JP2020145177A - 有機el表示パネル、及び有機el表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の実施の形態に係る表示パネルは、基板と、前記基板の上面に配された樹脂材料を含む平坦化層と、前記平坦化層上に行列状に配された複数の画素電極と、前記画素電極上に配された有機発光材料を含む発光層と、少なくとも前記発光層の上方を覆い平面方向に連続して配された共通電極と、を備え、前記平坦化層上の行方向に隣り合う前記画素電極の間隙のうちの少なくとも1つの間隙に列方向に延伸して長尺状の凹部が開設されており、前記共通電極は前記平坦化層の前記凹部内において連続して配されており、前記平坦化層の前記凹部内に位置する前記共通電極の上面には列方向に延伸した塗布膜からなる給電補助配線が配されていることを特徴とする。
前記凹部と行方向の両側にそれぞれ隣り合う前記画素電極との間には列方向に延伸して2本の長尺状の列バンクが形成されており、前記平坦化層の前記凹部の深さは前記列バンクの高さよりも大きい構成としてもよい。
本実施の形態に係る有機EL表示パネル10(以後、「表示パネル10」と称する)について、図面を用いて説明する。なお、図面は模式図であって、その縮尺は実際とは異なる場合がある。
図1は、実施の形態1に係る表示パネル10の平面図である。図2は、図1におけるA部の拡大図である。表示パネル10は、有機材料の電界発光現象を利用した有機EL(Electro Luminescence)パネルであって、複数の有機EL素子が、例えば、マトリクス状に配列され構成されている。同図に示すように表示パネル10は、平面視したとき、画像表示領域10aと、画像表示領域10aの基板外方に位置する周辺領域10bとを有する。
画像表示領域10aには、複数の単位画素100eがマトリクス状に配列されている。それぞれの単位画素100eは発光色の異なる複数の副画素100seを含み、1つの副画素100seが1つの有機EL素子100から構成されている。これらの複数の有機EL素子100が表示パネル10の画像表示領域10aにマトリクス状に配列され有機EL素子アレイ100arを構成している。図2に示すように、表示パネル10の画像表示領域10aには、それぞれが画素電極119を有し、R、G、Bの副画素100seを備えた単位画素100eが行列状に配され有機EL素子アレイ100arを構成している。
表示パネル10における有機EL素子100の構成について、図3を用いて説明する。図3は、図2におけるX1−X1で切断した模式断面図である。
[基板100x]
基板100xは表示パネル10の支持部材であり、基材(不図示)と、基材上に形成されたTFT層(不図示)とを有する。
基材上及びTFT層の上面には平坦化層118が設けられている。基板100xの上面に位置する平坦化層118は、TFT層と画素電極119との間の電気的絶縁性を確保すると共に、TFT層の上面に段差が存在してもそれを平坦化して、画素電極119を形成する下地面への影響を抑える機能を持つ。平坦化層118の材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、シロキサン系樹脂、ノボラック型フェノール系樹脂等の有機絶縁材料、SiO(酸化シリコン)やSiN(窒化シリコン)等の無機絶縁材料を用いることができる。平坦化層118には、画素電極119と対応するTFTの副画素回路のソースS1とを接続するためにのコンタクトホール(不図示)が開設されている。
[画素電極119]
基板100xにおける画像表示領域10aの上面に位置する平坦化層118上には、副画素100seに対応して画素電極119が設けられている。
画素電極119上には、ホール注入層120が積層されている。ホール注入層120は、画素電極119から注入されたホールをホール輸送層121へ輸送する機能を有する。
画素電極119、ホール注入層120の端縁を被覆するように絶縁物からなるバンクが形成されている。バンクには、列バンク522Yと行バンク122Xとが格子状に形成されている。列バンク522Y同士の間には、列バンク522Yによって区画された間隙522zが形成され、各間隙522zの底部には、複数の画素電極119がY方向に列設され、その上に機能層としてのホール注入層120、ホール輸送層121、有機発光層123、電子輸送層124が形成されている。列バンク522Yの形状は、列方向に延伸する線状であり、行方向に平行に切った断面は、上方を先細りとする順テーパー台形状である。列バンク522Yは、発光層123をウェット法で形成するときに、発光層123の材料となる有機化合物を含んだインクの行方向への流動を堰き止めて塗布されたインクがあふれ出ないようにする構造物としても機能する。また、列バンク522Yは、行方向の基部により行方向における各副画素100seの発光領域100aの外縁を規定する。
