JP2009110780A - 有機電界発光表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屈曲させた際に有機電界発光素子への応力負荷が抑制される構造を有する有機電界発光表示パネルを提供する。
【解決手段】剛性支持基材２１と、有機電界発光素子が存在する発光素子部２２と、発光素子部２２よりも剛性の低い可撓部２３とを配列した構造を有する。有機電界発光素子は、対向する可撓性を有するパネル支持層（下部パネル支持層１８、上部パネル支持層１９）により挟まれている。剛性支持基材２１は、有機電界発光素子の少なくとも一方の面と可撓性を有するパネル支持層（下部パネル支持層１８）との間に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機電界発光表示パネル及びその製造方法に関し、特に可撓性を有するパネル構造を備えた有機電界発光表示パネル及びその製造方法に関するものである。

有機電界発光素子（ＯＬＥＤ；Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、蛍光または燐光発光性有機物及び電荷輸送性有機物などを薄膜状に形成し、電極で挟み込んだ構造の発光素子である。有機電界発光素子は、電極間に電圧を印加することにより、電子と正孔とが有機薄膜中に注入されて再結合し、発光性有機物内に励起子が生成して、この励起子が基底状態に戻る際に光が放出される。

また、有機電界発光素子は、低電圧駆動、高発光効率、高速応答、自発光で視野角制限がない、多様な発光波長を有する、軽量といった特徴を持ち、薄型ディスプレイや照明等、幅広い分野において次世代の発光デバイスとして期待されている。

薄型ディスプレイの１つの形態として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような可撓性を有するプラスチック基板上に有機電界発光素子を形成した、折り曲げ可能なフレキシブル有機電界発光素子がある。このフレキシブル有機電界発光素子は、曲面状の壁面に貼り付けることができ、またパネル全体を巻き取ってコンパクトに収納することができる等、従来にない新しいディスプレイ形態が期待される。また、基板にプラスチックを用いた場合、その柔軟性からロール・ツー・ロール方式によるデバイス形成も可能であり、材料面、プロセス面の両面における低コスト化が期待できる。これらの理由から、現在、フレキシブル有機電界発光素子に関する研究が盛んに進められている。

フレキシブル有機電界発光素子における課題として、パネルを曲げた際に有機電界発光素子に加わる応力負荷を原因とする素子機能の低下や素子破壊がある。具体的には、有機電界発光素子内での膜剥がれ、亀裂生成、膜厚変化の他、ＩＴＯ電極部分での亀裂生成などが挙げられる。これらの課題を解決するためには、パネルを曲げた際の発光素子への応力負荷をいかに抑制するかが重要となる。フレキシブル有機電界発光素子の各発光素子の間に障壁となる構造体を介在させることで、パネルを曲げた際に有機電界発光素子に加わる応力負荷を軽減する技術が開示されている（特許文献１参照）。また、各有機電界発光素子の間に位置する可撓性基板に溝構造を形成することで、パネルを曲げた際に有機電界発光素子に加わる応力負荷を軽減する技術が開示されている（特許文献２参照）。

特開２００４−２８１０８５号公報 特表２００４−５３１７５３号公報

しかし、上述した従来技術におけるいずれの方法においても、個々の発光素子自体は可撓性のプラスチック基板上に形成されており、パネル全体を曲げたときの応力負荷の抑制が不十分である。そのため、パネルを曲げた際に発光素子部分に歪みが生じ、ＩＴＯ電極面への亀裂形成、配線部分の断線、有機層部での膜剥がれや亀裂形成などが生じることがある。その結果、著しい素子寿命の低下、素子の発光効率の低下、さらには素子破壊が起こり、発光表示装置として使用する上で問題が生じる。また、有機電界発光素子の形成が可撓性のプラスチック基板上で行われるため、素子形成時に、材料面及びプロセス面で大きな制約が発生する。

本発明の目的は、屈曲させた際に有機電界発光素子への応力負荷が抑制される構造を有する有機電界発光表示パネルを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、有機電界発光素子への応力負荷を抑制する構造をもつ、有機電界発光表示パネルの形成プロセスにおいて、材料面及びプロセス面における制約が少ない製造方法を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明の有機電界発光表示パネルは、以下の特徴点を有している。

すなわち、本発明の有機電界発光表示パネルは、剛性支持基材と、有機電界発光素子の存在する発光素子部と、該発光素子部よりも剛性の低い可撓部とを配列した構造を有している。そして、有機電界発光素子は、対向する可撓性を有するパネル支持層により挟まれている。また、剛性支持基材は、有機電界発光素子の少なくとも一方の面と可撓性を有するパネル支持層との間に形成されている。

