JP3698405B2 - 有機エレクトロルミネセンス表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）を用いた表示パネル及びその製造方法、特に、複数種類の発光色の発光部を有する有機ＥＬカラー表示パネル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、有機ＥＬ表示パネルの形成時において、有機ＥＬ媒体層や有機ＥＬ媒体層を成膜した後の電極層をパターニングすることは、電荷注入層や発光層に用いられる有機ＥＬ媒体の耐熱性、耐溶剤性及び耐湿性の低さのために困難である。例えば、一般に薄膜のパターニングに用いられるフォトリソグラフィ法を有機ＥＬ表示パネルのパターニングに用いると、フォトレジスト中の溶剤の侵入、フォトレジストのベーキング処理中の高温雰囲気、フォトレジスト現像液の素子への侵入、又はドライエッチング時のプラズマによるダメージ等の原因により有機ＥＬ素子特性が劣化する問題が生じる。
【０００３】
また、他のパターニング法として、蒸着マスクを用いた蒸着法により有機ＥＬ媒体層や電極層のパターンを形成する方法がある。しかしながら、蒸着マスク及び基板間の間隙において生じる蒸着物の回り込みや、突起物やゴミ等によるシャドーイング等によって有機ＥＬ媒体等のカバレージの不足等が生じる場合があった。これらは、有機ＥＬ表示パネルを動作させる際の電流リークや発光不良等の特性劣化の原因となり、有機ＥＬ表示パネルの高性能化の障害となっていた。
【０００４】
尚、上記したような有機ＥＬ表示パネルとしては、例えば、特開平８−３１５９８１号公報、特開平１０−３１２８８６号公報及び特開平１１−１９４５８５号公報等に開示されているものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高性能な有機ＥＬ表示パネル及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による有機エレクトロルミネセンス表示パネルの製造方法は、基板上に複数種類の発光色の発光部を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルの製造方法であって、基板上に第１電極を形成する工程と、蒸着によって有機層を形成する有機層形成工程と、発光色の種類に応じた発光層の各々を所望領域に形成する発光層形成工程と、第２電極を形成する工程と、を有し、有機層形成工程においては、角度蒸着法によって有機層を形成することを特徴としている。
【０００７】
また、本発明による有機エレクトロルミネセンス表示パネルの製造方法は、基板上に複数種類の発光色の発光部を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルの製造方法であって、基板上に第１電極を形成する工程と、各発光色に共通した第１有機層を蒸着によって各発光領域に同時に形成する第１有機層形成工程と、発光色毎に異なる第２有機層を所望領域に蒸着によって形成する第２有機層形成工程と、発光色の種類に応じた発光層の各々を所望領域に形成する発光層形成工程と、第２電極を形成する工程と、を有し、第１有機層は角度蒸着法によって形成され、第２有機層は角度蒸着法における蒸着角度より小なる角度で蒸着されることを特徴としている。
【０００８】
本発明による有機エレクトロルミネセンス表示パネルは、基板上に複数種類の発光色の発光部を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルであって、基板上に形成された第１電極と、蒸着によって形成された有機層と、各々が発光色の種類に応じて所望領域に形成された発光層と、第２電極と、を有し、有機層は角度蒸着法によって形成されたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明による有機エレクトロルミネセンス表示パネルは、基板上に複数種類の発光色の発光部を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルであって、基板上に形成された第１電極と、蒸着によって各発光領域に同時に一括して形成された第１有機層と、各々が所望領域に形成された発光色毎に異なる第２有機層と、各々が発光色の種類に応じて所望領域に形成された発光層と、第２電極と、を有し、第１有機層は角度蒸着法によって形成され、第２有機層は角度蒸着法における蒸着角度より小なる角度で蒸着されたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例である有機ＥＬ表示パネル及びその製造方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に示す図において、実質的に同等な部分には同一の参照符号を付している。
