JP2009123618A

JP2009123618A - 有機ｅｌ表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2009123618A
Application number: JP2007298399A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Kitatsume; 栄一北爪
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-06-04
Also published as: US20090128014A1; US7915824B2

Abstract

【課題】無機材料を用いた膜のパターン全面を被覆するように第２電極を成膜することにより、無機層の膜表面及び端部が酸素や水分に反応せず、ダークスポットが発生しないため表示不良がなく、耐久性を向上させることができる有機ＥＬ表示装置及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】基板と、基板上に形成された複数の第１電極と、第１電極を異なった画素に区画する複数の隔壁と、第１電極上に形成された無機層を含む正孔輸送層と、正孔輸送層上に形成された有機発光層と、有機発光層上に形成された正孔輸送層の全面を被覆する第２電極と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置及びその製造方法に関し、特に、無機材料を用いて膜のパターン全面を被覆するように第２電極を成膜することにより、表示不良のない有機ＥＬ表示装置、かつ、有機ＥＬ表示装置の耐久性を向上させることができる有機ＥＬ表示装置及びその製造方法に関する。

有機ＥＬ素子は、二つの対向する電極の間に有機発光材料からなる有機発光層が形成され、有機発光層に電流を流すことで発光させるものであるが、効率よくかつ信頼性のある素子を作製するには有機発光層の膜厚が重要である。これを用いてカラーディスプレイ化するには高精細にパターニングする必要がある。

有機発光層を形成する有機発光材料には、低分子材料と高分子材料とがあり、一般に低分子材料は真空蒸着法などにより薄膜形成し、このときに微細パターンのマスクを用いてパターニングするが、この方法では基板が大型化すればするほどパターニング精度が出にくいという問題がある。また真空中で成膜するためにスループットが悪いという問題がある。

そこで、最近では高分子材料を溶剤に溶かして塗工液にし、これをウェットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。高分子材料の塗液を用いてウェットコーティング法で有機発光層を含む有機発光媒体層を形成する場合の層構成は、陽極側から正孔輸送層、有機発光層と積層する２層構成が一般的である。このとき、有機発光層はカラーパネル化するために赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光色をもつ有機発光材料を溶剤中に溶解または安定して分散してなる有機発光インキを用いて塗り分ける必要がある。

しかし一般的に発光材料以外は塗り分けを行わないので、すべての色で共通層としてべたの膜を成膜すればよく、高精細なパターニングの必要が無い。そこで正孔輸送層としてポリマーをウェットコーティング法により成膜したり、低分子有機材料を真空蒸着法により成膜したり、無機物を真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法（化学気相成長法）やその他の成膜方法で成膜したりする。このうち特に無機物の場合、水に溶解したり、酸化したりすることによって組成比や構造が変わるという問題があった。

この問題に対し、水分量や酸素量が厳密に制御された環境で不活性ガス下にてデバイス（有機ＥＬ素子）を封止することによって悪影響は軽減されるが、ガス中の残留水分や酸素でも反応してしまい、ダークスポットと呼ばれる非発光領域ができるため不十分であった。特に他の膜によって被覆されていない箇所から反応し表示領域に達してしまっていた。

特許文献１には、無機材料として金属酸化物を用いる技術が開示されている。

図６に示すように、従来の有機ＥＬ表示装置４００は、複数の画素電極３１が設けられた表示領域３０上に例えば無機の正孔輸送層３３、有機発光層（図示せず）、対向電極３２が形成されている。この内、無機の正孔輸送性材料からなる正孔輸送層３３を表示領域３０上に成膜する際に、ドライバＩＣ設置部や対向電極３２のコンタクト部、封止部材の接着部等を残した形状に、真空蒸着法、スパッタリング法またはＣＶＤ法などを用いてパターン成膜される。その後、パターン成膜される対向電極３２のパターンは、無機の正孔輸送層３３のパターンと形状が異なったり、対向電極３２と基板上に配置されている画素電極３１とのショートを防ぐために対向電極３２下部に絶縁膜として正孔輸送層３３のパターンを対向電極３２のパターンより大きい形状にしたりすることがあり、この場合に被覆されない正孔輸送層３３の領域が生じる。

図７に示すように、対向電極３２で被覆されていない正孔輸送層３３の膜部分が酸素や水分３７に反応してしまい、早期に表示領域３０まで反応領域が達してしまいダークスポットと呼ばれる非発光部分の原因となり問題になることが判明した。特に、ＥＬ特性が向上することがわかっている無機の正孔輸送層３３の材料においてこの問題が顕著であることが判明した。
特許第２８２４４１１号

