JP4142117B2 - 有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流の注入によって発光する有機化合物材料のエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬという）を利用して、かかる有機ＥＬ材料の薄膜からなる発光層を備えた有機ＥＬ素子の複数をマトリクス状に配置した有機ＥＬディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、有機ＥＬ素子の陰極や有機ＥＬ媒体層をマイクロ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（一般に１００℃以下）、耐溶剤性、耐湿性の低さのため困難である。例えば、通常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素子に用いると、フォトレジスト中の溶剤の素子への侵入や、レジストベーク中の高温雰囲気や、レジスト現像液またはエッチング液の素子への浸入や、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、蒸着マスクを用いてパターニングする方法もあるが、基板及び蒸着間のマスクの密着不良による蒸着物の回り込みや、強制的に基板と蒸着マスクを密着させた場合のマスクとの接触により有機ＥＬ媒体層が傷ついてインジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯという）などからなる陽極と陰極がショートすることや、陰極のストライプ状パターンなど開口部が大きくマスク部が細いパターンの場合にはマスク強度が不足しマスクが撓むこと等の問題により、微細なパターンが形成できない。
【０００４】
現在、有機ＥＬ材料を用いたディスプレイパネルとしては、特開平２−６６８７３号、特開平第５-２７５１７２号、特開平第５-２５８８５９号及び特開平第５-２５８８６０号の公報に開示されているものがある。このフルカラーディスプレイは、交差している行と列において配置された複数の発光画素からなる画像表示配列を有している発光装置である。
【０００５】
この発光装置においては、各々の画素が共通の電気絶縁性の光透過性基板上に配置されている。各行内の画素は、基板上に伸長して配置された共通の光透過性第１電極を含有し且つ該電極によって接合されている。隣接行内の第１電極は、基板上で横方向に間隔をあけて配置されている。有機ＥＬ媒体は、第１電極及び基板によって形成された支持面の上に配置されている。各列の画素は、有機ＥＬ媒体上に配置された共通に伸長した第２電極を含有し且つ該電極によって接続されている。隣接列内の第２電極は、有機ＥＬ媒体上で横方向に間隔をあけて配置されている。この発光装置においては有機ＥＬ媒体を挟んで交差している第１及び第２電極のラインを用いた単純マトリクス型を採用している。
【０００６】
また、特開平第５-２７５１７２号、特開平第５-２５８８５９号及び特開平第５-２５８８６０号開示の技術は、ＩＴＯパターニング後の基板上に平行に配置したストライプ状の数〜数十μｍの高さの隔壁を作製し、その基板に隔壁に対して垂直方向、基板面に対して斜めの方向から有機ＥＬ媒体や陰極材料を蒸着することによりパターニングする方法である。このパターニング方法では、第１電極ライン及び有機ＥＬ媒体の薄膜を、予め基板に設けられている境界の高い壁により所定気体流れを遮って、選択的に斜め真空蒸着して形成する製造方法が採用されている。
【０００７】
この従来技術は基板に垂直な高い壁を設けてその高い壁を蒸着マスクとして使用するというものだが、特にパターンが微細になった場合、断面のアスペクト比（高さ／底辺）の非常に大きな高い壁をレジスト等で形成するのは困難であり、また、その壁形成後の第１及び第２電極ライン及び有機ＥＬ媒体膜の電気的接続及び絶縁の信頼性に不安定要素が大きい。例えば、外部からの導電性材料による接合時の壁の崩壊や、有機ＥＬ媒体膜並びに第１及び第２電極ラインの短絡が発生しやすい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な問題を解決すべくなされ、本発明の目的は、有機ＥＬ媒体層や陰極が素子の特性を劣化することなく信頼性の高い有機ＥＬディスプレイパネルを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の発光部からなる画像表示配列領域を有している有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであって、
表面上にて前記発光部に対応する複数の第１表示電極が形成されかつ複数の端子パッドが前記画像表示配列領域の周縁に形成された基板と、
少なくとも前記第１表示電極の一部分を露出せしめる前記基板上に突出する複数の電気絶縁性の隔壁と、
露出した前記第１表示電極の部分の各々上に形成された少くとも１層の有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜と、
前記有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜上に形成された複数の第２表示電極とからなり、
前記隔壁は、その上部に前記基板に平行な方向に突出するオーバーハング部を有すること、
前記隔壁は、隣接する前記端子パッド間に伸長しかつ前記端子パッド及び前記第２表示電極を電気的に接続する接続領域を画定しかつ前記端子パッド間を絶縁する隔壁端部を有すること、並びに
前記端子パッドは、前記接続領域に電気的に接続されかつ外部から導電材料を接続させる外部端子領域を有することを特徴とする。
【００１０】
上記有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、前記第１表示電極及び第２表示電極は、複数のストライプ状の電極でありかつ互いに直交する位置に配列することもできる。