間隙522zR、522zG、522zB内におけるホール注入層120上には、ホール輸送層121が積層される。ホール輸送層121は、ホール注入層120から注入されたホールを発光層123へ輸送する機能を有する。ホール輸送層121は、例えば、ポリフルオレンやその誘導体、あるいはアミン系有機高分子であるポリアリールアミンやその誘導体などの高分子化合物、あるいは、TFB(poly(9、9-di-n-octylfluorene-alt-(1、4-phenylene-((4-sec-butylphenyl)imino)-1、4-phenylene))などを用いることができる。
ホール輸送層121上には、発光層123が積層されている。発光層123は、有機化合物からなる層であり、内部でホールと電子とが注入され再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。列バンク522Yにより規定された間隙522zR、間隙522zG、間隙522zB内では、発光層123は、列方向に延伸するように線状に設けられている。赤色間隙522zR、緑色間隙522zG、青色間隙522zBには、それぞれ各色に発光する発光層123R、123G、123Bが形成されている。
列バンク522Y及び列バンク522Yにより規定された間隙522z内の発光層123上を被覆するように電子輸送層124が積層して形成されている。電子輸送層124は、共通電極125からの電子を発光層123へ輸送するとともに、発光層123への電子の注入を制限する機能を有する。表示パネル10では、少なくとも表示領域全体に連続した状態で形成されている。
電子輸送層124上に、共通電極125が形成されている。共通電極125は、画素電極119と対になって発光層123を挟むことで通電経路を作る。共通電極125は、発光層123へキャリアを供給し、例えば陰極として機能した場合は、発光層123へ電子を供給する。表示パネル10では、共通電極125は各発光層123に共通の電極となっている。共通電極125は、銀(Ag)又はアルミニウム(Al)などを薄膜化した電極を用い形成される。また、金属層に加え、あるいは単独で酸化インジウムスズ(ITO)若しくは酸化インジウム亜鉛(IZO)など光透過性を有する導電材料が用いてもよい。
共通電極125を被覆するように、封止層126が積層形成されている。封止層126は、画素電極119、下層補助配線129Y、ホール注入層120、ホール輸送層121、発光層123、電子輸送層124、共通電極125、補助配線128Y、金属酸化物層1201が水分や空気などに触れて劣化することを抑制するためのものである。封止層126は、共通電極125の上面を覆うように設けられている。また、トップエミッション型の場合においては、ディスプレイとして良好な光取り出し性を確保するために高い透光性を有する、例えば、窒化シリコン(SiN)、酸窒化シリコン(SiON)などの透光性無機材料を用い形成される。また、透光性無機材料の層の上に、アクリル樹脂、シリコン樹脂などの樹脂材料からなる封止樹脂層を設けてもよい。
以下、図3のC部に示す補助配線128Yの形成部分について説明する。
平坦化層118上の行方向に隣り合う画素電極の間隙のうちの少なくとも1つの間隙に列方向に延伸して長尺状の凹部118aが開設されている。本例では、行方向に並んだ自己発光領域100aR、100aG、100aBに対応する3つの副画素100seから構成される単位画素100eに対し、行方向における単位画素100eと単位画素100eとの間の間隙内に凹部118aが開設されている。平坦化層の厚みは、本例では、例えば、約4μmであり、凹部118aの幅は、例えば約15μm、深さは、例えば約3μm、底部に約1μmの残存部分を有する。しかし、凹部118aの深さ、幅は、上記に限られず、内部に形成する補助配線128Yに必要な膜厚に合わせて適宜、調整して形成してもよい。例えば、凹部118aの深さは2μm以上5μm以下としてもよい。
平坦化層118の凹部118a内に位置する共通電極125の上面には列方向に延伸した塗布膜からなる補助配線128Yが配されている。補助配線128Yは、下地となる共通電極125との電気的な接続を図ることにより、共通電極125の電気抵抗を低減するための補助的な配線層である、いわゆるバスバーである。補助配線128Yはシート抵抗が小さい材料として、例えば、銀(Ag)又はアルミニウム(Al)を主成分として含む金属層、合金層から構成することが好適である。ここで、補助配線128Yが、塗布膜からなるとは、補助配線128Yが、印刷法、スピンコート法、インクジェット法などの湿式成膜プロセスを用いて、溶質を含むインクを塗布することにより形成されているとを意味する。
封止層126の上方には、上部基板130の下側の主面にカラーフィルタ層132が形成された前面板131が配されており、接合層127により接合されている。接合層127は、基板100xと前面板131とを貼り合わせるとともに、各層が水分や空気に晒されることを防止する機能を有する。接合層127の材料は、例えば、樹脂接着剤等からなり、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などの透光性材料樹脂材料を採用することができる。
[上部基板130]