第１の実施例
図１は、本発明の第１の実施例であるフルカラー有機ＥＬ表示パネル１０の発光画素の配列の１例を模式的に示す平面図である。図に示すように、有機ＥＬ表示パネル１０は、ガラス基板１１上にマトリクス状に配置された、各々が赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、及び青(Ｂ)の発光部１２を含む発光画素１２Ａの複数からなる画像表示配列を有している。
【００１１】
図２は、有機ＥＬ表示パネル１０の一部を模式的に示す斜視図である。図に示すように、この有機ＥＬ表示パネル１０の、例えばガラスからなる透明な基板１１上には、インジウム錫酸化膜（以下、ＩＴＯ膜と称する）等からなる第１電極１３（陽極）が設けられている。第１電極１３は、互いに平行な複数のストライプ状に配列されている。さらに基板１１上から突出する複数の電気絶縁性の隔壁１７が第１電極１３に直交するように基板１１及び第１電極１３上にわたって形成されている。すなわち、隔壁１７は、第１電極１３の一部分を露出せしめるように形成されている。
【００１２】
隔壁１７の間に挟まれた領域には、第１電極１３上に少なくとも１層の有機ＥＬ媒体層１８が形成されている。例えば、有機ＥＬ媒体層１８は、有機ＥＬ発光層の単一層であるか、あるいは有機ＥＬ発光層に加えて有機ホール注入層、有機ホール輸送層、有機電子輸送層、又は有機電子注入層を含んでいる。
有機ＥＬ媒体層１８上には、その伸張方向に沿って第２電極１９（陰極）が形成されている。このように、交差する第１電極１３及び第２電極１９に挟まれた部分が各発光部に対応する。有機ＥＬ媒体層１８上の隣り合う第２電極１９は、隔壁１７によって電気的に分離され互いにショートするのを防止するように形成されている。そのため、図２に示すように、隔壁１７は逆テーパ形状、Ｔ字形状等のオーバーハング形状となるように形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、この単純マトリクス型の有機ＥＬ表示パネル１０の第２電極１９の上には保護膜又は保護基板（図示しない）を設けてもよい。また、上記した有機ＥＬ表示パネル１０において、基板１１及び第１電極１３は共に透明であり、ルミネセンス光は基板側から放射されるので、有機ＥＬ表示パネル１０の発光効率を高めるために第２電極１９上又は保護膜を介して反射膜（図示しない）を設けることが好ましい。また、上記した有機ＥＬ表示パネル１０とは逆に、第２電極１９を透明材料で構成して、ルミネセンス光が第２電極側から放射されるようにすることができる。この場合、発光効率を高めるために第１電極１３の外側に反射膜を設けることが好ましい。
【００１４】
以下に、この有機ＥＬ表示パネル１０の製造工程について説明する。まず、図３に示すように、ガラス等の透明基板１１上に第１電極１３（陽極）としてＩＴＯ等からなる複数のストライプ状導電性透明膜を形成する。導電性透明膜は、例えばフォトリソグラフィ技術によってパターニングすることができる。次に、逆テーパ形状を有する隔壁１７を形成する。隔壁１７は、例えばフォトレジスト等の絶縁体を材料とし、フォトリソグラフィ技術、ドライエッチング又はウェットエッチング等の手法を用いて形成される。
【００１５】
第１電極１３及び隔壁１７を形成した後、有機ＥＬ媒体層１８及び第２電極１９を形成する。尚、以下では、有機ＥＬ媒体層１８としてホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を順次成膜する場合について説明する。
図４は、図３におけるカラー有機ＥＬ表示パネル１０の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、ホール注入層２１及びホール輸送層２２の成膜工程を示している。まず、図４（ａ）に示すように、蒸着法により蒸着マスク２０を用いて所定の層厚となるようにホール注入層２１を成膜する。この際、基板１１の垂直方向に対して所定角度より大なる角度で蒸着する角度蒸着法を用い、蒸着材料を回り込ませ十分なカバレージが得られるようにする。尚、この角度蒸着法における蒸着角度は、例えば、基板１１と蒸着源との距離、角度等の位置関係を変えることによってなすことができる。また、基板を傾斜させて取り付けたり、基板を自公転させる方法を組み合わせて蒸着を行ってもよい。