本発明は、複数の発光部からなる画像表示配列領域を有している有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの製造方法であって、
基板上に、前記発光部に対応する複数の第１表示電極及び前記画像表示配列領域の周縁に複数の端子パッドを形成するパターン工程と、
少なくとも前記第１表示電極の一部分を露出せしめかつ全体が前記基板上から突出しかつその上部に前記基板に平行な方向に突出するオーバーハング部を有し、さらに、隣接する前記端子パッド間に伸長しかつ前記端子パッド及び前記第２表示電極を電気的に接続する接続領域を画定しかつ前記端子パッド間を絶縁する隔壁端部を有する電気絶縁性の隔壁を形成する隔壁形成工程と、
露出した前記第１表示電極の部分の各々上に有機エレクトロルミネッセンス媒体を堆積させ、少くとも１層の有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜を形成する発光層形成工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜の複数及び前記端子パッドの前記接続領域の複数の上に第２表示電極を形成し、前記薄膜及び前記端子パッドを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
上記有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法において、前記隔壁形成工程は、前記基板上に隔壁材料層を成膜し、その上にフォトリソグラフィ法によって少なくとも前記第１表示電極の一部分を露出せしめるレジストマスクを形成し、ドライエッチング法又はウエットエッチング法によって前記オーバーハング部を有する隔壁を食刻する工程を含むこともできる。
【００１２】
このように、有機ＥＬ媒体の例えばストライプ状パターンなど開口部が大きくマスク部が細いパターンの場合にマスク強度が不足する傾向にあるマスクを基板に密着させても、前記隔壁が有機ＥＬ膜の発光層を保護するので、微細なパターンが形成でき発光層に損傷を与えることがなくなり、隔壁及びマスクによりＲＧＢ有機層の分離が確実に行なえ、精度良くＲＧＢの媒体の塗り分けができる。
【００１３】
従来方法では、斜めの蒸着方向に対し垂直な方向にしかパターニングできず、ストライプ状形状しか形成出来ないが、本発明では、ＲＧＢがデルタ配置されたものや、陰極が屈曲もしくは蛇行するようなディスプレイパネルが実現できる。
【００１４】
【実施例】
以下に、本発明による実施例を図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、実施例の有機ＥＬディスプレイパネルはマトリクス状に配置されかつ各々が赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂの発光部からなる発光画素１の複数からなる画像表示配列領域１ａを有している。さらに、複数の端子パッドＰが画像表示配列領域１ａの周縁に形成されている。
【００１５】
この有機ＥＬディスプレイパネルの基板２上の画像表示配列領域１ａには、ＩＴＯなどの高仕事関数の材料からなる複数の島状透明電極３ａ及びこれら島状透明電極を電気的に接続するバスライン３ｂからなる第１表示電極ライン３が設けられている。第１表示電極ライン３は互いに平行な複数のストライプ状に配列されている。バスライン材質は電気的に導通のある、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕなど抵抗率の低い金属が用いられる。後述する第２表示電極ライン９と第１表示電極ライン３特に透明電極が交差する部分で発光部が形成される。
【００１６】
さらに、基板２上から突出する複数の電気絶縁性の隔壁７が、図２に示すように、第１表示電極ライン３に直交するように基板２及び第１表示電極ライン３上にわたって形成されている。すなわち、隔壁形成工程中、隔壁７が少なくとも第１表示電極ライン３の一部分、特に島状透明電極を露出せしめるように、形成される。
【００１７】
隔壁７の上部に基板に平行な方向に突出するオーバーハング部７ａが、隔壁７の伸長方向に沿って形成されている。隔壁７は、その断面が逆テーパ又はＴ字となるオーバーハング部を有している。
露出している第１表示電極ライン３の部分の各々上に、少くとも１層の有機ＥＬ媒体８の薄膜が形成されている。例えば、有機ＥＬ媒体８は、有機発光層の単一層、あるいは有機正孔輸送層、有機発光層及び有機電子輸送層の３層構造の媒体、または有機正孔輸送層及び有機発光層２層構造の媒体などである。
【００１８】
有機ＥＬ媒体８の薄膜上にその伸長方向に沿って第２表示電極ライン９が形成されている。第２表示電極ライン９は、有機ＥＬ媒体８の構成にもよるが、例えば低仕事関数の材料、例えばＡｌ，Ｍｇ，Ｌｉ及びこれらの合金が用いられる。この様に第１及び第２表示電極ラインが交差して挾まれた有機ＥＬ媒体の部分が、発光部に対応する。この実施例の有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、基板及び第１表示電極が透明であり、発光は基板側から放射される。逆に、他の実施例の有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、第２表示電極を透明材料で構成して、発光を第２表示電極側から放射させることもできる。
【００１９】
さらに、画像表示配列領域１ａの周縁部の複数の端子パッドＰの各々において、隔壁７は、図３に示すように、隣接する端子パッドＰ間にまで伸長している隔壁端部７ｂを有している。この隔壁端部７ｂは、端子パッドＰが第２表示電極ライン９に電気的に接続される接続領域Ｐａを、画定するとともに、第２表示電極ライン９の材料から端子パッドＰ間を絶縁する。
【００２０】
また、端子パッドＰは、接続領域Ｐａから伸長しこれに電気的に接続されている外部端子領域Ｐｂを有している。外部端子領域Ｐｂは、ワイアボンディング或るいは異方性導電体を用いた熱圧着等の方法により、外部端子領域Ｐｂに外部から導電材料を電気的に接続させるようになっている。
