JP2012234748A - 有機el表示素子および有機el表示素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板2と、基板2上に設けられたアクティブ素子であるTFT3と、基板2上でTFT3の上方を被覆する平坦化膜4と、平坦化膜4上に配設されてTFT3と接続する陽極6と、陽極6上に配設された有機発光層9と、有機発光層9の配置領域を規定して画素を区画するバンク8と、有機発光層9の上に配設された陰極10とから有機EL表示素子1を構成する。そして、平坦化膜4には、平坦化膜4を貫通しない凹部13を形成し、凹部13の上にバンク8を形成して、この凹部13がバンク8をガイドしてその形状を制御するように構成する。
【選択図】図1
Description
隣接する他の色の光を発するための画素に発光材料組成物が浸入しないようにするため、隔壁(以下、バンクと称する。)を形成し、このバンクによって規定された領域内に有機発光材料を含む発光材料組成物を滴下する技術が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2を参照)。バンクによって規定された領域内に、正確に発光材料組成物を塗布することで、隣接する他の色の光を発するための画素への発光材料組成物の浸入を防止することができる。
図5は、バンクの一部形状を模式的に示す平面図である。図5(a)は、凹凸の無い好ましいエッジ形状を有するバンクの一部形状を模式的に示す平面図であり、図5(b)は、凹凸のある好ましくないエッジ形状を有するバンクの一部形状を模式的に示す平面図である。
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、バンクの線幅を所望の細さに保ち、バンクのエッジ部分での凹凸発生を抑えた有機EL表示素子およびその製造方法を提供することである。
平坦化膜は有機発光層の配置領域の周囲の少なくとも一部に、平坦化膜を貫通することが無いように形成された凹部を有し、バンクは少なくとも一部が凹部の上に形成されていることを特徴とする有機EL表示素子に関する。
[1]感放射線性樹脂組成物をアクティブ素子の形成された基板上に塗布する工程、
[2]感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
[3]放射線が照射された塗膜を現像し、基板上に平坦化膜を形成するとともに平坦化膜を貫通することが無いよう平坦化膜に凹部を形成する工程、
[4]平坦化膜の凹部の上にバンクを形成する工程、並びに
[5]バンクに規定された領域に有機発光層の材料を含むインク状の発光材料組成物を塗布して、有機発光層を形成する工程
を有することを特徴とする有機EL表示素子の製造方法に関する。
尚、本発明において、露光に際して照射される「放射線」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等を含む概念である。
本実施の形態の有機EL表示素子の構造について、図面を用いて説明する。
本実施の形態の有機EL表示素子1は、アクティブマトリクス型の有機EL表示素子である。有機EL表示素子1は、トップエミッション型、ボトムエミッション型のいずれでもよい。有機EL表示素子1は、基板2上の各画素部分において、アクティブ素子である薄膜トランジスタ(以下、TFTとも称する。)3を有する。
図2では、平面構造が明確となるよう、後述する有機EL表示素子1の封止基板12、陰極10およびパッシベーション膜11は省略されている。
尚、既に説明した図1は、図2に示すB−B’線に沿った断面図であって、封止基板12、陰極10およびパッシベーション膜11を省略せずに示した有機EL表示素子1の断面図に相当する。
図1および図3に示すように、本実施の形態の有機EL表示素子1では、基板2上に平坦化膜4が配設されている。そして、その上部平面に平坦化膜4を貫通することが無いように形成された凹部13が設けられ、平坦化膜4上に陽極6が形成された後、その凹部13上の陽極6の上にバンク8は形成される。すなわち、バンク8は、平坦化膜4の凹部13による有機発光層9周囲の凹み構造にガイドされ、形状が制御されて形成される。
以下、本実施の形態の有機EL表示素子1の主な構成要素について、より詳しく説明する。
合物や、フッ素含有ポリマーなどが含まれる。
尚、陰極10と有機発光層9との間には、例えば、バリウム(Ba)、フッ化リチウム(LiF)などからなる電子注入層が配置されていてもよい。
本実施の形態の有機EL表示素子の主要構成部材である平坦化膜について説明する。
この凹部13の上方には、有機発光層9の周囲を取り囲んで障壁となるバンク8が形成され、バンク8は隣接する各画素を区画している。
この(A)アルカリ可溶性樹脂については、パターンニング性が良好となるように、アクリル系ポリマー、ポリシロキサンおよびポリイミドからなる群から選択された少なくとも1種の樹脂を選択することが可能である。
