JP2014002983A - 有機el表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機EL表示装置の製造方法は、凸状欠陥を覆う修正部を設けること(ステップ242〜243)、塗布により発光層を設けること、を有する。修正部は、絶縁物でありかつ周辺が盛り上がった形状である。修正部上には、発光層の一部が設けられている。有機EL表示装置は、凸状欠陥を覆う修正部と、塗布により設けられた発光層、を備える。修正部は、絶縁物でありかつ周辺が盛り上がった形状である。修正部上には、発光層の一部が設けられている。
【選択図】図24
Description
図1から図3に示されるように、開示された有機EL表示装置10は、TFT基板100、ELデバイス部200およびカラーフィルタ基板300が積層された構成である。ELデバイス部200とカラーフィルタ基板300は、貼合わせ層20によって、接着されている。
図1および図2に示されるように、TFT基板100は、ガラス基板110上に、複数のTFT170部を有する。それぞれのTFT170部は、スイッチングTFT171および駆動TFT172を有する。スイッチングTFT171は、駆動TFT172のオン/オフを切り換える。駆動TFT172は、ELデバイス部200へ供給する電流を制御する。
[1−2−1.平坦化層201]
図3に示されるように、ELデバイス部200は、平坦化層201の一部に開口された領域を介して、TFT基板100と接続されている。具体的には、上層陽極212と下層陽極211とから構成される陽極210が、TFT基板100と接続されている。平坦化層201は、TFT基板100上に設けられる。つまり、平坦化層201によって、TFT基板100に生じた凹凸が緩和される。平坦化層201には、例えば樹脂が用いられる。
陽極210は、平坦化層201を覆う。平坦化層201の開口された領域は、陽極210の一部で埋められている。陽極210は、一例として、下層陽極211と上層陽極212の積層構造である。下層陽極211には、一例としてアルミニウム合金が用いられる。上層陽極212には、一例としてIZO(Indium Zinc Oxide)が用いられる。陽極210は、発光層240からの発光を反射する機能を有する。トップエミッション型の有機EL表示装置において、より高い発光効率を得るためである。
正孔注入層231は、陽極210を覆う。正孔注入層231は、発光層240に正孔を注入する。正孔注入層231のイオン化エネルギーは、陽極210の仕事関数と発光層240のイオン化エネルギーの間になるように選択される。正孔注入層231としては、例えば、フタロシアニン系、オリゴアミン系、デンドリマーアミン系、ポリチオフェン系などの有機材料、金属酸化物などの無機材料が用いられる。正孔注入層231には、一例として、酸化タングステン膜が用いられる。
電子ブロック層232は、正孔注入層231を覆う。電子ブロック層232は、後述される電子注入層251から注入された電子が正孔注入層231まで到達することを抑制する。電子ブロック層232のイオン化エネルギーは、発光層240のイオン化エネルギーより大きい。電子ブロック層232には、一例として、高分子材料が用いられる。
発光層240は、一例として、赤色に発光する赤色発光層241、緑色に発光する緑色発光層242および青色に発光する青色発光層243を有する。図3に示されるように、赤色発光層241、緑色発光層242および青色発光層243のそれぞれは、バンク220によって区画された領域に設けられる。発光層240は、電子ブロック層232と後述される電子注入層251に挟まれている。
電子注入層251は、発光層240とバンク220を覆う。電子注入層251は、発光層240に電子を注入する。電子注入層251の電子親和力は、後述される陰極260の仕事関数と発光層240の電子親和力の間になるように選択される。電子注入層251としては、例えば、金属キレート系、フェナントロリン系、オキサジアゾール系、トリアゾール系などの有機材料、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などの無機材料が用いられる。
陰極260は、電子注入層251を覆う。トップエミッション型の有機EL表示装置においては、表示面側の電極の可視光線透過率を上げることが望まれる。陰極260には、例えば、ITO、IZOなどの透明導電性材料などが用いられる。さらに、陰極260は、透明導電性材料膜の上に金属膜を設けた積層膜としてもよい。金属膜には、例えば、銀(Ag)、アルミニウム(Al)などが用いられる。