かかる構造により、オーバーハング部を有する隔壁７は、隔壁頂上の金属流の軒となり、有機ＥＬ媒体８の薄膜とともに第２表示電極ライン９間の短絡を防止し、隔壁端部７ｂも、外部接続時の隔壁の崩壊や、端子パッドＰの短絡を防止できる。この実施例において、有機ＥＬ媒体８の構造を、ＲＧＢの３組でなく、１組あるいは２組にすれば、それぞれ単色ディスプレイパネル、マルチカラーディスプレイパネルが実現できることは明らかである。また、島状透明電極３ａとバスライン３ｂを１つにまとめ、ストライプ状透明電極とすることもできる。
【００２１】
次に、有機ＥＬディスプレイパネル製造工程を説明する。
（第１表示電極ライン形成）
ガラス等の透明基板２を用意し、その主面に、図４に示すように、ＩＴＯなどの高仕事関数の材料からなる複数の島状透明電極３ａをマトリクス状に形成する。次に、図５に示すように、これら島状透明電極３ａを電気的に接続するバスライン３ｂ及び端子パッドＰ，３Ｐを蒸着などにより形成する。バスラインの幅は島状透明電極の幅よりも小とする。第１表示電極ライン３は、例えば、０．３mmピッチ、０．２８mm幅、０．２μｍ膜厚で、複数本平行に成膜する。なお、島状透明電極３ａ，３Ｐ及び端子パッドＰを除き、第１表示電極ライン上を絶縁膜で被覆することもできる。
（隔壁形成）
図６に示すように、隔壁形成工程では、隔壁材料の非感光性のポリイミド７０を、例えばスピンコート法で３μｍ膜厚に透明基板２の第１表示電極３上に形成し、さらに隔壁の上部のオーバーハング部の材料のＳｉＯ2７１を、ポリイミド膜７０上に例えばスパッタ法で０．５μｍ膜厚に形成する。
【００２２】
次に、ＳｉＯ2膜７１上に、隔壁パターンとして、フォトレジストをスピンコートで例えば１μｍ膜厚に成膜し例えば２０μｍの幅のフォトレジストリッジ７２を残すように、通常のフォトリソグラフィ法等の手法を用いてフォトレジストパターンを形成する。
続いて図７に示すように、該フォトレジストリッジ７２をマスクとして、リアクティブイオンエッチング等を手法を用いてＳｉＯ2膜７１をフォトレジストと同一の隔壁パターン形状にエッチングする。
【００２３】
その後、２段階エッチングプロセスを行う。第１に、Ｏ2などのガスを用いてリアクティブイオンエッチング（異方性エッチング）を行い、ポリイミド膜７０をアンダーカットがないように垂直にドライエッチングする。図８に示すように、第２に、アルカリ溶液で３０秒間程度あるいは、１〜２分間ウエットエッチングを行いポリイミド膜７０の側面７０ａを等方的にエッチングする。ドライエッチング及びウエットエッチングを用いて、ポリイミド膜７０の隔壁本体及びその上部に基板に平行な方向に突出するオーバーハング部７ａのＳｉＯ2膜７１からなる断面が略Ｔ字型又は逆テーパ（逆等脚台形）の隔壁７を形成する。この様にして、少なくとも第１表示電極の一部分、特に透明電極を露出せしめかつ全体が基板上から突出しかつその上部に基板に平行な方向に突出するオーバーハング部を形成する。
【００２４】
図９に示すように、隔壁７は、隣接する端子パッドＰ間にまで伸長し端子パッド間を絶縁する隔壁端部７ｂを形成するようなパターンで形成される。この隣接する隔壁端部７ｂの一対は、端子パッドと後の工程で形成される第２表示電極とが電気的に接続する接続領域Ｐａを画定する。
尚、ポリイミドはそのイミド化する前の前駆体をも含み、前駆体の場合は約３００℃で硬化せしめポリイミド構造とする。しかし、強度その他不都合がなければ、その物質を硬化させなくても構わない。また、ポリイミド及びＳｉＯ2の代わりの材質としては、下部の隔壁材料と上部のオーバーハング部の材料がそれぞれエッチングされる際に、これら自体がエッチングされない絶縁物であれば何でもよく、有機ＥＬ媒体の成膜前に強度を保持できる電気絶縁性物質を用いることが出来る。
【００２５】
隔壁７の基板からの高さは、後に形成される第２表示電極の陰極９とＩＴＯ電極３が電気的に短絡されない様な高さであればいくらでもよい。具体的には１μｍ以上１０μｍ以下が望ましい。またＴ字の横方向のオーバーハング部７ａも同様の理由で、片側約１μｍ幅以上で０．２μｍ以上程度の膜厚があれば十分である。
（発光層形成）
その後、図１０に示すように、まず、成膜用マスク３０の穴部３１を、隔壁７間の露出したＩＴＯ電極３に位置合わせした後、隔壁上にマスクを載置して、１番目（例えば赤色）の有機ＥＬ媒体８ａを例えば蒸着などの方法を用いて所定厚さに成膜する。基板は有機ＥＬ媒体の蒸気流Ｖに対して自由な角度で傾斜させて成膜を行い、例えばこの蒸着は基板を自公転させたり、複数の蒸発源を用いて種々の方向から蒸気流Ｖを流したりして、蒸気流Ｖを逆テーパーの隔壁の根本付近まで回り込ませる。これは、後に陰極材料を蒸着した際、陰極が有機ＥＬ媒体層をはみ出して、ＩＴＯ陽極とショートするのを防ぐためである。よって、基板を回転させて、蒸気流が隔壁のオーバーハング部を回り込む様にすることが好ましい。
【００２６】
次に、例えば成膜用マスクをずらして位置合わせをした後、同様に、隔壁上にマスクを載置して２番目（例えば緑色）、３番目（例えば青色）の有機ＥＬ媒体を所定膜厚に順次成膜する。このように、１つの開口が１つの第１表示電極上からその隣接する第１表示電極上へ配置されるようにマスクを順次移動せしめる発光層形成工程を順次繰り返す。
【００２７】
ＲＧＢ３種類の有機ＥＬ媒体を所定の個所に成膜した後、成膜用マスクを取り除き、図１１に示すように、露出した第１表示電極ライン３の透明電極部分の各々上に有機ＥＬ媒体８を堆積させ、少くとも１層の有機ＥＬ媒体の薄膜を形成する。
（第２表示電極形成）