以下、有機EL表示素子1の平坦化膜4を形成するための感放射線性樹脂組成物の好ましい例とその組成について説明する。
本実施形態の感放射線性樹脂組成物の好ましい第1の例は、ポジ型感放射線性樹脂組成物であり、アルカリ可溶性樹脂である(A1)アクリル系ポリマーと、(B1)キノンジアジド化合物と、必要な場合(C1)溶剤を含んで調製することができる。
(A1)アクリル系ポリマーは、(a)不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物と(b)エポキシ基を有するラジカル重合性化合物とを、(c)他のラジカル重合性化合物と共に溶剤中でラジカル共重合することにより得ることができる。
また、モノオレフィン系不飽和化合物を共重合体中に含有させることによって、共重合体の機械的特性を適度にコントロールし、アルカリ水溶液に対する溶解性を調整することができる。
Systems”339〜352(1965)、John Wiley & Sons社(New York)や、W.S.De Forest著“Photoresist”50(1975)、McGraw−Hill、Inc.(New York)に記載されている1,2−キノンジアジド化合物を挙げることができる。
用いる(C1)溶剤としては、(A1)アクリル系ポリマー(共重合体I)および(B1)キノンジアジド化合物を均一に溶解させることができ、各成分と反応しないものが用いられる。
また、100重量部を超えると、前記(A1)および(B1)の混合物との相溶性が悪くなり、塗膜形成後の塗膜表面に膜荒れを生じることがある。
エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂等が挙げられる。
また、100重量部を超えると前記(A1)および(B1)の混合物との相溶性が悪くなり、塗膜形成後の塗膜表面に膜荒れを生じてしまうことがある。
本実施形態の感放射線性樹脂組成物の好ましい第2の例は、ネガ型感放射線性樹脂組成物であり、アルカリ可溶性樹脂である(A2)アクリル系ポリマーと、(B2)重合性化合物と、(C2)重合開始剤と、必要な場合(D2)溶剤を含んで調製することができる。
アロニックス(登録商標)M−400、同M−402、同M−405、同M−450、同M−1310、同M−1600、同M−1960、同M−7100、同M−8030、同M−8060、同M−8100、同M−8530、同M−8560、同M−9050、アロニックス(登録商標)TO−756、同TO−1450、同TO−1382(以上、東亞合成製)、KAYARAD(登録商標)DPHA、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同DPCA−120、同MAX−3510(以上、日本化薬製)、ビスコート295、同300、同360、同GPT、同3PA、同400(以上、大阪有機化学工業製)、ウレタンアクリレート系化合物としてニューフロンティア(登録商標)R−1150(第一工業製薬製)、KAYARAD(登録商標)DPHA、KAYARAD(登録商標)DPHA−40H、UX−5000(日本化薬製)、UN−9000H(根上工業製)、アロニックス(登録商標)M−5300、同M−5600、同M−5700、同M−210、同M−220、同M−240、同M−270、同M−6200、同M−305、同M−309、同M−310、同M−315(以上、東亞合成製)、KAYARAD(登録商標)HDDA、KAYARAD(登録商標)HX−220、同HX−620、同R−526、同R−167、同R−604、同R−684、同R−551、同R−712、UX−2201、UX−2301、UX−3204、UX−3301、UX−4101、UX−6101、UX−7101、UX−8101、UX−0937、MU−2100、MU−4001(以上、日本化薬製)、アートレジンUN−9000PEP、同UN−9200A、同UN−7600、同UN−333、同UN−1003、同UN−1255、同UN−6060PTM、同UN−6060P、同SH−500B(以上、根上工業製)、ビスコート260、同312、同335HP(以上、大阪有機化学工業製)等が挙げられる。
α−アミノケトン化合物としては、例えば、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン等が挙げられる。
α−ヒドロキシケトン化合物としては、例えば、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−i−プロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。
用いる(D2)溶剤としては、上述した本実施形態の感放射線性樹脂組成物の好ましい第1の例であるポジ型感放射線性樹脂組成物に用いられた(C1)溶剤と同様のものを用いることが可能である。
