表示領域外まで塗布液を塗布し、ある程度距離を置いて塗布膜厚が安定した領域である内側の領域を表示領域として使用することが必須である。

このように塗布法で有機ＥＬ層を形成した場合、表示領域の外側まで塗布せざるを得ない上に、これらの塗布液は乾燥するまでの間に流動して取り出し電極部を覆ってしまい、取り出し電極部と配線部材とが電気的接続が取れなくなるという問題があった。

そのため、ドライエッチング、有機溶剤による拭き取り等の方法により取り出し電極部上に覆われた有機ＥＬ層を除去して、取り出し電極部と配線部材との電気的接続を確保していた。

しかし、ドライエッチングを使用する方法では反応ガスとして酸素を使用するため、有機ＥＬディスプレイの表示領域に有機ＥＬ層の保護用マスクを配置しても前記反応ガスが回り込んで有機ＥＬ層にダメージが生じるという問題があった。

また、有機溶剤で拭き取る方法では拭き取り部以外を保護テープ等でマスクする。しかし、有機ＥＬ層が有機溶媒に可溶であるため、保護テープでマスクしても前記保護テープの端部から有機溶媒が有機ＥＬ層に浸透、拡散して表示領域の有機ＥＬ層にダメージを与えるという問題があった。

そこで特許文献２には保護テープを貼らずに表示領域の外側に撥液領域を設けて、その外側を溶剤が染み込んだスポンジで拭き取るという方法が提案されている。

特開２００３−２７２８３４号公報 特開２００４−１５２５１２号公報

しかしながら、有機ＥＬ層を有機溶剤で拭き取る方法で取り出し電極部を露出させる場合、拭き残りによる接続不良が発生するという問題がある。

また、拭き取る回数も複数回行うために拭き取り時間が非常に多くかかり、スポンジは有機ＥＬ材料が多量に付着するために拭き取り毎に交換する必要があることから生産性に問題がある。

よって本発明は、取り出し電極部と配線部材との電気的接続が確実に得られ、かつ生産性に優れた有機ＥＬディスプレイを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明は、
基板上に、少なくとも有機発光材料を含む有機ＥＬ層が一対の電極の間に挟まれた有機ＥＬ素子を有しており、同一基板面上に一方の電極に電気的に接続された取り出し電極部を有する有機ＥＬディスプレイにおいて、
前記有機ＥＬ層は塗布法により形成されており、
前記取り出し電極部上に、導電性材料からなり、高さが有機ＥＬ層の膜厚より高い凸部が形成されており、前記凸部の少なくとも頂部は有機ＥＬ層から露出していることを特徴とする。

本発明の有機ＥＬディスプレイは、取り出し電極部上に導電性材料からなり、高さが有機ＥＬ層より高い凸部が形成されており、前記凸部の少なくとも頂部が有機ＥＬ層から露出している。そのため、前記凸部を介して配線部材と取り出し電極部との確実な電気的接続が可能である。

また本発明によれば、塗布法により取り出し電極部上に形成された有機ＥＬ層を除去する必要がないために生産性に優れた有機ＥＬディスプレイを提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１（ａ）は、本発明に係る有機ＥＬディスプレイの模式図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’部分の断面図である。符号１は基板、２は下部電極、３は有機ＥＬ層、４は上部電極、１１は取り出し電極部、１２は導電性材料からなる凸部である。

本発明に係る有機ＥＬディスプレイの各部位の配置は、基板上の表示領域に、少なくとも有機発光材料を含む有機ＥＬ層３が一対の下部電極２と上部電極４との間に挟まれた有機ＥＬ素子を有している。そして、同一基板面上の表示領域外であるディスプレイ外周部に、下部電極２（但し、上部電極でも同様に実施可能）と接続された取り出し電極部１１が配置されている。

特に、この有機ＥＬディスプレイは、取り出し電極部１１上に導電性材料からなり、高さが有機ＥＬ層３の膜厚より高い凸部１２が形成されており、塗布法により形成された有機ＥＬ層３から前記凸部１２の少なくとも頂部が露出した構成とされている。