また、本発明の有機電界発光表示パネルの製造方法は、以下の５つの工程からなる。

第１の工程は、剛性支持基板上に素子保護層、下部電極面、有機電界発光層、上部電極面、及び上部パネル支持層を、この順に形成して有機電界発光表示パネルの基本構成部を得る工程である。第２の工程は、上部パネル支持層を別の固定用基板に密着固定する工程である。第３の工程は、剛性支持基板に対して、各有機電界発光素子に対応する箇所にフォトレジストパターンを形成したうえでエッチング処理し、各有機電界発光素子に対応する箇所に剛性支持基材のパターンを形成する工程である。第４の工程は、剛性支持基材のパターンの存在する面に下部パネル支持層を形成する工程である。第５の工程は、上部パネル支持層を固定用基板から剥離する工程である。

また、本発明の有機電界発光表示パネルの製造方法は、以下の３つの工程とすることができる。第１の工程は、固定用基板上に、剥離層、下部パネル支持層、下部電極面、有機電界発光層、及び上部電極面を、この順に形成して有機電界発光表示パネルの基本構成部を得る工程である。第２の工程は、上部電極面の各有機電界発光素子に対応した箇所に剛性支持基材が配置するように、剛性支持基材のパターンと上部パネル支持層を形成する工程である。第３の工程は、有機電界発光表示パネルの基本構成部を該固定用基板から剥離する工程である。

本発明の有機電界発光表示パネル及びその製造方法によれば、個々の有機電界発光素子の少なくとも一方の面とパネル支持層との間に剛性支持基材を形成している。したがって、発光素子部において個々の有機電界発光素子の曲げに対する剛性が向上するので、パネルを曲げた際の有機電界発光素子への応力負荷を抑制することができる。

また、有機電界発光表示パネルを形成する際に、有機電界発光素子の形成プロセスを基板上で行うことができるため、一般的な固体基板上での有機電界発光素子と同様の材料・プロセスが使用可能となる。したがって、有機電界発光表示パネルの製造プロセスにおいて、材料面及びプロセス面における制約を減少させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の有機電界発光表示パネル及びその製造方法の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、有機電界発光表示パネルを、単にパネルと称することがある。

＜一般的なＯＬＥＤ素子構造（発光素子構造）の説明＞
本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルは、有機電界発光素子を用いている。まず初めに、この有機電界発光素子の構造の一例を説明する。図１２は、有機電界発光素子の構造例を示す模式図である。

有機電界発光素子は電圧印加時に発光する素子であり、図１２に示したように、基板１１上に形成された対向する二つの電極１２、１３に挟まれた有機電界発光層１４を有している。この有機電界発光層１４が電圧印加時に発光する。有機電界発光素子内の有機電界発光層１４は、一般的に電子輸送層１５、発光層１６、正孔輸送層１７など、複数の機能層を積層した構造となっている。

本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルにおいては、この有機電界発光素子の素子構造に関する制限は特にない。したがって、層構成として、前述した電子輸送層１５、発光層１６、正孔輸送層１７のいずれかが存在しない構成、もしくはいずれかの有機層が複数の機能を兼ねた構成であってもよい。また、電子注入層、正孔注入層などの別の機能層が追加された構成であってもよい。さらに、有機電界発光層１４を形成する有機材料についても特に制限はなく、一般的な有機電界発光層１４に用いられている低分子系材料、高分子系材料、オリゴマー系材料、無機系材料などの材料系、もしくはそれらの組み合わせを用いることができる。

＜有機電界発光表示パネルの基本構造＞
次に、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの構造について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの構造例を示す模式図である。

本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルは、図１に示すように、有機電界発光層１４が、各々対向する電極面１２、１３、パネル支持層１８、１９に挟まれた構造となっている。ここで、電極面１２、１３は、電極の他にＴＦＴなどの各種の駆動回路・配線を含むものとする。また、有機電界発光表示パネルの駆動方式については特に制限はなく、パッシブマトリクス形式であっても、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス形式であってもよい。２０は非発光領域を表しており、有機電界発光層１４と同じ材料からなる層でも良く、また有機電界発光層１４とは別の材料からなる隔壁であってもよい。本発明の有機電界発光表示パネルは、有機電界発光層１４に対応した箇所について、少なくとも一方の電極面１２とパネル支持層１８の間に、剛性支持基材２１を有することにより達成される。

次に、この有機電界発光表示パネルについて、パネル面内の機能分布を説明する。パネル面内の機能分布に着目すると、有機電界発光表示パネルは、有機電界発光層１４及び剛性支持基材２１が存在する発光素子部２２と、発光素子部２２の間の可撓部２３とに分けることができる。この構成において、発光素子部２２は、有機電界発光層１４の少なくとも一方の電極面１２とパネル支持層１８との間に剛性支持基材２１を有するため、可撓部２３に比べて剛性が高くなっている。