【００１６】
ホール注入層２１を成膜した後、図４（ｂ）に示すように、ホール輸送層２２を所定の層厚となるように成膜する。ホール輸送層２２の成膜時においても、ホール注入層２１の場合と同様に角度蒸着を行い、十分なカバレージが得られるようにする。
次に、図５に示すように、ホール注入層２１及びホール輸送層２２が成膜された基板１１に蒸着マスク２０を用いて、ＲＧＢの各発光層として用いる各有機材料を各発光領域に選択的に蒸着する。まず、図５（ａ）に示すように、赤色の発光部（Ｒ）に対応する発光領域に成膜用マスク２０の開口部を位置合わせして載置した後、赤の発光有機材料を所定の層厚となるように蒸着して赤の発光層２３を形成する。この際、上記したホール注入層２１及びホール輸送層２２の成膜時と異なり、蒸着物の不要な回り込みを防ぐために基板１１の垂直方向に対して所定角度以下の角度で蒸着を行う。この蒸着角度は、隔壁１７の有無、隔壁１７の高さ又はテーパ角、回り込みのマージン等の成膜条件に応じて定めればよいが、基板１１の略垂直方向であってもよい。
【００１７】
赤の発光層２３を形成した後、図５（ｂ）に示すように、緑色の発光部（Ｇ）に対応する発光領域に成膜用マスク２０の開口部を位置合わせして載置した後、緑の発光有機材料を所定の層厚となるように蒸着して緑の発光層２３を形成する。この際、赤の発光層２３の成膜時と同様に、所定角度以下で蒸着を行う。また、この所定の層厚は緑の発光層２３に適した層厚であればよく、上記した赤の発光層２３の層厚とは通常異なっているが、同一の層厚であってもよい。緑の発光層２３を形成した後、図５（ｃ）に示すように、成膜用マスク２０を位置合わせして赤及び緑の発光層２３の成膜時と同様にして、青の発光層２３を所定の層厚となるように形成する。また、この層厚も青の発光層２３として適した層厚であればよい。
【００１８】
ＲＧＢの各発光層２３を形成した後、電子輸送層２４及び電子注入層２５を順次成膜する。まず、図６（ａ）に示すように、所定の層厚となるように電子輸送層２４を成膜する。この際、ホール注入層２１及びホール輸送層２２の場合と同様に角度蒸着を行い、十分なカバレージが得られるようにする。電子輸送層２４を形成した後、図６（ｂ）に示すように、所定の層厚となるように電子注入層２５を成膜する。この場合も、角度蒸着を行い、十分なカバレージが得られるようにする。
【００１９】
次に、上記した有機媒体層を形成した基板１１上に第２電極（陰極）を形成する。第２電極として、例えばアルミニウム（Ａｌ）を抵抗加熱法により所定の層厚となるように蒸着する。この第２電極の蒸着時には、回り込みによる電気的な短絡を防止するために基板１１の垂直方向に対して所定角度以下、例えば略垂直方向で蒸着を行う。
【００２０】
上記したように、本発明によれば、蒸着物の回り込みやカバレージの不足等の悪影響のない高性能な有機ＥＬ表示パネルを実現することができる。
第２の実施例
上記した第１の実施例では、ＲＧＢの各発光層２３以外の有機媒体層はそれぞれ１度の蒸着工程によって同時に一括して形成されるのに対し、本実施例では、ＲＧＢの各発光領域に対してそれぞれ異なる成膜条件で有機媒体層を形成している。
【００２１】
図７は、本発明の第２の実施例であるフルカラー有機ＥＬ表示パネル１０の製造工程を模式的に示す断面図である。以下に、第１電極１３及び隔壁１７が形成された基板１１上に、第１の有機ＥＬ媒体層としてホール輸送層２２Ａ、２２Ｂを成膜する場合について説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、赤色の発光部（Ｒ）に対応する発光領域に成膜用マスク２０Ａの開口部を位置合わせして載置した後、ホール輸送層２２Ａを所定の層厚となるように蒸着する。このホール輸送層２２Ａの層厚、材料又は組成等は、赤色の発光部に対して最適となるように選ぶのが好ましい。また、この際、蒸着物の回り込みを防ぐために蒸着は基板１１の垂直方向に対して所定角度以下、例えば基板１１の略垂直方向から行われる。
【００２２】
次に、図７（ｂ）に示すように、緑色の発光部（Ｇ）及び青色の発光部（Ｂ）に対応する発光領域に成膜用マスク２０Ｂの開口部を位置合わせして載置した後、ホール輸送層２２Ｂを所定の層厚となるように蒸着する。このホール輸送層２２Ｂの層厚、材料又は組成等は、緑色及び青色の発光部に対して最適となるように選ぶのが好ましい。また、同様に、蒸着は基板１１の垂直方向に対して所定角度以下、例えば基板１１の略垂直方向から行われる。