塗布法により取り出し電極部１１に有機ＥＬ層３が形成されても塗布液は重力により凸部１２の下面に流れ込んだ後に乾燥し前記凸部１２より低い厚さで固化するので配線部材７との電気的接続は塗布液のない凸部１２の頂部で確実に得ることができる。そのため、固化した塗布液を後工程で拭き取る必要がないため生産性に優れている。

以下、本実施形態の有機ＥＬディスプレイの構成を具体的に説明する。

基板１は可撓性があるものでもよいし、リジッドな部材でもよい。例えばガラス基板などを挙げることができる。

基板１には更に有機ＥＬ素子の発光、非発光を制御するスイッチング素子を設けてもよい（不図示）。スイッチング素子は、例えばＴＦＴ等のトランジスタである。スイッチング素子を設ける場合、その上に有機ＥＬ素子を配置してもよく、その場合は両者の間に平坦化膜を配置してもよい。

また基板１上の表示領域内には、塗布法で有機ＥＬ層３をＲＧＢに塗り分けて形成する際に、塗布液が隣接する画素と混合しないように所定の位置と間隔で隔壁が形成されてもよい。

下部電極２及び上部電極４は、どちらか一方が光取り出し電極であり他方が光反射電極であっても、また下部電極２と上部電極４とが共に光取り出し側電極であってもよい。透明電極の場合、反射部材を別途設けてもよい。光反射電極として例えばＡｇやＡｌ、或いは少なくとも一方を含む電極でもよい。光取り出し側電極として例えばＩＴＯやＩＺＯを用いることができる。

取り出し電極部１１は、信号線、電源線、接地等の複数の導電性薄膜からなるパターン線とスペースからなり、下部電極２又は上部電極４のパターンを引き出して、そのまま利用してよい。予めＡｌ等の金属薄膜で取り出し電極パターンを形成し下部電極２又は上部電極４を接合した方が信頼性に優れて好ましい。

取り出し電極部１１上には、導電性材料からなる凸部１２が形成されており、前記凸部１２が複数形成されていることが電気的接続を確実に行う上で、また製造上も容易であるため好ましい。

導電性接着剤６が前述の異方導電性フィルムを使用した場合は、前記凸部１２は取り出し配線部１１の外側に形成されても問題ない。例えば、安価に製造するためには取り出し配線部１１の存在する領域全体に前記複数の凸部１２を形成しても外部との接続は問題なく行えるため好ましい。

凸部１２の形状としては上に凸であればよく、具体的には断面が円弧、長方形、台形、三角形等が使用できる。また凸部１２は１個でなく複数個あってもよく、例えば断面が逆Ｗ字状であるもの等が挙げられる。

凸部１２の高さとしては、有機ＥＬ層３の膜厚より高く、つまり凸部１２の頂部が有機ＥＬ層３の上面より高い位置に配置され、配線部材７に形成されている導電性接着剤６の膜厚より低いことが望ましく、例えば、１〜５０μｍの高さが好ましい。

凸部１２の幅は取り出し電極部１１のパターン線のピッチ以下、好ましくは電極線幅以下であり、例えば３０〜３００μｍ程度が好ましい。

複数の凸部１２を形成する場合には、その凸部１２のピッチは配線の幅より小さくする必要があり、通常使用される配線幅、例えば３００μｍ以下であることが必要であり、また小さすぎると高さを確保するのが難しく製造上高価になる。そのため、１０〜２００μｍのピッチが望ましい。

複数の凸部１２のピッチでのスペースは、取り出し電極部１１の外側に凸部１２を形成しない場合、あってもなくとも前述の高さが確保されていれば問題ない。しかし、取り出し電極部１１の外側にも凸部１２を形成し電極領域全体に凸部１２を形成する場合には隣り合った電極同士が接続しないための間隔でスペースを形成する必要がある。その間隔はＡＣＦ材料内部の導電性粒子の大きさによるが概略その粒子の２倍の距離を離しておけば導通することはないため、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下のスペースを開けることが好ましい。

導電性材料としては、樹脂に金属微粒子が混合されたものが導電性接着剤６との接着性がよく、安価なため好ましい。前記樹脂材料としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化型樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル等の熱可塑性樹脂等を使用できる。また、樹脂に分散させる金属微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、ニッケル等の金属微粒子、又はこれら金属の合金からなる微粒子、又はカーボン微粒子を使用できる。