図２は、有機電界発光表示パネルを曲げた際のパネル断面を示す模式図である。図２に示すように、同じパネル面内において、発光素子部２２と可撓部２３とで剛性に差を持たせることにより、パネルを曲げた際の応力負荷を可撓部２３が吸収し、発光素子部２２への応力負荷が軽減される。さらに発光素子部２２の剛性は剛性支持基材２１によって保たれているため、パネルを曲げた際の発光素子部２２の変形を極力抑えて、外力負荷時の有機電界発光層１４の機能低下や素子破壊を防ぐことができる。なお、可撓部２３に存在する配線などの回路を形成する材料は、少なくともパネルを曲げた場合に断線などが起こらない程度の可撓性を有することが好ましい。また、さらに剛性を高めるために、有機電界発光層１４の両側に剛性支持基材２１を形成してもよい。

ここで、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルと、図１２に示す一般的な有機電界発光素子をパネル支持層で挟んだのみの構造との比較を説明する。図３は、一般的な有機電界発光素子をパネル支持層で挟んだのみの構造例を示す模式図である。図３に示すように、発光素子部２２に剛性支持基材がない場合には、パネル変形時の応力負荷が発光素子部２２及び発光素子間に均等に加わる。したがって、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルと比べて、発光素子部２２に加わる応力負荷が大きくなり、素子破壊を招くことになる。

図４は、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルにおいて、一層以上の素子封止層を有する構造例を示す模式図である。図４に示すように、有機電界発光層１４を湿気や酸素などの外部環境から保護するために、有機電界発光層１４とパネル支持層１８、１９との間に素子封止層２５、２６を形成してもよい。

＜剛性支持基材の特徴・材料＞
次に、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルに用いる剛性支持基材の特徴及び材料について説明する。

図１に示す剛性支持基材２１は、下部パネル支持層１８よりも剛性が十分高い材料であれば、特に制限はない。具体的には、金属、合金、金属酸化物、セラミック、硬化樹脂などが挙げられる。本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルにおいては、有機電界発光層１４からの発光をどちらの面から取り出すかについて、特に制限はない。しかし、光取り出し面に剛性支持基材２１を形成する場合、有機電界発光層１４の発光特性を維持するためにも剛性支持基材２１は透明な材料を使用することが好ましい。

この場合、剛性支持基材２１として、具体的には透明金属酸化物が望ましく、材料の透明度・重量・コスト・強度の面から、石英ガラス、合成ガラス等のガラス基材が特に望ましい。剛性支持基材２１の厚さは、十分な剛性が維持でき、かつパネル変形時に隣接する剛性支持基材２１同士が接触しない程度の厚さが好ましい。具体的には、１０μｍ以上１ｍｍ以下、より好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下が望ましい。

パネル支持層１８、１９としては、柔軟性を持ち、かつ劣化しにくいプラスチック材料等が好ましい。具体的には、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、ポリエチレンなどが好ましい。

また、図４に示すような素子封止層２５、２６を有する構造の場合に、この素子封止層２５、２６は、湿気やガスに対する遮蔽性に優れ、かつ層形成後も可撓性を有するものであれば特に制限はない。具体的には、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、及びそれらの積層構造からなる薄膜層を化学気相蒸着法などにより形成すればよい。

＜有機電界発光表示パネルの製造方法（１）＞
次に、パネル面内における発光素子部と可撓部の配列について説明する。本発明の基本的な有機電界発光表示パネルは、図１に示すように、剛性支持基材２１を有する発光素子部２２と、発光素子部の間の可撓部２３とがパネル面内に配列された構造を有している。

まず、本発明の有機電界発光表示パネルの製造方法の第１の実施形態を説明する。第１の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法は、剛性支持基材のパターンをエッチングにより形成する工程を含むものである。図５は、第１の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法を説明するための模式図である。

本実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法では、まず、剛性支持基材の母材からなる剛性支持基板２７上に、素子保護層２８を形成する（図５（ａ））。これらの層の材料及び形成方法に特に制限はなく、蒸着、スパッタリング、溶液塗布などの各種手法を用いることができる。例えば、剛性支持基板２７としてガラスを用いるとともに、エッチング液としてフッ化水素酸を用いた場合、素子保護層２８としてはポリエチレン薄膜層やテフロン（登録商標）薄膜層などを形成すればよい。

次に、素子保護層２８の上に、駆動回路、配線、電極などからなる下部電極面１２、有機電界発光層１４、上部電極面１３を形成する（図５（ｂ））。下部電極面１２に含まれるＴＦＴなどの各要素については、例えば、スパッタリング及びエッチング過程を繰り返して形成すればよい。また、有機電界発光層１４の形成方法に特に制限はなく、真空蒸着、塗布、及びそれらの組み合わせなど、一般的な有機電界発光層の形成に用いられている手法を用いることができる。