その後、図１２に示すように、電極成膜用マスク４０の穴部４１を、有機ＥＬ媒体８及び隔壁７を含む画像表示配列領域１ａ並びにこの隣接する隔壁端部７ｂの一対に画定された端子パッドの接続領域Ｐａに、位置合わせした後、隔壁上にマスクを載置して、ステップカバレッジのない方法（例えば蒸着等）により、金属蒸気を、基板の略垂直に真上から、３種類の有機ＥＬ媒体薄膜の各々の上に所定厚に被着させ、第２表示電極の陰極９を形成する。すなわち、電極成膜用マスク４０が画像表示配列領域１ａ周縁の接続領域Ｐａを除く端子パッドＰを被い隠すようにして、第２表示電極形成が行われる。また、被い隠された端子パッドＰは、接続領域Ｐａから伸長しこれに電気的に接続されている外部端子領域Ｐｂとなる。外部端子領域Ｐｂは、隔壁端部７ｂよりさらに伸長しているので、ワイアボンディング或るいは異方性導電体を用いた熱圧着等の方法により、外部端子領域Ｐｂに外部から導電材料を電気的に接続させるような場合でも、隔壁端部７ｂが破壊されることはない。所定厚さに第２表示電極を成膜する工程では、隔壁７の頂上及びオーバーハング部は、金属蒸気流れに対して屋根及び軒となり、図１３に示すように、隔壁７の頂上及びオーバーハング部上に堆積した金属膜５０が第２表示電極９から離れているので、有機ＥＬ媒体８の薄膜とともに第２表示電極ライン９間の短絡を防止できる。また、金属蒸気の垂直入射により、隔壁のオーバーハング部７ａで複数の陰極９が分断され、電気的に絶縁されだけでなく、金属蒸気流が隔壁のオーバーハング部７ａを回り込む程度が、有機ＥＬ媒体材料粒子流の回り込む程度よりも小さいので、有機ＥＬ媒体８が陰極９からはみ出し、陰極９とＩＴＯ陽極３とのショ−トを生じさせない。この電気的に導通する陰極９の膜厚は、支障のない限り厚く被着させても構わない。
【００２８】
このようにして、有機ＥＬ媒体の薄膜の複数及び端子パッドの接続領域の複数の上に第２表示電極を形成したあと、防湿処理及び封止して有機ＥＬフルカラーヂスプレイが得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、有機ＥＬ媒体層及び電極が素子の特性を劣化することなく信頼性の高い有機ＥＬディスプレイパネルを得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による有機ＥＬディスプレイパネルの概略部分拡大平面図。
【図２】 本発明による有機ＥＬディスプレイパネルの概略部分断面図。
【図３】 本発明による有機ＥＬディスプレイパネルの概略一部切欠拡大部分斜視図。
【図４】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図５】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図６】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分拡大断面図。
【図７】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分拡大断面図。
【図８】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分拡大断面図。
【図９】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図１０】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分断面図。
【図１１】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図１２】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の第１表示電極ラインに垂直な概略部分断面図。
【図１３】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【主要部分の符号の説明】
１ 発光画素
２ 基板
３ 第１表示電極ライン
３ａ 島状透明電極
３ｂ バスライン
７ 隔壁
７ａ オーバーハング部
７ｂ 隔壁端部
８ 有機ＥＬ媒体
９ 第２表示電極ライン
Ｐ，３Ｐ 端子パッド
Ｐａ 接続領域
Ｐｂ 外部端子領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流の注入によって発光する有機化合物材料のエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬという）を利用して、かかる有機ＥＬ材料の薄膜からなる発光層を備えた有機ＥＬ素子の複数をマトリクス状に配置した有機ＥＬディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、有機ＥＬ素子の陰極や有機ＥＬ媒体層をマイクロ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（一般に１００℃以下）、耐溶剤性、耐湿性の低さのため困難である。例えば、通常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素子に用いると、フォトレジスト中の溶剤の素子への侵入や、レジストベーク中の高温雰囲気や、レジスト現像液またはエッチング液の素子への浸入や、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、蒸着マスクを用いてパターニングする方法もあるが、基板及び蒸着間のマスクの密着不良による蒸着物の回り込みや、強制的に基板と蒸着マスクを密着させた場合のマスクとの接触により有機ＥＬ媒体層が傷ついてインジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯという）などからなる陽極と陰極がショートすることや、陰極のストライプ状パターンなど開口部が大きくマスク部が細いパターンの場合にはマスク強度が不足しマスクが撓むこと等の問題により、微細なパターンが形成できない。
【０００４】
現在、有機ＥＬ材料を用いたディスプレイパネルとしては、特開平２−６６８７３号、特開平第５-２７５１７２号、特開平第５-２５８８５９号及び特開平第５-２５８８６０号の公報に開示されているものがある。このフルカラーディスプレイは、交差している行と列において配置された複数の発光画素からなる画像表示配列を有している発光装置である。