前記導電性材料を取り出し電極部１１上にドット状に形成する方法としては、スクリーン印刷、パッド転写、ノズルプリンティング塗布方法等の従来知られている塗布法で形成する方法が安価で生産性が優れていて好ましい。

凸部１２の上部に塗布液が確実に残存しないようにするためには、前記凸部１２の表面に撥液処理を施し、撥液性を有する構成とすることが望ましい。

撥液処理の方法としては、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、有機フッ素化合物など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。しかし、プラズマ処理による方法が生産性が優れていて好ましい。

有機ＥＬ層３は、基板１上にＴＦＴ回路、隔壁、下部電極２、取り出し電極部１１、凸部１２が形成された後に、有機ＥＬ層形成用の塗布液が塗布されて形成されている。つまり、隔壁に囲まれた領域に前述の印刷法、インクジェット法、ノズルプリンティング法等によりＲＢＧ各色の塗布液が選択的に塗布されて形成されている。

塗布液の均一性を得るために塗布された塗布液は表示領域の外側にも塗布されている。そのため、塗布液の一部は取り出し電極部１１上にも塗布されるが、前記凸部１２が存在するため塗布液は重力により前記凸部１２の下側（溝部）に流れて前記凸部１２の頂部には残存しない。

塗布法により形成される有機ＥＬ材料及び塗布液の溶剤としては、従来知られている材料を使用できる。

有機ＥＬ層３は１層或いは２層から構成されていてもよく、その場合は両層の界面において発光する層でもよい。

また下部電極２と上部電極４との間に有機ＥＬ層３以外の層が前記有機ＥＬ層３と共に配置されていてもよい。これは発光効率を向上させるために設けられる層であり、例えば正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等と称される層である。これらの層を適宜配置してもよい。なお、これらの層のうち少なくとも１層が発光するのであれば、それは本発明の有機ＥＬ層３であるということができる。

本発明において、下部電極２と有機ＥＬ層３と上部電極４とは必ずしも互いに接して配置されている必要はない。例えば下部電極２と有機ＥＬ層３との間や有機ＥＬ層３と上部電極４との間には、発光効率を高めるために上記各層を設けたり、或いは干渉による光の強め合いを高めるために透明部材や光半透過膜を設けたりすることが適宜可能である。

本実施形態において光取り出し側電極は、光透過率が高い（８０％以上）いわゆる透明電極であってもよいし、ハーフミラー電極であってもよい。光取り出し側電極がハーフミラー電極である場合、電極にはＡｌ等の薄膜を用いてもよい。

電極及び有機ＥＬ層は周囲に水分の存在によって特性が劣化する。そのため、電極及び有機ＥＬ層を水分から遮断するために上部電極４上に、図２で示すように封止部材８を封止用接着剤５を介して接合する方法、又は１層或いは多層の保護層を設ける方法等の従来知られている方法により水分の遮断を行うことが好ましい。薄膜からなる保護層で水分を遮断すると、本発明の有機ＥＬディスプレイを薄型化することができるため、より好ましい。この保護層としては、その一部が窒化ケイ素、酸化ケイ素等の無機薄膜を用いると、水分遮断性能に優れているために好ましい。

これら保護層上に更にキズ耐性を向上させるために、例えば樹脂フィルムを積層すると信頼性が向上するため好ましい。前記保護層はスパッタ法やＣＶＤ法等の例えば真空成膜法により得ることができる。

この取り出し電極部１１上に形成した凸部１２と、ＦＰＣ等からなる配線部材７とが導電性接着剤６を介して接合される。

上記構成の有機ＥＬディスプレイは、取り出し電極部１１上に凸部１２が形成されており、前記凸部１２の少なくとも頂部が有機ＥＬ層３から露出している。そのため、配線部材７に形成された導電性接着剤６を前記取り出し電極部１１に熱圧着により接合する際に、前記凸部１２に接触して接合され、電気的接続を得ることが可能である。したがって、前記凸部１２の下側に有機ＥＬ層３が存在しても何ら問題はなくそれらを除去する必要がない。