本発明は、無機材料を用いた膜のパターン全面を被覆するように第２電極を成膜することにより、無機層の膜表面及び端部が酸素や水分に反応せず、ダークスポットが発生しないため表示不良がなく、耐久性を向上させることができる有機ＥＬ表示装置及びその製造方法を提供することである。

本発明の請求項１に係る発明は、基板と、基板上に形成された複数の第１電極と、第１電極を異なった画素に区画する複数の隔壁と、第１電極上に形成された無機層を含む正孔輸送層と、正孔輸送層上に形成された有機発光層と、有機発光層上に形成された正孔輸送層の全面を被覆する第２電極と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置としたものである。

本発明の請求項２に係る発明は、第２電極の膜厚が８０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置としたものである。

本発明の請求項３に係る発明は、第２電極の膜厚が無機層の膜厚と同等か厚いことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置としたものである。

本発明の請求項４に係る発明は、無機層の材料が金属酸化物であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置としたものである。

本発明の請求項５に係る発明は、隔壁の高さが０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置としたものである。

本発明の請求項６に係る発明は、基板を準備し、基板上に複数の第１電極を形成し、第１電極を異なった画素に区画するように複数の隔壁を形成し、第１電極上に無機層を含む正孔輸送層を形成し、正孔輸送層上に有機発光層を形成し、有機発光層上に正孔輸送層の全面を被覆するように第２電極を形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法としたものである。

本発明の請求項７に係る発明は、第２電極の膜厚が８０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法としたものである。

本発明の請求項８に係る発明は、第２電極の膜厚が無機層の膜厚と同等か厚いことを特徴とする請求項６又は７に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法としたものである。

本発明の請求項９に係る発明は、無機層の材料が金属酸化物であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法としたものである。

本発明の請求項１０に係る発明は、隔壁の高さが０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法としたものである。

本発明の請求項１１に係る発明は、第１電極、隔壁、正孔輸送層、有機発光層、第２電極のうち一層以上が湿式成膜法を用いて成膜されることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法としたものである。

本発明によれば、無機材料を用いた膜のパターン全面を被覆するように第２電極を成膜することにより、無機層の膜表面及び端部が酸素や水分に反応せず、ダークスポットが発生しないため表示不良がなく、耐久性を向上させることができる有機ＥＬ表示装置及びその製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態の説明において参照する図面は、本発明の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さ、寸法等は、実際のものとは異なる。また、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１００は、薄膜トランジスタ（以下、単に「ＴＦＴ」という場合がある。）を備えた基板５と、画素毎に薄膜トランジスタを備えた画素電極１３と、画素毎に区画するために形成された隔壁１４と、画素電極１３の上方に形成された無機層を含む正孔輸送層３と、正孔輸送層３上に形成されたインターレイヤー層１６と、インターレイヤー層１６上に形成された有機発光層１７と、有機発光層１７上に全面を被覆するように形成された対向電極２とを備えている。ここで、正孔輸送層３とインターレイヤー層１６と有機発光層１７とを有機発光媒体層２６という。

図２は、図１の概略上面図であり、表示領域１、画素電極１３、有機発光媒体層２６のうち、無機層のみを示し、対向電極２を有する表示装置４である。

［基板５］
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１００に用いる基板（バックプレーン）５は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置１００の第１電極（画素電極）１３が基板５上に設けられており、かつ、ＴＦＴと第１電極１３とが電気的に接続されている。

ＴＦＴや、ＴＦＴの上方に構成される有機ＥＬ表示装置１００は基板５で支持される。基板５としては機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れた基板５であれば如何なる材料も使用することができる。

基板５の材料は例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、または、これらプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板、プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。

有機ＥＬ表示装置１００の光取出しをどちらの面から行うかに応じて基板５の透光性を選択すればよい。これらの材料からなる基板５は、有機ＥＬ表示装置１００内への水分の浸入を避けるために、無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、有機発光媒体層２６（後述する）への水分の浸入を避けるために、基板５における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。

本発明の実施の形態に係る基板５上に設ける薄膜トランジスタは、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域１０、１２及びチャネル領域が形成される活性層６、ゲート絶縁膜７及びゲート電極８から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。

活性層６は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム、金属酸化物等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。