【００２３】
尚、緑色の発光部（Ｇ）及び青色の発光部（Ｂ）に対してそれぞれ異なる成膜条件で有機媒体層を形成してもよい。また、上記した成膜方法は他の有機媒体層に対しても適用することができる。
上記したように、本発明によれば、各発光領域に対して異なる成膜条件で有機媒体層を形成でき、蒸着物の回り込みやカバレージの不足等の悪影響のない高性能な有機ＥＬ表示パネルを実現することができる。
【００２４】
上記した実施例においては、隔壁を設けた有機ＥＬ表示パネルを例に説明したが、隔壁を設けずに、成膜用マスク又はフォトリソグラフィー技術等を用いてパターン化された有機ＥＬ媒体層を形成する場合にも本発明を適用することができる。
尚、上記した説明における有機ＥＬ媒体層及び電極層の蒸着方法としては、指向性を有する種々の成膜方法又は堆積方法を含む。
【００２５】
また、上記した実施例においては、陽極上に有機ＥＬ媒体層を形成する場合を例に説明したが、陰極上に有機ＥＬ媒体層を形成する場合にも適用可能である。更に、上記した各種の有機ＥＬ媒体層、電極層及びそれらの成膜条件等は例示であり適宜選択及び組み合わせて、又は改変して適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によれば、高性能の有機ＥＬ表示パネルを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例であるフルカラー有機ＥＬ表示パネルの発光画素の配列の１例を模式的に示す平面図である。
【図２】有機ＥＬ表示パネルの一部を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例である有機ＥＬ表示パネルにおける成膜工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施例である有機ＥＬ表示パネルにおけるホール注入層及びホール輸送層の成膜工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例である有機ＥＬ表示パネルにおける発光層の成膜工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例である有機ＥＬ表示パネルにおける電子輸送層及び電子注入層の成膜工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例である有機ＥＬ表示パネルにおけるホール輸送層の成膜工程を示す断面図である。
【主要部分の符号の説明】
１０ 有機ＥＬ表示パネル
１１ 基板
１２ 発光部
１３ 第１電極
１７ 隔壁
１８ 有機ＥＬ媒体層
１９ 第２電極
２０ マスク
２１ ホール注入層
２２ ホール輸送層
２３ 発光層
２４ 電子輸送層
２５ 電子注入層

Claims (20)

1. 基板上に複数種類の発光色の発光部を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルの製造方法であって、
   前記基板上に第１電極を形成する工程と、
   蒸着によって有機層を形成する有機層形成工程と、
   発光色の種類に応じた発光層の各々を所望領域に形成する発光層形成工程と、
   第２電極を形成する工程と、を有し、
   前記有機層形成工程においては、角度蒸着法によって前記有機層を形成し、前記発光層の各々は前記基板の略垂直方向の蒸着角度で蒸着することを特徴とする製造方法。
2. 基板上に複数種類の発光色の発光部を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルの製造方法であって、
   前記基板上に第１電極を形成する工程と、
   各発光色に共通した第１有機層を蒸着によって各発光領域に同時に形成する第１有機層形成工程と、
   発光色毎に異なる第２有機層を所望領域に蒸着によって形成する第２有機層形成工程と、
   発光色の種類に応じた発光層の各々を所望領域に形成する発光層形成工程と、第２電極を形成する工程と、を有し、
   前記第１有機層は角度蒸着法によって形成され、前記第２有機層は前記基板の略垂直方向の蒸着角度で蒸着されることを特徴とする製造方法。
3. 前記第２有機層のうち少なくとも１層は前記第１有機層とは異なる有機材料からなることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. 前記第２有機層の各々は異なる有機材料からなることを特徴とする請求項２又は３に記載の製造方法。