接合層127の上に、上部基板130にカラーフィルタ層132が形成された前面板131が設置・接合されている。上部基板130には、トップエミッション型では、例えば、カバーガラス、透明樹脂フィルムなどの光透過性材料が用いられる。また、上部基板130により、表示パネル10の剛性向上、水分や空気などの侵入防止などを図ることができる。
上部基板130には画素の各色自己発光領域100aに対応する位置にカラーフィルタ層132が形成されている。カラーフィルタ層132は、R、G、Bに対応する波長の可視光を透過させるために設けられる透明層であり、各色画素から出射された光を透過させて、その色度を矯正する機能を有する。例えば、本例では、赤色間隙522zR内の発光領域100aR、緑色間隙522zG内の発光領域100aG、青色間隙522zB内の発光領域100aBの上方に、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ層132R、132G、132Bが各々形成されている。カラーフィルタ層132としては、公知の樹脂材料(例えば市販製品として、JSR株式会社製カラーレジスト)等を採用することができる。
上部基板130には、各画素の発光領域100a間の境界に対応する位置に遮光層133が形成されている。遮光層133は、R、G、Bに対応する波長の可視光を透過させないために設けられる黒色樹脂層であって、例えば光吸収性及び遮光性に優れる黒色顔料を含む樹脂材料からなる。例えば、紫外線硬化樹脂(例えば紫外線硬化アクリル樹脂)材料を主成分とし、これに、例えば、カーボンブラック顔料、チタンブラック顔料、金属酸化顔料、有機顔料など遮光性材料の黒色顔料を添加してなる樹脂材料からなる。
図4(a)は、実施の形態の一つの態様における、図1におけるB部の模式平面図である。同図は、画像表示領域10aと周辺領域10b内の一部を示す模式平面図であって、バンク122、発光層123、電子輸送層124、共通電極125、封止層126、前面板131を取り除いた状態を示した図である。図5(a)は、図4(a)におけるX2−X2で切断した模式断面図である。(b)は、図4(a)におけるX3−X3で切断した模式断面図である。
表示パネル10の製造方法について、図6〜10を用いて説明する。図6は、有機EL表示パネル10の製造工程のフローチャートである。図7−10における各図は、表示パネル10の製造における各工程での状態を示す図2(画像表示領域10a)におけるX1−X1と同じ位置で切断した模式断面図である。
複数のTFTや配線(TFT層)を基板100xに形成する(図6におけるステップS1、図7(a))。
基板100xを被覆するように、平坦化層118を形成する。
次に、画素電極119、ホール注入層120の形成を行う。
グを行い、画素電極119、下層補助配線129Yを形成する。また、周辺領域10bでは、金属膜にウエットエッチング処理を施してパターニングを行い、電極板129PLを形成する。
ーニングされた画素電極119及びホール注入層120の積層体と、下層補助配線129Yと金属酸化物層1201の積層体を形成する。また、周辺領域10bでは、同一形状にパターニングされた電極板129PL及び金属酸化物層1201の積層体を形成する(図6:ステップS6、図8(b))。
画像表示領域10aでは、ホール注入層120を形成した後、ホール注入層120を覆うようにバンク122を形成する。バンク122の形成では、先ず、ホール注入層120上に、スピンコート法などを用い、バンク122Xの構成材料(例えば、感光性樹脂材料)からなる膜を積層形成する。そして、樹脂膜をパターニングして行バンク122Xを形成する(図6:ステップS7、図8(c))。
行バンク122X上を含む列バンク522Yにより規定される間隙522z内に形成されたホール注入層120上に対して、ホール輸送層121、発光層123を順に積層形成する。
真空環境下にて電子輸送層成膜前のベークを行う(図6:ステップS11)。これより、平坦化層内の残留水分を除去した後に、平坦化層が再度水分を吸収することを抑止できる。
発光層123を形成した後、表示パネル10の発光エリア全面(画像表示領域10a及び周辺領域10bの一部)にわたって、真空蒸着法などにより電子輸送層124を形成する(図6:ステップS12、図9(b))。
電子輸送層124を形成した後、画像表示領域10aでは電子輸送層124を被覆するように、周辺領域10bでは、同時に、電極板129PLを被覆するように共通電極125を形成する(図6:ステップS13、図9(c))。共通電極125は、金属、金属酸化物を主成分とする膜を、下地層を被覆するように、スパッタリング法、又は真空蒸着法により形成する。
平坦化層118の凹部118a内に位置する共通電極125の上面に列方向に延伸させて塗布膜からなる補助配線128Yを形成する。補助配線128Yは、インクジェット法やグラビア印刷法によるウェットプロセスを用い、銀(Ag)又はアルミニウム(Al)を主成分とした構成材料を含むインクを列バンク522Yにより規定される間隙522zA内にインクが満たされるように塗布した後、溶媒を揮発除去させる。あるいは、焼成することにより、インクの表面を降下させて所定の厚みの配線層として形成される(図6:ステップS14、図9(d))。