封止層271は、陰極260を覆う。封止されていないELデバイス部200は、環境由来の水分や、洗浄による水分などがELデバイス部200の内部に入り込みやすい。入り込んだ水分によって、層の剥離などが発生する場合がある。その結果、正常な発光が得られないなどの欠陥が生じやすくなる。よって、封止層271を設けることが好ましい。封止層271としては、ポリパラキシレン、フッ素樹脂などの有機材料、SiO2、GeO(酸化ゲルマニウム)、Al2O3(酸化アルミニウム)などの酸化物材料、SiON(酸窒化シリコン)、SiNなどの窒化物材料が用いられる。さらに、封止層271は、複数の種類の材料が積層された構成としてもよい。開示されたELデバイス部200においては、一例として、SiNが用いられた。
カラーフィルタ基板300は、光の吸収を利用することにより発光色を変化させる。つまり、カラーフィルタ基板300を光が透過することによって、色純度が向上する。フィルタ320は、顔料などによって、透過光の波長を調整する。
図4に示されるように、有機EL表示装置10は、TFT基板100を作製するステップ1、ELデバイス部200を作製するステップ2およびカラーフィルタ基板300を貼合わせるステップ3を有する。図3に示されるように、ELデバイス部200とカラーフィルタ基板300とは、貼合わせ層20によって貼合わされる。貼合わせ層20として、例えば、UV硬化樹脂が用いられる。貼合わせ層20の膜厚は、10〜30μm程度である。
図5に示されるように、開示されたTFT基板100は、一例として、ステップ11からステップ18の工程によって作製される。
図6に示されるように、ステップ11では、ガラス基板110上にゲート電極101が形成される。例えば、スパッタリング法によって、ガラス基板110上に、Mo膜とCu膜が順に堆積される。Mo膜とCu膜の合計膜厚は、50〜150nm程度である。
図7に示されるように、ステップ12では、ゲート電極101を覆うゲート酸化膜102が形成される。例えば、平行平板方式のプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)によって、SiO2膜が100〜300nm程度の膜厚で形成される。材料には、一例として、SiH4およびN2Oが用いられる。プラズマは、例えば、13.56MHzの高周波が印加されることによって発生する。プラズマ中でSiH4およびN2Oが分解し、クラスター状のSiO2が生成される。SiO2は、プラズマ中で発生するセルフバイアスによって、ガラス基板110上に堆積する。
図8に示されるように、ステップ13では、ゲート酸化膜102上に、半導体層111が形成される。半導体層111として、TAOSが用いられる場合には、一例としてスパッタリング法が用いられる。例えば、組成比In:Ga:Znが1:1:1の割合のターゲット材料が用いられる。ターゲット材を酸素雰囲気中でスパッタすることによって、a−InGaZnO4が成膜される。膜厚は、例えば、30〜150nm程度である。さらに、大気雰囲気中で、200℃〜500℃程度の熱処理をすることによって、TFT特性が改善する。
図9に示されるように、ステップ14では、ゲート酸化膜102および半導体層111上に、第1絶縁層120が形成される。例えば、平行平板方式のプラズマCVDによって、SiO2膜が100〜300nm程度の膜厚で形成される。材料には、一例として、SiH4およびN2Oが用いられる。
図10に示されるように、ステップ15では、第1電極130が形成される。第1電極130は、ゲート電極101および半導体層111におけるソース/ドレインとコンタクトする。まず、第1絶縁層120の所定の領域がフォトリソグラフィーおよびエッチングによって、開口される。つぎに、スパッタリングによって、Cu膜が堆積される。Cu膜の膜厚は、例えば、100〜300nm程度である。つぎに、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって所定のパターンに加工される。以上のように、第1電極130が形成される。前述の第1絶縁層120は、半導体層111と第1電極130とを絶縁する機能を有する。
図11に示されるように、ステップ16では、保護層140が形成される。開示された保護層140は、例えば、第1保護層141と第2保護層142の積層構造である。第1保護層141として、例えば、平行平板方式のプラズマCVDによってSiO2膜が100〜400nm程度の膜厚で形成される。材料には、一例として、SiH4およびN2Oが用いられる。
図12に示されるように、ステップ17では、第2電極150が形成される。第2電極150は、一例として、下層電極151と上層電極152の積層構造である。第2電極150は、第1電極130とコンタクトする。まず、保護層140の所定の領域がフォトリソグラフィーおよびエッチングによって、開口される。
図13に示されるように、ステップ18では、第2絶縁層161が形成される。第2絶縁層161として、例えば、平行平板方式のプラズマCVDによってSiN膜が50〜200nm程度の膜厚で形成される。材料には、一例として、SiH4およびアンモニアが用いられる。