＜実施例１＞
図１に示す有機ＥＬディスプレイを作製した。

先ず、０．７ｍｍ厚さのガラス基板１上の表示領域にパターニングされたＩＴＯからなる下部電極２及びＴＦＴ回路を形成し、表示領域外にＡｌからなる取り出し電極部１１を形成した。その上に感光性ポリイミド材料（東レ（株） フォトニース（登録商標））からなる隔壁をパターニング形成した。

下部電極２の一部はディスプレイ外周部まで引き出し、取り出し電極部１１と接合した。

取り出し電極部１１上の電極１ラインにつき、藤倉化成株式会社製ドータイトＸＡ−９１０をディスペンサーにより塗布し、φ８０μｍ、高さ２０μｍのドット形状の凸部１２をピッチ１５０μｍで３０個形成し、１００℃、６０分間硬化させた。

次にＣＦ₄ガスによりフッ素プラズマ処理を行うことで隔壁と凸部１２とを同時に撥液性にした。

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隔壁の間に正孔注入層としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを塗布し、２００℃、３０分間ベークして膜厚３０ｎｍの正孔注入層を形成した。

次に同様にトルエンにポリパラフェニレンビニレン誘導体ｐｏｌｙ［２−ｍｅｔｈｏｘｙ，５−（２’−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎ ｖｉｎｙｌｅｎｅ］を２ｗｔ％溶かした溶液を一本おきの隔壁間に滴下した。さらに、まだ塗布していない隔壁間には、キシレンにポリ（３−アルキルチオフェン）ｐｏｌｙ［３−ａｌｋｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ］を１ｗｔ％溶かした溶液を滴下した。塗布後に１５０℃、１０分間ベークして膜厚１００ｎｍの有機ＥＬ層３を形成した。

その後、真空蒸着装置を用いて電子注入層としてＣｓ₂ＣＯ₃を膜厚３ｎｍ、上部電極４としてＡｌを膜厚１００ｎｍ堆積した。

次に、取り出し電極部１１をマスクしてＳｉＮからなる保護層をＣＶＤ法により成膜した。ＣＶＤでの成膜方法は、材料ガスとして、ＮＨ₃、ＳｉＨ₄、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。

次に、取り出し電極部１１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い保護層上に貼り合わせた。

以上により、有機ＥＬディスプレイを作製した。

＜実施例２＞
実施例１で作製した有機ＥＬディスプレイと同様に基板を作製した。取り出し電極部１１が存在する領域一面に、藤倉化成株式会社製ドータイトＸＡ−４３６をスクリーン印刷機でメタルマスクを介して、φ１００μｍ、高さ２０μｍのドット形状の凸部１２を形成した。このとき、凸部１２はピッチ１５０μｍで電極の長さ方向に３０個×幅方向に２００個形成した。その後、１２０℃、６０分間硬化させた。以後の工程は実施例１と同様にして有機ＥＬディスプレイを作製した。

＜評価＞
以上、実施例１、実施例２の有機ＥＬディスプレイの取り出し電極部１１の凸部１２と、ＦＰＣ等からなる配線部材７とを導電性接着剤６を介して接合し、その電気的接続部の抵抗値を測定した。その結果、全ての電極パターンにおいて１Ω以下であり良好な電気的接続が得られたことが確認された。

（ａ）は、本発明の有機ＥＬディスプレイを示す平面模式図である。（ｂ）はＡ−Ａ’断面模式図である。 背景技術に係る有機ＥＬディスプレイの部分断面模式図である。

符号の説明

１ 基板
２ 下部電極
３ 有機ＥＬ層
４ 上部電極
５ 封止用接着剤
６ 導電性接着剤
７ 配線部材
８ 封止部材
１１ 取り出し電極部
１２ 導電性材料からなる凸部

Claims (2)

1. 基板上に、少なくとも有機発光材料を含む有機ＥＬ層が一対の電極の間に挟まれた有機ＥＬ素子を有しており、同一基板面上に一方の電極に電気的に接続された取り出し電極部を有する有機ＥＬディスプレイにおいて、
   前記有機ＥＬ層は塗布法により形成されており、
   前記取り出し電極部上に、導電性材料からなり、高さが有機ＥＬ層の膜厚より高い凸部が形成されており、前記凸部の少なくとも頂部は有機ＥＬ層から露出していることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
2. 前記凸部の表面は、有機ＥＬ層を塗布法で形成するための塗布液に対して撥液性を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。

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