本実施形態の感放射線性樹脂組成物の好ましい第3の例は、アルカリ可溶性樹脂である(A3)ポリシロキサンと、(B3)キノンジアジド化合物と、必要な場合に(C3)溶剤を含んで調製することができる。その場合、本実施形態の感放射線性樹脂組成物はポジ型感放射線性樹脂組成物となる。
また、(A3)ポリシロキサン中において、膜の耐クラック性と硬度を両立させる観点から、(A3)ポリシロキサン中にあるフェニル基の含有率はSi原子に対して5モル%〜60モル%が好ましく、さらに好ましくは10モル%〜45モル%である。フェニル基の含有率が60モル%より多いと硬度が低下し、フェニル基含有率が5モル%より少ないと耐クラック性が低下する。
本実施の形態の感放射線性樹脂組成物の好ましい第4の例は、アルカリ可溶性樹脂である(A4)ポリイミドと、(B4)キノンジアジド化合物と、必要な場合(C4)溶剤を含んで調製することができる。その場合、本実施の形態の感放射線性樹脂組成物はポジ型感放射線性樹脂組成物となる。
本実施の形態の平坦化膜の形成について、上述したポジ型感放射線性樹脂組成物を例として用い、その説明をする。上述した本実施の形態の感放射線性樹脂組成物の好ましい第1の例である、アクリル系ポリマーを含有するポジ型感放射線性樹脂組成物を用いた場合、平坦化膜の形成は以下のようになる。
尚、キノンジアジド化合物を分解させるブリーチング露光については、加熱硬化工程の後に行うことも可能である。
本実施の形態の有機EL表示素子の製造においては、TFTの形成された基板上に上述した感放射線性樹脂組成物から塗膜を形成し、放射線の照射によるパターニングを行って凹部の形成された平坦化膜をするための工程と、平坦化膜の凹部の上にバンクを形成するための工程と、バンクに規定された領域に有機発光層を形成する工程とが主要な製造工程として含まれる。本実施形態の有機EL表示素子の主要な構成要素である平坦化膜、バンクおよび有機発光層を形成し、有機EL表示素子を製造する方法について説明する。
[1]平坦化膜を形成するために、感放射線性樹脂組成物を、アクティブ素子の形成された基板上に塗布する工程(以下、[1]工程と称することがある。)
[2」感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程(以下、[2]工程と称することがある。)
[3]放射線が照射された塗膜を現像し、平坦化膜上に凹部を形成する工程(以下、[3]工程と称することがある。)
[4]平坦化膜の凹部の上に前記バンクを形成する工程(以下、[4]工程と称することがある。)
[5]バンクに規定された領域に有機発光層の材料を含むインク状の発光材料組成物を塗布して、有機発光層を形成する工程(以下、[5]工程と称することがある。)
[1]〜[3]の工程では、基板上に、凹部の形成された平坦化膜を形成する。基板は、アクティブ素子であるTFTの形成された基板である。基板の材料は、上述した材料の選択が可能である。TFTは、基板上、公知の方法による半導体膜成膜と、絶縁膜成膜と、フォトリソグラフィー法によるエッチングとを繰り返すことにより形成されたものである。平坦化膜の形成は、例えば、上述した本実施の形態のポジ型感放射線性樹脂組成物を塗布して行うが可能である。その場合の平坦化膜の形成方法の詳細については、上述した塗膜の作製方法に従うことができる。
本工程では、[3]工程で形成された基板上の平坦化膜の上に陽極を形成する。次いで、平坦化膜を貫通することが無いよう形成された平坦化膜中の凹部の上であって、その凹部上の陽極の上にバンクを形成する。陽極は、上述のように、ITOなどの導電性の材料からなる。その導電性の材料を、スパッタリング法などを利用して平坦化膜上に成膜した後、成膜された膜をエッチングなどによりパターニングすることで形成することができる。また、液状の陽極形成材料を平坦化膜上インクジェット、ディスペンサー、凸版、凹版印刷などで塗布し、塗布された陽極形成材料を乾燥して陽極を形成することも可能である。
バインダー樹脂の例には、フェノール−ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂が含まれる。
本工程では、[4]工程で形成されたバンクによって規定された領域で、陽極上、有機発光層の材料を含むインク状の発光材料組成物を塗布して、有機発光層を形成する。赤、緑および青にそれぞれ発光する有機発光層は、バンクによって規定された領域内に、有機発光材料および溶剤を含む液状の発光材料組成物を塗布し、塗布した組成物を乾燥させることにより形成される。溶剤の例には、アニソールなどの芳香族系の溶剤が含まれる。塗布する手段は特に限定されない。塗布する手段の例には、インクジェット、ディスペンサー、ノズルコート、スピンコート、凹版印刷、凸版印刷などを用いた方法が含まれる。好ましい塗布手段は、インクジェット法である。また、供給される発光材料組成物の量は、1画素(5,000μm2〜30,000μm2)あたり40pl〜120plであることが好ましい。