活性層６は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法；ＳｉＨ_４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法（減圧化学気相成長法）によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法；Ｓｉ_２Ｈ_６ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ_４ガスを用いてＰＥＣＶＤ法（プラズマ化学気相成長法）によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザ等のレーザによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）；減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜を形成し、その上にｎ^＋ポリシリコンのゲート電極８を形成し、その後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法（高温プロセス）等が挙げられる。

本発明の実施の形態に係るゲート絶縁膜７としては、通常、ゲート絶縁膜７として使用されているものを用いることができ、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ_２；ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ_２等を用いることができる。

本発明の実施の形態に係るゲート電極８としては、通常、ゲート電極８として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミニウム、銅等の金属；チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属；ポリシリコン；高融点金属のシリサイド；ポリサイド；等が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。

本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。

本発明は薄膜トランジスタが有機ＥＬ表示装置１００のスイッチング素子として機能するように接続される必要があり、薄膜トランジスタのドレイン電極１０と有機ＥＬ表示装置１００の画素電極１３とが電気的に接続されている。

［画素電極１３］
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る第１電極である画素電極１３は、基板５上に成膜し、必要に応じてパターニングをおこなう。画素電極１３は隔壁１４によって区画され、各画素に対応した画素電極１３となる。

画素電極１３の材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。

画素電極１３を陽極とする場合にはＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。下方（基板５側）から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション構造の場合は透光性のある材料を選択する必要がある。必要に応じて、画素電極１３の配線抵抗を低くするために、銅やアルミニウムなどの金属材料を補助電極として併設してもよい。ここで、上方（基板５側とは反対方向）から光を取り出す、いわゆるトップエミッション構造の場合は、基板５上に対向電極２から積層することができる。

画素電極１３の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。

画素電極１３のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。基板５としてＴＦＴを形成した物を用いる場合は下層の画素に対応して導通を図ることができるように形成する。

［隔壁１４］
本発明の実施の形態に係る隔壁１４は、各画素に対応した発光領域を区画するように形成することができる。画素電極１３の端部を覆うように形成するのが好ましい（図１参照）。一般的にアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置１００は、各画素に対して画素電極１３が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとするため、画素電極１３の端部を覆うように形成される隔壁１４の最も好ましい形状は各画素電極１３を最短距離で区切る格子状を基本とする。

隔壁１４の形成方法としては、従来と同様、基体（薄膜トランジスタ及び画素電極１３）上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を積層し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとする方法が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。必要に応じて撥水剤を添加したり、プラズマやＵＶを照射したりして形成後にインクに対する撥液性を付与することもできる。

隔壁１４の好ましい高さは０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下程度である。１０μｍより高すぎると対向電極２の形成及び封止を妨げ、０．１μｍより低すぎると画素電極１３の端部を覆い切れない、あるいは有機発光媒体層２６形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。

［有機発光媒体層２６］
本発明の実施の形態に係る有機発光媒体層２６は、正孔輸送層３、インターレイヤー層１６及び有機発光層１７を備えている。また、有機発光媒体層２６の機能層としては、正孔輸送層３及びインターレイヤー層１６の他、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等の層を好適に用いることができる。

隔壁１４形成後、正孔輸送層３を形成することができる。本発明の実施の形態に係る正孔輸送層３の正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、Ｃｕ_２Ｏ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１）、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｐｒ_２Ｏ_３、Ａｇ_２Ｏ、ＭｏＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＴｈＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＭｏＯ_３、ＷＯ_３、ＭｎＯ_２等の金属酸化物を真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法を用いて形成される。ただし材料はこれらに限定されるものではない。これら金属の炭化物、窒化物、硼化物などを用いることもできる。

正孔輸送層３以外を無機層とする場合、正孔輸送層１５を形成する有機の正孔輸送材料としては、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）などが挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成される。

ここで、正孔輸送層３は、図１に示すように複数の隔壁１４間と隔壁１４とに連続して設けられていてもよい。あるいは隔壁１４に隔てられて形成されていても良い。

図１に示すように、複数の隔壁１４間と隔壁１４に連続して形成すると、プロセス効率を向上させることができる。一方、隔壁１４に隔てられて形成されていれば、画素間の電荷のもれを確実に防止できる。

正孔輸送層３形成後、インターレイヤー層１６を形成することができる。本発明の実施の形態に係るインターレイヤー層１６に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成される。またインターレイヤー層１６の材料として無機材料を用いる場合、金属酸化物を真空蒸着法やスパッタリング法やＣＶＤ法を用いて形成することができる。インターレイヤー層１６の無機材料は、正孔輸送層３と同じ無機材料を用いることができる。