【０００５】
この発光装置においては、各々の画素が共通の電気絶縁性の光透過性基板上に配置されている。各行内の画素は、基板上に伸長して配置された共通の光透過性第１電極を含有し且つ該電極によって接合されている。隣接行内の第１電極は、基板上で横方向に間隔をあけて配置されている。有機ＥＬ媒体は、第１電極及び基板によって形成された支持面の上に配置されている。各列の画素は、有機ＥＬ媒体上に配置された共通に伸長した第２電極を含有し且つ該電極によって接続されている。隣接列内の第２電極は、有機ＥＬ媒体上で横方向に間隔をあけて配置されている。この発光装置においては有機ＥＬ媒体を挟んで交差している第１及び第２電極のラインを用いた単純マトリクス型を採用している。
【０００６】
また、特開平第５-２７５１７２号、特開平第５-２５８８５９号及び特開平第５-２５８８６０号開示の技術は、ＩＴＯパターニング後の基板上に平行に配置したストライプ状の数〜数十μｍの高さの隔壁を作製し、その基板に隔壁に対して垂直方向、基板面に対して斜めの方向から有機ＥＬ媒体や陰極材料を蒸着することによりパターニングする方法である。このパターニング方法では、第１電極ライン及び有機ＥＬ媒体の薄膜を、予め基板に設けられている境界の高い壁により所定気体流れを遮って、選択的に斜め真空蒸着して形成する製造方法が採用されている。
【０００７】
この従来技術は基板に垂直な高い壁を設けてその高い壁を蒸着マスクとして使用するというものだが、特にパターンが微細になった場合、断面のアスペクト比（高さ／底辺）の非常に大きな高い壁をレジスト等で形成するのは困難であり、また、その壁形成後の第１及び第２電極ライン及び有機ＥＬ媒体膜の電気的接続及び絶縁の信頼性に不安定要素が大きい。例えば、外部からの導電性材料による接合時の壁の崩壊や、有機ＥＬ媒体膜並びに第１及び第２電極ラインの短絡が発生しやすい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な問題を解決すべくなされ、本発明の目的は、有機ＥＬ媒体層や陰極が素子の特性を劣化することなく信頼性の高い有機ＥＬディスプレイパネルを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の発光部からなる画像表示配列領域を有している有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであって、
表面上にて前記発光部に対応する複数の第１表示電極が形成されかつ複数の端子パッドが前記画像表示配列領域の周縁に形成された基板と、
少なくとも前記第１表示電極の一部分を露出せしめる前記基板上に突出する複数の電気絶縁性の隔壁と、
露出した前記第１表示電極の部分の各々上に形成された少くとも１層の有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜と、
前記有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜上に形成された複数の第２表示電極とからなり、
前記隔壁は、その上部に前記基板に平行な方向に突出するオーバーハング部を有すること、
前記隔壁は、隣接する前記端子パッド間に伸長しかつ前記端子パッド及び前記第２表示電極を電気的に接続する接続領域を画定しかつ前記端子パッド間を絶縁する隔壁端部を有すること、並びに
前記端子パッドは、前記接続領域に電気的に接続されかつ外部から導電材料を接続させる外部端子領域を有することを特徴とする。
【００１０】
上記有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、前記第１表示電極及び第２表示電極は、複数のストライプ状の電極でありかつ互いに直交する位置に配列することもできる。
本発明は、複数の発光部からなる画像表示配列領域を有している有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの製造方法であって、
基板上に、前記発光部に対応する複数の第１表示電極及び前記画像表示配列領域の周縁に複数の端子パッドを形成するパターン工程と、
少なくとも前記第１表示電極の一部分を露出せしめかつ全体が前記基板上から突出しかつその上部に前記基板に平行な方向に突出するオーバーハング部を有し、さらに、隣接する前記端子パッド間に伸長しかつ前記端子パッド及び前記第２表示電極を電気的に接続する接続領域を画定しかつ前記端子パッド間を絶縁する隔壁端部を有する電気絶縁性の隔壁を形成する隔壁形成工程と、
露出した前記第１表示電極の部分の各々上に有機エレクトロルミネッセンス媒体を堆積させ、少くとも１層の有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜を形成する発光層形成工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜の複数及び前記端子パッドの前記接続領域の複数の上に第２表示電極を形成し、前記薄膜及び前記端子パッドを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
上記有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法において、前記隔壁形成工程は、前記基板上に隔壁材料層を成膜し、その上にフォトリソグラフィ法によって少なくとも前記第１表示電極の一部分を露出せしめるレジストマスクを形成し、ドライエッチング法又はウエットエッチング法によって前記オーバーハング部を有する隔壁を食刻する工程を含むこともできる。
【００１２】
このように、有機ＥＬ媒体の例えばストライプ状パターンなど開口部が大きくマスク部が細いパターンの場合にマスク強度が不足する傾向にあるマスクを基板に密着させても、前記隔壁が有機ＥＬ膜の発光層を保護するので、微細なパターンが形成でき発光層に損傷を与えることがなくなり、隔壁及びマスクによりＲＧＢ有機層の分離が確実に行なえ、精度良くＲＧＢの媒体の塗り分けができる。
