JP2010287319A - 有機elディスプレイの構造とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】隔壁で画素を区画する前に電極上の突起や異物を被覆するように正孔注入層を成膜した後隔壁を形成し、その後正孔注入層を電流リークによって効率低下を起こさないように薄膜を形成することにより、異物による欠陥を防ぎつつ、効率を維持できるディスプレイパネルを得ることが出来る。
【選択図】図1
Description
また第2の発明は、第1の発明において、第一キャリア注入層を形成後、第二キャリア注入層形成前にプラズマ処理を行うことを特徴とする。
また第3の発明は、第1の発明において、第一キャリア注入層を形成後、第二キャリア注入層形成前に逆スパッタ処理を行うことを特徴とする。
また第4の発明は、第1〜3の発明において、第一キャリア注入層及び第二キャリア注入層が無機材料からなり、ドライ成膜法により形成されることを特徴とする。
また第5の発明は、第1〜4の発明において、有機発光材料を溶媒に溶解または分散させた有機発光インキを塗工して有機発光層を形成することを特徴とする。
また第6の発明は、第1〜4の発明において、第一キャリア注入層及び第二キャリア注入層が無機材料からなり、ドライ成膜法により形成されることを特徴とする。
また第8の発明は、第7の発明において、第一キャリア注入層及び第二キャリア注入層が同じ物質であることを特徴とする。
また第9の発明は、第7又は8の発明において、第一キャリア注入層及び第二キャリア注入層が無機材料からなることを特徴とする。
また第10の発明は、第7〜9の発明において、第一電極上の第一キャリア注入層と第二キャリア注入層の合計した膜厚が20nm以上であることを特徴とする。
また第11の発明は、第7〜10の発明のいずれかの有機エレクトロルミネセンス素子からなる有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルである。
図3に本発明に用いることができる隔壁付きTFT基板の例を示した。本発明のアクティブマトリクス駆動型有機EL表示装置に用いる基板(バックプレーン)308は、薄膜トランジスタ(TFT)と有機EL表示装置の下部電極(画素電極)が設けられており、かつ、TFTと下部電極とが電気接続している。
基板の上に画素電極102を成膜し、必要に応じてパターニングをおこなう。本発明で、画素電極は隔壁によって区画され、各画素に対応した画素電極となる。画素電極の材料としては、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。画素電極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。画素電極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。画素電極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ー法、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。
本発明の第一キャリア注入層104は電極を覆うようにパターンあるいは全面に成膜される。第一キャリア注入層104を形成する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。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。
本発明の隔壁103は画素に対応した発光領域を区画するように形成する。画素電極102の端部を覆うように形成するのが好ましい(図2参照)。一般的にアクティブマトリクス駆動型の表示装置は各画素(サブピクセル)に対して画素電極102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、画素電極の端部を覆うように形成される隔壁の最も好ましい形状は各画素電極を最短距離で区切る格子状を基本とする。
第二キャリア注入層105は隔壁形成後、第一キャリア注入層104と同様の成膜方法で上記に記載したとおりに成膜される。第二キャリア注入層を成膜する直前に第二キャリア注入層との密着性の向上や界面によるキャリアトラップを抑制するために、プラズマ処理や逆スパッタにより第一キャリア注入層膜表面を削ることが好ましい。第二キャリア注入層の材料としては、第一キャリア注入層と同様の材料を用いることができるが、特に第一キャリア注入層と同じ材料を用いることが好ましい。同じ材料であれば、仕事関数が等しいために、キャリア注入を妨げない。第二キャリア注入層の膜厚としては、電流リークによる効率低下が抑えられる膜厚5nm〜15nmが好ましい。5nmより薄いと第二キャリア注入層によって発光層形成面の均一化の効果が低く、また15nmより厚いと隔壁を伝うリーク電流が大きくなってしまう。
インターレイヤー形成後、有機発光層106を形成する。有機発光層は電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層106から放出される表示光が単色の場合、インターレイヤ105を被覆するように形成するが、多色の表示光を得るには必要に応じてパターニングを行うことにより好適に用いることができる。
塗布法で発光媒体層を形成する場合、下記凸版印刷法を用いることができる。特に有機発光材料を溶媒に溶解または安定に分散させた有機発光インキを用いて発光層を各発光色に塗り分ける場合には、隔壁間にインキを転写してパターニングできる凸版印刷法が好適である。
有機発光層106を形成した後、正孔ブロック層や電子注入層等を形成することができる。これらの機能層は、有機ELディスプレイパネルの大きさ等から任意に選択することができる。正孔ブロック層および電子注入層に用いる材料としては、一般に電子輸送材料として用いられているものであれば良く、トリアゾール系、オキサゾール系、オキサジアゾール系、シロール系、ボロン系等の低分子系材料、フッ化リチウムや酸化リチウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の塩や酸化物等を用いて真空蒸着法による成膜が可能である。また、これらの電子輸送性材料およびこれら電子輸送材料をポリスチレン、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溶解させトルエン、キシレン、アセトン、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、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独または混合溶媒に溶解または分散させて電子注入塗布液とし、印刷法により成膜できる。