インターレイヤー層１６形成後、有機発光層１７を形成することができる。本発明の実施の形態に係る有機発光層１７は電流を流すことにより発光する層であり、有機発光層１７を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。

これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。

図５には有機発光材料からなる有機発光インキを、画素電極１３、隔壁１４、正孔輸送層３及びインターレイヤー層１６が形成された被印刷基板２４上にパターン印刷する際の凸版印刷装置３００の概略図を示した。本発明の実施の形態に係る凸版印刷装置３００は、インクタンク１９と、インキチャンバー２０と、アニロックスロール２１と、凸版が設けられた版２２がマウントされた版銅２３とを有している。インクタンク１９には、溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、インキチャンバー２０にはインクタンク１９より有機発光インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール２１はインキチャンバー２０のインキ供給部に接して回転可能に指示されている。

アニロックスロール２１の回転に伴い、アニロックスロール２１表面に供給された有機発光インキのインキ層２１１は均一な膜厚に形成される。このインキ層２１１のインキはアニロックスロール２１に近接して回転駆動される版胴２３にマウントされた版２２の凸部に転移する。平台２５には、画素電極１３（透明電極）、正孔輸送層３及びインターレイヤー層１６が形成された被印刷基板２４が版２２の凸部にあるインキは被印刷基板２４に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て被印刷基板２４上に有機発光層１７が形成される。

［対向電極２］
次に、本発明の実施の形態に係る第２電極である対向電極２を形成することができる（図１参照）。対向電極２を陰極とする場合には有機発光層１７への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いることができる。

対向電極２の具体的な材料にはＭｇ、Ａｌ、Ｙｂ等の金属単体を用いたり、有機発光媒体層２６と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ、ＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いたりしてもよい。または電子注入効率と安定性とを両立させるため、仕事関数が低いＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を使用することができる。

対向電極２の形成方法は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。

図４（ａ）は、有機ＥＬ表示装置１００の端部を示す概略断面図である。無機層を含む正孔輸送層３を対向電極２で全面を被覆することにより、無機層の表面及び端部が酸素や水分２７に反応しないためダークスポットが発生せず表示不良のない有機ＥＬ表示装置１００を得ることができる。さらに、対向電極２の膜厚を無機層の膜厚と同等か厚くすることによりパターンの端部において対向電極２の材料で無機層を完全に被覆することができ、有機ＥＬ表示装置１００の耐久性を向上させることができる。

図４（ｂ）に示すように、対向電極２の膜厚を８０ｎｍより小さく形成すると、酸素や水分２７が浸入してしまい、ダークスポットが発生してしまう。さらに、対向電極２の膜厚を無機層の膜厚より薄く形成することにより、酸素や水分２７が浸入してしまい、耐久性が低下してしまう。

本発明の実施の形態においては、アクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置１００について述べてきたが、本発明は、有機発光媒体層２６を挟持する第１電極（画素電極１３）と第２電極（対向電極２）とが、相互に交差する陽極ラインと陰極ラインである、パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置２００についても好適に適用することができる。例えば、図３に示すように、ストライプ状に設けられた無機層を含む正孔輸送層３を、上部に設けられる対向電極２で全面を被覆することでアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置１００と同様の効果を得ることができる。また、図３には、有機発光媒体層２６のうち、無機層のみを図示した。

［封止体］
有機ＥＬ表示装置１００としては電極間（画素電極１３と対向電極２との間）に発光材料を挟み、電流を流すことで発光させることができるが、有機発光材料は大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまうため通常は外部と遮断するための封止体を設けることができる（図示せず）。封止体は例えば封止材上に樹脂層を設けて作製することができる。

封止材としては、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、封止材の材料の一例として、アルミナ（酸化アルミニウム）、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０^−６ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下であることが好ましい。

樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。

樹脂層を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬ表示装置１００の大きさや形状により任意に決定されるが、５μｍ〜５００μｍ程度が望ましい。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが直接有機ＥＬ表示装置１００側に形成することもできる。

最後に、有機ＥＬ表示装置１００と封止体との貼り合わせを封止室で行う。封止体を、封止材と樹脂層の２層構造とし、樹脂層に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。

熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。

基板５上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタと、その上方に形成された画素電極１３とを備えたアクティブマトリクス基板５を用いた。基板５のサイズは対角５インチ、画素数は３２０×２４０である。