【００１３】
従来方法では、斜めの蒸着方向に対し垂直な方向にしかパターニングできず、ストライプ状形状しか形成出来ないが、本発明では、ＲＧＢがデルタ配置されたものや、陰極が屈曲もしくは蛇行するようなディスプレイパネルが実現できる。
【００１４】
【実施例】
以下に、本発明による実施例を図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、実施例の有機ＥＬディスプレイパネルはマトリクス状に配置されかつ各々が赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂの発光部からなる発光画素１の複数からなる画像表示配列領域１ａを有している。さらに、複数の端子パッドＰが画像表示配列領域１ａの周縁に形成されている。
【００１５】
この有機ＥＬディスプレイパネルの基板２上の画像表示配列領域１ａには、ＩＴＯなどの高仕事関数の材料からなる複数の島状透明電極３ａ及びこれら島状透明電極を電気的に接続するバスライン３ｂからなる第１表示電極ライン３が設けられている。第１表示電極ライン３は互いに平行な複数のストライプ状に配列されている。バスライン材質は電気的に導通のある、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕなど抵抗率の低い金属が用いられる。後述する第２表示電極ライン９と第１表示電極ライン３特に透明電極が交差する部分で発光部が形成される。
【００１６】
さらに、基板２上から突出する複数の電気絶縁性の隔壁７が、図２に示すように、第１表示電極ライン３に直交するように基板２及び第１表示電極ライン３上にわたって形成されている。すなわち、隔壁形成工程中、隔壁７が少なくとも第１表示電極ライン３の一部分、特に島状透明電極を露出せしめるように、形成される。
【００１７】
隔壁７の上部に基板に平行な方向に突出するオーバーハング部７ａが、隔壁７の伸長方向に沿って形成されている。隔壁７は、その断面が逆テーパ又はＴ字となるオーバーハング部を有している。
露出している第１表示電極ライン３の部分の各々上に、少くとも１層の有機ＥＬ媒体８の薄膜が形成されている。例えば、有機ＥＬ媒体８は、有機発光層の単一層、あるいは有機正孔輸送層、有機発光層及び有機電子輸送層の３層構造の媒体、または有機正孔輸送層及び有機発光層２層構造の媒体などである。
【００１８】
有機ＥＬ媒体８の薄膜上にその伸長方向に沿って第２表示電極ライン９が形成されている。第２表示電極ライン９は、有機ＥＬ媒体８の構成にもよるが、例えば低仕事関数の材料、例えばＡｌ，Ｍｇ，Ｌｉ及びこれらの合金が用いられる。この様に第１及び第２表示電極ラインが交差して挾まれた有機ＥＬ媒体の部分が、発光部に対応する。この実施例の有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、基板及び第１表示電極が透明であり、発光は基板側から放射される。逆に、他の実施例の有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、第２表示電極を透明材料で構成して、発光を第２表示電極側から放射させることもできる。
【００１９】
さらに、画像表示配列領域１ａの周縁部の複数の端子パッドＰの各々において、隔壁７は、図３に示すように、隣接する端子パッドＰ間にまで伸長している隔壁端部７ｂを有している。この隔壁端部７ｂは、端子パッドＰが第２表示電極ライン９に電気的に接続される接続領域Ｐａを、画定するとともに、第２表示電極ライン９の材料から端子パッドＰ間を絶縁する。
【００２０】
また、端子パッドＰは、接続領域Ｐａから伸長しこれに電気的に接続されている外部端子領域Ｐｂを有している。外部端子領域Ｐｂは、ワイアボンディング或るいは異方性導電体を用いた熱圧着等の方法により、外部端子領域Ｐｂに外部から導電材料を電気的に接続させるようになっている。
かかる構造により、オーバーハング部を有する隔壁７は、隔壁頂上の金属流の軒となり、有機ＥＬ媒体８の薄膜とともに第２表示電極ライン９間の短絡を防止し、隔壁端部７ｂも、外部接続時の隔壁の崩壊や、端子パッドＰの短絡を防止できる。この実施例において、有機ＥＬ媒体８の構造を、ＲＧＢの３組でなく、１組あるいは２組にすれば、それぞれ単色ディスプレイパネル、マルチカラーディスプレイパネルが実現できることは明らかである。また、島状透明電極３ａとバスライン３ｂを１つにまとめ、ストライプ状透明電極とすることもできる。
【００２１】
次に、有機ＥＬディスプレイパネル製造工程を説明する。
（第１表示電極ライン形成）
ガラス等の透明基板２を用意し、その主面に、図４に示すように、ＩＴＯなどの高仕事関数の材料からなる複数の島状透明電極３ａをマトリクス状に形成する。次に、図５に示すように、これら島状透明電極３ａを電気的に接続するバスライン３ｂ及び端子パッドＰ，３Ｐを蒸着などにより形成する。バスラインの幅は島状透明電極の幅よりも小とする。第１表示電極ライン３は、例えば、０．３mmピッチ、０．２８mm幅、０．２μｍ膜厚で、複数本平行に成膜する。なお、島状透明電極３ａ，３Ｐ及び端子パッドＰを除き、第１表示電極ライン上を絶縁膜で被覆することもできる。
（隔壁形成）
図６に示すように、隔壁形成工程では、隔壁材料の非感光性のポリイミド７０を、例えばスピンコート法で３μｍ膜厚に透明基板２の第１表示電極３上に形成し、さらに隔壁の上部のオーバーハング部の材料のＳｉＯ2７１を、ポリイミド膜７０上に例えばスパッタ法で０．５μｍ膜厚に形成する。
【００２２】
次に、ＳｉＯ2膜７１上に、隔壁パターンとして、フォトレジストをスピンコートで例えば１μｍ膜厚に成膜し例えば２０μｍの幅のフォトレジストリッジ７２を残すように、通常のフォトリソグラフィ法等の手法を用いてフォトレジストパターンを形成する。
続いて図７に示すように、該フォトレジストリッジ７２をマスクとして、リアクティブイオンエッチング等を手法を用いてＳｉＯ2膜７１をフォトレジストと同一の隔壁パターン形状にエッチングする。