次に、対向電極107を形成する。対向電極を陰極とする場合には、発光層106への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いる。具体的にはMg,Al,Yb等の金属単体を用いたり、発光媒体層と接する界面に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を積層して用いてもよい。または電子注入効率と安定性を両立させるため、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等の合金が使用できる。
有機EL表示装置としては電極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可能であるが、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。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。
以下、本発明の実施例について説明する。
基板として、支持体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とを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは200mm×200mmでその中に対角5インチ、画素数は320×240のディスプレイが中央に配置されている。基板端に取出し電極 とコンタクト部 が形成されている。
第一キャリア注入層をスパッタ成膜する際のターゲットとして、モリブデンとチタン3:1の混合比のターゲットを用い、第二キャリア注入層も同じターゲットを用い、成膜条件は実施例1と同じスパッタリング条件でそれぞれ100nm、20nmを実施例1と同じ基板を用いて成膜した。その他の膜の成膜条件は実施例1とすべて同じである。
第一キャリア注入層をスパッタ成膜する際のターゲットとして、モリブデンとニッケル3:1の混合比のターゲットを用い、第二キャリア注入層も同じターゲットを用い、成膜条件は実施例1と同じスパッタリング条件でそれぞれ80nm、10nmを実施例1と同じ基板を用いて成膜した。その他の膜の成膜条件は実施例1とすべて同じである。
実施例1と同じ基板を用いて、キャリア注入層を成膜する前にまず隔壁を形成し、その後キャリア注入層を実施例1と同じターゲットを用いて、同じスパッタリング条件で膜厚
60nmの膜を形成した。その後は実施例とすべて同様の方法で成膜を行った。
102:画素電極(第一電極)
103:隔壁
104:第一キャリア注入層
105:第二キャリア注入層
106:有機発光層
107:対向電極(第二電極)
108:発光媒体層
302:画素電極及び第一キャリア注入層
308:TFT付き基板
309:ゲート絶縁膜
310:ドレイン電極
311:活性層
312:ソース電極
313:走査線
314:ゲート電極
600:凸版印刷装置
601:ステージ
602:被印刷基板
603:インキタンク
604:インキチャンバ
605:アニロックスロール
606:ドクタ
607:凸版
608:版胴
609:インキ層
Claims (10)
- 基板上に、第一電極と、第一電極に対向する第二電極と、第一電極を区画する隔壁と、第一電極及び第二電極の間に挟持され、少なくとも有機発光層と、第一電極及び有機発光層の間に形成されたキャリア注入層とを含む発光媒体層とを有する有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネルの製造方法であって、
第一の電極をパターン形成する工程と、
第一の電極上に第一キャリア注入層を形成する工程と、
前記パターン形成された第一電極の端部を覆い、第一キャリア注入層の一部を覆うように隔壁を形成する工程と、
第一キャリア注入層及び隔壁上に第二キャリア注入層を形成する工程と、
を有する有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル製造方法。 - 第一キャリア注入層を形成後、第二キャリア注入層形成前にプラズマ処理を行うことを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル製造方法。
- 第一キャリア注入層を形成後、第二キャリア注入層形成前に逆スパッタ処理を行うことを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル製造方法。
- 第一キャリア注入層及び第二キャリア注入層が無機材料からなり、ドライ成膜法により形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル製造方法。
- 有機発光材料を溶媒に溶解または分散させた有機発光インキを塗工して有機発光層を形成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル製造方法。
- 基板上の第一電極及び該第一電極に対向する第二電極の間に少なくとも有機発光層と、第一電極及び該有機発光層の間に形成されたキャリア注入層とを含む発光媒体層が挟持されてなる有機エレクトロルミネセンス素子であって、
第一電極上に形成された第一キャリア注入層と、
第一電極を区画し、第一キャリア注入層の一部を覆って形成された隔壁と、
隔壁に覆われていない第一キャリア注入層上及び隔壁上に形成された第二キャリア注入層と、
を備えていることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。 - 第一キャリア注入層及び第二キャリア注入層が同じ物質であることを特徴とする請求項6記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
- 第一キャリア注入層及び第二キャリア注入層が無機材料からなることを特徴とする請求項6又は7記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
- 第一電極上の第一キャリア注入層と第二キャリア注入層の合計した膜厚が20nm以上であることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
- 請求項6乃至9のいずれかの有機エレクトロルミネセンス素子からなる有機エレクトロルミネセンスディスプレイパネル。
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