このようにして形成した有機電界発光層１４及び上部電極面１３の上に上部パネル支持層１９を形成する（図５（ｃ））。この際、必要に応じて接着層などを介して上部パネル支持層１９を形成することができる。このようにして、有機電界発光表示パネルの基本構成部を形成する。すなわち、本実施形態において、有機電界発光表示パネルの基本構成部とは、剛性支持基板２７上に、素子保護層２８、下部電極面１２、有機電界発光層１４、上部電極面１３、及び上部パネル支持層１９を形成したものである。

次に、上部パネル支持層１９を、別の固定用基板２９に接着層などを介して密着固定する。この際、使用している剛性支持基板２７が、エッチング処理を直接行ってパターン形成するには厚すぎる場合は、剛性支持基板２７を研磨して、後のエッチング処理が可能になる程度の厚さとする。具体的には、剛性支持基板２７に対して、２００μｍ程度以下となるよう薄膜化処理することが望ましい（図５（ｄ））。

その後、剛性支持基板２７において、各有機電界発光層１４に対応する箇所に、フォトレジストなどによりエッチングマスク３０を形成したうえで、剛性支持基板２７をエッチング処理する（図５（ｅ））。この過程により、有機電界発光層１４に対応した箇所に、任意の厚さの剛性支持基材２１を配置することができる。なお、エッチング処理過程において、有機電界発光層１４は、素子保護層２８と上部パネル支持層１９とによって保護されているため、エッチング処理による侵食などから守られる。

その後、エッチングマスク３０を洗浄除去し、剛性支持基材２１側に接着層などを介して下部パネル支持層１８を接着する（図５（ｆ））。そして、固定用基板２９から上部パネル支持層１９を剥離処理することにより、有機電界発光表示パネルが形成される（図５（ｇ））。なお、図５において、（ａ）乃至（ｇ）の各過程は、有機電界発光表示パネルの構造、材料、プロセスに応じて、順番を変更することができる。例えば、予めエッチング処理により剛性支持基材パターニングが形成された下部パネル支持層上に、有機電界発光素子を形成してもよい。

第１の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法おいて、有機電界発光層１４を形成する際の基板は、プラスチック薄膜基板に限定されず、金属や金属酸化物などからなる剛性支持基板２７を用いることができる。そのため、例えば剛性支持基板２７としてガラス基板などを用いた場合、有機電界発光層１４の形成は従来のガラス基板を用いた有機電界発光表示パネルと同様のプロセスを使用することができる。この結果、プラスチック基板上に有機電界発光素子を形成する際に生じる材料面及びプロセス面における制約が無くなる。そのため、本発明の有機電界発光表示パネルにおいても、従来のガラス基板を用いた有機電界発光表示パネルと同等の素子特性を期待することができる。

＜有機電界発光表示パネルの製造方法（２）＞
次に、本発明に係る有機電界発光表示パネルの製造方法の第２の実施形態を説明する。上述した第１の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法では、下部電極面と下部パネル支持層との間に剛性支持基材を形成する手法を用いたものである。これに対して、第２の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法では、上部電極面と上部パネル支持層との間に剛性支持基材を形成する手法を用いている。図６は、第２の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法を説明するための模式図である。

本実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法では、固定用基板２９上に、剥離層３１を形成したうえで、下部パネル支持層１８、下部電極面１２、有機電界発光層１４、上部電極面１３を、第１の実施形態の製造方法と同様に形成する（図６（ａ））。このようにして、有機電界発光表示パネルの基本構成部を形成する。すなわち、本実施形態において、有機電界発光表示パネルの基本構成部とは、固定用基板２９上に、剥離層３１、下部パネル支持層１８、下部電極面１２、有機電界発光層１４、及び上部電極面１３を形成したものである。

次に、上部電極面１３上に剛性支持基材２１及び上部パネル支持層１９を形成する（図６（ｂ））。この際、例えば、接着や溶液塗布後に硬化させるなどして、各有機電界発光層１４に対応した上部電極面１３上の箇所に剛性支持基材２１のパターンを形成する。その後、上部パネル支持層１９を前記剛性支持基材２１のパターン上に形成する二段階方式であってもよい。また、予め剛性支持基材２１のパターニングが形成されている上部パネル支持層１９を、上部電極面１３に接着させることで上述した構造を形成してもよい。

上部パネル支持層１９を形成した後、固定用基板２９から下部パネル支持層１８を剥離する（図６（ｃ））。以上の工程により、上部電極面１３と上部パネル支持層１９との間に、剛性支持基材２１を有する有機電界発光表示パネルを得ることができる。