【００２３】
その後、２段階エッチングプロセスを行う。第１に、Ｏ2などのガスを用いてリアクティブイオンエッチング（異方性エッチング）を行い、ポリイミド膜７０をアンダーカットがないように垂直にドライエッチングする。図８に示すように、第２に、アルカリ溶液で３０秒間程度あるいは、１〜２分間ウエットエッチングを行いポリイミド膜７０の側面７０ａを等方的にエッチングする。ドライエッチング及びウエットエッチングを用いて、ポリイミド膜７０の隔壁本体及びその上部に基板に平行な方向に突出するオーバーハング部７ａのＳｉＯ2膜７１からなる断面が略Ｔ字型又は逆テーパ（逆等脚台形）の隔壁７を形成する。この様にして、少なくとも第１表示電極の一部分、特に透明電極を露出せしめかつ全体が基板上から突出しかつその上部に基板に平行な方向に突出するオーバーハング部を形成する。
【００２４】
図９に示すように、隔壁７は、隣接する端子パッドＰ間にまで伸長し端子パッド間を絶縁する隔壁端部７ｂを形成するようなパターンで形成される。この隣接する隔壁端部７ｂの一対は、端子パッドと後の工程で形成される第２表示電極とが電気的に接続する接続領域Ｐａを画定する。
尚、ポリイミドはそのイミド化する前の前駆体をも含み、前駆体の場合は約３００℃で硬化せしめポリイミド構造とする。しかし、強度その他不都合がなければ、その物質を硬化させなくても構わない。また、ポリイミド及びＳｉＯ2の代わりの材質としては、下部の隔壁材料と上部のオーバーハング部の材料がそれぞれエッチングされる際に、これら自体がエッチングされない絶縁物であれば何でもよく、有機ＥＬ媒体の成膜前に強度を保持できる電気絶縁性物質を用いることが出来る。
【００２５】
隔壁７の基板からの高さは、後に形成される第２表示電極の陰極９とＩＴＯ電極３が電気的に短絡されない様な高さであればいくらでもよい。具体的には１μｍ以上１０μｍ以下が望ましい。またＴ字の横方向のオーバーハング部７ａも同様の理由で、片側約１μｍ幅以上で０．２μｍ以上程度の膜厚があれば十分である。
（発光層形成）
その後、図１０に示すように、まず、成膜用マスク３０の穴部３１を、隔壁７間の露出したＩＴＯ電極３に位置合わせした後、隔壁上にマスクを載置して、１番目（例えば赤色）の有機ＥＬ媒体８ａを例えば蒸着などの方法を用いて所定厚さに成膜する。基板は有機ＥＬ媒体の蒸気流Ｖに対して自由な角度で傾斜させて成膜を行い、例えばこの蒸着は基板を自公転させたり、複数の蒸発源を用いて種々の方向から蒸気流Ｖを流したりして、蒸気流Ｖを逆テーパーの隔壁の根本付近まで回り込ませる。これは、後に陰極材料を蒸着した際、陰極が有機ＥＬ媒体層をはみ出して、ＩＴＯ陽極とショートするのを防ぐためである。よって、基板を回転させて、蒸気流が隔壁のオーバーハング部を回り込む様にすることが好ましい。
【００２６】
次に、例えば成膜用マスクをずらして位置合わせをした後、同様に、隔壁上にマスクを載置して２番目（例えば緑色）、３番目（例えば青色）の有機ＥＬ媒体を所定膜厚に順次成膜する。このように、１つの開口が１つの第１表示電極上からその隣接する第１表示電極上へ配置されるようにマスクを順次移動せしめる発光層形成工程を順次繰り返す。
【００２７】
ＲＧＢ３種類の有機ＥＬ媒体を所定の個所に成膜した後、成膜用マスクを取り除き、図１１に示すように、露出した第１表示電極ライン３の透明電極部分の各々上に有機ＥＬ媒体８を堆積させ、少くとも１層の有機ＥＬ媒体の薄膜を形成する。
（第２表示電極形成）
その後、図１２に示すように、電極成膜用マスク４０の穴部４１を、有機ＥＬ媒体８及び隔壁７を含む画像表示配列領域１ａ並びにこの隣接する隔壁端部７ｂの一対に画定された端子パッドの接続領域Ｐａに、位置合わせした後、隔壁上にマスクを載置して、ステップカバレッジのない方法（例えば蒸着等）により、金属蒸気を、基板の略垂直に真上から、３種類の有機ＥＬ媒体薄膜の各々の上に所定厚に被着させ、第２表示電極の陰極９を形成する。すなわち、電極成膜用マスク４０が画像表示配列領域１ａ周縁の接続領域Ｐａを除く端子パッドＰを被い隠すようにして、第２表示電極形成が行われる。また、被い隠された端子パッドＰは、接続領域Ｐａから伸長しこれに電気的に接続されている外部端子領域Ｐｂとなる。外部端子領域Ｐｂは、隔壁端部７ｂよりさらに伸長しているので、ワイアボンディング或るいは異方性導電体を用いた熱圧着等の方法により、外部端子領域Ｐｂに外部から導電材料を電気的に接続させるような場合でも、隔壁端部７ｂが破壊されることはない。所定厚さに第２表示電極を成膜する工程では、隔壁７の頂上及びオーバーハング部は、金属蒸気流れに対して屋根及び軒となり、図１３に示すように、隔壁７の頂上及びオーバーハング部上に堆積した金属膜５０が第２表示電極９から離れているので、有機ＥＬ媒体８の薄膜とともに第２表示電極ライン９間の短絡を防止できる。また、金属蒸気の垂直入射により、隔壁のオーバーハング部７ａで複数の陰極９が分断され、電気的に絶縁されだけでなく、金属蒸気流が隔壁のオーバーハング部７ａを回り込む程度が、有機ＥＬ媒体材料粒子流の回り込む程度よりも小さいので、有機ＥＬ媒体８が陰極９からはみ出し、陰極９とＩＴＯ陽極３とのショ−トを生じさせない。この電気的に導通する陰極９の膜厚は、支障のない限り厚く被着させても構わない。
【００２８】
このようにして、有機ＥＬ媒体の薄膜の複数及び端子パッドの接続領域の複数の上に第２表示電極を形成したあと、防湿処理及び封止して有機ＥＬフルカラーヂスプレイが得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、有機ＥＬ媒体層及び電極が素子の特性を劣化することなく信頼性の高い有機ＥＬディスプレイパネルを得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による有機ＥＬディスプレイパネルの概略部分拡大平面図。
【図２】 本発明による有機ＥＬディスプレイパネルの概略部分断面図。