図14に示されるように、開示されたELデバイス部200は、一例として、ステップ21からステップ29の工程によって作製される。
図15に示されるように、ステップ21では、平坦化層201が形成される。平坦化層201として、例えば、感光性樹脂が用いられる。具体的には、ラジカル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物を含有する樹脂組成物、アクリレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物を含有する樹脂組成物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、グリセロールメタクリレート等の多官能アクリレートモノマーを溶解させた樹脂組成物などである。また、上記の樹脂組成物の任意の混合物を使用することもできる。なお、光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有する反応性モノマーを含有している感光性樹脂であれば特に制限はない。感光性樹脂は、溶剤中に分散される。
図16に示されるように、ステップ22では、陽極210が形成される。陽極210は、例えば、下層陽極211と上層陽極212の積層構造である。下層陽極211には、例えば、アルミニウム合金が用いられる。上層陽極212には、例えば、IZOが用いられる。下層陽極211と上層陽極212は、一例として、スパッタリングにより形成される。下層陽極211の膜厚は、例えば、100〜500nm程度である。上層陽極212の膜厚は、例えば、5〜30nm程度である。
図17に示されるように、ステップ23では、正孔注入層231が形成される。正孔注入層231には、一例として、酸化タングステン膜が用いられる。正孔注入層231は、一例としてスパッタリングにより形成される。酸化タングステンの組成はWOx(2≦x≦3)で表される。正孔注入層231の膜厚は、例えば、2〜20nm程度である。
図18に示されるように、ステップ24では、バンク220が形成される。まず、正孔注入層231および陽極210が、画素形状にパターニングされる。具体的には、レジストを使用したフォトリソグラフィーおよびエッチングによって、正孔注入層231および陽極210に開口領域が形成される。
図19に示されるように、ステップ25では、電子ブロック層232が形成される。電子ブロック層232として、例えば、アミン系ポリマーが用いられる。アミン系ポリマーは、例えば、溶剤中に分散されることによって、印刷用インクとなる。印刷用インクは、例えば、インクジェット装置によって、正孔注入層231上に塗布される。つぎに、真空乾燥と熱処理がなされる。熱処理は、150〜250℃程度である。熱処理によって溶剤が揮発する。電子ブロック層232の膜厚は、5〜20nm程度である。
図20に示されるように、ステップ26では、発光層240が形成される。発光層240として、例えば、高分子材料のホストにドーパントが添加された材料が用いられる。高分子材料は、例えば、溶剤中に分散されることによって、印刷用インクとなる。印刷用インクは、例えば、インクジェット装置によって電子ブロック層232上に塗布される。赤色発光層241、緑色発光層242および青色発光層243はそれぞれ別々に塗布される。なお、複数のヘッドを有するインクジェット装置を使用する場合は、赤色発光層241、緑色発光層242および青色発光層243を同時に塗布することもできる。
図21に示されるように、ステップ27では、電子注入層251が形成される。電子注入層251として、例えば、低分子材料にバリウム(Ba)が添加された材料が用いられる。電子注入層251の材料は、例えば、蒸着法によって、発光層240およびバンク220上に形成される。電子注入層251の膜厚は、2〜50nm程度である。また、電子注入層251として、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などの無機材料を用いてもよい。
図22に示されるように、ステップ28では、陰極260が形成される。陰極260として、例えば、ITOが用いられる。陰極260は、スパッタリングによって、電子注入層251上に形成される。陰極260の膜厚は、20〜50nm程度である。
図23に示されるように、ステップ29では、封止層271が形成される。封止層271として、例えば、平行平板方式のプラズマCVDによってSiN膜が500〜800nm程度の膜厚で形成される。材料には、一例として、SiH4およびNH3が用いられる。なお、ステップ27からステップ29を真空中で連続して行うことが好ましい。水分などを含む雰囲気に曝されることが抑制されるからである。