＜エッチング層を含めた構造例＞
以下、上述した製造方法により形成された有機電界発光表示パネルの構造例について示す。なお、剛性支持基材の位置、素子封止層の有無、素子保護層の有無により、以下の構造例に限定されるものではない。

本発明の基本的な有機電界発光表示パネルは、図１に示すように、有機電界発光層１４が電極面１２、１３、及びパネル支持層１８、１９で挟まれた構造となっており、少なくとも一方の電極面１２とパネル支持層１８との間に剛性支持基材２１を有している。

図７は、他の構造を有する有機電界発光表示パネルの構造例を示す模式図である。有機電界発光表示パネルの大きさ、構造、及び材料によっては、図１に示すような有機電界発光層１４毎に剛性支持基材２１を形成する構造の他に、図７に示すように、複数の有機電界発光層１４をまとめて１つの剛性支持基材２１で支持してもよい。

＜剛性支持基材の配列例＞
また、パネル面内における剛性支持基材の配列形態についても、特に制限はない。図８及び図９は、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルを用いた有機電界発光表示装置を上方から見た状態のパネル構造例を示す模式図である。図８及び図９において、３２、３３は配線を示し、３４はＴＦＴやキャパシターなどを含む駆動回路部を示し、矢印３５、３６は、パネルを曲げる方向を示している。例えば、巻き取り式ディスプレイのように、パネルの曲げ方向がある一方向に限られている場合などは、図８に示すような構造とすることができる。すなわち、図８に示すように、パネルの曲げ方向３５と直交する方向に、複数の有機電界発光層１４にまたがるような剛性支持基材２１を直線状に形成する。

また、パネル面内で複数の方向に可撓性を持たせる必要がある場合は、図９に示すように、有機電界発光層１４毎に区切られた形で剛性支持基材２１を形成してもよい。このような構造とすることにより、矢印３５、３６のような複数の方向へのパネルの曲げに対しても、発光素子部の剛性が維持される。なお、図８、図９に示すような構造においても、図７に示すように、複数の有機電界発光層１４をまとめて、１つの剛性支持基材２１が支える構成にしてもよい。いずれの構造においても、パネル面内において、発光素子部と可撓部とをはっきりと区分したうえで、各部材を配列した形態となればよい。また、いずれの構造においても、配線部３２、３３は可撓性を有する材料からなることが望ましい。ＴＦＴなどの駆動回路部３４が、パネル面内において可撓部に形成される場合は、これらの駆動回路部３４も可撓性を有する材料からなることが望ましい。

以下、本発明に係る有機電界発光表示パネルの具体的な実施例について説明する。

実施例１の有機電界発光表示パネルは、図５（ｇ）に示すように、エッチング方式で製造され、封止層がない構造となっている。実施例１の有機電界発光表示パネルは、図５に示す製造方法により製造される。

具体的には、実施例１の有機電界発光表示パネルを製造するには、まず、表面を洗浄した厚さ５００μｍの剛性支持基板２７であるガラス基板上に、素子保護層２８（ポリエチレン薄膜、膜厚１μｍ）を蒸着した。そして、素子保護層２８の上に、ＴＦＴ、駆動回路、配線、及びＩＴＯ透明電極（膜厚１２５ｎｍ）からなる下部電極面１２を、それぞれスパッタリング及びエッチングにより形成した。

次に、下部電極面１２上に、正孔輸送層、電子輸送層・発光層、及び電子注入層からなる有機電界発光層１４を、マスクを用いた蒸着により、上記の順に形成した。ここで、正孔輸送層は、ＴＰＤ；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニルを用いて膜厚３０ｎｍとした。また、電子輸送層・発光層は、Ａｌｑ₃；トリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いて、膜厚５０ｎｍとした。また、電子注入層は、フッ化リチウムを用いて、膜厚０．５ｎｍとした。

次に、陰極（アルミニウム、膜厚１００ｎｍ）及び配線からなる上部電極面１３を形成した。次に、接着層を介して上部パネル支持層１９（ＰＥＴフィルム、膜厚１００μｍ）を形成して、有機電界発光表示パネルの基本構成部を得た。そして、上部パネル支持層１９を固定用基板２９に密着させて固定し、剛性支持基板２７であるガラス基板を膜厚１００μｍまで研磨処理した。その後、剛性支持基板２７であるガラス基板側の各有機電界発光層１４に対応した箇所に通常の方法によりフォトレジストパターン３０を形成した。