共通電極125から基板100xの平坦化層118の基板100の周縁までを被覆するように封止層126を形成する(図6:ステップS15、図10(a))。封止層126は、CVD法、スパッタリング法などを用い形成できる。
次に、基板100xから封止層126までの各層からなる背面パネルに、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などの紫外線硬化型樹脂を主成分とする接合層127の材料を塗布する(図10(b))。
以下、表示パネル10の効果について説明する。
実施の形態に係る表示パネル10を説明したが、本開示は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の実施の形態に何ら限定を受けるものではない。例えば、実施の形態に対して当業者が各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
図11は、変形例1に係る表示パネル10Aを、図2におけるX1−X1と同じ位置で切断した模式断面図である。
図12(a)は、変形例2に係る表示パネル10Bにおける図1のB部と同じ範囲の模式平面図である。
実施の形態1に係る表示パネル10では、発光層123は、行バンク上を列方向に連続して延伸している構成としている。しかしながら、上記構成において、発光層123は、行バンク上において画素ごとに断続している構成としてもよい。
以下では、実施の形態に係る有機EL表示装置1の回路構成について説明する。図15に示すように、有機EL表示装置1は、表示パネル10と、これに接続された駆動制御回路部20とを有して構成されている。駆動制御回路部20は、4つの駆動回路21〜24と制御回路25とにより構成されている。
Lにおける共通電極(カソード)は、接地ラインVcatに接続されている。
引き出され、表示パネル10の外部から接続される走査ラインVscnに接続されている。同様に、各副画素100seのソースS2からソースラインが各々引き出され表示パネ
ル10の外部から接続されるデータラインVdatに接続されている。
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
10、10A、10B、10C 有機EL表示パネル
10a 画像表示領域
10b 周辺領域
100 有機EL素子
100ar 有機EL素子アレイ
100e 単位画素
100R、100B、100G 各色有機EL素子
100se 副画素
100a 自己発光領域
100b 非自己発光領域
100x 基板(TFT基板)
100p 基材
118 平坦化層
118a、118aB 凹部
119 画素電極(反射電極)
120 ホール注入層
121 ホール輸送層
122 バンク
122X、522XB 行バンク
522Y 列バンク
522z(522zR、522zG、522zB、522zA) 間隙
123(123R、123G、123B) 発光層
124 電子輸送層
125 共通電極
126 封止層
127 接合層
128Y、128XB 給電補助配線
129Y、129XB 下層給電補助配線
130 上部基板
131 前面板
132 カラーフィルタ層
133 遮光層
1201 金属酸化物層
Claims (17)
- 基板と、
前記基板の上面に配された樹脂材料を含む平坦化層と、
前記平坦化層上に行列状に配された複数の画素電極と、
前記画素電極上に配された有機発光材料を含む発光層と、
少なくとも前記発光層の上方を覆い平面方向に連続して配された共通電極と、を備え、
前記平坦化層上の行方向に隣り合う前記画素電極の間隙のうちの少なくとも1つの間隙に列方向に延伸して凹部が開設されており、
前記共通電極は前記平坦化層の前記凹部内において連続して配されており、
前記平坦化層の前記凹部内に位置する前記共通電極の上面には列方向に延伸した塗布膜からなる給電補助配線が配されている
有機EL表示パネル。 - さらに、前記平坦化層上における前記凹部と行方向の両側にそれぞれ隣り合う前記画素電極との間には列方向に延伸して2本の列バンクが形成されており、
前記平坦化層の前記凹部の深さは前記列バンクの高さよりも大きい、
請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - さらに、前記平坦化層の前記凹部内であって、前記共通電極の下方には列方向に延伸した蒸着膜からなる下層給電補助配線が配されている
請求項1又は2に記載の有機EL表示パネル。 - さらに、前記平坦化層上には、平面視において前記画素電極が存在する領域の外方において、前記基板の周縁に沿って延在する電極板を備え、
前記平坦化層の前記凹部は、平面視において前記基板の周縁付近まで開設されており、
前記電極板は、前記平坦化層の前記凹部内において連続して配されており、
前記給電補助配線は、平面視において前記電極板の上面まで延在している
請求項1から3の何れか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記共通電極は、平面視において前記電極板の上面まで延在している