【図３】 本発明による有機ＥＬディスプレイパネルの概略一部切欠拡大部分斜視図。
【図４】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図５】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図６】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分拡大断面図。
【図７】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分拡大断面図。
【図８】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分拡大断面図。
【図９】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図１０】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分断面図。
【図１１】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【図１２】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の第１表示電極ラインに垂直な概略部分断面図。
【図１３】 本発明による実施例の有機ＥＬディスプレイパネル製造工程における基板の概略部分斜視図。
【主要部分の符号の説明】
１ 発光画素
２ 基板
３ 第１表示電極ライン
３ａ 島状透明電極
３ｂ バスライン
７ 隔壁
７ａ オーバーハング部
７ｂ 隔壁端部
８ 有機ＥＬ媒体
９ 第２表示電極ライン
Ｐ，３Ｐ 端子パッド
Ｐａ 接続領域
Ｐｂ 外部端子領域
Claims (6)
- 複数の発光部からなる画像表示配列領域を有している有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルであって、表面上にて前記発光部に対応する複数の第１表示電極が形成されかつ複数の端子パッドが前記画像表示配列領域の周縁に形成された基板と、少なくとも前記第１表示電極の一部分を露出せしめる前記基板上に突出する複数の電気絶縁性の隔壁と、露出した前記第１表示電極の部分の各々上に形成された少なくとも１層の有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜と、前記有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜上に形成された複数の第２表示電極とからなり、前記隔壁は、その上部に前記基板に平行な方向に突出するオーバーハング部を有すること、前記隔壁は、隣接する前記端子パッド間に伸長しかつ前記端子パッド及び前記第２表示電極を電気的に接続する接続領域を画定しかつ前記端子パッド間を絶縁する隔壁端部を有すること、少なくとも前記隔壁端部の両側面において前記隔壁の両側の前記第２表示電極が互いに絶縁されていること、並びに前記端子パッドは、前記接続領域に電気的に接続されかつ外部から導電材料を接続させる外部端子領域を有すること特徴とする有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル。
- 前記第１表示電極及び第２表示電極は、複数のストライプ状の電極でありかつ互いに直交する位置に配列された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ッセンスディスプレイパネル。
- 前記基板及び前記第１表示電極が透明である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ッセンスディスプレイパネル。
- 前記第２表示電極が透明である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ッセンスディスプレイパネル。
- 複数の発光部からなる画像表示配列領域を有している有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの製造方法であって、基板上に、前記発光部に対応する複数の第１表示電極及び前記画像表示配列領域の周縁に複数の端子パッドを形成するパターン工程と、少なくとも前記第１表示電極の一部分を露出せしめかつ全体が前記基板上から突出しかつその上部に前記基板に平行な方向に突出するオーバーハング部を有し、さらに、隣接する前記端子パッド間に伸長しかつ前記端子パッド及び前記第２表示電極を電気的に接続する接続領域を画定しかつ前記端子パッド間を絶縁する隔壁端部を有する電気絶縁性の隔壁を形成する隔壁形成工程と、露出した前記第１表示電極の部分の各々上に有機エレクトロルミネッセンス媒体を堆積させ、少なくとも１層の有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜を形成する発光層形成工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜の複数及び前記端子パッドの前記接続領域の複数の上に第２表示電極を形成し、前記薄膜及び前記端子パッドを電気的に接続し、更に少なくとも前記隔壁端部の両側において前記隔壁の両側の前記第２表示電極が前記隔壁の頂部に堆積している金属膜と離間するように形成する工程と、を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの製造方法。
- 前記隔壁形成工程は、前記基板上に隔壁材料層を成膜し、その上にフォトリソグラフィ法によって少なくとも前記第１表示電極の一部分を露出せしめるレジストマスクを形成し、ドライエッチング法又はウエットエッチング法によって前記オーバーハング部を有する隔壁を食刻する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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