そして、剛性支持基板２７であるガラス基板側をフッ化水素酸中に浸してエッチング処理を行い、ガラス製の剛性支持基材２１（膜厚１００μｍ）を各発光素子部に残してフォトレジストを除去し、発光素子部を得た。最後に、有機電界発光表示パネルのガラス製の剛性支持基材２１側の面に、下部パネル支持層１８（ＰＥＴフィルム、膜厚１００μｍ）を、接着剤を介して接着することにより、実施例１の有機電界発光表示パネルを得た。実施例１の有機電界発光表示パネルは、剛性支持基材２１側に光を取り出す構造となっている。

図１０は、実施例２の有機電界発光表示パネルの構造を示す模式図である。実施例２の有機電界発光表示パネルは、図１０に示すように、エッチング方式で製造され、封止層を有する構造となっている。実施例２の有機電界発光表示パネルは、図５に示す製造方法により製造される。

具体的には、実施例２の有機電界発光表示パネルを製造するには、まず、表面を洗浄した厚さ５００μｍの剛性支持基板２７であるガラス基板上に、素子保護層２８（ポリエチレン薄膜、膜厚１μｍ）を蒸着した。さらに、素子保護層２８の上に、素子封止層２５（ＳｉＮ、膜厚５００ｎｍ）を化学気相蒸着法により形成した。そして、ＴＦＴ、駆動回路、配線、及びＩＴＯ透明電極（膜厚１２５ｎｍ）からなる下部電極面１２を、それぞれスパッタリング及びエッチングにより形成した。

次に、下部電極面１２上に、正孔輸送層、電子輸送層・発光層、及び電子注入層からなる有機電界発光層１４を、マスクを用いた蒸着により、上記の順に形成した。ここで、正孔輸送層は、ＴＰＤ；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニルを用いて膜厚３０ｎｍとした。また、電子輸送層・発光層は、Ａｌｑ₃；トリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いて、膜厚５０ｎｍとした。また、電子注入層は、フッ化リチウムを用いて、膜厚０．５ｎｍとした。

次に、陰極（アルミニウム、膜厚１００ｎｍ）及び配線からなる上部電極面１３を形成した後、素子封止層２６（ＳｉＮ、膜厚５００ｎｍ）を化学気相蒸着法により形成した。次に、接着層を介して上部パネル支持層１９（ＰＥＴフィルム、膜厚１００μｍ）を接着して、有機電界発光表示パネルの基本構成部を得た。そして、上部パネル支持層１９を固定用基板２９に密着させて固定し、剛性支持基板２７であるガラス基板を膜厚１００μｍまで研磨処理した。その後、剛性支持基板２７であるガラス基板側の各有機電界発光層１４に対応した箇所にフォトレジストパターン３０を形成した。

そして、剛性支持基板２７であるガラス基板側をフッ化水素酸中に浸してエッチング処理を行い、ガラス製の剛性支持基材２１（膜厚１００μｍ）を各発光素子部に残してフォトレジストを除去し、発光素子部を得た。最後に、有機電界発光表示パネルのガラス製の剛性支持基材２１側の面に、下部パネル支持層１８（ＰＥＴフィルム、膜厚１００μｍ）を、接着剤を介して接着することにより、実施例２の有機電界発光表示パネルを得た。実施例２の有機電界発光表示パネルは、内部に素子封止層２５、２６を有し、剛性支持基材２１側に光を取り出す構造となっている。

実施例３の有機電界発光表示パネルは、図６（ｃ）に示すように、封止層がない構造となっている。実施例３の有機電界発光表示パネルは、図６に示す製造方法により製造される。

具体的には、実施例３の有機電界発光表示パネルを製造するには、まず、ガラスからなる固定用基板２９上に、剥離層３１（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂薄膜、膜厚１００μｍ）を形成した。その上に下部パネル支持層１８（ＰＥＴフィルム、膜厚１００μｍ）を形成した。さらに、ＴＦＴ、駆動回路、配線、ＩＴＯ透明電極（膜厚１２５ｎｍ）からなる下部電極面１２を、それぞれスパッタリング及びエッチングにより形成した。

次に、下部電極面１２上に、正孔輸送層、電子輸送層・発光層、及び電子注入層からなる有機電界発光層１４を、マスクを用いた蒸着により、上記の順に形成した。ここで、正孔輸送層は、ＴＰＤ；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニルを用いて膜厚３０ｎｍとした。また、電子輸送層・発光層は、Ａｌｑ₃；トリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いて、膜厚５０ｎｍとした。また、電子注入層は、フッ化リチウムを用いて、膜厚０．５ｎｍとした。