カラーフィルタ基板300は、ガラス基板310上にフィルタ320を有する。フィルタ320は、従来知られているように、フォトリソグラフィーなどによって、形成される。
図24に示されるように、開示されたリペア方法は、ステップ241からステップ243を含む。つまり、開示されたリペア方法は、バンク220の形成と並行して行われる。
ステップ241では、凸状欠陥を検出するために、欠陥検査が行われる。既にTFT基板100上に、ELデバイス部200を構成する要素の一部が設けられているため、欠陥検査には、例えば、パターン検査装置が用いられる。パターン検査装置は、例えば、撮像用のラインセンサカメラ、光源、画像処理用計算機、X−Yステージなどを備える。画像処理用計算機において、撮像された画像のノイズ除去、隣接画素比較、欠陥判定、欠陥位置特定などが行われる。パターン検査装置における画素分解能は、検出対象の大きさによって適宜設定される。最小検出サイズの1/4程度の画素分解能を有することが好ましい。検出された欠陥が凸状であるか凹状であるかは、予め欠陥のタイプとパターン検査装置における画像との相関を取っておくことで判定できる。凸状欠陥の種類としては、例えば、異物付着が上げられる。
ステップ242では、リペアペーストが凸状欠陥に塗布される。リペアペーストは、例えば、絶縁物と、溶剤とを含む。絶縁物は、例えば、絶縁性を有する高分子材料が用いられる。具体的には、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、スチレン系樹脂などが上げられる。溶剤は、リペアペーストに含まれる絶縁物が溶解するものが用いられる。具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(DPMA)、ブチルアセテート、4−メトキシトルエン、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、3−メトキシブタノールなどが上げられる。さらに、上述の溶剤が2種類以上混合されたものを用いることもできる。なお、溶剤は、後述される熱処理(ステップ243)における熱処理温度以下の沸点を有することが好ましい。さらに、リペアペーストは、界面活性剤などの添加剤を含んでもよい。濡れ性が向上するからである。
ステップ243では、塗布されたリペアペーストと、現像されたバンク材料が同時に熱処理される。熱処理には、例えば、抵抗加熱式オーブンが用いられる。熱処理における雰囲気は、一例として大気である。熱処理によって、リペアペースト中の溶剤が揮発する。なお、リペアペーストに含まれる溶剤の種類によっては、ステップ242の終了から、ステップ243に至るまでに、常温常圧下で揮発が進行する場合もある。
開示された有機EL表示装置10の製造方法は、凸状欠陥を覆う修正部222を設けること(ステップ242〜243)、塗布により発光層240を設けること(ステップ26)、を有する。修正部222は、絶縁物でありかつ周辺が盛り上がった形状である。修正部222上には、発光層240の一部が設けられている。
20 貼合わせ層
50 異物
100 TFT基板
101 ゲート電極
102 ゲート酸化膜
110 ガラス基板
111 半導体層
120 第1絶縁層
130 第1電極
140 保護層
141 第1保護層
142 第2保護層
150 第2電極
151 下層電極
152 上層電極
161 第2絶縁層
170 TFT部
171 スイッチングTFT
172 駆動TFT
180 ゲート配線
190 ソース配線
200 ELデバイス部
201 平坦化層
210 陽極
211 下層陽極
212 上層陽極
220 バンク
222 修正部
231 正孔注入層
232 電子ブロック層
240 発光層
241 赤色発光層
242 緑色発光層
243 青色発光層
251 電子注入層
260 陰極
271 封止層
300 カラーフィルタ基板
310 ガラス基板
320 フィルタ
321 赤フィルタ
322 緑フィルタ
323 青フィルタ
Claims (3)
- 凸状欠陥を覆う修正部を設けること、
塗布により発光層を設けること、を有し、
前記修正部は、絶縁物でありかつ周辺が盛り上がった形状であり、
前記修正部上には、前記発光層の一部が設けられている、
有機EL表示装置の製造方法。 - 前記凸状欠陥を覆う修正部を設けること、は、
溶剤と樹脂を含むリペアペーストを、前記凸状欠陥に塗布すること、
前記溶剤を揮発させること、を有する、
請求項1に記載の有機EL表示装置の製造方法。 - 凸状欠陥を覆う修正部と、
塗布により設けられた発光層、を備え、
前記修正部は、絶縁物でありかつ周辺が盛り上がった形状であり、
前記修正部上には、前記発光層の一部が設けられている、
有機EL表示装置。
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