5. 前記第２有機層の各々は同一の有機材料からなりかつ異なる層厚を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の製造方法。
6. 前記第２有機層形成工程は、前記第１有機層形成工程の実行の後に実行されることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１に記載の製造方法。
7. 前記発光層の各々は、前記基板の略垂直方向の蒸着角度で蒸着されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１に記載の製造方法。
8. 前記第２電極は、前記基板の略垂直方向の蒸着角度で蒸着されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１に記載の製造方法。
9. 前記第２有機層はホール輸送層であることを特徴とする請求項２ないし８のいずれか１に記載の製造方法。
10. 前記第２有機層は電子輸送層であることを特徴とする請求項２ないし９のいずれか１に記載の製造方法。
11. 基板上に複数種類の発光色の発光部を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルであって、
    前記基板上に形成された第１電極と、
    蒸着によって形成された有機層と、
    各々が発光色の種類に応じて所望領域に形成された発光層と、
    第２電極と、を有し、
    前記有機層は角度蒸着法によって形成され、前記発光層の各々は前記基板の略垂直方向の蒸着角度で蒸着されたことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示パネル。
12. 基板上に複数種類の発光色の発光部を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルであって、
    前記基板上に形成された第１電極と、
    蒸着によって各発光領域に同時に一括して形成された第１有機層と、
    各々が所望領域に形成された発光色毎に異なる第２有機層と、
    各々が発光色の種類に応じて所望領域に形成された発光層と、
    第２電極と、を有し、
    前記第１有機層は角度蒸着法によって形成され、前記第２有機層は、前記基板の略垂直方向の蒸着角度で蒸着されたことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示パネル。
13. 前記第２有機層のうち少なくとも１層は前記第１有機層とは異なる有機材料からなることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネセンス表示パネル。
14. 前記第２有機層の各々は異なる有機材料からなることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の有機エレクトロルミネセンス表示パネル。
15. 前記第２有機層の各々は同一の有機材料からなりかつ異なる層厚を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の有機エレクトロルミネセンス表示パネル。
16. 前記第２有機層は、前記第１有機層上に形成されたことを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１に記載の有機エレクトロルミネセンス表示パネル。
17. 前記発光層の各々は、前記基板の略垂直方向の蒸着角度で蒸着されたことを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれか１に記載の有機エレクトロルミネセンス表示パネル。
18. 前記第２電極は、前記基板の略垂直方向の蒸着角度で蒸着されたことを特徴とする請求項１１ないし１７のいずれか１に記載の有機エレクトロルミネセンス表示パネル。
19. 前記第２有機層はホール輸送層であることを特徴とする請求項１２ないし１８のいずれか１に記載の有機エレクトロルミネセンス表示パネル。
20. 前記第２有機層は電子輸送層であることを特徴とする請求項１２ないし１９のいずれか１に記載の有機エレクトロルミネセンス表示パネル。

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