請求項1から3の何れか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記平坦化層の前記凹部は、平面視において前記画素電極が存在する領域の外方であって前記電極板より内方に位置する終点まで開設されており、
前記給電補助配線は、平面視において前記終点まで延在し、
前記共通電極は、平面視において前記電極板の上面まで延在している
請求項1から3の何れか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記平坦化層の前記凹部の深さは2μm以上5μm以下であり、
前記給電補助配線は銀を含み、厚さは0.5μm以上2μm以下である
請求項1から6の何れか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記凹部を第1の凹部、前記給電補助配線を第1の給電補助配線とするとき、
さらに、前記平坦化層上の列方向に隣り合う前記画素電極の間隙のうちの少なくとも1つの間隙に行方向に延伸して第2の凹部が開設されており、
前記共通電極は前記平坦化層の前記第2の凹部内において連続して配されており、
前記平坦化層の前記第2の凹部内に位置する前記共通電極の上面には行方向に延伸した塗布膜からなる第2の給電補助配線が配されている
請求項1から7の何れか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第2の凹部及び前記第2の給電補助配線の列方向位置は、前記第2の凹部が開設された間隙を列方向に挟む前記画素電極の行方向の位置によって異なる
請求項8に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第2の凹部及び前記第2の給電補助配線は、列方向において複数の画素電極ごとに配されている
請求項8又は9に記載の有機EL表示パネル。 - 前記平坦化層上における前記第2の凹部と列方向の両側においてそれぞれ隣り合う前記画素電極との間には行方向に延伸して2本の行バンクが形成されており、
前記行バンクの高さは、前記第2の凹部の深さはよりも小さい
請求項8から10の何れか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記画素電極及び前記下層給電補助配線は蒸着膜からなり、
前記画素電極と前記下層給電補助配線とは同一の材料からなる
請求項1から11の何れか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記共通電極は蒸着膜からなり、前記列バンクの上方において連続して形成されている
請求項1から12の何れか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記列バンクを第1の列バンクとするとき、
さらに、前記平坦化層上における行方向に隣り合う前記画素電極と前記画素電極との間には列方向に延伸して第2の列バンクが形成されており、
前記有機発光層は塗布膜からなり、前記第1の列バンクと第2の列バンクとの間隙内及び行方向に隣り合う前記第2の列バンク間の間隙内に列方向に連続して配されている
請求項2に記載の有機EL表示パネル。 - 基板を準備する工程と、
前記基板の上面に配された樹脂材料を含む平坦化層を形成する工程と、
前記平坦化層上に行列状に複数の画素電極を形成する工程と、
前記画素電極上に配された有機発光材料を含む発光層を形成する工程と、
少なくとも前記発光層の上方を覆うように平面方向に連続して共通電極を配する工程とを有し、
前記平坦化層を形成する工程では、前記平坦化層上の行方向に隣り合う前記画素電極の形成されるべき領域の間隙のうちの少なくとも1つの間隙に列方向に延伸して凹部を開設し、
前記共通電極を形成する工程では、前記平坦化層の前記凹部内において連続して前記共通電極を形成し、
さらに、前記共通電極を配する工程の後に、前記平坦化層の前記凹部内に位置する前記共通電極の上面に列方向に延伸した塗布膜からなる給電補助配線を形成する工程を有する
有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記画素電極を形成する工程の後であって、前記発光層を形成する工程の前に、
さらに、前記平坦化層上における前記凹部と行方向の両側にそれぞれ隣り合う前記画素電極との間に列方向に延伸して2本の列バンクを形成する工程を有し、
前記給電補助配線を形成する工程では、前記列バンクの間の間隙に金属材料を含むインクを塗布して乾燥することにより前記給電補助配線を形成する
請求項15に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記画素電極を形成する工程では、さらに、前記平坦化層の前記凹部内であって、前記共通電極の下方には列方向に延伸した蒸着膜からなる下層給電補助配線を形成する
請求項15又は16に記載の有機EL表示パネルの製造方法。
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