次に、陰極（アルミニウム、膜厚１００ｎｍ）及び配線からなる上部電極面１３を形成し、有機電界発光表示パネルの基本構成部を得た。次に、各有機電界発光層１４に対応した箇所にゾル液を滴下後固化させて、ゾルゲル法によりガラス製の剛性支持基材２１を形成する。次に、接着層を介して上部パネル支持層１９（ＰＥＴフィルム、膜厚１００μｍ）を接着した後、下部パネル支持層１８を固定用基板２９から剥離することにより、実施例３の有機電界発光表示パネルを得た。実施例３の有機電界発光表示パネルは、剛性支持基材２１とは反対側に光を取り出す構造となっている。

図１１は、実施例４の有機電界発光表示パネルの構造を示す模式図である。実施例４の有機電界発光表示パネルは、図１１に示すように、封止層を有する構造となっている。実施例４の有機電界発光表示パネルは、図６に示す製造方法により製造される。

具体的には、実施例４の有機電界発光表示パネルを製造するには、まず、ガラスからなる固定用基板２９上に、剥離層３１（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂薄膜、膜厚１００μｍ）、下部パネル支持層１８（ＰＥＴフィルム、膜厚１００μｍ）を形成した。さらに、素子封止層２５（ＳｉＮ、膜厚５００ｎｍ）を化学気相蒸着法により形成した後、ＴＦＴ、駆動回路、配線、ＩＴＯ透明電極（膜厚１２５ｎｍ）からなる下部電極面１２を、それぞれスパッタリング及びエッチングにより形成した。

次に、下部電極面１２上に、正孔輸送層、電子輸送層・発光層、及び電子注入層からなる有機電界発光層１４を、マスクを用いた蒸着により、上記の順に形成した。ここで、正孔輸送層は、ＴＰＤ；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニルを用いて膜厚３０ｎｍとした。また、電子輸送層・発光層は、Ａｌｑ₃；トリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いて、膜厚５０ｎｍとした。また、電子注入層は、フッ化リチウムを用いて、膜厚０．５ｎｍとした。

次に、陰極（アルミニウム、膜厚１００ｎｍ）、配線からなる上部電極面１３、及び素子封止層２６（ＳｉＮ、膜厚１０μｍ）を形成して、有機電界発光表示パネルの基本構成部を得た。次に、各有機電界発光層１４に対応した箇所にゾル液を滴下後固化させて、ゾルゲル法によりガラス製の剛性支持基材２１を形成した。次に、接着層を介して上部パネル支持層１９（ＰＥＴフィルム、膜厚１００μｍ）を接着した後、下部パネル支持層１８を固定用基板２９から剥離し、実施例４の有機電界発光表示パネルを得た。実施例４の有機電界発光表示パネルは、内部に素子封止層２５、２６を有し、剛性支持基材２１とは反対側に光を取り出す構造となっている。

＜まとめ＞
上述した各実施形態及び各実施例で説明したように、本発明の有機電界発光表示パネル及びその製造方法では、個々の有機電界発光素子の少なくとも一方の面とパネル支持層との間に剛性支持基材が形成されている。このため、発光素子部において個々の有機電界発光素子の曲げに対する剛性が向上して、パネルを曲げた際の有機電界発光素子への応力負荷を抑制することができる。

さらに、パネル面内において有機電界発光素子が存在する部分に対応させて、剛性支持基材を有する構造の発光素子部を形成することにより、個々の有機電界発光素子間に、発光素子部よりも剛性の低い可撓部が形成される。その結果、パネルを曲げた際の応力負荷を可撓部が吸収することができる。これらの発光素子部と可撓部とがパネル面内で適切に配列されることにより、個々の有機電界発光素子部の剛性を維持しながら、有機電界発光表示パネル全体として十分な可撓性を持たせることができる。

また、有機電界発光表示パネルを形成する際に、有機電界発光素子の形成プロセスを基板上で行うことができる。したがって、一般的な固体基板上での有機電界発光素子と同様の材料・プロセスを使用することができるので、材料面及びプロセス面における制約を減少させることができる。

また、剛性支持基板上で有機電界発光素子を形成したうえで、フォトレジストパターンを用いたエッチング処理を行って剛性支持基材を形成することにより、固体基板上と同様のプロセスにより可撓性の有機電界発光表示パネルを形成することができる。このとき、予め剛性支持基板を研磨処理などにより薄膜化したうえで、エッチング処理を行うことにより、エッチング処理のみでは処理が難しい厚膜基板を用いた素子についても、有機電界発光表示パネルを形成することができる。

また、固定用基板上で下部パネル支持層を含む有機電界発光素子を形成したうえで、剛性支持基材と上面パネル支持層とを形成することにより、簡略なプロセスで有機電界発光表示パネルを形成することができる。また、エッチング処理を伴わないため、素子保護層が不要となる。

また、有機電界発光素子の電極面とパネル支持層との間に素子封止層を形成することにより、有機電界発光素子を外部環境から保護することができ、素子を安定駆動できるとともに長寿命化を図ることができる。