この基板５上に設けられている画素電極１３の端部を被覆し画素を区画するような形状で隔壁１４を形成した。隔壁１４の形成は、日本ゼオン社製、ポジレジスト、商品名「ＺＷＤ６２１６−６」を用いて、スピンコーター法にて基板５全面に厚み２μｍで形成した後、フォトリソグラフィ法を用いて幅４０μｍにパターニングして隔壁１４を形成した。これによりサブピクセル数９６０×２４０ドット、０．１２ｍｍ×０．３６ｍｍピッチ画素領域が区画された。

画素電極１３上に正孔輸送層３として、厚み５０ｎｍの酸化モリブデンを、真空蒸着法によりシャドーマスク法でパターン成膜した。パターン領域は表示領域全面に成膜されるように１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて成膜を行った。

その後、インターレイヤー層１６の材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用い、基板５上に形成された画素電極１３、隔壁１４及び正孔輸送層３を凸版印刷装置３００の被印刷基板２４としてセッティングし、隔壁１４に挟まれた画素電極１３上の正孔輸送層３の真上にそのラインパターンに合わせてインターレイヤー層１６を凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロール２１及び水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後のインターレイヤー層１６の膜厚は１０ｎｍとなった。

有機発光層１７の有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、基板５上に形成された画素電極１３、隔壁１４、正孔輸送層３及びインターレイヤー層１６を凸版印刷装置３００の被印刷基板２４としてセッティングし、隔壁１４に挟まれたインターレイヤー層１６の真上にそのラインパターンに合わせて有機発光層１７を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロール２１及び水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層１７の膜厚は８０ｎｍとなった。

その後、対向電極２として真空蒸着法でカルシウム膜を１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて厚み２０ｎｍで成膜し、その後１２４ｍｍ×１０４ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いてアルミニウム膜を用いて、酸化モリブデン膜（正孔輸送層３）全面を被覆するように厚み１５０ｎｍで成膜した。

その後、封止材としてガラス板を用いて、発光領域全てをカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して封止を行った。こうして得られたアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置１００を駆動したところ、対向電極２の配線抵抗による輝度ムラもなく均一な発光状態であった。

正孔輸送層３を成膜する前までは実施例１と同様の手順で作製し、正孔輸送層３として酸化ニッケルを真空蒸着法によりシャドーマスク法で４０ｎｍの厚みでパターン成膜した。パターン領域は表示領域全面に成膜されるように１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて成膜を行った。その後インターレイヤー層１６及び有機発光層１７は実施例１と同様の手順で作製した。

その後、対向電極２として真空蒸着法でカルシウム膜を１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて厚み２０ｎｍで成膜し、その後１２４ｍｍ×１０４ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いてアルミニウム膜を用いて、酸化ニッケル膜（正孔輸送層３）全面を被覆するように厚み１５０ｎｍで成膜した。

その後、封止材としてガラス板を用いて、発光領域全てをカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して封止を行った。こうして得られたアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置１００を駆動したところ、輝度ムラもなく均一な発光状態であった。

正孔輸送層３を成膜する前までは実施例１と同様の手順で作製し、正孔輸送層２として酸化モリブデンを真空蒸着法によりシャドーマスク法で８０ｎｍの厚みでパターン成膜した。パターン領域は表示領域全面に成膜されるように１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて成膜を行った。その後インターレイヤー層１６及び有機発光層１７は実施例１と同様の手順で作製した。

その後、対向電極２として真空蒸着法でカルシウム膜を１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて厚み２０ｎｍで成膜し、その後１２４ｍｍ×１０４ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いてアルミニウム膜を用いて、酸化モリブデン膜（正孔輸送層３）全面を被覆するように厚み８０ｎｍで成膜した。

その後、実施例１と同様、封止材としてガラス板を用いて、発光領域全てをカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して封止を行った。こうして得られたアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置１００を駆動したところ、輝度ムラもなく均一な発光状態であった。

(比較例１)
正孔輸送層３を成膜する前までは実施例１と同様の手順で作製し、正孔輸送層３として酸化モリブデンを真空蒸着法によりシャドーマスク法で５０ｎｍの厚さでパターン成膜した。パターン領域は表示領域全面に成膜されるように１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて成膜を行った。その後インターレイヤー層１６及び有機発光層１７は実施例１と同様の手順で作製した。