以上の[1]工程〜[5]工程により有機発光層を形成した後、蒸着法やスパッタリング法などの公知の方法に従い、有機発光層上に陰極を形成する。必要な場合は、陰極上に公知の方法に従いパッシベーション膜を形成し、その後、封止基板により上方から有機発光層の形成された基板面を封止する。封止は、封止基板封の外周に沿って、例えば、紫外線硬化型のシール材を塗布し、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において、有機発光層の形成された基板と封止基板とを貼り合わせる。これにより、有機発光層は、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封入される。その後、紫外線を照射して、シール材を硬化させる。以上より、本実施の形態の有機EL表示素子を得ることができる。
2、102 基板
3、103 TFT
4、104 平坦化膜
6、106 陽極
7、107 スルーホール
8、108 バンク
9、109 有機発光層
10、110 陰極
11、111 パッシベーション膜
12、112 封止基板
13 凹部
Claims (11)
- 基板と、前記基板上に設けられたアクティブ素子と、前記アクティブ素子を被覆する平坦化膜と、前記平坦化膜上に配設されて前記平坦化膜を貫通するスルーホールを介して前記アクティブ素子と接続する陽極と、前記陽極上に配設された有機発光層と、前記有機発光層の配置領域を規定するバンクと、前記有機発光層の上に配設された陰極とを有する有機EL表示素子であって、
前記平坦化膜は前記有機発光層の配置領域の周囲の少なくとも一部に、前記平坦化膜を貫通することが無いように形成された凹部を有し、前記バンクは少なくとも一部が前記凹部の上に形成されていることを特徴とする有機EL表示素子。 - 前記バンクは、インクジェット法を用いて形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の有機EL表示素子。
- 前記バンクの幅(t1)と前記平坦化膜の前記凹部の幅(t2)との関係は、0.8×(t2)≦(t1)≦1.2×(t2)であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機EL表示素子。
- 前記平坦化膜は、感放射線性樹脂組成物によって形成される有機膜であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機EL表示素子。
- 前記感放射線性樹脂組成物は、(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)溶剤を含むことを特徴とする請求項4に記載の有機EL表示素子。
- 前記感放射線性樹脂組成物の含有する(A)アルカリ可溶性樹脂は、アクリル系ポリマー、ポリシロキサンおよびポリイミドからなる群から選択された少なくとも1種の樹脂であることを特徴とする請求項5に記載の有機EL表示素子。
- 基板と、前記基板上に設けられたアクティブ素子と、前記アクティブ素子を被覆する平坦化膜と、前記平坦化膜上に配設されて前記アクティブ素子と接続する陽極と、前記陽極上に配設された有機発光層と、前記有機発光層の配置領域を規定するバンクと、前記有機発光層の上に配設された陰極とを有する有機EL表示素子の製造方法であって、
[1]感放射線性樹脂組成物を前記アクティブ素子の形成された前記基板上に塗布する工程、
[2]前記感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
[3]前記放射線が照射された塗膜を現像し、前記基板上に前記平坦化膜を形成するとともに前記平坦化膜を貫通することが無いよう前記平坦化膜に凹部を形成する工程、
[4]前記平坦化膜の前記凹部の上に前記バンクを形成する工程、並びに
[5]前記バンクに規定された領域に前記有機発光層の材料を含むインク状の発光材料組成物を塗布して、有機発光層を形成する工程
を有することを特徴とする有機EL表示素子の製造方法。 - 前記平坦化膜は、前記感放射線性樹脂組成物によって形成される有機膜であることを特徴とする請求項7に記載の有機EL表示素子の製造方法。
- 前記感放射線性樹脂組成物は、(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)溶剤を含むことを特徴とする請求項7または8に記載の有機EL表示素子の製造方法。
- 前記感放射線性樹脂組成物の含有する(A)アルカリ可溶性樹脂は、アクリル系ポリマー、ポリシロキサンおよびポリイミドからなる群から選択された少なくとも1種の樹脂であることを特徴とする請求項9に記載の有機EL表示素子の製造方法。
- [4]工程では、インクジェット法を用い、前記平坦化膜の前記凹部の上に前記バンクを形成することを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の有機EL表示素子の製造方法。
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