また、本発明の有機電界発光表示パネルを用いた有機電界発光表示装置においても、上述した効果を奏することができる。

本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの構造例を示す模式図である。 有機電界発光表示パネルを曲げた際のパネル断面を示す模式図である。 一般的な有機電界発光素子をパネル支持層で挟んだのみの構造例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルにおいて、素子封止層を有する構造例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る有機電界発光表示パネルの製造方法を説明するための模式図である。 他の構造を有する有機電界発光表示パネルの構造例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルを用いた有機電界発光表示装置を上方から見た状態のパネル構造例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示パネルを用いた有機電界発光表示装置を上方から見た状態のパネル構造例を示す模式図である。 実施例２の有機電界発光表示パネルの構造を示す模式図である。 実施例４の有機電界発光表示パネルの構造を示す模式図である。 有機電界発光素子の構造例を示す模式図である。

符号の説明

１２ 下部電極面
１３ 上部電極面
１４ 有機電界発光層
２１ 剛性支持基材
２３ 可撓部
２５ 下部の素子封止層
２６ 上部の素子封止層
１８ 下部パネル支持層
１９ 上部パネル支持層
２７ 剛性支持基板
２８ 素子保護層
２９ 固定用基板
３０ フォトレジストパターン
３１ 剥離層

Claims (10)

1. 複数の有機電界発光素子を備えた有機電界発光表示パネルであって、
   剛性支持基材と、有機電界発光素子の存在する発光素子部と、該発光素子部よりも剛性の低い可撓部とを配列した構造を有し、
   前記有機電界発光素子は、対向する可撓性を有するパネル支持層により挟まれており、
   前記剛性支持基材は、前記有機電界発光素子の少なくとも一方の面と前記可撓性を有するパネル支持層との間に形成されていることを特徴とする有機電界発光表示パネル。
2. 前記有機電界発光素子の電極面と、前記可撓性を有するパネル支持層との間に、少なくとも一層以上の素子封止層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示パネル。
3. 複数の有機電界発光素子を備えた有機電界発光表示パネルの製造方法であって、
   剛性支持基板上に、素子保護層、下部電極面、有機電界発光層、上部電極面、及び上部パネル支持層を、この順に形成して有機電界発光表示パネルの基本構成部を得る工程と、
   前記上部パネル支持層を別の固定用基板に密着固定する工程と、
   前記剛性支持基板に対して、各有機電界発光素子に対応する箇所にフォトレジストパターンを形成したうえでエッチング処理し、各有機電界発光素子に対応する箇所に剛性支持基材のパターンを形成する工程と、
   前記剛性支持基材のパターンが存在する面に下部パネル支持層を形成する工程と、
   前記上部パネル支持層を固定用基板から剥離する工程と、
   を含むことを特徴とする有機電界発光表示パネルの製造方法。
4. 前記基本構成部を得る工程において、前記下部電極面と前記下部パネル支持層との間、及び前記上部電極面と前記上部パネル支持層との間のうちの少なくとも一方に素子封止層を形成することを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光表示パネルの製造方法。
5. 前記剛性支持基材を形成する工程において、前記剛性支持基板を研磨処理により薄膜化したうえでエッチング処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光表示パネルの製造方法。
6. 複数の有機電界発光素子を備えた有機電界発光表示パネルの製造方法であって、
   固定用基板上に、剥離層、下部パネル支持層、下部電極面、有機電界発光層、及び上部電極面を、この順に形成して有機電界発光表示パネルの基本構成部を得る工程と、
   前記上部電極面の各有機電界発光素子に対応した箇所に剛性支持基材が配置するように、剛性支持基材のパターンと上部パネル支持層を形成する工程と、
   有機電界発光表示パネルの基本構成部を該固定用基板から剥離する工程と、
   を含むことを特徴とする有機電界発光表示パネルの製造方法。
7. 前記基本構成部を得る工程及び前記剛性支持基材と上部パネル支持層を形成する工程において、前記下部電極面と前記下部パネル支持層との間、及び前記上部電極面と前記上部パネル支持層との間のうちの少なくとも一方に素子封止層を形成することを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光表示パネルの製造方法。
8. 前記剛性支持基材と上部パネル支持層を形成する工程において、前記上部電極面の各有機電界発光素子に対応した箇所に前記剛性支持基材のパターンを形成した後に、前記剛性支持基材のパターン上に前記上部パネル支持層を形成することを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光表示パネルの製造方法。
9. 請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の有機電界発光表示パネルを備えたことを特徴とする有機電界発光表示装置。
10. 請求項３乃至請求項８のいずれか１項に記載の製造方法により製造された有機電界発光表示パネルを備えたことを特徴とする有機電界発光表示装置。

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