その後、対向電極２として真空蒸着法でカルシウム膜を１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて厚み２０ｎｍで成膜し、その後１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いてアルミニウム膜を厚さ１５０ｎｍで成膜した。

(比較例２)
正孔輸送層３を成膜する前までは実施例１と同様の手順で作製し、正孔輸送層３として酸化モリブデンを真空蒸着法によりシャドーマスク法で５０ｎｍの厚さでパターン成膜した。パターン領域は表示領域全面に成膜されるように１２０ｍｍ×１００ｍｍの開口のあるメタルマスクを用いて成膜を行った。その後インターレイヤー層１６と有機発光層１７は実施例１と同様の手順で作製した。

その後、対向電極２として真空蒸着法でカルシウム膜を１１８ｍｍ×９０ｍｍの開口とその９０ｍｍのそれぞれ２辺の上下に１０ｍｍ□のＴＦＴ基板５と対向電極２がコンタクトするためのパターンの開口が上記開口と連続しているメタルマスクを用いて厚み２０ｎｍで成膜した。その後、同じメタルマスクを用いてアルミニウム膜を厚み１５０ｎｍで成膜した。このメタルマスクを用いることによりコンタクト部分以外は対向電極２が酸化モリブデン（正孔輸送層３）パターン領域より内側に成膜されることになる。

その後、実施例１、２、３と比較例１及び２とのサンプルを恒温恒湿試験にかけた。６０℃９０％の環境での加速試験を行ったところ、実施例１、２及び３では１０００時間経過後でもダークスポットの発生は見られなかったが、比較例１及び比較例２では表示領域の外側からダークスポットが増加し始めた。

対向電極２で無機層の全面を被覆するように成膜することによって、無機層の表面及び端部が酸素及び水分２７に反応しないためダークスポットが発生せず、表示不良のない有機ＥＬ表示装置１００を得ることができた。

さらに、対向電極２の膜厚を無機層の膜厚と同等か厚くすることによりパターン端部において対向電極２の材料で無機層の全面を被覆することができ、有機ＥＬ表示装置１００の耐久性が向上する。

本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の概略断面図である。本発明の実施の形態に係るアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置の概略上面図である。本発明の実施の形態に係るパッシブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置の概略上面図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の端部を示す概略断面図である。本発明の実施の形態に係る凸版印刷装置の概略断面図である。従来の有機ＥＬ表示装置の概略上面図である。従来の有機ＥＬ表示装置の端部を示す概略断面図である。

符号の説明

１表示領域
２対向電極
３無機層を含む正孔輸送層
４表示装置
５基板
６活性層
７ゲート絶縁膜
８ゲート電極
９層間絶縁膜
１０ドレイン電極
１１走査線
１２ソース電極
１３画素電極
１４隔壁
１６インターレイヤー層
１７有機発光層
１９インクタンク
２０インキチャンバー
２１アニロックスロール
２１１インキ層
２２版
２３版胴
２４被印刷基板
２５平台
２６有機発光媒体層
２７酸素や水分
３０表示領域
３１画素電極
３２対向電極
３３無機層を含む正孔輸送層
３４表示装置
３６有機発光層
３７酸素や水分
１００アクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置
２００パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置
３００凸版印刷装置
４００従来のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置

Claims

基板と、
前記基板上に形成された複数の第１電極と、
前記第１電極を異なった画素に区画する複数の隔壁と、
前記第１電極上に形成された無機層を含む正孔輸送層と、
前記正孔輸送層上に形成された有機発光層と、
前記有機発光層上に形成された前記正孔輸送層の全面を被覆する第２電極と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
前記第２電極の膜厚が８０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記第２電極の膜厚が前記無機層の膜厚と同等か厚いことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記無機層の材料が金属酸化物であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
前記隔壁の高さが０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
基板を準備し、
前記基板上に複数の第１電極を形成し、
前記第１電極を異なった画素に区画するように複数の隔壁を形成し、
前記第１電極上に無機層を含む正孔輸送層を形成し、
前記正孔輸送層上に有機発光層を形成し、
前記有機発光層上に前記正孔輸送層の全面を被覆するように第２電極を形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記第２電極の膜厚が８０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記第２電極の膜厚が前記無機層の膜厚と同等か厚いことを特徴とする請求項６又は７に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記無機層の材料が金属酸化物であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記隔壁の高さが０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
前記第１電極、前記隔壁、前記正孔輸送層、前記有機発光層、前記第２電極のうち一層以上が湿式成膜法を用いて成膜されることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。